無線通信方法および無線通信システム
【課題】演算量、回路規模において実現可能なアップリンクにおける干渉キャンセラ技術を確立し、周波数繰り返しを行う周波数チャネル数を抑えて周波数リソースを有効に活用することができる無線通信方法および無線通信システムを提供する。
【解決手段】アップリンクの受信信号に対して、受信側で干渉信号のレプリカ信号を生成して干渉除去を行う。各セルにおける受信信号を送信信号とみなし、当該送信信号にチャネル情報を考慮した係数を乗算することにより粗い干渉信号のレプリカを生成し、これを希望波の受信信号から減算することで、干渉が除去された精度の高い推定信号を得る。推定信号を算出するための繰り返し回数は、a次とa+1次の推定信号の差の絶対値が閾値より小さいこと、トレーニング信号と受信信号からEVMを求めこれが所定の範囲内となること、誤り検出を行い、誤りが検出されないこととする。
【解決手段】アップリンクの受信信号に対して、受信側で干渉信号のレプリカ信号を生成して干渉除去を行う。各セルにおける受信信号を送信信号とみなし、当該送信信号にチャネル情報を考慮した係数を乗算することにより粗い干渉信号のレプリカを生成し、これを希望波の受信信号から減算することで、干渉が除去された精度の高い推定信号を得る。推定信号を算出するための繰り返し回数は、a次とa+1次の推定信号の差の絶対値が閾値より小さいこと、トレーニング信号と受信信号からEVMを求めこれが所定の範囲内となること、誤り検出を行い、誤りが検出されないこととする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、複数の基地局が同一周波数チャネルを用いて信号送信を行う屋外の無線アクセスシステムにおいて、各基地局が協調的に信号伝送を行うための無線通信方法および無線通信システムに関する。
【背景技術】
【0002】
広帯域のインターネット接続サービスを提供するために光回線の普及が進んでいる。しかし、光回線の敷設には大きなコストがかかり、ある程度まとまったユーザ数を見込めなければ敷設が難しい。そこで、設備コストを抑えて広帯域のインターネット接続サービスを提供するために、ユーザに一番近いところ(ラスト1ホップ)で無線回線を利用する方法が検討されている。
【0003】
このラスト1ホップの無線回線としては、ネットワーク側の基地局とユーザ宅側の端末局間で見通しがなくても通信可能なマイクロ波帯を用いることが理想である。しかし、周波数資源が枯渇しつつある現状では、マイクロ波帯においてひとつの事業者が多数の周波数チャネルを独占することは難しい。一方、広域のサービスエリアをひとつの基地局でカバーすることは困難であるため、面的にサービスエリアを広げる場合には、ひとつの基地局が円形状のセルと呼ばれるサービスエリアを構成し、そのセルを連続的に敷き詰めることで対処してきた。この際、隣接するセルが同一周波数チャネルを用いると、一般的にはセル間干渉が発生し、特性が大幅に劣化する。通常、このような問題を解決するためには、複数の周波数チャネルを用い、周波数の繰り返し割り当てを行うことで、同一周波数チャネルのセルの間隔を隔離していた。
【0004】
このように、複数の周波数チャネルの繰り返し割り当てにより、同一周波数チャネルのセル間の相互干渉を抑圧することは可能であるが、利用可能な周波数チャネルが少ない場合には、必ずしも十分なレベルまで干渉を抑圧することはできない。このような問題を解決するための方法としては、非特許文献1に記載されているような、セル間の相互の干渉を抑圧するためのセル間干渉キャンセラを利用する方法が提案されている。
【0005】
図8は、従来技術におけるセル間干渉キャンセラを用いた無線通信システムの構成例を示す。
図8において、101 は制御局、102-1 〜102-5 は遠隔基地局、103-1 〜103-5 は端末局、104-1 〜104-5 は同一周波数チャネルを用いるセル、105 は有線伝送路を表す。同一周波数を用いるセル104-1 〜104-5 は、これらのセルの間に存在するセルにおいて複数周波数チャネルの繰り返し利用などをすることにより、それぞれのセル104-1 〜104-5 はある程度の距離で隔離されている。すなわち、ここには着目した周波数チャネルのセル以外は記載していないが、実際にはその他の周波数チャネルを利用するセルが存在する。各セル104-1 〜104-5 に設置される遠隔基地局102-1 〜102-5 は、有線伝送路105 を介して制御局101 と接続される。制御局101 は、各遠隔基地局102-1 〜102-5 とその配下の端末局103-1 〜103-5 との無線通信を一括して管理し、各種信号処理を行う。
【0006】
遠隔基地局102-1 〜102-5 および端末局103-1 〜103-5 は、図中では複数のアンテナを備え、各セル104-1 〜104-5 毎にMIMOチャネルを構成するように図示しているが、それぞれがアンテナ1本ずつのSISOチャネルを構成しても構わない。さらに、セル内にそれぞれ複数の遠隔基地局を備え、全体として複数本のアンテナを備える構成でもよい。さらに、端末局103-1 〜103-5 もセル内に複数局存在し、同時刻に同一周波数チャネルを用いて同時並行的に通信を行うマルチユーザMIMO通信を実現する構成でもよい。
【0007】
制御局101 は、各遠隔基地局102-1 〜102-5 および各端末局103-1 〜103-5 との間のMIMOチャネルのチャネル情報を何らかの方法で取得可能であるとする。このチャネル情報の取得方法は、様々な文献で議論されている一般的な技術なので、ここではチャネル情報が既知であるとして詳細は省略する。
【0008】
次に、無線通信システムにおける全体のチャネル行列Hall を以下のように定義する。
【数1】
【0009】
ここで、Nは無線通信システムを構成する同一周波数チャネルを用いるセルの総数を表す。さらに、チャネル行列Hall を構成する各成分Hi,j は、それ自体が行列を構成している。例えば、図8の例であれば5つのセルにより構成されているのでN=5であり、対角成分であるH1,1 、H2,2 、…、H5,5 はそれぞれ、セル104-1 〜104-5 の中の各基地局102-1 〜102-5 と各端末局103-1 〜103-5 との間のMIMOチャネルを表している。また、非対角成分であるi≠jに対するHi,j は、第jセル内の基地局102-j から第iセルの端末局103-i への干渉に相当するチャネル行列を表す。なお、この行列Hi,j は通信相手となる端末局毎に異なるので、その端末局に相当する添え字を付与して標記すべきであるが、ある瞬間に通信を行う対象となる端末のみに着目し、ここでは説明の都合上、端末局に相当する添え字を省略している。
【0010】
ここで、非対角項の行列のノルムが対角項の行列のノルムよりも十分に小さい場合、すなわち以下の条件が成り立つとき、干渉キャンセラが有効に機能する。
【数2】
【0011】
以下の説明を進めるにあたり、チャネル行列Hall の対角項のみを抜き出して他をゼロ挿入した行列Hd と、非対角項のみを抜き出して対角項をゼロ挿入した行列Hndとを以下のように定義する。
【数3】
【0012】
さらに、第iセルにおいて必要に応じて遠隔基地局が送信信号に乗算する送信ウエイトをWi,i としたとき、この部分行列を対角項に配置した全体の送信ウエイト行列を以下のように定義する。
【数4】
【0013】
同様に、第iセルでの遠隔基地局からの送信情報をSi 、第iセルの端末局において受信される信号をRi 、第iセルの端末局における雑音信号をni とおくと、全体としては以下のように表すことができる。
【数5】
【0014】
式(10)の信号Tとは、送信情報に対して送信ウエイトを乗算した信号で、送信側から実際に送信されるプリコーディングされた信号と位置づけられる。ここで、送信ウエイト行列Wi,i は、自分のセル以外のセルからの干渉を無視して算出した送信ウエイトとなっているので、式(6) ではセル間干渉信号が混在した状態になっている。非特許文献1に記載の干渉キャンセラでは、この他セルからの干渉信号の総和が端末局においてどのように受信されるかを推定し、この推定した信号の逆符号の信号のレプリカを遠隔基地局において生成し、これをもとの信号に加算して送信することとしている。干渉レプリカ信号を考慮した具体的な送信信号T′は以下の式で与えられる。
【数6】
【0015】
ここで、式(11)は、先の送信ウエイトWの代わりに以下の換算送信ウエイトW′を算出し、送信情報Sに対しW′を乗算することで送信信号を求めることと理解できる。
【数7】
【0016】
図9は、従来の無線通信方法におけるダウンリンクの送信信号算出処理手順を示す。図9(a) は遠隔基地局と各端末局間で定期的に行うチャネル情報の取得処理、図9(b) は実際の送信処理を行う前段の送信準備処理、図9(c) は各ビット列を送信する際のシンボル単位での送信信号算出処理をそれぞれ表す。
【0017】
図9(a) において、遠隔基地局と各端末局との間の伝搬チャネルは、時間と共に変化しているのが一般的である。そこで、所定の周期でそれぞれのチャネル情報を定期的に取得する。具体的には、処理を開始すると(S101)、チャネル情報を取得し(S102)、それを式(3) および式(4) の部分チャネル行列Hi,j として記録し(S103)、処理を終了する(S104)。本来、部分チャネル行列Hi,j は端末局毎に異なるので、その端末局に相当する添え字を付与すべきであるが、ここでは説明の都合上、省略している。
【0018】
図9(b) において、送信機会を得て処理を開始すると(S111)、通信相手の端末局を選択し(S112)、メモリに記憶された当該端末局に関連した部分チャネル行列Hi,j を読み出す(S113)。さらに、対角成分の部分チャネル行列Hi,iに対する送信ウエイトWi,iを算出する(S114)。ここでの送信ウエイトは、例えばMIMO伝送における固有モード伝送のための送信ウエイトであったり、マルチユーザMIMOにおける端末局間干渉抑圧のためのヌル形成用の送信ウエイトであったり、如何なるものであっても構わない。また、特に送信ウエイトを定めずに、単なる単位行列を用いても構わない。この場合、送信ウエイトの算出処理(S114)は実効的には意味を持たない。次に、この送信ウエイトWi,i を対角成分とした送信ウエイトWに対して式(12)で示す換算送信ウエイトW′を算出し(S115) 、処理を終了する(S116)。
【0019】
図9(c) において、実際にビット列に基づいたプリコーディングを行った送信信号の算出処理として処理を開始すると(S121)、送信情報Sを入力し(S122)、式(11)に従い送信情報Sに換算送信ウエイトW′を乗算し、送信信号T′を算出し(S123)、処理を終了して送信信号T′を決定する(S124)。なお、送信情報Sは、各セル毎の成分を式(7) により合成した信号ベクトルとして処理を行う。
【0020】
ここで、この干渉キャンセラが有効に機能するためには式(2) の条件を満たさなければならず、もともと少ない周波数チャネルで繰り返しを行っていた場合には、十分にセル間干渉を抑圧することができなかった。
【0021】
そこで、式(2) の条件を十分に満たさない環境では、さらに干渉レプリカ信号の推定精度を高めることが有効である。まず、先の式(11)で示した干渉信号をキャンセルするためのレプリカ信号は、このレプリカ信号を求める対象のセルにおいて干渉源となりうる隣接セルからの干渉信号を考慮しない場合の送信ウエイトが付加された送信信号を前提として求めていた。次に、これを拡張し、隣接する干渉源となりうるセルから式(11)で与えられる信号が送信されたことを前提に、その信号をキャンセルするためのレプリカ信号を再度算出し、その信号を減算することで近似の精度を高めることが可能となる。この場合の干渉レプリカ信号を考慮した具体的な送信信号T″は以下の式で与えられる。
【数8】
【0022】
なお、一般的に、N×Nの行列同士の乗算には、N3 の乗算回数が必要となる。非特許文献1にも記載されているように、全体としてのサービスエリアが広域になり、エリア全体での遠隔基地局のアンテナ数が増えるに従い、N3 に比例して乗算回数が膨大化する。すなわち、近似の精度を高めることは可能であるが、全体の行列Hall のサイズが増大した環境での適用は、回路規模が増大し、また演算の負荷が増大するために非現実的であった。
【0023】
以上のダウンリンクでの信号処理に対し、アップリンクでの信号処理を簡単に説明する。アップリンクでは、各端末局側では周辺セルの遠隔基地局との間のチャネル情報も十分に把握できておらず、さらには複数のセルに存在する各端末局はそれぞれ協調して通信を行うことが困難であるため、各遠隔基地局において相互のセル間の与/被干渉を抑圧するような協調伝送は不可能である。
【0024】
したがって、アップリンクにおける各セルの送信情報を式(7) と同様に定義するならば、特殊な送信ウエイトを乗算することなしに全ての端末局が信号を送信することになるために、制御局(または遠隔基地局)におけるRについて、式(6) は以下のように書き直すことができる。
【数9】
【0025】
ここで、H'allとは、アップリンクに相当する全体のチャネル行列である。この行列のサイズが非常に大きいことを考慮すれば、通常のMIMO通信において良好な特性を示す最大尤度検出(MLD:Maximum Likelihood Detection)法の適用は不可能である。したがって、ZF(Zero Forcing)法、最小自乗誤差(MMSE:Minimum Mean Square Error )法などを利用した信号処理が前提となる。この中で最も簡単なZF法の場合の処理内容を以下に説明する。
【0026】
まず、行列H'allがサイズN×Mの行列とすると、送信信号系統数Mよりも受信アンテナの総数Nの方が大きくないと信号分離ができないため、必然的にN≧Mの関係が成り立つ。N=Mであれば、式(14)に対し行列H'allの逆行列を左側より乗算することにより信号検出処理が可能である。しかし、一般にはN=Mとは限らないので、行列H'allそのものには逆行列が存在するとは限らない。この場合、行列H'allの擬似逆行列である行列
(H'allH H'all)-1H'allH
を用いる。ここで、行列H'allH H'allはサイズM×Mの正方行列であり、行列H'allのランクがMであれば、行列H'allH H'allには逆行列が一般的に存在する。そこで式(14)に対し、擬似逆行列を左側より乗算すると、以下の式が得られる。
【数10】
【0027】
右辺の第2項は雑音ベクトルnの各成分を擬似逆行列のウエイトで合成した信号になっており、一般的には送信情報Sの大きさよりも十分に小さく、この結果に対して硬判定ないしは軟判定(誤り訂正処理を伴う)処理を行って求めた信号をもとに、端末局側にて送信した送信情報の推定(受信信号の検出)処理を行うことになる。
【0028】
図10は、従来の無線通信のアップリンクにおける制御局および遠隔基地局の構成例を示す。
図10において、61は制御局、13は受信信号生成手段、2aはチャネル情報取得・管理手段、4aは復調部、6aは受信データ出力手段、10a 〜10i は遠隔基地局、12a 〜12c は端末局を示す。端末局12a 〜12c から制御局61への情報伝送であるアップリンクについて説明すると、端末局12a 〜12c が送信した信号を遠隔基地局10a 〜10i が受信し、それらが接続されている制御局61へ信号を転送する。制御局61は、遠隔基地局10a 〜10i が受信した信号に対し、その信号がトレーニング信号の場合にはチャネル情報取得・管理手段2aにおいて、遠隔基地局と端末局間のチャネル情報を取得し、受信ウェイトを算出して保存する。一方、受信した信号がデータ信号の場合には受信信号生成手段13において、チャネル情報取得・管理手段2aにて生成された受信ウェイトを乗算して受信信号を生成する。受信信号は復調部4aへ出力され、復調処理を行った後に受信データ出力手段6aへと出力される。
【0029】
図11は、従来の無線通信方法におけるアップリンクの信号推定処理手順を示す。図11(a) は遠隔基地局と各端末局間で定期的に行うチャネル情報の取得処理、図11(b) は信号推定処理の前段の受信準備処理、図11(c) はデータの各ビット列を受信した際のシンボル単位での信号推定処理をそれぞれ表す。
【0030】
