JP6031000B2 - RADIO COMMUNICATION METHOD, TRANSMITTER DEVICE, RECEPTION DEVICE, AND RADIO COMMUNICATION SYSTEM - Google Patents
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Description
本発明は、複数のアンテナ素子を用いて複数のユーザと同時に同じ周波数資源で通信を行うマルチユーザＭＩＭＯ(Multiple-Input and Multiple-Output)のアクセス技術に関する。 The present invention relates to a multi-user MIMO (Multiple-Input and Multiple-Output) access technique for performing communication using the same frequency resource simultaneously with a plurality of users using a plurality of antenna elements.
無線通信システムの下りリンクにおけるアクセス方式として、従来、ＦＤＭＡ(Frequency Division Multiple Access）やＴＤＭＡ(Time Division Multiple Access）等が用いられてきた。いずれのアクセス方式も、周波数軸・時間軸を利用するアクセス技術であり、伝送量などに一定の限界値が存在する。特にＳＩＳＯ（Single Input Single Output）では、限界値の上限は小さい。そのため、基地局が複数のアンテナ素子を具備し、更に、ユーザ端末が単数または複数のアンテナ素子を具備するシングルユーザＭＩＭＯ技術が注目されている。シングルユーザＭＩＭＯ技術は、実際に無線ＬＡＮ(Local Area Network)の中で実装される段階にまで進んでいる。シングルユーザＭＩＭＯ技術は、空間資源を用いることにより、伝送容量が大きくなるという利点を有している。 Conventionally, FDMA (Frequency Division Multiple Access), TDMA (Time Division Multiple Access), and the like have been used as an access method in a downlink of a wireless communication system. Each access method is an access technology that uses the frequency axis and the time axis, and there is a certain limit on the amount of transmission. Especially in SISO (Single Input Single Output), the upper limit is small. Therefore, a single user MIMO technique in which a base station includes a plurality of antenna elements and a user terminal includes one or a plurality of antenna elements has attracted attention. The single user MIMO technology has actually advanced to the stage where it is implemented in a wireless local area network (LAN). Single-user MIMO technology has the advantage of increasing transmission capacity by using spatial resources.
しかしながら、シングルユーザＭＩＭＯ技術では、伝送容量の増加に制約条件が存在する場合が多い。具体的には、シングルユーザＭＩＭＯ技術では、伝送容量の増加は、端末の具備するアンテナ素子数に制限され、受信ユーザの端末のアンテナ素子数が一定であると、所定以上の伝送容量の増加は望めない。一般に、端末の具備するアンテナ素子数には限界があるため、アンテナ素子数の増加によるシングルユーザＭＩＭＯの容量増加効果も次第に小さくなる。 However, in the single user MIMO technology, there are many cases where there are constraints on the increase in transmission capacity. Specifically, in the single user MIMO technology, the increase in transmission capacity is limited by the number of antenna elements included in the terminal, and if the number of antenna elements in the terminal of the receiving user is constant, the increase in transmission capacity beyond a predetermined value is I can't hope. Generally, since the number of antenna elements included in a terminal is limited, the effect of increasing the capacity of single user MIMO due to the increase in the number of antenna elements is gradually reduced.
そこで、複数のユーザをＭＩＭＯ技術で収容するマルチユーザＭＩＭＯ技術、例えばＳＤＭＡ(Space Division Multiple Access)技術が注目されている。マルチユーザＭＩＭＯ技術では、ユーザ間での信号の漏れ込みが大きな干渉源となるため、プリコーディングという送信側の前処理が必要となる。周知のプリコーディング手法には、ＺＦ(Zero-Forcing)規範の線形プリコーディングやＭＭＳＥ（平均二乗誤差最小化）規範の線形プリコーディングが存在する。しかしながら、これらプリコーディング手法は、チャネル情報の推定誤差に脆弱であるという欠点を有している。 Therefore, a multi-user MIMO technology that accommodates a plurality of users by the MIMO technology, for example, an SDMA (Space Division Multiple Access) technology, has attracted attention. In the multi-user MIMO technique, signal leakage between users becomes a large interference source, and thus pre-processing on the transmission side called precoding is required. Known precoding methods include linear precoding of ZF (Zero-Forcing) norm and MMSE (minimum mean square error). However, these precoding methods have a drawback that they are vulnerable to channel information estimation errors.
線形プリコーディングよりも伝送容量の増加を望める技術として非線型プリコーディングがある。ＶＰ（Vector Perturbation）などの非線形のプリコーディングが開発されたが、計算量が非常に多く、実用には耐えない。計算量を小さくするために、ＴＨＰ（トムリンソン原島プリコーディング）などの非線形のプリコーディングが開発されたが、これらはチャネル情報、すなわち、ＣＳＩＴ（Channel State Information at Transmitter）の誤差の影響に脆弱であるという欠点を有している。 Non-linear precoding is a technique that can increase the transmission capacity over linear precoding. Non-linear precoding such as VP (Vector Perturbation) has been developed, but the amount of calculation is very large and it cannot be put into practical use. In order to reduce the amount of calculation, nonlinear precoding such as THP (Tomlinson Harashima Precoding) has been developed, but these are vulnerable to the influence of errors in channel information, that is, CSIT (Channel State Information at Transmitter). Has the disadvantages.
従来技術のマルチユーザＭＩＭＯで用いられる線形プリコーディングや非線型プリコーディングは、チャネルの時変動が小さい、つまり、チャネル情報の誤差の小さい環境下では、大きな伝送容量の増加が望める。しかし、線形プリコーディングや非線型プリコーディングは、ＣＳＩＴの誤差には脆弱であるため、チャネルの時変動が大きな環境下では十分な伝送容量が得られない。ＣＳＩＴの誤差に対応する方法としては、ＣＳＩＴの誤差が小さい環境下ではＳＤＭＡ（Space Division Multiple Access）技術を用いて空間分割多重を行い、ＣＳＩＴの誤差が大きい環境下ではＴＤＭＡ (Time Division Multiple Access）を用いる方法が存在する（例えば非特許文献１参照）。 Linear precoding and non-linear precoding used in conventional multi-user MIMO can be expected to have a large increase in transmission capacity in an environment where the channel variation is small, that is, the channel information error is small. However, since linear precoding and non-linear precoding are vulnerable to CSIT errors, a sufficient transmission capacity cannot be obtained in an environment where channel fluctuations are large. As a method for dealing with CSIT errors, space division multiplexing is performed using an SDMA (Space Division Multiple Access) technique in an environment where CSIT errors are small, and TDMA (Time Division Multiple Access) is used in an environment where CSIT errors are large. There is a method of using (see, for example, Non-Patent Document 1).
特に、端末が移動する移動体通信システムでは、移動に起因したチャネルの時変動によるＣＳＩＴ誤差が大きい。そのため、複数アンテナを用いる際のアクセス技術の候補としては、ＣＳＩＴ誤差に強靭であるＴＤＭＡが有力であり、実際にＴＤＭＡしか使えないという状況になることが推察される。 In particular, in a mobile communication system in which a terminal moves, a CSIT error due to channel time variation due to movement is large. For this reason, it is presumed that TDMA, which is robust against CSIT errors, is a powerful access technology candidate when using multiple antennas, and that only TDMA can actually be used.
しかしながら、ＴＤＭＡはＣＳＩＴ誤差に対しては強靭であるが、伝送容量が小さいという欠点を有している。ＴＤＭＡとシングルユーザＭＩＭＯ技術を組み合わせると、ＣＳＩＴを送信側が知っているという条件下では、ＴＤＭＡでは送信ダイバーシチが得られる。しかし、ユーザ端末のアンテナ素子数に制約されて、容量増加はＳＩＳＯの場合と比較すると大きくなるが、ＳＤＭＡと比べると、小さくなるという問題がある。 However, TDMA is robust against CSIT errors, but has a drawback of a small transmission capacity. Combining TDMA and single user MIMO technology provides transmit diversity in TDMA under the condition that the sender knows the CSIT. However, there is a problem that the increase in capacity is larger than that in the case of SISO due to the restriction of the number of antenna elements of the user terminal, but is smaller than that in SDMA.
上記事情に鑑み、本発明は、ＴＤＭＡやＦＤＭＡよりも達成可能な伝送容量を増加させることのできる無線通信方法、送信側装置、受信側装置、及び無線通信システムを提供することを目的としている。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a wireless communication method, a transmission-side device, a reception-side device, and a wireless communication system that can increase the transmission capacity that can be achieved compared to TDMA and FDMA.
本発明の一態様は、送信ノードが、複数の受信ノードに、ノードあたり単一もしくは複数のストリームを伝送する無線通信方法において、前記送信ノードが、送信ビームを用いて、ユーザの情報を多重化したスーパーポジションコードを伝送する段階を有する。 According to one aspect of the present invention, in a wireless communication method in which a transmission node transmits a single stream or multiple streams per node to a plurality of reception nodes, the transmission node multiplexes user information using a transmission beam. Transmitting the super position code.
