JP5633271B2 - COMMUNICATION DEVICE, COMMUNICATION METHOD, AND COMMUNICATION SYSTEM - Google Patents
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Description
本発明は、例えば、複数のアンテナのそれぞれから送信された送信信号を複数のアンテナを用いて受信する通信装置及び通信方法、ならびにそのような通信装置を用いた通信システムに関する。 The present invention relates to a communication apparatus and a communication method for receiving, for example, transmission signals transmitted from a plurality of antennas using a plurality of antennas, and a communication system using such a communication apparatus.
従来より、無線通信におけるデータ転送の高速化に対する要望は非常に大きいものがある。そこで、Long Term Evolution(LTE)などの次世代のデータ通信規格の標準化が進められている。LTEのような高速データ通信規格において、二つの通信装置がともに複数のアンテナを用いて並列に信号を送受信することにより、擬似的に帯域を広げることができるMultiple Input Multiple Output(MIMO)技術が注目されている。
MIMO技術を採用した通信システムでは、複数のアンテナを有する送信装置が、1以上のデータストリームを複数の送信信号に分割する。そして送信装置は、各送信信号をそれぞれ別個のアンテナを介して送信する。一方、複数のアンテナを有する受信装置は、各アンテナにおいて送信装置からの送信信号を受信する。そして受信装置は、各アンテナで受信した信号から同時に送信された送信信号を分離する。この送信信号の分離方法として、例えば、最小二乗誤差法(Minimum Mean Square Error、MMSE)と最尤検出法(Maximum Likelihood Detection、MLD)が知られている。MLDを用いた受信装置は、実際に受信した受信信号の組と、送信される可能性のある送信信号候補の組から推定された受信信号の組とを比較し、その推定された組の中で最も確からしい組に対応する送信信号候補を、実際に送信された信号とする。MLDを用いた受信装置は、送信信号候補の組に対して推定された受信信号の組と実際の受信信号の組とを比較するために、それら二つの受信信号の組の間の二乗ユークリッド距離などのメトリックを計算する。
MLDは、MMSE等の線形分離法と比較して、優れた受信特性を得ることができる。しかし、MLDが受信信号から送信信号を分離するために行う演算量は、MMSE等の線形分離法が送信信号を分離するために行う演算量よりも多い。特に、同時に送信される送信信号の数と送信に利用される変調方式において取り得る値の数が増えるほど、MLDにおけるメトリックの計算回数は指数関数的に増大する。
そこで、演算量を削減させたMLDが提案されている(例えば、特許文献1〜3及び非特許文献1を参照)。
Conventionally, there has been a great demand for high-speed data transfer in wireless communication. Therefore, standardization of next-generation data communication standards such as Long Term Evolution (LTE) is underway. In high-speed data communication standards such as LTE, Multiple Input Multiple Output (MIMO) technology that allows two communication devices to both increase and decrease the bandwidth by sending and receiving signals in parallel using multiple antennas Has been.
In a communication system employing MIMO technology, a transmission apparatus having a plurality of antennas divides one or more data streams into a plurality of transmission signals. The transmission apparatus transmits each transmission signal via a separate antenna. On the other hand, a receiving device having a plurality of antennas receives a transmission signal from a transmitting device at each antenna. Then, the receiving device separates transmission signals transmitted simultaneously from signals received by the respective antennas. As a method for separating the transmission signal, for example, a least mean square error (MMSE) and a maximum likelihood detection (Maximum Likelihood Detection, MLD) are known. A receiver using MLD compares a set of received signals actually received with a set of received signals estimated from a set of transmission signal candidates that may be transmitted. The transmission signal candidate corresponding to the most probable group is the signal that is actually transmitted. In order to compare the received signal set estimated with respect to the set of transmission signal candidates and the actual received signal set, the receiving apparatus using the MLD is a square Euclidean distance between the two received signal sets Calculate metrics such as
MLD can obtain superior reception characteristics as compared with linear separation methods such as MMSE. However, the amount of calculation performed by the MLD to separate the transmission signal from the reception signal is larger than the amount of calculation performed by the linear separation method such as MMSE to separate the transmission signal. In particular, as the number of transmission signals transmitted simultaneously and the number of values that can be taken in the modulation scheme used for transmission increase, the number of metric calculations in MLD increases exponentially.
Therefore, MLD with a reduced amount of calculation has been proposed (see, for example,
例えば、非特許文献1には、QR分解とMアルゴリズムを組み合わせることにより、メトリック計算回数を減少させたQRM-MLD法において、シンボルレプリカ候補の信頼度情報を用いてシンボルレプリカ候補数を制御する技術が開示されている。
まず、QRM-MLD法について説明する。送信装置から同時に送信されるN個の送信信号(x0, x1, ..., xN-1)と、受信装置にて受信されたN個の受信信号(y0, y1, ..., yN-1)との関係が次式で表されるとする。
First, the QRM-MLD method will be described. N transmission signals (x 0 , x 1 , ..., x N-1 ) transmitted simultaneously from the transmission device and N reception signals (y 0 , y 1 ,. .., y N-1 ) is expressed by the following equation.
受信装置は、実際に受信した受信信号から求められるz0〜zN-1の値と、送信される可能性のある送信信号に対応するシンボルレプリカの組を(3)式のベクトルXに入力することにより得られるz0 '〜zN-1 'の値との二乗ユークリッド距離をメトリックとして計算する。なお、このシンボルレプリカは、受信装置により仮に設定される信号である。MLDでは、受信装置は、z0〜zN-1の全てについて求めたメトリックの総和が最小となるシンボルレプリカの組を実際に送信された送信信号であると推定する。 The receiving apparatus inputs a value of z 0 to z N−1 obtained from the actually received received signal and a set of symbol replicas corresponding to the transmitted signal that may be transmitted to the vector X in Equation (3). The square Euclidean distance with the value of z 0 ′ to z N−1 ′ obtained by doing is calculated as a metric. This symbol replica is a signal temporarily set by the receiving apparatus. In MLD, the receiving apparatus estimates that a set of symbol replicas that minimizes the sum of metrics obtained for all of z 0 to z N−1 is an actually transmitted transmission signal.
QRM-MLD法を用いた受信装置は、信号z0〜zN-1のうち、関連する送信信号の数が最も少ないものから順にメトリックを計算する。例えば、(3)式では、信号zN-1に関連する送信信号の数が最小となる。そのため、受信装置は、最初のステージにおいて、信号zN-1についてのメトリックを計算し、次のステージにおいて、関連する送信信号の数が2番目に少ない信号zN-2についてのメトリックを計算する。その際、受信装置は、m番目のステージにおいて、一つ前のステージの信号zN-m+1について計算されたメトリックが小さい方から順にM個のシンボルレプリカについてのみ、メトリックを計算する。例えば、M=3であり、送信信号x0〜xN-1が64QAMにて変調されていると仮定する。この場合、各送信信号について、それぞれ64個のシンボルレプリカが存在する。そして信号zN-1については送信信号xN-1のみが関連するので、受信装置は、最初のステージにおいて送信信号xN-1に対応する64個のシンボルレプリカcN-1,0〜cN-1,63についてメトリックを計算する。その結果、メトリックが小さい方から順に、3個のメトリックに対応するシンボルレプリカがcN-1,a、cN-1,b、cN-1,c(ただし、0≦a,b,c≦63、a≠b≠c)であったとする。この場合、受信装置は、2番目のステージにおいて信号zN-2に対するメトリックを計算する際、送信信号xN-1については3個のシンボルレプリカcN-1,a、cN-1,b、cN-1,cのみを選択する。そして受信装置は、その3個のシンボルレプリカcN-1,a、cN-1,b、cN-1,cの何れかと、送信信号xN-2が取り得る64個のシンボルレプリカcN-2,0〜cN-2,63の何れかとの組のそれぞれについてメトリックを計算する。
このように、QRM-MLD法を用いた受信装置は、全てのシンボルレプリカの組についてメトリックを計算しなくてよいので、演算量を低減できる。
The reception apparatus using the QRM-MLD method calculates metrics in order from the signal z 0 to z N−1 having the smallest number of related transmission signals. For example, in Equation (3), the number of transmission signals related to the signal z N-1 is minimized. Therefore, the receiving apparatus calculates a metric for the signal z N-1 in the first stage, and calculates a metric for the signal z N-2 with the second smallest number of related transmission signals in the next stage. . At that time, the receiving apparatus calculates metrics only for M symbol replicas in order from the smallest metric calculated for the signal z N-m + 1 of the previous stage in the m-th stage. For example, assume that M = 3 and the transmission signals x 0 to x N−1 are modulated by 64QAM. In this case, there are 64 symbol replicas for each transmission signal. And since the signal z N-1 is associated with only the transmission signal x N-1, the receiving apparatus 64 symbol replica c N-1, 0 to c corresponding to the transmitted signal x N-1 in the first stage Calculate the metric for N-1,63 . As a result, the symbol replicas corresponding to the three metrics are c N-1, a , c N-1, b , c N-1, c (where 0 ≦ a, b, c Assume that ≦ 63 and a ≠ b ≠ c). In this case, when the receiving apparatus calculates a metric for the signal z N-2 in the second stage, three symbol replicas c N−1, a , c N−1, b are transmitted for the transmission signal x N−1. , C N-1, c only. Then, the receiving apparatus transmits one of the three symbol replicas c N−1, a , c N−1, b , c N−1, c and 64 symbol replicas c that the transmission signal x N−2 can take. A metric is calculated for each pair with any of N-2,0 to cN-2,63 .
As described above, the reception apparatus using the QRM-MLD method does not have to calculate the metrics for all the symbol replica pairs, and thus the amount of calculation can be reduced.
QRM-MLD法よりもさらにメトリックの演算回数を減らす方法の一例では、受信装置は、メトリックを計算する各ステージにおいて、ユニタリ変換信号z0〜zN-1から生き残りシンボルレプリカ候補の信号成分を差し引いた残留受信信号を求める。そして受信装置は、残留受信信号に基づいて、ブランチメトリックを計算する送信信号の各シンボルレプリカ候補に対し、ブランチメトリックが小さいと予想される順にランキングする。そして受信装置は、最上位にランキングされたシンボルレプリカ候補から順にブランチメトリックの累計値を計算し、ブランチメトリックの累計値が所定の閾値より小さいシンボルレプリカ候補だけを生き残らせる。また、シンボルレプリカ候補に対するランキングは、例えば、残留受信信号が属する象限を判定することによって行われる。
所定の閾値は、信号受信環境が悪いほど多くのシンボルレプリカ候補の組み合わせが送信信号の候補となるように、受信信号に含まれる雑音電力の推定値が大きいほど、大きな値となるように設定される。例えば、送信信号が直交周波数分割多重方式(Orthogonal Frequency-Division Multiplexing、OFDM)により多重化されている場合、所定の閾値を決定するために用いられる雑音電力は、サブキャリア間のチャネル推定値の誤差電力の平均値から推定される。
In an example of a method for further reducing the number of metric operations than the QRM-MLD method, the receiving device subtracts the signal components of surviving symbol replica candidates from the unitary transformed signals z 0 to z N-1 at each stage of calculating the metric. Find the remaining received signal. Based on the residual received signal, the receiving apparatus ranks each symbol replica candidate of the transmission signal for calculating the branch metric in the order in which the branch metric is expected to be small. Then, the receiving apparatus calculates the cumulative value of the branch metrics in order from the highest ranked symbol replica candidate, and survives only the symbol replica candidates whose cumulative value of branch metrics is smaller than a predetermined threshold. In addition, ranking for symbol replica candidates is performed, for example, by determining a quadrant to which a residual received signal belongs.
The predetermined threshold is set so that the larger the estimated noise power contained in the received signal is, the larger the value is such that the combination of more symbol replica candidates becomes the candidate for the transmitted signal as the signal reception environment is worse. The For example, when the transmission signal is multiplexed by Orthogonal Frequency-Division Multiplexing (OFDM), the noise power used to determine the predetermined threshold is the error in the channel estimation value between subcarriers. Estimated from the average value of power.
また、分離された送信信号からターボ符号の復号またはビタビ復号などの誤り訂正復号処理を実行するために、最尤なシンボルレプリカ候補の組み合わせ以外のシンボルレプリカ候補の組み合わせについての尤度も用いられることがある。しかし、上記のような全てのシンボルレプリカの候補の組み合わせについてメトリックを計算しない送信信号分離方法では、最尤なシンボルレプリカ候補の組み合わせ以外のシンボルレプリカ候補の組み合わせについて直接的に尤度を算出できないことがある。そこで、メトリックが計算されていないシンボルレプリカの候補の組み合わせについて尤度を計算する方法が提案されている(例えば、特許文献4及び非特許文献2)。
Moreover, in order to perform error correction decoding processing such as turbo code decoding or Viterbi decoding from the separated transmission signal, the likelihood of the symbol replica candidate combination other than the maximum likelihood symbol replica candidate combination is also used. There is. However, the transmission signal separation method that does not calculate the metric for all symbol replica candidate combinations as described above cannot directly calculate the likelihood for symbol replica candidate combinations other than the most likely symbol replica candidate combinations. There is. Thus, methods have been proposed for calculating likelihoods for combinations of symbol replica candidates whose metrics are not calculated (for example,
MLD法またはMLD法よりも演算量を少なくしたMLD法の改良により送信信号を分離する演算器を、便宜上、以下ではMLD演算器と呼ぶ。特に、上記のQRM-MLD法と雑音電力に基づく閾値を用いたメトリック累計値の判定とを組み合わせた送信信号分離法を実現するMLD演算器により実行されるメトリックの演算回数は、雑音電力によって変動する。
例えば、複数の送信信号の組がOFDMによって多重化され、一つの送信信号の組が一つのサブキャリアに重畳されているとする。ここで、マルチパス環境下では周波数選択性フェージングの影響によりサブキャリアごとに受信品質が変動する。上記の公知技術では、ブランチメトリックの累計値に対する閾値が雑音電力に応じて決定されている。そのため、各サブキャリアの受信品質が互いに異なると、サブキャリアごと、すなわち、送信信号の組ごとにMLD演算器によるメトリックの演算回数が異なる可能性がある。
例えば、雑音電力が大きいために閾値が十分に大きな値に設定されているサブキャリアに重畳された送信信号の組については、ブランチメトリックの累計値が閾値を超えない。そのため、MLD演算器は、各ステージについて予め設定された生き残り候補全てについてメトリックを計算する。すなわち、そのようなサブキャリアについてのメトリックの総演算回数が最大となる。
一方、雑音電力が低いために閾値が低いサブキャリアに重畳された送信信号の組については、何れかのステージにおいてブランチメトリックの累計値が閾値を超えることがある。このような場合、メトリックが計算されるシンボルレプリカの数が、予め設定された生き残り候補数よりも少なくなる。そのため、このようなサブキャリアについてのメトリックの総演算回数は、メトリックの総演算回数の最大値よりも少なくなる。
An arithmetic unit that separates transmission signals by improving the MLD method with a smaller amount of calculation than the MLD method or the MLD method is hereinafter referred to as an MLD arithmetic unit for convenience. In particular, the number of metric calculations performed by the MLD calculator that implements the transmission signal separation method that combines the QRM-MLD method described above and determination of the metric cumulative value using a threshold based on noise power varies depending on the noise power. To do.
For example, it is assumed that a plurality of transmission signal sets are multiplexed by OFDM, and one transmission signal set is superimposed on one subcarrier. Here, under a multipath environment, reception quality varies for each subcarrier due to the influence of frequency selective fading. In the above known technique, the threshold for the cumulative value of branch metrics is determined according to the noise power. Therefore, if the reception quality of each subcarrier is different from each other, there is a possibility that the number of times the metric is calculated by the MLD calculator differs for each subcarrier, that is, for each set of transmission signals.
For example, for a set of transmission signals superimposed on subcarriers whose threshold is set to a sufficiently large value due to high noise power, the cumulative value of branch metrics does not exceed the threshold. For this reason, the MLD computing unit calculates a metric for all the survival candidates set in advance for each stage. That is, the total number of metric calculations for such subcarriers is maximized.
On the other hand, for a set of transmission signals superimposed on subcarriers with a low threshold due to low noise power, the cumulative value of branch metrics may exceed the threshold at any stage. In such a case, the number of symbol replicas for which the metric is calculated is smaller than the preset number of surviving candidates. Therefore, the total number of metric calculations for such subcarriers is less than the maximum value of the total metric calculation count.
