CN103546406B - 均衡装置、均衡方法、接收信号处理装置以及方法 - Google Patents
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Abstract
均衡装置、均衡方法、接收信号处理装置以及方法。根据在保护间隔中使用已知信号的接收信号,以较少的计算量得到与在保护间隔中使用CP时的接收信号相同的信号。均衡装置对接收以传输码元为传输单位的发送信号而得到的接收信号进行均衡,具有:加法信号生成部,针对接收信号的有效码元区间的信号,对有效码元区间的起始部分加上有效码元区间的后续部分的信号,输出加法信号;干扰估计部,使用传输路径的估计延迟分布,估计加法信号的起始部分中包含的基于已知信号的干扰成分,输出估计干扰成分;干扰去除部,使用估计干扰成分从加法信号中去除干扰成分,输出干扰去除后的加法信号;均衡部,使用估计延迟分布对干扰去除后的加法信号进行均衡。
Description
技术领域
本发明涉及均衡装置、均衡方法、接收信号处理装置以及接收信号处理方法。
背景技术
在无线通信系统或地面数字广播系统中,接收机不仅接收从发送机直接到来的来波即直接波,有时还接收从发送机发送后由建筑物等障碍物反射、衍射或散射后的来波即非直接波。为了避免存在非直接波时的码元间干扰,在正交频分复用(OFDM:OrthogonalFrequency Division Multiplexing)方式等中,在有效码元前附加保护间隔。
作为保护间隔,公知有利用有效码元的末尾部分的循环前缀(CP:Cyclic Prefix)和已知信号(或已知序列)。将保护间隔使用CP的OFDM方式称作CP-OFDM方式,将保护间隔使用作为已知序列的伪随机序列的方式称作TDS(Time Domain Synchronous:时域同步)-OFDM方式。
在专利文献1和非专利文献1中,记载有利用TDS-OFDM方式的与接收信号的处理相关的技术。具体而言,在非专利文献1中记载有如下技术:根据使用已知序列作为保护间隔时的接收信号,生成与使用CP作为保护间隔时的接收信号相同的信号,并对生成的信号进行与CP-OFDM方式相同的均衡处理。
【专利文献1】美国专利申请公开第2008/0049600号说明书
【非专利文献1】Guanghui Liu著“ITD-DFE Based Channel Estimation andEqualization in TDS-OFDM Receiver”IEEE Transaction on Concumer Electronics,Vol.53,No.2,pp304-309,2007
但是,在非专利文献1公开的技术中,存在用于根据使用已知信号作为保护间隔时的接收信号,生成与保护间隔使用CP时的接收信号相同的信号的计算量多的问题。
发明内容
本发明的目的在于,提供一种均衡装置、均衡方法、接收信号处理装置以及接收信号处理方法,能够根据使用已知信号作为保护间隔时的接收信号,以较少的计算量得到与使用CP作为保护间隔时的接收信号相同的信号。
本发明的均衡装置补偿经由传输路径接收以传输码元为传输单位的发送信号而得到的接收信号的失真,该传输码元由包含待发送的信息的有效码元和作为保护间隔附加到该有效码元的已知信号构成,其特征在于,该均衡装置具有:
加法信号生成单元,其针对所述接收信号中的与所述有效码元对应的有效码元长度的区间的信号,对所述区间的起始部分加上所述接收信号中的所述区间后续的后续部分的信号,并输出加法信号;
延迟分布估计单元,其根据所述接收信号估计所述传输路径的延迟分布,并输出估计延迟分布;
干扰估计单元,其使用从所述延迟分布估计单元输出的估计延迟分布,估计从所述加法信号生成单元输出的加法信号的所述起始部分中包含的基于所述已知信号的干扰成分,并输出估计干扰成分;
干扰去除单元,其使用从所述干扰估计单元输出的估计干扰成分,从由所述加法信号生成单元输出的加法信号中去除所述干扰成分,并输出干扰去除后的加法信号;以及
均衡单元,其使用从所述延迟分布估计单元输出的估计延迟分布,对从所述干扰去除单元输出的干扰去除后的加法信号进行均衡,
所述干扰估计单元具有:
已知信号生成单元,其生成相当于连接配置于所述有效码元前后的2个已知信号而得到的信号的生成信号;以及
卷积单元,其在所述起始部分的期间内,对从所述已知信号生成单元输出的生成信号与从所述延迟分布估计单元输出的估计延迟分布进行卷积运算,从而计算所述估计干扰成分。
此外,本发明的接收信号处理装置对经由传输路径接收以传输码元为传输单位的发送信号而得到的接收信号进行处理,该传输码元由包含待发送的信息的有效码元和作为保护间隔附加到该有效码元的已知信号构成,其特征在于,该接收信号处理装置具有:
加法信号生成单元,其针对所述接收信号中的与所述有效码元对应的有效码元长度的区间的信号,对所述区间的起始部分加上所述接收信号中的所述区间后续的后续部分的信号,并输出加法信号;
干扰估计单元,其使用根据所述接收信号估计出的所述传输路径的延迟分布,估计从所述加法信号生成单元输出的加法信号的所述起始部分中包含的基于所述已知信号的干扰成分,并输出估计干扰成分;以及
干扰去除单元,其使用从所述干扰估计单元输出的估计干扰成分,从由所述加法信号生成单元输出的加法信号中去除所述干扰成分,并输出干扰去除后的加法信号,
所述干扰估计单元具有:
已知信号生成单元,其生成相当于连接配置于所述有效码元前后的2个已知信号而得到的信号的生成信号;以及
卷积单元,其在所述起始部分的期间内,对从所述已知信号生成单元输出的生成信号与所述延迟分布进行卷积运算,从而计算所述估计干扰成分。
此外,本发明的均衡方法补偿经由传输路径接收以传输码元为传输单位的发送信号而得到的接收信号的失真,该传输码元由包含待发送的信息的有效码元和作为保护间隔附加到该有效码元的已知信号构成,其特征在于,该均衡方法具有:
加法信号生成步骤,针对所述接收信号中的与所述有效码元对应的有效码元长度的区间的信号,对所述区间的起始部分加上所述接收信号中的所述区间后续的后续部分的信号,并输出加法信号;
延迟分布估计步骤,根据所述接收信号估计所述传输路径的延迟分布,并输出估计延迟分布;
干扰估计步骤,使用从所述延迟分布估计步骤输出的估计延迟分布,估计从所述加法信号生成步骤输出的加法信号的所述起始部分中包含的基于所述已知信号的干扰成分,并输出估计干扰成分;
干扰去除步骤,使用从所述干扰估计步骤输出的估计干扰成分,从由所述加法信号生成步骤输出的加法信号中去除所述干扰成分,并输出干扰去除后的加法信号;以及
均衡步骤,使用从所述延迟分布估计步骤输出的估计延迟分布,对从所述干扰去除步骤输出的干扰去除后的加法信号进行均衡,
所述干扰估计步骤包含:
已知信号生成步骤,生成相当于连接配置于所述有效码元前后的2个已知信号而得到的信号的生成信号;以及
卷积步骤,在所述起始部分的期间内,对从所述已知信号生成步骤输出的生成信号与从所述延迟分布估计步骤输出的估计延迟分布进行卷积运算,从而计算所述估计干扰成分。
此外,本发明的接收信号处理方法对经由传输路径接收以传输码元为传输单位的发送信号而得到的接收信号进行处理,该传输码元由包含待发送的信息的有效码元和作为保护间隔附加到该有效码元的已知信号构成,其特征在于,该接收信号处理方法具有:
加法信号生成步骤,针对所述接收信号中的与所述有效码元对应的有效码元长度的区间的信号,对所述区间的起始部分加上所述接收信号中的所述区间后续的后续部分的信号,并输出加法信号;
干扰估计步骤,使用根据所述接收信号估计出的所述传输路径的延迟分布,估计从所述加法信号生成步骤输出的加法信号的所述起始部分中包含的基于所述已知信号的干扰成分,并输出估计干扰成分;以及
