CN108293033A - 发送装置、通信装置、发送信号生成方法、接收装置及解调方法 - Google Patents

发送装置、通信装置、发送信号生成方法、接收装置及解调方法 Download PDF

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Abstract

本发明的发送装置(1)包括:数据码元生成部(12);生成固定码元序列的固定序列生成部(11);生成在前端部分及尾端部分配置有固定码元、在中央部分配置有数据码元的块信号的多路复用部(13);将块信号变换成频域的信号的DFT部(14);从变换成频域的信号后的块信号去除两端部分的规定数的信号的频带削减处理部(15);对去除了两端部分的规定数的信号后的块信号进行插补处理的插补处理部(16);将进行插补处理后的块信号变换成时域的信号的IDFT部(17);及将变换成时域的信号后的块信号进行发送的发送部(18)。

Description

发送装置、通信装置、发送信号生成方法、接收装置及解调 方法
技术领域
本发明涉及进行块传输的发送装置、通信装置、发送信号生成方法、接收装置及解调方法。
背景技术
在数字通信系统中,由于发送信号反射到建筑物等而引起的多路径衰减、以及由终端的移动引起的多普勒变动,产生传输路径的频率选择性及时间变动。在这种多路径环境中,接收信号成为发送码元和经过延迟时间之后到达的码元发生干扰后获得的信号。
在这种具有频率选择性的传输路径中,为了获得最佳接收特性,近年来单载波(Single Carrier:SC)块传输方式受到关注(例如参照非专利文献1)。SC块传输方式与作为多载波(Multiple Carrier:MC)块传输的OFDM(Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing:正交频分复用)传输方式(例如参照非专利文献2)相比,可降低峰值功率。
在进行SC块传输的发送机中,例如,生成作为数字调制信号的PSK(Phase ShiftKeying:相移键控)信号或QAM(Quadrature Amplitude Modulation:正交幅度调制)信号,转换成时域信号后,为了多路径衰减对策而附加CP(Cyclic Prefix:循环前缀)。此外,在进行SC块传输的发送机中,为了抑制发送峰值功率,一般在预编码器中进行DFT(DiscreteFourier Transform:离散傅里叶变换)处理。
根据非专利文献1及2等记载的SC块传输,可降低多路径衰减的影响,且抑制发送峰值功率。然而,在SC块传输中,SC块间的相位及振幅不连续,因此,产生频带外频谱。频带外频谱也被称为频带外泄漏功率,成为对相邻的信道的干扰。因此,需要抑制频带外频谱。此外,一般的通信系统中,频谱掩模(spectral mask)是确定的,需要抑制频带外频谱,以满足频谱掩模。对于这种问题,在非专利文献3中,提出有通过将固定码元插入到SC块的两端来抑制频带外频谱的技术。在非专利文献3所记载的发送机中,按各块来生成数据码元及固定码元序列即固定序列,将它们在时域下进行多路复用,从而生成在两端插入有固定码元的SC块。
现有技术文献
非专利文献
非专利文献1:N.Benvenuto,R.Dinis,D.Falconer and S.Tomasin,“SingleCarrier Modulation With Nonlinear Frequency Domain Equalization:An Idea WhoseTime Has Come-Again(具有非线性频域均衡的单载波调制:时机再次成熟的理念)”,Proceedings of the IEEE,vol.98,No.1,Jan.2010,pp.69-96.
非专利文献2:J.A.C.Bingham,“Multicarrier Modulation for Data Transmission:An Idea Whose Time Has Come(用于数据传输的多载波调制:时机成熟的理念)”,IEEECommun.Mag.,vol.28,No.5,May 1990,pp.5-14.
非专利文献3:长谷川、其他、“利用了固定序列的DFT-s-OFDM(固定系列を用いたDFT-s-OFDM)”、通信技术报(信学技報),vol.14,no.490,RCS2014-326,pp.147-152,2015年3月.
发明内容
本发明所要解决的技术问题
在应用非专利文献3记载的现有技术的情况下,可抑制SC块传输中的频带外频谱。然而,存在频率利用效率劣化的问题。
本发明是鉴于上述情况而完成的,其目的在于,得到一种能实现频带外频谱的抑制及频率利用效率的提高的发送装置。
解决技术问题的技术方案
为了解决上述问题,达到目的,本发明所涉及的发送装置包括:数据码元生成部,该数据码元生成部生成数据码元;固定序列生成部,该固定序列生成部生成固定码元序列;及多路复用部,该多路复用部基于数据码元及固定码元序列,生成在前端部分及尾端部分配置有固定码元、在剩余的中央部分配置有数据码元的块信号。此外,发送装置包括:时间频率变换部,该时间频率变换部将块信号变换成频域的信号;频带削减处理部,该频带削减处理部从变换成频域的信号后的块信号去除两端部分的规定数的信号;插补处理部,该插补处理部对由频带削减处理部去除了两端部分的规定数的信号后的块信号进行插补处理;频率时间变换部,该频率时间变换部将进行插补处理后的块信号变换成时域的信号;及发送部,该发送部将块信号发送到相对装置。
发明效果
根据本发明,起到如下效果:可获得能实现频带外频谱的抑制及频率利用效率的提高的发送装置。此外,即使不附加循环前缀,多路径衰减耐性也较高,可发挥频带外削减效果及频带外频谱抑制效果。
附图说明
图1是表示包含实施方式1所涉及的发送装置及接收装置而构成的通信系统的一例的图。
图2是表示实施方式1所涉及的发送装置的结构例的图。
图3是表示由实施方式1所涉及的多路复用部生成的信号的一例的图。
图4是表示由实施方式1所涉及的多路复用部生成的第k-1个信号与第k个信号的关系的一例的图。
图5是表示实施方式1所涉及的频带削减处理部的动作例的图。
图6是表示实施方式1所涉及的发送装置生成SC块并发送给接收装置的动作的流程图。
图7是表示实现实施方式1所涉及的发送装置的结构要素的硬件的一例的图。
图8是表示实施方式2所涉及的接收装置的结构例的图。
图9是表示实施方式2所涉及的接收装置的传输路径推测部的结构例的图。
图10是表示实施方式2所涉及的接收装置的动作例的流程图。
图11是表示实施方式2所涉及的接收装置的其他动作例的流程图。
图12是表示实现实施方式2所涉及的接收装置的结构要素的硬件的一例的图。
图13是表示实现实施方式2所涉及的接收装置的结构要素的硬件的其他示例的图。
图14是表示实施方式3所涉及的接收装置的结构例的图。
图15是表示实施方式3所涉及的接收装置的传输路径推测部的结构例的图。
图16是表示实施方式3所涉及的接收装置的动作例的流程图。
图17是表示实施方式3所涉及的接收装置的其他动作例的流程图。
图18是表示实施方式4所涉及的接收装置的结构例的图。
具体实施方式
以下,基于附图详细说明本发明实施方式所涉及的发送装置、通信装置、发送信号生成方法、接收装置及解调方法。另外,本发明并不由本实施方式所限定。
实施方式1
图1是表示包含本发明实施方式1所涉及的发送装置及接收装置而构成的通信系统的一例的图。本实施方式所涉及的通信系统包括发送装置1及接收装置2,从发送装置1向接收装置2进行SC块传输。另外,进行SC块传输的通信系统也可构成为使包括发送装置1及接收装置2的2台通信装置双向地进行SC块传输。
图2是表示实施方式1所涉及的发送装置1的结构例的图。本实施方式所涉及的发送装置1包括固定序列生成部11、数据码元生成部12、多路复用部13、DFT(Discrete FourierTransform:离散傅里叶变换)部14、频带削减处理部15、插补处理部16、IDFT(InverseDiscrete Fourier Transform:离散傅里叶逆变换)部17及发送部18,构成进行SC(SingleCarrier:单载波)块传输的发送侧的通信装置。另外,图2示出本发明的动作说明所需的结构,对于一般的发送装置所需的结构的一部分省略记载。