図11(a) において、遠隔基地局10a 〜10i と各端末局12a 〜12c との間の伝搬チャネルは、時間と共に変化しているのが一般的である。そこで、チャネル情報取得・管理手段2aにおいて所定の周期でそれぞれのチャネル情報を定期的に取得する。具体的には、処理を開始すると(S131)、チャネル情報を取得し(S132)、それを部分チャネル行列H'i,jとして記録し(S133)、処理を終了する(S134)。本来、部分チャネル行列H'i,jは端末局毎に異なるので、その端末局に相当する添え字を付与すべきであるが、ここでは説明の都合上、省略している。なお、チャネル情報取得・管理手段2aで取得するチャネル情報は、遠隔基地局と端末局間で推定されたチャネル情報がチャネル情報取得・管理手段2aに対して定期的に出力されたものである。チャネル情報は、遠隔基地局10a 〜10i または端末局12a 〜12c により算出されて、制御局61に通知する。
【0031】
次に、図11(b) において、データ受信により処理を開始すると(S141)、各セルにて遠隔基地局と端末間との間のチャネル情報を取得し(S142)、さらに図10(a) で取得した他のセルからの干渉信号に対応するチャネル情報であるセル間の部分行列H'i,jを読み出し(S143)、それらを合成して全体の行列H'allを作成する(S144)。この全体のチャネル行列に対し、式(15)により擬似逆行列を算出し(S145)、処理を終了し(S146)、受信したデータに後続する情報(ビット列)の受信信号推定処理を引き続き行う。
【0032】
一般的に、受信するデータの先頭領域にはチャネル推定用のプリアンブル信号が付与されているため、処理S142において部分チャネル行列の対角項に相当するところの、着目したセル内の端末から送信され、このセル内の基地局にて受信される際の部分チャネル行列H'i,iは取得可能である。しかし、処理S143において非対角項に相当する部分チャネル行列H'i,jについてはそのシステムに依存し、必ずしも取得できるとは限らない。図11(b) の説明では、非対角項に相当する部分チャネル行列H'i,jについては、図11(a) にて説明したように実際のデータ受信とは別の機会に取得し、図11(a) の処理S133で記録した情報を処理S143で読み出して用いる場合を例にとって説明した。ただし、もしデータ受信時に非対角項に相当する部分チャネル行列H'i,jも取得可能であれば、図11(a) に記載の一連の処理は省略可能であり、処理S142の中で対角項、非対角項の全てを取得し、処理S143は省略することになる。
【0033】
次に、図11(c) において、データのビット列をシンボル単位で信号推定処理を開始すると(S151)、シンボル単位の第iセルの受信信号をRi を全セルで取得し(S152)、受信信号生成手段13において式(15)に従い擬似逆行列を全体の受信信号ベクトルRの左側より乗算し、推定信号Sを算出し(S153)、信号推定処理を終了する (S154) 。
【0034】
なお、雑音成分等による推定誤差を抑圧するために、処理S153には復調部4aにおける復調処理及び信号の硬判定処理、誤り訂正を含む軟判定処理などが含まれるが、これらは一般的な技術であるためここでは説明を省略する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0035】
【非特許文献1】丸田一輝他、「マルチユーザMIMO分散アンテナシステムにおけるクラスタ間干渉キャンセラを用いた周波数利用効率改善効果」、信学技報RCS2009-231 、 pp.139-144 、2010年1月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0036】
非特許文献1に記載の干渉キャンセラはダウンリンクに関する信号処理のみに関する技術であり、アップリンクの信号処理については言及がなかった。多数の端末局が送信する信号を受信して信号処理を行うこと自体は原理的には可能であるが、ここでは先に説明した式(15)のように、行列に対する行列の乗算や逆行列演算を伴う。この行列は、全てのサービスエリアに関する行列全体で構成されるため、非常に大きなサイズとなる。例えば、 100×100 のサイズであれば、その行列の乗算や逆行列演算にはそれぞれ106 回の乗算が必要となる。実際にはそれ以上の行列サイズとなることも一般的であり、膨大な演算量を処理するためには非現実的な回路規模のハードウエアを想定するか、ないしは処理遅延が膨大となるソフトウエア的な処理が避けられない。
【0037】
本発明は、現実的な演算量、現実的な回路規模において実現可能なアップリンクにおける干渉キャンセラ技術を確立し、さらに周波数繰り返しを行う周波数チャネル数を抑えて周波数リソースを有効に活用することができる無線通信方法および無線通信システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0038】
第1の発明は、複数のセルにそれぞれ基地局が配置され、各基地局が有線回線を介してネットワークと接続され、各基地局がセル内の端末局と無線回線を介して通信を行う無線通信方法であって、同一セル内および異なるセル間における基地局と端末局の間のチャネル情報を取得するステップと、取得したチャネル情報を、第iセル内の基地局と第jセル内の端末局との間のチャネル行列H'i,jとして管理するステップと、チャネル行列に基づいて、同一セル内の基地局と端末局間での受信ウエイト行列W'i,iと、他セル内の端末局から到来する干渉信号のレプリカを生成するためのウェイト行列Gi,j とを算出するステップと、第iセルにおける受信情報をRi としたときに、送信ウエイトW'i,iとの乗算により第iセルにおける0次の推定信号Si[0]=W'i,iRi を算出するステップと、第iセルについて、当該セルと同一周波数チャネルを用いて通信を行う周辺のセルの全てまたは一部において算出されたj≠iなる第jセルにおけるa次の推定信号Sj[a]とウェイト行列Gi,j の積算結果を所定のjに対して総和を取ることにより生成した干渉信号レプリカを推定信号Si[0]に加算することで第iセルにおけるa+1次の推定信号Si[a+1]を算出するステップと、完了条件を満たした場合に、第iセルにおけるa+1次の推定信号Si[a+1]を算出することを完了するステップとを有する。
【0039】
本発明により、全体行列H'allの行列サイズが非常に大きい場合でも、各aの値に対して共通の小規模行列である行列Gi,j を用いながら、a次の推定信号Si[a]を漸化式で算出することにより、演算量を抑えながら高次の推定信号の解を算出することが可能になる。
【0040】
第1の発明の無線通信方法であって、完了条件は、推定信号Si[a+1]のSi[a]に対する変化量を算出し、当該算出した変化量が所定の閾値よりも小さいことである。
【0041】
本発明により、干渉キャンセルを実施することによる信号の変化量を算出し、その変化量がある一定量よりも小さければ以降干渉キャンセル処理を実施する必要がないと判断し、その処理を中断するため、送信信号算出のための演算量を削減することが可能になる。さらに、以降の繰り返し処理において当該セルからの信号を算出する必要がなくなるため、基地局ないしは制御局において交換する情報量を削減することが可能となる。
【0042】
第1の発明の無線通信方法であって、完了条件は、第iセルにおける基地局と端末局において互いに共有している既知の送信信号をRi としたときに、受信ウエイトW'i,iとの乗算により第iセルにおける0次の推定信号Si[0]=W'i,iRi を取得し、a=0を含むa次の推定信号Si[a]の信号品質を測定し、測定した信号品質が所定の条件を満たすか否かを判別し、信号品質が所定の条件を満たす場合の次数を基準点として定め、推定信号Si[a]の次数aが当該次数と同一となることである。
【0043】
本発明により、繰り返し処理の途中に受信信号に誤りが小さいと判定された場合にはその処理を中断するため、演算量を削減することが可能になる。すなわち、受信信号に他セルからの干渉成分が含まれている場合、その受信信号から干渉信号レプリカを生成すると新たな干渉成分、すなわち残留干渉を発生する原因となる。このとき、式(2) に示す条件が満たされていない、つまり所望信号の電力よりも干渉信号の電力が大きい場合では、繰り返し処理において残留干渉成分が増幅されてしまい干渉キャンセルがうまく機能しなくなる。さらに、以降の繰り返し処理において当該セルからの信号を取得する必要がなくなるため、基地局ないしは制御局において交換する情報量を削減することが可能となる。
【0044】
第1の発明の無線通信方法であって、完了条件は、a次の推定信号Si[a]を一定のビット列単位のTi[a]として取得したものを復調し、復調したデータビット列に対してビット誤り検出演算を行い、誤りが存在しないことである。
【0045】
本発明により、データビット列Ti[a]に誤りが検出されなくなった場合には所定の繰り返し回数まで処理を実施することなく信号検出処理を完了できるため、演算量を抑えることが可能になる。また、あるセルにおいて受信データに誤りが無いものと判定された場合、次の繰り返し処理には誤りの無い受信信号が用いられる。これにより、誤りの無い、すなわち干渉成分を含まない受信信号から干渉信号のレプリカを生成できるため、残留干渉は発生しない。さらに以降の繰り返し処理において当該セルからの信号を取得する必要がなくなるため、基地局ないしは制御局において交換する情報量を削減することが可能となる。
【0046】
第2の発明は、複数のセルにそれぞれ基地局が配置され、各基地局が有線回線を介してネットワークと接続され、各基地局がセル内の端末局と無線回線を介して通信を行う無線通信システムであって、同一セル内および異なるセル間における基地局と端末局の間のチャネル情報を取得する手段と、取得したチャネル情報を、第iセル内の基地局と第jセル内の端末局との間のチャネル行列H'i,jとして管理する手段と、チャネル行列に基づいて、同一セル内の基地局と端末局間での受信ウエイト行列W'i,iと、他セル内の端末局から到来する干渉信号のレプリカを生成するためのウェイト行列Gi,j とを算出する手段と、第iセルにおける受信情報をRi としたときに、送信ウエイトW'i,iとの乗算により第iセルにおける0次の推定信号Si[0]=W'i,iRi を算出する手段と、第iセルについて、当該セルと同一周波数チャネルを用いて通信を行う周辺のセルの全てまたは一部において算出されたj≠iなる第jセルにおけるa次の推定信号Sj[a]とウェイト行列Gi,j の積算結果を所定のjに対して総和を取ることにより生成した干渉信号レプリカを推定信号Si[0]に加算することで第iセルにおけるa+1次の推定信号Si[a+1]を算出する手段と、完了条件を満たした場合に、第iセルにおけるa+1次の推定信号Si[a+1]を算出することを完了する手段とを備える。
【0047】
第2の発明の無線通信システムであって、完了条件は、推定信号Si[a+1]のSi[a]に対する変化量を算出し、当該算出した変化量がある閾値よりも小さいことである。
【0048】
第2の発明の無線通信システムであって、完了条件は、第iセルにおける基地局と端末局において互いに共有している既知の送信信号をRi としたときに、受信ウエイトW'i,iとの乗算により第iセルにおける0次の推定信号Si[0]=W'i,iRi を取得し、a=0を含むa次の推定信号Si[a]の信号品質を測定し、測定した信号品質が所定の条件を満たすか否かを判別し、信号品質が所定の条件を満たす場合の次数を基準点として定め、推定信号Si[a]の次数aが当該次数と同一となることである。
【0049】
第2の発明の無線通信システムであって、完了条件は、a次の推定信号Si[a]を一定のビット列単位のTi[a]として取得したものを復調し、復調したデータビット列に対してビット誤り検出演算を行い、誤りが存在しないことである。
【発明の効果】
【0050】
本発明によれば、同一周波数チャネルを用いる周辺のセルからの相互の与/被干渉が存在する環境で、多数の端末局が送信した信号を複数の遠隔基地局が受信するアップリンクにおいて、多数の遠隔基地局のアンテナの受信信号に対する信号処理により、周辺のセルからの相互の与/被干渉を抑圧し、信号対干渉電力比(SIR:Signal to Interference Ratio)を改善した状態で通信を行うことができる。この結果、周波数チャネル数が少ない場合であっても、これに起因するセル間干渉を抑えて、通信品質を改善できる。
【0051】
また、従来技術では、非現実的な規模の膨大な演算量を伴う干渉キャンセラの信号処理に対して、本発明では必要となる演算量を大幅に抑圧可能である。
【0052】
さらに、信号処理自体はひとつの制御局に全て集約する必要はなく、分散的な制御局または基地局において処理を実行可能であり、この結果、個別の制御局または基地局の演算量をサービスエリア全体のセルの数に依存しない、現実的な演算量に抑えることが可能になり、極限的には超広域のサービスエリアへの拡張が可能になる。
【0053】
さらに、本発明では推定信号の品質を測定して干渉キャンセルの処理を中断する処理を伴うので、さらに演算量を抑圧し、さらには基地局ないしは制御局間にて交換する情報量を削減することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【0054】
【図1】本発明の実施例1における信号品質を考慮した干渉キャンセルを実現する信号推定処理を示すフローチャートである。
【図2】本発明の実施例2における信号品質を考慮した干渉キャンセルを実現する信号推定処理を示すフローチャートである。
【図3】本発明の実施例3における制御局および遠隔基地局の構成例を示す図である。
【図4】本発明の実施例3における信号品質を考慮した干渉キャンセルを実現する信号検出処理を示すフローチャートである。
【図5】本発明の関連技術における制御局および遠隔基地局の構成例を示す図である。
【図6】本発明の関連技術における干渉キャンセルを実現する信号推定処理を示すフローチャートである。
【図7】本発明の関連技術におけるセル間干渉キャンセラを用いた無線通信システムの構成例を示す図である。
【図8】従来技術におけるセル間干渉キャンセラを用いた無線通信システムの構成例を示す図である。
【図9】従来の無線通信方法におけるダウンリンクの送信信号算出処理を示すフローチャートである。
【図10】従来の無線通信システムのアップリンクにおける制御局および遠隔基地局の構成例を示す図である。
【図11】従来の無線通信方法におけるアップリンクの信号推定処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0055】
始めに、本発明の背景となる関連技術(特願2010−233263)について説明する。
まず、アップリンクに関するチャネル行列を再定義する。
【数11】
【0056】
ここで、式(19)のW’の各項におけるW'i,iは、式(17)のH'i,iに対する受信ウエイトであり、例えばZF法であれば
W'i,i=H'i,i-1
または
W'i,i=(H'i,iH H'i,i)-1H'i,iH
で与えられる。また、最小自乗平均誤差(MMSE)基準のウエイトなど、他の如何なる方法により算出して構わない。この行列を式(14)の両辺の左側より乗算する。
【数12】
【0057】
さらに、以下のように演算を進める。
【数13】
【0058】
ここで式(20)の右辺第3項の雑音項を無視すれば、以下のような関係式が求まる。
【数14】
【0059】
これを各行毎に分けて記述すれば、第i行は以下の関係式となる。
【数15】
【0060】
ここで、左辺のSi に乗算されているW'i,iH'i,iは対角行列である。これは、受信信号に受信ウエイトを乗算したW'i,iRi から干渉成分である信号を推定して減算することで、セル間干渉のない場合の信号に関する情報(式(24)の左辺)が求まることを意味している。全てのi,jに対し式(24)が成立する送信情報Si を求めることができれば、それは送信情報Sの近似解とみなすことができる。そこで、以下の処理を行う。
【数16】
【0061】
式(27)は送信情報Si[a]に関する漸化式となっており、初期値を式(25)で与えた後、繰り返し演算を行えば、式(2) の条件式が満たされている場合には収束解をもつことになる。以下に、関連技術について図を参照して説明する。
【0062】
図5は、関連技術における制御局および遠隔基地局の構成例を示す。
