JP2018011094A - Reception device, reception method and integrated circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、受信装置、受信方法および集積回路に関する。 The present invention relates to a receiving device, a receiving method, and an integrated circuit.
近年、大容量高速情報通信を実現するための技術として、MIMO(Multiple Input Multiple Output)通信が注目されている。図12は、MIMO通信の一例を示す概略図であり、送信装置a1が送信アンテナa1−1〜a1−NTを備え、受信装置b1が受信アンテナb1−1〜b1−NRを備えている。NTは送信アンテナ数であり、NRは受信アンテナ数である。このMIMO通信では、異なる情報を同一時刻、同一周波数で送受信し、情報ビットレートを大幅に増大させることができる。 In recent years, MIMO (Multiple Input Multiple Output) communication has attracted attention as a technique for realizing large-capacity high-speed information communication. FIG. 12 is a schematic diagram illustrating an example of MIMO communication. The transmission device a1 includes transmission antennas a1-1 to a1-NT, and the reception device b1 includes reception antennas b1-1 to b1-NR. NT is the number of transmitting antennas, and NR is the number of receiving antennas. In this MIMO communication, different information can be transmitted and received at the same time and the same frequency, and the information bit rate can be greatly increased.
下記非特許文献1には、MIMO通信における受信方法が記載されている。伝送特性の優れた受信方法として、MLD(Maximum Likelihood Detection)が記載されている。MLDは、取り得る送信候補の中で、受信信号との2乗ノルムを最小とするものを選択する受信方法である。また、低演算量で実現できる受信方法として、ZF(Zero Forcing)やMMSE(Minimum Mean Square Error)を用いる線形検出が記載されている。線形検出は、受信信号に重み行列を乗算してから信号判定を行う受信方法である。
Non-Patent
しかしながら、MLDは、送信アンテナ数や変調多値数が増加すると演算量が大幅に増大するという問題がある。また、線形検出は、十分な伝送特性が得られず、MIMO通信の有効性を活かせないという問題がある。 However, MLD has a problem in that the amount of computation increases significantly as the number of transmission antennas and the number of modulation multilevels increase. Further, linear detection has a problem that sufficient transmission characteristics cannot be obtained and the effectiveness of MIMO communication cannot be utilized.
本発明は、このような事情を鑑みてなされたものであり、その目的は、低演算量で優れた伝送特性を実現できるMIMOの受信装置、受信方法および集積回路を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a MIMO receiving apparatus, receiving method, and integrated circuit capable of realizing excellent transmission characteristics with a low amount of computation.
上述した課題を解決するために本発明に係る受信装置、受信方法および集積回路の構成は、次の通りである。 In order to solve the above-described problems, the configuration of the receiving apparatus, receiving method, and integrated circuit according to the present invention is as follows.
(1)本発明の一態様による受信装置は、MIMO伝送方式を用いて送信装置からの送信信号を受信する受信装置であって、前記送信装置が送信したストリームから固定ストリームを選択し、前記固定ストリーム以外のストリームを第1のストリーム群と第2のストリーム群に分割し、前記固定ストリーム、前記第1のストリーム群、および前記第2のストリーム群からなるストリーム情報を少なくとも1つ生成するストリーム選択部と、前記ストリーム情報の各々について、前記固定ストリームの候補を少なくとも1つ生成し、前記固定ストリームの候補に基づいて前記第1のストリーム群の線形検出信号を生成し、既に生成された候補に基づいて前記第2のストリーム群のストリームの候補を決定することで、送信されたストリームの候補である送信候補を探索する送信候補探索部と、を備える。 (1) A receiving apparatus according to an aspect of the present invention is a receiving apparatus that receives a transmission signal from a transmitting apparatus using a MIMO transmission method, and selects a fixed stream from a stream transmitted by the transmitting apparatus, and the fixed apparatus Stream selection that divides a stream other than a stream into a first stream group and a second stream group and generates at least one stream information including the fixed stream, the first stream group, and the second stream group And at least one fixed stream candidate for each of the stream information, and generating a linear detection signal of the first stream group based on the fixed stream candidate, A stream candidate of the second stream group is determined based on Comprising a transmission candidate search unit for searching for a transmission candidate is, the.
(2)また、本発明の一態様による受信装置は、前記送信候補探索部は、前記第1のストリーム群のみを用いた線形検出結果である非拘束線形検出信号を生成し、前記非拘束線形検出信号を前記固定ストリームに基づいて修正することで前記線形検出信号を生成する。 (2) In the reception device according to the aspect of the present invention, the transmission candidate search unit generates an unconstrained linear detection signal that is a linear detection result using only the first stream group, and the unconstrained linear The linear detection signal is generated by modifying the detection signal based on the fixed stream.
(3)また、本発明の一態様による受信装置は、前記ストリーム選択部は、全ストリームを1つずつ前記固定ストリームとして選択することで、ストリーム数のストリーム情報を選択する。 (3) In the reception device according to the aspect of the present invention, the stream selection unit selects stream information of the number of streams by selecting all the streams as the fixed stream one by one.
(4)また、本発明の一態様による受信装置は、前記ストリーム選択部は、前記固定ストリームより等価振幅が大きいストリームを前記第1のストリーム群として選択し、前記固定ストリームより等価振幅が小さいストリームを前記第2のストリーム群として選択する。 (4) In the reception device according to an aspect of the present invention, the stream selection unit selects a stream having an equivalent amplitude larger than that of the fixed stream as the first stream group, and a stream having an equivalent amplitude smaller than that of the fixed stream. Are selected as the second stream group.
(5)また、本発明の一態様による受信装置は、生成された前記送信候補に基づいてビット対数尤度比を算出するLLR算出部を備える。 (5) Moreover, the receiving apparatus by 1 aspect of this invention is provided with the LLR calculation part which calculates bit log likelihood ratio based on the said transmission candidate produced | generated.
(6)また、本発明の一態様による受信装置は、一部のストリームを固定し、残りのストリームは既に生成された候補に基づいて候補を決定することで第2の送信候補を生成し、前記LLR算出部が用いる前記送信候補に追加する第2の送信候補探索部を備える。 (6) In addition, the receiving device according to one aspect of the present invention generates a second transmission candidate by fixing a part of the stream and determining a candidate for the remaining stream based on the already generated candidates. A second transmission candidate search unit that is added to the transmission candidates used by the LLR calculation unit is provided.
(7)また、本発明の一態様による受信装置は、前記ストリーム選択部は、前記第2の送信候補探索部が固定するストリームを精度の昇順に選択する。 (7) In the reception device according to the aspect of the present invention, the stream selection unit selects the streams fixed by the second transmission candidate search unit in ascending order of accuracy.
(8)本発明の受信方法は、MIMO伝送方式を用いて送信装置からの送信信号を受信する受信方法であって、前記送信装置が送信したストリームから固定ストリームを選択し、前記固定ストリーム以外のストリームを第1のストリーム群と第2のストリーム群に分割し、前記固定ストリーム、前記第1のストリーム群、および前記第2のストリーム群からなるストリーム情報を少なくとも1つ生成するストリーム選択過程と、前記ストリーム情報の各々について、前記固定ストリームの候補を少なくとも1つ生成し、前記固定ストリームの候補に基づいて前記第1のストリーム群の線形検出信号を生成し、既に生成された候補に基づいて前記第2のストリーム群のストリームの候補を決定することで、送信されたストリームの候補である送信候補を探索する送信候補探索過程と、を備える。 (8) A reception method of the present invention is a reception method for receiving a transmission signal from a transmission device using a MIMO transmission method, wherein a fixed stream is selected from a stream transmitted by the transmission device, and a method other than the fixed stream is selected. A stream selection step of dividing a stream into a first stream group and a second stream group, and generating at least one stream information including the fixed stream, the first stream group, and the second stream group; For each of the stream information, generate at least one fixed stream candidate, generate a linear detection signal of the first stream group based on the fixed stream candidate, and based on the already generated candidate By determining a stream candidate of the second stream group, a transmission that is a candidate for the transmitted stream is transmitted. Comprising a transmission candidate search process of searching the candidate, the.