MLD演算器が雑音電力によらず所定時間内に送信信号を分離するためには、MLD演算器はメトリックの総演算回数の最大値に応じた演算量を所定時間内に実行できるように設計される。そのため、メトリックの演算回数がその最大値よりも少ないサブキャリアについては、MLD演算器は冗長になる。特に、一つのMLD演算器が複数のサブキャリアについて送信信号を分離する場合、MLD演算器の回路規模は、そのMLD演算器が信号分離処理を行うサブキャリア数nに、メトリックの総演算回数の最大値を乗じた演算量を所定時間内に実行できる規模となる。したがって、サブキャリア数nが大きいほど、MLD演算器は冗長になる可能性がある。
MLD演算器の回路規模が大きくなると、携帯電話機のような移動局装置にそのMLD演算器を実装することが困難となる。また、演算回路の規模が大きいほど、演算回路で消費される電力も多くなるので、携帯端末のようにバッテリによって駆動される受信装置にとってMLD演算器の回路規模は小さいほど好ましい。したがって、MLD演算器が冗長となるのは好ましくない。
In order for the MLD calculator to separate transmitted signals within a predetermined time regardless of noise power, the MLD calculator is designed so that the amount of calculation corresponding to the maximum value of the total number of metric calculations can be executed within the predetermined time. The Therefore, the MLD calculator is redundant for subcarriers whose metric calculation count is less than the maximum value. In particular, when a single MLD computing unit separates transmission signals for a plurality of subcarriers, the circuit scale of the MLD computing unit is the number of subcarriers for which the MLD computing unit performs signal separation processing, and the total number of metric computations. The amount of computation multiplied by the maximum value can be executed within a predetermined time. Therefore, there is a possibility that the MLD computing unit becomes redundant as the number of subcarriers n increases.
When the circuit scale of an MLD computing unit increases, it becomes difficult to mount the MLD computing unit on a mobile station device such as a mobile phone. In addition, the larger the scale of the arithmetic circuit, the more power is consumed in the arithmetic circuit. Therefore, it is preferable that the circuit scale of the MLD arithmetic unit is smaller for a receiving device driven by a battery such as a portable terminal. Therefore, it is not preferable that the MLD arithmetic unit becomes redundant.
そこで、本明細書は、複数のアンテナを介して受信した複数の受信信号に基づいて複数の送信信号を分離するMLD演算器の回路規模の増大を抑制可能な通信装置及び通信方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present specification provides a communication device and a communication method capable of suppressing an increase in circuit scale of an MLD computing unit that separates a plurality of transmission signals based on a plurality of reception signals received via a plurality of antennas. With the goal.
一つの実施形態によれば、通信装置が提供される。この通信装置は、複数のアンテナと、複数のアンテナの何れか一つと接続され、接続されたアンテナを介して複数のアンテナを有する送信装置から送信された送信信号の組をそれぞれ受信する複数の受信部と、複数の受信部により受信された信号から、送信信号の組に対応する受信信号の組を選択する選択部と、受信信号の組から送信信号の組に含まれる各送信信号を分離する演算器とを有する。演算器は、受信信号の組の受信状態に応じて送信信号の組の候補の数を調整し、かつ送信信号の組の候補のうち、受信信号の組となる事後確率が最も高い候補を送信信号の組として推定する送信信号推定部と、送信信号の組の復号に用いられる所定の信号を出力する出力部と、送信信号推定部による演算量を計数し、送信信号推定部が送信信号の組の推定を終了する前にその演算量が所定の閾値に達した場合に出力部に所定の信号を出力させ、一方、送信信号推定部の演算量が所定の閾値に達する前に送信信号推定部が送信信号の組の推定を終了した場合には、送信信号推定部にその推定した送信信号の組を出力させる制御部とを有する。 According to one embodiment, a communication device is provided. This communication device is connected to any one of a plurality of antennas and a plurality of antennas, and receives a plurality of reception signals respectively received from a transmission device having a plurality of antennas via the connected antennas. And a selection unit that selects a reception signal set corresponding to the transmission signal set from signals received by the plurality of reception units, and each transmission signal included in the transmission signal set is separated from the reception signal set And an arithmetic unit. The arithmetic unit adjusts the number of transmission signal group candidates according to the reception state of the reception signal group, and transmits the candidate having the highest posterior probability of being a reception signal group among the transmission signal group candidates. A transmission signal estimation unit that estimates as a set of signals, an output unit that outputs a predetermined signal used for decoding the set of transmission signals, and a calculation amount by the transmission signal estimation unit are counted. When the calculation amount reaches a predetermined threshold before completing the estimation of the set, the output unit outputs a predetermined signal, while the transmission signal estimation unit estimates the transmission signal before the calculation amount reaches the predetermined threshold. And a control unit that causes the transmission signal estimation unit to output the estimated transmission signal set when the unit finishes the estimation of the transmission signal set.
また他の実施形態によれば、複数のアンテナと、所定数の送信信号の組を互いに異なる周波数帯域を持つ複数のサブキャリアの何れかに重畳する変調部とを有し、所定数の送信信号の組に含まれる送信信号のそれぞれを、複数のアンテナのうちの互いに異なるアンテナから送信する送信装置と、複数のアンテナと、複数のアンテナの何れか一つと接続され、接続されたアンテナを介して所定数の送信信号の組をそれぞれ受信する複数の受信部と、複数の受信部により受信された信号から、所定数の送信信号の組に対応する所定数の受信信号の組を選択する選択部と、所定数の受信信号の組のそれぞれから対応する送信信号の組に含まれる各送信信号を分離する演算器とを有する受信装置とを有する通信システムが提供される。
そして受信装置の演算器は、受信信号の組の受信状態に応じて送信信号の組の候補の数を調整し、かつ送信信号の組の候補のうち、受信信号の組となる事後確率が最も高い候補を送信信号の組として推定する送信信号推定部と、送信信号の組の復号に用いられる所定の信号を出力する出力部と、送信信号推定部による演算量を計数し、送信信号推定部が送信信号の組の推定を終了する前にその演算量が所定の閾値に達した場合に出力部に所定の信号を出力させ、一方、送信信号推定部の演算量が所定の閾値に達する前に送信信号推定部が送信信号の組の推定を終了した場合には、送信信号推定部に推定した送信信号の組を出力させる制御部とを有する。
一方、送信装置は、所定数の送信信号の組について周波数選択性フェージングが生じない場合に複数のサブキャリアの少なくとも一つにサイクリックディレイダイバーシティを適用する。
According to another embodiment, a predetermined number of transmission signals include a plurality of antennas and a modulation unit that superimposes a set of a predetermined number of transmission signals on any of a plurality of subcarriers having different frequency bands. Each of the transmission signals included in the set is transmitted from a different antenna among the plurality of antennas, the plurality of antennas, and any one of the plurality of antennas, via the connected antennas A plurality of receiving units that respectively receive a predetermined number of transmission signal sets, and a selection unit that selects a predetermined number of received signal sets corresponding to the predetermined number of transmission signal sets from signals received by the plurality of receiving units. And a reception device having a computing unit that separates each transmission signal included in the corresponding transmission signal set from each of the predetermined number of reception signal sets.
Then, the arithmetic unit of the receiving apparatus adjusts the number of transmission signal set candidates according to the reception state of the reception signal set, and among the transmission signal set candidates, the posterior probability of being the reception signal set is the highest. A transmission signal estimation unit that estimates a high candidate as a set of transmission signals, an output unit that outputs a predetermined signal used for decoding the transmission signal set, and a calculation amount by the transmission signal estimation unit, When the calculation amount reaches a predetermined threshold before the transmission signal set estimation ends, the output unit outputs a predetermined signal, while the transmission signal estimation unit calculates the calculation amount before the predetermined threshold. When the transmission signal estimation unit finishes estimating the transmission signal set, the control unit causes the transmission signal estimation unit to output the estimated transmission signal set.
On the other hand, the transmission apparatus applies cyclic delay diversity to at least one of the plurality of subcarriers when frequency selective fading does not occur for a predetermined number of sets of transmission signals.
本発明の目的及び利点は、請求項において特に指摘されたエレメント及び組み合わせにより実現され、かつ達成される。
上記の一般的な記述及び下記の詳細な記述の何れも、例示的かつ説明的なものであり、請求項のように、本発明を制限するものではないことを理解されたい。
The objects and advantages of the invention will be realized and attained by means of the elements and combinations particularly pointed out in the appended claims.
It should be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are not restrictive of the invention as claimed.
本明細書に開示された通信装置及び通信方法は、MLD演算器の回路規模の増大を抑制できる。 The communication apparatus and the communication method disclosed in this specification can suppress an increase in the circuit scale of the MLD arithmetic unit.
以下、図を参照しつつ、一つの実施形態による、受信装置について説明する。
この受信装置は、MIMO技術を利用することにより、複数のアンテナを有する送信装置から送信された複数の送信信号を複数のアンテナを介して受信する。そしてこの受信装置は、複数のアンテナのそれぞれによって受信された受信信号から送信信号を分離する。送信信号を分離するために、この受信装置が有するMLD演算器は、QRM-MLD法と雑音電力に基づく閾値を用いたメトリック累計値の判定とを組み合わせた送信信号分離法に基づいて送信信号を分離する。そしてMLD演算器は、送信信号分離処理の実行中の演算量が予め定められた閾値に達した場合には、送信信号の推定を中止して、所定の信号値を出力する。これにより、この受信装置は、MLD演算器の回路規模をその閾値に相当する演算量の回路規模に抑制する。
Hereinafter, a receiving apparatus according to an embodiment will be described with reference to the drawings.
This receiving apparatus receives a plurality of transmission signals transmitted from a transmitting apparatus having a plurality of antennas via a plurality of antennas by using the MIMO technology. The receiving apparatus separates the transmission signal from the reception signal received by each of the plurality of antennas. In order to separate the transmission signal, the MLD computing unit included in this receiving apparatus determines the transmission signal based on the transmission signal separation method that combines the QRM-MLD method and determination of the cumulative metric value using a threshold value based on noise power. To separate. Then, when the amount of calculation during execution of the transmission signal separation process reaches a predetermined threshold, the MLD calculator stops the estimation of the transmission signal and outputs a predetermined signal value. As a result, the receiving apparatus suppresses the circuit scale of the MLD computing unit to the circuit scale of the computation amount corresponding to the threshold value.
なお、本実施形態では、複数の送信信号の組がOFDM形式で多重化される。しかし、複数の送信信号の組は、チャネルあるいはサブキャリアごとに受信状態が異なる可能性のある、他の多重化方式に従って多重化されてもよい。そのような多重化方式には、例えば、周波数分割多重方式あるいはシングルキャリア周波数分割多重方式(Single Carrier Frequency Division Multiplexing、SC-FDM)が含まれる。 In the present embodiment, a plurality of sets of transmission signals are multiplexed in the OFDM format. However, a plurality of sets of transmission signals may be multiplexed according to other multiplexing schemes that may have different reception states for each channel or subcarrier. Such multiplexing schemes include, for example, frequency division multiplexing or single carrier frequency division multiplexing (SC-FDM).
図1は、第1の実施形態による通信システム1の概略構成図である。通信システム1は、2本のアンテナ21−1、21−2を有する送信装置2と、2本のアンテナ31−1、31−2を有する受信装置3とを有する。そして送信装置2は、各アンテナ21−1、21−2から同時に送信信号が重畳された無線信号を放射する。一方、受信装置3は、送信装置2から放射された無線信号を各アンテナ31−1、31−2を介して受信する。なお、それぞれのアンテナ31−1、31−2で受信された信号を、以下では受信信号と呼ぶ。受信装置3は、各受信信号に基づいて送信信号を求める。
なお、この実施形態において、送信装置2が有するアンテナの数は単なる例示にすぎず、送信装置2が有するアンテナの数は、送信装置2に対して物理的に実装可能な2以上の任意の数に設定することができる。同様に、受信装置3が有するアンテナの数は単なる例示にすぎず、受信装置3が有するアンテナの数は、受信装置3に対して物理的に実装可能な2以上の任意の数に設定することができる。さらに、送信装置2が有するアンテナの数は、受信装置3が有するアンテナの数と異なっていてもよい。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a
In this embodiment, the number of antennas included in the
送信装置2は、二つのアンテナ21−1、21−2と、コードワード生成部22と、符号化部23と、変調部24と、二つの送信部25−1、25−2と、制御部26とを有する。コードワード生成部22、符号化部23、変調部24、送信部25−1、25−2及び制御部26は、それぞれ別個の回路として送信装置2に実装されてもよく、それら回路が集積された一つの集積回路として、送信装置2に実装されてもよい。
The
コードワード生成部22は、送信されるデータを、制御部26により決定された、トランスポートサイズブロック(Transport Block Size、TBS)の長さを持つコードワードに分割する。なお、コードワードは、例えば、メディアアクセス制御(Media Access Control、MAC)層及びプロトコルデータユニット(Protocol Data Unit、PDU)層の規定にしたがった、MAC-PDUデータとすることができる。またコードワード生成部22は、制御部26により決定された、符号化部23により符号化されるコードワードに対するストリーム数を参照して、生成したコードワードを符号化部23に割り当てる。なおストリーム数は、一つのコードワードに対して同時に送信されるデータ数を表す。
コードワード生成部22は、生成したコードワードを符号化部23へ渡す。
The
The
符号化部23は、コードワード生成部22から受け取ったコードワードに対して、畳込み符号化処理あるいはターボ符号化処理などの誤り訂正用符号化処理を実行する。さらに符号化部23は、制御部26から取得したストリーム数で符号化されたコードワードを分割することにより、データストリームを生成する。そして符号化部23は、符号化されたコードワードをデータストリーム単位で変調部24へ出力する。
The
変調部24は、制御部26により決定された変調モードMODに従って、符号化部23から受け取ったデータストリームを変調する。変調部24は、その変調されたデータストリームを送信信号として、制御部26から受け取った各種の制御信号及びパイロット信号とともにサブキャリアに重畳する。その際、変調部24は、各アンテナから同時に送信される一つの送信信号の組を、同一の周波数帯域を持つサブキャリアに重畳する。そして変調部24は、同一のアンテナから送信される複数のサブキャリアを、OFDMに従って、すなわち、逆フーリエ変換することにより多重化する。
さらに、変調部24は、制御部26により決定されたプレコーディング行列に従って、多重化された送信信号を送信部25−1及び25−2の何れかに出力する。
The
Furthermore, the
送信部25−1、25−2は、それぞれ、変調部24から入力された多重化された送信信号を、無線周波数を持つ搬送波に重畳する。また送信部25−1、25−2は、ハイパワーアンプを有する。そして送信部25−1、25−2は、多重化された送信信号の強度を所望のレベルに増幅する。また、送信部25−1、25−2は、それぞれ、アンテナ21−1、21−2に接続されており、多重化された送信信号を接続されたアンテナを介して無線信号として送信する。
Each of the transmission units 25-1 and 25-2 superimposes the multiplexed transmission signal input from the
制御部26は、送信装置2全体を制御する。そして制御部26は、例えば、受信装置3から受信したフィードバック情報を参照して、コードワードの長さ、変調モード、各コードワードのストリーム数及びプレコーディング行列を決定する。そして制御部26は、コードワードの長さ、変調モードなどの情報を、送信装置2の関連する各部へ通知する。
なお、フィードバック情報には、例えば、受信装置3において受信された信号の品質を表すCQI(Channel Quality Indicator)値などが含まれる。制御部26は、何れかのアンテナに接続された受信部(図示せず)から受け取った、受信装置3からの信号を復調及び復号し、その復号された信号からフィードバック情報を抽出できる。
The
Note that the feedback information includes, for example, a CQI (Channel Quality Indicator) value indicating the quality of the signal received by the receiving
次に、第1の実施形態による受信装置3について説明する。受信装置3は、二つのアンテナ31−1、31−2と、二つの受信部32−1、32−2と、復調部33と、復号部37と、データ統合部38とを有する。受信部32−1、32−2、復調部33、復号部37及びデータ統合部38は、別個の回路として受信装置3に実装されてもよく、それら回路が集積された一つの集積回路として、受信装置3に実装されてもよい。
Next, the receiving
受信部32−1、32−2は、それぞれ、アンテナ31−1、31−2と接続されている。そして受信部32−1、32−2は、それぞれ、アンテナ31−1、31−2を介して、送信装置2の各アンテナ21−1、21−2から送信された無線信号を受信する。
また受信部32−1、32−2は、それぞれ、低ノイズアンプを有し、その低ノイズアンプにより、受信した無線信号を増幅する。そして受信部32−1、32−2は、増幅した無線信号に中間周波数を持つ信号を重畳することで、ベースバンド周波数を持つベースバンド信号を生成し、そのベースバンド信号を復調部33へ出力する。
The receiving units 32-1 and 32-2 are connected to the antennas 31-1 and 31-2, respectively. The receiving units 32-1 and 32-2 receive the radio signals transmitted from the antennas 21-1 and 21-2 of the
Each of the reception units 32-1 and 32-2 has a low noise amplifier, and amplifies the received radio signal by the low noise amplifier. Then, the reception units 32-1 and 32-2 generate a baseband signal having a baseband frequency by superimposing a signal having an intermediate frequency on the amplified radio signal, and output the baseband signal to the
復調部33は、受信部32−1、32−2から受け取ったベースバンド信号から送信装置2の各アンテナから送信された送信信号を分離する。そのために、復調部33は、フーリエ変換部34と、チャネル推定部35と、ストリーム分離部36とを有する。
The
フーリエ変換部34は、選択部の一例であり、受信部32−1、32−2から受け取った各ベースバンド信号を、それぞれフーリエ変換することにより、サブキャリアごとの信号をそれぞれ再生する。そしてフーリエ変換部34は、各受信部から受け取ったベースバンド信号から再生された信号のうち、送信信号が重畳されたサブキャリアに相当する周波数帯域の信号を、それぞれ、受信信号として選択する。したがって、フーリエ変換部34は、送信信号が重畳されたサブキャリアごとに、受信信号の組を得る。そしてフーリエ変換部34は、その受信信号の組をチャネル推定部35及びストリーム分離部36へ渡す。
なお、復調部33は、受信装置が有するアンテナの数と同数のフーリエ変換部を有し、各フーリエ変換部がそれぞれ互いに異なるアンテナで受信した無線信号から生成されたベースバンド信号をフーリエ変換してもよい。
The
Note that the
チャネル推定部35は、サブキャリアごとに送信信号と受信信号の関係を表すチャネル行列を求める。例えば、チャネル推定部35は、送信装置2の各アンテナから送信された信号に含まれるパイロット信号のような、送信装置2及び受信装置3が既知である信号のチャネルインパルス応答値をサブキャリアごとに求める。そしてチャネル推定部35は、そのチャネルインパルス応答値をチャネル行列の各要素とする。この場合、送信信号と受信信号の関係は、チャネル行列を用いて次式で表される。
チャネル推定部35は、チャネル行列をストリーム分離部36へ渡す。
なお、復調部33は、多重化されているサブキャリアの数と同数のチャネル推定部を有し、各チャネル推定部がそれぞれ互いに異なるサブキャリアのチャネル行列を生成してもよい。
ストリーム分離部36は、サブキャリアごとに、チャネル行列に基づいて受信信号の組から送信信号の組に含まれる各送信信号を分離する。なお、ストリーム分離部36の詳細については後述する。
The
The
Note that the
The
復調部33は、分離された送信信号を、その送信信号に対して適用された変調方式に従って復調し、その復調された信号を復号部37に渡す。
また復調部33は、送信装置2へフィードバックするためのCQI値などのフィードバック情報を算出し、そのフィードバック情報を図示しない送信部へ送る。送信部は、フィードバック情報を持つ信号を直交変調した後、無線周波数を持つ搬送波に重畳することにより無線信号を生成する。そして送信部は、フィードバック情報が搬送される無線信号を何れかのアンテナを介して放射する。
The
The
復号部37は、復調部33から受け取ったデータストリームを結合することにより、符号化されたコードワードを生成する。そして復号部37は、その符号化されたコードワードに対して誤り訂正復号処理を実行する。復号部37は、復号処理がなされたコードワードをデータ統合部38へ出力する。
The
データ統合部38は、復号部37から受け取ったコードワードを所定の順序で結合することで元のデータを再生する。そしてデータ統合部38は、その元のデータを、受信装置3の図示しない他の構成要素へ出力する。
The
以下、ストリーム分離部36の詳細について説明する。
図2は、ストリーム分離部36の概略構成図である。ストリーム分離部36は、4個のMLD演算器40−1〜40−4を有する。そして各MLD演算器40−1〜40−4は、各アンテナ31−1、31−2で受信された受信信号のうちの同一のサブキャリアに重畳された受信信号の組から送信信号を分離する。そしてMLD演算器40−1〜40−4は、分離した送信信号を復号部37へ出力する。
なお、ストリーム分離部36が有するMLD演算器の数は4個に限られない。ストリーム分離部36が有するMLD演算器の数は、各MLD演算器が一つのフレームについて送信信号を分離するサブキャリアの数が等しくなるように設定されることが好ましい。例えば、OFDMによって多重化されるサブキャリアの数が8であれば、ストリーム分離部36は、MLD演算器を8個、4個、2個または1個有することが好ましい。
Details of the
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the
The number of MLD calculators included in the
図3は、MLD演算器40−1の概略構成図である。なお、各MLD演算器40−1〜40−4は、同一の構成を有するので、MLD演算器40−2〜40−4の詳細な説明については省略する。
MLD演算器40−1は、受信信号の組から送信信号の組に含まれる各送信信号を分離する。そのために、MLD演算器40−1は、送信信号推定部41と、対数尤度比算出部42と、代替値出力部43と、制御部44と、セレクタ45とを有する。
MLD演算器40−1が有するこれらの各部は、それぞれ別個の回路であってもよい。あるいは、MLD演算器40−1が有するこれらの各部は、その各部の機能を実現する一つの演算回路であってもよい。
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of the MLD computing unit 40-1. Since each MLD computing unit 40-1 to 40-4 has the same configuration, detailed description of the MLD computing units 40-2 to 40-4 will be omitted.