図5において、1a〜1cは制御局、2a〜2cはチャネル情報取得・管理手段、3a〜3cは受信信号生成・保存手段、4a〜4cは復調部、5a〜5cは干渉除去手段、6a〜6cは受信データ出力手段、7a〜7cは周辺セル情報取得手段、8a〜8cは干渉信号レプリカ生成手段、9a〜9cは情報伝達手段、10a 〜10i は遠隔基地局、12a 〜12c は端末局を示す。
【0063】
本技術の特徴は、制御局1a〜1cは、受信信号生成・保存手段3a〜3c、干渉除去手段5a〜5c、周辺セル情報取得手段7a〜7c、干渉信号レプリカ生成手段8a〜8c、情報伝達手段9a〜9cを備え、情報伝達手段9a〜9cから情報取得手段7a〜7cに有線伝送路等を介して通知される周辺セルの情報(受信信号)をもとに、干渉信号レプリカ生成手段8a〜8cにおいて干渉信号レプリカを生成し、干渉除去手段5a〜5cにおいて他セルからの干渉をキャンセルする処理を繰り返し実施するところにある。
【0064】
端末局12a 〜12c から制御局1a〜1cまたは基地局への情報伝送であるアップリンクについて説明する。端末局12a 〜12c が送信した信号は遠隔基地局10a 〜10i が受信し、それぞれが接続されている制御局1a〜1cへ信号を転送する。制御局1a〜1cは、遠隔基地局10a 〜10i が受信した信号に対し、その信号がトレーニング信号の場合にはチャネル情報取得・管理手段2a〜2cに入力され、遠隔基地局と端末局間のチャネル情報を取得し、受信ウェイト等を生成して保存する。一方、受信した信号がデータ信号の場合には受信信号生成・保存手段3a〜3cに入力され、チャネル情報取得・管理手段2a〜2cにて算出されたウェイトを用いて式(25)により0次の受信信号を生成し、保存する。
【0065】
干渉除去の処理を実施する際は、干渉除去手段5a〜5cを通して制御局1a〜1cが保有しているa=0を含むa次の受信信号を情報伝達手段9a〜9cによって他の制御局に向けて伝送し、同時に、該伝送された情報を周辺セル情報取得手段7a〜7cによって取得する。次に、干渉信号レプリカ生成手段8a〜8cが、取得した周辺セルの受信信号と、チャネル情報取得・管理手段2a〜2cにて保存されているチャネル情報を用いて干渉信号レプリカを生成し、干渉除去手段5a〜5cは該干渉信号レプリカと受信信号生成・保存手段3a〜3cにて保存されている0次の受信信号を用いて式(27)によりa+1次の受信信号を生成する。上記一連の処理を繰り返し実施することで、高次の推定信号を生成する。繰り返し処理を終えると、干渉除去手段5a〜5cは推定信号を復調部4a〜4cへ出力し、復調処理を行って受信データ出力手段6a〜6cへ出力する。
【0066】
図6は、本発明の関連技術における干渉キャンセルを実現する信号推定処理手順を示す。図6(a) は遠隔基地局と各端末局間で定期的に行うチャネル情報の取得処理、図6(b) は信号推定処理を行う前段の受信準備処理、図6(c) はデータの各ビット列を受信した際のシンボル単位での信号推定処理をそれぞれ表す。
【0067】
図6(a) において、遠隔基地局10a 〜10i と各端末局12a 〜12c との間の伝搬チャネルは、時間と共に変化しているのが一般的である。そこで、所定の周期でそれぞれのチャネル情報を定期的に取得する。具体的には、処理を開始すると(S1)、チャネル情報を取得し(S2)、それを式(16)の部分チャネル行列H'i,jとして記録し(S3)、処理を終了する(S4)。本来、部分チャネル行列H'i,jは端末局毎に異なるので、その端末局に相当する添え字を付与すべきであるが、ここでは説明の都合上、省略している。
【0068】
図6(b) において、データを受信して処理を開始すると(S11)、着目したセル内の通信相手とする端末局とのチャネル情報を取得し(S12)、部分チャネル行列H'i,iとして管理する(S13)。さらに、同一セル内の基地局と端末局間での受信ウエイト行列W'i,iを部分チャネル行列H'i,iに基づいて取得し、式(26)に従って行列Gi,j を算出し(S14)、処理を終了する(S15)。そして、受信したデータに後続する情報(ビット列)の信号推定処理を引き続き行う。
【0069】
ここで、図9における従来技術でも同様の説明をしたが、受信するデータの先頭領域にはチャネル推定用のプリアンブル信号が付与されているため、処理S12 において部分チャネル行列の対角項に相当するところの、着目したセル内の端末から送信されこのセル内の基地局にて受信される際の部分チャネル行列H'i,iは取得可能である。しかし、非対角項に相当する部分チャネル行列H'i,jについてはそのシステムに依存し、必ずしも取得できるとは限らない。図6(b) での説明では、非対角項に相当する部分チャネル行列H'i,jについては、図6(a) にて説明したように実際のデータ受信とは別の機会に取得し、図6(a) の処理S3で記録した情報を処理S13 で読み出して用いる場合を例にとって説明した。ただし、もしデータ受信時に非対角項に相当する部分チャネル行列H'i,jも取得可能であれば、図6(a) に記載の一連の処理は省略可能であり、処理S12 の中で対角項、非対角項の全てを取得し、処理S13 は省略することになる。
【0070】
図6(c) において、データのビット列をシンボル単位で受信し、信号推定処理を開始すると(S101) 、シンボル単位の第iセルの受信信号をRi とし(S102) 、式(25)に従って着目したセルの0次の信号検出処理によりSj[0]を算出する(S103) 。次にカウンタ値aをゼロにリセットし(S104) 、周辺セルの信号Si[a]を取得し(S105) 、式(27)に従いa+1の着目したセルの推定信号Si[a+1]を算出する(S106) 。さらに、カウンタ値aに1加算し(S107) 、所定のしきい値bを超えるか否かを判断する(S108) 。ステップS108にてYes の場合、処理を終了してb次の推定信号Si[b]を決定し、復調処理へ進む(S109) 。一方、ステップS108にてNoの場合はステップS105に戻り、ステップS105からステップS108の処理を繰り返し実行する。
【0071】
なお、処理S109では信号の推定処理が完了としているが、当然ながら復調処理および雑音成分等による推定誤差を抑圧するための信号の硬判定処理、誤り訂正を含む軟判定処理などが含まれることがあるが、これらの処理は一般的な技術であるためここでは説明を省略する。
【0072】
ここで、ステップS105について補足すると、ここでいう周辺のセルとは、式(27)のΣで総和をとる対象のセルであり、具体的には相互の与/被干渉が無視できない所定のレベル以上のセルである。この条件は、通常は置局設計において決まるため、固定的に設定されていることが一般的であるが、逐次干渉の度合いを調査し、その時点で干渉が無視できないセルを動的に管理しても構わない。たとえば、受信電力が閾値以上のものを対象とする。また、a次の近似解として得られた推定信号Si[a]のみを近接セル同士で情報交換すればよいので、相互に通知する情報量は限定的である。
【0073】
また、ステップS105からステップS108の処理をハードウエア上に回路を構成して繰り返し実行する際には、同一の回路を繰り返し利用することになるため、演算回数という意味では演算量は多少増加するが、回路規模はステップS105からステップS108の処理の繰り返し回数には依存せず、一定の回路規模のままとすることができる。
【0074】
図7は、本発明の関連技術におけるセル間干渉キャンセラを用いた無線通信システムの構成例を示す。
図7において、201-1 〜201-2 は制御局、202-1 〜202-5 は遠隔基地局、203-1 〜203-5 は端末局、204-1 〜204-5 は同一周波数チャネルを用いるセル、205-1 〜205-3 は有線伝送路を表す。
【0075】
本構成と図8に示す従来構成が異なるところは、全てのセル204-1 〜204-5 内の遠隔基地局202-1 〜202-5 が単一の制御局に接続されているのではなく、分散した複数の制御局201-1 〜201-2 のいずれかひとつに有線伝送路205-1 〜205-2 を介して接続され、さらに分散した複数の制御局201-1 〜201-2 の間も有線伝送路205-3 を介して接続されている点である。
【0076】
例えば、着目するセル204-1 において、相互に与/被干渉が無視できないセルがセル204-2 とセル204-5 であったとする。この場合、セル204-1 内の遠隔基地局202-1 が接続された制御局201-1 では、セル204-1 内およびセル204-1 とセル204-2 /セル204-5 との間のチャネル情報を取得し、式(26)に示した行列Gi,j を算出する。さらに、実際に信号を受信する際には、式(28)におけるSi[a]を、セル204-2 の遠隔基地局202-2 が接続された制御局1-1 (実際は同一の制御局であるので、情報の伝送は不要)およびセル204-5 の遠隔基地局202-5 が接続された制御局201-2 から取得する(図6(c) のステップS105)。図6(c) のステップS105〜S108の処理を繰り返しながらこの情報交換を繰り返し、最終的にセル204-1 の推定信号Si[a]を決定する。
【0077】
例えば、着目するセル204-4 において、相互に与/被干渉が無視できないセルがセル204-3 とセル204-5 であったとする。この場合、これらのセルは全て共通の制御局201-2 に接続しているので、制御局201-1 と制御局201-2 の間の有線伝送路205-3 にて情報交換は不要のように見えるが、実際には、全てのセルにおける送信信号の算出処理は同時並行的に行われるため、いずれかのセルにおいて必要となる情報は有線伝送路205-3 を介して交換し、それらを共有する。
【0078】
なお、以上の関連技術では制御局が複数存在する場合について説明を行ったが、式(26)および式(27)の処理を実施すれば、必ずしも制御局は複数である必要はない。図8に示すようなひとつの制御局で集中的に信号処理を行う従来方式のような構成をとってもよい。あくまでも、本技術によれば必要な情報交換のみを行えば、分散的に複数の制御局に信号処理を分散させることが可能になり、かつ、その制御局毎の演算量を少なく抑えることが可能になるため、結果的に実現可能な回路規模に抑えることが可能となる。
【0079】
また、図6(c) におけるステップS105からステップS108の処理について、ループを繰り返すことになるが、ハードウエア的にはループ毎に個別の回路を実装しても、同一回路を繰り返し利用してもどちらでも構わない。
【0080】
さらに、以上の説明の中で部分チャネル行列H'i,jは行列として説明を行っていたが、単なるスカラー量も1×1の行列として理解すれば、必ずしも行列である必要はなく、部分チャネル行列H'i,jがスカラー量である場合にも拡張可能である。またこの場合、受信ウエイトWi,i も1×1の行列とみなすことが可能であり、この場合の受信ウエイト
W'i,iの算出処理とは、伝搬路上で発生する信号の減衰と位相の回転量に相当するスカラー量のH'i,iの逆数をW'i,iに設定する処理とみなすことができる。また、部分チャネル行列H'i,jはベクトルであっても、これを1×m(mは2以上の整数)の行列と理解すれば、同様の拡張は可能である。
【0081】
ここで、図6(c) におけるステップS105からステップS108の繰り返し処理における最適な回数について以下に説明する。最適な回数については、十分な繰り返し回数を設定すれば、干渉を十分に抑制し良好な特性は得られるが、繰り返し処理の増加に伴い演算量は増大してしまう。そのため、良好な干渉キャンセル特性を最低限の繰り返し処理にて実施するような制御が必要である。
【実施例1】
【0082】
以下、本発明の実施例について説明する。
実施例1における制御局、遠隔基地局および端末局の構成例は図5と同様である。ただし、後述するように、干渉除去手段5a〜5cは、繰り返し処理を最適化するための動作を行う。実施例1の特徴は、干渉除去手段5a〜5cにおいて、干渉キャンセルを実施後と実施前の信号の差分、すなわち変化量を算出し、その変化量がある閾値よりも小さいと判定された場合には干渉キャンセル処理を終端するところにある。
【0083】
前記の関連技術に加え、本発明では干渉キャンセルを実施することによる推定信号の変化量を算出し、その変化量がある一定量よりも小さければ以降、干渉キャンセル処理を実施する必要がないと判断し、その処理を中断するため、推定信号算出のための演算量を削減することが可能になる。ここで、変化量を算出する対象となる信号とは、たとえば推定した送信信号であり、変化量とはa次の推定信号からa+1次の推定信号の差の絶対値を評価する。
【0084】
図1は、本発明の実施例1における信号品質を考慮した干渉キャンセルを実現する信号推定処理フローを示す。図1(a) は遠隔基地局と各端末局間で定期的に行うチャネル情報の取得処理、図1(b) は信号推定処理の前段の受信準備処理、図1(c) は受信信号シンボルを用いた信号推定処理をそれぞれ表す。図1(a) および(b) における処理は、図6に示すフローと同様であるため、ここでは説明を省略する。
【0085】
図1(c) において、端末局からの信号をシンボル単位で受信し信号推定処理を開始すると(S21 )、シンボル単位の第iセルの受信信号をRi とし(S22 )、式(25)に従い自セルの0次の信号推定処理によりSi[0]を算出(S23) し、カウンタ値aをゼロにリセットし(S24 )、繰り返し処理を開始する。
【0086】
次に、周辺セルのa次の推定信号Sj[a]を取得し(S25 )、干渉信号レプリカを生成する(S26) 。そして式(27)に従いa+1次の自セルの推定信号Si[a+1]を算出し(S27 )、カウンタ値aに1加算する(S28)。次に、a次の干渉キャンセル処理を実施した推定信号Si[a]とa−1次の干渉キャンセル処理を実施した推定信号Si[a-1]の差分の絶対値である
d=|Si[a]−Si[a-1]|
を算出し(S29 )、その差分dが閾値eよりも小さいかを判定する(S30 )。ステップS30 にてYes の場合、a次の推定信号Si[a]を決定して信号推定処理を終了する(S32)。一方、ステップS30 にてNoの場合にはaが所定のしきい値bを超えるか否かを判断し(S31)、ステップS31 にてYes の場合、b次の推定信号Si[b]を決定して信号推定処理を終了する(S31)。一方、ステップS31 にてNoの場合はステップS25 に戻り、ステップS25 からステップS30 の処理を繰り返し実行する。
【0087】
なお、処理S32 では信号の推定処理が完了としているが、当然ながら雑音成分等による推定誤差を抑圧するために、信号の硬判定処理、誤り訂正を含む軟判定処理などが含まれることがあるが、これらの処理は一般的な技術であるためここでは説明を省略する。
【0088】
上記の動作により、繰り返し処理の途中に受信信号の変化量がある一定量よりも小さくなる場合にはその処理を中断するため、演算量を削減することが可能になる。
【0089】
また、あるセルにおいて干渉キャンセル処理を終了した場合、まだ干渉キャンセル処理が終了していない他のセルにおけるそれ以降の干渉除去処理には当該セルの誤りの無い受信信号が用いられる。これにより、誤りの無い、すなわち干渉成分を含まない受信信号から干渉信号のレプリカを生成できるため、残留干渉は発生しない。
【0090】
さらに、以降の繰り返し処理において当該セルからの信号を取得する必要がなくなるため、基地局ないしは制御局において交換する情報量を削減することが可能となる。
【0091】
さらに、上記の動作を、基地局と端末局にて共有している既知のトレーニング信号に対して実施し、決定したaの値を用いてある一定量のデータ信号に対して干渉キャンセル処理を実施しても構わない。すなわち、既知のトレーニング信号について、a+1次の干渉キャンセル処理を実施した推定信号Si[a+1]とa次の干渉キャンセル処理を実施した推定信号Si[a]の差分の絶対値である
d=|Si[a+1]−Si[a]|
を算出し, その差分dが閾値eよりも小さくなったときの次数を閾値bとして、S31 の判定を行う。このときには、受信信号ごとに行うS29 、S30 は行わず、S31 の判定のみを行う。
【実施例2】
【0092】
トレーニング信号を用いて閾値bを求める方法として、実施例1のようにa次とa+1次の推定信号の差分の絶対値に基づく方法の他に、信号品質を測定することにより求める方法があり、実施例2として以下に説明する。
【0093】
