接收装置、发送装置以及无线通信方法
【专利摘要】本发明提供一种接收装置、发送装置以及无线通信方法，能够在抑制成本上升和处理延迟的同时使用非正交多接入。移动台（200A）具备：物理信道分离部（210），其接收包含彼此正交的多个正交信号和彼此不正交的多个非正交信号的无线信号；数据解调/解码部（220），其使用物理信道分离部（210）接收到的无线信号中包含的正交信号，从多个非正交信号中解调以及消除发往其它移动台的无线信号，由此来提取发往移动台（200A）的非正交信号，并且解调在正交信号中包含的发往移动台（200A）的信号以及提取出的发往移动台（200A）的非正交信号。
【专利说明】接收装置、发送装置以及无线通信方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及适用于非正交多接入(mult1-access)的接收装置、发送装置以及无线通信方法。
【背景技术】
[0002]对于移动通信系统例如3GPP中标准化了的长期演进(Long Term EvolutionLTE)，在基站与用户终端(移动台)之间广泛使用了正交多接入，该正交多接入使用了多个信号彼此不干扰的正交信号。另一方面，为了增大移动通信系统的容量，提出了使用非正交信号的非正交多接入(例如参照非专利文献I)。
[0003]在非正交多接入中以基于非线性信号处理的信号分离(干扰消除器(canceller))为前提。例如在下行信道时基站将非正交信号同时发送给多个用户终端。各用户终端通过信号处理从接收到的非正交信号中去除发往比自身终端路径损耗大的(小区终端的)用户终端的信号，然后解调。
[0004]现有技术文献
[0005]非专利文献
[0006]非专利文献1:D.Tse and P.Viswanath, “Fundamentals of WirelessCommunication”，Cambridge University Press, 2005 年，因特网〈http://www.eecs.berkeley.edu/ ?dtse/book.html>
【发明内容】
[0007]如上所述，在非正交多接入的情况下，各用户终端即移动台需要通过信号处理去除发往比自身终端路径损耗大的移动台的信号，然后解调。因此，会产生移动台中的处理负荷升高、移动台的成本上升和处理延迟这样的问题。
[0008]因此，本发明是鉴于以上情况而提出的发明，其目的在于提供一种接收装置、发送装置以及无线通信方法，能够在抑制成本上升和处理延迟的同时使用非正交多接入。
[0009]本发明的第一特征是一种接收装置(例如移动台200A)，其具备:接收无线信号的无线信号接收部(物理信道分离部210)，其中，该无线信号包含彼此正交的多个正交信号和彼此不正交的多个非正交信号；干扰消除部(数据解调/解码部220)，其使用所述无线信号接收部接收到的无线信号中包含的正交信号，从多个非正交信号中解调以及消除发往其它接收装置的无线信号，由此来提取发往该接收装置的非正交信号；以及解调部(数据解调/解码部220)，其解调在所述正交信号中包含的发往该接收装置的信号、以及由所述干扰消除部提取出的发往该接收装置的非正交信号。
[0010]本发明的第二特征是一种接收装置，其具备:接收无线信号的无线信号接收部，其中，该无线信号包含:使用彼此正交的多个无线资源即正交资源中的、一部分所述正交资源或全部所述正交资源而发送的彼此不正交的多个非正交信号；干扰消除部，其从所述无线信号接收部接收到的无线信号中提取含有发往所述接收装置的非正交信号的正交资源，并从提取出的所述正交资源中包含的多个非正交信号中，解调以及消除发往其它接收装置的无线信号，由此来提取发往该接收装置的非正交信号；以及解调部，其解调由所述干扰消除部提取出的发往该接收装置的非正交信号。
[0011]本发明的第三特征是一种发送装置(基站100)，其具备:无线信号发送部(混合正交/非正交复用部130和物理信道复用部160)，其向位于小区内的多个接收装置发送无线信号，该无线信号包含彼此正交的多个正交信号和彼此不正交的多个非正交信号；以及调度部(基站调度器120)，其根据复用为所述非正交信号的信号到所述多个接收装置中每一个接收装置的路径损耗，以所述路径损耗之差变大的方式，将复用为所述非正交信号的信号调度给所述多个接收装置。
