JP2005051404A

JP2005051404A - Transmission line characteristic estimation device and computer program

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Publication number: JP2005051404A
Application number: JP2003204611A
Authority: JP
Inventors: Tadayuki Fukuhara; 忠行福原; Yoshio Takeuchi; 良男武内; Hiroshi En; 浩袁
Original assignee: KDDI Corp
Current assignee: KDDI Corp
Priority date: 2003-07-31
Filing date: 2003-07-31
Publication date: 2005-02-24
Anticipated expiration: 2023-07-31
Also published as: JP4204917B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a transmission line characteristic estimation device that reduces an adverse influence of a small-frequency component of small electric power included in a transmit signal on a transmission characteristic estimation value, and improves the estimation precision of transmission line characteristics. <P>SOLUTION: Provided are a transmission line characteristic estimation part 4 which finds a transmission characteristic estimation value by dividing a receive signal in a frequency range by a replica of a transmit signal in a frequency range corresponding to the receive signal, a threshold decision part 5 which decides a frequency component whose electric power is smaller than a threshold in the replica of the transmit signal, and an estimation value correction part 6 which corrects the transmission line characteristic value by excluding the transmission line characteristic estimation value on the frequency component having the electric power smaller than the threshold. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、周波数領域等化（ＦＤＥ；ＦｒｅｑｕｅｎｃｙＤｏｍａｉｎＥｑｕａｌｉｚａｔｉｏｎ）方式を用いる無線通信システムに適用される伝送路特性推定装置、及びその伝送路特性推定装置をコンピュータを利用して実現するためのコンピュータプログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、音声や動画像などの種々のメディアのコンテンツを含むデータを無線通信回線を介してエンドユーザに提供するマルチメディア無線通信サービスの検討がなされている。この無線通信サービスでは高速度の無線データ通信が要求されるために、無線通信に特有のマルチパスフェージングによる通信品質の劣化が問題となる。この対策の一つとして、周波数領域等化（ＦｒｅｑｕｅｎｃｙＤｏｍａｉｎＥｑｕａｌｉｚａｔｉｏｎ）方式が注目を集めている。
【０００３】
上記した周波数領域等化方式を用いる無線通信システムの一つとしてＳＣ−ＦＤＥ（ＳｉｎｇｌｅＣａｒｒｉｅｒｗｉｔｈＦｒｅｑｕｅｎｃｙＤｏｍａｉｎＥｑｕａｌｉｚａｔｉｏｎ）方式を用いたシステムが知られている（例えば、非特許文献１参照）。このＳＣ−ＦＤＥ方式の無線通信システムにおいては、送信側が時間領域で信号を生成して送信する。この送信信号にはＣＰ（ＣｙｃｌｉｃＰｒｅｆｉｘ）が付加される。そして、受信側が、該ＣＰを用いて相関を取ることにより周波数領域における伝送路特性を推定し、この推定した伝送路特性により受信信号を周波数領域で伝送路等化して時間領域に戻し、復調する。これにより、マルチパスの影響で周波数選択性フェージングが発生し、歪んだ信号を補正することが可能となる。
【０００４】
【非特許文献１】
“ＳＣ−ＦＤＥＰＨＹＬａｙｅｒＳｙｓｔｅｍＰｒｏｐｏｓａｌｆｏｒＳｕｂ１１ＧＨｚＢＷＡ（ＡｎＯＦＤＭＣｏｍｐａｔｉｂｌｅＳｏｌｕｔｉｏｎ）”、［ｏｎｌｉｎｅ］、２００１年３月５日、ＩＥＥＥ８０２．１６ＢｒｏａｄｂａｎｄＷｉｒｅｌｅｓｓＡｃｃｅｓｓＷｏｒｋｉｎｇＧｒｏｕｐ、［平成１５年７月１０日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｉｅｅｅ８０２．ｏｒｇ／１６／ｔｇ３／ｃｏｎｔｒｉｂ／８０２１６３ｃ−０１＿３２．ｐｄｆ＞
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した従来の技術では、ＣＰによる相関値に基づいて周波数領域における伝送路特性を推定するが、伝送路特性の推定結果として十分な精度が得られないという問題がある。受信側において伝送路特性の推定時に、ＣＰによる相関値がノイズ電力に対して十分大きければ、該ノイズの影響が顕在化することはない。しかしながら、伝送効率の低下防止の観点から一般にＣＰ長は短く設定され、該ノイズの影響が顕在化することを防ぐには十分ではない。この結果として、伝送路特性推定値はノイズの影響を大きく受けることになるので、伝送路特性の推定精度が劣化し、十分な精度が得られなくなる。
【０００６】
また、他の手法として、伝送路特性推定値の算出時に、周波数領域における受信信号を当該受信信号に対応する周波数領域における送信信号で除算するものがある。この手法においては、送信信号電力が小さい場合、さらに最悪の場合として送信信号の中に電力０の周波数成分が含まれるときには該除算結果が不定となるために、伝送路特性推定値が異常なものとなる。
【０００７】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、送信信号の中に電力が小さい周波数成分が含まれることによって生じる伝送路特性推定値への悪影響を軽減することができ、伝送路特性の推定精度の向上を図ることができる伝送路特性推定装置を提供することにある。
【０００８】
また、本発明の他の目的は、本発明の伝送路特性推定装置をコンピュータを利用して実現するためのコンピュータプログラムを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の伝送路特性推定装置は、周波数領域における受信信号を当該受信信号に対応する周波数領域における送信信号のレプリカで除算して伝送路特性推定値を求める伝送路特性推定手段と、前記送信信号のレプリカのうち、電力の大きさが閾値以下である周波数成分を判定する閾値判定手段と、前記閾値以下の電力を有する周波数成分についての前記伝送路特性推定値を排除して伝送路特性推定値を補正する推定値補正手段とを備えたことを特徴としている。
【００１０】
請求項２に記載の伝送路特性推定装置においては、前記推定値補正手段は、前回の伝送路等化に使用された伝送路特性推定値を保存する記憶手段と、前記記憶手段から前記排除対象の周波数成分についての前回の伝送路特性推定値を取得して今回の伝送路特性推定値と差し替える選択手段とを備えることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の伝送路特性推定装置においては、前記推定値補正手段は、前記排除対象の周波数成分についての伝送路特性推定値を、周辺の周波数成分についての伝送路特性推定値に基づき補間した値と置換する補間手段であることを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載の伝送路特性推定装置においては、前記推定値補正手段は、前回の伝送路等化に使用された伝送路特性推定値と前回の前記閾値判定結果とを保存する記憶手段と、前記記憶手段から前記排除対象の周波数成分についての前回の伝送路特性推定値を取得して今回の伝送路特性推定値と差し替える選択手段と、前記排除対象の周波数成分についての伝送路特性推定値を、周辺の伝送路特性推定値に基づき補間した値と置換する補間手段と、前記記憶手段に保存される前記排除対象の周波数成分についての閾値判定結果が閾値超である場合は前記選択手段による補正を選択し、一方、閾値以下である場合は前記補間手段による補正を選択する補正制御手段とを備えることを特徴とする。
【００１３】
請求項５に記載の伝送路特性推定装置においては、前記閾値は電力０であることを特徴とする。
【００１４】
請求項６に記載の伝送路特性推定装置においては、前記推定値補正手段による補正後の伝送路特性推定値を時間領域における伝送路のインパルス応答に変換する逆フーリエ変換手段と、該インパルス応答からノイズ成分を除去するフィルタと、前記フィルタの出力を周波数領域における伝送路特性推定値に戻すフーリエ変換手段とを備えたことを特徴とする。
【００１５】
請求項７に記載の伝送路特性推定装置においては、前記推定結果の伝送路特性を用いて周波数領域等化方式により伝送路等化された後に復調された受信データを変調する変調手段と、この変調データをフーリエ変換して前記周波数領域における送信信号のレプリカを作成するフーリエ変換手段とを備えたことを特徴とする。
【００１６】
請求項８に記載のコンピュータプログラムは、周波数領域における受信信号を当該受信信号に対応する周波数領域における送信信号のレプリカで除算して伝送路特性推定値を求める伝送路特性推定機能と、前記送信信号のレプリカのうち、電力の大きさが閾値以下である周波数成分を判定する閾値判定機能と、前記閾値以下の電力を有する周波数成分についての前記伝送路特性推定値を排除して伝送路特性推定値を補正する推定値補正機能とをコンピュータに実現させることを特徴としている。
【００１７】
請求項９に記載のコンピュータプログラムにおいては、前記推定値補正機能は、前回の伝送路等化に使用された伝送路特性推定値を記憶手段に保存する機能と、前記記憶手段から前記排除対象の周波数成分についての前回の伝送路特性推定値を取得して今回の伝送路特性推定値と差し替える機能とを備えることを特徴とする。
【００１８】
請求項１０に記載のコンピュータプログラムにおいては、前記推定値補正機能は、前記排除対象の周波数成分についての伝送路特性推定値を、周辺の周波数成分についての伝送路特性推定値に基づき補間した値と置換する機能段であることを特徴とする。
【００１９】
請求項１１に記載のコンピュータプログラムにおいては、前記推定値補正機能は、前回の伝送路等化に使用された伝送路特性推定値と前回の前記閾値判定結果とを記憶手段に保存する機能と、前記記憶手段から前記排除対象の周波数成分についての前回の伝送路特性推定値を取得して今回の伝送路特性推定値と差し替える機能と、前記排除対象の周波数成分についての伝送路特性推定値を、周辺の伝送路特性推定値に基づき補間した値と置換する機能と、前記記憶手段に保存される前記排除対象の周波数成分についての閾値判定結果が閾値超である場合は前記選択手段による補正を選択し、一方、閾値以下である場合は前記補間手段による補正を選択する機能とを備えることを特徴とする。
【００２０】
請求項１２に記載のコンピュータプログラムにおいては、前記閾値は電力０であることを特徴とする。
【００２１】
請求項１３に記載のコンピュータプログラムにおいては、前記推定値補正機能による補正後の伝送路特性推定値を逆フーリエ変換して時間領域における伝送路のインパルス応答に変換する機能と、該インパルス応答からノイズ成分を除去するフィルタ機能と、前記フィルタ機能の出力をフーリエ変換して周波数領域における伝送路特性推定値に戻す機能とをさらにコンピュータに実現させることを特徴とする。
【００２２】
請求項１４に記載のコンピュータプログラムにおいては、前記推定結果の伝送路特性を用いて周波数領域等化方式により伝送路等化された後に復調された受信データを変調する機能と、この変調データをフーリエ変換して前記周波数領域における送信信号のレプリカを作成する機能とをさらにコンピュータに実現させることを特徴とする。
上記コンピュータプログラムにより、前述の伝送路特性推定装置がコンピュータを利用して実現できるようになる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。本実施形態においては、ＳＣ−ＦＤＥ方式の無線通信システムに適用する場合を例に挙げて説明する。
図１は、本発明の第１〜第３の実施形態による伝送路特性推定装置を備える受信機の構成を示すブロック図である。この受信機は、ＳＣ−ＦＤＥ方式の無線通信システムにおいて使用されるものである。図２は、ＳＣ−ＦＤＥ方式の無線通信システムにおいて使用される伝送フレームの構成を示す図である。
【００２４】
初めに、図２を参照して、ＳＣ−ＦＤＥ方式の無線通信システムにおいて使用される伝送フレームについて説明する。図２に示されるように、一つのフレームは先頭に位置するプリアンブル区間と、このプリアンブル区間に続くデータ区間とから構成されている。プリアンブル区間には、１ブロック分のパイロットデータが格納されるパイロットブロックと、該パイロットデータのガードインターバル（ＧＩ）が格納される部分とが含まれる。プリアンブル区間のＧＩは、パイロットデータのＣＰ（ＣｙｃｌｉｃＰｒｅｆｉｘ）である。
【００２５】
なお、パイロットデータは、送信機と受信機との間で予め整合された既知の信号である。さらに、該パイロットデータは、プリアンブル区間のパイロットデータからなる信号が時間領域及び周波数領域の双方においてその電力振幅が０ではない一定値となるデータ系列を用いて構成される。
【００２６】
データ区間には、データ＃１からデータ＃ＬまでのＬ個のデータシンボルが格納されるＬ個のデータブロック＃１〜＃Ｌと、各データブロック＃１〜＃Ｌに対応するＧＩが格納される部分とが含まれる。各ＧＩは、直後のデータブロックに格納されるデータシンボルのＣＰである。
【００２７】
なお、ＣＰはブロックの末尾部分のデータがコピーされたものである。また、そのＣＰ長は、伝送時の最大遅延許容時間に相当する長さに設定される。この最大遅延許容時間は、無線通信システムにおいて予め定められており、送信機及び受信機にそれぞれ設定される。
【００２８】
次に、図１を参照して、受信機全体の構成と動作について説明する。
ＳＣ−ＦＤＥ方式の無線通信システムでは、送信機が時間領域で送信信号を生成して図２の伝送フレームにより無線送信する。図１において、受信機は、該送信機から送信された無線信号をアンテナ１を介して受信する。この受信信号はＧＩ除去部２によってＧＩが除去された後に、フーリエ変換器３に入力される。フーリエ変換器３は、ＧＩが除去された受信信号を離散フーリエ変換（以下、単にフーリエ変換と称する）する。これにより、受信信号は周波数領域の信号に変換される。この周波数領域における受信信号は、伝送路特性推定部４及び等化器７の双方に入力される。以降の受信機の動作は、ブロック単位で行われる。
【００２９】
伝送路特性推定部４には、入力された周波数領域における受信信号に対応する周波数領域における送信信号のレプリカＲ３が、スイッチ１３を介して入力される。受信信号がパイロットデータである場合は、プリアンブル記憶部１２に予め格納されているレプリカＲ１がスイッチ１３により選択されて伝送路特性推定部４に入力される。一方、受信信号がデータブロックである場合は、フーリエ変換器１１から出力されるレプリカＲ２がスイッチ１３により選択されて伝送路特性推定部４に入力される。このレプリカＲ２は、周波数領域における該当データブロックの送信信号に対応するものとして求められる。このレプリカＲ２の作成手順は後述する。
【００３０】
なお、上述したようにパイロットデータは周波数領域においてその電力振幅が０ではない一定値であるので、周波数領域におけるパイロットデータの送信信号のレプリカＲ１には電力０の周波数成分が含まれない。
【００３１】
伝送路特性推定部４は、周波数領域における受信信号を当該受信信号に対応する周波数領域における送信信号のレプリカＲ３で除して伝送路特性推定値Ａを求める。そして、この伝送路特性推定値Ａと使用したレプリカＲ３とを閾値判定部５へ出力する。
