CN109792421A - 接收装置、通信装置和解调方法 - Google Patents

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Abstract

接收装置(2)接收块信号，块信号是构成为在数据符号序列的开头部分和结尾部分附加有固定符号序列的信号，所述接收装置(2)具有根据块信号中包含的固定符号计算传输路径估计值的传输路径估计部(26)以及根据传输路径估计值对块信号进行解调的块信号解调部(20)，传输路径估计部(26)根据作为解调对象的第1块信号中包含的固定符号计算传输路径估计值的初始值，根据块信号解调部(20)使用初始值对第1块信号中包含的数据符号进行解调的结果和第1块信号的前一个已接收的第2块信号中包含的数据符号的解调结果，再次计算传输路径估计值，块信号解调部(20)使用再次计算出的传输路径估计值对第1块信号进行再次解调。

Description

接收装置、通信装置和解调方法
技术领域
本发明涉及接收进行块传输的信号的接收装置、通信装置和解调方法。
背景技术
在数字通信系统中，由于发送信号在建筑物等反射引起的多径衰落或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和时间变动。在这种多径环境中，接收信号成为发送符号和经过延迟时间而到达的符号发生干涉的信号。
在这种存在频率选择性的传输路径中，为了得到最佳的接收特性，近年来集中关注单载波(Single Carrier：SC)块传输方式(例如参照非专利文献1)。与多载波(MultipleCarrier：MC)块传输即OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing：正交频分复用)传输方式(例如参照非专利文献2)相比，SC块传输方式能够降低峰值功率。
在进行SC块传输的发送机中，例如通过进行如下传输来进行多衰落对策。首先，在“Modulator”中生成数字调制信号即PSK(Phase Shift Keying：相移键控)信号或QAM(Quadrature Amplitude Modulation：正交振幅调制)信号后，通过预编码器和IDFT(Inverse Discrete Fourier Transform：离散傅里叶逆变换)处理部将数字调制信号变换成时域信号。然后，作为多径衰落对策，在CP(Cyclic Prefix：循环前缀)插入部中插入CP。在CP插入部中，对时域信号后的规定数量的样本进行复制，附加到发送信号的初始。此外，为了抑制发送峰值功率，在进行SC传输的发送机中，在预编码器中一般进行DFT(DiscreteFourier Transform：离散傅里叶变换)处理。
在非专利文献1、2中，降低多径衰落的影响，并且抑制发送峰值功率。但是，在SC块传输中，SC块之间的相位和振幅不连续，因此，产生频带外谱或频带外泄漏。频带外谱成为相邻信道的干涉。因此，需要抑制频带外谱。此外，在一般的通信系统中谱掩码固定，需要抑制频带外谱以满足谱掩码。
在非专利文献3中，提出了通过将由固定序列构成的符号插入到块的两端来抑制频带外谱的技术。在非专利文献3记载的发送机中，按照每个块生成数据符号和固定序列符号，利用时域进行复用。数据符号例如是基于PSK或QAM等调制方式的符号而随机变化。发送机通过DFT处理将复用后的信号变换成频域信号，利用频域进行插值处理例如过采样，通过IDFT处理成为时域信号。设DFT部的输入输出数为ND、插值处理部的输入数为ND、输出数为LN、IDFT部的输入输出数为LN，设作为插值处理的过采样的过采样率为L倍。在发送机中，在L＝1时，实施N点IDFT处理，成为N≧ND。在N-ND>0的情况下，在插值处理部中，在DFT部的输出中插入零。零插入方法例如使用非专利文献4记载的方法。
将IDFT部的输出称作“样本”。所述固定序列符号通过M个符号而成立，在全部块中，相同序列被插入到相同位置。在固定序列符号的生成中生成相同序列，因此，也可以从存储器读出保存着的固定序列符号。过采样处理可以使用任意处理，但是，一般使用零插入等。
如上所述，对DFT部输入对数据符号和固定序列符号进行复用后的ND个符号作为1个块。固定序列符号的符号数为M个，因此，数据符号的符号数成为ND-M个。在非专利文献3中，将M个固定序列符号分割成一半，作为块内的固定序列符号的配置，在比配置于块中央的ND-M个数据符号靠前的块的开头部分配置固定序列符号的后半部分的M/2个符号，在比ND-M个数据符号靠后的块的结尾部分配置固定序列符号的前半部分的M/2个符号。固定序列符号例如能够表示成F-M/2、F-M/2+1、…、F-1、F0、F1、…、FM/2-2、FM/2-1。在发送机中生成多个块的情况下，块的开头部分配置的固定序列符号的后半部分的M/2个符号F0、F1、…、FM/2-2、FM/2-1与前一个块的结尾部分配置的固定序列符号的前半部分的M/2个符号F-M/2、F-M/2+1、…、F-1连续。例如，在设第k个块中的第m个数据符号为dk,m的情况下，DFT部输入前的数据符号和固定序列符号的配置能够从块的开头起依次表示成F0、…、FM/2-1、dk,1、…、dk,ND-M、F-M/2、…、F-1(在下标中将ND记作ND)。固定序列符号可以使用任意序列，也可以使用Zadoff-Chu序列或零等。
这样，设配置有非专利文献3记载的固定序列符号的块为DFT部输入，由此，在IDFT部输出中，块之间的相位相连，能够抑制频带外谱。在上述例子中，固定序列符号被配置成在前半部分和后半部分中符号数相等，但是，也可以是在前半部分和后半部分中不同的符号数。
对通过上述说明的固定序列符号的插入来维持波形连续性的原理进行说明。在块中，通过DFT处理、插值处理和IDFT处理的组合而引起折返现象。在通过所述处理的组合而引起的折返现象中，在块的末尾，各符号的波形向块的相反侧折返。利用这种特性固定各块的最初和最后的符号，由此，能够顺畅地连接块之间的相位。
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”、Proceeding 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 DataTransmission：An Idea Whose Time Has Come”、IEEE Commun.Mag.、vol.28、no.5、May1990、pp.5-14.
