WO2014199989A1 - 基地局装置、端末装置、無線通信システム、集積回路 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a technique for performing multiple input multiple output transmission.
- MIMO Multiple input multiple output
- MU-MIMO Multi User-MIMO
- IUI inter-user interference
- the base station device pre-multiplies a linear filter calculated based on channel information notified from each terminal device. Therefore, linear precoding that suppresses IUI is used.
- Non-Patent Document 1 Vector Perturbation (VP) described in Non-Patent Document 1 and Tomlinson Harashima Precoding (THP) described in Non-Patent Document 2 are well known.
- VP Vector Perturbation
- THP Tomlinson Harashima Precoding
- the receiving antenna combining technique that has been studied in the past cannot be applied to VP MU-MIMO. This is because the statistical properties of transmission signals of linear MU-MIMO and THP MU-MIMO, which have been studied in the past, and the statistical properties of transmission signals of VP MU-MIMO are different.
- the present invention has been made in view of such circumstances, and in a wireless communication system in which a base station apparatus performs nonlinear precoding, particularly, VP-based MU-MIMO transmission, a terminal apparatus including a plurality of receiving antennas is provided.
- An object of the present invention is to provide a base station device, a terminal device, a wireless communication system, and an integrated circuit that can improve transmission quality by appropriately combining signals received by the respective receiving antennas.
- the base station apparatus of the present invention is a base station apparatus that includes a plurality of antennas, performs non-linear precoding on a plurality of data signals addressed to at least one terminal apparatus, and performs spatial multiplexing to transmit the data signals.
- a channel information acquisition unit for acquiring channel information, a plurality of data signals addressed to the terminal device, a reference signal for channel estimation, a mapping unit for multiplexing a reference signal for demodulation, and the channel information
- a precoding unit that performs nonlinear precoding on a plurality of data signals, and the precoding unit searches for perturbation vectors to be added to the plurality of data signals based on the channel information and the plurality of data signals.
- a phase for calculating a covariance matrix of the plurality of data signals to which the perturbation vectors are added It characterized in that it comprises a matrix generation unit.
- Such a base station apparatus can perform non-linear precoding for adding a perturbation vector searched by a perturbation vector search unit to a plurality of data signals addressed to at least one terminal apparatus, and the perturbation vector is added. It is possible to calculate a covariance matrix of the data signal. Therefore, the base station apparatus can calculate information necessary for the terminal apparatus to combine signals received by a plurality of receiving antennas, and can contribute to improvement of transmission quality.
- the base station apparatus of the present invention is the base station apparatus according to (1), wherein the correlation matrix generation unit calculates the covariance matrix based on the channel information.
- Such a base station apparatus can calculate the covariance matrix on the basis of the channel information, and highly accurate information necessary for the terminal apparatus to synthesize signals received by a plurality of receiving antennas. Can be calculated.
- the base station apparatus of the present invention further includes a control information multiplexing unit that multiplexes control information associated with the covariance matrix to a signal to be notified to the terminal device, and the control information multiplexing unit includes the control information multiplexing unit,
- Such a base station apparatus can notify the control information associated with the covariance matrix using a control channel that notifies individual control information addressed to the terminal apparatus.
- the control information associated with the covariance matrix can be notified to the apparatus efficiently.
- the precoding unit performs part of the nonlinear precoding processing on the demodulation reference signal based on the covariance matrix. It is a base station apparatus as described in above.
- Such a base station apparatus can implicitly notify the terminal apparatus of control information associated with the covariance matrix using the demodulation reference signal, Overhead can be suppressed.
- the terminal apparatus of the present invention is a terminal apparatus that receives a plurality of data signals subjected to nonlinear precoding, spatially multiplexed, and transmitted from a base station apparatus, using a plurality of antennas,
- a channel estimation unit that acquires channel information with the station device, a feedback information generation unit that generates control information associated with the channel information, and a signal that is received by the plurality of antennas is multiplied by a linear filter.
- a channel equalization unit that performs antenna combining, and the channel equalization unit includes a covariance matrix of the plurality of data signals subjected to a part of the nonlinear precoding processing, and the channel information. Based on this, the linear filter is calculated.
- Such a terminal device can synthesize signals received by a plurality of receiving antennas with high efficiency based on the covariance matrix, the transmission quality can be improved, and thus the frequency utilization efficiency can be improved. It can contribute to improvement.
- Such a terminal device can acquire the covariance matrix from the control information associated with the covariance matrix. Therefore, since signals received by a plurality of receiving antennas can be synthesized with high efficiency, transmission quality can be improved and, in turn, contribution to improvement of frequency utilization efficiency can be achieved.
- the channel estimation unit includes information on the nonlinear precoding and the covariance matrix based on a demodulation reference signal transmitted from the base station device.
- Such a terminal apparatus can acquire the information of the covariance matrix based on the demodulation reference signal transmitted from the base station apparatus, and thus can suppress the overhead related to the notification of control information. It becomes.
- the wireless communication system of the present invention includes the base station device described in (1) above and at least one terminal device described in (7) above.
- An integrated circuit according to the present invention is mounted on a base station apparatus that includes a plurality of antennas, performs non-linear precoding on a plurality of data signals addressed to at least one terminal apparatus, and performs spatial multiplexing and transmission.
- An integrated circuit that causes a base station device to perform a plurality of functions, a function of acquiring channel information with the terminal device, a plurality of data signals addressed to the terminal device, a channel estimation reference signal, and a demodulation A function of multiplexing the reference signal for use and a function of performing precoding on the plurality of data signals based on the channel information, and a function of performing the precoding includes the channel information, Based on a plurality of data signals, a perturbation vector to be added to the plurality of data signals is searched, and the plurality of data signals to which the perturbation vector is added And calculates a covariance matrix.
- the base station device can perform non-linear precoding in which perturbation vectors searched by the perturbation vector search unit are added to a plurality of data signals addressed to at least one terminal device. It is possible to calculate a covariance matrix of the data signal to which is added. Therefore, the base station apparatus can calculate information necessary for the terminal apparatus to combine signals received by a plurality of receiving antennas, and can contribute to improvement of transmission quality.
- the integrated circuit of the present invention is mounted on a terminal device that receives a plurality of data signals subjected to nonlinear precoding, spatially multiplexed, and transmitted from a base station device by a plurality of antennas,
- An integrated circuit that causes a device to perform a plurality of functions, the function of acquiring channel information with the base station device, the function of generating control information associated with the channel information, and the plurality of antennas
- a function of performing antenna combining by multiplying a received signal by a linear filter, and the function of performing antenna combining is a function of the plurality of data signals subjected to a part of the nonlinear precoding processing. Based on the covariance matrix and the channel information, a plurality of data signals addressed to the own apparatus are detected.
- the terminal device can synthesize signals received by a plurality of receiving antennas with high efficiency based on the covariance matrix, so that transmission quality can be improved. It can contribute to the improvement of frequency utilization efficiency.
- the terminal apparatus in a wireless communication system including a base station apparatus that generates a transmission signal based on nonlinear precoding, in particular, VP, and a terminal apparatus that includes a plurality of receiving antennas, the terminal apparatus includes a plurality of receiving antennas.
- FIG. 1 It is a figure which shows an example of the outline of the radio
- [A, B] represents a matrix obtained by combining the matrices A and B in the column direction.
- Z [i] represents a set of all Gaussian integers.
- the Gaussian integer is a complex number in which the real part and the imaginary part are each represented by an integer.
- FIG. 1 is a diagram illustrating an example of an outline of a wireless communication system according to the first embodiment of the present invention.
- N t has transmit antennas, relative to the non-linear precoding capable base station apparatus 1 (also referred to as a wireless transmitting device), the terminal apparatus 2 having the receive antennas N r the
- the target is single user MIMO (SU-MIMO) transmission to which one (also referred to as a wireless receiver) is connected.
- SU-MIMO single user MIMO
- R ( ⁇ N r ) pieces of data are transmitted to the terminal device 2 at the same time. Note that the number of data to be transmitted simultaneously is also called the rank number.
- the CSI between the base station device 1 and the terminal device 2 will be described.
- a block fading channel is assumed.
- the channel matrix hu is defined as in Expression (1).
- CSI refers to a matrix composed of complex channel gains.
- a spatial correlation matrix or a matrix in which linear filters described in a code book shared in advance between the base station apparatus 1 and the terminal apparatus 2 are regarded as CSI, and signal processing described later can be performed. is there.
- the base station apparatus 1 converts the eigenvector itself or eigenvector into A matrix in which vectors multiplied by eigenvalues are arranged may be regarded as CSI.
- CSI that the terminal apparatus 2 actually notifies the base station apparatus 1 is defined as hFB .
- the terminal device 2 feeds back CSI according to the number of transmission streams (number of ranks) actually transmitted from the base station device 1.
- the terminal device 2 since the rank number is assumed to be R, the terminal device 2 needs to feed back R CSI.
- one CSI is a vector composed of a complex channel gain between a plurality of transmission antennas provided in the base station device 1 and one reception antenna among a plurality of reception antennas provided in the terminal device 2, or It refers to one vector among a plurality of eigenvectors calculated by the terminal device 2.
- the terminal apparatus 2 may notify the base station apparatus of R eigenvectors from among a plurality of eigenvectors obtained by performing singular value decomposition (or eigenvalue decomposition) on the channel matrix h. At this time, the terminal device 2 may also notify the eigenvalue corresponding to the eigenvector to be notified.
- the terminal apparatus 2 can select R reception antennas or R eigenvectors at random and notify the base station apparatus 1 of them. Or, the terminal device 2 in the complex channel gain observed by N r receive antennas, from those average gain thereof is large, it may be the R selection. Further, the terminal elementary value 2 may select a complex channel gain observed by R receiving antennas having a small spatial correlation. Further, the terminal device 2 may notify eigenvectors corresponding to R eigenvalues in descending order from a plurality of eigenvalues.
- the terminal apparatus 2 directly quantizes the complex channel gain observed by R receive antennas randomly selected from N r receive antennas, and notify the base station apparatus 1. That is, h FB is an R ⁇ N t channel matrix. At this time, an error occurs between the actual complex channel gain and h FB according to the number of quantization bits, and the method according to the present embodiment described below also causes characteristic deterioration. However, since the signal processing of the present embodiment is not affected by the magnitude of the error, in the following description, description and description of the error between the actual complex channel gain and h FB are omitted. .
- the method of the present invention can also be applied to a wireless communication system that employs time division duplex as a duplex system.
- the base station apparatus 1 can acquire CSI based on the uplink transmission signal from the terminal apparatus 2.
- the base station apparatus 1 may acquire CSI by feedback from the terminal apparatus 2 as in the case of a radio communication system employing frequency division duplex.
- FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of the base station apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention.
- the base station apparatus 1 includes a channel encoding unit 21, a data modulation unit 23, a mapping unit 25, a precoding unit 27, an antenna unit 29, a control information acquisition unit 31, a channel And an information acquisition unit 33.
- the base station apparatus 1 includes an antenna unit 29 by the number of transmit antennas N t.
- the control information acquisition unit 31 acquires control information notified from the connected terminal device 2, and outputs information associated with the CSI to the channel information acquisition unit 33.
- the channel information acquisition unit 33 calculates h FB notified from the terminal device 2 based on the information input from the control information acquisition unit 31 and the type of information format used by the terminal device 2 for CSI notification.
- the channel information acquisition unit 33 outputs the calculated h FB toward the precoding unit 27.
- the data modulation unit 23 performs digital data modulation such as QPSK (Quadrature Phase Shift Keying), 16QAM (Quadrature Amplitude Modulation) on the bit sequence input from the channel encoding unit 21 and inputs the digital data to the mapping unit 25.
- digital data modulation such as QPSK (Quadrature Phase Shift Keying), 16QAM (Quadrature Amplitude Modulation)
- the mapping unit 25 performs mapping (also referred to as scheduling or resource allocation) in which an input signal is arranged in a specified radio resource (also referred to as resource element or simply resource).
- the radio resource mainly refers to frequency, time, code, and space.
- the radio resource to be used is determined based on the reception quality observed by the terminal device 2, the accumulated amount of data addressed to the terminal device 2, and the like. In the present embodiment, it is assumed that radio resources to be used are determined in advance and can be grasped by both the base station apparatus 1 and the terminal apparatus 2.
- the mapping unit 25 also performs multiplexing of a known reference signal sequence for channel estimation in the terminal device 2.
- the base station apparatus 1 receives two reference signals of CSI-Reference Signal (CSI-RS) that is a channel estimation reference signal and DeModulation Reference Signal (DMRS) that is a demodulation reference signal (also referred to as a unique reference signal). However, another reference signal may be further transmitted. Since the CSI-RS is for the terminal device 2 to estimate the CSI (that is, h) that the terminal device 2 observes, the base station device 1 transmits the CSI-RS transmitted from each transmission antenna to the orthogonal radio. Must be sent with resources.
- CSI-RS CSI-Reference Signal
- DMRS DeModulation Reference Signal
- DMRS is a signal for the terminal device 2 to estimate channel information reflecting the result of precoding described later. Since the DMRS is associated with each of the R pieces of precoded data, the base station apparatus 1 needs to transmit at least R pieces of DMRS using orthogonal radio resources.
- the mapping unit 25 performs mapping so that the data signal, DMRS, and CSI-RS are transmitted at different times or codes, respectively.
- FIG. 3 is a diagram illustrating an example of mapping performed by the mapping unit 25 according to the first embodiment.
- d m, t represents the m-th data signal among the R pieces of data that the base station apparatus 1 spatially multiplexes to the terminal apparatus 2 and transmits simultaneously at time t.
- pc, n represents the CSI-RS transmitted from the base station apparatus 1 from the nth transmission antenna.
- p m is the DMRS associated with d m, t, details will be described later, d m, a part of the pre-coding to be applied to t is transmitted is subjected. In the following, the description of the time index t is omitted unless particularly noted.
- the mapping unit 25 inputs the mapped data signal or the like to the precoding unit 27.
- the linear filter generation unit 27-1 generates the linear filter W based on the channel information h FB input from the channel information acquisition unit 33.
- MMSE minimum mean square error
- the linear filter generation unit 27-1 outputs the generated linear filter W to the perturbation vector search unit 27-2 and the correlation matrix generation unit 27-4.
- ⁇ is an adjustment term determined according to the inter-antenna interference (also referred to as inter-stream interference) IAI observed in the terminal device 2.
- ⁇ is set to an extremely large value (for example, 10 10 )
- the linear filter generation unit 27-1 emphasizes IAI, while the received signal-to-noise power ratio (measured by the terminal device 2) ( SNR) can be increased.
- SNR received signal-to-noise power ratio
- the linear filter generation unit 27-1 can achieve good transmission characteristics by setting the value of ⁇ to the reciprocal of the received SNR observed by the terminal device 2.
- ⁇ may be designed by a computer simulation assuming an actual environment, an actual propagation experiment, or the like.
- the base station apparatus 1 can improve the reception quality of the terminal apparatus 2 by transmitting Wd obtained by multiplying the data signal vector d addressed to the terminal apparatus 2 by the linear filter W instead of d.
- the transmission power that can be used by the base station apparatus 1 is limited.
- the power of Wd varies depending on the state of h FB . Therefore, the precoding unit 27 needs to perform power normalization that keeps the average transmission power of Wd constant. Therefore, depending on the state of h FB, the received SNR measured by the terminal device 2 is reduced due to power normalization.
- the precoding unit 27 of this embodiment avoids a decrease in received SNR due to power normalization by adding a perturbation vector to d.
