JP5506109B2 - 通信システムにおける摂動デコーダ及び復号化方法とこれを用いた装置 - Google Patents

通信システムにおける摂動デコーダ及び復号化方法とこれを用いた装置 Download PDF

Info

Publication number
JP5506109B2
JP5506109B2 JP2011509394A JP2011509394A JP5506109B2 JP 5506109 B2 JP5506109 B2 JP 5506109B2 JP 2011509394 A JP2011509394 A JP 2011509394A JP 2011509394 A JP2011509394 A JP 2011509394A JP 5506109 B2 JP5506109 B2 JP 5506109B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vector
perturbation
transmission symbol
symbol vector
estimate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2011509394A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2011530198A (ja
Inventor
ジュン フン ソ，
オバダミローラ アルコ，
ソン ジン キム，
デイビット， ジェイ ラブ，
ジェームス， ブイ クログメイヤ，
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Purdue Research Foundation
Original Assignee
Purdue Research Foundation
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Purdue Research Foundation filed Critical Purdue Research Foundation
Publication of JP2011530198A publication Critical patent/JP2011530198A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5506109B2 publication Critical patent/JP5506109B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/0413—MIMO systems
    • H04B7/0452—Multi-user MIMO systems
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00—Baseband systems
    • H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/03—Shaping networks in transmitter or receiver, e.g. adaptive shaping networks
    • H04L25/03006—Arrangements for removing intersymbol interference
    • H04L25/03178—Arrangements involving sequence estimation techniques
    • H04L25/03203—Trellis search techniques
    • H04L25/03235—Trellis search techniques with state-reduction using feedback filtering
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00—Baseband systems
    • H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/03—Shaping networks in transmitter or receiver, e.g. adaptive shaping networks
    • H04L25/03006—Arrangements for removing intersymbol interference
    • H04L25/03178—Arrangements involving sequence estimation techniques
    • H04L25/03203—Trellis search techniques
    • H04L25/03242—Methods involving sphere decoding
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00—Baseband systems
    • H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/03—Shaping networks in transmitter or receiver, e.g. adaptive shaping networks
    • H04L25/03006—Arrangements for removing intersymbol interference
    • H04L25/03178—Arrangements involving sequence estimation techniques
    • H04L25/03248—Arrangements for operating in conjunction with other apparatus
    • H04L25/03254—Operation with other circuitry for removing intersymbol interference
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00—Baseband systems
    • H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/03—Shaping networks in transmitter or receiver, e.g. adaptive shaping networks
    • H04L25/03006—Arrangements for removing intersymbol interference
    • H04L25/03178—Arrangements involving sequence estimation techniques
    • H04L25/03312—Arrangements specific to the provision of output signals
    • H04L25/03318—Provision of soft decisions
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00—Baseband systems
    • H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/03—Shaping networks in transmitter or receiver, e.g. adaptive shaping networks
    • H04L25/03006—Arrangements for removing intersymbol interference
    • H04L25/03178—Arrangements involving sequence estimation techniques
    • H04L25/03331—Arrangements for the joint estimation of multiple sequences
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00—Baseband systems
    • H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/03—Shaping networks in transmitter or receiver, e.g. adaptive shaping networks
    • H04L25/03891—Spatial equalizers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00—Baseband systems
    • H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/03—Shaping networks in transmitter or receiver, e.g. adaptive shaping networks
    • H04L25/03891—Spatial equalizers
    • H04L25/03961—Spatial equalizers design criteria
    • H04L25/03968—Spatial equalizers design criteria mean-square error [MSE]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00—Baseband systems
    • H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/03—Shaping networks in transmitter or receiver, e.g. adaptive shaping networks
    • H04L25/03006—Arrangements for removing intersymbol interference
    • H04L2025/0335—Arrangements for removing intersymbol interference characterised by the type of transmission
    • H04L2025/03426—Arrangements for removing intersymbol interference characterised by the type of transmission transmission using multiple-input and multiple-output channels
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00—Baseband systems
    • H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/03—Shaping networks in transmitter or receiver, e.g. adaptive shaping networks
    • H04L25/03006—Arrangements for removing intersymbol interference
    • H04L2025/03592—Adaptation methods
    • H04L2025/03598—Algorithms
    • H04L2025/03611—Iterative algorithms
    • H04L2025/03617—Time recursive algorithms
    • H04L2025/03624—Zero-forcing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Radio Transmission System (AREA)
  • Noise Elimination (AREA)
  • Error Detection And Correction (AREA)

