JP2008228145A - Receiver, control program, and reception control method in multi-user MIMO system - Google Patents
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Abstract
【課題】信号分離するQRM−MLD法に基づく計算量を削減することができる、マルチユーザMIMOシステムにおける受信機、制御プログラム及び受信制御方法を提供する。
【解決手段】判定テーブルは、変調方式及び符号化率からなるセット(MCS)毎に、基準セットの信号対雑音比と当該セットの信号対雑音比との相対差と、ビット誤り率に対する当該セットの信号対雑音比特性曲線の傾きとを対応付ける。受信機は、判定テーブルを用いて、受信信号毎に、その信号対雑音比と相対差とに基づく相対的信号対雑音比を導出し、その相対的信号対雑音比に、基準セットのビット誤り率特性曲線の傾きに対する当該セットのビット誤り率特性曲線の傾きの相対的傾き比を乗じた相対的信号対雑音比を導出する。そして、相対的信号対雑音比が大きい受信信号から順に、QR分解手段へチャネル行列Hの順序を通知する。
【選択図】図2A receiver, a control program, and a reception control method in a multi-user MIMO system capable of reducing the amount of calculation based on a QRM-MLD method for signal separation.
The determination table includes, for each set (MCS) including a modulation scheme and a coding rate, a relative difference between a signal-to-noise ratio of a reference set and a signal-to-noise ratio of the set, and the set for a bit error rate. Are associated with the slope of the signal-to-noise ratio characteristic curve. The receiver uses the decision table to derive a relative signal-to-noise ratio based on the signal-to-noise ratio and the relative difference for each received signal, and the relative signal-to-noise ratio includes a bit error in the reference set. The relative signal-to-noise ratio is derived by multiplying the relative slope ratio of the slope of the bit error rate characteristic curve of the set with respect to the slope of the rate characteristic curve. And the order of the channel matrix H is notified to the QR decomposition | disassembly means in an order from the received signal with a large relative signal-to-noise ratio.
[Selection] Figure 2
Description
本発明は、マルチユーザMIMO(Multi Input Multi Output)システムにおける受信機、制御プログラム及び受信制御方法に関する。 The present invention relates to a receiver, a control program, and a reception control method in a multi-user MIMO (Multi Input Multi Output) system.
図1は、従来技術におけるMIMOシステムの構成図である。 FIG. 1 is a configuration diagram of a MIMO system in the prior art.
MIMOシステムによれば、複数の送信アンテナから別々の信号が、同時に同一の周波数で送信される。これらの送信信号は、複数の受信アンテナによって受信される。受信信号は、次式によって表される。
Nr:受信アンテナ数(図1によれば4)
H:送受信アンテナ間のチャンネル行列
s(t):送信シンボル
n(t):受信機雑音
hij:送信アンテナjと受信アンテナiの間のチャネル減衰
According to the MIMO system, different signals are simultaneously transmitted from a plurality of transmission antennas at the same frequency. These transmission signals are received by a plurality of receiving antennas. The received signal is expressed by the following equation.
Nr: Number of receiving antennas (4 according to FIG. 1)
H: Channel matrix between transmission / reception antennas s (t): Transmission symbol n (t): Receiver noise h ij : Channel attenuation between transmission antenna j and reception antenna i
受信機は、各受信アンテナで受信された受信信号に基づいて、送信機からの複数の送信信号を個々の信号に分離する処理をする。 The receiver performs processing of separating a plurality of transmission signals from the transmitter into individual signals based on the reception signals received by the respective reception antennas.
受信機における信号分離方法の1つに、MLD(Maximum Likelihood Detection:最尤判定)法がある。これは、複数の送信アンテナから送信された複数の送信信号と受信信号との全ての可能な組み合わせについて、ユークリッド距離又はその二乗を算出する。そして、最小距離を与える送信信号の組み合わせを、最も確からしい推定結果として選択する。この方法によれば、複数の送信信号を個々の信号に確実に分離できるが、二乗ユークリッド距離を多数回計算することに起因して、信号分離に要する演算処理負担が非常に大きくなってしまうという問題点がある。 One of the signal separation methods in the receiver is an MLD (Maximum Likelihood Detection) method. This calculates the Euclidean distance or its square for all possible combinations of a plurality of transmission signals and reception signals transmitted from a plurality of transmission antennas. Then, the combination of transmission signals giving the minimum distance is selected as the most probable estimation result. According to this method, it is possible to reliably separate a plurality of transmission signals into individual signals, but due to the calculation of the square Euclidean distance many times, the processing load required for signal separation becomes very large. There is a problem.
例えば、16QAM(Quadrature Amplitude Modulation)の場合、各送信信号の候補は16通りとなる。この場合、4つの送信信号を分離するには、16×16×16×16=65536回のユークリッド距離を計算する必要がある。 For example, in the case of 16QAM (Quadrature Amplitude Modulation), there are 16 candidates for each transmission signal. In this case, in order to separate the four transmission signals, it is necessary to calculate 16 × 16 × 16 × 16 = 65536 Euclidean distances.
このMLD法を改善した信号分離法に、QRM−MLD法がある。これは、QR分解とMアルゴリズムを用いてMLD法を改善することによって、二乗ユークリッド距離の計算回数を減らすことができる。QRM−MLD法では、一気に全ての送信シンボルを推定するではなく、誤り確率の低い送信シンボルから一個ずつ候補の絞り込みを行いながら推定していく。これにより、ユークリッド距離の計算回数を減らす。 As a signal separation method improved from the MLD method, there is a QRM-MLD method. This can reduce the number of squared Euclidean distance calculations by improving the MLD method using QR decomposition and the M algorithm. In the QRM-MLD method, not all transmission symbols are estimated at once, but estimation is performed while narrowing down candidates one by one from transmission symbols with a low error probability. This reduces the number of calculations of the Euclidean distance.
図1によれば、QR−MLD法に基づく受信機の機能構成が表されている。 FIG. 1 shows a functional configuration of a receiver based on the QR-MLD method.
QR−MLDに基づく受信機は、チャネル行列HをQR分解するQR分解部11と、受信信号にQ行列のエルミート転置を乗算して直交化する多重化部12と、ステージ毎に、ブランチメトリックに基づいて、生き残りシンボルレプリカ候補数を制御する複数の生き残りシンボルレプリカ候補制御部13とを有する。生き残りシンボルレプリカ候補制御部13は、累積ブランチメトリックの最小値及び雑音電力の大きさに基づいて制御される閾値よりも小さい累積ブランチメトリックを有するシンボルレプリカ候補のみを生き残り候補として適応選択する。
The receiver based on QR-MLD includes a
<ステップ1>
チャンネル行列Hを利用して、受信SINR(Signal-to-Interference. and Noise power Ratio:信号対雑音. 干渉電力比)を計算する。その結果に基づいて送信信号及びHの各列を小さい順にソートする。
SINRp=ΣNr q=1|hqp|2
p:送信アンテナ[1,Nt]
q:受信アンテナ[1,Nq]
<Step 1>
Using the channel matrix H, a received SINR (Signal-to-Interference. And Noise power Ratio) is calculated. Based on the result, the columns of the transmission signal and H are sorted in ascending order.
SINRp = Σ Nr q = 1 | h qp | 2
p: Transmitting antenna [1, Nt]
q: Receive antenna [1, Nq]
例えば、図1のように4×4のシステムである場合、以下のように表される。
SINR2=|h12|2+|h22|2+|h32|2+|h42|2
SINR3=|h13|2+|h23|2+|h33|2+|h43|2
SINR4=|h14|2+|h24|2+|h34|2+|h44|2
For example, in the case of a 4 × 4 system as shown in FIG. 1, it is expressed as follows.