- the perturbation vector is calculated in the perturbation vector search unit 27-2.
- the perturbation vector search unit 27-2 receives W from the linear filter generation unit 27-1 and the data signal vector d addressed to the terminal device 2 from the mapping unit 25.
- the perturbation term is given as an arbitrary Gaussian integer.
- the perturbation vector search unit 27-2 searches for the perturbation vector z by solving the minimization problem given by Equation (2).
- ⁇ is called a modulo width, and is a real number determined according to the modulation method used by the data modulation unit 23.
- the value of the modulo width may be set to any value as long as it is shared between the base station apparatus 1 and the terminal apparatus 2. A common value may be used for all modulation methods.
- values obtained by multiplying z and z m by 2 ⁇ are also referred to as perturbation vectors and perturbation terms.
- Equation (2) The minimization problem given by Equation (2) is based on a standard that minimizes the mean square error between the data signal vector d and the demodulated data signal vector of the terminal device 2.
- the perturbation vector search unit 27-2 may search for the perturbation vector based on the transmission power minimum norm instead of the mean square error minimum norm.
- the perturbation vector search unit 27-2 of this embodiment searches for a perturbation vector that satisfies Expression (2) by using a calculation amount reduction technique such as Sphere encoding or QRM-VP.
- the perturbation vector search unit 27-2 outputs the transmission code vector x to the transmission signal generation unit 27-3 and the correlation matrix generation unit 27-4.
- Channel information h FB and transmission code vector x are input to correlation matrix generation unit 27-4.
- Correlation matrix generation unit 27-4 obtains a transmission code vector covariance matrix P x and outputs it to antenna unit 29.
- ⁇ is a power normalization term that keeps the average transmission power of the transmission signal vector s constant.
- the transmission signal generator 27-3 calculates ⁇ so that the average power of s is equal to the average power of d.
- the transmission signal generation unit 27-3 has the transmission power of s equal to the transmission power allowed by the base station apparatus 1.
- ⁇ may be set so as to be smaller or smaller.
- the transmission signal generation unit 27-3 may perform power normalization so that the average transmission power is constant for each of a plurality of radio resources.
- the transmission signal generation unit 27-3 may perform power normalization so that the transmission power of each radio frame as given in FIG. 3 is constant.
- the transmission signal generation unit 27-3 can perform power normalization for each of a plurality of subcarriers and for each OFDM symbol. The same applies to the case where the method of this embodiment is applied to a single carrier-based radio access scheme such as SC-FDMA.
- Transmitted signal vector s transmitting signal generating unit 27-3 calculates the number of elements is a column vector of N t, the n elements, so that the base station apparatus 1 is transmitted from the n-th transmission antenna with.
- the transmission signal generation unit 27-3 outputs each element of the calculated transmission signal vector s toward the corresponding antenna unit 29.
- the base station apparatus 1 transmits DMRS using radio resources that are orthogonal to each other. That is, the base station apparatus 1 does not perform spatial multiplexing for DMRS. Therefore, the precoding unit 27 does not search and add the perturbation vector in the perturbation vector search unit 27-2 to the input DMRS.
- the transmission signal generation unit 27-3 multiplies the DMRS by the linear filter W generated by the linear filter generation unit 27-1. For example, pm, which is the m- th DMRS, is multiplied by a vector in the m-th column of W. Then, the transmission signal generation unit 27-3 performs power normalization on the DMRS multiplied by the linear filter W and outputs the DMRS to the corresponding antenna unit 29. Since the terminal apparatus 2 performs demodulation processing on the received data signal based on the corresponding DMRS (for example, DMRS in the same frame), the transmission signal generation unit 27-3 uses the same power normality for the data signal corresponding to the DMRS. It is desirable to multiply the chemical terms.
- the base station apparatus 1 may give different transmission power to the data signal corresponding to the DMRS, but it is desirable that the power difference is shared between the base station apparatus 1 and the terminal apparatus 2.
- the transmission signal generation unit 27-3 may perform power normalization on the DMRS together with the data signal.
- the transmission signal generator 27-3 may perform power normalization for each frame as shown in FIG.
- FIG. 5 is a block diagram illustrating an example of a device configuration of the antenna unit 29 according to the first embodiment of the present invention.
- the antenna unit 29 includes a radio transmission unit 29-1, an antenna 29-2, a radio reception unit 29-3, and a control information multiplexing unit 29-5.
- the control information multiplexing unit 29-5 multiplexes a transmission signal vector s and the covariance matrix P x input from the precoding unit 27.
- the multiplexing method in the control information multiplexing unit 29-5 is not limited to anything.
- the control information multiplexing unit 29-5 may be multiplexed to transmit the radio resource orthogonal transmission signal vector s and the covariance matrix P x.
- the control information multiplexing unit 29-5 covariance matrix P x performs direct quantizing performs appropriate modulation may be transmitted to the terminal device 2.
- the base station apparatus 1 has a configuration in which another control information is transmitted through another channel in order to notify the terminal apparatus 2 of a modulation scheme, a coding rate, and the like, as a part of the control information
- the information associated with the covariance matrix P x may be notified.
- information associated with the covariance matrix P x may be a covariance matrix P x directly quantized information.
- the control information multiplexing unit 29-5 which represents the linear filter most similar to each column vector (or row vector) which, as the information associated with the covariance matrix P x, as notifies the terminal apparatus 2 configuration It does not matter.
- the base station device 1 When a plurality of terminal devices 2 are connected to the base station device 1, the base station device 1 connects each terminal device 2 with control information unique to each terminal device 2 and between each terminal device 2. In some cases, common control information is notified using different control channels. At this time, the base station apparatus 1 of this embodiment using any control channel, may be notified of information associated with the P x.
- Control information multiplexing unit 29-5 is output toward the signal obtained by multiplexing the transmission signal vector s and the covariance matrix P x to radio transmission section 29-1.
- the radio transmission unit 29-1 converts the input baseband transmission signal into a radio frequency (RF) transmission signal and inputs it to the antenna 29-2.
- the antenna 29-2 transmits the input RF band transmission signal.
- a signal transmitted from the terminal device 2 to the base station device 1 is input to the wireless reception unit 29-3.
- the radio reception unit 29-3 performs a process of demodulating the received signal, and a signal related to the control information is output to the control information acquisition unit 31.
- FIG. 7 is a block diagram showing a configuration example of the terminal antenna unit 51 according to the first embodiment of the present invention.
- the terminal antenna unit 51 includes a radio reception unit 51-1, a radio transmission unit 51-2, a control information separation unit 51-3, a reference signal separation unit 51-5, and an antenna 51-. 6.
- the transmission signal transmitted from the base station apparatus 1 is first received by the antenna 51-6 and then input to the radio reception unit 51-1.
- the wireless reception unit 51-1 converts the input signal into a baseband signal and inputs the signal to the control information separation unit 51-3.
- the control information separation unit 51-3 separates the signal transmitted from the base station apparatus 1 into a signal directly related to data transmission and control information.
- signals directly related to data transmission are a transmission signal vector s, CSI-RS, and DMRS transmitted from the base station apparatus 1.
- the control information corresponds to information associated with the covariance matrix P x of the transmission code vector x.
- the control information separation unit 51-3 outputs information associated with the covariance matrix P x of the transmission code vector x to the channel estimation unit 53.
- the control information separation unit 51-3 outputs a signal directly related to data transmission to the reference signal separation unit 51-5.
- the reference signal separation unit 51-5 separates the input signal into a data signal component, a CSI-RS component, and a DMRS component.
- the reference signal separation unit 51-5 inputs the data signal component to the channel equalization unit 57, and inputs the CSI-RS and DMRS to the channel estimation unit 53.
- signal processing in the terminal antenna unit 51 is basically performed for each subcarrier.
- the channel estimation unit 53 performs channel estimation based on the inputted known reference signals CSI-RS and DMRS. First, channel estimation using CSI-RS will be described.
- the CSI-RS Since the CSI-RS is transmitted without applying precoding, it is possible to estimate the channel matrix h expressed by Equation (1). Normally, since CSI-RS is periodically multiplexed with radio resources, channel information of all radio resources cannot be estimated directly. However, if the CSI-RS is transmitted at a time interval and a frequency interval that satisfy the sampling theorem, the terminal device 2 can estimate channel information of all radio resources by appropriate interpolation. The same applies to DMRS described later.
- a specific channel estimation method is not particularly limited.
- the channel estimation unit 53 may perform inverse modulation on the received CSI-RS based on a known reference signal sequence used for CSI-RS.
- the channel estimation unit 53 of the terminal device 2 inputs the channel information h estimated based on the CSI-RS to the feedback information generation unit 55.
- the feedback information generation unit 55 generates information to be fed back to the base station apparatus 1 according to the input channel information and the channel information format fed back by the terminal apparatus 2. Since the feedback method assumed in the present embodiment has already been described, the description is omitted.
- ⁇ is a noise vector whose element is noise applied to a signal received by each receiving antenna of the terminal device 2.
- the noise includes interference power such as inter-cell interference.
- the channel equalization unit 57 performs channel equalization (spatial separation processing) for detecting the desired signal vector x from the received signal vector r given by Expression (3).
- the channel equalization unit 57 performs a spatial separation process based on a linear filter calculated based on the MMSE norm.
- ⁇ 2 is the average power of noise received by each receiving antenna of the terminal device 2.
- the MMSE reception filter W r is calculated by the product of the covariance matrix P x of the transmission code vector x, the channel information h, and the linear filter W used in the base station apparatus 1. It can be seen that an equivalent channel matrix hW and average noise power are required.
- the channel estimation unit 53 estimates information necessary for the MMSE filter given by Expression (4) based on DMRS.
- the base station apparatus 1 to the terminal device 2, and notifies the information associated with the P x. Therefore, the channel estimation unit 53, based on the information associated with the P x, it is possible to estimate the P x.
- the precoding unit 27 of the base station apparatus 1 multiplies the DMRS by the same linear filter W as the linear filter W multiplied by the data signal. Therefore, the channel estimation unit 53 can estimate hW by performing inverse modulation on the received DMRS based on a known reference signal sequence used for DMRS.
- the base station apparatus 1 transmits a plurality of DMRSs using orthogonal radio resources. Therefore, the values that can be estimated by the channel estimation unit 53 based on each DMRS are partial information of hW. For example, it is the m-th column vector of hW that the channel estimation unit 53 can estimate by inverse modulation on pm that is the received m- th DMRS.
- the channel estimation unit 53 can estimate hW by combining all the information estimated by inverse modulation on the DMRS associated with each data signal.
- the channel estimation unit 53 obtains the average noise power ⁇ 2 , but the way of obtaining the average noise power is not limited to anything.
- the channel estimation unit 53 can calculate a DMRS replica received by the terminal device 2 by multiplying the channel estimation value obtained based on the DMRS by a known reference signal sequence again.
- the channel estimation unit 53 may use the average power of the signal obtained by subtracting the DMRS replica from the received DMRS signal as the average noise power.
- wireless resource which transmits no signal between the base station apparatus 1 and the terminal device 2 is defined previously, the channel estimation part 53 will make the average electric power of the said radio
- the channel estimation unit 53 outputs the estimated value of the covariance matrix P x , the equivalent channel matrix hW, and the average noise power ⁇ 2 to the channel equalization unit 57.
- Channel equalizer 57 is further calculated for the soft estimates x o, subjected to modulo arithmetic removes perturbation vector that is added to the soft estimates x o, the soft estimates d o with respect to the transmission data vector d To do.
- the modulo operation for the soft estimate x o is given by equation (5).
- ⁇ needs to use the same value as the modulo width used in the perturbation vector search unit 27-2 of the base station apparatus 1.
- the channel equalization unit 57 outputs the modulo calculation output of the soft estimation value x o to the demapping unit 59. Note that the modulo operation in the channel equalization unit 57 is not necessary if the channel decoding unit 63 described later can perform channel decoding in consideration of the perturbation term added to the data signal.
- the demapping unit 59 extracts from the signal input from the channel equalization unit 57 only the data of the radio resource to which the data addressed to itself is transmitted, and outputs it to the data demodulation unit 61.
- the output of the terminal antenna unit 51 may be directly input to the demapping unit 59 and the output of the demapping unit 59 may be input to the channel equalization unit 57.
- the data demodulator 61 performs data demodulation on the input signal and outputs it to the channel decoder 63.
- the channel decoding unit 63 performs channel decoding on the input signal to obtain a transmission data sequence transmitted from the base station device 1 to the terminal device 2.
- the channel decoding unit 63 needs to obtain the likelihood or log likelihood ratio of the input signal.
- the channel decoding unit 63 obtains the log likelihood ratio in consideration of the influence of the perturbation vector.
- the base station apparatus 1 performs SU-MIMO transmission in which the base station apparatus 1 spatially multiplexes transmission signals by nonlinear precoding to the terminal apparatus 2 by the method described above
- Antenna combining based on the MMSE standard can be performed on signals received by the receiving antennas. Therefore, since the terminal device 2 can suppress inter-antenna interference with high efficiency, it is possible to achieve good reception quality. As a result, it can contribute to the improvement of the frequency utilization efficiency of a radio
- FIG. 8 is a diagram illustrating an example of an outline of a wireless communication system according to the second embodiment of the present invention.
- the second embodiment has the transmission antennas N t present, with respect to nonlinear precoding capable base station apparatus 1b, the terminal device 2b is U number (in FIG. 1 terminal having a receiving antenna of the N r the (4 devices 2b-1 to 2b-4) Connected MU-MIMO transmission is targeted. It is assumed that R pieces of data are simultaneously transmitted to each terminal device 2b, and U ⁇ R ⁇ N t and R ⁇ N r .
- Each terminal device 2b notifies the CSI to the base station device 1b as in the first embodiment.
- the CSI notified from the u-th terminal device 2b-u to the base station device 1b is defined as h FB, u . Since the calculation method and notification method of h FB in each terminal device 2b are the same as those in the first embodiment, description thereof will be omitted. As described in the first embodiment, various methods can be considered for the calculation method and the notification method of h FB, u in each terminal device 2b.
- each terminal apparatus 2b directly quantizes the complex channel gain observed at the R receiving antennas randomly selected from the N r receiving antennas, The station apparatus 1 is notified. That is, h FB, u is an R ⁇ N t channel matrix.
- Each terminal device 2b may use different calculation methods and notification methods. Further, the base station device 1b explicitly instructs the calculation method and the notification method to each terminal device 2b, and each terminal device 2b sends the channel information to the base station device 1b according to the instruction from the base station device 1b. You may control to notify. Further, each terminal device 2b may explicitly notify the base station device 1 of the method used by itself to calculate and notify feedback information.
- a matrix H FB [h FB, 1 ; h FB, 2 ; . . ; H FB, U ] is regarded as a channel matrix, and signal processing such as precoding described later is performed.
- FIG. 9 is a block diagram showing a configuration example of the base station apparatus 1b according to the second embodiment of the present invention. Although it is almost the same as the base station apparatus 1, in the second embodiment, since the base station apparatus 1b spatially multiplexes and transmits data signals addressed to the U terminal apparatuses 2, the channel encoding unit 21b and the data modulation The unit 23b performs channel coding and data modulation on each data addressed to each terminal apparatus 2b.
- the operation of the base station apparatus 1b will be described focusing on differences from the base station apparatus 1.
- the control information acquisition unit 31b acquires control information notified from a plurality of connected terminal devices 2b, and outputs information associated with the channel information to the channel information acquisition unit 33b.
