JP5591764B2

JP5591764B2 - Wireless communication method and wireless communication system

Info

Publication number: JP5591764B2
Application number: JP2011141502A
Authority: JP
Inventors: 一輝丸田; 厚太田; 淳増野; 正孝飯塚
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp; NTT Inc USA
Current assignee: NTT Inc; NTT Inc USA
Priority date: 2011-06-27
Filing date: 2011-06-27
Publication date: 2014-09-17
Anticipated expiration: 2031-06-27
Also published as: JP2013009224A

Description

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。 The present invention relates to a radio communication method and a radio communication system in which each base station performs signal transmission cooperatively in an outdoor radio access system in which a plurality of base stations perform signal transmission using the same frequency channel.

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。 In order to provide a broadband Internet connection service, an optical line is spreading. However, laying an optical line is very expensive, and it is difficult to lay it unless a certain number of users can be expected. Therefore, in order to provide a broadband Internet connection service with reduced facility costs, a method of using a wireless line at a location closest to the user (last one hop) has been studied.

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。 As this last one-hop wireless line, it is ideal to use a microwave band in which communication is possible without a line of sight between the base station on the network side and the terminal station on the user's home side. However, in the present situation where frequency resources are being exhausted, it is difficult for a single operator to monopolize many frequency channels in the microwave band. On the other hand, since it is difficult to cover a wide service area with one base station, when expanding the service area in one area, one base station constitutes a service area called a circular cell. It has been dealt with by spreading cells continuously. At this time, if adjacent cells use the same frequency channel, inter-cell interference generally occurs, and the characteristics are greatly deteriorated. Usually, in order to solve such a problem, a plurality of frequency channels are used, and the frequency interval is assigned repeatedly, thereby isolating the cell interval of the same frequency channel.

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。 As described above, it is possible to suppress mutual interference between cells of the same frequency channel by repeatedly assigning a plurality of frequency channels. However, if there are few available frequency channels, the interference is not necessarily reduced to a sufficient level. It cannot be suppressed. As a method for solving such a problem, a method using an intercell interference canceller for suppressing mutual interference between cells as described in Non-Patent Document 1 has been proposed.

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。 FIG. 8 shows a configuration example of a radio communication system using an inter-cell interference canceller in the prior art.
In FIG. 8, 101 is a control station, 102-1 to 102-5 are remote base stations, 103-1 to 103-5 are terminal stations, 104-1 to 104-5 are cells using the same frequency channel, and 105 is wired. Represents a transmission line. The cells 104-1 to 104-5 using the same frequency can be separated to a certain extent by repeatedly using a plurality of frequency channels in cells existing between these cells. Isolated by That is, although the cells other than the frequency channel cell of interest are not described here, there are actually cells using other frequency channels. The remote base stations 102-1 to 102-5 installed in the cells 104-1 to 104-5 are connected to the control station 101 via the wired transmission path 105. The control station 101 collectively manages wireless communication between each of the remote base stations 102-1 to 102-5 and the terminal stations 103-1 to 103-5 subordinate thereto, and performs various signal processing.

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。 The remote base stations 102-1 to 102-5 and the terminal stations 103-1 to 103-5 are provided with a plurality of antennas in the figure, and configure the MIMO channel for each of the cells 104-1 to 104-5. Although shown, each may constitute a SISO channel with one antenna. Furthermore, a configuration may be adopted in which a plurality of remote base stations are provided in each cell, and a plurality of antennas are provided as a whole. Further, the terminal stations 103-1 to 103-5 may exist in a plurality of stations in the cell, and may be configured to realize multiuser MIMO communication in which communication is performed in parallel using the same frequency channel at the same time.

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。 It is assumed that the control station 101 can acquire the channel information of the MIMO channel between the remote base stations 102-1 to 102-5 and the terminal stations 103-1 to 103-5 by some method. Since this channel information acquisition method is a general technique discussed in various documents, the details are omitted here because the channel information is known.

次に、無線通信システムにおける全体のチャネル行列Ｈ_allを以下のように定義する。

Next, the overall channel matrix H _all in the wireless communication system is defined as follows.

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Ｈ_allを構成する各成分Ｈ_i,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Ｈ_1,1、Ｈ_2,2、…、Ｈ_5,5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Ｈ_i,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Ｈ_i,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。 Here, N represents the total number of cells using the same frequency channel constituting the wireless communication system. Further, each component H _{i, j} constituting the channel matrix H _all itself constitutes a matrix. For example, in the example of FIG. 8, N = 5 because it is composed of five cells, and the diagonal components H _1,1 , H _2,2 _,. -1 to 104-5 represents a MIMO channel between the base stations 102-1 to 102-5 and the terminal stations 103-1 to 103-5. H _i, j for i ≠ j, which is a non-diagonal component, represents a channel matrix corresponding to interference from the base station 102-j in the j-th cell to the terminal station 103-i in the i-th cell. Since this matrix H _{i, j} is different for each terminal station that is a communication partner, it should be marked with a subscript corresponding to that terminal station, but only the terminal that is to be communicated at a certain moment. Here, for convenience of explanation, subscripts corresponding to terminal stations are omitted.

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。

Here, when the norm of the off-diagonal matrix is sufficiently smaller than the norm of the diagonal matrix, that is, when the following condition is satisfied, the interference canceller functions effectively.

以下の説明を進めるにあたり、チャネル行列Ｈ_allの対角項のみを抜き出して他をゼロ挿入した行列Ｈ_d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Ｈ_ndとを以下のように定義する。

In the following description, the matrix H _{d in} which only the diagonal terms of the channel matrix H _all are extracted and zeros are inserted, and the matrix H _{nd in} which only the non-diagonal terms are extracted and the diagonal terms are zero-inserted are as follows: Define as follows.

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Ｗ_i,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。

Further, when the transmission weight that the remote base station multiplies the transmission signal as necessary in the i-th cell is W _{i, i} , the entire transmission weight matrix in which this partial matrix is arranged in the diagonal terms is as follows: Define.

同様に、第ｉセルでの遠隔基地局からの送信情報をＳ_i、第ｉセルの端末局において受信される信号をＲ_i、第ｉセルの端末局における雑音信号をｎ_iとおくと、全体としては以下のように表すことができる。

Similarly, if the transmission information from the remote base station in the i-th cell is S _i , the signal received at the i-th cell terminal station is R _i , and the noise signal at the i-th cell terminal station is n _i , As a whole, it can be expressed as follows.

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Ｗ_i,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。

The signal T in Expression (10) is a signal obtained by multiplying transmission information by a transmission weight, and is positioned as a precoded signal that is actually transmitted from the transmission side. Here, since the transmission weight matrix W _{i, i} is a transmission weight calculated by ignoring interference from cells other than its own cell, the inter-cell interference signal is mixed in Equation (6). ing. In the interference canceller described in Non-Patent Document 1, it is estimated how the sum of interference signals from other cells is received at the terminal station, and a replica of the signal with the opposite sign of the estimated signal is transmitted to the remote base station. Is generated and added to the original signal and transmitted. A specific transmission signal T ′ in consideration of the interference replica signal is given by the following equation.

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。

Here, equation (11) can be understood as calculating the following converted transmission weight W ′ in place of the previous transmission weight W and multiplying the transmission information S by W ′ to obtain the transmission signal.

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。 FIG. 9 shows a downlink transmission signal calculation processing procedure in the conventional wireless communication method. FIG. 9 (a) is a channel information acquisition process that is periodically performed between the remote base station and each terminal station, FIG. 9 (b) is a previous transmission preparation process for performing an actual transmission process, and FIG. A transmission signal calculation process in symbol units when transmitting a bit string is shown.

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Ｈ_i,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。 In FIG. 9 (a), the propagation channel between the remote base station and each terminal station generally changes with time. Therefore, each channel information is periodically acquired at a predetermined cycle. Specifically, when processing is started (S101), channel information is acquired (S102), and it is recorded as a partial channel matrix H _{i, j} of Equation (3) and Equation (4) (S103). The process ends (S104). Since the partial channel matrix H _{i, j} is originally different for each terminal station, a subscript corresponding to the terminal station should be given, but is omitted here for convenience of explanation.

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Ｈ_i,jを読み出す（S113）。さらに、対角成分の部分チャネル行列Ｈ_i,iに対する送信ウエイトＷ_i,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Ｗ_i,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）。 In FIG. 9 (b), when the transmission opportunity is obtained and the processing is started (S111), the terminal station of the communication partner is selected (S112), and the partial channel matrix H _{i, j} related to the terminal station stored in the memory is selected. Is read (S113). Further calculates versus partial channel matrix H _i corner _components, transmission weight W _i for _{_i,} a _i (S114). The transmission weight here is, for example, a transmission weight for eigenmode transmission in MIMO transmission or a transmission weight for null formation for inter-terminal-station interference suppression in multi-user MIMO. It doesn't matter. In addition, a simple unit matrix may be used without particularly defining a transmission weight. In this case, the transmission weight calculation process (S114) has no meaning effectively. Next, a converted transmission weight W ′ represented by the equation (12) is calculated for the transmission weight W having the transmission weights Wi _{, i} as diagonal components (S115), and the process is terminated (S116).