Description

本発明は、通信システムで用いられるデコーダ、復号化方法、この方法を用いた通信システムの装置に関し、より詳細には、多重入出力（ＭＩＭＯ）無線システムにおける摂動デコーダ、摂動復号化方法、及びこれを用いた装置に関する。
多重入出力無線通信システムは、高いデータ送信率を提供してダイバシティ利得を得ることができる。高いデータ送信率で動作する多重入出力通信システムにおいて円滑に動作することのできるデコーダが必要である。
今までは多重入出力通信システムにおいて、受信機が最大の性能を出すために、ＭＬ（Ｍａｘｉｍｕｍ Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ）復号化方式を使用しなければならなかった。しかし、ＭＬデコーダは優れた性能を有する一方、高い複雑度を有する。従って、性能と複雑度の間で適切な妥協が必要である。
本発明の目的は、ゼロフォーシング（ＺＦ：ｚｅｒｏ ｆｏｒｃｉｎｇ）デコーダ及びＭＭＳＥデコーダのような線形デコーダの性能を改善することにある。
上記目的を達成するためになされた本発明の一特徴による通信システムにおいて送信された信号を受信するデコーダは、送信シンボルベクトルの推定値を提供するために受信ベクトルをフィルタリングするモジュールと、摂動ベクトルを提供するモジュールと、前記摂動ベクトルをもって送信シンボルベクトルの推定値を摂動して前記送信シンボルベクトルの候補を提供するモジュールと、を備え、前記摂動ベクトルは、ランダムに生成されたベクトルであり、平均的に前記推定値周辺の球内に含まれる。
前記通信システムは多重入力多重出力（ＭＩＭＯ）通信システムであってもよい。
前記摂動ベクトルは、前記送信シンボルベクトルの推定値と前記送信シンボルベクトルの候補を提供するためにマッピングされた結果とに応じて個別に加えられてもよい。
前記送信シンボルベクトルの候補を提供するモジュールは、前記送信シンボルベクトルの推定値に前記摂動ベクトルを個別に加えることによって送信シンボルベクトル推定値を提供するモジュールと、コンスタレーションシンボルに前記送信シンボルベクトル推定値をマッピングすることによって前記送信シンボルベクトル候補を提供するモジュールと、を含んでもよい。
前記デコーダは、前記送信シンボルベクトルの候補に基づいて硬判定復号を行うモジュールを更に含んでもよい。
前記デコーダは、前記送信シンボルベクトルの候補に基づいて受信ビットに対して軟判定復号を行うモジュールを更に含んでもよい。
前記送信シンボルベクトルの候補の数は、摂動ベクトルの数より少なくてもよい。
上記目的を達成するためになされた本発明の他の特徴による通信システムにおいて送信された信号を受信するデコーダは、摂動ベクトルを提供するモジュールと、前記摂動ベクトルをもって受信ベクトルを摂動することによって処理された受信ベクトルを提供するモジュールと、送信シンボルベクトルの推定値を提供するために前記処理された受信ベクトルをフィルタリングするモジュールと、を備え、前記摂動ベクトルは、ランダムに生成されたベクトルであり、干渉プラスノイズに対応する統計的な性質を有する。
前記デコーダは、事後摂動ベクトルをもって送信シンボルベクトルの推定値の少なくとも１つのサブセットを摂動することによって送信シンボルベクトルの候補を提供するモジュールを更に含んでもよい。
上記目的を達成するためになされた本発明の一特徴による通信システムにおいて送信された信号を受信する装置を用いる方法は、送信シンボルベクトルの推定値を提供するために受信ベクトルをフィルタリングするステップと、摂動ベクトルを生成するステップと、前記摂動ベクトルをもって送信シンボルベクトルの推定値を摂動して前記送信シンボルベクトルの候補を生成するステップと、を有し、前記摂動ベクトルは、ランダムに生成されたベクトルであり、平均的に前記推定値周辺の球内に含まれる。
前記方法は、摂動ベクトルを生成するステップと、前記摂動ベクトルをもって受信ベクトルを摂動することによって処理された受信ベクトルを生成するステップと、送信シンボルベクトルの推定値を提供するために前記処理された受信ベクトルをフィルタリングするステップと、を有する。
前記処理された受信ベクトルを生成するステップは、前記受信ベクトルに前記摂動ベクトルを個別に加えるステップを含んでもよい。
前記方法は、コンスタレーションシンボルに前記送信シンボルベクトルの推定値をマッピングすることによって送信シンボルベクトルの候補を生成するステップを更に含んでもよい。
前記方法は、前記送信シンボルベクトルの候補に基づいて受信ビットに対して硬判定復号化及び軟判定復号化のうちのいずれか１つを行うステップを更に含んでもよい。
前記方法は、事後摂動ベクトルをもって前記送信シンボルベクトルの推定値の少なくとも１つのサブセットを摂動することによって送信シンボルベクトルの候補を生成するステップを更に含んでもよい。
前記送信シンボルベクトルの候補を生成するステップは、前記事後摂動ベクトルに前記送信シンボルベクトルの推定値の少なくとも１つのサブセットを個別に加えてその結果をマッピングするステップを含んでもよい。
前記送信シンボルベクトルの候補を生成するステップは、前記送信シンボルベクトルの推定値の少なくとも１つのサブセットを前記事後摂動ベクトルに個別に加えることによって事後送信シンボルベクトルの推定値を生成するステップと、コンスタレーションシンボルに前記事後送信シンボルベクトルの推定値をマッピングすることによって前記送信シンボルベクトルの候補を生成するステップと、を含んでもよい。