実施例2における制御局、遠隔基地局および端末局の構成例は図5と同様である。ただし、後述するように、干渉除去手段5a〜5cは、繰り返し処理を最適化するための動作を行う。実施例2の特徴は、干渉除去手段5a〜5cにおいて、受信したトレーニング信号の品質を基に干渉キャンセルの繰り返し次数の閾値bを決定し、受信データ信号の干渉キャンセル処理を実施するところにある。
【0094】
図2は、本発明の第2の実施例における信号品質を考慮した干渉キャンセルを実現する受信信号検出処理フローを示す。図2(a) は遠隔基地局と各端末局間で定期的に行うチャネル情報の取得処理、図2(b) は信号推定処理の前段の受信準備処理、図2(c) はトレーニング信号を用いた干渉キャンセル次数の決定処理をそれぞれ表す。図2(a) および(b) における処理は、図6に示すフローと同様であるため、ここでは説明を省略する。
【0095】
図2(c) において、基地局と端末局間にて既知であるトレーニング信号をシンボル単位で受信し信号推定処理を開始すると(S41 )、シンボル単位の第iセルの受信信号をRi とし(S42 )、式(25)に従い自セルの0次の信号推定処理によりSi[0]を算出(S43) し、カウンタ値aをゼロにリセットし(S44 )、繰り返し処理を開始する。
【0096】
次にSi[a]の信号品質を測定し(S45 )、測定した信号品質が条件を満たすかを判別する(S46 )。ここで、信号品質とは、たとえばEVM(Error Vector Magnitude)を用いる。EVMとは、受信シンボルの基準点との差を示す値である。条件としてある値を閾値として定め、トレーニングシンボルを用いて基準点を算出し、当該トレーニングシンボルの基準点(送信信号)と受信信号の差からEVMを測定し、測定したEVMが閾値よりも小さい場合には条件を満たすこととすればよい。その他、SNR(Signal to Noise Power Ratio )やSINR(Signal to Interference and Noise Power Ratio)、BER(Bit Error Rate)の特性から信号品質を推定するなど、いかなる手段を信号品質の指標として用いて構わない。
【0097】
ステップS26 にてYes の場合、次数aを決定して信号推定処理へ進む(S52 )。一方、ステップS46 にてNoの場合、周辺セルの推定信号Sj[a]を取得し(S47 )、干渉信号レプリカを生成する(S48 )。そして式(27)に従いa+1次の自セルの推定信号Si[a+1]を算出する(S49 )。さらにカウンタ値aに1加算し(S50 )、所定のしきい値bを超えるか否かを判断する(S51)。ステップS51 にてYes の場合、次数bを決定して信号推定処理へ進む(S52 )。一方、ステップS51 にてNoの場合、ステップS45 に戻り、ステップS45 からステップS51 の処理を繰り返し実行する。
【0098】
上記の動作により、データ信号の干渉キャンセル処理を実施する前準備として信号品質に応じて繰り返し次数を決定し、各セルの受信信号毎に最適な処理を実施することが可能となるため、演算量を削減することができる。
【0099】
また、あるセルにおいて干渉キャンセル処理を終了した場合、次の繰り返し処理には当該セルの誤りの無い受信信号が用いられる。これにより、誤りの無い、すなわち干渉成分を含まない受信信号から干渉信号のレプリカを生成できるため、残留干渉は発生しない。
【0100】
さらに、以降の繰り返し処理において当該セルからの信号を取得する必要がなくなるため、基地局ないしは制御局において交換する情報量を削減することが可能となる。
【0101】
上記の動作以降は、決定した次数aに基づき、データ信号に対して干渉キャンセルの処理を実施する。その処理フローは、関連技術の図6(c) に示すものと同様である。ここで、次数の閾値であるbの値を上記新たに決定したaの値とする。
【0102】
また、OFDMのような変調方式を用いる場合、サブキャリアごとのトレーニング信号とデータ信号を一つの処理単位とし、トレーニング信号の品質を測定した上で干渉キャンセル処理はデータ信号部分も同時に行うこととしてもよい。
【実施例3】
【0103】
図3は、本発明の実施例3における制御局および遠隔基地局の構成例を示す。本実施例における無線通信システムの概要は図7と同様である。
図3において、本実施例3の特徴は、図5に示す制御局1a〜1cの受信データ出力手段6a〜6cの前段にビット誤り検出手段11a 〜11c を備え、復調されたデータビット列の誤りを検出し、誤りが検出されなかった場合には干渉キャンセルの繰り返し処理を中断するところにある。また、本実施例3で用いるビット演算は例えばデータパケットのような、ある程度のビット列単位にて実施する必要があるため、干渉キャンセルの処理は一定のビット列を構成する複数のシンボルに毎に実施することになる。その他の構成は、図5に示すものと同様である。
【0104】
端末局12a 〜12c から制御局1a〜1cまたは基地局への情報伝送であるアップリンクについて説明する。端末局12a 〜12c が送信した信号を遠隔基地局10a 〜10i が受信し、それぞれが接続されている制御局へ信号を転送する。制御局1a〜1cは、遠隔基地局10a 〜10i が受信した信号に対し、その信号がトレーニング信号の場合にはチャネル情報取得・管理手段2a〜2cに入力され、遠隔基地局と端末局間のチャネル情報を取得し、受信ウェイト等を生成して保存する。一方、受信した信号がデータ信号の場合には受信信号生成・保存手段3a〜3cに入力され、チャネル情報取得・管理手段2a〜2cにて算出されたウェイトを用いて式(25)により0次の受信信号を生成し、保存する。
【0105】
干渉除去手段5a〜5cは、受信信号のシンボルをあるビット列単位分をまとめて復調部4a〜4cへ出力して復調処理を行い、復調されたデータビット列をビット誤り検出手段11a 〜11c へと出力する。ビット誤り検出手段11a 〜11c はデータビット列に対して誤り検出演算を行い、誤りがなければ受信データ出力手段6a〜6cへ出力する。一方、誤りがあればその結果を干渉除去手段5a〜5cへフィードバックし、干渉除去の処理を実施する。干渉除去の処理を実施する際は、干渉除去手段5a〜5cを通して制御局が保有しているa=0を含むa次の受信信号を情報伝達手段9a〜9cによって他の制御局に向けて伝送し、同時に、該伝送された情報を周辺セル情報取得手段7a〜7cによって取得する。
【0106】
次に、干渉信号レプリカ生成手段8a〜8cが、取得した周辺セルの受信信号と、チャネル情報取得・管理手段2a〜2cにて保存されているチャネル情報を用いて干渉信号レプリカを生成し、干渉除去手段5a〜5cは該干渉信号レプリカと受信信号生成・保存手段3a〜3cにて保存されている0次の受信信号を用いて式(27)によりa+1次の受信信号を生成する。上記干渉除去の処理はデータビット列を構成するシンボル群毎に行い、一連の処理を繰り返し実施することで、高次の推定信号を生成する。繰り返し処理を終えると、干渉除去手段5a〜5cは推定信号を復調部4a〜4cへ出力して復調処理を行い、ビット誤り検出手段11a 〜11c による誤り検出を行い受信データ出力手段6a〜6cへ出力する。
【0107】
図4は、本発明の第3の実施例における信号品質を考慮した干渉キャンセルを実現する受信信号検出処理フローを示す。図4(a) は遠隔基地局と各端末局間で定期的に行うチャネル情報の取得処理、図4(b) は信号推定処理の前段の受信準備処理、図4(c) はデータを受信後の各ビット列を受信した際の信号検出処理をそれぞれ表す。図4(a) および(b) における処理は、図6に示すフローと同様であるため、ここでは説明を省略する。
【0108】
図4(c) において、データ信号をあるビット列単位で受信し信号検出処理を開始すると(S61)、ビット誤り検出を行う単位であるデータブロックを構成する第iセルの受信信号列(受信シンボル列)をRi とし(S62)、式(25)に従い自セルの0次の信号検出処理により推定信号列Si[0]をデータブロックに相当するシンボル数分算出し、推定信号Ti[0]を構成する (S63)。そしてカウンタ値aをゼロにリセットし(S64)、繰り返し処理を開始する。まず、Ti[a]を復調し、データビット列として出力し、その出力データに対しビット誤り検出演算を行い、誤り検出を行う(S65)。ここで、ビット誤り検出にはCRC(巡回冗長検査)や、パリティチェック、チェックサム方式など、さまざまな手法がある。また、Ti[a]の復調処理は、受信信号に対し誤り訂正符号化が行われている場合にはその復号処理も伴う。
【0109】
次に、ビット誤り検出の結果に誤りが検出されたか否かを判断し(S66)、ステップS66 にてNoの場合、ビット列を推定信号として決定し、Ti[a]を復調したデータを出力し、信号検出処理を完了する(S74)。一方、ステップS66 にてYes の場合には、周辺セルからTj[a]を構成する推定信号Sj[a]を取得し(S67)、干渉信号レプリカを生成する(S68)。そして式(27)に従いa+1次の自セルの推定信号Si[a+1]を算出し(S69)、複数のSi[a+1]からTi[a+1]を再構成する(S70) 。ここで、ステップS67 からステップS69 の処理は、ひとつのビット列を構成する複数のシンボルに対して順次行ってもよいし、並列処理が可能であればそのようにしても構わない。
【0110】
次に、カウンタ値aに1加算し(S71 )、所定のしきい値bを超えるか否かを判断する(S72 )。ステップS72 にてYes の場合、b次の推定信号Ti[b]を決定して復調を行いデータビット列として出力し(S73 )、信号検出処理を完了する(S74 )。一方、ステップS72 にてNoの場合、ステップS65 に戻り、ステップS65 からステップS71 の処理を繰り返し実行する。
【0111】
上記の動作により、繰り返し処理の途中に一定のビット長列における受信信号に誤りが無いと判定された場合にはその処理を中断するため、演算量を削減することが可能になる。
【0112】
また、あるセルにおいて受信データに誤りが無いものと判定された場合、次の繰り返し処理には誤りの無い受信信号が用いられる。こうすることにより、誤りの無い、すなわち干渉成分を含まない受信信号から干渉信号のレプリカを生成できるため、残留干渉は発生しない。さらに以降の繰り返し処理において当該セルからの信号を取得する必要がなくなるため、基地局ないしは制御局において交換する情報量を削減することが可能となる。
【符号の説明】
【0113】
1a〜1c、61 制御局
2a〜2c チャネル情報取得・管理手段
3a〜3c 受信信号生成・保存手段
4a〜4c 復調部
5a〜5c 干渉除去手段
6a〜6c 受信データ出力手段
7a〜7c 周辺セル情報取得手段
8a〜8c 干渉信号レプリカ生成手段
9a〜9c 情報伝達手段
10a 〜10i 遠隔基地局
11a 〜11c ビット誤り検出手段
12a 〜12c 端末局
101 、201-1 〜201-2 制御局
102-1 〜102-5 、202-1 〜202-5 遠隔基地局
103-1 〜103-5 、203-1 〜203-5 端末局
104-1 〜104-5 、204-1 〜204-5 同一周波数チャネルを用いるセル
105 、 205-1〜205-3 有線伝送路
【技術分野】
【0001】
本発明は、複数の基地局が同一周波数チャネルを用いて信号送信を行う屋外の無線アクセスシステムにおいて、各基地局が協調的に信号伝送を行うための無線通信方法および無線通信システムに関する。
【背景技術】
【0002】
広帯域のインターネット接続サービスを提供するために光回線の普及が進んでいる。しかし、光回線の敷設には大きなコストがかかり、ある程度まとまったユーザ数を見込めなければ敷設が難しい。そこで、設備コストを抑えて広帯域のインターネット接続サービスを提供するために、ユーザに一番近いところ(ラスト1ホップ)で無線回線を利用する方法が検討されている。
【0003】
このラスト1ホップの無線回線としては、ネットワーク側の基地局とユーザ宅側の端末局間で見通しがなくても通信可能なマイクロ波帯を用いることが理想である。しかし、周波数資源が枯渇しつつある現状では、マイクロ波帯においてひとつの事業者が多数の周波数チャネルを独占することは難しい。一方、広域のサービスエリアをひとつの基地局でカバーすることは困難であるため、面的にサービスエリアを広げる場合には、ひとつの基地局が円形状のセルと呼ばれるサービスエリアを構成し、そのセルを連続的に敷き詰めることで対処してきた。この際、隣接するセルが同一周波数チャネルを用いると、一般的にはセル間干渉が発生し、特性が大幅に劣化する。通常、このような問題を解決するためには、複数の周波数チャネルを用い、周波数の繰り返し割り当てを行うことで、同一周波数チャネルのセルの間隔を隔離していた。
【0004】
このように、複数の周波数チャネルの繰り返し割り当てにより、同一周波数チャネルのセル間の相互干渉を抑圧することは可能であるが、利用可能な周波数チャネルが少ない場合には、必ずしも十分なレベルまで干渉を抑圧することはできない。このような問題を解決するための方法としては、非特許文献1に記載されているような、セル間の相互の干渉を抑圧するためのセル間干渉キャンセラを利用する方法が提案されている。
【0005】
図8は、従来技術におけるセル間干渉キャンセラを用いた無線通信システムの構成例を示す。
図8において、101 は制御局、102-1 〜102-5 は遠隔基地局、103-1 〜103-5 は端末局、104-1 〜104-5 は同一周波数チャネルを用いるセル、105 は有線伝送路を表す。同一周波数を用いるセル104-1 〜104-5 は、これらのセルの間に存在するセルにおいて複数周波数チャネルの繰り返し利用などをすることにより、それぞれのセル104-1 〜104-5 はある程度の距離で隔離されている。すなわち、ここには着目した周波数チャネルのセル以外は記載していないが、実際にはその他の周波数チャネルを利用するセルが存在する。各セル104-1 〜104-5 に設置される遠隔基地局102-1 〜102-5 は、有線伝送路105 を介して制御局101 と接続される。制御局101 は、各遠隔基地局102-1 〜102-5 とその配下の端末局103-1 〜103-5 との無線通信を一括して管理し、各種信号処理を行う。
【0006】
遠隔基地局102-1 〜102-5 および端末局103-1 〜103-5 は、図中では複数のアンテナを備え、各セル104-1 〜104-5 毎にMIMOチャネルを構成するように図示しているが、それぞれがアンテナ1本ずつのSISOチャネルを構成しても構わない。さらに、セル内にそれぞれ複数の遠隔基地局を備え、全体として複数本のアンテナを備える構成でもよい。さらに、端末局103-1 〜103-5 もセル内に複数局存在し、同時刻に同一周波数チャネルを用いて同時並行的に通信を行うマルチユーザMIMO通信を実現する構成でもよい。
【0007】
制御局101 は、各遠隔基地局102-1 〜102-5 および各端末局103-1 〜103-5 との間のMIMOチャネルのチャネル情報を何らかの方法で取得可能であるとする。このチャネル情報の取得方法は、様々な文献で議論されている一般的な技術なので、ここではチャネル情報が既知であるとして詳細は省略する。
【0008】
次に、無線通信システムにおける全体のチャネル行列Hall を以下のように定義する。
【数1】
【0009】
ここで、Nは無線通信システムを構成する同一周波数チャネルを用いるセルの総数を表す。さらに、チャネル行列Hall を構成する各成分Hi,j は、それ自体が行列を構成している。例えば、図8の例であれば5つのセルにより構成されているのでN=5であり、対角成分であるH1,1 、H2,2 、…、H5,5 はそれぞれ、セル104-1 〜104-5 の中の各基地局102-1 〜102-5 と各端末局103-1 〜103-5 との間のMIMOチャネルを表している。また、非対角成分であるi≠jに対するHi,j は、第jセル内の基地局102-j から第iセルの端末局103-i への干渉に相当するチャネル行列を表す。なお、この行列Hi,j は通信相手となる端末局毎に異なるので、その端末局に相当する添え字を付与して標記すべきであるが、ある瞬間に通信を行う対象となる端末のみに着目し、ここでは説明の都合上、端末局に相当する添え字を省略している。
【0010】
ここで、非対角項の行列のノルムが対角項の行列のノルムよりも十分に小さい場合、すなわち以下の条件が成り立つとき、干渉キャンセラが有効に機能する。