(9)本発明の集積回路は、MIMO伝送方式を用いて送信装置からの送信信号を受信する受信装置に実装される集積回路であって、前記送信装置が送信したストリームから固定ストリームを選択し、前記固定ストリーム以外のストリームを第1のストリーム群と第2のストリーム群に分割し、前記固定ストリーム、前記第1のストリーム群、および前記第2のストリーム群からなるストリーム情報を少なくとも1つ生成するストリーム選択手段と、前記ストリーム情報の各々について、前記固定ストリームの候補を少なくとも1つ生成し、前記固定ストリームの候補に基づいて前記第1のストリーム群の線形検出信号を生成し、既に生成された候補に基づいて前記第2のストリーム群のストリームの候補を決定することで、送信されたストリームの候補である送信候補を探索する送信候補探索手段と、を備える。 (9) An integrated circuit according to the present invention is an integrated circuit mounted on a receiving device that receives a transmission signal from a transmitting device using a MIMO transmission method, and selects a fixed stream from a stream transmitted by the transmitting device. The stream other than the fixed stream is divided into a first stream group and a second stream group, and at least one stream information including the fixed stream, the first stream group, and the second stream group is generated. Generating at least one fixed stream candidate for each of the stream information, generating a linear detection signal of the first stream group based on the fixed stream candidate, and having already been generated By determining stream candidates of the second stream group based on the received candidates. Comprising a transmission candidate search means for searching for a transmission candidate which is a candidate for over arm, the.
本発明によれば、MIMO通信において、受信装置は低演算量で良好な伝送特性を実現することができる。 According to the present invention, in MIMO communication, a receiving apparatus can realize good transmission characteristics with a low amount of computation.
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
以下の実施形態では、送信装置が、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing;直交周波数分割多重)方式を用いてデータ伝送を行う例について説明する。ただし、以下の実施形態において、その他の伝送方式、例えば、シングルキャリア伝送、SC−FDMA(Single Carrier−Frequency Division Multiple Access;単一キャリア周波数分割多元アクセス)、DFT−s−OFDM(Discrete Fourier Transform−spread−OFDM;離散フーリエ変換拡散OFDM)等のシングルキャリア伝送方式や、MC−CDMA(Multiple Carrier−Code Division Multiple Access;多重キャリア符号分割多重アクセス)等のマルチキャリア伝送方式を用いてもよい。 In the following embodiments, an example will be described in which a transmission apparatus performs data transmission using an OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) scheme. However, in the following embodiments, other transmission schemes, for example, single carrier transmission, SC-FDMA (Single Carrier-Frequency Multiple Access), DFT-s-OFDM (Discrete Fourier Transform- A single carrier transmission scheme such as spread-OFDM (discrete Fourier transform spread OFDM) or a multicarrier transmission scheme such as MC-CDMA (Multiple Carrier-Code Division Multiple Access) may be used.
(第1の実施形態)
以下、本発明の第1の実施形態について説明する。図1は、送信装置a1の構成を示す概略ブロック図である。この図において、送信装置a1は、S/P(Serial/Parallel)変換部a101、変調部a102−k、パイロット生成部a103、マッピング部a104−k、送信部a105−kを含んで構成される。ここで、k=1、・・・、NTである。また、図1では送信アンテナa1−kを併せて示す。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a schematic block diagram illustrating a configuration of the transmission device a1. In this figure, the transmission device a1 includes an S / P (Serial / Parallel) conversion unit a101, a modulation unit a102-k, a pilot generation unit a103, a mapping unit a104-k, and a transmission unit a105-k. Here, k = 1,..., NT . FIG. 1 also shows the transmission antennas a1-k.
S/P変換部a101は、入力される情報ビットをシリアルパラレル変換し、変調部a102−kに出力する。 The S / P conversion unit a101 performs serial / parallel conversion on the input information bits and outputs the information bits to the modulation unit a102-k.
パイロット生成部a103は、受信装置がチャネル推定を行うためのパイロットシンボル(参照信号ともいう)を生成し、そのパイロットシンボルをマッピング部a104−kに出力する。 The pilot generation unit a103 generates a pilot symbol (also referred to as a reference signal) for the reception apparatus to perform channel estimation, and outputs the pilot symbol to the mapping unit a104-k.
マッピング部a104−kは、変調部a102−kから入力される変調シンボルと、パイロット生成部a103から入力されるパイロットシンボルを、予め定められたマッピング情報に基づいてマッピングし、送信信号を生成する。マッピング部a104−kは、生成した送信信号を送信部a105−kに出力する。 The mapping unit a104-k maps the modulation symbol input from the modulation unit a102-k and the pilot symbol input from the pilot generation unit a103 based on predetermined mapping information, and generates a transmission signal. The mapping unit a104-k outputs the generated transmission signal to the transmission unit a105-k.
送信部a105−kは、マッピング部a104−kから入力される送信信号をデジタル・アナログ変換し、変換したアナログ信号を波形整形する。送信部a105−kは、波形整形した信号をベースバンド帯から無線周波数帯にアップコンバートし、送信アンテナa1−kから受信装置b1へ送信する。 The transmission unit a105-k performs digital / analog conversion on the transmission signal input from the mapping unit a104-k, and shapes the converted analog signal. The transmission unit a105-k upconverts the waveform-shaped signal from the baseband to the radio frequency band, and transmits the signal from the transmission antenna a1-k to the reception device b1.
図2はマッピング部a104−kの出力例である。この例において、NTは8に設定されている。この図において、あるストリームのパイロットシンボルを送信するタイミングでは、他のストリームのデータは送信されない。受信装置b1は、パイロットシンボルしか送信されていない時刻の受信信号を用いてチャネル推定を行うことができる。 FIG. 2 shows an output example of the mapping unit a104-k. In this example, NT is set to 8. In this figure, data of other streams is not transmitted at the timing of transmitting pilot symbols of a certain stream. The receiving apparatus b1 can perform channel estimation using a received signal at a time when only pilot symbols are transmitted.
図3は、本実施形態に係る受信装置b1の構成を示す概略ブロック図である。この図において、受信装置b1は、受信部b101−r、デマッピング部b102−r、チャネル推定部b103、ストリーム選択部b104、送信候補探索部b105を含んで構成される。ここで、r=1、・・・、NRである。また、図3には受信アンテナb1−rを併せて示す。 FIG. 3 is a schematic block diagram illustrating the configuration of the receiving device b1 according to the present embodiment. In this figure, the receiving device b1 includes a receiving unit b101-r, a demapping unit b102-r, a channel estimating unit b103, a stream selecting unit b104, and a transmission candidate searching unit b105. Here, r = 1,..., N R. FIG. 3 also shows the receiving antenna b1-r.
受信部b101−rは、送信装置a1が送信した送信信号を、受信アンテナb1−rを介して受信する。受信部b101−rは、周波数変換及びアナログ−デジタル変換を、受信した信号に対して行う。受信部b101−rは、変換した受信信号をデマッピング部b102−rに出力する。 The reception unit b101-r receives the transmission signal transmitted by the transmission device a1 via the reception antenna b1-r. The receiving unit b101-r performs frequency conversion and analog-digital conversion on the received signal. The reception unit b101-r outputs the converted reception signal to the demapping unit b102-r.
デマッピング部b102−rは、パイロットシンボルが送信された時間タイミングの受信信号とデータが送信された時間タイミングの受信信号を分離する。デマッピング部b102−rは、パイロットシンボルが送信された時間タイミングの受信信号をチャネル推定部b103に出力する。デマッピング部b102−rは、データが送信された時間タイミングの受信信号を送信候補探索部b105に出力する。 The demapping unit b102-r separates the reception signal at the time timing when the pilot symbol is transmitted from the reception signal at the time timing when the data is transmitted. The demapping unit b102-r outputs the received signal at the time timing when the pilot symbol is transmitted to the channel estimation unit b103. The demapping unit b102-r outputs the reception signal at the time timing when the data is transmitted to the transmission candidate search unit b105.
チャネル推定部b103は、デマッピング部b102−rから入力されるパイロットシンボルが送信された時間タイミングの受信信号を用いてチャネル推定を行い、チャネル値を算出する。チャネル推定部b103は、算出したチャネル値をストリーム選択部b104及び送信候補探索部b105に出力する。 The channel estimation unit b103 performs channel estimation using the reception signal at the time timing when the pilot symbol input from the demapping unit b102-r is transmitted, and calculates a channel value. The channel estimation unit b103 outputs the calculated channel value to the stream selection unit b104 and the transmission candidate search unit b105.