また、本発明の一態様は、送信ノードが、複数の受信ノードに、ノードあたり単一もしくは複数のストリームを伝送する無線通信方法において、前記送信ノードが、送信機側チャネル情報を用いて、前記複数の受信ノードへの送信ウェイト（変数１）とユーザの情報を多重化したスーパーポジションコード上のストリームの電力配分（変数２）とを変数とする目的関数を設定して、当該目的関数を最大にする変数（変数１、変数２）を求め、前記送信ウェイト（変数１）を用いてユーザの情報を前記電力配分（変数２）で多重化したスーパーポジションコードを送信する段階と、前記複数の受信ノードが、受信機側チャネル情報と送信方式に関する情報とに基づいてスーパーポジションコードを復号し、自局宛のデータを抜き出す段階を有する。
Further, according to one aspect of the present invention, in a wireless communication method in which a transmission node transmits a single stream or multiple streams per node to a plurality of reception nodes, the transmission node uses the transmitter-side channel information, and An objective function is set with the transmission weight (variable 1) to a plurality of receiving nodes and the power distribution (variable 2) of the stream on the super position code multiplexed with user information as variables, and the objective function is maximized. A variable (
また、本発明の一態様においては、前記送信ノードが、ユーザ毎に個別の送信ビームを形成し、複数の個別送信ビームの電力配分（変数１）とストリーム毎の位相回転（変数２）とユーザの情報を多重化したスーパーポジションコード上のストリームの電力配分（変数３）とを変数とする目的関数を設定して、当該目的関数を最大にする変数（変数１、変数２、変数３）を求め、送信ビームの電力配分（変数１）とストリーム毎の位相回転（変数２）とユーザ個別の送信ビームとに基づいて送信ウェイトを求め、ユーザの情報を多重化したスーパーポジションコード上のストリーム毎の電力配分（変数３）に基づいてスーパーポジションコードのコンスタレーションを決定する段階を有する。
Further, in one aspect of the present invention, the transmission node forms an individual transmission beam for each user, power distribution (variable 1) of a plurality of individual transmission beams, phase rotation for each stream (variable 2), and a user The objective function having the variable of the power distribution (variable 3) of the stream on the super position code in which the information is multiplexed is set, and the variables (
また、本発明の一態様においては、前記送信ノードが、ユーザ毎に最大比合成送信ビームを形成し、複数の個別送信ビームの電力配分（変数１）とストリーム毎の位相回転（変数２）とユーザの情報を多重化したスーパーポジションコード上のストリームの電力配分（変数３）とを変数とする目的関数を設定して、当該目的関数を最大にする変数（変数１、変数２、変数３）を求め、送信ビームの電力配分（変数１）とストリーム毎の位相回転（変数２）とユーザ個別の送信ビームとに基づいて送信ウェイトを求め、ユーザの情報を多重化したスーパーポジションコード上のストリーム毎の電力配分（変数３）に基づいてスーパーポジションコードのコンスタレーションを決定する段階を有する。
Further, in one aspect of the present invention, the transmission node forms a maximum ratio combined transmission beam for each user, and distributes power of a plurality of individual transmission beams (variable 1) and phase rotation (variable 2) for each stream. A variable (
また、本発明の一態様においては、前記目的関数に、予め設定された閾値またはチャネル情報に適応的に設定される閾値を超える変数を用いて、前記送信ウェイトと前記スーパーポジションコードのコンスタレーション上での電力配分とを求める。 In one aspect of the present invention, a variable exceeding a preset threshold value or a threshold value adaptively set in channel information is used for the objective function, and the constellation of the transmission weight and the super position code is used. Power distribution at
また、本発明の一態様においては、伝送するデータの長さ、データの所望品質、チャネル状態、及び受信アンテナ素子数に基づいて、前記スーパーポジションコード上でのストリーム数、変調方式、変調多重度、送信ウェイト、ユーザの情報を多重化したスーパーポジションコード上のストリーム毎の電力配分、を決定する。 In one aspect of the present invention, based on the length of data to be transmitted, the desired quality of data, the channel state, and the number of receiving antenna elements, the number of streams on the super position code, the modulation scheme, the modulation multiplicity , Transmission weight, and power distribution for each stream on the super position code in which user information is multiplexed.
また、本発明の一態様においては、伝送するデータの長さ、データの所望品質、チャネル状態、及び受信アンテナ素子数に基づいて、前記スーパーポジションコード上でのストリーム数、変調方式、変調多重度、ユーザ毎の送信ビームの電力配分、空間ストリーム毎の位相回転、ユーザの情報を多重化したスーパーポジションコード上のストリーム毎の電力配分を決定する。 In one aspect of the present invention, based on the length of data to be transmitted, the desired quality of data, the channel state, and the number of receiving antenna elements, the number of streams on the super position code, the modulation scheme, the modulation multiplicity The power distribution of the transmission beam for each user, the phase rotation for each spatial stream, and the power distribution for each stream on the super position code in which user information is multiplexed are determined.
また、本発明の一態様は、チャネル情報と情報データ系列の入力に対して、送信ウェイトとコンスタレーション系列とを出力する送信側コンスタレーション系列・送信ウェイト生成部を備え、上記の無線通信方法における送信ノードとして動作する送信側装置である。 Further, an aspect of the present invention includes a transmission-side constellation sequence / transmission weight generation unit that outputs a transmission weight and a constellation sequence in response to input of channel information and an information data sequence. A transmission-side device that operates as a transmission node.
また、本発明の一態様は、受信信号の入力に対して、復号情報系列を出力する受信信号処理部を備え、上記の無線通信方法における受信ノードとして動作する受信側装置である。 One embodiment of the present invention is a reception-side apparatus that includes a reception signal processing unit that outputs a decoded information sequence in response to an input of a reception signal and operates as a reception node in the above wireless communication method.
また、本発明の一態様は、上記の送信側装置と上記の受信側装置とを備える無線通信システムである。 One embodiment of the present invention is a wireless communication system including the above-described transmission-side device and the above-described reception-side device.
本発明によれば、ユーザ間で遠近差が存在する場合、ＴＤＭＡやＦＤＭＡよりも達成可能な伝送容量を増加させることができる。 According to the present invention, when there is a perspective difference between users, it is possible to increase the achievable transmission capacity as compared with TDMA and FDMA.
〔１．システム構成〕
図１は、本発明の一実施態様に係る無線通信システム１００の構成を示す図である。無線通信システム１００は、送信側装置１１０と受信側装置１２０とを備えている。送信側装置１１０は、例えばアクセスポイント装置である。受信側装置１２０は、例えば無線端末装置である。送信側装置１１０は、送信ＲＦ部(Radio Frequency)１１１，送信側コンスタレーション系列・送信ウェイト生成部１１２を備えている。受信側装置１２０は、受信ＲＦ部１２１，受信信号処理部１２２を備えている。送信ＲＦ部(Radio Frequency)１１１と受信ＲＦ部１２１とは、無線通信にて接続されている。
[1. System configuration〕
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a
図１に示されているように、チャネル情報と情報データ系列が、送信側コンスタレーション系列・送信ウェイト生成部１１２に入力され、送信側コンスタレーション系列・送信ウェイト生成部１１２からは送信ウェイトとコンスタレーション系列が出力される。
図２は、送信側装置１１０の構成を具体化した一例を示す図である。この構成は、データ発生器、変調信号合成部、信号分配器、送信ウェイト・コンスタレーション上電力配分決定部、ＣＳＩＴ取得部・変調方式・変調多値数決定部を備えている。
図３は、送信側装置１１０の構成を具体化した他の例を示す図である。この構成は、データ発生器、変調信号合成部、信号分配器を備えている。
図４は、送信側コンスタレーション系列・送信ウェイト生成部１１２の入出力を示した図である。送信側コンスタレーション系列・送信ウェイト生成部１１２は、チャネル情報（ＣＳＩ）と情報データ系列とＱｏＳ情報（オプション）とを入力し、送信ウェイトとコンスタレーション系列とを出力する。
図５は、受信信号処理部１２２の動作の様子を示す図である。受信側装置１２０では、受信信号処理部１２２により受信信号が処理されて復号情報系列が得られる。この処理の詳細については後述する。
As shown in FIG. 1, the channel information and the information data sequence are input to the transmission side constellation sequence / transmission
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a specific configuration of the transmission-
FIG. 3 is a diagram illustrating another example in which the configuration of the transmission-
FIG. 4 is a diagram illustrating input / output of the transmission-side constellation sequence / transmission
FIG. 5 is a diagram illustrating an operation state of the reception
〔２．本発明の特徴〕
本発明の特徴は、複数ユーザを収容する際、時間軸・周波数軸で分割して多重化するのではなく、コンスタレーション軸で多重化することである。コンスタレーション軸で多重化した信号は、一般的にスーパーポジションコードとも重畳符号とも称される（非特許文献２参照）。更に、本発明においては、空間的にもビーム制御が可能である。そのため、空間ビームへの電力配分と多重化されたコンスタレーション上のストリームの電力配分との両方の電力配分により、きめ細かくストリーム毎の電力の配分ができる。このストリーム毎の電力配分のフレキシビリティにより、ユーザ間で遠近差が存在する場合、達成可能な伝送速度の領域をＴＤＭＡやＦＤＭＡと比べて拡大できる。
[2. Features of the present invention]
A feature of the present invention is that when a plurality of users are accommodated, they are multiplexed on the constellation axis instead of being divided on the time axis / frequency axis. A signal multiplexed on the constellation axis is generally referred to as a super position code or a superimposed code (see Non-Patent Document 2). Furthermore, in the present invention, beam control is possible spatially. Therefore, the power distribution for each stream can be finely distributed by the power distribution of both the power distribution to the spatial beam and the power distribution of the streams on the multiplexed constellation. With the flexibility of power distribution for each stream, when there is a perspective difference between users, the achievable transmission rate area can be expanded as compared with TDMA and FDMA.
その効果を直感的に示すために、時間長＝Ｔ、帯域幅＝Ｂ、信号電力＝Ｓ、雑音電力＝Ｎの場合の２ユーザのＳＩＳＯのキャパシティを下記の数式（１）に記す。
これに対して、本発明では、送信電力Ｐを調整することができるため、あるユーザの伝達関数の絶対値ｈが小さい場合には、ｈＰがある一定の値になるようにＰを割り当てればよい。割り当てられるＰは大きな値となり、他のユーザの送信電力を減少させることになるが、時間長は全く減少しないので、送信電力を減少しなければならないユーザの達成可能な伝送容量も比較的減少せずにすむ。 On the other hand, in the present invention, since the transmission power P can be adjusted, when the absolute value h of a transfer function of a certain user is small, if P is assigned so that hP becomes a certain value. Good. The allocated P becomes a large value, and the transmission power of other users is reduced. However, since the time length is not reduced at all, the achievable transmission capacity of the user who must reduce the transmission power is also relatively reduced. I'm sorry.