非专利文献3：长谷川等、“使用固定序列的DFT-s-OFDM”、信学技报、vol.14、no.490、RCS2014-326、pp.147-152、2015年3月.
非专利文献4：B.Porat、“A Course in Digital Signal Processing”、JohnWiley and Sons Inc.、1997.
发明内容
发明要解决的课题
在非专利文献3记载的SC块传输的情况下，接收装置能够使用定期地插入到要接收的信号中的固定序列进行传输路径估计。但是，在多径环境中，接收装置接收在固定序列成分中复用有数据成分的状态的信号，存在传输路径的估计精度劣化这样的问题。
本发明正是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，得到能够提高传输路径的估计精度的接收装置。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题并实现目的，本发明是一种接收装置，从生成并发送块信号的发送装置接收块信号，块信号是构成为在数据符号序列的开头部分和结尾部分附加有固定符号序列的信号。接收装置具有：传输路径估计部，其根据块信号中包含的固定符号计算传输路径估计值；以及块信号解调部，其根据由传输路径估计部计算出的传输路径估计值对块信号进行解调。传输路径估计部根据作为解调对象块信号的第1块信号中包含的固定符号计算传输路径估计值的初始值，根据块信号解调部使用初始值对第1块信号中包含的数据符号进行解调的结果和第1块信号的前一个已接收的块信号即第2块信号中包含的数据符号的解调结果，再次计算传输路径估计值，在由传输路径估计部再次计算出传输路径估计值时，块信号解调部使用再次计算出的传输路径估计值对第1块信号进行再次解调。
发明效果
根据本发明，发挥能够提高传输路径的估计精度这样的效果。
附图说明
图1是示出构成为包含实施方式1的发送装置和接收装置的通信系统的一例的图。
图2是示出实施方式1的发送装置的结构例的图。
图3是示出由实施方式1的发送装置的复用部生成的信号的一例的图。
图4是示出实施方式1的接收装置的结构例的图。
图5是示出实施方式1的接收装置的传输路径估计部的结构例的图。
图6是示出实施方式1的接收装置的动作例的流程图。
图7是示出实施方式1的接收装置的另一个动作例的流程图。
图8是示出实现实施方式1的接收装置的结构要素的硬件的一例的图。
图9是示出实现实施方式1的接收装置的结构要素的硬件的另一例的图。
图10是示出实施方式2的接收装置的结构例的图。
图11是示出实施方式2的接收装置的传输路径估计部的结构例的图。
图12是示出实施方式2的接收装置的动作例的流程图。
图13是示出实施方式2的接收装置的另一个动作例的流程图。
图14是示出实施方式3的接收装置的结构例的图。
具体实施方式
下面，根据附图对本发明的实施方式的接收装置、通信装置和解调方法进行详细说明。另外，本发明不由该实施方式进行限定。
实施方式1
图1是示出构成为包含本发明的实施方式1的接收装置的通信系统的一例的图。本实施方式的通信系统具有发送装置1和接收装置2，从发送装置1对接收装置2进行SC块传输。另外，进行SC块传输的通信系统也可以构成为具有发送装置1和接收装置2的2台通信装置双向进行SC块传输。
图2是示出实施方式1的发送装置的结构例的图。本实施方式的发送装置1具有固定序列生成部11、数据符号生成部12、复用部13、DFT(Discrete Fourier Transform：离散傅里叶变换)部14、插值处理部15、IDFT(Inverse Discrete Fourier Transform：离散傅里叶逆变换)部16和发送部17，构成进行SC(Single Carrier：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要的结构，省略记载一般的发送装置所需要的结构的一部分。
固定序列生成部11生成预先确定有信号值的符号即固定符号的序列。下面，将固定序列生成部11生成的序列称作固定符号序列。固定符号序列是为了抑制频带外谱而插入到SC块中的符号序列，是在SC块之间作为共同的值而插入的符号序列。固定序列生成部11以SC块传输中的块单位生成固定符号序列，将生成的固定符号序列输出到复用部13。
数据符号生成部12根据向接收装置2发送的信息数据，例如生成PSK(Phase ShiftKeying：相移键控)符号、QAM(Quadrature Amplitude Modulation：正交振幅调制)符号等数据符号。数据符号生成部12以SC块传输中的块单位生成数据符号的序列，将生成的数据符号序列输出到复用部13。
复用部13在由数据符号生成部12生成的数据符号序列中附加由固定序列生成部11生成的固定符号序列，生成两端插入有固定符号序列的SC块即块信号。发送装置1构成为具有固定序列生成部11和复用部13，生成两端插入有固定符号序列的SC块，由此，能够抑制SC块传输中的频带外谱。
DFT部14是通过对由复用部13生成的SC块执行DFT即傅里叶变换而从时域信号变换成频域信号的时间频率变换部。
插值处理部15对来自DFT部14的输入信号即频域的SC块进行插值处理。插值处理例如是过采样。在设针对插值处理部15的输入信号数为N、过采样率为L的情况下，插值处理部15的输出信号数成为LN。插值处理部15在进行过采样作为插值处理的情况下，针对来自DFT部14的输入信号插入零。该情况下，插值处理部15例如使用上述非专利文献4记载的方法针对输入信号插入零。
IDFT部16是通过对由插值处理部15进行插值处理后的频域的SC块执行IDFT即傅里叶逆变换而变换成时域信号的频率时间变换部。在以下的说明中，有时将从IDFT部16输出的1点数据称作“样本”。