ストリーム選択部b104は、チャネル推定部b103から入力されるチャネル値に基づいて、固定ストリームと、線形検出を行う線形ストリーム(第1のストリーム群)と、非線形処理を行う非線形ストリーム(第2のストリーム群)を選択する。なお、線形ストリームと非線形ストリームのいずれかが1つも選択されなくてもよい。ストリーム選択部b104は、選択した固定ストリーム、線形ストリーム、非線形ストリームからなるストリーム情報を送信候補探索部b105に出力する。1つのストリーム情報における固定ストリームは1つとすることができる。ストリーム選択部b104は複数のストリーム情報を出力してもよい。線形ストリームは、固定ストリームより精度の良いストリームとすることができる。非線形ストリームは、固定ストリームより精度の悪いストリームとすることができる。あるストリームの精度の良し悪しは、そのストリームの等価振幅を用いて評価することができる。具体的に、第kストリームの等価振幅は、NR×NTのチャネル行列Hと、雑音電力σ2を用いて次式(1)、(2)のように求めることができる。
ただし、ckは第k要素が1で他の要素が0のNT次元のベクトルであり、Ibはb×bの単位行列である。また、行列XHは行列Xの複素共役転置である。以後、ストリーム番号の昇順に精度が大きくなるようにストリームが並び替えられたものとする。 Here, ck is an NT- dimensional vector in which the k-th element is 1 and the other elements are 0, and I b is a b × b unit matrix. The matrix X H is a complex conjugate transpose of the matrix X. Hereinafter, it is assumed that the streams are rearranged so that the accuracy increases in ascending order of the stream numbers.
並び替えられたストリームにおいて、ストリーム選択部b104は、固定ストリーム番号kを1からNTのそれぞれに設定した場合のストリーム情報を生成することができる。例えば、NT=5の場合、ストリーム情報を(固定ストリーム、線形ストリーム、非線形ストリーム)のように表すとすると、(1、[2、3、4、5]、[])、(2、[3、4、5]、[1])、(3、[4、5]、[1、2])、(4、[5]、[1、2、3])、(5、[]、[1、2、3、4])のような5通りのストリーム情報を生成することができる。 In the rearranged stream, the stream selection unit b104 can generate stream information when the fixed stream number k is set from 1 to NT . For example, when N T = 5, if the stream information is expressed as (fixed stream, linear stream, nonlinear stream), (1, [2, 3, 4, 5], []), (2, [ 3, 4, 5], [1]), (3, [4, 5], [1, 2]), (4, [5], [1, 2, 3]), (5, [], Five types of stream information such as [1, 2, 3, 4]) can be generated.
送信候補探索部b105は、まず固定ストリームの変調シンボルを固定する。送信候補探索部b105は、固定した変調シンボルに基づいて、線形ストリームの線形検出信号を生成する。具体的に、第kストリームが変調シンボルをb(m)に固定された場合、第v(v>k)ストリームの線形検出信号sv(m,k)は次式(3)、(4)のように生成することができる。
ただし、xvは第vストリームの非拘束線形検出信号であり、yはNR次元の受信信号ベクトルである。sv(m,k)を硬判定することで、線形ストリームの候補を決定する。具体的に、第v(v>k)ストリームのシンボル番号mvを決定する。次に、v<kについては、次式(5)のようにSIC(Successive Interference Canceller)を用いて生成することができる。
ただし、mk=mとする。また、RはNT×NTの上三角行列であり、次式(6)のようなQR分解により得られる。
ただし、Q1はNR×NTのユニタリ行列の部分行列であり、Q2はNT×NTのユニタリ行列の部分行列である。また、式(5)中のy’はNT次元の三角化受信信号ベクトルであり、次式(7)のように生成することができる。
このように、第kストリームを固定ストリームとしたときの送信候補をm=1、・・・、Mに対して生成することができる。sv(m,k)をv=1、・・・、NTについて並べたベクトルを送信候補と称する。 In this way, transmission candidates when the k-th stream is a fixed stream can be generated for m = 1,. A vector in which s v (m, k) is arranged for v = 1,..., NT is referred to as a transmission candidate.
送信候補探索部b105は、得られる信号候補全てに対してメトリックを計算し、メトリックが最小となる信号候補を選択し、対応するビット系列を出力することができる。なお、信号候補に非拘束線形検出信号を硬判定した結果を含めることができる。第i送信候補をz(i)とすると、第i送信候補のメトリックは次式(8)で計算することができる。
なお、ストリーム選択部b104がk=1、・・・、NTのそれぞれを固定ストリームとし、送信候補探索部b105が各固定ストリームにおいてm=1、・・・、Mについて送信候補を生成する場合、i=0、・・・、MNTのように1+MNT個の送信候補とメトリックを生成することができる。 When the stream selection unit b104 sets k = 1,..., NT as fixed streams, and the transmission candidate search unit b105 generates transmission candidates for m = 1,. , I = 0,..., MN T , 1 + MN T transmission candidates and metrics can be generated.
図4は、QPSKを用いる場合の変調シンボル番号mvと変調点の関係の一例である。dv,1とdv,2は第vストリームにおける第1ビットと第2ビットである。 FIG. 4 is an example of the relationship between the modulation symbol number mV and the modulation point when QPSK is used. dv, 1 and dv, 2 are the first and second bits in the v-th stream.
<受信装置b1の動作について>
図5は、本実施形態に係る受信装置の動作を示すフローチャートである。なお、この図が示す動作は、図3のデマッピング部b102−rが、データが送信された時間タイミングの受信信号とパイロットシンボルが送信された時間タイミングの受信信号を分離した後の処理である。
<Operation of Receiving Device b1>
FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the receiving apparatus according to this embodiment. The operation shown in this figure is processing after the demapping unit b102-r in FIG. 3 separates the reception signal at the time timing when the data is transmitted and the reception signal at the time timing when the pilot symbol is transmitted. .
(ステップS101)チャネル推定部b103は、パイロットシンボルが送信された時間タイミングの受信信号に基づいてチャネル推定を行う。その後、ステップS102へ進む。 (Step S <b> 101) The channel estimation unit b <b> 103 performs channel estimation based on the reception signal at the time timing when the pilot symbol is transmitted. Then, it progresses to step S102.
(ステップS102)ストリーム選択部b104は、ステップS101で得られるチャネル値に基づいて、ストリームを精度の昇順に並び替える。その後、ステップS103へ進む。 (Step S102) The stream selection unit b104 rearranges the streams in ascending order of accuracy based on the channel value obtained in step S101. Thereafter, the process proceeds to step S103.
(ステップS103)ストリーム選択部b104は、固定ストリーム、線形ストリーム、非線形ストリームからなるストリーム情報を生成し、送信候補探索部b105へ出力する。その後、ステップS104へ進む。 (Step S103) The stream selection unit b104 generates stream information including a fixed stream, a linear stream, and a nonlinear stream, and outputs the stream information to the transmission candidate search unit b105. Thereafter, the process proceeds to step S104.
(ステップS104)送信候補探索部b105は、各ストリーム情報において、線形ストリームについては固定ストリームに基づいた線形検出信号を生成してその候補を決定し、非線形ストリームにはSICを用いてその候補を生成する。その後、ステップS105へ進む。 (Step S104) In each stream information, the transmission candidate search unit b105 generates a linear detection signal based on the fixed stream for the linear stream and determines the candidate, and generates the candidate using the SIC for the non-linear stream. To do. Thereafter, the process proceeds to step S105.
(ステップS105)送信候補探索部b105は、ステップS104で得られる送信候補のメトリックを算出する。その後、最小メトリックとなる送信候補に対応するビット系列を出力し、受信装置b1は処理を終了する。 (Step S105) The transmission candidate search unit b105 calculates a transmission candidate metric obtained in step S104. Thereafter, the bit sequence corresponding to the transmission candidate that is the minimum metric is output, and the receiving apparatus b1 ends the processing.
このように、本実施形態によれば、固定ストリームと線形ストリームと非線形ストリームを選択し、線形ストリームには固定ストリームに基づいた線形検出、非線形ストリームにはSICを用いることで、低演算量で優れた伝送特性を実現することができる。 As described above, according to the present embodiment, a fixed stream, a linear stream, and a nonlinear stream are selected, linear detection based on the fixed stream is used for the linear stream, and SIC is used for the nonlinear stream. Transmission characteristics can be realized.
なお、上記第1の実施形態において、各ストリームが用いる変調方式が異なってもよい。例えば、QPSKと16QAMが混在してもよい。 In the first embodiment, the modulation scheme used by each stream may be different. For example, QPSK and 16QAM may be mixed.
なお、上記第1の実施形態において、ストリーム選択部b104は、チャネル値から得られる等価振幅に基づいてストリームの並び替えを行ったが、Pの対角成分の降順としてもよい。このようにしても精度が昇順となるように並び替えることができる。 In the first embodiment, the stream selection unit b104 rearranges the streams based on the equivalent amplitude obtained from the channel value, but the descending order of the diagonal components of P may be used. Even in this case, the data can be rearranged so that the accuracy is ascending.
