JP2004241804A

JP2004241804A - Apparatus and method for estimating transmission path characteristic, wireless demodulator, and computer program

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Publication number: JP2004241804A
Application number: JP2003025910A
Authority: JP
Inventors: Tadayuki Fukuhara; 忠行福原; Hiroshi En; 浩袁; Hideo Kobayashi; 英雄小林
Original assignee: KDDI Corp
Current assignee: KDDI Corp
Priority date: 2003-02-03
Filing date: 2003-02-03
Publication date: 2004-08-26
Anticipated expiration: 2023-02-03
Also published as: JP4163018B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an apparatus for estimating a transmission path characteristic capable of enhancing estimate accuracy of a transmission path characteristic in a wireless system adopting the OFDM system or the like. <P>SOLUTION: The apparatus for estimating a transmission path characteristic is provided with: a preamble time waveform data storage section 10 for storing in advance time waveform data generated on the basis of known pilot data; a correlation detection circuit 12 for detecting the correlation by using the time waveform data in the preamble time waveform data storage section 10 for a reference signal when receiving a received signal of a preamble part; and a Fourier transform unit 14 for applying Fourier transform to the correlation value outputted from the correlation detection circuit 12 to calculate transmission path characteristic data for performing transmission path equalization. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ；ＯｒｔｈｏｇｏｎａｌＦｒｅｑｕｅｎｃｙＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘ）方式等を用いる無線システムに適用される伝送路特性推定装置および伝送路特性推定方法、無線復調装置、並びに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】
ＯＦＤＭ方式は無線ＬＡＮや地上波デジタル放送などに用いられており、移動通信システムにおいても無線伝送方式の有力な候補の一つとなっている。このＯＦＤＭ方式では、サブキャリア毎に異なる変調方式を選ぶことができるので、受信電力特性に応じて変調方式を適応的に変えることが可能である。例えば、受信電力特性が優れているサブキャリアには多値変調方式を選択し、一方、受信電力特性が劣るサブキャリアには復調特性の良い所定の変調方式を選択する。この場合、多値変調方式を適用した際には受信時に同期検波を行うが、これを精度よく行うためには伝送路特性を推定して受信信号に対し伝送路等化を行う必要がある。
また、移動通信システムにＯＦＤＭ方式を適用する場合、高速に時間変動する伝送路特性に対し、追従して推定することが要求される。
【０００３】
従来の伝送路特性推定装置は、受信した伝送フレーム内のプリアンブル部分に格納されている所定のパイロット信号に基づいて伝送路特性を推定している（例えば、非特許文献１参照）。また、伝送フレーム内のユーザデータ格納部分に、所定のパイロット信号を幾つかのサブキャリア毎に配置するようにしておき、それら各パイロット信号に基づいて伝送路特性を推定することにより、伝送路特性の時間変動に追従するものもある。