发送部17对由IDFT部16变换成时域信号后的SC块执行变换成无线频带的变换处理等，发送给作为对置装置的接收装置2。
这里，对SC块的结构进行说明。在发送装置1中，在生成1个SC块的情况下，固定序列生成部11生成F0、F1、…、FM/2-2、FM/2-1、…、FM-1作为由M个固定符号构成的固定符号序列，将其输出到复用部13。数据符号生成部12生成ND-M个数据符号，将其输出到复用部13。另外，为了简化说明，假设M为偶数的情况进行说明，但是，M也可以是奇数。此外，固定序列生成部11生成的固定符号序列可以使用任意的序列。能够使用Zadoff-Chu序列、零序列等作为固定符号序列。
复用部13将从固定序列生成部11输入的固定符号序列分割成开头侧的第1序列和结尾侧的第2序列这2个序列，在从数据符号生成部12输入的ND-M个数据符号的开头附加第1序列，在数据符号的结尾附加第2序列。即，复用部13将输入的固定符号序列分割成前半部分的M/2个符号F0、F1、…、FM/2-2、FM/2-1即第1序列和后半部分的M/2个符号FM/2-1、…、FM-1即第2序列，在ND-M个数据符号的开头附加，在ND-M个数据符号的结尾附加第2序列。从复用部13朝向DFT部14输出的SC块成为图3所示的结构的信号。
另外，在M为奇数的情况下，复用部13将固定符号序列分割成(M+1)/2个和(M-1)/2个。此外，在上述说明中，设复用部13将固定符号序列分割成相同数即M/2个，但是，也可以分割成不同数，例如M1个和M2个(0<M1、0<M2、M1+M2＝M且M1≠M2)。在以后的说明中，为了简化说明，设复用部13将固定符号序列分割成相同数，附加到数据符号的开头和结尾。
接着，对实施方式1的接收装置2进行说明。图4是示出实施方式1的接收装置的结构例的图。
本实施方式的接收装置2具有接收信号处理部21、DFT部22、FDE(FrequencyDomain Equalizer：频域均衡器)23、IDFT部24、解调部25、传输路径估计部26和控制部27，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4示出本发明的动作说明所需要的结构，省略记载一般的接收装置所需要的结构的一部分。此外，记作“D”且标注有标号28、29的结构要素是暂时存储输入信号的存储部。存储部28、29在被输入信号时保持该信号，在预先决定的时刻输出保持着的信号。DFT部22、FDE23、IDFT部24和解调部25构成块信号解调部20。
接收信号处理部21对输入的接收信号即从发送装置1接收到的信号实施与发送装置1的发送部17实施的处理相反的处理，生成针对DFT部22、传输路径估计部26和存储部29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，从时域信号变换成频域信号。DFT部22将执行变换处理而得到的频域信号输出到FDE23。
FDE23使用从传输路径估计部26输入的传输路径估计值对从DFT部22输入的频域信号进行均衡处理。FDE23将执行频域中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，将其变换成时域信号。IDFT部24将执行变换处理而得到的时域信号输出到解调部25。
解调部25对由IDFT部24变换成时域信号后的信号中包含的数据符号进行解调。针对解调部25，除了输入从IDFT部24输出的信号以外还输入解调符号索引。解调符号索引是指示对来自IDFT部24的输入信号中包含的符号中的哪个符号进行解调的信息。例如，在输入图3所示的结构的SC块的情况下，当设F0的位置的索引为“0”、FM-1的位置的索引为“ND-1”时，作为解调对象的符号索引成为表示数据符号的“M/2”、“M/2+1”、…、“ND-M/2-1”。在固定序列中不包含数据成分，因此不成为解调对象。
传输路径估计部26估计发送装置1与接收装置2之间的传输路径的状态。传输路径估计部26估计传输路径的状态的动作的详细情况另外说明。传输路径估计部26将估计传输路径的状态而得到的传输路径估计值输出到FDE23。
控制部27接受由解调部25解调后的数据符号即解调数据符号，在控制信号A指示输出的情况下，将从解调部25接受的解调数据符号输出到传输路径估计部26。
接着，对传输路径估计部26进行说明。在简单说明传输路径估计部26的动作时，传输路径估计部26求出传输路径估计值的初始值，当使用该初始值对数据符号进行解调时，接受解调后的数据符号。然后，使用接受的数据符号再次求出传输路径估计值。传输路径估计部26根据解调对象接收信号即第1SC块、在前一个时刻接收到的SC块即第2SC块和固定序列求出传输路径估计值的初始值。此外，传输路径估计部26在再次求出传输路径估计值时，使用第1SC块、第2SC块、固定序列、解调后的第1SC块的数据符号和解调后的第2SC块的数据符号。下面，对传输路径估计部26的详细情况进行说明。
首先，对针对传输路径估计部26的输入信号进行说明。这里，作为一例，对接收到第k+1个块的信号时的传输路径估计进行说明。在求出传输路径估计值的初始值的情况下和再次求出传输路径估计值的情况下，针对传输路径估计部26的输入信号不同。在求出传输路径估计值的初始值的情况下，对传输路径估计部26输入第k+1个块的接收信号和第k个块的接收信号。即，向传输路径估计部26输入第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。此外，将发送装置1插入到数据符号中的固定符号序列即与固定序列生成部11生成的固定符号序列相同的固定符号序列F0、F1、…、FM/2-2、FM/2-1、…、FM-1作为固定序列，输入到传输路径估计部26。传输路径估计部26使用这些第k+1个和第k个块的接收信号以及固定序列，求出传输路径估计值的初始值。在再次求出传输路径估计值的情况下，还对传输路径估计部26输入使用传输路径估计值的初始值解调后的数据符号。具体而言，将由式(1)表示的解调数据符号和由式(2)表示的解调数据符号输入到传输路径估计部26。