SINR 2 = | h 12 | 2 + | h 22 | 2 + | h 32 | 2 + | h 42 | 2
SINR 3 = | h 13 | 2 + | h 23 | 2 + | h 33 | 2 + | h 43 | 2
SINR 4 = | h 14 | 2 + | h 24 | 2 + | h 34 | 2 + | h 44 | 2
チャンネル行列Hの各列及び送信シンボルベクトルs(t)の各要素を、受信SINRの小さい順にソートする。
H~:ソート後のチャンネル行列
s~(t):ソート後の送信シンボル
Each column of the channel matrix H and each element of the transmission symbol vector s (t) are sorted in ascending order of reception SINR.
H ~: Sorted channel matrix s ~ (t): Sorted transmission symbol
例えば、SINR3<SINR2<SINR1<SINR4とすると、以下のように表される。
受信信号z(t)は、次式で表される。
z(t)=H~・s~(t)+n(t) 式(1)
z(t)とy(t)とは、順番が異なるだけである。
The received signal z (t) is expressed by the following equation.
z (t) = H ~ .s ~ (t) + n (t) Equation (1)
z (t) and y (t) differ only in order.
SINRが高い送信アンテナから送信された信号に対する推定は、精度が良い。従って、先に、精度の良い信号を推定することによって、候補信号を絞りこむ。これにより、計算量を全体的に削減することができる。 The estimation for a signal transmitted from a transmission antenna having a high SINR has good accuracy. Therefore, candidate signals are first narrowed down by estimating a highly accurate signal. Thereby, the calculation amount can be reduced as a whole.
<ステップ2>
次に、ソート後のチャンネル行列に対してQR分解をする。そして、H~=Q・Rを満たすユニタリ行列Qと、上三角行列Rを導出する。この場合におけるユニタリ行列Qは、QHQ=QQH=Iを満たす。上付き文字Hは共役転置を表し、Iは単位行列を表す。また、上三角行列Rは、以下の式によって表される。
Next, QR decomposition is performed on the sorted channel matrix. Then, a unitary matrix Q that satisfies H˜ = Q · R and an upper triangular matrix R are derived. The unitary matrix Q in this case satisfies Q H Q = QQ H = I. Superscript H represents conjugate transpose, and I represents a unit matrix. The upper triangular matrix R is represented by the following equation.
式(1)を以下のように、書き換えることができる。
QHy(t)=QHQRs~(t)+QHn(t)
z(t)=QHy(t)=Rs~(t)+n'(t)
Equation (1) can be rewritten as follows:
Q H y (t) = Q H QRs˜ (t) + Q H n (t)
z (t) = Q H y (t) = Rs˜ (t) + n ′ (t)
従って、上記関係式は、以下のように表される。
z1=r11y1+r12y2+r13y3+r14y4
z2=r22y2+r23y3+r24y4
z3=r33y3+r34y4
z4=r44y4
Therefore, the above relational expression is expressed as follows.
z 1 = r 11 y 1 + r 12 y 2 + r 13 y 3 + r 14 y 4
z 2 = r 22 y 2 + r 23 y 3 + r 24 y 4
z 3 = r 33 y 3 + r 34 y 4
z 4 = r 44 y 4
<ステップ3>
z4(s4)→z3(s1)→z2(s2)→z1(s3)の順番で最尤判定をする。
(1)z4に関する式に着目する。行列要素r44は既知であり、z4は他の信号と干渉していない。そうすると、1つの送信信号s4にのみ依存していることが分かる。従って、送信信号s4については、信号のコンステレーション通りの信号点の候補しかない。即ち、QPSKなら4つ、16QAMなら16通りである。この信号点の候補集合をCで表し、下記の式で、二乗ユークリッド距離を算出する。
e1=|z4(t)−r44C|2
これにより、距離の小さい順にS1個の候補が選択され、それらは、生き残り候補となる。
S1≦size(C) ユークリッド距離の計算回数:Size(C)
<Step 3>
Maximum likelihood determination is performed in the order of z 4 (s 4 ) → z 3 (s 1 ) → z 2 (s 2 ) → z 1 (s 3 ).
(1) Attention is paid to the equation regarding z 4 . Matrix element r 44 is known and z 4 does not interfere with other signals. Then, it can be seen that relies only on a single transmission signal s 4. Therefore, the transmission signal s 4 has only signal point candidates according to the signal constellation. That is, there are 4 for QPSK and 16 for 16QAM. The candidate set of signal points is represented by C, and the square Euclidean distance is calculated by the following equation.
e 1 = | z 4 (t) −r 44 C | 2
Thereby, S1 candidates are selected in ascending order of distance, and they become survival candidates.
S1 ≦ size (C) Number of Euclidean distance calculations: Size (C)
(2)次に、z3に関する式に着目する。行列要素r33及びr34は既知であり、x4にはS1個の候補があり、x3については信号のコンステレーション通りの信号点の候補が存在する。従って、S1×Size(C)通りの信号点の組み合わせがあり得る。S1×Size(C)回に二乗ユークリッド距離を算出し、距離の小さい順にS2の組み合わせ(S2<S1*Size(C))を選択することで、候補が絞り込まれる。 (2) Next, pay attention to the equation regarding z 3 . The matrix elements r 33 and r 34 are known, x4 has S1 candidates, and x3 has signal point candidates according to the signal constellation. Therefore, there can be combinations of signal points as S1 × Size (C). The square Euclidean distance is calculated S1 × Size (C) times, and the candidates are narrowed down by selecting the combination of S2 (S2 <S1 * Size (C)) in ascending order of the distance.
(3)次に、z2に関する式に着目する。行列要素r22、r23、r24は既知であり、送信信号x3、x4の組み合わせは前段でS2通りの候補に絞られており、x2についてはSize(C)個が存在する。従って、S2×Size(C)通りの信号点の組み合わせがあり得る。S2*Size(C)回に二乗ユークリッド距離を算出し、距離の小さい順にS3の組み合わせ(S3<S2*Size(C))を選択することで、候補が絞り込まれる。 (3) Next, attention is paid to the equation regarding z2. The matrix elements r22, r23, and r24 are known, and the combinations of the transmission signals x3 and x4 are narrowed down to S2 candidates in the previous stage, and there are Size (C) pieces of x2. Therefore, there can be combinations of signal points as S2 × Size (C). The square Euclidean distance is calculated S2 * Size (C) times, and candidates are narrowed down by selecting a combination of S3 (S3 <S2 * Size (C)) in ascending order of the distance.
(4)最後に、z1に関する式に着目する。行列要素r11、r12、r13、r14は既知であり、送信信号x2、x3、x4の組み合わせは前段でS3通りの候補に絞られており、x1についてはsize(C)通りの信号点の候補が存在する。従って、S3×Size(C)通りの信号点の組み合わせがあり得る。S3*Size(C)回に二乗ユークリッド距離を算出し、距離の小さい順にS4の組み合わせを選択することで、候補が絞り込まれる。 (4) Finally, attention is paid to the expression relating to z1. The matrix elements r11, r12, r13, and r14 are known, and the combinations of the transmission signals x2, x3, and x4 are narrowed down to S3 candidates in the previous stage, and size (C) signal point candidates for x1 Exists. Therefore, there can be combinations of signal points as S3 × Size (C). The candidates are narrowed down by calculating the square Euclidean distance in S3 * Size (C) times and selecting the combination of S4 in ascending order of the distance.
MIMOシステムは、マルチユーザに対応することができる。即ち、1本の送信アンテナを有する複数の送信機から、複数の受信アンテナを有する受信機に、同一の周波数リソースを使って同時に信号を送信する。 The MIMO system can support multiple users. That is, a signal is simultaneously transmitted from a plurality of transmitters having one transmission antenna to a receiver having a plurality of reception antennas using the same frequency resource.
マルチユーザMIMOシステムによれば、複数の送信アンテナから別々の信号が、同時に同一の周波数リソースを使って受信機まで送信される。受信機は、各受信アンテナで受信された受信信号に基づいて、各送信アンテナからの複数の送信信号を個々の信号に分離する必要がある。 According to the multiuser MIMO system, different signals are transmitted from a plurality of transmission antennas to a receiver using the same frequency resource at the same time. The receiver needs to separate a plurality of transmission signals from each transmission antenna into individual signals based on the reception signal received by each reception antenna.