【００３２】
閾値判定部５は、入力されたレプリカＲ３の周波数成分毎に、電力の大きさを閾値によって判定する。そして、この判定結果であるフラグＢを、各周波数成分についての伝送路特性推定値Ａに各々付加して推定値補正部６へ出力する。フラグＢの初期値は０である。閾値判定部５は、電力の大きさが閾値以下である周波数成分についての伝送路特性推定値Ａに対して、該当するフラグＢを１にする。
【００３３】
上記閾値には、送信信号の周波数成分のうち、伝送路特性推定値の精度劣化が許容できない程に小さい電力の周波数成分を判別可能な値を使用する。この閾値は例えばシミュレーションにより決定する。
【００３４】
また、上記閾値として、電力０を使用するようにしてもよい。データシンボルの送信信号は電力０の周波数成分を含む可能性があり、従ってそのレプリカＲ２も電力０の周波数成分を含む可能性がある。そして、その電力０の周波数成分を含むレプリカＲ２がレプリカＲ３として伝送路特性推定部４に入力された場合、該電力０の周波数成分を用いた上記伝送路特性推定部４における除算結果が不定となるために、該電力０の周波数成分についての伝送路特性推定値Ａが異常なものとなる。そこで、少なくともこの異常な伝送路特性推定値Ａを排除するために、電力０を閾値として判定し、電力０の周波数成分についての伝送路特性推定値ＡのフラグＢを１に設定する。
【００３５】
推定値補正部６は、閾値判定部５から入力されたフラグＢに基づいて、排除対象の伝送路特性推定値Ａを特定する（本実施例ではフラグＢが１ならば排除対象となる）。そして、該特定した伝送路特性推定値Ａを排除して伝送路特性推定値の補正を行い、この補正後の伝送路特性推定値Ｃを出力する。なお、推定値補正部６の詳細については後述する。
【００３６】
等化器７は、推定値補正部６から入力された伝送路特性推定値Ｃを用いて、周波数領域等化方式により、フーリエ変換器３から入力された周波数領域における受信信号を伝送路等化する。逆フーリエ変換器８は、その伝送路等化後の受信信号を逆フーリエ変換して時間領域の信号に戻す。復調器９は、その時間領域の受信信号を復調して受信データを出力する。
【００３７】
変調器１０は、該受信データを送信機と同じ変調方式により変調する。フーリエ変換器１１は、その変調データをフーリエ変換して上記した周波数領域における送信信号のレプリカＲ２を作成する。このような手順により周波数領域における各データシンボルの送信信号のレプリカＲ２が順次作成される。これにより、図２に示される伝送フレーム内に含まれる既知のパイロットデータのみならず、データシンボルをも用いて伝送路特性の推定を行うことができる。この結果として、伝送路特性の変化に追従することが可能となる。
【００３８】
上述したように本実施形態によれば、送信信号の周波数成分についての電力閾値判定により伝送路特性推定値に悪影響を与える周波数成分が特定され、該特定された周波数成分についての伝送路特性推定値が排除されて伝送路特性推定値の補正が行われる。これにより、送信信号の中に電力が小さい周波数成分が含まれることによって生じる伝送路特性推定値への悪影響を軽減することができ、伝送路特性の推定精度の向上を図ることが可能となる。
【００３９】
次に、上記した推定値補正部６の各実施形態を説明する。
初めに、図３を参照して、第１の実施形態を説明する。図３は、第１の実施形態による伝送路特性推定装置が備える推定値補正部６ａの構成を示すブロック図である。図３において、推定値補正部６ａは選択部６０１と記憶部６０２を備える。記憶部６０２には、伝送路等化に使用される伝送路特性推定値Ｃが入力される。記憶部６０２は、各周波数成分毎に、前回の伝送路等化に使用された伝送路特性推定値Ｃを記憶する。
【００４０】
選択部６０１は、入力されたフラグＢに基づいて排除対象の伝送路特性推定値Ａを特定する。次いで、選択部６０１は、記憶部６０２から該特定した排除対象の周波数成分についての前回の伝送路特性推定値を取得して、今回の伝送路特性推定値Ａと差し替える。そして、この差し替え後の伝送路特性推定値Ｃを出力する。
【００４１】
具体的には、伝送路等化は図２の各データブロック毎に行われるが、例えばデータブロック＃３の受信信号に基づく伝送路特性推定値Ａが推定値補正部６ａに入力された時には、既にデータブロック＃２の受信信号の伝送路等化に使用された伝送路特性推定値Ｃが記憶部６０２に記憶されている。そして、データブロック＃３の受信信号に基づく伝送路特性推定値Ａの中に排除すべきものがあれば、記憶部６０２に記憶されるデータブロック＃２の受信信号の伝送路等化に使用された伝送路特性推定値Ｃの中の該当する推定値で差し替える。
【００４２】
なお、上述したように、周波数領域におけるパイロットデータの送信信号のレプリカＲ１は電力０の周波数成分を含まないので、パイロットデータの受信信号に基づく伝送路特性推定値Ａは正常に求められる。したがって、該パイロットデータの受信信号に基づく伝送路特性推定値Ａは、補正されることなく、そのままデータブロック＃１の受信信号の伝送路等化に使用される。これにより、記憶部６０２には、最新のパイロットデータの受信信号に基づく伝送路特性推定値Ａ、或いはそのパイロットデータ受信時点以降のデータシンボルの受信信号に基づく伝送路特性推定値Ａのいずれかが、前回の伝送路等化に使用された伝送路特性推定値Ｃとして保存される。したがって、選択部６０１による差し替えに使用される伝送路特性推定値は、高々、一伝送フレーム分の時間による誤差のみを含むものであり、伝送路特性推定値の精度に与える影響は少ない。
【００４３】
上述した第１の実施形態によれば、排除対象の伝送路特性推定値が前回の伝送路等化に使用された伝送路特性推定値と差し替えられるので、伝送路特性推定値の品質を良好に保つことができる。
【００４４】
次に、図４を参照して、第２の実施形態を説明する。図４は、第２の実施形態による伝送路特性推定装置が備える推定値補正部６ｂの構成を示すブロック図である。図４において、推定値補正部６ｂは補間部６１１を備える。補間部６１１は、入力されたフラグＢに基づいて排除対象の伝送路特性推定値Ａを特定する。次いで、補間部６１１は、該特定した排除対象の伝送路特性推定値Ａについて、周辺の周波数成分についての伝送路特性推定値Ａに基づき補間する値を求める。次いで、補間部６１１は、該特定した排除対象の伝送路特性推定値Ａを該補間値と置換する。そして、この補間後の伝送路特性推定値Ｃを出力する。
【００４５】
上述した第２の実施形態によれば、排除対象の伝送路特性推定値が、周辺の周波数成分についての伝送路特性推定値から求められた補間値と置換されるので、伝送路特性推定値の品質を良好に保つことができる。
【００４６】
次に、図５，図６を参照して、第３の実施形態を説明する。図５は、第３の実施形態による伝送路特性推定装置が備える推定値補正部６ｃの構成を示すブロック図である。図６は、図５に示す制御部６２２の制御動作を説明するための図である。図５において、推定値補正部６ｃは、上記図３の選択部６０１と、図４の補間部６１１と、記憶部６０２ａと、スイッチ６２１及び制御部６２２からなる補正制御手段とを備える。選択部６０１及び補間部６１１は、上記した第１及び第２の実施形態と同様の動作を行う。
【００４７】
記憶部６０２ａには、伝送路等化に使用される伝送路特性推定値ＣとフラグＢとが入力される。記憶部６０２ａは、各周波数成分毎に、前回の伝送路等化に使用された伝送路特性推定値Ｃと前回の閾値判定結果（フラグＢａとする）とを記憶する。
【００４８】
制御部６２２は、図６の制御論理に従ってスイッチ６２１を制御する。
先ず、今回の閾値判定結果が閾値超（フラグＢが０）である場合は、補正なしの伝送路特性推定値Ａを伝送路特性推定値Ｃとして出力させる。フラグＢが０の場合は、選択部６０１及び補間部６１１ともに伝送路特性推定値Ａを補正なしで出力するので、選択部６０１の出力Ｃａ又は補間部６１１の出力Ｃｂのいずれを選択してもよい。例えば、スイッチ６２１により選択部６０１の出力Ｃａを選択して伝送路特性推定値Ｃとして出力させる。
【００４９】
次に、今回の閾値判定結果が閾値以下（フラグＢが１）である場合には、制御部６２２は、記憶部６０２ａの該当する周波数成分についての前回の閾値判定結果（フラグＢａ）を参照する。そして、前回の閾値判定結果が閾値超（フラグＢａが０）のときは、スイッチ６２１により選択部６０１の出力Ｃａを選択して伝送路特性推定値Ｃとして出力させる。これにより、排除対象の伝送路特性推定値が前回の伝送路等化に使用された伝送路特性推定値と差し替えられる。
【００５０】
一方、今回の閾値判定結果が閾値以下（フラグＢが１）である場合において、前回の閾値判定結果も閾値以下（フラグＢａが０）のときは、スイッチ６２１により補間部６１１の出力Ｃｂを選択して伝送路特性推定値Ｃとして出力させる。これにより、排除対象の伝送路特性推定値が、周辺の周波数成分についての伝送路特性推定値から求められた補間値と置換される。
【００５１】
上述した第３の実施形態によれば、閾値判定結果が２回以上連続して閾値以下となった場合には、排除対象の周波数領域の周辺の周波数成分についての伝送路特性推定値に基づいて、排除対象の伝送路特性推定値が補間される。したがって、図２の伝送フレームにおいて２ブロック（２シンボル分）以上の時間変化による誤差を含む伝送路特性推定値によって補正が行われることが防止される。この結果として、伝送路特性推定値の品質がさらに向上する。
【００５２】
なお、上述した図５の構成においては、スイッチ６２１を設けて選択部６０１又は補間部６１１によるいずれかの補正値Ｃａ，Ｃｂを選択したが、選択部６０１により前シンボルで置換した結果を補間部６１１が補間するようにしてもよい。この実施例による推定値補正部６ｄの構成を図７に示す。図７において、選択部６０１は、入力されたフラグＢに基づき排除対象の伝送路特性推定値Ａを特定して、記憶部６０２ａに記憶されている前回の該当の伝送路特性推定値と置換する。この置換後の補正値Ｃａは、補間部６１１に入力される。
【００５３】
図７の制御部６２２は、上記図５の場合と同様に、図６の制御論理に従って補間部６１１に対して補間を指示する。すなわち、今回の閾値判定結果Ｂ及び記憶部６０２ａに記憶されている前回の閾値判定結果Ｂａともに閾値以下であった場合に、補間を指示する。この補間指示により、補間部６１１は、選択部６０１から入力された伝送路特性推定値の補正値Ｃａを、その周辺の周波数成分についての伝送路特性推定値から求められた補間値と置換する。そして、この置換後の補正値Ｃｂが伝送路特性推定値Ｃとして出力される。
【００５４】
次に、第４の実施形態を説明する。図８は、本発明の第４の実施形態による伝送路特性推定装置を備える受信機の構成を示すブロック図である。この図８において図１の各部に対応する部分には同一の符号を付け、その説明を省略する。図８に示す受信機には、図１の受信機の構成に加えてさらに逆フーリエ変換器２１とフィルタ２２とフーリエ変換器２３とを備える。なお、推定値補正部６は上記図３〜図５、図７に示す推定値補正部６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄのいずれの構成であってもよい。
【００５５】
図８において、逆フーリエ変換器２１は、推定値補正部６による補正後の伝送路特性推定値Ｃを、逆フーリエ変換して時間領域における伝送路のインパルス応答に変換する。次いで、フィルタ２２が、該インパルス応答からノイズ成分を除去する。次いで、フーリエ変換器２３が、該フィルタの出力をフーリエ変換して周波数領域における伝送路特性推定値Ｄに戻す。この伝送路特性推定値Ｄが等化部７に入力され、伝送路等化に使用される。また、該伝送路特性推定値Ｄが推定値補正部６に入力され、推定値補正部６ａ又は６ｃ、６ｄの記憶部６０２又は６０２ａ（図３又は図５、図７参照）に記憶される。
【００５６】
上述した第４の実施形態によれば、推定値補正部６による補正に伴って発生したノイズ成分、及び受信信号自体のノイズ成分を除去できるので、伝送路等化に使用される伝送路特性推定値の品質をさらに向上させることができる。
【００５７】
なお、上述した各実施形態による伝送路特性推定装置は専用のハードウェアにより実現されるものであってもよく、また、この伝送路特性推定装置はメモリおよび演算処理装置（例えばデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ））により構成され、伝送路特性推定装置の機能を実現するためのプログラムをメモリにロードして実行することによりその機能を実現させるものであってもよい。
【００５８】
また、図１，図３〜図５，図７，図８に示す装置が行う各機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより伝送路特性推定処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものであってもよい。
また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の書き込み可能な不揮発性メモリ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。
【００５９】
さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（例えばＤＲＡＭ（ＤｙｎａｍｉｃＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ））のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
【００６０】
以上、本発明の実施形態を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、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
例えば、上述した実施形態では、ＳＣ−ＦＤＥ方式を用いた無線通信システムに適用したが、周波数領域等化方式を用いる他の無線通信システムにも同様に適用することができる。例えば、ＯＦＤＭ（ＯｒｔｈｏｇｏｎａｌＦｒｅｑｕｅｎｃｙＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）方式を用いた無線通信システムに適用することも可能である。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、送信信号の中に電力が小さい周波数成分が含まれることによって生じる伝送路特性推定値への悪影響を軽減することができ、伝送路特性の推定精度の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１〜第３の実施形態による伝送路特性推定装置を備える受信機の構成を示すブロック図である。
【図２】ＳＣ−ＦＤＥ方式の無線通信システムにおいて使用される伝送フレームの構成を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施形態による伝送路特性推定装置が備える推定値補正部６ａの構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の第２の実施形態による伝送路特性推定装置が備える推定値補正部６ｂの構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の第３の実施形態による伝送路特性推定装置が備える推定値補正部６ｃの構成を示すブロック図である。
【図６】制御部６２２の制御動作を説明するための図である。
【図７】本発明の第３の実施形態による推定値補正部の他の実施例による構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の第４の実施形態による伝送路特性推定装置を備える受信機の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１…アンテナ、２…ＧＩ除去部、３，１１，２３…フーリエ変換器、４…伝送路特性推定部、５…閾値判定部、６，６ａ〜６ｄ…推定値補正部、７…等化器、８，２１…逆フーリエ変換器、９…復調器、１０…変調器、１２…プリアンブル記憶部、１３，６２１…スイッチ、２２…フィルタ、６０１…選択部、６０２，６０２ａ…記憶部、６１１…補間部、６２２…制御部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a transmission path characteristic estimation apparatus applied to a radio communication system using a frequency domain equalization (FDE) system, and a computer program for realizing the transmission path characteristic estimation apparatus using a computer About.
[0002]