干扰去除步骤,使用从所述干扰估计步骤输出的估计干扰成分,从由所述加法信号生成步骤输出的加法信号中去除所述干扰成分,并输出干扰去除后的加法信号,
所述干扰估计步骤包含:
已知信号生成步骤,生成相当于连接配置于所述有效码元前后的2个已知信号而得到的信号的生成信号;以及
卷积步骤,在所述起始部分的期间内,对从所述已知信号生成步骤输出的生成信号与所述延迟分布进行卷积运算,从而计算所述估计干扰成分。
根据本发明,能够根据使用已知信号作为保护间隔时的接收信号,以较少的计算量得到与使用CP作为保护间隔时的接收信号相同的信号。
附图说明
图1是示出发送信号的结构的图。
图2是示出三波电波环境中的延迟分布的图。
图3是示出三波电波环境中的接收信号的图。
图4是示出实施方式1中的均衡装置的结构的框图。
图5是用于说明加法信号生成部的处理的图。
图6是示出从加法部输出的有效码元区间的信号的图。
图7是示出均衡部的结构的框图。
图8是示出干扰估计部的结构的框图。
图9是用于说明干扰估计部的处理的图。
图10是用于说明非专利文献1的技术中的干扰成分估计处理的图。
图11是用于说明非专利文献1的技术中的干扰成分估计处理的图。
图12是用于说明接收信号的有效码元区间的图。
图13是用于说明接收信号的有效码元区间的图。
图14是示出实施方式2中的干扰估计部的结构的框图。
图15是用于说明实施方式2中的卷积运算的图。
图16是示出实施方式3中的干扰估计部的结构的框图。
图17是示出实施方式4中的干扰估计部的结构的框图。
图18是示出实施方式5中的均衡装置的结构的框图。
图19是用于说明实施方式5中的处理的图。
图20是示出实施方式5的从加法部输出的有效码元区间的信号的图。
图21是示出在实施方式5中使有效码元区间从主波的有效码元区间起移动时的起始部分的期间的图。
图22是示出实施方式6中的均衡方法的流程图。
图23是示出实施方式6中的干扰估计步骤的流程图。
标号说明
1、400:均衡装置;10、410:加法信号生成部;11、411:延迟部;12、412:加法部;20、420:延迟分布估计部;30、430:存储部;40、100、200、300、440:干扰估计部;41、110、210、211-1~211-N、310:已知信号生成部;42、130、131-1~131-N、220、221-1~221-N、320:卷积部;50、450:干扰去除部;60、460:均衡部;120-2~120-N:延迟部;132、222:复用部;330:复数乘法部;331:减法部;332:加法部;333:符号反转部;334:选择部;340:积分部;470:最大延迟检测部。
具体实施方式
首先,依照附图说明前提技术。
图1是示出从发送机发送的发送信号的结构的图。如图1所示,发送信号是以传输码元TS为传输单位发送的信号,传输码元TS由包含待发送的信息的有效码元(或有效数据)S、和附加到该有效码元S之前(或插入到有效码元之间)的保护间隔GI构成。
在通过接收机经由传输路径接收到上述发送信号的情况下,接收机不仅接收从发送机直接到来的直接波,有时还接收从发送机发送后由障碍物反射、衍射或散射后的非直接波。
例如,作为来到接收机的来波,在除了直接波(主波)以外,还存在延迟时间为T1的延迟波1和延迟时间为T2(>T1)的延迟波2的情况下,表示传输路径的特性的延迟分布如图2那样表示。延迟分布具体而言是传输路径的脉冲响应,更具体而言是表示各来波的延迟时间和复振幅(或复增益)的信息。但是,在图2中,仅示出了延迟分布的各来波的复振幅中的振幅。
在传输路径的延迟分布是图2所示的三波环境的情况下,接收信号成为主波、延迟波1和延迟波2的总和。在图3中,示出了接收信号中包含的主波、延迟波1和延迟波2。在图3中,延迟波2的延迟时间T2等于保护间隔长度。根据图3可知,在来波的延迟时间为保护间隔长度以下的电波环境中,不会产生有效码元间的干扰。
在图3中,区间A表示接收信号的有效码元区间,与接收信号中包含的主波的有效码元区间一致。在保护间隔GI使用CP的情况下,在图3的接收信号的区间A中,包含全部来波(主波、延迟波1和延迟波2)的有效码元的整体。因此,在CP-OFDM等中,能够在不受到有效码元间的干扰并且不缺失有效码元的信息的情况下,对接收信号进行均衡。另一方面,在保护间隔使用已知信号(或已知序列)的情况下,已知信号干扰图3的接收信号的区间A的起始部分B。此外,延迟波1和延迟波2的有效码元的末尾部分不包含在区间A中,在区间A后续的后续部分C中受到下一个传输码元的已知信号的干扰。
根据非专利文献1的记载,在使用已知信号作为保护间隔的情况下,考虑如下那样对接收信号进行均衡。接收机通过对根据接收信号估计的延迟分布和自身产生的已知信号进行卷积运算,估计基于接收信号中包含的已知信号的干扰成分,并从接收信号中减去估计出的干扰成分。此时,接收机分别计算区间A的起始部分B中包含的基于已知信号的干扰成分、和区间A后续的后续部分C中包含的基于已知信号的干扰成分(针对延迟波的有效码元的末尾部分的基于已知信号的干扰成分)。接着,接收机通过在接收信号中将后续部分C的信号与区间A的起始部分B相加,将延迟波的有效码元的末尾部分补充到区间A,从而得到与使用CP作为保护间隔时同样的区间A的信号。并且,接收机针对得到的区间A的信号,进行与使用CP作为保护间隔时相同的均衡处理。
在根据上述非专利文献1的记载而考虑的技术(以下称作“非专利文献1的技术”)中,分别计算起始部分B中包含的干扰成分和后续部分C中包含的干扰成分,因此用于估计干扰成分的计算量变多。
以下,参照附图对本发明的实施方式进行说明。
实施方式1
图4是示出实施方式1中的均衡装置1的结构的框图。该均衡装置1补偿通过经由传输路径接收发送信号而得到的接收信号的失真。均衡装置1例如包含在经由传输路径从发送机接收发送信号的接收机中。
上述发送信号是以传输码元为传输单位的信号,传输码元由包含待发送的信息的有效码元(或有效数据)、和作为保护间隔附加到该有效码元(或插入到有效码元之间)的已知信号构成。在本实施方式中,如图1所示,发送信号是以传输码元TS为传输单位的信号,传输码元TS由有效码元S、和作为保护间隔GI附加(或插入)到该有效码元S之前的已知信号构成。此处,已知信号(保护间隔GI)的长度是L个样本长度,已知信号和有效码元均是包含实轴成分和虚轴成分的复信号。已知信号是在发送侧和接收侧双方已知的信号,例如是伪随机序列(PN序列)。这种传输码元的格式例如在作为中国地面数字广播标准的DTMB(DigitalTerrestrial Multimedia Broadcasting:地面数字多媒体广播)标准中采用。此外,在本实施方式中,上述接收信号是数字信号。具体而言,接收信号如下得到:在接收机中接收发送信号来得到模拟信号,将该模拟信号转换成数字信号,并将该数字信号转换成包含实轴成分和虚轴成分的数字复信号。
此外,在本实施方式中,以传输路径具有图2所示的延迟分布的三波环境为例进行说明,假定接收信号包含图3所示的主波、延迟波1和延迟波2的成分。但是,本实施方式的均衡装置1能够应用于任意的电波环境。
在图4中,均衡装置1具有加法信号生成部10、延迟分布估计部20、存储部30、干扰估计部40、干扰去除部50和均衡部60。
加法信号生成部10针对接收信号中的与有效码元对应的有效码元长度的预定区间信号,对上述预定区间的起始部分加上接收信号中的上述预定区间后续的后续部分的信号,并输出加法信号。
在本例中,上述预定区间是与接收信号中包含的主波(直接波)的有效码元区间一致的区间,是图3所示的区间A。上述预定区间能够称作接收信号的有效码元区间(或有效数据区间),在以下的说明中,将上述预定区间称作有效码元区间A。