【数学式1】
【数学式2】
将这些解调数据符号经由控制部27输入到传输路径估计部26。传输路径估计部26在再次求出传输路径估计值的动作中，在求出初始值时使用的输入值的基础上，还使用解调后的数据符号。
图5是示出传输路径估计部26的结构例的图。传输路径估计部26具有信号复本生成部51、传输路径估计处理部52和时间频率变换部53。上述针对传输路径估计部26的输入信号中的固定序列和解调数据符号成为针对信号复本生成部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针对传输路径估计处理部52的输入信号。
信号复本生成部51生成由固定符号和零符号构成的第1复本或由固定符号和数据符号构成的第2复本。信号复本生成部51在控制信号B指示生成传输路径估计值的初始值的情况下生成第1复本，在控制信号B指示再次生成传输路径估计值的情况下生成第2复本。
传输路径估计处理部52根据第k+1个块的接收信号和第k个块的接收信号以及由信号复本生成部51生成的信号复本进行传输路径估计。由信号复本生成部51生成的信号复本是上述第1复本或第2复本。
时间频率变换部53将传输路径估计处理部52计算出的传输路径估计值从时域信号变换成频域信号。
图6是示出实施方式1的接收装置的动作例的流程图。在图6中，示出接收装置2对由第k+1个块传输的数据符号进行解调时的动作。参照图6对接收装置2的动作，特别是计算传输路径估计值的动作进行说明。
首先，接收装置2对k进行初始化即设k＝0(步骤S11)。接着，接收装置2使用后述的信号向量r'(粗体字)k+1和p(粗体字)进行传输路径估计，求出传输路径估计值的初始值(步骤S12)。传输路径估计部26执行该步骤S12的处理。在步骤S12中，传输路径估计部26按照以下所示的步骤计算传输路径估计值。
在步骤S12的传输路径估计值的计算处理中，首先，传输路径估计部26的信号复本生成部51对输入的固定序列进行分割，生成式(3)所示的2个向量。
【数学式3】
接着，信号复本生成部51使用式(3)所示的向量生成式(4)所示的信号向量。在式(4)中，0(粗体字)ND-M是以ND-M个零为元素的列向量。式(4)所示的信号向量是由固定符号和零符号构成的第1复本。第1复本相当于将由发送装置1生成的块信号内的数据符号置换成零符号的信号。
【数学式4】
接着，传输路径估计处理部52对式(4)所示的信号向量Z(粗体字)F执行ND点DFT处理。
接着，传输路径估计处理部52对执行DFT处理而得到的ND点的信号执行与发送装置1的插值处理部15进行的处理相同的插值处理。
接着，传输路径估计处理部52对执行插值处理而得到的信号执行N点IDFT处理。设执行IDFT处理而得到的信号向量为t(粗体字)Z＝[t0、t1、…、tN-1]T。当设在时域中的传输路径估计中使用的固定序列成分的长度为M'且M'为偶数时，时域中的由已知序列成分构成的向量p(粗体字)由式(5)表示。
【数学式5】
这里，设第k+1个块的接收信号r(粗体字)k+1为式(6)，设多径传输路径中的最长路径延迟为P。
【数学式6】
rk+1＝[rk+1，0，rk+1，1，…，rk+1，N-1]T…(6)
该情况下，通过第k个块的接收信号和第k+1个块的接收信号而成立的接收信号能够由式(7)表示。
【数学式7】
接着，传输路径估计处理部52生成以已知序列成分为各元素的矩阵具体而言由式(8)表示的矩阵，作为在传输路径估计中使用的矩阵。
【数学式8】
接着，传输路径估计处理部52按照式(9)计算传输路径估计值。在式(9)中，“H”表示向量的厄米转置。在以后的数学式中也是同样的。
【数学式9】
接着，时间频率变换部53将由传输路径估计处理部52计算出的传输路径估计值变换成频域信号。以上是在步骤S12中执行的传输路径估计值的初始值的计算步骤。
接着，接收装置2使用在步骤S12中求出的传输路径估计值对第k+1个块的数据符号进行解调(步骤S13)。步骤S13是第1解调步骤。构成块信号解调部20的FDE23、IDFT部24和解调部25执行该步骤S13的处理。即，使用在步骤S12中由传输路径估计部26计算出的传输路径估计值，FDE23利用频域进行均衡处理。IDFT部24将FDE23执行均衡处理而得到的信号变换成时域信号，解调部25对该时域信号中包含的数据符号进行解调。
接着，接收装置2使用第k个块的解调后的数据符号和固定序列生成信号向量Z(粗体字)k(步骤S14)，使用第k+1个块的解调后的数据符号和固定序列生成信号向量Z(粗体字)k+1(步骤S15)。传输路径估计部26执行这些步骤S14、S15的处理。
在步骤S14、S15的向量生成处理中，传输路径估计部26的信号复本生成部51使用第k个块的解调数据符号、第k+1个解调数据符号和固定序列生成式(10)所示的2个信号向量。式(10)所示的各信号向量相当于将式(4)所示的信号向量中包含的ND-M个零符号置换成解调数据符号的信号向量。式(10)所示的信号向量是由固定符号和解调数据符号构成的第2复本。第2复本中的Z(粗体字)k+1相当于将由发送装置1生成的第k+1个块信号内的数据符号置换成使用传输路径估计值的初始值对第k+1个块信号进行解调而得到的解调数据符号的信号。此外，Z(粗体字)k相当于将由发送装置1生成的第k个块信号内的数据符号置换成第k个块的解调数据符号的信号。
【数学式10】