[Prior art]
In recent years, multimedia wireless communication services that provide data including various media contents such as voice and moving images to end users via wireless communication lines have been studied. In this wireless communication service, since high-speed wireless data communication is required, degradation of communication quality due to multipath fading unique to wireless communication becomes a problem. As one of countermeasures, a frequency domain equalization (Frequency Domain Equalization) method is attracting attention.
[0003]
As one of wireless communication systems using the above-described frequency domain equalization method, a system using the SC-FDE (Single Carrier With Frequency Domain Equalization) method is known (see, for example, Non-Patent Document 1). In this SC-FDE wireless communication system, the transmission side generates and transmits a signal in the time domain. A CP (Cyclic Prefix) is added to this transmission signal. Then, the receiving side estimates the channel characteristics in the frequency domain by taking a correlation using the CP, and the received signal is equalized in the frequency domain by the estimated channel characteristics to return to the time domain and demodulate. . Thereby, frequency selective fading occurs due to the influence of multipath, and a distorted signal can be corrected.
[0004]
[Non-Patent Document 1]
“SC-FDE PHY Layer Proposal for Sub 11 GHz BWA (An OFDM Compatible Solution)”, [online], March 5, 2001, IEEE 802.16 Broadband Acc. Search], Internet <URL: http: // www. iee802. org / 16 / tg3 / contrib / 802163c-01_32. pdf>
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional technique described above, the transmission path characteristic in the frequency domain is estimated based on the correlation value by the CP, but there is a problem that sufficient accuracy cannot be obtained as an estimation result of the transmission path characteristic. If the correlation value by the CP is sufficiently large with respect to the noise power at the time of estimating the transmission path characteristics on the receiving side, the influence of the noise will not become obvious. However, from the viewpoint of preventing a decrease in transmission efficiency, the CP length is generally set short, which is not sufficient to prevent the influence of the noise from becoming obvious. As a result, the transmission path characteristic estimation value is greatly affected by noise, so that the estimation accuracy of the transmission path characteristic is deteriorated and sufficient accuracy cannot be obtained.
[0006]
Another method is to divide the received signal in the frequency domain by the transmitted signal in the frequency domain corresponding to the received signal when calculating the channel characteristic estimation value. In this method, when the transmission signal power is small, and in the worst case, when the frequency component of power 0 is included in the transmission signal, the division result becomes indefinite, so that the transmission path characteristic estimation value is abnormal. It becomes.
[0007]
The present invention has been made in consideration of such circumstances, and the object thereof is to reduce the adverse effect on the transmission path characteristic estimation value caused by including a frequency component with low power in the transmission signal. An object of the present invention is to provide a transmission path characteristic estimation device capable of improving the estimation accuracy of transmission path characteristics.
[0008]
Another object of the present invention is to provide a computer program for realizing the transmission path characteristic estimation apparatus of the present invention using a computer.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problem, a transmission path characteristic estimation apparatus according to claim 1 divides a received signal in a frequency domain by a replica of a transmission signal in a frequency domain corresponding to the received signal, and estimates a transmission path characteristic. Transmission path characteristic estimation means for determining, a threshold determination means for determining a frequency component whose power magnitude is less than or equal to a threshold value among the replicas of the transmission signal, and the transmission path for frequency components having power less than or equal to the threshold value An estimated value correcting means for correcting the channel characteristic estimated value by eliminating the characteristic estimated value is provided.
[0010]
3. The transmission path characteristic estimation apparatus according to claim 2, wherein the estimated value correction means stores a transmission path characteristic estimated value used for the previous transmission path equalization, and the exclusion target from the storage means. And selecting means for acquiring the previous transmission line characteristic estimated value for the frequency component and replacing it with the current transmission line characteristic estimated value.
[0011]
4. The transmission path characteristic estimation apparatus according to claim 3, wherein the estimated value correcting means interpolates a transmission path characteristic estimation value for the frequency component to be excluded based on transmission path characteristic estimation values for peripheral frequency components. It is characterized by being an interpolation means for replacing the value obtained.
[0012]
5. The transmission path characteristic estimation apparatus according to claim 4, wherein the estimated value correction means stores a transmission path characteristic estimated value used for the previous transmission path equalization and the previous threshold determination result; Selection means for obtaining a previous transmission line characteristic estimation value for the frequency component to be excluded from the storage means and replacing it with the current transmission line characteristic estimation value; and a transmission line characteristic estimation value for the frequency component to be excluded Is replaced with a value interpolated based on a surrounding transmission path characteristic estimation value, and when the threshold determination result for the frequency component to be excluded stored in the storage means exceeds the threshold, the selection means On the other hand, it comprises correction control means for selecting correction, and selecting correction by the interpolation means when it is equal to or less than the threshold value.
[0013]
The transmission path characteristic estimation apparatus according to claim 5 is characterized in that the threshold is zero.
[0014]
In the transmission path characteristic estimation apparatus according to claim 6, an inverse Fourier transform means for converting the transmission path characteristic estimated value corrected by the estimated value correction means into an impulse response of the transmission path in the time domain, and the impulse response It is characterized by comprising a filter for removing noise components, and Fourier transform means for returning the output of the filter to a transmission path characteristic estimation value in the frequency domain.
[0015]
