JP2011254148A - Communication system, transmitter, transmission control method, transmission control program, and processor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、通信システム、送信装置、送信制御方法、送信制御プログラム、及びプロセッサに関する。 The present invention relates to a communication system, a transmission device, a transmission control method, a transmission control program, and a processor.
近年、第4世代の移動通信の標準化が進められており、下り回線(基地局装置から端末装置への通信)の伝送速度の向上を実現する目的で、様々な検討がなされている。その解決策の1つとして、システムの帯域を広帯域化することが考えられるが、システムの帯域を広帯域化することは周波数資源が有限であるので、この解決策には限界がある。そこで、周波数帯域を広げることなく同一時刻、同一周波数を用いて複数の信号を空間多重できるMIMO(Multiple−Input Multiple−Output)技術が有用な技術として検討されている。MIMO技術は、送受信双方に複数のアンテナを装備し、異なる信号系列を同時に複数の送信アンテナから伝送する空間多重伝送技術である。 In recent years, standardization of fourth-generation mobile communication has been promoted, and various studies have been made for the purpose of improving the transmission speed of a downlink (communication from a base station apparatus to a terminal apparatus). One possible solution is to increase the bandwidth of the system. However, increasing the bandwidth of the system has limited frequency resources, so this solution is limited. Therefore, a MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) technique that can spatially multiplex a plurality of signals using the same time and the same frequency without expanding the frequency band has been studied as a useful technique. The MIMO technique is a spatial multiplexing transmission technique in which a plurality of antennas are provided for both transmission and reception, and different signal sequences are simultaneously transmitted from a plurality of transmission antennas.
この下り回線のMIMO伝送において、複数のアンテナを持つ基地局装置と複数の端末装置が同時に通信を行うMU−MIMO(Multi User−MIMO)は、スループットを向上させる技術として注目を集めている。MU−MIMOでは、基地局装置から複数の端末装置へ同時に信号を送信するので、端末装置間の信号で干渉が生じてしまう。そこで、基地局装置側で、他の端末装置宛の信号による干渉を除去するように、予めプレコーディングを施して伝送する技術が知られている。 In this downlink MIMO transmission, MU-MIMO (Multi User-MIMO), in which a base station apparatus having a plurality of antennas and a plurality of terminal apparatuses communicate simultaneously, is attracting attention as a technique for improving throughput. In MU-MIMO, signals are simultaneously transmitted from a base station apparatus to a plurality of terminal apparatuses, and thus interference occurs between signals between terminal apparatuses. Thus, a technique is known in which the base station apparatus performs precoding in advance so as to remove interference caused by signals addressed to other terminal apparatuses.
プレコーディングとして、例えば、伝搬路をブロックすることによって、ユーザ間干渉の一部を除去し、残ったユーザ間干渉をTHP(Tomlinson−Harashima Precoding)を用いる技術が提案されている(例えば、非特許文献1)。 As precoding, for example, a technique of removing a part of inter-user interference by blocking a propagation path and using THP (Tomlinson-Harashima Precoding) for remaining inter-user interference is proposed (for example, non-patent). Reference 1).
ところで、引用文献1に記載のプレコーディングでは、THPによって干渉を除去する順序が後の受信装置は、先の受信装置又は干渉を除去しない受信装置と比較して、受信品質が劣化してしまうという欠点があった。
つまり、順序が後の受信装置では誤りが増加し、通信システムの伝送効率が劣化する場合あるという問題があった。
By the way, in the precoding described in the cited
In other words, there is a problem in that the number of errors increases in the receiving apparatus after the order, and the transmission efficiency of the communication system may deteriorate.
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、伝送効率を向上することができる通信システム、送信装置、送信制御方法、送信制御プログラム、及びプロセッサを提供する。 The present invention has been made in view of the above points, and provides a communication system, a transmission device, a transmission control method, a transmission control program, and a processor that can improve transmission efficiency.
(1)本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、本発明は、複数の受信装置と、前記複数の受信装置宛の信号を空間多重して送信する送信装置と、を具備する通信システムにおいて、前記送信装置は、各受信装置宛の信号の信号系列の数に関する情報に基づいて、前記空間多重に関する順序を決定することを特徴とする通信システムである。 (1) The present invention has been made to solve the above problems, and the present invention includes a plurality of receiving apparatuses and a transmitting apparatus that spatially multiplexes and transmits signals addressed to the plurality of receiving apparatuses. In the communication system provided, the transmission device determines an order related to the spatial multiplexing based on information on the number of signal sequences of signals addressed to each reception device.
(2)また、本発明は、上記の通信システムにおいて、前記送信装置は、前記空間多重に、非線形演算に基づくプレコーディングを用いることを特徴とする。 (2) Further, the present invention is characterized in that, in the communication system described above, the transmitting apparatus uses precoding based on a nonlinear operation for the spatial multiplexing.
(3)また、本発明は、上記の通信システムにおいて、前記送信装置は、前記信号の信号系列の数に関する情報が示す信号系列の数が多い受信装置宛の信号の少なくとも1つを、前記信号系列の数が少ない受信装置宛の信号よりも、先の順序に決定することを特徴とする。 (3) Further, in the communication system according to the present invention, the transmission device may receive at least one signal addressed to a reception device having a large number of signal sequences indicated by information on the number of signal sequences of the signal, as the signal. It is characterized in that it is determined in an order earlier than a signal addressed to a receiving apparatus having a small number of streams.
(4)また、本発明は、上記の通信システムにおいて、前記信号の信号系列の数に関する情報は、前記受信装置が前記送信装置に通知した信号の信号系列の数を示す情報であることを特徴とする。 (4) In the communication system according to the present invention, the information related to the number of signal sequences of the signal is information indicating the number of signal sequences of the signal notified to the transmitting device by the receiving device. And
(5)また、本発明は、複数の受信装置宛の信号を空間多重して送信する送信装置において、各受信装置宛の信号の信号系列の数に関する情報に基づいて、前記空間多重に関する順序を決定することを特徴とする。 (5) Further, the present invention provides a transmitting apparatus that spatially multiplexes and transmits signals addressed to a plurality of receiving apparatuses, based on information related to the number of signal sequences of signals addressed to each receiving apparatus. It is characterized by determining.
(6)また、本発明は、複数の受信装置宛の信号を空間多重して送信する送信装置における送信制御方法において、送信装置が、各受信装置宛の信号の信号系列の数に関する情報に基づいて、前記空間多重に関する順序を決定する過程を有することを特徴とする送信制御方法である。 (6) Further, the present invention provides a transmission control method in a transmission apparatus that spatially multiplexes and transmits signals addressed to a plurality of reception apparatuses, wherein the transmission apparatus is based on information on the number of signal sequences of signals addressed to each reception apparatus. A transmission control method characterized by comprising a step of determining an order related to the spatial multiplexing.
(7)また、本発明は、複数の受信装置宛の信号を空間多重して送信する送信装置のコンピュータに、各受信装置宛の信号の信号系列の数に関する情報に基づいて、前記空間多重に関する順序を決定する手段を実行させるための送信制御プログラムである。 (7) Further, the present invention relates to the spatial multiplexing based on information on the number of signal sequences of signals addressed to each receiving device to a computer of a transmitting device that spatially multiplexes and transmits signals addressed to a plurality of receiving devices. It is a transmission control program for executing a means for determining the order.
(8)また、本発明は、各受信装置宛の信号の信号系列の数に関する情報に基づいて、前記空間多重に関する順序を決定することを特徴とするプロセッサである。 (8) Further, the present invention is a processor characterized in that the order related to the spatial multiplexing is determined based on information related to the number of signal sequences of signals addressed to each receiving apparatus.
本発明によれば、通信システムは、伝送効率を向上することができる。 According to the present invention, the communication system can improve transmission efficiency.
(第1の実施形態)
以下、図面を参照しながら本発明の第1の実施形態について詳しく説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る通信システムの一例を示す概略図である。この図において、通信システムは、基地局装置a1と複数の端末装置B1〜BNを具備する。なお、図1ではN=3であり、本実施形態ではN=3とするが、本発明はこれに限らず、N=2であってもN>3であってもよい。
基地局装置a1は、K本の送信アンテナa161〜a16Kを備える。なお、図1ではK=4であり、本実施形態ではK=4とするが、本発明はこれに限らず、1<K<4であってもK>4であってもよい。基地局装置a1は、同一時刻で同一周波数を用いて複数の端末装置宛の信号を空間多重して送信する。
端末装置Bn(n=1〜N;端末装置Bn各々を端末装置b1ともいう)は、Jn本の受信アンテナBn1〜BnJnを備え、基地局装置a1から送信された信号を受信する。なお、図1ではJ1、J2、J3=2であり、本実施形態ではJ1、J2、J3=2とするが、本発明はこれに限らず、J1、J2、J3>2であってもよい。また、J1=J2=J3でなくてもよく、この場合、J1、J2、J3のいずれかが1であってもよい。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a communication system according to the first embodiment of the present invention. In this figure, the communication system includes a base station apparatus a1 and a plurality of terminal apparatuses B1 to BN. In FIG. 1, N = 3, and in this embodiment, N = 3. However, the present invention is not limited to this, and N = 2 or N> 3.
The base station apparatus a1 includes K transmission antennas a161 to a16K. In FIG. 1, K = 4 and K = 4 in the present embodiment, but the present invention is not limited to this, and 1 <K <4 or K> 4. The base station apparatus a1 spatially multiplexes and transmits signals addressed to a plurality of terminal apparatuses using the same frequency at the same time.
The terminal device Bn (n = 1 to N; each of the terminal devices Bn is also referred to as a terminal device b1) includes J n receiving antennas Bn1 to BnJ n and receives a signal transmitted from the base station device a1. It is to be 1 in J 1, J 2, J 3 = 2, in the present embodiment and J 1, J 2, J 3 = 2, the present invention is not limited thereto,
MU−MIMO伝送では、端末装置B1〜BNへの信号間で干渉が生じる。基地局装置a1は、ある端末装置宛の信号に対して、他の端末装置宛の信号による干渉を除去するように、予めプレコーディングを施して伝送する。ここで、基地局装置a1は、端末装置BNのストリーム(信号系列)数(またはランク数とも言う)に基づいて、プレコーディングでの順序を決定する。なお、例えば、ストリーム数が「1」個である端末装置Bnでは、Jn本のアンテナで同じ信号系列の信号を受信してもよいし、いずれか1本のアンテナで受信してもよい。また、プレコーディングとは、本来送信すべき信号に何らかの処理を加えて、複数の送信信号を空間多重可能な信号に変換することである。 In MU-MIMO transmission, interference occurs between signals to terminal apparatuses B1 to BN. The base station apparatus a1 preliminarily transmits a signal addressed to a certain terminal apparatus so as to eliminate interference caused by signals addressed to other terminal apparatuses. Here, the base station apparatus a1 determines the order in precoding based on the number of streams (signal sequences) (also referred to as ranks) of the terminal apparatus BN. For example, in the terminal apparatus Bn having the number of streams of “1”, signals of the same signal sequence may be received by J n antennas, or may be received by any one antenna. Precoding refers to converting a plurality of transmission signals into signals that can be spatially multiplexed by applying some processing to the signal that should be transmitted.
<基地局装置a1について>
図2は、本実施形態に係る基地局装置a1の構成を示す概略ブロック図である。この図において、基地局装置a1は、受信アンテナa111、無線部a112、上位層部a12、符号化部a131−1〜a131−K、変調部a132−1〜a132−K、多重信号生成部a14、第2の参照信号生成部a151、第1の参照信号生成部a152、フィルタ乗算部a153、信号多重部a154、無線部a155−1〜a155−K、送信アンテナa161〜a16Kを含んで構成される。上位層部a12は、ストリーム数取得部a121、順序決定部a122、アプリケーション部a123、及び順序変更部a124を含んで構成される。多重信号生成部a14は、フィルタ算出部a141、干渉算出部a142、減算部a143−3〜a143−K、Modulo演算部a144−3〜a144−K、フィルタ乗算部a145を含んで構成される。
基地局装置a1は、BT(Block Trianglization)−THPを用いて、信号を空間多重して送信する。
<About the base station apparatus a1>
FIG. 2 is a schematic block diagram showing the configuration of the base station apparatus a1 according to this embodiment. In this figure, a base station apparatus a1 includes a reception antenna a111, a radio unit a112, an upper layer unit a12, encoding units a131-1 to a131-K, modulation units a132-1 to a132-K, a multiplexed signal generation unit a14, A second reference signal generation unit a151, a first reference signal generation unit a152, a filter multiplication unit a153, a signal multiplexing unit a154, radio units a155-1 to a155-K, and transmission antennas a161 to a16K are configured. The upper layer unit a12 includes a stream number acquisition unit a121, an order determination unit a122, an application unit a123, and an order change unit a124. The multiplexed signal generation unit a14 includes a filter calculation unit a141, an interference calculation unit a142, a subtraction unit a1433-3 to a143-K, a modulo calculation unit a144-3 to a144-K, and a filter multiplication unit a145.
The base station apparatus a1 spatially multiplexes and transmits signals using BT (Block Triangulation) -THP.
基地局装置a1は、受信アンテナa111を用いて端末装置B1〜BNが送信した信号を受信する。受信アンテナa111で受信された信号は、無線部a112に入力される。
無線部a112は、入力された信号をダウンコンバートしてベースバンド信号を生成し、A/D(Analog to Digital)変換する。無線部a112は、A/D変換した信号を復調し、復調後の情報を上位層部a12に出力する。ここで、無線部a112は、復調後の情報のうち、各端末装置Bnの受信品質情報(CQI;Channel Quality Information)を受信品質取得部a123に出力し、伝搬路情報(CSI;Channel State Information)をフィルタ算出部a141に出力する。なお、各端末装置Bnの受信品質情報は、基地局装置a1からの信号の各端末装置での受信品質を示す情報であり、例えば、基地局装置a1から各端末装置Bnへの距離や基地局と端末の間の障害物の有無、端末が屋内、屋外のいずれに位置するか等に依存する。具体的には、受信品質情報が各端末装置Bnにおける受信SNR(Signal−to−Noise Ratio;信号対雑音比)を表すものである場合には、基地局装置a1近傍に位置する端末装置Bnでは高いSNRで信号が受信されるため、受信品質情報が示す受信品質も高い値となる。逆に、基地局装置a1から離れた場所に位置する端末装置Bnでは、受信品質情報が示す受信品質が低い値となる。
また、無線部a112は、復調後の情報のうち、端末装置Bn各々のストリーム数tnを示すストリーム数情報、及び受信アンテナ数Jnを示す受信アンテナ数情報をストリーム数取得部a121に出力する。
The base station apparatus a1 receives signals transmitted from the terminal apparatuses B1 to BN using the reception antenna a111. A signal received by the receiving antenna a111 is input to the wireless unit a112.
