JP2013012831A - Device, method and program for transmission device, and device, method and program for reception device, and communication system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、送信装置、送信方法、送信プログラム、受信装置、受信方法、受信プログラム及び通信システムに関する。 The present invention relates to a transmission device, a transmission method, a transmission program, a reception device, a reception method, a reception program, and a communication system.
無線通信では、１つの通信装置から他の通信装置の間で電波を用いてデータ信号を送受信する。通信目的に利用できる電波の周波数帯域は有限である。携帯電話をはじめとする無線通信の普及及び高速化に対応するため周波数帯域の利用効率を向上するための技術が提案されている。例えば、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｏｕｔｐｕｔ；多入力多出力）技術は、データの送信及び受信において、それぞれ複数のアンテナを同時に利用して伝送容量を増加させる（空間多重）技術である。 In wireless communication, data signals are transmitted and received between one communication device and another communication device using radio waves. The frequency band of radio waves that can be used for communication purposes is limited. Techniques for improving the efficiency of use of frequency bands have been proposed in order to cope with the spread and speeding up of wireless communication including cellular phones. For example, a MIMO (Multiple Input Multiple Output) technique is a technique (spatial multiplexing) that increases transmission capacity by simultaneously using a plurality of antennas in data transmission and reception.
ＭＩＭＯ技術には、基地局装置（Ｂａｓｅ Ｓｔａｔｉｏｎ；ＢＳ）から複数の端末装置（Ｍｏｂｉｌｅ Ｓｔａｔｉｏｎ；ＭＳ、移動局装置ともいう）に同一時刻、同一周波数で信号を送信するＭＵ−ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｕｓｅｒ ＭＩＭＯ；マルチユーザＭＩＭＯ）がある。ＭＵ−ＭＩＭＯでは、基地局装置は各端末装置に宛てたデータ信号にプレコーディング（Ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ）即ちビームフォーミング処理を施して、それぞれの端末装置に送信する。これは、１つの端末装置において、その端末装置に宛てたデータ信号が、他の端末装置に宛てた他のデータ信号により干渉されることを抑制するためである。 The MIMO technology includes MU-MIMO (Multiple User MIMO) that transmits signals from a base station device (Base Station; BS) to a plurality of terminal devices (Mobile Station; MS, also referred to as a mobile station device) at the same time and the same frequency. Multi-user MIMO). In MU-MIMO, a base station apparatus performs precoding, that is, beamforming processing, on a data signal addressed to each terminal apparatus, and transmits the data signal to each terminal apparatus. This is to suppress interference of a data signal addressed to the terminal device by another data signal addressed to another terminal device in one terminal device.
プレコーディングの前後では、信号の振幅及び位相が変化する。そのため、基地局装置はデータ信号にパイロット信号を付加し、パイロット信号を付加したデータ信号を各端末装置に送信する。これにより、各端末装置は、基地局装置からのプレコーディングによる振幅や位相の変化を表す変化特性を乗じた等価伝搬路を推定し、受信信号を推定した等価伝搬路受信信号に基づきデータ信号を復調する。 The amplitude and phase of the signal change before and after precoding. Therefore, the base station apparatus adds a pilot signal to the data signal and transmits the data signal with the pilot signal added to each terminal apparatus. As a result, each terminal apparatus estimates an equivalent propagation path multiplied by a change characteristic indicating a change in amplitude or phase due to precoding from the base station apparatus, and receives a data signal based on the equivalent propagation path reception signal obtained by estimating the reception signal. Demodulate.
例えば、特許文献１に記載の無線送信方法は、入力されるデータ信号からゲインを乗じてフィードバックされたデータ信号を差し引くフィードバック処理を行うステップと、フィードバック処理後のデータ信号及びチャネル推定のためのパイロット信号に対してビームフォーミング処理を行うステップと、ビームフォーミング処理後のデータ信号及びパイロット信号を複数のアンテナを含む送信部によって送信するステップを具備する。
For example, the wireless transmission method described in
しかしながら、特許文献１に記載の無線送信方法では、一方のパイロット信号としてＤＭＲＳ（Ｄｅ−Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｎｇａｌ；復調用参照信号）を同一周波数、同一時刻で他の信号と空間多重することができない。そのため、送信先としての端末装置が増加するほど、各端末装置に送信するＤＭＲＳの情報量が増加するため、実質的に送信データを送信するための送信効率が低下するという課題がある。
However, in the wireless transmission method described in
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、送信効率を低下させない送信装置、送信方法、送信プログラム、受信装置、受信方法、受信プログラム及び通信システムを提供する。 The present invention has been made in view of the above points, and provides a transmission device, a transmission method, a transmission program, a reception device, a reception method, a reception program, and a communication system that do not reduce 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、本発明の一態様は、同時に複数の受信装置に各々データ信号を送信する送信装置において、データ信号をプレコーディングするプレコーディング部と、データ信号を送信する単位の数に係る送信単位数情報を生成する送信単位数情報生成部と、送信電力を補正するための電力補正係数を送信単位数情報に対応して記憶する係数保存部と、前記送信単位数情報生成部が生成した送信単位数情報に対応する電力補正係数を前記プレコーディング部がプレコーディングしたデータ信号に乗算する係数乗算部とを備え、前記係数を乗算したデータ信号を送信すること
を特徴とする送信装置である。
(1) The present invention has been made to solve the above-described problems, and one aspect of the present invention is a precoding method for precoding a data signal in a transmitting apparatus that transmits data signals to a plurality of receiving apparatuses simultaneously. A recording unit, a transmission unit number information generation unit that generates transmission unit number information related to the number of units for transmitting data signals, and a power correction coefficient for correcting transmission power are stored corresponding to the transmission unit number information. A coefficient storage unit; and a coefficient multiplication unit that multiplies the data signal precoded by the precoding unit by a power correction coefficient corresponding to the transmission unit number information generated by the transmission unit number information generation unit, and multiplies the coefficient. It is a transmitter characterized by transmitting the data signal which carried out.
（２）本発明のその他の態様は、前記送信単位数情報は、前記データ信号の送信先である受信装置のアンテナ数に基づくことを特徴とする（１）の送信装置である。 (2) Another aspect of the present invention is the transmission apparatus according to (1), wherein the transmission unit number information is based on the number of antennas of a reception apparatus that is a transmission destination of the data signal.
（３）本発明のその他の態様は、前記送信単位数情報は、前記受信装置へデータ信号を送信するストリーム数に基づくことを特徴とする（１）の送信装置である。 (3) Another aspect of the present invention is the transmitting apparatus according to (1), wherein the transmission unit number information is based on a number of streams for transmitting a data signal to the receiving apparatus.
（４）本発明のその他の態様は、前記送信単位数情報は、前記受信装置へのデータ信号の送信に係るダイバーシチオーダに基づくことを特徴とする（１）の送信装置である。 (4) Another aspect of the present invention is the transmitting apparatus according to (1), wherein the transmission unit number information is based on a diversity order related to transmission of a data signal to the receiving apparatus.
（５）本発明のその他の態様は、前記プレコーディング部は、非線形プレコーディングを行うことを特徴とする（１）−（4）のうちいずれかの送信装置である。 (5) Another aspect of the present invention is the transmitting apparatus according to any one of (1) to (4), wherein the precoding unit performs nonlinear precoding.
（６）本発明のその他の態様は、前記プレコーディング部は、線形プレコーディングを行うことを特徴とする（１）−（4）のうちいずれかの送信装置である。 (6) Another aspect of the present invention is the transmitting apparatus according to any one of (1) to (4), wherein the precoding unit performs linear precoding.
（７）本発明のその他の態様は、前記送信単位数情報を各受信装置に送信することを特徴とする（１）−（６）のうちいずれかの送信装置である。 (7) Another aspect of the present invention is the transmission device according to any one of (1) to (6), wherein the transmission unit number information is transmitted to each reception device.
（８）本発明のその他の態様は、送信電力を補正するための電力補正係数を、データ信号を送信する単位の数に係る送信単位数情報に対応して記憶する係数保存部を備え、複数の受信装置に各々データ信号を送信する送信装置における送信方法において、前記送信装置が、データ信号をプレコーディングする過程と、前記送信装置が、送信単位数情報を生成する過程と、前記送信装置が、生成した送信単位数情報に対応する電力補正係数をプレコーディングしたデータ信号に乗算する過程を有し、前記係数を乗算したデータ信号を送信することを特徴とする送信方法である。 (8) Another aspect of the present invention includes a coefficient storage unit that stores a power correction coefficient for correcting transmission power in correspondence with transmission unit number information related to the number of units for transmitting data signals. In the transmitting method in the transmitting apparatus for transmitting each data signal to the receiving apparatus, the transmitting apparatus precodes the data signal, the transmitting apparatus generates transmission unit number information, and the transmitting apparatus The transmission method includes a step of multiplying the pre-coded data signal by a power correction coefficient corresponding to the generated transmission unit number information, and transmitting the data signal multiplied by the coefficient.
（９）本発明のその他の態様は、送信電力を補正するための電力補正係数を、データ信号を送信する単位の数に係る送信単位数情報に対応して記憶する係数保存部を備え、複数の受信装置に各々データ信号を送信する送信装置におけるコンピュータに、データ信号をプレコーディングする手順と、送信単位数情報を生成する手順と、生成した送信単位数情報に対応する電力補正係数をプレコーディングしたデータ信号に乗算する手順を実行させることを特徴とする送信プログラムである。 (9) Another aspect of the present invention includes a coefficient storage unit that stores a power correction coefficient for correcting transmission power in correspondence with transmission unit number information related to the number of units for transmitting data signals. Precoding the procedure of precoding the data signal, the procedure of generating the transmission unit number information, and the power correction coefficient corresponding to the generated transmission unit number information The transmission program is characterized in that a procedure for multiplying the data signal is executed.
（１０）本発明のその他の態様は、送信電力を補正するための電力補正係数を、データ信号を送信する単位の数に係る送信単位数情報に対応して記憶する係数保存部を備え、複数の受信装置に各々データ信号を送信する送信装置における集積回路であって、データ信号をプレコーディングするプレコーディング部と、送信単位数情報を生成する送信単位数情報生成部と、送信電力を補正するための電力補正係数を送信単位数情報に対応して記憶する係数保存部と、前記送信単位数情報生成部が生成した送信単位数情報に対応する電力補正係数を前記プレコーディング部がプレコーディングしたデータ信号に乗算する係数乗算部を備えることを特徴とする送信装置における集積回路である。 (10) Another aspect of the present invention includes a coefficient storage unit that stores a power correction coefficient for correcting transmission power in correspondence with transmission unit number information related to the number of units for transmitting data signals. An integrated circuit in a transmission apparatus that transmits data signals to the respective reception apparatuses, a precoding section that precodes the data signal, a transmission unit number information generation section that generates transmission unit number information, and a transmission power correction A coefficient storage unit that stores a power correction coefficient corresponding to transmission unit number information, and a precoding unit that precodes a power correction coefficient corresponding to transmission unit number information generated by the transmission unit number information generation unit An integrated circuit in a transmission device comprising a coefficient multiplier for multiplying a data signal.
（１１）本発明のその他の態様は、送信電力を補正するための電力補正係数を、データ信号を送信する単位の数に係る送信単位数情報に対応して記憶する係数保存部と、送信装置から送信単位数情報とデータ信号を受信する受信部と、前記送信装置からの伝搬路の特性を示す伝達関数を推定する伝搬路推定部と、前記受信したデータ信号を前記係数保存部から受信した送信単位数情報に対応する係数で除算する係数除算部と、前記推定した伝達関数に基づいて前記除算されたデータ信号の振幅を補償する伝搬路補償部を備えることを特徴とする受信装置である。 (11) According to another aspect of the present invention, a coefficient storage unit that stores a power correction coefficient for correcting transmission power in correspondence with transmission unit number information related to the number of units for transmitting a data signal, and a transmission apparatus A reception unit that receives the transmission unit number information and the data signal from the transmission unit, a propagation path estimation unit that estimates a transfer function indicating a propagation path characteristic from the transmission device, and the received data signal received from the coefficient storage unit A receiving apparatus comprising: a coefficient dividing unit that divides by a coefficient corresponding to transmission unit number information; and a propagation path compensating unit that compensates the amplitude of the divided data signal based on the estimated transfer function. .
（１２）本発明のその他の態様は、前記送信単位数情報は、前記送信装置からデータ信号の送信先である受信装置のアンテナ数であることを特徴とする（１１）の受信装置である。 (12) Another aspect of the present invention is the receiving apparatus according to (11), wherein the transmission unit number information is the number of antennas of a receiving apparatus that is a transmission destination of a data signal from the transmitting apparatus.
（１３）本発明のその他の態様は、前記送信単位数情報は、前記送信装置からデータ信号を送信するストリーム数であることを特徴とする（１１）の受信装置である。 (13) Another aspect of the present invention is the receiving apparatus according to (11), wherein the transmission unit number information is the number of streams for transmitting a data signal from the transmitting apparatus.
（１４）本発明のその他の態様は、前記送信単位数情報は、前記送信装置から受信装置へのデータ信号の送信に係るダイバーシチオーダであることを特徴とする（１１）の受信装置である。 (14) Another aspect of the present invention is the receiving apparatus according to (11), wherein the transmission unit number information is a diversity order relating to transmission of a data signal from the transmitting apparatus to the receiving apparatus.
（１５）本発明のその他の態様は、送信電力を補正するための電力補正係数を、データ信号を送信する単位の数に係る送信単位数情報に対応して記憶する係数保存部と、送信装置から送信単位数情報とデータ信号を受信する受信部を備える受信装置における受信方法において、前記受信装置が、前記送信装置からの伝搬路の特性を示す伝達関数を推定する過程と、前記受信装置が、前記受信したデータ信号を、前記係数保存部に記憶された前記受信した送信単位数情報に対応する係数で除算する過程と、前記受信装置が、前記推定した伝達関数に基づいて前記除算されたデータ信号の振幅を補償する過程を有することを特徴とする受信方法である。 (15) According to another aspect of the present invention, a coefficient storage unit that stores a power correction coefficient for correcting transmission power in correspondence with transmission unit number information related to the number of units for transmitting a data signal, and a transmission apparatus In the receiving method in the receiving device including a receiving unit that receives the transmission unit number information and the data signal, the receiving device estimates the transfer function indicating the characteristics of the propagation path from the transmitting device, and the receiving device A process of dividing the received data signal by a coefficient corresponding to the received transmission unit number information stored in the coefficient storage unit; and the receiving device is divided based on the estimated transfer function It is a receiving method characterized by having the process of compensating the amplitude of a data signal.
（１６）本発明のその他の態様は、送信電力を補正するための電力補正係数を、データ信号を送信する単位の数に係る送信単位数情報に対応して記憶する係数保存部と、送信装置から送信単位数情報とデータ信号を受信する受信部を備える受信装置におけるコンピュータに、前記送信装置からの伝搬路の特性を示す伝達関数を推定する手順、前記受信したデータ信号を、前記係数保存部に記憶された前記受信した送信単位数情報に対応する係数で除算する手順、前記推定した伝達関数に基づいて前記除算されたデータ信号の振幅を補償する手順を実行させることを特徴とする受信プログラムである。 (16) According to another aspect of the present invention, a coefficient storage unit that stores a power correction coefficient for correcting transmission power in correspondence with transmission unit number information related to the number of units for transmitting a data signal, and a transmission apparatus A procedure for estimating a transfer function indicating a characteristic of a propagation path from the transmission device to a computer in a reception device including a reception unit that receives transmission unit number information and a data signal from the coefficient storage unit. A receiving program for executing a procedure of dividing by a coefficient corresponding to the received transmission unit number information stored in the memory, and a procedure of compensating the amplitude of the divided data signal based on the estimated transfer function It is.
（１７）本発明のその他の態様は、送信電力を補正するための電力補正係数を、データ信号を送信する単位の数に係る送信単位数情報に対応して記憶する係数保存部と送信装置から送信単位数情報とデータ信号を受信する受信部を備える受信装置において、前記送信装置からの伝搬路の特性を示す伝達関数を推定する伝搬路推定部と、前記受信したデータ信号を、前記係数保存部に記憶された前記受信した送信単位数情報に対応する係数で除算する係数除算部と、前記推定した伝達関数に基づいて前記除算されたデータ信号の振幅を補償する伝搬路補償部を備えることを特徴とする集積回路である。 (17) According to another aspect of the present invention, there is provided a coefficient storage unit that stores a power correction coefficient for correcting transmission power in correspondence with transmission unit number information related to the number of units for transmitting a data signal, and a transmission apparatus. In a reception apparatus including a reception unit that receives transmission unit number information and a data signal, a propagation path estimation unit that estimates a transfer function indicating a propagation path characteristic from the transmission apparatus, and the received data signal are stored in the coefficient A coefficient division unit that divides by a coefficient corresponding to the received transmission unit number information stored in the unit, and a propagation path compensation unit that compensates the amplitude of the divided data signal based on the estimated transfer function. Is an integrated circuit.
（１８）本発明のその他の態様は、送信装置が同時に複数の受信装置に各々データ信号を送信する通信システムにおいて、前記送信装置は、データ信号をプレコーディングするプレコーディング部と、データ信号を送信する単位の数に係る送信単位数情報を生成する送信単位数情報生成部と、送信電力を補正するための電力補正係数を送信単位数情報に対応して記憶する係数保存部と、前記送信単位数情報生成部が生成した送信単位数情報に対応する電力補正係数を前記プレコーディング部がプレコーディングしたデータ信号に乗算する係数乗算部を備え、前記係数を乗算したデータ信号を送信することを特徴とし、前記複数の受信装置は、それぞれ送信電力を補正するための電力補正係数を、データ信号を送信する単位の数に係る送信単位数情報に対応して記憶する係数保存部と、送信装置から送信単位数情報とデータ信号を受信する受信部と、前記送信装置からの伝搬路の特性を示す伝達関数を推定する伝搬路推定部と、前記受信したデータ信号を、前記係数保存部に記憶された前記受信した送信単位数情報に対応する係数で除算する係数除算部と、前記推定した伝達関数に基づいて前記除算されたデータ信号の振幅を補償する伝搬路補償部を備えることを特徴とする通信システムである。 (18) According to another aspect of the present invention, in a communication system in which a transmitting device transmits data signals to a plurality of receiving devices at the same time, the transmitting device transmits a data signal and a precoding unit for precoding the data signal. A transmission unit number information generating unit that generates transmission unit number information related to the number of units to be transmitted, a coefficient storage unit that stores a power correction coefficient for correcting transmission power corresponding to the transmission unit number information, and the transmission unit A coefficient multiplier for multiplying the data signal precoded by the precoding unit by a power correction coefficient corresponding to the transmission unit number information generated by the number information generating unit, and transmitting the data signal multiplied by the coefficient Each of the plurality of receiving devices has a power correction coefficient for correcting the transmission power, and a transmission unit according to the number of units for transmitting the data signal. A coefficient storage unit that stores information corresponding to the information; a reception unit that receives transmission unit number information and a data signal from the transmission device; a propagation path estimation unit that estimates a transfer function indicating a propagation path characteristic from the transmission device; A coefficient division unit that divides the received data signal by a coefficient corresponding to the received transmission unit number information stored in the coefficient storage unit; and the division of the divided data signal based on the estimated transfer function A communication system comprising a propagation path compensator for compensating amplitude.
本発明によれば、送信効率が低下しない。 According to the present invention, transmission efficiency does not decrease.
