專利名稱：無線接收裝置、無線發(fā)送裝置以及干擾信號(hào)消除方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線接收裝置、無線發(fā)送裝置以及干擾信號(hào)消除方法。
背景技術(shù)：
近年來，在無線通信，尤其在移動(dòng)通信中，除了語音以外，圖像和數(shù)據(jù)等各種信息也成為傳輸?shù)膶?duì)象。由于今后對(duì)各種各樣的內(nèi)容(contents)的傳輸?shù)男枨髸?huì)越來越高，所以可以預(yù)測(cè)到對(duì)高速傳輸?shù)男枰獣?huì)進(jìn)一步提高。然而，在移動(dòng)通信中進(jìn)行高速傳輸時(shí)，不能忽視因多路徑引起的延遲波的影響，頻率選擇性衰落會(huì)使傳輸特性惡化。
作為抗頻率選擇性衰落的對(duì)策技術(shù)之一，OFDM(Orthogonal FrequencyDivision Multiplexing，正交頻分復(fù)用)等多載波通信備受矚目。多載波通信使用傳輸速率被抑制到不會(huì)發(fā)生頻率選擇性衰落的程度的多個(gè)載波(副載波)來傳輸數(shù)據(jù)，該技術(shù)由此在結(jié)果上進(jìn)行高速傳輸。特別是，由于OFDM方式因數(shù)據(jù)所配置的多個(gè)副載波互相正交，因此即使在多載波通信中其頻率利用效率也很高，而且能通過比較簡(jiǎn)單的硬件結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)，因此尤其備受矚目而被進(jìn)行各種各樣的探討。
另一方面，在移動(dòng)通信中，還對(duì)自適應(yīng)陣列天線(以下簡(jiǎn)稱為“AAA”)技術(shù)進(jìn)行了探討，該AAA技術(shù)為通過將多根天線所接收的信號(hào)分別乘以加權(quán)系數(shù)(加權(quán))，來自適應(yīng)地控制接收方向性的技術(shù)。在該AAA技術(shù)中，通過MMSE(Minimum Mean Square Error，最小均方差)自適應(yīng)地控制加權(quán)，由此能夠從接收信號(hào)中消除干擾信號(hào)。
而且，例如在專利文獻(xiàn)1中記述的一種技術(shù)，其在組合了OFDM方式和AAA技術(shù)的接收裝置中，迅速且高精確度地進(jìn)行最優(yōu)加權(quán)的估計(jì)。
專利文獻(xiàn)1日本專利申請(qǐng)?zhí)亻_2003-218759號(hào)公報(bào)發(fā)明內(nèi)容發(fā)明要解決的問題
根據(jù)AAA技術(shù)，在其原理上能夠消除天線數(shù)目-1的數(shù)目的干擾信號(hào)。換言之，在將干擾信號(hào)源的數(shù)目設(shè)為N時(shí)，專利文獻(xiàn)1所述的接收裝置需要具有N+1根天線。而且，從各個(gè)干擾信號(hào)源發(fā)送的信號(hào)在多路徑環(huán)境下被接收裝置接收時(shí)，將各個(gè)干擾信號(hào)源的多路徑的數(shù)目設(shè)為M的話，專利文獻(xiàn)1所述的接收裝置則需要具有N×M+1根的多個(gè)天線。
如上所述，由于專利文獻(xiàn)1所述的接收裝置為了消除干擾信號(hào)需要具有許多天線，所以在近年來對(duì)小型化的要求日益增長(zhǎng)的無線通信移動(dòng)臺(tái)裝置(以下簡(jiǎn)稱為“移動(dòng)臺(tái)”)中，實(shí)際上難以配置專利文獻(xiàn)1所述的接收裝置。
本發(fā)明的目的在于提供無線接收裝置、無線發(fā)送裝置以及干擾信號(hào)消除方法，能夠在多載波通信中高效率地消除干擾信號(hào)。
解決問題的方案本發(fā)明的無線接收裝置采用的結(jié)構(gòu)包括接收單元，接收包含了多個(gè)副載波的多載波信號(hào)，所述副載波上映射有多個(gè)相同的碼元；以及干擾消除單元，使用所述多個(gè)相同的碼元，從所述多載波信號(hào)中消除干擾信號(hào)。
發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，能夠在多載波通信中高效率地消除干擾信號(hào)。


圖1是OFDM碼元的概念圖；圖2A是副載波#1的碼元的概念圖；圖2B是副載波#2的碼元的概念圖；圖2C是副載波#3的碼元的概念圖；圖2D是副載波#4的碼元的概念圖；圖3是表示AAA技術(shù)的動(dòng)作原理的圖；圖4是表示本發(fā)明的動(dòng)作原理的圖；圖5是表示本發(fā)明實(shí)施例1的基站的結(jié)構(gòu)的方框圖；圖6是表示本發(fā)明實(shí)施例1的移動(dòng)臺(tái)的結(jié)構(gòu)的方框圖；圖7是表示本發(fā)明實(shí)施例1的映射圖案的圖；圖8是表示本發(fā)明實(shí)施例2的基站的結(jié)構(gòu)的方框圖；圖9是表示本發(fā)明實(shí)施例2的映射圖案的圖；圖10是表示本發(fā)明實(shí)施例2的映射圖案的圖；
圖11是表示本發(fā)明實(shí)施例3的移動(dòng)臺(tái)的結(jié)構(gòu)的方框圖；圖12是表示本發(fā)明實(shí)施例4的映射圖案的圖；圖13是表示本發(fā)明實(shí)施例4的映射圖案的圖；圖14是表示本發(fā)明實(shí)施例4的映射圖案的圖；圖15是表示本發(fā)明實(shí)施例4的映射圖案的圖；圖16是表示本發(fā)明實(shí)施例4的映射圖案的圖；圖17是表示本發(fā)明實(shí)施例4的映射圖案的圖；圖18是表示本發(fā)明實(shí)施例5的移動(dòng)通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；圖19是表示本發(fā)明實(shí)施例5的映射圖案的圖；圖20是表示本發(fā)明實(shí)施例6的基站的結(jié)構(gòu)的方框圖；圖21是表示本發(fā)明實(shí)施例7的移動(dòng)通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；圖22是表示本發(fā)明實(shí)施例7的移動(dòng)臺(tái)的結(jié)構(gòu)的方框圖；圖23是表示本發(fā)明實(shí)施例7的干擾消除單元的結(jié)構(gòu)的方框圖；圖24是表示本發(fā)明實(shí)施例8的映射圖案的圖；圖25是表示本發(fā)明實(shí)施例8的移動(dòng)臺(tái)的結(jié)構(gòu)的方框圖；以及圖26是表示本發(fā)明實(shí)施例8的映射圖案的圖。
具體實(shí)施例方式
首先，說明本發(fā)明的動(dòng)作原理。另外，雖然在以下的說明中以O(shè)FDM方式為多載波通信方式的一例進(jìn)行說明，但是本發(fā)明并不限于OFDM方式。
由于作為多載波信號(hào)的OFDM碼元的符號(hào)率非常小，所以在多路徑環(huán)境中被接收的OFDM碼元具有如下特征，即，不管多路徑的數(shù)目如何，作為將多個(gè)路徑的信號(hào)合成后的一個(gè)信號(hào)而被接收。因此，在OFDM方式中期望信號(hào)和干擾信號(hào)分別經(jīng)由多路徑被移動(dòng)臺(tái)接收時(shí)，如圖1所示，在移動(dòng)臺(tái)，接收到無論是期望信號(hào)還是干擾信號(hào)，都作為合成多個(gè)路徑的信號(hào)后的信號(hào)。
因此，對(duì)于OFDM碼元的各個(gè)副載波#1至#4的每一個(gè)，在干擾信號(hào)源為N個(gè)的情況下，不管多路徑的數(shù)目如何，可以認(rèn)為接收到將一個(gè)期望信號(hào)和N個(gè)干擾信號(hào)合成后的信號(hào)。換言之，在干擾信號(hào)源為N個(gè)的情況下，不管多路徑的數(shù)目如何，對(duì)每個(gè)副載波而言可以認(rèn)為存在一個(gè)具有單路徑的瑞利衰落(Rayleigh fading)的期望信號(hào)和N個(gè)具有單路徑的瑞利衰落的干擾信號(hào)。在圖2A至D示出了上述情況。如這些圖所示，在各個(gè)副載波#1至#4，接收到在期望信號(hào)上被附加了干擾信號(hào)的碼元。因此，在OFDM中，在干擾信號(hào)源為N個(gè)的情況下，不管多路徑的數(shù)目如何，只要在每個(gè)副載波從接收信號(hào)中消除N個(gè)干擾信號(hào)，就能夠得到期望信號(hào)。