- Channel information obtaining unit 33b outputs the H FB precoding unit 27b.
- the channel coding unit 21b performs channel coding on the transmission data series addressed to each terminal device 2b and inputs the data to the data modulation unit 23b.
- the data modulation unit 23b performs digital data modulation on the input bit series and inputs the digital data to the mapping unit 25b.
- the mapping unit 25b first maps a data signal addressed to each terminal device 2b to a radio resource.
- the selection of the terminal device 2b spatially multiplexed by the base station device 1b and the selection of the radio resource for transmitting signals are performed based on the reception quality and channel information notified from each terminal device 2b to the base station device 1b.
- mapping unit 25b always spatially multiplexes data signals addressed from the first terminal device 2b-1 to the Uth terminal device 2b-U.
- the mapping unit 25 maps the data signal vector d u addressed to one terminal device 2 (in the first embodiment, “u” is omitted).
- the mapping unit 25 maps R DMRSs addressed to one terminal apparatus 2 to orthogonal radio resources.
- the mapping unit 25b maps DMRSs corresponding to the R data signals addressed to the terminal apparatuses 2b to orthogonal radio resources. That is, the mapping unit 25b maps U ⁇ R DMRSs to orthogonal radio resources.
- the mapping unit 25b inputs the mapped data signal or the like to the precoding unit 27b.
- FIG. 10 is a block diagram showing an example of the configuration of the precoding unit 27b according to the second embodiment.
- the signal processing in the precoding unit 27b is almost the same as that of the precoding unit 27.
- the difference is, the precoding unit 27, based on the h FB, for example G is subjected to pre-coding on d u, precoding unit 27b, based on the H FB, pre respect d It is in the point to give coding.
- W is a matrix of N t rows (U ⁇ R) columns
- W [w 1 , w 2 ,. . . , W U ]
- w u is a matrix of N t rows and R columns multiplied by R data signals addressed to the u th terminal device 2b-u. That is, w u can also be regarded as a linear filter corresponding to W generated by the linear filter generation unit 27-1 in the first embodiment.
- any setting may be used as in the first embodiment.
- the signal processing in the perturbation vector search unit 27b-2 is the same as that of the perturbation vector search unit 27-2.
- the signal processing in the correlation matrix generation unit 27b-4 the determination itself of P x based on H FB and x is the same as that in the first embodiment, and the description thereof will be omitted.
- the signal processing in the transmission signal generation unit 27b-3 is also the same as that in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.
- the signal processing of the precoding unit 27b when DMRS is input is the same as in the first embodiment. That is, the precoding unit 27b performs precoding for multiplying only the linear filter W without adding a perturbation vector to the DMRS.
- Precoding section 27b includes a transmission signal vector s by the transmission signal generating unit 27b-3 was produced, with its covariance matrix P x of the transmitted code vector x of the correlation matrix generation unit 27b-4 were generated in the antenna unit 29b outputs To do.
- the configuration and signal processing in the antenna unit 29b may be the same as those of the antenna unit 29 in the first embodiment, detailed description thereof is omitted.
- the control information multiplexing unit 29-5 transmits the information to each terminal device as in the first embodiment. What is necessary is just to control so that 2b may be notified together with other control information.
- the information of P x is common to all terminals 2b which are spatially multiplexed in the radio resource control information multiplexing unit 29-5, the information associated with P x, shared by all terminal devices 2b The control information channel may be notified.
- FIG. 11 is a block diagram showing an example of the configuration of the terminal device 2b according to the second embodiment of the present invention.
- the device configuration of the terminal device 2b is almost the same as that of the terminal device 2.
- signal processing in the reference signal separation unit 51b-5 (illustration of the drawing is omitted), the channel estimation unit 53b, and the channel equalization unit 57b included in the terminal antenna unit 51b is different from that in the first embodiment.
- the reference signal separation unit 51b-5 directs the data signal from the control information separation unit 51-3 directly related to data transmission (data signal, DMRS and CSI-RS) to the channel equalization unit 57b.
- the DMRS and the CSI-RS are output to the channel estimation unit 53b.
- the reference signal separation unit 51b-5 transmits not only the DMRS associated with the data signal addressed to the own device but also the DMRS associated with the data signal addressed to the other terminal device 2b to the channel estimation unit 53b. Output toward.
- the terminal device 2b needs to know the radio resource to which the DMRS associated with the data signal addressed to the other terminal device 2b is transmitted and the known reference signal sequence used for the DMRS.
- each terminal apparatus 2b is notified in advance of information of a known reference signal sequence used for DMRS addressed to the other terminal apparatus 2b from the base station apparatus 1b.
- the channel estimation unit 53b receives the CSI-RS and the DMRS including the DMRS addressed to the other terminal device 2b. Since the signal processing for CSI-RS is the same as that of the first embodiment, description thereof is omitted.
- the channel estimation unit 53b performs channel estimation based on DMRS including DMRS addressed to the other terminal device 2b.
- the channel estimation value that can be estimated by the first terminal apparatus 2b-1 based on the DMRS respectively associated with the R data signals addressed to itself is h 1 w 1 . This is the same as the signal processing in the channel estimation unit 53.
- the channel estimation unit 53b of the u-th terminal apparatus 2b-u can estimate h u W from the channel estimation value estimated based on each DMRS.
- the channel estimation unit 53b outputs h u W to the channel equalization unit 57b.
- Channel equalizer 57b calculates a linear filter W r based on the first embodiment as well as MMSE criterion.
- the linear filter W r is given by Expression (4), as in the first embodiment.
- the linear filter W r calculated by the channel equalization unit 57b of the second embodiment is a matrix of U ⁇ R rows and N r columns. That is, W r calculated by the channel equalization unit 57b is a linear filter that can demodulate not only the data signal addressed to the own apparatus but also the data signal addressed to the other terminal apparatus 2b.
- Channel equalizer 57b after which the calculated linear filter W r multiplied to the received signal vector r, to extract only the equalized output associated with the data signal addressed to the device itself.
- the channel equalization unit 57b performs a modulo operation on the extracted equalization output, and then outputs the result to the data demodulation unit 61.
- the base station apparatus 1 (1b) explicitly uses the covariance matrix Px of the transmission code vector x as control information for the connected terminal apparatus 2 (2b). Notify. However, reporting the covariance matrix Px as control information increases overhead.
- the third embodiment is directed to a system that does not explicitly notify the covariance matrix P x.
- FIG. 12 is a block diagram showing an example of a device configuration of the precoding unit 27c according to the third embodiment of the present invention.
- the precoding unit 27c is substantially the same as the precoding unit 27b, but a DMRS adjustment unit 27c-5 is newly added.
- the DMRS adjustment unit 27c-5 is a device that performs signal processing on the DMRS input from the mapping unit 25b. Since the signal processing related to the data signals of the other constituent devices excluding the DMRS adjustment unit 27c-5 is the same as in the second embodiment, the description thereof is omitted.
- the transmission signal generation unit 27b-3 also performs signal processing on DMRS. However, in the precoding unit 27c, the transmission signal generation unit 27c-3 does not perform signal processing on DMRS.
- the DMRS adjuster 27c-5 a linear filter W to the linear filter generation unit 27c-1 is calculated, and covariance matrix P x to calculate the correlation matrix generation unit 27c-4, DMRS is input.
- the transmission signal generation unit 27-3 (27b-3) of the precoding unit 27 (27b) multiplies Q given by Equation (6) by the linear filter W, adjusts the transmission power, and performs antenna unit 29 ( 29b).
- the precoding unit 27c performs signal processing on the DMRS signal so that each terminal apparatus 2c can calculate the MMSE reception filter given by Equation (4) from the channel estimation value that can be estimated based on the DMRS.
- the base station device 1c transmits the DMRS matrix Q given by the equation (6) at least twice.
- the base station apparatus 1c transmits DMRS using a total of eight orthogonal radio resources.
- the DMRS matrix Q transmitted twice by the base station apparatus 1c is referred to as a first DMRS and a second DMRS, respectively.
- the DMRS adjustment unit 27c-5 calculates WP x 1/2 Q as the first DMRS. Then, DMRS adjustment section 27c-5 calculates WP x Q as the second DMRS, and adjusts the transmission power for the first and second DMRS.
- the transmission power adjustment (normalization) performed by the DMRS adjustment unit 27c-5 for the first and second DMRSs is the same as the transmission power adjustment performed by the transmission signal generation unit 27-3 (27b-3) on the DMRS. It doesn't matter.
- the DMRS adjustment unit 27c-5 outputs the first and second DMRSs to the antenna unit 29c.
- DMRS adjuster 27c-5 to the P x, may be a lower triangular matrix L obtained by performing Cholesky decomposition as P x 1/2.
- P x is a Hermitian matrix
- ⁇ is a diagonal matrix and U is a unitary matrix.
- the configuration of the terminal device 2c in the third embodiment is almost the same as that of the terminal device 2b shown in FIG.
- the terminal device 2c includes a channel estimation unit 53c, a channel equalization unit 57c, and a terminal antenna unit 51c instead of the channel estimation unit 53b, the channel equalization unit 57b, and the terminal antenna unit 51b.
- the channel estimation unit 53c performs channel estimation for the first DMRS and the second DMRS transmitted from the base station device 1c, respectively.
- the channel estimation unit 53c outputs the first equivalent channel estimation value and the second equivalent channel estimation value to the channel equalization unit 57c.
- the channel equalization unit 57c calculates the MMSE reception filter given by Equation (4) based on the first and second equivalent channel estimation values input from the channel estimation unit 53c and the average noise power.
- the MMSE reception filter is given by the product of the adjoint matrix of hWP x and the inverse matrix of ((hWP x 1/2 ) (hWP x 1/2 ) H + ⁇ 2 I Nr ).
- the channel equalization unit 57c can calculate an adjoint matrix of hWP x based on the second equivalent channel estimation value. Further, the channel equalization unit 57c can calculate (hWP x 1/2 ) (hWP x 1/2 ) H based on the first equivalent channel estimation value.
- the channel equalization unit 57c performs a spatial separation process of multiplying the data signal input from the reference signal separation unit 51-5 by the MMSE reception filter. Since other signal processing in the terminal device 2c is the same as that of the terminal device 2b, description thereof is omitted.
- a wireless communication system that performs nonlinear MU-MIMO transmission is targeted.
- the method of this embodiment can also be applied to non-linear SU-MIMO transmission as targeted by the first embodiment.
- the base station device 1c In a wireless communication system in which the third embodiment is intended, the base station device 1c, the information of the covariance matrix P x which is required when the terminal device 2c calculates the MMSE receive filter, to the terminal device 2c It is intended for a wireless communication system that does not explicitly notify, but implicitly notifies the terminal device 2c using DMRS. According to the method of the present embodiment, it is possible to suppress overhead related to notification in control information, compared to the case where P x is reported as control information from the base station device 1c to the terminal device 2c. It can contribute to the improvement of the frequency utilization efficiency of the radio communication system.
- FIG. 14 is a block diagram showing an example of the configuration of the precoding unit 27d in this modified sequence.
- the transmission signal generation unit 27c-3 and the DMRS adjustment unit 27c-5 are replaced with the transmission signal generation unit 27d-3 and the DMRS adjustment unit 27d-5, respectively, as compared with the precoding unit 27c.
- the DMRS adjustment unit 27d-5 does not calculate the second DMRS.
- the DMRS adjustment unit 27d-5 calculates only WP x 1/2 Q, which is the first DMRS, and outputs WP x 1/2 Q toward the antenna unit 29c. Then, the DMRS adjustment unit 27d-5 outputs P x 1/2 to the transmission signal generation unit 27d-3.
- the transmission signal generation unit 27d-3 calculates a transmission signal vector s.
- the power normalization term is omitted.
- the transmission code vector x is multiplied not only by the linear filter W but also by P x 1/2 . This is because the terminal device 2c obtains an effect equivalent to that of the MMSE reception filter by the reception filter calculated only from the first equivalent channel estimation value that can be estimated based on the first DMRS.
- the channel estimation unit 53c In this modified sequence, only the first DMRS is input to the channel estimation unit 53c.
- the signal processing for the first DMRS of the channel estimation unit 53c in the present modification is the same as in the third embodiment.
- the channel estimation unit 53c can estimate h u WP x 1/2 based on the first DMRS.
- the channel estimation unit 53c outputs h u WP x 1/2 and the average power of noise (the description of the estimation method is omitted) to the channel equalization unit 57c.
- the channel equalization unit 57c calculates a reception filter given by Equation (7) based on the first equivalent channel estimation value input from the channel estimation unit 53c and the average power of noise.
- the channel equalization unit 57c multiplies the data signal input from the reference signal separation unit 51-5 by the reception filter given by Equation (6).
- the shape of the reception filter is different.
- the transmission signal vector s transmitted from the base station apparatus 1c is preliminarily multiplied by P x 1/2, by using the reception filter of Expression (7), An effect equivalent to that of the third embodiment can be obtained.
- the base station device 1 (1b, 1c) and the terminal device 2 (2b, 2c) of the present invention are not limited to application to a terminal device such as a cellular system, but are a stationary type installed indoors or outdoors, or Needless to say, the present invention can be applied to non-movable electronic devices such as AV devices, kitchen devices, cleaning / washing devices, air conditioning devices, office devices, vending machines, and other daily life devices.
- a program that operates in the base station apparatus 1 (1b, 1c) and the terminal apparatus 2 (2b, 2c) according to the present invention is a program that controls a CPU or the like so as to realize the functions of the above-described embodiments according to the present invention ( Computer program).
- 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.
- 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.
- the processing is performed in cooperation with the operating system or other application programs. The functions of the invention may be realized.
- the program when distributing to the market, can be stored and distributed on a portable recording medium, or transferred to a server computer connected via a network such as the Internet.
- the storage device of the server computer is also included in the present invention.
- LSI which is typically an integrated circuit.
- Each functional block of the base station apparatus 1 (1b, 1c) and the terminal apparatus 2 (2b, 2c) may be individually made into a processor, or a part or all of them may be integrated into a processor.
- the method of circuit integration is not limited to LSI, and may be realized by a dedicated circuit or a general-purpose processor.
- an integrated circuit based on the technology can also be used.
- the present invention is suitable for use in a base station device, a terminal device, a wireless communication system, and an integrated circuit.