【数2】
【0011】
以下の説明を進めるにあたり、チャネル行列Hall の対角項のみを抜き出して他をゼロ挿入した行列Hd と、非対角項のみを抜き出して対角項をゼロ挿入した行列Hndとを以下のように定義する。
【数3】
【0012】
さらに、第iセルにおいて必要に応じて遠隔基地局が送信信号に乗算する送信ウエイトをWi,i としたとき、この部分行列を対角項に配置した全体の送信ウエイト行列を以下のように定義する。
【数4】
【0013】
同様に、第iセルでの遠隔基地局からの送信情報をSi 、第iセルの端末局において受信される信号をRi 、第iセルの端末局における雑音信号をni とおくと、全体としては以下のように表すことができる。
【数5】
【0014】
式(10)の信号Tとは、送信情報に対して送信ウエイトを乗算した信号で、送信側から実際に送信されるプリコーディングされた信号と位置づけられる。ここで、送信ウエイト行列Wi,i は、自分のセル以外のセルからの干渉を無視して算出した送信ウエイトとなっているので、式(6) ではセル間干渉信号が混在した状態になっている。非特許文献1に記載の干渉キャンセラでは、この他セルからの干渉信号の総和が端末局においてどのように受信されるかを推定し、この推定した信号の逆符号の信号のレプリカを遠隔基地局において生成し、これをもとの信号に加算して送信することとしている。干渉レプリカ信号を考慮した具体的な送信信号T′は以下の式で与えられる。
【数6】
【0015】
ここで、式(11)は、先の送信ウエイトWの代わりに以下の換算送信ウエイトW′を算出し、送信情報Sに対しW′を乗算することで送信信号を求めることと理解できる。
【数7】
【0016】
図9は、従来の無線通信方法におけるダウンリンクの送信信号算出処理手順を示す。図9(a) は遠隔基地局と各端末局間で定期的に行うチャネル情報の取得処理、図9(b) は実際の送信処理を行う前段の送信準備処理、図9(c) は各ビット列を送信する際のシンボル単位での送信信号算出処理をそれぞれ表す。
【0017】
図9(a) において、遠隔基地局と各端末局との間の伝搬チャネルは、時間と共に変化しているのが一般的である。そこで、所定の周期でそれぞれのチャネル情報を定期的に取得する。具体的には、処理を開始すると(S101)、チャネル情報を取得し(S102)、それを式(3) および式(4) の部分チャネル行列Hi,j として記録し(S103)、処理を終了する(S104)。本来、部分チャネル行列Hi,j は端末局毎に異なるので、その端末局に相当する添え字を付与すべきであるが、ここでは説明の都合上、省略している。
【0018】
図9(b) において、送信機会を得て処理を開始すると(S111)、通信相手の端末局を選択し(S112)、メモリに記憶された当該端末局に関連した部分チャネル行列Hi,j を読み出す(S113)。さらに、対角成分の部分チャネル行列Hi,iに対する送信ウエイトWi,iを算出する(S114)。ここでの送信ウエイトは、例えばMIMO伝送における固有モード伝送のための送信ウエイトであったり、マルチユーザMIMOにおける端末局間干渉抑圧のためのヌル形成用の送信ウエイトであったり、如何なるものであっても構わない。また、特に送信ウエイトを定めずに、単なる単位行列を用いても構わない。この場合、送信ウエイトの算出処理(S114)は実効的には意味を持たない。次に、この送信ウエイトWi,i を対角成分とした送信ウエイトWに対して式(12)で示す換算送信ウエイトW′を算出し(S115) 、処理を終了する(S116)。
【0019】
図9(c) において、実際にビット列に基づいたプリコーディングを行った送信信号の算出処理として処理を開始すると(S121)、送信情報Sを入力し(S122)、式(11)に従い送信情報Sに換算送信ウエイトW′を乗算し、送信信号T′を算出し(S123)、処理を終了して送信信号T′を決定する(S124)。なお、送信情報Sは、各セル毎の成分を式(7) により合成した信号ベクトルとして処理を行う。
【0020】
ここで、この干渉キャンセラが有効に機能するためには式(2) の条件を満たさなければならず、もともと少ない周波数チャネルで繰り返しを行っていた場合には、十分にセル間干渉を抑圧することができなかった。
【0021】
そこで、式(2) の条件を十分に満たさない環境では、さらに干渉レプリカ信号の推定精度を高めることが有効である。まず、先の式(11)で示した干渉信号をキャンセルするためのレプリカ信号は、このレプリカ信号を求める対象のセルにおいて干渉源となりうる隣接セルからの干渉信号を考慮しない場合の送信ウエイトが付加された送信信号を前提として求めていた。次に、これを拡張し、隣接する干渉源となりうるセルから式(11)で与えられる信号が送信されたことを前提に、その信号をキャンセルするためのレプリカ信号を再度算出し、その信号を減算することで近似の精度を高めることが可能となる。この場合の干渉レプリカ信号を考慮した具体的な送信信号T″は以下の式で与えられる。
【数8】
【0022】
なお、一般的に、N×Nの行列同士の乗算には、N3 の乗算回数が必要となる。非特許文献1にも記載されているように、全体としてのサービスエリアが広域になり、エリア全体での遠隔基地局のアンテナ数が増えるに従い、N3 に比例して乗算回数が膨大化する。すなわち、近似の精度を高めることは可能であるが、全体の行列Hall のサイズが増大した環境での適用は、回路規模が増大し、また演算の負荷が増大するために非現実的であった。
【0023】
以上のダウンリンクでの信号処理に対し、アップリンクでの信号処理を簡単に説明する。アップリンクでは、各端末局側では周辺セルの遠隔基地局との間のチャネル情報も十分に把握できておらず、さらには複数のセルに存在する各端末局はそれぞれ協調して通信を行うことが困難であるため、各遠隔基地局において相互のセル間の与/被干渉を抑圧するような協調伝送は不可能である。
【0024】
したがって、アップリンクにおける各セルの送信情報を式(7) と同様に定義するならば、特殊な送信ウエイトを乗算することなしに全ての端末局が信号を送信することになるために、制御局(または遠隔基地局)におけるRについて、式(6) は以下のように書き直すことができる。
【数9】
【0025】
ここで、H'allとは、アップリンクに相当する全体のチャネル行列である。この行列のサイズが非常に大きいことを考慮すれば、通常のMIMO通信において良好な特性を示す最大尤度検出(MLD:Maximum Likelihood Detection)法の適用は不可能である。したがって、ZF(Zero Forcing)法、最小自乗誤差(MMSE:Minimum Mean Square Error )法などを利用した信号処理が前提となる。この中で最も簡単なZF法の場合の処理内容を以下に説明する。
【0026】
まず、行列H'allがサイズN×Mの行列とすると、送信信号系統数Mよりも受信アンテナの総数Nの方が大きくないと信号分離ができないため、必然的にN≧Mの関係が成り立つ。N=Mであれば、式(14)に対し行列H'allの逆行列を左側より乗算することにより信号検出処理が可能である。しかし、一般にはN=Mとは限らないので、行列H'allそのものには逆行列が存在するとは限らない。この場合、行列H'allの擬似逆行列である行列
(H'allH H'all)-1H'allH
を用いる。ここで、行列H'allH H'allはサイズM×Mの正方行列であり、行列H'allのランクがMであれば、行列H'allH H'allには逆行列が一般的に存在する。そこで式(14)に対し、擬似逆行列を左側より乗算すると、以下の式が得られる。
【数10】
【0027】
右辺の第2項は雑音ベクトルnの各成分を擬似逆行列のウエイトで合成した信号になっており、一般的には送信情報Sの大きさよりも十分に小さく、この結果に対して硬判定ないしは軟判定(誤り訂正処理を伴う)処理を行って求めた信号をもとに、端末局側にて送信した送信情報の推定(受信信号の検出)処理を行うことになる。
【0028】
図10は、従来の無線通信のアップリンクにおける制御局および遠隔基地局の構成例を示す。
図10において、61は制御局、13は受信信号生成手段、2aはチャネル情報取得・管理手段、4aは復調部、6aは受信データ出力手段、10a 〜10i は遠隔基地局、12a 〜12c は端末局を示す。端末局12a 〜12c から制御局61への情報伝送であるアップリンクについて説明すると、端末局12a 〜12c が送信した信号を遠隔基地局10a 〜10i が受信し、それらが接続されている制御局61へ信号を転送する。制御局61は、遠隔基地局10a 〜10i が受信した信号に対し、その信号がトレーニング信号の場合にはチャネル情報取得・管理手段2aにおいて、遠隔基地局と端末局間のチャネル情報を取得し、受信ウェイトを算出して保存する。一方、受信した信号がデータ信号の場合には受信信号生成手段13において、チャネル情報取得・管理手段2aにて生成された受信ウェイトを乗算して受信信号を生成する。受信信号は復調部4aへ出力され、復調処理を行った後に受信データ出力手段6aへと出力される。
【0029】
図11は、従来の無線通信方法におけるアップリンクの信号推定処理手順を示す。図11(a) は遠隔基地局と各端末局間で定期的に行うチャネル情報の取得処理、図11(b) は信号推定処理の前段の受信準備処理、図11(c) はデータの各ビット列を受信した際のシンボル単位での信号推定処理をそれぞれ表す。
【0030】
図11(a) において、遠隔基地局10a 〜10i と各端末局12a 〜12c との間の伝搬チャネルは、時間と共に変化しているのが一般的である。そこで、チャネル情報取得・管理手段2aにおいて所定の周期でそれぞれのチャネル情報を定期的に取得する。具体的には、処理を開始すると(S131)、チャネル情報を取得し(S132)、それを部分チャネル行列H'i,jとして記録し(S133)、処理を終了する(S134)。本来、部分チャネル行列H'i,jは端末局毎に異なるので、その端末局に相当する添え字を付与すべきであるが、ここでは説明の都合上、省略している。なお、チャネル情報取得・管理手段2aで取得するチャネル情報は、遠隔基地局と端末局間で推定されたチャネル情報がチャネル情報取得・管理手段2aに対して定期的に出力されたものである。チャネル情報は、遠隔基地局10a 〜10i または端末局12a 〜12c により算出されて、制御局61に通知する。
【0031】
次に、図11(b) において、データ受信により処理を開始すると(S141)、各セルにて遠隔基地局と端末間との間のチャネル情報を取得し(S142)、さらに図10(a) で取得した他のセルからの干渉信号に対応するチャネル情報であるセル間の部分行列H'i,jを読み出し(S143)、それらを合成して全体の行列H'allを作成する(S144)。この全体のチャネル行列に対し、式(15)により擬似逆行列を算出し(S145)、処理を終了し(S146)、受信したデータに後続する情報(ビット列)の受信信号推定処理を引き続き行う。
【0032】
一般的に、受信するデータの先頭領域にはチャネル推定用のプリアンブル信号が付与されているため、処理S142において部分チャネル行列の対角項に相当するところの、着目したセル内の端末から送信され、このセル内の基地局にて受信される際の部分チャネル行列H'i,iは取得可能である。しかし、処理S143において非対角項に相当する部分チャネル行列H'i,jについてはそのシステムに依存し、必ずしも取得できるとは限らない。図11(b) の説明では、非対角項に相当する部分チャネル行列H'i,jについては、図11(a) にて説明したように実際のデータ受信とは別の機会に取得し、図11(a) の処理S133で記録した情報を処理S143で読み出して用いる場合を例にとって説明した。ただし、もしデータ受信時に非対角項に相当する部分チャネル行列H'i,jも取得可能であれば、図11(a) に記載の一連の処理は省略可能であり、処理S142の中で対角項、非対角項の全てを取得し、処理S143は省略することになる。
【0033】
次に、図11(c) において、データのビット列をシンボル単位で信号推定処理を開始すると(S151)、シンボル単位の第iセルの受信信号をRi を全セルで取得し(S152)、受信信号生成手段13において式(15)に従い擬似逆行列を全体の受信信号ベクトルRの左側より乗算し、推定信号Sを算出し(S153)、信号推定処理を終了する (S154) 。
【0034】
なお、雑音成分等による推定誤差を抑圧するために、処理S153には復調部4aにおける復調処理及び信号の硬判定処理、誤り訂正を含む軟判定処理などが含まれるが、これらは一般的な技術であるためここでは説明を省略する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0035】
【非特許文献1】丸田一輝他、「マルチユーザMIMO分散アンテナシステムにおけるクラスタ間干渉キャンセラを用いた周波数利用効率改善効果」、信学技報RCS2009-231 、 pp.139-144 、2010年1月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0036】
非特許文献1に記載の干渉キャンセラはダウンリンクに関する信号処理のみに関する技術であり、アップリンクの信号処理については言及がなかった。多数の端末局が送信する信号を受信して信号処理を行うこと自体は原理的には可能であるが、ここでは先に説明した式(15)のように、行列に対する行列の乗算や逆行列演算を伴う。この行列は、全てのサービスエリアに関する行列全体で構成されるため、非常に大きなサイズとなる。例えば、 100×100 のサイズであれば、その行列の乗算や逆行列演算にはそれぞれ106 回の乗算が必要となる。実際にはそれ以上の行列サイズとなることも一般的であり、膨大な演算量を処理するためには非現実的な回路規模のハードウエアを想定するか、ないしは処理遅延が膨大となるソフトウエア的な処理が避けられない。
【0037】
本発明は、現実的な演算量、現実的な回路規模において実現可能なアップリンクにおける干渉キャンセラ技術を確立し、さらに周波数繰り返しを行う周波数チャネル数を抑えて周波数リソースを有効に活用することができる無線通信方法および無線通信システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0038】
第1の発明は、複数のセルにそれぞれ基地局が配置され、各基地局が有線回線を介してネットワークと接続され、各基地局がセル内の端末局と無線回線を介して通信を行う無線通信方法であって、同一セル内および異なるセル間における基地局と端末局の間のチャネル情報を取得するステップと、取得したチャネル情報を、第iセル内の基地局と第jセル内の端末局との間のチャネル行列H'i,jとして管理するステップと、チャネル行列に基づいて、同一セル内の基地局と端末局間での受信ウエイト行列W'i,iと、他セル内の端末局から到来する干渉信号のレプリカを生成するためのウェイト行列Gi,j とを算出するステップと、第iセルにおける受信情報をRi としたときに、送信ウエイトW'i,iとの乗算により第iセルにおける0次の推定信号Si[0]=W'i,iRi を算出するステップと、第iセルについて、当該セルと同一周波数チャネルを用いて通信を行う周辺のセルの全てまたは一部において算出されたj≠iなる第jセルにおけるa次の推定信号Sj[a]とウェイト行列Gi,j の積算結果を所定のjに対して総和を取ることにより生成した干渉信号レプリカを推定信号Si[0]に加算することで第iセルにおけるa+1次の推定信号Si[a+1]を算出するステップと、完了条件を満たした場合に、第iセルにおけるa+1次の推定信号Si[a+1]を算出することを完了するステップとを有する。
【0039】
本発明により、全体行列H'allの行列サイズが非常に大きい場合でも、各aの値に対して共通の小規模行列である行列Gi,j を用いながら、a次の推定信号Si[a]を漸化式で算出することにより、演算量を抑えながら高次の推定信号の解を算出することが可能になる。
【0040】
第1の発明の無線通信方法であって、完了条件は、推定信号Si[a+1]のSi[a]に対する変化量を算出し、当該算出した変化量が所定の閾値よりも小さいことである。
【0041】
