(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝送信号を受信し、干渉データストリームを取得するための受信機と、
信頼値の値を算出するための信頼値評価モジュールと、
前記信頼値が所定閾値よりも大きいか否かを確定するための判定モジュールと、
前記信頼値が前記所定閾値よりも大きいと、前記干渉データストリームを用いることで干渉信号を再生するための再生モジュールと、
受信した前記伝送信号から再生した干渉信号を減算して目標信号を得るための減算器と、
前記目標信号を復調及び復号化するための復調及び復号化モジュールと、を備え、
前記信頼値評価モジュールは、
前記干渉データストリームのソフトビットを用いることで前記信頼値の値を算出するように設定され、
前記ソフトビットの幅ｘｉを抽出するための抽出器と、
前記ソフトビットｘｉの平均値Ａ１を算出するための第１演算器と、
前記ソフトビットｘｉの二乗の平均値Ａ２を算出するための第２演算器と、
前記ソフトビットｘｉの三乗の平均値Ａ３を算出するための第３演算器と、
【数１】
0005826401.tif 000005
を用いることでρ値を前記信頼値として算出する第５演算器と、を備える多入力多出力技術を用いたセルラー電気通信システムにおける帯域内干渉の除去用装置。
【請求項２】
前記ソフトビットは前記干渉データストリームの復調後又は前記干渉データストリームのハイブリッド自動再送要求後に得られる請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記信頼値評価モジュールは、
前記ソフトビットの信号雑音比を前記信頼値として算出するための演算器を備える請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
前記所定閾値は−１０ｄＢ〜２０ｄＢである請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
前記再生モジュールは、前記干渉データストリームが復号化される前、前記ソフトビットを用いて前記干渉信号を再生するように設定される請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
前記再生モジュールは、
前記ソフトビットを変調するための変調器をさらに備える請求項１〜５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
前記再生モジュールは、前記干渉データストリームが復号化された後、前記干渉信号を再生するように設定される請求項１〜６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
前記再生モジュールはさらに、対数尤度比の値を用いて前記干渉信号を再生するように設定される請求項７に記載の装置。
【請求項９】
伝送信号を受信し、干渉データストリームを取得するステップと、
信頼値の値を算出するステップと、
前記信頼値が所定閾値よりも大きいか否かを確定するステップと、
前記信頼値が前記所定閾値よりも大きいと、前記干渉データストリームを用いることで干渉信号を再生するステップと、
受信した前記伝送信号から、再生した干渉信号を減算して目標信号を得るステップと、
前記目標信号を復調及び復号化するステップと、を含み、
信頼値の値を算出するステップは、
前記干渉データストリームのソフトビットを用いることで前記信頼値の値を算出するステップを含み、
前記ソフトビットの幅ｘｉを抽出するステップと、
前記ソフトビットｘｉの平均値Ａ１を算出するステップと、
前記ソフトビットｘｉの二乗の平均値Ａ２を算出するステップと、
前記ソフトビットｘｉの三乗の平均値Ａ３を算出するステップと、
【数２】
0005826401.tif 000006
を用いることでρ値を前記信頼値として算出するステップと、をさらに含む、多入力多出力技術を用いたセルラー電気通信システムにおける帯域内干渉の除去用方法。
【請求項１０】
前記ソフトビットは前記干渉データストリームの復調後又は前記干渉データストリームのハイブリッド自動再送要求後に得られる請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
信頼値の値を算出するステップは、前記ソフトビットの信号雑音比を前記信頼値として算出するステップをさらに含む請求項９または１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記所定閾値は−１０ｄＢ〜２０ｄＢである請求項９〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記干渉データストリームを用いて干渉信号を再生するステップは、