マルチユーザMIMOシステムに、QRM−MLDを適用する場合、最初に、各送信アンテナからの送信データの誤り率を推定し、誤り率の低い送信アンテナの送信信号から順次に推定していくようにソートする必要がある。 When QRM-MLD is applied to a multi-user MIMO system, first, an error rate of transmission data from each transmission antenna is estimated, and sorting is performed so as to estimate sequentially from transmission signals of transmission antennas having a low error rate. There is a need to.
従来技術によれば、ソートする際の指標として、受信SINRを用いる。単一ユーザMIMOシステムでは、全ての送信アンテナの送信データの変調方式と、物理層の誤り訂正符号の符号化率とは同じであるので、受信SINRが高ければ高いほど誤り率が低いと考えることができる。 According to the prior art, received SINR is used as an index for sorting. In a single user MIMO system, the transmission data modulation scheme of all transmission antennas and the coding rate of the error correction code in the physical layer are the same, so the higher the received SINR, the lower the error rate. Can do.
しかし、マルチユーザMIMOシステムでは、送信アンテナ毎に、物理層の変調方式と、誤り訂正符号の符号化率とが異なるので、受信SINRのみによって送信アンテナの誤り率を推定することはできない。 However, in a multiuser MIMO system, the modulation scheme of the physical layer and the coding rate of the error correction code are different for each transmission antenna, and therefore the error rate of the transmission antenna cannot be estimated only from the reception SINR.
例え同じ符号化率を用いると仮定した場合、受信SINRが低くても、低速の変調方式の誤り率は、高速の変調方式の誤り率より低い可能性がある。つまり、誤り率が高いか低いかを判断するときに、受信SINRのみではなく、変調方式と誤り訂正符号の符号化率とも考慮しなければならない。また、誤り率が同じであっても、ユークリッド距離の計算回数を減らすために、低速変調方式から高速変調方式への順番に送信信号を推定するのが好ましい。 Assuming that the same coding rate is used, even if the received SINR is low, the error rate of the low-speed modulation scheme may be lower than the error rate of the high-speed modulation scheme. That is, when determining whether the error rate is high or low, it is necessary to consider not only the received SINR but also the modulation scheme and the coding rate of the error correction code. Even if the error rate is the same, it is preferable to estimate the transmission signal in order from the low-speed modulation scheme to the high-speed modulation scheme in order to reduce the number of calculations of the Euclidean distance.
そこで、本発明は、信号分離するQRM−MLD法に基づく計算量を削減することができる、マルチユーザMIMOシステムにおける受信機、制御プログラム及び受信制御方法を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a receiver, a control program, and a reception control method in a multi-user MIMO system that can reduce the amount of calculation based on the QRM-MLD method for signal separation.
本発明によれば、マルチユーザMIMOシステムにおける受信機であって、チャネル行列HをQR分解するQR分解手段と、受信信号にQ行列のエルミート転置を乗算して直交化する多重化手段と、ステージ毎に、生き残りシンボルレプリカ候補数を制御する複数の生き残りシンボルレプリカ候補制御手段とを有する受信機において、
変調方式及び符号化率からなるセット毎に、目標誤り率における1つの基準セットの信号対雑音比と当該セットの信号対雑音比との相対差と、ビット誤り率に対する当該セットの信号対雑音比特性曲線の傾きとを対応付けた判定テーブルと、
判定テーブルを用いて、受信信号毎に、該受信信号の信号対雑音比と相対差とに基づく相対的信号対雑音比を導出し、該相対的信号対雑音比に、基準セットのビット誤り率特性曲線の傾きに対する当該セットのビット誤り率特性曲線の傾きの相対的傾き比を乗じた相対的信号対雑音比を導出する相対的信号対雑音比算出手段と、
相対的信号対雑音比が大きい受信信号から順に、多重化手段及びシンボルレプリカ候補制御手段によって推定されるように、QR分解手段へチャネル行列Hの順序を通知する推定順序決定手段と
を有することを特徴とする。
According to the present invention, a receiver in a multi-user MIMO system, QR decomposition means for QR-decomposing a channel matrix H, multiplexing means for multiplying a received signal by Hermitian transpose of the Q matrix and orthogonalizing, a stage In each receiver having a plurality of surviving symbol replica candidate control means for controlling the number of surviving symbol replica candidates,
For each set of modulation scheme and coding rate, the relative difference between the signal-to-noise ratio of one reference set and the signal-to-noise ratio of the set at the target error rate, and the signal-to-noise ratio of the set with respect to the bit error rate A determination table that correlates the slope of the characteristic curve;
Using a determination table, for each received signal, a relative signal-to-noise ratio based on the signal-to-noise ratio and the relative difference of the received signal is derived, and the bit error rate of the reference set is calculated as the relative signal-to-noise ratio. A relative signal-to-noise ratio calculating means for deriving a relative signal-to-noise ratio obtained by multiplying a relative slope ratio of the slope of the bit error rate characteristic curve of the set with respect to the slope of the characteristic curve;
Estimation order determining means for notifying the QR decomposition means of the order of the channel matrix H so as to be estimated by the multiplexing means and the symbol replica candidate control means in order from the received signal having the larger relative signal-to-noise ratio. Features.
本発明の受信機における他の実施形態によれば、推定順序決定手段は、相対的信号対雑音比が同じ場合、低速変調方式から高速変調方式の順にチャネル行列Hを並び替えることも好ましい。 According to another embodiment of the receiver of the present invention, it is also preferable that the estimation order determining means rearranges the channel matrix H in the order of the low-speed modulation scheme to the high-speed modulation scheme when the relative signal-to-noise ratio is the same.
本発明の受信機における他の実施形態によれば、信号対雑音比は、SINRであることも好ましい。 According to another embodiment of the receiver of the present invention, the signal to noise ratio is also preferably SINR.
本発明の受信機における他の実施形態によれば、
信号対雑音比は、Eb/No(ビットあたりの電力密度対雑音電力密度比)であり、
受信信号のSINRから、Eb/Noを算出する電力密度比算出手段を更に有し、
判定テーブルは、セット毎に、1つの基準セットのEb/Noと当該セットのEb/Noとの相対差と、ビット誤り率に対する当該セットのEb/No特性曲線の傾きとを対応付けており、
相対的信号対雑音比算出手段は、判定テーブルを用いて、受信信号毎に、該受信信号のEb/Noと相対差とに基づいて相対的Eb/Noを導出し、該相対的Eb/Noに、基準セットのビット誤り率特性曲線の傾きに対する当該セットのビット誤り率特性曲線の傾きの相対的傾き比を乗じた相対的信号対雑音比を導出するものであり、
推定順序決定手段は、相対的Eb/Noが大きい受信信号から順にチャネル行列Hの順序を決定する
ことも好ましい。
According to another embodiment of the receiver of the present invention,
The signal to noise ratio is Eb / No (power density per bit to noise power density ratio),
A power density ratio calculating means for calculating Eb / No from the SINR of the received signal;
The determination table associates, for each set, the relative difference between Eb / No of one reference set and Eb / No of the set, and the slope of the Eb / No characteristic curve of the set with respect to the bit error rate,
The relative signal-to-noise ratio calculating means derives the relative Eb / No for each received signal based on the Eb / No and the relative difference of the received signal using the determination table, and the relative Eb / No And a relative signal-to-noise ratio obtained by multiplying the slope of the bit error rate characteristic curve of the reference set with the slope of the bit error rate characteristic curve of the set.
It is also preferable that the estimation order determining means determines the order of the channel matrix H in order from the received signal having a larger relative Eb / No.