スーパーポジションコードと、スーパーポジションコードのコンスタレーション軸での電力配分について詳細に説明する。
図６は、スーパーポジションコードのコンスタレーションを示す図である。図６においては、ＱＰＳＫ(Quadrature Phase shift Keying)にＱＰＳＫが重畳されている。スーパーポジションコードは重畳符号とも称される。
図７は、スーパーポジションコードにおけるストリーム毎の電力配分についての説明図である。図７の左側図と右側図では、ユーザ１とユーザ２との電力配分が異なっている。図７の左側図では、ユーザ２の電力が比較的小さく、ユーザ１の電力が比較的大きい。図７の右側図では、ユーザ１の電力が比較的小さく、ユーザ２の電力が比較的大きい。
The super position code and power distribution on the constellation axis of the super position code will be described in detail.
FIG. 6 is a diagram showing a constellation of super position codes. In FIG. 6, QPSK is superimposed on QPSK (Quadrature Phase Shift Keying). The super position code is also referred to as a superposition code.
FIG. 7 is an explanatory diagram of power distribution for each stream in the super position code. In the left side view and the right side view of FIG. 7, the power distribution between the
線形送信ビームについて説明する。線形送信ビームは、複数ユーザに共通信号を送るときに用いられるビームである。本発明では、ビームに分配される送信電力と、スーパーポジションコードにおけるコンスタレーション上での電力配分とを種々の評価基準のもとで定める。よく用いられる評価基準は、最低の達成可能な伝送容量のユーザの伝送容量を最大化する、という評価基準である。一種の公平性基準と称される。その他にも、ユーザのＱｏＳを用いて、ユーザの所望伝送容量をある比率で達成しつつ、伝送容量を可能な限り大きくする、という評価基準もある。また、ユーザに最低伝送速度を保証しつつ他のユーザの容量を最大にする、という評価基準もある。何れの評価基準にしても、線形送信ビームとスーパーポジションコードの電力配分とのジョイント最適化を行うため、従来のマルチキャスト送信ウェイトとは異なる値となる。送信ウェイトの決定値は、スーパーポジションコードの電力配分と密接な関係にある。 A linear transmission beam will be described. The linear transmission beam is a beam used when a common signal is transmitted to a plurality of users. In the present invention, the transmission power distributed to the beam and the power distribution on the constellation in the super position code are determined based on various evaluation criteria. A commonly used evaluation criterion is that of maximizing the user's transmission capacity with the lowest achievable transmission capacity. It is called a kind of fairness standard. In addition, there is an evaluation criterion that the transmission capacity is increased as much as possible while achieving the user's desired transmission capacity at a certain ratio by using the user's QoS. There is also an evaluation standard for maximizing the capacity of other users while guaranteeing the minimum transmission speed to the user. Regardless of the evaluation criteria, since joint optimization is performed between the linear transmission beam and the power distribution of the super position code, the value is different from the conventional multicast transmission weight. The determined value of the transmission weight is closely related to the power distribution of the super position code.
本発明は、スーパーポジションコードと線形送信ビームとから構成される。本発明では、スーパーポジションコードと線形送信ビームとの形成を別々に考えるのではなく、スーパーポジションコードのコンスタレーション上での電力配分と線形送信ビームの電力配分とをジョイントして最適化を図る必要がある。
本発明の線形送信ビームの送信ウェイトとして、通常のマルチキャスト送信ビームの送信ウェイトを用いるのではない点が、本発明の特徴である。更に、線形送信ビームの送信ウェイトベクトルを、ユーザの最大比合成送信ビーム（ＭＲＣビーム）の送信ウェイトベクトルの和とした場合、線形送信ビームの送信ウェイトに配分する電力配分が最適化問題の調整可能なパラメータの一つとなる。
The present invention is composed of a super position code and a linear transmission beam. In the present invention, instead of considering the formation of the super position code and the linear transmission beam separately, it is necessary to optimize the power distribution on the constellation of the super position code and the power distribution of the linear transmission beam jointly. There is.
The feature of the present invention is that the transmission weight of the normal multicast transmission beam is not used as the transmission weight of the linear transmission beam of the present invention. Furthermore, when the transmission weight vector of the linear transmission beam is the sum of the transmission weight vectors of the user's maximum ratio combined transmission beam (MRC beam), the power distribution allocated to the transmission weight of the linear transmission beam can be adjusted for the optimization problem. One of the important parameters.
上記のスーパーポジションコードと線形送信ビームとの説明を背景にして、本発明の構成について説明する。
最初に全ユーザに送信したい情報ビットからスーパーポジションコードのコンスタレーションを作成する。スーパーポジションコードのコンスタレーションを作成するとは、ユーザの変調方式を決めて、それを重畳させることである。情報ビットとスーパーポジションコードとのマッピングは、以下のルールに従う。
図８は、アクセスポイント装置の通信状況を示す図である。図８のように、アクセスポイント装置に近いユーザ１（チャネルの減衰量が小さいユーザ）に小さな振幅の変調コンスタレーションをマッピングし、アクセスポイント装置から遠いユーザ２（チャネルの減衰量が大きいユーザ）に大きい振幅の変調コンスタレーションを重畳させる。重畳するユーザの変調コンスタレーションの振幅は、調整可能なパラメータである。つまり、コンスタレーション上での電力配分は、本パラメータを通して行える。このスーパーポジションコードのコンスタレーションが、共通信号として送信される信号である。１ユーザに大きな情報を伝送したいときは、コンスタレーション上でストリームを増加させるか、変調度を高めればよい。
The configuration of the present invention will be described against the background of the above superposition code and linear transmission beam.
First, a constellation of super position codes is created from information bits to be transmitted to all users. Creating the constellation of the super position code means determining the user's modulation method and superimposing it. The mapping between the information bit and the super position code follows the following rules.
FIG. 8 is a diagram illustrating a communication status of the access point device. As shown in FIG. 8, a modulation constellation with a small amplitude is mapped to user 1 (user with a small channel attenuation) close to the access point apparatus, and to user 2 (user with a large channel attenuation) far from the access point apparatus. A large amplitude modulation constellation is superimposed. The amplitude of the user modulation constellation to be superimposed is an adjustable parameter. That is, power distribution on the constellation can be performed through this parameter. This constellation of super position codes is a signal transmitted as a common signal. When large information is to be transmitted to one user, the number of streams may be increased on the constellation or the degree of modulation may be increased.
コンスタレーション上でストリーム数を増加させる方法、及び、変調多重度を増加させる方法は、電力配分の相違により送信ウェイトも相違することに注意する。作成したスーパーポジションコードのコンスタレーションは、共通信号として、線形送信ビームで送信される。注意しておきたいのは、伝送する信号は空間上では１ストリームであるから、線形送信ビームの送信ウェイトは、縦ベクトルであることである。つまり送信ウェイトは列数が１のベクトルである。 Note that the method of increasing the number of streams on the constellation and the method of increasing the modulation multiplicity have different transmission weights due to the difference in power distribution. The generated super position code constellation is transmitted as a common signal by a linear transmission beam. It should be noted that since the signal to be transmitted is one stream in space, the transmission weight of the linear transmission beam is a vertical vector. In other words, the transmission weight is a vector having one column.
２ユーザの場合の線形送信ビームの作成方法を詳述する。線形送信ビームの送信ウェイトベクトルと、送信するスーパーポジションコードとのコンスタレーション作成は、互いに関連しあっている。どちらかを独立して最適化するのではなく、ジョイント最適化を行わなければならない。
２ユーザの場合に１ユーザに着目すると、そのユーザに対する最大比合成の送信ビーム形成をすれば、最大の電力が得られる。２ユーザの場合、ユーザ１にも、ユーザ２にも最大比合成送信ビームを形成する。
しかし、このままであると、ユーザ１とユーザ２の信号が互いに打ち消しあう事もあれば、強めあうこともある。本発明では、２×１の送信ウェイトベクトルに補正項を加えて伝送することにより、他方のユーザからの信号を常に強調するような送信ウェイトを設定する。ユーザ１、ユーザ２に対するＭＲＣ送信ビームウェイトベクトルの和をとる際、一方のＭＲＣ送信ビームウェイトに一方のユーザのコンスタレーションを回転させる位相回転項を乗算し、新たな送信ビームウェイトベクトルを作成する。これにより、一方のユーザからの信号が他方のユーザの希望信号を常に強調することができる。
A method of creating a linear transmission beam for two users will be described in detail. The constellation creation of the transmission weight vector of the linear transmission beam and the super position code to be transmitted is related to each other. Rather than optimizing either independently, joint optimization must be performed.
When attention is paid to one user in the case of two users, the maximum power can be obtained by performing transmission beam forming with maximum ratio combining for that user. In the case of two users, both the
However, if this is the case, the signals of the
上記の説明について、数式を用いて下記に詳述する。
最初に、ユーザ１、ユーザ２に、ＭＲＣ送信ビームウェイトベクトルの和をかけた受信信号ｒを下記の数式（２）に示す。共通信号をマルチキャストするので、送信ウェイト行列ではなく、送信ウェイトベクトルである。
First, the received signal r obtained by multiplying the
上記で述べた送信ビーム作成時に、送信ビームの電力配分を考慮すると、以下の数式（７）となる。
数式（７）の送信ビームウェイトを用いると、受信信号は以下の数式（８）となる。
When the transmission beam weight of Expression (7) is used, the received signal is expressed by Expression (8) below.
送信は、コンスタレーション上でのストリームの電力配分と、送信ビームの電力配分を調整して、評価基準に照らして最適な電力配分を選択して送信する。その時の達成可能な伝送容量は、以下の数式（９）にて示される。数式（９）において、Ｃ１，Ｃ２はそれぞれ、ユーザ１の達成可能な伝送容量，ユーザ２の達成可能な伝送容量である。ユーザ１が近くのユーザであり、ユーザ２が遠くのユーザである。
これらの値はＳＮＲから導出された値であり、実際の変調方式や誤り訂正符号の構成などには触れていないことに注意する。誤り率特性を従来方式と比較する際に、完全にフェアな比較をすることが難しいため、達成可能な伝送容量を従来方式と比較する際の指標とした。
In transmission, the power distribution of the stream on the constellation and the power distribution of the transmission beam are adjusted, and an optimal power distribution is selected and transmitted in accordance with the evaluation criterion. The achievable transmission capacity at that time is represented by the following mathematical formula (9). In Equation (9), C 1 and C 2 are the transmission capacity achievable by
Note that these values are derived from the SNR and do not touch on the actual modulation scheme, error correction code configuration, or the like. When comparing the error rate characteristics with the conventional method, it is difficult to make a completely fair comparison. Therefore, the achievable transmission capacity was used as an index for comparing with the conventional method.