- Base station apparatus 2 2-1, 2-2, 2-3, 2-4, 2-u, 2b, 2b-1, 2b-2, 2b-3, 2b-4, 2b- u, 2c, 2c-1, 2c-2, 2c-3, 2c-4, 2c-u Terminal device 21, 21b Channel encoder 23, 23b Data modulator 25, 25b Mapping unit 27, 27b, 27c, 27d Precoding unit 27-1, 27b-1, 27c-1 Linear filter generation unit 27-2, 27b-2, 27c-2 Perturbation vector search unit 27-3, 27b-3, 27c-3, 27d-3 Transmission signal Generation unit 27-4, 27b-4, 27c-4 Correlation matrix generation unit 27c-5, 27d-5 DMRS adjustment unit 29, 29b, 29c Antenna unit 29-1 Radio transmission unit 29-2 Antenna 29-3 Radio reception unit 29-5 Control Information Multiplexer 31 31b Control information acquisition unit 33, 33b Channel information acquisition unit 51, 51b, 51c Terminal antenna unit 51-1 Radio reception unit 51-2 Radio transmission unit 51-3 Control information
Landscapes
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Abstract
非線形MU-MIMO伝送を行なう無線通信システムにおいて、端末装置が、複数の受信アンテナに受信される信号を適切に合成できる基地局装置、端末装置、無線通信システム、および集積回路を提供する。本発明の基地局装置は複数のアンテナを備え、複数の端末装置宛のデータ信号に非線形プリコーディングを施し空間多重して送信を行なうことが可能であり、データ信号と端末装置との間のチャネル情報に基づいて、データ信号に加算する摂動ベクトルを探査し、さらに、データ信号に摂動ベクトルが加算された信号の共分散行列を算出する。本発明の端末装置は、前記共分散行列に基づいて、基地局装置より送信された信号から所望信号を検出する。
Description
本発明は、多重入力多重出力伝送を行なう技術に関する。
無線通信システムでは、多様なブロードバンド情報サービスの提供のために、伝送速度の向上が常に望まれている。伝送速度の向上は通信帯域幅の拡大により実現可能だが、利用可能な周波数帯域には限りがあるため、周波数利用効率の改善が必須となる。周波数利用効率を大幅に改善できる技術として、複数の送受信アンテナを用いて無線伝送を行なう多重入力多重出力(Multiple Input Multiple Output(MIMO))技術が注目を集めており、セルラーシステムや無線LANシステムなどで実用化されている。MIMO技術による周波数利用効率改善量は送受信アンテナ数に比例する。しかし、端末装置に配置できる受信アンテナ数には限りがある。そこで、同時接続する複数端末装置を仮想的な大規模アンテナアレーとみなし、基地局装置から各端末装置への送信信号を空間多重させるマルチユーザMIMO(Multi User-MIMO(MU-MIMO))が周波数利用効率の改善に有効である。
MU-MIMOでは、各端末装置宛ての送信信号同士がユーザ間干渉(Inter-User-Interference(IUI))として端末装置に受信されてしまうため、IUIを抑圧する必要がある。例えば、第3.9世代移動無線通信システムの一つとして採用されているLong term evolutionにおいては、各端末装置より通知されるチャネル情報に基づき算出される線形フィルタを基地局装置にて予め乗算することでIUIを抑圧する線形プリコーディングが用いられている。
また、MU-MIMOの一層の周波数利用効率の改善を目的として、非線形処理を基地局装置側で行なう非線形プリコーディングが注目を集めている。端末装置において、剰余(Modulo、モジュロ)演算が可能である場合、基地局装置は、送信信号に対して、任意のガウス整数に一定の実数が乗算された複素数(摂動項)を要素とする摂動ベクトルを加算できる。
そこで、基地局装置と複数の端末装置との間のチャネル状態に応じて、基地局装置が摂動ベクトルを適切に設定すれば、線形プリコーディングと比較して、所要送信電力を大幅に削減することが可能となる。非線形プリコーディングとして、非特許文献1記載のVector Perturbation(VP)や、非特許文献2記載のTomlinson Harashima Precoding(THP)が良く知られている。
ところで、下りリンクMU-MIMO伝送において、端末装置が複数の受信アンテナを備えている場合、端末装置は複数の受信アンテナで受信した信号を適切に合成することで、伝送品質を改善できる。例えば、非特許文献3では、線形MU-MIMO伝送における受信アンテナ合成(受信アンテナダイバーシチ)技術が議論されている。また、特許文献1では、THPを用いるMU-MIMO伝送における受信アンテナダイバーシチが議論されている。VPを用いるMU-MIMO伝送に対しても、受信アンテナダイバーシチが適用されることによって、伝送特性の改善が期待できる。しかし、VP MU-MIMOの伝送特性を改善できる受信アンテナ合成方法については、開示されていないのが実情である。
B. M. Hochwald, et. al., "A vector-perturbation technique for near-capacity multiantenna multiuser communication-Part II:Perturbation," IEEE Trans. Commun., Vol. 53, No. 3, pp.537-544, March 2005.
M. Joham, et. al., "MMSE approaches to multiuser spatio-temporal Tomlinson- Harashima precoding", Proc. 5th Int. ITG Conf. on Source and Channel Coding, Erlangen, Germany, Jan. 2004.
IEEE 802.11-09/1234r1, "Interference cancellation for downlink MU-MIMO," Qualcomm, March 2010.
特開2011-254143号公報
従来検討されている受信アンテナ合成技術をVP MU-MIMOに適用することは出来ない。なぜならば、従来検討されている線形MU-MIMOやTHP MU-MIMOの送信信号の統計的性質と、VP MU-MIMOの送信信号の統計的性質が異なるためである。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、基地局装置が非線形プリコーディング、特にVPに基づくMU-MIMO伝送を行なう無線通信システムにおいて、複数の受信アンテナを備える端末装置が、各受信アンテナに受信される信号を適切に合成することで、伝送品質を改善することができる基地局装置、端末装置、無線通信システム、および集積回路を提供することを目的とする。
(1)上記の目的を達成するために、本発明は、以下のような手段を講じた。すなわち、本発明の基地局装置は複数のアンテナを備え、少なくとも1つの端末装置宛の複数のデータ信号に非線形プリコーディングを施し空間多重して送信を行なう基地局装置であって、前記端末装置との間のチャネル情報を取得するチャネル情報取得部と、前記端末装置宛の複数のデータ信号と、チャネル推定用参照信号と、復調用参照信号を多重するマッピング部と、前記チャネル情報に基づいて前記複数のデータ信号に非線形プリコーディングを施すプリコーディング部と、を備え、前記プリコーディング部は、前記チャネル情報と、前記複数のデータ信号に基づいて、前記複数のデータ信号に加算する摂動ベクトルを探査する摂動ベクトル探査部と、前記摂動ベクトルが加算された前記複数のデータ信号の共分散行列を算出する相関行列生成部を備えることを特徴とする。
このような基地局装置は、少なくとも1つの端末装置宛ての複数のデータ信号に対して、摂動ベクトル探査部が探査する摂動ベクトルを加算する非線形プリコーディングが可能であり、前記摂動ベクトルが加算された前記データ信号の共分散行列を算出することが可能である。よって、基地局装置は、端末装置が複数の受信アンテナで受信した信号を合成するのに必要な情報を算出することが可能となり、伝送品質の向上に寄与できる。
(2)また、本発明の基地局装置は、前記相関行列生成部が、前記チャネル情報に基づいて、前記共分散行列を算出する、上記(1)に記載の基地局装置であることを特徴とする。
このような基地局装置は、前記チャネル情報に基づいて、前記共分散行列を算出することが可能であり、端末装置が複数の受信アンテナで受信した信号を合成するのに必要な情報を高精度に算出することが可能となる。
(3)また、本発明の基地局装置は、前記共分散行列に関連付けられた制御情報を前記端末装置に通知する信号に多重する制御情報多重部を更に備え、前記制御情報多重部は、前記端末装置宛ての個別の制御情報を通知する制御チャネルに対して、前記制御情報を多重する、上記(2)に記載の基地局装置であることを特徴とする。
このような基地局装置は、前記共分散行列に関連付けられた制御情報を、端末装置宛ての個別の制御情報を通知する制御チャネルを使って通知することが可能となるから、基地局装置は端末装置に対して、効率的に前記共分散行列に関連付けられた制御情報を通知することが出来る。
(4)また、本発明の基地局装置は、前記共分散行列に関連付けられた制御情報を前記端末装置に通知する信号に多重する制御情報多重部を更に備え、前記制御情報多重部は、複数の端末装置宛ての共通の制御情報を通知する制御チャネルに対して、前記制御情報を多重する、上記(2)に記載の基地局装置であることを特徴とする。
このような基地局装置は、前記共分散行列に関連付けられた制御情報を、複数の端末装置宛ての共通の制御情報を通知する制御チャネルを使って通知することが可能となるから、基地局装置は端末装置に対して、効率的に前記共分散行列に関連付けられた制御情報を通知することが出来る。
(5)また、本発明の基地局装置は、前記プリコーディング部が、前記共分散行列に基づいて、前記非線形プリコーディングの処理の一部を、前記復調用参照信号に施す、上記(2)に記載の基地局装置であることを特徴とする。
このような基地局装置は、前記共分散行列に関連付けられた制御情報を、前記復調用参照信号を用いて、端末装置に暗黙的に通知することが可能となるから、制御情報の通知に係るオーバーヘッドを抑圧することが出来る。
(6)また、本発明の基地局装置は、前記プリコーディング部が、前記共分散行列に基づいて、前記プリコーディングを前記複数のデータ信号に施す、上記(5)に記載の基地局装置であることを特徴とする。
このような基地局装置は、前記共分散行列に関連付けられた制御情報を、復調用参照信号に加えて、前記複数のデータ信号にも反映させることが可能であるから、復調用参照信号の送信に係るオーバーヘッドを抑圧することが出来る。
(7)また、本発明の端末装置は、非線形プリコーディングを施され、空間多重されて基地局装置より送信された複数のデータ信号を、複数のアンテナで受信する端末装置であって、前記基地局装置との間のチャネル情報を取得するチャネル推定部と、前記チャネル情報に関連付けられた制御情報を生成するフィードバック情報生成部と、前記複数のアンテナで受信した信号に対して、線形フィルタを乗算してアンテナ合成を行なうチャネル等化部と、を備え、前記チャネル等化部は、前記非線形プリコーディングの処理の一部が施された前記複数のデータ信号の共分散行列と、前記チャネル情報に基づいて、前記線形フィルタを算出することを特徴とする。
このような端末装置は、前記共分散行列に基づいて、複数の受信アンテナで受信された信号を、高効率に合成することが可能となるから、伝送品質を改善でき、ひいては、周波数利用効率の改善に寄与できる。
(8)また、本発明の端末装置は、前記基地局装置より送信された信号から、前記共分散行列に関連付けられた制御情報を取得する制御情報分離部を備える、上記(7)に記載の端末装置であることを特徴とする。
このような端末装置は、前記共分散行列に関連付けられた制御情報から、前記共分散行列を取得することが可能となる。よって、複数の受信アンテナで受信された信号を、高効率に合成することが可能となるから、伝送品質を改善でき、ひいては、周波数利用効率の改善に寄与できる。
(9)また、本発明の端末装置は、前記チャネル推定部が、前記基地局装置より送信された復調用参照信号に基づいて、前記非線形プリコーディングと前記共分散行列の情報が含まれた、前記基地局装置との間の等価チャネル情報を推定し、前記チャネル等化部は、前記等価チャネル情報に基づいて、前記線形フィルタを算出する、上記(7)に記載の端末装置であることを特徴とする。
このような端末装置は、前記基地局装置より送信された復調用参照信号に基づいて、前記共分散行列の情報を取得することが出来るから、制御情報の通知に係るオーバーヘッドを抑圧することが可能となる。
(10)また、本発明の無線通信システムは、上記(1)に記載の基地局装置と、少なくとも1つの上記(7)に記載の端末装置とを備えることを特徴とする。
このような無線通信システムは、基地局装置が、少なくとも1つの端末装置宛ての複数のデータ信号に対して、摂動ベクトル探査部が探査する摂動ベクトルを加算する非線形プリコーディングが可能であり、前記摂動ベクトルが加算された前記データ信号の共分散行列を算出することが可能である。さらに、端末装置は、前記共分散行列に基づいて、複数の受信アンテナで受信された信号を、高効率に合成することが可能となるから、伝送品質を改善でき、ひいては、周波数利用効率の改善に寄与できる。
(11)また、本発明の集積回路は、複数のアンテナを備え、少なくとも1つの端末装置宛の複数のデータ信号に非線形プリコーディングを施し空間多重して送信を行なう基地局装置に実装され、前記基地局装置に複数の機能を発揮させる集積回路であって、前記端末装置との間のチャネル情報を取得する機能と、前記端末装置宛の複数のデータ信号と、チャネル推定用参照信号と、復調用参照信号を多重する機能と、前記チャネル情報に基づいて前記複数のデータ信号にプリコーディングを施す機能と、の一連の機能を発揮させ、前記プリコーディングを施す機能は、前記チャネル情報と、前記複数のデータ信号に基づいて、前記複数のデータ信号に加算する摂動ベクトルを探査し、前記摂動ベクトルが加算された前記複数のデータ信号の共分散行列を算出することを特徴とする。
このような集積回路により、基地局装置は、少なくとも1つの端末装置宛ての複数のデータ信号に対して、摂動ベクトル探査部が探査する摂動ベクトルを加算する非線形プリコーディングが可能であり、前記摂動ベクトルが加算された前記データ信号の共分散行列を算出することが可能である。よって、基地局装置は、端末装置が複数の受信アンテナで受信した信号を合成するのに必要な情報を算出することが可能となり、伝送品質の向上に寄与できる。
(12)また、本発明の集積回路は、非線形プリコーディングを施され、空間多重されて基地局装置より送信された複数のデータ信号を、複数のアンテナで受信する端末装置に実装され、前記端末装置に複数の機能を発揮させる集積回路であって、前記基地局装置との間のチャネル情報を取得する機能と、前記チャネル情報に関連付けられた制御情報を生成する機能と、前記複数のアンテナで受信した信号に対して、線形フィルタを乗算してアンテナ合成を行なう機能と、を備え、前記アンテナ合成を行なう機能は、前記非線形プリコーディングの処理の一部が施された前記複数のデータ信号の共分散行列と、前記チャネル情報に基づいて、自装置宛ての複数のデータ信号を検出することを特徴とする。
このような集積回路により、端末装置は、前記共分散行列に基づいて、複数の受信アンテナで受信された信号を、高効率に合成することが可能となるから、伝送品質を改善でき、ひいては、周波数利用効率の改善に寄与できる。