本発明の受信機における他の実施形態によれば、
判定テーブルは、フェージング速度及び/又は遅延分散値に基づいて、複数備えており、
受信信号からフェージング速度及び/又は遅延分散値を推定する電波環境推定手段と、
フェージング速度及び/又は遅延分散値に基づいて判定テーブルを選択する判定テーブル選択手段と
を有することも好ましい。
According to another embodiment of the receiver of the present invention,
A plurality of judgment tables are provided based on the fading speed and / or delay dispersion value,
Radio wave environment estimating means for estimating a fading speed and / or delay dispersion value from a received signal;
It is also preferable to have determination table selection means for selecting a determination table based on the fading speed and / or delay dispersion value.
本発明によれば、マルチユーザMIMOシステムにおける受信機であって、チャネル行列HをQR分解するQR分解手段と、受信信号にQ行列のエルミート転置を乗算して直交化する多重化手段と、ステージ毎に、生き残りシンボルレプリカ候補数を制御する複数の生き残りシンボルレプリカ候補制御手段とを有する受信機に搭載されたコンピュータを機能させる制御プログラムにおいて、
変調方式及び符号化率からなるセット毎に、目標誤り率における1つの基準セットの信号対雑音比と当該セットの信号対雑音比との相対差と、ビット誤り率に対する当該セットの信号対雑音比特性曲線の傾きとを対応付けた判定テーブルと、
判定テーブルを用いて、受信信号毎に、該受信信号の信号対雑音比と相対差とに基づく相対的信号対雑音比を導出し、該相対的信号対雑音比に、基準セットのビット誤り率特性曲線の傾きに対する当該セットのビット誤り率特性曲線の傾きの相対的傾き比を乗じた相対的信号対雑音比を導出する相対的信号対雑音比算出手段と、
相対的信号対雑音比が大きい受信信号から順に、多重化手段及びシンボルレプリカ候補制御手段によって推定されるように、QR分解手段へチャネル行列Hの順序を通知する推定順序決定手段と
してコンピュータを機能させることを特徴とする。
According to the present invention, a receiver in a multi-user MIMO system, QR decomposition means for QR-decomposing a channel matrix H, multiplexing means for multiplying a received signal by Hermitian transpose of the Q matrix and orthogonalizing, a stage In each control program for functioning a computer mounted on a receiver having a plurality of surviving symbol replica candidate control means for controlling the number of surviving symbol replica candidates,
For each set of modulation scheme and coding rate, the relative difference between the signal-to-noise ratio of one reference set and the signal-to-noise ratio of the set at the target error rate, and the signal-to-noise ratio of the set with respect to the bit error rate A determination table that correlates the slope of the characteristic curve;
Using a determination table, for each received signal, a relative signal-to-noise ratio based on the signal-to-noise ratio and the relative difference of the received signal is derived, and the bit error rate of the reference set is calculated as the relative signal-to-noise ratio. A relative signal-to-noise ratio calculating means for deriving a relative signal-to-noise ratio obtained by multiplying a relative slope ratio of the slope of the bit error rate characteristic curve of the set with respect to the slope of the characteristic curve;
The computer functions as an estimation order determining unit that notifies the QR decomposition unit of the order of the channel matrix H so as to be estimated by the multiplexing unit and the symbol replica candidate control unit in order from the received signal having the larger relative signal-to-noise ratio. It is characterized by that.
本発明の受信機用の制御プログラムにおける他の実施形態によれば、
推定順序決定手段は、相対的信号対雑音比が同じ場合、低速変調方式から高速変調方式の順にチャネル行列Hを並び替えるようにコンピュータを機能させることも好ましい。
According to another embodiment of the control program for a receiver of the present invention,
The estimation order determination means preferably causes the computer to function so as to rearrange the channel matrix H in the order from the low-speed modulation method to the high-speed modulation method when the relative signal-to-noise ratio is the same.
本発明の受信機用の制御プログラムにおける他の実施形態によれば、信号対雑音比は、SINRであるようにコンピュータを機能させることも好ましい。 According to another embodiment of the control program for a receiver of the present invention, it is also preferable to make the computer function so that the signal-to-noise ratio is SINR.
本発明の受信機用の制御プログラムにおける他の実施形態によれば、
信号対雑音比は、Eb/No(ビットあたりの電力密度対雑音電力密度比)であり、
受信信号のSINRから、Eb/Noを算出する電力密度比算出手段を更に有し、
判定テーブルは、セット毎に、1つの基準セットのEb/Noと当該セットのEb/Noとの相対差と、ビット誤り率に対する当該セットのEb/No特性曲線の傾きとを対応付けており、
相対的信号対雑音比算出手段は、判定テーブルを用いて、受信信号毎に、該受信信号のEb/Noと相対差とに基づいて相対的Eb/Noを導出し、該相対的Eb/Noに、基準セットのビット誤り率特性曲線の傾きに対する当該セットのビット誤り率特性曲線の傾きの相対的傾き比を乗じた相対的信号対雑音比を導出するものであり、
推定順序決定手段は、相対的Eb/Noが大きい受信信号から順にチャネル行列Hの順序を決定する
ようにコンピュータを機能させることも好ましい。
According to another embodiment of the control program for a receiver of the present invention,
The signal to noise ratio is Eb / No (power density per bit to noise power density ratio),
A power density ratio calculating means for calculating Eb / No from the SINR of the received signal;
The determination table associates, for each set, the relative difference between Eb / No of one reference set and Eb / No of the set, and the slope of the Eb / No characteristic curve of the set with respect to the bit error rate,
The relative signal-to-noise ratio calculating means derives the relative Eb / No for each received signal based on the Eb / No and the relative difference of the received signal using the determination table, and the relative Eb / No And a relative signal-to-noise ratio obtained by multiplying the slope of the bit error rate characteristic curve of the reference set with the slope of the bit error rate characteristic curve of the set.
The estimation order determination means preferably causes the computer to function so as to determine the order of the channel matrix H in order from a received signal having a larger relative Eb / No.
本発明の受信機用の制御プログラムにおける他の実施形態によれば、
判定テーブルは、フェージング速度及び/又は遅延分散値に基づいて、複数備えており、
受信信号からフェージング速度及び/又は遅延分散値を推定する電波環境推定手段と、
フェージング速度及び/又は遅延分散値に基づいて判定テーブルを選択する判定テーブル選択手段と
してコンピュータを機能させることも好ましい。
According to another embodiment of the control program for a receiver of the present invention,
A plurality of judgment tables are provided based on the fading speed and / or delay dispersion value,
Radio wave environment estimating means for estimating a fading speed and / or delay dispersion value from a received signal;
It is also preferable to cause the computer to function as a determination table selection unit that selects a determination table based on the fading speed and / or the delay dispersion value.
本発明によれば、マルチユーザMIMOシステムにおける受信機の受信制御方法であって、
変調方式及び符号化率からなるセット毎に、目標誤り率における1つの基準セットの信号対雑音比と当該セットの信号対雑音比との相対差と、ビット誤り率に対する当該セットの信号対雑音比特性曲線の傾きとを対応付けた判定テーブルを有しており、
判定テーブルを用いて、受信信号毎に、該受信信号の信号対雑音比と相対差とに基づく相対的信号対雑音比を導出し、該相対的信号対雑音比に、基準セットのビット誤り率特性曲線の傾きに対する当該セットのビット誤り率特性曲線の傾きの相対的傾き比を乗じた相対的信号対雑音比を導出する第1のステップと、
相対的信号対雑音比が大きい受信信号から順に、多重化手段及びシンボルレプリカ候補制御手段によって推定されるように、QR分解手段へチャネル行列Hの順序を通知する第2のステップと、
チャネル行列Hに基づいてQR分解する第3のステップと、
受信信号にQ行列のエルミート転置を乗算して直交化し、ステージ毎に、生き残りシンボルレプリカ候補数を制御する第4のステップと
を有することを特徴とする。
According to the present invention, there is provided a reception control method for a receiver in a multi-user MIMO system, comprising:
For each set of modulation scheme and coding rate, the relative difference between the signal-to-noise ratio of one reference set and the signal-to-noise ratio of the set at the target error rate, and the signal-to-noise ratio of the set with respect to the bit error rate It has a judgment table that correlates the slope of the characteristic curve,
Using a determination table, for each received signal, a relative signal-to-noise ratio based on the signal-to-noise ratio and the relative difference of the received signal is derived, and the bit error rate of the reference set is calculated as the relative signal-to-noise ratio. A first step of deriving a relative signal to noise ratio multiplied by a relative slope ratio of the slope of the bit error rate characteristic curve of the set to the slope of the characteristic curve;
A second step of notifying the QR decomposition unit of the order of the channel matrix H so as to be estimated by the multiplexing unit and the symbol replica candidate control unit in order from the received signal having a large relative signal-to-noise ratio;
A third step of QR decomposition based on the channel matrix H;
And a fourth step of controlling the number of surviving symbol replica candidates for each stage.