固定序列生成部11生成信号值预先确定的码元即固定码元的序列。以下,将固定序列生成部11所生成的序列称为固定码元序列。固定码元序列是为了抑制频带外频谱而插入到SC块的码元序列,是在SC块间作为共同的值而插入的码元序列。固定序列生成部11以SC块传输中的块单位生成固定码元序列,将所生成的固定码元序列输出到多路复用部13。
数据码元生成部12基于发送给接收装置2的信息数据,生成例如PSK(Phase ShiftKeying:相移键控)码元、QAM(Quadrature Amplitude Modulation:正交幅度调制)码元等数据码元。数据码元生成部12以SC块传输中的块单位生成数据码元,将所生成的数据码元输出到多路复用部13。
多路复用部13将由固定序列生成部11生成的固定码元序列附加于由数据码元生成部12生成的数据码元,生成将固定码元序列插入到两端而得的SC块即块信号。发送装置1构成为包括固定序列生成部11及多路复用部13,生成将固定码元序列插入到两端而得的SC块,从而可抑制SC块传输中的频带外频谱。
DFT部14是通过对由多路复用部13生成的SC块执行DFT、即傅里叶变换、从而从时域的信号变换成频域的信号的时间频率变换部。
频带削减处理部15对由DFT部14变换成频域的信号后的SC块执行频带削减处理以削减频带,将频带削减后的SC块信号输出到插补处理部16。在后面对频带削减处理部15削减频带的动作的详细情况进行阐述,发送装置1通过构成为包括频带削减处理部15,从而可提高SC块传输的频率利用效率。
插补处理部16对来自频带削减处理部15的输入信号、即进行频带削减处理后的频域的SC块进行插补处理。插补处理例如是过采样。在设对插补处理部16的输入信号数为N、设过采样率为L的情况下,插补处理部16的输出信号数成为LN。插补处理部16在进行过采样以作为插补处理的情况下,对来自频带削减处理部15的输入信号插入零。在此情况下,插补处理部16例如利用文献“B.Porat,‘A Course in Digital Signal Processing(数字信号处理课程)’,John Wiley and Sons Inc.,1997.”中记载的方法,对输入信号插入零。
IDFT部17是通过对由插补处理部16进行插补处理后的频域的SC块执行IDFT、即傅里叶逆变换从而变换成时域的信号的频率时间变换部。以下的说明中,有时将从IDFT部17输出的1点数据称为“样本”。
发送部18对由IDFT部17变换成时域的信号后的SC块执行向无线频带变换的变换处理等,并发送到作为相对装置的接收装置2。
接着,对本实施方式所涉及的发送装置1的详细动作进行说明。本实施方式中,说明如下情况的示例:固定序列生成部11生成由M个码元构成的固定码元序列,多路复用部13生成由ND个码元构成的1个SC块。
发送装置1中,在生成1个SC块的情况下,固定序列生成部11生成F-M/2,F-M/2+1,……,F-1,F0,F1,……,FM/2-2,FM/2-1,以作为由M个码元构成的固定码元序列,并输出到多路复用部13。另一方面,数据码元生成部12生成ND-M个数据码元d1,……dND-M,并输出到多路复用部13。另外,附加于“d”的下标“ND-M”中,“ND”意味着“ND”。本实施方式中,为了简化说明,假设M为偶数的情况进行说明,但M也可以为奇数。
另外,固定序列生成部11所生成的固定码元序列也可利用任何序列。可将Zadoff-Chu序列、零序列等用作为固定码元序列。
多路复用部13将从固定序列生成部11输入的固定码元序列分割为前端侧的第1序列及尾端侧的第2序列这两个,将第2序列附加于从数据码元生成部12输入的ND-M个数据码元的前端,将第1序列附加于数据码元的尾端。M为偶数的情况下,多路复用部13例如将固定码元序列分割为前一半的M/2个码元F-M/2,F-M/2+1,……,F-1即第1序列和后一半的M/2个码元F0,F1,……,FM/2-2,FM/2-1即第2序列,如图3所示,将后一半的F0,F1,……,FM/2-2,FM/2-1附加于数据码元d1,……dND-M的前端,将前一半的F-M/2,F-M/2+1,……,F-1附加于数据码元d1,……dND-M的尾端。其结果,生成由ND个码元构成的1个SC块。这样通过使多路复用部13生成SC块,从而如图4所示,配置在SC块的前端部分的M/2个码元F0,F1,……,FM/2-2,FM/2-1与配置在前一个SC块、即上次处理中生成的SC块的尾端部分的M/2个码元F-M/2,F-M/2+1,……,F-1连续。多路复用部13将所生成的SC块、即在前端部分及尾端部分配置有总计M个固定码元、且在剩余的中央部分配置有数据码元的SC块作为时域SC块输出到DFT部14。
另外,在M为奇数的情况下,多路复用部13将固定码元序列分割为(M+1)/2个和(M-1)/2个。此外,在上述说明中,设多路复用部13将固定码元序列分割为相同数量、即各M/2个,但也可以分割为不同数量,例如分割为M1个和M2个(0<M1、0<M2、M1+M2=M且M1≠M2)。在之后的说明中,为了简化说明,设多路复用部13将固定码元序列分割为相同数量。
DFT部14在从多路复用部13输入有时域的信号即时域SC块时,执行DFT以变换成频域的信号,将其作为频域SC块输出到频带削减处理部15。本实施方式中,设DFT部14的输出信号数为ND点。
如图5所示,频带削减处理部15在从DFT部14输出的ND点信号中去除两端部分的规定数量的信号,并输出到插补处理部16。设频带削减处理部15的输出信号数为N'D点。频带削减处理部15从ND点信号中去除两端部分的信号的方法有各种方法,可利用任意方法。例如,频带削减处理部15利用低通滤波器去除两端部分的信号。图5是表示频带削减处理部15的动作例的图。在ND-N'D为偶数的情况下,频带削减处理部15在从DFT部14输出的ND点的信号中从两端删除(ND-N'D)/2个。另外,关于N'D并无限制,只要满足ND-N'D>M或ND-N'D≤M即可。
使用具体例说明频带削减处理部15的动作。此处,设生成1个SC块时从DFT部14输出的信号的数量、即输入到频带削减处理部15的码元的数量为ND=16,设DFT部14输出的16个码元为sk,0,sk,1,……,sk,15。sk,n为与第k个块对应的DFT部14的输出中的第n个码元。作为一例,在设频带削减处理部15的输出为N'D=10的情况下,频带削减处理部15输出sk,3,sk,4,……,sk,12。即,频带削减处理部15在从DFT部14输入的16码元中从两端分别去除3点。通过将信号数从ND点削减到N'D点(N'D<ND),从而削减频带,能利用窄频带进行信息传输。此外,如上所述,在多路复用部13中生成在前端部分及尾端部分插入有固定码元序列的SC块,因此,在连续的2个SC块间保持相位的连续性,抑制频带外频谱。
插补处理部16对从频带削减处理部15输入的N'D个码元所构成的信号、即频带削减后的频域SC块进行插补处理。插补处理部16例如对从频带削减处理部15输入的、N'D个码元所构成的频带削减后的频域SC块进行零插入等过采样,生成由LN个码元构成的频域SC块。即,插补处理部16对从频带削减处理部15输入的N'D个码元所构成的信号插入LN-N'D个零。插补处理部16将所生成的频域SC块、即插补处理后的频域SC块输出到IDFT部17。
IDFT部17对从插补处理部16输入的LN个码元所构成的频域SC块执行IDFT,从频域的信号变换成时域的信号,输出LN个样本所构成的SC块。
发送部18将从IDFT部17输入的信号变换成无线频域的信号,经由省略图示的天线进行发送。另外,通过构成为固定序列生成部11生成固定码元序列,多路复用部13将固定码元序列附加于数据码元来生成SC块,从而固定码元序列起到以往作为多路径衰减对策所需要的CP(Cyclic Prefix:循环前缀)的作用,无需将CP附加于SC块。