In the transmission path characteristic estimation apparatus according to claim 7, modulation means for modulating received data demodulated after transmission path equalization by a frequency domain equalization method using the transmission path characteristic of the estimation result, Fourier transform means for Fourier transforming the modulated data to create a replica of the transmission signal in the frequency domain is provided.
[0016]
9. A computer program according to claim 8, comprising: a transmission path characteristic estimation function for obtaining a transmission path characteristic estimation value by dividing a reception signal in a frequency domain by a replica of a transmission signal in a frequency domain corresponding to the reception signal; And a threshold determination function for determining a frequency component having a power magnitude equal to or smaller than a threshold, and a transmission path characteristic estimated value by excluding the transmission path characteristic estimated value for the frequency component having power equal to or lower than the threshold. An estimated value correction function for correcting the image is realized by a computer.
[0017]
In the computer program according to claim 9, the estimated value correction function includes a function of storing a transmission path characteristic estimation value used for the previous transmission path equalization in a storage means, and It has a function of acquiring the previous transmission line characteristic estimated value for the frequency component and replacing it with the current transmission line characteristic estimated value.
[0018]
The computer program according to claim 10, wherein the estimated value correction function includes a value obtained by interpolating a channel characteristic estimated value for the frequency component to be excluded based on a channel characteristic estimated value for a peripheral frequency component, and It is a functional stage to be replaced.
[0019]
In the computer program according to claim 11, the estimated value correction function stores a transmission path characteristic estimated value used for the previous transmission path equalization and the previous threshold determination result in a storage unit; A function of acquiring a previous transmission line characteristic estimation value for the frequency component to be excluded from the storage means and replacing this transmission line characteristic estimation value, and a transmission line characteristic estimation value for the frequency component to be excluded, A function for replacing with an interpolated value based on the estimated value of the surrounding transmission path characteristics, and a correction by the selection unit is selected when a threshold judgment result for the frequency component to be excluded stored in the storage unit exceeds a threshold value On the other hand, it is characterized in that it has a function of selecting correction by the interpolation means when it is equal to or less than the threshold value.
[0020]
The computer program according to claim 12 is characterized in that the threshold is zero power.
[0021]
14. The computer program according to claim 13, wherein a function of converting the estimated channel characteristic value corrected by the estimated value correcting function into an impulse response of the channel in the time domain by inverse Fourier transform, and noise from the impulse response Further, the present invention is characterized in that the computer further realizes a filter function for removing the component and a function for performing Fourier transform on the output of the filter function to return the transmission path characteristic estimation value in the frequency domain.
[0022]
15. The computer program according to claim 14, wherein a function of modulating the received data demodulated after transmission path equalization by a frequency domain equalization method using the transmission path characteristic of the estimation result, The computer further realizes a function of converting and creating a replica of the transmission signal in the frequency domain.
With the above computer program, the above-described transmission path characteristic estimation apparatus can be realized using a computer.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, a case where the present invention is applied to an SC-FDE wireless communication system will be described as an example.
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a receiver including transmission path characteristic estimation apparatuses according to first to third embodiments of the present invention. This receiver is used in an SC-FDE wireless communication system. FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a transmission frame used in the SC-FDE wireless communication system.
[0024]
First, a transmission frame used in an SC-FDE wireless communication system will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 2, one frame is composed of a preamble section located at the head and a data section following the preamble section. The preamble section includes a pilot block storing pilot data for one block and a portion storing a guard interval (GI) of the pilot data. The GI of the preamble section is a CP (Cyclic Prefix) of pilot data.
[0025]
The pilot data is a known signal that is matched in advance between the transmitter and the receiver. Further, the pilot data is configured using a data series in which a signal composed of pilot data in the preamble section has a constant value whose power amplitude is not 0 in both the time domain and the frequency domain.
[0026]
In the data section, L data blocks # 1 to #L in which L data symbols from data # 1 to data #L are stored, and GI corresponding to each data block # 1 to #L are stored. Part is included. Each GI is a CP of a data symbol stored in the immediately following data block.
[0027]
The CP is a copy of the data at the end of the block. The CP length is set to a length corresponding to the maximum allowable delay time during transmission. This maximum delay allowable time is predetermined in the wireless communication system, and is set in each of the transmitter and the receiver.
[0028]
Next, the configuration and operation of the entire receiver will be described with reference to FIG.
In the SC-FDE wireless communication system, a transmitter generates a transmission signal in the time domain and wirelessly transmits it using the transmission frame of FIG. In FIG. 1, a receiver receives a radio signal transmitted from the transmitter via an antenna 1. The received signal is input to the Fourier transformer 3 after the GI is removed by the GI removal unit 2. The Fourier transformer 3 performs discrete Fourier transform (hereinafter simply referred to as Fourier transform) on the received signal from which the GI has been removed. As a result, the received signal is converted into a signal in the frequency domain. The received signal in this frequency domain is input to both the transmission path characteristic estimation unit 4 and the equalizer 7. Subsequent receiver operations are performed in block units.
[0029]
A transmission signal replica R3 in the frequency domain corresponding to the received signal in the input frequency domain is input to the transmission path characteristic estimation unit 4 via the switch 13. When the received signal is pilot data, the replica R1 stored in advance in the preamble storage unit 12 is selected by the switch 13 and input to the transmission path characteristic estimation unit 4. On the other hand, when the received signal is a data block, the replica R2 output from the Fourier transformer 11 is selected by the switch 13 and input to the transmission path characteristic estimation unit 4. This replica R2 is obtained as corresponding to the transmission signal of the corresponding data block in the frequency domain. The procedure for creating this replica R2 will be described later.