The radio unit a112 generates a baseband signal by down-converting the input signal and performs A / D (Analog to Digital) conversion. The radio unit a112 demodulates the A / D converted signal, and outputs the demodulated information to the upper layer unit a12. Here, the radio unit a112 outputs the reception quality information (CQI; Channel Quality Information) of each terminal apparatus Bn among the demodulated information to the reception quality acquisition unit a123, and the propagation path information (CSI; Channel State Information). Is output to the filter calculation unit a141. The reception quality information of each terminal device Bn is information indicating the reception quality at each terminal device of the signal from the base station device a1, and for example, the distance from the base station device a1 to each terminal device Bn, the base station Depending on whether there is an obstacle between the terminal and the terminal, whether the terminal is located indoors or outdoors. Specifically, when the reception quality information represents a reception SNR (Signal-to-Noise Ratio) in each terminal apparatus Bn, the terminal apparatus Bn located in the vicinity of the base station apparatus a1 Since the signal is received with a high SNR, the reception quality indicated by the reception quality information also has a high value. On the contrary, in the terminal device Bn located at a location away from the base station device a1, the reception quality indicated by the reception quality information is a low value.
The radio unit a112, among the information after demodulation, and outputs the stream number information indicating the number of streams t n of the terminal device Bn respectively, and a receiving antenna number information indicating the number of receive antennas J n to the stream number obtaining unit a121 .
なお、基地局装置a1は、各端末装置Bnでの受信品質情報及び伝搬路情報に基づいて、各端末装置Bn宛(受信アンテナBn1宛でもある)の情報の符号化率、及び、変調方式を決定する。また、基地局装置a1は、決定した各端末装置Bn宛の情報の符号化率、及び、変調方式を示す制御情報を、各端末装置Bnに送信する。 The base station apparatus a1 determines the coding rate and the modulation scheme of information addressed to each terminal apparatus Bn (also addressed to the receiving antenna Bn1) based on the reception quality information and propagation path information in each terminal apparatus Bn. decide. In addition, the base station apparatus a1 transmits the determined coding rate of information addressed to each terminal apparatus Bn and control information indicating a modulation scheme to each terminal apparatus Bn.
上位層部a12のストリーム数取得部a121は、無線部a112から入力されたストリーム数情報及び受信アンテナ数情報を取得し、順序決定部a122に出力する。なお、ストリーム数取得部a121は、無線部a112から入力されたストリーム数情報、及び、トラフィック情報或いは各端末装置Bnの受信品質情報等のその他の情報に基づいて、各端末装置Bnのストリーム数tnを決定してもよい。この場合、基地局装置a1は、決定したストリーム数tnを示すストリーム数情報を、端末装置Bnに通知する。
順序決定部a122は、無線部a112から各端末装置Bnの受信品質情報を入力され、ストリーム数取得部a121からストリーム数情報及び受信アンテナ数情報を入力される。順序決定部a122は、入力された情報に基づいて、空間多重する端末装置Bnと、それらの端末装置Bnの信号生成順序cを決定する(順序決定処理という)。
The stream number acquisition unit a121 of the upper layer unit a12 acquires the stream number information and the reception antenna number information input from the radio unit a112, and outputs them to the order determination unit a122. The number-of-streams acquisition unit a121, based on the number-of-streams information input from the wireless unit a112, and other information such as traffic information or reception quality information of each terminal device Bn, the number of streams t of each terminal device Bn. n may be determined. In this case, the base station apparatus a1 has the stream number information indicating the determined number of streams t n, and notifies the terminal Bn.
The order determination unit a122 receives the reception quality information of each terminal apparatus Bn from the radio unit a112, and receives the stream number information and the reception antenna number information from the stream number acquisition unit a121. The order determination unit a122 determines the terminal devices Bn to be spatially multiplexed and the signal generation order c of those terminal devices Bn based on the input information (referred to as order determination processing).
具体的には、順序決定部a122は、ストリーム数情報が示すストリーム数tnが大きい端末装置Bnの信号生成順序cが、ストリーム数tnが小さい端末装置Bnの信号生成順序cより、先になるように信号生成順序cを決定する。なお、この場合、順序決定部a122は、ストリーム数tnの小さい端末装置Bnの信号生成順序cが、ストリーム数tnが大きい端末装置Bnの信号生成順序cより、後になるように信号生成順序cを決定することにもなる。
ここで、順序決定部a122は、ストリーム数tnが同じである端末装置Bnが複数ある場合、それらの端末装置Bnについて、受信アンテナ数情報が示す受信アンテナ数Jnが少ない端末装置Bnの信号生成順序cが、受信アンテナ数Jnが多い端末装置Bnの信号生成順序cより、先になるように信号生成順序cを決定する。
また、順序決定部a122は、ストリーム数tnも受信アンテナ数Jnも同じである端末装置Bnが複数ある場合、それらの端末装置Bnについて、受信品質情報が示す受信品質が低い端末装置Bnの信号生成順序cが、受信品質が高い端末装置Bnの信号生成順序cより、先になるように信号生成順序cを決定する。
なお、順序決定処理において、受信アンテナ数Jn及び受信品質に基づく信号生成順序cは、上記の処理に限られない。例えば、順序決定部a122は、受信品質高い端末装置Bnの信号生成順序cが、受信品質が低い端末装置Bnの信号生成順序cより、先になるように信号生成順序cを決定してもよい。また、順序決定部a122は、受信アンテナ数Jn又は受信品質情報以外の情報に基づいて信号生成順序cを決定してもよく、例えば、ストリーム数tnが同じである端末装置Bnをランダムに選択し、選択した順序を信号生成順序cとして決定してもよい。
順序決定部a122は、信号生成順序cを決定した端末装置Bnの識別情報、及び信号生成順序cを示す信号生成順序情報を順序変換部a124及びフィルタ算出部に出力する。
Specifically, the order determination unit a122 determines that the signal generation order c of the terminal device Bn having the larger number of streams t n indicated by the stream number information is earlier than the signal generation order c of the terminal device Bn having the smaller number of streams t n. The signal generation order c is determined so that In this case, the order determination unit a122, the signal generation sequence c small terminal Bn of the stream number t n is the signal generated order so than the signal generation sequence c stream number t n is greater terminals Bn, made after c will also be determined.
Here, the order determination unit a122, if the stream number t n have multiple terminals Bn are the same for their terminals Bn, the signal of the receiving antenna number J n is small terminals Bn indicating the reception antenna number information generating sequence c is from the signal generating sequence c of the number of receive antennas J n is large terminals Bn, determines the signal generating sequence c so earlier.
In addition, when there are a plurality of terminal apparatuses Bn having the same number of streams t n and the same number of receiving antennas J n , the order determination unit a122 selects the terminal apparatus Bn having a low reception quality indicated by the reception quality information for those terminal apparatuses Bn. The signal generation order c is determined so that the signal generation order c comes before the signal generation order c of the terminal device Bn having high reception quality.
In the order determination process, the signal generation order c based on the number of reception antennas Jn and the reception quality is not limited to the above process. For example, the order determination unit a122 may determine the signal generation order c so that the signal generation order c of the terminal apparatus Bn with high reception quality precedes the signal generation order c of the terminal apparatus Bn with low reception quality. . Also, order determining section a122 may determine the signal generating sequence c based on the number of receive antennas J n or information other than the reception quality information, for example, the terminal device Bn stream number t n are the same random The order of selection may be determined as the signal generation order c.
The order determination unit a122 outputs the identification information of the terminal device Bn that has determined the signal generation order c and the signal generation order information indicating the signal generation order c to the order conversion unit a124 and the filter calculation unit.
アプリケーション部a123には、ネットワークを介して入力された各端末装置Bn宛の情報を、順序変換部a124に出力する。なお、端末装置Bn宛の情報には、端末装置Bnの識別情報が付与されている。
順序変換部a124は、順序決定部a122から入力された識別情報と識別情報が一致する端末装置Bn宛の情報を選択する。順序変換部a124は、選択した端末装置Bn宛の情報を、順序決定部a122から入力された信号生成順序cに基づいて並び替える。以下、信号生成順序cがm番目の端末装置Bnの情報であって、端末装置Bnのj番目の受信アンテナ宛の情報を、情報Di(i=j+Σs≦m−1Js)と表す。順序変換部a124は、情報Diを符号化部a131−iに出力する。
ここで、順序変換部a124は、端末装置Bnのストリーム数tnが受信アンテナ数Jnより小さい場合、情報Di(i=1〜Jn−tn)を複製し、それぞれ、情報Di+1〜DJnとする。これにより、情報Di(i=1〜Jn−tn)の信号が多重されることとなる。
The application unit a123 outputs the information addressed to each terminal device Bn input via the network to the order conversion unit a124. In addition, the identification information of the terminal device Bn is given to the information addressed to the terminal device Bn.
The order conversion unit a124 selects information addressed to the terminal apparatus Bn whose identification information matches the identification information input from the order determination unit a122. The order conversion unit a124 rearranges the information addressed to the selected terminal device Bn based on the signal generation order c input from the order determination unit a122. Hereinafter, the information for the j-th receiving antenna of the terminal device Bn, the signal generation order c of which is the m-th terminal device Bn, is represented as information D i (i = j + Σ s ≦ m−1 J s ). . The order conversion unit a124 outputs the information D i to the encoding unit a131-i.
Here, when the number of streams t n of the terminal device Bn is smaller than the number of reception antennas J n , the order conversion unit a124 duplicates the information D i (i = 1 to J n −t n ), and each of the information D i + 1. ˜D Jn . Thus, the signal information D i (i = 1~J n -t n) is to be multiplexed.
符号化部a131−iは、アプリケーション部a123から入力された端末装置Bn宛の情報Diを、基地局装置a1が決定した符号化率であって端末装置Bn宛の情報の符号化率で符号化する。符号化部a131−nは、それぞれ、符号化した情報diを変調部a132−iに出力する。
変調部a132−iは、符号化部a131−iから入力された情報diを、基地局装置a1が決定した符号化率であって端末装置Bn宛の情報の変調方式で変調する。変調方式には、例えば、QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)や16QAM(Quadrature Amplitude Modulation)がある。変調部a132−iは、変調後の信号siを、多重信号生成部a14に出力する。
The encoding unit a131-i encodes the information D i addressed to the terminal device Bn input from the application unit a123 at the encoding rate determined by the base station device a1 and the encoding rate of the information addressed to the terminal device Bn. Turn into. Encoding section a131-n, respectively, and outputs the information d i which is encoded in the modulation unit a132-i.
Modulation unit a132-i is information d i which is input from the coding section a131-i, a coding rate base station apparatus a1 has decided modulated with modulation method information to the terminal device Bn. Examples of the modulation method include QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) and 16QAM (Quadrature Amplitude Modulation). The modulation unit a132-i outputs the modulated signal s i to the multiplexed signal generation unit a14.
フィルタ算出部a141は、無線部a112から入力された伝搬路情報から伝搬行列Hを生成する。ここで、伝搬行列Hのi行k列要素Hik(k=1〜N)は、基地局装置a1の送信アンテナa16kと、端末装置Bmの受信アンテナBmjとの間の伝搬路推定値である。なお、フィルタ算出部a141は、順序決定部a122から入力された端末装置Bnの識別情報、及び信号生成順序情報に基づいて、要素Hikをiの順序に整列する。
フィルタ算出部a141、生成した伝搬行列Hに乗算した場合に、その行列が下方にブロック三角化される行列Mを算出する。ここで、ブロック三角化とは、行列成分を端末装置b1毎の要素(ブロック)とした場合に、ブロックでの非対角成分(非対角ブロックという)の一方の行列が0であることをいう(式(23)参照)。フィルタ算出部a141は、算出した行列Mをフィルタ係数としてフィルタ乗算部a145及びフィルタ乗算部a153に出力する。
フィルタ算出部a141は、伝搬行列Hに行列Mを乗算した結果の行列Aを示す情報を、干渉算出部a142に出力する。
The filter calculation unit a141 generates a propagation matrix H from the propagation path information input from the wireless unit a112. Here, i rows and k columns elements H ik (k = 1 to N) of the propagation matrix H are propagation path estimation values between the transmission antenna a16k of the base station apparatus a1 and the reception antenna Bmj of the terminal apparatus Bm. . The filter calculating unit a141 arranges the elements H ik in the order of i based on the identification information of the terminal device Bn and the signal generation order information input from the order determining unit a122.
When the filter calculation unit a141 multiplies the generated propagation matrix H, the matrix M is calculated so that the matrix is triangulated downward. Here, block triangulation means that one matrix of non-diagonal components (referred to as non-diagonal blocks) in a block is 0 when the matrix component is an element (block) for each terminal device b1. (See equation (23)). The filter calculation unit a141 outputs the calculated matrix M as a filter coefficient to the filter multiplication unit a145 and the filter multiplication unit a153.
The filter calculation unit a141 outputs information indicating the matrix A as a result of multiplying the propagation matrix H by the matrix M to the interference calculation unit a142.
干渉算出部a142は、フィルタ算出部a141から入力された情報が示す行列Aを用いて、変調部a132−i(i=3〜K)から入力された信号siに対する他の信号se(e≠i)からの干渉信号fiを逐次生成する。具体的には、干渉算出部a142は、行列Aを用いて、干渉係数行列C={Diag(A)}−1A−Iを算出する。ここで、Diag(X)は、行列Xの非対角ブロックを0とした行列を表す。 The interference calculation unit a142 uses the matrix A indicated by the information input from the filter calculation unit a141 to use another signal s e (e) for the signal s i input from the modulation unit a132-i (i = 3 to K). ≠ i), the interference signal f i is sequentially generated. Specifically, the interference calculation unit a142 uses the matrix A to calculate the interference coefficient matrix C = {Diag (A)} −1 A−I. Here, Diag (X) represents a matrix in which the non-diagonal block of the matrix X is zero.