图6是表示发送装置1生成SC块以作为发送信号并发送给接收装置2的动作的流程图。
如图6所示,首先,发送装置1生成固定码元序列及数据码元(步骤S1、S2)。在该步骤S1及S2中,固定序列生成部11生成固定码元序列,数据码元生成部12生成数据码元。固定码元序列的生成及数据码元的生成无论先执行哪个都可以,也可并列执行。固定序列生成部11可将固定码元序列存储于内部的存储器等以预先进行保持,并与数据码元生成部12生成数据码元并输出的定时相匹配地输出固定码元序列。
接着,发送装置1将所生成的固定码元序列和数据码元进行多路复用,以生成SC块(步骤S3)。该步骤S3中,多路复用部13接收由固定序列生成部11生成的固定码元序列及由数据码元生成部12生成的数据码元,将其进行多路复用,以生成SC块。具体而言,如上述那样,多路复用部13生成在前端部分及尾端部分插入有固定码元、且在中央部分插入有数据码元的SC块。
接着,发送装置1对步骤S3中生成的SC块执行DFT(步骤S4)。该步骤S4中,DFT部14对步骤S3中生成的SC块执行DFT,变换成频域的信号。
接着,发送装置1对变换成频域的信号后的SC块执行频带削减处理(步骤S5)。该步骤S5中,频带削减处理部15去除频域的SC块的两端部分的码元。
接着,发送装置1对步骤S5中执行频带削减处理而得到的、频带削减后的SC块执行插补处理(步骤S6)。该步骤S6中,插补处理部16对频带削减后的SC块执行零插入等过采样。
接着,发送装置1对步骤S6中执行插补处理后的SC块执行IDFT(步骤S7)。该步骤S7中,IDFT部17对执行插补处理后的SC块执行IDFT,变换成时域的信号。
最后,发送装置1将步骤S7中变换成时域的信号后的SC块发送给接收装置2(步骤S8)。该步骤S8中,发送部18将从IDFT部17输入的SC块发送给接收装置2。
接着,说明实现图2所示的发送装置1的各结构要素的硬件。数据码元生成部12可利用调制解调器或调制器来实现。DFT部14及IDFT部17可利用使用了触发电路、移位寄存器等的电子电路来实现,发送部18可利用发送器来实现。此外,固定序列生成部11、多路复用部13、频带削减处理部15及插补处理部16可利用图7所示的硬件100、即输入部101、处理电路102、存储器103及输出部104来实现。
图7所示的硬件100中,输入部101是接收从外部输入的数据并提供给处理电路102的接口电路。处理电路102是执行对应的结构要素的处理的专用硬件即电子电路或处理器。处理器是CPU(也称为Central Processing Unit、中央处理装置、处理装置、运算装置、微处理器、微机、处理器、DSP)、系统LSI(Large Scale Integration:大规模集成电路)等。存储器103是RAM(Random Access Memory:随机存取存储器)、ROM(Read Only Memory:只读存储器)、闪存、EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory:可擦除可编程只读存储器)、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory:电可擦除可编程只读存储器)等非易失性或易失性半导体存储器、磁盘、软盘、光盘、压缩光盘、迷你光盘或DVD(Digital Versatile Disk:数字化视频光盘)等。输出部104是将来自处理电路102或存储器103的数据发送给外部的接口电路。
在处理电路102为专用电子电路的情况下,处理电路102为单一电路、复合电路、程序化后的处理器、并行程序化后的处理器、ASIC(Application Specific IntegratedCircuit:专用集成电路)、FPGA(Field Programmable Gate Array:现场可编程门阵列)或将它们组合后的部件。
在处理电路102为处理器的情况下,固定序列生成部11、多路复用部13、频带削减处理部15及插补处理部16通过软件、固件、或软件和固件的组合来实现。软件或固件记述为程序,存储于存储器103中。处理电路102即处理器读取并执行存储器103中存储的、用于作为发送装置1进行动作的程序,从而实现发送装置1的固定序列生成部11、多路复用部13、频带削减处理部15及插补处理部16。存储器103中存储的程序也可以说是使计算机执行固定序列生成部11、多路复用部13、频带削减处理部15及插补处理部16的程序。
另外,固定序列生成部11、多路复用部13、频带削减处理部15及插补处理部16各自也可以是一部分利用专用的电子电路来实现,一部分利用软件或固件来实现。例如,也可为,对于固定序列生成部11,利用专用的电子电路来实现,而对于剩余的多路复用部13等,通过由作为处理电路102的处理器读取并执行存储器103中存放的程序来实现其功能。
这样,处理电路102可通过专用的硬件、软件、固件或它们的组合来实现固定序列生成部11、多路复用部13等。
如以上那样,本实施方式所涉及的发送装置1生成在前端部分及尾端部分插入有固定码元的、利用1个SC块进行发送的块信号,对所生成的块信号在频域上进行频带削减处理及插补处理,向接收装置2进行发送。由此,可抑制频带外频谱的增加,并可使信号传输中使用的频带窄频带化,提高频率利用效率。
实施方式2
接着,说明从实施方式1所涉及的发送装置发送来的块信号的接收装置、即图1所示的接收装置2。
上述接收块信号的接收装置可使用块信号中包含的固定码元序列来进行传输路径推测。然而,在多路径环境中传输块信号的情况下,接收装置接收的块信号处于在配置固定码元的区间将数据分量多路复用的状态,存在传输路径的推测精度发生劣化的问题。本实施方式所涉及的接收装置2采用以下所示的结构,从而解决推测精度劣化的问题。
图8是表示实施方式2所涉及的接收装置的结构例的图。本实施方式所涉及的接收装置2包括接收信号处理部21、DFT部22、FDE(Frequency Domain Equalizer:频域均衡器)23、IDFT部24、固定码元去除部25、解调部26、传输路径推测部27及控制部28,构成进行SC块传输的通信系统的接收侧的通信装置。另外,图8示出本发明的动作说明所需的结构,对于一般的接收装置所需的结构的一部分省略记载。此外,记载为“D”且标注标号29及30的结构要素是暂时存储所输入的信号的存储部。存储部29及30在信号输入时将其保持,在预定的定时输出所保持的信号。DFT部22、FDE23、IDFT部24、固定码元去除部25及解调部26构成块信号解调部20。
接收信号处理部21对于输入的接收信号、即从图1所示的发送装置1接收到的信号实施与发送装置1的发送部18所实施过的处理相反的处理,生成给DFT部22、传输路径推测部27及存储部30的输入信号。
DFT部22对来自接收信号处理部21的输入信号执行NL点DFT,从时域的信号变换成频域的信号。DFT部22将执行变换处理而得到的频域的信号输出到FDE23。
FDE23利用从传输路径推测部27输入的传输路径推测值,对从DFT部22输入的频域的信号进行均衡处理。FDE23将执行频域下的均衡处理而得到的信号输出到IDFT部24。
IDFT部24对由FDE23进行均衡处理后的信号执行IDFT,变换成时域的信号。如实施方式1中说明的那样,发送装置1中,在频域下,频带削减处理部15执行频带削减处理,得到N'D点的信号。因此,IDFT部24对来自FDE23的输入信号在进行IDFT处理之前进行零插入,得到ND点的频域信号。IDFT部24将执行变换处理而得到的时域的信号输出到固定码元去除部25。
固定码元去除部25去除由IDFT部24变换成时域的信号后的信号中包含的固定码元。对于固定码元去除部25去除固定码元的动作的详细情况,另外进行说明。固定码元去除部25将去除固定码元后的信号输出到解调部26。
解调部26对由固定码元去除部25去除固定码元后的信号中包含的数据码元进行解调。
传输路径推测部27推测发送装置1与接收装置2之间的传输路径的状态。对于传输路径推测部27推测传输路径的状态的动作的详细情况,另外进行说明。传输路径推测部27将推测传输路径的状态而得到的传输路径推测值输出到FDE23。