前記干渉データストリームが復号化される前、前記ソフトビットを用いて前記干渉信号を再生するステップを含む請求項９〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記干渉データストリームを用いて干渉信号を再生するステップは、
前記ソフトビットを変調するステップをさらに含む請求項９〜１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記干渉データストリームを用いて干渉信号を再生するステップは、
前記干渉データストリームが復号化された後、前記干渉信号を再生するステップを含む請求項９〜１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
前記干渉データストリームを用いて干渉信号を再生するステップは、
対数尤度比の値を用いて前記干渉信号を再生するステップをさらに含む請求項１５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セルラー電気通信システムにおいて同一帯域幅内で複数のデータストリームを受信する基地局及びユーザ装置に関し、特に帯域内干渉の除去装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
セルラー電気通信システムにおいて、モバイルユーザのデータレートへの要求が増加するにつれて、ユーザに対してさらに高い瞬間的なピークレートが望まれている。一方、それらのスペクトル効率を向上させる先端技術はさらに注目されている。利用可能な電波スペクトルに制限を付すことによって、高いデータレートができるだけ多くのユーザにより共有され得る。
【０００３】
その中で、最も有望な技術はＭＩＭＯである。該技術は、図１に示されるように、各々の独立したユーザに同一帯域幅で複数のデータストリームを伝送することができるだけでなく、図２に示されるように、同一帯域幅で異なるユーザからの複数のデータストリームを伝送することもできる。さらに、異なるエアーインターフェースを有する２つのユーザは同一帯域幅内で電波信号を伝送することができる。
【０００４】
上記の場合において、同一のユーザ又は異なるユーザからのクロスデータストリームは互いに干渉するので、帯域内干渉は各々のデータストリームにおいて発生すると推定される。つまり、データストリーム１を復調又は復号化する際に、データストリーム２からの信号成分が存在し、逆も同様である。該信号成分は実質的に、背景雑音以外の干渉である。そのため、受信機側には、データにおけるクロストークを低減又は除去するように、いくつかの特殊な先端技術を組み込まねばならない。逐次干渉除去（ＳＩＣ）はクロストークを低減又は除去する技術の一つであり、図３に示される。
【０００５】
ＳＩＣ受信機の思想は、データが巡回冗長検査（ＣＲＣ）チェックサムを通じて、正確に復号される性質を利用するところにある。第一に、すべてのクロスデータストリームにおいて、ＣＲＣが検出されると、データストリームは再復号化、再変調され、その後、チャネル推定とともに再生される。次に、再生信号を全受信信号から減算して残り信号を得る。最後に、それらのＣＲＣチェックサムが誤検出したクロスデータストリームの残りの信号に対して二次復調及び復号化を試みる。
【０００６】
図４はｔｕｒｂｏ−ＳＩＣ受信機と呼ばれる別の一例を示す。復号化後、対数尤度比（ＬＬＲ）の値を抽出し、及びソフト変調を実行することによって、信号配列推定を再構成し、その後、上記の例のように信号を再生し、ｔｕｒｂｏ−ＳＩＣ受信機はＣＲＣが正確であるデータストリームをさらに多く利用する。復号化後のＬＬＲ値は信号再生に対してさらに確実、有利であると考えられる。複雑さの代償として、Ｔｕｒｂｏ−ＳＩＣによって性能を大幅に改善することが望まれる。
【０００７】
ＳＩＣ及びｔｕｒｂｏ−ＳＩＣ受信機はいずれもＣＲＣチェックサムが関連信号を再生するべきであるか否かを決定する唯一の基準として用いられる。もちろん、ＣＲＣチェックサムは単一の誤りビットに対してゼロトレランスである。つまり、復号化したビットのすべてが正確であるときにしか干渉信号が再生できないことを意味する。すなわち、復号化後の再生に関して、この基準が非常に厳しいので、復号化したビットのほとんどが再生不能に至る場合が多い。ポイントはＣＲＣチェックサムのように厳しいものではない代替基準を見つけることにある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、従来のＣＲＣチェックサムの代わりに、干渉信号を再生するための新しい基準を提供する。この新基準において、復号器に入力されたソフトビットのみから、信頼値（ｃｒｅｄｉｔ）を算出し、該信頼値は実質的に、ソフトビットの信号雑音比である。このため、ソフトビットは復調後又はＨＡＲＱ（ハイブリッド自動再送要求）の組合せ後に取得可能である。信頼値が所定閾値よりも大きいと、干渉信号が再生され、合計受信信号から該干渉信号を減算し、その後、残った信号に対して二次復調及び復号化を試みる。