干渉算出部a142は、変調部a132−iから入力された信号siを成分とするベクトルsi’を逐次生成する。
干渉算出部a142は、干渉係数行列Cにベクトルsi’を乗算することで、干渉信号fiを生成する。具体的には、干渉算出部a142は、干渉信号f3は、干渉係数行列Cに(s1,s2,0,0)Tを乗算した行列のうち第3成分、干渉信号f4は、干渉係数行列Cに(s1,s2,0,0)Tを乗算した行列のうち第4成分を生成する。
なお、図2の一例では、干渉算出部a142は、信号siを成分とするベクトルsI’のみ生成することとなるが、端末装置がN個以上ある場合には、Modulo演算部a144−(J1+1)〜a144−(I―JN)から信号sJ1+1〜sI―JNを入力されてもよい。この場合、干渉算出部a24−23は、信号si及び信号sJ1+1〜sI―JNを成分とするベクトルsI’を逐次生成する。
干渉算出部a142は、生成した干渉信号fiを、それぞれ、減算部a143−iに出力する。
The interference calculation unit a142 sequentially generates a vector s i ′ having the signal s i input from the modulation unit a132-i as a component.
The interference calculation unit a142 generates the interference signal f i by multiplying the interference coefficient matrix C by the vector s i ′. Specifically, the interference calculation section a142 the interference signal f 3 is the interference coefficient matrix C (s 1, s 2, 0,0) the third component of the matrix obtained by multiplying the T, the interference signal f 4 is A fourth component of the matrix obtained by multiplying the interference coefficient matrix C by (s 1 , s 2 , 0, 0) T is generated.
Note that in the example of FIG. 2, the interference calculation section a142 is a generating only vectors s I 'to the signal s i as a component, if the terminal is in N or more, the Modulo arithmetic unit A144- ( The signals s J1 + 1 to s I-JN may be input from J 1 +1) to a144- (I−J N ). In this case, the interference calculation section a24-23 is sequentially generates a vector s I 'to the signal s i and the signal s J1 + 1 ~s I-JN and components.
Interference calculation section a142 the generated interference signal f i, respectively, and outputs to the subtraction section a143-i.
減算部a143−iは、変調部a132−iから信号siを入力され、干渉算出部a142から干渉信号fiを入力される。減算部a143−iは、信号siから干渉信号fiを減算する。減算部a143−iは、減算後の信号si−fiをModulo演算部a144−iに出力する。
Modulo演算部a144−iは、減算部a143−iから入力された信号si−fiに対して、基地局装置a1が決定した各端末装置Bmの変調方式に基づくModulo演算(非線形演算)を行う。Modulo演算部a144−iは、Modulo演算後の信号si’を干渉算出部a142及びフィルタ乗算部a145に出力する。
The subtraction unit a143-i receives the signal s i from the modulation unit a132-i, and receives the interference signal f i from the interference calculation unit a142. The subtraction unit a143-i subtracts the interference signal f i from the signal s i . Subtraction section a143-i outputs a signal s i -f i after subtraction Modulo arithmetic unit a 144-i.
Modulo arithmetic unit a 144-i, to the signal s i -f i input from the subtraction section a143-i, Modulo operation base station apparatus a1 is based on the modulation scheme of each terminal Bm determining the (non-linear operation) Do. The modulo calculator a144-i outputs the signal s i ′ after the modulo calculation to the interference calculator a142 and the filter multiplier a145.
フィルタ乗算部a145は、変調部a132−i(i=1〜Jm=1)から入力された信号si(信号si’とする)、及びModulo演算部a144−i(i=Jm=1〜K)から入力された信号si’を成分とするベクトルsi’=(s1’,s2’,・・・,sI’)Tを生成する。フィルタ乗算部a145は、フィルタ算出部a141から入力された情報が示すフィルタ係数に、生成したベクトルsi’を乗算する。フィルタ乗算部a246は、乗算後のベクトルの成分の信号を、信号多重部a154に出力する。 The filter multiplication unit a145 receives the signal s i (referred to as signal s i ′) input from the modulation unit a132-i (i = 1 to J m = 1 ) and the modulo calculation unit a144-i (i = J m = 1 to K), a vector s i ′ = (s 1 ′, s 2 ′,..., S I ′) T having the signal s i ′ input as a component is generated. The filter multiplier a145 multiplies the generated vector s i ′ by the filter coefficient indicated by the information input from the filter calculator a141. The filter multiplication unit a246 outputs the vector component signal after multiplication to the signal multiplexing unit a154.
第2の参照信号生成部a151は、送信アンテナa16k各々から送信するパイロット信号(参照信号)を生成する。パイロット信号とは、基地局装置a1及び端末装置b1間で既知の(予めその波形を記憶する)信号であり、複数の送信アンテナから送信されたパイロット信号が干渉し合わないように送信アンテナa161〜a164間で直交化される。なお、第2の参照信号生成部a151が生成したパイロット信号は、各端末装置b1において、基地局装置a1に通知する伝搬路情報を推定するために用いられる。第2の参照信号生成部a151は、生成したパイロット信号を信号多重部a154に出力する。 The second reference signal generation unit a151 generates a pilot signal (reference signal) transmitted from each of the transmission antennas a16k. The pilot signal is a signal known between the base station apparatus a1 and the terminal apparatus b1 (the waveform is stored in advance), and the transmission antennas a161 to a161 are used so that pilot signals transmitted from a plurality of transmission antennas do not interfere with each other. a164 is orthogonalized. Note that the pilot signal generated by the second reference signal generation unit a151 is used in each terminal apparatus b1 to estimate the propagation path information to be notified to the base station apparatus a1. The second reference signal generation unit a151 outputs the generated pilot signal to the signal multiplexing unit a154.
第1の参照信号生成部a152は、パイロット信号を生成する。パイロット信号とは、基地局装置a1及び端末装置b1間で既知の(予めその波形を記憶する)信号であり、複数の送信アンテナから送信されたパイロット信号が干渉し合わないように送信アンテナa161〜a164間で直交化される。なお、第1の参照信号生成部a152が生成したパイロット信号は、各端末装置b1において、空間多重された信号を分離するために用いられる。第1の参照信号生成部a152は、生成したパイロット信号をフィルタ乗算部a153に出力する。
フィルタ乗算部a153は、フィルタ算出部a141から入力された情報が示すフィルタ係数に、第1の参照信号生成部a152から入力されたパイロット信号を乗算する。フィルタ乗算部a153は、乗算後の信号を信号多重部a154に出力する。
The first reference signal generation unit a152 generates a pilot signal. The pilot signal is a signal known between the base station apparatus a1 and the terminal apparatus b1 (the waveform is stored in advance), and the transmission antennas a161 to a161 are used so that pilot signals transmitted from a plurality of transmission antennas do not interfere with each other. a164 is orthogonalized. Note that the pilot signal generated by the first reference signal generation unit a152 is used in each terminal apparatus b1 to separate the spatially multiplexed signals. The first reference signal generation unit a152 outputs the generated pilot signal to the filter multiplication unit a153.
The filter multiplier a153 multiplies the filter coefficient indicated by the information input from the filter calculator a141 by the pilot signal input from the first reference signal generator a152. The filter multiplier a153 outputs the multiplied signal to the signal multiplexer a154.
信号多重部a154は、フィルタ乗算部a145、第2の参照信号生成部a151、フィルタ乗算部a153から入力された信号を多重する。ここで、第2の参照信号生成部a151から入力されたパイロット信号と、フィルタ乗算部a153から入力された信号とは、例えば、時間領域等で直交化され、多重される。また、信号多重部a154は、端末装置Bm(m≧2)に割り当てた帯域にModulo演算を行ったことを示す剰余演算情報の信号を制御情報の信号に含ませて配置する。なお、本発明はこれに限らず、剰余演算情報に代えて、ストリーム数tnが最も小さい端末装置ではないことを示す情報を送信してもよい。
このような信号多重を行った後、信号多重部a154は、信号si’から生成されて出力された信号を、送信アンテナa16iで送信する帯域に配置する。
無線部a155−kは、信号多重部a154から入力された信号をD/A(Digital to Analog)変換する。無線部a155−kは、変換後の信号を、無線周波数にアップコンバートし、送信アンテナa16kを介して、端末装置Bnに送信する。
The signal multiplexing unit a154 multiplexes the signals input from the filter multiplication unit a145, the second reference signal generation unit a151, and the filter multiplication unit a153. Here, the pilot signal input from the second reference signal generation unit a151 and the signal input from the filter multiplication unit a153 are orthogonalized and multiplexed in the time domain, for example. In addition, the signal multiplexing unit a154 arranges the signal of the remainder calculation information indicating that the modulo calculation is performed in the band assigned to the terminal device Bm (m ≧ 2) in the control information signal. The present invention is not limited to this, instead of the modulo operation information may transmit information indicating that the stream number t n is not the smallest terminals.
After performing such signal multiplexing, the signal multiplexing unit a154 places a signal generated from the signal s i ′ and output in a band to be transmitted by the transmission antenna a16i.
The radio unit a155-k performs D / A (Digital to Analog) conversion on the signal input from the signal multiplexing unit a154. The radio unit a155-k upconverts the converted signal to a radio frequency and transmits it to the terminal device Bn via the transmission antenna a16k.
<順序決定処理について>
以下、順序決定部a122が行う順序決定処理について詳細を説明する。
図3は、本実施形態に係る順序決定処理の動作の一例を示すフォローチャートである。なお、順序決定部a122は、端末装置Bnの識別情報毎に、端末装置情報(端末識別情報、ストリーム数情報、受信アンテナ数情報、及び受信品質情報)を記憶する。
<About order determination processing>
Hereinafter, the order determination process performed by the order determination unit a122 will be described in detail.
FIG. 3 is a follow chart showing an example of the operation of the order determination process according to the present embodiment. The order determining unit a122 stores terminal device information (terminal identification information, stream number information, reception antenna number information, and reception quality information) for each piece of identification information of the terminal device Bn.
(ステップS101)順序決定部a122は、ストリーム数情報が示すストリーム数tnの大きい順序に、端末装置情報を並び替える。その後、ステップS102に進む。
(ステップS102)順序決定部a122は、ストリーム数tnの同じ端末装置情報があるか否かを判定する。ストリーム数tnの同じ端末装置情報があると判定した場合(YES)、ステップS103に進む。一方、ストリーム数tnの同じ端末装置情報がないと判定した場合(NO)、ステップS108に進む。
(Step S101) order determination section a122 has a large order of the stream numbers t n indicated stream number information, rearranges the terminal apparatus information. Thereafter, the process proceeds to step S102.
(Step S102) order determination section a122 determines whether there is the same terminal device information of the stream number t n. When it is determined that there is the same terminal device information with the number of streams t n (YES), the process proceeds to step S103. On the other hand, if it is determined that there is no terminal device information with the same number of streams t n (NO), the process proceeds to step S108.
(ステップS103)順序決定部a122は、ステップS103でストリーム数tnが同じと判定した端末装置情報を抽出する。その後、ステップS104に進む。
(ステップS104)順序決定部a122は、ステップS103で抽出した端末装置情報を、ストリーム数tn毎に、受信アンテナ数情報が示す受信アンテナ数Jnの少ない順序に並び替える。その後、ステップS105に進む。
(ステップS105)順序決定部a122は、受信アンテナ数Jnの同じ端末装置情報が複数あるか否かを判定する。受信アンテナ数Jnの同じ端末装置情報があると判定した場合(YES)、ステップS106に進む。一方、受信アンテナ数Jnの同じ端末装置情報がないと判定した場合(NO)、ステップS108に進む。
(Step S103) order determination section a122 has the stream number t n in step S103 and extracts the determined terminal device information and the same. Thereafter, the process proceeds to step S104.
(Step S104) order determination section a122 the extracted terminal information in step S103, for each stream number t n, rearranges the small order of the number of receive antennas J n indicated in the received antenna number information. Thereafter, the process proceeds to step S105.
(Step S105) order determination section a122 has the same terminal device information of the number of receive antennas J n determines whether or not there are a plurality of. If it is determined that there is the same terminal device information of the number of receiving antennas J n (YES), the process proceeds to step S106. On the other hand, when it is determined that there is no same terminal device information of the number of receiving antennas J n (NO), the process proceeds to step S108.
(ステップS106)順序決定部a122は、ステップS105で受信アンテナ数Jnが同じと判定した端末装置情報を抽出する。その後、ステップS107に進む。
(ステップS107)順序決定部a122は、ステップS106で抽出した端末装置情報を、ストリーム数tn及び受信アンテナ数Jnに、受信品質が低い順序に並び替える。その後、ステップS108に進む。
(Step S106) order determination section a122 has the number of receive antennas J n in step S105 and extracts the determined terminal device information and the same. Thereafter, the process proceeds to step S107.
(Step S107) The order determination unit a122 rearranges the terminal device information extracted in Step S106 into the order of low reception quality in the number of streams t n and the number of reception antennas J n . Thereafter, the process proceeds to step S108.
(ステップS108)順序決定部a122は、選択数xに初期値「0」を代入する。その後、ステップS109に進む。
(ステップS109)順序決定部a122は、選択数xにx+1を代入する。その後、ステップS110に進む。
(ステップS110)順序決定部a122は、選択数xが奇数である(x=2y−1;yは自然数)か否かを判定する。選択数xが奇数であると判定した場合(YES)、ステップS111に進む。一方、選択数xが奇数でない(x=2y)と判定した場合(NO)、ステップS112に進む。
(Step S108) The order determination unit a122 substitutes an initial value “0” for the selection number x. Thereafter, the process proceeds to step S109.
(Step S109) The order determination unit a122 substitutes x + 1 for the selection number x. Then, it progresses to step S110.
(Step S110) The order determination unit a122 determines whether the selection number x is an odd number (x = 2y−1; y is a natural number). If it is determined that the selection number x is an odd number (YES), the process proceeds to step S111. On the other hand, if it is determined that the selected number x is not an odd number (x = 2y) (NO), the process proceeds to step S112.