本発明によれば、非線形プリコーディング、特にVPに基づいて送信信号を生成する基地局装置と、複数の受信アンテナを備える端末装置とで構成される無線通信システムにおいて、端末装置が複数の受信アンテナに受信される信号を適切に合成することで伝送品質を改善し、ひいては無線通信システムの周波数利用効率の大幅な改善に寄与できる。
以下、図面を参照して本発明の無線通信システムを適用した場合における実施形態について説明する。なお、本実施形態において説明した事項は、発明を理解するための一態様であり、実施形態に限定して発明の内容が解釈されるものではない。特に断らない限り、以下では、ATは行列Aの転置行列、AHは行列Aの随伴(エルミート転置)行列、A-1は行列Aの逆行列、diag(A)は行列Aの対角成分のみを抽出した対角行列もしくは括弧内の要素を対角成分に並べた対角行列、INはN行N列の単位行列、0NはN行N列の零行列、floor(c)は実部と虚部がそれぞれ複素数cの実部と虚部の値を超えない最大のガウス整数を返す床関数、E[x]はランダム変数xのアンサンブル平均、||a||はベクトルaのノルム、をそれぞれ表すものとする。また、[A,B]は行列AおよびBを列方向に結合した行列を表すものとする。また、Z[i]はガウス整数全体の集合を表すものとする。なお、ガウス整数とは、実部と虚部がそれぞれ整数で表される複素数である。
[1.第1の実施形態]
図1は、本発明の第1の実施形態に係る無線通信システムの概略の一例を示す図である。第1の実施形態においては、Nt本の送信アンテナを有し、非線形プリコーディングが可能な基地局装置1(無線送信装置とも呼ぶ)に対して、Nr本の受信アンテナを有する端末装置2(無線受信装置とも呼ぶ)が1個接続しているシングルユーザMIMO(SU-MIMO)伝送を対象とする。端末装置2にはR(<Nr)個のデータを同時に送信するものとする。なお、同時送信するデータ数のことをランク数とも呼ぶ。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る無線通信システムの概略の一例を示す図である。第1の実施形態においては、Nt本の送信アンテナを有し、非線形プリコーディングが可能な基地局装置1(無線送信装置とも呼ぶ)に対して、Nr本の受信アンテナを有する端末装置2(無線受信装置とも呼ぶ)が1個接続しているシングルユーザMIMO(SU-MIMO)伝送を対象とする。端末装置2にはR(<Nr)個のデータを同時に送信するものとする。なお、同時送信するデータ数のことをランク数とも呼ぶ。
本実施形態は、狭帯域のシングルキャリア伝送を仮定する。しかし、本実施形態が対象とする伝送方式には何ら限定はない。例えば、複数の副搬送波(サブキャリア)を有する直交周波数分割多重(OFDM)信号伝送やOFDMに基づく多重アクセス方式(OFDMA)に適用することが可能である。この場合、本実施形態において基地局装置1や端末装置2が行なう信号処理が、サブキャリア毎に行なわれても良いし、複数のサブキャリアおよびOFDM信号で構成されるリソースブロック(もしくはサブバンド)毎に行なわれても良い。
基地局装置1は端末装置2より通知される制御情報に基づき、基地局装置1から端末装置2までのチャネル情報(CSI(Channel State Information)とも呼ぶ)を取得する。そして、基地局装置1は取得したチャネル情報に基づき、送信データに対してプリコーディングを行なう。以下では複信方式は周波数分割複信を仮定するが、時間分割複信も本実施形態には含まれる。
基地局装置1と端末装置2との間のCSIについて説明する。本実施形態においては、ブロックフェージングチャネルを仮定する。第n送信アンテナ(n=1~Nt)と第u端末装置2-u(u=1~U)の第m受信アンテナ(m=1~Nr)の間の複素チャネル利得をhu,m,nとしたとき、チャネル行列huを式(1)のように定義する。
ここで、端末装置2が基地局装置1に実際に通知するCSIをhFBと定義する。端末装置2は、基地局装置1より実際に伝送される送信ストリーム数(ランク数)に応じたCSIをフィードバックする。本実施形態では、ランク数はRと仮定しているから、端末装置2は、R個のCSIをフィードバックする必要がある。ここで、1個のCSIは、基地局装置1が備える複数の送信アンテナと、端末装置2が備える複数の受信アンテナの中の1つの受信アンテナ間の複素チャネル利得で構成されるベクトル、もしくは、端末装置2で算出される複数の固有ベクトルの中の1つのベクトルを指す。
本実施形態において、R個のCSIの種類および選択の方法は何かに限定されるものではない。例えば、端末装置2は、Nr個の受信アンテナのうち、R個の受信アンテナで観測される複素チャネル利得を基地局装置1に通知すれば良い。このとき、端末装置2が通知するhFBはR×Ntのチャネル行列となる。
また、端末装置2は、チャネル行列hに対して、特異値分解(もしくは固有値分解)を施すことで得られる複数の固有ベクトルの中からR個の固有ベクトルを基地局装置に通知しても良い。このとき、端末装置2は通知する固有ベクトルに対応する固有値を併せて通知しても良い。
端末装置2はR個の受信アンテナ、もしくはR個の固有ベクトルについては、ランダムに選択して、基地局装置1に通知することが可能である。もしくは、端末装置2はNr個の受信アンテナで観測される複素チャネル利得の中で、その平均的な利得が大きいものから、R個選択しても良い。また、端末素値2はお互いの空間相関の小さいR個の受信アンテナで観測される複素チャネル利得を選択しても良い。また、端末装置2は、複数の固有値の中から、大きい順にR個の固有値に対応する固有ベクトルを通知しても良い。
以下では、端末装置2は、Nr個の受信アンテナからランダムに選択したR個の受信アンテナで観測される複素チャネル利得を直接量子化して、基地局装置1に通知するものとする。つまり、hFBはR×Ntのチャネル行列である。このとき、量子化ビット数に応じて、実際の複素チャネル利得とhFBとの間には誤差が生ずることになり、以下で説明する本実施形態の方法でも、特性劣化の原因となる。しかし、本実施形態の信号処理は、誤差の大きさに影響を受けるものではないため、以下の説明では、実際の複素チャネル利得とhFBとの間の誤差については、記載および説明を省略する。
なお、複信方式として時間分割複信が採用されている無線通信システムに対しても本発明の方法は適用可能である。このとき、基地局装置1は、端末装置2からの上りリンク伝送の信号に基づいて、CSIを取得することが可能である。もちろん、周波数分割複信が採用されている無線通信システムと同様に、端末装置2からのフィードバックにより基地局装置1はCSIを取得しても構わない。
[1.1.基地局装置1]
図2は、本発明の第1の実施形態に係る基地局装置1の一構成例を示すブロック図である。図2に示すように、基地局装置1は、チャネル符号化部21と、データ変調部23と、マッピング部25と、プリコーディング部27と、アンテナ部29と、制御情報取得部31と、チャネル情報取得部33と、を含んで構成されている。基地局装置1はアンテナ部29を送信アンテナ数Ntだけ備える。
図2は、本発明の第1の実施形態に係る基地局装置1の一構成例を示すブロック図である。図2に示すように、基地局装置1は、チャネル符号化部21と、データ変調部23と、マッピング部25と、プリコーディング部27と、アンテナ部29と、制御情報取得部31と、チャネル情報取得部33と、を含んで構成されている。基地局装置1はアンテナ部29を送信アンテナ数Ntだけ備える。
制御情報取得部31は、接続している端末装置2より通知される制御情報を取得し、そのうち、CSIに関連付けられた情報をチャネル情報取得部33に向けて出力する。チャネル情報取得部33では、制御情報取得部31より入力された情報と、端末装置2がCSIの通知に用いる情報形式の種類に基づき、端末装置2から通知されたhFBを算出する。チャネル情報取得部33は、算出したhFBをプリコーディング部27に向けて出力する。
チャネル符号化部21は端末装置2宛ての送信データ系列に対してチャネル符号化を行ない、データ変調部23に入力する。
データ変調部23は、チャネル符号化部21より入力されたビット系列に対して、QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)、16QAM(Quadrature Amplitude Modulation)等のディジタルデータ変調を施し、マッピング部25に入力する。
マッピング部25は、入力された信号を指定された無線リソース(リソースエレメント、もしくは単にリソースとも呼ぶ)に配置するマッピング(スケジューリングもしくはリソースアロケーションとも呼ぶ)を行なう。ここでの無線リソースとは、周波数、時間、符号および空間を主に指す。使用される無線リソースは、端末装置2で観測される受信品質や、端末装置2宛てのデータの蓄積量などに基づいて決定される。本実施形態においては、使用される無線リソースは予め定められているものとし、基地局装置1と端末装置2の双方で把握できているものとする。なお、マッピング部25は、端末装置2においてチャネル推定を行なうための既知参照信号系列の多重も行なう。
基地局装置1はチャネル推定用参照信号であるCSI-Reference Signal(CSI-RS)と復調用参照信号(固有参照信号とも呼ぶ)であるDeModulation Reference Signal(DMRS)の2つの参照信号を端末装置2に送信するが、別の参照信号を更に送信しても良い。CSI-RSは、端末装置2が観測するCSI(すなわちh)を端末装置2が推定するためのものであるから、基地局装置1は各送信アンテナから送信するCSI-RSを、それぞれ直交する無線リソースで送信する必要がある。
DMRSは後述するプリコーディングの結果が反映されたチャネル情報を端末装置2が推定するための信号である。DMRSはプリコーディングが施されたR個のデータそれぞれに関連付けられるから、基地局装置1は少なくともR個のDMRSを、それぞれ直交する無線リソースで送信する必要がある。マッピング部25は、データ信号、DMRSおよびCSI-RSを、それぞれ異なる時間、もしくは符号で送信するようにマッピングするものとする。
図3は第1の実施形態におけるマッピング部25が施すマッピングの一例を示す図である。ここでは、Nt=4およびR=2を仮定している。dm,tは時刻tに基地局装置1が端末装置2に空間多重して同時送信するR個のデータうちのm番目のデータ信号を表す。pc,nは基地局装置1がn番目の送信アンテナから送信するCSI-RSを表す。pmは、dm,tに関連付けられたDMRSであり、詳細は後述するが、dm,tに施されるプリコーディングの一部が施されて送信される。以下では、特に注意が必要な場合を除き、時間インデックスtについては記載を省略する。マッピング部25は、マッピングしたデータ信号等を、プリコーディング部27に入力する。
図4は、本発明の第1の実施形態に係るプリコーディング部27の装置構成の一例を示すブロック図である。図4に示すように、プリコーディング部27は、線形フィルタ生成部27-1と、摂動ベクトル探査部27-2と送信信号生成部27-3と相関行列生成部27-4とを含んで構成されている。なお、以下では、プリコーディング部27に入力される信号のうち、データ信号と、DMRSに対する信号処理についてのみ説明を行なう。プリコーディング部27はCSI-RSに対して、チャネル情報に基づくプリコーディングは行なわず、送信電力制御のみを行なうから、その説明は省略する。
プリコーディング部27がデータ信号に施す信号処理について説明する。線形フィルタ生成部27-1は、チャネル情報取得部33から入力されるチャネル情報hFBに基づいて線形フィルタWを生成する。本実施形態において、線形フィルタ生成部27-1は、基地局装置1が送信するデータ信号ベクトルd=[d1,...,dR]Tと、端末装置2が検出するデータ信号ベクトルdの軟推定値ベクトルとの間の平均二乗誤差を最小とする最小平均二乗誤差(MMSE)規範に基づいて、線形フィルタWを生成する。線形フィルタ生成部27-1は生成した線形フィルタWを摂動ベクトル探査部27-2、および相関行列生成部27-4に向けて出力する。
線形フィルタWはW=hFB
H(hFBhFB
H+αIR)-1で与えられる。ここで、αは端末装置2において観測されるアンテナ間干渉(ストリーム間干渉とも呼ぶ)IAIに応じて決定される調整項である。線形フィルタ生成部27-1は、α=0とすることで、IAIを完全に抑圧できる。また、線形フィルタ生成部27-1は、αを極端に大きな値(例えば1010など)とすれば、IAIを強調してしまう一方で、端末装置2で測定される受信信号対雑音電力比(SNR)を大きくできる。通常、線形フィルタ生成部27-1は、αの値としては、端末装置2で観測される受信SNRの逆数に設定することで、良好な伝送特性を実現できる。もちろん、実際の環境を想定した計算機シミュレーションや、実伝搬実験等により、αが設計されても構わない。
基地局装置1は端末装置2宛てのデータ信号ベクトルdに線形フィルタWを乗算したWdをdの代わりに送信することで、端末装置2の受信品質を改善できる。一方、基地局装置1が利用可能な送信電力には制限がある。しかし、Wdの電力はhFBの状態に応じて変動してしまう。よって、プリコーディング部27では、Wdの平均送信電力を一定とする電力正規化を施す必要がある。そのため、hFBの状態によっては、電力正規化により、端末装置2で測定される受信SNRが低下してしまう。
本実施形態のプリコーディング部27は、dに摂動ベクトルを加算することで、電力正規化に伴う受信SNRの低下を回避する。摂動ベクトルは摂動ベクトル探査部27-2において算出される。摂動ベクトル探査部27-2には、線形フィルタ生成部27-1よりWが、マッピング部25からは、端末装置2宛てのデータ信号ベクトルdが入力される。
摂動ベクトルzはz=[z1,...,zR]Tで与えられ、{zm;m=1~R}はdmに加算される摂動項を表す。摂動項は任意のガウス整数で与えられる。摂動ベクトル探査部27-2は式(2)で与えられる最小化問題を解くことで摂動ベクトルzを探査する。
式(2)で与えられる最小化問題は、データ信号ベクトルdと、端末装置2の復調されるデータ信号ベクトルとの平均二乗誤差を最小とする規範に基づいている。摂動ベクトル探査部27-2は、平均二乗誤差最小規範ではなく、送信電力最小規範に基づいて、摂動ベクトルを探査しても良い。
摂動ベクトルを構成する摂動項は任意のガウス整数で与えられるから、摂動項の全ての組み合わせを調べるのは現実的では無い。そこで本実施形態の摂動ベクトル探査部27-2はSphere encodingやQRM-VPのような演算量削減技術を用いることで、式(2)を満たす摂動ベクトルを探査するものとする。
摂動ベクトル探査部27-2は、式(2)に基づいて算出した摂動ベクトルzをデータ信号ベクトルdに加算することで、送信符号ベクトルx=d+2δzを算出する。摂動ベクトル探査部27-2は、送信符号ベクトルxを送信信号生成部27-3および相関行列生成部27-4に向けて出力する。
相関行列生成部27-4には、チャネル情報hFBと送信符号ベクトルxが入力される。相関行列生成部27-4は、摂動ベクトル探査部27-2が算出する送信符号ベクトルxの共分散行列Px=E[xxH]を求める。相関行列生成部27-4では、各無線リソースにおける送信符号ベクトルxに基づき、Px=E[xxH]を直接求めることが出来る。この場合、相関行列生成部27-4では、ある一定数(フレーム単位など)の無線リソースの送信符号ベクトルxよりxxHを求め、それを平均化すれば良い。
また、摂動ベクトル探査部27-2が、式(2)で与えられる最小化問題に基づいて、摂動ベクトルzを探査している場合、相関行列生成部27-4では、Px=β-1(hFBhFB
H+αIR)のように共分散行列を求めても良い。これは、摂動ベクトル探査部27-2が式(2)で与えられている最小化問題に基づいて、摂動ベクトルzを探査した場合、探査した摂動ベクトルを当該最小化問題の評価関数に入力したときに得られる値が、チャネル状況によらず、ほぼ一定値に定まるためである。この傾向は、送信ストリーム数や送信アンテナ数が大きい場合に、より顕著である。なお、βは後述する電力正規化係数であるが、一定値であるため、β-1=1として計算しても構わない。相関行列生成部27-4は、送信符号ベクトルの共分散行列Pxを求め、アンテナ部29に向けて出力する。