The MLD computing unit 40-1 separates each transmission signal included in the transmission signal set from the reception signal set. For this purpose, the MLD computing unit 40-1 includes a transmission
Each of these units included in the MLD computing unit 40-1 may be a separate circuit. Alternatively, each of these units included in the MLD computing unit 40-1 may be a single arithmetic circuit that realizes the function of each unit.
送信信号推定部41は、受信信号の組の受信状態に応じて送信信号の組の候補の数を調整し、かつ送信信号の組の候補のうち、その受信信号の組となる事後確率が最も高い候補を送信信号の組として推定する。そこで本実施形態では、送信信号推定部41は、QRM-MLD法と受信信号に含まれる雑音電力に基づく閾値を用いたメトリック累計値の判定とを組み合わせた送信信号分離法を用いる。
送信信号推定部41は、QR分解部411と、ランキング決定部412と、メトリック計算部413と、判定部414とを有する。
The transmission
The transmission
QR分解部411は、チャネル推定部35から受け取ったチャネル行列Hをユニタリ行列Qと上三角行列RにQR分解する。チャネル行列Hは、ユニタリ行列Qと上三角行列Rを用いて次式のように表される。
なお、QR分解部411は、QR分解を行うために、例えば、ギブンス回転、ハウスホルダー変換あるいはグラム・シュミット分解などを用いることができる。
QR分解部411は、ユニタリ変換ベクトルz及び上三角行列Rをランキング決定部412及びメトリック計算部413へ渡す。
The
Note that the
The
ランキング決定部412は、送信信号ごとに、シンボルレプリカをランキングする。その際、ランキング決定部412は、ユニタリ変換ベクトルzの要素であるユニタリ変換信号のうち、関連する送信信号の数が少ないものから順に着目する。そしてユニタリ変換信号ごとにステージが設定される。ランキング決定部412は、ステージごとに、一つの送信信号の推定値を求め、象限判定により、シンボルレプリカをその推定値に近い順にランキングする。
なお、シンボルレプリカは、送信信号に対して適用された変調方式において送信信号が取り得る値を受信装置3が発生させたものである。
The
Note that the symbol replica is generated by the receiving
本実施形態では、(6)式を参照すると、ユニタリ変換信号z1は、送信信号x1に関する成分のみを含んでいる。そこで、ランキング決定部412は、最初のステージでは、ユニタリ変換信号z1に着目する。そしてランキング決定部412は、(z1/r11)をシンボルx1の推定値u1とする。
ランキング決定部412は、送信信号x1についての各シンボルレプリカのランクを決定するために、送信信号x1が取り得る信号値を表すI信号とQ信号の座標系において、送信信号x1の推定値u1が属する象限を判定する。そしてランキング決定部412は、推定値u1が属する象限の中心位置を原点として、例えば、少なくとも((1/2)log2m1)回の象限判定を行うことにより、推定値u1に近い順に、各シンボルレプリカに対するランクを決定する。なお、m1は、送信信号x1に対して適用される変調方式が取り得る値の数であり、例えば、変調方式がQPSKであれば、m1=2であり、変調方式が64QAMであれば、m1=8である。
In the present embodiment, referring to the equation (6), the unitary conversion signal z 1 includes only components related to the transmission signal x 1 . Therefore, the
Ranking determining
図4(a)〜図4(c)を参照しつつ、象限判定処理について説明する。なお、一例として、送信信号x1に適用される変調方式は64QAMである。そして図4(a)〜図4(c)のそれぞれにおいて、横軸はI信号成分を表し、縦軸はQ信号成分を表す。また各点401は、それぞれ、送信信号x1が取り得る信号値に対応する信号点である。例えば、点401aはシンボル"101111"に対応する信号値を表す。また星印410は、推定値u1を表す。この例では、推定値u1のI信号成分及びQ信号成分の何れも負の値である。
The quadrant determination process will be described with reference to FIGS. 4 (a) to 4 (c). As an example, the modulation scheme applied to the transmitted signal x 1 is 64QAM. 4A to 4C, the horizontal axis represents the I signal component, and the vertical axis represents the Q signal component. The
図4(a)に示されるように、推定値u1は、I信号成分及びQ信号成分の何れも負であるため、第4象限420に位置している。
そこで次に、ランキング決定部412は、推定値u1が属する第4象限の中心に相当する信号値(-4/√42, -4/√42)を原点O'としたときに、推定値u1が属する象限を判定する。すなわち、ランキング決定部412は、推定値u1から第4象限の中心に相当する信号値(-4/√42, -4/√42)を減算することにより推定値u'1を求め、その推定値u'1のI信号成分及びQ信号成分がそれぞれ正か負かを判定する。図4(b)に示されるように、この例では、推定値u1は、原点O'を基準とした第1象限430に属している。
As shown in FIG. 4A, the estimated value u 1 is located in the
Therefore, next, the
また次に、ランキング決定部412は、推定値u1が属する、原点O'を基準とした第1象限430の中心に相当する信号値(-2/√42, -2/√42)を原点O"としたときに、推定値u1が属する象限を判定する。すなわち、ランキング決定部412は、推定値u1から第1象限430の中心に相当する信号値(-2/√42, -2/√42)を減算することにより推定値u"1を求め、その推定値u"1のI信号成分及びQ信号成分がそれぞれ正か負かを判定する。そして図4(c)に示されるように、推定値u1は、原点O"を基準とした第2象限440に属している。その第2象限440は、1個のシンボル"110001"に対応する。そのため、シンボル"110001"に相当する信号点が推定値u1に最も近い。そこでランキング部412は、"110001"のシンボルレプリカを最も高いランクに設定する。
Next, the
ランキング決定部412は、同様に、推定値u1が属する象限を判定する処理を繰り返すことにより、推定値u1に対して2番目〜M番目に近いシンボルレプリカを求める。なお、Mは、各ステージにおけるシンボルレプリカの生き残り数であり、例えば、3に設定される。
Similarly, the
ランキング決定部412は、2番目以降のステージが注目するステージである場合、注目するステージにおいて着目するユニタリ変換信号から、一つ前のステージまでで選択された送信信号の成分を除く。これにより、ランキング決定部412は、送信信号ベクトルXに含まれる注目する一つの送信信号に含まれる推定値を求めることができる。そしてランキング決定部412は、その注目する送信信号について象限判定処理を実行することにより、その注目する送信信号についての各シンボルレプリカをランキングする。
例えば、ランキング決定部412は、(6)式を参照すると、2番目のステージでは、ユニタリ変換信号z0に着目する。ユニタリ変換信号z0は、送信信号x0とx1の両方の成分を持つ。そこで、ランキング決定部412は、次式に従って、送信信号x0の推定値u0i(i=1,2,..,M)を求める。
ランキング決定部412は、ステージごとに、注目する送信信号のシンボルレプリカのランクをメトリック計算部413へ通知する。
When the second and subsequent stages are the stage of interest, the
For example, the
The
メトリック計算部413は、ステージごとに、そのステージの一つ前のステージにおけるメトリックの累計値が最小となる生き残りシンボルレプリカの組を選択する。そしてメトリック計算部413は、そのステージにおいて注目する送信信号のシンボルレプリカについて、ランクが高い方から順にメトリックを計算する。そしてメトリック計算部413は、選択したシンボルレプリカの組に、新たにメトリックを計算したシンボルレプリカを追加する。またメトリック計算部413は、選択したシンボルレプリカの組について求めたメトリックの累計値に、注目するステージで求めたメトリックを加算することにより、メトリックの累計値を更新する。
メトリックは、実際に送信された送信信号である確からしさの指標である。本実施形態では、最初のステージにおけるメトリックd1j及び2番目のステージにおけるメトリックd2jは、それぞれ、2乗ユークリッド距離を用いて次式で表される。
あるいは、メトリック計算部413は、メトリックd1j及びd2jとして、次式のように、ユニタリ変換信号z0、z1と、シンボルレプリカの組(c0j,c1j)を(6)式の右辺の第1項に入力することにより得られた推定受信信号とのマンハッタン距離を算出してもよい。
メトリック計算部413は、メトリックを1回計算する度に、メトリックを計算したことを表す演算実行信号を制御部44へ通知する。
The
The metric is an index of the probability that the transmission signal is actually transmitted. In the present embodiment, the metric d 1j in the first stage and the metric d 2j in the second stage are each expressed by the following equations using the square Euclidean distance.
Alternatively, the
Each time the
本実施形態では、最初のステージでは、メトリックの累計値はd1jそのものである。また2番目のステージでは、メトリックの累計値は、d1jとd2jの合計となる。そしてメトリック計算部413は、メトリックの累計値を算出する度に、その累計値及び対応するシンボルレプリカの組を判定部414へ通知する。またメトリック計算部413は、メトリックの累計値を算出する度に、その累計値及び対応するシンボルレプリカの組を内蔵するメモリに記憶する。
In the present embodiment, in the first stage, the cumulative value of the metric is d 1j itself. In the second stage, the cumulative value of the metric is the sum of d 1j and d 2j . Each time the
判定部414は、各ステージにおいて、各シンボルレプリカの組のメトリックの累計値が所定の閾値を超えたか否か判定する。また判定部414は、メトリックを計算したシンボルレプリカの個数が各ステージについて予め設定された生き残り数に達したか否か判定する。その累計値が所定の閾値以下であり、かつメトリックを計算したシンボルレプリカの個数が生き残り数に達していなければ、判定部414は、メトリック計算部413に対して次のランクを持つシンボルレプリカについてメトリックを計算するように指示する。
一方、累計値が所定の閾値を超えている場合、判定部414は、ランキング決定部412へ、注目するステージの次のステージに対応する送信信号について、シンボルレプリカのランキングを実行させる。また注目するステージについてメトリックを計算したシンボルレプリカの個数が予め設定された生き残り数に達していれば、判定部414は、そのステージにおけるメトリックの計算を終了する。そして判定部414は、ランキング決定部412へ、注目するステージの次のステージに対応する送信信号について、シンボルレプリカのランキングを実行させる。
The
On the other hand, when the cumulative value exceeds the predetermined threshold value, the
所定の閾値は、例えば、受信信号の雑音電力に基づいてステージごとに設定される。例えば、ステージmにおける所定の閾値Δmは、非特許文献1に記載されているように、次式で算出される。
注目するステージが最後のステージである場合、生き残ったシンボルレプリカの組が、送信信号の組の候補である。そこで判定部414は、それまでに計算したメトリックの累計値の最小値を求める。そして判定部414は、メトリックの累計値の最小値に対応するシンボルレプリカの組が、実際に送信された送信信号の組であると推定する。本実施形態では、実際に送信された送信信号の組(x0,x1)であると推定されたシンボルレプリカの組(c0min,c1min)を最尤シンボルセットと呼ぶ。最尤シンボルセットに含まれるシンボルレプリカに対応するシンボル(x0 (ML),x1 (ML))を最尤シンボルと呼ぶ。
判定部414は、メトリックの累計値の最小値及び最尤シンボルセット(c0min,c1min) を対数尤度比算出部42へ出力する。また判定部414は、最終ステージまでメトリックの累計値を計算した各シンボルレプリカの組及び対応するメトリックの累計値も対数尤度比算出部42へ出力する。
If the stage of interest is the last stage, the surviving symbol replica set is a candidate set of transmission signals. Therefore, the
The
送信信号推定部41は、最後のステージについてメトリックを計算する前に、制御部44から停止指示信号を受け取ると、送信信号推定処理を停止する。この場合、判定部414は、対数尤度比算出部42へ何も出力しない。
When the transmission
対数尤度比算出部42は、軟判定による誤り訂正復号処理で利用される、推定された送信信号のビットごとの対数尤度比(Log-likelihood ratio、LLR)を算出する。対数尤度比算出部42は、送信信号xr(r=0,1)の左からn番目のビットに対するLLRであるビットLLRr(n)を次式に従って算出する。
また対数尤度比算出部42は、次式に従ってビットLLRr(n)を算出してもよい。
In addition, the log likelihood
なお、送信信号推定部41は、最終ステージまで生き残ったシンボルレプリカの組についてのみ、メトリックの累計値を計算しているので、反転ビットシンボルを含むシンボルレプリカの組についてのメトリックの累計値は計算されていないことがある。この場合、反転ビットシンボルを含むシンボルレプリカについての尤度は、直接的には算出されない。
そこでこのような場合、対数尤度比算出部42は、メトリックの累計値が計算されていないシンボルレプリカの尤度を、例えば、次のように算出する。
対数尤度比算出部42は、最尤シンボルの組から推定される受信信号と実際の受信信号の組との最小2乗ユークリッド距離を、複数のシンボルについて平均する。そして対数尤度比算出部42は、その平均値に所定の係数を乗じた値をメトリックの累計値が計算されていないシンボルレプリカの組の尤度とする。なお、所定の係数は、例えば、3とすることができる。
あるいは、対数尤度比算出部42は、非特許文献2に開示されているその他の尤度算出方法に従って、メトリックの累計値が計算されていないシンボルレプリカの組の尤度を算出してもよい。
Note that the transmission
Therefore, in such a case, the log likelihood
The log likelihood
Alternatively, the log-likelihood
代替値出力部43は、出力部の一例であり、例えば、不揮発性の半導体メモリ回路を有し、送信信号の組の誤り訂正復号に用いられる所定の値として、各ビットの対数尤度比LLRr(n)の事前設定値を記憶する。各ビットのLLRr(n)は、送信信号の事前設定値の信頼度が低いことを示す値、例えば、0あるいは±0.5程度の値を持つ。そして代替値出力部43は、制御部44から出力指示信号を受け取ると、各ビットのLLRr(n)の事前設定値をセレクタ45へ出力する。
The alternative
制御部44は、例えば、プロセッサと、不揮発性又は揮発性の半導体メモリ回路とを有する。そして制御部44は、フレームごとに、送信信号推定部41で計算されるメトリックの演算回数を計数する。本実施形態では、制御部44は、送信信号推定部41のメトリック計算部413から演算実行信号を受け取る度に、メトリック演算回数を1インクリメントすることで、そのメトリック演算回数を更新する。そして制御部44は、更新されたメトリック演算回数を内蔵するメモリ回路に記憶する。
The
また制御部44は、メトリック演算回数が更新される度に、更新されたメトリック演算回数が、MLD演算器40−1の許容最大演算量に対応する所定の演算量閾値に達したか否か判定する。そして更新されたメトリック演算回数が演算量閾値に達していなければ、制御部44は、送信信号推定部41に送信信号推定処理の実行を継続させる。
一方、更新されたメトリック演算回数が演算量閾値に達した場合、制御部44は、送信信号推定部41へ送信信号推定処理の停止を命じる停止指示信号を送信する。また制御部44は、代替値出力部43に対して、出力指示信号を送信する。さらに制御部44は、セレクタ45に対して、代替値出力部43から受け取った各ビットLLRr(n)の事前設定値を出力させるよう制御信号を送信する。
Further, each time the metric calculation count is updated, the
On the other hand, when the updated metric calculation count reaches the calculation amount threshold value, the
MLD演算器40−1の許容最大演算量は、MLD演算器40−1が所定時間内に所定回数の送信信号分離処理を終えることができる演算量の最大値である。この所定時間は、例えば、受信装置3に要求される信号処理速度に応じて予め決定される。許容最大演算量が大きいほど、MLD演算器40−1は多くの演算を同時に実行するので、MLD演算器40−1の回路規模は大きくなる。
例えば、送信信号推定部41が各ステージで予め設定された生き残り候補数のシンボルレプリカそれぞれについてメトリックを計算した場合の演算量を最大演算量MAXAとする。この場合、MLD演算器40−1の許容最大演算量は、最大演算量MAXAに、MLD演算器40−1が送信信号分離処理を行うサブキャリアの数ns及び係数α(ただし、0<α<1)を乗じた値(MAXA×ns×α)である。そこで上記の演算量閾値は、例えば、(MAXA×ns×α)に設定される。この係数αは、受信装置3が用いられることが想定される通信環境に応じて予め決定される。マルチパス環境下で各サブキャリアの受信品質が異なる場合、送信信号分離処理の演算量がサブキャリアごとに変動する。そのため、遅延分散が大きい場合には、サブキャリアによっては信号電力が大きくなるので、比較的少ないメトリック演算回数でも送信信号が分離される。そのため、係数αは比較的小さな値(例えば、0.6〜0.7)に設定可能である。
一方、遅延分散が小さい場合には、全てのサブキャリアについて信号電力が小さくなることがある。このような場合、送信信号推定処理において、各ステージにおいてメトリックが計算されるシンボルレプリカの数が多くなる。そのため、許容最大演算量が小さいと、MLD演算器40−1は、送信信号を分離できない可能性が高くなってしまう。そこで想定される遅延分散が小さいほど、係数αは、1に近い値に設定される。
The allowable maximum calculation amount of the MLD calculator 40-1 is the maximum value of the calculation amount that the MLD calculator 40-1 can finish a predetermined number of transmission signal separation processes within a predetermined time. This predetermined time is determined in advance according to, for example, the signal processing speed required of the receiving
For example, the calculation amount when the transmission
On the other hand, when the delay dispersion is small, the signal power may be small for all subcarriers. In such a case, in the transmission signal estimation process, the number of symbol replicas whose metrics are calculated at each stage increases. Therefore, if the allowable maximum calculation amount is small, there is a high possibility that the MLD calculator 40-1 cannot separate transmission signals. Therefore, as the delay dispersion assumed is smaller, the coefficient α is set to a value closer to 1.