此外,在本例中,上述起始部分的长度与保护间隔长度(已知信号长度)相同,在图3中,加法信号生成部10对有效码元区间A的起始部分B加上后续部分C的信号。但是,起始部分的长度根据对应的延迟波的延迟时间和最大延迟时间等确定即可,不需要与保护间隔长度相同。例如,在延迟波的最大延迟时间比保护间隔长度短的情况下,起始部分的长度可以比保护间隔长度短。
在图4的例子中,加法信号生成部10具有延迟部11和加法部12。延迟部11使接收信号延迟有效码元长度,并输出延迟接收信号。加法部12针对从延迟部11输出的延迟接收信号,对该延迟接收信号的有效码元区间A的起始部分加上接收信号。具体而言,加法部12以延迟接收信号的有效码元区间A的起始为基准,在作为起始部分的期间的L个样本期间内,对延迟接收信号加上接收信号。加法部12输出相加而得到的延迟接收信号。该情况下,加法部12可以输出全部相加而得到的延迟接收信号,也可以选择性输出相加而得到的延迟接收信号中的有效码元区间A的信号。
图5是用于说明加法信号生成部10的处理的图。在图5中,示出了从延迟部11输出的延迟接收信号中包含的主波、延迟波1和延迟波2,以及与延迟接收信号相加的接收信号中包含的主波、延迟波1和延迟波2。在图5中,关注第n个(n为整数)有效码元Sn,示出了延迟接收信号中的与第n个有效码元Sn对应的有效码元区间A。该有效码元区间A与延迟接收信号中的主波的第n个有效码元Sn的有效码元区间一致。在有效码元Sn前配置第n个保护间隔GIn,在有效码元Sn后配置第(n+1)个保护间隔GIn+1和有效码元Sn+1。
在图5中,在延迟接收信号的有效码元区间A中,不包含延迟波1和延迟波2的有效码元Sn的末尾部分的信号。因此,如图5所示,加法部12通过在从延迟接收信号的有效码元区间A的起始起L个样本期间内将接收信号与延迟接收信号相加,将延迟波1和延迟波2的有效码元Sn的末尾部分的信号补充到延迟接收信号的有效信号区间A。
图6是示出从加法部12输出的有效码元区间A的信号的图。如图6所示,从加法部12输出的有效码元区间A的信号包含主波、延迟波1和延迟波2的有效码元成分,以及主波、延迟波1和延迟波2的已知信号成分(保护间隔成分)。在图6中,仅着眼于有效码元时可知:有效码元区间A的信号的结构与使用循环前缀(CP)作为保护间隔时相同。但是,在有效码元区间A的信号中包含有已知信号作为干扰成分,因此需要估计并去除该干扰成分。
再次参照图4,延迟分布估计部20根据接收信号估计传输路径的延迟分布,并输出作为延迟分布的估计结果的估计延迟分布。具体而言,延迟分布估计部20使用接收信号中包含的已知信号,估计图2所示的延迟分布。在使用伪随机序列(PN序列)作为已知信号的情况下,公知有利用PN序列的灵敏的自相关特性估计延迟分布的方法(例如参照非专利文献1)。在本实施方式中,延迟分布估计部20能够采取任意延迟分布的估计方法,因此,不提及具体的方法。此外,在本实施方式中,估计延迟分布是(L+1)个样本长度的复信号。具体而言,估计延迟分布是表示各来波的延迟时间和复振幅的信息,更具体而言,是每隔一定间隔的延迟时间的复振幅的时间序列数据。
存储部30保持从延迟分布估计部20输出的估计延迟分布,例如是RAM(RandomAccess Memory:随机存储器)等存储器。
干扰估计部40使用从延迟分布估计部20输出的估计延迟分布(或读出存储部30中存储的估计延迟分布的信号),估计从加法信号生成部10输出的加法信号的起始部分中包含的基于已知信号的干扰成分,并输出作为干扰成分的估计结果的估计干扰成分。具体而言,干扰估计部40根据从存储部30输出的估计延迟分布,在起始部分B的区间内估计从加法部12输出的信号的有效码元区间A中包含的基于已知信号的干扰成分。关于干扰估计部40,之后将详细说明。
干扰去除部50使用从干扰估计部40输出的估计干扰成分,从由加法信号生成部10输出的加法信号中去除基于已知信号的干扰成分,并输出干扰去除后的加法信号。具体而言,干扰去除部50从加法信号的起始部分中减去估计干扰成分。在图4的例子中,干扰去除部50通过从加法部12的输出中减去干扰估计部40的输出,从加法部12的输出中去除基于已知信号的干扰成分。此时,干扰去除部50以从加法部12输出的信号的有效码元区间A的起始为基准,仅在L个样本期间内进行相减。但是,也可以根据对应的延迟时间,使进行相减的期间比L个样本期间短。
通过干扰去除部50的处理,从图6所示的有效码元区间A的信号中去除已知信号成分。因此,从干扰去除部50输出的有效码元区间A的信号的结构与使用CP作为保护间隔时的接收信号相同。
均衡部60使用从延迟分布估计部20输出的估计延迟分布对从干扰去除部50输出的干扰去除后的加法信号(有效码元区间A的信号)进行均衡。此时,干扰去除后的加法信号的结构与使用CP作为保护间隔时的接收信号相同,因此,均衡部60能够与使用CP作为保护间隔时同样地进行均衡处理。
图7是示出均衡部60的结构的框图。在对图1的有效码元进行OFDM调制的情况下,如图7的(a)所示,均衡部60包含第1傅里叶转换部61、第2傅里叶转换部62和除法部63,在用第1傅里叶转换部61将从干扰去除部50输出的有效码元区间A的信号转换成频域的信号,用第2傅里叶转换部62将从延迟分布估计部20输出的估计延迟分布转换成频域的信号后,通过除法部63将从第1傅里叶转换部61输出的接收信号的傅里叶转换结果除以从第2傅里叶转换部62输出的估计延迟分布的傅里叶转换结果,由此进行均衡。此外,在用单载波对图1的有效码元进行调制的情况下,如图7的(b)所示,均衡部60除了上述第1傅里叶转换部61、第2傅里叶转换部62和除法部63以外,还包含逆傅里叶转换部64,通过对来自除法部63的输出进行逆傅里叶转换,计算发送数据的估计值。
另外,在图4中,加法信号生成部10、延迟分布估计部20、干扰估计部40和干扰去除部50构成本实施方式的接收信号处理装置。
下面,对于干扰估计部40进行详细说明。
图8是示出干扰估计部40的结构的框图。在图8中,干扰估计部40具有已知信号生成部41和卷积部42。
已知信号生成部41生成相当于连接配置在有效码元前后作为保护间隔的2个已知信号而得到的信号的生成信号。具体而言,在对与第n个有效码元Sn对应的有效码元区间A(即第n个传输码元的有效码元区间A)中包含的干扰成分进行估计的情况下,已知信号生成部41连续生成并输出第n个保护间隔GIn的已知信号和第(n+1)个保护间隔GIn+1的已知信号。即,已知信号生成部41连续生成彼此相邻的2个传输码元的已知信号。上述生成信号是复信号。
卷积部42在有效码元区间A的起始部分的期间内,对从已知信号生成部41输出的生成信号和从延迟分布估计部20(或存储部30)输出的估计延迟分布进行卷积运算,从而计算估计干扰成分。
图9是用于说明干扰估计部40的处理的图。
如图9所示,已知信号生成部41生成连接第n个已知信号和第(n+1)个已知信号而得到的生成信号。该生成信号是包含相当于第n个已知信号的第0~(L-1)个样本和第(n+1)个已知信号的第0~(L-1)个样本的2L个样本p(-L)、p(-L+1),…、p(-1)、p(0)、p(1),…、p(L-1)的序列。
卷积部42从存储部30逆序读出估计延迟分布的第0~L个样本h(0)、h(1),…、h(L),在L个样本期间内对生成信号和估计延迟分布进行卷积运算,从而计算估计干扰成分的第0~(L-1)个样本x(0)、x(1),…、x(L-1)。具体而言,卷积运算如下进行。
图9的(a)示出了对齐生成信号的起始和估计延迟分布的起始后的状态,此时能够得到估计干扰成分的第0个样本x(0)。具体而言,估计延迟分布的样本h(0)~h(L)分别与生成信号的样本p(0)~p(-L)对应,卷积部42对估计延迟分布和生成信号的对应的样本彼此进行复数乘法,并计算所得到的(L+1)个相乘结果的总和,从而得到估计干扰成分的第0个样本x(0)。该样本x(0)用下述式(1)表示。