【０００９】
この新標準は実際には復号化前の再生を許容する。つまり、処理時間が許容されないと、干渉信号は復号化前にソフトビットに基づいて再生されることが可能であることを意味する。所定閾値は、復号化後に再生する場合のものよりもやや大きくてもよい。所定閾値は、ソフトウェアや状況に応じて従来技術と同様に設定してもよく、−１０ｄＢ〜２０ｄＢであってもよい。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
【数１】
0005826401.tif 000002
【００１２】
本発明の別の一実施形態によれば、ソフトビットは干渉データストリームの復調後又は干渉データストリームのハイブリッド自動再送要求後に得られる。
【００１４】
本発明のさらに別の一実施形態によれば、信頼値評価モジュールは、ソフトビットの信号雑音比を信頼値として算出するための演算器を備える。
【００１５】
本発明のさらに別の一実施形態によれば、所定閾値は−１０ｄＢ〜２０ｄＢである。
【００１６】
本発明のさらに別の一実施形態によれば、再生モジュールは、干渉データストリームが復号化される前、ソフトビットを用いて干渉信号を再生するように設定される。
【００１７】
本発明のさらに別の一実施形態によれば、再生モジュールは、ソフトビットを変調するための変調器をさらに備える。
【００１８】
本発明のさらに別の一実施形態によれば、再生モジュールは、干渉データストリームが復号化された後、干渉信号を再生するように設定される。
【００１９】
本発明のさらに別の一実施形態によれば、再生モジュールはさらに、対数尤度比の値を用いて干渉信号を再生するように設定される。
【００２０】
【数２】
0005826401.tif 000003
【００２３】
本発明のさらに別の一実施形態によれば、信頼値を算出するステップは、ソフトビットの信号雑音比を信頼値として算出するステップをさらに含む。
【００２４】
本発明のさらに別の一実施形態によれば、所定閾値は−１０ｄＢ〜２０ｄＢである。
【００２５】
本発明のさらに別の一実施形態によれば、干渉データストリームを用いて干渉信号を再生するステップは、干渉データストリームが復号化される前、ソフトビットを用いて干渉信号を再生するステップを含む。
【００２６】
本発明のさらに別の一実施形態によれば、干渉データストリームを用いて干渉信号を再生するステップは、ソフトビットを変調するステップをさらに含む。
【００２７】
本発明のさらに別の一実施形態によれば、干渉データストリームを用いて干渉信号を再生するステップは、干渉データストリームが復号化された後、干渉信号を再生するステップを含む。
【００２８】
本発明のさらに別の一実施形態によれば、干渉データストリームを用いて干渉信号を再生するステップは、対数尤度比の値を用いて干渉信号を再生するステップをさらに含む。
【００２９】
本発明に係る装置及び方法によれば、関連信号を再生すべきであるか否かは、ＣＲＣチェックサムの精度に依存しない。このため、少数の誤りビットが存在したとしても、それ以外のビットが正確に復号化される場合、関連信号は依然として復号化可能である。また、本発明に係る装置及び方法において、目標ストリームは復号化前、干渉ストリームが再生可能であるか否かを判定できる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】図１は単一ユーザが同一帯域幅内で複数のデータストリームを伝送するブロック図を示す。
【図２】図２は同一帯域幅内で異なるユーザから複数のデータストリームを伝送するブロック図を示す。
【図３】図３は受信側における従来の逐次干渉除去のブロック図を示す。
【図４】図４はｔｕｒｂｏ−ＳＩＣ受信機のブロック図を示す。
【図５】図５は信頼値の理論値及び推定値の一例を示す。
【図６】図６は本発明の干渉信号が復号化前に再生される実施形態のブロック図を示す。
【図７】図７は本発明の干渉信号が復号化後にハード再生される実施形態のブロック図を示す。
【図８】図８は本発明の干渉信号が復号化後にソフト再生される実施形態のブロック図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本発明において、帯域内干渉の除去装置及び方法が説明される。本発明に係る装置及び方法において、干渉信号が再生されるべきであるか否かを確定するための基準は信頼値が所定閾値よりも大きいか否かである。その後、ソフトビットは干渉データストリームから抽出される。前記信頼値は復号器に入力されたソフトビットに基づいて算出されたものであり、変調器又はＨＡＲＱコンバイナの出力であってもよい。前記信頼値は、実質的にはソフトビットの信号雑音比である。