(ステップS111)順序決定部a122は、ステップS101、S104、及びS107で並び替えた順序が、y番目に大きい端末装置情報に、信号生成順序c=C−y−1を割り当てる。つまり、順序決定部a122は、y番目にストリーム数tnが大きい端末装置Bnに、信号生成順序c=C−y−1を割り当てる。なお、Cの値は、ステップS115で決定される。その後、ステップS113に進む。
(ステップS112)順序決定部a122は、ステップS101、S104、及びS107で並び替えた順序が、y番目に小さい端末装置情報に、信号生成順序c=yを割り当てる。つまり、順序決定部a122は、y番目にストリーム数tnが小さい端末装置Bnに、信号生成順序c=yを割り当てる。その後、ステップS113に進む。
(Step S111) The order determination unit a122 assigns the signal generation order c = C−y−1 to the terminal device information whose order rearranged in steps S101, S104, and S107 is the yth largest. That is, the order determination unit a122 assigns the signal generation order c = C−y−1 to the terminal device Bn having the yth largest number of streams t n . Note that the value of C is determined in step S115. Thereafter, the process proceeds to step S113.
(Step S112) The order determination unit a122 assigns the signal generation order c = y to the terminal apparatus information whose order rearranged in steps S101, S104, and S107 is the yth smallest. In other words, the order determination unit a122, the stream number t n is a small terminal unit Bn to y-th, allocates the signal generating sequence c = y. Thereafter, the process proceeds to step S113.
(ステップS113)順序決定部a122は、ステップS111びステップS112で選択した端末装置情報の受信アンテナ数Jnの合計が、送信アンテナ数K以下であるか否かを判定する。受信アンテナ数の合計が送信アンテナ数K以下である場合(YES)、ステップS114に進む。一方、受信アンテナ数の合計が送信アンテナ数Kより大きい場合(NO)、ステップS109に戻る。
(ステップS114)順序決定部a122は、最後に選択した端末装置情報(ステップS111又はステップS112のいずれかで選択した端末装置情報)に割り当てた信号生成順序cを削除することで、この端末装置情報への割り当てをキャンセルする。その後、ステップS115に進む。
(ステップS115)順序決定部a122は、信号生成順序cを割り当てた端末装置情報の数を計数する。順序決定部a122は、計数結果をCに代入する。これにより、順序決定部a122がCを確定し、端末装置情報に対して信号生成順序cの値が割り当てられる。つまり、順序決定部a122は、端末装置情報の識別情報が示す端末装置Bnに対して、信号生成順序cを決定する。その後、動作を終了する。
(Step S113) order determination section a122, the total number of receiving antennas J n of the selected terminal device information in step S111 beauty step S112 is equal to or less than the number of transmission antennas K. When the total number of reception antennas is equal to or less than the number K of transmission antennas (YES), the process proceeds to step S114. On the other hand, when the total number of reception antennas is larger than the number K of transmission antennas (NO), the process returns to step S109.
(Step S114) The order determination unit a122 deletes the signal generation order c assigned to the terminal device information selected last (terminal device information selected in either step S111 or step S112), thereby this terminal device information. Cancel assignment to. Thereafter, the process proceeds to step S115.
(Step S115) The order determination unit a122 counts the number of terminal device information to which the signal generation order c is assigned. The order determination unit a122 substitutes the count result for C. As a result, the order determination unit a122 determines C, and the value of the signal generation order c is assigned to the terminal device information. That is, the order determination unit a122 determines the signal generation order c for the terminal device Bn indicated by the identification information of the terminal device information. Thereafter, the operation is terminated.
なお、順序決定部a122が行う順序決定処理は、図3の動作に限られず、ストリーム数tnが多い受信装置Bn宛の信号の少なくとも1つを、ストリーム数tnが少ない受信装置Bn宛の信号よりも、先の順序に決定する処理であればよい。 The order determination processing order determining unit a122 performs is not limited to the operation of FIG. 3, at least one of the number of streams t n is large reception apparatus Bn addressed signal, the stream number t n is less receiving apparatus Bn addressed Any process that determines the order in advance of the signal may be used.
図3の順序決定処理によって、例えば、以下のようになる。
図1の通信システムにおいて、端末装置B1、B3のストリーム数がt1、t3=2であり、端末装置B2のストリーム数がt2=1である場合には、順序決定部a122は、次のように、空間多重する端末装置Bn、及び、それらの端末装置Bnの信号生成順序cを決定することとなる。ただし、端末装置B1の受信品質は、端末装置B3の受信品質より高いものとする。
図3において、順序決定部a122は、ステップS101で、端末装置B1、B3、B2の順序、又は、端末装置B3、B1、B2の順序に端末装置情報を並び替える。順序決定部a122は、ステップS103で、端末装置B1、B3の端末装置情報を抽出する。その後、これらの端末装置情報の順序は決まらず、順序決定部a122は、ステップS106で、端末装置B1、B3の端末装置情報を抽出する。順序決定部a122は、ステップS107で、端末装置B3、B1の順序に端末装置情報を並び替える。つまり、順序決定部a122は、端末装置B3、B1、B2の順序に端末装置情報を並び替えることとなる。
The order determination process in FIG. 3 is as follows, for example.
In the communication system of FIG. 1, when the number of streams of the terminal devices B1 and B3 is t 1 and t 3 = 2 and the number of streams of the terminal device B2 is t 2 = 1, the order determination unit a122 Thus, the terminal apparatuses Bn to be spatially multiplexed and the signal generation order c of those terminal apparatuses Bn are determined. However, it is assumed that the reception quality of the terminal device B1 is higher than the reception quality of the terminal device B3.
In FIG. 3, in step S101, the order determination unit a122 rearranges the terminal device information in the order of the terminal devices B1, B3, and B2 or the order of the terminal devices B3, B1, and B2. In step S103, the order determination unit a122 extracts the terminal device information of the terminal devices B1 and B3. Thereafter, the order of these terminal device information is not determined, and the order determination unit a122 extracts the terminal device information of the terminal devices B1 and B3 in step S106. In step S107, the order determination unit a122 rearranges the terminal device information in the order of the terminal devices B3 and B1. That is, the order determination unit a122 rearranges the terminal device information in the order of the terminal devices B3, B1, and B2.
順序決定部a122は、ステップS111で、端末装置B2の端末装置情報にc=Cを割り当てる。順序決定部a122は、ステップS113で受信アンテナ数の合計J2(=1)が送信アンテナ数K(=4)以下であると判定する。順序決定部a122は、ステップS112で、端末装置B3の端末装置情報にc=1を割り当てる。順序決定部a122は、ステップS113で受信アンテナ数の合計J2+J3(=3)が送信アンテナ数K(=4)以下であると判定する。順序決定部a122は、ステップS111で、端末装置B1の端末装置情報にc=C−1を割り当てる。順序決定部a122は、ステップS113で受信アンテナ数の合計J2+J3+J1(=5)が送信アンテナ数K(=4)より大きいと判定する。順序決定部a122は、ステップS114で、直近の割り当て(直近のステップS111での割り当て)をキャンセルする。つまり、端末装置B3、B2の端末装置情報に信号生成順序cが割り当てられていることとなる。順序決定部a122は、ステップS115で、計数した結果、C=2とする。したがって、順序決定部a122は、端末装置B3、B2の端末装置情報に対して、それぞれ、信号生成順序「1」、「2」を決定する。 In step S111, the order determination unit a122 assigns c = C to the terminal device information of the terminal device B2. In step S113, the order determination unit a122 determines that the total number J 2 (= 1) of reception antennas is equal to or less than the number of transmission antennas K (= 4). In step S112, the order determination unit a122 assigns c = 1 to the terminal device information of the terminal device B3. The order determination unit a122 determines in step S113 that the total number of reception antennas J 2 + J 3 (= 3) is less than or equal to the number of transmission antennas K (= 4). In step S111, the order determination unit a122 assigns c = C-1 to the terminal device information of the terminal device B1. In step S113, the order determination unit a122 determines that the total number of reception antennas J 2 + J 3 + J 1 (= 5) is greater than the number of transmission antennas K (= 4). In step S114, the order determining unit a122 cancels the latest assignment (assignment in the latest step S111). That is, the signal generation order c is assigned to the terminal device information of the terminal devices B3 and B2. The order determination unit a122 sets C = 2 as a result of counting in step S115. Therefore, the order determination unit a122 determines the signal generation order “1” and “2” for the terminal device information of the terminal devices B3 and B2, respectively.
この場合、順序変換部a124は、信号生成順序c=1である端末装置B3の1、2番目の受信アンテナ宛の情報D1、D2を、それぞれ、符号化部a131−1、a131−2に出力することとなる。また、順序変換部a124は、信号生成順序c=2である端末装置B2の1番目の受信アンテナ宛の情報D3を複製することとなる。順序変換部a124は、複製した情報を情報D4とし、情報D3、D4を、それぞれ、符号化部a131−3、a131−4に出力することとなる。つまり、複製して送信する数が多い端末装置Bn宛の信号は、多重数が少ない端末装置Bnと比較して、iが小さい符号化部a131−iに出力されることとなる。
In this case, order conversion section a124 has the
<多重信号生成部a14での処理について>
図1の通信システム(K=4、N=3、J1、J2、J3=2)では、図2の構成により、多重信号生成部a14での処理は、以下の処理となる。
フィルタ算出部a141は、次式(1)の伝搬行列Hを生成する。
<Processing in Multiplex Signal Generation Unit a14>
In the communication system of FIG. 1 (K = 4, N = 3, J 1 , J 2 , J 3 = 2), the processing in the multiplexed signal generation unit a14 is as follows according to the configuration of FIG.
The filter calculation unit a141 generates a propagation matrix H of the following equation (1).
ここで、伝搬行列Hの1、2行の要素Hikは、1番目にストリーム数tnが小さい端末装置Bnの伝搬路推定値である。伝搬行列Hの3、4行の要素Hikは、1番目にストリーム数tnが大きい端末装置Bnの伝搬路推定値である。
フィルタ算出部a141は、伝搬行列Hを端末装置n毎に抽出する(伝搬行列Hnという)。具体的には、フィルタ算出部a141は、次式(2)、(3)を抽出する。
Here, the elements H ik in the first and second rows of the propagation matrix H are propagation path estimation values of the terminal apparatus Bn having the first smallest stream number t n . Elements H ik in the third and fourth rows of the propagation matrix H are propagation path estimation values of the terminal device Bn having the first largest stream number t n .
Filter calculating section a141 extracts a propagation matrix H for each terminal device n (referred propagation matrix H n). Specifically, the filter calculation unit a141 extracts the following expressions (2) and (3).
フィルタ算出部a141は、式(4)のように、伝搬行列H1を特異値分解する。 Filter calculating section a141, as in the equation (4), singular value decomposition propagation matrix H 1.
ここで、行列V1は4行4列のユニタリ行列であり、ここで、行列U1をU1’と定義する。フィルタ算出部a141は、行列V1は行列V1の左半分(1、2列)である4行2列の行列と、左半分(3、4列)である4行2列の行列をそれぞれ行列V1,1と行列V1,2として抽出する。フィルタ算出部a141は、行列V1,2に行列H2を乗算した行列を特異値分解することで、行列V2’を算出する。具体的には、フィルタ算出部a141は、次式(5)、(6)を満たすV2を算出する。 Here, the matrix V 1 is a 4 × 4 unitary matrix, and here, the matrix U 1 is defined as U 1 ′. Filter calculating section a141 has a 4 2 matrix matrix V 1 was a left half of the matrix V 1 (1, 2 columns), a left half (3,4 columns) 4 2 matrix, respectively Extract as matrix V 1,1 and matrix V 1,2 . The filter calculation unit a141 calculates a matrix V 2 ′ by performing singular value decomposition on a matrix obtained by multiplying the matrices V 1 and 2 by the matrix H 2 . Specifically, filter calculating section a141 has the formula (5) to calculate the V 2 satisfying (6).
フィルタ算出部a141は、行列Mを、次式(7)によって算出する。 The filter calculation unit a141 calculates the matrix M by the following equation (7).
フィルタ乗算部a145は、式(7)の行列Mをフィルタ係数として、信号に乗算する。
式(7)の行列Mに伝搬路行列Hを乗算する。基地局装置a1において送信信号に式(7)のプレコーディングを行って送信され、伝搬路を介して受信された信号は、端末装置側では、式(7)の行列Mに伝搬路行列Hを乗算された伝搬路と等価な伝搬路を介したものと同じになる。この等価な伝搬路は、次式(8)となる。
The filter multiplier a145 multiplies the signal by using the matrix M in Expression (7) as a filter coefficient.
Multiply the matrix M in equation (7) by the propagation path matrix H. In the base station apparatus a1, a signal transmitted by performing precoding of the expression (7) on the transmission signal and received via the propagation path is converted from the propagation path matrix H to the matrix M of the expression (7) on the terminal apparatus side. It is the same as that through the propagation path equivalent to the multiplied propagation path. This equivalent propagation path is expressed by the following equation (8).
式(8)は、基地局装置a1と端末装置b1の間の、フィルタ係数も含めた等価的な伝搬路を表す。また、式(8)は、ブロック三角化されていることを示す。なお、本実施形態では、フィルタ係数として式(8)を用いる場合について説明をしたが、本発明はこれに限らず、フィルタ算出部a145が算出するフィルタ係数は、伝搬路行列Hを乗算したときに、乗算後の行列をブロック三角化するフィルタ係数であればよい。 Expression (8) represents an equivalent propagation path including the filter coefficient between the base station apparatus a1 and the terminal apparatus b1. Equation (8) indicates that the block is triangulated. In the present embodiment, the case where Expression (8) is used as the filter coefficient has been described. However, the present invention is not limited to this, and the filter coefficient calculated by the filter calculation unit a145 is multiplied by the propagation path matrix H. In addition, any filter coefficients that block triangulate the matrix after multiplication may be used.