x(0)=p(0)h(0)+p(-1)h(1)+…+p(-L)h(L)…(1)
卷积部42使估计延迟分布从图9的(a)的状态起向图中右方逐个移动1个样本,在使产生生成信号的开始位置逐个移动1个样本的同时,进行与上述第0个样本x(0)的情况相同的运算,计算第1个之后的样本x(1)~x(L-1),最终得到估计干扰成分的L个样本x(0)~x(L-1)(即L个卷积运算结果)。但是,也可以根据对应的延迟时间,使计算卷积运算的范围比L个样本小。
图9的(b)示出了估计延迟分布以生成信号的起始为基准移动m个样本(0≤m<L)后的状态,此时能够得到估计干扰成分的第m个样本x(m)。第m个样本x(m)用下述式(2)表示。
图9的(c)示出了估计延迟分布以生成信号的起始为基准移动(L-1)个样本,从而对齐生成信号的末尾和估计延迟分布的末尾后的状态,此时能够得到估计干扰成分的第(L-1)个样本x(L-1)。
这样,卷积部42在计算估计干扰成分的1个样本的情况下,通过在(L+1)个样本期间内按照每个样本进行估计延迟分布与生成信号的复数乘法,并计算所得到的(L+1)个相乘结果的总和,得到卷积运算结果的1个样本。此外,卷积部42在使估计延迟分布相对于生成信号逐个移动1个样本的同时,进行L次用于得到上述1个样本的运算,从而得到估计干扰成分的L个样本。
通过进行上述卷积运算,能够得到图6所示的有效码元区间A中包含的基于已知信号的干扰成分的估计结果(估计干扰成分)。
再次参照图8,说明卷积部42的结构的一例。在图8中,卷积部42包含复数乘法部43、加法部44和延迟部45。
复数乘法部43运算从存储部30输出的估计延迟分布的样本与从已知信号生成部41输出的生成信号的样本的复数乘法,并将运算结果输出到加法部44。在本实施方式中,复数乘法部43接收估计延迟分布的样本(a+jb)和生成信号的样本(c+jd),在使实数彼此相乘的4个乘法部46-1~46-4和使实数彼此相加的2个加法部47-1、47-2中,进行下述式(3)所示的复数乘法。
(a+jb)(c+jd)=(ac-bd)+j(bc+ad)…(3)
乘法部46-1、46-2、46-3、46-4分别计算ac、bd、bc、ad,加法部47-1、47-2分别计算(ac-bd)、(bc+ad)。
在复数乘法部43中,从存储部30逐个样本地输入估计延迟分布的(L+1)个样本,从已知信号生成部41逐个样本地供给生成信号的(L+1)个样本,复数乘法部43依次进行上述复数乘法,并依次输出(L+1)个复数乘法结果。
加法部44通过计算复数乘法部43的输出与延迟加法部44的输出的延迟部45的输出之和,计算从复数乘法部43输出的(L+1)个复数乘法结果的总和。
为了得到1个卷积运算结果(即估计干扰成分的1个样本)所需的复数乘法次数是(L+1)次。并且,为了计算1个有效码元区间A中包含的基于已知信号的干扰成分的整体估计结果(即估计干扰成分的全部样本)所需的复数乘法次数是(L+1)×L次。
另外,即使是已知信号生成部41逆序生成生成信号,卷积部42从存储部30升序读出估计延迟分布的结构,也能够以与上述相同的计算量得到与上述相同的计算结果。
以下,为了比较,说明根据非专利文献1的记载而考虑的技术(非专利文献1的技术)。
根据非专利文献1的记载,考虑以下方法:对图3的区间A的起始部分B中包含的基于已知信号的干扰成分和区间A后续的后续部分C中包含的基于已知信号的干扰成分进行估计,分别从接收信号的起始部分B和后续部分C减去估计出的起始部分B和后续部分C的干扰成分后,将接收信号的后续部分C的信号与起始部分B相加,由此将延迟波的有效码元的末尾部分补充到区间A。在该方法中,在将延迟波1、2的有效码元的末尾部分补充到区间A之前,进行接收信号中包含的干扰成分的估计。
图10和图11是用于说明非专利文献1的技术中的干扰成分估计处理的图。
在非专利文献1的技术中,在对第n个有效码元的有效码元区间A的起始部分B的干扰成分进行估计的情况下,如图10所示,生成在第n个已知信号后附加L个样本的0而得到的生成信号,进行该生成信号与估计延迟分布h(0)~h(L)的卷积运算,从而得到估计干扰成分的L个样本y(0)~y(L-1)。该卷积运算与本实施方式同样,在使估计延迟分布逐个移动1个样本的同时进行。
图10的(a)示出了对齐生成信号的起始和估计延迟分布的起始后的状态,此时能够得到估计干扰成分的第0个样本y(0)。此外,图10的(b)示出了估计延迟分布以生成信号的起始为基准移动m个样本(0≤m<L)后的状态,此时能够得到估计干扰成分的第m个样本y(m)。并且,图10的(c)示出了估计延迟分布以生成信号的起始为基准移动(L-1)个样本,从而对齐生成信号的末尾和估计延迟分布的末尾后的状态,此时能够得到估计干扰成分的第(L-1)个样本y(L-1)。
在对起始部分B的干扰成分进行估计的情况下,为了得到估计干扰成分的1个样本所需的复数乘法次数是(L+1)次,为了得到估计干扰成分的L个样本所需的复数乘法次数是(L+1)×L次。
此外,在非专利文献1的技术中,在对第n个有效码元的有效码元区间A的后续部分C的干扰成分进行估计的情况下,如图11所示,生成在第(n+1)个已知信号前附加L个样本的0而得到的生成信号,进行该生成信号与估计延迟分布h(0)~h(L)的卷积运算,从而得到估计干扰成分的L个样本z(0)~z(L-1)。该卷积运算与本实施方式同样,在使估计延迟分布逐个移动1个样本的同时进行。
图11的(a)示出了对齐生成信号的起始和估计延迟分布的起始后的状态,此时能够得到估计干扰成分的第0个样本z(0)。此外,图11的(b)示出了估计延迟分布以生成信号的起始为基准移动m个样本(0≤m<L)后的状态,此时能够得到估计干扰成分的第m个样本z(m)。并且,图11的(c)示出了估计延迟分布以生成信号的起始为基准移动(L-1)个样本,从而对齐生成信号的末尾和估计延迟分布的末尾后的状态,此时能够得到估计干扰成分的第(L-1)个样本z(L-1)。
在对末尾部分C的干扰成分进行估计的情况下,为了得到估计干扰成分的1个样本所需的复数乘法次数是(L+1)次,为了得到估计干扰成分的L个样本所需的复数乘法次数是(L+1)×L次。
如上所述,在非专利文献1的技术中,需要计算2L个估计干扰成分的样本(即卷积运算结果),为了计算有关1个有效码元区间的基于已知信号的干扰成分所需的复数乘法次数是(L+1)×2L次。因此可知,通过使用本实施方式的技术,计算量变为非专利文献1的技术的一半。
如以上说明的那样,在本实施方式中,均衡装置(或接收信号处理装置)具有:加法信号生成部,其针对接收信号中的有效码元区间A的信号,对有效码元区间A的起始部分加上接收信号中的有效码元区间A后续的后续部分的信号,并输出加法信号;干扰估计部,其使用根据接收信号估计的估计延迟分布,估计上述加法信号的起始部分中包含的基于已知信号的干扰成分,并输出估计干扰成分;以及干扰去除部,其使用上述估计干扰成分从上述加法信号中去除基于已知信号的干扰成分,并输出干扰去除后的加法信号。因此,根据本实施方式,能够根据使用已知信号作为保护间隔时的接收信号,以较少的计算量得到与使用CP作为保护间隔时的接收信号相同的信号。具体而言,在本实施方式中,在将后续部分的信号与起始部分相加后,估计起始部分的干扰成分,因此与分别估计起始部分的干扰成分和后续部分的干扰成分的情况相比,能够减少干扰成分的估计所需的计算量。更具体而言,在对有效码元区间A的起始部分加上后续部分后,估计起始部分中包含的干扰成分,因此能够同时估计起始部分和后续部分的干扰成分,与分别估计起始部分和后续部分的干扰成分的情况相比,能够减少干扰成分的估计所需的计算量。