本発明により、干渉キャンセルを実施することによる信号の変化量を算出し、その変化量がある一定量よりも小さければ以降干渉キャンセル処理を実施する必要がないと判断し、その処理を中断するため、送信信号算出のための演算量を削減することが可能になる。さらに、以降の繰り返し処理において当該セルからの信号を算出する必要がなくなるため、基地局ないしは制御局において交換する情報量を削減することが可能となる。
【0042】
第1の発明の無線通信方法であって、完了条件は、第iセルにおける基地局と端末局において互いに共有している既知の送信信号をRi としたときに、受信ウエイトW'i,iとの乗算により第iセルにおける0次の推定信号Si[0]=W'i,iRi を取得し、a=0を含むa次の推定信号Si[a]の信号品質を測定し、測定した信号品質が所定の条件を満たすか否かを判別し、信号品質が所定の条件を満たす場合の次数を基準点として定め、推定信号Si[a]の次数aが当該次数と同一となることである。
【0043】
本発明により、繰り返し処理の途中に受信信号に誤りが小さいと判定された場合にはその処理を中断するため、演算量を削減することが可能になる。すなわち、受信信号に他セルからの干渉成分が含まれている場合、その受信信号から干渉信号レプリカを生成すると新たな干渉成分、すなわち残留干渉を発生する原因となる。このとき、式(2) に示す条件が満たされていない、つまり所望信号の電力よりも干渉信号の電力が大きい場合では、繰り返し処理において残留干渉成分が増幅されてしまい干渉キャンセルがうまく機能しなくなる。さらに、以降の繰り返し処理において当該セルからの信号を取得する必要がなくなるため、基地局ないしは制御局において交換する情報量を削減することが可能となる。
【0044】
第1の発明の無線通信方法であって、完了条件は、a次の推定信号Si[a]を一定のビット列単位のTi[a]として取得したものを復調し、復調したデータビット列に対してビット誤り検出演算を行い、誤りが存在しないことである。
【0045】
本発明により、データビット列Ti[a]に誤りが検出されなくなった場合には所定の繰り返し回数まで処理を実施することなく信号検出処理を完了できるため、演算量を抑えることが可能になる。また、あるセルにおいて受信データに誤りが無いものと判定された場合、次の繰り返し処理には誤りの無い受信信号が用いられる。これにより、誤りの無い、すなわち干渉成分を含まない受信信号から干渉信号のレプリカを生成できるため、残留干渉は発生しない。さらに以降の繰り返し処理において当該セルからの信号を取得する必要がなくなるため、基地局ないしは制御局において交換する情報量を削減することが可能となる。
【0046】
第2の発明は、複数のセルにそれぞれ基地局が配置され、各基地局が有線回線を介してネットワークと接続され、各基地局がセル内の端末局と無線回線を介して通信を行う無線通信システムであって、同一セル内および異なるセル間における基地局と端末局の間のチャネル情報を取得する手段と、取得したチャネル情報を、第iセル内の基地局と第jセル内の端末局との間のチャネル行列H'i,jとして管理する手段と、チャネル行列に基づいて、同一セル内の基地局と端末局間での受信ウエイト行列W'i,iと、他セル内の端末局から到来する干渉信号のレプリカを生成するためのウェイト行列Gi,j とを算出する手段と、第iセルにおける受信情報をRi としたときに、送信ウエイトW'i,iとの乗算により第iセルにおける0次の推定信号Si[0]=W'i,iRi を算出する手段と、第iセルについて、当該セルと同一周波数チャネルを用いて通信を行う周辺のセルの全てまたは一部において算出されたj≠iなる第jセルにおけるa次の推定信号Sj[a]とウェイト行列Gi,j の積算結果を所定のjに対して総和を取ることにより生成した干渉信号レプリカを推定信号Si[0]に加算することで第iセルにおけるa+1次の推定信号Si[a+1]を算出する手段と、完了条件を満たした場合に、第iセルにおけるa+1次の推定信号Si[a+1]を算出することを完了する手段とを備える。
【0047】
第2の発明の無線通信システムであって、完了条件は、推定信号Si[a+1]のSi[a]に対する変化量を算出し、当該算出した変化量がある閾値よりも小さいことである。
【0048】
第2の発明の無線通信システムであって、完了条件は、第iセルにおける基地局と端末局において互いに共有している既知の送信信号をRi としたときに、受信ウエイトW'i,iとの乗算により第iセルにおける0次の推定信号Si[0]=W'i,iRi を取得し、a=0を含むa次の推定信号Si[a]の信号品質を測定し、測定した信号品質が所定の条件を満たすか否かを判別し、信号品質が所定の条件を満たす場合の次数を基準点として定め、推定信号Si[a]の次数aが当該次数と同一となることである。
【0049】
第2の発明の無線通信システムであって、完了条件は、a次の推定信号Si[a]を一定のビット列単位のTi[a]として取得したものを復調し、復調したデータビット列に対してビット誤り検出演算を行い、誤りが存在しないことである。
【発明の効果】
【0050】
本発明によれば、同一周波数チャネルを用いる周辺のセルからの相互の与/被干渉が存在する環境で、多数の端末局が送信した信号を複数の遠隔基地局が受信するアップリンクにおいて、多数の遠隔基地局のアンテナの受信信号に対する信号処理により、周辺のセルからの相互の与/被干渉を抑圧し、信号対干渉電力比(SIR:Signal to Interference Ratio)を改善した状態で通信を行うことができる。この結果、周波数チャネル数が少ない場合であっても、これに起因するセル間干渉を抑えて、通信品質を改善できる。
【0051】
また、従来技術では、非現実的な規模の膨大な演算量を伴う干渉キャンセラの信号処理に対して、本発明では必要となる演算量を大幅に抑圧可能である。
【0052】
さらに、信号処理自体はひとつの制御局に全て集約する必要はなく、分散的な制御局または基地局において処理を実行可能であり、この結果、個別の制御局または基地局の演算量をサービスエリア全体のセルの数に依存しない、現実的な演算量に抑えることが可能になり、極限的には超広域のサービスエリアへの拡張が可能になる。
【0053】
さらに、本発明では推定信号の品質を測定して干渉キャンセルの処理を中断する処理を伴うので、さらに演算量を抑圧し、さらには基地局ないしは制御局間にて交換する情報量を削減することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【0054】
【図1】本発明の実施例1における信号品質を考慮した干渉キャンセルを実現する信号推定処理を示すフローチャートである。
【図2】本発明の実施例2における信号品質を考慮した干渉キャンセルを実現する信号推定処理を示すフローチャートである。
【図3】本発明の実施例3における制御局および遠隔基地局の構成例を示す図である。
【図4】本発明の実施例3における信号品質を考慮した干渉キャンセルを実現する信号検出処理を示すフローチャートである。
【図5】本発明の関連技術における制御局および遠隔基地局の構成例を示す図である。
【図6】本発明の関連技術における干渉キャンセルを実現する信号推定処理を示すフローチャートである。
【図7】本発明の関連技術におけるセル間干渉キャンセラを用いた無線通信システムの構成例を示す図である。
【図8】従来技術におけるセル間干渉キャンセラを用いた無線通信システムの構成例を示す図である。
【図9】従来の無線通信方法におけるダウンリンクの送信信号算出処理を示すフローチャートである。
【図10】従来の無線通信システムのアップリンクにおける制御局および遠隔基地局の構成例を示す図である。
【図11】従来の無線通信方法におけるアップリンクの信号推定処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0055】
始めに、本発明の背景となる関連技術(特願2010−233263)について説明する。
まず、アップリンクに関するチャネル行列を再定義する。
【数11】
【0056】
ここで、式(19)のW’の各項におけるW'i,iは、式(17)のH'i,iに対する受信ウエイトであり、例えばZF法であれば
W'i,i=H'i,i-1
または
W'i,i=(H'i,iH H'i,i)-1H'i,iH
で与えられる。また、最小自乗平均誤差(MMSE)基準のウエイトなど、他の如何なる方法により算出して構わない。この行列を式(14)の両辺の左側より乗算する。
【数12】
【0057】
さらに、以下のように演算を進める。
【数13】
【0058】
ここで式(20)の右辺第3項の雑音項を無視すれば、以下のような関係式が求まる。
【数14】
【0059】
これを各行毎に分けて記述すれば、第i行は以下の関係式となる。
【数15】
【0060】
ここで、左辺のSi に乗算されているW'i,iH'i,iは対角行列である。これは、受信信号に受信ウエイトを乗算したW'i,iRi から干渉成分である信号を推定して減算することで、セル間干渉のない場合の信号に関する情報(式(24)の左辺)が求まることを意味している。全てのi,jに対し式(24)が成立する送信情報Si を求めることができれば、それは送信情報Sの近似解とみなすことができる。そこで、以下の処理を行う。
【数16】
【0061】
式(27)は送信情報Si[a]に関する漸化式となっており、初期値を式(25)で与えた後、繰り返し演算を行えば、式(2) の条件式が満たされている場合には収束解をもつことになる。以下に、関連技術について図を参照して説明する。
【0062】
図5は、関連技術における制御局および遠隔基地局の構成例を示す。
図5において、1a〜1cは制御局、2a〜2cはチャネル情報取得・管理手段、3a〜3cは受信信号生成・保存手段、4a〜4cは復調部、5a〜5cは干渉除去手段、6a〜6cは受信データ出力手段、7a〜7cは周辺セル情報取得手段、8a〜8cは干渉信号レプリカ生成手段、9a〜9cは情報伝達手段、10a 〜10i は遠隔基地局、12a 〜12c は端末局を示す。
【0063】
本技術の特徴は、制御局1a〜1cは、受信信号生成・保存手段3a〜3c、干渉除去手段5a〜5c、周辺セル情報取得手段7a〜7c、干渉信号レプリカ生成手段8a〜8c、情報伝達手段9a〜9cを備え、情報伝達手段9a〜9cから情報取得手段7a〜7cに有線伝送路等を介して通知される周辺セルの情報(受信信号)をもとに、干渉信号レプリカ生成手段8a〜8cにおいて干渉信号レプリカを生成し、干渉除去手段5a〜5cにおいて他セルからの干渉をキャンセルする処理を繰り返し実施するところにある。
【0064】
端末局12a 〜12c から制御局1a〜1cまたは基地局への情報伝送であるアップリンクについて説明する。端末局12a 〜12c が送信した信号は遠隔基地局10a 〜10i が受信し、それぞれが接続されている制御局1a〜1cへ信号を転送する。制御局1a〜1cは、遠隔基地局10a 〜10i が受信した信号に対し、その信号がトレーニング信号の場合にはチャネル情報取得・管理手段2a〜2cに入力され、遠隔基地局と端末局間のチャネル情報を取得し、受信ウェイト等を生成して保存する。一方、受信した信号がデータ信号の場合には受信信号生成・保存手段3a〜3cに入力され、チャネル情報取得・管理手段2a〜2cにて算出されたウェイトを用いて式(25)により0次の受信信号を生成し、保存する。
【0065】
干渉除去の処理を実施する際は、干渉除去手段5a〜5cを通して制御局1a〜1cが保有しているa=0を含むa次の受信信号を情報伝達手段9a〜9cによって他の制御局に向けて伝送し、同時に、該伝送された情報を周辺セル情報取得手段7a〜7cによって取得する。次に、干渉信号レプリカ生成手段8a〜8cが、取得した周辺セルの受信信号と、チャネル情報取得・管理手段2a〜2cにて保存されているチャネル情報を用いて干渉信号レプリカを生成し、干渉除去手段5a〜5cは該干渉信号レプリカと受信信号生成・保存手段3a〜3cにて保存されている0次の受信信号を用いて式(27)によりa+1次の受信信号を生成する。上記一連の処理を繰り返し実施することで、高次の推定信号を生成する。繰り返し処理を終えると、干渉除去手段5a〜5cは推定信号を復調部4a〜4cへ出力し、復調処理を行って受信データ出力手段6a〜6cへ出力する。
【0066】
図6は、本発明の関連技術における干渉キャンセルを実現する信号推定処理手順を示す。図6(a) は遠隔基地局と各端末局間で定期的に行うチャネル情報の取得処理、図6(b) は信号推定処理を行う前段の受信準備処理、図6(c) はデータの各ビット列を受信した際のシンボル単位での信号推定処理をそれぞれ表す。
【0067】
図6(a) において、遠隔基地局10a 〜10i と各端末局12a 〜12c との間の伝搬チャネルは、時間と共に変化しているのが一般的である。そこで、所定の周期でそれぞれのチャネル情報を定期的に取得する。具体的には、処理を開始すると(S1)、チャネル情報を取得し(S2)、それを式(16)の部分チャネル行列H'i,jとして記録し(S3)、処理を終了する(S4)。本来、部分チャネル行列H'i,jは端末局毎に異なるので、その端末局に相当する添え字を付与すべきであるが、ここでは説明の都合上、省略している。
【0068】
図6(b) において、データを受信して処理を開始すると(S11)、着目したセル内の通信相手とする端末局とのチャネル情報を取得し(S12)、部分チャネル行列H'i,iとして管理する(S13)。さらに、同一セル内の基地局と端末局間での受信ウエイト行列W'i,iを部分チャネル行列H'i,iに基づいて取得し、式(26)に従って行列Gi,j を算出し(S14)、処理を終了する(S15)。そして、受信したデータに後続する情報(ビット列)の信号推定処理を引き続き行う。
【0069】
ここで、図9における従来技術でも同様の説明をしたが、受信するデータの先頭領域にはチャネル推定用のプリアンブル信号が付与されているため、処理S12 において部分チャネル行列の対角項に相当するところの、着目したセル内の端末から送信されこのセル内の基地局にて受信される際の部分チャネル行列H'i,iは取得可能である。しかし、非対角項に相当する部分チャネル行列H'i,jについてはそのシステムに依存し、必ずしも取得できるとは限らない。図6(b) での説明では、非対角項に相当する部分チャネル行列H'i,jについては、図6(a) にて説明したように実際のデータ受信とは別の機会に取得し、図6(a) の処理S3で記録した情報を処理S13 で読み出して用いる場合を例にとって説明した。ただし、もしデータ受信時に非対角項に相当する部分チャネル行列H'i,jも取得可能であれば、図6(a) に記載の一連の処理は省略可能であり、処理S12 の中で対角項、非対角項の全てを取得し、処理S13 は省略することになる。
【0070】
図6(c) において、データのビット列をシンボル単位で受信し、信号推定処理を開始すると(S101) 、シンボル単位の第iセルの受信信号をRi とし(S102) 、式(25)に従って着目したセルの0次の信号検出処理によりSj[0]を算出する(S103) 。次にカウンタ値aをゼロにリセットし(S104) 、周辺セルの信号Si[a]を取得し(S105) 、式(27)に従いa+1の着目したセルの推定信号Si[a+1]を算出する(S106) 。さらに、カウンタ値aに1加算し(S107) 、所定のしきい値bを超えるか否かを判断する(S108) 。ステップS108にてYes の場合、処理を終了してb次の推定信号Si[b]を決定し、復調処理へ進む(S109) 。一方、ステップS108にてNoの場合はステップS105に戻り、ステップS105からステップS108の処理を繰り返し実行する。
【0071】
なお、処理S109では信号の推定処理が完了としているが、当然ながら復調処理および雑音成分等による推定誤差を抑圧するための信号の硬判定処理、誤り訂正を含む軟判定処理などが含まれることがあるが、これらの処理は一般的な技術であるためここでは説明を省略する。
【0072】
ここで、ステップS105について補足すると、ここでいう周辺のセルとは、式(27)のΣで総和をとる対象のセルであり、具体的には相互の与/被干渉が無視できない所定のレベル以上のセルである。この条件は、通常は置局設計において決まるため、固定的に設定されていることが一般的であるが、逐次干渉の度合いを調査し、その時点で干渉が無視できないセルを動的に管理しても構わない。たとえば、受信電力が閾値以上のものを対象とする。また、a次の近似解として得られた推定信号Si[a]のみを近接セル同士で情報交換すればよいので、相互に通知する情報量は限定的である。
