上りリンクSC-FDMAにおける繰り返しMMSE空間フィルタリング

摘要

Frequency-domain filtered single carrier (SC)-FDMA signal has properties of reduced peak-to-average power ratio (PAPR) and increased frequency diversity gain. However, if the carrier-frequency separation is kept the same as in the case of the transmit filter roll-off factor α=0, the adjacent users' signal spectra overlap and the multi-user interference (MUI) is produced. In our previous work, we proposed an iterative joint single-user minimum mean square error frequency-domain equalization/successive MUI cancellation (called joint MMSE-FDE/MUIC), which performs iteratively a series of MMSE-FDE, spectrum combining, and MUI cancellation, for frequency-domain filtered SC-FDMA uplink. However, the residual ISI and MUI limit the BER performance improvement. In this paper, we replace the single-user MMSE by an MMSE spatial filtering and propose an iterative joint multi-user MMSE spatial filtering/successive MUI cancellation (called joint MMSE-SF/MUIC). The achievable bit error rate (BER) and throughput performances are evaluated by computer simulation.%周波数領域ルートナイキスト送受信フィルタを用いるシングルキャリア（SC）-FDMA信号は，低いピーク対平均電力比（RAPR）と，大きな周波数ダイバーシチ利得が得られるという特徴を有する．しかしながら，ロールオフファクタα＝0の場合と同じ搬送波周波数間隔を保つと，隣接ユーザの信号スペクトルがオーザーラップしマルチユーザ干渉（MUI）が発生する．筆者らは以前，隣接ユーザの信号スペクトルをオーバーラップを許容する周波数領域ルートナイキスト送信フィルタを用いる上りSC-FDMAにおいて，最小平均二乗誤差規範に基づく周波数領域等化（MMSE-FDE），スペクトル合成，MUIキャンセルを繰り返し行う繰り返しジョイントシングルユーザMMSE-FDE／逐次MUIキヤンセラ（MMSE-FDE/MUIC）を提案した．しかしながら，繰り返し干渉キャンセル後にMUIとシンボル間干渉（ISI）が残留し，ビット誤り率(BER）特性の改善に限界を与えていた．本稿では，周波数領域ルートナイキスト送信フィルタを用いるSC-FDMAにおいて，シングルユーザMMSE-FDEをMMSE空間フィルリングによるマルチユーザ検出に置き換え干渉キャンセルを繰り返し行う，繰り返しジョイントMMSE空間フィルタリング／逐次MUIキヤンセラ（MMSE-SF/MUIC）を提案する．本提案法では，オーバーラップした隣接2ユーザのスペクトル部分を空間フィルタリングによるマルチユーザ検出で分離し，その後スペクトル合成により各ユーザの信号スペクトルを復元する．BER特性とスループット特性の改善効果を計算機シミュレーションにより明らかにしている．