（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説明する。
図１は、本実施形態に係る通信システムの構成を示す概念図である。
通信システム１は、基地局装置Ａ１及びＮ（Ｎは２又はそれよりも大きな整数）個の端末装置Ｂ１１〜Ｂ１Ｎを含んで構成される。図１では、端末装置がＢ１１〜Ｂ１４の４台ある場合を示す。
基地局装置Ａ１は、複数（例えばＮ本）のアンテナを備え、各アンテナから端末装置Ｂ１１〜Ｂ１Ｎの各々へ共通参照信号ＣＲＳ（Ｃｏｍｍｏｎ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ、共通参照信号）とデータ信号を送信する。以下では、共通参照信号ＣＲＳのことを単に「ＣＲＳ」と称することがある。ＣＲＳは、端末装置Ｂ１１〜Ｂ１Ｎ全てに共通な信号である。データ信号は、通信において伝達される情報を表す信号であって、一般的には端末装置Ｂ１１〜Ｂ１Ｎの各々によって異なる。
基地局装置Ａ１は、もとのデータ信号に、後述するプレコーディングフィルタを乗算して、送信するデータ信号を生成する。基地局装置Ａ１は、端末装置Ｂ１１〜Ｂ１Ｎの各々から受信した伝搬路状態情報に基づきプレコーディングフィルタを生成して使用する。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a conceptual diagram showing a configuration of a communication system according to the present embodiment.
The
The base station apparatus A1 includes a plurality of (for example, N) antennas, and transmits a common reference signal CRS (Common Reference Signal) and a data signal from each antenna to each of the terminal apparatuses B11 to B1N. Hereinafter, the common reference signal CRS may be simply referred to as “CRS”. CRS is a signal common to all terminal apparatuses B11 to B1N. The data signal is a signal representing information transmitted in communication, and generally differs depending on each of the terminal devices B11 to B1N.
Base station apparatus A1 multiplies the original data signal by a precoding filter, which will be described later, to generate a data signal to be transmitted. The base station apparatus A1 generates and uses a precoding filter based on the propagation path state information received from each of the terminal apparatuses B11 to B1N.
端末装置Ｂ１１〜Ｂ１Ｎの各々は、アンテナ（例えば、各１本）を備え、基地局装置Ａ１からＣＲＳとデータ信号を受信する装置であって、利用者が所持する装置、例えば携帯電話機である。端末装置Ｂ１１〜Ｂ１Ｎの各々は、受信したＣＲＳに基づいて、基地局装置Ａ１からその端末装置までの伝達関数を算出し、この伝達関数の情報である伝搬路状態情報を基地局装置Ａ１に送信する。 Each of the terminal devices B11 to B1N is a device that includes an antenna (for example, one each) and receives a CRS and a data signal from the base station device A1, and is a device possessed by a user, for example, a mobile phone. Each of the terminal devices B11 to B1N calculates a transfer function from the base station device A1 to the terminal device based on the received CRS, and transmits propagation path state information, which is information on this transfer function, to the base station device A1. To do.
図２は、本実施形態に係る基地局装置Ａ１の構成を示す概略図である。
基地局装置Ａ１は、アンテナ部１０１−１〜１０１−Ｎ、受信部１０２−１〜１０２−Ｎ、ＧＩ除去部１０３−１〜１０３−Ｎ、ＦＦＴ部１０４−１〜１０４−Ｎ、伝搬路状態情報取得部１０５、フィルタ算出部１０６、符号化部１２１−１〜１２１−Ｎ、変調部１２２−１〜１２２−Ｎ、非線形プレコーディング部１２３、係数保存部１２４、係数乗算部１２５、ＣＲＳ生成部１２６、フレーム構成部１２７、ＩＦＦＴ部１２８−１〜１２８−Ｎ、ＧＩ挿入部１２９−１〜１２９−Ｎ、送信部１３０−１〜１３０−Ｎ、アンテナ数情報生成部１４１及び制御部１５０を含んで構成される。
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating the configuration of the base station apparatus A1 according to the present embodiment.
Base station apparatus A1 includes antenna units 101-1 to 101-N, receiving units 102-1 to 102-N, GI removing units 103-1 to 103-N, FFT units 104-1 to 104-N, and propagation path states.
即ち、基地局装置Ａ１は、Ｎ個の端末装置Ｂ１１〜Ｂ１Ｎへのデータ信号を表す無線周波数信号をＮ個のアンテナ部１０１−１〜１０１−Ｎを用いて送信し、これらの端末装置からのデータ信号を表す無線周波数信号を受信する。以下の説明では、上りリンク、下りリンクともに通信方式は、例えばＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ；直交周波数分割多重）方式を用いる例を挙げるが、本実施形態ではそれに限定されない。また、本実施形態では、上りリンクと下りリンクで異なる方式を用いてもよい。なお、下りリンクとは基地局装置Ａ１から端末装置Ｂ１１〜Ｂ１Ｎの各々への通信回線であり、上りリンクは端末装置Ｂ１１〜Ｂ１Ｎから基地局装置Ａ１への通信回線である。 That is, the base station apparatus A1 transmits radio frequency signals representing data signals to the N terminal apparatuses B11 to B1N using the N antenna units 101-1 to 101-N, and these terminal apparatuses A radio frequency signal representing a data signal is received. In the following description, an example of using an OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) scheme is given as an example of a communication scheme for both uplink and downlink, but the present embodiment is not limited thereto. In this embodiment, different methods may be used for the uplink and the downlink. The downlink is a communication line from the base station apparatus A1 to each of the terminal apparatuses B11 to B1N, and the uplink is a communication line from the terminal apparatuses B11 to B1N to the base station apparatus A1.
アンテナ部１０１−１〜１０１−Ｎは、端末装置Ｂ１１〜Ｂ１Ｎから電波として受信した無線周波数受信信号を受信部１０２−１〜１０２−Ｎに出力する。
アンテナ部１０１−１〜１０１−Ｎは、送信部１３０−１〜１３０−Ｎから入力された無線周波数送信信号を端末装置Ｂ１１〜Ｂ１Ｎに電波として送信する。
The antenna units 101-1 to 101-N output radio frequency reception signals received as radio waves from the terminal devices B11 to B1N to the receiving units 102-1 to 102-N.
The antenna units 101-1 to 101-N transmit radio frequency transmission signals input from the transmission units 130-1 to 130-N as radio waves to the terminal devices B11 to B1N.
受信部１０２−１〜１０２−Ｎは、アンテナ部１０１−１〜１０１−Ｎの各々から入力された無線周波数受信信号をダウンコンバートしてベースバンド・アナログ受信信号を生成する。受信部１０２−１〜１０２−Ｎの各々は、生成したベースバンド・アナログ受信信号をＡ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ−ｔｏ−Ｄｉｇｉｔａｌ；アナログディジタル）変換してベースバンド・ディジタル受信信号を生成する。受信部１０２−１〜１０２−Ｎは、生成したベースバンド・ディジタル受信信号をＧＩ除去部１０３−１〜１０３−Ｎに出力する。 Receiving sections 102-1 to 102-N downconvert radio frequency reception signals input from antenna sections 101-1 to 101-N to generate baseband analog reception signals. Each of the receiving units 102-1 to 102-N performs A / D (Analog-to-Digital) conversion of the generated baseband analog reception signal to generate a baseband digital reception signal. Receiving sections 102-1 to 102-N output the generated baseband digital reception signals to GI removing sections 103-1 to 103-N.
ＧＩ除去部１０３−１〜１０３−Ｎは、受信部１０２−１〜１０２−Ｎから入力されたベースバンド・ディジタル受信信号からＧＩ（Ｇｕａｒｄ Ｉｎｔｅｒｖａｌ；ガードインターバル、ガード区間ともいう）を除去する。ＧＩ除去部１０３−１〜１０３−Ｎは、ＧＩを除去したディジタル信号（「ＧＩ除去済ディジタル信号」ということがある。）をＦＦＴ部１０４−１〜１０４−Ｎに出力する。 GI removal sections 103-1 to 103 -N remove GI (Guard Interval; also referred to as guard interval or guard interval) from the baseband digital reception signals input from reception sections 102-1 to 102 -N. GI removal sections 103-1 to 103 -N output digital signals from which GI has been removed (also referred to as “GI-removed digital signals”) to FFT sections 104-1 to 104 -N.
ＦＦＴ部１０４−１〜１０４−Ｎは、ＧＩ除去部１０３−１〜１０３−Ｎから入力されたＧＩ除去済ディジタル信号に対してＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ；高速フーリエ変換）を行い、周波数領域信号を生成する。ＦＦＴ部１０４−１〜１０４−Ｎは、生成した周波数領域信号を伝搬路状態情報取得部１０５に出力する。
The FFT units 104-1 to 104-N perform FFT (Fast Fourier Transform) on the GI-removed digital signals input from the GI removal units 103-1 to 103-N to generate frequency domain signals. Generate. The FFT units 104-1 to 104-N output the generated frequency domain signals to the propagation path state
伝搬路状態情報取得部１０５は、ＦＦＴ部１０４−１〜１０４−Ｎから入力された周波数領域信号のうち予め設定された部分を周波数領域伝搬路信号として抽出し、抽出した周波数領域伝搬路信号を復調して伝搬路状態情報を抽出する。伝搬路状態情報取得部１０５は、抽出した伝搬路状態情報をフィルタ算出部１０６に出力する。
なお、伝搬路状態情報取得部１０５は、抽出した伝搬路状態情報と、生成した周波数領域信号のうち抽出された部分以外の残りの部分における信号（残部信号）を制御部１５０（図示せず）に出力する。制御部は、基地局装置Ａ１が備える一つの構成部である。
制御部１５０は、伝搬路状態情報取得部１０５から入力された伝搬路状態情報に基づき対応する変調方式情報を定める。制御部１５０は、定めた変調方式情報を変調部１２２−１〜１２２−Ｎに出力する。また、制御部１５０は、定めた変調方式情報を制御信号の一部としてフレーム構成部１２７に出力する。フレーム構成部１２７は、制御部１５０から入力された制御信号を生成しようとする送信信号フレームに含める。これにより変調方式情報が端末装置Ｂ１１〜Ｂ１Ｎに送信されるようにする。
制御部１５０は、生成した制御情報の一部に基づいて基地局装置Ａ１の動作を制御し、生成した制御情報の残りの部分を他の基地局装置やサーバ装置等へ送信する。この残りの部分は、送信先である装置における動作の制御に用いられる。
また、制御情報は、基地局装置Ａ１から端末装置Ｂ１１〜Ｂ１Ｎの各々にデータ信号を送信するためのストリーム数を表すストリーム数情報を含む。制御部１５０は、端末装置Ｂ１１〜Ｂ１Ｎ各々に対するストリーム数情報をアンテナ数情報生成部１４１に出力する。
ここで、「ストリーム数」とは同一周波数・同一時刻にＭＵ−ＭＩＭＯで空間多重して送信する信号の数のことを言う。「アンテナ数」とは、空間多重された信号を送信するために基地局装置Ａ１が用いるアンテナの数のことを言う。
The propagation path state
The propagation path state
The control unit 150 determines the corresponding modulation scheme information based on the propagation path state information input from the propagation path state
The control unit 150 controls the operation of the base station apparatus A1 based on a part of the generated control information, and transmits the remaining part of the generated control information to other base station apparatuses, server apparatuses, and the like. This remaining part is used to control the operation of the device that is the transmission destination.
The control information includes stream number information indicating the number of streams for transmitting data signals from the base station apparatus A1 to each of the terminal apparatuses B11 to B1N. The control unit 150 outputs stream number information for each of the terminal devices B11 to B1N to the antenna number
Here, the “number of streams” refers to the number of signals that are spatially multiplexed with MU-MIMO at the same frequency and the same time. “Number of antennas” refers to the number of antennas used by the base station apparatus A1 to transmit spatially multiplexed signals.
フィルタ算出部１０６は、伝搬路状態情報取得部１０５から入力された伝搬路状態情報に基づきフィルタ係数を算出する。フィルタ算出部１０６が行うフィルタ係数を算出する処理については後述する。フィルタ算出部１０６は、算出したフィルタ係数を非線形プレコーディング部１２３に出力する。
The
符号化部１２１−１〜１２１−Ｎは、端末装置Ｂ１１〜Ｂ１Ｎ宛のユーザデータを入力され、入力されたユーザデータを構成する情報ビットについて誤り訂正符号化を行い、符号化ビットを生成する。符号化部１２１−１〜１２１−Ｎは、生成した符号化ビットを変調部１２２−１〜１２２−Ｎに出力する。 Encoding sections 121-1 to 121-N receive user data addressed to terminal apparatuses B11 to B1N, perform error correction encoding on information bits constituting the input user data, and generate encoded bits. The encoding units 121-1 to 121-N output the generated encoded bits to the modulation units 122-1 to 122-N.
変調部１２２−１〜１２２−Ｎは、制御部から入力された変調方式情報が表す変調方式を設定する。変調部１２２−１〜１２２−Ｎは、符号化部１２１−１〜１２１−Ｎから入力された符号化ビットを、設定した変調方式を用いて変調して、端末装置Ｂ１１〜Ｂ１Ｎ宛の変調データ信号を生成する。変調部１２２−１〜１２２−Ｎは、生成した変調データ信号を非線形プレコーディング部１２３に出力する。
Modulation sections 122-1 to 122-N set the modulation scheme represented by the modulation scheme information input from the control section. Modulators 122-1 to 122 -N modulate the encoded bits input from encoders 121-1 to 121 -N using the set modulation scheme, and modulate data addressed to terminal apparatuses B 11 to B 1 N Generate a signal. Modulation sections 122-1 to 122-N output the generated modulated data signal to
非線形プレコーディング部１２３は、変調部１２２−１〜１２２−Ｎから入力された変調データ信号を、フィルタ算出部１０６から入力されたフィルタ係数に基づいてプレコーディングを行い、プレコーディング済信号を生成する。非線形プレコーディング部１２３が行うプレコーディングについては後述する。非線形プレコーディング部１２３は、生成したプレコーディング済信号を係数乗算部１２５に出力する。
The
係数保存部１２４は、データ信号の電力を補正するためのアンテナ数（又はストリーム数）に対応付けて電力補正係数を予め記憶している。電力補正係数は、基地局装置Ａ１の他、端末装置Ｂ１１〜Ｂ１Ｎにおいても記憶されている。電力補正係数の詳細については、後述する。
The
係数乗算部１２５は、アンテナ数情報生成部１４１から入力されたアンテナ数情報が示すアンテナ数に対応する電力補正係数を係数保存部１２４から読み出す。係数乗算部１２５は、読み出した電力補正係数を非線形プレコーディング部１２３から入力されたプレコーディング済信号に乗算して、係数乗算信号（データ信号）を生成する。この電力補正係数は、全アンテナに対して共通に乗算される値である。係数乗算部１２５は、生成した係数乗算信号（データ信号）をフレーム構成部１２７に出力する。
なお、係数保存部１２４は、電力補正係数をアンテナ数及びストリーム数の組毎に記憶しておいてもよい。その場合、係数乗算部１２５は、アンテナ数情報生成部１４１から入力されたアンテナ数情報が示すアンテナ数及びストリーム数の組に対応する電力補正係数を係数保存部１２４から読み出す。
The
The
ＣＲＳ生成部１２６は、アンテナ数情報生成部１４１から入力されたアンテナ数情報に基づきＣＲＳを生成し、生成したＣＲＳをフレーム構成部１２７に出力する。生成したＣＲＳは、基地局装置Ａ１及び端末装置Ｂ１１〜Ｂ１Ｎが各々記憶している基準信号を含んで構成される。
The
フレーム構成部１２７は、予め複数のＣＲＳ配置情報とＣＲＳ配置符号を対応付けて記憶している記憶部を備える。ＣＲＳ配置情報とは、送信信号フレームにおけるＣＲＳ及び制御信号をアンテナ毎にどのサブキャリア（周波数）のどのシンボル（時刻）に配置するかを示す情報であり、アンテナ数によって異なる情報である。フレーム構成部１２７は、アンテナ数情報生成部１４１から入力されたアンテナ数情報に対応するＣＲＳ配置情報とＣＲＳ配置符号を記憶部から読み出す。
The
フレーム構成部１２７は、係数乗算部１２５から入力された係数乗算信号（データ信号）、ＣＲＳ生成部１２６から入力されたＣＲＳ及び制御部１５０から入力された制御信号を予め定められた時間毎のフレームに割り当て、読み出したＣＲＳ配置符号を含めて送信しようとするアンテナ毎の送信信号フレームを生成する。フレーム構成部１２７は、係数乗算信号（データ信号）、ＣＲＳ及び制御信号の割り当てを、読み出したＣＲＳ配置情報に基づいて行う。
フレーム構成部１２７は、生成した送信信号フレームをＩＦＦＴ部１２６−１〜１２６−Ｎのうち、送信しようとするアンテナ１０１−ｎ（ｎは１以上Ｎ以下の整数）に対応するＩＦＦＴ部１２８−ｎに出力する。
The
The
ＩＦＦＴ部１２８−１〜１２８−Ｎは、フレーム構成部１２７から入力された送信信号フレームに対してＩＦＦＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ；逆高速フーリエ変換）を行い、ベースバンド・時間領域信号を生成する。ＩＦＦＴ部１２８−１〜１２８−Ｎは、生成したベースバンド・時間領域信号をＧＩ挿入部１２９−１〜１２９−Ｎに出力する。
The IFFT units 128-1 to 128 -N perform an IFFT (Inverse Fast Fourier Transform) on the transmission signal frame input from the
ＧＩ挿入部１２９−１〜１２９−Ｎは、ＩＦＦＴ部１２８−１〜１２８−Ｎから入力したベースバンド・時間領域信号にＧＩを付加し、ＧＩ付加ベースバンド・ディジタル送信信号を生成する。ガードインターバルＧＩとは、例えばＯＦＤＭシンボル（の時間領域信号）の後半の一部分の信号を、ＯＦＤＭシンボルの先頭に付加したものである。ＧＩ挿入部１２９−１〜１２９−Ｎは、生成したＧＩ付加ベースバンド・ディジタル送信信号を送信部１３０−１〜１３０−Ｎに出力する。 The GI insertion units 129-1 to 129-N add GI to the baseband / time domain signals input from the IFFT units 128-1 to 128-N to generate GI-added baseband digital transmission signals. The guard interval GI is, for example, a signal in the latter half of an OFDM symbol (time domain signal) added to the head of the OFDM symbol. The GI insertion units 129-1 to 129-N output the generated GI-added baseband digital transmission signals to the transmission units 130-1 to 130-N.
送信部１３０−１〜１３０−Ｎは、ＧＩ挿入部１２９−１〜１２９−Ｎから入力されたＧＩ付加ベースバンド・ディジタル送信信号をＤ／Ａ（Ｄｉｇｉｔａｌ−ｔｏ−Ａｎａｌｏｇ）変換し、ベースバンド・アナログ送信信号を生成する。送信部１３０−１〜１３０−Ｎは、生成したベースバンド・アナログ送信信号をアップコンバートして無線周波数送信信号を生成し、生成した無線周波数送信信号をアンテナ部１０１−１〜１０１−Ｎに出力する。 Transmitting sections 130-1 to 130-N perform D / A (Digital-to-Analog) conversion of the GI-added baseband digital transmission signals input from GI insertion sections 129-1 to 129-N, and An analog transmission signal is generated. Transmitters 130-1 to 130-N upconvert the generated baseband analog transmission signals to generate radio frequency transmission signals, and output the generated radio frequency transmission signals to antenna units 101-1 to 101-N. To do.