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。 In FIG. 9 (c), when the processing is started as the calculation processing of the transmission signal that is actually precoded based on the bit string (S121), the transmission information S is input (S122), and the transmission information S according to the equation (11) is input. Is multiplied by the converted transmission weight W ′ to calculate the transmission signal T ′ (S123), and the processing is terminated to determine the transmission signal T ′ (S124). The transmission information S is processed as a signal vector obtained by synthesizing the components for each cell according to the equation (7).

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。 Here, in order for this interference canceller to function effectively, the condition of Equation (2) must be satisfied, and if the repetition was originally performed with a small number of frequency channels, inter-cell interference should be sufficiently suppressed. I could not.

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。

Therefore, in an environment that does not sufficiently satisfy the condition of Equation (2), it is effective to further increase the estimation accuracy of the interference replica signal. First, the replica signal for canceling the interference signal shown in the above equation (11) is added with a transmission weight when the interference signal from an adjacent cell that can be an interference source in the cell for which the replica signal is obtained is not considered. It was obtained on the assumption of the transmitted signal. Next, expanding this, assuming that the signal given by Equation (11) has been transmitted from a cell that can be an adjacent interference source, a replica signal for canceling the signal is calculated again, and the signal is By subtracting, the accuracy of approximation can be increased. A specific transmission signal T ″ in consideration of the interference replica signal in this case is given by the following equation.

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Ｈ_all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。 In general, N ³ multiplications are required to multiply N × N matrices. As described in Non-Patent Document 1, the service area as a whole becomes wide, and as the number of antennas of remote base stations in the entire area increases, the number of multiplications increases in proportion to N ³ . That is, although it is possible to increase the accuracy of approximation, application in an environment in which the size of the entire matrix _Hall is increased is impractical because the circuit scale increases and the calculation load increases. It was.

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。 In contrast to the above-described downlink signal processing, uplink signal processing will be briefly described. In the uplink, each terminal station does not have sufficient knowledge of the channel information with the remote base stations in the neighboring cells, and each terminal station in multiple cells communicates in a coordinated manner. Therefore, it is impossible for each remote base station to perform coordinated transmission that suppresses the interference / interference between the cells.

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。

Therefore, if the transmission information of each cell in the uplink is defined in the same way as Equation (7), all the terminal stations transmit signals without multiplying special transmission weights. For R at (or the remote base station), equation (6) can be rewritten as:

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。 Here, H ′ _all is the entire channel matrix corresponding to the uplink. Considering that the size of this matrix is very large, it is impossible to apply a maximum likelihood detection (MLD) method that exhibits good characteristics in normal MIMO communication. Therefore, signal processing using a ZF (Zero Forcing) method, a minimum square error (MMSE) method, or the like is assumed. Processing contents in the case of the simplest ZF method will be described below.

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'_all ^HＨ'_all)^-1Ｈ'_all ^H
を用いる。ここで、行列Ｈ'_all ^HＨ'_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'_all ^HＨ'_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。

First, if the matrix H ′ _all is a matrix of size N × M, signal separation cannot be performed unless the total number N of receiving antennas is larger than the number M of transmission signal systems, so that the relationship of N ≧ M is inevitably established. . If N = M, signal detection processing can be performed by multiplying Expression (14) by an inverse matrix of matrix H ′ _all from the left side. However, in general, N = M is not always true, and thus the matrix H ′ _all itself does not always have an inverse matrix. In this case, a matrix (H ' _all ^H H' _all ) ^-1 H ' _all ^H which is a pseudo inverse matrix of the matrix H' _all
Is used. Here, the matrix H ′ _all ^H H ′ _all is a square matrix of size M × M, and if the rank of the matrix H ′ _all is M, the matrix H ′ _all ^H H ′ _all generally has an inverse matrix. Exists. Therefore, by multiplying Equation (14) by the pseudo inverse matrix from the left side, the following equation is obtained.

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。 The second term on the right-hand side is a signal obtained by synthesizing each component of the noise vector n with a weight of a pseudo inverse matrix, and is generally sufficiently smaller than the size of the transmission information S. Based on the signal obtained by performing the soft decision (with error correction processing) processing, the transmission information transmitted on the terminal station side is estimated (received signal detection).

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。 FIG. 10 shows a configuration example of a control station and a remote base station in the uplink of conventional wireless communication.
In FIG. 10, 61 is a control station, 13 is a received signal generating means, 2a is channel information acquisition / management means, 4a is a demodulator, 6a is received data output means, 10a to 10i are remote base stations, and 12a to 12c are terminals. Indicates the station. The uplink, which is information transmission from the terminal stations 12a to 12c to the control station 61, will be described. The remote base stations 10a to 10i receive the signals transmitted by the terminal stations 12a to 12c, and the control station 61 to which they are connected. Transfer signal to. For the signals received by the remote base stations 10a to 10i, the control station 61 acquires channel information between the remote base station and the terminal station in the channel information acquisition / management means 2a when the signal is a training signal, Calculate the reception weight and save it. On the other hand, when the received signal is a data signal, the reception signal generating means 13 multiplies the reception weight generated by the channel information acquisition / management means 2a to generate a reception signal. The received signal is output to the demodulator 4a, and is output to the received data output means 6a after being demodulated.

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。 FIG. 11 shows an uplink signal estimation processing procedure in a conventional wireless communication method. FIG. 11A shows channel information acquisition processing periodically performed between the remote base station and each terminal station, FIG. 11B shows reception preparation processing before the signal estimation processing, and FIG. 11C shows data items. Each of them represents signal estimation processing in symbol units when receiving a bit string.

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。 In FIG. 11 (a), the propagation channels between the remote base stations 10a to 10i and the terminal stations 12a to 12c generally change with time. Therefore, the channel information acquisition / management means 2a periodically acquires each channel information at a predetermined cycle. Specifically, when the process is started (S131), channel information is acquired (S132), recorded as a partial channel matrix H ′ _{i, j} (S133), and the process ends (S134). Originally, since the partial channel matrix H ′ _{i, j} is different for each terminal station, a subscript corresponding to the terminal station should be given, but is omitted here for convenience of explanation. The channel information acquired by the channel information acquisition / management means 2a is obtained by periodically outputting channel information estimated between the remote base station and the terminal station to the channel information acquisition / management means 2a. The channel information is calculated by the remote base stations 10a to 10i or the terminal stations 12a to 12c and notified to the control station 61.

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。 Next, in FIG. 11 (b), when processing is started by data reception (S141), channel information between the remote base station and the terminal is acquired in each cell (S142), and further, FIG. 10 (a). The inter-cell partial matrix H ′ _{i, j} , which is channel information corresponding to the interference signal from the other cell acquired in step S4, is read (S143) and synthesized to create the entire matrix H ′ _all (S144). . For this entire channel matrix, a pseudo inverse matrix is calculated by equation (15) (S145), the process is terminated (S146), and the received signal estimation process for information (bit string) following the received data is continued.

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。 In general, since a preamble signal for channel estimation is added to the head region of the data to be received, it is transmitted from the terminal in the focused cell corresponding to the diagonal term of the partial channel matrix in step S142. The partial channel matrix H ′ _{i, i} when received by the base station in this cell can be acquired. However, the partial channel matrix H ′ _{i, j} corresponding to the off-diagonal term in the process S143 depends on the system and cannot always be acquired. In the description of FIG. 11 (b), the partial channel matrix H ′ _{i, j} corresponding to the off-diagonal term is acquired at a different opportunity from the actual data reception as described in FIG. 11 (a). The case where the information recorded in step S133 in FIG. 11A is read out and used in step S143 has been described as an example. However, if the partial channel matrix H ′ _{i, j} corresponding to the off-diagonal term can also be acquired at the time of data reception, the series of processing shown in FIG. All diagonal terms and non-diagonal terms are acquired, and processing S143 is omitted.

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Ｒ_i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) 。 Next, in FIG. 11 (c), the acquired when starting the signal estimation process a bit string of data on a symbol basis (S151), a reception signal of the i-th cell of the symbol units R _i with all cells (S152), the receiving The signal generating means 13 multiplies the pseudo inverse matrix from the left side of the entire received signal vector R according to the equation (15) to calculate the estimated signal S (S153), and ends the signal estimating process (S154).

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。 In order to suppress an estimation error due to a noise component or the like, the process S153 includes a demodulation process in the demodulation unit 4a, a hard decision process of a signal, a soft decision process including error correction, and the like. Therefore, the description is omitted here.

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Kazuteru Maruta et al., “Improvement efficiency of frequency utilization using inter-cluster interference canceller in multi-user MIMO distributed antenna system”, IEICE Technical Report RCS2009-231, pp.139-144, January 2010

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。 The interference canceller described in Non-Patent Document 1 is a technique related only to signal processing related to the downlink, and there was no mention of signal processing related to the uplink. Although it is possible in principle to perform signal processing by receiving signals transmitted by a large number of terminal stations, here, as shown in Equation (15), matrix multiplication or inverse matrix is performed on the matrix. With computation. Since this matrix is composed of the entire matrix for all service areas, it has a very large size. For example, if the size is 100 × 100, 10 ⁶ multiplications are required for matrix multiplication and inverse matrix operation, respectively. In reality, it is also common for the matrix size to be larger than this, and in order to process a huge amount of computation, it is assumed that hardware with an unrealistic circuit scale is assumed, or software with a huge processing delay Processing is inevitable.

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。 The present invention establishes an uplink interference canceller technology that can be realized with a realistic amount of computation and a realistic circuit scale, and can effectively use frequency resources by suppressing the number of frequency channels for frequency repetition. An object is to provide a wireless communication method and a wireless communication system.