セレクタ45は、制御部44から制御信号を受け取っていない場合には、対数尤度比算出部42から受け取った送信信号の組、反転ビットシンボル及び各ビットLLRr(n)を出力する。一方、セレクタ45は、制御部44から制御信号を受け取っている場合には、代替値出力部43から受け取った各ビットLLRr(n)を出力する。
When the control signal is not received from the
図5及び図6は、MLD演算器40−1により実行される送信信号分離処理の動作フローチャートである。この送信信号分離処理は、各サブキャリアについて、一つのシンボルに相当する受信信号ごとに実行される。
QR分解部411は、チャネル行列Hをユニタリ行列Qと上三角行列RにQR分解する(ステップS101)。そしてQR分解部411は、受信信号ベクトルYにユニタリ行列Qのエルミート共役QHを乗じてユニタリ変換ベクトルzを生成する(ステップS102)。QR分解部411は、ユニタリ変換ベクトルzをランキング決定部412及びメトリック計算部413へ出力する。
5 and 6 are operation flowcharts of the transmission signal separation process executed by the MLD computing unit 40-1. This transmission signal separation process is executed for each received signal corresponding to one symbol for each subcarrier.
The
ランキング決定部412は、注目するステージに対応する受信信号のユニタリ変換信号から一つ前のステージまでに生き残ったシンボルレプリカの組による成分をキャンセルした残留成分を、注目する送信信号の推定値として算出する(ステップS103)。なお、各ステージは、ユニタリ変換ベクトルzに含まれる一つのユニタリ変換信号に対応する。そして関連する送信信号の数が少ないユニタリ変換信号ほど先に注目される。
ランキング決定部412は、象限判定により、注目する送信信号の推定値に近い順にシンボルレプリカをランキングする(ステップS104)。そしてランキング決定部412は、メトリック計算部413へ各シンボルレプリカのランクを通知する。
The
The
メトリック計算部413は、注目するステージについて、一つ前のステージにおいてメトリックの累計値が最小となるシンボルレプリカの組を選択する。またメトリック計算部413は、注目するステージについて、ランク順に着目するシンボルレプリカを設定する(ステップS105)。メトリック計算部413は、着目するシンボルレプリカについてメトリックを算出する。そしてメトリック計算部413は、選択したシンボルレプリカの組について求められたメトリックの累計値に算出したメトリックを加算して、メトリックの累計値を更新する(ステップS106)。
メトリック計算部413は、メトリックの累計値及びシンボルレプリカの組を内蔵するメモリに記憶し、そのメトリックの累計値及びシンボルレプリカの組を判定部414へ通知する。またメトリック計算部413は、メトリックを計算したことを表す演算実行信号を制御部44へ通知する。
The
The
制御部44は、演算実行信号を受け取ると、メトリックの演算回数を1インクリメントすることにより更新する(ステップS107)。そして制御部44は、更新されたメトリックの演算回数がMLD演算器40−1の許容最大演算量に対応する所定の演算量閾値に達したか否か判定する(ステップS108)。
更新されたメトリックの演算回数が演算量閾値に達していれば(ステップS108−Yes)、制御部44は、送信信号推定部41による送信信号推定を停止させる(ステップS109)。また制御部44は、代替値出力部43に、各ビットの対数尤度比の事前設定値を出力させる(ステップS110)。そしてMLD演算器40−1は、送信信号分離処理を終了する。
Upon receiving the calculation execution signal, the
If the updated metric calculation count has reached the calculation threshold (step S108—Yes), the
一方、更新されたメトリックの演算回数が演算量閾値未満である場合(ステップS108−No)、図6に示されるように、制御部44は、送信信号推定部41による送信信号推定を継続させる。そして判定部414は、メトリックの累計値は受信信号の雑音電力に基づいて決定された閾値以上か否か判定する(ステップS111)。
メトリックの累計値が閾値未満であれば(ステップS111−No)、判定部414は、注目するステージにおいてランク順に選択されたシンボルレプリカの数は所定の生き残り数に達したか否か判定する(ステップS112)。選択されたシンボルレプリカの数が所定の生き残り数に達していなければ(ステップS112−No)、判定部414は、メトリック計算部413に、次のランクのシンボルレプリカを選択するよう指示する。そしてMLD演算器40−1は、ステップS105以降の処理を実行する。
On the other hand, when the updated metric calculation count is less than the calculation amount threshold (No in step S108), the
If the cumulative value of the metric is less than the threshold (step S111-No), the
一方、メトリックの累計値が閾値以上である場合(ステップS111−Yes)、判定部414は、注目するステージが最終ステージか否か判定する(ステップS113)。あるいは、選択されたシンボルレプリカの数が所定の生き残り数に達している場合も(ステップS112−Yes)、判定部414は、注目するステージが最終ステージか否か判定する(ステップS113)。
注目するステージが最終ステージでなければ(ステップS113−No)、判定部414は、次のステージへ移行させる(ステップS114)。判定部414は、ランキング決定部412へ次のステージの処理を行うよう通知する。そしてMLD演算器40−1は、ステップS103以降の処理を実行する。
一方、注目するステージが最終ステージであれば(ステップS113−Yes)、判定部414は、メトリックの累計値の最小値を求める(ステップS115)。そして判定部414は、メトリックの累計値の最小値に対応するシンボルレプリカの組を実際に送信された送信信号の組と推定する(ステップS116)。判定部414は、メトリックの累計値の最小値及び推定された送信信号を対数尤度比算出部42へ出力する。
On the other hand, when the cumulative value of the metric is equal to or greater than the threshold (step S111—Yes), the
If the stage of interest is not the final stage (step S113—No), the
On the other hand, if the stage of interest is the final stage (step S113—Yes), the
対数尤度比算出部42は、推定された送信信号に相当するシンボルに含まれるビットのそれぞれについて、最尤シンボルと反転ビットシンボル間の対数尤度比を算出する(ステップS117)。そして対数尤度比算出部42は、推定された送信信号の組と、対数尤度比及びその対数尤度比の算出に用いられた反転ビットシンボルをセレクタ45を介して復号部37へ出力する。
その後、MLD演算器40−1は、送信信号分離処理を終了する。
The log likelihood
Thereafter, the MLD computing unit 40-1 ends the transmission signal separation process.
図7は、第1の実施形態による送信信号分離処理によるブロックエラーレートと、非特許文献1に開示された送信信号分離処理によるブロックエラーレートとをシミュレーションにより算出したグラフを表す。このシミュレーションでは、送信装置が有する4本のアンテナからそれぞれ送信信号が放射され、受信装置は、4本のアンテナで放射された送信信号を受信するものとする。また送信信号の変調方式は16QAMであり、信号の伝播環境として、6パス指数減衰モデルを仮定した。
さらに、第1の実施形態による送信信号分離処理における、MLD演算器の演算量を規定する閾値を決定するための係数αは0.8とした。
FIG. 7 shows a graph in which the block error rate by the transmission signal separation process according to the first embodiment and the block error rate by the transmission signal separation process disclosed in
Further, in the transmission signal separation processing according to the first embodiment, the coefficient α for determining the threshold value that defines the calculation amount of the MLD calculator is set to 0.8.
図7において、横軸は受信信号のSN比を表し、縦軸はブロックエラーレートを表す。グラフ701は、符号化率が3/4であり、非特許文献1に開示された送信信号分離処理が用いられた場合のブロックエラーレートを表す。またグラフ702は、符号化率が3/4であり、第1の実施形態による送信信号分離処理が用いられた場合のブロックエラーレートを表す。さらに、グラフ711は、符号化率が8/9であり、非特許文献1に開示された送信信号分離処理が用いられた場合のブロックエラーレートを表す。またグラフ712は、符号化率が8/9であり、第1の実施形態による送信信号分離処理が用いられた場合のブロックエラーレートを表す。
図7に示されるように、符号化率が3/4、8/9の何れの場合についても、第1の実施形態の送信信号分離処理によるブロックエラーレートと、非特許文献1に開示された送信信号分離処理によるブロックエラーレートとの間には有意差は認められない。
したがって、第1の実施形態による送信信号分離処理を実行するMLD演算器の回路規模は、非特許文献1に開示された送信信号分離処理を実行する演算器の回路規模よりも、係数α=0.8に相当する20%の演算量分だけ小さくできることが分かる。
In FIG. 7, the horizontal axis represents the SN ratio of the received signal, and the vertical axis represents the block error rate. A
As shown in FIG. 7, the block error rate according to the transmission signal separation process of the first embodiment and the
Therefore, the circuit scale of the MLD computing unit that performs the transmission signal separation process according to the first embodiment is larger than the circuit scale of the computing unit that performs the transmission signal separation process disclosed in
以上に説明してきたように、MLD演算器は、送信信号分離処理実行時の演算量を監視して、その演算量がMLD演算器の最大許容演算量を超える場合には送信信号分離処理を停止して、事前に設定された対数尤度比を出力する。そのため、このMLD演算器により実行される演算量は、QRM-MLD法と雑音電力に基づく閾値を用いたメトリック累計値の判定とを組み合わせた送信信号分離法による最大演算量よりも少なくて済む。その結果、MLD演算器の回路規模は、QRM-MLD法と雑音電力に基づく閾値を用いたメトリック累計値の判定とを組み合わせた送信信号分離法を実現する演算器の回路規模よりも小さくできる。従って、第1の実施形態による受信装置の回路規模も小さくできる。 As described above, the MLD computing unit monitors the amount of computation when the transmission signal separation processing is executed, and stops the transmission signal separation processing when the amount of computation exceeds the maximum allowable computation amount of the MLD computing unit. Then, a log likelihood ratio set in advance is output. Therefore, the amount of computation executed by this MLD computing unit can be smaller than the maximum amount of computation by the transmission signal separation method combining the QRM-MLD method and the determination of the metric cumulative value using a threshold based on noise power. As a result, the circuit scale of the MLD computing unit can be made smaller than the circuit scale of the computing unit that realizes the transmission signal separation method that combines the QRM-MLD method and the determination of the metric cumulative value using a threshold based on noise power. Therefore, the circuit scale of the receiving apparatus according to the first embodiment can be reduced.
次に、第2の実施形態による受信装置について説明する。
第2の実施形態による受信装置は、サブキャリア数よりも少ないMLD演算器を持つ。この受信装置は、各サブキャリアの信号受信状態に応じてサブキャリアごとの送信信号分離処理に要する演算量を推定する。そしてこの受信装置は、各MLD演算器による送信信号分離処理の演算量のバラツキが小さくなるように、各MLD演算器にサブキャリアを割り当てる。
この第2の実施形態による受信装置は、第1の実施形態による受信装置と比較して、ストリーム分離部のみが異なる。そこで以下では、ストリーム分離部について説明する。
なお、この実施形態において、OFDMによって多重化されているサブキャリア数は8であるとする。
Next, a receiving apparatus according to the second embodiment will be described.
The receiving apparatus according to the second embodiment has MLD computing units that are smaller than the number of subcarriers. This receiving apparatus estimates the amount of calculation required for transmission signal separation processing for each subcarrier according to the signal reception state of each subcarrier. The receiving apparatus allocates subcarriers to each MLD computing unit so that variation in the amount of computation of the transmission signal separation processing by each MLD computing unit is reduced.
The receiving apparatus according to the second embodiment differs from the receiving apparatus according to the first embodiment only in the stream separation unit. Therefore, hereinafter, the stream separation unit will be described.
In this embodiment, it is assumed that the number of subcarriers multiplexed by OFDM is 8.