[0012]本发明的第四特征是一种无线通信方法，其包含以下步骤:通信装置接收无线信号，其中，该无线信号包含彼此正交的多个正交信号和彼此不正交的多个非正交信号；所述通信装置使用接收到的无线信号中包含的正交信号，从多个非正交信号中解调以及消除发往其它接收装置的无线信号，由此来提取发往该接收装置的非正交信号；以及所述通信装置解调在所述正交信号中包含的发往该接收装置的信号、以及在所述提取的步骤中提取出的发往该接收装置的非正交信号。
[0013]本发明的第五特征是一种无线通信方法，其包含以下步骤:通信装置接收无线信号，其中，该无线信号包含:使用彼此正交的多个无线资源即正交资源中的、一部分所述正交资源或全部所述正交资源而发送的彼此不正交的多个非正交信号；所述通信装置从接收到的无线信号中提取含有发往所述接收装置的非正交信号的正交资源，并从提取出的所述正交资源中包含的多个非正交信号中，解调以及消除发往其它接收装置的无线信号，由此来提取发往该接收装置的非正交信号；以及所述通信装置解调提取出的发往该接收装置的非正交信号。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是本发明实施方式涉及的移动通信系统I的整体概略结构图。
[0015]图2是正交多接入、非正交多接入以及混合正交/非正交多接入的无线资源的分配图像的不意图。
[0016]图3是混合正交/非正交多接入的具体无线资源的分配图像的示意图。
[0017]图4是本发明实施方式涉及的基站100的发送部的功能框图。
[0018]图5是本发明实施方式涉及的移动台200A的接收部的功能框图。
[0019]图6是本发明实施方式涉及的基站100中向非正交信号调度移动台的一个例子的示意图。
[0020]图7是本发明其它实施方式涉及的正交多接入以及非正交多接入的分配映像的例子(RBG单位)的示意图。
[0021]图8是本发明其它实施方式涉及的正交多接入以及非正交多接入的分配映像的例子(REG单位)的示意图。
【具体实施方式】
[0022]以下，对本发明的实施方式进行说明。此外，在以下的附图记载中对相同或者类似的部分赋予相同或者类似的符号。其中，应该留意的是附图是示意性的图，各尺寸的比例等与现实不同。
[0023]因此，应该斟酌以下说明来判断具体的尺寸等。此外，在附图相互之间当然也包括彼此的尺寸关系或比例不同的部分。
[0024][第一实施方式]
[0025]首先，参照图1?图6对本发明第一实施方式进行说明。
[0026]( I)移动通信系统的整体概略结构
[0027]图1是本实施方式涉及的移动通信系统I的整体概略结构图。如图1所示，移动通信系统I包括:基站100以及移动台200A、200B。
[0028]基站100向移动台200A、200B具体来讲向小区Cl内发送无线信号。此外，基站100还从移动台200A、200B接收无线信号。在本实施方式中，基站100构成发送装置，移动台200A、200B构成接收装置。
[0029]移动台200A位于小区Cl内，但位于来自基站100的无线信号的路径损耗(pathloss)较大的小区Cl的小区边缘处。移动台200B位于小区Cl内的中央处。因此，来自基站100的无线信号的路径损耗比移动台200A中的路径损耗小。
[0030]在本实施方式中，在基站100和移动台200A、200B之间，向位于小区Cl的移动台200A、200B发送无线信号，该无线信号包含彼此正交的多个正交信号和彼此不正交的多个非正交信号。即，移动通信系统I中兼用了正交多接入和非正交多接入(以下称为“混合正交/非正交多接入”)，其中，正交多接入用于实现与使用了正交信号的多个移动台同时通信，非正交多接入用于实现与使用了非正交信号的多个移动台同时通信。
[0031]图2 (a)?(C)是正交多接入、非正交多接入以及混合正交/非正交多接入的无线资源的分配图像(image)的示意图。如图2 (a)所示,对于正交多接入,在时域/频域/空间域的频带中分配给各移动台(用户)的无线资源不重复。因此，对于正交多接入，原则上讲不需要去除由分配给其它移动台的无线资源导致的干扰。正交多接入还可使用于3GPP正标准化的长期演进(LTE)中。