此外,在本实施方式中,在对接收信号的有效码元区间A补充延迟波的有效码元的末尾后,使用相当于连接配置在有效码元前后的2个已知信号而得到的信号的生成信号估计干扰成分,由此能够同时估计有效码元区间的起始部分和后续部分的干扰成分,与非专利文献1的技术相比能够使干扰成分的估计所需的复数乘法次数减半。此外,能够通过使对应的延迟波的延迟时间比L个样本期间短,进一步削减计算量。
计算量削减的效果如下所述。首先,上述卷积运算需要按照每个传输码元来实施,为了依次(无迟滞地)处理接收信号,必须使卷积运算时间比传输码元长度短。在非专利文献1的技术中将使得卷积运算时间与1个传输码元长度相等所需的装置的工作时钟频率设为fc[Hz]。在使用计算量变为1/2的本实施方式的技术的情况下,即使以fc/2[Hz]的工作时钟频率进行运算,也在1个传输码元长度以内完成卷积运算。即,在本实施方式中,与非专利文献1的技术相比,能够使工作时钟频率减半,能够削减功耗。此外,在使工作时钟频率恒定时,根据本实施方式,与非专利文献1的技术相比能够缩短运算时间。
另外,在上述说明中,示出了接收信号的有效码元区间A与主波的有效码元区间一致的情况,但时,有效码元区间A只要是使得在相邻的码元间不产生干扰的位置即可,不一定需要与主波的有效码元区间一致。
例如,在延迟波的最大延迟时间是比保护间隔长度短的D个样本期间(D<L)的情况下,有效码元区间A能够以主波的有效码元区间为基准,在时间上朝前方(图3的左方)移动R个样本(0≤R≤L-D)。在这样使有效码元区间A移动R个样本的情况下,能够通过实施移动R个样本后的估计延迟分布与生成信号的卷积运算,计算估计干扰成分。
以下,使用图12和图13具体进行说明。图12示出有效码元区间A与主波的有效码元区间一致的情况,图13示出有效码元区间A向图中左方移动R个样本后的情况。在图12和图13的各图中,示出了延迟接收信号中包含的主波和延迟波、与延迟接收信号相加的接收信号中包含的主波和延迟波、生成信号、估计干扰成分的第0个样本x(0)运算时的估计延迟分布以及估计干扰成分的第(L-1)个样本x(L-1)运算时的估计延迟分布。在图12和图13中,延迟波的最大延迟时间是D个样本期间(D<L)。
如图12所示,在有效码元区间A与主波的有效码元区间一致的情况下,如以上说明的那样,能够通过进行生成信号与估计延迟分布的卷积运算,计算估计干扰成分。
另一方面,如图13所示,在使有效码元区间A从主波的有效码元区间在时间上朝前方(图中左方)移动R个样本的情况下,估计延迟分布也需要在时间上朝前方(图中左方)移动R个样本。能够通过实施该移动R个样本后的估计延迟分布与生成信号的卷积运算,计算图13中的将延迟接收信号和接收信号相加而得到的信号的有效码元区间A中包含的干扰成分(已知信号成分)。即,在使有效码元区间A从主波的有效码元区间移动R个样本的情况下,通过使估计延迟分布移动R个样本,能够利用和有效码元区间A与主波的有效码元区间一致时相同的卷积运算计算估计干扰成分。
另外,在使估计延迟分布移动R个样本的情况下,例如在与主波对应的样本前插入R个样本的0。
实施方式2
本实施方式2中的均衡装置相对于实施方式1的均衡装置,在干扰估计部中不同,其它部分相同。在以下的说明中,对与实施方式1同样的部分省略或简略说明,对与实施方式1相同或对应的要素标注相同的标号。
图14是示出实施方式2中的干扰估计部100的结构的框图。在图14中,干扰估计部100具有已知信号生成部110、(N-1)个延迟部120-2~120-N和卷积部130。卷积部130包含N个卷积部131-1~131-N和复用部132。
已知信号生成部110与实施方式1的已知信号生成部41同样,输出生成信号。
延迟部120-2~120-N与已知信号生成部41串联连接,使从已知信号生成部110输出的生成信号逐个延迟1个样本,并输出逐个延迟1个样本后的(N-1)个生成信号。即,延迟部120-n(2≤n≤N)输出使从已知信号生成部110输出的生成信号延迟(n-1)个样本后的生成信号。
卷积部131-1~131-N分别进行从已知信号生成部110和(N-1)个延迟部120-2~120-N输出的N个生成信号中的对应的生成信号与从延迟分布估计部20(或存储部30)输出的估计延迟分布的卷积运算。
在图14的例子中,卷积部131-1~131-N分别包含复数乘法部133-1~133-N、加法部134-1~134-N和延迟部135-1~135-N。复数乘法部133-n、加法部134-n和延迟部135-n(1≤n≤N)分别具有与实施方式1的图8的复数乘法部43、加法部44和延迟部45相同的功能。乘法部133-1被输入已知信号生成部110的输出,乘法部133-n(2≤n≤N)被输入从延迟部120-n输出的生成信号即使已知信号生成部110的输出延迟(n-1)个样本后的信号。
在本实施方式中,卷积部130通过卷积部131-1~131-N,并列进行生成信号与估计延迟分布的卷积运算来计算估计干扰成分。即,并列处理多个卷积运算。具体而言,卷积部131-1~131-N接收来自已知信号生成部110和延迟部120-2~120-N的N个输出,并列处理连续的N个样本的卷积运算。
图15示出了并列处理数N=4的例子中的、输入到卷积部131-1~131-4的估计延迟分布与生成信号之间的对应。在图15中,卷积部131-4进行第0个卷积运算来计算估计干扰成分的第0个样本x(0),卷积部131-3进行第1个卷积运算来计算估计干扰成分的第1个样本x(1),卷积部131-2进行第2个卷积运算来计算估计干扰成分的第2个样本x(2),卷积部131-1进行第3个卷积运算来计算估计干扰成分的第3个样本x(3)。
这样,能够通过将开始位置不同的生成信号输入到多个卷积部,并列进行卷积运算。
返回图14,复用部132对从卷积部131-1~131-N输出的信号进行复用。具体而言,复用部132对N个卷积部131-1~131-N的输出进行并-串转换并按升序输出。即,按照顺序输出作为第0、1、2、3个卷积运算结果的第0个样本x(0)、第1个样本x(1)、第2个样本x(2)、第3个样本x(3)。
在实施方式1中,在使估计延迟分布逐个移动1个样本并使生成信号的开始位置逐个移动1个样本的同时,进行卷积运算。另一方面,在本实施方式中,在使估计延迟分布相对于生成信号逐个移动N个样本的同时,并列进行卷积运算。该情况下,在与保护间隔长度(L个样本长度)之前的延迟时间对应时,使估计延迟分布移动L/N次,从而得到L个卷积运算结果(估计干扰成分的L个样本)。但是,也可以根据对应的延迟波的延迟时间,缩短卷积运算期间。
在本实施方式中,使用从存储部30读出的(L+1)个样本的估计延迟分布,进行估计干扰成分的N个样本的卷积运算。此时,为了进行估计干扰成分的L个样本的卷积运算所需的从存储部30读出的读出次数是(L+1)×L/N次。另一方面,在没有进行并列处理的情况下,从存储部30读出需要(L+1)×L次。
这样,根据本实施方式,能够通过并列处理卷积运算,削减从存储部30读出的读出次数。由此,例如能够降低使存储部30工作的时钟频率,能够削减功耗。
此外,根据本实施方式,与非专利文献1的技术相比,能够得到以下的效果。此处,作为存储部30,假定使用RAM等存储器。在对非专利文献1的技术中的卷积运算应用上述并列处理的情况下,在进行卷积运算时需要(L+1)×2L/N次的存储器读出。将为了在1个传输码元长度以内实施该卷积运算所需的存储器的时钟频率设为fm[Hz]。在本实施方式中,卷积运算所需的存储器读出次数是(L+1)×L/N次,因此即使存储器以fm/2[Hz]的时钟频率工作,也在1个传输码元长度以内完成卷积运算。即,在本实施方式中,与非专利文献1的技术相比,能够使存储器的工作频率减半,能够削减功耗。