アンテナ数情報生成部１４１は、無線周波数信号の送信に用いるアンテナ数Ｎの情報（アンテナ数情報）を生成し、生成したアンテナ数情報を係数乗算部１２５、ＣＲＳ生成部１２６及びフレーム構成部１２７に出力する。
アンテナ数情報生成部１４１は、アンテナ数情報を生成するために、基地局装置Ａ１からの無線周波数信号（電波）が到達する範囲（セル）に在圏し、通信を行っている端末装置Ｂ１ｎへの送信に用いる基地局装置Ａ１のアンテナ数をカウントする（「決定する」又は「算出する」という意味である）。アンテナ数情報生成部１４１は、例えば、公知の接続方法やハンドオーバ方法（３ＧＰＰ ＴＳ ３６．３００に規定された方法、等）を用いて、新たに基地局装置Ａ１との通信を開始したとき、新たに基地局装置Ａ１との通信を終了したとき、送信に用いる基地局装置Ａ１のアンテナ数をカウントする。
アンテナ数情報生成部１４１は、新たにＭＵ−ＭＩＭＯにより下りリンク信号を受信する端末装置が加わったとき、またはカウントしたアンテナ数が変化したとき、変化後のアンテナ数を表すアンテナ数情報を出力する。
The antenna number
In order to generate the antenna number information, the antenna number
The antenna number
アンテナ数Ｎは、必ずしも物理的に備えられるアンテナ部１０１−１〜１０１−Ｎの数に限らず、例えば、仮想的なアンテナ数の総数（送信ストリーム数Ｍ）であってもよい。アンテナ数情報生成部１４１は、制御部１５０から入力された端末装置毎のストリーム数情報に基づいて送信ストリーム数Ｍをカウントする。
また、アンテナ数情報生成部１４１は、カウントしたアンテナ数とストリーム数の組を示すアンテナ数情報を出力するようにしてもよい。
The number of antennas N is not necessarily limited to the number of physically provided antenna units 101-1 to 101 -N, and may be, for example, the total number of virtual antennas (number of transmission streams M). The antenna number
Further, the antenna number
次に、フィルタ算出部１０６が行うフィルタ係数を算出する処理について説明する。
フィルタ算出部１０６は、伝搬路状態情報取得部１０５から入力された伝搬路状態情報に基づき伝搬路行列Ｈを生成する。伝搬路状態情報は、後述するように端末装置毎の伝搬路状態ベクトルの量子化ベクトル（Ｎ列）を示す。フィルタ算出部１０６は、入力された伝搬路状態情報を端末装置Ｂ１１〜Ｂ１Ｎにわたって統合して伝搬路行列Ｈを生成する。従って、伝搬路行列Ｈは、式（１）に表されるＮ行Ｎ列の行列であり、その要素値ｈｐｑ（１≦ｐ，ｑ≦Ｎ）は、アンテナ１０１−ｑから端末装置Ｂ１ｐまでの伝達関数を正規化及び量子化した値である。
Next, processing for calculating filter coefficients performed by the
The
式（１）において、Ｃｎは端末装置Ｂ１ｎ（１≦ｎ≦Ｎ）に対応する伝搬路状態ベクトルの正規化後のノルムである。ｈｎは端末装置Ｂ１ｎに対応する伝搬路状態ベクトルを示す。添字のＨは、行列の共役転置を示す。例えば、｜ｈ１｜は、ベクトルｈ１のノルムを示す。
フィルタ算出部１０６は、生成した伝搬路行列Ｈの逆行列Ｈ−１を算出し、算出した逆行列Ｈ−１をフィルタ係数Ｗとして非線形プレコーディング部１２３に出力する。
In Expression (1), Cn is a norm after normalization of a propagation path state vector corresponding to the terminal device B1n (1 ≦ n ≦ N). hn indicates a propagation path state vector corresponding to the terminal apparatus B1n. The subscript H indicates the conjugate transpose of the matrix. For example, | h1 | indicates the norm of the vector h1.
The
なお、上述の説明では、フィルタ算出部１０６は、アンテナ数Ｎとストリーム数Ｍが等しい場合にＮ行Ｎ列の伝搬路行列Ｈを生成する例を挙げたが、本実施形態ではこれには限られない。アンテナ数Ｎとアンテナ数情報生成部１４１で算出されるストリーム数Ｍが異なる場合には、フィルタ算出部１０６は、Ｍ行Ｎ列の伝搬路行列Ｈを生成する。その場合、フィルタ算出部１０６は、フィルタ係数Ｗとして、伝搬路行列Ｈの擬似逆行列（ｐｓｅｕｄｏ−ｉｎｖｅｒｓｅ ｍａｔｒｉｘ）（ＨＨＨ）−１Ｈを算出する。変数Ｈの右上における記号Ｈは、随伴行列を示す。従って、フィルタ係数Ｗは、Ｎ行Ｍ列の行列で表される。
In the above description, the
なお、上述の説明では、フィルタ算出部１０６が各端末装置において正規化された伝搬路状態情報を統合して伝搬路行列Ｈを生成する例を挙げたが、本実施形態ではこれには限られない。例えば、フィルタ算出部１０６は、正規化されていない伝搬路状態情報を統合して伝搬路行列Ｈを生成してもよい。
In the above description, the example in which the
上述の説明では、ＺＦ（Ｚｅｒｏ Ｆｏｒｃｉｎｇ；ゼロフォーシング）の手法により、フィルタ算出部１０６が生成した伝搬路行列Ｈの逆行列Ｈ−１をフィルタ係数として生成する例を挙げたが、ＭＭＳＥ（Ｍｉｎｉｍｕｍ Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅ Ｅｒｒｏｒ；最小平均二乗誤差）法によってフィルタ係数を生成してもよい。
ＭＭＳＥ法を用いる場合、フィルタ算出部１０６は、伝搬路行列Ｈに基づきＮ行２Ｎ列の行列Ｈｅｘを生成する。行列Ｈｅｘは、［Ｈ αＩ］と表される。αは、端末装置あたりの平均雑音電力を、１つのＯＦＤＭシンボルの１つのサブキャリアにおける端末装置あたりの送信電力で除算して得られた値α２の平方根である。Ｉは、Ｎ行Ｎ列の単位行列である。
フィルタ算出部１０６は、フィルタ係数Ｗとして行列Ｈｅｘの擬似逆行列（ＨｅｘＨＨｅｘ）−１Ｈｅｘと算出する。
In the above description, an example in which the inverse matrix H-1 of the propagation path matrix H generated by the
When using the MMSE method, the
The
次に、非線形プレコーディング部１２３が行うプレコーディング処理について説明する。
非線形プレコーディング部１２３は、変調部１２２−１〜１２２−Ｎから入力された変調データ信号の各値ｓ１〜ｓＮを要素とするベクトルｓを生成する。非線形プレコーディング部１２３は、このベクトルｓを生成する処理をサブキャリア毎に行う。
非線形プレコーディング部１２３は、生成したベクトルｓと２つの候補ベクトルｚ１とｚ２を加算して合成ベクトルｓ＋ｚ１τ＋ｊｚ２τを算出する。候補ベクトルｚ１とｚ２は、各々整数値を要素とするＮ次元ベクトルである。τは、変調部１２２−１〜１２２−Ｎにおける変調方式に対応する係数である。この係数τについては後に詳述する。なお、ストリーム数ＭがＮと異なる場合には、ベクトルｓ及び候補ベクトルｚ１、ｚ２はＭ次元ベクトルである。
Next, precoding processing performed by the
The
The
非線形プレコーディング部１２３は、算出した合成ベクトルに対して、入力されたフィルタ係数Ｗを乗算して得られた乗算ベクトルであるＷ（ｓ＋ｚ１τ＋ｊｚ２τ）のノルムを算出する。ここで、非線形プレコーディング部１２３は、算出したノルムを最小とする２つの候補ベクトルｚ１とｚ２を、代表ベクトルｚ１’とｚ２’として求める。代表ベクトルｚ１’とｚ２’は、式（２）で表される。
The
式（２）において、ベクトルｓに加算される候補ベクトルｚ１、ｚ２に基づく成分ｚ１τ＋ｊｚ２τを、摂動ベクトルと呼ぶ。また、フィルタ係数Ｗにベクトルｓを乗算して得られるベクトルｓ０を信号点ベクトルと呼ぶ。ここで、ｓ０＝Ｗｓである。
ここで、非線形プレコーディング部１２３は、代表ベクトル探索の処理演算量を削減するために、摂動ベクトルを予め定められた距離ＬＢＳよりも小さい範囲内に範囲を限定して、上述の代表ベクトルｚ１’とｚ２’を探索する処理を行うのが好ましい。
In equation (2), the component z1τ + jz2τ based on the candidate vectors z1 and z2 added to the vector s is called a perturbation vector. A vector s0 obtained by multiplying the filter coefficient W by the vector s is called a signal point vector. Here, s0 = Ws.
Here, the
非線形プレコーディング部１２３は、代表ベクトルｚ１’とｚ２’に対応する乗算ベクトルの各要素となる信号をプレコーディング済信号として係数乗算部１２５に出力する。
The
次に、送信信号フレームの構成例について説明する。
図３は、本実施形態に係る送信信号フレームの一構成例を示す概念図である。
図３において、最上行から下へ順に、アンテナ１０１−１〜１０１−Ｎから送信される送信信号フレームを示す。横軸は、時刻を示す。各送信信号フレームの長さは、Ｔである。各送信信号フレームはＯＦＤＭシンボルから構成される。
図３の最上行は、アンテナ１０１−１から送信される送信信号フレームが、時刻ｔ１においてＣＲＳ−Ｔｘ１を含み、時刻ｔＮ＋１以降ｔ１＋Ｔまで係数乗算信号（データ信号）を含むことを示す。
図３の第２行は、アンテナ１０１−２から送信される送信信号フレームが、時刻ｔ２においてＣＲＳ−Ｔｘ２を含み、時刻ｔＮ＋１以降ｔ１＋Ｔまで係数乗算信号（データ信号）を含むことを示す。
図３の第Ｎ行は、アンテナ１０１−Ｎから送信される送信信号フレームが、時刻ｔＮにおいてＣＲＳ−ＴｘＮを含み、時刻ｔＮ＋１以降ｔ１＋Ｔまで係数乗算信号（データ信号）を含むことを示す。
Next, a configuration example of the transmission signal frame will be described.
FIG. 3 is a conceptual diagram showing a configuration example of a transmission signal frame according to the present embodiment.
In FIG. 3, transmission signal frames transmitted from antennas 101-1 to 101-N are shown in order from the top row to the bottom. The horizontal axis indicates time. The length of each transmission signal frame is T. Each transmission signal frame is composed of OFDM symbols.
The top row in FIG. 3 indicates that the transmission signal frame transmitted from the antenna 101-1 includes CRS-
The second row in FIG. 3 indicates that the transmission signal frame transmitted from the antenna 101-2 includes CRS-Tx2 at time t2, and includes a coefficient multiplication signal (data signal) from
The N-th row in FIG. 3 indicates that the transmission signal frame transmitted from the antenna 101-N includes CRS-TxN at time tN and includes a coefficient multiplication signal (data signal) from
ＣＲＳは、基地局装置Ａ１のアンテナ毎に送信される参照信号である。ＣＲＳ−Ｔｘ１、ＣＲＳ−Ｔｘ２…ＣＲＳ−ＴｘＮは、基地局装置Ａ１のそれぞれのアンテナと各端末装置のアンテナとの間の伝搬路推定に用いられる参照信号であり、「Ｔｘ１」、「Ｔｘ２」…「ＴｘＮ」は、アンテナ１０１−１〜１０１−Ｎに対応する記号である。図３では、１つのアンテナがＣＲＳを送信している時刻では他のアンテナは何も送信しないようにすることで、各アンテナのＣＲＳが互いに直交するように時分割多重をした場合の例である。 The CRS is a reference signal transmitted for each antenna of the base station apparatus A1. CRS-Tx1, CRS-Tx2,... CRS-TxN are reference signals used for propagation path estimation between the respective antennas of the base station apparatus A1 and the antennas of the terminal apparatuses, and “Tx1”, “Tx2”,. “TxN” is a symbol corresponding to the antennas 101-1 to 101 -N. FIG. 3 shows an example in which time division multiplexing is performed so that CRS of each antenna is orthogonal to each other by preventing nothing from being transmitted by other antennas at the time when one antenna is transmitting CRS. .
本実施形態では送信信号フレームの構成は、図３に示す構成に限られない。例えば、フレーム構成部１２７は、係数乗算信号（データ信号）とＣＲＳを、図３に示すように、同一の送信信号フレームに含まれるように送信信号フレームを生成してもよいし、係数乗算信号（データ信号）とＣＲＳを別個の送信信号フレームに割り当てられるように送信信号フレームを生成してもよい。
また、フレーム構成部１２７は、図３に示すように、１０１−１〜１０１−Ｎの順に、遅い時刻にＣＲＳが配置されるように送信信号フレームを生成してもよい。また、フレーム構成部１２７は、係数乗算信号（データ信号）をＣＲＳよりも早い時刻に配置して送信信号フレームを生成してもよいし、係数乗算信号（データ信号）の一部とＣＲＳの一部を交互に配置して送信信号フレームを生成してもよい。
いずれの送信信号フレームでも、ＣＲＳが含まれる周波数（サブキャリア）と時刻（シンボル）を示すＣＲＳ配置情報を用いて、送信信号フレームからＣＲＳを抽出することができる。
In the present embodiment, the configuration of the transmission signal frame is not limited to the configuration illustrated in FIG. For example, the
Further, as illustrated in FIG. 3, the
In any transmission signal frame, the CRS can be extracted from the transmission signal frame by using the CRS arrangement information indicating the frequency (subcarrier) including the CRS and the time (symbol).
図４は、本実施形態に係る送信信号フレームのその他の構成例を示す概念図である。
図４において、横軸は時刻、縦軸は周波数を示す。ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４、ｔ５…は、ＯＦＤＭシンボルの時刻を示す。ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４、ｆ５…は、サブキャリア周波数を示す。
図４は、周波数ｆ３、ｆ６、ｆ９、及びｆ１２、のサブキャリアにおいて、時刻ｔ１、ｔ２、ｔ５、…にＣＲＳが割り当てられ、その他のサブキャリア又は時刻において係数乗算信号（データ信号）が割り当てられることを示す。なお、斜めハッチングを施した部分は、ＣＲＳが割り当てられることを示し、空白の部分は、データ信号（係数乗算信号）が割り当てられることを示す。
FIG. 4 is a conceptual diagram illustrating another configuration example of the transmission signal frame according to the present embodiment.
In FIG. 4, the horizontal axis represents time and the vertical axis represents frequency. t1, t2, t3, t4, t5... indicate the time of the OFDM symbol. f1, f2, f3, f4, f5... indicate subcarrier frequencies.
In FIG. 4, CRSs are assigned to times t1, t2, t5,... In subcarriers of frequencies f3, f6, f9, and f12, and coefficient multiplication signals (data signals) are assigned to other subcarriers or times. It shows that. In addition, the hatched portion indicates that CRS is assigned, and the blank portion indicates that a data signal (coefficient multiplication signal) is assigned.
図５は、本実施形態に係る送信信号フレームのその他の構成例を示す概念図である。
図５において、横軸は時刻、縦軸は周波数を示す。ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４、ｔ５…は、信号のサンプル時刻を示す。ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４、ｆ５…は、サブキャリア周波数を示す。
図５は、周波数ｆ３、ｆ６、ｆ９、及びｆ１２、のサブキャリアにおいて、時刻ｔ１、ｔ２、ｔ５、…にＣＲＳが割り当てられ、時刻ｔ１、ｔ２及びｔ３（周波数ｆ３、ｆ６、ｆ９、及びｆ１２、のサブキャリアにおいて、時刻ｔ１及びｔ２を除く）において制御信号が割り当てられ、その他のサブキャリア又は時刻において係数乗算信号が割り当てられることを示す。なお、斜めハッチングを施した部分は、ＣＲＳが割り当てられることを示し、空白の部分は、係数乗算信号（データ信号）が割り当てられることを示し、クロスの斜線でハッチングを施した部分は、制御信号が割り当てられることを示す。
FIG. 5 is a conceptual diagram illustrating another configuration example of the transmission signal frame according to the present embodiment.
In FIG. 5, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents frequency. t1, t2, t3, t4, t5... indicate signal sampling times. f1, f2, f3, f4, f5... indicate subcarrier frequencies.
FIG. 5 shows that CRSs are assigned to times t1, t2, t5,... In subcarriers of frequencies f3, f6, f9, and f12, and times t1, t2, and t3 (frequency f3, f6, f9, and f12, In this subcarrier, the control signal is assigned at time t1 and t2), and the coefficient multiplication signal is assigned at other subcarriers or time. The hatched portion indicates that a CRS is assigned, the blank portion indicates that a coefficient multiplication signal (data signal) is assigned, and the hatched portion of the cross indicates a control signal. Is assigned.
図６は、本実施形態に係る端末装置Ｂ１ｎの構成を示す概略図である。
端末装置Ｂ１ｎは、アンテナ部２０１、受信部２０２、ＧＩ除去部２０３、ＦＦＴ部２０４、信号分離部２０５、係数保存部２０６、係数除算部２０７、伝搬路推定部２０８、伝搬路補償部２０９、モジュロ（Ｍｏｄｕｌｏ）補償部２１０、復調部２１１、復号部２１２、伝搬路状態情報生成部２１３、ＩＦＦＴ部２３１、ＧＩ挿入部２３２、送信部２３３及びアンテナ数情報取得部２４２を含んで構成される。以下では、「モジュロ」を「Ｍｏｄｕｌｏ」ということがある。
FIG. 6 is a schematic diagram illustrating the configuration of the terminal device B1n according to the present embodiment.