[0032]如图2(b)所示，对于非正交多接入，在该频带中分配给各移动台的无线资源重复。因此，移动台需要通过信号处理去除所有的多接入干扰。关于具体的信号处理，可以使用上述的非专利文献I中记载的技术。
[0033]如图2 (C)所示，对于混合正交/非正交多接入，在该频带中分配给各移动台的无线资源部分重复。因此，移动台根据无线资源的复用数量去除规定数量以下的多接入干扰即可。
[0034]图3 (a)和(b)是混合正交/非正交多接入的进一步具体的分配图像的示意图。在图3 (a)所示的例子中，将正交信号和非正交信号发往各用户(用户I?用户3)。在图3(a)所示的例子时，移动台可以使用正交信号提取非正交信号。
[0035]在本实施方式中规定了如下无线接口:通过导入如上所述的混合正交/非正交多接入，来降低伴随去除多接入干扰的信号处理负荷，并且能够识别移动台应该去除的多接入干扰的数量这样的无线接口。
[0036](2)功能块结构
[0037]接下来，对移动通信系统I的功能块结构进行说明。图4是基站100的发送部的功能块结构图。图5是移动台200A的接收部的功能块结构图。
[0038](2.1)基站 100
[0039]如图4所示，基站100的发送部具备:编码/数据调制部110、基站调度器120、混合正交/非正交复用部130、控制信号生成部140、控制信号资源分配部150以及物理信道复用部160。
[0040]编码/数据调制部110对预定的每个用户(用户k)执行发送数据的分割、信道编码/数据调制、发送功率设定以及资源块分配。
[0041]基站调度器120根据来自移动台200A、200B的电路状态信息(Circuit StateInformation (CSI))的反馈、基站100?移动台200A、200B之间的路径损耗等，来控制编码/数据调制部110、混合正交/非正交复用部130以及控制信号生成部140。
[0042]尤其是本实施方式中，基站调度器120根据复用为非正交信号的信号到多个移动台(例如移动台200A、200B)中每一个移动台的路径损耗，以该路径损耗之差变大的方式，将复用为非正交信号的信号调度给该多个移动台。
[0043]图6是基站100中向非正交信号调度移动台的一个例子的示意图。在图6所示的例子中，使用最大复用4用户(移动台)的非正交信号。如图6所示，对于非正交信号，多个信号不正交，即，在频域或者时域中分配同一无线资源块。
[0044]在本实施方式中，从发往路径损耗小的移动台的信号开始到发往路径损耗大的移动台的信号，被依次复用为非正交信号。对于发往路径损耗小的移动台的信号，用于确保所期望的SNR的发送功率可以较小，所以在图6的纵轴(发送功率)方向上所占的比例较小。另一方面，对于发往路径损耗大的移动台的信号，用于确保所期望的SNR的发送功率较大，所以在图6的纵轴(发送功率)方向上所占的比例较大。
[0045]在使用这样的非正交信号时，例如路径损耗第二小的用户(移动台)需要去除来自分配给比该用户路径损耗大的两个移动台的信号的干扰(参照图中的说明)。
[0046]另外，在图6所示的例子中，在频域和时域中分配不同的无线资源块，S卩，还使用了多个信号彼此正交的正交信号，对于正交信号由于不产生上述的干扰，所以移动台不需要去除该干扰。
[0047]混合正交/非正交复用部130复用正交信号以及非正交信号。具体来讲，混合正交/非正交复用部130根据来自基站调度器120的控制，复用从编码/数据调制部110输出的信号(无线资源块)。其结果是如图6所示生成复用后的信号。
[0048]控制信号生成部140生成报告给移动台200A、200B的各种控制信号。特别是对于本实施方式，在基站100以及移动台200A、200B中复用为非正交信号的信号的最大数量是已知的(例如4复用)。控制信号生成部140生成移动台解调以及消除发往其它移动台的无线信号所需的控制信号。
[0049]控制信号生成部140例如为了移动台解调以及消除发往其它移动台(其它装置)的无线信号而生成含有如下控制信息或参考信号的信号。
[0050]Ca)表示用户(移动台)应该去除的多接入干扰的数量的信息(包括0或者I)