上記目的を達成するためになされた本発明の一特徴による多重入力多重出力通信システムにおいて信号を受信及び／又は送信する装置は、フィルターと、検出器と、１つ以上のデコーダと、を備え、前記デコーダは、受信信号をフィルタリングする前に前記受信信号にある干渉プラスノイズの影響を減らすために前記受信信号を先処理するモジュールと、摂動ベクトルをもって前記受信信号をフィルタリングした結果を摂動することによって送信シンボルベクトルの候補を提供する後処理するモジュールと、を含み、前記摂動ベクトルは、ランダムに生成されたベクトルであり、平均的に前記フィルタリングした受信信号周辺の球内に含まれる。
本発明によれば、ＭＬ復号化より複雑度を減らすことができる。また、本発明のデコーダは、線形デコーダだけを用いるよりも更に優れた性能を達成することができる。
本発明の一実施形態による多重入出力通信システムを示す図である。
以下、本発明の通信システムにおける摂動デコーダ及び復号化方法とこれを用いた装置を実施するための形態の具体例を、図面を参照しながら詳細に説明する。
下記の実施形態は、多重入力多重出力（ＭＩＭＯ）システム、単一入力多重出力（ＳＩＭＯ）システム、多重入力単一出力（ＭＩＳＯ）システムに適用され、単一ユーザの多重入力多重出力システム及び多重ユーザの多重入力多重出力システムに適用される。
図１は、本発明の一実施形態による多重入出力通信システムを示す図であり、この多重入出力通信システムにおいてデコーダ及び復号化方法が適用される。
図１に示すように、本発明の一実施形態による多重入出力通信システム１００は基地局１１０及びＬ名のユーザ１４０を含む。
図１は、アップリンク送信及びダウンリンク送信の両方を表す。ダウンリンク環境において基地局１１０は送信機として、Ｌ名のユーザ１４０は受信機として動作し、アップリンク環境において基地局１１０は受信機として、Ｌ名のユーザ１４０は送信機として動作する。ダウンリンク環境又はアップリンク環境において、本発明の一実施形態によるデコーダは受信機として動作する。下記ではダウンリンク環境を仮定して基地局１１０及びＬ名のユーザ１４０の動作を説明する。
基地局１１０にはＮＴ個の送信アンテナが設けられ、ユーザｌ（ｌ＝１、…、Ｌ）にはＮＲｌ個の受信アンテナが設けられる。基地局とそれぞれのＬ名のユーザ１４０の間にはチャネルが形成され、そのチャネルは
Figure 0005506109
のサイズを有するチャネルマトリックスのように表してもよい。
ユーザｌの受信信号はベクトル形態に表してもよい。即ち、ユーザｌの受信ベクトルは下記の数１のように表してもよい。
Figure 0005506109
ここで、
Figure 0005506109
であり、ユーザｌに対する実効チャネルマトリックスは
Figure 0005506109
である。また、Ｗは単位プリコーディングマトリックスであって、
Figure 0005506109
であり、Ｈｌ ａｃｔはユーザｌに対する実際のチャネルマトリックスである。
また、
Figure 0005506109
は基地局１１０からユーザ１４０に送信されたＮＴ×１のシンボルベクトルであって、
Figure 0005506109
であり、
Figure 0005506109
である。ここで、
Figure 0005506109
に属する各要素（ｅｌｅｍｅｎｔ）は独立的に複素コンスタレーション（ｃｏｍｐｌｅｘ ｃｏｎｓｔｅｌｌａｔｉｏｎ）
Figure 0005506109
から決定される。下記では上記要素を送信シンボルベクトルと呼ぶことにする。
また、ユーザ１４０は、受信ベクトルに基づいてユーザ１４０それぞれに対応する送信シンボルベクトルをエラーなしに検出する必要がある。
数１は理論的に（実際には様々な理由により実現できないこともあるが）干渉を完全に除去することができる場合を仮定したものである。
＜事後摂動（ｐｏｓｔ−ｐｅｒｔｕｒｂｅｄ）デコーダ及び復号化方法＞
本発明の事後摂動デコーダは、完全なフィードバック（ｆｕｌｌ ｆｅｅｄｂａｃｋ）、制限されたフィードバック（ｌｉｍｉｔｅｄ ｆｅｅｄｂａｃｋ）の両方に用いられてもよい。
本発明によれば、事後摂動デコーダは、最大の尤度推定値を送信シンボルベクトルの推定値から探す。これはランダムに生成されたベクトルを用いて送信シンボルベクトルの推定値を摂動することによって達成される。ランダムに生成されたベクトルは、平均的に、線形デコーダによって提供される推定値周辺の球（ｓｐｈｅｒｅ）内に含まれる。線形デコーダは、ゼロフォーシング（ＺＦ）デコーダ及びＭＭＳＥデコーダを含んでもよく、受信ベクトルに基づいて送信シンボルベクトルの推定値を算出するために用いられる。ランダムに生成されたベクトルは、個別に送信シンボルベクトルの推定値に加えられ、可能な送信シンボルベクトルの候補のリストを形成するためにマッピングされる。本発明によれば、そのリストに基づいて、ＭＬ（最大尤度）のケースで最小距離復号化（ｍｉｎｉｍｕｍ ｄｉｓｔａｎｃｅ ｄｅｃｏｄｉｎｇ）が行われてもよく、送信されたビットに対する軟判定情報（ｓｏｆｔ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）を生成することができる。
ｌ番目のユーザの受信ベクトルを
Figure 0005506109
とする。このとき、受信ベクトル
Figure 0005506109
と線形フィルタ係数Ｇを内積して数２のように送信シンボルベクトルの推定値Ｚｅｓｔが検出される。