なお、上記第1の実施形態において、NT個のストリームを多重する場合について説明したが、少なくてもよい。送信アンテナ数がNTで、多重ストリーム数をN∪としてもよい。すなわち、図1の変調部a102−kとマッピング部a104−kのうち、k=1、・・・、NUのみを用いるようにしてもよい。この場合、式(2)のチャネル行列がNR行NU列になるだけで、上記で説明した方法をそのまま用いることができる。これは以後の実施形態でも同様である。 In the first embodiment, the case where NT streams are multiplexed has been described. However, the number of streams may be small. The number of transmission antennas may be NT , and the number of multiplexed streams may be N ∪ . That is, of the modulation unit a102-k and mapping unit a104-k in FIG. 1, k = 1, · · ·, may be used only N U. In this case, the above-described method can be used as it is only by changing the channel matrix of Expression (2) to N R rows and N U columns. The same applies to the following embodiments.
(第2の実施形態)
以下、図面を参照しながら本発明の第2の実施形態について詳しく説明する。第1の実施形態では、受信装置b1が、固定ストリームに基づいて線形ストリームの線形検出信号を生成し、非線形ストリームにSICを行って生成された信号候補であって最小メトリックとなる信号候補に対応するビット系列を出力する。本実施形態では、送信装置が符号化を行い、受信装置がビットLLR(Log Likelihood Ratio;対数尤度比)を算出し、算出したLLRを用いて復号を行う方法について説明する。
(Second Embodiment)
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the first embodiment, the reception apparatus b1 generates a linear detection signal of a linear stream based on a fixed stream, and corresponds to a signal candidate that is a signal candidate generated by performing SIC on a nonlinear stream and having a minimum metric. Output a bit sequence. In the present embodiment, a method will be described in which a transmission device performs encoding, a reception device calculates a bit LLR (Log Likelihood Ratio), and performs decoding using the calculated LLR.
図6は、本発明の第2の実施形態の実施形態に係る送信装置a2の構成を示す概略ブロック図である。この図において、送信装置a2は、S/P変換部a201、符号化部a202−l、変調部a203−l、レイヤーマッピング部a204、パイロット生成部b205、プリコーディング部a206、RE(Resource Element;リソースエレメント)マッピング部a207−k、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing;直交周波数分割多重)信号生成部a208−k、送信部a209−kを含んで構成される。ここで、l=1、・・・、NCであり、k=1、・・・、NTである。また、NCはコードワード数であり、符号化する個数を表す。また、リソースエレメントは、1つのOFDMシンボルにおける1つのサブキャリアを表し、変調シンボルやパイロットシンボルを配置する物理リソースである。また、図6では送信アンテナa1−kを併せて示す。 FIG. 6 is a schematic block diagram showing the configuration of the transmission device a2 according to the second embodiment of the present invention. In this figure, a transmission device a2 includes an S / P conversion unit a201, an encoding unit a202-1, a modulation unit a203-1, a layer mapping unit a204, a pilot generation unit b205, a precoding unit a206, an RE (Resource Element; resource). Element) mapping section a207-k, OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) signal generation section a208-k, and transmission section a209-k. Here, l = 1, ···, a N C, k = 1, ··· , a N T. N C is the number of code words and represents the number to be encoded. The resource element is a physical resource that represents one subcarrier in one OFDM symbol and arranges modulation symbols and pilot symbols. FIG. 6 also shows the transmission antennas a1-k.
S/P変換部a201は、入力される情報ビットをシリアルパラレル変換し、符号化部a202−lに出力する。 The S / P conversion unit a201 performs serial-parallel conversion on the input information bits and outputs the information bits to the encoding unit a202-l.
符号化部a202−lは、S/P変換部a201から入力されるビットを畳込み符号、ターボ符号、LDPC(Low Density Parity Check;低密度パリティ検査)符号などの誤り訂正符号を用いて符号化し、符号化ビットを生成する。符号化部a202−lは符号化ビットを変調部a203−lに出力する。 The encoding unit a202-l encodes the bits input from the S / P conversion unit a201 using an error correction code such as a convolutional code, a turbo code, or an LDPC (Low Density Parity Check) code. , Generate encoded bits. The encoding unit a202-l outputs the encoded bits to the modulation unit a203-l.
変調部a203−lは、符号化部a202−lから入力される符号化ビットを、PSKやQAMなどの変調方式を用いて変調することで、変調シンボルを生成する。変調部a203−lは、生成した変調シンボルをレイヤーマッピング部a204に出力する。 The modulation unit a203-l modulates the coded bits input from the coding unit a202-l using a modulation scheme such as PSK or QAM, thereby generating a modulation symbol. The modulation unit a203-l outputs the generated modulation symbol to the layer mapping unit a204.
レイヤーマッピング部a204は、変調部a203−lから入力される変調シンボルを、1、・・・、NTのストリームのいずれかに割り振り、プリコーディング部a206に出力する。 The layer mapping unit a204 allocates the modulation symbol input from the modulation unit a203-l to any one of 1,..., NT streams, and outputs the stream to the precoding unit a206.
パイロット生成部a205は、受信装置がチャネル推定を行うためのパイロットシンボルを生成し、そのパイロットシンボルをプリコーディング部a206に出力する。 Pilot generation section a205 generates a pilot symbol for the receiver to perform channel estimation, and outputs the pilot symbol to precoding section a206.
プリコーディング部a206は、レイヤーマッピング部a204から入力される変調シンボルとパイロット生成部a205から入力されるパイロットシンボルにプリコーディングを行う。具体的に、コードブックに基づいたユニタリ行列又はユニタリ行列の部分行列を乗算することができる。また、STBC(Space Time Block Code)やSFBC(Space Frequency Block Code)等を用いてもよい。 The precoding unit a206 precodes the modulation symbol input from the layer mapping unit a204 and the pilot symbol input from the pilot generation unit a205. Specifically, a unitary matrix based on a codebook or a submatrix of a unitary matrix can be multiplied. Alternatively, STBC (Space Time Block Code), SFBC (Space Frequency Block Code), or the like may be used.
REマッピング部a207−kは、プリコーディング部a206から入力されるプリコーディングが行われた変調シンボルとパイロットシンボルを、リソースエレメントにマッピングする。REマッピング部a207−kは、マッピングしたリソースエレメントのシンボルをOFDM信号生成部a208−kに出力する。 The RE mapping unit a207-k maps the modulation symbol and pilot symbol that have been precoded and input from the precoding unit a206, to resource elements. The RE mapping unit a207-k outputs the mapped resource element symbols to the OFDM signal generation unit a208-k.
OFDM信号生成部a208−kは、REマッピング部a207−kから入力されるシンボルに周波数時間変換を行い、時間領域の信号を生成する。具体的に、周波数時間変換にはIFFT(Inverse Fast Fourier Transform;逆高速フーリエ変換)を用いることができる。OFDM信号生成部a208−kは、生成した時間領域の信号にCP(Cyclic Prefix;サイクリックプリフィックス)を負荷し、OFDM信号を生成する。ここで、CPとは、周波数時間変換で得られた時間領域の信号の後方の一部であり、その一部の信号はその時間領域の信号の前方に付加される。なお、CPが時間領域の信号の前方の一部のコピーであり、そのコピーが時間領域の信号の後方に付加されるようにしてもよい。なお、CPはGolay符号などで生成した既知系列であってもよい。OFDM信号生成部a208−kは、生成したOFDM信号を送信部a209−kに出力する。 The OFDM signal generation unit a208-k performs frequency-time conversion on the symbol input from the RE mapping unit a207-k to generate a time domain signal. Specifically, IFFT (Inverse Fast Fourier Transform) can be used for frequency time conversion. The OFDM signal generation unit a208-k loads the generated time domain signal with CP (Cyclic Prefix) to generate an OFDM signal. Here, CP is a part of the rear of the time domain signal obtained by frequency-time conversion, and the part of the signal is added in front of the signal of the time domain. Note that CP may be a partial copy of the front of the time domain signal, and the copy may be added after the time domain signal. Note that the CP may be a known sequence generated by a Golay code or the like. The OFDM signal generation unit a208-k outputs the generated OFDM signal to the transmission unit a209-k.
送信部a209−kは、OFDM信号生成部a208−kから入力されるOFDM信号をデジタル・アナログ変換し、変換したアナログ信号を波形整形する。送信部a209−kは、波形整形した信号をベースバンド帯から無線周波数帯にアップコンバートし、送信アンテナa1−kから受信装置b2へ送信する。 The transmission unit a209-k performs digital / analog conversion on the OFDM signal input from the OFDM signal generation unit a208-k, and shapes the converted analog signal. The transmission unit a209-k upconverts the waveform-shaped signal from the baseband to the radio frequency band, and transmits the signal from the transmission antenna a1-k to the reception device b2.