【００３２】
以下のステップはどのように信頼値を算出するかを示す。
【００３３】
ステップ１において、すべてのソフトビットの幅を抽出し、ｘｉと記す。
【００３４】
ステップ２において、ｘｉの平均値E{x}を算出し、Ａ１と記す。
【００３５】
ステップ３において、ｘｉの二乗の平均値E{x2}を算出し、Ａ２と記す。
【００３６】
ステップ４において、ｘｉの三乗の平均値E{x3}を算出し、Ａ３と記す。
【００３７】
【数３】
0005826401.tif 000004
【００３８】
図５は信頼値の理論値及び推定値の一例を示す。信頼値は実質上、ソフトビットの信号雑音比であることがわかる。
【００３９】
本発明に係る帯域内干渉の除去装置は図６、７及び８を参照しながら説明される。
【００４０】
図６は復号化前に再生するための本発明の一実施形態を示す。図６のブロック図は、伝送信号を受信し、干渉データストリームを取得するためのＭＩＭＯ復号化又はマルチエアーインターフェース受信機と、信頼値を算出するための信頼値評価モジュールと、信頼値が所定閾値よりも大きいか否かを確定するための判定モジュールと、干渉信号を再生するための再生モジュールと、受信した合計伝送信号から再生した干渉信号を減算して目標信号を得るための減算器と、目標信号を復調及び復号化するための復調及び復号化モジュールと、を備える。ＭＩＭＯ復号化又はマルチエアーインターフェース受信機は合計伝送信号を受信し、その後、それ自体のデータストリームに対して一次復調及び復号化を試み、この段階に、データストリーム同士はクロストークする。
【００４１】
図６に示される実施形態において、再生モジュールは、ソフトビットを変調するための変調器と、干渉信号を再生するためのチャネル推定器とを備える。具体的には、ソフトビットは変調器により変調されてチャネル推定値と乗算する。再生モジュールはさらに従来技術における復調器及び復号器を備える。
【００４２】
上記のように、干渉データストリームについて、信頼値は復調後又はＨＡＲＱの組合せ後にソフトビットに基づいて直ちに算出されるものであり、且つソフトビットは復号器に入力されることが可能である。算出した信頼値が所定閾値よりも大きいと、干渉データは直接にソフトビットを変調してチャネル推定値と乗算することによって再生され、その後、合計受信信号から再生干渉信号を減算して残り信号を得る。残り信号において、目標ストリームは二次復調及び復号化が可能である。
【００４３】
この実施形態は、典型的には、ＧＳＭ（登録商標）信号のような狭帯域信号がＵＭＴＳ信号のような広帯域信号内で発生する状況において、応用されることができる。狭帯域信号は干渉信号として機能し、通常、そのＴＴＩ（伝送時間間隔）は復号化後の再生に対して長すぎる。そのため、所定閾値を一定のレベルまで向上させることができ、復号化前の再生を確実にする。異なる応用状況に応じて、所定閾値はソフトウェアによって設定されてもよく、−１０ｄＢ〜２０ｄＢである。
【００４４】
図７は復号化後のハード再生の実施形態を示す。図７の実施形態は干渉信号再生以外、図６の実施形態と同様である。図７の実施形態において、干渉信号の再生はソフトビットを用いていない。干渉信号の再生は干渉信号が復号化された後に行われる。再生モジュールは従来技術と同様に復調器及び復号器を備える。再生モジュールはさらに符号器と変調器とチャネル推定器とを備え、干渉信号を再生することに用いられ、これらは従来技術と同様である。
【００４５】
この実施形態において、信頼値は上記のように算出される。信頼値が所定閾値よりも大きいと、干渉データストリームが復号化された後に再生を行う。復号化後、ハードビットが先に抽出され、その後、送信機側のように符号化及び変調される。変調符号とチャネル推定値を乗算して再生信号を得て、該再生信号を合計受信信号から除去する。最後に、残り信号において、目標ストリームは二次復調及び復号化が可能である。
【００４６】
図８は復号化後のソフト再生の別の一実施形態を示す。図８の実施形態は干渉信号再生以外、図７の実施形態と同様である。図８の実施形態において、復号化後、対数尤度比の値（ＬＬＲ）を抽出し、及びソフト変調を実行することによって、信号配列推定を再構成し、その後、図４に示されるように信号を再生し、干渉信号の再生はＣＲＣが正確であるデータストリームを多く利用する。すなわち、復号化後の再生は復号器によるメリットをより一層利用し、復号化後のＬＬＲ値が信号再生に用いられるので、「復号化後のソフト再生」と呼ばれる。「ソフト変調器」モジュールはＬＬＲ値を配列推定に変換する。  Ｌａｕｒａ  Ｌ．ＭｃＰｈｅｔｅｒｓ、Ｓｔｅｖｅｎ  Ｗ．