The terminal device B1n includes an
即ち、端末装置Ｂ１ｎは、基地局装置Ａ１から電波として送信された無線周波数信号を１個のアンテナ部２０１を用いて受信し、また、アンテナ部２０１を用いて生成した無線周波数信号を基地局装置Ａ１に送信する。
アンテナ部２０１は、無線周波数受信信号を受信部２０２に出力する。また、アンテナ部２０１は、送信部２３３から入力された無線周波数送信信号を基地局装置Ａ１に電波として送信する。
That is, the terminal device B1n receives a radio frequency signal transmitted as a radio wave from the base station device A1 using one
The
受信部２０２は、アンテナ部２０１から入力された無線周波数信号をダウンコンバートしてベースバンド・アナログ受信信号を生成する。受信部２０２は、生成したベースバンド・アナログ受信信号をＡ／Ｄ変換してベースバンド・ディジタル受信信号を生成する。受信部２０２は、生成したベースバンド・ディジタル受信信号をＧＩ除去部２０３に出力する。
The receiving
ＧＩ除去部２０３は、受信部２０２から入力されたベースバンド・ディジタル受信信号からＧＩを除去し、ＧＩを除去したディジタル信号（「ＧＩ除去済ディジタル信号」ということがある。）をＦＦＴ部２０４に出力する。
The
ＦＦＴ部２０４は、ＧＩ除去済ディジタル信号に対してＦＦＴ（高速フーリエ変換）を行い、周波数領域信号を生成する。ＦＦＴ部２０４は、生成した周波数領域信号を信号分離部２０５に出力する。
The
信号分離部２０５は、ＦＦＴ部２０４から入力された周波数領域信号からＣＲＳ配置符号を抽出する。信号分離部２０５は、予め複数のＣＲＳ配置情報とＣＲＳ配置符号を対応付けて記憶している記憶部を備える。この記憶部が記憶するＣＲＳ配置情報とＣＲＳ配置符号は、フレーム構成部１２７の記憶部が記憶するＣＲＳ配置情報とＣＲＳ配置符号と同一である。信号分離部２０５は、抽出したＣＲＳ配置符号に対応するＣＲＳ配置情報を読み出し、読み出したＣＲＳ配置情報に基づいて、ＣＲＳ、係数乗算信号（データ信号）及び制御信号を分離する。
The
信号分離部２０５は、分離した係数乗算信号（データ信号）を係数除算部２０７に出力し、また、ＣＲＳを伝搬路推定部２０８に出力する。また、信号分離部２０５は、分離した制御信号をアンテナ数情報取得部２４２に出力する。信号分離部２０５は、分離した制御信号のうち変調方式情報を抽出し、抽出した変調方式情報をＭｏｄｕｌｏ補償部２１０及び復調部２１１に出力する。
The
係数保存部２０６は、データ信号の電力を補正するための電力補正係数を予め記憶している。係数保存部２０６が記憶する電力補正係数は、係数保存部１２４が記憶する電力補正係数（後述）と同様でよい。
係数除算部２０７は、アンテナ数情報取得部２４２から入力されたアンテナ数情報に対応する電力補正係数を係数保存部２０６から読み出す。係数保存部２０６から読み出した電力補正係数を信号分離部２０５から入力された係数乗算信号（データ信号）に対して除算して、データ信号を生成する。係数除算部２０７は、生成したデータ信号を伝搬路補償部２０９に出力する。
The
The
伝搬路推定部２０８は、信号分離部２０５から入力されたＣＲＳに基づいて伝搬路状態情報、即ち基地局装置Ａ１が備えるアンテナ部１０１−１〜１０１−Ｎの各々から端末装置Ｂ１ｎへの伝達関数を推定する。伝搬路推定部２０８は、推定した伝達関数を要素とし、その伝達関数の数（次元数）がアンテナ数情報取得部４４２から入力されたアンテナ数情報が示すアンテナ数である、伝搬路状態ベクトルｈｎを生成する。ｎは、端末装置Ｂ１ｎを示すインデックスである。
伝搬路推定部２０８は、生成した伝搬路状態ベクトルｈｎを、そのノルム｜ｈｎ｜が予め定めた値Ｃｎになるように正規化する。値Ｃｎは、例えば全通信帯域の平均受信電力の平方根である。
伝搬路推定部２０８は、この平均受信電力をフェージングによる影響分が補償されたパスロス（伝搬路損失）と基地局装置Ａ１が送信した電波が端末装置Ｂ１１〜Ｂ１ｎまでの伝達関数に基づいて算出してもよい。ここで、基地局装置Ａ１が送信した電波が端末装置Ｂ１１〜Ｂ１ｎに受信されるまでの間、反射、回折、又は遮蔽されることにより互いに干渉するため、端末装置Ｂ１１〜Ｂ１ｎにおける広帯域平均受信電力が変動する現象であるシャドウィングを考慮してもよい。また、値Ｃｎは、端末装置Ｂ１ｎ間で共通であっても、各々異なっていてもよい。伝搬路状態ベクトルｈｎはＮ次元の行ベクトルである。
伝搬路推定部２０８は、正規化した伝搬路状態ベクトルＣｎ・ｈｎ／｜ｈｎ｜を伝搬路状態情報生成部２１３に出力する。伝搬路推定部２０８は、値Ｃｎをノルム｜ｈｎ｜で除算して正規化係数Ｃｎ／｜ｈｎ｜を算出し、算出した正規化係数を伝搬路補償部２０９に出力する。
The propagation
The propagation
The propagation
The propagation
伝搬路補償部２０９は、係数除算部２０７から入力されたデータ信号に伝搬路推定部２０８から入力された正規化係数を乗算することにより伝搬路補償を行い、伝搬路補償信号を生成する。伝搬路補償部２０９は、生成した伝搬路補償信号をＭｏｄｕｌｏ補償部２１０に出力する。
The propagation
Ｍｏｄｕｌｏ補償部２１０は、信号分離部２０５から入力された変調方式情報に基づいて、伝搬路補償部２０９から入力された伝搬路補償信号に対してＭｏｄｕｌｏ（剰余）演算を行って、Ｍｏｄｕｌｏ補償信号を生成する。
Ｍｏｄｕｌｏ補償部２１０は、自己が備える記憶部に変調方式情報とＭｏｄｕｌｏ補償係数τとを予め対応付けて記憶している。Ｍｏｄｕｌｏ補償係数τは、符号化ビットを変調した変調データ信号の平均電力値の平方根であり、変調方式によって異なる値である。例えば、ＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ；位相偏移変調）方式では、τは２√２である。１６ＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ；１６値直交振幅変調）方式では、τは８／√１０である。６４ＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ；６４値直交振幅変調）方式では、τは１６／√４２である。また、Ｍｏｄｕｌｏ補償係数τは、端末装置Ｂ１１〜Ｂ１Ｎ間で共通の値である。
The
The
Ｍｏｄｕｌｏ補償部２１０は、入力された変調方式情報に対応するＭｏｄｕｌｏ補償係数τを記憶部から読み出し、読み出したＭｏｄｕｌｏ補償係数τに基づいて入力された伝搬路補償信号の各サンプル値ξについてＭｏｄｕｌｏ演算を行う。Ｍｏｄｕｌｏ補償部２１０は、Ｍｏｄｕｌｏ演算において、式（３）を用いてＭｏｄｕｌｏ補償信号の各サンプル値βを算出する。
The
式（３）において、ｆｌｏｏｒ（…）は、実数…を越えない最大の整数値を表す。Ｒｅ（…）は、複素数…の実部を表す。Ｉｍ（…）は複素数…の虚部を表す。ｊは虚数単位を表す。即ち、Ｍｏｄｕｌｏ補償信号の各サンプル値βにおいて、実部及び虚部の最大値がτ、最小値がτとなるように範囲が制約される。
Ｍｏｄｕｌｏ補償部２１０は、生成したＭｏｄｕｌｏ補償信号を復調部２１１に出力する。
In formula (3), floor (...) represents the maximum integer value not exceeding real numbers ... Re (...) represents the real part of the complex number ... Im (...) represents the imaginary part of the complex number ... j represents an imaginary unit. That is, for each sample value β of the modulo compensation signal, the range is restricted so that the maximum value of the real part and the imaginary part is τ and the minimum value is τ.
The
復調部２１１は、信号分離部２０５から入力された変調方式情報に対応する復調方式を用いて、Ｍｏｄｕｌｏ補償部２１０から入力されたＭｏｄｕｌｏ補償信号を復調して復調信号を生成する。生成した復調信号は、硬判定された符号化ビット又は符号化ビットに対応した軟判定値である。復調部２１１は、生成した復調信号を復号部２１２に出力する。
復号部２１２は、復調部２１１から入力された復調信号を復号してユーザデータを生成し、生成したユーザデータを出力する。
The
The
伝搬路状態情報生成部２１３は、伝搬路推定部２０８から入力された正規化した伝搬路状態ベクトルを量子化し、伝搬路状態情報を生成する。
ここで、伝搬路状態情報生成部２１３は、量子化された伝搬路状態ベクトルの候補である候補ベクトルを複数個記憶したコードブック（ｃｏｄｅｂｏｏｋ；符号帳）を備える。伝搬路状態情報生成部２１３は、入力された伝搬路状態ベクトルと各候補ベクトルとの残差を算出し、算出した残差の絶対値が最小となる候補ベクトルを量子化値と定め、その候補ベクトルを伝搬路状態情報と定める。
伝搬路状態情報生成部２１３は、生成した伝搬路状態情報を予め定めた変調方式で変調して変調送信信号を生成し、生成した変調送信信号をＩＦＦＴ部２３１に出力する。
The propagation path state
Here, the propagation path state
The propagation path state
ＩＦＦＴ部２３１は、伝搬路状態情報生成部２１３から入力された変調送信信号に対してＩＦＦＴを行って時間領域送信信号を生成する。ＩＦＦＴ部２３１は、生成した時間領域送信信号をＧＩ挿入部２３２に出力する。
ＧＩ挿入部２３２は、ＩＦＦＴ部２３１から入力された時間領域送信信号にＧＩを付加して、ＧＩ付加時間領域送信信号を生成し、生成したＧＩ付加時間領域送信信号を送信部２３３に出力する。
The
The
送信部２３３は、ＧＩ挿入部２３２から入力されたＧＩ付加時間領域送信信号（ディジタル信号）をＤ／Ａ変換してベースバンド・アナログ送信信号を生成する。送信部２３３は、生成したベースバンド・アナログ送信信号をアップコンバートして無線周波数送信信号を生成して、生成した無線周波数送信信号をアンテナ部２０１に出力する。
The
アンテナ数情報取得部２４２は、信号分離部２０５から入力された制御信号からアンテナ数情報を抽出し、抽出したアンテナ数情報を係数除算部２０７及び伝搬路推定部２０８に出力する。
The antenna number
次に、係数保存部１２４が記憶している電力補正係数について説明する。電力補正係数は、例えば、送信電力の平均値の平方根（平均送信振幅）に対する逆数値、送信電力の平方根の９９％値に対する逆数値（後述）である。
この送信電力とは、非線形プレコーディング部１２３が出力するプレコーディング済信号の電力である。送信電力は、常に変動している値である。そのため、従来技術では、基地局装置Ａ１がプレコーディング済信号の送信電力が一定値になるように正規化していた。これにより、端末装置の受信信号の振幅が常に変動することとなる。そのため、従来技術では、基地局装置Ａ１が各端末装置にＤＭＲＳを送信して、各端末装置が受信信号の振幅を推定していた。送信電力が変動する要因は、基地局装置から各端末装置までの伝搬路特性（伝達関数）の他、多重端末装置数、即ち実際の送信に係る送信アンテナ数やストリーム数が挙げられる。多重端末装置数とは、１個の基地局装置から同一の周波数帯域の搬送波を用いて同時に通信する端末装置の個数である。なお、ストリーム数とは、基地局装置Ａ１が同一周波数及び同一時刻において空間多重して送信するデータ信号の数である。
Next, the power correction coefficient stored in the
This transmission power is the power of the precoded signal output by the
ここで、本実施形態に係る送信電力の一例について説明する。
図７は、本実施形態に係る送信電力の一例を示す図である。
図７において、横軸は送信電力の平均値の平方根を表す。縦軸はＣ．Ｄ．Ｆ．（Ｃｕｍｕｌａｔｉｖｅ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ；累積分布関数）を表す。Ｃ．Ｄ．Ｆ．とは、送信電力の平方根毎の確率値を、送信電力の平方根がゼロである場合を原点として積分した値である。Ｃ．Ｄ．Ｆ．の最小値は０であり最大値は１である。図７に示す送信電力は、全アンテナからの総送信電力の時間平均値が一定という条件のもとで算出したアンテナ1個当たりの送信電力である。図７において、実線は、いずれも送信アンテナ数Ｎが４の場合を示す。ここで、○印、△印、□印は、各々ストリーム数が４、３、２の場合を示す。破線は、いずれも送信アンテナ数が８の場合を示す。ここで、○印、△印、□印は、各々ストリーム数が８、６、４の場合を示す。
Here, an example of transmission power according to the present embodiment will be described.
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of transmission power according to the present embodiment.
In FIG. 7, the horizontal axis represents the square root of the average value of transmission power. The vertical axis represents C.I. D. F. (Cumulative Distribution Function; cumulative distribution function). C. D. F. Is a value obtained by integrating the probability value for each square root of the transmission power with the origin when the square root of the transmission power is zero. C. D. F. The minimum value is 0 and the maximum value is 1. The transmission power shown in FIG. 7 is the transmission power per antenna calculated under the condition that the time average value of the total transmission power from all antennas is constant. In FIG. 7, the solid line indicates a case where the number N of transmission antennas is four. Here, ◯, Δ, and □ indicate cases where the number of streams is 4, 3, and 2, respectively. A broken line indicates a case where the number of transmission antennas is eight. Here, ◯, Δ, and □ indicate cases where the number of streams is 8, 6, and 4, respectively.
図７によれば、送信アンテナ数が増加するほど、送信電力は減少する傾向がある。また、ストリーム数が増加するほど、送信電力は増加する傾向がある。例えば、送信電力の平均値の平方根は、送信アンテナ数が４であって、ストリーム数が、２、３、４のとき、それぞれ０．６３、０．６９、０．８４である。また、送信アンテナ数が８であって、ストリーム数が、４、６、８のときは、送信電力の平均値の平方根は、それぞれ０．４２、０．４５、０．５５である。
また、図７は、いずれの送信アンテナ数及びストリーム数の場合でも、Ｃ．Ｄ．Ｆ．の送信電力の平方根に対する傾きは比較的急であり、送信電力が平均値を中心として狭い範囲で分布していることを示す。従って、図７は、送信アンテナ数とストリーム数が、送信電力が変動する主要因であることを示す。
According to FIG. 7, the transmission power tends to decrease as the number of transmission antennas increases. Also, the transmission power tends to increase as the number of streams increases. For example, the square root of the average value of the transmission power is 0.63, 0.69, and 0.84 when the number of transmission antennas is 4 and the number of streams is 2, 3, and 4, respectively. When the number of transmission antennas is 8 and the number of streams is 4, 6, and 8, the square roots of the average values of the transmission power are 0.42, 0.45, and 0.55, respectively.
Further, FIG. 7 shows C.I. for any number of transmission antennas and streams. D. F. The slope of the transmission power with respect to the square root of the transmission power is relatively steep, indicating that the transmission power is distributed in a narrow range around the average value. Accordingly, FIG. 7 shows that the number of transmission antennas and the number of streams are the main factors that cause fluctuations in transmission power.
図８は、本実施形態に係る電力補正係数の一例を示す表である。
図８に示す電力補正係数は、送信アンテナ数とストリーム数の組毎の送信電力の平均値の平方根に対する逆数値である。送信アンテナ数が４であって、ストリーム数が、２、３、４のとき、電力補正係数は、それぞれ１．５９、１．４５、１．１９である。送信アンテナ数が８であって、ストリーム数が、４、６、８のとき、電力補正係数は、それぞれ２．３８、２．２２、１．８２である。
FIG. 8 is a table showing an example of the power correction coefficient according to the present embodiment.
The power correction coefficient shown in FIG. 8 is an inverse value with respect to the square root of the average value of transmission power for each set of the number of transmission antennas and the number of streams. When the number of transmission antennas is 4 and the number of streams is 2, 3, and 4, the power correction coefficients are 1.59, 1.45, and 1.19, respectively. When the number of transmission antennas is 8 and the number of streams is 4, 6, and 8, the power correction coefficients are 2.38, 2.22, and 1.82, respectively.
図９は、本実施形態に係る電力補正係数のその他の例を示す表である。
図９に示す電力補正係数は、送信アンテナ数とストリーム数の組毎のＣ．Ｄ．Ｆ．が０．９９の場合の送信電力の平方根（９９％値）に対する逆数値である。送信アンテナ数が４であって、ストリーム数が、２、３、４のとき、電力補正係数は、それぞれ０．９１、０．８３、０．６７である。送信アンテナ数が８であって、ストリーム数が、４、６、８のとき、電力補正係数は、それぞれ１．５４、１．５４、１．１８である。
FIG. 9 is a table showing another example of the power correction coefficient according to the present embodiment.
The power correction coefficient shown in FIG. D. F. Is the reciprocal value with respect to the square root (99% value) of the transmission power when. When the number of transmission antennas is 4 and the number of streams is 2, 3, and 4, the power correction coefficients are 0.91, 0.83, and 0.67, respectively. When the number of transmission antennas is 8 and the number of streams is 4, 6, and 8, the power correction coefficients are 1.54, 1.54, and 1.18, respectively.
そこで、係数乗算部１２５は、送信アンテナ数及びストリーム数の組に対応する電力補正係数を読み出し、読み出した電力補正係数を非線形プレコーディング部１２３から入力されたプレコーディング済信号に乗算して、係数乗算信号（データ信号）を生成する。これにより、基地局装置Ａ１において、送信アンテナ数（ストリーム数）が変動しても、送信しようとするデータ信号及び各端末装置Ｂ１１〜Ｂ１Ｎが受信するデータ信号の平均的な電力を一定に保つことができる。
Therefore, the
本実施形態では、係数保存部１２４が送信電力の平方根の９９％値に対する逆数値を記憶し、係数乗算部１２５が電力補正係数として、この値を読み出し、乗算する場合には、許容される送信電力の最大値に対する逆数値をこの値に設定してもよい。
In the present embodiment, the
図１０は、本実施形態に係る基地局装置Ａ１の別構成例Ａ１’を示す概略図である。
基地局装置Ａ１’は、係数乗算部１２５とフレーム構成部１２７の間に送信切替部１４３を備えている。
図１０の基地局装置Ａ１’は、アンテナ部１０１−１〜１０１−Ｎ、受信部１０２−１〜１０２−Ｎ、ＧＩ除去部１０３−１〜１０３−Ｎ、ＦＦＴ部１０４−１〜１０４−Ｎ、伝搬路状態情報取得部１０５、フィルタ算出部１０６、符号化部１２１−１〜１２１−Ｎ、変調部１２２−１〜１２２−Ｎ、非線形プレコーディング部１２３、係数保存部１２４、係数乗算部１２５、ＣＲＳ生成部１２６、フレーム構成部１２７、ＩＦＦＴ部１２８−１〜１２８−Ｎ、ＧＩ挿入部１２９−１〜１２９−Ｎ、送信部１３０−１〜１３０−Ｎ、アンテナ数情報生成部１４１、送信切替部１４３及び制御部１５０を含んで構成される。図１０の基地局装置Ａ１’と図２の基地局装置Ａ１とを対比すると、前者は送信切替部１４３を付加された点を除いては、その他の構成は同一であるので、以下では、もっぱら相違点について説明を行う。
FIG. 10 is a schematic diagram illustrating another configuration example A1 ′ of the base station apparatus A1 according to the present embodiment.
The base station apparatus A1 ′ includes a
10 includes antenna units 101-1 to 101-N, receiving units 102-1 to 102-N, GI removing units 103-1 to 103-N, and FFT units 104-1 to 104-N. , Propagation path state
送信切替部１４３は、係数乗算部１２５から入力された係数乗算信号（データ信号）に基づきサブキャリア毎に送信電力の平均値を算出する。送信切替部１２６は、算出した送信電力の平均値が許容される最大送信電力Ｐｍａｘよりも大きい場合、入力された係数乗算信号（データ信号）を全てゼロにする（信号を送信しない）ことによりクリッピング（ｃｌｉｐｐｉｎｇ）を行う。これにより、基地局装置Ａ１が、許容される最大送信電力を超えて信号を送信してしまうことを防ぐことが出来る。
The
なお、上述の説明では、係数保存部１２４、係数乗算部１２５及び送信切替部５２６が送信電力の平方根の９９％値を用いる例を挙げたが、その代わりに送信電力の平均値の平方根よりも十分に大きい値、例えば送信電力の平方根の９９．９％値であってもよい。但し、大きい値を用いると、クリッピングによる信号の欠落が少なくなるがＯＦＤＭシンボルの量子化歪がより顕著となる。そのため、係数保存部１２４は、信号の欠落と量子化歪による品質の低下が最も小さくなるＣ．Ｄ．Ｆ．（例えば、９８％）に対応する送信電力の平方根の値を記憶してもよい。
In the above description, the example in which the
そのような場合でも、ネットワーク全体として数％〜１０％程度のフレーム誤り（ｆｒａｍｉｎｇ ｅｒｒｏｒ）が許容されている場合、上述のクリッピングによる品質やスループットの低下への影響は限定的である。むしろ、本発明によるＤＭＲＳを送受信しないことによるオーバーヘッド削減効果のほうが大きくシステム全体としてスループットが向上する。
上述の説明では送信切替部１４３は、クリッピングをサブキャリア毎に行う例を挙げたが、予め定めた複数毎又は全てのサブキャリアに対して行ってもよい。
Even in such a case, if a frame error (framing error) of about several to 10% is allowed in the entire network, the effect on the quality and throughput degradation due to the above clipping is limited. Rather, the overhead reduction effect by not transmitting / receiving DMRS according to the present invention is larger, and the throughput of the entire system is improved.