図7はREマッピング部a207−kの出力例である。例えば、NT=8の場合において、リソースエレメント#1をk=1、2、5、7のパイロット位置とし、リソースエレメント#2をk=3、4、6、8のパイロット位置とすることができる。受信装置b2は、これらのリソースエレメントにおける受信信号を用いてチャネル推定を行うことができる。各ストリームのパイロットシンボルは、例えば、符号多重されてもよい。
FIG. 7 shows an output example of the RE mapping unit a207-k. For example, when N T = 8,
図8は、本発明の第2の実施形態に係る受信装置b2の構成を示す概略ブロック図である。この図において、受信装置b2は、受信部b201−r、時間周波数変換部b202−r、デマッピング部b203−r、チャネル推定部b204、ストリーム選択部b205、送信候補探索部b206、LLR算出部b207、復号部b208を含んで構成される。ここで、r=1、・・・、NRである。また、図8では受信アンテナb1−rを併せて示す。 FIG. 8 is a schematic block diagram showing the configuration of the receiving device b2 according to the second embodiment of the present invention. In this figure, the receiving device b2 includes a receiving unit b201-r, a time frequency converting unit b202-r, a demapping unit b203-r, a channel estimating unit b204, a stream selecting unit b205, a transmission candidate searching unit b206, and an LLR calculating unit b207. The decoding unit b208 is included. Here, r = 1,..., N R. FIG. 8 also shows the receiving antenna b1-r.
受信部b201−rは、送信装置a2が送信したOFDM送信信号を、受信アンテナb1−rを介して受信する。受信部b201−rは、周波数変換及びアナログ−デジタル変換を、受信した信号に対して行う。受信部b201−rは、変換した受信信号を時間周波数変換部b202−rに出力する。 The reception unit b201-r receives the OFDM transmission signal transmitted by the transmission device a2 via the reception antenna b1-r. The receiving unit b201-r performs frequency conversion and analog-digital conversion on the received signal. The reception unit b201-r outputs the converted reception signal to the time frequency conversion unit b202-r.
時間周波数変換部b202−rは、CPを、受信部b201−rから入力される受信信号から除去する。時間周波数変換部b202−rは、CPを除去した信号に時間周波数変換を行う。具体的に、時間周波数変換にはFFT(Fast Fourier Transform;高速フーリエ変換)を用いることができる。時間周波数変換部b202−rは、変換した周波数領域の受信信号をデマッピング部b203−rに出力する。 The time-frequency conversion unit b202-r removes the CP from the reception signal input from the reception unit b201-r. The time frequency conversion unit b202-r performs time frequency conversion on the signal from which the CP has been removed. Specifically, FFT (Fast Fourier Transform) can be used for the time frequency conversion. The time-frequency conversion unit b202-r outputs the converted received signal in the frequency domain to the demapping unit b203-r.
デマッピング部b203−rは、データが送信されたリソースエレメントとパイロットシンボルが送信されたリソースエレメントを、時間周波数変換部b202−rから入力される周波数領域の信号から分離する。デマッピング部b203−rは、データが送信されたリソースエレメントの受信信号を送信候補探索部b206に出力する。デマッピング部b203−rは、パイロットシンボルが送信されたリソースエレメントの受信信号をチャネル推定部b204に出力する。 The demapping unit b203-r separates the resource element to which the data is transmitted and the resource element to which the pilot symbol is transmitted from the frequency domain signal input from the time-frequency conversion unit b202-r. The demapping unit b203-r outputs the reception signal of the resource element to which the data has been transmitted to the transmission candidate search unit b206. The demapping unit b203-r outputs the received signal of the resource element to which the pilot symbol is transmitted to the channel estimation unit b204.
チャネル推定部b204は、デマッピング部b203−rから入力されるパイロットシンボルが送信されたリソースエレメントの受信信号を用いてチャネル推定を行い、チャネル値を算出する。チャネル推定部b204は、算出したチャネル値をストリーム選択部b205及び送信候補探索部b206に出力する。 The channel estimation unit b204 performs channel estimation using the received signal of the resource element to which the pilot symbol input from the demapping unit b203-r is transmitted, and calculates a channel value. The channel estimation unit b204 outputs the calculated channel value to the stream selection unit b205 and the transmission candidate search unit b206.
ストリーム選択部b205は、チャネル推定部b204から入力されるチャネル値に基づいて、第1の実施形態と同様に、固定ストリームと、線形検出を行う線形ストリームと、非線形処理を行う非線形ストリームを選択する。なお、線形ストリームと非線形ストリームのいずれかが1つも選択されなくてもよい。ストリーム選択部b205は、選択した固定ストリーム、線形ストリーム、非線形ストリームからなるストリーム情報を送信候補探索部b206に出力する。1つのストリーム情報における固定ストリームは1つとすることができる。ストリーム選択部b104は複数のストリーム情報を出力してもよい。線形ストリームは、固定ストリームより精度の良いストリームとすることができる。非線形ストリームは、固定ストリームより精度の悪いストリームとすることができる。あるストリームの精度の良し悪しは、第1の実施形態と同様にそのストリームの等価振幅を用いて評価することができる。 Based on the channel value input from the channel estimation unit b204, the stream selection unit b205 selects a fixed stream, a linear stream for performing linear detection, and a nonlinear stream for performing nonlinear processing, as in the first embodiment. . Note that one of the linear stream and the nonlinear stream may not be selected. The stream selection unit b205 outputs stream information including the selected fixed stream, linear stream, and nonlinear stream to the transmission candidate search unit b206. There can be one fixed stream in one stream information. The stream selection unit b104 may output a plurality of stream information. The linear stream can be a stream with higher accuracy than the fixed stream. The non-linear stream can be a stream with less accuracy than the fixed stream. The accuracy of a stream can be evaluated using the equivalent amplitude of that stream, as in the first embodiment.
送信候補探索部b206は、第1の実施形態と同様に固定ストリームの変調シンボルを固定する。送信候補探索部b205は、固定した変調シンボルに基づいて、線形ストリームの線形検出信号を生成し、生成した線形検出信号に基づいて線形ストリームの候補を決定する。送信候補探索部b205は、同様に非線形ストリームの候補をSICを用いて決定する。送信候補探索部b206は、非拘束線形検出信号を硬判定した結果を信号候補に含めることができる。これらは第1の実施形態と同様である。 The transmission candidate search unit b206 fixes the modulation symbol of the fixed stream as in the first embodiment. The transmission candidate search unit b205 generates a linear detection signal of the linear stream based on the fixed modulation symbol, and determines a candidate of the linear stream based on the generated linear detection signal. Similarly, the transmission candidate search unit b205 determines a non-linear stream candidate using the SIC. The transmission candidate search unit b206 can include the result of the hard decision on the unconstrained linear detection signal in the signal candidate. These are the same as in the first embodiment.
LLR算出部b207は、送信候補探索部b206から入力される送信候補を用いて、送信ビットのLLRを算出する。第vストリームにおける第qビットのLLR λ(dk,q)は、dk,qが0となる送信候補の最小メトリックと、dk,qが1となる送信候補の最小メトリックと雑音電力を用いて次式(9)のように算出することができる。
LLR算出部b207は、算出したLLRを復号部b208に出力する。 The LLR calculation unit b207 outputs the calculated LLR to the decoding unit b208.
復号部b208は、LLR算出部b207から入力されるLLRに基づいて、例えば、最尤復号法、最大事後確率(MAP;Maximum A posteriori Probability)、log−MAP、Max−log−MAP、SOVA(Soft Output Viterbi Algorithm)等を用いて、復号処理を行う。 Based on the LLR input from the LLR calculation unit b207, the decoding unit b208, for example, a maximum likelihood decoding method, a maximum a posteriori probability (MAP), log-MAP, Max-log-MAP, SOVA (Soft Decoding processing is performed using Output Viterbi Algorithm) or the like.
<受信装置b2の動作について>
図9は、本実施形態に係る受信装置の動作を示すフローチャートである。なお、この図が示す動作は、図8のデマッピング部b203−rが、データが送信されたリソースエレメントの受信信号とパイロットシンボルが送信されたリソースエレメントの受信信号を分離した後の処理である。
<Operation of Receiving Device b2>
FIG. 9 is a flowchart showing the operation of the receiving apparatus according to this embodiment. The operation shown in this figure is processing after the demapping unit b203-r in FIG. 8 separates the received signal of the resource element to which data is transmitted from the received signal of the resource element to which the pilot symbol is transmitted. .