如上所述，作為OFDM接收信號(hào)的特征可以舉出，即使在單載波傳輸中會(huì)接收受到頻率選擇性衰落影響的信號(hào)的多路徑環(huán)境下，對(duì)每個(gè)副載波而言，OFDM接收信號(hào)成為受到瑞利衰落影響的信號(hào)。
另一方面，作為AAA技術(shù)的特征，可以舉出，為了消除N個(gè)干擾信號(hào)而需要N+1根天線，用于接收將一個(gè)期望信號(hào)和N個(gè)干擾信號(hào)合成后的信號(hào)。此時(shí)，在通過N+1根天線接收到的信號(hào)中，分別包含期望信號(hào)和干擾信號(hào)。然后，將各根天線所接收到的信號(hào)乘以通過MMSE處理求出的加權(quán)，并對(duì)乘以加權(quán)后的信號(hào)進(jìn)行合成，由此能夠從接收信號(hào)中消除N個(gè)干擾信號(hào)，得到一個(gè)期望信號(hào)。
著眼于上述的OFDM接收信號(hào)的特征和AAA技術(shù)的特征，如果將如圖1所示的各個(gè)副載波#1至#4視為AAA技術(shù)中的各根天線，對(duì)構(gòu)成OFDM碼元的各個(gè)副載波#1至#4的4個(gè)副載波，作為期望信號(hào)映射相同的碼元，并對(duì)各個(gè)副載波#1至#4進(jìn)行與AAA技術(shù)同樣的MMSE處理，則即使在OFDM方式的無線通信中存在許多多路徑的情況下，移動(dòng)臺(tái)能也夠消除從3個(gè)干擾信號(hào)源發(fā)送的所有干擾信號(hào)。另外，移動(dòng)臺(tái)不需要具有多根天線，不管多路徑的數(shù)目如何，只要具有一根天線就能夠消除從3個(gè)干擾信號(hào)源發(fā)送的所有干擾信號(hào)?？傊?，在OFDM通信中，為了從接收信號(hào)中消除從N個(gè)干擾信號(hào)源發(fā)送的干擾信號(hào)，即使存在許多多路徑時(shí)，移動(dòng)臺(tái)具有一根天線就足夠，而且存在用于作為期望信號(hào)映射相同的碼元的N+1個(gè)副載波就足夠。
這樣，在本發(fā)明中，將映射相同的碼元的多個(gè)副載波視為AAA技術(shù)中的多根天線，并對(duì)這多個(gè)相同的碼元在頻域上進(jìn)行MMSE處理，由此消除包含在OFDM碼元中的干擾信號(hào)。
更具體而言，可以說明如下在AAA技術(shù)的情況下，設(shè)期望信號(hào)為D、干擾信號(hào)為U、期望信號(hào)在天線n的傳播路徑的信道估計(jì)值為hDn、干擾信號(hào)在天線n的傳播路徑的信道估計(jì)值為hUn時(shí)，由式(1)表示在天線n中的接收信號(hào)Rn。
Rn＝D·hDn+U·hUn…(1)
然后，基于式(2)，將天線n所接收的信號(hào)乘以通過MMSE處理求出的天線n的加權(quán)Wn并進(jìn)行合成，由此能夠從接收信號(hào)Rn中消除干擾信號(hào)U，得到期望信號(hào)D。另外，在式(2)中，P為由信道估計(jì)值hDn和信道估計(jì)值hUn生成的P矢量。
Wn＝R-1·P …(2)因此，例如，如圖3所示，在干擾信號(hào)源為一個(gè)且接收機(jī)端具有兩根天線的情況下，根據(jù)AAA技術(shù)，由式(3)提供各根天線的接收信號(hào)。
r1r2=hd1hu1hd2hu2du···(3)]]>另一方面，在本發(fā)明中，設(shè)期望信號(hào)為D、干擾信號(hào)為U、期望信號(hào)在副載波m的傳播路徑的信道估計(jì)值為hDm、干擾信號(hào)在副載波m的傳播路徑的信道估計(jì)值為hUm時(shí)，由式(4)表示在副載波m的接收信號(hào)Qm。
Qm＝D·hDm+U·hUm…(4)然后，基于式(5)將在副載波m接收的信號(hào)乘以通過MMSE處理求出的副載波m的加權(quán)Wm并進(jìn)行合成，由此能夠從接收信號(hào)Qm中消除干擾信號(hào)U，得到期望信號(hào)D。另外，在式(5)中，P為由信道估計(jì)值hDm和信道估計(jì)值hUm生成的P矢量。
Wm＝Q-1·P …(5)因此，例如，如圖4所示，在干擾信號(hào)源為一個(gè)且接收機(jī)端通過一根天線接收由兩個(gè)副載波形成的OFDM碼元的情況下，由式(6)提供各個(gè)副載波的接收信號(hào)。
q1q2=hd1hu1hd2hu2du···(6)]]>這里，對(duì)式(1)至(3)與式(4)至(6)進(jìn)行比較，可知只有天線號(hào)碼n變?yōu)楦陛d波號(hào)碼m，其它部分由完全相同的式子來表示?？傊?，這意味著將OFDM碼元的多個(gè)副載波視為AAA技術(shù)中的多根天線，并對(duì)由一根天線接收到的OFDM碼元的多個(gè)副載波進(jìn)行與AAA技術(shù)同樣的MMSE處理，由此能夠從OFDM碼元中消除干擾信號(hào)。
以下，參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式。
(實(shí)施例1)圖5表示本實(shí)施例的無線通信基站裝置(以下簡(jiǎn)稱為“基站”)100的結(jié)構(gòu)。另外，圖6表示本實(shí)施例的移動(dòng)臺(tái)200的結(jié)構(gòu)。
圖5所示的基站100中，編碼單元101將發(fā)送數(shù)據(jù)(比特串)編碼，并輸出到調(diào)制單元102。
調(diào)制單元102對(duì)編碼后的比特串進(jìn)行調(diào)制來生成碼元，并輸出到重復(fù)(repetition)單元103。
重復(fù)單元103對(duì)所輸入的各個(gè)碼元進(jìn)行復(fù)制(重復(fù))，生成多個(gè)相同的碼元。例如，重復(fù)因子(repetition factor，RF)＝4時(shí)，在重復(fù)單元103對(duì)從調(diào)制單元102輸入的每個(gè)碼元都得到4個(gè)相同的碼元。另外，這里設(shè)為S1至S16的16個(gè)碼元分別以RF＝4被重復(fù)。也就是說，重復(fù)單元103對(duì)碼元S1至S16都各得到4個(gè)碼元。
每當(dāng)從重復(fù)單元103串行地輸入與K個(gè)副載波相應(yīng)分量的碼元時(shí)，S/P單元104都將這些碼元變化成并行，并輸出到IFFT單元105，所述K個(gè)副載波為構(gòu)成作為多載波信號(hào)的OFDM碼元的多個(gè)副載波#1至#K。
IFFT單元105對(duì)從S/P單元104輸入的碼元進(jìn)行IFFT(Inverse FastFourier Transform，快速傅立葉逆變換)，并基于規(guī)定的映射圖案(配置圖案)映射(配置)到副載波#1至#K的每一個(gè)，從而生成OFDM碼元。另外，IFFT單元105在幀的起始位置對(duì)導(dǎo)頻碼元(PL)進(jìn)行IFFT并映射到副載波#1至#K的每一個(gè)，來生成OFDM碼元。另外，這里設(shè)1個(gè)OFDM碼元由副載波#1至#8的8個(gè)副載波構(gòu)成。
這樣生成的OFDM碼元由GI附加單元106被附加保護(hù)間隔之后，在發(fā)送RF單元107被實(shí)施上變頻等規(guī)定的無線處理，并從天線108被無線發(fā)送給移動(dòng)臺(tái)200。
這里，在RF＝4且由9個(gè)OFDM碼元(即，1個(gè)由導(dǎo)頻碼元構(gòu)成的OFDM碼元+8個(gè)由碼元S1至S16構(gòu)成的OFDM碼元)構(gòu)成1幀的情況下，本實(shí)施例的映射圖案為例如如圖7所示。也就是說，碼元S1、S3、S5、S7、S9、S11、S13、S15的每一個(gè)以RF＝4在頻域方向被重復(fù)，并被映射到副載波#1至#4，而碼元S2、S4、S6、S8、S10、S12、S14、S16的每一個(gè)以RF＝4在頻域方向被重復(fù)，并被映射到副載波#5至#8?？傊嗤拇a元被映射到互不相同的4個(gè)副載波，并被發(fā)送給移動(dòng)臺(tái)200。