ＭｃＬａｕｇｈｌｉｎ著、１月第３８巻第１号のＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｍａｇｎｅｔｉｃｓの２９８ページ〜３０２ページに記載された「Ｔｕｒｂｏ−Ｃｏｄｅｄ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ  Ｃｈａｎｎｅｌｓ  ｗｉｔｈ  ＤＶＤ  Ｍｉｎｉｍｕｍ  Ｍａｒｋ  Ｓｉｚｅ」をタイトルとする文章、並びにＤ．Ｄｉｖｓａｌａｒ、Ｓ．Ｄｏｌｉｎａｒ、Ｆ．Ｐｏｌｌａｒａ著、２００１年５月第１９巻第５号のＩＥＥＥ  Ｊ．Ｓｅｌｅｃｔ．Ａｒｅａｓ  Ｃｏｍｍｕｎの８９１ページ〜９０７ページに記載された「Ｉｔｅｒａｔｉｖｅ  ｔｕｒｂｏ  ｄｅｃｏｄｅｒ  ａｎａｌｙｓｉｓ  ｂａｓｅｄ  ｏｎ  ｄｅｎｓｉｔｙ  ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ」をタイトルとする文章は、どのように異なる変調案に応じてソフト変調を行うかを記述している。
【００４７】
上記のように、信頼値は干渉データストリームのソフトビットにより算出され、且つ該値が所定閾値よりも大きいと、信号再生及び除去が確立され、且つ残り信号において別の復調及び復号化を試みて目標ストリームを得る。
【００４８】
図６、７及び８に示される実施形態からわかるように、信頼値は干渉信号が再生されるべきであるか否かを確定することに用いられる。信頼値は干渉データストリームから抽出されたソフトビットに基づいて算出される。図６に示される実施形態と図７及び図８に示される実施形態との相違点は干渉信号が再生されるか否かである。図６に示される実施形態において、干渉信号は干渉データストリームが復号化される前、ソフトビットを用いて再生される。図７及び図８の実施形態において、干渉信号は干渉データが復号化された後に再生される。
【００４９】
同様に、本発明はさらに帯域内干渉の除去方法を提供する。
【００５０】
本発明の一実施形態において、該方法は、伝送信号を受信し、干渉データストリームを取得するステップと、信頼値を算出するステップと、信頼値が所定閾値よりも大きいか否かを確定するステップと、信頼値が所定閾値よりも大きいと、該干渉データストリームを用いて干渉信号を再生するステップと、受信した伝送信号から再生した干渉信号を減算して目標信号を得るステップと、目標信号を復調及び復号化するステップと、を含む。
【００５１】
好ましくは、信頼値は干渉データストリームのソフトビットに基づいて算出されることができる。ソフトビットは干渉データストリームの復調後又は干渉データストリームのハイブリッド自動再送要求の組合せ後に得られる。詳細な算出ステップは以上とおり説明された。ここで、信頼値は実質的にはソフトビットの信号雑音比である。
【００５２】
好ましくは、所定閾値は−１０ｄＢ〜２０ｄＢであってもよい。
【００５３】
一例示実施形態において、干渉信号は干渉データストリームが復号化される前、ソフトビットを用いて再生される。好ましくは、ソフトビットが変調されることによって干渉信号を再生し得る。
【００５４】
別の一例示実施形態において、干渉信号は干渉データストリームが復号化された後に再生される。好ましくは、対数尤度比の値を用いて干渉信号を再生する。
【００５５】
本発明に係る方法は主として２つの利点を備える。
【００５６】
第１に、従来の方法は干渉ストリームのＣＲＣチェックサムの正確性に依存するので、極少数の誤りビットが存在するが、正しいビットが正確に復号化される場合の利点が滅殺されてしまう。本発明は、従来の方法に比べて高い性質を有している。
【００５７】
第２に、非ＣＲＣ標準に基づいて時間を繰り上げる。ＣＲＣ標準に基づく方法において、目標ストリームは干渉ストリームの復号化が終了するまで待たなければならない。この待ち時間はできるだけ少ない処理遅延を必要とする通信量に対して致命的であるおそれがあるので、正確に復号化された干渉ストリームから成果を一切取得できないおそれがある。本発明に係る方法において、目標ストリームは復号化前に、干渉ストリームが再生可能であるか否かを判定しうる。
【００５８】
本発明の実施形態を描写、記述したが、これらの実施形態は本発明のあらゆる形態を描写、記述することを意図したものではない。また、本明細書に用いられた言葉は制限的に解釈されるものではなく、単なる説明的用語である。また、本発明は、その趣旨及び範囲を逸脱することなく、さまざまな変更及び修正が可能である。
【図１】
0005826401.tif 000007
【図２】
0005826401.tif 000008
【図３】
0005826401.tif 000009
【図４】
0005826401.tif 000010
【図５】
0005826401.tif 000011
【図６】
0005826401.tif 000012
【図７】
0005826401.tif 000013
【図８】
0005826401.tif 000014