(ステップS201)チャネル推定部b204は、パイロットシンボルが送信されたリソースエレメントの受信信号に基づいてチャネル推定を行う。その後、ステップS202へ進む。 (Step S201) The channel estimation unit b204 performs channel estimation based on the received signal of the resource element to which the pilot symbol is transmitted. Thereafter, the process proceeds to step S202.
(ステップS202)ストリーム選択部b205は、ステップS201で得られるチャネル値に基づいて、ストリームを精度の昇順に並び替える。その後、ステップS203へ進む。 (Step S202) The stream selection unit b205 rearranges the streams in ascending order of accuracy based on the channel value obtained in step S201. Then, it progresses to step S203.
(ステップS203)ストリーム選択部b205は、固定ストリーム、線形ストリーム、非線形ストリームからなるストリーム情報を生成し、送信候補探索部b206へ出力する。その後、ステップS204へ進む。 (Step S203) The stream selection unit b205 generates stream information including a fixed stream, a linear stream, and a nonlinear stream, and outputs the stream information to the transmission candidate search unit b206. Thereafter, the process proceeds to step S204.
(ステップS204)送信候補探索部b206は、各ストリーム情報において、線形ストリームについては固定ストリームに基づいた線形検出信号を生成してその候補を決定し、非線形ストリームにはSICを用いてその候補を生成する。その後、ステップS205へ進む。 (Step S204) In each stream information, the transmission candidate search unit b206 determines a candidate by generating a linear detection signal based on a fixed stream for a linear stream, and generates the candidate by using SIC for a non-linear stream. To do. Thereafter, the process proceeds to step S205.
(ステップS205)LLR算出部b207は、ステップS204で得られる送信候補に基づいて、送信ビットのLLRを算出する。その後、ステップS206へ進む。 (Step S205) The LLR calculation unit b207 calculates the LLR of the transmission bit based on the transmission candidate obtained in step S204. Thereafter, the process proceeds to step S206.
(ステップS206)復号部b208は、ステップS205で得られる送信ビットのLLRに基づいて、復号を行う。その後、復号されたビット系列を出力し、受信装置b2は処理を終了する。 (Step S206) The decoding unit b208 performs decoding based on the LLR of the transmission bit obtained in step S205. Thereafter, the decoded bit sequence is output, and the receiving apparatus b2 ends the process.
このように、本実施形態によれば、固定ストリームと線形ストリームと非線形ストリームを選択し、線形ストリームには固定ストリームに基づいた線形検出、非線形ストリームにはSICを用いて送信候補を生成する。このように生成された送信候補からLLRを算出し、算出したLLRを用いて復号を行うことで、低演算量で優れた伝送特性を実現することができる。 Thus, according to the present embodiment, a fixed stream, a linear stream, and a nonlinear stream are selected, and transmission candidates are generated using linear detection based on the fixed stream for the linear stream and SIC for the nonlinear stream. By calculating the LLR from the transmission candidates generated in this way and performing decoding using the calculated LLR, it is possible to realize excellent transmission characteristics with a low calculation amount.
(第3の実施形態)
以下、図面を参照しながら本発明の第3の実施形態について詳しく説明する。第2の実施形態では、受信装置b2が、固定ストリームに基づいて線形ストリームの線形検出信号を生成し、非線形ストリームにSICを行って生成された信号候補を用いて送信ビットのLLRを算出した。本実施形態では、最尤優先送信候補探索を行うことで、LLR算出精度を向上させる方法について説明する。
(Third embodiment)
Hereinafter, the third embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the second embodiment, the reception device b2 generates a linear detection signal of a linear stream based on a fixed stream, and calculates an LLR of transmission bits using a signal candidate generated by performing SIC on the nonlinear stream. In the present embodiment, a method for improving LLR calculation accuracy by performing a maximum likelihood priority transmission candidate search will be described.
なお、本発明の第3の実施形態に係る送信装置は、第2の実施形態に係る送信装置a2と構成が同じのため、説明を省略する。 Note that the transmission device according to the third embodiment of the present invention has the same configuration as the transmission device a2 according to the second embodiment, and thus the description thereof is omitted.
図10は、本発明の第3の実施形態に係る受信装置b3の構成を示す概略ブロック図である。本実施形態に係る受信装置b3(図10)と第2の実施形態に係る受信装置b2(図8)とを比較すると、ストリーム選択部b305、送信候補探索部b306、およびLLR算出部b307が異なり、最尤優先送信候補探索部(第2の送信候補探索部)b309を新たに備える。しかし、その他の構成要素(受信部b201−r、時間周波数変換部b202−r、デマッピング部b203−r、チャネル推定部b204、復号部b208)が持つ機能は第2の実施形態と同じである。第2の実施形態と同じ機能の説明は省略する。 FIG. 10 is a schematic block diagram illustrating a configuration of a reception device b3 according to the third embodiment of the present invention. When the receiving device b3 (FIG. 10) according to the present embodiment is compared with the receiving device b2 (FIG. 8) according to the second embodiment, the stream selection unit b305, the transmission candidate search unit b306, and the LLR calculation unit b307 are different. The maximum likelihood priority transmission candidate search unit (second transmission candidate search unit) b309 is newly provided. However, the functions of other components (reception unit b201-r, time frequency conversion unit b202-r, demapping unit b203-r, channel estimation unit b204, decoding unit b208) are the same as those in the second embodiment. . A description of the same functions as those in the second embodiment is omitted.
ストリーム選択部b305は、送信候補探索部b306のためのストリーム並び替えだけでなく、最尤優先送信候補探索部b309のためのストリーム並び替えも行う。例えば、ストリーム選択部b305は、後ろのNKストリームを精度の悪いストリームとすることができる。ここで、NKはNTを超えない自然数であり、最尤優先送信候補探索部b309が用いる固定ストリームの数を表す。NKは受信装置b3を設計する段階で固定してもよいし、受信環境に応じて可変にしてもよい。精度の良さの尺度は等価振幅を用いることができる。精度の悪いストリーム選んだ後、次のストリームを選ぶ場合に等価振幅を更新してもよい。また、ストリーム選択部b305は、残りのNT−NKストリームについては精度の昇順にストリームを並び替えることができる。なお、最尤優先送信候補探索部b309のためのストリーム並び替えと、送信候補探索部b306のためのストリーム並び替えは同じであってもよい。 The stream selection unit b305 performs not only stream rearrangement for the transmission candidate search unit b306 but also stream rearrangement for the maximum likelihood priority transmission candidate search unit b309. For example, stream selection section b305 may behind the N K streams with poor accuracy stream. Here, N K is a natural number not exceeding N T, denotes the number of fixed streams used by the maximum likelihood priority transmission candidate search unit B309. It N K may be fixed at the stage of designing the receiving apparatus b3, it may be variable according to the reception environment. An equivalent amplitude can be used as a measure of accuracy. After selecting an inaccurate stream, the equivalent amplitude may be updated when the next stream is selected. Further, the stream selection unit b305 is for the remaining N T -N K stream can sort the streams in ascending order of accuracy. Note that the stream rearrangement for the maximum likelihood priority transmission candidate search unit b309 and the stream rearrangement for the transmission candidate search unit b306 may be the same.
最尤優先送信候補探索部b309は、ストリーム選択部b305によって並び替えられたストリームに対し、精度の良い最尤系列が得られるような送信候補(第2の送信候補)探索を行う。例えば、後ろのNKストリームには固定処理を行い、残りのNT−NKストリームにはSICを用いることができる。このようにすると、最尤系列のメトリックの精度を向上させることができる。また、メトリック算出を累積メトリック算出に分解し、累積メトリックが大きくなった送信候補は生成を止めてもよい。このようにすると、演算量を削減することができる。最尤優先送信候補探索部b309は、得られる送信候補をLLR算出部b307に出力する。 The maximum likelihood priority transmission candidate search unit b309 performs a transmission candidate (second transmission candidate) search for obtaining a highly accurate maximum likelihood sequence for the stream rearranged by the stream selection unit b305. For example, it performs a fixing process after the N K streams, the remaining N T -N K streams can be used SIC. In this way, the accuracy of the metric of the maximum likelihood sequence can be improved. Further, the metric calculation may be decomposed into the cumulative metric calculation, and the generation of transmission candidates whose cumulative metric is large may be stopped. In this way, the amount of calculation can be reduced. The maximum likelihood priority transmission candidate search unit b309 outputs the obtained transmission candidate to the LLR calculation unit b307.