送信信号生成部27-3は、摂動ベクトル探査部27-2より入力される送信符号ベクトルxと、線形フィルタ生成部27-1より入力される線形フィルタWに基づいて、送信信号ベクトルs=βWxを算出する。ここで、βは送信信号ベクトルsの平均送信電力を一定にする電力正規化項である。送信信号生成部27-3はsの平均電力と、dの平均電力を等しくするようにβを計算する。なお、基地局装置1が信号を送信するのに許容する送信電力が予め定められている場合、送信信号生成部27-3はsの送信電力が、基地局装置1が許容する送信電力と等しくなる、もしくは下回るようにβを設定しても良い。
また、送信信号生成部27-3は、複数の無線リソース毎に平均送信電力を一定とするように電力正規化を行なっても構わない。例えば、送信信号生成部27-3は、図3で与えられているような無線フレーム単位の送信電力を一定とするように電力正規化を行なっても構わない。また、本実施形態の方法を、OFDM伝送などのマルチキャリア伝送に適用する場合、送信信号生成部27-3は、複数のサブキャリア毎およびOFDMシンボル毎に電力正規化を行なうことが出来る。このことは、SC-FDMA等のシングルキャリアベースの無線アクセス方式に本実施形態の方法が適用された場合も同様である。
送信信号生成部27-3が算出する送信信号ベクトルsは、要素数がNtの列ベクトルとなり、第n要素が、基地局装置1が備える第n送信アンテナより送信されることになる。送信信号生成部27-3は、算出した送信信号ベクトルsの各要素を、対応するアンテナ部29に向けて出力する。
次いで、プリコーディング部27に対してDMRSが入力された場合における信号処理について説明する。図3のフレーム構成に示されているように、本実施形態においては、基地局装置1はDMRSをそれぞれ直交する無線リソースを用いて送信する。つまり、基地局装置1はDMRSについては、空間多重は行なわない。よって、プリコーディング部27は、入力されたDMRSに対して、摂動ベクトル探査部27-2における摂動ベクトルの探査および加算は行なわない。
送信信号生成部27-3では、DMRSに対して、線形フィルタ生成部27-1で生成される線形フィルタWを乗算する。例えば、第mDMRSであるpmにはWの第m列のベクトルが乗算される。そして、送信信号生成部27-3は線形フィルタWを乗じたDMRSに対して、電力正規化を行ない、それぞれ対応するアンテナ部29に向けて出力することになる。端末装置2は受信されたデータ信号に対する復調処理を対応するDMRS(例えば同一フレーム内のDMRS)に基づいて行なうから、送信信号生成部27-3は、DMRSと対応するデータ信号には同じ電力正規化項を乗算することが望ましい。もちろん、基地局装置1はDMRSと対応するデータ信号に異なる送信電力を与えても良いが、その電力差は、基地局装置1と端末装置2との間でお互いに共有していることが望ましい。なお、送信信号生成部27-3はDMRSに対する電力正規化をデータ信号とまとめて行なっても良い。例えば、送信信号生成部27-3は図3で示すようなフレーム毎に電力正規化を行なっても構わない。
図5は、本発明の第1の実施形態に係るアンテナ部29の装置構成の一例を示すブロック図である。図5に示すように、アンテナ部29は、無線送信部29-1と、アンテナ29-2と、無線受信部29-3と、制御情報多重部29-5と、を含んで構成されている。初めに、制御情報多重部29-5はプリコーディング部27より入力された送信信号ベクトルsおよび共分散行列Pxを多重する。
制御情報多重部29-5における多重方法については、何かに限定されるものではない。例えば、制御情報多重部29-5は送信信号ベクトルsと共分散行列Pxを直交する無線リソースにおいて送信するように多重しても良い。この場合、制御情報多重部29-5は共分散行列Pxに対して、直接量子化を施し、適宜変調を施し、端末装置2に向けて送信すれば良い。
また、基地局装置1が端末装置2に対して、変調方式や符号化率等を通知するために、別の制御情報を別のチャネルによって送信する構成をもっている場合、その制御情報の一部として、共分散行列Pxに関連付けられた情報を通知するようにしても構わない。共分散行列Pxに関連付けられた情報として、上述したような、共分散行列Pxを直接量子化した情報でも良い。また、基地局装置1と端末装置2とで、複数の線形フィルタが記載されたコードブックを共有している構成の場合、コードブック記載の複数の線形フィルタ中で、共分散行列Pxを構成する各列ベクトル(もしくは行ベクトル)にもっとも似た線形フィルタを表す情報を、制御情報多重部29-5は、共分散行列Pxに関連付けられた情報として、端末装置2に通知するような構成としても構わない。
なお、基地局装置1に対して複数の端末装置2が接続している場合、基地局装置1は各端末装置2に対して、各端末装置2固有の制御情報と、各端末装置2の間で共通の制御情報を、それぞれ異なる制御チャネルを使って通知している場合がある。このとき、本実施形態の基地局装置1はいずれの制御チャネルを用いて、Pxに関連付けられた情報を通知しても構わない。
制御情報多重部29-5は送信信号ベクトルsおよび共分散行列Pxを多重した信号を無線送信部29-1に向けて出力する。無線送信部29-1は、入力されたベースバンド帯の送信信号を無線周波数(RF)帯の送信信号に変換し、アンテナ29-2に入力する。アンテナ29-2は入力されたRF帯の送信信号を送信する。
一方、無線受信部29-3には、端末装置2から基地局装置1に送信された信号が入力されることになる。無線受信部29-3では、受信された信号を復調する処理が行なわれ、そのうち、制御情報に関連する信号が、制御情報取得部31に向けて出力されることになる。
[1.2.端末装置2]
図6は、本発明の第1の実施形態に係る端末装置2の一構成例を示すブロック図である。図6に示すように、端末装置2は端末アンテナ部51と、チャネル推定部53と、フィードバック情報生成部55と、チャネル等化部57と、デマッピング部59と、データ復調部61と、チャネル復号部63と、を含んで構成されている。端末装置2は、端末アンテナ部51を受信アンテナ数Nrだけ備える。
図6は、本発明の第1の実施形態に係る端末装置2の一構成例を示すブロック図である。図6に示すように、端末装置2は端末アンテナ部51と、チャネル推定部53と、フィードバック情報生成部55と、チャネル等化部57と、デマッピング部59と、データ復調部61と、チャネル復号部63と、を含んで構成されている。端末装置2は、端末アンテナ部51を受信アンテナ数Nrだけ備える。
図7は、本発明の第1の実施形態に係る端末アンテナ部51の一構成例を示すブロック図である。図7に示すように、端末アンテナ部51は、無線受信部51-1と、無線送信部51-2と、制御情報分離部51-3と、参照信号分離部51-5と、アンテナ51-6と、を含んで構成されている。基地局装置1より送信された送信信号は、はじめにアンテナ51-6で受信されたのち、無線受信部51-1に入力される。無線受信部51-1は、入力された信号をベースバンド帯の信号に変換し、制御情報分離部51-3に入力する。
制御情報分離部51-3では、基地局装置1より送信された信号を、データ伝送に直接関係する信号と、制御情報とに分離する。本実施形態においては、データ伝送に直接関係する信号は、基地局装置1より送信される送信信号ベクトルsと、CSI-RSと、DMRSである。一方、制御情報に該当するのは、送信符号ベクトルxの共分散行列Pxに関連付けられた情報である。制御情報分離部51-3は、送信符号ベクトルxの共分散行列Pxに関連付けられた情報をチャネル推定部53に向けて出力する。また、制御情報分離部51-3は、データ伝送に直接関係する信号を、参照信号分離部51-5に向けて出力する。
参照信号分離部51-5は、入力された信号を、データ信号成分とCSI-RS成分と、DMRS成分とに分離する。参照信号分離部51-5は、データ信号成分については、チャネル等化部57に入力し、CSI-RSとDMRSについては、チャネル推定部53に入力する。本実施形態における方法を、OFDM伝送に適用する場合、端末アンテナ部51における信号処理は、基本的にはサブキャリア毎に行なわれることになる。
チャネル推定部53は、入力された既知参照信号であるCSI-RSおよびDMRSに基づいてチャネル推定を行なう。はじめにCSI-RSを用いたチャネル推定について説明する。
CSI-RSは、プリコーディングを適用されずに送信されているため、式(1)で表されているチャネル行列hを推定することが可能である。通常、CSI-RSは無線リソースに対して周期的に多重されるため、全ての無線リソースのチャネル情報を直接推定することはできない。しかし、標本化定理を満たすような時間間隔、および周波数間隔でCSI-RSが送信されれば、端末装置2は、適切な補間により全ての無線リソースのチャネル情報を推定することができる。このことは、後述するDMRSでも同様である。具体的なチャネル推定方法については、特に限定されない。例えば、チャネル推定部53は、受信されたCSI-RSに対して、CSI-RSに用いられている既知参照信号系列に基づいて、逆変調を施せば良い。
端末装置2のチャネル推定部53はCSI-RSに基づいて推定したチャネル情報hをフィードバック情報生成部55に入力する。フィードバック情報生成部55は、入力されたチャネル情報と端末装置2がフィードバックするチャネル情報形式に応じて、基地局装置1にフィードバックする情報を生成する。本実施形態において想定するフィードバック方法については、既に説明しているため、説明は省略する。
次いで、チャネル推定部53は、DMRSに基づいてチャネル推定を行なうが、このことについては後述するものとし、先にチャネル等化部57における信号処理について説明する。チャネル等化部57に入力される受信信号ベクトルr=[r1,...,rNr-1]Tは式(3)で与えられる。なお、基地局装置1と端末装置2との間のパスロス等の長区間変動成分については、記載を省略している。また、電力正規化係数βについても、線形フィルタWに含まれているものとし、記載は省略する。
所望信号ベクトルxに対応する等化出力xoをxo=Wrxで表すものとする。ここで、Wrは、xoとxとの平均二乗誤差を最小とする重みである。Wrは式(4)で与えられる。
ここで、チャネル推定部53におけるDMRSに対する信号処理について説明する。チャネル推定部53は、DMRSに基づいて、式(4)で与えられるMMSEフィルタに必要となる情報を推定する。本実施形態においては、基地局装置1は端末装置2に対して、Pxに関連付けられた情報を通知している。よって、チャネル推定部53は、Pxに関連付けられた情報に基づいて、Pxを推定することが出来る。
さらに、本実施形態において、基地局装置1のプリコーディング部27は、DMRSに対して、データ信号に乗算される線形フィルタWと同じ線形フィルタWを乗算している。よって、チャネル推定部53は、受信されたDMRSに対して、DMRSに用いられている既知参照信号系列に基づいて逆変調を施すことで、hWを推定することが出来る。
なお、本実施形態においては、基地局装置1は複数のDMRSは、それぞれ直交する無線リソースを用いて送信する。そのため、チャネル推定部53が、それぞれのDMRSに基づいて推定できる値は、hWの一部の情報である。例えば、受信された第mDMRSであるpmに対する逆変調によってチャネル推定部53が推定できるのは、hWの第m列ベクトルである。チャネル推定部53は、各データ信号に関連付けられたDMRSに対する逆変調によって推定した情報を全て結合することで、hWを推定することが出来る。
最後に、チャネル推定部53は、雑音の平均電力σ2を求めるが、雑音の平均電力の求め方は何かに限定されるものではない。例えばチャネル推定部53は、DMRSに基づいて求めたチャネル推定値に改めて既知参照信号系列を乗算することで、端末装置2に受信されたDMRSのレプリカを算出することが出来る。チャネル推定部53は、受信されたDMRS信号から、DMRSのレプリカを減算した信号の平均電力を、雑音の平均電力とすれば良い。また、基地局装置1と端末装置2との間で、予め何も信号を伝送しない無線リソースを定めている場合、チャネル推定部53は、当該無線リソースの平均電力を雑音の平均電力とすれば良い。
チャネル推定部53は、共分散行列Px、等価チャネル行列hW、および雑音の平均電力σ2の推定値をチャネル等化部57に向けて出力する。
チャネル等化部57は、チャネル推定部53より入力された情報に基づいて、式(4)で与えられるMMSE規範に基づく線形フィルタWrを算出し、受信信号ベクトルrに乗算し、送信符号ベクトルxの軟推定値xoを求める。
チャネル等化部57は、さらに、軟推定値xoに対して、modulo演算を施し、軟推定値xoに加算されている摂動ベクトルを取り除き、送信データベクトルdに対する軟推定値doを算出する。軟推定値xoに対するmodulo演算は式(5)で与えられる。
デマッピング部59では、チャネル等化部57より入力された信号から、自装置宛てのデータが送信されている無線リソースのデータのみを抽出し、データ復調部61に向けて出力する。なお、端末アンテナ部51出力を直接デマッピング部59に入力し、デマッピング部59出力を、チャネル等化部57に入力する構成としても構わない。
データ復調部61は、入力された信号に対してデータ復調を行ない、チャネル復号部63に向けて出力する。チャネル復号部63は入力された信号に対してチャネル復号を行なうことで、基地局装置1が端末装置2に向けて送信した送信データ系列を得る。
なお、チャネル復号部63は入力された信号の尤度もしくは対数尤度比を求める必要がある。チャネル等化部57がmodulo演算を行なっていない場合、チャネル復号部63は摂動ベクトルの影響を考慮して対数尤度比を求める。
以上、説明してきた方法により、基地局装置1が端末装置2に対して、送信信号を非線形プリコーディングにより空間多重して送信するSU-MIMO伝送を行なう無線通信システムにおいて、端末装置2は、複数の受信アンテナで受信した信号に対して、MMSE規範に基づいたアンテナ合成を行なうことが出来る。よって、端末装置2は高効率にアンテナ間干渉を抑圧することで出来るから、良好な受信品質を達成することが出来る。ひいては、無線通信システムの周波数利用効率の改善に寄与できる。
[2.第2の実施形態]
第1の実施形態においては、SU-MIMO伝送を対象とした。第2の実施形態においては、MU-MIMO伝送を行なう無線通信システムを対象とする。
第1の実施形態においては、SU-MIMO伝送を対象とした。第2の実施形態においては、MU-MIMO伝送を行なう無線通信システムを対象とする。
図8は、本発明の第2の実施形態に係る無線通信システムの概略の一例を示す図である。第2の実施形態は、Nt本の送信アンテナを有し、非線形プリコーディングが可能な基地局装置1bに対して、Nr本の受信アンテナを有する端末装置2bがU個(図1では端末装置2b-1~2b-4の4個)接続しているMU-MIMO伝送を対象とする。各端末装置2bにはそれぞれR個のデータを同時に送信するものとし、U×R≦NtおよびR<Nrであるものとする。
次いで、基地局装置1bと複数の端末装置2bとの間のCSIとCSIフィードバックの概要について説明する。第n送信アンテナ(n=1~Nt)と第u端末装置2b-u(u=1~U)の第m受信アンテナ(m=1~Nr)の間の複素チャネル利得をhu,m,nとする。そして、第u端末装置2-uのチャネル行列huを第1の実施形態と同様に、式(1)のように定義する。
各端末装置2bは、第1の実施形態と同様に、基地局装置1bに対して、CSIを通知する。第u端末装置2b-uが基地局装置1bに通知するCSIをhFB,uと定義する。各端末装置2bにおけるhFBの算出方法および通知方法については、第1の実施形態と同様であるから説明は省略する。なお、第1の実施形態でも説明したように、各端末装置2bにおけるhFB,uの算出方法および通知方法には、様々な手法が考えられる。以下の説明では、第1の実施形態と同様に、各端末装置2bは、Nr個の受信アンテナからランダムに選択したR個の受信アンテナで観測される複素チャネル利得を直接量子化して、基地局装置1に通知するものとする。つまり、hFB,uはR×Ntのチャネル行列である。
なお、各端末装置2bは、それぞれ異なる算出方法および通知方法を用いても構わない。また、基地局装置1bが、各端末装置2bに対して、算出方法および通知方法を明示的に指示し、各端末装置2bは、基地局装置1bの指示に従って、チャネル情報を基地局装置1bに通知するように制御しても良い。また、各端末装置2bが、自装置がフィードバック情報の算出および通知に用いた方法を、基地局装置1に明示的に通知するような構成としても構わない。