【0073】
また、ステップS105からステップS108の処理をハードウエア上に回路を構成して繰り返し実行する際には、同一の回路を繰り返し利用することになるため、演算回数という意味では演算量は多少増加するが、回路規模はステップS105からステップS108の処理の繰り返し回数には依存せず、一定の回路規模のままとすることができる。
【0074】
図7は、本発明の関連技術におけるセル間干渉キャンセラを用いた無線通信システムの構成例を示す。
図7において、201-1 〜201-2 は制御局、202-1 〜202-5 は遠隔基地局、203-1 〜203-5 は端末局、204-1 〜204-5 は同一周波数チャネルを用いるセル、205-1 〜205-3 は有線伝送路を表す。
【0075】
本構成と図8に示す従来構成が異なるところは、全てのセル204-1 〜204-5 内の遠隔基地局202-1 〜202-5 が単一の制御局に接続されているのではなく、分散した複数の制御局201-1 〜201-2 のいずれかひとつに有線伝送路205-1 〜205-2 を介して接続され、さらに分散した複数の制御局201-1 〜201-2 の間も有線伝送路205-3 を介して接続されている点である。
【0076】
例えば、着目するセル204-1 において、相互に与/被干渉が無視できないセルがセル204-2 とセル204-5 であったとする。この場合、セル204-1 内の遠隔基地局202-1 が接続された制御局201-1 では、セル204-1 内およびセル204-1 とセル204-2 /セル204-5 との間のチャネル情報を取得し、式(26)に示した行列Gi,j を算出する。さらに、実際に信号を受信する際には、式(28)におけるSi[a]を、セル204-2 の遠隔基地局202-2 が接続された制御局1-1 (実際は同一の制御局であるので、情報の伝送は不要)およびセル204-5 の遠隔基地局202-5 が接続された制御局201-2 から取得する(図6(c) のステップS105)。図6(c) のステップS105〜S108の処理を繰り返しながらこの情報交換を繰り返し、最終的にセル204-1 の推定信号Si[a]を決定する。
【0077】
例えば、着目するセル204-4 において、相互に与/被干渉が無視できないセルがセル204-3 とセル204-5 であったとする。この場合、これらのセルは全て共通の制御局201-2 に接続しているので、制御局201-1 と制御局201-2 の間の有線伝送路205-3 にて情報交換は不要のように見えるが、実際には、全てのセルにおける送信信号の算出処理は同時並行的に行われるため、いずれかのセルにおいて必要となる情報は有線伝送路205-3 を介して交換し、それらを共有する。
【0078】
なお、以上の関連技術では制御局が複数存在する場合について説明を行ったが、式(26)および式(27)の処理を実施すれば、必ずしも制御局は複数である必要はない。図8に示すようなひとつの制御局で集中的に信号処理を行う従来方式のような構成をとってもよい。あくまでも、本技術によれば必要な情報交換のみを行えば、分散的に複数の制御局に信号処理を分散させることが可能になり、かつ、その制御局毎の演算量を少なく抑えることが可能になるため、結果的に実現可能な回路規模に抑えることが可能となる。
【0079】
また、図6(c) におけるステップS105からステップS108の処理について、ループを繰り返すことになるが、ハードウエア的にはループ毎に個別の回路を実装しても、同一回路を繰り返し利用してもどちらでも構わない。
【0080】
さらに、以上の説明の中で部分チャネル行列H'i,jは行列として説明を行っていたが、単なるスカラー量も1×1の行列として理解すれば、必ずしも行列である必要はなく、部分チャネル行列H'i,jがスカラー量である場合にも拡張可能である。またこの場合、受信ウエイトWi,i も1×1の行列とみなすことが可能であり、この場合の受信ウエイト
W'i,iの算出処理とは、伝搬路上で発生する信号の減衰と位相の回転量に相当するスカラー量のH'i,iの逆数をW'i,iに設定する処理とみなすことができる。また、部分チャネル行列H'i,jはベクトルであっても、これを1×m(mは2以上の整数)の行列と理解すれば、同様の拡張は可能である。
【0081】
ここで、図6(c) におけるステップS105からステップS108の繰り返し処理における最適な回数について以下に説明する。最適な回数については、十分な繰り返し回数を設定すれば、干渉を十分に抑制し良好な特性は得られるが、繰り返し処理の増加に伴い演算量は増大してしまう。そのため、良好な干渉キャンセル特性を最低限の繰り返し処理にて実施するような制御が必要である。
【実施例1】
【0082】
以下、本発明の実施例について説明する。
実施例1における制御局、遠隔基地局および端末局の構成例は図5と同様である。ただし、後述するように、干渉除去手段5a〜5cは、繰り返し処理を最適化するための動作を行う。実施例1の特徴は、干渉除去手段5a〜5cにおいて、干渉キャンセルを実施後と実施前の信号の差分、すなわち変化量を算出し、その変化量がある閾値よりも小さいと判定された場合には干渉キャンセル処理を終端するところにある。
【0083】
前記の関連技術に加え、本発明では干渉キャンセルを実施することによる推定信号の変化量を算出し、その変化量がある一定量よりも小さければ以降、干渉キャンセル処理を実施する必要がないと判断し、その処理を中断するため、推定信号算出のための演算量を削減することが可能になる。ここで、変化量を算出する対象となる信号とは、たとえば推定した送信信号であり、変化量とはa次の推定信号からa+1次の推定信号の差の絶対値を評価する。
【0084】
図1は、本発明の実施例1における信号品質を考慮した干渉キャンセルを実現する信号推定処理フローを示す。図1(a) は遠隔基地局と各端末局間で定期的に行うチャネル情報の取得処理、図1(b) は信号推定処理の前段の受信準備処理、図1(c) は受信信号シンボルを用いた信号推定処理をそれぞれ表す。図1(a) および(b) における処理は、図6に示すフローと同様であるため、ここでは説明を省略する。
【0085】
図1(c) において、端末局からの信号をシンボル単位で受信し信号推定処理を開始すると(S21 )、シンボル単位の第iセルの受信信号をRi とし(S22 )、式(25)に従い自セルの0次の信号推定処理によりSi[0]を算出(S23) し、カウンタ値aをゼロにリセットし(S24 )、繰り返し処理を開始する。
【0086】
次に、周辺セルのa次の推定信号Sj[a]を取得し(S25 )、干渉信号レプリカを生成する(S26) 。そして式(27)に従いa+1次の自セルの推定信号Si[a+1]を算出し(S27 )、カウンタ値aに1加算する(S28)。次に、a次の干渉キャンセル処理を実施した推定信号Si[a]とa−1次の干渉キャンセル処理を実施した推定信号Si[a-1]の差分の絶対値である
d=|Si[a]−Si[a-1]|
を算出し(S29 )、その差分dが閾値eよりも小さいかを判定する(S30 )。ステップS30 にてYes の場合、a次の推定信号Si[a]を決定して信号推定処理を終了する(S32)。一方、ステップS30 にてNoの場合にはaが所定のしきい値bを超えるか否かを判断し(S31)、ステップS31 にてYes の場合、b次の推定信号Si[b]を決定して信号推定処理を終了する(S31)。一方、ステップS31 にてNoの場合はステップS25 に戻り、ステップS25 からステップS30 の処理を繰り返し実行する。
【0087】
なお、処理S32 では信号の推定処理が完了としているが、当然ながら雑音成分等による推定誤差を抑圧するために、信号の硬判定処理、誤り訂正を含む軟判定処理などが含まれることがあるが、これらの処理は一般的な技術であるためここでは説明を省略する。
【0088】
上記の動作により、繰り返し処理の途中に受信信号の変化量がある一定量よりも小さくなる場合にはその処理を中断するため、演算量を削減することが可能になる。
【0089】
また、あるセルにおいて干渉キャンセル処理を終了した場合、まだ干渉キャンセル処理が終了していない他のセルにおけるそれ以降の干渉除去処理には当該セルの誤りの無い受信信号が用いられる。これにより、誤りの無い、すなわち干渉成分を含まない受信信号から干渉信号のレプリカを生成できるため、残留干渉は発生しない。
【0090】
さらに、以降の繰り返し処理において当該セルからの信号を取得する必要がなくなるため、基地局ないしは制御局において交換する情報量を削減することが可能となる。
【0091】
さらに、上記の動作を、基地局と端末局にて共有している既知のトレーニング信号に対して実施し、決定したaの値を用いてある一定量のデータ信号に対して干渉キャンセル処理を実施しても構わない。すなわち、既知のトレーニング信号について、a+1次の干渉キャンセル処理を実施した推定信号Si[a+1]とa次の干渉キャンセル処理を実施した推定信号Si[a]の差分の絶対値である
d=|Si[a+1]−Si[a]|
を算出し, その差分dが閾値eよりも小さくなったときの次数を閾値bとして、S31 の判定を行う。このときには、受信信号ごとに行うS29 、S30 は行わず、S31 の判定のみを行う。
【実施例2】
【0092】
トレーニング信号を用いて閾値bを求める方法として、実施例1のようにa次とa+1次の推定信号の差分の絶対値に基づく方法の他に、信号品質を測定することにより求める方法があり、実施例2として以下に説明する。
【0093】
実施例2における制御局、遠隔基地局および端末局の構成例は図5と同様である。ただし、後述するように、干渉除去手段5a〜5cは、繰り返し処理を最適化するための動作を行う。実施例2の特徴は、干渉除去手段5a〜5cにおいて、受信したトレーニング信号の品質を基に干渉キャンセルの繰り返し次数の閾値bを決定し、受信データ信号の干渉キャンセル処理を実施するところにある。
【0094】
図2は、本発明の第2の実施例における信号品質を考慮した干渉キャンセルを実現する受信信号検出処理フローを示す。図2(a) は遠隔基地局と各端末局間で定期的に行うチャネル情報の取得処理、図2(b) は信号推定処理の前段の受信準備処理、図2(c) はトレーニング信号を用いた干渉キャンセル次数の決定処理をそれぞれ表す。図2(a) および(b) における処理は、図6に示すフローと同様であるため、ここでは説明を省略する。
【0095】
図2(c) において、基地局と端末局間にて既知であるトレーニング信号をシンボル単位で受信し信号推定処理を開始すると(S41 )、シンボル単位の第iセルの受信信号をRi とし(S42 )、式(25)に従い自セルの0次の信号推定処理によりSi[0]を算出(S43) し、カウンタ値aをゼロにリセットし(S44 )、繰り返し処理を開始する。
【0096】
次にSi[a]の信号品質を測定し(S45 )、測定した信号品質が条件を満たすかを判別する(S46 )。ここで、信号品質とは、たとえばEVM(Error Vector Magnitude)を用いる。EVMとは、受信シンボルの基準点との差を示す値である。条件としてある値を閾値として定め、トレーニングシンボルを用いて基準点を算出し、当該トレーニングシンボルの基準点(送信信号)と受信信号の差からEVMを測定し、測定したEVMが閾値よりも小さい場合には条件を満たすこととすればよい。その他、SNR(Signal to Noise Power Ratio )やSINR(Signal to Interference and Noise Power Ratio)、BER(Bit Error Rate)の特性から信号品質を推定するなど、いかなる手段を信号品質の指標として用いて構わない。
【0097】
ステップS26 にてYes の場合、次数aを決定して信号推定処理へ進む(S52 )。一方、ステップS46 にてNoの場合、周辺セルの推定信号Sj[a]を取得し(S47 )、干渉信号レプリカを生成する(S48 )。そして式(27)に従いa+1次の自セルの推定信号Si[a+1]を算出する(S49 )。さらにカウンタ値aに1加算し(S50 )、所定のしきい値bを超えるか否かを判断する(S51)。ステップS51 にてYes の場合、次数bを決定して信号推定処理へ進む(S52 )。一方、ステップS51 にてNoの場合、ステップS45 に戻り、ステップS45 からステップS51 の処理を繰り返し実行する。
【0098】
上記の動作により、データ信号の干渉キャンセル処理を実施する前準備として信号品質に応じて繰り返し次数を決定し、各セルの受信信号毎に最適な処理を実施することが可能となるため、演算量を削減することができる。
【0099】
また、あるセルにおいて干渉キャンセル処理を終了した場合、次の繰り返し処理には当該セルの誤りの無い受信信号が用いられる。これにより、誤りの無い、すなわち干渉成分を含まない受信信号から干渉信号のレプリカを生成できるため、残留干渉は発生しない。
【0100】
さらに、以降の繰り返し処理において当該セルからの信号を取得する必要がなくなるため、基地局ないしは制御局において交換する情報量を削減することが可能となる。
【0101】
上記の動作以降は、決定した次数aに基づき、データ信号に対して干渉キャンセルの処理を実施する。その処理フローは、関連技術の図6(c) に示すものと同様である。ここで、次数の閾値であるbの値を上記新たに決定したaの値とする。
【0102】
また、OFDMのような変調方式を用いる場合、サブキャリアごとのトレーニング信号とデータ信号を一つの処理単位とし、トレーニング信号の品質を測定した上で干渉キャンセル処理はデータ信号部分も同時に行うこととしてもよい。
【実施例3】
【0103】
図3は、本発明の実施例3における制御局および遠隔基地局の構成例を示す。本実施例における無線通信システムの概要は図7と同様である。
図3において、本実施例3の特徴は、図5に示す制御局1a〜1cの受信データ出力手段6a〜6cの前段にビット誤り検出手段11a 〜11c を備え、復調されたデータビット列の誤りを検出し、誤りが検出されなかった場合には干渉キャンセルの繰り返し処理を中断するところにある。また、本実施例3で用いるビット演算は例えばデータパケットのような、ある程度のビット列単位にて実施する必要があるため、干渉キャンセルの処理は一定のビット列を構成する複数のシンボルに毎に実施することになる。その他の構成は、図5に示すものと同様である。
【0104】
端末局12a 〜12c から制御局1a〜1cまたは基地局への情報伝送であるアップリンクについて説明する。端末局12a 〜12c が送信した信号を遠隔基地局10a 〜10i が受信し、それぞれが接続されている制御局へ信号を転送する。制御局1a〜1cは、遠隔基地局10a 〜10i が受信した信号に対し、その信号がトレーニング信号の場合にはチャネル情報取得・管理手段2a〜2cに入力され、遠隔基地局と端末局間のチャネル情報を取得し、受信ウェイト等を生成して保存する。一方、受信した信号がデータ信号の場合には受信信号生成・保存手段3a〜3cに入力され、チャネル情報取得・管理手段2a〜2cにて算出されたウェイトを用いて式(25)により0次の受信信号を生成し、保存する。
【0105】
干渉除去手段5a〜5cは、受信信号のシンボルをあるビット列単位分をまとめて復調部4a〜4cへ出力して復調処理を行い、復調されたデータビット列をビット誤り検出手段11a 〜11c へと出力する。ビット誤り検出手段11a 〜11c はデータビット列に対して誤り検出演算を行い、誤りがなければ受信データ出力手段6a〜6cへ出力する。一方、誤りがあればその結果を干渉除去手段5a〜5cへフィードバックし、干渉除去の処理を実施する。干渉除去の処理を実施する際は、干渉除去手段5a〜5cを通して制御局が保有しているa=0を含むa次の受信信号を情報伝達手段9a〜9cによって他の制御局に向けて伝送し、同時に、該伝送された情報を周辺セル情報取得手段7a〜7cによって取得する。
【0106】
次に、干渉信号レプリカ生成手段8a〜8cが、取得した周辺セルの受信信号と、チャネル情報取得・管理手段2a〜2cにて保存されているチャネル情報を用いて干渉信号レプリカを生成し、干渉除去手段5a〜5cは該干渉信号レプリカと受信信号生成・保存手段3a〜3cにて保存されている0次の受信信号を用いて式(27)によりa+1次の受信信号を生成する。上記干渉除去の処理はデータビット列を構成するシンボル群毎に行い、一連の処理を繰り返し実施することで、高次の推定信号を生成する。繰り返し処理を終えると、干渉除去手段5a〜5cは推定信号を復調部4a〜4cへ出力して復調処理を行い、ビット誤り検出手段11a 〜11c による誤り検出を行い受信データ出力手段6a〜6cへ出力する。