送信候補探索部b306は、第2の実施形態と同様に送信候補探索を行う。送信候補探索部b306は、最尤優先送信候補探索部b309の結果を用いて処理を削減してもよい。 The transmission candidate search unit b306 performs transmission candidate search in the same manner as in the second embodiment. The transmission candidate search unit b306 may reduce the processing using the result of the maximum likelihood priority transmission candidate search unit b309.
LLR算出部b307は、送信候補探索部b306から入力される送信候補と、最尤優先送信候補探索部b309から入力される送信候補を用いて、第2の実施形態と同様にLLR算出を行う。このようにすると、最尤優先送信候補探索部b309から入力される送信候補による最尤メトリックの精度が高くなるため、LLRの精度を向上させることができ、伝送特性を改善することができる。 The LLR calculation unit b307 performs LLR calculation in the same manner as in the second embodiment, using the transmission candidate input from the transmission candidate search unit b306 and the transmission candidate input from the maximum likelihood priority transmission candidate search unit b309. In this way, since the accuracy of the maximum likelihood metric by the transmission candidate input from the maximum likelihood priority transmission candidate search unit b309 is increased, the accuracy of the LLR can be improved and the transmission characteristics can be improved.
<受信装置b3の動作について>
図11は、本実施形態に係る受信装置の動作を示すフローチャートである。なお、この図が示す動作は、図10のデマッピング部b203−rが、データが送信されたリソースエレメントの受信信号とパイロットシンボルが送信されたリソースエレメントの受信信号を分離した後の処理である。
<About the operation of the receiving device b3>
FIG. 11 is a flowchart showing the operation of the receiving apparatus according to this embodiment. The operation shown in this figure is processing after the demapping unit b203-r in FIG. 10 separates the received signal of the resource element to which data is transmitted from the received signal of the resource element to which the pilot symbol is transmitted. .
(ステップS301)チャネル推定部b204は、パイロットシンボルが送信されたリソースエレメントの受信信号に基づいてチャネル推定を行う。その後、ステップS302へ進む。 (Step S301) The channel estimation unit b204 performs channel estimation based on the received signal of the resource element to which the pilot symbol is transmitted. Thereafter, the process proceeds to step S302.
(ステップS302)ストリーム選択部b305は、ステップS301で得られるチャネル値に基づいて、送信候補探索部b306のためにストリームを精度の昇順に並び替える。ストリーム選択部b305は、ステップS301で得られるチャネル値に基づいて、最尤優先送信候補探索部b309のためにストリームを並び替え、後ろのNKストリームが精度の低いものとなるようにする。その後、ステップS303へ進む。 (Step S302) The stream selection unit b305 rearranges the streams in ascending order of accuracy for the transmission candidate search unit b306 based on the channel value obtained in step S301. Stream selection section b305 based on the channel value obtained in step S301, rearranges streams for maximum likelihood priority transmission candidate search unit B309, behind the N K streams is set to be as less accurate. Thereafter, the process proceeds to step S303.
(ステップS303)ストリーム選択部b305は、固定ストリーム、線形ストリーム、非線形ストリームからなるストリーム情報を生成し、送信候補探索部b306へ出力する。その後、ステップS304へ進む。 (Step S303) The stream selection unit b305 generates stream information including a fixed stream, a linear stream, and a nonlinear stream, and outputs the stream information to the transmission candidate search unit b306. Thereafter, the process proceeds to step S304.
(ステップS304)最尤優先送信候補探索部b309は、後ろのNKストリームを固定し、残りのNT−NKストリームにSICを行うことで送信候補を生成する。その後、ステップS305へ進む。 (Step S304) maximum likelihood priority transmission candidate search unit b309 is fixed behind the N K stream to generate a transmission candidate by performing SIC to the remaining N T -N K streams. Thereafter, the process proceeds to step S305.
(ステップS305)送信候補探索部b306は、各ストリーム情報において、線形ストリームについては固定ストリームに基づいた線形検出信号を生成してその候補を決定し、非線形ストリームにはSICを用いてその候補を生成する。その後、ステップS306へ進む。 (Step S305) In each stream information, the transmission candidate search unit b306 generates a linear detection signal based on a fixed stream for the linear stream and determines the candidate, and generates the candidate using SIC for the non-linear stream. To do. Thereafter, the process proceeds to step S306.
(ステップS306)LLR算出部b307は、ステップS304とステップS305で得られる送信候補に基づいて、送信ビットのLLRを算出する。その後、ステップS307へ進む。 (Step S306) The LLR calculation unit b307 calculates the LLR of the transmission bit based on the transmission candidates obtained in steps S304 and S305. Thereafter, the process proceeds to step S307.
(ステップS307)復号部b208は、ステップS306で得られる送信ビットのLLRに基づいて、復号を行う。その後、復号されたビット系列を出力し、受信装置b3は処理を終了する。 (Step S307) The decoding unit b208 performs decoding based on the LLR of the transmission bit obtained in step S306. Thereafter, the decoded bit sequence is output, and the receiving apparatus b3 ends the process.
このように、本実施形態によれば、固定ストリームと線形ストリームと非線形ストリームを選択し、線形ストリームには固定ストリームに基づいた線形検出、非線形ストリームにはSICを用いて送信候補を生成するだけでなく、最尤優先送信候補探索を行うことでLLRの精度を向上させる。このように算出したLLRを用いて復号を行うことで、低演算量で優れた伝送特性を実現することができる。 As described above, according to the present embodiment, a fixed stream, a linear stream, and a nonlinear stream are selected, linear detection based on the fixed stream is used for the linear stream, and transmission candidates are generated using SIC for the nonlinear stream. Instead, the LLR accuracy is improved by performing the maximum likelihood priority transmission candidate search. By performing decoding using the LLR calculated in this way, it is possible to realize excellent transmission characteristics with a low amount of computation.
本発明に関わる送信装置a1、a2、受信装置b1、b2、b3で動作するプログラムは、本発明に関わる上記実施形態の機能を実現するように、CPU等を制御するプログラム(コンピュータを機能させるプログラム)である。そして、これら装置で取り扱われる情報は、その処理時に一時的にRAMに蓄積され、その後、各種ROMやHDDに格納され、必要に応じてCPUによって読み出し、修正・書き込みが行なわれる。プログラムを格納する記録媒体としては、半導体媒体(例えば、ROM、不揮発性メモリカード等)、光記録媒体(例えば、DVD、MO、MD、CD、BD等)、磁気記録媒体(例えば、磁気テープ、フレキシブルディスク等)等のいずれであってもよい。また、ロードしたプログラムを実行することにより、上述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムの指示に基づき、オペレーティングシステムあるいは他のアプリケーションプログラム等と共同して処理することにより、本発明の機能が実現される場合もある。 A program that operates in the transmission devices a1 and a2 and reception devices b1, b2, and b3 related to the present invention is a program that controls a CPU or the like (a program that causes a computer to function so as to realize the functions of the above-described embodiments related to the present invention. ). Information handled by these devices is temporarily stored in the RAM at the time of processing, then stored in various ROMs and HDDs, read out by the CPU, and corrected and written as necessary. As a recording medium for storing the program, a semiconductor medium (for example, ROM, nonvolatile memory card, etc.), an optical recording medium (for example, DVD, MO, MD, CD, BD, etc.), a magnetic recording medium (for example, magnetic tape, Any of a flexible disk etc. may be sufficient. In addition, by executing the loaded program, not only the functions of the above-described embodiment are realized, but also based on the instructions of the program, the processing is performed in cooperation with the operating system or other application programs. The functions of the invention may be realized.
また市場に流通させる場合には、可搬型の記録媒体にプログラムを格納して流通させたり、インターネット等のネットワークを介して接続されたサーバコンピュータに転送したりすることができる。この場合、サーバコンピュータの記憶装置も本発明に含まれる。また、上述した実施形態において、図面を用いて説明した送信装置a1、a2、受信装置b1、b2、b3の一部、または全部を典型的には集積回路であるLSIとして実現してもよい。送信装置a1、a2、受信装置b1、b2、b3の各機能ブロックは個別にチップ化してもよいし、一部、または全部を集積してチップ化してもよい。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ることも可能である。 In the case of distribution in the market, the program can be stored and distributed in a portable recording medium, or transferred to a server computer connected via a network such as the Internet. In this case, the storage device of the server computer is also included in the present invention. In the above-described embodiment, part or all of the transmission devices a1 and a2 and the reception devices b1, b2, and b3 described with reference to the drawings may be realized as an LSI that is typically an integrated circuit. Each functional block of the transmission devices a1, a2 and the reception devices b1, b2, b3 may be individually formed into chips, or a part or all of them may be integrated into a chip. Further, the method of circuit integration is not limited to LSI, and may be realized by a dedicated circuit or a general-purpose processor. In addition, when an integrated circuit technology that replaces LSI appears due to progress in semiconductor technology, an integrated circuit based on the technology can also be used.