Figure 0005506109
ここで、
Figure 0005506109
であり、ＧＺＦはゼロフォーシング方式による復号化マトリックスであり、ＧＭＭＳＥはＭＭＳＥ方式による復号化マトリックスである。
摂動ベクトルの集合がＰであり、ＰがＫ＋１個の摂動ベクトルを元素として有する場合、Ｐは
Figure 0005506109
のように表してもよい。ここで、Ｐ０はゼロベクトルである。また、摂動ベクトルは任意のベクトルから生成されてもよく、摂動ベクトルは平均的に送信シンボルベクトルの推定値周辺の球内で統計的な特性を有する。摂動ベクトルは、送信シンボルベクトルの推定値から予め決定されたユークリッドの距離内に存在する。例えば、ユークリッドの距離が
Figure 0005506109
である時、摂動ベクトルは
Figure 0005506109
によって生成されてもよい。
Figure 0005506109
は平均が０であり、分散がＥＰＩＮＴのガウス分布であり、ＩＮＴはＮＴ×ＮＴサイズの恒等行列である。
また、摂動ベクトルをもって送信シンボルベクトルの推定値を摂動して送信シンボルベクトルの候補が抽出される。
即ち、送信シンボルベクトルの推定値Ｚｅｓｔには下記の数３のようにＫ＋１個の事後摂動ベクトルが加えられてもよい。
Figure 0005506109
このとき、Ｋ＋１のＺｋを元素として有する集合Ｚは
Figure 0005506109
で表してもよい。
また、送信シンボルベクトルの推定値に事後摂動ベクトルそれぞれが加えられた結果に基づいて、送信シンボルベクトルの候補を抽出することができる。特に、送信シンボルベクトルの推定値に事後摂動ベクトルそれぞれが加えられた結果をコンスタレーション（ｃｏｎｓｔｅｌｌａｔｉｏｎ ｍａｐ）
Figure 0005506109
にマッピングして送信シンボルベクトルの候補が抽出されてもよい。
即ち、送信シンボルベクトルの候補から構成された集合
Figure 0005506109
は
Figure 0005506109
のように表してもよく、
Figure 0005506109
の１つの元素である
Figure 0005506109
は下記の数４のように表してもよい。
Figure 0005506109
数個の送信シンボルベクトルの推定値Ｚｋは
Figure 0005506109
内で同一の送信シンボルベクトルの候補にマッピングしてもよい。このような場合、
Figure 0005506109
は
Figure 0005506109
のように表してもよい。
送信シンボルベクトルの可能な候補のリストは、最大尤度硬判定（ｈａｒｄ ｍａｘｉｍｕｍ ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ ｄｅｃｉｓｉｏｎ）のためのサーチスペースとして用いられてもよい。
言い換えると、デコーダは硬判定で最大尤度判定を行なってもよい。このとき、事後摂動（ｐｏｓｔ−ｐｅｒｔｕｒｂｅｄ）デコーダ
Figure 0005506109
は下記の数５のように表してもよい。
Figure 0005506109
送信機及び受信機が畳み込みコード又はターボコードのようなアウターチャネル（ｏｕｔｅｒ ｃｈａｎｎｅｌ）コードを用いる場合、本発明のデコーダは下記の数６に表すような対数尤度比（ＬＬＲ、Ｌｏｇ Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ Ｒａｔｉｏ）を用いて軟判定を行なうことができる。ここで、大きい尤度比は軟判定情報の例である。
Figure 0005506109
数６において、
Figure 0005506109
はｉ番目のビットが１である送信シンボルベクトルを元素として含み、
Figure 0005506109
の部分集合である。また、
Figure 0005506109
はｉ番目のビットが０である送信シンボルベクトルを元素として含み、
Figure 0005506109
の部分集合である。
本発明の一実施形態による事後摂動デコーダの動作を簡略に要約すれば次の通りである。
送信シンボルベクトルの推定値Ｚｅｓｔは線形デコーダによって求めてもよい。
Figure 0005506109
Ｋ個のランダム摂動ベクトルが生成される。
Figure 0005506109
、Ｐ０はゼロベクトルである。
Ｐ内にあるベクトルを用いてＺｅｓｔを摂動することによって、送信シンボルベクトルの推定値の集合を生成する。
Figure 0005506109
リスト
Figure 0005506109
を生成する。
Figure 0005506109
リスト
Figure 0005506109
から最大尤度硬判定又は軟判定が行われる。
事後摂動デコーダの性能は、摂動ベクトルの数Ｋに依存してもよい。摂動ベクトルの数は、送信シンボルベクトルの可能な候補のリストのサイズを決めることができる。各摂動ベクトルは、送信シンボルベクトルに１対１にマッピングされないこともある。摂動の数個は同じ唯一の送信シンボルベクトルにマッピングされることがある。従って、送信シンボルベクトルの符号の最終的なリストのサイズは一般的に用いられる摂動ベクトルの数よりも少ない。
＜事前摂動（ｐｒｅ−ｐｅｒｔｕｒｂｅｄ）デコーダ及び復号化方法＞
事前摂動ベクトルの集合である
Figure 0005506109
を生成する。ここで、Ｐ０はゼロベクトルである。また、事前摂動ベクトルはランダムベクトルで生成され、干渉プラスノイズのような同一の統計的な特性を有する。例えば、単一ユーザの多重入力多重出力システムにおいて、