此外,在本实施方式中,与实施方式1同样,相对于非专利文献1的技术,能够将卷积运算的计算量削减到一半。结果,在预定时间内结束卷积运算所需的并列处理数与非专利文献1的技术相比减半,从而能够削减电路规模。
实施方式3
本实施方式3中的均衡装置相对于实施方式1、2的均衡装置,在干扰估计部中不同,其它部分相同。在以下的说明中,对与实施方式1、2同样的部分省略或简略说明,对与实施方式1、2相同或对应的要素标注相同的标号。
图16是示出实施方式3中的干扰估计部200的结构的框图。在图16中,干扰估计部200具有已知信号生成部210和卷积部220。已知信号生成部210包含N个(N是2以上的整数)已知信号生成部211-1~211-N,卷积部220包含N个卷积部221-1~221-N和复用部222。
已知信号生成部211-1~211-N分别生成开始位置逐个错开1个样本的第1生成信号~第N生成信号作为生成信号。具体而言,从已知信号生成部211-1~211-N输出的N个生成信号分别与实施方式2的从已知信号生成部110和延迟部120-2~120-N输出的N个生成信号相同。
卷积部221-1~221-N分别进行从已知信号生成部211-1~211-N输出的第1生成信号~第N生成信号中的对应的生成信号与从延迟分布估计部20(或存储部30)输出的估计延迟分布的卷积运算。
在图16的例子中,卷积部221-1~221-N分别包含复数乘法部223-1~223-N、加法部224-1~224-N和延迟部225-1~225-N。它们与实施方式1、2相同。复数乘法部223-n(1≤n≤N)被输入从已知信号生成部211-n输出的生成信号。
在本实施方式中,卷积部220与实施方式2同样,通过N个卷积部221-1~221-N,并列进行生成信号与估计延迟分布的卷积运算来计算估计干扰成分。即,并列处理多个卷积运算。
复用部222对从卷积部221-1~221-N输出的信号进行复用。具体而言,复用部222与实施方式2同样,对N个卷积部221-1~221-N的输出进行并-串转换并按升序输出。
如上所述,比较图14和图16可知,在本实施方式中,输入到N个卷积部221-1~221-N的生成信号的生成方法与实施方式2不同。
在实施方式2中,干扰估计部100使用(N-1)个延迟部120-2~120-N使从1个已知信号生成部110输出的生成信号逐个延迟1个样本,并将逐个延迟1个样本后的N个生成信号分别输入到对应的卷积部131-1~131-N。另一方面,在本实施方式中,干扰估计部200通过N个已知信号生成部211-1~211-N生成开始位置逐个错开1个样本的N个生成信号,并将该N个生成信号分别输入到对应的卷积部221-1~221-N。
根据以上说明的本实施方式3,能够得到与实施方式1、2相同的效果。例如,与实施方式2同样,能够削减对存储部30的读出次数。结果,能够降低使存储部30工作的时钟频率,能够削减功耗。此外,与实施方式1同样,干扰成分的估计所需的复数乘法次数与非专利文献1的技术相比减半,从而能够削减电路规模。
实施方式4
本实施方式4中的均衡装置相对于实施方式1~3的均衡装置,在干扰估计部中不同,其它部分相同。在以下的说明中,对与实施方式1~3同样的部分省略或简略说明,对与实施方式1~3相同或对应的要素标注相同的标号。
在本实施方式中,已知信号是0或1的2值信号,假定0和1的2值分别与(+1+j)和(-1-j)的复信号对应。例如,中国的地面数字广播标准DTMB中,已知信号是伪随机序列(PN序列),0和1的2值与上述复信号对应。
图17是示出实施方式4中的干扰估计部300的结构的框图。在图17中,干扰估计部300具有已知信号生成部310和卷积部320。卷积部320包含复数乘法部330和积分部340。
已知信号生成部310与实施方式1同样地生成并输出生成信号。但是,在本实施方式中,如上所述,已知信号是2值信号,因此已知信号生成部310生成并输出2值的生成信号。即,已知信号生成部310输出0或1的1比特信息。
复数乘法部330计算从已知信号生成部310输出的生成信号与从延迟分布估计部20(或存储部30)输出的估计延迟分布的复数乘法,并输出相乘结果。
积分部340对从复数乘法部330输出的相乘结果进行积分,并输出估计干扰成分。例如,积分部340包含在实施方式1中示出的加法部44和延迟部45,计算从复数乘法部330输出的复数乘法结果的总和。
此处,在已知信号是(+1+j)或(-1-j)的2值信号的情况下,估计延迟分布的样本(a+jb)与生成信号的样本的复数乘法用下述式(4)、(5)表示。式(4)示出生成信号是(+1+j)的情况,式(5)示出生成信号是(-1-j)的情况。
(a+jb)(1+j)=(a-b)+j(a+b)…(4)
(a+jb)(-1-j)=(-a+b)+j(-a-b)…(5)
如图17所示,在本实施方式中,复数乘法部330包含减法部331、加法部332、符号反转部333和选择部334。
减法部331从由延迟分布估计部20(或存储部30)输出的估计延迟分布的实部a中减去虚部b,并输出相减结果(a-b)。
加法部332对从延迟分布估计部20(或存储部30)输出的估计延迟分布的实部a和虚部b进行相加,并输出相加结果(a+b)。
符号反转部333针对以减法部331的输出(a-b)为实部,以加法部332的输出(a+b)为虚部的复信号(a-b)+j(a+b),使实部和虚部的符号反转,并输出符号反转后的复信号(-a+b)+j(-a-b)。
选择部334根据从已知信号生成部310输出的2值的生成信号,选择上述符号反转前的复信号(a-b)+j(a+b)和上述符号反转后的复信号(-a+b)+j(-a-b)中的一方,作为相乘结果输出到积分部340。具体而言,选择部334在已知信号生成部310的输出是1时选择符号反转部333的输出(-a+b)+j(-a-b),在已知信号生成部310的输出是0时选择没有反转符号的信号(a-b)+j(a+b)。
根据本实施方式,除了上述实施方式1~3的效果以外,能够得到可削减复数乘法部的电路规模这一效果。
实施方式5
本实施方式5中的均衡装置相对于实施方式1~4的均衡装置,在以下方面不同而其它部分相同:还具有检测延迟波的最大延迟时间的最大延迟检测部,根据最大延迟时间的检测结果控制信号处理。在以下的说明中,对与实施方式1~4同样的部分省略或简略说明。
图18是示出实施方式5中的均衡装置400的结构的框图。在图18中,均衡装置400具有加法信号生成部410、延迟分布估计部420、存储部430、干扰估计部440、干扰去除部450、均衡部460和最大延迟检测部470。这些部件中的延迟分布估计部420、存储部430和均衡部460与实施方式1~4相同。
最大延迟检测部470根据从延迟分布估计部420输出的估计延迟分布检测延迟波的最大延迟时间。作为其检测方法,有以下方法:在估计延迟分布中搜索比预先设定的阈值大的样本的时间方向的位置(例如样本的编号),并将探索到的样本位置的最小值与最大值之差设为最大延迟时间。但是,在本实施方式中,最大延迟时间的检测方法不限于上述方法。
加法信号生成部410根据最大延迟检测部470的检测结果,针对接收信号的有效码元区间A的信号,对有效码元区间A的与最大延迟时间对应的时间长度的起始部分,加上有效码元区间A后续的后续部分的信号。此处,与最大延迟时间对应的时间长度例如是与最大延迟时间相同的时间,但是,也可以是对最大延迟时间加上预先决定的时间而得到的时间。