【０００４】
【非特許文献１】
ユーピンチャオ（ＹｕｐｉｎｇＺｈａｏ）、外１名，「アノベルチャンネルエスティメイションメソッドフォオウエフディエムモバイルコミュニケイションシステムズベイスドオンパイロットシグナルズアンドトランスフォームドメインプロセッシング（ＡＮｏｖｅｌＣｈａｎｎｅｌＥｓｔｉｍａｔｉｏｎＭｅｔｈｏｄｆｏｒＯＦＤＭＭｏｂｉｌｅＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍｓＢａｓｅｄｏｎＰｉｌｏｔＳｉｇｎａｌｓａｎｄＴｒａｎｓｆｏｒｍ−ＤｏｍａｉｎＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）」，アイイーイーイーブイティシー’９７（Ｐｒｏｃ．ＩＥＥＥＶＴＣ’９７），１９９７年，ｐ．２０８９−２０９３
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した従来の伝送路特性推定装置では、伝送路特性の時間変動に追従するために、伝送フレーム内のユーザデータ格納部分に複数のパイロット信号を配置するので、伝送効率が低下するという問題がある。特に、精度よく追従させるためにはパイロット信号の配置密度を高める必要があり、一定の精度以上を要求することは現実的に困難である。
【０００６】
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、ＯＦＤＭ方式等を用いる無線システムにおける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および伝送路特性推定方法を提供することにある。
【０００７】
また、本発明は、時間変動に追従して伝送路特性を精度よく推定することができ、且つ、伝送効率の低下を生じさせることのない伝送路特性推定装置および伝送路特性推定方法を提供することにある。
【０００８】
また、本発明は、その伝送路特性推定装置を適用した無線復調装置を提供することも目的とする。
【０００９】
また、本発明は、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を提供することも目的とする。
【００１０】
【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、プリアンブル部分に格納されるパイロットデータと、前記プリアンブル部分に続く伝送単位のユーザデータとが送られる無線システムにおける伝送路特性推定装置であって、既知のパイロットデータに基づいて作成された時間波形データを予め記憶する記憶手段と、プリアンブル部分の受信信号が入力されると、前記記憶手段の時間波形データを参照信号として相関検出する相関検出手段と、前記相関検出手段から出力される相関値をフーリエ変換して、伝送路等化に使用される伝送路特性データを算出するフーリエ変換器とを備えたことを特徴としている。
【００１１】
請求項２に記載の無線復調装置は、請求項１に記載の伝送路特性推定装置と、前記伝送路特性推定装置により算出された伝送路特性データに基づいて受信信号を周波数領域で補正する等化手段と、この補正後の受信信号を復調する復調手段とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の伝送路特性推定装置は、プリアンブル部分に格納されるパイロットデータと、前記プリアンブル部分に続く伝送単位のユーザデータとが送られる無線システムにおける伝送路特性推定装置であって、伝送路等化を行うための伝送路特性データに基づいて受信信号を周波数領域で補正する等化手段と、この補正後の受信信号を復調する復調手段と、この復調後のデータを変調する変調手段と、この変調後のデータを逆フーリエ変換する逆フーリエ変換器と、既知のパイロットデータに基づいて作成された時間波形データを予め記憶する記憶手段と、プリアンブル部分の受信信号が入力されると、前記記憶手段の時間波形データを参照信号として相関検出し、一方、受信した伝送単位のユーザデータが入力されると、この伝送単位のユーザデータに対応する前記逆フーリエ変換後の伝送単位のユーザデータを参照信号として相関検出する相関検出手段と、前記相関検出手段から出力される相関値をフーリエ変換して前記伝送路特性データを算出するフーリエ変換器とを備えたことを特徴としている。
【００１３】
請求項４に記載の伝送路特性推定装置においては、前記フーリエ変換器により算出された過去の所定回分の伝送路特性データを平均化して前記等化手段に出力する平均化手段を具備することを特徴とする。
【００１４】
請求項５に記載の伝送路特性推定装置においては、前記復調後のデータを誤り訂正する誤り訂正手段を具備することを特徴とする。
【００１５】
請求項６に記載の伝送路特性推定装置においては、前記フーリエ変換器は、前記相関値に基づく受信電力の大きさに基づいてフーリエ変換に使用する範囲を選択することを特徴とする。
【００１６】