[0051](b)表示用户(移动台)去除多接入干扰所需的其它用户状态(分配无线资源块、调制方式、信道编码率等)的信息
[0052](c)用户(移动台)中相干解调所需的参考信号[0053](d)混合正交/非正交多接入的无线资源块分配所需的信息(传输块、无线资源块的定义、发送功率控制、反馈控制信号等)
[0054]此外，控制信号生成部140可以生成上述(a)?(d)中任一个或者将多个组合而得的控制信号。控制信号生成部140经控制信号资源分配部150以及物理信道复用部160将生成的控制信号发送给移动台200A、200B。在本实施方式中，控制信号生成部140构成控制信号发送部。
[0055]控制信号资源分配部150将无线资源块分配给从控制信号生成部140输出的控制信号。
[0056]物理信道复用部160在物理信道中复用从混合正交/非正交复用部130输出的基带信号以及从控制信号资源分配部150输出的控制信号。从物理信道复用部160输出的信号被实施IFFT,并且被追加循环前缀(Cyclic Prefix (CP))之后从发送天线发送给移动台200A、200B。本实施方式中，通过混合正交/非正交复用部130以及物理信道复用部160，构成向位于小区Cl内的多个移动台(接收装置)发送正交信号和非正交信号的无线信号发送部。
[0057]此外，混合正交/非正交复用部130以及物理信道复用部160 (无线信号发送部)可以使用正交信号将各移动台(接收装置)提取含有发往该移动台的非正交信号的正交资源所需的信息发送给该移动台。
[0058]例如，作为用正交信号(正交资源)发送的信号，可列举控制信号、参考信号、有效载荷较小的数据信号(Voice over IP (VoIP)、TCP ACK等)。此外，移动台使用正交信号解调非正交信号，但直接解调正交信号。另外，正交信号(正交资源)和非正交信号(非正交资源)的边界可以被固定，也可以可变而作为系统信息通知给各用户。
[0059](2.2 )移动台 2OOA
[0060]如图5所示，移动台200A具备:物理信道分离部210、数据解调/解码部220、目标用户控制信号检测部230以及干扰用户控制信号检测部240。此外，移动台200B具有与移动台200A —样的功能块结构。
[0061]物理信道分离部210接收从基站100发送的无线信号，分离在该无线信号中包含的物理信道。如上所述，物理信道分离部210接收的无线信号中含有正交信号和非正交信号。分离后的物理信道被输出给数据解调/解码部220、目标用户控制信号检测部230以及干扰用户控制信号检测部240。本实施方式中，物理信道分离部210构成无线信号接收部。
[0062]数据解调/解码部220被设置有多个。具体来讲，数据解调/解码部220根据复用为非正交信号的信号(用户)的数量而被设有干扰用户用以及目标用户用。本实施方式中，由于最大复用4用户，所以优选也设有4个数据解调/解码部220。
[0063]数据解调/解码部220执行无线资源块提取、干扰消除(interferencecanceller)、信道估计、解调解码以及解码数据的结合。
[0064]尤其是对于本实施方式，数据解调/解码部220的干扰消除，使用接收到的无线信号中包含的正交信号(例如上述控制信息和参考信号)，从多个非正交信号中解调以及消除发往其它移动台(接收装置)的无线信号，由此来提取发往移动台200A的非正交信号。
[0065]具体来讲，干扰消除通过基于预定信号处理的信号分离从接收到的非正交信号中提取发往本装置的信号，消除由发往其它接收装置的信号导致的干扰。由于复用的非正交信号的最大数量是已知的(本实施方式中为4复用)，所以干扰消除在不超过作为已知的非正交信号的最大数量的范围内解调以及消除发往其它接收装置的无线信号。此外，关于干扰的消除方法将在后面进行描述。
[0066]目标用户控制信号检测部230检测发往目标用户即发往本装置(移动台200A)的控制信号。目标用户控制信号检测部230将检测出的控制信号提供给数据解调/解码部220 (目标用户用)。作为控制信号可使用上述的(a)~(d)中任一个或者其组合。
[0067]干扰用户控制信号检测部240检测发往干扰用户即发往其它装置(例如移动台200B)的控制信号。干扰用户控制信号检测部240与目标用户控制信号检测部230 —样，将检测出的控制信号提供给数据解调/解码部220 (干扰用户用)。