図９は、本発明が達成可能な伝送容量を示すグラフである。図９において、横軸が近くのユーザ（ユーザ２）のキャパシティを示し、縦軸が遠くのユーザ（ユーザ１）のキャパシティを示している。図９の算出条件は、マルチユーザＭＩＳＯにおいて、送信アンテナ数が２、相関値が１、ユーザ数は２、受信アンテナ数は１、遠近差は３０ｄＢ、近くのユーザ（ユーザ２）のＳＮＲは３０ｄＢである。
図９において、実線で表している直線は、ＴＤＭＡを適用した場合の達成可能な伝送容量を示している。総送信電力が一定という条件下において、２ユーザの達成可能な伝送容量の上限値は、この実線で表される。実線上での位置は、ユーザに割当てられる時間配分を変化させることにより決定される。実線の直線より小さい領域は、送信電力を変化させる（小さくする）ことにより得られる領域である。
FIG. 9 is a graph showing the transmission capacity that can be achieved by the present invention. In FIG. 9, the horizontal axis indicates the capacity of a nearby user (user 2), and the vertical axis indicates the capacity of a far user (user 1). The calculation conditions of FIG. 9 are multi-user MISO, the number of transmission antennas is 2, the correlation value is 1, the number of users is 2, the number of reception antennas is 1, the perspective difference is 30 dB, and the SNR of a nearby user (user 2) is 30 dB. It is.
In FIG. 9, the straight line represented by a solid line indicates the achievable transmission capacity when TDMA is applied. Under the condition that the total transmission power is constant, the upper limit value of the transmission capacity achievable by two users is represented by this solid line. The position on the solid line is determined by changing the time allocation allocated to the user. The area smaller than the solid line is an area obtained by changing (decreasing) the transmission power.
図９において、破線で表している曲線が、総送信電力・相関値・２ユーザの遠近差が一定という条件下で達成可能な伝送量である。そして、総送信電力・相関値・２ユーザの遠近差が一定という条件下における破線上での位置は、スーパーポジションコードのコンスタレーション上での電力配分を変化させることにより決定される。総送信電力・相関値・２ユーザの遠近差が一定というという条件下での達成可能な伝送容量は、送信ビームへの電力配分とスーパーポジションコードのコンスタレーションの電力配分を振った場合に得られる集合となる。実際には、破線の凸包（convex hull）である。 In FIG. 9, a curve represented by a broken line represents a transmission amount that can be achieved under the condition that the total transmission power, the correlation value, and the distance difference between two users are constant. The position on the broken line under the condition that the total transmission power, the correlation value, and the distance difference between the two users are constant is determined by changing the power distribution on the constellation of the super position code. The transmission capacity achievable under the condition that the total transmission power, correlation value, and the distance difference between two users are constant is obtained when the power distribution to the transmission beam and the power distribution of the constellation of the super position code are used. It becomes a set. Actually, it is a convex hull.
図１０は、本発明が達成可能な伝送容量を示すグラフである。図１０において、横軸が近くのユーザ（ユーザ２）のキャパシティを示し、縦軸が遠くのユーザ（ユーザ１）のキャパシティを示している。図１０の算出条件は、マルチユーザＭＩＳＯにおいて、送信アンテナ数は２、相関値は０、ユーザ数は２、受信アンテナ数は１、遠近差は３０ｄＢ、近くのユーザ（ユーザ２）のＳＮＲは３０ｄＢである。
図１０における実線と破線との意義は、図９と同じである。図１０において、複数の破線で示されている曲線は、それぞれ、送信ビームの電力配分が異なる場合の達成可能な伝送な容量である。
図１０の結果から、相関値が０の場合にも、本発明はＴＤＭＡより特性が良好であることがわかる。
FIG. 10 is a graph showing the transmission capacity that can be achieved by the present invention. In FIG. 10, the horizontal axis indicates the capacity of a nearby user (user 2), and the vertical axis indicates the capacity of a far user (user 1). The calculation conditions in FIG. 10 are as follows. In multi-user MISO, the number of transmission antennas is 2, the correlation value is 0, the number of users is 2, the number of reception antennas is 1, the perspective difference is 30 dB, and the SNR of a nearby user (user 2) is 30 dB. It is.
The meanings of the solid line and the broken line in FIG. 10 are the same as those in FIG. In FIG. 10, curves indicated by a plurality of broken lines are transmission capacities that can be achieved when the power distribution of the transmission beams is different.
From the results of FIG. 10, it can be seen that the present invention has better characteristics than TDMA even when the correlation value is zero.
図１１は、本発明が達成可能な伝送容量を示すグラフである。図１１において、横軸が近くのユーザ（ユーザ２）のキャパシティを示し、縦軸が遠くのユーザ（ユーザ１）のキャパシティを示している。図１１の算出条件は、マルチユーザＭＩＭＯにおいて、送信アンテナ数は２、相関値は０、ユーザ数は２、遠近差は０ｄＢ、近くのユーザ（ユーザ２）のＳＮＲは３０ｄＢである。
図１１における実線と破線との意義は、図９と同じである。図１１において、複数の破線で示されている曲線は、それぞれ、送信ビームの電力配分が異なる場合の達成可能な伝送な容量である。
FIG. 11 is a graph showing the transmission capacity that can be achieved by the present invention. In FIG. 11, the horizontal axis indicates the capacity of a nearby user (user 2), and the vertical axis indicates the capacity of a far user (user 1). The calculation conditions of FIG. 11 are as follows. In multiuser MIMO, the number of transmission antennas is 2, the correlation value is 0, the number of users is 2, the perspective difference is 0 dB, and the SNR of a nearby user (user 2) is 30 dB.
The meanings of the solid line and the broken line in FIG. 11 are the same as those in FIG. In FIG. 11, curves indicated by a plurality of broken lines are transmission capacities that can be achieved when the power distribution of the transmission beams is different.
図１２は、本発明が達成可能な伝送容量を示すグラフである。図１２において、横軸が近くのユーザ（ユーザ２）のキャパシティを示し、縦軸が遠くのユーザ（ユーザ１）のキャパシティを示している。図１２の算出条件は、マルチユーザＭＩＭＯにおいて、送信アンテナ数は２、相関値は１．０、ユーザ数は２、遠近差は０ｄＢ、近くのユーザ（ユーザ２）のＳＮＲは３０ｄＢである。
図１２における実線（と破線と）の意義は、図９と同じである。
FIG. 12 is a graph showing the transmission capacity that can be achieved by the present invention. In FIG. 12, the horizontal axis shows the capacity of a nearby user (user 2), and the vertical axis shows the capacity of a far user (user 1). The calculation conditions in FIG. 12 are as follows. In multiuser MIMO, the number of transmission antennas is 2, the correlation value is 1.0, the number of users is 2, the perspective difference is 0 dB, and the SNR of a nearby user (user 2) is 30 dB.
The significance of the solid line (and the broken line) in FIG. 12 is the same as in FIG.
図１３は、本発明が達成可能な伝送容量を示すグラフである。図１３において、横軸が近くのユーザ（ユーザ２）のキャパシティを示し、縦軸が遠くのユーザ（ユーザ１）のキャパシティを示している。図１３の算出条件は、マルチユーザＭＩＭＯにおいて、送信アンテナ数は２、相関値は０、ユーザ数は２、遠近差は１０ｄＢ、近くのユーザ（ユーザ２）のＳＮＲは３０ｄＢである。
図１３における実線と破線との意義は、図９と同じである。図１３において、複数の破線で示されている曲線は、それぞれ、送信ビームの電力配分が異なる場合の達成可能な伝送な容量である。
FIG. 13 is a graph showing the transmission capacity that can be achieved by the present invention. In FIG. 13, the horizontal axis indicates the capacity of a nearby user (user 2), and the vertical axis indicates the capacity of a far user (user 1). The calculation conditions of FIG. 13 are multi-user MIMO in which the number of transmission antennas is 2, the correlation value is 0, the number of users is 2, the perspective difference is 10 dB, and the SNR of a nearby user (user 2) is 30 dB.
The meanings of the solid line and the broken line in FIG. 13 are the same as those in FIG. In FIG. 13, the curves indicated by a plurality of broken lines are transmission capacities that can be achieved when the power distribution of the transmission beams is different.
図１４は、本発明が達成可能な伝送容量を示すグラフである。図１４において、横軸が近くのユーザ（ユーザ２）のキャパシティを示し、縦軸が遠くのユーザ（ユーザ１）のキャパシティを示している。図１４の算出条件は、マルチユーザＭＩＭＯにおいて、送信アンテナ数は２、相関値は０．７０７１、ユーザ数は２、遠近差は１０ｄＢ、近くのユーザ（ユーザ２）のＳＮＲは３０ｄＢである。
図１４における実線と破線との意義は、図９と同じである。図１４において、複数の破線で示されている曲線は、それぞれ、送信ビームの電力配分が異なる場合の達成可能な伝送な容量である。
FIG. 14 is a graph showing the transmission capacity that can be achieved by the present invention. In FIG. 14, the horizontal axis indicates the capacity of a nearby user (user 2), and the vertical axis indicates the capacity of a far user (user 1). The calculation conditions of FIG. 14 are as follows. In multiuser MIMO, the number of transmission antennas is 2, the correlation value is 0.7071, the number of users is 2, the perspective difference is 10 dB, and the SNR of a nearby user (user 2) is 30 dB.
The meanings of the solid line and the broken line in FIG. 14 are the same as those in FIG. In FIG. 14, curves indicated by a plurality of broken lines are transmission capacities that can be achieved when the power distribution of the transmission beams is different.