第１の発明は、複数のセルにそれぞれ１以上の基地局が配置され、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第１のステップと、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として管理する第２のステップと、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Ｇ_i,jとを算出する第３のステップと、第ｉセルにおける受信情報をＲ_iとしたときに、受信ウエイト行列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Ｓ_i ^[0]＝Ｗ'_i,iＲ_iを算出する第４のステップと、ａ＝０を含むａ次の推定信号Ｓ_i ^[a]の信号品質を測定する第５のステップと、測定した信号品質が予め定められた条件を満たすかを判別し、信号品質が条件を満たす場合にはａ次の推定信号Ｓ_i ^[a]を周辺セルへ伝送し、信号検出処理を完了する第６のステップと、信号品質が条件を満たさない場合には推定信号Ｓ_i ^[a]の周辺セルへの情報伝送を停止する第７のステップと、第ｉ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Ｓ_j ^[a]を取得する第８のステップと、推定信号Ｓ_j ^[a]とウェイト行列Ｇ_i,jの積算結果を所定のｊに対して総和を取り、干渉信号レプリカを生成する第９のステップと、生成した干渉信号レプリカを推定信号Ｓ_i ^[0] から減算することで第ｉセルにおけるａ＋１次の推定信号Ｓ_i ^[a+1]を算出するステップを繰り返し実施して推定信号を生成する第１０のステップとを有する。 In the first invention, one or more base stations are arranged in each of a plurality of cells, each base station is connected to a network via a wired line, and each base station communicates with a terminal station in the cell via a wireless line. A first step of acquiring channel information between a base station and a terminal station in the same cell and between different cells, and the acquired channel information to a base station in the i-th cell The second step of managing as a channel matrix H ′ _{i, j} between the terminal station in the j-th cell and the reception weight matrix W ′ between the base station and the terminal station in the same cell based on the channel matrix _i, and _i, weight matrix G _i for generating a replica of the interference signal arriving from the terminal station in another _cell, a third step of calculating a _j, the received information in the i-th cell and the R _i in time, the reception weight matrix W _'i, to the multiplication of the _i The 0-order estimated signal at i cell _{^{S i [0] = W '}} i, a fourth step of calculating a _i R _i, the signal quality of a next estimated signal containing a = 0 S _i ^[a] A fifth step of measurement and whether the measured signal quality satisfies a predetermined condition are determined. If the signal quality satisfies the condition, the a-th estimated signal S _i ^[a] is transmitted to the neighboring cells. A sixth step of completing the signal detection process ^{; a} seventh step of stopping information transmission to the neighboring cells of the estimated signal S _i ^[a] if the signal quality does not satisfy the condition; An eighth step of obtaining an a-order estimated signal S _j ^[a] in the j-th cell in which j ≠ i calculated in all or a part of neighboring cells that perform communication using the same frequency channel; S _j ^[a] and weight matrix G _i, the result of integration _j take the sum for a given j, an interference signal replica A ninth step of forming, the generated interference signal replica estimated signal S _i ^[0] repeating the steps of calculating a a + 1-order estimation signal S _i ^{[a + 1]} in the i cell by subtracting performed by And a tenth step of generating an estimated signal.

これにより、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ウェイト行列Ｇ_i,jを用いながら、ａ次の推定信号Ｓ_i ^[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取得することが可能になる。 As a result, even when the matrix size of the entire matrix H ′ _all is very large, the weighted matrix G _{i, j} , which is a small scale matrix common to the values of a, is used, and the a-order estimated signal S _i ^[ By calculating ^a] with a recurrence formula, it is possible to obtain a solution of a higher-order estimated signal while suppressing the amount of calculation.

また、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。 Further, when it is determined that the error is small in the received signal in the middle of the iterative process, the process is interrupted, so that the amount of calculation can be reduced.

さらに、繰り返し処理の途中に受信信号の誤りが小さいと判定された場合には周辺セルへの情報伝送を停止するため、誤り、すなわち干渉成分の小さい信号から優先的に干渉キャンセル処理を実施することになる。これにより干渉成分が支配的である受信信号から新たに干渉信号レプリカを生成することによる干渉の伝播を抑制することが可能になる。 Furthermore, when it is determined that the error of the received signal is small during the iterative process, the information transmission to the neighboring cells is stopped, so that the interference cancellation process is performed preferentially from the error, that is, the signal having a small interference component. become. As a result, it is possible to suppress propagation of interference caused by newly generating an interference signal replica from a received signal in which the interference component is dominant.

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。 Furthermore, since it is not necessary to acquire a signal from the cell in the subsequent repetitive processing, the amount of information exchanged at the base station or the control station can be reduced.

第１の発明の無線通信方法であって、第５のステップは、推定信号Ｓ_i ^[a]を一定のビット列単位のＴ_i ^[a]として取得したものを復調し、ビット誤り検出演算を行い、誤りが存在するかを検出して信号品質を測定し、第６のステップの信号品質の条件は、ビット列に誤りが検出されたか否かであるとしてもよい。 In the wireless communication method according to the first aspect of the present invention, the fifth step is to demodulate the estimated signal S _i ^[a] obtained as T _i ^{[a] in a} certain bit string unit and perform bit error detection calculation The signal quality is measured by detecting whether an error exists, and the condition of the signal quality in the sixth step may be whether or not an error is detected in the bit string.

これにより、繰り返し処理の途中に受信信号の一定のビット列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。 As a result, when it is determined that there is no error in a certain bit string of the received signal during the repetition process, the process is interrupted, and the amount of calculation can be reduced.

第２の発明は、複数のセルにそれぞれ１以上の基地局が配置され、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第１の手段と、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として管理する第２の手段と、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Ｇ_i,jとを算出する第３の手段と、第ｉセルにおける受信情報をＲ_iとしたときに、受信ウエイト行列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Ｓ_i ^[0]＝Ｗ'_i,iＲ_iを算出する第４の手段と、ａ＝０を含むａ次の推定信号Ｓ_i ^[a]の信号品質を測定する第５の手段と、測定した信号品質が予め定められた条件を満たすかを判別し、信号品質が条件を満たす場合にはａ次の推定信号Ｓ_i ^[a]を周辺セルへ伝送し、信号検出処理を完了する第６の手段と、信号品質が条件を満たさない場合には推定信号Ｓ_i ^[a]の周辺セルへの情報伝送を停止する第７の手段と、第ｉ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Ｓ_j ^[a]を取得する第８の手段と、推定信号Ｓ_j ^[a]とウェイト行列Ｇ_i,jの積算結果を所定のｊに対して総和を取り、干渉信号レプリカを生成する第９の手段と、生成した干渉信号レプリカを推定信号Ｓ_i ^[0] から減算することで第ｉセルにおけるａ＋１次の推定信号Ｓ_i ^[a+1]を算出する手段を繰り返し実施して推定信号を生成する第１０の手段とを備える。
In the second invention, one or more base stations are arranged in each of a plurality of cells, each base station is connected to a network via a wired line, and each base station communicates with a terminal station in the cell via a wireless line. A first communication unit for acquiring channel information between a base station and a terminal station in the same cell and between different cells, and the acquired channel information as a base station in the i-th cell. The second means for managing the channel matrix H ′ _{i, j} with the terminal station in the j-th cell and the reception weight matrix W ′ between the base station and the terminal station in the same cell based on the channel matrix. _{i, i} and a third means for calculating a weight matrix G _{i, j} for generating a replica of an interference signal coming from a terminal station in another cell, and reception information in the i-th cell is R _i the i Se, the reception weight matrix W _'i, by multiplication of the _i time At 0-order estimation signal _{^{S i [0] = W '}} i, the measured and fourth means for calculating a _i R _i, the signal quality of a next estimation signal S _i ^[a] containing a = 0 5 and whether or not the measured signal quality satisfies a predetermined condition, and if the signal quality satisfies the condition, the a-order estimated signal S _i ^[a] is transmitted to the neighboring cells to detect the signal. A sixth means for completing the processing ^{; a} seventh means for stopping the information transmission to the neighboring cells of the estimated signal S _i ^[a] if the signal quality does not satisfy the condition; and the same frequency channel as the i-th cell An eighth means for obtaining the a-order estimated signal S _j ^[a] in the j-th cell with j ≠ i calculated in all or part of the surrounding cells that perform communication using the estimated signal S _j ^{[ a]} and take the sum weight matrix G _i, the result of integration _j for a given j, and ninth means for generating an interference signal replica generated Tenth means for generating a repeated to estimating a signal means for calculating the estimated interference signal replica signal S _i ^[0] a + 1-order estimated signal in the i cell by subtracting from the S _i ^{[a + 1]} With.

第２の発明の無線通信システムであって、第５の手段は、推定信号Ｓ_i ^[a]を一定のビット列単位のＴ_i ^[a]として取得したものを復調し、ビット誤り検出演算を行い、誤りが存在するかを検出して信号品質を測定し、第６の手段の信号品質の条件は、ビット列に誤りが検出されたか否かとしてもよい。 In the wireless communication system of the second invention, the fifth means demodulates a signal obtained by obtaining the estimated signal S _i ^[a] as T _i ^{[a] in a} constant bit string unit, and performs a bit error detection calculation. The signal quality is measured by detecting whether an error exists, and the signal quality condition of the sixth means may be whether or not an error is detected in the bit string.