[0030]
Note that, as described above, pilot data has a constant value whose power amplitude is not 0 in the frequency domain. Therefore, the frequency component of power 0 is not included in the replica R1 of the transmission signal of pilot data in the frequency domain.
[0031]
The transmission path characteristic estimation unit 4 obtains a transmission path characteristic estimation value A by dividing the received signal in the frequency domain by the transmission signal replica R3 in the frequency domain corresponding to the received signal. Then, the transmission path characteristic estimation value A and the used replica R3 are output to the threshold determination unit 5.
[0032]
The threshold value determination unit 5 determines the magnitude of the power based on the threshold value for each frequency component of the input replica R3. Then, the flag B, which is the determination result, is added to the transmission path characteristic estimation value A for each frequency component and output to the estimated value correction unit 6. The initial value of flag B is 0. The threshold determination unit 5 sets the corresponding flag B to 1 for the transmission path characteristic estimation value A for the frequency component whose power is equal to or less than the threshold.
[0033]
As the threshold value, a value capable of discriminating a frequency component of power that is so small that the accuracy degradation of the transmission path characteristic estimation value cannot be allowed among the frequency components of the transmission signal is used. This threshold is determined by simulation, for example.
[0034]
Moreover, you may make it use electric power 0 as said threshold value. The transmission signal of the data symbol may include a power zero frequency component, and thus the replica R2 may also include a power zero frequency component. When the replica R2 including the frequency component of power 0 is input as the replica R3 to the transmission line characteristic estimation unit 4, the division result in the transmission line characteristic estimation unit 4 using the frequency component of power 0 is indefinite. Therefore, the transmission path characteristic estimation value A for the frequency component of power 0 becomes abnormal. Therefore, in order to eliminate at least the abnormal transmission path characteristic estimated value A, the power 0 is determined as a threshold, and the transmission path characteristic estimated value A flag B for the frequency component of power 0 is set to 1.
[0035]
Based on the flag B input from the threshold value determination unit 5, the estimated value correction unit 6 specifies the transmission path characteristic estimated value A to be excluded (in this embodiment, if the flag B is 1, the estimated value correction unit 6 is to be excluded). Then, the transmission path characteristic estimated value A is corrected by eliminating the specified transmission path characteristic estimated value A, and the corrected transmission path characteristic estimated value C is output. The details of the estimated value correction unit 6 will be described later.
[0036]
The equalizer 7 equalizes the received signal in the frequency domain input from the Fourier transformer 3 by the frequency domain equalization method using the transmission channel characteristic estimated value C input from the estimated value correction unit 6. To do. The inverse Fourier transformer 8 performs an inverse Fourier transform on the received signal after the transmission path equalization and returns it to a time domain signal. The demodulator 9 demodulates the received signal in the time domain and outputs received data.
[0037]
The modulator 10 modulates the received data by the same modulation method as that of the transmitter. The Fourier transformer 11 performs a Fourier transform on the modulated data to create a replica R2 of the transmission signal in the frequency domain described above. By such a procedure, the replica R2 of the transmission signal of each data symbol in the frequency domain is sequentially created. Thereby, it is possible to estimate transmission path characteristics using not only the known pilot data included in the transmission frame shown in FIG. 2 but also the data symbols. As a result, it becomes possible to follow changes in transmission path characteristics.
[0038]
As described above, according to the present embodiment, the frequency component that adversely affects the channel characteristic estimation value is identified by the power threshold determination for the frequency component of the transmission signal, and the channel characteristic estimation value for the identified frequency component is identified. Is eliminated, and the channel characteristic estimation value is corrected. Thereby, it is possible to reduce the adverse effect on the transmission path characteristic estimation value caused by including a frequency component with low power in the transmission signal, and it is possible to improve the estimation accuracy of the transmission path characteristic.
[0039]
Next, each embodiment of the estimated value correction unit 6 will be described.
First, the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of the estimated value correction unit 6a included in the transmission path characteristic estimation apparatus according to the first embodiment. In FIG. 3, the estimated value correction unit 6 a includes a selection unit 601 and a storage unit 602. The storage unit 602 receives a transmission path characteristic estimation value C used for transmission path equalization. The storage unit 602 stores the transmission channel characteristic estimation value C used for the previous transmission channel equalization for each frequency component.
[0040]
The selection unit 601 specifies the channel characteristic estimation value A to be excluded based on the input flag B. Next, the selection unit 601 obtains the previous transmission path characteristic estimated value for the specified frequency component to be excluded from the storage unit 602 and replaces it with the current transmission path characteristic estimated value A. And the transmission path characteristic estimated value C after this replacement is output.
[0041]
Specifically, the transmission path equalization is performed for each data block in FIG. 2. For example, when the transmission path characteristic estimation value A based on the reception signal of the data block # 3 is input to the estimated value correction unit 6 a, The channel characteristic estimated value C already used for channel equalization of the received signal of data block # 2 is stored in the storage unit 602. If there is a transmission path characteristic estimated value A based on the received signal of data block # 3 that should be excluded, it was used for transmission path equalization of the received signal of data block # 2 stored in the storage unit 602. The transmission line characteristic estimated value C is replaced with the corresponding estimated value.
[0042]