在圖6所示的移動(dòng)臺(tái)200中，經(jīng)由天線201接收從基站100發(fā)送的OFDM碼元。此時(shí)，在接收到的OFDM碼元中，除了從基站100發(fā)送的期望信號(hào)之外，還包含從干擾信號(hào)源發(fā)送的干擾信號(hào)。該干擾信號(hào)是具有與從基站100發(fā)送的OFDM碼元的頻率#1至#8相同頻率的OFDM碼元，例如是從基站100以外的其它基站發(fā)送的OFDM碼元、從移動(dòng)臺(tái)200以外的其它移動(dòng)臺(tái)發(fā)送的OFDM碼元等。另外，在基站100的天線108為由多根天線組成的扇區(qū)天線(sector antenna)的情況下，從與移動(dòng)臺(tái)200所在的扇區(qū)以外的扇區(qū)對(duì)應(yīng)的天線所發(fā)送的OFDM碼元也成為干擾信號(hào)。
包含這樣的期望信號(hào)和干擾信號(hào)的OFDM碼元由接收RF單元202被實(shí)施下變頻等規(guī)定的無線處理之后，由GI除去單元203除去保護(hù)間隔，并輸入到FFT單元204。
FFT單元204對(duì)從GI除去單元203輸入的OFDM碼元進(jìn)行FFT(FastFourier Transform，快速傅立葉變換)，得到映射在副載波#1至#8的每一個(gè)上的碼元。這些碼元被輸入到選擇單元205。
在為幀的起始位置的OFDM碼元的情況下，選擇單元205將映射在副載波#1至#8的導(dǎo)頻碼元輸出到信道估計(jì)單元206。另外，選擇單元205基于在基站100生成OFDM碼元時(shí)的映射圖案選擇多個(gè)相同的碼元，并輸出到相關(guān)值計(jì)算單元207和乘法器209-1至209-N。具體而言，在圖7中，選擇單元205在t1首先選擇并輸出被映射在副載波#1至#4上的4個(gè)碼元S1，然后選擇并輸出被映射在副載波#5至#8上的4個(gè)碼元S2。在t2至t4也是同樣的。因此，圖6中成為N＝RF＝4。另外，這4個(gè)碼元中分別附加有干擾信號(hào)。總之，在選擇單元205，附加有干擾信號(hào)的相同的碼元被依序選擇并輸出。
信道估計(jì)單元206使用所輸入的導(dǎo)頻碼元求出副載波#1至#8的信道估計(jì)值。然后，信道估計(jì)單元206基于信道估計(jì)值生成P矢量，并輸出到MMSE處理單元208。例如，在由選擇單元205選擇映射在副載波#1至#4的4個(gè)碼元S1的t1，信道估計(jì)單元206基于副載波#1至#4的信道估計(jì)值h1至h4生成式(7)所示的P矢量。對(duì)碼元S2至S16也是同樣的。另外，由于信道估計(jì)值是基于幀起始位置的導(dǎo)頻碼元來計(jì)算的，所以在一幀中對(duì)每一個(gè)副載波都使用相同的值。
P=h1h2h3h4···(7)]]>相關(guān)值計(jì)算單元207計(jì)算在相同碼元的副載波間的互相關(guān)值。例如，輸入了映射在副載波#1至#4的4個(gè)碼元S1時(shí)，相關(guān)值計(jì)算單元207在副載波#1至#4之間求這4個(gè)碼元的互相關(guān)值。然后，相關(guān)值計(jì)算單元207基于互相關(guān)值生成R矩陣，求該R矩陣的逆矩陣并輸出到MMSE處理單元208。例如，在由選擇單元205選擇被映射在副載波#1至#4上的4個(gè)碼元S1的t1，相關(guān)值計(jì)算單元207基于副載波#1至#4之間的互相關(guān)值x11至x44生成式(8)所示的R矩陣。對(duì)碼元S2至S16也是同樣的。
R=x11x21x31x41x12x22x32x42x13x23x33x43x14x24x34x44···(8)]]>MMSE處理單元208基于從信道估計(jì)單元206輸入的P矢量(P)和從相關(guān)值計(jì)算單元207輸入的R矩陣的逆矩陣(R-1)，進(jìn)行式(9)所示的矩陣運(yùn)算的MMSE處理而求加權(quán)W(W1至W4)，并輸出到乘法器209-1至209-N。對(duì)碼元S2至S16也是同樣的。
W＝R-1·P…(9)另外，這樣的加權(quán)生成方法在AAA技術(shù)中，作為SMI(Sample MatrixInverse，抽樣矩陣取逆)法是眾所周知的。
乘法器209-1至209-N將選擇單元205所選擇的碼元的每一個(gè)乘以由MMSE處理單元208求出的加權(quán)，并輸出到合成單元210。
合成單元210將乘以加權(quán)后的各個(gè)碼元合成，生成合成信號(hào)。由于合成單元210所合成的各個(gè)碼元為被映射在多個(gè)不同的副載波上的相同的碼元，所以通過這樣的副載波間的合成，能夠從各個(gè)碼元S1至S16消除干擾信號(hào)。由于在本發(fā)明OFDM碼元中的各個(gè)副載波相當(dāng)于AAA技術(shù)中的各根天線，所以在RF＝4的各個(gè)碼元S1至S16，不管多路徑的數(shù)目如何，能夠?qū)碜訰F-1個(gè)(即，3個(gè))的干擾信號(hào)源的干擾信號(hào)都消除掉。
另外，由相關(guān)值計(jì)算單元207、MMSE處理單元208、乘法器209-1至209-N以及合成單元210構(gòu)成干擾消除單元213。
這樣生成的合成信號(hào)由解調(diào)單元211進(jìn)行解調(diào)之后，在解碼單元212進(jìn)行解碼。由此得到接收數(shù)據(jù)。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施例，將OFDM碼元的多個(gè)副載波視為AAA技術(shù)中的多根天線，并對(duì)OFDM碼元的多個(gè)副載波進(jìn)行與AAA技術(shù)同樣的MMSE處理，由此不管多路徑的數(shù)目如何，也能夠消除來自RF-1個(gè)干擾信號(hào)源的所有的干擾信號(hào)。因此，在移動(dòng)臺(tái)不需要像以往的AAA技術(shù)那樣為了消除干擾信號(hào)而具有多根天線，不管多路徑的數(shù)目如何，只要具有一根天線就足夠，從而能夠避免為了消除干擾信號(hào)而導(dǎo)致裝置的大型化。另外，根據(jù)AAA技術(shù)，需要隨著干擾信號(hào)源的數(shù)目以及多路徑的數(shù)目的增加而增加接收天線的數(shù)目，但是根據(jù)本實(shí)施例，即使在干擾信號(hào)源的數(shù)目增加的情況下，也不管多路徑的數(shù)目是否增加，僅使RF增加即可，因此能夠高效率地消除干擾信號(hào)。
另外，本實(shí)施例特別適合于一個(gè)基站所覆蓋的通信區(qū)域(小區(qū))由具有方向性的扇區(qū)天線以角度方向被分割為多個(gè)扇區(qū)的移動(dòng)通信系統(tǒng)。由于分別發(fā)送給分割后的多個(gè)扇區(qū)的信號(hào)為從一個(gè)基站的多根天線發(fā)送的信號(hào)，所以，不管移動(dòng)臺(tái)所在的位置，對(duì)于扇區(qū)間的干擾來說都有與小區(qū)間的干擾相比干擾信號(hào)電平大的傾向。因此，對(duì)于扇區(qū)間的干擾，由于即使提高期望信號(hào)電平，SIR(Signal to Interference Ratio，信干比)的改善效果也小于小區(qū)間的干擾，所以如本實(shí)施例所述，通過抑制干擾信號(hào)電平，能夠提高SIR的改善效果。
(實(shí)施例2)圖8表示本實(shí)施例的無線通信基站裝置300的結(jié)構(gòu)?；?00在實(shí)施例1的基站100(圖5)的結(jié)構(gòu)中還具有交織器301。
這里，在如實(shí)施例1所述地對(duì)各個(gè)碼元進(jìn)行重復(fù)時(shí)，有時(shí)為了進(jìn)一步提高頻域方向的分集效果，對(duì)重復(fù)后的多個(gè)相同的碼元在頻域上進(jìn)行交織。另外，還可以考慮為了提高時(shí)域方向的分集效果，對(duì)重復(fù)后的多個(gè)相同的碼元在時(shí)域上進(jìn)行交織。
然而，為了在實(shí)施例1所述的移動(dòng)臺(tái)200從接收信號(hào)中消除干擾信號(hào)而得到期望信號(hào)，重復(fù)后的期望信號(hào)對(duì)副載波的映射圖案和重復(fù)后的干擾信號(hào)對(duì)副載波的映射圖案需要在頻域方向上為相同的映射圖案。也就是說，為了使實(shí)施例1所述的移動(dòng)臺(tái)200從接收信號(hào)中消除干擾信號(hào)而得到期望信號(hào)，期望信號(hào)和干擾信號(hào)的需要以相同的圖案被配置在頻域上?？傊?，期望信號(hào)的相同的碼元被映射到副載波#1至#4上時(shí)，干擾信號(hào)的相同的碼元也需要同樣地被映射到副載波#1至#4上。因此，期望信號(hào)源的交織器301和干擾信號(hào)源的交織器301需要以相同的交織圖案對(duì)重復(fù)后的相同碼元在頻域上進(jìn)行交織。