式(8)の非対角成分は、ストリーム数tnが大きい端末装置Bn宛の信号が、ストリーム数tnが小さい端末装置Bnに届き、干渉信号となることを示す。干渉算出部a142は、この干渉信号を算出する。具体的には、干渉算出部a142は、次式(9)を用いて干渉信号f3、f4を算出する。 Off-diagonal elements of the formula (8) indicates that the signal addressed to the stream number t n is greater terminal Bn is receive the stream number t n is a small terminal Bn, an interference signal. The interference calculation unit a142 calculates this interference signal. Specifically, the interference calculation unit a142 calculates the interference signals f 3 and f 4 using the following equation (9).
なお、この場合、次式(10)の関係が満たされる。 In this case, the relationship of the following formula (10) is satisfied.
式(10)において、ストリーム数tnが大きい端末装置Bn宛の信号s1、s2に対して乗ずる行列(要素はA11、A12、A21、A22)の固有値をd1、d2とし、ストリーム数tnが小さい端末装置Bn宛の信号s3、s4に対して乗ずる行列(要素はA33、A34、A43、A44)の固有値をd3、d4とすると、d1>d3>d2>d4となる。したがって、仮に、送信信号s1、s2とs3、s4が同じ振幅であった場合、受信信号s1の振幅が受信信号s3の振幅より大きくなり、受信信号s2の振幅が受信信号s4の振幅より大きくなる。 In equation (10), the eigenvalues of matrices (elements A 11 , A 12 , A 21 , A 22 ) multiplied by the signals s 1 , s 2 addressed to the terminal device Bn having a large number of streams t n are represented by d 1 , d 2 and the eigenvalues of matrices (elements A 33 , A 34 , A 43 , A 44 ) multiplied by the signals s 3 , s 4 addressed to the terminal device Bn with a small number of streams t n are d 3 , d 4. , D 1 > d 3 > d 2 > d 4 . Therefore, if the transmission signals s 1 , s 2 and s 3 , s 4 have the same amplitude, the amplitude of the reception signal s 1 becomes larger than the amplitude of the reception signal s 3 , and the amplitude of the reception signal s 2 is received. greater than the amplitude of the signal s 4.
減算部a143−3〜a143−4は、それぞれ、干渉算出部a142が算出した干渉信号f3、f4を信号s3、s4から減算する。これにより、式(10)の右辺に示すように、送信信号ベクトルsiに対して、ブロック対角化された行列を乗じた信号が受信されることとなる。つまり、複数の端末装置宛の信号が互いに干渉し合わないように、空間多重を実現することができる。
Subtraction unit a143-3~a143-4 respectively, the interference calculation section a142 subtracts the
Modulo演算部a144−iは、次式(11)で表されるModulo演算を行う。 The modulo operation unit a144-i performs a modulo operation represented by the following equation (11).
ここで、Re[u]、およびIm[u]はそれぞれ複素数uの実部、虚部を表している。床関数演算は、w以上の最小の整数を表している。jはj2=−1となる虚数単位である。なお、式(4)の第2項目、第3項目は、uの実部と虚部の大きさがτの整数倍であることを示している。なお、τは信号smに施された変調の変調方式によって決まる定数である。例えば、QPSK(quadrature phase−shift keying;四位相偏移変調)ではτ=2√2、16QAM(Quadrature amplitude modulation;直交振幅変調)では、τ=8/√10、64QAMではτ=16/√42である。
基地局装置a1は、Modulo演算を行うことにより、干渉減算後の信号の振幅が所定の幅に収めるように送信信号の振幅を制限することができ、送信電力の増大を抑えることができる。
Here, Re [u] and Im [u] represent the real part and the imaginary part of the complex number u, respectively. The floor function calculation represents the smallest integer greater than or equal to w. j is an imaginary unit where j 2 = −1. The second item and the third item of Equation (4) indicate that the real part and imaginary part of u are integer multiples of τ. Incidentally, tau is a constant determined by the modulation scheme of modulation applied to the signal s m. For example, τ = 2√2 for QPSK (quadrature phase-shift keying), τ = 8 / √10 for 16 QAM (quadrature amplitude modulation), and τ = 16 / √42 for 64QAM. It is.
By performing the modulo operation, the base station apparatus a1 can limit the amplitude of the transmission signal so that the amplitude of the signal after interference subtraction falls within a predetermined width, and can suppress an increase in transmission power.
<端末装置b1について>
図4は、本実施形態に係る端末装置b1の構成を示す概略ブロック図である。この図において、端末装置b1は、受信アンテナb111−1(Bn1)、b111−2(Bn2)、無線部b112−1、b112−2、信号分離部b113−1、b113−2、制御信号処理部b114−1、b114−2、伝搬路推定部b115、係数推定部b116、MIMO多重分離部b117、剰余判定部b118−1、b118−2、Modulo演算部b119−1、b119−2、復調部b120−1、b120−2、復号部b121−1、b121−2、上位層部b122、無線部b123、及び、送信アンテナb124を含んで構成される。
<About the terminal device b1>
FIG. 4 is a schematic block diagram illustrating the configuration of the terminal device b1 according to the present embodiment. In this figure, the terminal device b1 includes receiving antennas b111-1 (Bn1), b111-2 (Bn2), radio units b112-1, b112-2, signal separating units b113-1, b113-2, and a control signal processing unit. b114-1, b114-2, propagation path estimator b115, coefficient estimator b116, MIMO demultiplexer b117, residue determiners b118-1, b118-2, modulo calculators b119-1, b119-2, demodulator b120 -1, b120-2, decoding sections b121-1, b121-2, higher layer section b122, radio section b123, and transmission antenna b124.
無線部b112−j(j=1、2)は、受信アンテナb111−jを介して信号を受信する(端末装置Bmが受信する信号が受信信号ym)。この信号には、パイロット信号、端末装置Bm宛の情報の信号、及び、制御情報の信号が含まれている。無線部b112−jは、受信した信号をダウンコンバートしてベースバンド信号を生成し、A/D(Analog to Digital)変換する。無線部b112−jは、変換後の信号を信号分離部b113−jに出力する。 The radio unit b112-j (j = 1, 2) receives a signal via the receiving antenna b111-j (a signal received by the terminal device Bm is a received signal y m ). This signal includes a pilot signal, an information signal addressed to the terminal device Bm, and a control information signal. The radio unit b112-j downconverts the received signal to generate a baseband signal, and performs A / D (Analog to Digital) conversion. The radio unit b112-j outputs the converted signal to the signal separation unit b113-j.
信号分離部b113−jは、無線部b112−jから入力された信号分離する。信号分離部b113−jは、分離した信号のうち、制御情報の信号を制御情報受信部b113−jに出力し、パイロット信号を伝搬路推定部b115に出力する。信号分離部b113−jは、分離した信号のうち、自装置宛の情報の信号をMIMO多重分離部b117に出力する。
制御信号処理部b114−jは、信号分離部b113−jから入力された制御情報の信号を復調及び復号する。制御信号処理部b114−jは、復号した制御情報のうち、剰余演算情報及び変調方式を、それぞれ、剰余判定部b118−j及びModulo演算部b119−jに出力する。なお、制御信号処理部b114−jは、復号した制御情報のうち、符号化率及び変調方式の情報を、それぞれ復調部b120−j及び復号部b121−jに出力する(図示せず)。
The signal separation unit b113-j separates the signal input from the wireless unit b112-j. Of the separated signals, the signal separation unit b113-j outputs a control information signal to the control information reception unit b113-j, and outputs a pilot signal to the propagation path estimation unit b115. The signal demultiplexing unit b113-j outputs the information signal addressed to the own apparatus among the demultiplexed signals to the MIMO demultiplexing unit b117.
The control signal processor b114-j demodulates and decodes the control information signal input from the signal separator b113-j. The control signal processing unit b114-j outputs the remainder calculation information and the modulation scheme among the decoded control information to the residue determination unit b118-j and the modulo calculation unit b119-j, respectively. Control signal processing section b114-j outputs coding rate and modulation scheme information among the decoded control information to demodulation section b120-j and decoding section b121-j, respectively (not shown).
伝搬路推定部b115は、信号分離部b113−jから入力されたパイロット信号のうち、第2の参照信号生成部a151が生成したパイロット信号に基づいて、アンテナ毎の伝搬路推定値を推定する。また、伝搬路推定部b115は、このパイロット信号を用いて受信品質の測定を行う。なお、この測定は、データ信号とは異なるフレームで送信されたパイロット信号を用いて行ってもよい。伝搬路推定部b115は、推定した伝搬路推定値を示す伝搬路情報、及び測定した受信品質を示す受信品質情報を上位層部b122に出力する。 The propagation path estimation unit b115 estimates the propagation path estimation value for each antenna based on the pilot signal generated by the second reference signal generation unit a151 among the pilot signals input from the signal separation unit b113-j. Moreover, the propagation path estimation part b115 measures reception quality using this pilot signal. Note that this measurement may be performed using a pilot signal transmitted in a frame different from the data signal. The propagation path estimation unit b115 outputs the propagation path information indicating the estimated propagation path estimation value and the reception quality information indicating the measured reception quality to the upper layer part b122.
伝搬路推定部b115は、信号分離部b113−jから入力されたパイロット信号のうち、第1の参照信号生成部a152が生成したパイロット信号に基づいて、自装置宛の信号が経由した等価伝搬路(基地局装置a1で乗算されたフィルタ係数も含めた伝搬路)の伝搬路推定値を推定する。伝搬路推定部b115は、推定した等価伝搬路の伝搬路推定値を示す等価伝搬路推定情報を、係数推定部b116に出力する。 The propagation path estimation unit b115 is based on the pilot signal generated by the first reference signal generation unit a152 out of the pilot signals input from the signal separation unit b113-j, and the equivalent propagation path through which the signal addressed to its own device passes. The propagation path estimated value of the propagation path including the filter coefficient multiplied by the base station apparatus a1 is estimated. The propagation path estimation unit b115 outputs equivalent propagation path estimation information indicating the estimated propagation path value of the equivalent propagation path to the coefficient estimation unit b116.
係数推定部b116は、伝搬路推定部b115から入力された等価伝搬路推定情報に基づいて、式(7)のフィルタ係数を算出してMIMO多重分離部b117に出力する。
MIMO多重分離部b117は、伝搬路推定部b115から入力された伝搬路情報に基づいて、伝搬行列Hnを生成する。MIMO多重分離部b117は、生成した伝搬行列Hn及び係数推定部b116から入力されたフィルタ係数に基づいて、信号を抽出する。
具体的には、MIMO多重分離部b117は、式(4)の行列U1’、又は、式(6)の行列U2’を算出する。なお、基地局装置b3は、各端末装置が端末装置B1であるか又はB2であるかを示す情報を、各端末装置に対して予め送信し、MIMO多重分離部b117は、この情報に基づいて行列U1又はU2’を算出してもよい。
MIMO多重分離部b117は、算出した行列Un,n、行列U1’又は行列U2’を信号分離部b113−1、b113−2から入力された信号に乗算する。例えば、式(8)の行列の積HMにU2’を乗算した行列は、D2’(対角行列)となるので、MIMO多重分離部b117は、D2’を除算することで信号を抽出する。以上のように、MIMO多重分離部b117は、各ストリームの信号を抽出する。MIMO多重分離部b117は、抽出した信号を、受信アンテナb111−1、b111−2毎にそれぞれ剰余判定部b118−1、b118−2に出力する。
The coefficient estimation unit b116 calculates the filter coefficient of Expression (7) based on the equivalent channel estimation information input from the channel estimation unit b115, and outputs the filter coefficient to the MIMO demultiplexing unit b117.
MIMO demultiplexing section b117 based on the channel information input from the channel estimation unit B115, generates a propagation matrix H n. MIMO demultiplexing section b117 based on the generated filter coefficient input from the propagation matrix H n and a coefficient estimation section b116 has, to extract a signal.
Specifically, the MIMO demultiplexing unit b117 calculates the matrix U 1 ′ in Expression (4) or the matrix U 2 ′ in Expression (6). The base station apparatus b3 transmits in advance information indicating whether each terminal apparatus is the terminal apparatus B1 or B2 to each terminal apparatus, and the MIMO demultiplexing unit b117 is based on this information. The matrix U 1 or U 2 ′ may be calculated.
The MIMO demultiplexing unit b117 multiplies the signal input from the signal demultiplexing units b113-1 and b113-2 by the calculated matrix U n, n , matrix U 1 ′, or matrix U 2 ′. For example, since a matrix obtained by multiplying the product HM of the matrix of Equation (8) by U 2 ′ becomes D 2 ′ (diagonal matrix), the MIMO demultiplexing unit b117 divides D 2 ′ to obtain a signal. Extract. As described above, the MIMO demultiplexing unit b117 extracts the signal of each stream. The MIMO demultiplexing unit b117 outputs the extracted signal to the residue determination units b118-1 and b118-2 for each of the reception antennas b111-1 and b111-2.
剰余判定部b118−jは、制御信号処理部b114−jから剰余演算情報が入力された場合、伝搬路補償部b117から入力された信号をModulo演算部b119−jに出力する。一方、剰余判定部b118−jは、制御信号処理部b114−jから剰余演算情報が入力されなかった場合、伝搬路補償部b117−jから入力された信号を復調部b120−jに出力する。この構成により、ストリーム数tnが大きい端末装置Bnの剰余判定部b118−jは入力された信号を復調部b120−jに出力し、ストリーム数tnが小さい端末装置Bnの剰余判定部b118−jは入力された信号をModulo演算部b119−jに出力することとなる。
なお、本実施形態では、剰余演算情報は、Modulo演算を行ったことを示す情報である場合について説明をした。しかし、本発明はこれに限らず、剰余演算情報は、Modulo演算を行わないことを示す情報であってもよい。この場合、剰余判定部b118−jは、剰余演算情報が入力されない場合には、信号をModulo演算部b119−jに出力し、剰余演算情報が入力された場合には、信号を復調部b120−jに出力する。
When the residue calculation information is input from the control signal processing unit b114-j, the residue determination unit b118-j outputs the signal input from the propagation path compensation unit b117 to the modulo operation unit b119-j. On the other hand, when the residue calculation information is not input from the control signal processing unit b114-j, the residue determination unit b118-j outputs the signal input from the propagation path compensation unit b117-j to the demodulation unit b120-j. This configuration remainder judgment unit B118-j of the stream number t n is greater terminal Bn outputs the input signal to the demodulation unit b 120-j, remainder judgment unit of the stream number t n is less terminal Bn B118- j outputs the input signal to the modulo arithmetic unit b119-j.