本発明におけるマルチユーザMIMOシステムの受信機、制御プログラム及び受信制御方法によれば、変調方式及び符号化率のセット毎に、相対的な信号対雑音比を算出し、その比の大きい順にチャネル行列Hを並び替えることによって、信号分離するQRM−MLD法に基づく計算量を削減することができる。 According to the receiver, control program, and reception control method of the multiuser MIMO system of the present invention, the relative signal-to-noise ratio is calculated for each set of modulation scheme and coding rate, and the channel matrix is calculated in descending order of the ratio. By rearranging H, the amount of calculation based on the QRM-MLD method for signal separation can be reduced.
以下では、図面を用いて、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図2は、本発明におけるマルチユーザMIMO用の受信機における機能構成図である。 FIG. 2 is a functional configuration diagram of the multi-user MIMO receiver according to the present invention.
図2によれば、マルチユーザMIMO用の受信機1が表されており、1本の送信アンテナを有する複数の送信機から、複数の受信アンテナを有する受信機に、同一の周波数リソースを使って同時に信号を送信する。 According to FIG. 2, a receiver 1 for multi-user MIMO is shown, using the same frequency resource from a plurality of transmitters having one transmission antenna to a receiver having a plurality of reception antennas. Send a signal at the same time.
図2の受信機1は、図1と比較して、チャネル推定部14と、受信SINR推定部15と、電力密度比算出部16と、判定テーブル部17と、相対的信号対雑音比算出部18と、推定順序決定部19と、電波環境推定部1Aと、判定テーブル選択部1Bとを更に有する。これら機能構成は、受信機に搭載されたコンピュータを機能させる制御プログラムを実行することによっても実現できる。例えば、プログラム可能なプロセッサであるFPGA(Field Programmable Gate Array)やDSP(Digital Signal Processor)によっても実現できる。
Compared to FIG. 1, the receiver 1 of FIG. 2 includes a
受信SINR推定部15は、送信信号毎に、受信SINRを推定する。推定された受信SINRは、相対的信号対雑音比算出部18又は電力密度比算出部16へ出力される。
The reception
判定テーブル部17は、変調方式及び符号化率からなるセット(MCS:Modulation and Coding rate Set:変調方式及び符号化率の組み合わせ)毎に、目標誤り率における11つの基準セットの信号対雑音比と当該セットの信号対雑音比との相対差を対応付けた判定テーブルを蓄積する。更に、その判定テーブルは、MCS毎に、ビット誤り率に対する信号対雑音比特性曲線の傾きも対応付けられている。
The
信号対雑音比には、受信SINRである場合と、Eb/No(ビットあたりの電力密度対雑音電力密度比)である場合とがある。 The signal-to-noise ratio may be received SINR or Eb / No (power density per bit to noise power density ratio).
表1は、信号対雑音比が受信SINRである場合の判定テーブルである。
図3は、信号対雑音比を受信SINRとする場合に、受信SINRに対するビット誤り率のグラフである。 FIG. 3 is a graph of the bit error rate with respect to the received SINR when the signal-to-noise ratio is the received SINR.
図3によれば、目標誤り率が設定されており、MCS毎に、その目標誤り率を達成する受信SINRが表されている。そして、最も受信SINRが低いセット「BPSK、1/2」を基準として、目標誤り率を達成する各セットの受信SINRまでの距離が、c1〜c6で表されている。 According to FIG. 3, a target error rate is set, and a reception SINR that achieves the target error rate is shown for each MCS. Then, with reference to the set “BPSK, 1/2” having the lowest received SINR, the distances to the received SINRs of the respective sets that achieve the target error rate are represented by c1 to c6.
図4は、信号対雑音比をEb/Noとする場合に、Eb/Noに対するビット誤り率のグラフである。 FIG. 4 is a graph of the bit error rate with respect to Eb / No when the signal-to-noise ratio is Eb / No.
図4によれば、目標誤り率が設定されており、MCS毎に、その目標誤り率を達成するEb/Noが表されている。そして、最もEb/Noが低いセット「BPSK、1/2」を基準として、目標誤り率を達成する各セットのEb/Noまでの距離が、a1〜a6で表されている。 According to FIG. 4, a target error rate is set, and Eb / No that achieves the target error rate is represented for each MCS. Then, with reference to the set “BPSK, 1/2” having the lowest Eb / No, the distances to Eb / No of each set that achieve the target error rate are represented by a1 to a6.
表2は、信号対雑音比がEb/Noである場合の判定テーブルである。
図3及び図4は、誤り訂正符号に畳み込み符号化を適用したシステムにおいて、AWGN(加法的白色ガウス雑音)環境下、導出されたものである。 3 and 4 are derived in an AWGN (additive white Gaussian noise) environment in a system in which convolutional coding is applied to an error correction code.
電力密度比算出部16は、信号対雑音比がEb/Noである場合にのみ備えられ、受信SINRから、デジタル変調信号におけるEb/Noを換算する。
受信SINR(dB)=Eb/No(dB)+10*log10(M*Coding Rate)
M:変調方式依存の係数
変調方式=BPSKの場合、 M=2
変調方式=16QAMの場合、M=4
変調方式=QPSKの場合、 M=2
算出されたEb/Noは、相対的信号対雑音比算出部18へ通知される。
The power density
Received SINR (dB) = Eb / No (dB) + 10 * log10 (M * Coding Rate)
M: Modulation system dependent coefficient
When modulation method = BPSK, M = 2
When modulation method = 16QAM, M = 4
When modulation method = QPSK, M = 2
The calculated Eb / No is notified to the relative signal-to-noise
相対的信号対雑音比算出部18は、判定テーブル17を用いて、受信信号毎に、その受信信号の信号対雑音比と、相対差とに基づく相対的信号対雑音比とを導出する。そして、その相対的信号対雑音比に、基準セットのビット誤り率特性曲線の傾きに対する当該セットのビット誤り率特性曲線の傾きの相対的傾き比を乗じた相対的信号対雑音比を導出する。
The relative signal-to-noise
[信号対雑音比が受信SINRである場合]
相対的SINR(dB)
=(相対的信号対雑音比)×(相対的傾き比)
={受信SINR−相対差}
×{当該セットのBER特性曲線の傾き/基準セットのBER特性曲線の傾きk}
[When the signal-to-noise ratio is the received SINR]
Relative SINR (dB)
= (Relative signal-to-noise ratio) x (Relative slope ratio)
= {Received SINR-relative difference}
× {Inclination of the BER characteristic curve of the set / Inclination k of the BER characteristic curve of the reference set}
[信号対雑音比がEb/Noである場合]
相対的Eb/No(dB)
=(相対的信号対雑音比)×(相対的傾き比)
={Eb/No−相対差}
×{当該セットのBER特性曲線の傾き/基準セットのBER特性曲線の傾きk}
[When the signal-to-noise ratio is Eb / No]
Relative Eb / No (dB)
= (Relative signal-to-noise ratio) x (Relative slope ratio)
= {Eb / No-relative difference}
× {Inclination of the BER characteristic curve of the set / Inclination k of the BER characteristic curve of the reference set}
図3について、基準セット「BPSK、1/2」に対して、第1のセット「QPSK、2/3」と、第2のセット「QPSK、3/4」とに注目する。 Regarding FIG. 3, focus on the first set “QPSK, 2/3” and the second set “QPSK, 3/4” versus the reference set “BPSK, 1/2”.