In the above description, the
また、端末装置Ｂ１１〜Ｂ１Ｎが備える係数保存部２０６も、基地局装置Ａ１の係数保存部１２４が記憶する電力補正係数と同様の電力補正係数を記憶する。この場合、係数乗算部２０７は、係数保存部２０６から読み出した電力補正係数で信号分離部２０５から入力された係数乗算信号（データ信号）を除算して、データ信号を生成する。
The
次に、本実施形態に係る通信システム１の動作について説明する。
図１１は、本実施形態に係る通信システム１の動作を表すシーケンス図である。
（ステップＳ１０１）基地局装置Ａ１が備えるアンテナ数情報生成部１４１は、アンテナ数情報を生成し、生成したアンテナ数情報を端末装置Ｂ１１〜Ｂ１Ｎの各々に送信する。アンテナ数情報生成部１４１がアンテナ数情報を送信する契機は、例えば新たに通信を開始又は終了する端末装置を検知し、アンテナ数が変化する時である。また、アンテナ数情報生成部１４１は、制御部１５０から入力されたストリーム数情報に基づいてストリーム数を算出し、算出したストリーム数をアンテナ数情報に含めるようにしてもよい。
その後、ステップＳ１０３に進む。
Next, the operation of the
FIG. 11 is a sequence diagram illustrating the operation of the
(Step S101) The antenna number
Thereafter, the process proceeds to step S103.
（ステップＳ１０２）端末装置Ｂ１１〜Ｂ１Ｎが各々備えるアンテナ数情報取得部２４２は、受信した制御信号からアンテナ数情報を抽出し、抽出したアンテナ数情報を係数除算部４０７及び伝搬路推定部４０８に出力する。その後、ステップＳ１０４に進む。
（ステップＳ１０３）基地局装置Ａ１が備えるＣＲＳ生成部１２６は、アンテナ数情報生成部１４１が生成したアンテナ数情報に基づきＣＲＳを生成し、基地局装置Ａ１は生成したＣＲＳを端末装置端末装置Ｂ１１〜Ｂ１Ｎに各々送信する。その後、ステップＳ１０７に進む。
(Step S102) The antenna number
(Step S103) The
（ステップＳ１０４）端末装置Ｂ１１〜Ｂ１Ｎが各々備える伝搬路推定部２０８は、基地局装置Ａ１から受信したＣＲＳ及びアンテナ数情報に基づいて伝搬路状態ベクトルを算出し、算出した伝搬路状態ベクトルを正規化する。伝搬路推定部２０８は、正規化した伝搬路状態ベクトルを伝搬路状態情報生成部２１３に出力する。その後、ステップＳ１０５に進む。
（ステップＳ１０５）端末装置Ｂ１１〜Ｂ１Ｎが各々備える伝搬路状態情報生成部２１３は、伝搬路推定部２０８から入力された正規化した伝搬路状態ベクトルを量子化して伝搬路状態情報を生成する。その後、ステップＳ１０６に進む。
（ステップＳ１０６）端末装置Ｂ１１〜Ｂ１Ｎは、各々生成した伝搬路状態情報を基地局装置Ａ１に送信する。その後、ステップＳ１１０に進む。
(Step S104) The propagation
(Step S105) The propagation path state
(Step S106) The terminal apparatuses B11 to B1N transmit the generated propagation path state information to the base station apparatus A1. Then, it progresses to step S110.
（ステップＳ１０７）基地局装置Ａ１が備えるフィルタ算出部１０６は、端末装置Ｂ１１〜Ｂ１Ｎから各々受信された伝搬路状態情報に基づきフィルタ係数を算出し、算出したフィルタ係数を非線形プレコーディング部１２３に出力する。
非線形プレコーディング部１２３は、変調部１２２−１〜１２２−Ｎから入力された変調データ信号をフィルタ算出部１０６から入力されたフィルタ係数に基づいてプレコーディングを行い、プレコーディング済信号を生成する。非線形プレコーディング部１２３は、生成したプレコーディング済信号を係数乗算部１２５に出力する。その後、ステップＳ１０８に進む。
(Step S107) The
The
（ステップＳ１０８）基地局装置Ａ１が備える係数乗算部１２５は、係数保存部１２４から読み出した電力補正係数を非線形プレコーディング部１２３から入力されたプレコーディング済信号に乗算して、係数乗算信号（データ信号）を生成する。その後、ステップＳ１０９に進む。
（ステップＳ１０９）基地局装置Ａ１は生成したデータ信号を端末装置Ｂ１１〜Ｂ１Ｎに各々送信する。その後、処理を終了する。
(Step S108) The
(Step S109) The base station apparatus A1 transmits the generated data signal to each of the terminal apparatuses B11 to B1N. Thereafter, the process ends.
（ステップＳ１１０）端末装置Ｂ１１〜Ｂ１Ｎが各々備える係数除算部２０７は、アンテナ数情報取得部２４２から入力されたアンテナ数情報に対応する電力補正係数を係数保存部２０６から読み出す。係数除算部２０７は、基地局装置Ａ１から受信した係数乗算信号を読み出した電力補正係数で除算して、データ信号を生成する。係数除算部２０７は、生成したデータ信号を伝搬路補償部２０９に出力する。その後、ステップＳ１１１に進む。
（ステップＳ１１１）端末装置Ｂ１１〜Ｂ１Ｎが各々備える伝搬路補償部２０９は、係数除算部２０７から入力されたデータ信号に対して伝搬路補償を行って伝搬路補償信号を生成し、生成した伝搬路補償信号をＭｏｄｕｌｏ補償部２１０に出力する。
Ｍｏｄｕｌｏ補償部２１０は、伝搬路補償部２０９から入力された伝搬路補償信号に対してＭｏｄｕｌｏ演算を行って、Ｍｏｄｕｌｏ補償信号を生成し、生成したＭｏｄｕｌｏ補償信号を復調部２１１に出力する。
復調部２１１は、Ｍｏｄｕｌｏ補償部２１０から入力されたＭｏｄｕｌｏ補償信号を復調して復調信号を生成し、生成した復調信号を復号部２１２に出力する。
復号部２１２は、復調部２１１から入力された復調信号を復号してユーザデータを生成し、生成したユーザデータを出力する。その後、処理を終了する。
(Step S <b> 110) The
(Step S111) The propagation
The
The
これにより、本実施形態では送信装置である基地局装置Ａ１において、各端末装置との間の伝搬路状態等により、送信アンテナ数やストリーム数が変化する場合においても、基地局装置Ａ１から各端末装置Ｂ１ｎにＤＭＲＳを送信することなく送信データの振幅を所定の値に補正することができる。そのために、ＤＭＲＳを送信するためのオーバーヘッドを回避し、送信効率を向上させることができる。 Thereby, in the base station apparatus A1, which is a transmission apparatus in the present embodiment, even when the number of transmission antennas and the number of streams change due to the propagation path state between the terminal apparatuses and the like, the base station apparatus A1 to each terminal The amplitude of the transmission data can be corrected to a predetermined value without transmitting the DMRS to the device B1n. Therefore, the overhead for transmitting DMRS can be avoided and transmission efficiency can be improved.
上述の説明では、基地局装置Ａ１が備えるアンテナ部１０１−１〜１０１−Ｎの数Ｎは、通信に係る端末装置Ｂ１１〜Ｂ１Ｎの数と等しく、各端末装置宛の送信データを対応するアンテナ部を用いて送信する場合の例を挙げた。本実施形態において、単に一部のアンテナ部が通信に用いられていない場合には、アンテナ部の数とは、通信に用いられているアンテナ部の数を指す。本実施形態では、アンテナ部の数は必ずしも物理的なアンテナ部の数に限られず、空間ダイバーシティにおいて端末装置から見て仮想的にアンテナ数がＮより少なくなるときは、その仮想的なアンテナ数であってもよい。 In the above description, the number N of antenna units 101-1 to 101-N included in the base station device A1 is equal to the number of terminal devices B11 to B1N related to communication, and the transmission unit addressed to each terminal device corresponds to the antenna unit. An example was given of the case of transmitting using. In the present embodiment, when only some antenna units are not used for communication, the number of antenna units indicates the number of antenna units used for communication. In the present embodiment, the number of antenna units is not necessarily limited to the number of physical antenna units. When the number of antennas is virtually smaller than N when viewed from the terminal device in space diversity, the number of antennas is There may be.
また、上述の説明では、基地局装置Ａ１が、アンテナ部を各1個ずつ備える端末装置Ｂ１１〜Ｂ１Ｎと通信することを考慮して、各端末装置に１ストリームずつ送信する場合を例に挙げた。本実施形態は、基地局装置Ａ１が各端末装置に複数のストリームを送信する場合にも適用できる。このとき、ストリーム数とは、各端末装置宛のストリーム数を合計した数である。
アンテナ数又はストリーム数とは、データ信号を送信する単位の数に係る送信単位数情報の一種である。
Further, in the above description, the case where the base station apparatus A1 transmits one stream at a time to each terminal apparatus has been taken into account in consideration of communication with the terminal apparatuses B11 to B1N each having one antenna unit. . This embodiment can also be applied when the base station apparatus A1 transmits a plurality of streams to each terminal apparatus. At this time, the number of streams is the total number of streams addressed to each terminal device.
The number of antennas or the number of streams is a type of transmission unit number information related to the number of units for transmitting data signals.
上述したように、本実施形態では、送信装置（基地局装置）は、複数の受信装置に各々データ信号を送信する際、データ信号をプレコーディングし、データ信号を送信する単位の数に係る送信単位数情報を生成し、生成した送信単位数情報に対応する電力補正係数を係数保存部から読み出し、読み出した電力補正係数をプレコーディングしたデータ信号に共通して乗算し、係数を乗算したデータ信号を送信している。 As described above, in the present embodiment, when transmitting a data signal to each of a plurality of receiving apparatuses, the transmitting apparatus (base station apparatus) precodes the data signal and transmits according to the number of units for transmitting the data signal. A data signal that generates unit number information, reads the power correction coefficient corresponding to the generated transmission unit number information from the coefficient storage unit, multiplies the read power correction coefficient in common with the precoded data signal, and multiplies the coefficient. Is sending.
また、受信装置（端末装置）は、送信装置から送信単位数情報とデータ信号を受信し、送信装置からの伝搬路の特性を示す伝達関数を推定し、係数保存部から受信した送信単位数情報に対応する係数を読み出し、受信したデータ信号を前記読み出した係数で除算し、推定した伝達関数に基づいて前記除算されたデータ信号の振幅を補償する。
これにより、本実施形態では伝搬路状態により送信アンテナ数やストリーム数が変化する場合においても、送信装置から複数の各受信装置にＤＭＲＳを送信することなく送信データの振幅を所定の値に補正することができる。同時に、本実施形態では送信アンテナ、ストリーム、又は端末装置毎に送信データの振幅を補正する必要がなくなる。そのために、ＤＭＲＳを送信するためのオーバーヘッドを回避し、送信効率の低下を回避できる。
The receiving device (terminal device) receives the transmission unit number information and the data signal from the transmitting device, estimates a transfer function indicating the propagation path characteristic from the transmitting device, and receives the transmission unit number information received from the coefficient storage unit. , The received data signal is divided by the read coefficient, and the amplitude of the divided data signal is compensated based on the estimated transfer function.
Thereby, in this embodiment, even when the number of transmission antennas or the number of streams changes depending on the propagation path state, the amplitude of the transmission data is corrected to a predetermined value without transmitting DMRS from the transmission device to each of the plurality of reception devices. be able to. At the same time, in this embodiment, it is not necessary to correct the amplitude of transmission data for each transmission antenna, stream, or terminal device. Therefore, it is possible to avoid the overhead for transmitting DMRS and avoid a decrease in transmission efficiency.
（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説明する。
本実施形態に係る通信システム２は、基地局装置Ａ２及びＮ個の端末装置Ｂ２１〜Ｂ２Ｎを含んで構成される。
図１２は、本実施形態に係る基地局装置Ａ２の構成を示す概略図である。
基地局装置Ａ２は、アンテナ部１０１−１〜１０１−Ｎ、受信部１０２−１〜１０２−Ｎ、ＧＩ除去部１０３−１〜１０３−Ｎ、ＦＦＴ部１０４−１〜１０４−Ｎ、伝搬路状態情報取得部１０５、フィルタ算出部３０６、符号化部１２１−１〜１２１−Ｎ、変調部１２２−１〜１２２−Ｎ、非線形プレコーディング部１２３、係数保存部１２４、係数乗算部３２５、ＣＲＳ生成部３２６、フレーム構成部３２７、ＩＦＦＴ部１２８−１〜１２８−Ｎ、ＧＩ挿入部１２９−１〜１２９−Ｎ、送信部１３０−１〜１３０−Ｎ、スケジューリング部３４４、ストリーム選択部３４５及び制御部１５０を含んで構成される。
(Second Embodiment)
The second embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
The communication system 2 according to the present embodiment includes a base station device A2 and N terminal devices B21 to B2N.
FIG. 12 is a schematic diagram showing the configuration of the base station apparatus A2 according to the present embodiment.
Base station apparatus A2 includes antenna units 101-1 to 101-N, receiving units 102-1 to 102-N, GI removing units 103-1 to 103-N, FFT units 104-1 to 104-N, and propagation path states.
従って、基地局装置Ａ２は、基地局装置Ａ１におけるフィルタ算出部１０６、係数乗算部１２５、ＣＲＳ生成部１２６及びフレーム構成部１２７の代わりにフィルタ算出部３０６、係数乗算部３２５、ＣＲＳ生成部３２６及びフレーム構成部３２７を備える。基地局装置Ａ２は、アンテナ数情報生成部１４１の代わりに、スケジューリング部３４４及びストリーム選択部３４５を備える。基地局装置Ａ２は、その他の部分の機能及び構成については、基地局装置Ａ１と同様である。以下の説明では、主に基地局装置Ａ１との差異について述べる。
Therefore, the base station device A2 replaces the
スケジューリング部３４４は、伝搬路状態情報取得部１０５から入力された伝搬路状態情報に基づき、ＭＵ−ＭＩＭＯにより空間多重する端末装置の割当情報を生成する。
スケジューリング部３４４は、２つの端末装置の伝搬路状態情報が示す伝搬路状態ベクトル間の相関性又は類似性を示す指標値（例えば、内積）を算出する。スケジューリング部３４４は、算出した指標値が予め定めた値よりも小さいとき、互いに独立と判断する。
なお、２つの端末装置の伝搬路状態が「独立」であるとは、必ずしも端末装置同士が直交する伝搬路を持っていると言う意味では無く、プレコーディングによって２つの端末装置に所定の品質以上の信号を、同一周波数・同一時刻でＭＵ−ＭＩＭＯにより送信できる状態であることを意味する。所定の品質とは、例えば、データ信号の通信に用いる最も低レートの変調及び符号化方式を使用してもフレーム誤り率を例えば０．１以下に抑えることが出来る状態を言う。
スケジューリング部３４４は、算出した指標値が予め定めた値よりも小さいとき、この２つの端末装置間で独立な伝搬路状態情報であると判断し、その２つの端末装置について独立な伝搬路状態情報を示す割当情報を生成する。
Based on the propagation path state information input from propagation path state
The
Note that that the propagation path states of the two terminal apparatuses are “independent” does not necessarily mean that the terminal apparatuses have orthogonal propagation paths, but the two terminal apparatuses have a predetermined quality or higher by precoding. This means that the signal can be transmitted by MU-MIMO at the same frequency and the same time. The predetermined quality refers to a state in which the frame error rate can be suppressed to, for example, 0.1 or less even when the lowest-rate modulation and coding method used for data signal communication is used.
When the calculated index value is smaller than a predetermined value, the
逆に、スケジューリング部３４４は、算出した指標値が予め定めた値よりも等しい又は大きいとき、この２つの端末装置間で独立ではない伝搬路状態情報と判断する。スケジューリング部３４４は、この２つの端末装置のうち何れか一方（例えば番号が小さいほう）の端末装置について独立な伝搬路状態情報を示す割当情報を生成し、他方の端末装置について独立でない伝搬路状態情報を示す割当情報を生成する。
スケジューリング部３４４は、その他の端末装置についても、かかる処理を行う。
Conversely, when the calculated index value is equal to or greater than a predetermined value, the
The
なお、スケジューリング部３４４は、割当情報を生成する際、各端末装置の伝搬路状態情報を要素とする伝搬路行列のランク（ｒａｎｋ）を算出してもよい。スケジューリング部３４４は、ランクが最大となる伝搬路状態情報の組を定め、定めた組に属する端末装置について独立な伝搬路状態情報を示す割当情報を生成する。それ以外の端末装置について独立ではない伝搬路状態情報を示す割当情報を生成する。
Note that the
スケジューリング部３４４は、生成した割当情報が表す独立な伝搬路状態情報に対応する端末装置の総数（ストリーム数）をカウントし、カウントした結果であるストリーム数を表すアンテナ数情報を生成する。なお、ここでは各端末装置に対して１ストリームずつ信号を送信する場合について説明する。
また、スケジューリング部３４４は、制御部１５０から入力されたストリーム数情報に基づきストリーム数を算出してもよい。スケジューリング部３４４は、算出したストリーム数情報に基づいてアンテナ数情報を生成してもよく、算出したアンテナ数とストリーム数の組に基づくアンテナ数情報を生成してもよい。
なお、独立な伝搬路状態情報を示す割当情報は、データを送信しようとする端末装置を表し、独立ではない伝搬路状態情報を示す割当情報は、データを送信しない端末装置を表す。
The
Further, the
Note that the allocation information indicating independent channel state information represents a terminal device that intends to transmit data, and the allocation information indicating non-independent channel state information represents a terminal device that does not transmit data.