In the present embodiment, the case has been described where the remainder calculation information is information indicating that the modulo calculation has been performed. However, the present invention is not limited to this, and the remainder calculation information may be information indicating that the modulo calculation is not performed. In this case, the remainder determination unit b118-j outputs a signal to the modulo operation unit b119-j when the residue operation information is not input, and outputs the signal to the demodulation unit b120-j when the residue operation information is input. output to j.
Modulo演算部b119−jは、基地局装置a1と同じModulo演算(式(11)で表されるModulo演算)を行う。ここで、Modulo演算部b119−jは、制御信号処理部b114−jから入力された情報が示す変調方式に対応するτを選択し、そのτを用いてModulo演算を行う。Modulo演算部b119−jは、演算後の信号を復調部b120−jに出力する。 The modulo operation unit b119-j performs the same modulo operation as that of the base station device a1 (modulo operation represented by the equation (11)). Here, the modulo calculation unit b119-j selects τ corresponding to the modulation scheme indicated by the information input from the control signal processing unit b114-j, and performs the modulo calculation using the τ. The modulo calculation unit b119-j outputs the calculated signal to the demodulation unit b120-j.
復調部b120−jは、剰余判定部b118−j又はModulo演算部b119−jから入力された信号を、制御信号処理部b114−jから入力された情報が示す変調方式を用いて復調する。復調部b120−jは、信号を復調した情報を復号部b121−jに出力する。
復号部b121−jは、復調部b120−jから入力された情報を、制御信号処理部b114−jから入力された情報が示す符号化率に基づいて、復号する。復調部b120−jは、復号した情報を上位層部b122に出力する。
The demodulation unit b120-j demodulates the signal input from the remainder determination unit b118-j or the modulo calculation unit b119-j using the modulation scheme indicated by the information input from the control signal processing unit b114-j. The demodulator b120-j outputs information obtained by demodulating the signal to the decoder b121-j.
The decoding unit b121-j decodes the information input from the demodulation unit b120-j based on the coding rate indicated by the information input from the control signal processing unit b114-j. The demodulation unit b120-j outputs the decoded information to the upper layer unit b122.
上位層部b122は、復号部b121−jから入力された情報を出力部(図示せず)に出力し、又は入力された情報に基づいて端末装置b1を制御する。上位層部b122は、伝搬路推定部b115から入力された受信品質情報及び伝搬路情報を、基地局装置a1宛の信号として無線部b123に出力する。
無線部b123は、上位層部b122から入力された情報を変調し、変調した信号をD/A変換する。無線部b123は、変換後の信号を、無線周波数にアップコンバートし、送信アンテナb124を介して、基地局装置a1に送信する。
The upper layer part b122 outputs the information input from the decoding part b121-j to an output part (not shown), or controls the terminal device b1 based on the input information. The upper layer unit b122 outputs the reception quality information and the channel information input from the channel estimation unit b115 to the radio unit b123 as a signal addressed to the base station apparatus a1.
The radio unit b123 modulates the information input from the upper layer unit b122, and D / A converts the modulated signal. The radio unit b123 up-converts the converted signal to a radio frequency and transmits it to the base station apparatus a1 via the transmission antenna b124.
このように、本実施形態では、基地局装置a1は、ストリーム数tnが多い受信装置Bn宛の信号の少なくとも1つを、ストリーム数tnが少ない受信装置Bn宛の信号よりも、先の順序に決定する。基地局装置a1は、決定した信号生成順序cに従ってプレコーディングした信号を送信する。端末装置Bnは、基地局装置a1が送信した信号を受信する。これにより、本実施形態では、基地局装置a1は、ストリーム数tnが多い受信装置Bn宛の信号に対して、ストリーム数tnが少ない受信装置Bn宛の信号と比較して、大きな値を乗算することができ、ストリーム数tnが多い受信装置Bn宛の信号の受信品質を高くすることができる。したがって、ストリーム数tnが多く、送信する情報が多い受信装置Bn宛の信号で誤りが増加することを防止して、伝送効率を向上することができる。 Thus, in the present embodiment, the base station apparatus a1 has at least one of the number of streams t n is large reception apparatus Bn destined signal, than the signal addressed to the stream number t n is less receiving apparatus Bn, previous Decide on order. The base station apparatus a1 transmits the precoded signal according to the determined signal generation order c. The terminal device Bn receives the signal transmitted by the base station device a1. Thus, in the present embodiment, the base station apparatus a1 has the stream number t n is large reception apparatus Bn destined signal, as compared to the signal addressed to the stream number t n is less receiving apparatus Bn, a large value it can multiply, it is possible to increase the reception quality of the stream number t n is large reception apparatus Bn destined signal. Thus, the stream number t n number, to prevent the error increases with the signal information is often receiving apparatus destined Bn to transmit, it is possible to improve the transmission efficiency.
なお、本実施形態では、MIMO多重分離部b117が行列U1’又は行列U2’を算出する場合について説明したが、本発明はこれに限られない。例えば、基地局装置a2がこれらの行列を算出し、算出した行列の情報を端末装置b2に送信してもよい。この場合、端末装置b2のMIMO多重分離部b117は、受信した行列の情報を用いて信号を抽出する。また、MIMO多重分離部b117は他の処理で信号を抽出してもよい。例えば、他の各端末装置における2つの受信信号をMMSE(Minimum Mean Square Error)やMLD(Maximum Likelihood Detection)で分離してもよい。 In the present embodiment, the case where the MIMO demultiplexing unit b117 calculates the matrix U 1 ′ or the matrix U 2 ′ has been described, but the present invention is not limited to this. For example, the base station apparatus a2 may calculate these matrices and transmit the calculated matrix information to the terminal apparatus b2. In this case, the MIMO demultiplexing unit b117 of the terminal device b2 extracts a signal using the received matrix information. Further, the MIMO demultiplexing unit b117 may extract a signal by other processing. For example, two received signals in other terminal devices may be separated by MMSE (Minimum Mean Square Error) or MLD (Maximum Likelihood Detection).
(第2の実施形態)
以下、図面を参照しながら本発明の第2の実施形態について詳しく説明する。
本実施形態では、同じストリーム数tnの端末装置がある場合に、基地局装置が、それらの端末装置に割り当てる信号生成順序cを時間に応じて切り替える場合について説明をする。
(Second Embodiment)
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
In the present embodiment, a case will be described in which, when there are terminal devices having the same number of streams t n , the base station device switches the signal generation order c assigned to these terminal devices according to time.
図5は、本発明の第2の実施形態に係る通信システムの一例を示す概略図である。この図において、通信システムは、基地局装置a2と複数の端末装置B1〜BN(図5ではN=5)を具備する。基地局装置a2は、K本の送信アンテナa161〜a16K(図5ではK=6)を備える。
端末装置Bnは、Jn本の受信アンテナBn1〜BnJn(図4ではJ1〜J5=2)を備え、基地局装置a1から送信された信号を受信する。
FIG. 5 is a schematic diagram illustrating an example of a communication system according to the second embodiment of the present invention. In this figure, the communication system includes a base station device a2 and a plurality of terminal devices B1 to BN (N = 5 in FIG. 5). The base station apparatus a2 includes K transmission antennas a161 to a16K (K = 6 in FIG. 5).
The terminal apparatus Bn includes J n reception antennas Bn1 to BnJ n (J 1 to J 5 = 2 in FIG. 4), and receives a signal transmitted from the base station apparatus a1.
図6は、本実施形態に係る基地局装置a2の構成を示す概略ブロック図である。本実施形態に係る基地局装置a2(図6)と第1の実施形態に係る基地局装置a1(図2)とを比較すると、順序決定部a222及び多重信号生成部a24が異なる。しかし、他の構成要素が持つ機能は第1の実施形態と同じである。第1の実施形態と同じ機能の説明は省略する。
なお、基地局装置a2では、送信アンテナ数がK=6本であるため、それに対応して、符号化部a131−5、a131−6、変調部a132−5、a132−6、無線部a155−5、a155−6、及び送信アンテナa165、a165を備える点が第1の実施形態とは異なる。これらの構成は、符号化部a131−i、変調部a132−i、無線部a155−i、送信アンテナa16kとして、第1の実施形態で説明したので、説明は省略する。
FIG. 6 is a schematic block diagram showing the configuration of the base station apparatus a2 according to this embodiment. When the base station apparatus a2 (FIG. 6) according to the present embodiment is compared with the base station apparatus a1 (FIG. 2) according to the first embodiment, the order determination unit a222 and the multiplexed signal generation unit a24 are different. However, the functions of other components are the same as those in the first embodiment. A description of the same functions as those in the first embodiment is omitted.
In the base station apparatus a2, since the number of transmission antennas is K = 6, the encoding units a131-5 and a131-6, the modulation units a132-5 and a132-6, and the radio unit a155- 5, a155-6, and transmission antennas a165 and a165 are different from the first embodiment. Since these configurations have been described in the first embodiment as the encoding unit a131-i, the modulation unit a132-i, the radio unit a155-i, and the transmission antenna a16k, description thereof will be omitted.
順序決定部a222は、ストリーム数tnが同じ端末装置情報に対して、割り当てる信号生成順序cが変化するように、信号生成順序cを割り当てる。具体的には、順序決定部a222は、ストリーム数tnが同じ端末装置情報について、予め定めた時間毎に、信号生成順序cが巡回するように、信号生成順序cを割り当てる(図8、図9参照)。 Order determining unit a222, to the stream number t n is the same terminal device information, assigned to the signal generating sequence c varies, assigns a signal generation sequence c. Specifically, the order determination unit a222, for stream number t n is the same terminal device information for each predetermined time, so that the signal generating sequence c is cyclically allocates the signal generation sequence c (FIG. 8, FIG. 9).
図7は、本実施形態に係る多重信号生成部a24の構成を示す概略ブロック図である。本実施形態に係る多重信号生成部a24(図7)と第1の実施形態に係る基地局装置a1の多重信号生成部a14(図2)とを比較すると、減算部a143−5、a143−6、及び、Modulo演算部a144−5、a144−6が異なる。これらの構成は、第1の実施形態での減算部a143−i、及び、Modulo演算部a144−iと同じ機能を持つので、説明は省略する。 FIG. 7 is a schematic block diagram illustrating a configuration of the multiple signal generation unit a24 according to the present embodiment. When the multiplexed signal generator a24 (FIG. 7) according to the present embodiment is compared with the multiplexed signal generator a14 (FIG. 2) of the base station apparatus a1 according to the first embodiment, the subtractors a143-5 and a143-6. The modulo arithmetic units a144-5 and a144-6 are different. Since these configurations have the same functions as the subtraction unit a143-i and the modulo calculation unit a144-i in the first embodiment, description thereof will be omitted.
図8は、本実施形態に係る信号生成順序cの割り当ての一例を示す概略図である。この図は、端末装置B2とB3のストリーム数t2、t3が同じである場合のものである。順序決定部a222は、ストリーム数tnが同じ端末装置B2とB3の端末装置情報に割り当てる信号生成順序2、3を、予め定めた時間単位(例えば、シンボル単位)で交互に入れ替える。
図8に示すように、時刻1では端末装置B2、B3の端末装置情報には、それぞれ、信号生成順序2、3が割り当てられている。また、時刻2では端末装置B2、B3の端末装置情報には、それぞれ、信号生成順序3、2が割り当てられている。時刻3では端末装置B2、B3の端末装置情報には、それぞれ、信号生成順序2、3が割り当てられている。なお、順序決定部a222は、以後の時刻2d+1、2d+2(dは自然数)では、それぞれ、時刻1、2と同じ割り当てをする。
FIG. 8 is a schematic diagram illustrating an example of assignment of the signal generation order c according to the present embodiment. This figure is for the case where the terminal devices B2 and B3 have the same number of streams t 2 and t 3 . The order determination unit a222 alternately replaces the
As shown in FIG. 8, at
図9は、本実施形態に係る信号生成順序cの割り当ての別の一例を示す概略図である。この図は、端末装置B3、B4、及びB5のストリーム数t3、t4、及びt5が同じである場合のものである。順序決定部a222は、ストリーム数tnが同じ端末装置B3、B4、及びB5の端末装置情報に割り当てる信号生成順序2、3、4を、予め定めた時間単位で交互に入れ替える。なお、図9の一例では、順序決定部a222は、信号生成順序2、3、4を巡回して入れ替えているが、本発明は巡回に限られない。また、巡回する場合でも、巡回する順序も端末装置B3、B4、及びB5の順序に限られず、例えば、端末装置B4、B3、B5の順序で信号生成順序2、3、4を巡回して割り当ててもよい。
図9に示すように、時刻1では端末装置B3、B4、B5の端末装置情報には、それぞれ、信号生成順序2、3、4が割り当てられている。また、時刻2では端末装置B3、B4、B5の端末装置情報には、それぞれ、信号生成順序3、4、2が割り当てられている。時刻3では端末装置B3、B4、B5の端末装置情報には、それぞれ、信号生成順序4、3、2が割り当てられている。なお、順序決定部a222は、以後の時刻3d+1、3d+2、3d+3(dは自然数)では、それぞれ、時刻1、2、3と同じ割り当てをする。
FIG. 9 is a schematic diagram illustrating another example of assignment of the signal generation order c according to the present embodiment. This figure is for the case where the number of streams t 3 , t 4 , and t 5 of the
As shown in FIG. 9, at
このように、本実施形態では、基地局装置a2は、ストリーム数tnが同じ端末装置情報に対して、割り当てる信号生成順序cが変化するように、信号生成順序cを割り当てる。これにより、本実施形態では、ストリーム数tnが同じ端末装置Bn間で、乗算される値が常に異なり、受信品質の差が大きくなることを防止することができる。 Thus, in the present embodiment, the base station apparatus a2, to the stream number t n is the same terminal device information, assigned to the signal generating sequence c varies, assigns a signal generation sequence c. Thus, in the present embodiment, among the number of streams t n is the same terminal device Bn, unlike the values to be multiplied is always able to prevent the differences in the receiving quality is increased.