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。 According to the present invention, in an uplink where a plurality of remote base stations receive signals transmitted by a plurality of terminal stations in an environment in which there is mutual interference / interference from neighboring cells using the same frequency channel, Communicating with improved signal-to-interference ratio (SIR) by suppressing the mutual interference / interference from surrounding cells by signal processing of the received signal of the antenna of the remote base station be able to. As a result, even when the number of frequency channels is small, it is possible to suppress the inter-cell interference caused by this and improve the communication quality.

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。 In addition, in the conventional technique, the amount of calculation required in the present invention can be significantly suppressed with respect to the signal processing of an interference canceller with an unrealistic scale of huge amount of calculation.

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。 Furthermore, the signal processing itself does not have to be integrated into one control station, and processing can be executed in a distributed control station or base station. As a result, the calculation amount of individual control stations or base stations is reduced to the service area. It becomes possible to limit the amount of computation to a practical amount that does not depend on the total number of cells, and it is possible to extend to an extremely wide service area in the limit.

さらに、本発明では、推定信号の精度を判別して他のセルへ情報を伝送するか否かを判断する処理を伴うので、干渉成分が支配的である受信信号から新たに干渉信号レプリカを生成することによる干渉の伝播を抑制することが可能になる。また、基地局ないしは制御局間において交換する情報を削減可能になる。 Furthermore, since the present invention involves processing for determining the accuracy of the estimated signal and determining whether or not to transmit information to other cells, a new interference signal replica is generated from the received signal in which the interference component is dominant. This makes it possible to suppress the propagation of interference. In addition, information exchanged between base stations or control stations can be reduced.

本発明の実施例１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。It is a figure which shows the structural example of the control station and remote base station in Example 1 of this invention. 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。It is a flowchart which shows the signal estimation process which implement | achieves the interference cancellation which considered the signal quality in Example 1 of this invention. 本発明の実施例２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。It is a figure which shows the structural example of the control station in Example 2 of this invention, and a remote base station. 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検出処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the signal detection process which implement | achieves the interference cancellation which considered the signal quality in Example 2 of this invention. 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。It is a figure which shows the structural example of the control station and remote base station in the related technology of this invention. 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。It is a flowchart which shows the signal estimation process which implement | achieves the interference cancellation in the related technology of this invention. 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。It is a figure which shows the structural example of the radio | wireless communications system using the intercell interference canceller in the related technology of this invention. 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。It is a figure which shows the structural example of the radio | wireless communications system using the intercell interference canceller in a prior art. 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。It is a flowchart which shows the transmission signal calculation process of the downlink in the conventional radio | wireless communication method. 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。It is a figure which shows the structural example of the control station and remote base station in the uplink of the conventional radio | wireless communications system. 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。It is a flowchart which shows the signal estimation process of the uplink in the conventional radio | wireless communication method.

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。

First, a related technology (Japanese Patent Application No. 2010-233263) which is the background of the present invention will be described.
First, the channel matrix for the uplink is redefined.

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,i ^HＨ'_i,i)^-1Ｈ'_i,i ^H
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。

Here, W ′ _{i, i} in each term of W ′ in Expression (19) is a reception weight for H ′ _{i, i} in Expression (17). For example, in the ZF method, W ′ _{i, i} = H ' _{i, i} ^-1
Or W ′ _{i, i} = (H ′ _{i, i} ^H H ′ _{i, i} ) ⁻¹ H ′ _{i, i} ^H
Given in. Further, it may be calculated by any other method such as a weight based on the least mean square error (MMSE) standard. Multiply this matrix from the left side of both sides of Equation (14).

さらに、以下のように演算を進める。

Further, the calculation proceeds as follows.

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。

Here, if the noise term of the third term on the right side of the equation (20) is ignored, the following relational expression can be obtained.

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。

If this is described separately for each line, the i-th line becomes the following relational expression.

ここで、左辺のＳ_i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,iＲ_i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Ｓ_i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。

Here, W ′ _{i, i} H ′ _{i, i} multiplied by S _i on the left side is a diagonal matrix. This is because information on the signal when there is no inter-cell interference is obtained by estimating and subtracting the signal that is an interference component from W ′ _{i, i} R _{i obtained} by multiplying the received signal by the reception weight (the left side of Expression (24) ) Is required. If transmission information S _i satisfying Expression (24) can be obtained for all i and j, it can be regarded as an approximate solution of transmission information S. Therefore, the following processing is performed.

式(27)は送信情報Ｓ_i ^[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。 Equation (27) is ^a recurrence formula for the transmission information S _i ^[a] . If the initial value is given by Equation (25) and then repeated calculation is performed, the conditional equation of Equation (2) is satisfied. If so, it will have a convergent solution. The related art will be described below with reference to the drawings.

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。 FIG. 5 shows a configuration example of a control station and a remote base station in the related art.
In FIG. 5, 1a to 1c are control stations, 2a to 2c are channel information acquisition / management means, 3a to 3c are reception signal generation / storage means, 4a to 4c are demodulation sections, 5a to 5c are interference cancellation means, and 6a to 6c is a reception data output means, 7a to 7c are neighboring cell information acquisition means, 8a to 8c are interference signal replica generation means, 9a to 9c are information transmission means, 10a to 10i are remote base stations, and 12a to 12c are terminal stations Show.

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。 The feature of the present technology is that the control stations 1a to 1c receive signal generation / storage means 3a to 3c, interference removal means 5a to 5c, neighboring cell information acquisition means 7a to 7c, interference signal replica generation means 8a to 8c, information transmission Means 9a to 9c are provided, and interference signal replica generation means 8a based on information (received signal) of neighboring cells notified from information transmission means 9a to 9c to information acquisition means 7a to 7c via a wired transmission path or the like The interference signal replica is generated at ˜8c, and the processing for canceling the interference from other cells is repeatedly performed by the interference removing means 5a to 5c.

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。 The uplink that is information transmission from the terminal stations 12a to 12c to the control stations 1a to 1c or the base station will be described. The signals transmitted from the terminal stations 12a to 12c are received by the remote base stations 10a to 10i and transferred to the control stations 1a to 1c to which the terminals are connected. When the control station 1a to 1c receives a signal received by the remote base station 10a to 10i and the signal is a training signal, the control station 1a to 1c is input to the channel information acquisition / management means 2a to 2c. Channel information is acquired, reception weights, etc. are generated and stored. On the other hand, when the received signal is a data signal, it is input to the received signal generating / storing means 3a to 3c, and using the weight calculated by the channel information acquiring / managing means 2a to 2c, the 0th order is obtained by the equation (25). The received signal is generated and stored.

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。 When performing the interference removal processing, the a-order received signal including a = 0 held by the control stations 1a to 1c through the interference removal means 5a to 5c is transmitted to other control stations by the information transmission means 9a to 9c. At the same time, the transmitted information is acquired by the neighboring cell information acquisition means 7a to 7c. Next, the interference signal replica generation means 8a-8c generates interference signal replicas using the acquired received signals of neighboring cells and the channel information stored in the channel information acquisition / management means 2a-2c, The removing means 5a to 5c use the interference signal replica and the 0th-order received signal stored in the received signal generating / storing means 3a to 3c to generate the a + 1-order received signal according to the equation (27). A high-order estimated signal is generated by repeatedly performing the above-described series of processing. When the iterative processing is completed, the interference removing means 5a to 5c output the estimation signals to the demodulation units 4a to 4c, perform demodulation processing, and output to the reception data output means 6a to 6c.

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。 FIG. 6 shows a signal estimation processing procedure for realizing interference cancellation in the related art of the present invention. Fig. 6 (a) is a channel information acquisition process periodically performed between the remote base station and each terminal station, Fig. 6 (b) is a reception preparation process before the signal estimation process, and Fig. 6 (c) is a data reception process. The signal estimation processing in symbol units when each bit string is received is shown.

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。 In FIG. 6 (a), the propagation channel between the remote base stations 10a to 10i and the terminal stations 12a to 12c generally changes with time. Therefore, each channel information is periodically acquired at a predetermined cycle. Specifically, when the process is started (S1), channel information is acquired (S2), and is recorded as a partial channel matrix H ′ _{i, j} of Expression (16) (S3), and the process is terminated (S4). ). Originally, since the partial channel matrix H ′ _{i, j} is different for each terminal station, a subscript corresponding to the terminal station should be given, but is omitted here for convenience of explanation.

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Ｇ_i,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。 In FIG. 6 (b), when data is received and processing is started (S11), channel information with a terminal station as a communication partner in the focused cell is acquired (S12), and a partial channel matrix H ′ _{i, i} (S13). Further, the reception weight matrix W ′ _{i, i} between the base station and the terminal station in the same cell is acquired based on the partial channel matrix H ′ _{i, i,} and the matrix G _{i, j} is calculated according to equation (26). (S14), the process ends (S15). Then, signal estimation processing of information (bit string) following the received data is continued.