【0107】
図4は、本発明の第3の実施例における信号品質を考慮した干渉キャンセルを実現する受信信号検出処理フローを示す。図4(a) は遠隔基地局と各端末局間で定期的に行うチャネル情報の取得処理、図4(b) は信号推定処理の前段の受信準備処理、図4(c) はデータを受信後の各ビット列を受信した際の信号検出処理をそれぞれ表す。図4(a) および(b) における処理は、図6に示すフローと同様であるため、ここでは説明を省略する。
【0108】
図4(c) において、データ信号をあるビット列単位で受信し信号検出処理を開始すると(S61)、ビット誤り検出を行う単位であるデータブロックを構成する第iセルの受信信号列(受信シンボル列)をRi とし(S62)、式(25)に従い自セルの0次の信号検出処理により推定信号列Si[0]をデータブロックに相当するシンボル数分算出し、推定信号Ti[0]を構成する (S63)。そしてカウンタ値aをゼロにリセットし(S64)、繰り返し処理を開始する。まず、Ti[a]を復調し、データビット列として出力し、その出力データに対しビット誤り検出演算を行い、誤り検出を行う(S65)。ここで、ビット誤り検出にはCRC(巡回冗長検査)や、パリティチェック、チェックサム方式など、さまざまな手法がある。また、Ti[a]の復調処理は、受信信号に対し誤り訂正符号化が行われている場合にはその復号処理も伴う。
【0109】
次に、ビット誤り検出の結果に誤りが検出されたか否かを判断し(S66)、ステップS66 にてNoの場合、ビット列を推定信号として決定し、Ti[a]を復調したデータを出力し、信号検出処理を完了する(S74)。一方、ステップS66 にてYes の場合には、周辺セルからTj[a]を構成する推定信号Sj[a]を取得し(S67)、干渉信号レプリカを生成する(S68)。そして式(27)に従いa+1次の自セルの推定信号Si[a+1]を算出し(S69)、複数のSi[a+1]からTi[a+1]を再構成する(S70) 。ここで、ステップS67 からステップS69 の処理は、ひとつのビット列を構成する複数のシンボルに対して順次行ってもよいし、並列処理が可能であればそのようにしても構わない。
【0110】
次に、カウンタ値aに1加算し(S71 )、所定のしきい値bを超えるか否かを判断する(S72 )。ステップS72 にてYes の場合、b次の推定信号Ti[b]を決定して復調を行いデータビット列として出力し(S73 )、信号検出処理を完了する(S74 )。一方、ステップS72 にてNoの場合、ステップS65 に戻り、ステップS65 からステップS71 の処理を繰り返し実行する。
【0111】
上記の動作により、繰り返し処理の途中に一定のビット長列における受信信号に誤りが無いと判定された場合にはその処理を中断するため、演算量を削減することが可能になる。
【0112】
また、あるセルにおいて受信データに誤りが無いものと判定された場合、次の繰り返し処理には誤りの無い受信信号が用いられる。こうすることにより、誤りの無い、すなわち干渉成分を含まない受信信号から干渉信号のレプリカを生成できるため、残留干渉は発生しない。さらに以降の繰り返し処理において当該セルからの信号を取得する必要がなくなるため、基地局ないしは制御局において交換する情報量を削減することが可能となる。
【符号の説明】
【0113】
1a〜1c、61 制御局
2a〜2c チャネル情報取得・管理手段
3a〜3c 受信信号生成・保存手段
4a〜4c 復調部
5a〜5c 干渉除去手段
6a〜6c 受信データ出力手段
7a〜7c 周辺セル情報取得手段
8a〜8c 干渉信号レプリカ生成手段
9a〜9c 情報伝達手段
10a 〜10i 遠隔基地局
11a 〜11c ビット誤り検出手段
12a 〜12c 端末局
101 、201-1 〜201-2 制御局
102-1 〜102-5 、202-1 〜202-5 遠隔基地局
103-1 〜103-5 、203-1 〜203-5 端末局
104-1 〜104-5 、204-1 〜204-5 同一周波数チャネルを用いるセル
105 、 205-1〜205-3 有線伝送路
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数のセルにそれぞれ基地局が配置され、各基地局が有線回線を介してネットワークと接続され、各基地局がセル内の端末局と無線回線を介して通信を行う無線通信方法であって、
同一セル内および異なるセル間における前記基地局と前記端末局の間のチャネル情報を取得するステップと、
前記取得したチャネル情報を、第iセル内の基地局と第jセル内の端末局との間のチャネル行列H'i,jとして管理するステップと、
前記チャネル行列に基づいて、同一セル内の前記基地局と前記端末局間での受信ウエイト行列W'i,iと、他セル内の前記端末局から到来する干渉信号のレプリカを生成するためのウェイト行列Gi,j とを算出するステップと、
第iセルにおける受信情報をRi としたときに、前記送信ウエイトW'i,iとの乗算により第iセルにおける0次の推定信号Si[0]=W'i,iRi を算出するステップと、
第iセルについて、当該セルと同一周波数チャネルを用いて通信を行う周辺のセルの全てまたは一部において算出されたj≠iなる第jセルにおけるa次の推定信号Sj[a]と前記ウェイト行列Gi,j の積算結果を所定のjに対して総和を取ることにより生成した干渉信号レプリカを前記推定信号Si[0]に加算することで第iセルにおけるa+1次の推定信号Si[a+1]を算出するステップと、
完了条件を満たした場合に、第iセルにおけるa+1次の推定信号Si[a+1]を算出することを完了するステップと
を有することを特徴とする無線通信方法。
【請求項2】
請求項1に記載の無線通信方法であって、
前記完了条件は、前記推定信号Si[a+1]のSi[a]に対する変化量を算出し、当該算出した変化量が所定の閾値よりも小さいことである
ことを特徴とする無線通信方法。
【請求項3】
請求項1に記載の無線通信方法であって、
前記完了条件は、第iセルにおける前記基地局と前記端末局において互いに共有している既知の送信信号をRi としたときに、前記受信ウエイトW'i,iとの乗算により第iセルにおける0次の推定信号Si[0]=W'i,iRi を取得し、a=0を含む前記a次の推定信号Si[a]の信号品質を測定し、前記測定した信号品質が所定の条件を満たすか否かを判別し、信号品質が所定の条件を満たす場合の次数を基準点として定め、前記推定信号Si[a]の次数aが当該次数と同一となることである
ことを特徴とする無線通信方法。
【請求項4】
請求項1に記載の無線通信方法であって、
前記完了条件は、前記a次の推定信号Si[a]を一定のビット列単位のTi[a]として取得したものを復調し、復調したデータビット列に対してビット誤り検出演算を行い、誤りが存在しないことである
ことを特徴とする無線通信方法。
【請求項5】
複数のセルにそれぞれ基地局が配置され、各基地局が有線回線を介してネットワークと接続され、各基地局がセル内の端末局と無線回線を介して通信を行う無線通信システムであって、
同一セル内および異なるセル間における前記基地局と前記端末局の間のチャネル情報を取得する手段と、
前記取得したチャネル情報を、第iセル内の基地局と第jセル内の端末局との間のチャネル行列H'i,jとして管理する手段と、
前記チャネル行列に基づいて、同一セル内の前記基地局と前記端末局間での受信ウエイト行列W'i,iと、他セル内の前記端末局から到来する干渉信号のレプリカを生成するためのウェイト行列Gi,j とを算出する手段と、
第iセルにおける受信情報をRi としたときに、前記送信ウエイトW'i,iとの乗算により第iセルにおける0次の推定信号Si[0]=W'i,iRi を算出する手段と、
第iセルについて、当該セルと同一周波数チャネルを用いて通信を行う周辺のセルの全てまたは一部において算出されたj≠iなる第jセルにおけるa次の推定信号Sj[a]と前記ウェイト行列Gi,j の積算結果を所定のjに対して総和を取ることにより生成した干渉信号レプリカを前記推定信号Si[0]に加算することで第iセルにおけるa+1次の推定信号Si[a+1]を算出する手段と、
完了条件を満たした場合に、第iセルにおけるa+1次の推定信号Si[a+1]を算出することを完了する手段と
を備えたことを特徴とする無線通信システム。
【請求項6】
請求項5に記載の無線通信システムであって、
前記完了条件は、前記推定信号Si[a+1]のSi[a]に対する変化量を算出し、当該算出した変化量がある閾値よりも小さいことである
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項7】
請求項5に記載の無線通信システムであって、
前記完了条件は、第iセルにおける前記基地局と前記端末局において互いに共有している既知の送信信号をRi としたときに、前記受信ウエイトW'i,iとの乗算により第iセルにおける0次の推定信号Si[0]=W'i,iRi を取得し、a=0を含む前記a次の推定信号Si[a]の信号品質を測定し、前記測定した信号品質が所定の条件を満たすか否かを判別し、信号品質が所定の条件を満たす場合の次数を基準点として定め、前記推定信号Si[a]の次数aが当該次数と同一となることである
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項8】
請求項5に記載の無線通信システムであって、
前記完了条件は、前記a次の推定信号Si[a]を一定のビット列単位のTi[a]として取得したものを復調し、復調したデータビット列に対してビット誤り検出演算を行い、誤りが存在しないことである
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項1】
複数のセルにそれぞれ基地局が配置され、各基地局が有線回線を介してネットワークと接続され、各基地局がセル内の端末局と無線回線を介して通信を行う無線通信方法であって、
同一セル内および異なるセル間における前記基地局と前記端末局の間のチャネル情報を取得するステップと、
前記取得したチャネル情報を、第iセル内の基地局と第jセル内の端末局との間のチャネル行列H'i,jとして管理するステップと、
前記チャネル行列に基づいて、同一セル内の前記基地局と前記端末局間での受信ウエイト行列W'i,iと、他セル内の前記端末局から到来する干渉信号のレプリカを生成するためのウェイト行列Gi,j とを算出するステップと、
第iセルにおける受信情報をRi としたときに、前記送信ウエイトW'i,iとの乗算により第iセルにおける0次の推定信号Si[0]=W'i,iRi を算出するステップと、
第iセルについて、当該セルと同一周波数チャネルを用いて通信を行う周辺のセルの全てまたは一部において算出されたj≠iなる第jセルにおけるa次の推定信号Sj[a]と前記ウェイト行列Gi,j の積算結果を所定のjに対して総和を取ることにより生成した干渉信号レプリカを前記推定信号Si[0]に加算することで第iセルにおけるa+1次の推定信号Si[a+1]を算出するステップと、
完了条件を満たした場合に、第iセルにおけるa+1次の推定信号Si[a+1]を算出することを完了するステップと
を有することを特徴とする無線通信方法。
【請求項2】
請求項1に記載の無線通信方法であって、
前記完了条件は、前記推定信号Si[a+1]のSi[a]に対する変化量を算出し、当該算出した変化量が所定の閾値よりも小さいことである
ことを特徴とする無線通信方法。
【請求項3】
請求項1に記載の無線通信方法であって、
前記完了条件は、第iセルにおける前記基地局と前記端末局において互いに共有している既知の送信信号をRi としたときに、前記受信ウエイトW'i,iとの乗算により第iセルにおける0次の推定信号Si[0]=W'i,iRi を取得し、a=0を含む前記a次の推定信号Si[a]の信号品質を測定し、前記測定した信号品質が所定の条件を満たすか否かを判別し、信号品質が所定の条件を満たす場合の次数を基準点として定め、前記推定信号Si[a]の次数aが当該次数と同一となることである
ことを特徴とする無線通信方法。
【請求項4】
請求項1に記載の無線通信方法であって、
前記完了条件は、前記a次の推定信号Si[a]を一定のビット列単位のTi[a]として取得したものを復調し、復調したデータビット列に対してビット誤り検出演算を行い、誤りが存在しないことである
ことを特徴とする無線通信方法。
【請求項5】
複数のセルにそれぞれ基地局が配置され、各基地局が有線回線を介してネットワークと接続され、各基地局がセル内の端末局と無線回線を介して通信を行う無線通信システムであって、
同一セル内および異なるセル間における前記基地局と前記端末局の間のチャネル情報を取得する手段と、
前記取得したチャネル情報を、第iセル内の基地局と第jセル内の端末局との間のチャネル行列H'i,jとして管理する手段と、
前記チャネル行列に基づいて、同一セル内の前記基地局と前記端末局間での受信ウエイト行列W'i,iと、他セル内の前記端末局から到来する干渉信号のレプリカを生成するためのウェイト行列Gi,j とを算出する手段と、
第iセルにおける受信情報をRi としたときに、前記送信ウエイトW'i,iとの乗算により第iセルにおける0次の推定信号Si[0]=W'i,iRi を算出する手段と、
第iセルについて、当該セルと同一周波数チャネルを用いて通信を行う周辺のセルの全てまたは一部において算出されたj≠iなる第jセルにおけるa次の推定信号Sj[a]と前記ウェイト行列Gi,j の積算結果を所定のjに対して総和を取ることにより生成した干渉信号レプリカを前記推定信号Si[0]に加算することで第iセルにおけるa+1次の推定信号Si[a+1]を算出する手段と、
完了条件を満たした場合に、第iセルにおけるa+1次の推定信号Si[a+1]を算出することを完了する手段と
を備えたことを特徴とする無線通信システム。
【請求項6】
請求項5に記載の無線通信システムであって、
前記完了条件は、前記推定信号Si[a+1]のSi[a]に対する変化量を算出し、当該算出した変化量がある閾値よりも小さいことである
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項7】
請求項5に記載の無線通信システムであって、
前記完了条件は、第iセルにおける前記基地局と前記端末局において互いに共有している既知の送信信号をRi としたときに、前記受信ウエイトW'i,iとの乗算により第iセルにおける0次の推定信号Si[0]=W'i,iRi を取得し、a=0を含む前記a次の推定信号Si[a]の信号品質を測定し、前記測定した信号品質が所定の条件を満たすか否かを判別し、信号品質が所定の条件を満たす場合の次数を基準点として定め、前記推定信号Si[a]の次数aが当該次数と同一となることである
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項8】
請求項5に記載の無線通信システムであって、
前記完了条件は、前記a次の推定信号Si[a]を一定のビット列単位のTi[a]として取得したものを復調し、復調したデータビット列に対してビット誤り検出演算を行い、誤りが存在しないことである
ことを特徴とする無線通信システム。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【公開番号】特開2013−9225(P2013−9225A)
【公開日】平成25年1月10日(2013.1.10)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−141503(P2011−141503)
【出願日】平成23年6月27日(2011.6.27)
【出願人】(000004226)日本電信電話株式会社 (13,992)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成25年1月10日(2013.1.10)
【国際特許分類】
【出願日】平成23年6月27日(2011.6.27)
【出願人】(000004226)日本電信電話株式会社 (13,992)
【Fターム(参考)】
[ Back to top ]