因此，交織器301對(duì)圖7所示的各個(gè)碼元進(jìn)行交織以使其成為如圖9所示。而且，此時(shí)，在期望信號(hào)和干擾信號(hào)使頻域方向的交織圖案成為相同的映射圖案。與此相對(duì)，在時(shí)域上進(jìn)行交織時(shí)，交織器301不對(duì)每個(gè)碼元進(jìn)行交織，而對(duì)每個(gè)OFDM碼元(對(duì)每列)進(jìn)行交織。通過這樣處理，能夠使重復(fù)后的期望信號(hào)對(duì)副載波的映射圖案和重復(fù)后的干擾信號(hào)對(duì)副載波的映射圖案在頻域方向成為相同的映射圖案，從而能夠從接收信號(hào)中可靠地消除干擾信號(hào)。
這里，可以使對(duì)期望信號(hào)和干擾信號(hào)在時(shí)域方向中進(jìn)行的交織的交織圖案相異。
例如，相對(duì)期望信號(hào)源的映射圖案(圖9)，如果圖示干擾信號(hào)源的映射圖案則如圖10所示。如該圖所示，作為期望信號(hào)的碼元S1被映射到副載波#1、#3、#5、#7上時(shí)，作為干擾信號(hào)的碼元S7’也被映射到副載波#1、#3、#5、#7上。由此，能夠使在副載波#1、#3、#5、#7中的期望信號(hào)和干擾信號(hào)的組合全部相同，從而能夠防止因期望信號(hào)和干擾信號(hào)間的頻域方向中的交織圖案的相異而產(chǎn)生的、干擾消除性能的惡化。
另外，與實(shí)施例1相同地，本實(shí)施例特別適合于一個(gè)基站所覆蓋的通信區(qū)域(小區(qū))由具有方向性的扇區(qū)天線以角度方向被分割為多個(gè)扇區(qū)的移動(dòng)通信系統(tǒng)。因?yàn)橐粋€(gè)基站具有多個(gè)扇區(qū)時(shí)，信號(hào)從同一個(gè)基站發(fā)送到相鄰的扇區(qū)，所以在該基站容易使移動(dòng)臺(tái)200的期望信號(hào)和干擾信號(hào)的交織圖案成為相同的映射圖案。也就是說，為了在相鄰小區(qū)間使交織圖案一致，需要在不同小區(qū)的基站間的信令(signaling)，但是為了在相鄰扇區(qū)間使交織圖案一致，則在同一個(gè)基站內(nèi)進(jìn)行處理即可。
另外，在本實(shí)施例，由于如上所述可以使對(duì)期望信號(hào)和干擾信號(hào)在時(shí)域方向中進(jìn)行的交織的交織圖案相異，所以可以使對(duì)各個(gè)移動(dòng)臺(tái)的碼元的在時(shí)域方向中的交織間隔相異。例如，可以將對(duì)移動(dòng)速度較快的移動(dòng)臺(tái)的在時(shí)域上的交織間隔設(shè)為較短，由此來降低由交織引起的延遲，同時(shí)將對(duì)移動(dòng)速度較慢的移動(dòng)臺(tái)的在時(shí)域上的交織間隔設(shè)為較長(zhǎng)，由此來提高接收特性。
(實(shí)施例3)在實(shí)施例1的移動(dòng)臺(tái)200，MMSE處理中的矩陣運(yùn)算的運(yùn)算量隨著RF(重復(fù)因子)的增大而變大。因此，在本實(shí)施例中分割地進(jìn)行MMSE處理。
圖11表示本實(shí)施例的移動(dòng)臺(tái)400的結(jié)構(gòu)。另外，在圖11中對(duì)與實(shí)施例1的移動(dòng)臺(tái)200(圖6)相同的結(jié)構(gòu)賦予相同的標(biāo)號(hào)，并省略其說明。另外，在圖11中，干擾消除單元403-1至403-3的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與圖6中的干擾消除單元213的內(nèi)部結(jié)構(gòu)相同。
在圖7中，為幀的起始位置的OFDM碼元的情況下，選擇單元401將映射在副載波#1至#8的導(dǎo)頻碼元輸出到信道估計(jì)單元402。另外，選擇單元401基于在基站100生成OFDM碼元時(shí)的映射圖案選擇多個(gè)相同的碼元，并輸出到干擾消除單元403-1和403-2。
例如，著眼于圖7中的碼元S1，選擇單元401將映射在副載波#1和#3的兩個(gè)碼元S1輸出到干擾消除單元403-1，并將映射在副載波#2和#4的兩個(gè)碼元S1輸出到干擾消除單元403-2。
這里，組合了副載波#1和#3并組合了副載波#2和#4的目的在于，盡量組合副載波間的相關(guān)小的副載波，以使在干擾消除單元403-1和403-2中能夠可靠地生成R矩陣的逆矩陣。
信道估計(jì)單元402將基于副載波#1和#3的信道估計(jì)值生成的P矢量輸出到干擾消除單元403-1，并將基于副載波#2和#4的信道估計(jì)值生成的P矢量輸出到干擾消除單元403-2。
因此，在干擾消除單元403-1和403-2，分別使用2行2列的R矩陣的逆矩陣和2行1列的P矢量來進(jìn)行MMSE處理，并且合成信號(hào)輸出到干擾消除單元403-3?？傊紫茸鳛榈谝浑A段的MMSE處理，在干擾消除單元403-1和403-2進(jìn)行相當(dāng)于RF/2分量的MMSE處理。
另外，干擾消除單元403-1將副載波#1和#3的信道估計(jì)值分別與通過MMSE處理求出的加權(quán)W1和W3相乘之后再相加的結(jié)果(合成信道估計(jì)值)輸出到干擾消除單元403-3，而干擾消除單元403-2將副載波#2和#4的信道估計(jì)值分別與通過MMSE處理求出的加權(quán)W2和W4相乘之后再相加的結(jié)果(合成信道估計(jì)值)輸出到干擾消除單元403-3。
然后，作為第二階段的MMSE處理，干擾消除單元403-3進(jìn)行相當(dāng)于剩下的RF/2分量的MMSE處理。也就是說，干擾消除單元403-3使用從兩個(gè)合成信號(hào)生成的2行2列的R矩陣的逆矩陣和從兩個(gè)合成信道估計(jì)值生成的2行1列的P矢量進(jìn)行MMSE處理，并將合成信號(hào)輸出到解調(diào)單元211。與從圖6的干擾消除單元213輸出的合成信號(hào)同樣地，從干擾消除單元403-3輸出的合成信號(hào)為消除了干擾信號(hào)的信號(hào)。
如上所述，在本實(shí)施例，由于分成兩個(gè)階段地進(jìn)行實(shí)施例1中的MMSE處理，所以能夠減少M(fèi)MSE處理中的矩陣運(yùn)算的處理量。尤其是，由于在本實(shí)施例中將P矩陣設(shè)為2行2列，并將P矢量設(shè)為2行1列，因此運(yùn)算量的削減效果很大。
另外，通過隨著RF(重復(fù)因子)的增大而增加分割MMSE處理的數(shù)目，能夠即使在RF增大時(shí)也與本實(shí)施例同樣地削減MMSE處理的運(yùn)算量。
(實(shí)施例4)雖然在上述各個(gè)實(shí)施例中對(duì)期望信號(hào)的重復(fù)因子與干擾信號(hào)的重復(fù)因子相同的情形進(jìn)行了說明，但是即使在期望信號(hào)的重復(fù)因子與干擾信號(hào)的重復(fù)因子相異時(shí)，也能夠通過以下的處理從接收信號(hào)中消除干擾信號(hào)。
例如，在對(duì)于期望信號(hào)的重復(fù)因子如圖7所示為RF＝4，而干擾信號(hào)的重復(fù)因子如圖12所示為RF＝2的情況下，由采用圖11所示的結(jié)構(gòu)的移動(dòng)臺(tái)400通過進(jìn)行以下的處理來消除干擾信號(hào)。
也就是說，在圖7中，在為幀的起始位置的OFDM碼元的情況下，選擇單元401將映射在副載波#1至#8上的導(dǎo)頻碼元輸出到信道估計(jì)單元402。另外，由于期望信號(hào)的重復(fù)因子(RF＝4)為干擾信號(hào)的重復(fù)因子(RF＝2)以上，選擇單元401基于干擾信號(hào)的重復(fù)因子(RF＝2)選擇多個(gè)相同的碼元，并輸出到干擾消除單元403-1和403-2。
例如，著眼于圖7中的碼元S1，選擇單元401將映射在副載波#1和#2上的兩個(gè)碼元S1輸出到干擾消除單元403-1，并將映射在副載波#3和#4上的兩個(gè)碼元S1輸出到干擾消除單元403-2，所述副載波#1和#2為圖12的碼元S1′作為干擾信號(hào)而存在的副載波，所述副載波#3和#4為圖12的碼元S2′作為干擾信號(hào)而存在的副載波。