第1のセットの目標誤り率における受信SINRは、基準セットの目標誤り率における受信SINRに対して、c2[dB]の距離(相対差)を有する。ここで、実際の受信SINRに対して、以下のような式が算出される。
受信SINR−相対差c2=α
The received SINR at the target error rate of the first set has a distance (relative difference) of c2 [dB] with respect to the received SINR at the target error rate of the reference set. Here, the following equation is calculated for the actual received SINR.
Received SINR−relative difference c2 = α
第2のセットの目標誤り率における受信SINRは、基準セットの目標誤り率における受信SINRに対して、c5[dB]の距離(相対差)を有する。ここで、実際の受信SINRに対して、以下のような式が算出される。
受信SINR−相対差c5=α
The received SINR at the second set target error rate has a distance (relative difference) of c5 [dB] with respect to the received SINR at the reference set target error rate. Here, the following equation is calculated for the actual received SINR.
Received SINR-relative difference c5 = α
ここで、第1のセットと第2のセットについて、目標誤り率に対してα(相対的信号対雑音比)が一致する場合、両受信信号の誤り率が等しいと推定される。しかしながら、その受信信号の信号対雑音比に対する誤り率が低い方のセットを先に選択すべきである。 Here, for the first set and the second set, when α (relative signal to noise ratio) matches the target error rate, it is estimated that the error rates of both received signals are equal. However, the set with the lower error rate for the signal-to-noise ratio of the received signal should be selected first.
図3によれば、第1のセットについて、実際の受信SINR(基準セットの目標誤り率のSINR+c2+α)における誤り率が、「誤り率1」として表されている。また、第2のセットについて、実際の受信SINR(基準セットの目標誤り率のSINR+c5+α)における誤り率が、「誤り率2」として表されている。
According to FIG. 3, for the first set, the error rate in the actual received SINR (SINR + c2 + α of the target error rate of the reference set) is represented as “error rate 1”. For the second set, the error rate at the actual reception SINR (the SINR of the target error rate of the reference set + c5 + α) is expressed as “
ここで、「誤り率2」は、「誤り率1」よりも低いことが明らかである。この状態は、セット毎に算出された、受信SINRに対するビット誤り率のグラフに描かれる曲線の傾きに依存する。即ち、基準セットに対する各セットの受信SINRの相対差だけでなく、基準セットに対する各セットの受信SINR対ビット誤り率の曲線の傾きも考慮するべく、判定テーブルに含める必要がある。
Here, it is clear that “
本発明における他の実施形態として、電波環境に応じて複数の判定テーブルを備えることも好ましい。電波環境としては、例えばフェージング速度d及び/又は遅延分散τである。マルチユーザ環境では、ユーザ毎にフェージング速度や遅延分散が異なるので、精度よく推定順序を決定するために、フェージング速度や遅延分散毎に、MCS毎の目標誤り率を満足できるSINRと、1つの基準MCSセット(例えば、BPSK, Coding Rate=1/2)の相対差のテーブルを用意する。 As another embodiment of the present invention, it is also preferable to provide a plurality of determination tables according to the radio wave environment. The radio wave environment is, for example, fading speed d and / or delay dispersion τ. In a multi-user environment, since fading speed and delay dispersion differ for each user, SINR that can satisfy the target error rate for each MCS and one reference for each fading speed and delay dispersion in order to accurately determine the estimation order. A table of relative differences of MCS sets (for example, BPSK, Coding Rate = 1/2) is prepared.
表3は、信号対雑音比が受信SINRである場合に設定された複数の判定テーブルである。
また、表4は、信号対雑音比がEb/Noである場合に設定された複数の判定テーブルである。
受信機は、各端末の電波環境を推定し、その電波環境に近い判定テーブルを選択する。具体的は、大きく2つの方法がある。第1の方法は、受信機が、受信信号のプリアンプルを利用して各ユーザの電波環境を推定する。第2の方法は、各端末が、相手方(基地局)から受信した信号の受信品質に基づいて電波環境を推定し、各端末が、その電波環境情報を受信機へ送信する。 The receiver estimates the radio wave environment of each terminal and selects a determination table close to the radio wave environment. Specifically, there are roughly two methods. In the first method, the receiver estimates the radio wave environment of each user using a pre-amp of the received signal. In the second method, each terminal estimates the radio wave environment based on the reception quality of the signal received from the other party (base station), and each terminal transmits the radio wave environment information to the receiver.
図2のように、例えば送信アンテナが4本の場合(4つの送信機が存在する場合)、MCSのIDがそれぞれ「2」「6」「3」「4」とする。また、アンテナ1及び2は、表3の上表を、アンテナ3及び4は、表4の下表を選択したとする。更に、受信SINRの関係が、SINR3<SINR1<SINR2<SINR4であるとする。このとき、相対的SINRは、以下のように算出される。
相対的SINR1=(SINR1−c2)×(g2/k)
相対的SINR2=(SINR2−c6)×(g6/k)
相対的SINR3=(SINR3−d3)×(h3/k)
相対的SINR4=(SINR4−d4)×(h4/k)
As shown in FIG. 2, for example, when there are four transmission antennas (when there are four transmitters), the MCS IDs are “2”, “6”, “3”, and “4”, respectively. Further, it is assumed that
Relative SINR1 = (SINR1-c2) × (g2 / k)
Relative SINR2 = (SINR2-c6) × (g6 / k)
Relative SINR3 = (SINR3-d3) × (h3 / k)
Relative SINR4 = (SINR4-d4) × (h4 / k)
また、Eb/Noの関係が、Eb/No3<Eb/No1<Eb/No2<Eb/No4であるとする。このとき、相対的Eb/Noは、以下のように算出される。
相対的Eb/No1=(SINR1−10*log10(2*1/2))−a2)×(k2/k)
相対的Eb/No2=(SINR2−10*log10(4*2/3))−a4)×(k4/k)
相対的Eb/No3=(SINR3−10*log10(2*2/3))−b3)×(j3/k)
相対的Eb/No4=(SINR4−10*log10(4*1/2))−a4)×(j4/k)
Further, it is assumed that the relationship of Eb / No is Eb / No3 <Eb / No1 <Eb / No2 <Eb / No4. At this time, the relative Eb / No is calculated as follows.
Relative Eb / No1 = (SINR1-10 * log10 (2 * 1/2))-a2) * (k2 / k)
Relative Eb / No2 = (SINR2-10 * log10 (4 * 2/3)) − a4) × (k4 / k)
Relative Eb / No3 = (SINR3-10 * log10 (2 * 2/3)) − b3) × (j3 / k)
Relative Eb / No4 = (SINR4-10 * log10 (4 * 1/2)) − a4) × (j4 / k)
推定順序決定部19は、相対的信号対雑音比(受信SINR又はEb/No)が大きい受信信号から順に、多重化部12及びシンボルレプリカ候補制御部13によって推定されるように、QR分解部11へチャネル行列Hの順序を通知する。具体的には、チャンネル行列Hの各列及び送信シンボルベクトルs(t)の各要素を、相対的信号対雑音比の小さい順にソートする。相対的信号対雑音比が等しいときに、低速変調方式→高速変調方式の順番にソートする。
The estimation
電波環境推定部1Aは、受信信号からフェージング速度及び/又は遅延分散値を推定する。推定されたフェージング速度及び/又は遅延分散値は、判定テーブル選択部1Bへ通知される。
The radio wave
判定テーブル選択部1Bは、複数の判定テーブルの中から、フェージング速度及び/又は遅延分散値に基づいて1つの判定テーブルを選択する。
The determination
図5は、本発明におけるフローチャートである。 FIG. 5 is a flowchart in the present invention.