スケジューリング部３４４は、生成した割当情報とアンテナ数情報をＣＲＳ生成部３２６及びフレーム構成部３２７に出力する。スケジューリング部３４４は、生成したアンテナ数情報を係数乗算部３２５及びストリーム選択部３４５に出力する。
スケジューリング部３４４は、生成した割当情報が独立な伝搬路状態情報であることを示す端末装置に係る伝搬路状態情報をフィルタ算出部３０６に出力する。
The
The
フィルタ算出部３０６は、スケジューリング部３４４から入力された伝搬路状態情報に基づき伝搬路行列Ｈを生成する。
フィルタ算出部３０６は、生成した伝搬路行列Ｈに基づく擬似逆行列Ｈ＋を算出する。擬似逆行列Ｈ＋を算出する理由は、伝搬路行列Ｈの行数と列数が必ずしも等しくないからである。
フィルタ算出部３０６は、算出した擬似逆行列Ｈ＋をフィルタ係数として非線形プレコーディング部１２３に出力する。
The
The
The
ストリーム選択部３４５は、スケジューリング部３４４から割当情報を入力される。ストリーム選択部３４５は、変調部１２２−１〜１２２−Ｎから入力された変調データ信号のうち、割当情報がデータを送信しようとする端末装置に係る変調データを非線形プレコーディング部１２３に出力する。ストリーム選択部３４５は、変調部１２２−１〜１２２−Ｎから入力された変調データ信号のうち、割当情報がデータを送信しない端末装置に係る変調データを非線形プレコーディング部１２３に出力しない。
The
係数乗算部３２５は、スケジューリング部３４４から入力されたアンテナ数情報に対応する電力補正係数を係数保存部１２４から読み出す。係数乗算部３２５は、読み出した電力補正係数を非線形プレコーディング部１２３から入力された非線形プレコーディング信号に乗算して、係数乗算信号（データ信号）を生成する。係数乗算部３２５は、生成した係数乗算信号（データ信号）をフレーム構成部３２７に出力する。
The
ＣＲＳ生成部３２６は、スケジューリング部３４４から入力されたアンテナ数情報及び割当情報に基づきＣＲＳを生成し、生成したＣＲＳをフレーム構成部３２７に出力する。割当情報は、データを送信しようとする端末装置であるか否かを示す情報であるから、ＣＲＳ生成部３２６は、データを送信しようとする端末装置に対してＣＲＳを生成する。
The
フレーム構成部３２７は、予め複数のＣＲＳ配置情報をアンテナ数情報、割当情報及びＣＲＳ配置符号に対応付けて記憶する記憶部を備える。割当情報がデータを送信しようとする端末装置であることを示す情報である場合、対応するＣＲＳ配置情報は、もっぱらデータを送信しようとする端末装置に係数乗算信号（データ信号）、ＣＲＳ及び制御信号を割り当てることを示す。
フレーム構成部３２７は、スケジューリング部３４４から入力されたアンテナ数情報及び割当情報に対応するＣＲＳ配置情報及びＣＲＳ配置符号を読み出し、読み出したＣＲＳ配置情報に基づいて送信しようとするアンテナ毎の送信信号フレームを生成する。ここで、フレーム構成部３２７は、読み出したＣＲＳ配置符号を送信信号フレームに含める。
The
The
フレーム構成部３２７は、送信信号フレームを生成する際、そのＣＲＳ配置情報に基づいて係数乗算部３２５から入力された係数乗算信号（データ信号）、ＣＲＳ生成部３２６から入力されたＣＲＳ及び制御部１５０から入力された制御信号を送信信号フレームに割り当てる。フレーム構成部３２７は、スケジューリング部３４４から入力されたアンテナ数情報及び割当情報を制御信号の一部に含める。
フレーム構成部３２７は、生成した送信信号フレームをＩＦＦＴ部１２６−１〜１２６−Ｎのうち、送信しようとするアンテナ１０１−ｎに対応するＩＦＦＴ部１２８−ｎに出力する。
When generating a transmission signal frame, the
The
図１３は、本実施形態に係る端末装置Ｂ２ｎの構成を示す概略図である。
端末装置Ｂ２ｎは、アンテナ部２０１、受信部２０２、ＧＩ除去部２０３、ＦＦＴ部２０４、信号分離部４０５、係数保存部２０６、係数除算部４０７、伝搬路推定部４０８、伝搬路補償部２０９、Ｍｏｄｕｌｏ補償部２１０、復調部２１１、復号部２１２、伝搬路状態情報生成部２１３、ＩＦＦＴ部２３１、ＧＩ挿入部２３２、送信部２３３及び割当情報取得部４４６を含んで構成される。
FIG. 13 is a schematic diagram illustrating a configuration of the terminal device B2n according to the present embodiment.
The terminal device B2n includes an
従って、端末装置Ｂ２ｎは、端末局装置Ｂ１ｎにおける信号分離部２０５、係数除算部２０７、伝搬路推定部２０８、及びアンテナ数情報取得部２４２の代わりに信号分離部４０５、係数除算部４０７、伝搬路推定部４０８及び割当情報取得部４４６を備える。端末装置Ｂ２ｎは、その他の部分の機能及び構成については、端末装置Ｂ１ｎと同様である。以下の説明では、主に端末装置Ｂ１ｎとの差異について述べる。
Accordingly, the terminal device B2n is replaced with the
信号分離部４０５は、ＦＦＴ部２０４から入力された周波数領域信号からＣＲＳ配置符号を抽出し、抽出したＣＲＳ配置符号に対応するＣＲＳ配置情報を記憶部から読み出す。信号分離部４０５は、フレーム構成部３２７が備える記憶部と同様な複数のＣＲＳ配置情報をアンテナ数情報、割当情報及びＣＲＳ配置符号に対応付けて記憶する記憶部を備える。
信号分離部４０５は、読み出したＣＲＳ配置情報に基づいて、入力された周波数領域信号からＣＲＳ、係数乗算信号（データ信号）及び制御信号を分離する。信号分離部４０５は、分離した係数乗算信号（データ信号）を係数除算部４０７に出力し、ＣＲＳを伝搬路推定部４０８に出力する。信号分離部４０５は、分離した制御信号を割当情報取得部４４６に出力する。信号分離部４０５は、分離した制御信号のうち変調方式情報を抽出し、抽出した変調方式情報をＭｏｄｕｌｏ補償部２１０及び復調部２１１に出力する。
The
The
割当情報取得部４４６は、信号分離部４０５から入力された制御信号からアンテナ数情報と割当情報を抽出し、抽出したアンテナ数情報を係数除算部４０７に出力し、抽出した割当情報を伝搬路推定部４０８に出力する。
係数除算部４０７は、係数保存部２０６から、割当情報取得部４４６から入力されたアンテナ数情報に対応する電力補正係数を読み出す。係数除算部４０７は、信号分離部４０５から入力された係数乗算信号（データ信号）を読み出した電力補正係数で除算して、データ信号を生成する。係数除算部４０７は、生成したデータ信号を伝搬路補償部４０９に出力する。
The allocation
The
伝搬路推定部４０８は、信号分離部４０５から入力されたＣＲＳに基づいて、割当情報取得部４４６から入力された割当情報が独立な伝搬路情報であることを示すアンテナ（ストリーム）からの伝達関数を伝搬路状態情報として推定する。
伝搬路推定部４０８は、推定した伝搬路状態情報を正規化して伝搬路状態ベクトル及び正規化係数を算出し、算出した伝搬路状態ベクトルを伝搬路状態情報生成部２１３に出力し、算出した正規化係数を伝搬路補償部２０９に出力する。
Based on the CRS input from the
The propagation
次に、本実施形態に係る通信システム２の動作について説明する。
通信システム２において端末装置Ｂ２ｍ（ｍは１以上Ｎ以下の整数）は、端末装置Ｂ２ｍ宛のストリームに対する基地局装置Ａ１からの伝搬路情報が独立ではない端末装置である。
図１４は、本実施形態に係る通信システム２の動作を表すシーケンス図である。
通信システム２の動作は、ステップＳ１０１〜ステップＳ１１１を有する点で、図１０に示す通信システム１の動作と同様であるが、ステップＳ２１２〜ステップＳ２１４を有する点が異なる。以下、主に通信システム１の動作と異なる点について述べる。
Next, the operation of the communication system 2 according to the present embodiment will be described.
In the communication system 2, the terminal device B2m (m is an integer of 1 or more and N or less) is a terminal device whose propagation path information from the base station device A1 for the stream addressed to the terminal device B2m is not independent.
FIG. 14 is a sequence diagram illustrating the operation of the communication system 2 according to the present embodiment.
The operation of the communication system 2 is the same as the operation of the
（ステップＳ２１２）基地局装置Ａ２が備えるスケジューリング部３４４は、端末装置Ｂ２１〜Ｂ２Ｎから受信した伝搬路状態情報に基づき独立な伝搬路状態情報を判断し、アンテナ（ストリーム）毎の伝搬路情報が独立か否かを示す割当情報を生成する。その後、ステップＳ２１３に進む。
（ステップＳ２１３）基地局装置Ａ２が備えるスケジューリング部３４４は、生成した割当情報を端末装置Ｂ２１〜Ｂ２Ｎに送信する。その後、ステップＳ１０７に進む。
(Step S212) The
(Step S213) The
（ステップＳ２１４）端末装置Ｂ２１〜Ｂ２Ｎは基地局装置Ａ２から割当情報を受信する。
その後、独立な伝搬路情報であることを示すアンテナに対応する端末装置Ｂ２ｎについては、ステップＳ１１０に進む。独立ではない伝搬路情報であることを示すアンテナに対応する端末装置Ｂ２ｍについては、処理を終了する。
(Step S214) The terminal devices B21 to B2N receive the allocation information from the base station device A2.
Thereafter, for the terminal device B2n corresponding to the antenna indicating independent channel information, the process proceeds to step S110. For the terminal device B2m corresponding to the antenna indicating that the channel information is not independent, the processing ends.
なお、図１４において、ステップＳ１０１〜ステップＳ１１１を実行する機能部は次の点で、図１０に示す通信システム１の動作とは異なる。
ステップＳ１０１は、基地局装置Ａ２が備えるスケジューリング部３４４がアンテナ数情報を生成し、端末装置Ｂ２１〜Ｂ２Ｎに送信する処理である。
ステップＳ１０２は、端末装置Ｂ２１〜Ｂ２Ｎが備える割当情報取得部４４６がアンテナ数情報を取得する処理である。
ステップＳ１０３は、基地局装置Ａ２が備えるＣＲＳ生成部３２６がＣＲＳを生成する処理である。
ステップＳ１０４は、端末装置Ｂ２ｎが備える伝搬路推定部２０８が伝搬路状態ベクトルを生成する処理である。
ステップＳ１０８は、基地局装置Ａ２が備える係数乗算部３２５が係数乗算信号（データ信号）を生成する処理である。
ステップＳ１１０は、基地局装置Ａ２が備える係数除算部４０７が係数乗算信号（データ信号）を読み出した電力補正係数で除算して、データ信号を生成する処理である。
In FIG. 14, the functional units that execute Steps S101 to S111 are different from the operation of the
Step S101 is a process in which the
Step S102 is processing in which the allocation
Step S103 is a process in which the
Step S104 is processing in which the propagation
Step S108 is processing in which the
Step S110 is processing in which the
上述したように、本実施形態では、送信装置である基地局装置Ａ２においてデータ信号を送信する単位の数に係る送信単位数情報を生成する際、各受信装置である端末装置Ｂ２ｎから送信された伝達関数に基づいて送信単位数であるアンテナ数もしくはストリーム数を算出している。
これにより、本実施形態では伝搬路状態に基づき送信単位（例えば、アンテナ数、ストリーム数、又はアンテナ数及びストリーム数の組）を変化させる場合においても、送信装置から複数の各受信装置にＤＭＲＳを送信することなく送信データの振幅を所定の値に補正することができる。そのために、ＤＭＲＳを送信するためのオーバーヘッドを回避し、送信効率の低下を回避することができる。
As described above, in the present embodiment, when generating the transmission unit number information related to the number of units for transmitting the data signal in the base station apparatus A2 that is the transmission apparatus, it is transmitted from the terminal apparatus B2n that is each reception apparatus. The number of antennas or the number of streams, which is the number of transmission units, is calculated based on the transfer function.
As a result, in this embodiment, even when the transmission unit (for example, the number of antennas, the number of streams, or the combination of the number of antennas and the number of streams) is changed based on the propagation path state, The amplitude of transmission data can be corrected to a predetermined value without transmission. Therefore, it is possible to avoid overhead for transmitting DMRS and avoid a decrease in transmission efficiency.
（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説明する。
本実施形態に係る通信システム３は、基地局装置Ａ３及びＮ個の端末装置Ｂ３１〜Ｂ３Ｎを含んで構成される。
図１５は、本実施形態に係る基地局装置Ａ３の構成を示す概略図である。
基地局装置Ａ３は、アンテナ部１０１−１〜１０１−Ｎ、受信部１０２−１〜１０２−Ｎ、ＧＩ除去部１０３−１〜１０３−Ｎ、ＦＦＴ部１０４−１〜１０４−Ｎ、伝搬路状態情報取得部１０５、フィルタ算出部１０６、符号化部１２１−１〜１２１−Ｎ、変調部１２２−１〜１２２−Ｎ、線形プレコーディング部５２３、係数保存部１２４、係数乗算部１２５、ＣＲＳ生成部１２６、フレーム構成部１２７、ＩＦＦＴ部１２８−１〜１２８−Ｎ、ＧＩ挿入部１２９−１〜１２９−Ｎ、送信部１３０−１〜１３０−Ｎ、アンテナ数情報生成部１４１及び制御部１５０を含んで構成される。
(Third embodiment)
The third embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
The communication system 3 according to the present embodiment includes a base station device A3 and N terminal devices B31 to B3N.
FIG. 15 is a schematic diagram illustrating the configuration of the base station apparatus A3 according to the present embodiment.
Base station apparatus A3 includes antenna units 101-1 to 101-N, receiving units 102-1 to 102-N, GI removing units 103-1 to 103-N, FFT units 104-1 to 104-N, and propagation path states.
従って、基地局装置Ａ３は、基地局装置Ａ１における非線形プレコーディング部１２３の代わりに線形プレコーディング部５２３を備える。基地局装置Ａ３は、その他の部分の機能及び構成については、基地局装置Ａ１と同様である。以下の説明では、主に基地局装置Ａ１との差異について述べる。
Accordingly, the base station device A3 includes a
線形プレコーディング部５２３は、フィルタ算出部１０６から入力されたフィルタ係数に基づき変調部１２２−１〜１２２−Ｎから入力された変調データ信号に対して線形プレコーディング処理を行う。線形プレコーディング部５２３は、プレコーディング処理において、入力されたフィルタ係数である行列に、変調部１２２−１〜１２２−Ｎから入力された変調データ信号を要素とするベクトルを乗算してプレコーディング済信号ベクトルを算出する。プレコーディング済信号ベクトルは、各要素値がアンテナ（ストリーム毎）のプレコーディング済信号とするベクトルである。線形プレコーディング部５２３は、算出したプレコーディング済信号を係数乗算部５２５に出力する。
The
次に、線形プレコーディング部５２３から出力されるプレコーディング済信号の電力である送信電力について説明する。この送信電力は、常に変動している値である。そのため、従来技術では、基地局装置Ａ３がプレコーディング済信号の送信電力が一定の値になるように正規化していた。これにより、端末装置の受信信号の振幅が常に変動することとなり、端末装置は、ＤＭＲＳから推定した送信電力に基づきプレコーディング済信号の振幅を推定する必要があった。このように、送信電力が変動する要因は、基地局装置から各端末装置までの伝搬路特性（伝達関数）の他、多重端末装置数、即ち実際の送信に係る送信アンテナ数やストリーム数が挙げられる。ここで、本実施形態に係る送信電力の一例について説明する。
Next, transmission power that is the power of a precoded signal output from
図１６は、本実施形態に係る送信電力の一例を示す図である。
図１６において、横軸は送信電力の平方根を表す、縦軸はＣ．Ｄ．Ｆ．を表す。図１６に示す送信電力は、全アンテナからの総送信電力の時間平均値が一定という条件のもとで算出したアンテナ1個当たりの送信電力である。図１６において、実線は、いずれも送信アンテナ数Ｎが４の場合を示す。ここで、△印、□印は、各々ストリーム数が３、２の場合を示す。破線は、いずれも送信アンテナ数が８の場合を示す。ここで、○印、△印、□印は、各々ストリーム数が４、３、２の場合を示す。
FIG. 16 is a diagram illustrating an example of transmission power according to the present embodiment.
In FIG. 16, the horizontal axis represents the square root of transmission power, and the vertical axis represents C.I. D. F. Represents. The transmission power shown in FIG. 16 is the transmission power per antenna calculated under the condition that the time average value of the total transmission power from all antennas is constant. In FIG. 16, the solid line indicates a case where the number N of transmission antennas is four. Here, the Δ mark and the □ mark indicate cases where the number of streams is 3 or 2, respectively. A broken line indicates a case where the number of transmission antennas is eight. Here, ◯, Δ, and □ indicate cases where the number of streams is 4, 3, and 2, respectively.
図１６によれば、送信アンテナ数が増加するほど、送信電力は減少する傾向がある。また、ストリーム数が増加するほど、送信電力は増加する傾向がある。例えば、送信電力の平方根の平均値の平方根は、送信アンテナ数が４であって、ストリーム数が２、３のとき、それぞれ０．７４、１．０である。また、送信アンテナ数が８であって、ストリーム数が、４、６、８のとき、送信電力の平均値の平方根は、それぞれ０．４１、０．４５、０．５０である。
また、図１６は、いずれの送信アンテナ数及びストリーム数の場合でも、Ｃ．Ｄ．Ｆ．の送信電力の平方根に対する傾きは比較的急であって、送信電力が中央値を中心として狭い範囲で分布していることを示す。従って、図１６は、送信アンテナ数とストリーム数が、送信電力が変動する主要因であることを示す。
According to FIG. 16, the transmission power tends to decrease as the number of transmission antennas increases. Also, the transmission power tends to increase as the number of streams increases. For example, the square root of the average value of the square root of the transmission power is 0.74 and 1.0 when the number of transmission antennas is 4 and the number of streams is 2 and 3, respectively. When the number of transmission antennas is 8 and the number of streams is 4, 6, and 8, the square roots of the average values of the transmission power are 0.41, 0.45, and 0.50, respectively.
In addition, FIG. 16 shows C.I. for any number of transmission antennas and streams. D. F. The slope of the transmission power with respect to the square root of the transmission power is relatively steep, indicating that the transmission power is distributed in a narrow range around the median. Accordingly, FIG. 16 shows that the number of transmission antennas and the number of streams are the main factors that cause fluctuations in transmission power.
次に、係数保存部１２４が保存する電力補正係数について説明する。本実施形態に係る送信電力の逆数値は、図７に示す送信電力の逆数値と異なるため、係数保存部１２４は、図８又は図９とは異なる電力補正係数を記憶する。
図１７は、本実施形態に係る電力補正係数の一例を示す表である。
図１７に示す電力補正係数は、送信アンテナ数とストリーム数の組毎の送信電力の平均値の平方根に対する逆数である。送信アンテナ数が４であって、ストリーム数が、２、３のとき、電力補正係数は、それぞれ１．３５、１．０である。送信アンテナ数が８であって、ストリーム数が、２、３、４のとき、電力補正係数は、それぞれ２．４４、２．２２、２．０である。
Next, the power correction coefficient stored by the
FIG. 17 is a table showing an example of the power correction coefficient according to the present embodiment.
The power correction coefficient shown in FIG. 17 is an inverse of the square root of the average value of transmission power for each set of the number of transmission antennas and the number of streams. When the number of transmission antennas is 4 and the number of streams is 2 and 3, the power correction coefficients are 1.35 and 1.0, respectively. When the number of transmission antennas is 8 and the number of streams is 2, 3, and 4, the power correction coefficients are 2.44, 2.22, and 2.0, respectively.
図１８は、本実施形態に係る電力補正係数のその他の例を示す表である。
図１８に示す電力補正係数は、送信アンテナ数とストリーム数の組毎のＣ．Ｄ．Ｆ．が０．９９の場合の送信電力の平方根（９９％値）に対する逆数である。送信アンテナ数が４であって、ストリーム数が、２、３のとき、電力補正係数は、それぞれ０．５７、０．４１である。送信アンテナ数が８であって、ストリーム数が、２、３、４のとき、電力補正係数は、それぞれ１．４３、１．３３、１．１８である。
FIG. 18 is a table showing another example of the power correction coefficient according to the present embodiment.
The power correction coefficient shown in FIG. D. F. Is the reciprocal of the square root (99% value) of the transmission power when 0.99 is 0.99. When the number of transmission antennas is 4 and the number of streams is 2 and 3, the power correction coefficients are 0.57 and 0.41, respectively. When the number of transmission antennas is 8 and the number of streams is 2, 3, and 4, the power correction coefficients are 1.43, 1.33, and 1.18, respectively.