信道估計(jì)單元402將基于副載波#1和#2的信道估計(jì)值而生成的P矢量輸出到干擾消除單元403-1，并將基于副載波#3和#4的信道估計(jì)值而生成的P矢量輸出到干擾消除單元403-2。
由此，在干擾消除單元403-1和403-2，分別使用2行2列的R矩陣的逆矩陣和2行1列的P矢量來進(jìn)行MMSE處理，并將合成信號(hào)輸出到干擾消除單元403-3。
另外，干擾消除單元403-1將副載波#1和#2的信道估計(jì)值分別與通過MMSE處理求出的加權(quán)W1和W2相乘之后再相加的結(jié)果(合成信道估計(jì)值)輸出到干擾消除單元403-3，而干擾消除單元403-2將副載波#3和#4的信道估計(jì)值分別與通過MMSE處理求出的加權(quán)W3和W4相乘之后再相加的結(jié)果(合成信道估計(jì)值)輸出到干擾消除單元403-3。
然后，干擾消除單元403-3使用從兩個(gè)合成信號(hào)生成的2行2列的R矩陣的逆矩陣和從兩個(gè)合成信道估計(jì)值生成的2行1列的P矢量進(jìn)行MMSE處理，并將合成信號(hào)輸出到解調(diào)單元211。
在期望信號(hào)的重復(fù)因子為干擾信號(hào)的重復(fù)因子以上時(shí)，通過這樣的處理能夠從接收信號(hào)中消除干擾信號(hào)。
再者，在干擾信號(hào)的重復(fù)因子(RF)有多個(gè)的情況下，例如如圖13所示，在副載波#1至#4中為RF＝2，而在副載波#5至#8中為RF＝4的情況下，也能夠與上述同樣地從接收信號(hào)中消除干擾信號(hào)。此時(shí)，在干擾信號(hào)源的基站能夠使重復(fù)因子對(duì)每多個(gè)移動(dòng)臺(tái)相異，并將RF＝2的移動(dòng)臺(tái)和RF＝4的移動(dòng)臺(tái)頻率復(fù)用于副載波#1至#8上。另外，在使用圖12所示的映射圖案時(shí)，干擾信號(hào)源的基站也能夠?qū)⒆疃?個(gè)RF＝2的多個(gè)移動(dòng)臺(tái)頻率復(fù)用在副載波#1至#8上。
另一方面，在期望信號(hào)的重復(fù)因子為干擾信號(hào)的重復(fù)因子以上時(shí)，例如，在對(duì)于期望信號(hào)的重復(fù)因子如圖14所示為RF＝2，而干擾信號(hào)的重復(fù)因子如圖1 5所示為RF＝4的情況下，可通過采用圖6所示的結(jié)構(gòu)的移動(dòng)臺(tái)200進(jìn)行如下的處理來消除干擾信號(hào)。
也就是說，在采用圖6所示的結(jié)構(gòu)的移動(dòng)臺(tái)200中，基于期望信號(hào)的重復(fù)因子(RF＝2)設(shè)為N＝RF＝2，選擇單元205將映射在副載波#1至#8的碼元以每次選擇兩個(gè)的方式依序選擇并輸出，由此能夠與實(shí)施例1同樣地從接收信號(hào)中消除干擾信號(hào)。
另外，確定在期望信號(hào)源的基站和干擾信號(hào)源的基站的重復(fù)因子和映射圖案，以使如上所述地在移動(dòng)臺(tái)能夠消除干擾信號(hào)。
例如，在期望信號(hào)的重復(fù)因子如圖7所示為RF＝4，而干擾信號(hào)的重復(fù)因子如圖12所示為RF＝2的情況下，基于干擾信號(hào)的重復(fù)因子(RF＝2)，至少在兩個(gè)碼元使期望信號(hào)的映射圖案和干擾信號(hào)的映射圖案相同。另外，如圖16和圖17所示，即使是對(duì)圖7和圖13所示的映射圖案分別在頻域上進(jìn)行交織的情況下，也至少在兩個(gè)碼元中使期望信號(hào)的映射圖案和干擾信號(hào)的映射圖案相同。
另一方面，在期望信號(hào)的重復(fù)因子如圖1 4所示為RF＝2，而干擾信號(hào)的重復(fù)因子如圖15所示為RF＝4的情況下，基于期望信號(hào)的重復(fù)因子(RF＝2)，與上述同樣地至少在兩個(gè)碼元中使期望信號(hào)的映射圖案和干擾信號(hào)的映射圖案相同。
由于在這些例子中表示干擾信號(hào)源為一個(gè)的情形，所以至少有兩個(gè)相同的碼元就足夠了，但是在干擾信號(hào)源為M個(gè)的情況下，則至少需要M+1個(gè)相同的碼元?？傊瑸榱藦慕邮招盘?hào)中消除來自所有干擾信號(hào)源的干擾信號(hào)，假設(shè)干擾信號(hào)源的數(shù)目設(shè)M時(shí)，需要至少在M+1個(gè)副載波使多個(gè)相同的碼元在頻域上的映射圖案在期望信號(hào)源的基站和干擾信號(hào)源的基站成為相同。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施例，即使在期望信號(hào)的重復(fù)因子與干擾信號(hào)的重復(fù)因子相異的情況下，也能夠從接收信號(hào)中消除干擾信號(hào)而得到期望信號(hào)。
(實(shí)施例5)圖18表示本實(shí)施例的移動(dòng)通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。如圖18所示，在本實(shí)施例對(duì)移動(dòng)臺(tái)MSA正在與基站BSA進(jìn)行通信，而且位于小區(qū)A的小區(qū)邊界附近的情形進(jìn)行說明。另外，對(duì)小區(qū)A的相鄰小區(qū)為小區(qū)B的情形進(jìn)行說明。因此，在圖18，對(duì)移動(dòng)臺(tái)MSA而言，基站BSA為期望信號(hào)源，而基站BSB則為干擾信號(hào)源。也就是說，從基站BSA發(fā)送給位于小區(qū)A的移動(dòng)臺(tái)MSA的信號(hào)為對(duì)于移動(dòng)臺(tái)MSA的期望信號(hào)，而從基站BSB發(fā)送給位于小區(qū)B的移動(dòng)臺(tái)MSB的信號(hào)為對(duì)于移動(dòng)臺(tái)MSB的期望信號(hào)且為對(duì)于移動(dòng)臺(tái)MSA的干擾信號(hào)。另外，在本實(shí)施例中，基站BSB(干擾信號(hào)源)和移動(dòng)臺(tái)MSB具有多根天線(在圖18中為兩根)，進(jìn)行MIMO(Multi Input Multi Output，多輸入多輸出)通信。在這樣的移動(dòng)通信系統(tǒng)中，也能夠在移動(dòng)臺(tái)MSA與上述同樣地消除干擾信號(hào)。
例如，將期望信號(hào)源的基站BSA的映射圖案設(shè)為圖7的圖案時(shí)，在干擾信號(hào)源的基站BSB，將一方的天線的映射圖案設(shè)為如圖15所示的圖案，而將另一方的天線的映射圖案設(shè)為如圖19所示的圖案。通過這樣使期望信號(hào)的映射圖案和從兩根天線發(fā)送的干擾信號(hào)的映射圖案在頻域方向上相同，即使在干擾信號(hào)源的基站BSB在進(jìn)行MIMO通信的情況下，也能夠在移動(dòng)臺(tái)MSA與上述同樣地從接收信號(hào)中消除干擾信號(hào)。由于重復(fù)因子為L(zhǎng)時(shí)能夠消除L-1個(gè)干擾信號(hào)，所以當(dāng)基站BSB使用最多為L(zhǎng)-1個(gè)的天線進(jìn)行MIMO通信的情況下，能夠在移動(dòng)臺(tái)MSA消除所有的干擾信號(hào)。
另外，雖然在本實(shí)施例中作為一例示出了對(duì)期望信號(hào)不進(jìn)行MIMO發(fā)送，而對(duì)干擾信號(hào)進(jìn)行MIMO發(fā)送的情形，但是在對(duì)期望信號(hào)進(jìn)行MIMO發(fā)送，而對(duì)干擾信號(hào)不進(jìn)行MIMO發(fā)送的情形，以及對(duì)期望信號(hào)和干擾信號(hào)的雙方都進(jìn)行MIMO發(fā)送的情形，也能夠與上述同樣地消除干擾信號(hào)。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施例，即使在基站具有多根天線并進(jìn)行MIMO通信的情況下，也能夠在移動(dòng)臺(tái)中從接收信號(hào)中消除干擾信號(hào)而得到期望信號(hào)。
(實(shí)施例6)圖20表示本實(shí)施例的基站500的結(jié)構(gòu)?；?00在實(shí)施例2的基站300(圖8)的結(jié)構(gòu)中還具有擾碼單元501。