在图18的例子中,加法信号生成部410具有延迟部411和加法部412。延迟部411使接收信号延迟有效码元长度,并输出延迟接收信号。加法部412针对从延迟部411输出的延迟接收信号,对该延迟接收信号的有效码元区间A的起始部分加上接收信号。具体而言,加法部412以延迟接收信号的有效码元区间A的起始为基准,在与最大延迟时间对应的时间长度内,对延迟接收信号加上接收信号。
图19是用于说明实施方式5中的处理的图。在图19中,示出了从延迟部411输出的延迟接收信号中包含的主波和延迟波以及与延迟接收信号相加的接收信号中包含的主波和延迟波。在图19中,关注第n个(n是整数)有效码元Sn,示出了延迟接收信号中的与第n个有效码元Sn对应的有效码元区间A。此处,有效码元区间A与延迟接收信号中的主波的第n个有效码元Sn的有效码元区间一致。在图19中,延迟波的最大延迟时间是D个样本期间(D<L)。从图19可知,在延迟波的最大延迟时间比保护间隔长度短的情况下,干扰有效码元区间A的已知信号的长度比保护间隔长度短。
如19所示,加法部412以延迟接收信号的有效码元区间A的起始为基准,在最大延迟时间(D个样本期间)内,对延迟接收信号加上接收信号。
图20是示出从加法部412输出的有效码元区间A的信号的图。如图20所示,从加法部412输出的有效码元区间A的信号包含主波和延迟波的有效码元成分以及主波和延迟波的已知信号成分。在图20中,仅着眼于有效码元时可知,有效码元区间A的信号的结构与使用循环前缀(CP)作为保护间隔时相同。另一方面,基于已知信号的干扰成分存在于从有效码元区间A的起始起D个样本的期间内。
返回图18,干扰估计部440以与实施方式1~4相同的步骤,估计基于已知信号的干扰成分,并输出估计干扰成分。但是,相对于在实施方式1~4中估计L个样本的干扰成分,在本实施方式中,干扰估计部440估计D(<L)个样本的干扰成分。这能够通过在图9中将移动估计延迟分布的范围限制到0≤m<D来实现。
干扰去除部450使用从干扰估计部440输出的估计干扰成分,从由加法信号生成部410输出的加法信号中去除基于已知信号的干扰成分,并输出干扰去除后的加法信号。具体而言,干扰去除部450通过从加法部412的输出中减去干扰估计部440的输出,从加法部412的输出中去除基于已知信号的干扰成分。此时,相对于在实施方式1~4中进行L个样本期间的相减,在本实施方式中,以从加法部412输出的信号的有效码元区间A的起始为基准,在D(<L)个样本期间内进行相减。
如上所述,在本实施方式中,根据最大延迟时间的检测结果,针对接收信号的有效码元区间A的信号,将后续部分的信号与和最大延迟时间对应的时间长度的起始部分相加。即,根据最大延迟时间的检测结果,控制估计和去除干扰成分的范围。因此,根据本实施方式,在最大延迟时间比保护间隔长度短的电波环境中,能够进一步削减干扰成分的估计和去除所需的计算量。
另外,在上述说明中,示出了有效码元区间A与主波的有效码元区间一致的情况,但是,如图21所示,在使有效码元区间A以主波的有效码元区间为基准朝图中左方移动R个样本的情况下,有效码元区间A的起始部分的期间(即作为后续部分的信号的相加对象以及作为干扰成分的估计和去除对象的期间)成为(D+R)个样本期间。
实施方式6
图22是示出实施方式6中的均衡方法的流程图。该均衡方法例如由实施方式1的均衡装置1执行。在图22中,均衡方法包含加法信号生成步骤S10、延迟分布估计步骤S20、存储步骤S30、干扰估计步骤S40、干扰去除步骤S50和均衡步骤S60。另外,各步骤S10~S60的处理与实施方式1的各部件10~60的处理相同,因此,在以下的各步骤的说明中,省略详细说明。
加法信号生成步骤S10针对接收信号的有效码元区间A的信号,对有效码元区间A的起始部分加上接收信号中的有效码元区间A后续的后续部分的信号,并输出加法信号。此处,接收信号是与实施方式1中的接收信号相同的信号。
在图22的例子中,加法信号生成步骤S10具有延迟步骤S11和加法步骤S12。延迟步骤S11使接收信号延迟有效码元长度,并输出延迟接收信号。加法步骤S12针对从延迟步骤S11输出的延迟接收信号,对该延迟接收信号的有效码元区间A的起始部分加上接收信号。
延迟分布估计步骤S20根据接收信号估计传输路径的延迟分布,并输出估计延迟分布。
存储步骤S30保持从延迟分布估计步骤S20输出的估计延迟分布。
干扰估计步骤S40使用从延迟分布估计步骤S20输出的(或通过存储步骤S30保持的)估计延迟分布,估计从加法信号生成步骤S10输出的加法信号的起始部分中包含的基于已知信号的干扰成分,并输出估计干扰成分。
干扰去除步骤S50使用从干扰估计步骤S40输出的估计干扰成分,从由加法信号生成步骤S10输出的加法信号中去除基于已知信号的干扰成分,并输出干扰去除后的加法信号。具体而言,干扰去除步骤S50通过从在加法步骤S12中得到的信号中减去在干扰估计步骤S40中的估计干扰成分,去除干扰成分。
均衡步骤S60使用从延迟分布估计步骤S20输出的估计延迟分布对从干扰去除步骤S50输出的干扰去除后的加法信号(有效码元区间A的信号)进行均衡。
图23是图22的干扰估计步骤S40的流程图。在图23中,干扰估计步骤S40具有已知信号生成步骤S41和卷积步骤S42。
已知信号生成步骤S41生成生成信号,生成信号相当于连接配置在有效码元前后作为保护间隔的2个已知信号而得到的信号。
卷积步骤S42在有效码元区间A的起始部分的期间内,对从已知信号生成步骤S41输出的生成信号与从延迟分布估计步骤S20输出的估计延迟分布进行卷积运算,从而计算估计干扰成分。
在图23的例子中,卷积步骤S42包含复数乘法步骤S43和积分步骤S44。
复数乘法步骤S43运算估计延迟分布与从已知信号生成步骤S41输出的生成信号的复数乘法,并输出运算结果。
积分步骤S44通过计算复数乘法步骤S43的(L+1)个运算结果之和,得到估计延迟分布与生成信号的卷积运算结果。
如在实施方式1中叙述的那样,为了计算1个有效码元区间A中包含的基于已知信号的干扰成分所需的相乘次数是(L+1)×L次。另一方面,非专利文献1的技术所需的相乘次数是(L+1)×2L次。
根据本实施方式,能够得到与实施方式1相同的效果。具体而言,在对接收信号的有效码元区间A补充延迟波的有效码元的末尾后,使用连续生成的相邻的已知信号估计干扰成分,由此能够同时估计有效码元区间A的起始部分和后续部分的干扰成分,与非专利文献1的技术相比,能够使干扰成分的估计所需的复数乘法次数减半。结果,能够降低在预定的1个传输码元期间内完成上述计算所需的计算速度(例如CPU的时钟数),能够削减功耗。
此外,在使计算速度恒定时,根据本实施方式,与非专利文献1的技术相比,能够缩短计算时间。
另外,本发明不限于上述实施方式,能够在不脱离本发明宗旨的范围内以各种方式来实施。
Claims (10)
1.一种均衡装置,其补偿经由传输路径接收以传输码元为传输单位的发送信号而得到的接收信号的失真,该传输码元由包含待发送的信息的有效码元和作为保护间隔附加到该有效码元的已知信号构成,其特征在于,该均衡装置具有:
加法信号生成单元,其针对所述接收信号中的与所述有效码元对应的有效码元长度的区间的信号,对所述区间的起始部分加上所述接收信号中的所述区间后续的后续部分的信号,并输出加法信号;
延迟分布估计单元,其根据所述接收信号估计所述传输路径的延迟分布,并输出估计延迟分布;
干扰估计单元,其使用从所述延迟分布估计单元输出的估计延迟分布,估计从所述加法信号生成单元输出的加法信号的所述起始部分中包含的基于所述已知信号的干扰成分,并输出估计干扰成分;
干扰去除单元,其使用从所述干扰估计单元输出的估计干扰成分,从由所述加法信号生成单元输出的加法信号中去除所述干扰成分,并输出干扰去除后的加法信号;以及