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。 Here, the same description is given in the prior art in FIG. 9, but since a preamble signal for channel estimation is added to the head region of the received data, it corresponds to the diagonal term of the partial channel matrix in step S12. However, the partial channel matrix H ′ _{i, i} when transmitted from the terminal in the focused cell and received by the base station in the cell can be acquired. However, the partial channel matrix H ′ _{i, j} corresponding to the off-diagonal term depends on the system and cannot always be acquired. In the explanation in FIG. 6 (b), the partial channel matrix H ′ _{i, j} corresponding to the off-diagonal term is acquired at a different opportunity from the actual data reception as explained in FIG. 6 (a). The case where the information recorded in step S3 in FIG. 6A is read out and used in step S13 has been described as an example. However, if the partial channel matrix H ′ _{i, j} corresponding to the off-diagonal term can be acquired at the time of data reception, the series of processing shown in FIG. 6 (a) can be omitted, and the processing in step S12 All diagonal terms and non-diagonal terms are acquired, and the process S13 is omitted.

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Ｒ_i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Ｓ_j ^[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Ｓ_i ^[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Ｓ_i ^[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Ｓ_i ^[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。 In FIG. 6 (c), when a bit sequence of data is received in symbol units and signal estimation processing is started (S101), the received signal of the i-th cell in symbol units is set to R _i (S102), and attention is paid according to equation (25). Then, S _j ^[0] is calculated by the 0th-order signal detection processing of the obtained cell (S103). Next, the counter value a is reset to zero (S104), the signal S _i ^[a] of the peripheral cell is acquired (S105), and the estimated signal S _i ^{[a + 1] of} the cell of interest a + 1 according to the equation (27) ^. Is calculated (S106). Further, 1 is added to the counter value a (S107), and it is determined whether or not a predetermined threshold value b is exceeded (S108). If Yes in step S108, the process is terminated to determine the b-th order estimated signal S _i ^[b] , and the process proceeds to the demodulation process (S109). On the other hand, if No in step S108, the process returns to step S105, and the processing from step S105 to step S108 is repeatedly executed.

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。 Note that the signal estimation process is completed in the process S109, but of course, it may include a demodulation process and a signal hard decision process for suppressing an estimation error due to a noise component, a soft decision process including error correction, and the like. However, since these processes are general techniques, description thereof is omitted here.

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Ｓ_i ^[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。 Here, supplementing step S105, the peripheral cells here are cells to be summed by Σ in Equation (27), and specifically, a predetermined level at which mutual addition / interference cannot be ignored. This is the above cell. Since this condition is usually determined by station design, it is generally fixed. However, the degree of successive interference is investigated, and cells that cannot be ignored at that time are dynamically managed. It doesn't matter. For example, the received power is the threshold value or more. Further, since only the estimated signal S _i ^[a] obtained as an a-th order approximate solution needs to be exchanged between neighboring cells, the amount of information notified to each other is limited.

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。 In addition, when the process from step S105 to step S108 is repeatedly performed by configuring a circuit on hardware, the same circuit is repeatedly used, so the amount of calculation slightly increases in terms of the number of calculations. The circuit scale does not depend on the number of repetitions of the processing from step S105 to step S108, and can be kept constant.

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。 FIG. 7 shows a configuration example of a radio communication system using an inter-cell interference canceller in the related technology of the present invention.
In FIG. 7, 201-1 to 201-2 are control stations, 202-1 to 202-5 are remote base stations, 203-1 to 203-5 are terminal stations, and 204-1 to 204-5 are the same frequency channels. The cells used, 205-1 to 205-3, represent wired transmission lines.

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。 The difference between this configuration and the conventional configuration shown in FIG. 8 is that the remote base stations 202-1 to 202-5 in all the cells 204-1 to 204-5 are not connected to a single control station. , Connected to any one of a plurality of distributed control stations 201-1 to 201-2 via wired transmission paths 205-1 to 205-2, and further distributed to a plurality of distributed control stations 201-1 to 201-2. They are also connected through a wired transmission line 205-3.

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Ｇ_i,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Ｓ_i ^[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Ｓ_i ^[a]を決定する。 For example, in the cell 204-1 of interest, the cells 204-2 and 204-5 are the cells that cannot be ignored / interfered with each other. In this case, in the control station 201-1 to which the remote base station 202-1 in the cell 204-1 is connected, between the cell 204-1 and between the cell 204-1 and the cell 204-2 / cell 204-5. Channel information is acquired, and the matrix G _{i, j} shown in Equation (26) is calculated. Further, when actually receiving a signal, S _i ^[a] in the equation (28) is replaced with the control station 1-1 (actually the same control station) to which the remote base station 202-2 of the cell 204-2 is connected. Therefore, the information is not required to be transmitted) and is acquired from the control station 201-2 to which the remote base station 202-5 of the cell 204-5 is connected (step S105 in FIG. 6 (c)). This information exchange is repeated while repeating the processing of steps S105 to S108 in FIG. 6C, and finally the estimated signal S _i ^[a] of the cell 204-1 is determined.

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。 For example, it is assumed that cells 204-3 and 204-5 are cells 204-4 and 204-5 that cannot be ignored or interfered with each other in the focused cell 204-4. In this case, since these cells are all connected to the common control station 201-2, no information exchange is required on the wired transmission path 205-3 between the control station 201-1 and the control station 201-2. However, in reality, the calculation processing of the transmission signals in all cells is performed in parallel, so the information required in any cell is exchanged via the wired transmission path 205-3, and they are exchanged. Share.

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。 In the above related technology, the case where there are a plurality of control stations has been described. However, if the processing of Expression (26) and Expression (27) is performed, the number of control stations is not necessarily limited. A configuration as in the conventional method in which signal processing is intensively performed by one control station as shown in FIG. 8 may be adopted. To the last, according to this technology, if only necessary information exchange is performed, signal processing can be distributed to a plurality of control stations in a distributed manner, and the amount of calculation for each control station can be reduced. As a result, the circuit scale can be reduced to a realizable size.

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。 In addition, a loop is repeated for the processing from step S105 to step S108 in FIG. 6C. However, in terms of hardware, an individual circuit may be mounted for each loop or the same circuit may be repeatedly used. Either one does not matter.

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Ｗ_i,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。 Further, in the above description, the partial channel matrix H ′ _{i, j} has been described as a matrix. However, if a simple scalar quantity is also understood as a 1 × 1 matrix, the partial channel matrix H ′ _{i, j} does not necessarily have to be a matrix. The expansion is also possible when the matrix H ′ _{i, j} is a scalar quantity. In this case, the reception weight W _{i, i} can also be regarded as a 1 × 1 matrix. In this case, the reception weight W ′ _{i, i} is calculated by the attenuation and phase of the signal generated on the propagation path. Can be regarded as a process of setting the reciprocal of the scalar quantity H ′ _{i, i} corresponding to the rotation quantity of W ′ _{i, i} . Even if the partial channel matrix H ′ _{i, j} is a vector, if it is understood as a matrix of 1 × m (m is an integer of 2 or more), the same extension is possible.

しかし、ここに説明した関連技術は、受信信号に干渉波の成分が含まれている場合、干渉成分を含めた状態で干渉信号レプリカを生成するため、干渉をキャンセルする際にレプリカにもともと含まれている干渉成分により受信品質が劣化し、さらにはその受信品質の劣化が他のセルへと伝播してしまう問題があった。推定精度の高い受信信号を得るためには、精度の高い干渉信号レプリカを生成する必要がある。以下、本発明の実施例について説明する。 However, the related technology described here is originally included in the replica when canceling the interference because the interference signal replica is generated with the interference component included when the received signal includes the interference wave component. There is a problem that reception quality deteriorates due to the interference component, and further, the deterioration of the reception quality propagates to other cells. In order to obtain a received signal with high estimation accuracy, it is necessary to generate an interference signal replica with high accuracy. Examples of the present invention will be described below.

図１は、本発明の実施例１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１における無線通信システムの構成は図７と同様である。
図１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は信号伝達手段、11a 〜11c は処理情報記録手段、10a 〜10i は遠隔基地局、12a 〜12c は端末局を示す。 FIG. 1 shows a configuration example of a control station and a remote base station in Embodiment 1 of the present invention. The configuration of the wireless communication system in the first embodiment is the same as that in FIG.
In FIG. 1, 1a to 1c are control stations, 2a to 2c are channel information acquisition / management means, 3a to 3c are received signal generation / storage means, 4a to 4c are demodulation sections, 5a to 5c are interference cancellation means, and 6a to 6c is reception data output means, 7a-7c are neighboring cell information acquisition means, 8a-8c are interference signal replica generation means, 9a-9c are signal transmission means, 11a-11c are processing information recording means, 10a-10i are remote bases Stations 12a to 12c denote terminal stations.

本実施例１の特徴は、制御局1a〜1cに処理情報記録手段11a 〜11c を備え、トレーニング信号のような基地局と端末局間にて共有している既知の信号を用いて信号品質を測定し、品質の良い受信信号を優先的に用いて干渉キャンセルの処理を実施するところにある。 The feature of the first embodiment is that the control stations 1a to 1c are provided with processing information recording means 11a to 11c, and the signal quality is determined by using a known signal shared between the base station and the terminal station such as a training signal. The measurement is performed, and interference cancellation processing is performed using a high-quality received signal with priority.

本実施例１では、
(1)「トレーニング信号」による干渉キャンセルの処理手順（干渉キャンセルを繰り返す回数およびそれぞれの干渉キャンセル処理でレプリカ生成のために信号を取得する対象となるセル）を定める事前処理、
(2)定められた処理手順に従って「データ信号」の干渉キャンセルを実施する処理、
の２つのステップに分けられる。 In this example 1,
(1) Pre-processing for determining the interference cancellation processing procedure (the number of times interference cancellation is repeated and the cell from which signals are acquired for replica generation in each interference cancellation processing),
(2) Processing for performing interference cancellation of “data signal” according to a defined processing procedure,
It is divided into two steps.