As described above, since the replica R1 of the pilot data transmission signal in the frequency domain does not include a frequency component of power 0, the channel characteristic estimation value A based on the pilot data reception signal is normally obtained. Therefore, the transmission path characteristic estimation value A based on the received signal of the pilot data is used as it is for the transmission path equalization of the received signal of the data block # 1 without being corrected. As a result, the storage unit 602 stores either the channel characteristic estimated value A based on the latest pilot data received signal or the channel characteristic estimated value A based on the received data symbol signal after the pilot data reception time. , Stored as the transmission line characteristic estimation value C used for the previous transmission line equalization. Therefore, the transmission path characteristic estimation value used for replacement by the selection unit 601 includes only an error due to the time of one transmission frame at most, and has little influence on the accuracy of the transmission path characteristic estimation value.
[0043]
According to the first embodiment described above, since the transmission path characteristic estimation value to be excluded is replaced with the transmission path characteristic estimation value used for the previous transmission path equalization, the quality of the transmission path characteristic estimation value is improved. Can keep.
[0044]
Next, a second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of an estimated value correction unit 6b included in the transmission path characteristic estimation apparatus according to the second embodiment. In FIG. 4, the estimated value correction unit 6 b includes an interpolation unit 611. The interpolating unit 611 specifies the channel characteristic estimation value A to be excluded based on the input flag B. Next, the interpolating unit 611 obtains a value to be interpolated based on the transmission path characteristic estimation value A for the surrounding frequency components with respect to the specified transmission path characteristic estimation value A to be excluded. Next, the interpolating unit 611 replaces the specified channel characteristic estimation value A to be excluded with the interpolated value. Then, the channel characteristic estimated value C after the interpolation is output.
[0045]
According to the second embodiment described above, the channel characteristic estimation value to be excluded is replaced with the interpolated value obtained from the channel characteristic estimation value for the surrounding frequency components. Quality can be kept good.
[0046]
Next, a third embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of an estimated value correction unit 6c included in the transmission path characteristic estimation apparatus according to the third embodiment. FIG. 6 is a diagram for explaining the control operation of the control unit 622 shown in FIG. 5, the estimated value correction unit 6 c includes the selection unit 601 in FIG. 3, the interpolation unit 611 in FIG. 4, a storage unit 602 a, and a correction control unit including a switch 621 and a control unit 622. The selection unit 601 and the interpolation unit 611 perform the same operations as those in the first and second embodiments described above.
[0047]
The storage unit 602a receives a transmission path characteristic estimation value C and a flag B used for transmission path equalization. The storage unit 602a stores, for each frequency component, the transmission channel characteristic estimation value C used for the previous transmission channel equalization and the previous threshold determination result (referred to as flag Ba).
[0048]
The control unit 622 controls the switch 621 according to the control logic of FIG.
First, when the current threshold determination result exceeds the threshold (flag B is 0), the transmission path characteristic estimated value A without correction is output as the transmission path characteristic estimated value C. When the flag B is 0, both the selection unit 601 and the interpolation unit 611 output the transmission path characteristic estimation value A without correction, so that either the output Ca of the selection unit 601 or the output Cb of the interpolation unit 611 is selected. Good. For example, the output Ca of the selection unit 601 is selected by the switch 621 and is output as the transmission path characteristic estimation value C.
[0049]
Next, when the current threshold determination result is equal to or less than the threshold (flag B is 1), the control unit 622 refers to the previous threshold determination result (flag Ba) for the corresponding frequency component in the storage unit 602a. . When the previous threshold determination result exceeds the threshold (the flag Ba is 0), the output Ca of the selection unit 601 is selected by the switch 621 and is output as the transmission path characteristic estimation value C. As a result, the transmission path characteristic estimation value to be excluded is replaced with the transmission path characteristic estimation value used for the previous transmission path equalization.
[0050]
On the other hand, when the current threshold determination result is equal to or lower than the threshold (flag B is 1), and the previous threshold determination result is also equal to or lower than the threshold (flag Ba is 0), the output Cb of the interpolation unit 611 is selected by the switch 621. Then, it is output as the transmission path characteristic estimated value C. As a result, the channel characteristic estimated value to be excluded is replaced with the interpolation value obtained from the channel characteristic estimated value for the surrounding frequency components.
[0051]
According to the third embodiment described above, when the threshold determination result is continuously equal to or lower than the threshold value twice or more, based on the transmission path characteristic estimation value for the frequency components around the frequency region to be excluded. The transmission path characteristic estimation value to be excluded is interpolated. Therefore, it is possible to prevent the transmission frame of FIG. 2 from being corrected by the channel characteristic estimation value including an error due to a time change of two blocks (for two symbols) or more. As a result, the quality of the channel characteristic estimation value is further improved.
[0052]
In the configuration of FIG. 5 described above, the switch 621 is provided and any one of the correction values Ca and Cb by the selection unit 601 or the interpolation unit 611 is selected. 611 may be interpolated. The configuration of the estimated value correction unit 6d according to this embodiment is shown in FIG. In FIG. 7, the selection unit 601 specifies the channel characteristic estimation value A to be excluded based on the input flag B, and replaces it with the previous corresponding channel characteristic estimation value stored in the storage unit 602 a. . The corrected correction value Ca is input to the interpolation unit 611.
[0053]