図１５は、本発明が達成可能な伝送容量を示すグラフである。図１５において、横軸が近くのユーザ（ユーザ２）のキャパシティを示し、縦軸が遠くのユーザ（ユーザ１）のキャパシティを示している。図１５の算出条件は、マルチユーザＭＩＭＯにおいて、送信アンテナ数は２、相関値は１．０、ユーザ数は２、遠近差は１０ｄＢ、近くのユーザ（ユーザ２）のＳＮＲは３０ｄＢである。
図１５における実線と破線との意義は、図９と同じである。
FIG. 15 is a graph showing the transmission capacity that can be achieved by the present invention. In FIG. 15, the horizontal axis indicates the capacity of a nearby user (user 2), and the vertical axis indicates the capacity of a far user (user 1). The calculation conditions of FIG. 15 are multi-user MIMO in which the number of transmission antennas is 2, the correlation value is 1.0, the number of users is 2, the perspective difference is 10 dB, and the SNR of a nearby user (user 2) is 30 dB.
The meanings of the solid line and the broken line in FIG. 15 are the same as those in FIG.
図１６は、本発明が達成可能な伝送容量を示すグラフである。図１６において、横軸が近くのユーザ（ユーザ２）のキャパシティを示し、縦軸が遠くのユーザ（ユーザ１）のキャパシティを示している。図１６の算出条件は、マルチユーザＭＩＭＯにおいて、送信アンテナ数は２、相関値は０、ユーザ数は２、遠近差は２０ｄＢ、近くのユーザ（ユーザ２）のＳＮＲは３０ｄＢである。
図１６における実線と破線との意義は、図９と同じである。図１６において、複数の破線で示されている曲線は、それぞれ、送信ビームの電力配分が異なる場合の達成可能な伝送な容量である。
FIG. 16 is a graph showing the transmission capacity that can be achieved by the present invention. In FIG. 16, the horizontal axis shows the capacity of a nearby user (user 2), and the vertical axis shows the capacity of a far user (user 1). The calculation conditions of FIG. 16 are as follows. In multiuser MIMO, the number of transmission antennas is 2, the correlation value is 0, the number of users is 2, the perspective difference is 20 dB, and the SNR of a nearby user (user 2) is 30 dB.
The meanings of the solid line and the broken line in FIG. 16 are the same as those in FIG. In FIG. 16, the curves indicated by a plurality of broken lines are transmission capacities that can be achieved when the power distribution of the transmission beams is different.
図１７は、本発明が達成可能な伝送容量を示すグラフである。図１７において、横軸が近くのユーザ（ユーザ２）のキャパシティを示し、縦軸が遠くのユーザ（ユーザ１）のキャパシティを示している。図１７の算出条件は、マルチユーザＭＩＭＯにおいて、送信アンテナ数は２、相関値は０．７０７１、ユーザ数は２、遠近差は２０ｄＢ、近くのユーザ（ユーザ２）のＳＮＲは３０ｄＢである。
図１７における実線と破線との意義は、図９と同じである。図１７において、複数の破線で示されている曲線は、それぞれ、送信ビームの電力配分が異なる場合の達成可能な伝送な容量である。
FIG. 17 is a graph showing the transmission capacity that can be achieved by the present invention. In FIG. 17, the horizontal axis indicates the capacity of a nearby user (user 2), and the vertical axis indicates the capacity of a far user (user 1). The calculation conditions in FIG. 17 are as follows. In multi-user MIMO, the number of transmission antennas is 2, the correlation value is 0.7071, the number of users is 2, the perspective difference is 20 dB, and the SNR of a nearby user (user 2) is 30 dB.
The meanings of the solid line and the broken line in FIG. 17 are the same as those in FIG. In FIG. 17, curves indicated by a plurality of broken lines are transmission capacities that can be achieved when the power distribution of the transmission beams is different.
図１８は、本発明が達成可能な伝送容量を示すグラフである。図１８において、横軸が近くのユーザ（ユーザ２）のキャパシティを示し、縦軸が遠くのユーザ（ユーザ１）のキャパシティを示している。図１８の算出条件は、マルチユーザＭＩＭＯにおいて、送信アンテナ数は２、相関値は１．０、ユーザ数は２、遠近差は２０ｄＢ、近くのユーザ（ユーザ２）のＳＮＲは３０ｄＢである。
図１８における実線と破線との意義は、図９と同じである。
FIG. 18 is a graph showing the transmission capacity that can be achieved by the present invention. In FIG. 18, the horizontal axis indicates the capacity of a nearby user (user 2), and the vertical axis indicates the capacity of a far user (user 1). The calculation conditions of FIG. 18 are as follows. In multiuser MIMO, the number of transmission antennas is 2, the correlation value is 1.0, the number of users is 2, the perspective difference is 20 dB, and the SNR of a nearby user (user 2) is 30 dB.
The meanings of the solid line and the broken line in FIG. 18 are the same as those in FIG.
図１９は、本発明が達成可能な伝送容量を示すグラフである。図１９において、横軸が近くのユーザ（ユーザ２）のキャパシティを示し、縦軸が遠くのユーザ（ユーザ１）のキャパシティを示している。図１９の算出条件は、マルチユーザＭＩＭＯにおいて、送信アンテナ数は２、相関値は０、ユーザ数は２、遠近差は３０ｄＢ、近くのユーザ（ユーザ２）のＳＮＲは３０ｄＢである。
図１９における実線と破線との意義は、図９と同じである。図１９において、複数の破線で示されている曲線は、それぞれ、送信ビームの電力配分が異なる場合の達成可能な伝送な容量である。
FIG. 19 is a graph showing the transmission capacity that can be achieved by the present invention. In FIG. 19, the horizontal axis indicates the capacity of a nearby user (user 2), and the vertical axis indicates the capacity of a far user (user 1). The calculation conditions of FIG. 19 are as follows. In multiuser MIMO, the number of transmission antennas is 2, the correlation value is 0, the number of users is 2, the perspective difference is 30 dB, and the SNR of a nearby user (user 2) is 30 dB.
The meanings of the solid line and the broken line in FIG. 19 are the same as those in FIG. In FIG. 19, curves indicated by a plurality of broken lines are transmission capacities that can be achieved when the power distribution of the transmission beams is different.
図２０は、本発明が達成可能な伝送容量を示すグラフである。図２０において、横軸が近くのユーザ（ユーザ２）のキャパシティを示し、縦軸が遠くのユーザ（ユーザ１）のキャパシティを示している。図２０の算出条件は、マルチユーザＭＩＭＯにおいて、送信アンテナ数は２、相関値は０、ユーザ数は２、遠近差は２０ｄＢ、近くのユーザ（ユーザ２）のＳＮＲは２０ｄＢである。
図２０における実線と破線との意義は、図９と同じである。図２０において、複数の破線で示されている曲線は、それぞれ、送信ビームの電力配分が異なる場合の達成可能な伝送な容量である。
FIG. 20 is a graph showing the transmission capacity that can be achieved by the present invention. In FIG. 20, the horizontal axis indicates the capacity of a nearby user (user 2), and the vertical axis indicates the capacity of a far user (user 1). The calculation conditions of FIG. 20 are as follows. In multiuser MIMO, the number of transmission antennas is 2, the correlation value is 0, the number of users is 2, the perspective difference is 20 dB, and the SNR of a nearby user (user 2) is 20 dB.
The significance of the solid and broken lines in FIG. 20 is the same as in FIG. In FIG. 20, curves indicated by a plurality of broken lines are transmission capacities that can be achieved when the power distribution of the transmission beams is different.
図２１は、本発明が達成可能な伝送容量を示すグラフである。図２１において、横軸が近くのユーザ（ユーザ２）のキャパシティを示し、縦軸が遠くのユーザ（ユーザ１）のキャパシティを示している。図２１の算出条件は、マルチユーザＭＩＭＯにおいて、送信アンテナ数は２、相関値は１．０、ユーザ数は２、遠近差は２０ｄＢ、近くのユーザ（ユーザ２）のＳＮＲは２０ｄＢである。
図２１における実線と破線との意義は、図９と同じである。
FIG. 21 is a graph showing the transmission capacity that can be achieved by the present invention. In FIG. 21, the horizontal axis shows the capacity of a nearby user (user 2), and the vertical axis shows the capacity of a far user (user 1). The calculation conditions of FIG. 21 are as follows. In multiuser MIMO, the number of transmission antennas is 2, the correlation value is 1.0, the number of users is 2, the perspective difference is 20 dB, and the SNR of a nearby user (user 2) is 20 dB.
The meanings of the solid line and the broken line in FIG. 21 are the same as those in FIG.
以上の図９〜図２１は、遠近差、相関値、ＳＮＲを変化させた時のＴＤＭＡと本発明とのキャパシティを示している。図９〜図２１の結果から、本発明は、ＴＤＭＡと比べて達成可能な伝送容量を向上させることがわかる。図９〜図２１に示される通り、本発明は、いかなる相関値や遠近差であっても、ＴＤＭＡより達成可能な伝送容量が大きい。 9 to 21 show the capacity of TDMA and the present invention when the perspective difference, correlation value, and SNR are changed. From the results of FIGS. 9 to 21, it can be seen that the present invention improves the achievable transmission capacity as compared to TDMA. As shown in FIG. 9 to FIG. 21, the present invention has a larger transmission capacity than TDMA regardless of any correlation value or perspective difference.
本発明は、チャネルの時変動などによるチャネル情報（ＣＳＩＴ）の誤差にロバストである。なぜなら、１つの空間ストリーム（共通信号）を送っているからである。本発明では、従来の線形プリコーディングや非線形プリコーディングのように、受信機端末が移動したり、伝搬環境が動いたりしても、他のユーザ宛のプライベート信号が漏れ込むことはない。信号が強め合うことも弱め合うこともあるが、全て同じ情報が乗っているので、漏れこんだとしても問題を引き起こさない。本発明は、マルチユーザＭＩＭＯを実現する上での重要な課題であるチャネルの時変動、ＣＳＩＴの誤差に脆弱であるという問題点を克服し、チャネル時変動の激しい移動体通信にもマルチユーザＭＩＭＯを適用することを可能とする。 The present invention is robust against errors in channel information (CSIT) due to channel time variations and the like. This is because one spatial stream (common signal) is sent. In the present invention, private signals addressed to other users do not leak even when the receiver terminal moves or the propagation environment moves, as in conventional linear precoding or nonlinear precoding. The signals may be stronger or weaker, but they all carry the same information, so it doesn't cause any problems if leaked. The present invention overcomes the problem of being vulnerable to channel time variation and CSIT error, which are important issues in realizing multi-user MIMO, and multi-user MIMO for mobile communication with severe channel time variation. It is possible to apply.