なお、送信アンテナ数とストリーム数の差が大きい場合には、係数保存部１２４は、ダイバーシチオーダ毎に電力補正係数を記憶してもよい。ダイバーシチオーダとは、基地局装置Ａ３が備えるアンテナ数Ｎの空間多重して送信するストリーム数Ｍの差に１を加えた値Ｎ＋Ｍ−１であって、空間多重化における自由度を表す指標値である。このような場合には、送信電力は主にダイバーシチオーダに依存するからである。ここでアンテナ数Ｎは、物理的なアンテナ数ではなく送信先である端末装置Ｂ３ｎからみた実質的なアンテナ数，例えば、端末装置Ｂ３ｎが基地局装置Ａ３に送信する伝搬路状態ベクトルｈｎの成分の数（次元数）である。
この場合において、アンテナ数情報生成部１４１は、アンテナ数とストリーム数に基づきアンテナ数情報としてダイナーシチオーダを生成する。また、係数乗算部１２５は、アンテナ数情報生成部１４１から入力されたアンテナ数情報が示すダイバーシチオーダに対応する電力補正係数を係数保存部１２４から読み出す。
When the difference between the number of transmission antennas and the number of streams is large, the
In this case, the antenna number
図１９は、本実施形態に係る端末装置Ｂ３ｎの構成を示す概略図である。
端末装置Ｂ３ｎは、端末装置Ｂ１ｎと同様に、アンテナ部２０１、受信部２０２、ＧＩ除去部２０３、ＦＦＴ部２０４、信号分離部２０５、係数保存部２０６、係数除算部６０７、伝搬路推定部２０８、伝搬路補償部２０９、Ｍｏｄｕｌｏ補償部２１０、復調部２１１、復号部２１２、伝搬路状態情報生成部２１３、ＩＦＦＴ部２３１、ＧＩ挿入部２３２、送信部２３３及びアンテナ数情報取得部２４２を含んで構成される。
FIG. 19 is a schematic diagram showing the configuration of the terminal device B3n according to the present embodiment.
Similarly to the terminal device B1n, the terminal device B3n includes an
従って、端末装置Ｂ３ｎは、端末装置Ｂ１ｎと同様な機能を奏する。但し、係数保存部２０６は、基地局装置Ａ３における係数保存部１２４と同様な電力補正係数を記憶する。
また、係数保存部２０６が、ダイバーシチオーダ毎に電力補正係数を記憶する場合、係数除算部２０７は、アンテナ数情報取得部２４２から入力されたアンテナ数情報が示すダイバーシチオーダに対応する電力補正係数を係数保存部２０６から読み出す。
係数除算部２０７は、信号分離部２０５から入力された係数乗算信号（データ信号）を係数保存部２０６から読み出した電力補正係数で除算して、データ信号を生成する。係数除算部２０７は、生成したデータ信号を伝搬路補償部２０９に出力する。
Accordingly, the terminal device B3n has the same function as the terminal device B1n. However, the
In addition, when the
The
上述したように、本実施形態ではプレコーディング部は線形プレコーディングを行い、アンテナ数やストリーム数に基づく送信単位数情報を生成している。
これにより、本実施形態では伝搬路状態によりアンテナ数やストリーム数が変化する場合においても、送信装置である基地局装置Ａ３から各受信装置である端末装置Ｂ３ｎにＤＭＲＳを送信することなく送信データの振幅を所定の値に補正することができる。そのために、ＤＭＲＳを送信するためのオーバーヘッドを回避し、送信効率の低下を回避することができる。また、送信単位数情報はダイバーシチオーダであっても、本実施形態はかかる効果を奏する。
As described above, in the present embodiment, the precoding unit performs linear precoding and generates transmission unit number information based on the number of antennas and the number of streams.
Thereby, in this embodiment, even when the number of antennas or the number of streams changes depending on the propagation path state, the transmission data can be transmitted without transmitting DMRS from the base station device A3 as a transmission device to the terminal device B3n as each reception device. The amplitude can be corrected to a predetermined value. Therefore, it is possible to avoid overhead for transmitting DMRS and avoid a decrease in transmission efficiency. Further, even if the transmission unit number information is a diversity order, this embodiment has such an effect.
（第４の実施形態）
以下、図面を参照しながら本発明の第４の実施形態について説明する。
本実施形態に係る通信システム３は、基地局装置Ａ４及びＮ個の端末装置Ｂ４１〜Ｂ４Ｎを含んで構成される。端末装置Ｂ４１〜Ｂ４Ｎの機能及び構成は、端末装置Ｂ１１〜Ｂ１Ｎと同様であってよい。
(Fourth embodiment)
The fourth embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
The communication system 3 according to the present embodiment includes a base station device A4 and N terminal devices B41 to B4N. The functions and configurations of the terminal devices B41 to B4N may be the same as those of the terminal devices B11 to B1N.
他方、基地局装置Ａ４は、基地局装置Ａ１又はＡ２において、非線形プレコーディング部１２３の代わりに、非線形プレコーディング部７２３を備える構成である。
図２０は、本実施形態に係る非線形プレコーディング部７２３の構成を示す概略図である。
非線形プレコーディング部７２３は、変調部１２２−１〜１２２−Ｎから入力された変調データ信号に対して、フィルタ算出部１０６から入力された伝搬路行列Ｈに基づく非線形プレコーディング処理を行い、プレコーディング済信号を生成する。非線形プレコーディング部７２３は、ＴＨＰ法（Ｔｏｍｌｉｎｓｏｎ Ｈａｒａｓｈｉｍａ Ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ）を用いて非線形プレコーディングを行う。非線形プレコーディング部７２３は、生成したプレコーディング済信号を係数乗算部１２５に出力する。ここで、フィルタ算出部１０６は、フィルタ係数Ｗを算出するための伝搬路行列Ｈを非線形プレコーディング部７２３に算出するようにする。
非線形プレコーディング部７２３は、減算部７２３１−２〜７２３１−Ｎ、Ｍｏｄｕｌｏ演算部７２３２−２〜７２３２−Ｎ、干渉算出部７２３３及び線形フィルタ乗算部７２３４を含んで構成される。
On the other hand, the base station apparatus A4 is configured to include a nonlinear precoding section 723 instead of the
FIG. 20 is a schematic diagram showing the configuration of the nonlinear precoding unit 723 according to the present embodiment.
The nonlinear precoding unit 723 performs nonlinear precoding processing based on the propagation path matrix H input from the
The non-linear precoding unit 723 includes subtraction units 7231-2 to 7231 -N, modulo calculation units 7232-2 to 7232 -N, an
減算部７２３１−２〜７２３１−Ｎは、変調部１２２−２〜１２２−Ｎから入力された変調データ信号ｓ２〜ｓＮから干渉算出部７２３３から入力された干渉信号ｆ２〜ｆＮを各々減算して残差信号ｓ２−ｆ２〜ｓＮ−ｆＮを生成する。減算部７２３１−２〜７２３１−Ｎは、生成した残差信号ｓ２−ｆ２〜ｓＮ−ｆＮをそれぞれ、Ｍｏｄｕｌｏ演算部７２３２−２〜７２３２−Ｎに出力する。
The subtracting units 7231-2 to 7231 -N subtract the interference signals f <b> 2 to fN input from the
Ｍｏｄｕｌｏ演算部７２３２−２〜７２３２−Ｎは、減算部７２３１−２〜７２３１−Ｎから入力された残差信号ｓ２−ｆ２〜ｓＮ−ｆＮに各々Ｍｏｄｕｌｏ演算を行って剰余信号ｖ２〜ｖＮを生成し、生成した剰余信号ｖ２〜ｖＮを干渉算出部７２３３及び線形フィルタ乗算部７２３４に出力する。Ｍｏｄｕｌｏ演算部７２３２−２〜７２３２−Ｎが行うＭｏｄｕｌｏ演算は、変調部１２２−２〜１２２−Ｎが行う変調方式に対応するＭｏｄｕｌｏ幅τに基づくＭｏｄｕｌｏ演算である。
Modulo operation units 7232-2 to 7232 -N perform modulo operations on the residual signals s <b> 2-f <b> 2 to sN−fN input from the subtraction units 7231-2 to 7231 -N to generate residual signals v <b> 2 to vN. The generated remainder signals v2 to vN are output to the
干渉算出部７２３３は、フィルタ算出部１０６から入力された伝搬路行列Ｈを入力され、入力された伝搬路行列Ｈの共役転置行列ＨＨをＱＲ分解し、上三角行列Ｒ及びユニタリ行列Ｑを算出する。伝搬路行列Ｈ、上三角行列Ｒ及びユニタリ行列Ｑは、例えば（４）式に示す関係がある。
The
干渉算出部７２３３は、算出した上三角行列Ｒから対角成分を抽出して対角行列Ａを生成し、生成した対角行列の逆行列Ａ−１を算出する。
干渉算出部７２３３は、算出したユニタリ行列Ｑに、算出した逆行列Ａ−１を乗算して線形フィルタ行列Ｐを算出する。干渉算出部７２３３は、算出した線形フィルタ行列Ｐを線形フィルタ乗算部７２３４に出力する。
干渉算出部７２３３は、算出した上三角行列Ｒと逆行列Ａ−１に基づいて干渉フィルタ係数行列Ｆを、例えば式（５）を用いて算出する。
The
The
The
式（５）において、Ｉは、Ｎ行Ｎ列の単位行列である。式（５）に示される干渉フィルタ係数行列Ｆは、データ信号を要素とするデータ信号ベクトルから干渉信号成分を抽出する行列である。干渉信号成分とは、基地局装置Ａ４のアンテナ１０１−ｎから送信することが意図された端末装置Ｂ４ｎ以外の端末装置Ｂ４ｍ（ｍ≠ｎ）に宛てた信号に基づく成分である。 In Expression (5), I is an N × N unit matrix. The interference filter coefficient matrix F shown in Expression (5) is a matrix for extracting an interference signal component from a data signal vector having a data signal as an element. The interference signal component is a component based on a signal addressed to a terminal device B4m (m ≠ n) other than the terminal device B4n intended to transmit from the antenna 101-n of the base station device A4.
干渉算出部７２３３は、変調部１２２−１から入力された変調データ信号ｓ１、Ｍｏｄｕｌｏ演算部７２３２−２〜７２３２−Ｎから入力された剰余信号ｖ２〜ｖＮに対して算出した干渉フィルタ行列Ｆに基づいて干渉信号ｆ２〜ｆＮを生成する。干渉算出部７２３３は、生成した干渉信号ｆ２〜ｆＮを減算部７２３１−２〜７２３１−Ｎに出力する。干渉算出部７２３３が干渉信号ｆ２〜ｆＮを生成する処理については後述する。
The
線形フィルタ乗算部７２３４は、変調部１２２−１から変調データ信号ｓ１を入力され、Ｍｏｄｕｌｏ演算部７２３２−２〜７２３２−Ｎから剰余信号ｖ２〜ｖＮを入力され、干渉算出部７２３３から線形フィルタ算出行列Ｐを入力される。
線形フィルタ乗算部７２３４は、入力された変調データ信号ｓ１及び入力された剰余信号ｖ２〜ｖＮを要素とする剰余信号ベクトルｖに線形フィルタ算出行列Ｐを乗算してプレコーディング済信号を要素とするプレコーディング済信号ベクトルｘを算出する。これにより、線形フィルタ乗算部７２３４は、プレコーディング済信号を生成する。
The
The linear
次に、非線形プレコーディング部７２３が行う非線形プレコーディング処理について説明する。
図２１は、本実施形態に係る非線形プレコーディング部７２３が行う非線形プレコーディング処理を示すフローチャートである。
（ステップＳ３０１）干渉算出部７２３３は、フィルタ算出部１０６から入力された線形フィルタである伝搬路行列Ｈに基づき上三角行列Ｒ及びユニタリ行列Ｑを算出する。干渉算出部７２３３は、算出したユニタリ行列Ｑに、上三角行列Ｒから対角成分を抽出して生成した対角行列Ａの逆行列Ａ−１を乗算して線形フィルタ行列Ｐを算出する。干渉算出部７２３３は、算出した線形フィルタ行列Ｐを線形フィルタ乗算部７２３４に出力する。
干渉算出部７２３３は、算出した上三角行列Ｒと逆行列Ａ−１に基づいて干渉フィルタ係数行列Ｆを、例えば式（５）を用いて算出する。その後、ステップＳ３０２に進む。
Next, nonlinear precoding processing performed by the nonlinear precoding unit 723 will be described.
FIG. 21 is a flowchart showing a non-linear precoding process performed by the non-linear precoding unit 723 according to this embodiment.
(Step S301) The
The
（ステップＳ３０２）非線形プレコーディング部７２３は、端末装置（またはストリーム）Ｂ４ｎを識別する変数ｎの初期値を１と定める。その後、ステップＳ３０３に進む。
（ステップＳ３０３）非線形プレコーディング部７２３は、変調部１２２−１から入力された変調データ信号ｓ１、を信号ｖ１と設定する。その後、ステップＳ３０４に進む。
（ステップＳ３０４）非線形プレコーディング部７２３は、処理対象とする端末装置Ｂ４ｎを次の端末装置Ｂ４（ｎ＋１）に進める。その後、ステップＳ３０４に進む。
(Step S302) The non-linear precoding unit 723 determines 1 as the initial value of the variable n that identifies the terminal device (or stream) B4n. Thereafter, the process proceeds to step S303.
(Step S303) The nonlinear precoding unit 723 sets the modulation data signal s1 input from the modulation unit 122-1 as the signal v1. Thereafter, the process proceeds to step S304.
(Step S304) The nonlinear precoding unit 723 advances the terminal device B4n to be processed to the next terminal device B4 (n + 1). Thereafter, the process proceeds to step S304.
（ステップＳ３０５）干渉算出部７２３３は、ベクトルＦ（ｎ，１：ｎ−１）と既に処理対象となった端末装置についての信号を要素とする剰余信号ベクトル［ｖ１，…，ｖｎ−１］Ｔとの内積を、端末装置Ｂ４ｎが受信する干渉信号ｆｎとして算出する。ここで、ベクトルＦ（ｎ，１：ｎ−１）は、干渉フィルタ行列Ｆのｎ行目の第１〜ｎ−１列成分を示す行ベクトルである。干渉算出部７２３３は、算出した干渉信号ｆｎを減算部７２３１−ｎに出力する。その後、ステップＳ３０６に進む。
(Step S305) The
（ステップＳ３０６）減算部７２３１−ｎは、干渉算出部７２３３から入力された干渉信号ｆｎを変調部１２２−ｎから入力された変調データ信号ｓｎから減算して残差信号ｓｎ−ｆｎを生成する。減算部７２３１−ｎは、生成した残差信号ｓｎ−ｆｎをＭｏｄｕｌｏ演算部７２３２−ｎに出力する。その後、ステップＳ３０７に進む。
（ステップＳ３０７）Ｍｏｄｕｌｏ演算部７２３２−ｎは、減算部７２３１−ｎから入力された残差信号ｓｎ−ｆｎに対しｍｏｄｕｌｏ幅τに基づくｍｏｄｕｌｏ演算を行い、剰余信号ｖｎを算出する。Ｍｏｄｕｌｏ演算部７２３２−ｎは、算出した剰余信号ｖｎを干渉算出部７２３３及び線形フィルタ乗算部７２３４に出力する。これにより、送信電力を所定値よりも小さくすることができる。その後、ステップＳ３０８に進む。
(Step S306) The subtraction unit 7231-n subtracts the interference signal fn input from the
(Step S307) The modulo operation unit 7232-n performs a modulo operation based on the modulo width τ on the residual signal sn-fn input from the subtraction unit 7231-n, and calculates a remainder signal vn. The modulo calculation unit 7232-n outputs the calculated remainder signal vn to the
（ステップＳ３０８）非線形プレコーディング部７２３は、変数ｎがアンテナ数Ｎ以上か否か判断する。非線形プレコーディング部７２３は、変数ｎがアンテナ数Ｎよりも小さいと判断したとき（ステップＳ３０８ Ｎｏ）、ステップＳ３０４に進む。非線形プレコーディング部７２３は、変数ｎがアンテナ数Ｎ以上と判断したとき（ステップＳ３０８ Ｙｅｓ）、ステップＳ３０９に進む。 (Step S308) The nonlinear precoding unit 723 determines whether the variable n is equal to or greater than the number N of antennas. When the nonlinear precoding unit 723 determines that the variable n is smaller than the number N of antennas (No in step S308), the process proceeds to step S304. When the nonlinear precoding unit 723 determines that the variable n is equal to or greater than the number N of antennas (Yes in step S308), the nonlinear precoding unit 723 proceeds to step S309.
（ステップＳ３０９）線形フィルタ乗算部７２３４は、信号ｖ１と、Ｍｏｄｕｌｏ演算部７２３２−２〜７２３２−Ｎから入力された剰余信号ｖ２〜ｖＮを要素とする剰余ベクトルｖに干渉算出部７２３３から入力された線形フィルタ算出行列Ｐを乗算する。線形フィルタ乗算部７２３４は、乗算によって算出されたプレコーディング済信号ベクトルｘを要素とするプレコーディング済信号を係数乗算部１２５に出力する。
(Step S309) The linear
また、本実施形態において、干渉算出部７２３３が、線形フィルタ行列Ｐを算出するためにＺＦ規範に基づく伝搬路行列Ｈの代わりに、上述のＭＭＳＥ規範に基づく行列Ｈｅｘを用いてもよい。また、干渉算出部７２３３は、ＱＲ分解の代わりにソート付ＱＲ分解、Ｖ−ＢＬＡＳＴ法（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｂｅｌｌ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ Ｌａｙｅｒｄ Ｓｐａｃｅ−Ｔｉｍｅ ａｒｇｏｒｉｔｈｍ）を用いて干渉信号を算出してもよい。
また、本実施形態において、非線形プレコーディング部７２３は、上述のようにＴＨＰ法に基づく非線形プレコーディング処理の代わりにオーダリングを用いたＴＨＰ法又はＬＲ−ＴＨＰ（Ｌａｔｔｉｃｅ Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ａｉｄｅｄ ＴＨＰ）法に基づく非線形プレコーディング処理を行ってもよい。
Further, in the present embodiment, the
Further, in the present embodiment, the nonlinear precoding unit 723 includes a nonlinear programming based on a THP method using ordering or an LR-THP (Lattice Reduction aided THP) method instead of the nonlinear precoding processing based on the THP method as described above. Recording processing may be performed.
なお、非線形プレコーディング部７２３は、ＴＨＰ（Ｔｏｍｌｉｎｓｏｎ−Ｈａｒａｓｈｉｍａ Ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ）法、又はＬＲ−ＴＨＰ（Ｌａｔｔｉｃｅ Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ−Ａｉｄｅｄ ＴＨＰ；格子縮約ＴＨＰ）法を用いて算出した線形フィルタＰに基づき、プレコーディング済信号の送信電力の平均値Ｅａｖｅを算出してもよい。非線形プレコーディング部７２３は、送信電力の平均値Ｅａｖｅを算出するために、例えば式（６）を用いる。 Note that the non-linear precoding unit 723 is a precoded signal based on a linear filter P calculated using a THP (Tomlinson-Harashima Precoding) method or an LR-THP (Lattice Reduction-Aided THP) method. The average value Eave of the transmission powers may be calculated. The nonlinear precoding unit 723 uses, for example, Equation (6) in order to calculate the average value Eave of the transmission power.