図8は、第2の実施形態による受信装置のストリーム分離部50の概略構成図である。ストリーム分離部50は、スケジューラ51と、4個のMLD演算器40−1〜40−4と、再配列部52とを有する。
ストリーム分離部50が有するこれらの各部は、それぞれ別個の演算回路であってもよい。あるいは、ストリーム分離部50が有するこれらの各部は、その各部の機能を実現する一つの演算回路であってもよい。
なお、図8において、ストリーム分離部50の各部には、図2に示された第1の実施形態によるストリーム分離部36の対応する構成要素の参照番号と同じ参照番号を付した。ストリーム分離部50は、スケジューラ51と再配列部52とを有する点で、第1の実施形態によるストリーム分離部36と異なる。
FIG. 8 is a schematic configuration diagram of the
Each of these units included in the
In FIG. 8, each part of the
スケジューラ51は、サブキャリアごとの受信信号品質に基づいて、各MLD演算器40−1〜40−4に割り当てるサブキャリアを決定する。そのために、スケジューラ51は、受信品質測定部511と、演算器割当部512とを有する。
受信品質測定部511は、各サブキャリアの受信信号品質を測定する。本実施形態では、受信品質測定部511は、受信信号品質として、サブキャリアごとのキャパシティを求める。
そのために、受信信号品質測定部511は、例えば、フーリエ変換部34から受け取った各サブキャリアに重畳されたパイロットチャネルの信号に基づいて、サブキャリアごとの信号対雑音比(Signal to Noise Ratio、SNR)を求める。また受信品質測定部511は、チャネル推定部35からチャネル行列を受け取る。そして受信信号品質測定部511は、次式に従ってサブキャリアごとのキャパシティCs(s=1,2,..,Nsub、ただしNsubはサブキャリア数)を算出する。
Reception
For this purpose, the received signal
受信信号品質測定部511は、受信信号品質として、キャパシティの代わりにサブキャリアごとの信号電力対干渉雑音電力比(Signal to Interference plus Noise Ratio、SINR)を算出してもよい。
受信信号品質測定部511は、フレームごとに各サブキャリアの受信信号品質を測定する。あるいは、受信信号品質測定部511は、所定数のフレームに1回の割合で、各サブキャリアの受信信号品質を測定してもよい。なお、所定数は、例えば、2〜10程度に設定される。
そして受信信号品質測定部511は、各サブキャリアの受信信号品質を割当部512へ通知する。
The received signal
Received signal
Received signal
割当部512は、サブキャリアごとの受信信号品質に基づいて、各MLD演算器による送信信号分離処理の演算量のバラツキが小さくなるように、各MLD演算器40−1〜40−4に割り当てるサブキャリアを決定する。
(10)式及び(11)式から明らかなように、信号電力が小さいほど、すなわち、受信信号品質が低いほど、MLD演算器による送信信号分離処理の演算量を規定する閾値Δmも大きくなる。したがって、受信信号品質が低いほど、送信信号分離処理の演算量が多くなる可能性が高い。
そこで例えば、割当部512は、サブキャリアに対して、そのサブキャリアに対応する受信信号品質に応じて順位を付ける。そして割当部512は、各MLD演算器に割り当てられるサブキャリアの順位の合計ができるだけ等しくなるように、各MLD演算器に割り当てるサブキャリアを決定する。
The assigning
As is clear from the equations (10) and (11), the smaller the signal power, that is, the lower the received signal quality, the greater the threshold Δm that defines the amount of transmission signal separation processing performed by the MLD calculator. Therefore, the lower the received signal quality, the higher the possibility that the amount of computation of the transmission signal separation process will increase.
Therefore, for example, the assigning
図9(a)は、各サブキャリアについて求められた受信信号品質の一例を示す図であり、図9(b)は、各MLD演算器に割り当てられるサブキャリアの一例を示す図である。
図9(a)において、縦方向の軸に付された数値は、サブキャリアの識別番号であり、横方向の軸はキャパシティである。そして棒グラフ901〜908は、それぞれ、サブキャリア1〜8のキャパシティを表す。この例では、キャパシティは、サブキャリア5、7、6、3、1、4、2、8の順に高くなっている。
FIG. 9A is a diagram showing an example of received signal quality obtained for each subcarrier, and FIG. 9B is a diagram showing an example of subcarriers assigned to each MLD computing unit.
In FIG. 9A, the numerical value attached to the vertical axis is the identification number of the subcarrier, and the horizontal axis is the capacity.
図9(b)において、縦方向の軸に付された数値1〜4は、MLD演算器の識別番号であり、それぞれ、MLD演算器40−1〜40−4に対応する。また横軸は、演算量を表す。そして棒グラフ911〜914は、それぞれ、各MLD演算器における送信信号分離処理の演算量を表す。また棒グラフ911〜914内に付された番号1〜8は、サブキャリアの識別番号である。
この例では、割当部512は、キャパシティの高い方から順に、4個のサブキャリア5、7、6、3を、それぞれ、MLD演算器40−1〜40−4に割り当てる。そして割当部512は、残りのサブキャリアを、それぞれ、キャパシティの低い方から順に、それぞれ、MLD演算器40−1〜40−4に割り当てる。
そのため、各MLD演算器40−1〜40−4に割り当てられた二つのサブキャリアのうちの一方は演算量が少なくて済み、その結果、何れのMLD演算器についても、送信信号分離処理の演算量がMLD演算器の許容最大演算量を超える可能性が低くなっている。
In FIG. 9B,
In this example, the assigning
For this reason, one of the two subcarriers allocated to each of the MLD calculators 40-1 to 40-4 requires a small amount of calculation. The possibility that the amount exceeds the maximum allowable calculation amount of the MLD calculator is low.
割当部512は、各MLD演算器40−1〜40−4に対して割り当てたサブキャリアのチャネル行列及び受信信号を出力する。また割当部512は、再配列部52へ、各MLD演算器の識別番号と、そのMLD演算器に割り当てたサブキャリアの識別番号との組を含む割当情報を通知する。
各MLD演算器40−1〜40−4は、スケジューラ51によって割り当てられたサブキャリアの送信信号を分離する。そして各MLD演算器40−1〜40−4は、それぞれ、サブキャリアの送信信号のセットと、ビットごとの反転ビットシンボル及び対数尤度比を再配列部52へ出力する。
なお、本実施形態では、各MLD演算器40−1〜40−4の回路規模は、2回の送信信号分離処理が何れも最大許容演算量以下の演算量を有する場合に、2回の送信信号分離処理が受信装置3に要求される所定時間内に終了するように設定される。
Each MLD computing unit 40-1 to 40-4 separates the transmission signal of the subcarrier assigned by the
In the present embodiment, the circuit scale of each of the MLD computing units 40-1 to 40-4 is such that when the two transmission signal separation processes each have a calculation amount equal to or less than the maximum allowable calculation amount, the transmission is performed twice. The signal separation process is set to be completed within a predetermined time required for the receiving
再配列部52は、割当情報に基づいて、各MLD演算器40−1〜40−4から受け取った各サブキャリアの送信信号、反転ビットシンボル及び対数尤度比を、送信信号の順序と同一となるように並び替える。そして再配列部52は、並び替えた送信信号の組、反転ビットシンボル及び対数尤度比を復号部37へ出力する。
Based on the allocation information, the
図10は、ストリーム分離部50により実行されるストリーム分離処理の動作フローチャートである。
スケジューラ51の受信信号品質測定部511は、各サブキャリアの受信信号品質を測定する(ステップS201)。そして受信信号品質測定部511は、各サブキャリアの受信信号品質をスケジューラ51の割当部512へ通知する。割当部512は、各サブキャリアの受信信号品質に基づいて、各MLD演算器の演算量のバラツキが小さくなるように、各MLD演算器に対してサブキャリアを割り当てる(ステップS202)。割当部512は、各MLD演算器40−1〜40−4に対して割り当てたサブキャリアのチャネル行列及び受信信号を出力する。また割当部512は、再配列部52へ、各MLD演算器の識別番号と、そのMLD演算器に割り当てたサブキャリアの識別番号との組を含む割当情報を通知する。
FIG. 10 is an operation flowchart of the stream separation process executed by the
The received signal
各MLD演算器40−1〜40−4は、それぞれ、割り当てられたサブキャリアについて送信信号分離処理を実行する(ステップS203)。なお、送信信号分離処理の動作フローの詳細については、図5及び図6を参照されたい。
各MLD演算器40−1〜40−4は、それぞれ、サブキャリアごとの送信信号の組と、反転ビットシンボル及び対数尤度比を再配列部52へ出力する。
再配列部52は、割当情報に基づいて、各MLD演算器40−1〜40−4から受け取った各サブキャリアの送信信号の組、反転ビットシンボル及び対数尤度比を、元の送信信号の順序と同一となるように並び替える(ステップS204)。そして再配列部52は、並び替えた送信信号の組、反転ビットシンボル及び対数尤度比を復号部37へ出力する。
そしてストリーム分離部50は、ストリーム分離処理を終了する。
Each of the MLD computing units 40-1 to 40-4 performs transmission signal separation processing on the assigned subcarriers (step S203). Refer to FIGS. 5 and 6 for details of the operation flow of the transmission signal separation processing.
Each MLD computing unit 40-1 to 40-4 outputs a set of transmission signals for each subcarrier, an inverted bit symbol, and a log likelihood ratio to the
Based on the allocation information, the
Then, the
この第2の実施形態による受信装置は、送信信号分離処理の演算量のバラツキが小さくなるように、各MLD演算器に割り当てるサブキャリアを決定する。そのため、この受信装置は、送信信号分離処理の演算量がMLD演算器の最大許容演算量を超える確率を小さくすることができる。 The receiving apparatus according to the second embodiment determines subcarriers to be assigned to each MLD computing unit so that variation in the amount of computation of transmission signal separation processing is reduced. Therefore, this receiving apparatus can reduce the probability that the amount of calculation of the transmission signal separation process exceeds the maximum allowable amount of calculation of the MLD calculator.
次に、第3の実施形態による受信装置について説明する。
第3の実施形態による受信装置が有するMLD演算器は、最尤推定による送信信号分離処理の演算量がMLD演算器の許容最大演算量を超える場合、QRM-MLD法の演算量よりも少ない演算量の送信信号分離処理を用いて送信信号を分離する。
Next, a receiving apparatus according to the third embodiment will be described.
The MLD computing unit included in the receiving apparatus according to the third embodiment has a computation smaller than the computation amount of the QRM-MLD method when the computation amount of the transmission signal separation processing by maximum likelihood estimation exceeds the allowable maximum computation amount of the MLD computation unit. The transmission signal is separated using a quantity of transmission signal separation processing.
図11は、第3の実施形態による受信装置が有するMLD演算器の概略構成図である。なお、受信装置が複数のMLD演算器を有する場合、その複数のMLD演算器のうちの1以上の任意の数のMLD演算器が、第3の実施形態によるMLD演算器であり、その他のMLD演算器は第1の実施形態によるMLD演算器であってもよい。
第3の実施形態によるMLD演算器60は、送信信号推定部41と、対数尤度比算出部42と、代替値出力部43と、制御部44と、セレクタ45とを有する。さらに、代替値出力部43は、簡易送信信号推定部46と第2対数尤度比算出部47とを有する。
MLD演算器60が有するこれらの各部は、それぞれ別個の回路であってもよい。あるいは、MLD演算器60が有するこれらの各部は、その各部の機能を実現する一つの回路であってもよい。
なお、図11において、MLD演算器60の各部には、図3に示された第1の実施形態によるMLD演算器40−1の対応する構成要素の参照番号と同じ参照番号を付した。MLD演算器60は、代替値出力部43の構成に関して、第1の実施形態によるMLD演算器40−1と異なる。
そこで以下では、代替値出力部43に関する点についてのみ説明する。
FIG. 11 is a schematic configuration diagram of an MLD calculator included in the receiving apparatus according to the third embodiment. When the receiving apparatus has a plurality of MLD calculators, one or more arbitrary MLD calculators among the plurality of MLD calculators are MLD calculators according to the third embodiment, and other MLD calculators. The computing unit may be the MLD computing unit according to the first embodiment.
The
Each of these units included in the
In FIG. 11, the same reference numerals as those of the corresponding components of the MLD calculator 40-1 according to the first embodiment shown in FIG. The
Therefore, only the point regarding the alternative
この実施形態では、制御部44は、送信信号分離処理のメトリック演算回数が所定の閾値に達したと判定した場合、代替値出力部43の簡易送信信号推定部46を起動する。
簡易送信信号推定部46は、第2の送信信号推定部の一例である。そして簡易送信信号推定部46は、送信信号推定部41による送信信号分離処理の演算量よりも少ない演算量の送信信号分離法に従って、フーリエ変換部34から受け取った受信信号から送信信号を分離する。なお、簡易送信信号推定部46は、送信信号分離法として、例えば、MMSE法、Vertical-Bell Laboratories layered space-time(V-BLAST)法あるいはゼロフォーシング法を用いることができる。
簡易送信信号推定部46は、得られた送信信号の組を代替値出力部43の第2対数尤度比算出部47へ出力する。
In this embodiment, the
The simple transmission
The simple transmission
第2対数尤度比算出部47は、簡易送信信号推定部46により採用された送信信号分離法に応じて、受け取った送信信号のシンボルの各ビットについて、送信信号と反転ビットシンボル間の対数尤度比を算出する。そして第2対数尤度比算出部47は、送信信号の組と、対数尤度比及び反転ビットシンボルをセレクタ45に出力する。なお、MMES法、V-BLAST法あるいはゼロフォーシング法などにより送信信号の組が求められた場合における対数尤度比の算出方法としては、例えば、公知の様々な方法が利用可能である。
この実施形態におけるMLD演算器60で実行される送信信号分離処理の動作フローは、図5及び図6に示された第1の実施形態による送信信号分離処理の動作フローと比較してステップS110の処理のみが異なる。この実施形態では、代替値出力部43が各ビットの対数尤度比の事前設定値を出力する代わりに、代替値出力部43は、簡易送信信号推定部46及び第2対数尤度比算出部47により求められた送信信号、対数尤度比などを出力する。
The second log-likelihood
The operation flow of the transmission signal separation process executed by the
なお、この実施形態では、制御部44で用いられる演算量に対する閾値は、簡易送信信号推定部46及び第2対数尤度比算出部47による演算量に相当する値だけ、第1の実施形態における演算量に対する閾値よりも低く設定されることが好ましい。これは、送信信号推定部41が送信信号を分離できない場合の演算量が、第1の実施形態によるMLD演算器による演算量よりも代替値出力部43の演算量だけ多いことによる。
In this embodiment, the threshold for the calculation amount used in the
この第3の実施形態による受信装置では、MLD演算器が最尤推定法に従って送信信号を分離できない場合でも、簡易的な送信信号分離法に従って送信信号を分離する。そのため、この受信装置は、一定の精度を保って送信信号を分離できる。 In the receiving apparatus according to the third embodiment, even when the MLD computing unit cannot separate transmission signals according to the maximum likelihood estimation method, the transmission signals are separated according to a simple transmission signal separation method. Therefore, this receiving apparatus can separate the transmission signals with a certain accuracy.
次に、第4の実施形態による通信システムについて説明する。
第4の実施形態による通信システムに含まれる受信装置は、サブキャリア間の信号の相関度を求めてその相関度を送信装置へ通知する。一方、通信システムに含まれる送信装置は、その相関度に基づいて、周波数選択性フェージングが殆ど無い通信環境であると判定すると、送信信号に対してサイクリックディレイダイバーシティ(Cyclic Delay Diversity、CDD)を適用する。これにより、この通信システムは、サブキャリアごとの受信信号の信号品質にバラツキを生じさせることで、受信装置のMLD演算器における演算量が、MLD演算器の最大許容演算量を超える可能性を低減させる。
Next, a communication system according to the fourth embodiment will be described.
The receiving device included in the communication system according to the fourth embodiment obtains the degree of correlation of signals between subcarriers and notifies the transmitting device of the degree of correlation. On the other hand, if the transmission device included in the communication system determines that the communication environment has almost no frequency selective fading based on the degree of correlation, the transmission apparatus performs cyclic delay diversity (CDD) on the transmission signal. Apply. As a result, this communication system causes a variation in the signal quality of the received signal for each subcarrier, thereby reducing the possibility that the amount of computation in the MLD computing unit of the receiving device exceeds the maximum allowable computation amount of the MLD computing unit. Let
図12は、第4の実施形態による、通信システム10の概略構成図である。通信システム10は、2本のアンテナ21−1、21−2を有する送信装置12と、2本のアンテナ31−1、31−2を有する受信装置13とを有する。そして送信装置12は、各アンテナ21−1、21−2から同時に送信信号が重畳された無線信号を放射する。一方、受信装置13は、送信装置12から放射された無線信号を各アンテナ31−1、31−2を介して受信する。
なお、図12において、送信装置12及び受信装置13の各部には、図1に示された第1の実施形態による送信装置2及び受信装置3の対応する構成要素の参照番号と同じ参照番号を付した。受信装置13は、相関度算出部70と、送信部71とを有する点で、第1の実施形態による受信装置3と異なる。また送信装置12は、受信部72を有する点で、第1の実施形態による送信装置2と異なる。
そこで以下では、相関度算出部70、送信部71及び受信部72とCDDの適用に関する点についてのみ説明する。
FIG. 12 is a schematic configuration diagram of a
In FIG. 12, the same reference numerals as those of the corresponding components of the transmitting
Therefore, hereinafter, only the points relating to the correlation
受信装置13の相関度算出部70は、フーリエ変換部34からフレームごとに各サブキャリアのパイロットチャネルの信号を受け取る。そして相関度算出部70は、隣接するサブキャリア間で同一フレームのパイロットチャネルの信号間の相関度をそれぞれ算出する。そして相関度算出部70は、各相関度を含むフィードバック信号を生成し、そのフィードバック信号を送信部71へ渡す。
送信部71は、フィードバック信号を直交変調した後、無線周波数を持つ搬送波に重畳することにより無線信号を生成する。また送信部71は、高周波スイッチ(図示せず)またはデュプレクサ(図示せず)を介してアンテナ31−2と接続される。そして送信部71は、フィードバック信号が搬送される無線信号をアンテナ31−2を介して放射する。
The
The transmitter 71 generates a radio signal by orthogonally modulating the feedback signal and then superimposing it on a carrier wave having a radio frequency. The transmitter 71 is connected to the antenna 31-2 via a high frequency switch (not shown) or a duplexer (not shown). The transmitter 71 then radiates a radio signal carrying the feedback signal via the antenna 31-2.