実際には、図５に示したように、チャネル情報（ＣＳＩＴ）とスーパーポジションコード上での変調方式の情報からＳＮＲが最も大きいスーパーポジションコード上のストリームを復調して誤り訂正を実施する。誤りがほぼ無い状態で、スーパーポジションコード上のストリームの逆復調・逆復号によりレプリカを作成して、受信信号から差し引いて信号（ステップ１での受信信号）を作成し（ステップ１）、次のステップに進む。次のステップでは、以前に差し引いたスーパーポジションコード上のストリーム以外のスーパーポジションコード上のストリームの中からＳＮＲが最も大きいスーパーポジションコード上のストリームを選択して復調し、誤り訂正を実施して、誤りのない状態にする。逆復調・逆復号によりスーパーポジションコード上のストリームのレプリカを、ステップ１での受信信号から差し引いて信号（ステップ２での受信信号）を作成し（ステップ２）、この動作を全てのストリームに実施するまで逐次的に実行する。逐次的に出てくる誤り訂正後の復号結果が求める結果である。
In practice, as shown in FIG. 5, error correction is performed by demodulating the stream on the super position code having the largest SNR from the channel information (CSIT) and the modulation scheme information on the super position code. In a state where there is almost no error, a replica is created by inverse demodulation and inverse decoding of the stream on the super position code, and a signal (received signal in step 1) is created by subtracting from the received signal (step 1). Proceed to step. In the next step, the stream on the super position code having the highest SNR is selected from the streams on the super position code other than the stream on the super position code subtracted before, and error correction is performed. Make sure there are no errors. Subtract the stream replica on the super position code from the received signal in
図１８において、最初にｎ＝Ｋ（K：ストリーム数、マルチユーザＭＩＳＯのユーザ数）にセットされる。連続した受信信号が補助受信信号用バッファ１２２ｂに蓄えられる。第１〜第Ｋのストリームが補助受信信号用バッファ１２２ｂに蓄えられる。この時、初期スイッチ１２２ａは下向きにセットされる。次に初期スイッチ１２２ａは上向きにセットされて、以下の動作が逐次的に行われる。
最初に補助受信信号用バッファ１２２ｂの中で、第ｎストリームがチャネル情報（ＣＳＩＲ）、変調方式、誤り訂正符号情報を用いて復調される。その復調結果を誤り訂正復号し、逆復調・逆復号により第nストリームのレプリカが生成される。第nストリームのレプリカは、補助受信信号から差し引かれ、第ｎ信号を除いた信号が補助受信信号用バッファ１２２ｂに蓄えられる。ｎはｎ−１にセットされ、ｎが０であれば終了する。その他の場合は、ループを繰り返す。最後に、逐次的な処理の中で求められた誤り訂正が施されたストリームの復号結果が出力される。
In FIG. 18, first, n = K (K: number of streams, number of users of multi-user MISO) is set. Continuous reception signals are stored in the auxiliary
First, in the auxiliary
以上の方法は、いわゆるＳＩＣ（Successive Interference Canceller）と称される方式であるが、その他にも、ＰＩＣ（Parallel Interference Canceller）やＭＬＤ（Maximum Likelihood Detection）等の方式を用いることができる。一般に、復号性能を指標にして比較すると、ＭＬＤ、ＳＩＣ、ＰＩＣの順に優れている。他方、計算量を指標として比較すると、ＰＩＣ、ＳＩＣ、ＭＬＤの順に優れている。復号性能が増すほど、誤り訂正符号の符号化率は小さくすることができ、伝送容量は、達成可能な伝送容量に近づく。 The above method is a so-called SIC (Successive Interference Canceller) method, but other methods such as PIC (Parallel Interference Canceller) and MLD (Maximum Likelihood Detection) can be used. In general, when compared using decoding performance as an index, MLD, SIC, and PIC are superior in this order. On the other hand, when the calculation amount is compared as an index, it is excellent in the order of PIC, SIC, and MLD. As the decoding performance increases, the coding rate of the error correction code can be reduced, and the transmission capacity approaches the achievable transmission capacity.
種々の評価基準が存在するが、一般的と考えられる按分評価基準を中心に説明する。ユーザ１、ユーザ２が所望している伝送速度にしたがって、達成可能な伝送容量を按分してユーザ１、ユーザ２に割り当て、達成可能な伝送容量が最大になるようなαとＲとを定める。按分の比率は、δｉで表されている。実際には、（α、Ｒ）と（ユーザ１の達成可能な伝送容量、ユーザ２の達成可能な伝送容量）との対応リストを作成しておく。ユーザ１、ユーザ２が所望している伝送速度の比と、対応リストのユーザ１の達成可能な伝送容量とユーザ２の達成可能な伝送容量との比の一致する箇所を選び、その箇所に対応する（α、R）を得ることができる。αは送信ビームの電力配分、Ｒはスーパーポジションコードでのコンスタレーション上での電力配分を表している。以上のαとＲを得る過程の定式化を行うと、以下の数式（１０）となる。
ここまでの説明は、達成可能な伝送容量の観点から説明してきたが、変調方式や誤り訂正符号の構成の選択方法も考慮に入れると、与えられた達成可能な伝送容量に近い変調方式や誤り訂正符号を選択する必要がある。よって、実際のシステム設計においては、考慮するべきパラメータはαとＲだけではなく、変調方式、変調多重度、誤り訂正符号の種類と符号長・符号化率、などが考えられる。ＱｏＳの低いユーザとＱｏＳの高いユーザとが混在してくると、これらのパラメータのジョイント最適を行わなければならない。 The description so far has been made from the viewpoint of the achievable transmission capacity, but considering the modulation scheme and the method of selecting the error correction code configuration, the modulation scheme and error close to the given achievable transmission capacity are taken into account. It is necessary to select a correction code. Therefore, in an actual system design, parameters to be considered are not only α and R but also modulation scheme, modulation multiplicity, error correction code type and code length / coding rate, and the like. When users with low QoS and users with high QoS are mixed, joint optimization of these parameters must be performed.
これまでの線形送信ビームの送信ウェイトは、ユーザの最大比合成ビームウェイトベクトルの和であるという制限があったが、この制限を除いて、送信ビームウェイトを決定することもできる。その場合の定式化は、以下の数式（１１）で表される。
理想的には、信号電力が正規分布であり、雑音電力も正規分布である場合を考えて、電力配分が決定される。しかし、実際のシステム設計においては、変調方式や所望の伝送品質を考慮に入れなければならず、電力配分や変調方式や誤り訂正符号の構成なども変わってくる。具体例を述べると、低品質でよいならば、電力配分を少なくすればよい。ただし、ＳＩＣを用いる場合、誤り伝搬に注意しなければならない。電力配分を少なくすると誤りやすくなり、レプリカと原信号との差異が小さくなる。そのため、次のステップで誤りが起こる確率が高くなるので、次のステップのスーパーポジションコード上のストリームの所望伝送品質も一定水準以下の品質でなければならない。
The transmission weight of the linear transmission beam so far has been limited to the sum of the maximum ratio combined beam weight vector of the user. However, the transmission beam weight can be determined without this limitation. The formulation in that case is expressed by the following mathematical formula (11).
Ideally, the power distribution is determined in consideration of the case where the signal power has a normal distribution and the noise power also has a normal distribution. However, in the actual system design, the modulation scheme and desired transmission quality must be taken into consideration, and the power distribution, modulation scheme, error correction code configuration, and the like also change. As a specific example, if low quality is acceptable, power distribution may be reduced. However, when using SIC, attention must be paid to error propagation. If the power distribution is reduced, errors are likely to occur, and the difference between the replica and the original signal is reduced. Therefore, since the probability that an error will occur in the next step increases, the desired transmission quality of the stream on the super position code in the next step must also be a certain level or less.
以上の説明は、１ユーザあたりスーパーポジションコード上のストリームが１の場合であるが、複数ストリームを送ることもできる。複数ストリームとは、スーパーポジションコードの１コンスタレーションに重畳するストリーム数のことである。例えば、ストリーム１、ストリーム２はユーザ１のストリームであり、ストリーム３はユーザ２のストリームである場合、ユーザ１が２ストリームを有していることになる。多値数を増やすのではなく、スーパーポジションコード上のストリーム数を増やすことのメリットは、同じユーザの中でもストリームの所望伝送品質が異なる場合に、異なる伝送品質で送ることができるという点である。
Although the above explanation is for the case where the number of streams on the super position code is 1 per user, a plurality of streams can be transmitted. A plurality of streams refers to the number of streams superimposed on one constellation of super position codes. For example, when the
これまでは、マルチユーザＭＩＳＯの場合、つまり、ユーザの受信アンテナ数が１の場合を主に考えてきた。しかし、以下、ユーザの受信アンテナ数が２以上の場合、つまり、マルチユーザＭＩＭＯの場合を考える。マルチユーザＭＩＭＯの場合、大別して、２つの方法が考えられる。 So far, the case of multi-user MISO, that is, the case where the number of receiving antennas of the user is 1, has been mainly considered. However, the case where the number of receiving antennas of the user is 2 or more, that is, the case of multi-user MIMO is considered below. In the case of multi-user MIMO, there are roughly two methods.
一つは、受信アンテナ素子を単位として線形送信ビームを形成してスーパーポジションコードを送信し、受信側にて複数のアンテナ素子の情報を最大比合成する方法である。実際には、ユーザごとにグループ分けされているが、まるでユーザがアンテナ素子数分、存在するかのように送信する。ユーザは復号するとき、自局に属するグループの受信信号を最大比合成で合成する。 One is a method of transmitting a superposition code by forming a linear transmission beam in units of reception antenna elements, and combining information of a plurality of antenna elements on the reception side at the maximum ratio. Actually, it is grouped for each user, but it is transmitted as if there are as many users as there are antenna elements. When decoding, the user synthesizes the received signals of the groups belonging to the own station by maximum ratio combining.