控制部28接收由解调部26解调后的数据码元即解调数据码元,在控制信号A指示输出的情况下,将从解调部26接收到的解调数据码元输出到传输路径推测部27。
对固定码元去除部25的动作进行说明。固定码元去除部25首先生成式(1)所示的信号矢量F(粗体字)0及F(粗体字)1,以作为由固定码元构成的信号矢量。另外,“T”表示矢量的转置。在以下的数学式中也相同。
[数学式1]
固定码元去除部25接着生成式(2)所示的信号矢量。式(2)中,0(粗体字)ND-M是由ND-M个零即零码元形成的列矢量。另外,附加于“0(粗体字)”的下标“ND-M”中,“ND”意味着“ND”。在之后的说明中也同样。
[数学式2]
固定码元去除部25接着对式(2)所示的Z(粗体字)F执行ND点DFT。固定码元去除部25也可在执行DFT处理后进行与过采样处理相当的零插入,增加到N点。零插入可利用任何方式。例如,可利用文献“B.Porat,“A Course in Digital Signal Processing(数字信号处理课程)”,John Wiley and Sons Inc.,1997.”中记载的方法。此处,过采样率设为L=1。
固定码元去除部25接着对执行DFT处理而得到的ND点信号执行与发送装置1的频带削减处理部15所进行的处理同样的频带削减处理。即,固定码元去除部25在执行DFT处理而得到的ND点信号中去除两端部分的规定数的信号。
固定码元去除部25接着对执行频带削减处理而得到的信号执行ND点IDFT处理,得到信号矢量d(粗体字)Z。若设IDFT部24的输出为式(3),则固定码元去除部25所进行的固定码元去除处理由式(4)来表示。
[数学式3]
[数学式4]
固定码元去除部25也可在固定码元去除处理中进行功率标准化等标准化处理。
固定码元去除部25执行固定码元去除处理而得到的信号矢量成为对解调部26的输出信号。另外,对于解调部26,除了从固定码元去除部25输出的信号矢量以外,还输入有解调码元索引。解调码元索引是从固定码元去除部25输出的信号矢量所包含的码元中指示解调哪个码元的信息。例如,在输出图3所示的结构的信号矢量的情况下,若设F0的位置的索引为“0”,F-1_的位置的索引为“ND-1”,则成为解调对象的码元索引成为表示数据码元的“M/2”,“M/2+1”,……,“ND-M/2-1”。由于固定序列中未包含数据分量,因此,不会成为解调对象。
接下来,对传输路径推测部27进行说明。对传输路径推测部27的动作进行简单说明,传输路径推测部27求出传输路径推测值的初始值,在利用该初始值解调数据码元时,接收解调后的数据码元。然后,使用接收到的数据码元,再次求出传输路径推测值。传输路径推测部27基于解调对象的接收信号即第1SC块、在前一定时接收到的SC块即第2SC块、及固定序列,求出传输路径推测值的初始值。此外,传输路径推测部27在再次求出传输路径推测值时,使用第1SC块、第2SC块、固定序列、解调后的第1SC块的数据码元、解调后的第2SC块的数据码元。以下,对传输路径推测部27的详细情况进行说明。
首先,对输入到传输路径推测部27的输入信号进行说明。此处,作为一例,对接收到第k+1个块的信号时的传输路径推测进行说明。输入到传输路径推测部27的输入信号在求出传输路径推测值的初始值的情况、和再次求出传输路径推测值的情况下不同。在求出传输路径推测值的初始值的情况下,对传输路径推测部27输入第k+1个块的接收信号和第k个块的接收信号。即,将第k+1个块的接收信号r(粗体字)k+1和第k个块的接收信号r(粗体字)k输入到传输路径推测部27。此外,发送装置1插入到数据码元的固定码元序列、即与固定序列生成部11所生成的固定码元序列相同的固定码元序列F0,F1,……,FM/2-1,F-M/2,……,F-1作为固定序列输入到传输路径推测部27。传输路径推测部27使用该第k+1个及第k个块的接收信号和固定序列来求出传输路径推测值的初始值。在再次求出传输路径推测值的情况下,对传输路径推测部27还输入利用传输路径推测值的初始值进行解调后的数据码元。具体而言,式(5)所表示的解调数据码元及式(6)所表示的解调数据码元输入到传输路径推测部27。
[数学式5]
[数学式6]
这些解调数据码元经由控制部28输入到传输路径推测部27。传输路径推测部27在再次求出传输路径推测值的动作中,在求出初始值时使用的输入值的基础上,使用解调后的数据码元。
图9是表示传输路径推测部27的结构例的图。传输路径推测部27包括信号副本生成部51、传输路径推测处理部52、以及时间频率变换部53。上述的输入到传输路径推测部27的输入信号中,固定序列及解调数据码元成为输入到信号副本生成部51的输入信号。第k+1个块的接收信号和第k个块的接收信号成为输入到传输路径推测处理部52的输入信号。
信号副本生成部51生成由固定码元及零码元构成的第1副本或由固定码元及数据码元构成的第2副本。信号副本生成部51在控制信号B指示生成传输路径推测值的初始值的情况下生成第1副本,在控制信号B指示再次生成传输路径推测值的情况下生成第2副本。
传输路径推测处理部52基于第k+1个块的接收信号与第k个块的接收信号、及由信号副本生成部51生成的信号副本,进行传输路径推测。由信号副本生成部51生成的信号副本是上述第1副本或第2副本。
时间频率变换部53将传输路径推测处理部52计算出的传输路径推测值从时域的信号变换成频域的信号。
图10是表示实施方式2所涉及的接收装置的动作例的流程图。图10中,示出接收装置2对由第k+1个块进行传输的数据码元进行解调时的动作。一边参照图10,一边说明接收装置2的动作、特别是计算传输路径推测值的动作。
接收装置2首先将k初始化,即、使k=0(步骤S11)。接收装置2接着利用后述的信号矢量r'(粗体字)k+1及p(粗体字)进行传输路径推测,求出传输路径推测值的初始值(步骤S12)。传输路径推测部27执行该步骤S12的处理。步骤S12中,传输路径推测部27按照以下所示的顺序来计算传输路径推测值。
在步骤S12中的传输路径推测值的计算处理中,首先,传输路径推测部27的信号副本生成部51对所输入的固定序列进行分割,生成式(7)所示的2个矢量。
[数学式7]
信号副本生成部51接着使用式(7)所示的矢量,生成式(8)所示的信号矢量。式(8)中,0(粗体字)ND-M是以ND-M个零为要素的列矢量。式(8)所示的信号矢量是由固定码元及零码元构成的第1副本。第1副本相当于将由发送装置1生成的块信号内的数据码元置换成零码元后的信号。
[数学式8]
接着,传输路径推测处理部52对式(8)所示的信号矢量Z(粗体字)F执行ND点DFT处理。传输路径推测处理部52也可在执行DFT处理后进行与过采样处理相当的零插入,将信号点增加到N点。零插入可利用任何方式。此处,过采样率设为L=1。
传输路径推测处理部52接着对执行DFT处理而得到的ND点信号执行与发送装置1的频带削减处理部15所进行的处理同样的频带削减处理。即,传输路径推测处理部52在执行DFT处理而得到的ND点信号中去除两端部分的规定数的信号。
传输路径推测处理部52接着对执行频带削减处理而得到的信号执行N点IDFT处理。将执行IDFT处理而得到的信号矢量设为t(粗体字)Z=[t0,t1,……,tN-1]T。若将时域下的传输路径推测中使用的固定序列分量的长度设为M',设M'为偶数,则由时域下的已知序列分量构成的矢量p(粗体字)由式(9)表示。
[数学式9]
此处,设第k+1个块的接收信号r(粗体字)k+1为式(10),设多路径传输路径中的最长路径延迟为P。
[数学式10]
在此情况下,由第k个块的接收信号及第k+1个块的接收信号形成的接收信号可由式(11)来表示。
[数学式11]
传输路径推测处理部52接着生成将已知序列分量作为各要素的矩阵、具体而言由式(12)表示的矩阵,以作为传输路径推测中使用的矩阵。
[数学式12]
传输路径推测处理部52接着按照式(13)来计算传输路径推测值。式(13)中,“H”表示矢量的厄密共轭(hermitian)转置。在以下的数学式中也相同。
[数学式13]