Figure 0005506109
の分布は
Figure 0005506109
（平均が０であり、分散がＩＮＴ）であってもよい。しかし、多重ユーザを有するＭＩＭＯシステムでは、ユーザ間の干渉が考慮され得る。従って、多重ユーザを有するＭＩＭＯシステムにおいて
Figure 0005506109
の分布度は
Figure 0005506109
（平均が０であり、分散がσ２）であってもよい。このとき、σ２は干渉プラスノイズコンポーネントの変化である。
また、事前摂動ベクトル
Figure 0005506109
をもって受信ベクトルＹを摂動し、摂動された受信ベクトル
Figure 0005506109
を生成する。ここで、Ｋ番目の摂動された受信ベクトルは下記の数７のように表してもよい。
Figure 0005506109
また、摂動された受信ベクトル
Figure 0005506109
をフィルタリングして送信シンボルベクトルの推定値Ｚｋを生成する。このとき、下記の数８のようにゼロフォーシング方式によるＧＺＦ及びＭＭＳＥ方式によるＧＭＭＳＥを用いてフィルタリングしてもよい。
Figure 0005506109
また、送信シンボルベクトルの推定値をコンスタレーションにマッピングして送信シンボルベクトルの候補
Figure 0005506109
を抽出する。Ｋ番目の送信シンボルベクトルの候補は下記の数９のように表してもよい。
Figure 0005506109
数個の送信シンボルベクトルの推定値は同一の送信シンボルベクトルの候補にマッピングされてもよい。従って、下記の数１０で表してもよい。
Figure 0005506109
また、軟判定方式の一種である対数尤度検出による判定の出力
Figure 0005506109
は下記の数１１のように表してもよい。
Figure 0005506109
単一ユーザのシナリオで、リストは送信シンボルベクトルを構成するビットに対する軟判定情報を生成するために用いられてもよい。従って、軟判定の復号化は、受信したビットに対して行われてもよい。デコーダの性能は畳み込みコード又はターボコードのようなアウターチャネルコードを用いる場合よりも向上し得る。軟判定情報の一種であるＬＬＲは、下記の数１２のように求められる。
Figure 0005506109
数６において、
Figure 0005506109
はｉ番目のビットが１である送信シンボルベクトルを元素として含み、
Figure 0005506109
の部分集合である。また、
Figure 0005506109
はｉ番目のビットが０である送信シンボルベクトルを元素として含み、
Figure 0005506109
の部分集合である。
本発明の一実施形態による事前摂動デコーダの動作を簡略に要約すれば、次の通りである。
事前摂動ベクトル（Ｐ１、…、ＰＫ）が形成され、Ｐ０を更に含む事前摂動ベクトルの集合
Figure 0005506109
が求められる。ここで、Ｐ０はゼロベクトルである。
受信ベクトルＹを事前摂動ベクトル
Figure 0005506109
をもって摂動することによって、摂動された受信ベクトル
Figure 0005506109
が生成される。ここで、
Figure 0005506109
である。
線形デコーダを用い、
Figure 0005506109
をフィルタリングして送信シンボルベクトルの推定値Ｚｋを生成する。ここで、
Figure 0005506109
であり、
Figure 0005506109
である。
また、送信シンボルベクトルの推定値に基づいて送信シンボルベクトルの候補
Figure 0005506109
を抽出する。ここで、
Figure 0005506109
である。
また、送信シンボルベクトルの候補に基づいて軟判定又は硬判定を行う。
＜事前−事後摂動（ｄｕａｌ−ｐｅｒｔｕｒｂｅｄ）デコーダ及び復号化方法＞
事後摂動デコーダ及び事前摂動デコーダは互いに結合して１つの事前−事後摂動デコーダで実現することができる。
事前−事後摂動デコーダにおいて、事前摂動ベクトル
Figure 0005506109
をもって受信ベクトル
Figure 0005506109
を摂動し、摂動された受信ベクトル
Figure 0005506109
を生成する。ここで、Ｐ１，０はゼロベクトルであり、
Figure 0005506109
は次元がＮＲｌのコンプレックス空間である
Figure 0005506109
の元素であり、干渉プラスノイズのような統計的な性質を有する。
ここで、
Figure 0005506109
のｋ１番目の元素は下記の数１３のように表してもよい。
Figure 0005506109
下記の数１４のように摂動された受信ベクトル
Figure 0005506109
を線形フィルタリングして送信シンボルベクトルの推定値
Figure 0005506109
を検出する。
Figure 0005506109
送信シンボルベクトルの推定値
Figure 0005506109
に属するそれぞれの元素に事後摂動ベクトル
Figure 0005506109
を加える。このとき、事後摂動ベクトル
Figure 0005506109
は送信シンボルベクトルの推定値
Figure 0005506109
それぞれから予め決定されたユークリッド距離だけ離れたベクトルであってもよい。
例えば、事後摂動ベクトル
Figure 0005506109
が送信シンボルベクトルの推定値
Figure 0005506109
それぞれから
Figure 0005506109