The control unit 622 in FIG. 7 instructs the interpolation unit 611 to perform interpolation in accordance with the control logic in FIG. 6 as in the case of FIG. That is, when both the current threshold determination result B and the previous threshold determination result Ba stored in the storage unit 602a are equal to or less than the threshold, interpolation is instructed. In response to this interpolation instruction, the interpolation unit 611 replaces the correction value Ca of the channel characteristic estimation value input from the selection unit 601 with the interpolation value obtained from the channel characteristic estimation value for the surrounding frequency components. Then, the corrected correction value Cb is output as the transmission line characteristic estimation value C.
[0054]
Next, a fourth embodiment will be described. FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of a receiver including a transmission path characteristic estimation apparatus according to the fourth embodiment of the present invention. In FIG. 8, parts corresponding to those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. The receiver shown in FIG. 8 further includes an inverse Fourier transformer 21, a filter 22, and a Fourier transformer 23 in addition to the configuration of the receiver of FIG. In addition, the estimated value correction | amendment part 6 may be any structure of the estimated value correction | amendment part 6a, 6b, 6c, 6d shown in the said FIGS. 3-5, FIG.
[0055]
In FIG. 8, an inverse Fourier transformer 21 performs inverse Fourier transform on the transmission path characteristic estimated value C corrected by the estimated value correcting section 6 to convert it into an impulse response of the transmission path in the time domain. Next, the filter 22 removes a noise component from the impulse response. Next, the Fourier transformer 23 Fourier-transforms the output of the filter and returns it to the transmission path characteristic estimation value D in the frequency domain. This transmission line characteristic estimation value D is input to the equalization unit 7 and used for transmission line equalization. Further, the estimated channel characteristic value D is input to the estimated value correction unit 6 and stored in the storage unit 602 or 602a of the estimated value correction unit 6a or 6c, 6d (see FIG. 3, FIG. 5, or FIG. 7).
[0056]
According to the fourth embodiment described above, the noise component generated by the correction by the estimated value correction unit 6 and the noise component of the received signal itself can be removed, so that the transmission channel characteristic estimation used for transmission channel equalization is performed. The quality of the value can be further improved.
[0057]
The transmission path characteristic estimation apparatus according to each embodiment described above may be realized by dedicated hardware, and this transmission path characteristic estimation apparatus includes a memory and an arithmetic processing unit (for example, a digital signal processor (DSP). The function may be realized by loading a program for realizing the function of the transmission path characteristic estimation apparatus into a memory and executing it.
[0058]
Also, a program for realizing each function performed by the apparatus shown in FIGS. 1, 3 to 5, 5, 7 and 8 is recorded on a computer-readable recording medium, and the program recorded on the recording medium is recorded. Transmission path characteristic estimation processing may be performed by causing the computer system to read the program and execute it. Here, the “computer system” may include an OS and hardware such as peripheral devices.
Further, the “computer system” includes a homepage providing environment (or display environment) if a WWW system is used.
The “computer-readable recording medium” means a flexible disk, a magneto-optical disk, a ROM, a writable nonvolatile memory such as a flash memory, a portable medium such as a CD-ROM, a hard disk built in a computer system, etc. This is a storage device.
[0059]
Further, the “computer-readable recording medium” refers to a volatile memory (for example, DRAM (Dynamic) in a computer system serving as a server or a client when a program is transmitted via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. Random Access Memory)) that holds a program for a certain period of time is also included.
The program may be transmitted from a computer system storing the program in a storage device or the like to another computer system via a transmission medium or by a transmission wave in the transmission medium. Here, the “transmission medium” for transmitting the program refers to a medium having a function of transmitting information, such as a network (communication network) such as the Internet or a communication line (communication line) such as a telephone line.
The program may be for realizing a part of the functions described above. Furthermore, what can implement | achieve the function mentioned above in combination with the program already recorded on the computer system, and what is called a difference file (difference program) may be sufficient.
[0060]
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 design changes and the like within a scope not departing from the gist of the present invention.
For example, in the above-described embodiment, the present invention is applied to the wireless communication system using the SC-FDE method, but can be similarly applied to other wireless communication systems using the frequency domain equalization method. For example, the present invention can be applied to a wireless communication system using an OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) scheme.
[0061]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to reduce the adverse effect on the transmission path characteristic estimation value caused by including a frequency component with low power in the transmission signal, and to improve the estimation accuracy of the transmission path characteristic. Improvements can be made.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a receiver including a transmission path characteristic estimation apparatus according to first to third embodiments of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a transmission frame used in a SC-FDE wireless communication system.
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of an estimated value correction unit 6a included in the transmission path characteristic estimation apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of an estimated value correction unit 6b included in the transmission path characteristic estimation apparatus according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of an estimated value correction unit 6c included in a transmission path characteristic estimation apparatus according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram for explaining a control operation of a control unit 622;
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration according to another example of the estimated value correction unit according to the third embodiment of the present invention;
FIG. 8 is a block diagram illustrating a configuration of a receiver including a transmission path characteristic estimation apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Antenna, 2 ... GI removal part, 3, 11, 23 ... Fourier transformer, 4 ... Transmission path characteristic estimation part, 5 ... Threshold determination part, 6, 6a-6d ... Estimated value correction part, 7 ... Equalizer 8, 21 ... Inverse Fourier transform, 9 ... Demodulator, 10 ... Modulator, 12 ... Preamble storage unit, 13, 621 ... Switch, 22 ... Filter, 601 ... Selection unit, 602, 602a ... Storage unit, 611 ... Interpolation unit, 622... Control unit