式（６）において、Ｔｒａｃｅ（．．．）は、行列．．．の対角成分の和である。Ｃｖは、信号ｖの共分散行列であり、Ｎ行Ｎ列の対角行列である。信号ベクトルｖは、信号ｖｎの各サンプルを要素とするベクトルである。例えば、Ｃｖの第ｎ行ｎ列成分は、信号ｖｎが、Ｉ−ｃｈ（信号の同相（Ｉｎ−ｐｈａｓｅ）成分）、Ｑ−ｃｈ（信号の直交（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ）成分）共に原点を中心としてＭｏｄｕｌｏ幅τ間隔に一様分布すると仮定して算出した平均電力である。Ｃｖは、対角行列であるから非対角成分はゼロとなる。
ここで、非線形プレコーディング部７２３は平均電力を、上述の送信切替部５２６に出力し、送信切替部５２６は、非線形プレコーディング部７２３から入力された平均電力に基づきクリッピングを行ってもよい。
In equation (6), Trace (...) is a matrix ... . . Is the sum of the diagonal components of. Cv is a covariance matrix of the signal v, and is a diagonal matrix with N rows and N columns. The signal vector v is a vector having each sample of the signal vn as an element. For example, in the n-th row and n-th column component of Cv, the signal vn has a modulo width centered on the origin for both I-ch (in-phase component of the signal) and Q-ch (quadrature component of the signal). It is the average power calculated on the assumption that it is uniformly distributed in τ intervals. Since Cv is a diagonal matrix, non-diagonal components are zero.
Here, the nonlinear precoding unit 723 may output the average power to the transmission switching unit 526 described above, and the transmission switching unit 526 may perform clipping based on the average power input from the nonlinear precoding unit 723.
上述の非線形プレコーディング処理において、データ信号から逐次に算出した干渉信号との差分信号に基づく剰余ベクトルに線形フィルタ行列を演算している。そのため、非線形プレコーディング部１２３のように摂動ベクトルを探索する必要がなくなり、非線形プレコーディングに係る処理量を低減することができる。
In the above-described nonlinear precoding process, a linear filter matrix is calculated on a remainder vector based on a difference signal from an interference signal sequentially calculated from a data signal. Therefore, there is no need to search for a perturbation vector as in the
なお、上述の説明では、係数除算部２０７、４０７においてデータ信号に電力補正係数を除算し、さらに伝搬路補償部２０９において正規化係数を乗算して伝搬路補償信号を生成する例を挙げたが、本実施形態ではこれには限られない。本実施形態では、係数除算部２０７、４０７又は伝搬路補償部２０９のいずれか一方においてデータ信号に、正規化係数を電力補正係数で除算した商を乗算して伝搬路補償信号を生成してもよい。
また、上述の説明では、係数保存部２０６は係数保存部１２４と同一の電力補正係数を記憶する例を挙げたが、本実施形態ではこれには限られない。
係数保存部２０６は係数保存部１２４に記憶されている電力補正係数の逆数を記憶してもよい。その場合、係数除算部２０７、４０７は、入力された係数乗算信号（データ信号）に読み出した係数を乗じてデータ信号を生成する。従って、本実施形態では、電力補正係数を除算することは、この電力補正係数の逆数を乗ずることも含む。
In the above description, the
In the above description, the
The
なお、上述した実施形態における基地局装置Ａ１〜Ａ４、端末装置Ｂ１１〜Ｂ１Ｎ、Ｂ２１〜Ｂ２Ｎ、Ｂ３１〜Ｂ３Ｎの一部、例えば、ＧＩ除去部１０３−１〜１０３−Ｎ、ＦＦＴ部１０４−１〜１０４−Ｎ、伝搬路状態情報取得部１０５、フィルタ算出部１０６、符号化部１２１−１〜１２１−Ｎ、変調部１２２−１〜１２２−Ｎ、非線形プレコーディング部１２３、７２３、係数乗算部１２５、３２５、ＣＲＳ生成部１２６、３２６、フレーム構成部１２７、３２７、ＩＦＦＴ部１２８−１〜１２８−Ｎ、ＧＩ挿入部１２９−１〜１２９−Ｎ、送信切替部１４３、アンテナ数情報生成部３４１、線形プレコーディング部５２３、ＧＩ除去部２０３、ＦＦＴ部２０４、信号分離部２０５、４０５、係数除算部２０７、４０７、伝搬路推定部２０８、４０８、伝搬路補償部２０９、４０９、Ｍｏｄｕｌｏ補償部２１０、復調部２１１、復号部２１２、伝搬路状態情報生成部２１３、ＩＦＦＴ部２３１、ＧＩ挿入部２３２、又はアンテナ数情報取得部４４２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〜Ａ４、又は端末装置Ｂ１１〜Ｂ１Ｎ、Ｂ２１〜Ｂ２Ｎ、Ｂ３１〜Ｂ３Ｎ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〜Ａ４、及び端末装置Ｂ１１〜Ｂ１Ｎ、Ｂ２１〜Ｂ２Ｎ、Ｂ３１〜Ｂ３Ｎ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〜Ａ４、及び端末装置Ｂ１１〜Ｂ１Ｎ、Ｂ２１〜Ｂ２Ｎ、Ｂ３１〜Ｂ３Ｎ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。
In addition, base station apparatus A1-A4 in embodiment mentioned above, terminal apparatus B11-B1N, B21-B2N, a part of B31-B3N, for example, GI removal part 103-1-103-N, FFT part 104-1-. 104-N, propagation path state
Further, a part or all of the base station devices A1 to A4 and the terminal devices B11 to B1N, B21 to B2N, and B31 to B3N in the above-described embodiment are realized as an integrated circuit such as an LSI (Large Scale Integration). Also good. Each functional block of the base station devices A1 to A4 and the terminal devices B11 to B1N, B21 to B2N, and B31 to B3N may be individually converted 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〜Ａ４…基地局装置、
１０１−１〜１０１−Ｎ…アンテナ部、１０２−１〜１０２−Ｎ…受信部、
１０３−１〜１０３−Ｎ…ＧＩ除去部、１０４−１〜１０４−Ｎ…ＦＦＴ部、
１０５…伝搬路状態情報取得部、１０６、３０６…フィルタ算出部、
１２１−１〜１２１−Ｎ…符号化部、１２２−１〜１２２−Ｎ…変調部、
１２３、７２３…非線形プレコーディング部、１２４…係数保存部、
１２５、３２５…係数乗算部、１２６、３２６…ＣＲＳ生成部、
１２７、３２７…フレーム構成部、１２８−１〜１２８−Ｎ…ＩＦＦＴ部、
１２９−１〜１２９−Ｎ…ＧＩ挿入部、１３０−１〜１３０−Ｎ…送信部、
１４３…送信切替部、１４１…アンテナ数情報生成部、３４４…スケジューリング部、
３４５…ストリーム選択部、５２３…線形プレコーディング部、
７２３１−２〜７２３１−Ｎ…減算部、
７２３２−２〜７２３２−Ｎ…Ｍｏｄｕｌｏ演算部、７２３３…干渉算出部、
７２３４…線形フィルタ乗算部
Ｂ１１〜Ｂ１Ｎ、Ｂ２１〜Ｂ２Ｎ、Ｂ３１〜Ｂ３Ｎ…端末装置、
２０１…アンテナ部、２０２…受信部、２０３…ＧＩ除去部、２０４…ＦＦＴ部、
２０５、４０５、６０５…信号分離部、２０６、６０６…係数保存部、
２０７、４０７、６０７…係数除算部、２０８、４０８、６０８…伝搬路推定部、
２０９、４０９、６０９…伝搬路補償部、２１０…Ｍｏｄｕｌｏ補償部、２１１…復調部、２１２…復号部、２１３…伝搬路状態情報生成部、２３１…ＩＦＦＴ部、
２３２…ＧＩ挿入部、２３３…送信部、２４２…アンテナ数情報取得部、
４４６…割当情報取得部
A1 to A4 ... base station apparatus,
101-1 to 101-N ... antenna unit, 102-1 to 102-N ... receiving unit,
103-1 to 103-N ... GI removal unit, 104-1 to 104-N ... FFT unit,
105 ... propagation path state information acquisition unit, 106, 306 ... filter calculation unit,
121-1 to 121 -N: an encoding unit, 122-1 to 122 -N: a modulation unit,
123, 723 ... Nonlinear precoding unit, 124 ... Coefficient storage unit,
125, 325 ... coefficient multiplier, 126, 326 ... CRS generator,
127, 327 ... Frame configuration part, 128-1 to 128-N ... IFFT part,
129-1 to 129 -N: GI insertion unit, 130-1 to 130 -N: transmission unit,
143 ... Transmission switching section, 141 ... Antenna number information generation section, 344 ... Scheduling section,
345 ... stream selection unit, 523 ... linear precoding unit,
7231-2 to 7231-N ... subtraction unit,
7232-2 to 7232 -N: Modulo calculation unit, 7233 ... interference calculation unit,
7234 ... linear filter multipliers B11 to B1N, B21 to B2N, B31 to B3N ... terminal devices,
201 ... antenna unit, 202 ... receiving unit, 203 ... GI removing unit, 204 ... FFT unit,
205, 405, 605 ... signal separation unit, 206, 606 ... coefficient storage unit,
207, 407, 607 ... coefficient division unit, 208, 408, 608 ... propagation path estimation unit,
209, 409, 609 ... propagation path compensation section, 210 ... modulo compensation section, 211 ... demodulation section, 212 ... decoding section, 213 ... propagation path state information generation section, 231 ... IFFT section,
232 ... GI insertion unit, 233 ... transmission unit, 242 ... antenna number information acquisition unit,
446 ... Allocation information acquisition unit
Claims (18)
データ信号をプレコーディングするプレコーディング部と、
データ信号を送信する単位の数に係る送信単位数情報を生成する送信単位数情報生成部と、
送信電力を補正するための電力補正係数を送信単位数情報に対応して記憶する係数保存部と、
前記送信単位数情報生成部が生成した送信単位数情報に対応する電力補正係数を前記プレコーディング部がプレコーディングしたデータ信号に乗算する係数乗算部と
を備え、
前記係数を乗算したデータ信号を送信すること
を特徴とする送信装置。 In a transmitting device that transmits data signals to a plurality of receiving devices at the same time,
A precoding section for precoding data signals;
A transmission unit number information generating unit for generating transmission unit number information related to the number of units for transmitting a data signal;
A coefficient storage unit that stores a power correction coefficient for correcting transmission power in correspondence with transmission unit number information;
A coefficient multiplier for multiplying the data signal precoded by the precoding unit by a power correction coefficient corresponding to the transmission unit number information generated by the transmission unit number information generating unit;
A transmission apparatus that transmits a data signal multiplied by the coefficient.
非線形プレコーディングを行うことを特徴とする請求項１ないし４のうちいずれか１項に記載の送信装置。 The precoding section
5. The transmission apparatus according to claim 1, wherein nonlinear precoding is performed.
線形プレコーディングを行うことを特徴とする請求項１ないし４のうちいずれか１項に記載の送信装置。 The precoding section
5. The transmission apparatus according to claim 1, wherein linear precoding is performed.
複数の受信装置に各々データ信号を送信する送信装置における送信方法において、
前記送信装置が、データ信号をプレコーディングする過程と、
前記送信装置が、送信単位数情報を生成する過程と、
前記送信装置が、生成した送信単位数情報に対応する電力補正係数をプレコーディングしたデータ信号に乗算する過程を有し、
前記係数を乗算したデータ信号を送信すること
を特徴とする送信方法。 A coefficient storage unit for storing a power correction coefficient for correcting transmission power in correspondence with transmission unit number information related to the number of units for transmitting a data signal;
In a transmission method in a transmission device that transmits a data signal to each of a plurality of reception devices,
The transmitting device precoding the data signal;
A process in which the transmitting device generates transmission unit number information;
The transmitter has a process of multiplying the pre-coded data signal by a power correction coefficient corresponding to the generated transmission unit number information,
A transmission method characterized by transmitting a data signal multiplied by the coefficient.
データ信号をプレコーディングする手順と、
送信単位数情報を生成する手順と、
生成した送信単位数情報に対応する電力補正係数をプレコーディングしたデータ信号に乗算する手順を実行させること
を特徴とする送信プログラム。 A transmission unit that includes a coefficient storage unit that stores a power correction coefficient for correcting transmission power in correspondence with transmission unit number information related to the number of units for transmitting a data signal, and that transmits a data signal to each of a plurality of receiving apparatuses. To the computer in the device,
Procedures for precoding data signals;
A procedure for generating the transmission unit number information;
A transmission program for executing a procedure for multiplying a precoded data signal by a power correction coefficient corresponding to the generated transmission unit number information.
データ信号をプレコーディングするプレコーディング部と、
送信単位数情報を生成する送信単位数情報生成部と、
送信電力を補正するための電力補正係数を送信単位数情報に対応して記憶する係数保存部と、
前記送信単位数情報生成部が生成した送信単位数情報に対応する電力補正係数を前記プレコーディング部がプレコーディングしたデータ信号に乗算する係数乗算部と
を備えること
を特徴とする送信装置における集積回路。 A transmission unit that includes a coefficient storage unit that stores a power correction coefficient for correcting transmission power in correspondence with transmission unit number information related to the number of units for transmitting a data signal, and that transmits a data signal to each of a plurality of receiving apparatuses. An integrated circuit in the device,
A precoding section for precoding data signals;
A transmission unit number information generating unit for generating transmission unit number information;
A coefficient storage unit that stores a power correction coefficient for correcting transmission power in correspondence with transmission unit number information;
An integrated circuit in a transmission apparatus, comprising: a coefficient multiplication unit that multiplies the data signal precoded by the precoding unit by a power correction coefficient corresponding to the transmission unit number information generated by the transmission unit number information generation unit. .
送信装置から送信単位数情報とデータ信号を受信する受信部と、
前記送信装置からの伝搬路の特性を示す伝達関数を推定する伝搬路推定部と、
前記受信したデータ信号を、前記係数保存部に記憶された前記受信した送信単位数情報に対応する係数で除算する係数除算部と、
前記推定した伝達関数に基づいて前記除算されたデータ信号の振幅を補償する伝搬路補償部を備えること
を特徴とする受信装置。 A coefficient storage unit for storing a power correction coefficient for correcting transmission power in correspondence with transmission unit number information related to the number of units for transmitting a data signal;
A receiving unit for receiving transmission unit number information and a data signal from the transmitting device;
A propagation path estimator for estimating a transfer function indicating a propagation path characteristic from the transmission device;
A coefficient division unit that divides the received data signal by a coefficient corresponding to the received transmission unit number information stored in the coefficient storage unit;
A receiving apparatus comprising: a propagation path compensator configured to compensate the amplitude of the divided data signal based on the estimated transfer function.
前記受信装置が、前記送信装置からの伝搬路の特性を示す伝達関数を推定する過程と、
前記受信装置が、前記受信したデータ信号を、前記係数保存部に記憶された前記受信した送信単位数情報に対応する係数で除算する過程と、
前記受信装置が、前記推定した伝達関数に基づいて前記除算されたデータ信号の振幅を補償する過程を有すること
を特徴とする受信方法。 A coefficient storage unit that stores a power correction coefficient for correcting transmission power in correspondence with transmission unit number information related to the number of units for transmitting a data signal, and receives transmission unit number information and a data signal from a transmission device In a receiving method in a receiving device including a receiving unit,
A process in which the receiving apparatus estimates a transfer function indicating a characteristic of a propagation path from the transmitting apparatus;
The receiving device divides the received data signal by a coefficient corresponding to the received transmission unit number information stored in the coefficient storage unit;
The receiving method comprising: a step of compensating the amplitude of the divided data signal based on the estimated transfer function.
前記送信装置からの伝搬路の特性を示す伝達関数を推定する手順、
前記受信したデータ信号を、前記係数保存部に記憶された前記受信した送信単位数情報に対応する係数で除算する手順、
前記推定した伝達関数に基づいて前記除算されたデータ信号の振幅を補償する手順を実行させること
を特徴とする受信プログラム。 A coefficient storage unit that stores a power correction coefficient for correcting transmission power in correspondence with transmission unit number information related to the number of units for transmitting a data signal, and receives transmission unit number information and a data signal from a transmission device In a computer in a receiving device including a receiving unit,
A procedure for estimating a transfer function indicating the characteristics of a propagation path from the transmission device,
Dividing the received data signal by a coefficient corresponding to the received transmission unit number information stored in the coefficient storage unit;
A receiving program for executing a procedure for compensating an amplitude of the divided data signal based on the estimated transfer function.
前記送信装置からの伝搬路の特性を示す伝達関数を推定する伝搬路推定部と、
前記受信したデータ信号を、前記係数保存部に記憶された前記受信した送信単位数情報に対応する係数で除算する係数除算部と、
前記推定した伝達関数に基づいて前記除算されたデータ信号の振幅を補償する伝搬路補償部を備えること
を特徴とする集積回路。 Reception of receiving the transmission unit number information and the data signal from the coefficient storage unit that stores the power correction coefficient for correcting the transmission power in correspondence with the transmission unit number information related to the number of units for transmitting the data signal. In a receiving device comprising a unit,
A propagation path estimator for estimating a transfer function indicating a propagation path characteristic from the transmission device;
A coefficient division unit that divides the received data signal by a coefficient corresponding to the received transmission unit number information stored in the coefficient storage unit;
An integrated circuit comprising: a propagation path compensator that compensates the amplitude of the divided data signal based on the estimated transfer function.
前記送信装置は、
データ信号をプレコーディングするプレコーディング部と、
データ信号を送信する単位の数に係る送信単位数情報を生成する送信単位数情報生成部と、
送信電力を補正するための電力補正係数を送信単位数情報に対応して記憶する係数保存部と、
前記送信単位数情報生成部が生成した送信単位数情報に対応する電力補正係数を前記プレコーディング部がプレコーディングしたデータ信号に乗算する係数乗算部を備え、
前記係数を乗算したデータ信号を送信することを特徴とし、
前記複数の受信装置は、それぞれ
送信電力を補正するための電力補正係数を、データ信号を送信する単位の数に係る送信単位数情報に対応して記憶する係数保存部と、
送信装置から送信単位数情報とデータ信号を受信する受信部と、
前記送信装置からの伝搬路の特性を示す伝達関数を推定する伝搬路推定部と、
前記受信したデータ信号を、前記係数保存部に記憶された前記受信した送信単位数情報に対応する係数で除算する係数除算部と、
前記推定した伝達関数に基づいて前記除算されたデータ信号の振幅を補償する伝搬路補償部を備えること
を特徴とする通信システム。 In a communication system in which a transmitting device transmits data signals to a plurality of receiving devices at the same time,
The transmitter is
A precoding section for precoding data signals;
A transmission unit number information generating unit for generating transmission unit number information related to the number of units for transmitting a data signal;
A coefficient storage unit that stores a power correction coefficient for correcting transmission power in correspondence with transmission unit number information;
A coefficient multiplier for multiplying the data signal precoded by the precoding unit by a power correction coefficient corresponding to the transmission unit number information generated by the transmission unit number information generating unit;
Transmitting a data signal multiplied by the coefficient,
The plurality of receiving devices each store a power correction coefficient for correcting transmission power corresponding to transmission unit number information related to the number of units for transmitting data signals,
A receiving unit for receiving transmission unit number information and a data signal from the transmitting device;
A propagation path estimator for estimating a transfer function indicating a propagation path characteristic from the transmission device;
A coefficient division unit that divides the received data signal by a coefficient corresponding to the received transmission unit number information stored in the coefficient storage unit;
A communication system comprising: a propagation path compensator that compensates the amplitude of the divided data signal based on the estimated transfer function.
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| WO2017145358A1 (en) * | 2016-02-26 | 2017-08-31 | 三菱電機株式会社 | Wireless communication apparatus and number-of-transmission-streams determination method |
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