在执行步骤S14、S15的情况下，输入到图4所示的控制部27的控制信号A指示控制部27输出第k个块的解调数据符号和第k+1个解调数据符号。此外，输入到信号复本生成部51的控制信号B指示信号复本生成部51使用固定序列和解调数据符号生成复本。例如从省略图示的对接收装置2的接收动作的整体进行控制的接收控制部输出控制信号A、B。设输入到控制部27的控制信号A和输入到信号复本生成部51的控制信号B为不同的信号，但是，它们也可以是相同的控制信号。在设输入到控制部27和信号复本生成部51的控制信号相同的情况下，例如，在控制信号为高电平时，控制部27输出解调数据符号，信号复本生成部51使用解调数据符号和固定序列生成第2复本即式(10)所示的信号向量。在控制信号为低电平时，控制部27不进行解调数据符号的输出，信号复本生成部51使用零符号和固定序列生成第1复本即式(4)所示的信号向量。
接着，接收装置2使用在步骤S14中生成的信号向量和在步骤S15中生成的信号向量生成向量p(粗体字)k+1，使用r'(粗体字)k+1进行传输路径估计，求出传输路径估计值(步骤S16)。传输路径估计部26执行该步骤S16的处理。在步骤S16中，传输路径估计部26按照以下所示的步骤计算传输路径估计值。
在步骤S16的传输路径估计值的计算处理中，首先，传输路径估计处理部52对式(10)所示的信号向量Z(粗体字)k+1执行ND点DFT处理。
接着，传输路径估计处理部52对执行DFT处理而得到的ND点的信号执行与发送装置1的插值处理部15进行的处理相同的插值处理。
接着，传输路径估计处理部52对执行插值处理而得到的信号执行N点IDFT处理。设执行IDFT处理而得到的信号向量为t(粗体字)k+1＝[tk+1、0、tk+1、1、…、tk+1、N-1]T。
此外，传输路径估计处理部52对式(10)所示的信号向量Z(粗体字)k执行与对信号向量Z(粗体字)k+1执行的上述处理相同的处理。即，传输路径估计处理部52对式(10)所示的信号向量Z(粗体字)k执行ND点DFT处理，进而，执行插值处理和N点IDFT处理。设执行IDFT处理而得到的信号向量为t(粗体字)k＝[tk、0、tk、1、…、tk、N-1]T。
接着，传输路径估计处理部52使用上述信号向量t(粗体字)k和t(粗体字)k+1的元素生成式(11)所示的向量。
【数学式11】
接着，传输路径估计处理部52生成式(12)所示的传输路径矩阵。
【数学式12】
接着，传输路径估计处理部52按照式(13)计算传输路径估计值。
【数学式13】
接着，时间频率变换部53将由传输路径估计处理部52计算出的传输路径估计值变换成频域信号，将频域的传输路径估计值输出到FDE23。以上是在步骤S16中执行的再次求出传输路径估计值的步骤。另外，步骤S14～S16相当于再次计算传输路径估计值的再次计算步骤。
接着，接收装置2使用在步骤S16中求出的传输路径估计值对第k+1个块的数据符号进行解调(步骤S17)。步骤S17是第2解调步骤。构成块信号解调部20的FDE23、IDFT部24和解调部25执行该步骤S17的处理。即，使用在步骤S16中由传输路径估计部26计算出的传输路径估计值，FDE23利用频域进行均衡处理。IDFT部24将FDE23执行均衡处理而得到的信号变换成时域信号，对该时域信号中包含的数据符号进行解调。通过步骤S17中的解调处理而解调后的数据符号成为最终的解调数据符号。
接着，接收装置2将k增加1(步骤S18)，确认k是否达到上限值(步骤S19)。接收装置2在k不是上限值的情况下(步骤S19：否)，返回步骤S12继续进行步骤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，为了提高传输路径估计精度和解调精度，也可以反复进行上述使用解调数据符号和固定序列进行的传输路径估计处理和解调处理。图7是示出反复进行上述处理时的动作例的流程图。图7所示的流程图在图6所示的流程图的步骤S11、S12之间追加步骤S21，在步骤S17、S18之间追加步骤S22、S23。在接着步骤S11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，在接着步骤S17执行的步骤S22中，接收装置2将i增加1。在步骤S23中，接收装置2确认i是否达到上限值。接收装置2在i不是上限值的情况下(步骤S23：否)，返回步骤S15继续进行步骤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，对实现图4所示的接收装置2的各结构要素的硬件进行说明。在接收装置2的各结构要素中存在通过软件实现的结构要素的情况下，通过软件实现的结构要素通过图8所示的控制电路200实现。控制电路200构成为包含输入部201、处理器202、存储器203和输出部204。输入部201是接收从外部输入的数据并将其提供给处理器202的接口电路。处理器202是CPU(Central Processing Unit，也称作中央处理装置、处理装置、运算装置、微处理器、微计算机、处理器、DSP)、系统LSI(Large Scale Integration：超大规模集成电路)等。存储器203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、高密度盘、迷你盘或DVD(Digital Versatile Disc：数字多功能盘)等。输出部204是向外部发送由处理器202生成的数据或从存储器203读出的数据的接口电路。在接收装置2的结构要素的至少一部分通过图8所示的控制电路200实现的情况下，处理器202读出并执行存储器203中存储的与接收装置2的各个结构要素对应的程序，由此实现各结构要素。此外，存储器203还用作处理器202实施的各处理中的临时存储器。