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の説明において、まず、(1) における信号の流れを説明する。端末局12a 〜12c が送信したトレーニング信号を遠隔基地局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、まずチャネル情報取得・管理手段2a〜2cにて遠隔基地局と端末局間のチャネル情報を取得し、受信ウェイト等を生成して保存する。次に、受信信号生成・保存手段3a〜3cにおいて、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。干渉除去手段5a〜5cはトレーニング信号の品質を測定し、品質が条件を満たす場合には信号伝達手段9a〜9cに対して他セルへの該信号伝送を指示し、これまでの処理における情報（他セルへの信号伝送を実施したか、干渉除去処理を実施したか、など）を処理情報記録手段11a 〜11c に記録し、処理を終了する。 In the description of the uplink, which is information transmission from the terminal stations 12a to 12c to the control stations 1a to 1c or the base station, first, the signal flow in (1) will be described. The remote base stations 10a to 10i receive the training signals transmitted from the terminal stations 12a to 12c, and transfer the signals to the control stations 1a to 1c to which the remote base stations 10a to 10i are connected. The control stations 1a to 1c first acquire channel information between the remote base station and the terminal station in the channel information acquisition / management means 2a to 2c for the signals received by the remote base stations 10a to 10i, and set reception weights and the like. Generate and save. Next, the reception signal generation / storage means 3a to 3c generate and store the 0th-order reception signal by the equation (25) using the weights calculated by the channel information acquisition / management means 2a to 2c. The interference canceling means 5a to 5c measure the quality of the training signal, and if the quality satisfies the condition, the signal transmitting means 9a to 9c are instructed to transmit the signal to other cells, and the information ( Whether the signal transmission to another cell is performed or the interference removal processing is performed is recorded in the processing information recording means 11a to 11c, and the processing is terminated.

一方、品質が条件を満たさない場合には信号伝達手段9a〜9cに対して他セルへの該信号伝送を中止するよう指示し、同時に、他セルから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。そしてこれまでの処理情報を処理情報記録手段11a 〜11c に記録する。上記一連の処理を、トレーニング信号の品質が条件を満たすか、もしくは所定の繰り返し回数に達するまで繰り返し実施し、データ信号における干渉キャンセル処理の手順を処理情報記録手段11a 〜11c に記録していく。 On the other hand, if the quality does not satisfy the condition, the signal transmission means 9a to 9c are instructed to stop the signal transmission to other cells, and at the same time, the information transmitted from the other cells is obtained as neighboring cell information acquisition means 7a. Get by ~ 7c. Next, the interference signal replica generation means 8a to 8c generate interference signal replicas using the acquired received signals of the neighboring cells and the channel information stored in the channel information acquisition / management means 2a to 2c, and remove the interference. The means 5a to 5c generate the a + 1-order received signal by the equation (27) using the interference signal replica and the 0th-order received signal stored in the received signal generating / storing means 3a to 3c. The processing information so far is recorded in the processing information recording means 11a to 11c. The above-described series of processing is repeatedly performed until the quality of the training signal satisfies the condition or the predetermined number of repetitions is reached, and the procedure of interference cancellation processing for the data signal is recorded in the processing information recording means 11a to 11c.

次に、(2) におけるデータ信号に対する干渉キャンセル処理について説明する。端末局12a 〜12c が送信したデータ信号を遠隔基地局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、受信信号生成・保存手段3a〜3cにおいて、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。次に、処理情報記録手段11a 〜11c を参照し、ａ＋１次の推定信号を生成するか否かの繰り返し処理の判断を行う。繰り返し処理を実施しない場合、すなわち信号の品質が条件を満たす場合には、信号伝達手段9a〜9cに対して他セルへの該信号伝送を指示し、推定信号を復調部4a〜4cへ出力し、復調処理を行い、受信データ出力手段6a〜6cへ出力することで処理を終了する。 Next, the interference cancellation process for the data signal in (2) will be described. The remote base stations 10a to 10i receive the data signals transmitted by the terminal stations 12a to 12c, and transfer the signals to the control stations 1a to 1c to which the remote base stations 10a to 10i are connected. The control stations 1a to 1c use the weights calculated by the channel information acquisition / management means 2a to 2c in the received signal generation / storage means 3a to 3c with respect to the signals received by the remote base stations 10a to 10i. Generate and store the 0th-order received signal by 25). Next, with reference to the processing information recording means 11a to 11c, it is determined whether or not to generate an a + 1-order estimated signal. When iterative processing is not performed, that is, when the signal quality satisfies the condition, the signal transmission means 9a to 9c are instructed to transmit the signal to other cells, and the estimated signals are output to the demodulation units 4a to 4c. Then, the demodulation process is performed, and the data is output to the reception data output means 6a to 6c, thereby completing the process.

一方、繰り返し処理を実施する場合、すなわち信号の品質が条件を満たさない場合には、信号伝達手段9a〜9cに対して他セルへの該信号伝送を中止するよう指示し、同時に、他セルから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次の推定信号を生成する。このように、上記一連の処理を、処理情報記録手段11a 〜11c を参照しながら繰り返し実施し、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、復調処理を行い、受信データ出力手段6a〜6cへ出力することで処理を終了する。 On the other hand, when iterative processing is performed, that is, when the signal quality does not satisfy the condition, the signal transmission means 9a to 9c are instructed to stop the signal transmission to other cells, and at the same time from other cells. The transmitted information is acquired by the neighboring cell information acquisition means 7a to 7c. Next, the interference signal replica generation means 8a-8c generates interference signal replicas using the acquired received signals of neighboring cells and the channel information stored in the channel information acquisition / management means 2a-2c, The removing means 5a to 5c use the interference signal replica and the 0th-order received signal stored in the received signal generating / storing means 3a to 3c to generate an a + 1-order estimated signal according to the equation (27). In this way, the series of processing is repeatedly performed with reference to the processing information recording means 11a to 11c, and when the repetition processing is finished, the interference removal means 5a to 5c outputs the estimation signal to the demodulation units 4a to 4c, Demodulation processing is performed and output to the reception data output means 6a to 6c, thereby completing the processing.

図２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てデータ信号に対する干渉キャンセルの処理手順を決定する準備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。 FIG. 2 shows a signal estimation processing flow for realizing interference cancellation in consideration of signal quality in Embodiment 1 of the present invention. Fig. 2 (a) is a channel information acquisition process periodically performed between the remote base station and each terminal station, Fig. 2 (b) is a reception preparation process before the signal estimation process, and Fig. 2 (c) is a training signal. Each represents a preparation process for determining a processing procedure of interference cancellation for a data signal. The processing in FIGS. 2 (a) and 2 (b) is the same as the flow shown in FIG.

図２(c) において、トレーニング信号を受信し、シンボル単位として処理を開始すると(S21）、第ｉセルの受信トレーニング信号をＲ_iとし(S22）、式(25)に従い自セルの０次の信号検出処理によりＳ_i[0] を算出し(S23) 、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。 In FIG. 2 (c), receives the training signal, starts a process as a symbol basis (S21), the received training signal of the i cell is R _i (S22), the formula (25) in accordance with the own cell 0-order _Si [0] is calculated by the signal detection process (S23), the counter value a is reset to zero (S24), and the repetition process is started.

次にＳ_i ^[a]の信号品質を測定し(S25）、測定した信号品質が条件を満たすかを判別する(S26）。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の基準点との差から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）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。ステップS26 にてYes の場合、Ｓ_i ^[a]を周辺のセルへ伝送し(S27）、ａ次の干渉キャンセル処理においてＳ_i ^[a]を利用可能であることを情報として記録し(S28）、干渉キャンセルの準備処理を完了する(S36）。一方、ステップS26 にてNoの場合にはＳ_i ^[a]の周辺セルへの情報伝送を停止し(S29）、周辺セルｊの信号Ｓ_j ^[a]を取得する(S30）。このとき、周辺セルｊにおいてもステップS26 を実施し、測定した信号品質に応じて信号の伝送／停止を実施しているため、セルｉが取得する周辺セルｊの信号Ｓ_j ^[a]はそれらの信号品質が条件を満たすもののみとなっている。 Next, the signal quality of S _i ^[a] is measured (S25), and it is determined whether the measured signal quality satisfies the condition (S26). Here, for example, EVM (Error Vector Magnitude) is used as the signal quality. The EVM is a value indicating a difference from the reference point of the received symbol. As a condition, a certain value is set as a threshold, EVM is measured from the difference from the reference point of the training symbol, and the condition may be satisfied if the measured EVM is smaller than the threshold. In addition, any means such as SNR (Signal to Noise Power Ratio), SINR (Signal to Interference and Noise Power Ratio), and BER (Bit Error Rate) may be used as an indicator of signal quality. If Yes in step S26, S _i ^[a] is transmitted to the neighboring cells (S27), and information indicating that S _i ^[a] can be used in the ^a- _th interference cancellation process is recorded as information (S28). Then, the preparation process for interference cancellation is completed (S36). On the other hand, if No in step S26, the information transmission of S _i ^{[a] to} the neighboring cell is stopped (S29), and the signal S _j ^[a] of the neighboring cell j is acquired (S30). At this time, step S26 is also performed in the neighboring cell j, and transmission / stop of the signal is performed according to the measured signal quality. Therefore, the signal S _j ^[a] of the neighboring cell j acquired by the cell i The signal quality is only those that satisfy the conditions.