もう一つは、受信ウェイトを決めて、収容するユーザの受信アンテナ素子数と同じか、小さい空間ストリーム数で空間多重化する方法である。空間ストリームを、収容するユーザの受信アンテナ素子数と同じか、小さい空間ストリーム数にするのは、収容するユーザの受信アンテナ素子数より大きい空間ストリーム数で多重化すると、ユーザが空間ストリームを分離受信できなくなるからである。
更にマルチユーザＭＩＭＯの場合に本発明を適用すると、受信アンテナ素子数が空間ストリーム数より大きいので、ＣＳＩＴの誤差が存在する状況下で複数空間ストリームを送信しても、受信のチャネル情報ＣＳＩＲが正確であれば、複数空間ストリームを分離識別できるので、時変動にロバストであるといえる。
The other is a method in which a reception weight is determined and spatial multiplexing is performed with the number of spatial antennas equal to or smaller than the number of reception antenna elements of the accommodated user. The number of spatial streams is the same as or smaller than the number of receiving antenna elements of the accommodating user. When the number of spatial streams is larger than the number of receiving antenna elements of the accommodating user, the user separates and receives the spatial streams. Because it becomes impossible.
Further, when the present invention is applied to multi-user MIMO, since the number of receiving antenna elements is larger than the number of spatial streams, even if multiple spatial streams are transmitted in a situation where there is an error in CSIT, the received channel information CSIR is accurate. If so, a plurality of spatial streams can be separated and identified, so that it can be said to be robust against time variations.
以下、２ユーザが複数アンテナ素子を具備している場合で、空間ストリーム数が１の場合を考える。３以上のユーザ数の場合は後ほど記す。
ユーザ数が２の場合で、ある評価関数Ｆのもとで、１空間ストリームを伝送する場合などを含めた一般的な場合として、最適な受信ウェイト、最適な送信ビームの送信ウェイトを決めるときは、下記の数式（１２）で表される最適化問題を解けばよい。
受信側の受信ウェイトとして、個々のユーザのチャネルのＳＶＤ展開の左特異値行列の第一列ベクトルに設定して、元のチャネルと受信ウェイトとを統合して新たなチャネルとすれば、マルチユーザＭＩＳＯと等価なチャネルモデルとなる。受信ウェイト行列とチャネルとを合わせたチャネルは、２×Ｎの行列となるので、送信ウェイトの求め方はマルチユーザＭＩＳＯと同等になる。結果的に、送信ビームベクトルは、個々のユーザのチャネルと受信ウェイトとを統合したチャネルのＳＶＤ展開の右特異値行列の第１列ベクトルを並べた行列となる。本結果の妥当性は、第一特異値で伝送するのが、最も電力伝送量が大きいからである。
以上の最適化問題は、下記の数式（１３）でモデル化できる。
以下、マルチユーザＭＩＳＯの場合の定式化された数式（１４）のみを記載する。
When determining the optimal reception weight and the optimal transmission beam transmission weight as a general case including the case where the number of users is 2 and one spatial stream is transmitted under a certain evaluation function F What is necessary is just to solve the optimization problem represented by the following mathematical formula (12).
As the receiving weight on the receiving side, set to the first column vector of the left singular value matrix of the SVD expansion of each user's channel, and if the original channel and the receiving weight are integrated into a new channel, multi-user The channel model is equivalent to MISO. Since the channel obtained by combining the reception weight matrix and the channel is a 2 × N matrix, the method of obtaining the transmission weight is equivalent to that of the multiuser MISO. As a result, the transmission beam vector is a matrix in which the first column vectors of the right singular value matrix of the SVD expansion of the channel in which individual user channels and reception weights are integrated are arranged. The validity of this result is that the transmission with the first singular value has the largest amount of power transmission.
The above optimization problem can be modeled by the following equation (13).
Hereinafter, only the formula (14) formulated in the case of multi-user MISO will be described.
以上のように、本発明は、線形送信ウェイトとスーパーポジションコードとの組み合わせによって、線形送信ビームの電力配分とスーパーポジションコードのコンスタレーション上での電力配分とを可能とし、きめ細かいストリーム毎の電力配分を実現する。
そのため、時間・周波数軸で配分するＴＤＭＡ・ＦＤＭＡのように、遠近差が存在する場合に発生する伝達関数が小さいユーザの時間、周波数資源の占有を解消する。これにより、伝送容量の向上に効果的である。
As described above, the present invention enables the power distribution of the linear transmission beam and the power distribution on the constellation of the super position code by the combination of the linear transmission weight and the super position code, and fine power distribution for each stream. Is realized.
Therefore, as in TDMA / FDMA distributed on the time / frequency axis, the occupation of the time and frequency resources of the user having a small transfer function generated when there is a perspective difference is eliminated. This is effective in improving the transmission capacity.
また、複数ユーザに対してスーパーポジションコードという共通信号を送っているので、時変動等で発生するＣＳＩＴの推定誤差に対して耐性があり、ロバストである。
さらに、送信側でチャネル情報を知っているという条件下では、多重化効果とダイバーシチ効果とを得ることができる。
In addition, since a common signal called a super position code is sent to a plurality of users, it is resistant to a CSIT estimation error caused by time fluctuations and is robust.
Further, under the condition that the transmission side knows channel information, a multiplexing effect and a diversity effect can be obtained.
また、本発明においては、受信ノードは、受信した信号からコンスタレーション上での電力配分の大きさの順番でストリームを逐次的に復調し、復号結果を蓄えて、送信ノードの誤り訂正符号化の逆操作（誤り訂正復号化）を行い、当該復号結果とチャネル情報から逆復調を施してストリームの信号（レプリカ）を生成し、当該レプリカを差し引いて新たな受信信号を得て、逐次的に本操作を実施することにより、全てのコンスタレーション上でのストリームを復号し、自局宛のストリームを抜き出すものとしてもよい。 In the present invention, the receiving node sequentially demodulates the stream from the received signal in the order of the power distribution on the constellation, stores the decoding result, and performs error correction coding of the transmitting node. Perform reverse operation (error correction decoding), perform reverse demodulation from the decoding result and channel information to generate a stream signal (replica), subtract the replica to obtain a new received signal, and By performing the operation, the streams on all the constellations may be decoded, and the stream addressed to the own station may be extracted.
また、本発明においては、受信ノードは、受信した信号からストリームを一括して復号（復調）し、送信ノードの誤り訂正符号化の逆操作（誤り訂正復号化）を行い、当該誤り復号結果とチャネル情報から逆復調を施して、受信信号からストリームの信号（レプリカ）を生成し、当該レプリカを差し引いて新たな受信信号を得て、繰り返し本操作を実施することにより、全てのストリームを復号し、自局宛のストリームを抜き出すものとしてもよい。 In the present invention, the receiving node collectively decodes (demodulates) the stream from the received signal, performs the reverse operation (error correction decoding) of the error correction encoding of the transmission node, and the error decoding result Performs reverse demodulation from the channel information, generates a stream signal (replica) from the received signal, subtracts the replica to obtain a new received signal, and repeats this operation to decode all streams. The stream destined for the own station may be extracted.
また、本発明においては、受信ノードは、受信した信号から誤り訂正の復号も含めたＭＬＤ（最尤推定復号）を実施して全ストリームを復号し、自局宛のストリームを抜き出すものとしてもよい。 In the present invention, the receiving node may perform MLD (Maximum Likelihood Estimation Decoding) including error correction decoding from the received signal to decode all streams and extract a stream addressed to itself. .
また、本発明においては、ユーザが複数のアンテナを具備している場合、送信ノードは、受信アンテナ素子全てを独立したアンテナ素子と仮定して、前述の要領により得られた送信ビームを用いてストリームを多重化したスーパーポジションコードを送信し、受信側は受信アンテナ素子間で最大比合成を実施するものとしてもよい。 Further, in the present invention, when the user has a plurality of antennas, the transmission node assumes that all the reception antenna elements are independent antenna elements, and uses the transmission beam obtained by the above-described procedure to stream the transmission node. May be transmitted, and the receiving side may perform maximum ratio combining between the receiving antenna elements.
また、本発明においては、ユーザが複数のアンテナを具備している場合、各ユーザが受信ウェイトを設定し、当該受信ウェイトの伝達関数を含めた全チャネル情報から、前述の要領により得られた送信ビームを用いてストリームを多重化したスーパーポジションコードを送信し、受信側は先に設定した受信ウェイトで受信して復号し、自局宛のストリームを抜き出すものとしてもよい。 Also, in the present invention, when a user has a plurality of antennas, each user sets a reception weight, and transmission obtained from the above-described procedure from all channel information including a transfer function of the reception weight. A super position code obtained by multiplexing a stream using a beam may be transmitted, and the reception side may receive and decode the reception weight set in advance, and extract a stream addressed to itself.
また、本発明においては、ユーザが複数のアンテナを具備している場合、各ユーザのチャネル伝達関数の第一特異値に対応する左特異値行列の列ベクトルの複素共役行ベクトルを、受信ウェイトに設定し、当該受信ウェイトの伝達関数を含めた全チャネル情報から、前述の要領により得られた送信ビームを用いてストリームを多重化したスーパーポジションコードを送信し、受信側は先に設定した受信ウェイトで受信して復号し、自局宛のストリームを抜き出すものとしてもよい。 Also, in the present invention, when a user has a plurality of antennas, the complex conjugate row vector of the column vector of the left singular value matrix corresponding to the first singular value of the channel transfer function of each user is used as the reception weight. Set and transmit a super position code that multiplexes the stream using the transmission beam obtained by the above procedure from all channel information including the transfer function of the reception weight, and the reception side sets the reception weight previously set. May be received and decoded, and a stream addressed to the own station may be extracted.