送信装置12は、アンテナ21−2を介して受信装置13からの無線信号を受信する。その無線信号は、高周波スイッチ(図示せず)またはデュプレクサ(図示せず)を介してアンテナ21−2と接続された受信部72へ送られる。
受信部72は、受信された無線信号に中間周波数を持つ信号を重畳して受信信号の周波数をベースバンド周波数を持つベースバンド信号に変換した後、そのベースバンド信号を制御部26へ出力する。
The
The receiving
制御部26は、受信部72から受け取ったベースバンド信号を復調し、その復調された信号からフィードバック信号を抽出する。
制御部26は、フィードバック信号に含まれる各相関度を所定の相関度閾値とそれぞれ比較する。何れかの相関度が相関度閾値よりも高い場合、制御部26は、送信信号にCDDを適用すると判定する。そして制御部26は、変調部24へCDDを適用することを指示する制御信号を送信する。一方、全ての相関度が相関度閾値以下である場合、制御部26は、送信信号にCDDを適用しないと判定する。そして制御部26は、変調部24へCDDを適用しないことを指示する制御信号を送信する。
なお、相関度閾値は、例えば、送信装置12と受信装置13間の通信パスが単一パスで周波数選択性フェージングが生じない場合の相関度の最小値に設定される。
The
The
Note that the correlation degree threshold is set to, for example, the minimum value of the correlation degree when the communication path between the
変調部24は、制御部26からCDDを適用することを指示する制御信号を受け取ると、サブキャリアごとに異なるサイクリックシフト量を設定する。本実施形態では、サブキャリアごとの受信信号品質のバラツキが大きい方が、全てのサブキャリアについて送信信号分離処理の演算量が多くなることを避けられるので好ましい。特に、受信装置が有するMLD演算器の数が、多重化されているサブキャリアの数よりも少ないことがある。この場合には、受信装置13は、第2の実施形態のように各MLD演算器に割り当てるサブキャリアを調整することで、送信信号分離処理の演算量がMLD演算器の許容最大演算量を超える確率を低下させることができる。
そこで、変調部24は、各サブキャリア間の周波数領域での位相差が大きくなるように、サイクリックシフト量を設定することが好ましい。例えば、変調部24は、各サブキャリアに対するサイクリックシフト量をe-j2π(k-1)/2に設定する。なおkは、サブキャリアの識別番号(k=1,2,..,Nsub)である。この場合、サブキャリアの識別番号kが1が大きくなる度に、位相が-180°回転することになる。そのため、時間領域では、各フレームの信号のサブキャリアごとの成分がフレーム内でガイドインターバルを除いたデータ長の半分の長さだけサイクリックシフトすることになる。
When receiving a control signal instructing to apply CDD from the
Therefore, it is preferable that the
この第4の実施形態による通信システムは、マルチパス環境とならない場合に送信信号に対してCDDを適用することによって周波数選択性フェージングを強制的に生じさせ、サブキャリアごとに受信信号品質を異ならせることができる。そのため、この通信システムは、サブキャリアごとの受信信号の信号品質にバラツキを生じさせることで、受信装置のMLD演算器における演算量が、MLD演算器の許容最大演算量を超える可能性を低減させることができる。 The communication system according to the fourth embodiment forcibly causes frequency selective fading by applying CDD to a transmission signal when a multipath environment is not established, and makes the received signal quality different for each subcarrier. be able to. Therefore, this communication system reduces the possibility that the amount of computation in the MLD computing unit of the receiver exceeds the allowable maximum computing amount of the MLD computing unit by causing variations in the signal quality of the received signal for each subcarrier. be able to.
上記の各実施形態において、MLD演算器のメトリック計算部は、メトリックを計算する度に演算実行信号を制御部へ送信する代わりに、計算したメトリックに含まれる乗算の回数と除算の回数を制御部へ通知してもよい。この場合、制御部は、各送信信号分離処理において、乗算の回数と除算の回数を受け取る度に、乗算の回数と除算の回数の合計を求める。そして制御部は、その合計が所定の閾値を超えると、送信信号分離処理を停止する。所定の閾値は、全てのステージで設定されたシンボルレプリカの生き残り数についてメトリックを計算した場合の乗算の回数と除算の回数の合計に上記の係数α(0<α<1)を乗じた値に設定される。
また、上記の各実施形態において、受信装置の復号部が硬判定により誤り訂正復号処理を実行する場合、対数尤度比算出部及び第2対数尤度比算出部は省略されてもよい。
In each of the above-described embodiments, the metric calculation unit of the MLD computing unit determines the number of multiplications and the number of divisions included in the calculated metric instead of transmitting an operation execution signal to the control unit every time a metric is calculated. May be notified. In this case, the control unit obtains the sum of the number of multiplications and the number of divisions every time it receives the number of multiplications and the number of divisions in each transmission signal separation process. Then, when the sum exceeds a predetermined threshold, the control unit stops the transmission signal separation process. The predetermined threshold is a value obtained by multiplying the sum of the number of multiplications and the number of divisions when the metric is calculated for the number of surviving symbol replicas set at all stages by the coefficient α (0 <α <1). Is set.
Further, in each of the above embodiments, when the decoding unit of the receiving apparatus performs error correction decoding processing by hard decision, the log likelihood ratio calculation unit and the second log likelihood ratio calculation unit may be omitted.
また、受信装置が複数のMLD演算器とスケジューラを有する場合、その複数のMLD演算器のうちの何れか一つの許容最大演算量が、他のMLD演算器の許容最大演算量よりも多いように、各MLD演算器は設計されてもよい。この場合、スケジューラは、受信信号品質が最も低いサブキャリアを、許容最大演算量が他のMLD演算器の許容最大演算量よりも多いMLD演算器に割り当てる。これにより、受信装置は、全てのサブキャリアについて、最尤推定により送信信号を分離できる可能性を高くすることができる。
あるいはまた、複数のMLD演算器のうちの何れか一つが、第3の実施形態によるMLD演算器であってもよい。この場合、スケジューラは、受信信号品質が最も低いサブキャリアを、第3の実施形態によるMLD演算器に割り当てる。これにより、受信装置は、最尤推定によって送信信号を分離できる可能性を高くできるとともに、最尤推定による送信信号の分離ができない場合でも、一定の信頼度で送信信号を分離できる。
Further, when the receiving apparatus has a plurality of MLD calculators and a scheduler, the allowable maximum calculation amount of any one of the plurality of MLD calculators is larger than the allowable maximum calculation amount of other MLD calculators. Each MLD computing unit may be designed. In this case, the scheduler assigns the subcarrier having the lowest received signal quality to an MLD calculator having a maximum allowable calculation amount larger than that of other MLD calculators. Thereby, the receiving apparatus can increase the possibility that the transmission signal can be separated by maximum likelihood estimation for all subcarriers.
Alternatively, any one of the plurality of MLD calculators may be the MLD calculator according to the third embodiment. In this case, the scheduler assigns the subcarrier having the lowest received signal quality to the MLD computing unit according to the third embodiment. Thereby, the receiving apparatus can increase the possibility that the transmission signal can be separated by the maximum likelihood estimation, and can separate the transmission signal with a certain degree of reliability even when the transmission signal cannot be separated by the maximum likelihood estimation.
また、送信装置2または12の各構成要素と、受信装置3または13の各構成要素の両方を有することにより、MIMO技術により信号の送信と受信の両方を行える通信装置が形成される。この場合、送信装置2または12のアンテナ21−1、21−2と受信装置3または13のアンテナ31−1、31−2は、共通の一組のアンテナに置換される。そして共通の一組のアンテナのそれぞれは、デュプレクサを介して送信装置2または12が有する送信部25−1、25−2の一つ及び受信装置3または13が有する受信部32−1、32−2の一つと接続される。
Further, by having both the constituent elements of the transmitting
この場合において、特に、信号の多重化方式として、時分割多重方式が採用されている場合には、一方の通信装置から他方の通信装置へ送信する信号のチャネルと、一方の通信装置が他方の通信装置から受信する信号のチャネル間の相関が高い。そのため、一方の通信装置が他方の通信装置から受信した信号のサブキャリア間での相関度が高い場合には、その一方の通信装置から他方の通信装置へ送信する信号に含まれるサブキャリア間の相関度も高いと推定される。
そこで、第4の実施形態の変形例では、一方の通信装置の制御部が、他方の通信装置から受信した信号の隣接するサブキャリア間での相関度を算出し、その相関度が相関度閾値を超えた場合に、CDDを適用してもよい。
In this case, in particular, when the time division multiplexing method is adopted as the signal multiplexing method, the channel of the signal transmitted from one communication device to the other communication device, and one communication device is the other. Correlation between channels of signals received from the communication device is high. Therefore, when the correlation between the subcarriers of the signal received by one communication device from the other communication device is high, between the subcarriers included in the signal transmitted from the one communication device to the other communication device. It is estimated that the degree of correlation is also high.
Therefore, in a modification of the fourth embodiment, the control unit of one communication device calculates the correlation between adjacent subcarriers of the signal received from the other communication device, and the correlation is the correlation threshold. CDD may be applied when exceeding.
次に、上記の各実施形態の何れかによる受信装置または通信装置を採用した移動体通信システムの移動局及び基地局装置について説明する。 Next, a mobile station and a base station apparatus of a mobile communication system that employs a receiving apparatus or a communication apparatus according to any of the above embodiments will be described.
図13は、上述した送信装置及び受信装置が組み込まれた基地局装置の概略構成図である。基地局装置100は、回線終端部101と、ベースバンド処理部102と、呼制御部103と、複数の通信部104−1〜104−nと、複数のアンテナ105−1〜105−nを有する。なお、nは2以上の自然数である。ベースバンド処理部102、呼制御部103、通信部104−1〜104−nは、それぞれ、別個の回路であってもよく、あるいは、これらの各部は、それら回路が集積された一つの集積回路であってもよい。
FIG. 13 is a schematic configuration diagram of a base station apparatus in which the transmission apparatus and the reception apparatus described above are incorporated. The
回線終端部101は、コアネットワークと接続するための通信インターフェースを有する。そして回線終端部101は、上位装置が接続されるコアネットワークを終端する。そして回線終端部101は、移動局装置へ送信されるダウンリンク信号をコアネットワークから受信し、そのダウンリンク信号をベースバンド処理部102に出力する。一方、回線終端部101は、移動局装置から受信したアップリンク信号をベースバンド処理部102から受信し、そのアップリンク信号をコアネットワークへ出力する。
The
ベースバンド処理部102は、上記の実施形態における送信装置2または12のうちのコードワード生成部22、符号化部23、変調部24及び制御部26の各機能を実現する。さらにベースバンド処理部102は、上記の各実施形態における受信装置3または13のうちの復調部33、復号部37及びデータ統合部38の各機能を実現する。
The
ベースバンド処理部102は、移動局装置から受信したフィードバック情報に基づいて、各コードワードのストリーム数、MOD、TBS及びプレコーディング行列を決定する。またベースバンド処理部102は、コアネットワークから受信したダウンリンク信号を、トランスポートサイズブロックTBSの長さを持つコードワードに分割する。またベースバンド処理部102は、コードワードに対して、誤り訂正符号化処理を実行する。さらにベースバンド処理部102は、決定されたストリーム数で符号化されたコードワードを分割することにより、データストリームを生成する。そしてベースバンド処理部102は、変調モードMODに従って、各データストリームを直交変調してダウンリンク信号である送信信号を生成する。さらにベースバンド処理部102は、複数の送信信号の組をOFDM方式に従って多重化し、多重化された送信信号をプレコーディング行列に従ってアンテナ105−1〜105−nの何れかに出力する。
またベースバンド処理部102は、アンテナ105−1〜105−nを介して受信したアップリンク信号を通信部104−1〜104−nから受け取る。そしてベースバンド処理部102は、そのアップリンク信号から、上記の各実施形態またはその変形例に従って、移動局装置の各アンテナから送信された送信信号を分離する。そしてベースバンド処理部102は、分離された送信信号を結合することにより、符号化されたコードワードを生成する。ベースバンド処理部102は、その符号化されたコードワードに対して、誤り訂正復号処理を実行する。ベースバンド処理部102は、復号処理がなされたコードワードを結合し、元のアップリンク信号を再生する。そしてベースバンド処理部102は、そのアップリンク信号を、回線終端部101を介してコアネットワークへ出力する。
またベースバンド処理部102は、移動局装置へ通知するCQI値、RANK値、プレコーディングベクトルなどのフィードバック情報を算出し、そのフィードバック情報を、通信部104−1〜104−nのうちの何れか一つを介して移動局装置へ送信する。
The
Further, the
呼制御部103は、基地局装置100を介して通信する携帯端末などの移動局装置と基地局装置100との間における、呼び出し、応答、切断及びハンドオーバなどの呼制御処理を実行する。そして呼制御部103は、その呼制御処理の結果に応じて、ベースバンド処理部102に対して動作の開始または終了を指示する。
The
通信部104−1〜104−nは、それぞれ、上述した実施形態による送信装置2の送信部のうちの一つと、受信装置3の受信部のうちの一つを有する。そして各通信部104−1〜104−nが有する送信部と受信部とは、それぞれ、デュプレクサ(図示せず)を介してアンテナ105−1〜105−nと接続されている。そして通信部104−1〜104−nは、ベースバンド処理部102から受け取ったダウンリンク信号を増幅し、その増幅されたダウンリンク信号をアンテナ105−1〜105−nを介して送信する。
また通信部104−1〜104−nは、移動局装置から発信されたアップリンク信号をアンテナ105−1〜105−nを介して受信する。そして通信部104−1〜104−nは、受信したアップリンク信号を増幅し、ベースバンド処理部102に渡す。
Each of the communication units 104-1 to 104-n includes one of the transmission units of the
Communication units 104-1 to 104-n receive uplink signals transmitted from mobile station apparatuses via antennas 105-1 to 105-n. Then, the communication units 104-1 to 104-n amplify the received uplink signal and pass it to the
図14は、上述した送信装置及び受信装置が組み込まれた移動局装置の概略構成図である。移動局装置200は、制御部201と、ベースバンド処理部202と、呼制御部203と、複数の通信部204−1〜204−nと、複数のアンテナ205−1〜205−nを有する。なお、nは2以上の自然数である。制御部201、ベースバンド処理部202、呼制御部203及び通信部204−1〜204−nは、それぞれ、別個の回路であってもよく、あるいは、これらの各部は、それら回路が集積された一つの集積回路であってもよい。
FIG. 14 is a schematic configuration diagram of a mobile station apparatus in which the transmission apparatus and the reception apparatus described above are incorporated. The
制御部201は、移動局装置200全体を制御する。そして制御部201は、移動局装置200で動作する各種のアプリケーションプログラムを実行する。そのために、制御部201は、プロセッサと不揮発性メモリ及び揮発性メモリを有する。制御部201は、移動局装置200が有するキーパッドなどの操作部(図示せず)を介したユーザの操作により、電話、データ通信などの通信を行うアプリケーションが起動されると、そのアプリケーションに従って呼制御部203を動作させる。そして制御部201は、そのアプリケーションにより送信することが要求されたデータあるいは移動局装置200が有するマイクロホン(図示せず)から取得した音声信号に対して情報源符号化処理を実行する。そして制御部201は、それらの処理の結果得られた信号をアップリンク信号としてベースバンド処理部202に渡す。また制御部201は、ベースバンド処理部202からダウンリンク信号を受け取ると、情報源符号の復号処理などを実行することにより、音声信号あるいはデータを取得する。そして制御部201は、移動局装置200が有するスピーカ(図示せず)へ音声信号を渡す。また制御部201は、取得したデータを移動局装置200が有するディスプレイ(図示せず)に表示させる。
The
ベースバンド処理部202は、上記の実施形態における送信装置2または12のうちのコードワード生成部22、符号化部23、変調部24及び制御部26の各機能を実現する。さらにベースバンド処理部202は、上記の各実施形態における受信装置3または13のうちの復調部33、復号部37及びデータ統合部38の各機能を実現する。
The
ベースバンド処理部202は、基地局装置から受信したフィードバック情報に基づいて、各コードワードのストリーム数、MOD、TBS及びプレコーディング行列を決定する。またベースバンド処理部202は、アップリンク信号を、トランスポートサイズブロックTBSの長さを持つコードワードに分割する。ベースバンド処理部202は、コードワードに対して、誤り訂正符号化処理を実行する。さらにベースバンド処理部202は、決定されたストリーム数で符号化されたコードワードを分割することにより、データストリームを生成する。そしてベースバンド処理部202は、変調モードMODに従って、各データストリームを直交変調することで送信信号を生成する。さらにベースバンド処理部202は、複数の送信信号の組を、例えば、SC-FDM方式に従って多重化する。ベースバンド処理部202は、多重化された送信信号を、プレコーディング行列に従って通信部204−1〜204−nの何れかに出力する。
またベースバンド処理部202は、通信部204−1〜204−nからダウンリンク信号を受け取る。そしてベースバンド処理部202は、そのダウンリンク信号から、上記の各実施形態またはその変形例に従って、基地局装置の各アンテナから送信された送信信号を分離する。そしてベースバンド処理部202は、分離された送信信号を結合することにより、符号化されたコードワードを生成する。ベースバンド処理部202は、その符号化されたコードワードに対して、誤り訂正復号処理を実行する。ベースバンド処理部202は、復号処理がなされたコードワードを結合し、元のダウンリンク信号に戻す。そしてベースバンド処理部202は、そのダウンリンク信号を制御部201へ出力する。
またベースバンド処理部202は、基地局装置へ通知するCQI値、RANK値、プレコーディングベクトルなどのフィードバック情報を算出し、そのフィードバック情報を、アンテナ205−1〜205−nのうちの何れか一つを介して基地局装置へ送信する。
The
The
呼制御部203は、移動局装置200と基地局装置との間における、呼び出し、応答、切断及びハンドオーバなどの呼制御処理を実行する。そして呼制御部203は、その呼制御処理の結果に応じて、ベースバンド処理部202に対して動作の開始または終了を指示する。
The
通信部204−1〜204−nは、それぞれ、上述した実施形態による送信装置2の送信部のうちの一つと、受信装置3の受信部のうちの一つを有する。そして各通信部204−1〜204−nが有する送信部と受信部とは、それぞれ、デュプレクサ(図示せず)を介してアンテナ205−1〜205−nと接続されている。そして通信部204−1〜204−nは、ベースバンド処理部202から受け取ったアップリンク信号を増幅し、その増幅されたアップリンク信号をアンテナ205−1〜205−nを介して送信する。
また通信部204−1〜204−nは、基地局装置から発信されたダウンリンク信号をアンテナ205−1〜205−nを介して受信する。そして通信部204−1〜204−nは、受信したダウンリンク信号を増幅し、ベースバンド処理部202に渡す。
Each of the communication units 204-1 to 204-n includes one of the transmission units of the
The communication units 204-1 to 204-n receive downlink signals transmitted from the base station apparatuses via the antennas 205-1 to 205-n. Then, the communication units 204-1 to 204-n amplify the received downlink signal and pass it to the
ここに挙げられた全ての例及び特定の用語は、読者が、本発明及び当該技術の促進に対する本発明者により寄与された概念を理解することを助ける、教示的な目的において意図されたものであり、本発明の優位性及び劣等性を示すことに関する、本明細書の如何なる例の構成、そのような特定の挙げられた例及び条件に限定しないように解釈されるべきものである。本発明の実施形態は詳細に説明されているが、本発明の精神及び範囲から外れることなく、様々な変更、置換及び修正をこれに加えることが可能であることを理解されたい。 All examples and specific terms listed herein are intended for instructional purposes to help the reader understand the concepts contributed by the inventor to the present invention and the promotion of the technology. It should be construed that it is not limited to the construction of any example herein, such specific examples and conditions, with respect to showing the superiority and inferiority of the present invention. Although embodiments of the present invention have been described in detail, it should be understood that various changes, substitutions and modifications can be made thereto without departing from the spirit and scope of the present invention.