接着,时间频率变换部53将由传输路径推测处理部52计算出的传输路径推测值变换成频域的信号。以上是步骤S12中执行的传输路径推测值的初始值的计算顺序。
接收装置2接着利用步骤S12中求出的传输路径推测值,对第k+1个块的数据码元进行解调(步骤S13)。步骤S13为第1解调步骤。构成块信号解调部20的FDE23、IDFT部24、固定码元去除部25及解调部26执行该步骤S13的处理。即,FDE23利用步骤S12中传输路径推测部27计算出的传输路径推测值,在频域下进行均衡处理。IDFT部24将FDE23执行均衡处理而得到的信号变换成时域的信号,固定码元去除部25去除该时域的信号中包含的固定码元分量。解调部26对去除固定码元分量后的信号中包含的数据码元进行解调。
接收装置2接着利用第k个块的解调后的数据码元及固定序列,生成信号矢量Z(粗体字)k(步骤S14),利用第k+1个块的解调后的数据码元及固定序列,生成信号矢量Z(粗体字)k+1(步骤S15)。传输路径推测部27执行上述步骤S14及S15的处理。
在步骤S14及S15的矢量生成处理中,传输路径推测部27的信号副本生成部51利用第k个块的解调数据码元、第k+1个解调数据码元及固定序列,生成式(14)所示的2个信号矢量。式(14)所示的各信号矢量相当于将式(8)所示的信号矢量中包含的ND-M个零码元置换成解调数据码元后的信号矢量。式(14)所示的信号矢量是由固定码元及解调数据码元构成的第2副本。第2副本中,Z(粗体字)k+1相当于将由发送装置1生成的第k+1个块信号内的数据码元置换成利用传输路径推测值的初始值对第k+1个块信号进行解调而得到的解调数据码元后的信号。Z(粗体字)k相当于将由发送装置1生成的第k个块信号内的数据码元置换成第k个块的解调数据码元后的信号。
[数学式14]
在执行步骤S14及S15的情况下,输入到图8所示的控制部28的控制信号A将第k个块的解调数据码元及第k+1个解调数据码元的输出指示给控制部28。此外,输入到信号副本生成部51的控制信号B指示信号副本生成部51生成使用了固定序列和解调数据码元的副本。控制信号A及B例如由省略了图示的、控制接收装置2的整个接收动作的接收控制部来输出。虽然将输入到控制部28的控制信号A和输入到信号副本生成部51的控制信号B设为不同的信号,但也可将它们设为共通的控制信号。在设输入到控制部28及信号副本生成部51的控制信号为共通的控制信号的情况下,例如在控制信号为高电平时,控制部28输出解调数据码元,信号副本生成部51使用解调数据码元及固定序列来生成第2副本即式(14)所示的信号矢量。在控制信号为低电平时,控制部28不输出解调数据码元,信号副本生成部51使用零码元及固定序列来生成第1副本即式(8)所示的信号矢量。
接收装置2接着利用步骤S14中生成的信号矢量及步骤S15中生成的信号矢量来生成矢量p(粗体字)k+1,利用r'(粗体字)k+1进行传输路径推测,求出传输路径推测值(步骤S16)。传输路径推测部27执行该步骤S16的处理。步骤S16中,传输路径推测部27按照以下所示的顺序来计算传输路径推测值。
在步骤S16的传输路径推测值的计算处理中,首先,传输路径推测处理部52对式(14)所示的信号矢量Z(粗体字)k+1执行ND点DFT处理。传输路径推测处理部52也可在执行DFT处理后进行与过采样处理相当的零插入,将信号点增加到N点。零插入可利用任何方式。此处,过采样率设为L=1。
传输路径推测处理部52接着对执行DFT处理而得到的ND点信号执行与发送装置1的频带削减处理部15所进行的处理同样的频带削减处理。即,传输路径推测处理部52在执行DFT处理而得到的ND点信号中去除两端部分的规定数的信号。传输路径推测处理部52接着对执行频带削减处理而得到的信号执行N点IDFT处理。将执行IDFT处理而得到的信号矢量设为t(粗体字)k+1=[tk+1,0,tk+1,1,……,tk+1,N-1]T
接着,传输路径推测处理部52对式(14)所示的信号矢量Z(粗体字)k执行与对信号矢量Z(粗体字)k+1执行的上述处理同样的处理。即,传输路径推测处理部52对式(14)所示的信号矢量Z(粗体字)k执行ND点DFT处理,接着执行频带削减处理,进一步执行N点IDFT处理。将执行IDFT处理而得到的信号矢量设为t(粗体字)k=[tk,0,tk,1,……,tk,N-1]T
传输路径推测处理部52接着使用上述信号矢量t(粗体字)k及t(粗体字)k+1的要素来生成式(15)所示的信号矢量。
[数学式15]
传输路径推测处理部52接着生成式(16)所示的传输路径矩阵。
[数学式16]
传输路径推测处理部52接着按照式(17)来计算传输路径推测值。
[数学式17]
接着,时间频率变换部53将由传输路径推测处理部52计算出的传输路径推测值变换成频域的信号,将频域的传输路径推测值输出到FDE23。以上是步骤S16中执行的、再次求出传输路径推测值的顺序。另外,步骤S14~S16相当于再次计算出传输路径推测值的再计算步骤。
接收装置2接着利用步骤S16中求出的传输路径推测值,对第k+1个块的数据码元进行解调(步骤S17)。步骤S17为第2解调步骤。构成块信号解调部20的FDE23、IDFT部24、固定码元去除部25及解调部26执行该步骤S17的处理。即,FDE23利用步骤S16中传输路径推测部27计算出的传输路径推测值,在频域下进行均衡处理。IDFT部24将FDE23执行均衡处理而得到的信号变换成时域的信号,固定码元去除部25去除该时域的信号中包含的固定码元分量。然后,解调部26对去除固定码元分量后的信号中包含的数据码元进行解调。由步骤S17中的解调处理解调后的数据码元成为最终的解调数据码元。
接收装置2接着使k递增(步骤S18),确认k是否达到上限值(步骤S19)。接收装置2在k并非上限值的情况下(步骤S19:否),返回至步骤S12,继续步骤S12~S18的处理。接收装置2在k为上限值的情况下(步骤S19:是),结束处理。
另外,为了提高传输路径推测精度及解调精度,也可将上述的利用解调数据码元及固定序列进行的传输路径推测处理和解调处理重复一定次数。图11是表示重复上述处理时的动作例的流程图。图11所示的流程图是在图10所示的流程图的步骤S11与S12之间追加步骤S21、在步骤S17与S18之间追加步骤S22及S23后的流程图。在步骤S11后接着执行的步骤S21中,接收装置2将重复次数i初始化为i=0。此外,在步骤S17后接着执行的步骤S22中,接收装置2使i递增。步骤S23中,接收装置2确认i是否达到上限值。接收装置2在i并非上限值的情况下(步骤S23:否),返回至步骤S15,继续步骤S15~S22的处理。接收装置2在i为上限值的情况下(步骤S23:是),执行步骤S18。
接着,说明实现图8所示的接收装置2的各结构要素的硬件。接收装置2的各结构要素中存在由软件实现的结构要素的情况下,由软件实现的结构要素利用图12所示的控制电路200来实现。控制电路200包含输入部201、处理器202、存储器203及输出部204来构成。输入部201是接收从外部输入的数据并提供给处理器202的接口电路。处理器202是CPU、系统LSI等。存储器203是RAM、ROM、闪存、EPROM、EEPROM等非易失性或易失性半导体存储器、磁盘、软盘、光盘、压缩光盘、迷你光盘或DVD等。输出部204是将由处理器202生成的数据或从存储器203读取的数据发送给外部的接口电路。接收装置2的结构要素的至少一部分由图12所示的控制电路200来实现的情况下,各结构要素通过处理器202读取并执行存储器203中存储的、与接收装置2的各结构要素对应的程序来实现。此外,存储器203还作为处理器202实施的各处理中的暂时存储器来使用。
接收装置2的各结构要素由专用硬件来实现的情况下,各结构要素利用图13所示的控制电路200a来实现。控制电路200a包含输入部201、处理电路205、存储器203及输出部204来构成。即,控制电路200a将图12所示的控制电路200的处理器202置换成处理电路205。控制电路200a中,输入部201接收从外部输入的数据并提供给处理电路205。处理电路205由多个电子电路构成,各电子电路执行与图8所示的接收装置2的结构要素分别对应的处理。处理电路205对应于单一电路、复合电路、程序化后的处理器、并行程序化后的处理器、ASIC、FPGA或将它们组合后的部件。输出部204将由处理电路205生成的数据或从存储器203读取的数据发送给外部。