此外，在接收装置2的各结构要素通过专用硬件实现的情况下，各结构要素通过图9所示的控制电路200a实现。控制电路200a构成为包含输入部201、处理电路205、存储器203和输出部204。即，控制电路200a将图8所示的控制电路200的处理器202置换成处理电路205。在控制电路200a中，输入部201接收从外部输入的数据并将其提供给处理电路205。处理电路205由多个电子电路构成，各电子电路执行与图4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是单一电路、复合电路、程序化的处理器、并行程序化的处理器、ASIC(Application Specific Integrated Circuit：面向特定用途的集成电路)、FPGA(Field Programmable Gate Array：现场可编程门阵列)或对它们进行组合而得到的部件。输出部204向外部发送由处理电路205生成的数据或从存储器203读出的数据。
如上所述，本实施方式的接收装置2在接收到第k+1个块信号的情况下，首先，使用固定符号和零符号生成第1复本，根据生成的第1复本、接收到的第k+1个块信号和前一个已接收的第k个块信号计算传输路径估计值的初始值，使用计算出的初始值对第k+1个块信号中包含的数据符号进行解调。第k+1个块信号是第1块信号，第k个块信号是第2块信号。接着，接收装置2使用固定符号以及使用传输路径估计值的初始值执行解调处理而得到的解调数据符号生成第2复本，根据生成的第2复本、第k+1个块信号、第k个块信号再次计算传输路径估计值。然后，接收装置2使用再次计算出的传输路径估计值对第k+1个块信号中包含的数据符号进行解调。由此，能够提高传输路径的估计精度。
实施方式2
对实施方式2的接收装置进行说明。在实施方式1中，说明了进行复本生成而提高传输路径的估计精度的结构的接收装置2，但是，在本实施方式中，对通过从在传输路径估计中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符号成分而提高传输路径的估计精度的结构的接收装置进行说明。另外，省略与实施方式1的接收装置2相同的部分的说明。
图10是示出实施方式2的接收装置的结构例的图。本实施方式的接收装置2a将实施方式1的接收装置2的传输路径估计部26置换成传输路径估计部26a。传输路径估计部26a以外的结构要素与接收装置2相同，因此省略说明。另外，将在实施方式2中说明的与针对传输路径估计部26的输入信号相同的信号输入到传输路径估计部26a。
图11是示出传输路径估计部26a的结构例的图。传输路径估计部26a具有数据信号生成部61、信号处理部62、传输路径估计处理部63和时间频率变换部64。另外，时间频率变换部64执行与图5所示的传输路径估计部26的时间频率变换部53相同的处理，因此省略详细说明。针对传输路径估计部26a的输入信号中的解调数据符号成为针对数据信号生成部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针对信号处理部62的输入信号。固定序列成为针对传输路径估计处理部63的输入信号。
数据信号生成部61根据解调数据符号生成构成为包含解调数据符号和零符号的信号向量。
信号处理部62根据由数据信号生成部61生成的信号向量，从接收信号中去除数据符号成分。
传输路径估计处理部63根据固定序列和来自信号处理部62的输入信号进行传输路径估计。
图12是示出实施方式2的接收装置的动作例的流程图。在图12中，示出接收装置2a对由第k+1个块传输的数据符号进行解调时的动作。图12所示的流程图相当于将图6所示的流程图即示出实施方式1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的流程图。因此，省略与实施方式1相同的步骤S11～S13和S17～S19的说明。另外，在图12所示的步骤S12中，传输路径估计处理部63执行在实施方式1中说明的求出传输路径估计值的初始值的处理。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输出到传输路径估计处理部63。即，信号处理部62在控制信号C指示计算传输路径估计值的初始值的情况下，将r(粗体字)k+1和r(粗体字)k输出到传输路径估计处理部63。在控制信号C未指示计算传输路径估计值的初始值的情况下，执行后述处理，从接收信号中去除数据符号成分。
接收装置2a在步骤S13的处理结束时，接着使用第k个块的解调后的数据符号和固定序列生成信号向量F(粗体字)D,k(步骤S31)，使用第k+1个块的解调后的数据符号和固定序列生成信号向量F(粗体字)D,k+1(步骤S32)。传输路径估计部26a执行这些步骤S31、S32的处理。
在步骤S31、S32的向量生成处理中，传输路径估计部26a的数据信号生成部61使用第k个块的解调数据符号、第k+1个解调数据符号和固定序列生成式(14)所示的2个信号向量。
【数学式14】
式(14)所示的各信号向量构成为包含解调数据符号和零符号。具体而言，构成为在解调数据符号的前后各配置M/2个零符号。接收装置2a从发送装置1接收的信号构成为在数据符号的前后各配置M/2个固定符号，因此，能够使用式(14)所示的信号向量从接收信号中去除数据符号成分，生成仅包含固定符号序列的信号。式(14)所示的信号向量中的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符号置换成零符号进而将数据符号置换成使用传输路径估计值的初始值对第k+1个块信号进行解调而得到的解调数据符号的信号。此外，F(粗体字)D,k相当于将由发送装置1生成的第k个块信号内的固定符号置换成零符号进而将数据符号置换成第k个块的解调数据符号的信号。