以上、この発明の実施形態に関して図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。また、本発明は、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。また、上記各実施形態に記載された要素であり、同様の効果を奏する要素同士を置換した構成も含まれる。 The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes design changes and the like without departing from the gist of the present invention. The present invention can be modified in various ways within the scope of the claims, and embodiments obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments are also included in the technical scope of the present invention. It is. Moreover, it is the element described in each said embodiment, and the structure which substituted the element which has the same effect is also contained.
なお、本願発明は上述の実施形態に限定されるものではない。例えば、本願発明の端末装置は、衛星通信に適用されることができる。また、本願発明の端末装置は、移動局装置への適用に限定されるものではなく、屋内外に設置される据え置き型、または非可動型の電子機器、たとえば、AV機器、キッチン機器、掃除・洗濯機器、空調機器、オフィス機器、自動販売機、その他生活機器などに適用出来ることは言うまでもない。 In addition, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment. For example, the terminal device of the present invention can be applied to satellite communication. The terminal device of the present invention is not limited to application to a mobile station device, but is a stationary or non-movable electronic device installed indoors or outdoors, such as an AV device, a kitchen device, a cleaning / cleaning device, and the like. Needless to say, it can be applied to laundry equipment, air conditioning equipment, office equipment, vending machines, and other daily life equipment.
本発明は、受信装置、受信方法および集積回路に用いて好適である。 The present invention is suitable for use in a receiving apparatus, a receiving method, and an integrated circuit.
401、402、403、404 QPSKの変調点
a1、a2 送信装置
a1−k 送信アンテナ
b1、b2、b3 受信装置
b1−r 受信アンテナ
a101、a201 S/P変換部
a102−k、a203−l 変調部
a103、a205 パイロット生成部
a104−k マッピング部
a105−k、a209−k 送信部
a202−l 符号化部
a204 レイヤーマッピング部
a206 プリコーディング部
a207−k REマッピング部
a208−k OFDM信号生成部
b101−r、b201−r 受信部
b102−r、b203−r デマッピング部
b103、b204 チャネル推定部
b104、b205、b305 ストリーム選択部
b105、b206、b306 送信候補探索部
b202−r 時間周波数変換部
b207、b307 LLR算出部
b208 復号部
b309 最尤優先送信候補探索部
401, 402, 403, 404 QPSK modulation points a1, a2 transmitting device a1-k transmitting antenna b1, b2, b3 receiving device b1-r receiving antenna a101, a201 S / P conversion unit a102-k, a203-l modulating unit a103, a205 Pilot generation unit a104-k Mapping unit a105-k, a209-k Transmission unit a202-l Encoding unit a204 Layer mapping unit a206 Precoding unit a207-k RE mapping unit a208-k OFDM signal generation unit b101-r , B201-r receiving unit b102-r, b203-r demapping unit b103, b204 channel estimating unit b104, b205, b305 stream selecting unit b105, b206, b306 transmission candidate searching unit b202-r time frequency converting unit b207, b307 LL R calculation unit b208 decoding unit b309 maximum likelihood priority transmission candidate search unit
Claims (9)
前記送信装置が送信したストリームから固定ストリームを選択し、前記固定ストリーム以外のストリームを第1のストリーム群と第2のストリーム群に分割し、前記固定ストリーム、前記第1のストリーム群、および前記第2のストリーム群からなるストリーム情報を少なくとも1つ生成するストリーム選択部と、
前記ストリーム情報の各々について、前記固定ストリームの候補を少なくとも1つ生成し、前記固定ストリームの候補に基づいて前記第1のストリーム群の線形検出信号を生成し、既に生成された候補に基づいて前記第2のストリーム群のストリームの候補を決定することで、送信されたストリームの候補である送信候補を探索する送信候補探索部と、
を備える受信装置。 A receiving device that receives a transmission signal from a transmitting device using a MIMO transmission method,
A fixed stream is selected from the streams transmitted by the transmission device, and a stream other than the fixed stream is divided into a first stream group and a second stream group, the fixed stream, the first stream group, and the first stream A stream selection unit that generates at least one stream information including two stream groups;
For each of the stream information, generate at least one fixed stream candidate, generate a linear detection signal of the first stream group based on the fixed stream candidate, and based on the already generated candidate A transmission candidate search unit that searches for transmission candidates that are candidates for the transmitted stream by determining stream candidates of the second stream group;
A receiving device.
前記非拘束線形検出信号を前記固定ストリームに基づいて修正することで前記線形検出信号を生成する、
請求項1に記載の受信装置。 The transmission candidate search unit generates an unconstrained linear detection signal that is a linear detection result using only the first stream group,
Generating the linear detection signal by modifying the unconstrained linear detection signal based on the fixed stream;
The receiving device according to claim 1.
全ストリームを1つずつ前記固定ストリームとして選択することで、ストリーム数のストリーム情報を選択する請求項1または2に記載の受信装置。 The stream selection unit
The receiving apparatus according to claim 1 or 2, wherein stream information of the number of streams is selected by selecting all the streams as the fixed stream one by one.
前記固定ストリームより等価振幅が大きいストリームを前記第1のストリーム群として選択し、前記固定ストリームより等価振幅が小さいストリームを前記第2のストリーム群として選択する請求項1から3のいずれかに記載の受信装置。 The stream selection unit
The stream according to any one of claims 1 to 3, wherein a stream having a larger equivalent amplitude than the fixed stream is selected as the first stream group, and a stream having a smaller equivalent amplitude than the fixed stream is selected as the second stream group. Receiver device.
前記第2の送信候補探索部が固定するストリームを精度の昇順に選択する請求項6に記載の受信装置。 The stream selection unit
The receiving apparatus according to claim 6, wherein the stream fixed by the second transmission candidate search unit is selected in ascending order of accuracy.
前記送信装置が送信したストリームから固定ストリームを選択し、前記固定ストリーム以外のストリームを第1のストリーム群と第2のストリーム群に分割し、前記固定ストリーム、前記第1のストリーム群、および前記第2のストリーム群からなるストリーム情報を少なくとも1つ生成するストリーム選択過程と、
前記ストリーム情報の各々について、前記固定ストリームの候補を少なくとも1つ生成し、前記固定ストリームの候補に基づいて前記第1のストリーム群の線形検出信号を生成し、既に生成された候補に基づいて前記第2のストリーム群のストリームの候補を決定することで、送信されたストリームの候補である送信候補を探索する送信候補探索過程と、
を備える受信方法。 A reception method for receiving a transmission signal from a transmission device using a MIMO transmission method,
A fixed stream is selected from the streams transmitted by the transmission device, and a stream other than the fixed stream is divided into a first stream group and a second stream group, the fixed stream, the first stream group, and the first stream A stream selection process for generating at least one stream information including two stream groups;
For each of the stream information, generate at least one fixed stream candidate, generate a linear detection signal of the first stream group based on the fixed stream candidate, and based on the already generated candidate A transmission candidate search process of searching for a transmission candidate that is a candidate of the transmitted stream by determining a stream candidate of the second stream group;
A receiving method comprising:
前記送信装置が送信したストリームから固定ストリームを選択し、前記固定ストリーム以外のストリームを第1のストリーム群と第2のストリーム群に分割し、前記固定ストリーム、前記第1のストリーム群、および前記第2のストリーム群からなるストリーム情報を少なくとも1つ生成するストリーム選択手段と、
前記ストリーム情報の各々について、前記固定ストリームの候補を少なくとも1つ生成し、前記固定ストリームの候補に基づいて前記第1のストリーム群の線形検出信号を生成し、既に生成された候補に基づいて前記第2のストリーム群のストリームの候補を決定することで、送信されたストリームの候補である送信候補を探索する送信候補探索手段と、
を備える集積回路。 An integrated circuit mounted on a receiving apparatus that receives a transmission signal from a transmitting apparatus using a MIMO transmission method,
A fixed stream is selected from the streams transmitted by the transmission device, and a stream other than the fixed stream is divided into a first stream group and a second stream group, the fixed stream, the first stream group, and the first stream Stream selection means for generating at least one stream information comprising two stream groups;
For each of the stream information, generate at least one fixed stream candidate, generate a linear detection signal of the first stream group based on the fixed stream candidate, and based on the already generated candidate A transmission candidate search means for searching for a transmission candidate that is a candidate for the transmitted stream by determining a stream candidate of the second stream group;
An integrated circuit comprising:
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