像以上那样,本实施方式所涉及的接收装置2在接收到第k+1个块信号的情况下,首先,利用固定码元和零码元生成第1副本,基于所生成的第1副本、接收到的第k+1个块信号、及前一个接收完的第k个块信号,计算传输路径推测值的初始值,使用计算出的初始值对第k+1个块信号中包含的数据码元进行解调。第k+1个块信号为第1块信号,第k个块信号为第2块信号。接收装置2接着利用固定码元、及执行利用传输路径推测值的初始值的解调处理而得到的解调数据码元,生成第2副本,基于所生成的第2副本、第k+1个块信号、及第k个块信号,再次计算传输路径推测值。然后,接收装置2使用再次计算出的传输路径推测值,对第k+1个块信号中包含的数据码元进行解调。由此,可提高传输路径的推测精度。
实施方式3
对实施方式3所涉及的接收装置进行说明。实施方式2中,说明了进行副本生成并提高传输路径的推测精度的结构的接收装置2,但在本实施方式中,说明从传输路径推测所使用的接收信号即固定序列中去除固定序列中包含的数据码元分量从而提高传输路径的推测精度的结构的接收装置。另外,对与实施方式2所涉及的接收装置2共通的部分省略说明。
图14是表示实施方式3所涉及的接收装置的结构例的图。本实施方式所涉及的接收装置2a将实施方式2所涉及的接收装置2的传输路径推测部27置换成传输路径推测部27a。传输路径推测部27a以外的结构要素与接收装置2相同,因此省略说明。另外,实施方式2中说明的、与输入到传输路径推测部27的输入信号相同的信号输入到传输路径推测部27a。
图15是表示传输路径推测部27a的结构例的图。传输路径推测部27a包括数据信号生成部61、信号处理部62、传输路径推测处理部63、以及时间频率变换部64。另外,时间频率变换部64执行与图9所示的传输路径推测部27的时间频率变换部53同样的处理,因此,省略详细说明。输入到传输路径推测部27a的输入信号中,解调数据码元成为输入到数据信号生成部61的输入信号。第k+1个块的接收信号和第k个块的接收信号成为输入到信号处理部62的输入信号。固定序列成为输入到传输路径推测处理部63的输入信号。
数据信号生成部61基于解调数据码元,生成包含解调数据码元及零码元而构成的信号矢量。
信号处理部62基于由数据信号生成部61生成的信号矢量,从接收信号去除数据码元分量。
传输路径推测处理部63基于固定序列、及来自信号处理部62的输入信号,进行传输路径推测。
图16是表示实施方式3所涉及的接收装置的动作例的流程图。图16中示出接收装置2a对由第k+1个块传输的数据码元进行解调时的动作。图16所示的流程图相当于将图10所示的流程图即表示实施方式2所涉及的接收装置2的动作的流程图的步骤S14~S16置换成步骤S31~S33后的流程图。因此,对于与实施方式2共通的步骤S11~S13及S17~S19,省略说明。另外,图16所示的步骤S12中,传输路径推测处理部63执行求出实施方式2中说明的传输路径推测值的初始值的处理。此时,信号处理部62将第k+1个块的接收信号r(粗体字)k+1和第k个块的接收信号r(粗体字)k输出到传输路径推测处理部63。即,信号处理部62在控制信号C为指示计算传输路径推测值的初始值的情况下,将r(粗体字)k+1和r(粗体字)k输出到传输路径推测处理部63。在控制信号C未指示计算传输路径推测值的初始值的情况下,执行后述的处理,从接收信号去除数据码元分量。
接收装置2a在步骤S13的处理结束后,接着利用第k个块的解调后的数据码元及固定序列,生成信号矢量F(粗体字)D,k(步骤S31),利用第k+1个块的解调后的数据码元及固定序列,生成信号矢量F(粗体字)D,k+1(步骤S32)。传输路径推测部27a执行上述步骤S31及S32的处理。
在步骤S31及S32的矢量生成处理中,传输路径推测部27a的数据信号生成部61利用第k个块的解调数据码元、第k+1个解调数据码元及固定序列,生成式(18)所示的2个信号矢量。
[数学式18]
式(18)所示的各信号矢量包含解调数据码元及零码元而构成。具体而言,成为在解调数据码元的前后各配置有M/2个零码元的结构。接收装置2a从发送装置1接收的信号具有在数据码元的前后各配置有M/2个固定码元的结构,因此,能利用式(18)所示的信号矢量,从接收信号去除数据码元分量,生成仅包含固定码元序列的信号。式(18)所示的信号矢量中,F(粗体字)D,k+1相当于将由发送装置1生成的块信号内的固定码元置换成零码元、并将数据码元置换成利用传输路径推测值的初始值对第k+1个块信号进行解调而得到的解调数据码元后的信号。此外,F(粗体字)D,k相当于将由发送装置1生成的第k个块信号内的固定码元置换成零码元、并将数据码元置换成第k个块的解调数据码元后的信号。
接收装置2a接着利用步骤S31及S32中生成的F(粗体字)D,k及F(粗体字)D,k+1,生成u(粗体字)k及u(粗体字)k+1,利用信号矢量r'(粗体字)k+1进行传输路径推测,求出传输路径推测值(步骤S33)。传输路径推测部27a执行该步骤S33的处理。步骤S33中,传输路径推测部27a按照以下所示的顺序来计算传输路径推测值。
在步骤S33的传输路径推测值的计算处理中,首先,信号处理部62对式(18)所示的信号矢量F(粗体字)D,k+1执行ND点DFT处理。信号处理部62也可在执行DFT处理后进行与过采样处理相当的零插入,将信号点增加到N点。零插入可利用任何方式。此处,过采样率设为L=1。
信号处理部62接着对执行DFT处理而得到的ND点信号执行与发送装置1的频带削减处理部15所进行的处理同样的频带削减处理。即,信号处理部62在执行DFT处理而得到的ND点信号中去除两端部分的规定数的信号。传输路径推测处理部52接着对执行频带削减处理而得到的信号执行N点IDFT处理。将执行IDFT处理而得到的信号矢量设为u(粗体字)k+1=[uk+1,0,uk+1,1,……,uk+1,N-1]T
接着,信号处理部62对式(18)所示的信号矢量F(粗体字)D,k执行与对信号矢量F(粗体字)D,k+1执行的上述处理同样的处理。即,信号处理部62对式(18)所示的信号矢量F(粗体字)D,k执行ND点DFT处理,接着执行频带削减处理,进一步执行N点IDFT处理。将执行IDFT处理而得到的信号矢量设为u(粗体字)k=[uk,0,uk,1,……,uk,N-1]T
信号处理部62接着使用上述信号矢量u(粗体字)k及u(粗体字)k+1的要素来生成式(19)所示的矢量。
[数学式19]
信号处理部62接着生成式(20)所示的矩阵。
[数学式20]
信号处理部62接着使用第k+1个块的接收信号和式(20)所示的矩阵,来生成式(21)所示的信号矢量。式(21)所示的信号矢量是仅包含固定码元的副本、即从接收信号去除了数据码元分量后的信号的副本。信号处理部62将所生成的副本输出到传输路径推测处理部63。
[数学式21]
接着,传输路径推测处理部63利用从信号处理部62接收到的副本即固定码元分量来进行传输路径推测。
另外,与实施方式2同样,为了提高传输路径推测精度及解调精度,也可重复上述的利用解调数据码元及固定序列进行的传输路径推测处理和解调处理。图17是表示重复上述处理时的动作例的流程图。图17所示的流程图是在图16所示的流程图的步骤S11与S12之间追加步骤S21、在步骤S17与S18之间追加步骤S22及S23后的流程图。此外,步骤S21、S22及S23是与实施方式2中说明的图11中的步骤S21、S22及S23相同的处理。但是,在步骤S23的判定为“否”的情况下返回至步骤S32。
接收装置2a的各结构要素与实施方式2所涉及的接收装置2同样,可通过图12或图13所示的硬件来实现。