Claims

Transmission path characteristic estimation means for dividing the received signal in the frequency domain by a replica of the transmission signal in the frequency domain corresponding to the received signal to obtain a transmission path characteristic estimated value;
Threshold determination means for determining a frequency component of which the magnitude of power is not more than a threshold among the replicas of the transmission signal;
Estimated value correction means for correcting the transmission path characteristic estimation value by eliminating the transmission path characteristic estimation value for the frequency component having the power equal to or lower than the threshold;
A transmission path characteristic estimation apparatus comprising:

The estimated value correcting means includes
Storage means for storing the transmission line characteristic estimation value used for the previous transmission line equalization;
Selection means for obtaining a previous transmission line characteristic estimated value for the frequency component to be excluded from the storage means and replacing the current transmission line characteristic estimated value;
The transmission path characteristic estimation apparatus according to claim 1, comprising:

The estimated value correcting means is an interpolation means that replaces a transmission path characteristic estimated value for the frequency component to be excluded with a value interpolated based on a transmission path characteristic estimated value for a surrounding frequency component. The transmission path characteristic estimation apparatus according to claim 1.

The estimated value correcting means includes
Storage means for storing the transmission path characteristic estimation value used for the previous transmission path equalization and the previous threshold determination result;
Selection means for obtaining a previous transmission line characteristic estimated value for the frequency component to be excluded from the storage means and replacing the current transmission line characteristic estimated value;
Interpolating means for replacing the channel characteristic estimated value for the frequency component to be excluded with a value interpolated based on the surrounding channel characteristic estimated value;
When the threshold determination result for the frequency component to be excluded stored in the storage unit is greater than the threshold, the correction by the selection unit is selected. On the other hand, when the result is equal to or less than the threshold, the correction by the interpolation unit is selected. Correction control means;
The transmission path characteristic estimation apparatus according to claim 1, comprising:

The transmission path characteristic estimation apparatus according to claim 1, wherein the threshold is zero power.

Inverse Fourier transform means for converting the transmission path characteristic estimated value after correction by the estimated value correction means into an impulse response of the transmission path in the time domain;
A filter that removes noise components from the impulse response;
Fourier transform means for returning the output of the filter to a channel characteristic estimation value in the frequency domain;
The transmission path characteristic estimation apparatus according to any one of claims 1 to 5, further comprising:

Modulation means for modulating the received data demodulated after transmission path equalization using a frequency domain equalization method using the transmission path characteristics of the estimation result;
Fourier transform means for Fourier transforming the modulation data to create a replica of the transmission signal in the frequency domain,
The transmission path characteristic estimation apparatus according to any one of claims 1 to 6, further comprising:

A transmission line characteristic estimation function for dividing a reception signal in the frequency domain by a replica of the transmission signal in the frequency domain corresponding to the reception signal to obtain a transmission line characteristic estimation value;
A threshold determination function for determining a frequency component of which the magnitude of power is equal to or less than a threshold among the replicas of the transmission signal;
An estimated value correction function for correcting the transmission path characteristic estimation value by eliminating the transmission path characteristic estimation value for the frequency component having power equal to or lower than the threshold;
A computer program for causing a computer to realize the above.

The estimated value correction function is:
A function for storing the transmission path characteristic estimation value used for the previous transmission path equalization in a storage means;
A function of acquiring a previous transmission line characteristic estimated value for the frequency component to be excluded from the storage unit and replacing the current transmission line characteristic estimated value;
The computer program according to claim 8, comprising:

The estimated value correction function is a functional stage that replaces a transmission path characteristic estimated value for the frequency component to be excluded with a value interpolated based on a transmission path characteristic estimated value for a surrounding frequency component. The computer program according to claim 8.

The estimated value correction function is:
A function of storing the transmission path characteristic estimation value used in the previous transmission path equalization and the previous threshold determination result in the storage means;
A function of acquiring a previous transmission line characteristic estimated value for the frequency component to be excluded from the storage unit and replacing the current transmission line characteristic estimated value;
A function of replacing the channel characteristic estimated value for the frequency component to be excluded with a value interpolated based on a surrounding channel characteristic estimated value;
When the threshold determination result for the frequency component to be excluded stored in the storage unit is greater than the threshold, the correction by the selection unit is selected. On the other hand, when the result is equal to or less than the threshold, the correction by the interpolation unit is selected. Function and
The computer program according to claim 8, comprising:

The computer program according to claim 8, wherein the threshold is zero power.

A function of performing an inverse Fourier transform on the transmission path characteristic estimated value after correction by the estimated value correcting function to convert it into an impulse response of the transmission path in the time domain;
A filter function for removing a noise component from the impulse response;
A function of performing Fourier transform on the output of the filter function and returning it to a channel characteristic estimation value in the frequency domain;
The computer program according to any one of claims 8 to 12, wherein the computer is further realized by a computer.

A function of modulating the received data demodulated after the channel equalization by the frequency domain equalization method using the channel characteristic of the estimation result;
A function of creating a replica of the transmission signal in the frequency domain by Fourier transforming this modulation data,
The computer program according to any one of claims 8 to 13, wherein the computer is further realized by a computer.