均衡单元,其使用从所述延迟分布估计单元输出的估计延迟分布,对从所述干扰去除单元输出的干扰去除后的加法信号进行均衡,
所述干扰估计单元具有:
已知信号生成单元,其生成相当于连接配置于所述有效码元前后的2个已知信号而得到的信号的生成信号;以及
卷积单元,其在所述起始部分的期间内,对从所述已知信号生成单元输出的生成信号与从所述延迟分布估计单元输出的估计延迟分布进行卷积运算,从而计算所述估计干扰成分。
2.根据权利要求1所述的均衡装置,其特征在于,
所述干扰估计单元还具有使从所述已知信号生成单元输出的生成信号逐个延迟1个样本的(N-1)个串联连接的延迟单元,其中,N是2以上的整数,
所述卷积单元包含:
第1卷积单元~第N卷积单元,它们分别进行从所述已知信号生成单元和所述(N-1)个延迟单元输出的N个生成信号中的对应的生成信号与从所述延迟分布估计单元输出的估计延迟分布之间的卷积运算;以及
复用单元,其对从所述第1卷积单元~第N卷积单元输出的信号进行复用,
通过所述第1卷积单元~第N卷积单元,并列进行所述生成信号与所述估计延迟分布之间的卷积运算来计算所述估计干扰成分。
3.根据权利要求1所述的均衡装置,其特征在于,
所述已知信号生成单元包含生成开始位置逐个错开1个样本的第1生成信号~第N生成信号作为所述生成信号的第1已知信号生成单元~第N已知信号生成单元,其中,N是2以上的整数,
所述卷积单元包含:
第1卷积单元~第N卷积单元,它们分别进行从所述第1已知信号生成单元~第N已知信号生成单元输出的第1生成信号~第N生成信号中的对应的生成信号与从所述延迟分布估计单元输出的估计延迟分布之间的卷积运算;以及
复用单元,其对从所述第1卷积单元~第N卷积单元输出的信号进行复用,
通过所述第1卷积单元~第N卷积单元,并列进行所述生成信号与所述估计延迟分布之间的卷积运算来计算所述估计干扰成分。
4.根据权利要求1所述的均衡装置,其特征在于,
所述已知信号是(+1+j)或(-1-j)的2值信号,
所述卷积单元包含:
复数乘法单元,其计算从所述已知信号生成单元输出的生成信号与从所述延迟分布估计单元输出的估计延迟分布之间的复数乘法,并输出相乘结果;以及
积分单元,其对从所述复数乘法单元输出的相乘结果进行积分,
所述复数乘法单元包含:
减法单元,其从由所述延迟分布估计单元输出的估计延迟分布的实部减去虚部;
加法单元,其将从所述延迟分布估计单元输出的估计延迟分布的实部和虚部相加;
符号反转单元,其针对以所述减法单元的输出为实部,以所述加法单元的输出为虚部的复信号,使实部和虚部的符号反转,并输出符号反转后的复信号;以及
选择单元,其根据从所述已知信号生成单元输出的2值的生成信号,选择所述符号反转前的复信号和所述符号反转后的复信号中的一方并作为所述相乘结果输出。
5.根据权利要求1~4中的任意一项所述的均衡装置,其特征在于,
所述均衡装置还具有根据从所述延迟分布估计单元输出的估计延迟分布检测延迟波的最大延迟时间的最大延迟检测单元,
所述加法信号生成单元根据所述最大延迟检测单元的检测结果,针对所述接收信号中的所述区间的信号,对所述区间的与所述最大延迟时间对应的时间长度的起始部分加上所述后续部分的信号。
6.根据权利要求1~4中的任意一项所述的均衡装置,其特征在于,
所述加法信号生成单元具有:
延迟单元,其使所述接收信号延迟有效码元长度,并输出延迟接收信号;以及
加法单元,其针对从所述延迟单元输出的延迟接收信号,对该延迟接收信号的所述区间的所述起始部分加上所述接收信号。
7.根据权利要求5所述的均衡装置,其特征在于,
所述加法信号生成单元具有:
延迟单元,其使所述接收信号延迟有效码元长度,并输出延迟接收信号;以及
加法单元,其针对从所述延迟单元输出的延迟接收信号,对该延迟接收信号的所述区间的所述起始部分加上所述接收信号。
8.一种接收信号处理装置,其对经由传输路径接收以传输码元为传输单位的发送信号而得到的接收信号进行处理,该传输码元由包含待发送的信息的有效码元和作为保护间隔附加到该有效码元的已知信号构成,其特征在于,该接收信号处理装置具有:
加法信号生成单元,其针对所述接收信号中的与所述有效码元对应的有效码元长度的区间的信号,对所述区间的起始部分加上所述接收信号中的所述区间后续的后续部分的信号,并输出加法信号;
干扰估计单元,其使用根据所述接收信号估计出的所述传输路径的延迟分布,估计从所述加法信号生成单元输出的加法信号的所述起始部分中包含的基于所述已知信号的干扰成分,并输出估计干扰成分;以及
干扰去除单元,其使用从所述干扰估计单元输出的估计干扰成分,从由所述加法信号生成单元输出的加法信号中去除所述干扰成分,并输出干扰去除后的加法信号,
所述干扰估计单元具有:
已知信号生成单元,其生成相当于连接配置于所述有效码元前后的2个已知信号而得到的信号的生成信号;以及
卷积单元,其在所述起始部分的期间内,对从所述已知信号生成单元输出的生成信号与所述延迟分布进行卷积运算,从而计算所述估计干扰成分。
9.一种均衡方法,补偿经由传输路径接收以传输码元为传输单位的发送信号而得到的接收信号的失真,该传输码元由包含待发送的信息的有效码元和作为保护间隔附加到该有效码元的已知信号构成,其特征在于,该均衡方法具有:
加法信号生成步骤,针对所述接收信号中的与所述有效码元对应的有效码元长度的区间的信号,对所述区间的起始部分加上所述接收信号中的所述区间后续的后续部分的信号,并输出加法信号;
延迟分布估计步骤,根据所述接收信号估计所述传输路径的延迟分布,并输出估计延迟分布;
干扰估计步骤,使用从所述延迟分布估计步骤输出的估计延迟分布,估计从所述加法信号生成步骤输出的加法信号的所述起始部分中包含的基于所述已知信号的干扰成分,并输出估计干扰成分;
干扰去除步骤,使用从所述干扰估计步骤输出的估计干扰成分,从由所述加法信号生成步骤输出的加法信号中去除所述干扰成分,并输出干扰去除后的加法信号;以及
均衡步骤,使用从所述延迟分布估计步骤输出的估计延迟分布,对从所述干扰去除步骤输出的干扰去除后的加法信号进行均衡,
所述干扰估计步骤包含:
已知信号生成步骤,生成相当于连接配置于所述有效码元前后的2个已知信号而得到的信号的生成信号;以及
卷积步骤,在所述起始部分的期间内,对从所述已知信号生成步骤输出的生成信号与从所述延迟分布估计步骤输出的估计延迟分布进行卷积运算,从而计算所述估计干扰成分。
10.一种接收信号处理方法,对经由传输路径接收以传输码元为传输单位的发送信号而得到的接收信号进行处理,该传输码元由包含待发送的信息的有效码元和作为保护间隔附加到该有效码元的已知信号构成,其特征在于,该接收信号处理方法具有:
加法信号生成步骤,针对所述接收信号中的与所述有效码元对应的有效码元长度的区间的信号,对所述区间的起始部分加上所述接收信号中的所述区间后续的后续部分的信号,并输出加法信号;
干扰估计步骤,使用根据所述接收信号估计出的所述传输路径的延迟分布,估计从所述加法信号生成步骤输出的加法信号的所述起始部分中包含的基于所述已知信号的干扰成分,并输出估计干扰成分;以及
干扰去除步骤,使用从所述干扰估计步骤输出的估计干扰成分,从由所述加法信号生成步骤输出的加法信号中去除所述干扰成分,并输出干扰去除后的加法信号,
所述干扰估计步骤包含:
已知信号生成步骤,生成相当于连接配置于所述有效码元前后的2个已知信号而得到的信号的生成信号;以及
卷积步骤,在所述起始部分的期间内,对从所述已知信号生成步骤输出的生成信号与所述延迟分布进行卷积运算,从而计算所述估计干扰成分。
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