請求項７に記載の伝送路特性推定装置においては、前記再変調された周波数領域信号のうち、等間隔に配置された周波数成分のみを用いて前記逆フーリエ変換し、この逆フーリエ変換後の信号を前記参照信号として使用することを特徴とする。
【００１７】
請求項８に記載の無線復調装置は、請求項３乃至請求項７のいずれかの項に記載の伝送路特性推定装置を備え、該伝送路特性推定装置で復調済みのデータを出力に使用することを特徴とする。
【００１８】
請求項９に記載の無線復調装置においては、受信したユーザデータを、このユーザデータを元に算出された前記伝送路特性データが前記等化手段へ入力されるタイミングに合わせて前記等化手段へ入力する調整手段を具備することを特徴とする。
【００１９】
請求項１０に記載の伝送路特性推定方法は、プリアンブル部分に格納されるパイロットデータと、前記プリアンブル部分に続く伝送単位のユーザデータとが送られる無線システムにおける伝送路特性推定方法であって、プリアンブル部分の受信信号が入力されると、既知のパイロットデータに基づいて作成された時間波形データを参照信号として相関検出する過程と、この相関検出による相関値をフーリエ変換して、伝送路等化に使用される伝送路特性データを算出する過程とを含むことを特徴としている。
【００２０】
請求項１１に記載の伝送路特性推定方法は、プリアンブル部分に格納されるパイロットデータと、前記プリアンブル部分に続く伝送単位のユーザデータとが送られる無線システムにおける伝送路特性推定方法であって、伝送路等化を行うための伝送路特性データに基づいて受信信号を周波数領域で補正する過程と、この補正後の受信信号を復調する過程と、この復調後のデータを変調する過程と、この変調後のデータを逆フーリエ変換する過程と、プリアンブル部分の受信信号が入力されると、既知のパイロットデータに基づいて作成された時間波形データを参照信号として相関検出する過程と、この相関検出による相関値をフーリエ変換して、前記伝送路特性データを算出する過程と、受信した伝送単位のユーザデータが入力されると、この伝送単位のユーザデータに対応する前記逆フーリエ変換後の伝送単位のユーザデータを参照信号として相関検出する過程と、この相関検出による相関値をフーリエ変換して、前記伝送路特性データを算出する過程とを含むことを特徴としている。
【００２１】
請求項１２に記載のコンピュータプログラムは、プリアンブル部分に格納されるパイロットデータと、前記プリアンブル部分に続く伝送単位のユーザデータとが送られる無線システムにおける伝送路特性推定処理を行うためのコンピュータプログラムであって、プリアンブル部分の受信信号が入力されると、既知のパイロットデータに基づいて作成された時間波形データを参照信号として相関検出する処理と、この相関検出による相関値をフーリエ変換して、伝送路等化に使用される伝送路特性データを算出する処理とをコンピュータに実行させることを特徴としている。
これにより、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。
【００２２】
請求項１３に記載のコンピュータプログラムは、プリアンブル部分に格納されるパイロットデータと、前記プリアンブル部分に続く伝送単位のユーザデータとが送られる無線システムにおける伝送路特性推定処理を行うためのコンピュータプログラムであって、伝送路等化を行うための伝送路特性データに基づいて受信信号を周波数領域で補正する処理と、この補正後の受信信号を復調する処理と、この復調後のデータを変調する処理と、この変調後のデータを逆フーリエ変換する処理と、プリアンブル部分の受信信号が入力されると、既知のパイロットデータに基づいて作成された時間波形データを参照信号として相関検出する処理と、この相関検出による相関値をフーリエ変換して、前記伝送路特性データを算出する処理と、受信した伝送単位のユーザデータが入力されると、この伝送単位のユーザデータに対応する前記逆フーリエ変換後の伝送単位のユーザデータを参照信号として相関検出する処理と、この相関検出による相関値をフーリエ変換して、前記伝送路特性データを算出する処理とをコンピュータに実行させることを特徴としている。
これにより、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、ＯＦＤＭ方式を用いる無線システムを例に挙げて説明する。
図１は、ＯＦＤＭ方式による無線システムの伝送フレームの一構成例を示す図である。この図１において、一つのフレームは先頭に位置するプリアンブル部分と、このプリアンブル部分に続くユーザデータ格納部分とから構成されている。プリアンブル部分には１シンボル分（１伝送単位分）のパイロットデータが格納されている。ユーザデータ格納部分には、データ１からデータＮまでのＮ個のユーザデータシンボル（伝送単位のユーザデータ）が格納されるとともに、各シンボル毎にガードインターバル（ＧＩ）が格納されている。ガードインターバルは、直後のユーザデータシンボルの後ろＭサンプル分のデータがコピーされたものである。このＭサンプル分の時間、すなわちガードインターバルの時間は伝送時の最大遅延許容時間を示している。この最大遅延許容時間は、無線システムにおいて予め定められており、送信側装置及び受信側装置にそれぞれ設定される。