接着，接收装置2a使用在步骤S31、S32中生成的F(粗体字)D,k和F(粗体字)D,k+1生成u(粗体字)k和u(粗体字)k+1，使用信号向量r'(粗体字)k+1进行传输路径估计，求出传输路径估计值(步骤S33)。传输路径估计部26a执行该步骤S33的处理。在步骤S33中，传输路径估计部26a按照以下所示的步骤计算传输路径估计值。
在步骤S33的传输路径估计值的计算处理中，首先，信号处理部62对式(14)所示的信号向量F(粗体字)D,k+1执行ND点DFT处理。
接着，信号处理部62对执行DFT处理而得到的ND点的信号执行与发送装置1的插值处理部15进行的处理相同的插值处理。
接着，信号处理部62对执行插值处理而得到的信号执行N点IDFT处理。设执行IDFT处理而得到的信号向量为u(粗体字)k+1＝[uk+1、0、uk+1、1、…、uk+1、N-1]T。
此外，信号处理部62对式(14)所示的信号向量F(粗体字)D,k执行与对信号向量F(粗体字)D,k+1执行的上述处理相同的处理。即，信号处理部62对式(14)所示的信号向量F(粗体字)D,k执行ND点DFT处理，进而执行插值处理和N点IDFT处理。设执行IDFT处理而得到的信号向量为u(粗体字)k＝[uk、0、uk、1、…、uk、N-1]T。
接着，信号处理部62使用上述信号向量u(粗体字)k和u(粗体字)k+1的元素生成式(15)所示的向量。
【数学式15】
接着，信号处理部62生成式(16)所示的矩阵。
【数学式16】
接着，信号处理部62使用第k+1个块的接收信号和式(16)所示的矩阵生成式(17)所示的信号向量。式(17)所示的信号向量是仅包含固定符号的复本即从接收信号中去除数据符号成分后的信号的复本。信号处理部62将生成的复本输出到传输路径估计处理部63。
【数学式17】
接着，传输路径估计处理部63使用从信号处理部62接受的复本即固定符号成分进行传输路径估计。
另外，与实施方式1同样，为了提高传输路径估计精度和解调精度，也可以反复进行上述使用解调数据符号和固定序列进行的传输路径估计处理和解调处理。图13是示出反复进行上述处理时的动作例的流程图。图13所示的流程图在图12所示的流程图的步骤S11、S12之间追加步骤S21，在步骤S17、S18之间追加步骤S22、S23。此外，步骤S21、S22、S23是与在实施方式1中说明的图7中的步骤S21、S22、S23相同的处理。但是，在步骤S23的判定为“否”的情况下返回步骤S32。
与实施方式1的接收装置2同样，接收装置2a的各结构要素能够通过图8或图9所示的硬件实现。
如上所述，本实施方式的接收装置2a在接收到第k+1个块信号的情况下，首先计算传输路径估计值的初始值，使用计算出的初始值对第k+1个块信号中包含的数据符号进行解调。接着，接收装置2a使用解调后的数据符号生成从接收信号中去除数据符号成分后的信号的复本，根据生成的复本中包含的固定符号成分再次计算传输路径估计值。然后，接收装置2a使用再次计算出的传输路径估计值对第k+1个块信号中包含的数据符号进行解调。由此，能够提高传输路径的估计精度。
实施方式3
图14是示出实施方式3的接收装置的结构例的图。本实施方式的接收装置2b在实施方式1的接收装置2中追加平均化处理部30。
对平均化处理部30输入由传输路径估计部26计算出的传输路径估计值和控制信号D。控制信号D是对平均化处理部30指定是否进行平均化处理的信号。平均化处理部30在被控制信号D指示执行平均化处理的情况下，在频域中对从传输路径估计部26输出的传输路径估计值进行平均化。平均化处理部30保持平均化处理对象时间k前后的时间的传输路径估计值，计算保持着的传输路径估计值的平均值并将其输出到FDE23。在设从传输路径估计部26输出的传输路径估计值的频域中的值为f(粗体字)k+1的情况下，平均化处理部30进行式(18)所示的平均化处理，计算传输路径估计值的平均值。
【数学式18】
平均化处理部30对块之间的传输路径估计值进行平均化，由此，传输路径的估计精度进一步提高。与此相伴，解调精度也提高。在本实施方式中，示出了在频域中计算传输路径估计值的平均值的例子，但是，也可以在时域中进行平均化处理。
与实施方式1的接收装置2同样，接收装置2b的各结构要素能够通过图8或图9所示的硬件实现。
以上的实施方式所示的结构示出本发明的内容的一例，还能够与其他公知技术进行组合，还能够在不脱离本发明主旨的范围内省略、变更结构的一部分。
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：数据符号生成部；13：复用部；14、22：DFT部；15：插值处理部；16、24：IDFT部；17：发送部；20：块信号解调部；21：接收信号处理部；23：FDE；25：解调部；26、26a：传输路径估计部；27：控制部；28、29：存储部；30：平均化处理部；51：信号复本生成部；52、63：传输路径估计处理部；53、64：时间频率变换部；61：数据信号生成部；62：信号处理部。

Claims (10)

1.一种接收装置，其从生成并发送块信号的发送装置接收所述块信号，所述块信号是构成为在数据符号序列的开头部分和结尾部分附加有固定符号序列的信号，其特征在于，所述接收装置具有：
传输路径估计部，其根据所述块信号中包含的固定符号计算传输路径估计值；以及
块信号解调部，其根据由所述传输路径估计部计算出的传输路径估计值对所述块信号进行解调，
所述传输路径估计部根据作为解调对象块信号的第1块信号中包含的固定符号计算所述传输路径估计值的初始值，根据所述块信号解调部使用所述初始值对所述第1块信号中包含的数据符号进行解调的结果和所述第1块信号的前一个已接收的块信号即第2块信号中包含的数据符号的解调结果，再次计算传输路径估计值，