(S501)チャネル推定部から出力された受信信号を入力する。
(S502)複数の判定テーブルの中から、フェージング速度及び/又は遅延分散値に基づいて1つの判定テーブルを選択する。
(S503)送信信号毎に、受信SINRを推定する。
(S504)相対的信号対雑音比がEb/Noである場合、受信SINRをEb/Noに換算する。
(S505)判定テーブルを用いて、受信信号毎に、その受信信号の信号対雑音比と、相対差とに基づく相対的信号対雑音比とを導出する。そして、その相対的信号対雑音比に、基準セットのビット誤り率特性曲線の傾きに対する当該セットのビット誤り率特性曲線の傾きの相対的傾き比を乗じた相対的信号対雑音比を導出する。
(S506)MCS毎に、相対的信号対雑音比が小さい受信信号から順に、チャンネル行列Hの各列及び送信シンボルベクトルs(t)の各要素をソートする。相対的信号対雑音比が同じ場合、低速変調方式→高速変調方式の順(つまり、BPSK→QPSK→16QAMの順)にソートする。
(S507)並び替えられたチャンネル行列Hの各列及び送信シンボルベクトルs(t)の各要素は、QR分解部へ出力される。
(S501) The reception signal output from the channel estimation unit is input.
(S502) One determination table is selected from a plurality of determination tables based on the fading speed and / or the delay dispersion value.
(S503) The received SINR is estimated for each transmission signal.
(S504) If the relative signal-to-noise ratio is Eb / No, the received SINR is converted to Eb / No.
(S505) Using the determination table, for each received signal, a signal-to-noise ratio of the received signal and a relative signal-to-noise ratio based on the relative difference are derived. Then, the relative signal-to-noise ratio is derived by multiplying the relative signal-to-noise ratio by the relative slope ratio of the slope of the bit error rate characteristic curve of the set with respect to the slope of the bit error rate characteristic curve of the reference set.
(S506) For each MCS, the columns of the channel matrix H and the elements of the transmission symbol vector s (t) are sorted in order from the received signal having a smaller relative signal-to-noise ratio. When the relative signal-to-noise ratio is the same, sorting is performed in the order of low-speed modulation method → high-speed modulation method (that is, BPSK → QPSK → 16QAM).
(S507) Each column of the rearranged channel matrix H and each element of the transmission symbol vector s (t) are output to the QR decomposition unit.
以上、詳細に説明したように、本発明におけるマルチユーザMIMOシステムの受信機、制御プログラム及び受信制御方法によれば、変調方式及び符号化率のセット毎に、相対的な信号対雑音比を算出し、その比の小さい順にチャネル行列Hを並び替えることによって、信号分離するQRM−MLD法に基づく計算量を削減することができる。 As described above in detail, according to the receiver, control program, and reception control method of the multiuser MIMO system of the present invention, the relative signal-to-noise ratio is calculated for each set of modulation scheme and coding rate. By rearranging the channel matrix H in ascending order of the ratio, the amount of calculation based on the QRM-MLD method for signal separation can be reduced.
前述した本発明における種々の実施形態によれば、当業者は、本発明の技術思想及び見地の範囲における種々の変更、修正及び省略を容易に行うことができる。前述の説明はあくまで例であって、何ら制約しようとするものではない。本発明は、特許請求の範囲及びその均等物として限定するものにのみ制約される。 According to the various embodiments of the present invention described above, those skilled in the art can easily make various changes, modifications and omissions within the scope of the technical idea and the viewpoint of the present invention. The above description is merely an example, and is not intended to be restrictive. The invention is limited only as defined in the following claims and the equivalents thereto.
1 受信機
11 QR分解部
12 多重化部
13 生き残りシンボルレプリカ候補制御部
14 チャネル推定部
15 受信SINR推定部
16 電力密度比算出部
17 判定テーブル部
18 相対的信号対雑音比算出部
19 推定順序決定部
1A 電波環境推定部
1B 判定テーブル選択部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (11)
変調方式及び符号化率からなるセット毎に、目標誤り率における1つの基準セットの信号対雑音比と当該セットの信号対雑音比との相対差と、ビット誤り率に対する当該セットの信号対雑音比特性曲線の傾きとを対応付けた判定テーブルと、
前記判定テーブルを用いて、受信信号毎に、該受信信号の信号対雑音比と前記相対差とに基づく相対的信号対雑音比を導出し、該相対的信号対雑音比に、前記基準セットのビット誤り率特性曲線の傾きに対する当該セットのビット誤り率特性曲線の傾きの相対的傾き比を乗じた相対的信号対雑音比を導出する相対的信号対雑音比算出手段と、
前記相対的信号対雑音比が大きい受信信号から順に、前記多重化手段及び前記シンボルレプリカ候補制御手段によって推定されるように、前記QR分解手段へ前記チャネル行列Hの順序を通知する推定順序決定手段と
を有することを特徴とする受信機。 A receiver in a multi-user MIMO (Multi Input Multi Output) system, QR decomposition means for QR-decomposing a channel matrix H, multiplexing means for multiplying a received signal by Hermitian transpose of the Q matrix, and a stage, In each receiver having a plurality of surviving symbol replica candidate control means for controlling the number of surviving symbol replica candidates,
For each set of modulation scheme and coding rate, the relative difference between the signal-to-noise ratio of one reference set and the signal-to-noise ratio of the set at the target error rate, and the signal-to-noise ratio of the set with respect to the bit error rate A determination table that correlates the slope of the characteristic curve;
Using the determination table, for each received signal, a relative signal-to-noise ratio based on the signal-to-noise ratio of the received signal and the relative difference is derived, and the relative signal-to-noise ratio is calculated based on the reference set. A relative signal-to-noise ratio calculating means for deriving a relative signal-to-noise ratio multiplied by a relative slope ratio of the slope of the bit error rate characteristic curve of the set with respect to the slope of the bit error rate characteristic curve;
Estimating order determining means for notifying the QR decomposition means of the order of the channel matrix H so as to be estimated by the multiplexing means and the symbol replica candidate control means in order from the received signal having the larger relative signal-to-noise ratio. And a receiver.
受信信号のSINRから、Eb/Noを算出する電力密度比算出手段を更に有し、
前記判定テーブルは、前記セット毎に、1つの基準セットのEb/Noと当該セットのEb/Noとの相対差と、ビット誤り率に対する当該セットのEb/No特性曲線の傾きとを対応付けており、
前記相対的信号対雑音比算出手段は、前記判定テーブルを用いて、受信信号毎に、該受信信号のEb/Noと前記相対差とに基づいて相対的Eb/Noを導出し、該相対的Eb/Noに、前記基準セットのビット誤り率特性曲線の傾きに対する当該セットのビット誤り率特性曲線の傾きの相対的傾き比を乗じた相対的信号対雑音比を導出するものであり、
前記推定順序決定手段は、前記相対的Eb/Noが大きい受信信号から順に前記チャネル行列Hの順序を決定する
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の受信機。 The signal to noise ratio is Eb / No (power density per bit to noise power density ratio);
A power density ratio calculating means for calculating Eb / No from the SINR of the received signal;
The determination table associates, for each set, the relative difference between Eb / No of one reference set and Eb / No of the set, and the slope of the Eb / No characteristic curve of the set with respect to the bit error rate. And
The relative signal-to-noise ratio calculating means derives a relative Eb / No for each received signal based on the Eb / No of the received signal and the relative difference for each received signal using the determination table. Deriving a relative signal-to-noise ratio by multiplying Eb / No by the relative slope ratio of the slope of the bit error rate characteristic curve of the set to the slope of the bit error rate characteristic curve of the reference set;
3. The receiver according to claim 1, wherein the estimation order determining unit determines the order of the channel matrix H in order from the received signal having the larger relative Eb / No.
前記受信信号から前記フェージング速度及び/又は遅延分散値を推定する電波環境推定手段と、
前記フェージング速度及び/又は遅延分散値に基づいて前記判定テーブルを選択する判定テーブル選択手段と
を有することを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の受信機。 A plurality of the determination tables are provided based on fading speed and / or delay dispersion value,
Radio wave environment estimating means for estimating the fading speed and / or delay dispersion value from the received signal;
6. The receiver according to claim 1, further comprising a determination table selecting unit that selects the determination table based on the fading speed and / or delay dispersion value.