以上説明した実施形態及びその変形例に関し、更に以下の付記を開示する。
(付記1)
複数のアンテナと、
前記複数のアンテナの何れか一つと接続され、当該接続されたアンテナを介して複数のアンテナを有する送信装置から送信された送信信号の組をそれぞれ受信する複数の受信部と、
前記複数の受信部により受信された信号から、前記送信信号の組に対応する受信信号の組を選択する選択部と、
前記受信信号の組から前記送信信号の組に含まれる各送信信号を分離する演算器とを有し、
前記演算器は、
前記受信信号の組の受信状態に応じて前記送信信号の組の候補の数を調整し、かつ前記送信信号の組の候補のうち、前記受信信号の組となる事後確率が最も高い候補を前記送信信号の組として推定する送信信号推定部と、
前記送信信号の組の復号に用いられる所定の信号を出力する出力部と、
前記送信信号推定部による演算量を計数し、前記送信信号推定部が前記送信信号の組の推定を終了する前に該演算量が所定の閾値に達した場合に前記出力部に前記所定の信号を出力させ、一方、該演算量が前記所定の閾値に達する前に前記送信信号推定部が前記送信信号の組の推定を終了した場合には、前記送信信号推定部に前記推定した送信信号の組を出力させる制御部と、
を有する通信装置。
(付記2)
前記所定の閾値は、前記演算器が所定時間内に前記送信信号の組を分離するための許容最大演算量である、付記1に記載の通信装置。
(付記3)
第1の所定数の前記送信信号の組が所定の多重化方式に従って多重化されており、かつ、前記第1の所定数よりも少ない第2の所定数の前記演算器を有し、
前記第1の所定数の前記送信信号の組のそれぞれについて受信信号品質を求め、当該受信信号品質に基づいて、前記第2の所定数の演算器による演算量のバラツキを抑制するように、前記送信信号の組のそれぞれを、前記第2の所定数の演算器の何れかに割り当てるスケジューラをさらに有する、付記1または2に記載の通信装置。
(付記4)
前記スケジューラは、前記送信信号の組のそれぞれに対して前記受信信号品質に応じて順位付けし、前記第2の所定数の演算器のそれぞれに割り当てられる前記送信信号の組の順位の合計が等しくなるように、前記送信信号の組のそれぞれを、前記第2の所定数の演算器の何れかに割り当てる、付記3に記載の通信装置。
(付記5)
前記所定の多重化方式は、直交周波数分割多重方式である、付記3または4に記載の通信装置。
(付記6)
前記出力部は、
前記送信信号推定部の演算量よりも少ない演算量で前記受信信号の組から前記送信信号の組を推定する第2の送信信号推定部をさらに有し、
前記出力部は、前記送信信号推定部の演算量が前記所定の閾値に達した場合、前記所定の信号として、前記第2の送信信号推定部により推定された前記送信信号の組を出力する、付記1〜5の何れか一項に記載の通信装置。
(付記7)
さらに、
前記送信信号の組を復号してアップリンク信号を再生する復号部と、
前記アップリンク信号をコアネットワークへ出力する回線終端部と、
を有する基地局装置である付記1〜6の何れか一項に記載の通信装置。
(付記8)
さらに、
前記送信信号の組を復号してダウンリンク信号を再生する復号部を有する移動局装置である付記1〜6の何れか一項に記載の通信装置。
(付記9)
複数のアンテナと、所定数の送信信号の組を互いに異なる周波数帯域を持つ複数のサブキャリアの何れかに重畳する変調部とを有し、前記所定数の送信信号の組に含まれる送信信号のそれぞれを、前記複数のアンテナのうちの互いに異なるアンテナから送信する送信装置と、
複数のアンテナと、前記複数のアンテナの何れか一つと接続され、当該接続されたアンテナを介して前記所定数の送信信号の組をそれぞれ受信する複数の受信部と、前記複数の受信部により受信された信号から、前記所定数の送信信号の組に対応する前記所定数の受信信号の組を選択する選択部と、前記所定数の受信信号の組のそれぞれから対応する前記送信信号の組に含まれる各送信信号を分離する演算器とを有する受信装置とを有する通信システムであって、
前記受信装置の演算器は、
前記所定数の受信信号の組のうちの第1の受信信号の組の受信状態に応じて当該第1の受信信号の組に対応する前記所定数の送信信号の組のうちの第1の送信信号の組の候補の数を調整し、かつ前記第1の送信信号の組の候補のうち、前記第1の受信信号の組となる事後確率が最も高い候補を前記第1の送信信号の組として推定する送信信号推定部と、
前記第1の送信信号の組の復号に用いられる所定の信号を出力する出力部と、
前記送信信号推定部による演算量を計数し、前記送信信号推定部が前記第1の送信信号の組の推定を終了する前に該演算量が所定の閾値に達した場合に前記出力部に前記所定の信号を出力させ、一方、該演算量が前記所定の閾値に達する前に前記送信信号推定部が前記第1の送信信号の組の推定を終了した場合には、前記送信信号推定部に前記推定した送信信号の組を出力させる制御部と、
を有し、
前記送信装置は、前記所定数の送信信号の組について周波数選択性フェージングが生じない場合に前記複数のサブキャリアの少なくとも一つにサイクリックディレイダイバーシティを適用する通信システム。
(付記10)
前記受信装置は、
前記複数のサブキャリアのうちの周波数帯域が隣接するサブキャリア間で相関度を算出する相関度算出部と、
前記相関度を前記送信装置へ送信する送信部とをさらに有し、
前記送信装置は、前記相関度が前記所定数の送信信号の組について周波数選択性フェージングが生じない場合の最小値以上である場合、前記所定数の送信信号の組について周波数選択性フェージングが生じないと判定する通信システム。
(付記11)
複数のアンテナを有する送信装置から送信された送信信号の組を、複数のアンテナを介してそれぞれ受信し、前記送信信号の組に対応する受信信号の組から前記送信信号の組に含まれる各送信信号を分離する通信装置による通信方法であって、
前記受信信号の組の受信状態に応じて前記送信信号の組の候補の数を調整し、
前記送信信号の組の候補のうち、前記受信信号の組となる事後確率が最も高い候補を前記送信信号の組として推定し、
前記推定に係る演算量を計数し、
前記送信信号の組の推定を終了する前に該演算量が所定の閾値に達した場合に前記送信信号の組の復号に用いられる所定の信号を出力し、一方、該演算量が所定の閾値に達する前に前記送信信号の組の推定を終了した場合には、前記推定した送信信号の組を出力する、
ことを含む通信方法。
The following supplementary notes are further disclosed regarding the embodiment described above and its modifications.
(Appendix 1)
Multiple antennas,
A plurality of receiving units connected to any one of the plurality of antennas, each receiving a set of transmission signals transmitted from a transmitting device having the plurality of antennas via the connected antennas;
A selection unit that selects a set of reception signals corresponding to the set of transmission signals from signals received by the plurality of reception units;
An arithmetic unit that separates each transmission signal included in the transmission signal set from the reception signal set;
The computing unit is
The number of candidates for the set of transmission signals is adjusted according to the reception state of the set of received signals, and among the candidates for the set of transmission signals, the candidate with the highest posterior probability of becoming the set of received signals is selected as the candidate A transmission signal estimation unit that estimates a set of transmission signals;
An output unit for outputting a predetermined signal used for decoding the set of transmission signals;
The amount of calculation performed by the transmission signal estimation unit is counted, and the predetermined signal is output to the output unit when the calculation amount reaches a predetermined threshold before the transmission signal estimation unit finishes estimating the set of transmission signals. On the other hand, when the transmission signal estimation unit finishes estimating the set of transmission signals before the calculation amount reaches the predetermined threshold, the transmission signal estimation unit A control unit for outputting a set;
A communication device.
(Appendix 2)
The communication device according to
(Appendix 3)
A first predetermined number of sets of the transmission signals are multiplexed according to a predetermined multiplexing method, and the second predetermined number of the arithmetic units less than the first predetermined number are included;
The reception signal quality is obtained for each of the first predetermined number of sets of the transmission signals, and based on the reception signal quality, the variation in the amount of calculation by the second predetermined number of arithmetic units is suppressed. The communication apparatus according to
(Appendix 4)
The scheduler ranks each of the sets of transmission signals according to the received signal quality, and the sum of the ranks of the sets of transmission signals assigned to each of the second predetermined number of calculators is equal. The communication apparatus according to
(Appendix 5)
The communication apparatus according to
(Appendix 6)
The output unit is
A second transmission signal estimator that estimates the set of transmission signals from the set of received signals with a calculation amount smaller than the calculation amount of the transmission signal estimation unit;
The output unit outputs the set of transmission signals estimated by the second transmission signal estimation unit as the predetermined signal when the calculation amount of the transmission signal estimation unit reaches the predetermined threshold. The communication device according to any one of
(Appendix 7)
further,
A decoding unit for decoding the set of transmission signals and reproducing an uplink signal;
A line termination unit for outputting the uplink signal to the core network;
The communication device according to any one of
(Appendix 8)
further,
The communication apparatus according to any one of
(Appendix 9)
A plurality of antennas, and a modulation unit that superimposes a set of a predetermined number of transmission signals on any of a plurality of subcarriers having different frequency bands, and transmitting signals included in the set of the predetermined number of transmission signals Each transmitting from a different antenna of the plurality of antennas,
A plurality of antennas, a plurality of receiving units that are connected to any one of the plurality of antennas and receive the predetermined number of sets of transmission signals via the connected antennas, and received by the plurality of receiving units A selection unit that selects the predetermined number of received signal pairs corresponding to the predetermined number of transmission signal sets from the received signals, and the transmission signal set corresponding to each of the predetermined number of received signal sets. A communication system having a receiving device having an arithmetic unit for separating each transmission signal included,
The arithmetic unit of the receiving device is:
The first transmission of the predetermined number of transmission signal sets corresponding to the first reception signal set according to the reception state of the first reception signal set of the predetermined number of reception signal sets The number of candidates for the signal set is adjusted, and among the candidates for the first set of transmission signals, the candidate with the highest posterior probability that becomes the first set of received signals is selected as the set of first transmission signals. A transmission signal estimator that estimates as
An output unit for outputting a predetermined signal used for decoding the first set of transmission signals;
The amount of calculation by the transmission signal estimation unit is counted, and when the calculation amount reaches a predetermined threshold before the transmission signal estimation unit finishes estimating the first transmission signal set, the output unit On the other hand, when the transmission signal estimation unit finishes estimating the first transmission signal set before the calculation amount reaches the predetermined threshold, the transmission signal estimation unit A controller that outputs the set of estimated transmission signals;
Have
The transmission device applies a cyclic delay diversity to at least one of the plurality of subcarriers when frequency selective fading does not occur for the predetermined number of sets of transmission signals.
(Appendix 10)
The receiving device is:
A correlation calculating unit that calculates a correlation between subcarriers adjacent to each other in a frequency band of the plurality of subcarriers;
A transmission unit that transmits the degree of correlation to the transmission device;
When the correlation degree is equal to or greater than a minimum value when no frequency selective fading occurs for the predetermined number of transmission signal sets, the frequency selective fading does not occur for the predetermined number of transmission signal sets. The communication system which judges that.
(Appendix 11)
A set of transmission signals transmitted from a transmission device having a plurality of antennas is received via each of the plurality of antennas, and each transmission included in the set of transmission signals from a set of received signals corresponding to the set of transmission signals. A communication method by a communication device for separating signals,
Adjusting the number of transmission signal set candidates according to the reception state of the reception signal set;
Among the candidates for the set of transmission signals, the candidate having the highest posterior probability that becomes the set of the reception signals is estimated as the set of transmission signals,
Count the amount of computation related to the estimation,
When the calculation amount reaches a predetermined threshold before finishing the estimation of the transmission signal set, a predetermined signal used for decoding the transmission signal set is output, while the calculation amount is a predetermined threshold value. When the estimation of the set of transmission signals is finished before reaching the value, the estimated set of transmission signals is output.
A communication method.
1、10 通信システム
2、12 送信装置
21−1、21−2 アンテナ
22 コードワード生成部
23 符号化部
24 変調部
25−1、25−2 送信部
26 制御部
3、13 受信装置
31−1、31−2 アンテナ
32−1、32−2 受信部
33 復調部
34 フーリエ変換部
35 チャネル推定部
36、50 ストリーム分離部
37 復号部
38 データ統合部
40−1〜40−4、60 MLD演算器
41 送信信号推定部
411 QR分解部
412 ランキング決定部
413 メトリック計算部
414 判定部
42 対数尤度比算出部
43 代替値出力部
44 制御部
45 セレクタ
46 簡易送信信号推定部
47 第2対数尤度比算出部
51 スケジューラ
511 受信品質測定部
512 割当部
52 再配列部
70 相関度算出部
71 送信部
72 受信部
100 基地局装置
101 回線終端部
102 ベースバンド処理部
103 呼制御部
104−1〜104−n 通信部
105−1〜105−n アンテナ
200 移動局装置
201 制御部
202 ベースバンド処理部
203 呼制御部
204−1〜204−n 通信部
205−1〜205−n アンテナ
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記複数のアンテナの何れか一つと接続され、当該接続されたアンテナを介して複数のアンテナを有する送信装置から送信され、かつ、所定の多重化方式に従って多重化された第1の所定数の送信信号の組をそれぞれ受信する複数の受信部と、
前記複数の受信部により受信された信号から、前記第1の所定数の送信信号の組のそれぞれごとに対応する受信信号の組を選択する選択部と、
前記受信信号の組から対応する前記送信信号の組に含まれる各送信信号を分離する前記第1の所定数よりも少ない第2の所定数の演算器と、
前記第1の所定数の前記送信信号の組のそれぞれについて受信信号品質を求め、当該受信信号品質に基づいて、前記第2の所定数の演算器による演算量のバラツキを抑制するように、前記第1の所定数の送信信号の組のそれぞれを、前記第2の所定数の演算器の何れかに割り当てるスケジューラとを有し、
前記第2の所定数の演算器のそれぞれは、
割り当てられた前記受信信号の組の受信状態に応じて割り当てられた前記送信信号の組の候補の数を調整し、かつ前記割り当てられた前記送信信号の組の候補のうち、前記割り当てられた前記受信信号の組となる事後確率が最も高い候補を前記割り当てられた前記送信信号の組として推定する送信信号推定部と、
前記割り当てられた前記送信信号の組の復号に用いられる所定の信号を出力する出力部と、
前記送信信号推定部による演算量を計数し、前記送信信号推定部が前記割り当てられた前記送信信号の組の推定を終了する前に該演算量が所定の閾値に達した場合に前記出力部に前記所定の信号を出力させ、一方、該演算量が所定の閾値に達する前に前記送信信号推定部が前記割り当てられた前記送信信号の組の推定を終了した場合には、前記送信信号推定部に前記推定した送信信号の組を出力させる制御部と、
を有する通信装置。 Multiple antennas,
A first predetermined number of transmissions connected to any one of the plurality of antennas, transmitted from a transmission device having the plurality of antennas via the connected antennas , and multiplexed according to a predetermined multiplexing scheme A plurality of receivers each receiving a set of signals;
A selection unit that selects a set of received signals corresponding to each of the first predetermined number of sets of transmission signals from signals received by the plurality of receiving units;
A second predetermined number of computing units less than the first predetermined number for separating each transmission signal included in the corresponding set of transmission signals from the set of received signals ;
The reception signal quality is obtained for each of the first predetermined number of sets of the transmission signals, and based on the reception signal quality, the variation in the amount of calculation by the second predetermined number of arithmetic units is suppressed. A scheduler that assigns each of the first predetermined number of sets of transmission signals to any one of the second predetermined number of computing units ;
Each of the second predetermined number of computing units is:
Assigned to adjust the number of sets of candidates of the transmission signals allocated according to a set of reception state of the received signal, and of the set of candidates of the allocated the transmission signal, the allocated the A transmission signal estimation unit that estimates a candidate having the highest posterior probability as a set of received signals as the set of the assigned transmission signals;
An output unit for outputting a predetermined signal used for decoding the set of the assigned transmission signals;
The calculation amount by the transmission signal estimation unit is counted, and when the calculation amount reaches a predetermined threshold before the transmission signal estimation unit finishes estimating the set of the assigned transmission signals, the output unit When the predetermined signal is output, and when the transmission signal estimation unit finishes estimating the set of the allocated transmission signals before the calculation amount reaches a predetermined threshold, the transmission signal estimation unit A control unit for outputting the set of estimated transmission signals to
A communication device.