内に属する場合、分布度は
Figure 0005506109
である。
事後摂動の出力は下記の数１５のように表してもよい。
Figure 0005506109
事後摂動の出力をコンスタレーションにマッピングして送信シンボルベクトルの候補
Figure 0005506109
を抽出する。このとき、ｋ番目の送信シンボルベクトルの候補
Figure 0005506109
は下記の数１６のように表してもよい。
Figure 0005506109
送信シンボルベクトルの候補
Figure 0005506109
に基づいて軟判定又は硬判定を行う。最大尤度硬判定を行う場合、その出力は下記の数１７のように表してもよい。
Figure 0005506109
また、軟判定を行う場合、軟判定で用いられるＬＬＲは下記の数１８のように表してもよい。
Figure 0005506109
本発明の一実施形態による事前−事後摂動デコーダの動作を要約すれば次の通りである。
事前−事後摂動デコーダは事前摂動ベクトル
Figure 0005506109
を生成する。
また、事前−事後摂動デコーダは受信ベクトル
Figure 0005506109
を事前摂動ベクトル
Figure 0005506109
をもって摂動し、摂動された受信ベクトル
Figure 0005506109
を生成する。ここで、ｋｌ番目に摂動された受信ベクトルは
Figure 0005506109
である。
また、事前−事後摂動デコーダは
Figure 0005506109
に基づいて空間フィルタリングして送信シンボルベクトルの推定値
Figure 0005506109
を生成する。
また、事前−事後摂動デコーダは事後摂動ベクトル
Figure 0005506109
を生成する。
また、事前−事後摂動デコーダは事後摂動ベクトル
Figure 0005506109
をもって送信シンボルベクトルの推定値
Figure 0005506109
を摂動し、
Figure 0005506109
を生成する。ここで、
Figure 0005506109
のｋ２番目の元素は
Figure 0005506109
である。
また、事前−事後摂動デコーダは
Figure 0005506109
をもって送信シンボルベクトルの候補
Figure 0005506109
を抽出する。ここで、
Figure 0005506109
である。
また、事前−事後摂動デコーダは
Figure 0005506109
に基づいて判定を行う。
事前−事後摂動デコーダの性能は、摂動ベクトルの数Ｋ１及びＫ２に依存し、それは送信シンボルベクトルの可能な候補のリストのサイズを決定する。各摂動ベクトルは送信シンボルベクトルに１対１でマッピングされないこともある。摂動の数個は同じ唯一の送信シンボルベクトルにマッピングされることがある。従って、送信シンボルベクトルの符号の最終的なリストのサイズは一般的に用いられる摂動ベクトルの数よりも少ない。
事前−事後摂動された送信シンボルベクトルの推定値のリストのサイズはＫ１、Ｋ２だけ増加してもよく、それは全面的なサーチだけ大きいこともあるため、重複的であってもよい。従って、他の実施形態によると、そのリストのサイズは先処理の後に制限されてもよい。これは例えば先処理の後に最も信頼できる推定値を有するサブセットを選択することによって達成することができる。事後摂動はこのサブセットにあるベクトルに対して提供され得る。例えば、１０個の最も近い送信シンボルベクトルの推定値は先摂動後に選択されてもよく、事後摂動はこのサブセットで行われてもよい。
本発明による事前、事後、事前−事後摂動復号化方法は、多様なコンピュータにより行われるプログラム命令で実現され、コンピュータ読取可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読取可能な記録媒体は、プログラム命令、データファイル、データ構造などを単独又は組み合わせて含むこともできる。記録媒体に記録されるプログラム命令は、本発明の目的のために特別に設計されて構成されたものでもよく、コンピュータソフトウェア分野の技術を有する当業者にとって公知であり使用可能なものであってもよい。コンピュータ読取可能な記録媒体の例としては、ハードディスク、フロッピー（登録商標）ディスク、及び磁気テープのような磁気媒体、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤのような光記録媒体、フロプティカルディスクのような磁気−光媒体、及びＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリなどのようなプログラム命令を保存して実行するように特別に構成されたハードウェア装置が含まれる。プログラム命令の例としては、コンパイラによって生成されるような機械語コードだけでなく、インタプリタなどを用いてコンピュータによって実行され得る高級言語コードを含む。
上述したように、本発明は、限定された実施形態と図面によって説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明が属する分野における通常の知識を有する者であれば、このような基材から多様な修正及び変形が可能である。
従って、本発明の範囲は説明した実施形態に限定されて決められてはならず、特許請求の範囲だけでなく、特許請求の範囲と均等なものなどによって定められなければならない。
１００ 多重入出力通信システム
１１０ 基地局
１４０ ユーザ