なお、本実施形態において、信号生成順序cを入れ替える時間単位を、シンボル単位とする一例を示した。しかし、本発明はこれに限らず、シンボル単位より長い時間単位であっても短い時間単位であってもよく、例えば、フレーム単位としてもよい。また、信号生成順序cの入れ替えは、予め定めた周波数毎に行ってもよく、例えば、サブキャリア単位、サブキャリアグループ単位で入れ替えてもよい。 In the present embodiment, an example is shown in which the time unit for changing the signal generation order c is a symbol unit. However, the present invention is not limited to this, and it may be a time unit longer or shorter than a symbol unit, and may be a frame unit, for example. Further, the signal generation order c may be switched for each predetermined frequency. For example, the signal generation order c may be switched in units of subcarriers or subcarrier groups.
(第3の実施形態)
以下、図面を参照しながら本発明の第3の実施形態について詳しく説明する。
本実施形態では、プレコーディングとして、QR−THP(QR−Tomlinson−Harashima Precoding)を用いる場合について説明をする。
上記各実施形態では、プレコーディングによって得られる等価的な伝搬路がユーザごとにブロック対角化された伝搬路行列であった。本実施形態に係るプレコーディングでは、QR分解を用いることにより、1ストリームごとに対角化された伝搬路行列となる。これにより、端末装置の各受信アンテナにおける受信信号は、1つの希望信号成分のみとなり、上記各実施形態のように、各端末装置においてMIMO多重分離の処理をする必要がなくなる。
なお、本実施形態に係る通信システムの一例を示す概略図は、第1の実施形態のもの(図1)と同じであるので、説明は省略する。以下、本実施形態に係る基地局装置を基地局装置a3といい、端末装置を端末装置b3という。
(Third embodiment)
Hereinafter, the third embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
In the present embodiment, a case where QR-THP (QR-Tomlinson-Harashima Precoding) is used as precoding will be described.
In each of the above embodiments, the equivalent propagation path obtained by precoding is a propagation path matrix that is block-diagonalized for each user. In the precoding according to the present embodiment, a propagation path matrix that is diagonalized for each stream is obtained by using QR decomposition. As a result, the received signal at each receiving antenna of the terminal apparatus becomes only one desired signal component, and it is not necessary to perform the MIMO demultiplexing process in each terminal apparatus as in the above embodiments.
Note that a schematic diagram illustrating an example of a communication system according to the present embodiment is the same as that of the first embodiment (FIG. 1), and a description thereof will be omitted. Hereinafter, the base station apparatus according to the present embodiment is referred to as a base station apparatus a3, and the terminal apparatus is referred to as a terminal apparatus b3.
図10は、本発明の第3の実施形態に係る基地局装置a3の構成を示す概略ブロック図である。本実施形態に係る基地局装置a3(図10)と第1の実施形態に係る基地局装置a1(図2)とを比較すると、順序変換部a324、フィルタ算出部a341、及び、干渉算出部a342が異なる。しかし、他の構成要素が持つ機能は第1の実施形態と同じである。第1の実施形態と同じ機能の説明は省略する。
なお、基地局装置a3は、減算部a143−2、及びModulo演算部a144−2を備える点が異なる。これらの構成は、第1の実施形態での減算部a143−i、及びModulo演算部a144−iと同じ機能を持つので、説明は省略する。
FIG. 10 is a schematic block diagram showing the configuration of the base station apparatus a3 according to the third embodiment of the present invention. When the base station apparatus a3 (FIG. 10) according to the present embodiment is compared with the base station apparatus a1 (FIG. 2) according to the first embodiment, the order conversion unit a324, the filter calculation unit a341, and the interference calculation unit a342. Is different. However, the functions of other components are the same as those in the first embodiment. A description of the same functions as those in the first embodiment is omitted.
The base station device a3 is different in that the base station device a3 includes a subtraction unit a143-2 and a modulo calculation unit a144-2. Since these configurations have the same functions as the subtraction unit a143-i and the modulo calculation unit a144-i in the first embodiment, description thereof will be omitted.
順序変換部a324は、順序決定部a122から入力された識別情報と識別情報が一致する端末装置Bn宛の情報を選択する。順序変換部a324は、選択した端末装置Bn宛の情報を、順序決定部a122から入力された信号生成順序cに基づいて並び替える。順序変換部a324は、情報Diを符号化部a131−iに出力する。ここで、順序変換部a324は、端末装置Bnのストリーム数tnが受信アンテナ数Jnより小さい場合、情報Di+1〜DJnは出力しない。ただし、本発明はこれに限らず、順序変換部a324は、順序変換部a124と同様にして、情報Diを複製し、それぞれ、情報Di+1〜DJnとしてもよい。 The order conversion unit a324 selects information addressed to the terminal device Bn whose identification information matches the identification information input from the order determination unit a122. The order conversion unit a324 rearranges the information addressed to the selected terminal device Bn based on the signal generation order c input from the order determination unit a122. The order conversion unit a324 outputs the information D i to the encoding unit a131-i. Here, the order conversion unit a324 does not output the information D i + 1 to D Jn when the number of streams t n of the terminal device Bn is smaller than the number of reception antennas J n . However, the present invention is not limited to this, and the order conversion unit a324 may duplicate the information D i as information D i + 1 to D Jn in the same manner as the order conversion unit a124.
フィルタ算出部a341は、無線部a112から入力された伝搬路情報から伝搬行列Hを生成する。ここで、フィルタ算出部a341は、順序決定部a122から入力された端末装置Bnの識別情報、及び信号生成順序情報に基づいて、要素Hikをiの順序に整列する。
フィルタ算出部a341は、生成した伝搬行列Hの複素共役転置(エルミート共役)行列HHをQR分解して、行列R及び行列Qを算出する。QR分解とは、行列をユニタリ行列Qと上三角行列Rに分解することである。フィルタ算出部a341は、算出した行列Rを示す情報を干渉算出部a342に出力する。
The filter calculation unit a341 generates a propagation matrix H from the propagation path information input from the wireless unit a112. Here, the filter calculation unit a341 arranges the elements H ik in the order of i based on the identification information of the terminal device Bn input from the order determination unit a122 and the signal generation order information.
Filter calculating section a341 is a complex conjugate transpose of the generated propagation matrix H (the Hermitian conjugate) matrix H H to QR decomposition to calculate the matrix R and matrix Q. QR decomposition is to decompose a matrix into a unitary matrix Q and an upper triangular matrix R. The filter calculation unit a341 outputs information indicating the calculated matrix R to the interference calculation unit a342.
干渉算出部a342は、フィルタ算出部a341から入力された情報が示す行列Rを用いて、順序変換部a124から入力された信号siに対する他の信号se(e≠i)からの干渉信号fiを逐次生成する。具体的には、干渉算出部a342は、行列Rを用いて、干渉係数行列C={diag(RH)}−1RH−Iを算出する。
干渉算出部a342は、順序変換部a124から入力された信号s1、及びModulo演算部a143−2〜a143−(i−1)から入力された信号s2’〜si−1’を成分とするベクトルsi’を逐次生成する。干渉算出部a342は、干渉係数行列Cにベクトルsi’を乗算することで、干渉信号fiを生成する。
干渉算出部a342は、生成した干渉信号fiを、それぞれ、減算部a143−iに出力する。
The interference calculation unit a342 uses the matrix R indicated by the information input from the filter calculation unit a341, and the interference signal f from another signal s e (e ≠ i) with respect to the signal s i input from the order conversion unit a124. i is generated sequentially. Specifically, the interference calculation unit a342 uses the matrix R to calculate the interference coefficient matrix C = {diag (R H )} −1 R H −I.
Interference calculation section a342 has a signal s 1 is input from the sequence conversion unit A 124, and Modulo arithmetic unit a143-2~a143- the (i-1) signal s 2 is input from the '~s i-1' component The vector s i ′ to be generated is sequentially generated. The interference calculation unit a342 generates the interference signal f i by multiplying the interference coefficient matrix C by the vector s i ′.
Interference calculation section a342 the generated interference signal f i, respectively, and outputs to the subtraction section a143-i.
<多重信号生成部a34での処理について>
上記の構成により、多重信号生成部a34での処理は、以下の処理となる。
フィルタ算出部a341は、上記の式(1)の伝搬行列Hを生成する。
フィルタ算出部a341は、伝搬路行列Hを三角化するためのフィルタ係数Qを算出する。具体的には、フィルタ算出部a341は、次式(12)に示すように、伝搬行列Hの複素共役転置行列HHをQR分解して、行列R及びフィルタ係数(行列Q)を算出する。
<Processing in Multiplex Signal Generation Unit a34>
With the above configuration, the processing in the multiplexed signal generation unit a34 is as follows.
The filter calculation unit a341 generates the propagation matrix H of the above equation (1).
The filter calculation unit a341 calculates a filter coefficient Q for triangulating the propagation path matrix H. Specifically, filter calculating section a341, as shown in the following equation (12), the complex conjugate transpose matrix H H of the propagation matrix H to QR decomposition to calculate the matrix R and the filter coefficient (matrix Q).
前述のように、フィルタ算出部a341は、この行列Rを用いて干渉係数行列C={diag(RH)}−1RH−Iを算出する。減算部a143−iが出力する減算後の信号si−fiは次式(13)で表される。 As described above, the filter calculation unit a341 calculates the interference coefficient matrix C = {diag (R H )} −1 R H −I using this matrix R. Signal s i -f i after subtraction of the subtraction unit a143-i outputs is expressed by the following equation (13).
Modulo演算部a144−iは、次式(14)で表されるModulo演算を行う。 The modulo operation unit a144-i performs a modulo operation represented by the following equation (14).
ここで、Re[u]、およびIm[u]はそれぞれ複素数uの実部、虚部を表している。床関数演算は、w以上の最小の整数を表している。jはj2=−1となる虚数単位である。なお、式(14)の第2項目、第3項目は、uの実部と虚部の大きさがτの整数倍であることを示している。なお、τは信号smに施された変調の変調方式によって決まる定数である。例えば、QPSK(Quadrature Phase−Shift Keying;四位相偏移変調)ではτ=2√2、16QAM(Quadrature Amplitude modulation;直交振幅変調)では、τ=8/√10、64QAMではτ=16/√42である。
基地局装置a3は、Modulo演算を行うことにより、干渉減算後の信号の振幅が所定の幅に収めるように送信信号の振幅を制限することができ、送信電力の増大を抑えることができる。
Modulo演算部a145−iが出力する信号は、例えば、信号s2’が次式(15)で表される。
Here, Re [u] and Im [u] represent the real part and the imaginary part of the complex number u, respectively. The floor function calculation represents the smallest integer greater than or equal to w. j is an imaginary unit where j 2 = −1. The second item and the third item of Equation (14) indicate that the real part and imaginary part of u are integer multiples of τ. Incidentally, tau is a constant determined by the modulation scheme of modulation applied to the signal s m. For example, τ = 2√2 for QPSK (Quadrature Phase-Shift Keying), τ = 8 / √10 for 16QAM (Quadrature Amplitude Modulation), and τ = 16 / √42 for 64QAM. It is.
The base station apparatus a3 can perform the modulo operation to limit the amplitude of the transmission signal so that the amplitude of the signal after interference subtraction is within a predetermined width, and can suppress an increase in transmission power.
As for the signal output from the modulo arithmetic unit a145-i, for example, the signal s 2 'is expressed by the following equation (15).
伝搬路行列Hにフィルタ係数を乗算すると、次式(16)となる。 When the propagation path matrix H is multiplied by the filter coefficient, the following equation (16) is obtained.
式(16)は、基地局装置a3と端末装置b3の間の、フィルタ係数も含めた等価的な伝搬路を表す。なお、フィルタ算出部a341のフィルタ係数の算出処理は、QR分解でなくてもよい。つまり、フィルタ算出部a341は、伝搬路行列Hに乗じた場合に三角行列になる行列をフィルタ係数として算出すればよい。 Expression (16) represents an equivalent propagation path including the filter coefficient between the base station apparatus a3 and the terminal apparatus b3. Note that the filter coefficient calculation processing of the filter calculation unit a341 may not be QR decomposition. That is, the filter calculation unit a341 may calculate a matrix that becomes a triangular matrix when multiplied by the propagation path matrix H as a filter coefficient.
各端末装置Bnのj番目の受信アンテナ宛での受信信号yiを成分とする受信信号ベクトルy=(y1,y2,y3,y4)は次式(7)で表される。 A received signal vector y = (y 1 , y 2 , y 3 , y 4 ) whose component is a received signal y i addressed to the j-th receiving antenna of each terminal device Bn is expressed by the following equation (7).
ここで、QR分解の性質からR44<R33<R22<R11である。前述のように、順序変換部a124は、ストリーム数tnが多い端末装置Bnの順序に信号Snを並び替えている。これにより、基地局装置a2は、ストリーム数tnが多く、単位時間当たりで送信する情報量が多い端末装置Bn宛の信号snの振幅を大きくし、ストリーム数tnが少なく、単位時間当たりで送信する情報量が少ない端末装置Bn宛の信号snの振幅を小さくすることができる。よって、基地局装置a1は、ストリーム数tnが多い端末装置a3の誤り率を低減することができ、伝送効率を向上することができる。換言すれば、ストリーム数tnが少ない端末装置a3では誤り率が高くなる可能性があるが、その場合でも、ストリーム数tnが少ないので通信システム全体としての伝送効率の低下に与える影響を低減できる。 Here, R 44 <R 33 <R 22 <R 11 because of the nature of QR decomposition. As described above, the order conversion section a124 has rearranged signal S n in the order of the stream numbers t n is large terminal Bn. Thus, the base station apparatus a2 is often stream number t n, the amplitude of signal s n of a large amount of information terminal devices destined Bn to transmit per unit time is increased, less number of streams t n, per unit time in it is possible to reduce the amplitude of the signal s n of less information terminal device destined Bn to transmit. Therefore, the base station apparatus a1 can reduce the error rate of the stream number t n is large terminals a3, it is possible to improve the transmission efficiency. In other words, although the number of streams t n is less terminals a3 in error rate may be higher, reducing the influence on the lowering of the transmission efficiency of the entire communication system that, even if, because a small number of streams t n it can.