変調方式及び符号化率からなるセット毎に、目標誤り率における1つの基準セットの信号対雑音比と当該セットの信号対雑音比との相対差と、ビット誤り率に対する当該セットの信号対雑音比特性曲線の傾きとを対応付けた判定テーブルと、
前記判定テーブルを用いて、受信信号毎に、該受信信号の信号対雑音比と前記相対差とに基づく相対的信号対雑音比を導出し、該相対的信号対雑音比に、前記基準セットのビット誤り率特性曲線の傾きに対する当該セットのビット誤り率特性曲線の傾きの相対的傾き比を乗じた相対的信号対雑音比を導出する相対的信号対雑音比算出手段と、
前記相対的信号対雑音比が大きい受信信号から順に、前記多重化手段及び前記シンボルレプリカ候補制御手段によって推定されるように、前記QR分解手段へ前記チャネル行列Hの順序を通知する推定順序決定手段と
してコンピュータを機能させることを特徴とする受信機用の制御プログラム。 A receiver in a multi-user MIMO system, comprising QR decomposition means for QR-decomposing a channel matrix H, multiplexing means for multiplying a received signal by Hermitian transpose of the Q matrix and orthogonalizing, and a surviving symbol replica for each stage In a control program for functioning a computer mounted on a receiver having a plurality of surviving symbol replica candidate control means for controlling the number of candidates,
For each set of modulation scheme and coding rate, the relative difference between the signal-to-noise ratio of one reference set and the signal-to-noise ratio of the set at the target error rate, and the signal-to-noise ratio of the set with respect to the bit error rate A determination table that correlates the slope of the characteristic curve;
Using the determination table, for each received signal, a relative signal-to-noise ratio based on the signal-to-noise ratio of the received signal and the relative difference is derived, and the relative signal-to-noise ratio is calculated based on the reference set. A relative signal-to-noise ratio calculating means for deriving a relative signal-to-noise ratio multiplied by a relative slope ratio of the slope of the bit error rate characteristic curve of the set with respect to the slope of the bit error rate characteristic curve;
Estimating order determining means for notifying the QR decomposition means of the order of the channel matrix H so as to be estimated by the multiplexing means and the symbol replica candidate control means in order from the received signal having the larger relative signal-to-noise ratio. A control program for a receiver, characterized by causing a computer to function as:
受信信号のSINRから、Eb/Noを算出する電力密度比算出手段を更に有し、
前記判定テーブルは、前記セット毎に、1つの基準セットのEb/Noと当該セットのEb/Noとの相対差と、ビット誤り率に対する当該セットのEb/Noの傾きとを対応付けており、
前記相対的信号対雑音比算出手段は、前記判定テーブルを用いて、受信信号毎に、該受信信号のEb/Noと前記相対差とに基づいて相対的Eb/Noを導出し、該相対的Eb/Noに、前記基準セットのビット誤り率特性曲線の傾きに対する当該セットのビット誤り率特性曲線の傾きの相対的傾き比を乗じた相対的信号対雑音比を導出するものであり、
前記推定順序決定手段は、前記相対的Eb/Noが大きい受信信号から順に前記チャネル行列Hの順序を決定する
ようにコンピュータを機能させることを特徴とする請求項6又は7に記載の受信機用のプログラム。 The signal to noise ratio is Eb / No (power density per bit to noise power density ratio);
A power density ratio calculating means for calculating Eb / No from the SINR of the received signal;
The determination table associates, for each set, the relative difference between the Eb / No of one reference set and the Eb / No of the set, and the slope of the Eb / No of the set with respect to the bit error rate,
The relative signal-to-noise ratio calculating means derives a relative Eb / No for each received signal based on the Eb / No of the received signal and the relative difference for each received signal using the determination table. Deriving a relative signal-to-noise ratio by multiplying Eb / No by the relative slope ratio of the slope of the bit error rate characteristic curve of the set to the slope of the bit error rate characteristic curve of the reference set;
8. The receiver according to claim 6, wherein the estimation order determination unit causes a computer to function to determine the order of the channel matrix H in order from the received signal having the larger relative Eb / No. Program.
前記受信信号から前記フェージング速度及び/又は遅延分散値を推定する電波環境推定手段と、
前記フェージング速度及び/又は遅延分散値に基づいて前記判定テーブルを選択する判定テーブル選択手段と
してコンピュータを機能させることを特徴とする請求項6から9のいずれか1項に記載の受信機用の制御プログラム。 A plurality of the determination tables are provided based on fading speed and / or delay dispersion value,
Radio wave environment estimating means for estimating the fading speed and / or delay dispersion value from the received signal;
10. The receiver control according to claim 6, wherein a computer is caused to function as a determination table selection unit that selects the determination table based on the fading speed and / or delay dispersion value. 11. program.
変調方式及び符号化率からなるセット毎に、目標誤り率における1つの基準セットの信号対雑音比と当該セットの信号対雑音比との相対差と、ビット誤り率に対する当該セットの信号対雑音比特性曲線の傾きとを対応付けた判定テーブルを有しており、
前記判定テーブルを用いて、受信信号毎に、該受信信号の信号対雑音比と前記相対差とに基づく相対的信号対雑音比を導出し、該相対的信号対雑音比に、前記基準セットのビット誤り率特性曲線の傾きに対する当該セットのビット誤り率特性曲線の傾きの相対的傾き比を乗じた相対的信号対雑音比を導出する第1のステップと、
前記相対的信号対雑音比が大きい受信信号から順に、多重化手段及びシンボルレプリカ候補制御手段によって推定されるように、QR分解手段へチャネル行列Hの順序を通知する第2のステップと、
前記チャネル行列Hに基づいてQR分解する第3のステップと、
受信信号にQ行列のエルミート転置を乗算して直交化し、ステージ毎に、生き残りシンボルレプリカ候補数を制御する第4のステップと
を有することを特徴とする受信制御方法。 A reception control method for a receiver in a multi-user MIMO system, comprising:
For each set of modulation scheme and coding rate, the relative difference between the signal-to-noise ratio of one reference set and the signal-to-noise ratio of the set at the target error rate, and the signal-to-noise ratio of the set with respect to the bit error rate It has a judgment table that correlates the slope of the characteristic curve,
Using the determination table, for each received signal, a relative signal-to-noise ratio based on the signal-to-noise ratio of the received signal and the relative difference is derived, and the relative signal-to-noise ratio is calculated based on the reference set. Deriving a relative signal-to-noise ratio multiplied by the relative slope ratio of the slope of the bit error rate characteristic curve of the set to the slope of the bit error rate characteristic curve;
A second step of notifying the QR decomposition means of the order of the channel matrix H so as to be estimated by the multiplexing means and the symbol replica candidate control means in order from the received signal having a large relative signal-to-noise ratio;
A third step of QR decomposition based on the channel matrix H;
And a fourth step of controlling the number of surviving symbol replica candidates for each stage by multiplying the received signal by Hermitian transpose of the Q matrix to make it orthogonal.
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009088899A (en) * | 2007-09-28 | 2009-04-23 | Mitsubishi Electric Corp | Reception device, transmission device, and transmission path estimation method |
| US8369441B2 (en) | 2010-05-27 | 2013-02-05 | Fujitsu Limited | Receiving apparatus and receiving method |
| US8750399B2 (en) | 2011-07-06 | 2014-06-10 | Fujitsu Limited | Radio terminal and demodulation method |
| CN106561008A (en) * | 2015-09-30 | 2017-04-12 | 北京展讯高科通信技术有限公司 | Method for reducing signal receiving complexity, receiver, and mobile terminal |
-
2007
- 2007-03-15 JP JP2007066353A patent/JP2008228145A/en active Pending
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| US8369441B2 (en) | 2010-05-27 | 2013-02-05 | Fujitsu Limited | Receiving apparatus and receiving method |
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