Claims (18)

  1. 通信システムにおいて送信された信号を受信するデコーダであって、
    送信シンボルベクトルの推定値を提供するために受信ベクトルをフィルタリングするモジュールと、
    摂動ベクトルを提供するモジュールと、
    前記摂動ベクトルをもって送信シンボルベクトルの推定値を摂動して前記送信シンボルベクトルの候補を提供するモジュールと、を備え、
    前記摂動ベクトルは、ランダムに生成されたベクトルであり、平均的に前記推定値周辺の球内に含まれることを特徴とするデコーダ。
  2. 前記通信システムは多重入力多重出力（ＭＩＭＯ）通信システムであることを特徴とする請求項１に記載のデコーダ。
  3. 前記摂動ベクトルは、前記送信シンボルベクトルの推定値と前記送信シンボルベクトルの候補を提供するためにマッピングされた結果とに応じて個別に加えられることを特徴とする請求項１に記載のデコーダ。
  4. 前記送信シンボルベクトルの候補を提供するモジュールは、
    前記送信シンボルベクトルの推定値に前記摂動ベクトルを個別に加えることによって送信シンボルベクトル推定値を提供するモジュールと、
    コンスタレーションシンボルに前記送信シンボルベクトル推定値をマッピングすることによって前記送信シンボルベクトル候補を提供するモジュールと、を含むことを特徴とする請求項１に記載のデコーダ。
  5. 前記送信シンボルベクトルの候補に基づいて硬判定復号を行うモジュールを更に含むことを特徴とする請求項１に記載のデコーダ。
  6. 前記送信シンボルベクトルの候補に基づいて受信ビットに対して軟判定復号を行うモジュールを更に含むことを特徴とする請求項１に記載のデコーダ。
  7. 前記送信シンボルベクトルの候補の数は、摂動ベクトルの数より少ないことを特徴とする請求項１に記載のデコーダ。
  8. 通信システムにおいて送信された信号を受信するデコーダであって、
    摂動ベクトルを提供するモジュールと、
    前記摂動ベクトルをもって受信ベクトルを摂動することによって処理された受信ベクトルを提供するモジュールと、
    送信シンボルベクトルの推定値を提供するために前記処理された受信ベクトルをフィルタリングするモジュールと、を備え、
    前記摂動ベクトルは、ランダムに生成されたベクトルであり、干渉プラスノイズに対応する統計的な性質を有することを特徴とするデコーダ。
  9. 事後摂動ベクトルをもって送信シンボルベクトルの推定値の少なくとも１つのサブセットを摂動することによって送信シンボルベクトルの候補を提供するモジュールを更に含むことを特徴とする請求項８に記載のデコーダ。
  10. 通信システムにおいて送信された信号を受信する装置を用いる方法であって、
    送信シンボルベクトルの推定値を提供するために受信ベクトルをフィルタリングするステップと、
    摂動ベクトルを生成するステップと、
    前記摂動ベクトルをもって送信シンボルベクトルの推定値を摂動して前記送信シンボルベクトルの候補を生成するステップと、を有し、
    前記摂動ベクトルは、ランダムに生成されたベクトルであり、平均的に前記推定値周辺の球内に含まれることを特徴とする方法。
  11. 摂動ベクトルを生成するステップと、
    前記摂動ベクトルをもって受信ベクトルを摂動することによって処理された受信ベクトルを生成するステップと、
    送信シンボルベクトルの推定値を提供するために前記処理された受信ベクトルをフィルタリングするステップと、を有することを特徴とする請求項１０に記載の方法。
  12. 前記処理された受信ベクトルを生成するステップは、前記受信ベクトルに前記摂動ベクトルを個別に加えるステップを含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
  13. コンスタレーションシンボルに前記送信シンボルベクトルの推定値をマッピングすることによって送信シンボルベクトルの候補を生成するステップを更に含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
  14. 前記送信シンボルベクトルの候補に基づいて受信ビットに対して硬判定復号化及び軟判定復号化のうちのいずれか１つを行うステップを更に含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
  15. 事後摂動ベクトルをもって前記送信シンボルベクトルの推定値の少なくとも１つのサブセットを摂動することによって送信シンボルベクトルの候補を生成するステップを更に含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
  16. 前記送信シンボルベクトルの候補を生成するステップは、前記事後摂動ベクトルに前記送信シンボルベクトルの推定値の少なくとも１つのサブセットを個別に加えてその結果をマッピングするステップを含むことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
  17. 前記送信シンボルベクトルの候補を生成するステップは、
    前記送信シンボルベクトルの推定値の少なくとも１つのサブセットを前記事後摂動ベクトルに個別に加えることによって事後送信シンボルベクトルの推定値を生成するステップと、
    コンスタレーションシンボルに前記事後送信シンボルベクトルの推定値をマッピングすることによって前記送信シンボルベクトルの候補を生成するステップと、を含むことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
  18. 多重入力多重出力通信システムにおいて信号を受信及び／又は送信する装置であって、
    フィルターと、
    検出器と、
    １つ以上のデコーダと、を備え、
    前記デコーダは、受信信号をフィルタリングする前に前記受信信号にある干渉プラスノイズの影響を減らすために前記受信信号を先処理するモジュールと、
    摂動ベクトルをもって前記受信信号をフィルタリングした結果を摂動することによって送信シンボルベクトルの候補を提供する後処理するモジュールと、を含み、
    前記摂動ベクトルは、ランダムに生成されたベクトルであり、平均的に前記フィルタリングした受信信号周辺の球内に含まれることを特徴とする装置。
JP2011509394A 2008-05-13 2008-11-10 通信システムにおける摂動デコーダ及び復号化方法とこれを用いた装置 Active JP5506109B2 (ja)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/120,212 US8254482B2 (en) 2008-05-13 2008-05-13 Perturbed decoder, perturbed decoding method and apparatus in communication system using the same
US12/120,212 2008-05-13
KR10-2008-0090726 2008-09-16
KR1020080090726A KR101497975B1 (ko) 2008-05-13 2008-09-16 다중 입출력 통신 시스템을 위한 교란 벡터를 이용한 디코더 및 디코딩 방법
PCT/KR2008/006626 WO2009139527A1 (en) 2008-05-13 2008-11-10 Perturbed decoder, perturbed decoding method and apparatus in communication system using the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011530198A JP2011530198A (ja) 2011-12-15
JP5506109B2 true JP5506109B2 (ja) 2014-05-28