図11は、本実施形態に係る端末装置b3の構成を示す概略ブロック図である。本実施形態に係る端末装置b3(図11)と第1の実施形態に係る端末装置b1(図4)とを比較すると、伝搬路補償部b317が異なる。また、端末装置b3は、端末装置b1の係数推定部b116を備えない点が異なる。 FIG. 11 is a schematic block diagram illustrating the configuration of the terminal device b3 according to the present embodiment. When the terminal device b3 (FIG. 11) according to the present embodiment is compared with the terminal device b1 (FIG. 4) according to the first embodiment, the propagation path compensation unit b317 is different. The terminal device b3 is different in that the terminal device b3 does not include the coefficient estimation unit b116 of the terminal device b1.
伝搬路補償部b317は、伝搬路推定部b115から入力された伝搬路情報が示す伝搬路推定値に応じて信号を除算することによって、伝搬路補償する。伝搬路補償部b116は、伝搬路補償した信号のうち、受信アンテナb111−jで受信した信号を、剰余判定部b118−jに出力する。 The propagation path compensation unit b317 performs propagation path compensation by dividing the signal according to the propagation path estimation value indicated by the propagation path information input from the propagation path estimation unit b115. The propagation path compensation unit b116 outputs the signal received by the reception antenna b111-j among the propagation path compensated signals to the remainder determination unit b118-j.
このように、本実施形態では、基地局装置a3は、ストリーム数tnが多い受信装置Bn宛の信号の少なくとも1つを、ストリーム数tnが少ない受信装置Bn宛の信号よりも、先の順序に決定する。基地局装置a3は、決定した信号生成順序cに従ってプレコーディングした信号を送信する。端末装置Bnは、基地局装置a3が送信した信号を受信する。これにより、本実施形態では、基地局装置a3は、ストリーム数tnが多い受信装置Bn宛の信号に対して、ストリーム数tnが少ない受信装置Bn宛の信号と比較して、大きな値を乗算することができ、ストリーム数tnが多い受信装置Bn宛の信号の受信品質を高くすることができる。したがって、ストリーム数tnが多く、送信する情報が多い受信装置Bn宛の信号で誤りが増加することを防止して、伝送効率を向上することができる。 Thus, in the present embodiment, the base station apparatus and a3, at least one of the number of streams t n is large reception apparatus Bn destined signal, than the signal addressed to the stream number t n is less receiving apparatus Bn, previous Decide on order. The base station apparatus a3 transmits the precoded signal according to the determined signal generation order c. The terminal device Bn receives the signal transmitted by the base station device a3. Thus, in the present embodiment, the base station apparatus a3, to the stream number t n is large reception apparatus Bn destined signal, as compared to the signal addressed to the stream number t n is less receiving apparatus Bn, a large value it can multiply, it is possible to increase the reception quality of the stream number t n is large reception apparatus Bn destined signal. Thus, the stream number t n number, to prevent the error increases with the signal information is often receiving apparatus destined Bn to transmit, it is possible to improve the transmission efficiency.
なお、上記第3の実施形態において、順序決定部a122は、先頭又は最後の信号生成順序cを固定し、それ以外の信号生成順序cを受信アンテナ毎又は端末装置毎に入れ替えてもよい。例えば、順序決定部a122は、次のように、パターンを定めておき、予め定められた時間毎にパターンを変更してもよい。
図12は、本実施形態に係る信号生成順序cの割り当ての一例を示す概略図である。この図は、信号生成順序cの先頭(信号生成順序「1」)を固定し、それ以外の信号生成順序cを受信アンテナ毎に入れ替えた2つのパターンを示す図である。
図12に示すように、「パターン1」では、端末装置B1の受信アンテナB11、端末装置B1の受信アンテナB12、端末装置B2の受信アンテナB11の順序で、それぞれ、信号生成順序1、2、3が割り当てられている。
「パターン2」では、端末装置B1の受信アンテナB11、端末装置B2の受信アンテナB11、端末装置B1の受信アンテナB12の順序で、それぞれ、信号生成順序1、2、3が割り当てられている。
In the third embodiment, the order determination unit a122 may fix the first or last signal generation order c, and replace the other signal generation order c for each reception antenna or terminal device. For example, the order determination unit a122 may determine a pattern as follows and change the pattern at predetermined time intervals.
FIG. 12 is a schematic diagram illustrating an example of assignment of the signal generation order c according to the present embodiment. This figure is a diagram showing two patterns in which the head of the signal generation order c (signal generation order “1”) is fixed and the other signal generation order c is replaced for each reception antenna.
As shown in FIG. 12, in the “
In “
上記各実施形態において、順序決定部a122が、並び替えた順序がy番目に大きい端末装置情報に信号生成順序cを割り当て、その後、y番目に小さい端末装置情報に信号生成順序cを割り当てることを繰り返す場合について説明した。しかし、本発明はこれに限らす、順序決定部a122は、y番目に小さい端末装置情報に信号生成順序cを割り当て、その後、y番目に大きい端末装置情報に信号生成順序cを割り当てることを繰り返してもよい。また、順序決定部a122は、交互に割り当てなくてもよい。
このように、順序決定部a122は、ストリーム数が多い端末装置Bn宛の信号の少なくとも1つを、それより、ストリーム数が少ない端末装置Bn宛の信号よりも、先の順序に決定すればよい。
In each of the above embodiments, the order determination unit a122 assigns the signal generation order c to the terminal apparatus information whose rearranged order is the yth largest, and then assigns the signal generation order c to the yth smallest terminal apparatus information. The case of repeating was explained. However, the present invention is not limited to this, and the order determination unit a122 repeatedly assigns the signal generation order c to the yth smallest terminal apparatus information and then assigns the signal generation order c to the yth largest terminal apparatus information. May be. Moreover, the order determination part a122 does not need to allocate alternately.
In this way, the order determination unit a122 may determine at least one of the signals addressed to the terminal device Bn having a large number of streams in the order earlier than the signal addressed to the terminal device Bn having a smaller number of streams. .
なお、上記実施形態において、順序決定部a122は、ストリーム数tnが同じである端末装置Bnが複数ある場合、それらの端末装置Bnに割り当てる信号生成順序cを、以下のように、決定してもよい。
順序決定部a122は、端末装置Bnの伝送速度の小さい順序、データ量の多い順序に選択する。データ量の少ない順序、符号化率、変調多値数が小さい順序、再送回数が多い順序に、信号生成順序cを決定してもよい。
In the above embodiment, when there are a plurality of terminal apparatuses Bn having the same number of streams t n , the order determining unit a122 determines the signal generation order c assigned to these terminal apparatuses Bn as follows: Also good.
The order determination unit a122 selects the order in which the transmission speed of the terminal device Bn is small and the order in which the data amount is large. The signal generation order c may be determined in the order of the small amount of data, the coding rate, the order of the small number of modulation levels, and the order of the number of retransmissions.
なお、上述した実施形態における基地局装置a1、a2及び端末装置b1、b2の一部、例えば、受信品質取得部a123、プレコーディング決定部123、a223、順序変換部a141、フィルタ算出部a141、a24−12、a24−22、干渉算出部a142、減算部a143−2〜a143−N、Modulo演算部a144−2〜a144−N、フィルタ乗算部a145、a246、及びプレコーディング選択部a240をコンピュータで実現するようにしても良い。その場合、この制御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コンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現しても良い。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、基地局装置a1、a2又は端末装置b1、b2に内蔵されたコンピュータシステムであって、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。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、一定時間プログラムを保持しているものも含んでも良い。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。
また、上述した実施形態における基地局装置a1、a2及び端末装置b1、b2の一部、または全部を、LSI(Large Scale Integration)等の集積回路として実現しても良い。基地局装置a1、a2及び端末装置b1、b2の各機能ブロックは個別にプロセッサ化してもよいし、一部、または全部を集積してプロセッサ化しても良い。また、集積回路化の手法はLSIに限らず専用回路、または汎用プロセッサで実現しても良い。また、半導体技術の進歩によりLSIに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いても良い。
Note that some of the base station devices a1 and a2 and the terminal devices b1 and b2 in the above-described embodiment, for example, the reception quality acquisition unit a123, the precoding determination units 123 and a223, the order conversion unit a141, and the filter calculation units a141 and a24. -12, a24-22, interference calculation unit a142, subtraction units a143-2 to a143-N, modulo calculation units a144-2 to a144-N, filter multiplication units a145 and a246, and precoding selection unit a240 are realized by a computer. You may make it do. In that case, the program for realizing the control function may be recorded on a computer-readable recording medium, and the program recorded on the recording medium may be read by a computer system and executed. Here, the “computer system” is a computer system built in the base station devices a1 and a2 or the terminal devices b1 and b2, and includes hardware such as an OS and peripheral devices. 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. Furthermore, the “computer-readable recording medium” is a medium that dynamically holds a program for a short time, such as a communication line when transmitting a program via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line, In such a case, a volatile memory inside a computer system serving as a server or a client may be included and a program that holds a program for a certain period of time. 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.
Moreover, you may implement | achieve part or all of base station apparatus a1, a2 and terminal device b1, b2 in embodiment mentioned above as integrated circuits, such as LSI (Large Scale Integration). Each functional block of the base station devices a1 and a2 and the terminal devices b1 and b2 may be individually made into a processor, or a part or all of them may be integrated into a processor. Further, the method of circuit integration is not limited to LSI, and may be realized by a dedicated circuit or a general-purpose processor. Further, in the case where an integrated circuit technology that replaces LSI appears due to progress in semiconductor technology, an integrated circuit based on the technology may be used.
以上、図面を参照してこの発明の一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。 As described above, the embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to the above, and various design changes and the like can be made without departing from the scope of the present invention. It is possible to
a1、a2、a3・・・基地局装置、B1〜5、b1、b3・・・端末装置、a111・・・受信アンテナ、a112・・・無線部、a12、a22、a32・・・上位層部、a131−1〜a131−N・・・符号化部、a132−1〜a132−N・・・変調部、a14、a24、a34・・・多重信号生成部、a151・・・第2の参照信号生成部、a152・・・第1の参照信号生成部、a153・・・フィルタ乗算部、a154・・・信号多重部、a155−1〜a155−K・・・無線部、a161〜a16K・・・送信アンテナ、a121・・・ストリーム数取得部、a122、a222・・・順序決定部、a123・・・アプリケーション部、a124、a324・・・順序変換部、a141・・・フィルタ算出部、a142・・・干渉算出部、a143−2〜a143−N・・・減算部、a144−2〜a144−N・・・Modulo演算部、a145・・・フィルタ乗算部、B11〜B51、b111−1、b111−2・・・受信アンテナ、b112−1、b112−2・・・無線部、b113−1、b113−2・・・信号分離部、b114−1、b114−2・・・制御信号処理部、b115・・・伝搬路推定部、b116・・・係数推定部、b117・・・MIMO多重分離部、b317・・・伝搬路補償部、b118−1、b118−2・・・剰余判定部、b119−1、b119−2・・・Modulo演算部、b120−1、b120−2・・・復調部、b121−1、b121−2・・・復号部、b122・・・上位層部、b123・・・無線部、b124・・・送信アンテナ a1, a2, a3 ... base station equipment, B1-5, b1, b3 ... terminal equipment, a111 ... receiving antenna, a112 ... radio part, a12, a22, a32 ... upper layer part , A131-1 to a131-N ... encoding unit, a132-1 to a132 -N ... modulation unit, a14, a24, a34 ... multiplexed signal generation unit, a151 ... second reference signal Generation unit, a152 ... first reference signal generation unit, a153 ... filter multiplication unit, a154 ... signal multiplexing unit, a155-1 to a155-K ... radio unit, a161 to a16K ... Transmission antenna, a121: stream number acquisition unit, a122, a222 ... order determination unit, a123 ... application unit, a124, a324 ... order conversion unit, a141 ... filter calculation unit, a14 ... Interference calculation unit, a143-2 to a143-N ... Subtraction unit, a1442-2 to a144-N ... Modulo operation unit, a145 ... Filter multiplication unit, B11-B51, b111-1, b111-2: reception antenna, b112-1, b112-2 ... radio unit, b113-1, b113-2 ... signal separation unit, b114-1, b114-2 ... control signal processing unit , B115 ... propagation path estimation section, b116 ... coefficient estimation section, b117 ... MIMO demultiplexing section, b317 ... propagation path compensation section, b118-1, b118-2 ... residue determination section, b119-1, b119-2 ... modulo operation unit, b120-1, b120-2 ... demodulation unit, b121-1, b121-2 ... decoding unit, b122 ... higher layer unit, b123.・ ・Line section, b124 ··· transmitting antenna
Claims (8)
前記送信装置は、各受信装置宛の信号の信号系列の数に関する情報に基づいて、前記空間多重に関する順序を決定することを特徴とする通信システム。 In a communication system comprising a plurality of receiving devices and a transmitting device that spatially multiplexes and transmits signals addressed to the plurality of receiving devices.
The transmission apparatus determines a sequence for the spatial multiplexing based on information on the number of signal sequences of signals addressed to each reception apparatus.
各受信装置宛の信号の信号系列の数に関する情報に基づいて、前記空間多重に関する順序を決定することを特徴とする送信装置。 In a transmission device that spatially multiplexes and transmits signals addressed to a plurality of reception devices,
A transmission apparatus characterized by determining an order related to the spatial multiplexing based on information relating to the number of signal sequences of signals addressed to each reception apparatus.
送信装置が、各受信装置宛の信号の信号系列の数に関する情報に基づいて、前記空間多重に関する順序を決定する過程を有することを特徴とする送信制御方法。 In a transmission control method in a transmission device for spatially multiplexing and transmitting signals addressed to a plurality of reception devices,
A transmission control method comprising a step in which a transmission device determines an order related to the spatial multiplexing based on information on the number of signal sequences of signals addressed to each reception device.
各受信装置宛の信号の信号系列の数に関する情報に基づいて、前記空間多重に関する順序を決定する手段を実行させるための送信制御プログラム。 To a computer of a transmission device that spatially multiplexes and transmits signals addressed to a plurality of reception devices,
A transmission control program for executing means for determining an order for the spatial multiplexing based on information on the number of signal sequences of signals addressed to each receiving apparatus.
A processor for determining an order for the spatial multiplexing based on information on the number of signal sequences of signals addressed to each receiving apparatus.
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