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計も含まれる。なお、当然ながら、上述した実施の形態および複数の変形例は、その内容が相反しない範囲で組み合わせることができる。また、上述した実施の形態および変形例では、各部の構造などを具体的に説明したが、その構造などは本願発明を満足する範囲で各種に変更することができる。 The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes a design that does not depart from the gist of the present invention. Needless to say, the above-described embodiment and a plurality of modifications can be combined within a range in which the contents do not conflict with each other. Further, in the above-described embodiments and modifications, the structure of each part has been specifically described, but the structure and the like can be changed in various ways within a range that satisfies the present invention.
１００…無線通信システム， １１０…送信側装置， １１１…送信ＲＦ部， １１２…送信側コンスタレーション系列・送信ウェイト生成部， １２０…受信側装置， １２１…受信ＲＦ部， １２２…受信信号処理部
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記送信ノードが、送信ビームを用いて、ユーザの情報を多重化したスーパーポジションコードを伝送する段階を有し、
前記送信ノードが、ユーザ毎に個別の送信ビームを形成し、複数の個別送信ビームの電力配分（変数１）とストリーム毎の位相回転（変数２）とユーザの情報を多重化したスーパーポジションコード上のストリームの電力配分（変数３）とを変数とする目的関数を設定して、当該目的関数を最大にする変数（変数１、変数２、変数３）を求め、送信ビームの電力配分（変数１）とストリーム毎の位相回転（変数２）とユーザ個別の送信ビームとに基づいて送信ウェイトを求め、ユーザの情報を多重化したスーパーポジションコード上のストリーム毎の電力配分（変数３）に基づいてスーパーポジションコードのコンスタレーションを決定する段階を有する無線通信方法。 In a wireless communication method in which a transmitting node transmits a single stream or multiple streams per node to a plurality of receiving nodes,
It said transmitting node, by using a transmission beam, have a step of transmitting the superposition code multiplexing information of the user,
On the super position code in which the transmission node forms an individual transmission beam for each user and multiplexes the power distribution (variable 1) of the plurality of individual transmission beams, the phase rotation for each stream (variable 2), and user information. Is set as a variable, and variables (variable 1, variable 2, variable 3) for maximizing the objective function are obtained, and transmission beam power distribution (variable 1) is determined. ), The phase rotation for each stream (variable 2) and the transmission beam for each user, and based on the power distribution for each stream (variable 3) on the super position code in which the user information is multiplexed. wireless communication method for chromatic determining a constellation of superposition coding.
前記送信ノードが、送信ビームを用いて、ユーザの情報を多重化したスーパーポジションコードを伝送する段階を有し、
前記送信ノードが、ユーザ毎に最大比合成送信ビームを形成し、複数の個別送信ビームの電力配分（変数１）とストリーム毎の位相回転（変数２）とユーザの情報を多重化したスーパーポジションコード上のストリームの電力配分（変数３）とを変数とする目的関数を設定して、当該目的関数を最大にする変数（変数１、変数２、変数３）を求め、送信ビームの電力配分（変数１）とストリーム毎の位相回転（変数２）とユーザ個別の送信ビームとに基づいて送信ウェイトを求め、ユーザの情報を多重化したスーパーポジションコード上のストリーム毎の電力配分（変数３）に基づいてスーパーポジションコードのコンスタレーションを決定する段階を有する無線通信方法。 In a wireless communication method in which a transmitting node transmits a single stream or multiple streams per node to a plurality of receiving nodes,
It said transmitting node, by using a transmission beam, have a step of transmitting the superposition code multiplexing information of the user,
The superposition code in which the transmission node forms a maximum ratio combined transmission beam for each user and multiplexes the power distribution (variable 1) of a plurality of individual transmission beams, the phase rotation for each stream (variable 2), and user information An objective function with the power distribution (variable 3) of the upper stream as a variable is set, and variables (variable 1, variable 2, variable 3) that maximize the objective function are obtained, and power distribution (variable of the transmission beam) 1) Based on the power distribution (variable 3) for each stream on the super position code obtained by determining the transmission weight based on the phase rotation for each stream (variable 2) and the user-specific transmission beam and multiplexing the user information. wireless communication method for chromatic determining a constellation of superposition code Te.
前記送信ノードが、送信機側チャネル情報を用いて、前記複数の受信ノードへの送信ウェイト（変数１）とユーザの情報を多重化したスーパーポジションコード上のストリームの電力配分（変数２）とを変数とする目的関数を設定して、当該目的関数を最大にする変数（変数１、変数２）を求め、前記送信ウェイト（変数１）を用いてユーザの情報を前記電力配分（変数２）で多重化したスーパーポジションコードを送信する段階と、
前記複数の受信ノードが、受信機側チャネル情報と送信方式に関する情報とに基づいてスーパーポジションコードを復号し、自局宛のデータを抜き出す段階を有し、
前記送信ノードが、ユーザ毎に個別の送信ビームを形成し、複数の個別送信ビームの電力配分（変数１）とストリーム毎の位相回転（変数２）とユーザの情報を多重化したスーパーポジションコード上のストリームの電力配分（変数３）とを変数とする目的関数を設定して、当該目的関数を最大にする変数（変数１、変数２、変数３）を求め、送信ビームの電力配分（変数１）とストリーム毎の位相回転（変数２）とユーザ個別の送信ビームとに基づいて送信ウェイトを求め、ユーザの情報を多重化したスーパーポジションコード上のストリーム毎の電力配分（変数３）に基づいてスーパーポジションコードのコンスタレーションを決定する段階を有する無線通信方法。 In a wireless communication method in which a transmitting node transmits a single stream or multiple streams per node to a plurality of receiving nodes,
The transmission node uses the transmitter-side channel information to determine the transmission weight (variable 1) to the plurality of reception nodes and the power distribution (variable 2) of the stream on the super position code in which user information is multiplexed. An objective function as a variable is set, variables (variable 1 and variable 2) that maximize the objective function are obtained, and user information is obtained by the power distribution (variable 2) using the transmission weight (variable 1). Transmitting the multiplexed super position code;
It said plurality of receiving nodes, decodes the superposition codes on the basis of the information about the transmission method receiver-side channel information, have a step of extracting the data addressed to the own station,
On the super position code in which the transmission node forms an individual transmission beam for each user and multiplexes the power distribution (variable 1) of the plurality of individual transmission beams, the phase rotation for each stream (variable 2), and user information. Is set as a variable, and variables (variable 1, variable 2, variable 3) for maximizing the objective function are obtained, and transmission beam power distribution (variable 1) is determined. ), The phase rotation for each stream (variable 2) and the transmission beam for each user, and based on the power distribution for each stream (variable 3) on the super position code in which the user information is multiplexed. wireless communication method for chromatic determining a constellation of superposition coding.
前記送信ノードが、送信機側チャネル情報を用いて、前記複数の受信ノードへの送信ウェイト（変数１）とユーザの情報を多重化したスーパーポジションコード上のストリームの電力配分（変数２）とを変数とする目的関数を設定して、当該目的関数を最大にする変数（変数１、変数２）を求め、前記送信ウェイト（変数１）を用いてユーザの情報を前記電力配分（変数２）で多重化したスーパーポジションコードを送信する段階と、
前記複数の受信ノードが、受信機側チャネル情報と送信方式に関する情報とに基づいてスーパーポジションコードを復号し、自局宛のデータを抜き出す段階を有し、
前記送信ノードが、ユーザ毎に最大比合成送信ビームを形成し、複数の個別送信ビームの電力配分（変数１）とストリーム毎の位相回転（変数２）とユーザの情報を多重化したスーパーポジションコード上のストリームの電力配分（変数３）とを変数とする目的関数を設定して、当該目的関数を最大にする変数（変数１、変数２、変数３）を求め、送信ビームの電力配分（変数１）とストリーム毎の位相回転（変数２）とユーザ個別の送信ビームとに基づいて送信ウェイトを求め、ユーザの情報を多重化したスーパーポジションコード上のストリーム毎の電力配分（変数３）に基づいてスーパーポジションコードのコンスタレーションを決定する段階を有する無線通信方法。 In a wireless communication method in which a transmitting node transmits a single stream or multiple streams per node to a plurality of receiving nodes,
The transmission node uses the transmitter-side channel information to determine the transmission weight (variable 1) to the plurality of reception nodes and the power distribution (variable 2) of the stream on the super position code in which user information is multiplexed. An objective function as a variable is set, variables (variable 1 and variable 2) that maximize the objective function are obtained, and user information is obtained by the power distribution (variable 2) using the transmission weight (variable 1). Transmitting the multiplexed super position code;
It said plurality of receiving nodes, decodes the superposition codes on the basis of the information about the transmission method receiver-side channel information, have a step of extracting the data addressed to the own station,
The superposition code in which the transmission node forms a maximum ratio combined transmission beam for each user and multiplexes the power distribution (variable 1) of a plurality of individual transmission beams, the phase rotation for each stream (variable 2), and user information An objective function with the power distribution (variable 3) of the upper stream as a variable is set, and variables (variable 1, variable 2, variable 3) that maximize the objective function are obtained, and power distribution (variable of the transmission beam) 1) Based on the power distribution (variable 3) for each stream on the super position code obtained by determining the transmission weight based on the phase rotation for each stream (variable 2) and the user-specific transmission beam and multiplexing the user information. wireless communication method for chromatic determining a constellation of superposition code Te.
請求項１から５のいずれか１項に記載の無線通信方法における送信ノードとして動作する送信側装置。 A transmission side constellation sequence / transmission weight generation unit that outputs a transmission weight and a constellation sequence in response to input of channel information and an information data sequence,
The transmission side apparatus which operate | moves as a transmission node in the radio | wireless communication method of any one of Claim 1 to 5 .
請求項１から５のいずれか１項に記載の無線通信方法における受信ノードとして動作する受信側装置。 A reception signal processing unit that outputs a decoded information sequence in response to input of a reception signal,
The receiving side apparatus which operate | moves as a receiving node in the radio | wireless communication method of any one of Claim 1 to 5 .
請求項７に記載の受信側装置とを備える無線通信システム。 A transmission-side device according to claim 6 ;
A wireless communication system comprising the receiving-side device according to claim 7 .
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