擾碼單元501對(duì)交織后的碼元使用OVSF(Orthogonal Variable SpreadingFactor，正交可變擴(kuò)頻因子)碼、GOLD碼、PN碼和旋轉(zhuǎn)碼中的任意一個(gè)進(jìn)行復(fù)數(shù)乘法運(yùn)算，從而對(duì)每個(gè)碼元進(jìn)行擾碼處理。例如，也可以使這些用于擾碼處理的代碼對(duì)每個(gè)信道、每個(gè)移動(dòng)臺(tái)等相異來使用。
通過進(jìn)行這樣的擾碼處理，能夠降低對(duì)移動(dòng)臺(tái)造成的干擾的影響，所述移動(dòng)臺(tái)將來自基站500的發(fā)送信號(hào)作為干擾信號(hào)接收。因此，即使將來自基站500的發(fā)送信號(hào)作為干擾信號(hào)接收的移動(dòng)臺(tái)未具有上述的干擾消除功能的情況下，由于還通過擾碼處理，在該移動(dòng)臺(tái)使來自基站500的干擾信號(hào)白化，所以能夠降低干擾的影響。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施例，通過擾碼處理能夠降低干擾的影響。
(實(shí)施例7)圖21表示本實(shí)施例的移動(dòng)通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。如圖21所示，在本實(shí)施例對(duì)移動(dòng)臺(tái)MSA正在與基站BSA進(jìn)行通信，而且位于小區(qū)A的小區(qū)邊界附近的情形進(jìn)行說明。另外，對(duì)小區(qū)A的相鄰小區(qū)為小區(qū)B和小區(qū)C的情形進(jìn)行說明。因此，在圖21，對(duì)移動(dòng)臺(tái)MSA而言，基站BSA為期望信號(hào)源，而基站BSB和基站BSC為干擾信號(hào)源。也就是說，從基站BSA發(fā)送給位于小區(qū)A的移動(dòng)臺(tái)MSA的信號(hào)為對(duì)于移動(dòng)臺(tái)MSA的期望信號(hào)，從基站BSB發(fā)送給位于小區(qū)B的移動(dòng)臺(tái)的信號(hào)為對(duì)于移動(dòng)臺(tái)MSA的干擾信號(hào)B，而從基站BSC發(fā)送給位于小區(qū)C的移動(dòng)臺(tái)的信號(hào)為對(duì)于移動(dòng)臺(tái)MSA的干擾信號(hào)C。另外，在本實(shí)施例中，移動(dòng)臺(tái)MSA具有多根天線(在圖21中為兩根)。在這樣的移動(dòng)通信系統(tǒng)中，移動(dòng)臺(tái)MSA也能夠消除多個(gè)干擾信號(hào)(干擾信號(hào)B和干擾信號(hào)C)。
例如，將期望信號(hào)源的基站BSA的映射圖案設(shè)為圖7時(shí)，在干擾信號(hào)源的基站BSB，將映射圖案設(shè)為如圖15所示的圖案，以使基站BSB的映射圖案與基站BSA的映射圖案一致。這里，在本實(shí)施例中，無須使另外一個(gè)干擾信號(hào)源的基站BSC的映射圖案與基站BSA的映射圖案一致。
這樣，即使在使映射圖案與期望信號(hào)一致的干擾信號(hào)(干擾信號(hào)B)和未使映射圖案與期望信號(hào)一致的干擾信號(hào)(干擾信號(hào)C)混在一起的情況下，通過移動(dòng)臺(tái)MSA設(shè)置多根天線，在移動(dòng)臺(tái)MSA能夠通過以下處理而從接收信號(hào)中消除干擾信號(hào)B和干擾信號(hào)C的雙方。
圖22表示本實(shí)施例的移動(dòng)臺(tái)600的結(jié)構(gòu)。另外，在圖22中對(duì)與實(shí)施例1的移動(dòng)臺(tái)200(圖6)相同的結(jié)構(gòu)賦予相同的標(biāo)記，并省略其說明。另外，在圖22中的天線201-1和201-2、接收RF單元202-1和202-2、GI除去單元203-1和203-2以及FFT單元204-1和204-2，分別與圖6中的天線201、接收RF單元202、GI除去單元203以及FFT單元204相同。
移動(dòng)臺(tái)600分兩個(gè)階段進(jìn)行干擾消除處理。也就是說，作為第一階段，干擾消除單元601-1至601-K在空域上分離未使映射圖案與期望信號(hào)一致的干擾信號(hào)(干擾信號(hào)C)，而作為第二階段，干擾消除單元213在頻域上分離使映射圖案與期望信號(hào)一致的干擾信號(hào)(干擾信號(hào)B)。
干擾消除單元601-1至601-K分別與構(gòu)成OFDM碼元的多個(gè)副載波#1至#K對(duì)應(yīng)地被配置，對(duì)每個(gè)副載波輸入通過天線201-1接收到的信號(hào)和通過天線201-2接收到的信號(hào)的雙方。然后，干擾消除單元601-1至601-K使用這些信號(hào)在空域上進(jìn)行MMSE處理，由此從接收信號(hào)中消除干擾信號(hào)C。在干擾消除單元601-1至601-K，當(dāng)從接收信號(hào)中消除干擾信號(hào)C時(shí)，將組合了期望信號(hào)和干擾信號(hào)B的信號(hào)(以下稱為“虛擬期望信號(hào)”)視為MMSE處理中的期望信號(hào)，進(jìn)行MMSE處理。通過該MMSE處理，首先從接收信號(hào)中僅分離干擾信號(hào)C。
圖23表示干擾消除單元601-1至601-K的結(jié)構(gòu)。
來自FFT單元204-1和204-2的信號(hào)以每個(gè)副載波#1至#K輸入給干擾消除單元601-1至601-K。
在干擾消除單元601-1至601-K，信道估計(jì)單元6011對(duì)每根天線計(jì)算期望信號(hào)的信道估計(jì)值，并輸出到合成單元6013。
另外，信道估計(jì)單元6012對(duì)每根天線計(jì)算干擾信號(hào)B的信道估計(jì)值，并輸出到合成單元6013。
合成單元6013對(duì)每根天線合成期望信號(hào)的信道估計(jì)值和干擾信號(hào)B的信道估計(jì)值，并輸出到MMSE處理單元6014。
通過該合成處理，MMSE處理單元6014能夠?qū)⑻摂M期望信號(hào)視為MMSE處理中的期望信號(hào)，在空域上進(jìn)行MMSE處理。而且，通過該MMSE處理，從接收信號(hào)(期望信號(hào)、干擾信號(hào)B以及干擾信號(hào)C混在一起的信號(hào))中提取虛擬期望信號(hào)。也就是說，能夠從接收信號(hào)中消除干擾信號(hào)C。由干擾消除單元601-1至601-K各自的MMSE處理單元6014得到的虛擬期望信號(hào)被輸出到選擇單元205。
然后，干擾消除單元213與實(shí)施例1同樣地從虛擬期望信號(hào)中消除干擾信號(hào)B，僅提取期望信號(hào)。由于重復(fù)因子(RF)為L(zhǎng)時(shí)能夠消除L-1個(gè)干擾信號(hào)，所以在移動(dòng)臺(tái)MSA能夠在RF＝4的各個(gè)碼元S1至S16中消除來自RF-1個(gè)(3個(gè))干擾信號(hào)源的所有干擾信號(hào)。
另外，在本實(shí)施例中，如果使映射圖案與期望信號(hào)一致的干擾信號(hào)源的數(shù)目為M1，未使映射圖案與期望信號(hào)一致的干擾信號(hào)源的數(shù)目為M2，移動(dòng)臺(tái)的天線數(shù)目為N，且使映射圖案與期望信號(hào)一致的干擾信號(hào)的重復(fù)因子為L(zhǎng)時(shí)，則當(dāng)M1＜N且M2＜L的關(guān)系成立時(shí)能夠可靠地消除所有的干擾信號(hào)。
另外，雖然也可以將分成空間軸和頻率軸的兩個(gè)階段進(jìn)行的干擾消除處理匯總為一個(gè)而進(jìn)行，但是，如本實(shí)施例這樣，在消除使映射圖案與期望信號(hào)一致的干擾信號(hào)(干擾信號(hào)B)之前先消除未使映射圖案與期望信號(hào)一致的干擾信號(hào)(干擾信號(hào)C)，則由此能夠削減干擾消除所需的天線數(shù)目和運(yùn)算量。其理由為如下。
也就是說，如上所述，如果在期望信號(hào)和干擾信號(hào)B之間使映射圖案一致，則在空域上從接收信號(hào)中消除干擾信號(hào)C時(shí)，干擾信號(hào)B不作為干擾信號(hào)而作為虛擬期望信號(hào)被提取。這樣，由于通過作為虛擬期望信號(hào)提取使映射圖案與期望信號(hào)一致的干擾信號(hào)B，能夠減少應(yīng)在空域上消除的干擾信號(hào)的數(shù)目，所以能夠削減在干擾消除上所需的天線的數(shù)目，同時(shí)能夠削減干擾消除所需的逆矩陣運(yùn)算量。