[0068]这里，对数据解调/解码部220的干扰消除中的信号处理进行简单说明。首先，如图1所示，在移动台200A位于小区Cl的小区边缘处时，干扰消除无法去除位于小区Cl内中央处的移动台200B的信号，所以数据解调/解码部220直接执行解调/解码。具体来讲，可以根据以下的计算公式来说明用户I中的信号处理。
[0069]公式I
【权利要求】
1.一种接收装置，其特征在于，具备: 接收无线信号的无线信号接收部，其中，该无线信号包含彼此正交的多个正交信号和彼此不正交的多个非正交信号； 干扰消除部，其使用所述无线信号接收部接收到的无线信号中包含的正交信号，从多个非正交信号中解调以及消除发往其它接收装置的无线信号，由此来提取发往该接收装置的非正交信号；以及 解调部，其解调在所述正交信号中包含的发往该接收装置的信号、以及由所述干扰消除部提取出的发往该接收装置的非正交信号。
2.一种接收装置，其特征在于，具备: 接收无线信号的无线信号接收部，其中，该无线信号包含:使用彼此正交的多个无线资源即正交资源中的、一部分所述正交资源或全部所述正交资源而发送的彼此不正交的多个非正交信号； 干扰消除部，其从所述无线信号接收部接收到的无线信号中提取含有发往所述接收装置的非正交信号的正交资源，并从提取出的所述正交资源中包含的多个非正交信号中，解调以及消除发往其它接收装置的无线信号，由此来提取发往该接收装置的非正交信号；以及 解调部，其解调由所述干扰消除部提取出的发往该接收装置的非正交信号。
3.根据权利要求1或2所述的接收装置，其特征在于， 在该接收装置中复用为所述非正交信号的信号的最大数量是已知的， 所述干扰消除部在不超过`作为已知的所述非正交信号的最大数量的范围内解调以及消除发往其它接收装置的无线信号。
4.一种发送装置，其特征在于，具备: 无线信号发送部，其向位于小区内的多个接收装置发送无线信号，该无线信号包含彼此正交的多个正交信号和彼此不正交的多个非正交信号；以及 调度部，其根据复用为所述非正交信号的信号到所述多个接收装置中每一个接收装置的路径损耗，以所述路径损耗之差变大的方式，将复用为所述非正交信号的信号调度给所述多个接收装置。
5.根据权利要求4所述的发送装置，其特征在于， 所述无线信号发送部使用所述正交信号，将所述接收装置提取含有发往所述接收装置的非正交信号的正交资源所需的信息发送给所述接收装置。
6.根据权利要求4所述的发送装置，其特征在于， 在所述发送装置以及所述接收装置中，复用为所述非正交信号的信号的最大数量是已知的， 所述发送装置还具备:控制信号发送部，其将所述接收装置解调以及消除发往所述其它接收装置的信号所需的控制信号发送给所述接收装置。
7.一种无线通信方法，其特征在于，包含以下步骤: 通信装置接收无线信号，其中，该无线信号包含彼此正交的多个正交信号和彼此不正交的多个非正交信号； 所述通信装置使用接收到的无线信号中包含的正交信号，从多个非正交信号中解调以及消除发往其它接收装置的无线信号，由此来提取发往该接收装置的非正交信号；以及所述通信装置解调在所述正交信号中包含的发往该接收装置的信号、以及在所述提取的步骤中提取出的发往该接收装置的非正交信号。
8.一种无线通信方法，其特征在于，包含以下步骤: 通信装置接收无线信号，其中，该无线信号包含:使用彼此正交的多个无线资源即正交资源中的、一部分所述正交资源或全部所述正交资源而发送的彼此不正交的多个非正交信号; 所述通信装置从接收到的无线信号中提取含有发往所述接收装置的非正交信号的正交资源，并从提取出的所述正交资源中包含的多个非正交信号中，解调以及消除发往其它接收装置的无线信号，由此来提取发往该接收装置的非正交信号；以及所述通信装置解调提取出的 发往该接收装置的非正交信号。
【文档编号】H04J1/00GK103493380SQ201280019697
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2012年5月17日 优先权日:2011年5月20日
【发明者】岸山祥久, 阿那须·本杰博 申请人:株式会社Ntt都科摩