基地局装置1bでは、各端末装置2bより通知されたCSIを並べて生成される行列HFB=[hFB,1;hFB,2;...;hFB,U]をチャネル行列とみなして後述するプリコーディング等の信号処理を行なう。
[2.1.基地局装置1b]
図9は本発明の第2の実施形態に係る基地局装置1bの一構成例を示すブロック図である。基地局装置1とほぼ同様であるが、第2の実施形態では、基地局装置1bはU個の端末装置2宛てのデータ信号を空間多重して送信するから、チャネル符号化部21bおよびデータ変調部23bは、各端末装置2b宛てのデータそれぞれに対して、チャネル符号化とデータ変調を施すことになる。以下では、基地局装置1bの動作について、基地局装置1とは異なる点を中心に説明を行なっていく。
図9は本発明の第2の実施形態に係る基地局装置1bの一構成例を示すブロック図である。基地局装置1とほぼ同様であるが、第2の実施形態では、基地局装置1bはU個の端末装置2宛てのデータ信号を空間多重して送信するから、チャネル符号化部21bおよびデータ変調部23bは、各端末装置2b宛てのデータそれぞれに対して、チャネル符号化とデータ変調を施すことになる。以下では、基地局装置1bの動作について、基地局装置1とは異なる点を中心に説明を行なっていく。
初めに、制御情報取得部31bは、接続している複数の端末装置2bより通知される制御情報を取得し、そのうち、チャネル情報に関連付けられた情報をチャネル情報取得部33bに向けて出力する。チャネル情報取得部33bは、制御情報取得部31bより入力された情報に基づき、複数の端末装置2bから通知された{hFB,u;u=1~U}を取得し、さらにHFBを算出する。チャネル情報取得部33bは、HFBをプリコーディング部27bに出力する。
チャネル符号化部21bは各端末装置2b宛ての送信データ系列に対してそれぞれチャネル符号化を行ない、データ変調部23bに入力する。データ変調部23bは入力されたビット系列にディジタルデータ変調をそれぞれ施し、マッピング部25bに入力する。
マッピング部25bは、まず各端末装置2b宛てのデータ信号を無線リソースにマッピングする。基地局装置1bが空間多重する端末装置2bの選択や、信号を伝送する無線リソースの選択は、各端末装置2bより基地局装置1bに通知される受信品質や、チャネル情報に基づいて行なわれる。
以下では、マッピング部25bは第1端末装置2b-1から第U端末装置2b-U宛てのデータ信号を常に空間多重するものとする。マッピング部25は1個の端末装置2宛てのデータ信号ベクトルdu(実施形態1では「u」は省略して記載)をマッピングしていた。一方、マッピング部25bは各端末装置2宛てのデータ信号ベクトルを並べた(U×R)行の列ベクトルであるd=[d1;d2;...;dU]をマッピングする。
次いで、DMRSに対するマッピング部25bの信号処理について説明する。マッピング部25は、1個の端末装置2宛てのR個のDMRSを直交する無線リソースにマッピングしていた。マッピング部25bは、各端末装置2b宛てのR個のデータ信号それぞれに対応するDMRSをそれぞれ直交する無線リソースにマッピングする。つまり、マッピング部25bはU×R個のDMRSをそれぞれ直交する無線リソースに対してマッピングする。マッピング部25bは、マッピングしたデータ信号等を、プリコーディング部27bに入力する。
図10は第2の実施形態に係るプリコーディング部27bの構成の一例を示すブロック図である。プリコーディング部27bにおける信号処理はプリコーディング部27とほぼ同様である。異なるのは、プリコーディング部27は、hFBに基づいて、duに対してプリコーディング処理を施していたのに対して、プリコーディング部27bは、HFBに基づいて、dに対してプリコーディングを施す点にある。
線形フィルタ生成部27b-1が生成する線形フィルタはW=HFB
H(HFBHFB
H+αIRU)-1となる。ただし、WはNt行(U×R)列の行列であり、W=[w1,w2,...,wU]と表すことができ、wuは第u端末装置2b-u宛てのR個のデータ信号に乗算されるNt行R列の行列である。つまり、wuは第1の実施形態において線形フィルタ生成部27-1が生成するWに該当する線形フィルタとみなすこともできる。αについては、第1の実施形態と同様に、どのような設定としても構わない。なお、線形フィルタ生成部27b-1がαを各端末装置2bで観測される受信信号対干渉プラス雑音電力比γuの逆数に設定する場合、γuは当然端末装置2b毎に異なる値となるから、W=HFB
H(HFBHFB
H+diag{γ1
-1IR,γ2
-1IR,...,γ2
-1IR})としても良い。
摂動ベクトル探査部27b-2における信号処理も摂動ベクトル探査部27-2と同様であり、式(2)のhFBをHFBと置き換えることで与えられる最小化問題を解くことで、摂動ベクトルを探査する。摂動ベクトルzはz=[z1;z2;...;zU]で与えられることになり、摂動ベクトル探査部27b-2が算出する送信符号ベクトルxはx=d+2δzで表される要素数R×U個の列ベクトルとなる。相関行列生成部27b-4における信号処理についてもHFBおよびxに基づいてPxを求めること自体は第1の実施形態と同様であるから説明は省略する。また、送信信号生成部27b-3における信号処理も、第1の実施形態と同様であるから、説明は省略する。
DMRSが入力された場合におけるプリコーディング部27bの信号処理についても実施形態1と同様である。すなわち、プリコーディング部27bは、DMRSに対しては、摂動ベクトルの加算は行なわず、線形フィルタWのみを乗算するプリコーディングを施す。
プリコーディング部27bは、送信信号生成部27b-3が生成した送信信号ベクトルsと、相関行列生成部27b-4が生成した送信符号ベクトルxの共分散行列Pxをアンテナ部29bに向けて出力する。
アンテナ部29bにおける構成および信号処理は、第1の実施形態におけるアンテナ部29と同様でも構わないため、詳しい説明は省略する。なお、制御情報多重部29-5で算出される共分散行列Pxに関連付けられた情報について、制御情報多重部29-5は、当該情報を、第1の実施形態と同様に、各端末装置2bに対して、他の制御情報と一緒に通知するように制御すれば良い。ただし、Pxの情報は当該無線リソースで空間多重されている全端末装置2bで共通であるから、制御情報多重部29-5は、Pxに関連付けられた情報を、全端末装置2bで共用する制御情報チャネルで通知しても構わない。
[2.2.端末装置2b]
図11は本発明の第2の実施形態に係る端末装置2bの構成の一例を示すブロック図である。端末装置2bの装置構成は端末装置2とほぼ同様である。しかし、端末アンテナ部51bが備える参照信号分離部51b-5(図面の記載は省略する)と、チャネル推定部53bと、チャネル等化部57bにおける信号処理が、第1の実施形態とは異なる。
図11は本発明の第2の実施形態に係る端末装置2bの構成の一例を示すブロック図である。端末装置2bの装置構成は端末装置2とほぼ同様である。しかし、端末アンテナ部51bが備える参照信号分離部51b-5(図面の記載は省略する)と、チャネル推定部53bと、チャネル等化部57bにおける信号処理が、第1の実施形態とは異なる。
参照信号分離部51b-5は、制御情報分離部51-3から入力されるデータ伝送に直接関係する信号(データ信号、DMRSおよびCSI-RS)について、データ信号をチャネル等化部57bに向けて出力し、DMRSおよびCSI-RSについては、チャネル推定部53bに向けて出力する。ここで、DMRSについては、参照信号分離部51b-5は、自装置宛てのデータ信号に関連付けられたDMRSだけではなく、他端末装置2b宛てのデータ信号に関連付けられたDMRSもチャネル推定部53bに向けて出力する。そのため、端末装置2bは、他端末装置2b宛てのデータ信号に関連付けられたDMRSが送信されている無線リソースや、DMRSに用いられている既知参照信号系列について把握している必要がある。本実施形態にはおいては、各端末装置2bは、他端末装置2b宛てのDMRSに用いられている既知参照信号系列の情報などを、基地局装置1bより予め通知されているものとする。
次いで、チャネル推定部53bにおける信号処理について説明する。チャネル推定部53bには、CSI-RSと、他端末装置2b宛てのDMRSも含めたDMRSが入力される。CSI-RSに対する信号処理は第1の実施形態と同様であるから、説明は省略する。
チャネル推定部53bは、他端末装置2b宛てのDMRSも含んだDMRSに基づいて、チャネル推定を行なう。例えば、第1端末装置2b-1が、自装置宛てのR個のデータ信号にそれぞれ関連付けられたDMRSに基づいて推定できるチャネル推定値は、h1w1ということになる。これは、チャネル推定部53における信号処理と同様である。
第1端末装置2b-1は、さらに第2端末装置2b-2宛てに送信されているR個のデータ信号にそれぞれ関連付けられたDMRSに基づいて、h1w2を推定することが出来る。以下、同様にして、第1端末装置2b-1は他端末装置2b宛てに送信されているDMRSを用いてチャネル推定を行なうことで、チャネル推定部53bは、h1w1、h1w2、....、h1wUを推定できる。
つまり、第u端末装置2b-uのチャネル推定部53bは、各DMRSに基づいて推定したチャネル推定値より、huWを推定することが出来る。チャネル推定部53bは、huWをチャネル等化部57bに向けて出力する。
チャネル等化部57bは、チャネル推定部53bより入力された情報に基づき、第1の実施形態と同様にMMSE規範に基づく線形フィルタWrを算出する。線形フィルタWrは、第1の実施形態と同様に、式(4)で与えられる。しかし、第2の実施形態のチャネル等化部57bで算出される線形フィルタWrは、U×R行Nr列の行列となる。つまり、チャネル等化部57bで算出されるWrは、自装置宛てのデータ信号だけではなく、他端末装置2b宛てのデータ信号も復調できる線形フィルタである。
チャネル等化部57bは、算出した線形フィルタWrを受信信号ベクトルrに乗算したのち、自装置宛てのデータ信号に関連付けられた等化出力のみを抽出する。チャネル推定部53bがhuW=[h1w1,h1w2,....,h1wU]のようにhuWを算出している場合、第1端末装置2b-1は、等化出力のうち、Wrの第1行から第R行までの行列に対応する等化出力を抽出すれば良い。チャネル等化部57bは抽出した等化出力に対して、modulo演算を施したのち、データ復調部61に向けて出力する。
なお、本実施形態では説明は省略するが、チャネル等化部57bにおいて、逐次干渉キャンセラ(SIC)や並列干渉キャンセラ(PIC)等の干渉キャンセラを併せて用いる場合、チャネル等化部57bは、自装置宛てのデータ信号だけではなく、他端末装置2宛てのデータ信号についても復調する必要があることは言うまでもない。
本実施形態は、MU-MIMO伝送を対象とした。本発明によれは、MU-MIMO伝送時においても、各端末装置2bは、MMSE受信アンテナ合成を行なうことが可能であり、第1の実施形態と同様に、アンテナ間干渉のみならず、ユーザ間干渉についても高効率に抑圧することが可能である。よって、良好な伝送特性を実現することが可能であり、無線通信システムの周波数利用効率の改善に寄与できる。
[3.第3の実施形態]
第1および第2の実施形態では、基地局装置1(1b)は、接続している端末装置2(2b)に対して、送信符号ベクトルxの共分散行列Pxを制御情報として明示的に通知している。しかし、共分散行列Pxを制御情報として通知することは、オーバーヘッドを増加させてしまう。第3の実施形態は、共分散行列Pxを明示的に通知しないシステムを対象とする。
第1および第2の実施形態では、基地局装置1(1b)は、接続している端末装置2(2b)に対して、送信符号ベクトルxの共分散行列Pxを制御情報として明示的に通知している。しかし、共分散行列Pxを制御情報として通知することは、オーバーヘッドを増加させてしまう。第3の実施形態は、共分散行列Pxを明示的に通知しないシステムを対象とする。
第3の実施形態は、第2の実施形態と同様に、Nt本の送信アンテナを有した基地局装置1cに対して、Nr本の受信アンテナを有する端末装置2cがU個接続するMU-MIMO伝送を対象とする。図8に示すように、第3の実施形態が対象とする無線通信システムは、第2の実施形態が対象とする無線通信システムに対して、構成装置が異なるのみである。基地局装置1cの装置構成は、図9に示している第2の実施形態の基地局装置1bとほぼ同様である。基地局装置1cと基地局装置1bの違いは、プリコーディング部27と、アンテナ部29にある。
[3.1 基地局装置1c]
図12は、本発明の第3の実施形態に係るプリコーディング部27cの装置構成の一例を示すブロック図である。プリコーディング部27cは、プリコーディング部27bとほぼ同様であるが、DMRS調整部27c-5が新たに追加される。DMRS調整部27c-5は、マッピング部25bより入力されるDMRSに対する信号処理を行なう装置である。DMRS調整部27c-5を除く、他の構成装置のデータ信号に関する信号処理は、第2の実施形態における同様であるから、説明は省略する。なお、プリコーディング部27bでは、送信信号生成部27b-3はDMRSに対する信号処理も行なっていたが、プリコーディング部27cでは、送信信号生成部27c-3は、DMRSに対する信号処理は行なわない。
図12は、本発明の第3の実施形態に係るプリコーディング部27cの装置構成の一例を示すブロック図である。プリコーディング部27cは、プリコーディング部27bとほぼ同様であるが、DMRS調整部27c-5が新たに追加される。DMRS調整部27c-5は、マッピング部25bより入力されるDMRSに対する信号処理を行なう装置である。DMRS調整部27c-5を除く、他の構成装置のデータ信号に関する信号処理は、第2の実施形態における同様であるから、説明は省略する。なお、プリコーディング部27bでは、送信信号生成部27b-3はDMRSに対する信号処理も行なっていたが、プリコーディング部27cでは、送信信号生成部27c-3は、DMRSに対する信号処理は行なわない。
DMRS調整部27c-5における信号処理について説明する。DMRS調整部27c-5には、線形フィルタ生成部27c-1が算出する線形フィルタWと、相関行列生成部27c-4が算出する共分散行列Pxと、DMRSが入力される。
以下では簡単のため、基地局装置1cに接続されている端末装置2cは2個であり、さらにR=2として説明を行なう。この場合、基地局装置1cが空間多重するデータ信号は4個となるから、基地局装置1cは直交する無線リソースを4つ用いて、4つのDMRS(p1,p2,p3,p4)を送信する必要がある。以下では、このDMRSを1つの行列Qを用いて表すものとする。DMRS行列Qは式(6)で与えられる。
プリコーディング部27(27b)の送信信号生成部27-3(27b-3)は、式(6)で与えられるQに線形フィルタWを乗算し、送信電力の調整をして、アンテナ部29(29b)に向けて出力していた。プリコーディング部27cは、各端末装置2cがDMRSに基づいて推定できるチャネル推定値より、式(4)で与えられるMMSE受信フィルタを算出できるように、DMRS信号に信号処理を施す。
第3の実施形態において、基地局装置1cは、式(6)で与えられるDMRS行列Qを少なくとも2回送信する。Qに含まれるDMRSを4つとすると、基地局装置1cは合計で8つの直交する無線リソースを用いてDMRSを送信することになる。基地局装置1cが2回送信するDMRS行列Qを、それぞれ第1のDMRSおよび第2のDMRSと呼ぶ。
DMRS調整部27c-5は、第1のDMRSとして、WPx
1/2Qを算出する。そして、DMRS調整部27c-5は、第2のDMRSとして、WPxQを算出し、第1および第2のDMRSに対して、送信電力の調整を行なう。DMRS調整部27c-5が第1および第2のDMRSに対して行なう送信電力の調整(正規化)は、送信信号生成部27-3(27b-3)がDMRSに施す送信電力の調整と同様で構わない。DMRS調整部27c-5は、第1および第2のDMRSをアンテナ部29cに向けて出力する。
なお、DMRS調整部27c-5におけるPx
1/2の算出方法については何かに限定されるものではない。例えば、DMRS調整部27c-5は、Pxに対して、コレスキー分解を施すことで得られる下三角行列LをPx
1/2としても構わない。また、Pxはエルミート行列であるから、DMRS調整部27c-5は、Px=UΛUHのように固有値分解を施したのち、UΛ1/2をPx
1/2として算出しても構わない。ここで、Λは対角行列であり、Uはユニタリ行列である。
基地局装置1cにおける他の構成装置における信号処理は、基地局装置1bと同様であるから、説明は省略する。