例如，在上述的情形中設(shè)為M1＝3、M2＝1、N＝2、L＝4時(shí)，在頻域上的干擾消除之前進(jìn)行空域上的干擾消除，由此能夠在使用兩根天線可靠地消除來自未使映射圖案與期望信號(hào)源一致的一個(gè)干擾信號(hào)源的干擾信號(hào)后，使用4個(gè)相同的碼元消除來自使映射圖案與期望信號(hào)源一致的3個(gè)干擾信號(hào)源的干擾信號(hào)。
總之，相對(duì)于一次匯總地進(jìn)行干擾消除處理時(shí)需要8×8的逆矩陣運(yùn)算，如果如本實(shí)施例中所述這樣分成兩個(gè)階段進(jìn)行干擾消除處理，則只進(jìn)行在空域上的2×2的逆矩陣運(yùn)算和頻域上的4×4的逆矩陣運(yùn)算即可。由于逆矩陣運(yùn)算的運(yùn)算量基于逆矩陣的大小以指數(shù)函數(shù)規(guī)律增大，因此，逆矩陣運(yùn)算通過如本實(shí)施例這樣分成兩個(gè)階段進(jìn)行干擾消除處理，能夠大幅度地削減運(yùn)算量。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施例，即使在使映射圖案與期望信號(hào)一致的干擾信號(hào)和未使映射圖案與期望信號(hào)一致的干擾信號(hào)混在一起的情況下，在移動(dòng)臺(tái)也能夠從接收信號(hào)中消除干擾信號(hào)而得到期望信號(hào)。
(實(shí)施例8)在實(shí)施例1中對(duì)使頻域上的映射圖案在期望信號(hào)源的基站和干擾信號(hào)源的基站之間相同的情形進(jìn)行了說明，而在本實(shí)施例中對(duì)使時(shí)域上的映射圖案在期望信號(hào)源的基站和干擾信號(hào)源的基站之間相同的情形進(jìn)行說明。
在實(shí)施例1中，考慮到一般而言時(shí)域方向的信道變動(dòng)小于頻域方向的信道變動(dòng)，而將重復(fù)后的多個(gè)相同的碼元映射到頻域方向(圖7)。
然而，在移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行非常迅速的移動(dòng)，而且?guī)缀醪淮嬖诙嗦窂降沫h(huán)境下，有時(shí)也有可能出現(xiàn)時(shí)域方向的信道變動(dòng)大于頻域方向的信道變動(dòng)的情況。這樣的情況下，將重復(fù)后的多個(gè)相同的碼元映射在時(shí)域方向上較為有效。
因此，在本實(shí)施例中，期望信號(hào)源的基站采用如圖24所示的映射圖案。另外，干擾信號(hào)源的基站與實(shí)施例1同樣地采用使與圖24的映射圖案一致的映射圖案。
對(duì)從采用這樣的映射圖案的基站發(fā)送的信號(hào)進(jìn)行接收的移動(dòng)臺(tái)采用如圖25所示的結(jié)構(gòu)。也就是說，本實(shí)施例的移動(dòng)臺(tái)800的結(jié)構(gòu)在實(shí)施例1的移動(dòng)臺(tái)200(圖6)中進(jìn)一步具有轉(zhuǎn)置單元801。另外，在圖25中對(duì)與圖6相同的結(jié)構(gòu)賦予相同的標(biāo)號(hào)，并省略其說明。
轉(zhuǎn)置單元801對(duì)從FFT單元204輸入的信號(hào)，進(jìn)行頻率軸和時(shí)間軸的轉(zhuǎn)置。具體而言，在圖24所示的映射圖案中，轉(zhuǎn)置單元801對(duì)數(shù)據(jù)部分進(jìn)行頻率(副載波)#1至#8和時(shí)間t1至t8的轉(zhuǎn)置。結(jié)果，映射圖案被變換為與圖7相同的映射圖案。這樣，變換了映射圖案的數(shù)據(jù)被輸出到選擇單元205。
這里，為了進(jìn)一步提高時(shí)域方向的分集效果，有時(shí)對(duì)重復(fù)后的多個(gè)相同的碼元在時(shí)域上進(jìn)行交織。而且，為了進(jìn)一步提高頻域方向的分集效果，還可以考慮對(duì)重復(fù)后的多個(gè)相同的碼元在頻域上進(jìn)行交織。
然而，為了在移動(dòng)臺(tái)800從接收信號(hào)中消除干擾信號(hào)而得到期望信號(hào)，重復(fù)后的期望信號(hào)對(duì)副載波的映射圖案和重復(fù)后的干擾信號(hào)對(duì)副載波的映射圖案，需要在時(shí)域方向上相同。也就是說，為了在移動(dòng)臺(tái)800從接收信號(hào)中消除干擾信號(hào)而得到期望信號(hào)，需要期望信號(hào)和干擾信號(hào)以相同的圖案被配置在時(shí)域上。因此，期望信號(hào)源的交織器和干擾信號(hào)源的交織器需要以相同的交織圖案對(duì)重復(fù)后的相同的碼元進(jìn)行時(shí)域上的交織。
于是，各個(gè)交織器將圖24所示的各個(gè)碼元交織為如圖26所示的圖案。而且，此時(shí)在期望信號(hào)和干擾信號(hào)之間使時(shí)域方向的交織圖案相同。相對(duì)于此，在進(jìn)行頻域上的交織時(shí)，各個(gè)交織器不進(jìn)行對(duì)每個(gè)碼元的交織，而進(jìn)行對(duì)每個(gè)副載波(對(duì)每行)的交織。通過這樣處理，能夠使重復(fù)后的期望信號(hào)對(duì)副載波的映射圖案和重復(fù)后的干擾信號(hào)對(duì)副載波的映射圖案在時(shí)域方向上相同，從而能夠從接收信號(hào)中可靠地消除干擾信號(hào)。
這里，可以使對(duì)期望信號(hào)和干擾信號(hào)在頻域方向上進(jìn)行交織的交織圖案相異。
另外，也可以使期望信號(hào)和干擾信號(hào)在頻域方向和時(shí)域方向的雙方的交織圖案相同。此時(shí)，在期望信號(hào)源的基站和干擾信號(hào)源的基站之間，進(jìn)行交織后的映射圖案成為相同。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施例，即使在將重復(fù)后的多個(gè)相同的碼元映射到時(shí)域方向時(shí)，也能夠從接收信號(hào)中消除干擾信號(hào)。
另外，雖然在上述各個(gè)實(shí)施例中作為干擾消除算法采用了MMSE，但是干擾消除算法并不限于MMSE，只要是用于AAA技術(shù)的干擾消除算法，任何算法都可以使用。例如，可以使用零控(null steering)、波束形成(beamforming)、LMS、RLS以及CMA等。
還可以使用用于MIMO通信中的流分離算法。如果使用用于MIMO通信中的流分離算法，能進(jìn)一步得到以下效果。
也就是說，在移動(dòng)通信系統(tǒng)中為了對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)速率的高速化而趨于必需進(jìn)行MIMO接收，所以如果作為干擾消除算法使用流分離算法，則能夠?qū)⒃摿鞣蛛x算法不僅用于MIMO接收處理而且用于干擾消除處理，從而能夠簡(jiǎn)化接收機(jī)的電路結(jié)構(gòu)。另外，通過作為干擾消除算法使用流分離算法，可以免去在使用MMSE時(shí)所需的互相關(guān)矩陣的運(yùn)算，所以即使在接收信號(hào)的碼元數(shù)目較少的情況下，也能夠可靠地消除干擾信號(hào)。再者，可以基于基站-移動(dòng)臺(tái)之間的傳播環(huán)境以及基站-移動(dòng)臺(tái)之間的距離，自適應(yīng)地切換MIMO接收處理和干擾消除處理。例如，在移動(dòng)臺(tái)位于離基站較近的位置而且以低速移動(dòng)時(shí)，能使用流分離算法進(jìn)行MIMO接收處理來提高傳輸速率，而在移動(dòng)臺(tái)位于小區(qū)邊界和扇區(qū)邊界時(shí)，可以使用流分離算法進(jìn)行本發(fā)明的干擾消除處理而提高SINR。
另外，雖然在MIMO接收處理中使用每個(gè)流和每根天線的信道估計(jì)值來計(jì)算流分離加權(quán)，但是在使用流分離算法進(jìn)行干擾消除處理時(shí)，使用每個(gè)發(fā)送站和每個(gè)副載波的信道估計(jì)值來計(jì)算流分離加權(quán)即可。