像以上那样,本实施方式所涉及的接收装置2a在接收到第k+1个块信号的情况下,首先计算传输路径推测值的初始值,使用计算出的初始值来对第k+1个块信号中包含的数据码元进行解调。接收装置2a接着使用解调出的数据码元,生成从接收信号去除了数据码元分量后的信号的副本,基于所生成的副本中包含的固定码元分量来再次计算传输路径推测值。然后,接收装置2a使用再次计算出的传输路径推测值,对第k+1个块信号中包含的数据码元进行解调。由此,可提高传输路径的推测精度。
实施方式4
图18是表示实施方式4所涉及的接收装置的结构例的图。本实施方式所涉及的接收装置2b对实施方式2所涉及的接收装置2追加了平均化处理部31。
对平均化处理部31输入有由传输路径推测部27计算出的传输路径推测值及控制信号D。控制信号D是对平均化处理部31指定是否进行平均化处理的信号。平均化处理部31在由控制信号D指示了执行平均化处理的情况下,将从传输路径推测部27输出的传输路径推测值在频域下进行平均化。平均化处理部31保持平均化处理对象时间k的前后时间的传输路径推测值,计算所保持的传输路径推测值的平均值,并输出到FDE23。在将从传输路径推测部27输出的传输路径推测值的频域下的值设为f(粗体字)k+1的情况下,平均化处理部31进行式(22)所示的平均化处理,计算传输路径推测值的平均值。
[数学式22]
通过平均化处理部31对块间的传输路径推测值进行平均化,从而进一步提高传输路径的推测精度。解调精度也随之提高。本实施方式中,示出了在频域下计算传输路径推测值的平均值的示例,但也可在时域下进行平均化处理。
接收装置2b的各结构要素与实施方式2所涉及的接收装置2同样,可通过图12或图13所示的硬件来实现。
上述实施方式所示的结构是本发明内容的一个示例,能够与其它公知技术进行组合,也能够在不脱离本发明主旨的范围内对结构的一部分进行省略、变更。
标号说明
1发送装置、2,2a,2b接收装置、11固定序列生成部、12数据码元生成部、13多路复用部、14,22DFT部、15频带削减处理部、16插补处理部、17,24IDFT部、18发送部、20块信号解调部、21接收信号处理部、23FDE、25固定码元去除部、26解调部、27,27a传输路径推测部、28控制部、29,30存储部、31平均化处理部、51信号副本生成部、52,63传输路径推测处理部、53,64时间频率变换部、61数据信号生成部、62信号处理部。

Claims (14)

1.一种发送装置,其特征在于,包括:
数据码元生成部,该数据码元生成部生成数据码元;
固定序列生成部,该固定序列生成部生成固定码元序列;
多路复用部,该多路复用部基于所述数据码元及所述固定码元序列,生成在前端部分及尾端部分配置有固定码元、在剩余的中央部分配置有数据码元的块信号;
时间频率变换部,该时间频率变换部将所述块信号变换成频域的信号;
频带削减处理部,该频带削减处理部从变换成频域的信号后的所述块信号去除两端部分的规定数的信号;
插补处理部,该插补处理部对由所述频带削减处理部去除了两端部分的规定数的信号后的所述块信号进行插补处理;
频率时间变换部,该频率时间变换部将进行所述插补处理后的所述块信号变换成时域的信号;及
发送部,该发送部将由所述频率时间变换部变换成时域的信号后的所述块信号发送到相对装置。
2.如权利要求1所述的发送装置,其特征在于,
所述多路复用部将所述固定码元序列分割成前端侧的第1序列和尾端侧的第2序列,将所述第2序列附加到所述数据码元的前端,将所述第1序列附加到所述数据码元的尾端,以生成所述块信号。
3.一种通信装置,其特征在于,
包括权利要求1或2所述的发送装置。
4.一种发送信号生成方法,该发送信号生成方法是在包括发送装置及接收装置且进行单载波块传输的通信系统中所述发送装置所执行的发送信号生成方法,所述发送信号生成方法的特征在于,包含:
数据码元生成步骤,该数据码元生成步骤中,生成数据码元;
固定序列生成步骤,该固定序列生成步骤中,生成固定码元序列;
块信号生成步骤,该块信号生成步骤中,基于所述数据码元及所述固定码元序列,生成在前端部分及尾端部分配置有固定码元、在剩余的中央部分配置有数据码元的块信号;
时间频率变换步骤,该时间频率变换步骤中,将所述块信号变换成频域的信号;
频带削减步骤,该频带削减步骤中,从变换成频域的信号后的所述块信号去除两端部分的规定数的信号;
插补步骤,该插补步骤中,对由所述频带削减步骤去除了两端部分的规定数的信号后的所述块信号进行插补处理;及
频率时间变换步骤,该频率时间变换步骤中,将进行所述插补处理后的所述块信号变换成时域的信号。
5.一种接收装置,该接收装置接收从权利要求1或2所述的发送装置发送来的块信号,其特征在于,包括:
传输路径推测部,该传输路径推测部基于所述块信号中包含的固定码元,计算传输路径推测值;及
块信号解调部,该块信号解调部基于由所述传输路径推测部计算出的传输路径推测值,对所述块信号进行解调,
所述传输路径推测部基于解调对象的块信号即第1块信号中包含的固定码元,计算所述传输路径推测值的初始值,并基于所述块信号解调部利用所述初始值对所述第1块信号中包含的数据码元进行解调后的结果、及所述第1块信号的前一个接收完的块信号即第2块信号中包含的数据码元的解调结果,再次计算传输路径推测值,
所述块信号解调部在由所述传输路径推测部再次计算出传输路径推测值后,利用再次计算出的所述传输路径推测值,对所述第1块信号再次进行解调。
6.如权利要求5所述的接收装置,其特征在于,
所述传输路径推测部包括:
信号副本生成部,该信号副本生成部在计算所述初始值的情况下,生成由固定码元及零码元构成的第1副本,在再次计算传输路径推测值的情况下,生成由固定码元及数据码元构成的第2副本;
传输路径推测处理部,该传输路径推测处理部基于所述第1副本来计算所述初始值,并基于所述第2副本来再次计算传输路径推测值;及
时间频率变换部,该时间频率变换部将由所述传输路径推测处理部计算出的传输路径推测值变换成频域的信号,
所述信号副本生成部中,
生成将由所述发送装置生成的块信号内的数据码元置换成零码元后的信号,以作为所述第1副本,
生成将由所述发送装置生成的块信号内的数据码元置换成所述块信号解调部使用所述初始值对所述第1块信号进行解调而得到的数据码元后的信号、及将由所述发送装置生成的块信号内的数据码元置换成所述块信号解调部对所述第2块信号进行解调而得到的数据码元后的信号,以作为所述第2副本。
7.如权利要求6所述的接收装置,其特征在于,
所述信号副本生成部中,
作为生成所述第1副本的处理,
生成由所述固定码元及所述零码元构成的时域信号,利用傅里叶变换将所述时域信号变换成频域信号,进行将所述频域信号的两端部分的规定数的信号去除的频带削减,对频带削减后的信号进行插补处理,对插补处理后的信号执行傅里叶逆变换。
8.如权利要求6或7所述的接收装置,其特征在于,
所述信号副本生成部中,
作为生成所述第2副本的处理,
生成由所述固定码元及对所述第1块信号进行解调而得到的数据码元构成的时域信号、及由所述固定码元及对所述第2块信号进行解调而得到的数据码元构成的时域信号,利用傅里叶变换将所述时域信号分别变换成频域信号,进行将各频域信号的两端部分的规定数的信号去除的频带削减,对频带削减后的各信号进行插补处理,对插补处理后的各信号执行傅里叶逆变换。
9.如权利要求5所述的接收装置,其特征在于,
所述传输路径推测部包括:
数据信号生成部,该数据信号生成部执行信号生成处理,所述信号生成处理生成将由所述发送装置生成的块信号内的固定码元置换成零码元、进而将数据码元置换成所述块信号解调部使用所述初始值对所述第1块信号进行解调而得到的解调数据码元后的信号、及将由所述发送装置生成的块信号内的固定码元置换成零码元、进而将数据码元置换成所述块信号解调部对所述第2块信号进行解调而得到的解调数据码元后的信号;
信号处理部,该信号处理部在再次计算传输路径推测值的情况下,基于由所述数据信号生成部生成的信号,生成从所述第1块信号去除数据码元分量后的信号;
传输路径推测处理部,该传输路径推测处理部基于所述第1块信号中包含的固定码元,计算所述初始值,并基于由所述信号处理部去除数据码元分量后的所述第1块信号,再次计算传输路径推测值;及
时间频率变换部,该时间频率变换部将由所述传输路径推测处理部计算出的传输路径推测值变换成频域的信号。