Family

ID=41316150

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011509394A Active JP5506109B2 (ja) 2008-05-13 2008-11-10 通信システムにおける摂動デコーダ及び復号化方法とこれを用いた装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8254482B2 (ja)
EP (1) EP2283586B1 (ja)
JP (1) JP5506109B2 (ja)
KR (1) KR101497975B1 (ja)
WO (1) WO2009139527A1 (ja)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102130748A (zh) * 2010-01-18 2011-07-20 华为技术有限公司 预编码处理方法以及用户设备和基站
US9025704B2 (en) * 2012-08-29 2015-05-05 Qualcomm Incorporated Methods and apparatus for generating demodulation candidates using vector candidate sampling (VCS)
JP2016149584A (ja) * 2013-06-10 2016-08-18 シャープ株式会社 基地局装置、端末装置、無線通信システム、集積回路
US10312950B2 (en) * 2014-10-03 2019-06-04 Interdigital Patent Holdings, Inc. Systems and methods for multiuser interleaving and modulation
CN114040444B (zh) * 2021-11-30 2023-05-16 重庆电子工程职业学院 基于超密集蜂窝网络的干扰抑制方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BR9909560A (pt) 1998-04-10 2002-03-26 Motorola Inc Dispositivo para melhorar uma propriedade definida de sìmbolos de domìnio de transformação e receptor para a recepção de blocos de sìmbolos perturbados
US6741664B1 (en) * 1999-02-05 2004-05-25 Broadcom Corporation Low-latency high-speed trellis decoder
US6512802B1 (en) * 1999-09-28 2003-01-28 Nortel Networks Limited Method and apparatus for equalization and data symbol detection for MPSK modulation
US7236538B1 (en) * 2000-08-02 2007-06-26 Via Telecom Co., Ltd. Method and apparatus for improving transmit antenna weight tracking using channel correlations in a wireless communication system
US7433416B1 (en) * 2000-08-02 2008-10-07 Via Telecom Co., Ltd. Method and apparatus for generating transmit adaptive antenna weights with nulling using binary gradient feedback
US6993100B2 (en) * 2000-12-12 2006-01-31 Skyworks Solutions, Inc. Burst detector
KR100890793B1 (ko) 2002-05-15 2009-03-31 노키아 코포레이션 결정적 섭동 기울기 근사를 이용하여 안테나 가중치선택을 용이하게 하기 위한 장치 및 관련 방법
US7499501B2 (en) * 2004-04-16 2009-03-03 Omereen Wireless, Llc Symbol error based compensation methods for nonlinear amplifier distortion
GB2429884B (en) * 2005-09-05 2008-02-13 Toshiba Res Europ Ltd Wireless communications apparatus
EP1895728A1 (en) * 2006-08-28 2008-03-05 Sony Deutschland Gmbh Equalizing structure and equalizing method
GB2442785B (en) * 2006-10-10 2008-12-24 Toshiba Res Europ Ltd Wireless communications apparatus
GB2442784B (en) * 2006-10-10 2009-02-11 Toshiba Res Europ Ltd Wireless communications apparatus
CN101926100A (zh) * 2008-01-28 2010-12-22 诺基亚公司 用于使用中继节点的通信***的分布式波束赋形的***

Also Published As

Publication number Publication date
JP2011530198A (ja) 2011-12-15
WO2009139527A1 (en) 2009-11-19
US8254482B2 (en) 2012-08-28
EP2283586B1 (en) 2020-01-08
EP2283586A1 (en) 2011-02-16
EP2283586A4 (en) 2016-07-06
KR101497975B1 (ko) 2015-03-03
KR20090118802A (ko) 2009-11-18
US20090285342A1 (en) 2009-11-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7397874B2 (en) Method and device for detecting vertical bell laboratories layered space-time codes
CN105340194B (zh) 多用户传输中对客户端接收干扰消除能力的估计和利用
US20080075183A1 (en) Wireless communication apparatus
US20130315356A1 (en) Techniques for Decoding Transmitted Signals Using Reactive Taboo Searches (RTS)
JP5506109B2 (ja) 通信システムにおける摂動デコーダ及び復号化方法とこれを用いた装置
US8139669B2 (en) Space domain filter detecting method in a multi-antenna wireless communication system
JP4381901B2 (ja) 通信路推定及びデータ検出方法
JP2020010406A (ja) スパースオーダーリングされた反復グループ判定帰還干渉除去
CN101227254B (zh) 一种在多入多出***中v-blast的检测方法
US20120236968A1 (en) Enhanced lattice reduction systems and methods
CN103746728A (zh) 一种混合自适应的mimo接收检测方法
US8107546B2 (en) Detection method of space domain maximum posteriori probability in a wireless communication system
US9838105B2 (en) Multiple-input multiple-output MIMO detection method, apparatus, and systems for transmit signal
US20070268813A1 (en) Method of decoding a spatially multiplexed signal and its corresponding receiver
JP6180333B2 (ja) 無線周波数受信機において信号を復号化する方法
US9954647B2 (en) Maximum likelihood detector and wireless signal receiver with maximum likelihood detection function
Kim Performance of decremental antenna selection algorithms for spatial multiplexing MIMO systems with linear receiver over correlated fading channels
Shen et al. Low complexity iterative parallel interference cancellation algorithms for massive MIMO system
US10419084B2 (en) Wireless communication device and wireless communication method
US8081577B2 (en) Method of calculating soft value and method of detecting transmission signal
Jagannatham et al. A semi-blind MIMO channel estimation scheme for MRT
CN105827290A (zh) Mimo***中基于候选机制的串行干扰消除检测算法
CN100372277C (zh) 基于空域预白化合并的空时分离软输入软输出检测方法
US9893841B2 (en) Wireless signal receiver with maximum likelihood detector
Wu et al. On modified squared givens rotations for sphere decoder preprocessing

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20111110

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130219

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130226

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130523

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20130716

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20131118

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20140121

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140218

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140317

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5506109

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250