[3.2 端末装置2c]
第3の実施形態における端末装置2cの構成は、図11に示す端末装置2bとほぼ同様である。ただし、端末装置2cはチャネル推定部53b、チャネル等化部57bおよび端末アンテナ部51bの代わりに、チャネル推定部53c、チャネル等化部57cおよび端末アンテナ部51cを備える。
第3の実施形態における端末装置2cの構成は、図11に示す端末装置2bとほぼ同様である。ただし、端末装置2cはチャネル推定部53b、チャネル等化部57bおよび端末アンテナ部51bの代わりに、チャネル推定部53c、チャネル等化部57cおよび端末アンテナ部51cを備える。
図13は、第3の実施形態に係る端末アンテナ部51cの構成を示すブロック図である。端末アンテナ部51bとは異なり、制御情報分離部51-3が取り除かれる構成となる。これは、基地局装置1cは、送信符号ベクトルxの共分散行列Pxに関連付けられた情報を、各端末装置2cに通知しないからである。なお、第2の実施形態でも述べたが、基地局装置1cより、各端末装置2cに対して、変調方式や符号化率等を通知するための制御情報が通知されている場合、基地局装置1cは制御情報分離部51-3が必要となる。なお、他の構成装置における信号処理は、端末アンテナ部51bと同様であるから、説明は省略する。
チャネル推定部53cにおける、CSI-RSに対する信号処理と、雑音の平均電力の推定方法については、チャネル推定部53bと同様であるから説明は省略する。チャネル推定部53cは、基地局装置1cから送信された第1のDMRSと、第2のDMRSに対して、それぞれチャネル推定を行なう。
チャネル推定部53cが第1のDMRSおよび第2のDMRSに施す信号処理はチャネル推定部53bがDMRSに対して施す信号処理と同じである。チャネル推定部53cは、第1のDMRSに基づいて、第1の等価チャネル推定値としてhWPx
1/2を推定できる。一方、チャネル推定部53cは、第2のDMRSに基づいて、第2の等価チャネル推定値としてhWPxを推定できる。各端末装置2cは、第1および第2の等価チャネル推定値と、雑音の平均電力を用いることで、式(4)で与えられるMMSE受信フィルタを算出することが出来る。
チャネル推定部53cは、第1の等価チャネル推定値と、第2の等価チャネル推定値をチャネル等化部57cに向けて出力する。
チャネル等化部57cは、チャネル推定部53cより入力される第1および第2の等価チャネル推定値と、雑音の平均電力に基づき、式(4)で与えられるMMSE受信フィルタを算出する。MMSE受信フィルタは、hWPxの随伴行列と、((hWPx
1/2)(hWPx
1/2)H+σ2INr)の逆行列の積で与えられる。チャネル等化部57cは第2の等価チャネル推定値に基づいてhWPxの随伴行列を算出可能である。また、チャネル等化部57cは第1の等価チャネル推定値に基づいて(hWPx
1/2)(hWPx
1/2)Hを算出可能である。
チャネル等化部57cは、参照信号分離部51-5より入力されるデータ信号に対してMMSE受信フィルタを乗算する空間分離処理を行なう。なお、端末装置2cにおける他の信号処理については、端末装置2bと同様であるから、説明は省略する。
なお、第3の実施形態では、第2の実施形態と同様に、非線形MU-MIMO伝送を行なう無線通信システムを対象とした。しかし、第1の実施形態が対象としたような、非線形SU-MIMO伝送に対しても、本実施形態の方法は適用可能である。
第3の実施形態が対象とする無線通信システムでは、基地局装置1cは、端末装置2cがMMSE受信フィルタを算出する際に必要となる共分散行列Pxの情報を、端末装置2cに対して明示的に通知せず、DMRSを用いて暗黙的に端末装置2cに通知する無線通信システムを対象としている。本実施形態の方法によれば、Pxを制御情報として基地局装置1cより端末装置2cに向けて通知する場合と比較して、制御情報に通知に係るオーバーヘッドを抑圧することが可能であり、無線通信システムの周波数利用効率の改善に寄与できる。
[変形例1]
第3の実施形態として説明してきた方法によれば、基地局装置1cが送信符号ベクトルxの共分散行列Pxを、端末装置2cに通知するために、DMRS行列Qを少なくとも2回送信する必要がある。DMRS行列Qは冗長信号であるから、このように制御することは、DMRSの送信に係るオーバーヘッドを増加させてしまう。本変形例においては、基地局装置1cが1回のDMRSの送信によって、Pxを端末装置1cに通知する無線通信システムを対象とする。
第3の実施形態として説明してきた方法によれば、基地局装置1cが送信符号ベクトルxの共分散行列Pxを、端末装置2cに通知するために、DMRS行列Qを少なくとも2回送信する必要がある。DMRS行列Qは冗長信号であるから、このように制御することは、DMRSの送信に係るオーバーヘッドを増加させてしまう。本変形例においては、基地局装置1cが1回のDMRSの送信によって、Pxを端末装置1cに通知する無線通信システムを対象とする。
本変形例では、基地局装置1cが備えるプリコーディング部27cが、プリコーディング部27dに置き換わる。図14は、本変形列におけるプリコーディング部27dの構成の一例を示すブロック図である。プリコーディング部27dは、プリコーディング部27cと比較して、送信信号生成部27c-3とDMRS調整部27c-5が、それぞれ送信信号生成部27d-3とDMRS調整部27d-5に置き換わる。
本変形例において、DMRS調整部27d-5は、第2のDMRSを算出しない。DMRS調整部27d-5は、第1のDMRSであるWPx
1/2Qのみを算出し、WPx
1/2Qをアンテナ部29cに向けて出力する。そして、DMRS調整部27d-5はPx
1/2を送信信号生成部27d-3に向けて出力する。
送信信号生成部27d-3は、送信信号ベクトルsを算出する。ここで、送信信号生成部27c-3が生成する送信信号ベクトルsはs=Wxであるのに対して、本変形列における送信信号生成部27d-3が算出する送信信号ベクトルsはs=WPx
1/2xである。なお、電力正規化項については、記載を省略している。第3の実施形態と異なるのは、送信符号ベクトルxに対して、線形フィルタWだけではなく、Px
1/2も乗算する点にある。これは、端末装置2cが、第1のDMRSに基づいて推定できる第1の等価チャネル推定値のみから算出する受信フィルタにより、MMSE受信フィルタと同等の効果を得るためである。
本変形列に係る端末装置2cの装置構成は、第3の実施形態と同様であるが、チャネル推定部53cおよびチャネル等化部57cにおける信号処理が異なる。
本変形列においては、チャネル推定部53cには第1のDMRSのみが入力されることになる。本変形例におけるチャネル推定部53cの第1のDMRSに対する信号処理は、第3の実施形態と同様である。チャネル推定部53cは第1のDMRSに基づいて、huWPx
1/2を推定できる。チャネル推定部53cは、huWPx
1/2と雑音の平均電力(推定方法の説明は割愛)をチャネル等化部57cに向けて出力する。
チャネル等化部57cでは、チャネル推定部53cより入力される第1の等価チャネル推定値と、雑音の平均電力に基づいて、式(7)で与えられる受信フィルタを算出する。
本変形列の方法によれは、基地局装置1cのDMRSの送信回数を少なくすることが出来るから、DMRSの送信に係るオーバーヘッドを抑圧することが出来る。よって、無線通信システムの周波数利用効率の改善に寄与できる。
[4.全実施形態共通]
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も請求の範囲に含まれる。
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も請求の範囲に含まれる。
なお、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。本発明の基地局装置1(1b、1c)および端末装置2(2b、2c)は、セルラーシステム等の端末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、例えば、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できることは言うまでもない。
本発明に関わる基地局装置1(1b、1c)および端末装置2(2b、2c)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良い。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。
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ける基地局装置1(1b、1c)および端末装置2(2b、2c)の一部、または全部を典型的には集積回路であるLSIとして実現しても良い。基地局装置1(1b、1c)および端末装置2(2b、2c)の各機能ブロックは個別にプロセッサ化しても良いし、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ることも可能である。
本発明は、基地局装置、端末装置、無線通信システム、および集積回路に用いて好適である。
1、1b、1c 基地局装置
2、2-1、2-2、2-3、2-4、2-u、2b、2b-1、2b-2、2b-3、2b-4、2b-u、2c、2c-1、2c-2、2c-3、2c-4、2c-u 端末装置
21、21b チャネル符号化部
23、23b データ変調部
25、25b マッピング部
27、27b、27c、27d プリコーディング部
27-1、27b-1、27c-1 線形フィルタ生成部
27-2、27b-2、27c-2 摂動ベクトル探査部
27-3、27b-3、27c-3、27d-3 送信信号生成部
27-4、27b-4、27c-4 相関行列生成部
27c-5、27d-5 DMRS調整部
29、29b、29c アンテナ部
29-1 無線送信部
29-2 アンテナ
29-3 無線受信部
29-5 制御情報多重部
31、31b 制御情報取得部
33、33b チャネル情報取得部
51、51b、51c 端末アンテナ部
51-1 無線受信部
51-2 無線送信部
51-3 制御情報分離部
51-5 参照信号分離部
51-6 アンテナ
53、53b、53c チャネル推定部
55 フィードバック情報生成部
57、57b、57c チャネル等化部
59 デマッピング部
61 データ復調部
63 チャネル復号部
2、2-1、2-2、2-3、2-4、2-u、2b、2b-1、2b-2、2b-3、2b-4、2b-u、2c、2c-1、2c-2、2c-3、2c-4、2c-u 端末装置
21、21b チャネル符号化部
23、23b データ変調部
25、25b マッピング部
27、27b、27c、27d プリコーディング部
27-1、27b-1、27c-1 線形フィルタ生成部
27-2、27b-2、27c-2 摂動ベクトル探査部
27-3、27b-3、27c-3、27d-3 送信信号生成部
27-4、27b-4、27c-4 相関行列生成部
27c-5、27d-5 DMRS調整部
29、29b、29c アンテナ部
29-1 無線送信部
29-2 アンテナ
29-3 無線受信部
29-5 制御情報多重部
31、31b 制御情報取得部
33、33b チャネル情報取得部
51、51b、51c 端末アンテナ部
51-1 無線受信部
51-2 無線送信部
51-3 制御情報分離部
51-5 参照信号分離部
51-6 アンテナ
53、53b、53c チャネル推定部
55 フィードバック情報生成部
57、57b、57c チャネル等化部
59 デマッピング部
61 データ復調部
63 チャネル復号部
Claims (12)
- 複数のアンテナを備え、少なくとも1つの端末装置宛の複数のデータ信号に非線形プリコーディングを施し空間多重して送信を行なう基地局装置であって、
前記端末装置との間のチャネル情報を取得するチャネル情報取得部と、
前記端末装置宛の複数のデータ信号と、チャネル推定用参照信号と、復調用参照信号を多重するマッピング部と、
前記チャネル情報に基づいて前記複数のデータ信号に非線形プリコーディングを施すプリコーディング部と、を備え、
前記プリコーディング部は、前記チャネル情報と、前記複数のデータ信号に基づいて、前記複数のデータ信号に加算する摂動ベクトルを探査する摂動ベクトル探査部と、
前記摂動ベクトルが加算された前記複数のデータ信号の共分散行列を算出する相関行列生成部とを備えることを特徴とする基地局装置。 - 前記相関行列生成部は、前記チャネル情報に基づいて、前記共分散行列を算出することを特徴とする、請求項1に記載の基地局装置。
- 前記共分散行列に関連付けられた制御情報を前記端末装置に通知する信号に多重する制御情報多重部を更に備え、
前記制御情報多重部は、前記端末装置宛ての個別の制御情報を通知する制御チャネルに対して、前記制御情報を多重することを特徴とする請求項2に記載の基地局装置。 - 前記共分散行列に関連付けられた制御情報を前記端末装置に通知する信号に多重する制御情報多重部を更に備え、
前記制御情報多重部は、複数の端末装置宛ての共通の制御情報を通知する制御チャネルに対して、前記制御情報を多重することを特徴とする請求項2に記載の基地局装置。 - 前記プリコーディング部は、前記共分散行列に基づいて、前記非線形プリコーディングの処理の一部を、前記復調用参照信号に施すことを特徴とする、請求項2に記載の基地局装置。
- 前記プリコーディング部は、前記共分散行列に基づいて、前記プリコーディングを前記複数のデータ信号に施すことを特徴とする、請求項5に記載の基地局装置。
- 非線形プリコーディングを施され、空間多重されて基地局装置より送信された複数のデータ信号を、複数のアンテナで受信する端末装置であって、
前記基地局装置との間のチャネル情報を取得するチャネル推定部と、
前記チャネル情報に関連付けられた制御情報を生成するフィードバック情報生成部と、
前記複数のアンテナで受信した信号に対して、線形フィルタを乗算してアンテナ合成を行なうチャネル等化部と、を備え、
前記チャネル等化部は、前記非線形プリコーディングの処理の一部が施された前記複数のデータ信号の共分散行列と、前記チャネル情報に基づいて、前記線形フィルタを算出することを特徴とする端末装置。 - 前記基地局装置より送信された信号から、前記共分散行列に関連付けられた制御情報を取得する制御情報分離部を備えることを特徴とする請求項7に記載の端末装置。
- 前記チャネル推定部は、前記基地局装置より送信された復調用参照信号に基づいて、前記非線形プリコーディングと前記共分散行列の情報が含まれた、前記基地局装置との間の等価チャネル情報を推定し、
前記チャネル等化部は、前記等価チャネル情報に基づいて、前記線形フィルタを算出することを特徴とする請求項7に記載の端末装置。 - 請求項1に記載の基地局装置と、請求項7に記載の少なくとも1つの端末装置とから構成されることを特徴とする無線通信システム。
- 複数のアンテナを備え、少なくとも1つの端末装置宛の複数のデータ信号に非線形プリコーディングを施し空間多重して送信を行なう基地局装置に実装され、前記基地局装置に複数の機能を発揮させる集積回路であって、
前記端末装置との間のチャネル情報を取得する機能と、
前記端末装置宛の複数のデータ信号と、チャネル推定用参照信号と、復調用参照信号を多重する機能と、
前記チャネル情報に基づいて前記複数のデータ信号にプリコーディングを施す機能と、の一連の機能を発揮させ、
前記プリコーディングを施す機能は、前記チャネル情報と、前記複数のデータ信号に基づいて、前記複数のデータ信号に加算する摂動ベクトルを探査し、
前記摂動ベクトルが加算された前記複数のデータ信号の共分散行列を算出することを特徴とする集積回路。 - 非線形プリコーディングを施され、空間多重されて基地局装置より送信された複数のデータ信号を、複数のアンテナで受信する端末装置に実装され、前記端末装置に複数の機能を発揮させる集積回路であって、
前記基地局装置との間のチャネル情報を取得する機能と、
前記チャネル情報に関連付けられた制御情報を生成する機能と、
前記複数のアンテナで受信した信号に対して、線形フィルタを乗算してアンテナ合成を行なう機能と、を備え、
前記アンテナ合成を行なう機能は、前記非線形プリコーディングの処理の一部が施された前記複数のデータ信号の共分散行列と、前記チャネル情報に基づいて、自装置宛ての複数のデータ信号を検出することを特徴とする集積回路。
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