10.如权利要求9所述的接收装置,其特征在于,
所述数据信号生成部中,
作为所述信号生成处理,
生成将由所述发送装置生成的块信号内的固定码元置换成零码元、进而将数据码元置换成所述块信号解调部对所述第1块信号或所述第2块信号进行解调而得到的解调数据码元后的时域信号,对所生成的时域信号执行傅里叶变换以变换成频域信号,进行将所述频域信号的两端部分的规定数的信号去除的频带削减,对频带削减后的信号进行插补处理,对插补处理后的信号执行傅里叶逆变换。
11.如权利要求5至10的任一项所述的接收装置,其特征在于,
将所述传输路径推测部基于所述块信号解调部利用所述初始值对所述第1块信号中包含的数据码元进行解调后的结果和所述第2块信号中包含的数据码元的解调结果再次计算传输路径推测值的处理、及所述块信号解调部基于所述传输路径推测部再次计算出的传输路径推测值对所述第1块信号进行解调的处理重复执行一定次数。
12.如权利要求5至11的任一项所述的接收装置,其特征在于,
还包括平均化处理部,该平均化处理部计算由所述传输路径推测部计算出的传输路径推测值的平均值,
所述块信号解调部基于由所述平均化处理部计算出的平均值,对所述块信号进行解调。
13.一种通信装置,其特征在于,
包括权利要求5至12的任一项所述的接收装置。
14.一种解调方法,该解调方法对接收从权利要求1或2所述的发送装置发送来的块信号的接收装置所接收到的所述块信号进行解调,所述解调方法的特征在于,包含:
初始值计算步骤,该初始值计算步骤中,基于解调对象的块信号即第1块信号中包含的固定码元,计算传输路径推测值的初始值;
第1解调步骤,该第1解调步骤中,使用所述初始值,对所述第1块信号中包含的数据码元进行解调;
再计算步骤,该再计算步骤中,基于所述第1解调步骤中的解调结果、及所述第1块信号的前一个接收完的块信号即第2块信号中包含的数据码元的解调结果,再次计算传输路径推测值;及
第2解调步骤,该第2解调步骤中,利用所述再计算步骤中计算出的传输路径推测值,对所述第1块信号中包含的数据码元再次进行解调。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10411770B2 (en) * 2017-05-22 2019-09-10 Wisig Networks Multiple input multiple output (MIMO) communication system with transmit diversity

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1918874A (zh) * 2004-02-17 2007-02-21 诺基亚公司 带有时域扰频的ofdm收发器结构
WO2008020791A1 (en) * 2006-08-18 2008-02-21 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Method and arrangement relating to the insertion of pilot tones in the frequency domain in sc-fdma
CN102420788A (zh) * 2011-11-30 2012-04-18 北京泰美世纪科技有限公司 一种基于时域随机序列的信道估计方法和装置
US20140169280A1 (en) * 2012-12-19 2014-06-19 Nokia Siemens Networks Oy Timing Error Estimate Of UL Synchronization
CN105453462A (zh) * 2013-08-06 2016-03-30 三菱电机株式会社 发送装置、接收装置以及通信系统

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1021019A1 (en) * 1999-01-15 2000-07-19 Sony International (Europe) GmbH Quasi-differential modulation/demodulation method for multi-amplitude digital modulated signals and OFDM system
JP5168584B2 (ja) * 2006-10-19 2013-03-21 日本電気株式会社 無線伝送システムにおける信号生成装置及び方法並びにそのプログラム
EP2560305A4 (en) * 2010-04-13 2017-06-14 Nec Corporation Ofdm modulator, ofdm transmission apparatus, and ofdm modulation method
US9112662B2 (en) * 2013-01-17 2015-08-18 Samsung Electronics Co., Ltd. Overhead reduction for transmission of acknowledgment signals
US9680681B2 (en) * 2013-03-04 2017-06-13 Mitsubishi Electric Corporation Transmission apparatus, reception apparatus, and communication system

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1918874A (zh) * 2004-02-17 2007-02-21 诺基亚公司 带有时域扰频的ofdm收发器结构
WO2008020791A1 (en) * 2006-08-18 2008-02-21 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Method and arrangement relating to the insertion of pilot tones in the frequency domain in sc-fdma
CN102420788A (zh) * 2011-11-30 2012-04-18 北京泰美世纪科技有限公司 一种基于时域随机序列的信道估计方法和装置
US20140169280A1 (en) * 2012-12-19 2014-06-19 Nokia Siemens Networks Oy Timing Error Estimate Of UL Synchronization
CN105453462A (zh) * 2013-08-06 2016-03-30 三菱电机株式会社 发送装置、接收装置以及通信系统

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CHANGYUAN YU,ET AL: "Desicion-aided phase estimation in single carrier and OFDM coherent optical communicaiton systems", 《COMMUNICAITON S AND PHOTONICS CONFERENCE(ACP)》 *
FUMIHIRO HASEGAWA,ET AL: "Static Sequence Assisted Out-of-Band Power Suppression for DFT-s-OFDM", 《IEEE》 *
SHIGANG TANG,ET AL: "Iterative Channel Estimation for Unique-Word Based Single-Carrier Block Transmission", 《IEEE》 *

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