在由所述传输路径估计部再次计算出传输路径估计值时，所述块信号解调部使用所述再次计算出的传输路径估计值对所述第1块信号进行再次解调。
2.根据权利要求1所述的接收装置，其特征在于，
所述传输路径估计部具有：
信号复本生成部，其在计算所述初始值的情况下，生成由固定符号和零符号构成的第1复本，在再次计算传输路径估计值的情况下，生成由固定符号和数据符号构成的第2复本；
传输路径估计处理部，其根据所述第1复本计算所述初始值，根据所述第2复本再次计算传输路径估计值；以及
时间频率变换部，其将由所述传输路径估计处理部计算出的传输路径估计值变换成频域信号，
所述信号复本生成部生成将由所述发送装置生成的块信号内的数据符号置换成零符号的信号作为所述第1复本，
所述信号复本生成部生成将由所述发送装置生成的块信号内的数据符号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符号的信号、以及将由所述发送装置生成的块信号内的数据符号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符号的信号，作为所述第2复本。
3.根据权利要求2所述的接收装置，其特征在于，
作为生成所述第1复本的处理，所述信号复本生成部生成由所述固定符号和所述零符号构成的时域信号，使用傅里叶变换将所述时域信号变换成频域信号，对所述频域信号进行插值处理，对插值处理后的信号执行傅里叶逆变换。
4.根据权利要求2或3所述的接收装置，其特征在于，
作为生成所述第2复本的处理，所述信号复本生成部生成由所述固定符号和对所述第1块信号进行解调而得到的数据符号构成的时域信号、以及由所述固定符号和对所述第2块信号进行解调而得到的数据符号构成的时域信号，使用傅里叶变换将所述时域信号分别变换成频域信号，对各频域信号进行插值处理，对插值处理后的各信号执行傅里叶逆变换。
5.根据权利要求1所述的接收装置，其特征在于，
所述传输路径估计部具有：
数据信号生成部，其执行信号生成处理，在所述信号生成处理中，生成将由所述发送装置生成的块信号内的固定符号置换成零符号进而将数据符号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符号的信号、以及将由所述发送装置生成的块信号内的固定符号置换成零符号进而将数据符号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符号的信号；
信号处理部，其在再次计算传输路径估计值的情况下，根据由所述数据信号生成部生成的信号生成从所述第1块信号中去除数据符号成分后的信号；
传输路径估计处理部，其根据所述第1块信号中包含的固定符号计算所述初始值，根据由所述信号处理部去除数据符号成分后的所述第1块信号再次计算传输路径估计值；以及
时间频率变换部，其将由所述传输路径估计处理部计算出的传输路径估计值变换成频域信号。
6.根据权利要求5所述的接收装置，其特征在于，
作为所述信号生成处理，所述数据信号生成部生成将由所述发送装置生成的块信号内的固定符号置换成零符号进而将数据符号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符号的时域信号，对所生成的时域信号执行傅里叶变换而变换成频域信号，对所述频域信号进行补充处理，对插值处理后的信号执行傅里叶逆变换。
7.根据权利要求1～6中的任意一项所述的接收装置，其特征在于，
以规定次数反复执行所述传输路径估计部根据所述块信号解调部使用所述初始值对所述第1块信号中包含的数据符号进行解调的结果和所述第2块信号中包含的数据符号的解调结果再次计算传输路径估计值的处理、以及所述块信号解调部根据所述传输路径估计部再次计算出的传输路径估计值对所述第1块信号进行解调的处理。
8.根据权利要求1～7中的任意一项所述的接收装置，其特征在于，
所述接收装置还具有平均化处理部，该平均化处理部计算由所述传输路径估计部计算出的传输路径估计值的平均值，
所述块信号解调部根据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。
9.一种通信装置，其特征在于，所述通信装置具有权利要求1～8中的任意一项所述的接收装置。
10.一种解调方法，对接收块信号的接收装置接收到的所述块信号进行解调，所述块信号是构成为在数据符号序列的开头部分和结尾部分附加有固定符号序列的信号，其特征在于，所述解调方法包含以下步骤：
初始值计算步骤，根据作为解调对象块信号的第1块信号中包含的固定符号计算传输路径估计值的初始值；
第1解调步骤，使用所述初始值对所述第1块信号中包含的数据符号进行解调；
再次计算步骤，根据所述第1解调步骤中的解调结果和所述第1块信号的前一个已接收的块信号即第2块信号中包含的数据符号的解调结果，再次计算传输路径估计值；以及
第2解调步骤，使用在所述再次计算步骤中计算出的传输路径估计值对所述第1块信号中包含的数据符号进行再次解调。
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Title
HASEGAWA FUMIHIRO等: ""Static sequence assisted out-of-band power suppression for DFT-s-OFDM"", 《2015 IEEE 26TH ANNUAL INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON PERSONAL INDOOR,AND MOBILE RADIO COMMUNICATIONS (PIMRC)》 *
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