次に、取得した周辺セルの信号から干渉信号レプリカを生成する(S31）。そして式(27)に従いａ＋１次の自セルの推定信号Ｓ_i ^[a+1]を算出し(S32）、ａ次の干渉キャンセル処理における処理情報を記録する(S33）。さらにカウンタ値ａに１加算し(S34）、所定のしきい値ｂを超えるか否かを判断する(S35）。ステップS35 にてYes の場合、ａ次の推定信号Ｓ_i ^[a]を決定して干渉キャンセルの準備処理を完了する(S36）。一方、ステップS35 にてNoの場合、ステップS25 に戻り、ステップS25 からステップS35 の処理を繰り返し実行する。 Next, an interference signal replica is generated from the acquired signals of neighboring cells (S31). Then, the estimated signal S _i ^{[a + 1]} of the a + 1-order own cell is calculated according to the equation (27) (S32), and processing information in the a-order interference cancellation processing is recorded (S33). Further, 1 is added to the counter value a (S34), and it is determined whether or not a predetermined threshold value b is exceeded (S35). If Yes in step S35, the a-th estimated signal S _i ^[a] is determined and the interference cancellation preparation process is completed (S36). On the other hand, if No in step S35, the process returns to step S25, and the processing from step S25 to step S35 is repeatedly executed.

上記の動作により、トレーニング信号を用いてその品質を測定しながら干渉キャンセルに用いる信号を取捨選択し、干渉キャンセルの処理手順を記録する。ここで、図６(a) における関連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、それを用いて上記の動作を実施しても構わないし、別の機会を用いてトレーニング信号を送受信して実施しても構わない。 With the above operation, the signal used for interference cancellation is selected while measuring the quality using the training signal, and the processing procedure of interference cancellation is recorded. Here, the same explanation is given in the related art in FIG. 6 (a). However, since the preamble signal for channel estimation is added to the head area of the received data, the above operation is performed using it. Alternatively, the training signal may be transmitted and received using another opportunity.

本動作の後、データ信号に対して干渉キャンセル処理を実施するが、図６(c) に示す処理フローにおいて、ステップS28 もしくはステップS33 にて記録した処理ないしは情報に従い、周辺セルに対して情報を伝送、もしくは周辺セルの情報を取得し、干渉キャンセル処理を実施する。 After this operation, interference cancellation processing is performed on the data signal. In the processing flow shown in FIG. 6 (c), information is sent to the neighboring cells according to the processing or information recorded in step S28 or step S33. Information on transmission or neighboring cells is acquired, and interference cancellation processing is performed.

また、ここで選択された干渉キャンセル処理に用いる周辺セルの信号は、ステップS26 において十分に品質が良く、条件を満たすものとして判別されているため、当該信号から干渉信号レプリカを生成したとしても干渉の成分は小さい。すなわち、干渉成分の小さい信号から優先的に干渉キャンセル処理を実施することになる。これにより干渉成分が支配的である受信信号から新たに干渉信号レプリカを生成することによる干渉の伝播を抑制することが可能になる。 In addition, since the signal of the neighboring cell used for the interference cancellation process selected here is sufficiently good in step S26 and has been determined to satisfy the conditions, even if an interference signal replica is generated from the signal, interference signals are generated. The component of is small. That is, the interference cancellation process is preferentially performed from a signal having a small interference component. As a result, it is possible to suppress propagation of interference caused by newly generating an interference signal replica from a received signal in which the interference component is dominant.

図３は、本発明の実施例２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２における無線通信システムの構成は図７と同様である。
図３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は信号伝達手段、13a 〜13c はビット誤り検出手段、10a 〜10i は遠隔基地局、12a 〜12c は端末局を示す。 FIG. 3 shows a configuration example of a control station and a remote base station according to the second embodiment of the present invention. The configuration of the wireless communication system according to the second embodiment is the same as that shown in FIG.
3, 1a to 1c are control stations, 2a to 2c are channel information acquisition / management means, 3a to 3c are reception signal generation / storage means, 4a to 4c are demodulation sections, 5a to 5c are interference cancellation means, and 6a to 6c is reception data output means, 7a-7c are neighboring cell information acquisition means, 8a-8c are interference signal replica generation means, 9a-9c are signal transmission means, 13a-13c are bit error detection means, 10a-10i are remote bases Stations 12a to 12c denote terminal stations.

本実施例２の特徴は、制御局1a〜1cにビット誤り検出手段13a 〜13c を備え、復調されたデータの誤りを検出し、誤りが検出されなかった場合には周辺セルに対し情報伝送するとともに干渉キャンセルの繰り返し処理を終了し、また誤りが検出された場合には周辺セルへの情報伝送を停止し、誤りの無い周辺セルの信号を用いて干渉キャンセルの処理を実施するところにある。 The feature of the second embodiment is that the control stations 1a to 1c are provided with bit error detection means 13a to 13c, detect an error in the demodulated data, and transmit information to neighboring cells when no error is detected. At the same time, the interference canceling process is terminated, and when an error is detected, the information transmission to the neighboring cell is stopped, and the interference canceling process is performed using the signal of the neighboring cell having no error.

端末局12a 〜12c が送信したデータ信号を遠隔基地局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 が受信した信号において、トレーニング部に対してはチャネル情報取得・管理手段2a〜2cにて遠隔基地局と端末局間のチャネル情報を取得し、受信ウェイト等を生成して保存する。次に、トレーニング部およびデータ部を含む受信信号に対して、シンボル毎に受信信号生成・保存手段3a〜3cにおいて、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。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13a 〜13c へと出力する。ビット誤り検出手段13a 〜13c はデータビット列に対して誤り検出演算を行い、誤りがなければ信号伝達手段9a〜9cに対して他セルへの該信号伝送を指示し、受信データ出力手段6a〜6cへ出力した後に受信データ出力手段6a〜6cへ出力し、処理を終了する。 The remote base stations 10a to 10i receive the data signals transmitted by the terminal stations 12a to 12c, and transfer the signals to the control stations 1a to 1c to which the remote base stations 10a to 10i are connected. In the signals received by the remote base stations 10a to 10i, the control stations 1a to 1c acquire channel information between the remote base station and the terminal station in the channel information acquisition / management means 2a to 2c for the training unit, Generate and save reception weights. Next, for the received signal including the training section and the data section, the received signal generation / storage means 3a to 3c for each symbol uses the weight calculated by the channel information acquisition / management means 2a to 2c ( Generate and store the 0th-order received signal by 25). Interference canceling means 5a-5c collects received signal symbols for a certain bit string unit, outputs them to demodulation sections 4a-4c, performs demodulation processing, and outputs demodulated data bit strings to bit error detection means 13a-13c To do. Bit error detection means 13a to 13c perform error detection calculation on the data bit string, and if there is no error, instruct the signal transmission means 9a to 9c to transmit the signal to another cell, and receive data output means 6a to 6c. Is output to the reception data output means 6a to 6c, and the processing is terminated.

一方、誤りがあれば信号伝達手段9a〜9cに対して他セルへの該信号伝送を中止するよう指示し、同時に、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次の受信信号を信号伝達手段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。 On the other hand, if there is an error, the signal transmission means 9a to 9c are instructed to stop the signal transmission to other cells, and at the same time, the result is fed back to the interference removal means 5a to 5c to perform interference removal processing. To do. When performing the interference removal process, the a-order received signal including a = 0 held by the control station through the interference removal means 5a to 5c is transmitted to other control stations by the signal transmission means 9a to 9c. At the same time, the transmitted information is acquired by the neighboring cell information acquisition means 7a to 7c. Next, the interference signal replica generation means 8a to 8c generate interference signal replicas using the acquired received signals of the neighboring cells and the channel information stored in the channel information acquisition / management means 2a to 2c, and remove the interference. The means 5a to 5c generate the a + 1-order received signal by the equation (27) using the interference signal replica and the 0th-order received signal stored in the received signal generating / storing means 3a to 3c.

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13a 〜13c 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。 The interference removal process is performed for each symbol group constituting the data bit string, and a series of processes are repeatedly performed to generate a higher-order estimated signal. When the iterative processing is completed, the interference canceling means 5a to 5c output the estimation signals to the demodulation units 4a to 4c to perform demodulation processing, detect errors by the bit error detection means 13a to 13c, and then to the reception data output means 6a to 6c. Output.

図４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受信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。 FIG. 4 shows a received signal detection processing flow for realizing interference cancellation in consideration of signal quality in the second embodiment of the present invention. Fig. 4 (a) shows channel information acquisition processing periodically performed between the remote base station and each terminal station, Fig. 4 (b) shows reception preparation processing before signal estimation processing, and Fig. 4 (c) shows data reception. The reception signal detection process when each subsequent bit string is received is shown. Since the processing in FIGS. 4A and 4B is the same as the flow shown in FIG. 6, the description thereof is omitted here.