另外，雖然在上述各個(gè)實(shí)施例中對(duì)作為接收站的移動(dòng)臺(tái)具有一根或者兩根天線的情形進(jìn)行了說明，但是本發(fā)明也可以與具有3根以上的天線的無線接收裝置組合而使用。例如，設(shè)無線接收裝置的天線數(shù)目為N，設(shè)重復(fù)因子為L(zhǎng)時(shí)，通過適用本發(fā)明，能夠消除N×L-1的干擾信號(hào)。換而言之，通過本發(fā)明能夠?qū)?yīng)期望信號(hào)源的數(shù)目和干擾信號(hào)源的數(shù)目的總和最大為N×L的無線通信系統(tǒng)。
另外，雖然在上述各個(gè)實(shí)施例中將基站作為發(fā)送站(無線發(fā)送裝置)，并將移動(dòng)臺(tái)作為接收站(無線接收裝置)而進(jìn)行了說明，但是在移動(dòng)臺(tái)為發(fā)送站(無線發(fā)送裝置)而且基站為接收站(無線接收裝置)時(shí)也可以與上述同樣地實(shí)施本發(fā)明。例如，在基站從期望信號(hào)源的移動(dòng)臺(tái)接收期望信號(hào)，同時(shí)從干擾信號(hào)源的移動(dòng)臺(tái)接收干擾信號(hào)時(shí)，也與上述同樣地能夠從接收信號(hào)中消除干擾信號(hào)而得到期望信號(hào)?？傊?，即使對(duì)于上行鏈路，也可以與下行鏈路同樣地適用本發(fā)明。
另外，有時(shí)基站被稱為“Node B”，移動(dòng)臺(tái)被稱為 UE”，而副載波被稱為“音調(diào)(tone)”。
另外，雖然在上述各個(gè)實(shí)施例中將一個(gè)基站所覆蓋的通信區(qū)域稱為“小區(qū)”，并將該小區(qū)在角度方向被分割成多個(gè)的區(qū)域稱為“扇區(qū)”而進(jìn)行了說明，但是也有一些通信系統(tǒng)將一個(gè)基站所覆蓋的通信區(qū)域稱為“小區(qū)站點(diǎn)(cell site)”，并將該小區(qū)站點(diǎn)在角度方向被分割成多個(gè)的區(qū)域稱為“小區(qū)”。本發(fā)明也可以適用于這樣的通信系統(tǒng)。另外，雖然在上述各個(gè)實(shí)施例中對(duì)以副載波為單位映射碼元的情形進(jìn)行了說明，但是即使在將多個(gè)副載波匯集起來稱為副塊(sub block)或者資源塊的通信系統(tǒng)中，通過使碼元映射的單位成為副塊單位或者資源塊單位，也可以與上述同樣地實(shí)施本發(fā)明。
另外，在上述各個(gè)實(shí)施例中，以硬件構(gòu)成本發(fā)明的情況為例進(jìn)行了說明，但也可以用軟件來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。
另外，用于上述各個(gè)實(shí)施例的說明的各功能塊典型的由集成電路LSI來實(shí)現(xiàn)。這些既可以分別實(shí)行單芯片化，也可以包含其中一部分或者是全部而實(shí)行單芯片化。
雖然這里稱做LSI，但根據(jù)集成度的不同，也可以稱為IC、系統(tǒng)LSI、超大LSI以及極大LSI。
另外，集成電路化的技術(shù)不僅限于LSI，也可以使用專用電路或通用處理器來實(shí)現(xiàn)。
也可以在LSI制造后利用能夠編程的FPGA(Field Programmable GateArray，現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列)，或者可以利用將LSI內(nèi)部的電路單元的連接或設(shè)定重新配置的可重配置處理器。
再者，如果隨著半導(dǎo)體技術(shù)的進(jìn)步或者其他技術(shù)的派生，出現(xiàn)了替換LSI集成電路的技術(shù)，當(dāng)然也可以利用該技術(shù)來實(shí)現(xiàn)功能塊的集成化。也有適用生物技術(shù)等的可能性。
本說明書基于2004年12月28日提交的日本專利申請(qǐng)?zhí)卦?004-381796號(hào)、2005年6月28日提交的特愿2005-188424號(hào)以及2005年7月25日提交的特愿2005-213930號(hào)。其內(nèi)容全部包含于此。
工業(yè)實(shí)用性本發(fā)明適用于在移動(dòng)通信系統(tǒng)中使用的基站和移動(dòng)臺(tái)等。
權(quán)利要求
1.一種無線接收裝置，包括接收單元，接收包含了多個(gè)副載波的多載波信號(hào)，所述副載波上映射有多個(gè)相同的碼元；以及干擾消除單元，使用所述多個(gè)相同的碼元，從所述多載波信號(hào)中消除干擾信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述的無線接收裝置，其中，所述干擾消除單元包括相關(guān)值計(jì)算單元，求所述多個(gè)相同的碼元的互相關(guān)值，并生成由這些互相關(guān)值構(gòu)成的第一矩陣；加權(quán)計(jì)算單元，通過使用所述第一矩陣的逆矩陣和第二矩陣的矩陣運(yùn)算，計(jì)算對(duì)于所述多個(gè)相同的碼元的加權(quán)，所述第二矩陣由所述多個(gè)副載波的信道估計(jì)值構(gòu)成；以及合成單元，將乘以所述加權(quán)后的所述多個(gè)相同的碼元合成，從而消除所述干擾信號(hào)。
3.如權(quán)利要求1所述的無線接收裝置，其中，包括多個(gè)所述干擾消除單元，所述多個(gè)干擾消除單元分割地進(jìn)行所述矩陣運(yùn)算。
4.如權(quán)利要求1所述的無線接收裝置，其中，所述干擾消除單元作為第一階段在空域上消除干擾信號(hào)，而作為第二階段在頻域上消除干擾信號(hào)。
5.一種無線發(fā)送裝置，將包含多個(gè)副載波的多載波信號(hào)發(fā)送到權(quán)利要求1所述的無線接收裝置，該無線發(fā)送裝置包括復(fù)制單元，復(fù)制碼元而生成多個(gè)相同的碼元；以及生成單元，用與干擾信號(hào)的碼元的映射圖案相同的映射圖案，在所述多個(gè)副載波中的至少M(fèi)+1個(gè)(其中，M為干擾信號(hào)源的數(shù)目)的副載波中進(jìn)行所述多個(gè)相同的碼元對(duì)所述多個(gè)副載波的頻域方向的映射，由此生成所述多載波信號(hào)。
6.如權(quán)利要求5所述的無線發(fā)送裝置，其中，還包括多根天線，發(fā)送多個(gè)所述多載波信號(hào)。
7.一種無線通信移動(dòng)臺(tái)裝置，具有權(quán)利要求1所述的無線接收裝置。
8.一種無線通信移動(dòng)臺(tái)裝置，具有權(quán)利要求5所述的無線發(fā)送裝置。
9.一種無線通信基站裝置，具有權(quán)利要求1所述的無線接收裝置。
10.一種無線通信基站裝置，具有權(quán)利要求5所述的無線發(fā)送裝置。
11.一種干擾信號(hào)消除方法，在多載波通信中，將映射多個(gè)相同的碼元的多個(gè)副載波視為AAA技術(shù)中的多根天線，并對(duì)所述多個(gè)相同的碼元進(jìn)行頻域上的MMSE處理，由此消除包含于所述多載波信號(hào)中的干擾信號(hào)。
全文摘要
一種無線接收裝置，在多載波通信中能夠高效率地消除干擾信號(hào)。在具有該無線接收裝置的移動(dòng)臺(tái)(200)中，選擇單元(205)基于在基站生成OFDM碼元時(shí)的映射圖案選擇多個(gè)相同的碼元；相關(guān)值計(jì)算單元(207)求相同的碼元的副載波間的互相關(guān)值而生成R矩陣，并求該R矩陣的逆矩陣；MMSE處理單元(208)基于從信道估計(jì)單元(206)輸入的P矢量和從相關(guān)值計(jì)算單元(207)輸入的R矩陣的逆矩陣進(jìn)行MMSE處理而求加權(quán)W；乘法器(209－1至209－N)對(duì)在選擇單元(205)選擇的碼元的每一個(gè)乘以在MMSE處理單元(208)求出的加權(quán)；合成單元(210)將乘以加權(quán)后的各個(gè)碼元合成。
文檔編號(hào)H04B7/10GK101091341SQ20058004523
公開日2007年12月19日 申請(qǐng)日期2005年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月28日
發(fā)明者三好憲一, 西尾昭彥, 今村大地 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社