前記複数のアンテナの何れか一つと接続され、当該接続されたアンテナを介して複数のアンテナを有する送信装置から送信された送信信号の組をそれぞれ受信する複数の受信部と、
前記複数の受信部により受信された信号から、前記送信信号の組に対応する受信信号の組を選択する選択部と、
前記受信信号の組から前記送信信号の組に含まれる各送信信号を分離する演算器とを有し、
前記演算器は、
前記受信信号の組の受信状態に応じて前記送信信号の組の候補の数を調整し、かつ前記送信信号の組の候補のうち、前記受信信号の組となる事後確率が最も高い候補を前記送信信号の組として推定する送信信号推定部と、
前記送信信号の組の復号に用いられる所定の信号を出力する出力部と、
前記送信信号推定部による演算量を計数し、前記送信信号推定部が前記送信信号の組の推定を終了する前に該演算量が所定の閾値に達した場合に前記出力部に前記所定の信号を出力させ、一方、該演算量が所定の閾値に達する前に前記送信信号推定部が前記送信信号の組の推定を終了した場合には、前記送信信号推定部に前記推定した送信信号の組を出力させる制御部と、
を有し、
前記出力部は、
前記送信信号推定部の演算量よりも少ない演算量で前記受信信号の組から前記送信信号の組を推定する第2の送信信号推定部をさらに有し、
前記出力部は、前記送信信号推定部の演算量が前記所定の閾値に達した場合、前記所定の信号として、前記第2の送信信号推定部により推定された前記送信信号の組を出力する、通信装置。 Multiple antennas,
A plurality of receiving units connected to any one of the plurality of antennas, each receiving a set of transmission signals transmitted from a transmitting device having the plurality of antennas via the connected antennas;
A selection unit that selects a set of reception signals corresponding to the set of transmission signals from signals received by the plurality of reception units;
An arithmetic unit that separates each transmission signal included in the transmission signal set from the reception signal set;
The computing unit is
The number of candidates for the set of transmission signals is adjusted according to the reception state of the set of received signals, and among the candidates for the set of transmission signals, the candidate with the highest posterior probability of becoming the set of received signals is selected as the candidate A transmission signal estimation unit that estimates a set of transmission signals;
An output unit for outputting a predetermined signal used for decoding the set of transmission signals;
The amount of calculation performed by the transmission signal estimation unit is counted, and the predetermined signal is output to the output unit when the calculation amount reaches a predetermined threshold before the transmission signal estimation unit finishes estimating the set of transmission signals. On the other hand, when the transmission signal estimation unit finishes estimating the transmission signal set before the calculation amount reaches a predetermined threshold, the transmission signal estimation unit causes the transmission signal estimation unit to A control unit for outputting
Have
The output unit is
A second transmission signal estimator that estimates the set of transmission signals from the set of received signals with a calculation amount smaller than the calculation amount of the transmission signal estimation unit;
The output unit outputs the set of transmission signals estimated by the second transmission signal estimation unit as the predetermined signal when the calculation amount of the transmission signal estimation unit reaches the predetermined threshold . communication equipment.
前記複数の送信信号を復号してアップリンク信号を再生する復号部と、
前記アップリンク信号をコアネットワークへ出力する回線終端部と、
を有する基地局装置である請求項1または2に記載の通信装置。 further,
A decoding unit that decodes the plurality of transmission signals and reproduces an uplink signal;
A line termination unit for outputting the uplink signal to the core network;
The communication apparatus according to claim 1 or 2 is a base station apparatus having a.
複数のアンテナと、前記複数のアンテナの何れか一つと接続され、当該接続されたアンテナを介して前記第1の所定数の送信信号の組をそれぞれ受信する複数の受信部と、前記複数の受信部により受信された信号から、前記第1の所定数の送信信号の組のそれぞれごとに対応する受信信号の組を選択する選択部と、前記第1の所定数の前記受信信号の組のそれぞれから対応する前記送信信号の組に含まれる各送信信号を分離する、前記第1の所定数よりも少ない第2の所定数の演算器と、前記第1の所定数の前記送信信号の組のそれぞれについて受信信号品質を求め、当該受信信号品質に基づいて、前記第2の所定数の演算器による演算量のバラツキを抑制するように、前記第1の所定数の前記送信信号の組のそれぞれを、前記第2の所定数の演算器の何れかに割り当てるスケジューラとを有する受信装置とを有する通信システムであって、
前記受信装置の前記第2の所定数の演算器のそれぞれは、
前記第1の所定数の前記受信信号の組のうちの割り当てられた受信信号の組の受信状態に応じて当該割り当てられた受信信号の組に対応する前記第1の所定数の送信信号の組のうちの割り当てられた送信信号の組の候補の数を調整し、かつ前記割り当てられた送信信号の組の候補のうち、前記割り当てられた受信信号の組となる事後確率が最も高い候補を前記割り当てられた送信信号の組として推定する送信信号推定部と、
前記割り当てられた送信信号の組の復号に用いられる所定の信号を出力する出力部と、
前記送信信号推定部による演算量を計数し、前記送信信号推定部が前記割り当てられた送信信号の組の推定を終了する前に該演算量が所定の閾値に達した場合に前記出力部に前記所定の信号を出力させ、一方、該演算量が前記所定の閾値に達する前に前記送信信号推定部が前記割り当てられた送信信号の組の推定を終了した場合には、前記送信信号推定部に前記推定した送信信号の組を出力させる制御部と、
を有し、
前記送信装置は、前記第1の所定数の送信信号の組について周波数選択性フェージングが生じない場合に前記複数のサブキャリアの少なくとも一つにサイクリックディレイダイバーシティを適用する通信システム。 A plurality of antennas, and a modulator for superimposing the one of the plurality of sub-carriers having mutually different frequency bands set the first predetermined number of transmission signals, said set of first predetermined number of transmission signal Transmitting devices that transmit each of the transmission signals included in the plurality of antennas from different antennas, and
A plurality of antennas, a plurality of receiving units connected to any one of the plurality of antennas and receiving the first predetermined number of sets of transmission signals via the connected antennas; and the plurality of receiving units from the signal received by the parts, the first selection unit for selecting a set of received signals that correspond to each set of a predetermined number of transmission signals, said set of first predetermined number of the received signal A second predetermined number of computing units that are smaller than the first predetermined number and separate the transmission signals included in the corresponding transmission signal set from each of the first predetermined number of the transmission signals. A set of the first predetermined number of the transmission signals is obtained so as to obtain reception signal quality for each of the sets, and based on the received signal quality, a variation in the amount of calculation by the second predetermined number of calculators is suppressed. Each of the second predetermined number A communication system comprising a receiver and a scheduler to assign to one of the arithmetic unit,
Each of the second predetermined number of computing units of the receiving device is:
Said set of first predetermined number of transmission signals corresponding to the set of the first of said assigned receive signal according to a set of the reception states of a predetermined number of received signal the allocated ones of the set of received signals Adjusting the number of candidates for the set of assigned transmission signals, and among the candidates for the set of assigned transmission signals, the candidate having the highest posterior probability of becoming the assigned received signal set is A transmission signal estimation unit that estimates a set of assigned transmission signals;
An output unit for outputting a predetermined signal used for decoding the set of assigned transmission signals;
The amount of calculation by the transmission signal estimation unit is counted, and when the calculation amount reaches a predetermined threshold before the transmission signal estimation unit finishes estimating the assigned transmission signal set, the output unit On the other hand, if the transmission signal estimation unit finishes estimating the set of transmission signals allocated before the calculation amount reaches the predetermined threshold, the transmission signal estimation unit A controller that outputs the set of estimated transmission signals;
Have
The communication device applies cyclic delay diversity to at least one of the plurality of subcarriers when frequency selective fading does not occur for the first predetermined number of sets of transmission signals.
前記第1の所定数の送信信号の組のそれぞれについて受信信号品質を求め、当該受信信号品質に基づいて、前記第1の所定数よりも少ない第2の所定数の演算器による演算量のバラツキを抑制するように、前記第1の所定数の送信信号の組のそれぞれを、前記第2の所定数の演算器の何れかに割り当て、
前記第2の所定数の演算器のそれぞれは、
割り当てられた前記受信信号の組の受信状態に応じて割り当てられた前記送信信号の組の候補の数を調整し、
前記割り当てられた前記送信信号の組の候補のうち、前記割り当てられた前記受信信号の組となる事後確率が最も高い候補を前記割り当てられた前記送信信号の組として推定し、
前記推定に係る演算量を計数し、
前記割り当てられた前記送信信号の組の推定を終了する前に該演算量が所定の閾値に達した場合に前記割り当てられた前記送信信号の組の復号に用いられる所定の信号を出力し、一方、該演算量が所定の閾値に達する前に前記割り当てられた前記送信信号の組の推定を終了した場合には、前記推定した送信信号の組を出力する、
ことを含む通信方法。 A first predetermined number of sets of transmission signals transmitted from a transmission apparatus having a plurality of antennas and multiplexed according to a predetermined multiplexing scheme are respectively received via a plurality of antennas, and the first predetermined number for each set of number transmission signal, a communication method by a communication device for separating the respective transmission signals included from a set of corresponding received signals to a set of the transmission signal,
The reception signal quality is obtained for each of the first predetermined number of sets of transmission signals, and the amount of calculation by the second predetermined number of arithmetic units smaller than the first predetermined number is varied based on the received signal quality. And assigning each of the first predetermined number of sets of transmission signals to any of the second predetermined number of computing units,
Each of the second predetermined number of computing units is:
Assigned to adjust the number of sets of candidates of the transmission signals allocated according to a set of reception state of the received signal,
Of the set of candidates of the allocated the transmission signal, estimates the combination become posterior probability is highest candidates of the allocated the received signal as the set of the allocated the transmission signal,
Count the amount of computation related to the estimation,
Outputting a predetermined signal used for decoding the allocated transmission signal set when the computation amount reaches a predetermined threshold before the estimation of the allocated transmission signal set is completed, When the estimation of the assigned transmission signal set is completed before the calculation amount reaches a predetermined threshold, the estimated transmission signal set is output.
A communication method.
複数のアンテナと、前記複数のアンテナの何れか一つと接続され、当該接続されたアンテナを介して前記所定数の送信信号の組をそれぞれ受信する複数の受信部と、前記複数の受信部により受信された信号から、前記所定数の送信信号の組に対応する前記所定数の受信信号の組を選択する選択部と、前記所定数の受信信号の組のそれぞれから対応する前記送信信号の組に含まれる各送信信号を分離する演算器とを有する受信装置とを有する通信システムであって、A plurality of antennas, a plurality of receiving units that are connected to any one of the plurality of antennas and receive the predetermined number of sets of transmission signals via the connected antennas, and received by the plurality of receiving units A selection unit that selects the predetermined number of received signal pairs corresponding to the predetermined number of transmission signal sets from the received signals, and the transmission signal set corresponding to each of the predetermined number of received signal sets. A communication system having a receiving device having an arithmetic unit for separating each transmission signal included,
前記受信装置の演算器は、The arithmetic unit of the receiving device is:
前記所定数の受信信号の組のうちの第1の受信信号の組の受信状態に応じて当該第1の受信信号の組に対応する前記所定数の送信信号の組のうちの第1の送信信号の組の候補の数を調整し、かつ前記第1の送信信号の組の候補のうち、前記第1の受信信号の組となる事後確率が最も高い候補を前記第1の送信信号の組として推定する送信信号推定部と、The first transmission of the predetermined number of transmission signal sets corresponding to the first reception signal set according to the reception state of the first reception signal set of the predetermined number of reception signal sets The number of candidates for the signal set is adjusted, and among the candidates for the first set of transmission signals, the candidate with the highest posterior probability that becomes the first set of received signals is selected as the set of first transmission signals. A transmission signal estimator that estimates as
前記第1の送信信号の組の復号に用いられる所定の信号を出力する出力部と、An output unit for outputting a predetermined signal used for decoding the first set of transmission signals;
前記送信信号推定部による演算量を計数し、前記送信信号推定部が前記第1の送信信号の組の推定を終了する前に該演算量が所定の閾値に達した場合に前記出力部に前記所定の信号を出力させ、一方、該演算量が前記所定の閾値に達する前に前記送信信号推定部が前記第1の送信信号の組の推定を終了した場合には、前記送信信号推定部に前記推定した送信信号の組を出力させる制御部と、The amount of calculation by the transmission signal estimation unit is counted, and when the calculation amount reaches a predetermined threshold before the transmission signal estimation unit finishes estimating the first transmission signal set, the output unit On the other hand, when the transmission signal estimation unit finishes estimating the first transmission signal set before the calculation amount reaches the predetermined threshold, the transmission signal estimation unit A controller that outputs the set of estimated transmission signals;
を有し、Have
前記送信装置は、前記所定数の送信信号の組について周波数選択性フェージングが生じない場合に前記複数のサブキャリアの少なくとも一つにサイクリックディレイダイバーシティを適用し、The transmitter applies cyclic delay diversity to at least one of the plurality of subcarriers when frequency selective fading does not occur for the predetermined number of sets of transmission signals;
前記受信装置の前記出力部は、The output unit of the receiving device is:
前記送信信号推定部の演算量よりも少ない演算量で前記受信信号の組から前記送信信号の組を推定する第2の送信信号推定部をさらに有し、A second transmission signal estimator that estimates the set of transmission signals from the set of received signals with a calculation amount smaller than the calculation amount of the transmission signal estimation unit;
前記出力部は、前記送信信号推定部の演算量が前記所定の閾値に達した場合、前記所定の信号として、前記第2の送信信号推定部により推定された前記送信信号の組を出力する、通信システム。The output unit outputs the set of transmission signals estimated by the second transmission signal estimation unit as the predetermined signal when the calculation amount of the transmission signal estimation unit reaches the predetermined threshold. Communications system.
前記受信信号の組の受信状態に応じて前記送信信号の組の候補の数を調整し、Adjusting the number of transmission signal set candidates according to the reception state of the reception signal set;
前記送信信号の組の候補のうち、前記受信信号の組となる事後確率が最も高い候補を前記送信信号の組として推定し、Among the candidates for the set of transmission signals, the candidate having the highest posterior probability that becomes the set of the reception signals is estimated as the set of transmission signals,
前記推定に係る演算量を計数し、Count the amount of computation related to the estimation,
前記送信信号の組の推定を終了する前に該演算量が所定の閾値に達した場合に前記送信信号の組の復号に用いられる所定の信号を出力し、一方、該演算量が所定の閾値に達する前に前記送信信号の組の推定を終了した場合には、前記推定した送信信号の組を出力する、When the calculation amount reaches a predetermined threshold before finishing the estimation of the transmission signal set, a predetermined signal used for decoding the transmission signal set is output, while the calculation amount is a predetermined threshold value. When the estimation of the set of transmission signals is finished before reaching the value, the estimated set of transmission signals is output.
ことを含み、Including
前記所定の信号を出力することは、前記受信信号の組となる事後確率が最も高い候補を前記送信信号の組として推定するための演算量よりも少ない演算量で前記受信信号の組から前記送信信号の組を推定し、前記所定の信号として、当該推定された前記送信信号の組を出力する、The output of the predetermined signal means that the transmission signal is transmitted from the set of received signals with a smaller calculation amount than the calculation amount for estimating a candidate having the highest posterior probability as the set of received signals as the set of transmission signals. Estimating a set of signals and outputting the estimated set of transmission signals as the predetermined signal;
通信方法。Communication method.
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