図４(c) において、データ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(S41）、一定のビット列長を構成する複数の第ｉセルの受信信号（受信シンボル）をＲ_i(u)とし(S42）、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Ｓ_i ^[0]をシンボル数分算出し、推定信号Ｔ_i ^[0]を構成する(S43) 。そしてカウンタ値ａをゼロにリセットし(S44）、繰り返し処理を開始する。 In FIG. 4 (c), when data is received in a certain bit string unit and signal detection processing is started (S41), received signals (received symbols) of a plurality of i-th cells constituting a constant bit string length are represented by R _i (u). (S42), the estimated signal S _i ^[0] is calculated for the number of symbols by the zero-order signal detection processing of the own cell according to the equation (25), and the estimated signal T _i ^[0] is configured (S43). Then, the counter value a is reset to zero (S44), and the repetition process is started.

まず、Ｔ_i ^[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(S45）。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、Ｔ_i ^[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。次に、ビット誤り検出の結果に誤りが検出されたかどうかを判断し(S46）、ステップS46 にてNoの場合、周辺セルに対してＴ_i ^[a]を構成する信号Ｓ_i ^[a]を伝送し(S47）、復調したデータビット列を出力し、信号検出処理を完了する(S56）。 First, T _i ^[a] is demodulated and output as a data bit string, bit error detection calculation is performed on the output data, and error detection is performed (S45). Here, there are various methods for bit error detection such as CRC (Cyclic Redundancy Check), parity check, and checksum method. Further, the demodulation processing of T _i ^[a] is accompanied by decoding processing when error correction coding is performed on the received signal. Next, it is determined whether or not an error is detected in the result of bit error detection (S46). If No in step S46, the signal S _i ^[a] constituting T _i ^[a] is transmitted to the neighboring cells. Transmit (S47), output the demodulated data bit string, and complete the signal detection process (S56).

一方、ステップS46 にてYes の場合には、周辺セルへの信号伝送を停止し(S48) 、周辺セルｊの信号Ｓ_j ^[a]を取得し(S49）、干渉信号レプリカを生成する(S50）。そして式(27)に従い、ａ＋１次の自セルの推定信号Ｓ_i ^[a+1]をシンボル数分算出し(S51）、Ｓ_i ^[a+1]からＴ_i ^[a+1]を再構成する(S52) 。次に、カウンタ値ａに１加算し(S53）、所定のしきい値ｂを超えるか否かを判断する(S54）。ステップS54 にてYes の場合、ｂ次の推定信号Ｔ_i ^[b]を決定して復調を行い受信データビット列として出力し(S55）、信号検出処理を完了する(S56）。一方、ステップS54 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S53 の処理を繰り返し実行する。 On the other hand, if Yes in step S46, signal transmission to the neighboring cell is stopped (S48), the signal S _j ^[a] of the neighboring cell j is acquired (S49), and an interference signal replica is generated (S50). ). Then, according to equation (27), the estimated signal S _i ^{[a + 1]} of the a + 1-order own cell is calculated for the number of symbols (S51), and T _i ^{[a + 1]} is reconstructed from S _i ^{[a + 1].} (S52). Next, 1 is added to the counter value a (S53), and it is determined whether or not a predetermined threshold value b is exceeded (S54). If Yes in step S54, the b-th order estimated signal T _i ^[b] is determined and demodulated and output as a received data bit string (S55), and the signal detection process is completed (S56). On the other hand, if No in step S54, the process returns to step S45, and the processes from step S45 to step S53 are repeatedly executed.

上記の動作により、繰り返し処理の途中に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。 With the above operation, when it is determined that there is no error in the received signal during the repeated process, the process is interrupted, so that the amount of calculation can be reduced.

また、繰り返し処理の途中に受信信号に誤りがあると判定された場合には周辺セルへの情報伝送を停止するため、誤り、すなわち干渉成分を含まない信号から優先的に干渉キャンセル処理を実施することになる。これにより、干渉成分を含む受信信号から新たに干渉信号レプリカを生成することによる干渉の伝播を抑制することが可能になる。 In addition, when it is determined that there is an error in the received signal in the middle of the iterative process, in order to stop the information transmission to the neighboring cells, the interference cancellation process is performed preferentially from the error, that is, the signal not including the interference component. It will be. Accordingly, it is possible to suppress propagation of interference due to newly generating an interference signal replica from a reception signal including an interference component.

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 信号伝達手段
10a 〜10i 遠隔基地局
11a 〜11c 処理情報記録手段
12a 〜12c 端末局
13a 〜13c ビット誤り検出手段
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 1a ~ 1c, 61 control station
2a to 2c Channel information acquisition / management means
3a-3c Received signal generation / storage means
4a to 4c demodulator
5a-5c Interference canceling means
6a to 6c Receive data output means
7a-7c Peripheral cell information acquisition means
8a-8c Interference signal replica generation means
9a-9c Signal transmission means
10a to 10i remote base station
11a to 11c Processing information recording means
12a to 12c terminal stations
13a to 13c Bit error detection means
101, 201-1 to 201-2 Control station
102-1 to 102-5, 202-1 to 202-5 Remote base station
103-1 to 103-5, 203-1 to 203-5 Terminal stations
104-1 to 104-5, 204-1 to 204-5 Cells using the same frequency channel
105, 205-1 to 205-3 Wired transmission line

Claims

A wireless communication method in which one or more base stations are arranged in a plurality of cells, each base station is connected to a network via a wired line, and each base station communicates with a terminal station in the cell via a wireless line. There,
A first step of obtaining channel information between the base station and the terminal station in the same cell and between different cells;
A second step of managing the acquired channel information as a channel matrix H ′ _{i, j} between a base station in the i-th cell and a terminal station in the j-th cell;
Based on the channel matrix, a reception weight matrix W ′ _{i, i} between the base station and the terminal station in the same cell, and a replica of an interference signal coming from the terminal station in another cell A third step of calculating a weight matrix G _{i, j} ;
When the reception information in the i-th cell is R _i , the 0th-order estimated signal S _i ^[0] = W ′ _{i, i} R _i in the _i -th cell is obtained by multiplication with the reception weight matrix W ′ _{i, i.} A fourth step of calculating;
a fifth step of measuring the signal quality of the a-order estimated signal S _i ^[a] including a = 0;
It is determined whether the measured signal quality satisfies a predetermined condition. If the signal quality satisfies the condition, the a-th estimated signal S _i ^[a] is transmitted to the neighboring cells, and the signal detection process is completed. A sixth step,
A seventh step of stopping information transmission of the estimated signal S _i ^[a] to neighboring cells if the signal quality does not satisfy the condition;
Eighth step of obtaining a-order estimated signal S _j ^[a] in j-th cell with j ≠ i calculated in all or part of surrounding cells that communicate using the same frequency channel as that of i-th cell When,
A ninth step of generating an interference signal replica by summing up the summation result of the estimated signal S _j ^[a] and the weight matrix G _{i, j} for a predetermined j;
Generating an estimated signal interference signal replicas said generating the estimated signal S _i ^[0] repeating the steps of calculating a a + 1-order estimation signal S _i ^{[a + 1]} in the i cell by subtracting implemented to A wireless communication method comprising: a tenth step.

The wireless communication method according to claim 1,
In the fifth step, a signal obtained by estimating the estimated signal S _i ^[a] as T _i ^{[a] in a} certain bit string unit is demodulated, a bit error detection operation is performed, and whether an error exists is detected and the signal is detected. Measure quality,
The condition of the signal quality in the sixth step is whether or not an error is detected in the bit string.

A wireless communication system in which one or more base stations are arranged in each of a plurality of cells, each base station is connected to a network via a wired line, and each base station communicates with a terminal station in the cell via a wireless line. There,
First means for obtaining channel information between the base station and the terminal station in the same cell and between different cells;
A second means for managing the acquired channel information as a channel matrix H ′ _{i, j} between a base station in the i-th cell and a terminal station in the j-th cell;
Based on the channel matrix, a reception weight matrix W ′ _{i, i} between the base station and the terminal station in the same cell, and a replica of an interference signal coming from the terminal station in another cell A third means for calculating the weight matrix G _{i, j} ;
When the reception information in the i-th cell is R _i , the 0th-order estimated signal S _i ^[0] = W ′ _{i, i} R _i in the _i -th cell is obtained by multiplication with the reception weight matrix W ′ _{i, i.} A fourth means for calculating;
a fifth means for measuring the signal quality of the a-order estimated signal S _i ^[a] including a = 0;
It is determined whether the measured signal quality satisfies a predetermined condition. If the signal quality satisfies the condition, the a-th estimated signal S _i ^[a] is transmitted to the neighboring cells, and the signal detection process is completed. A sixth means to:
A seventh means for stopping information transmission of the estimated signal S _i ^[a] to neighboring cells when the signal quality does not satisfy the condition;
Eighth means for obtaining the a-order estimated signal S _j ^[a] in the j-th cell with j ≠ i calculated in all or part of the surrounding cells that perform communication using the same frequency channel as the i-th cell When,
A ninth means for summing up the sum of the estimation signal S _j ^[a] and the weight matrix G _{i, j} for a predetermined j to generate an interference signal replica;
Generating a repeated to estimating signal means for calculating a + 1-order estimated signal in the i cell by subtracting an interference signal replica said generated from said estimation signal _{^{_{^{S i [0] S i [}}}} a + 1] A wireless communication system comprising: a tenth means.

A wireless communication system according to claim 3,
The fifth means demodulates a signal obtained by obtaining the estimated signal S _i ^[a] as T _i ^{[a] in a} constant bit string unit, performs bit error detection calculation, detects whether an error exists, Measure quality,
The condition of the signal quality of the sixth means is whether or not an error is detected in the bit string.