各ユーザデータシンボルには、ユーザデータ本体とその誤り訂正用符号が含まれている。
【００２４】
図２は、本発明の第１の実施形態による伝送路特性推定装置を適用した無線復調装置の構成を示すブロック図である。この図２において、アンテナ受信部２は、アンテナとアナログ−デジタル変換器、直交復調部を備え、アンテナで受信した伝送信号をデジタル化して直交復調したものを受信信号として出力する。
【００２５】
スイッチＳＷ１はアンテナ受信部２とＧＩ除去部３の接続を開閉する。スイッチＳＷ１は、アンテナ受信部２で受信した伝送フレーム（図１参照）のプリアンブル部分の受信信号がアンテナ受信部２から出力される時には開放されており、ユーザデータ格納部分の受信信号が出力される時には閉じられる。
ＧＩ除去部３は、アンテナ受信部２から出力された受信信号からガードインターバルを除去して出力する。フーリエ変換器４は、ＧＩ除去部３から入力されたガードインターバル除去後の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。
【００２６】
等化器６は、フーリエ変換器１４から入力される伝送路特性データＡに基づいて、フーリエ変換器４から出力されたフーリエ変換後の受信信号を補正する。伝送路特性データは、受信信号に対し伝送路等化を行うためのデータである。復調器８は等化器６によって補正された受信信号を復調する。この復調後のデータは無線復調装置から出力される。
【００２７】
プリアンブル時間波形データ記憶部１０は、送信側でプリアンブル部分に格納する既知のパイロットデータに基づいて作成された時間波形データを予め記憶している。この時間波形データは、アンテナ受信部２から出力される受信信号と同じ時間領域のものである。
【００２８】
相関検出回路１２にはアンテナ受信部２から出力された受信信号が入力される。相関検出回路１２は、プリアンブル部分の受信信号が入力されると、プリアンブル時間波形データ記憶部１０に記憶されている時間波形データとの間で、サンプルタイミング毎に相関検出を行い、相関値を検出する。この相関値はフーリエ変換器１４に出力される。
【００２９】
フーリエ変換器１４は、入力された相関値をフーリエ変換し、フーリエ変換後のデータを伝送路特性データＡとして等化器６に出力する。この伝送路特性データＡはプリアンブル部分の受信信号に基づいて算出されたものである。これにより、等化器６は、スイッチＳＷ１が閉じられている期間に入力されるＮ個のユーザデータシンボルを、同一フレーム内のプリアンブル部分から得られた伝送路特性データＡを用いて補正する。
【００３０】
図３は、相関検出回路１２が行う相関検出の概念図である。図３に示すように、受信波は複数のマルチパス波が合成されたものとなる。ここでは、最初に到達したマルチパス波を基本波と称し、基本波以降に到達したマルチパス波を遅延波と称する。
相関検出回路１２は、相関検出範囲において、参照信号のタイミングを時間的にずらしながら相関検出を行う。この相関検出において、参照信号のタイミングがマルチパス波のタイミングに合うと、そのマルチパス波の複素振幅に比例した相関値が得られる。この相関値は当該マルチパス波の振幅成分と位相成分を含むものとなる。そして、相関検出範囲において得られた相関値は遅延プロファイルを構成する。
【００３１】
上記第１の実施形態では、相関検出回路１２は、参照信号としてプリアンブル部分の時間波形データを使用し、受信信号のプリアンブル部分の遅延プロファイルを取得する。そして、フーリエ変換器１４により該遅延プロファイルをフーリエ変換して、プリアンブル部分の受信信号に基づく伝送路特性データを算出する。
このように、ＯＦＤＭ方式を用いる無線システムの受信信号と参照信号を時間領域で相関検出し、相関値をフーリエ変換して伝送路特性データを算出することにより、伝送路特性の推定精度が向上する。
【００３２】
次に、第２の実施形態を説明する。図４は、本発明の第２の実施形態による伝送路特性推定装置を適用した無線復調装置の構成を示すブロック図である。この図４において図２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４に示す実施形態では、アンテナ受信部２と相関検出回路１２の間に遅延回路１６を設ける。また、復調器８の出力データを変調する変調器２０と、この変調器２０の出力データを逆フーリエ変換する逆フーリエ変換器２２を設ける。また、相関検出回路１２への入力データを、プリアンブル時間波形データ記憶部１０に記憶されている時間波形データにするか、あるいは逆フーリエ変換器２２の出力データにするかを切り替えるスイッチＳＷ２を設ける。
【００３３】
図４に示す無線復調装置の動作を説明する。
スイッチＳＷ１は、アンテナ受信部２で受信した伝送フレーム（図１参照）のプリアンブル部分の受信信号がアンテナ受信部２から出力される時には開放されており、ユーザデータ格納部分の受信信号がアンテナ受信部２から出力される時には閉じられる。
先ず、スイッチＳＷ１が開放し、プリアンブル部分の受信信号がアンテナ受信部２から遅延回路１６を介して相関検出回路１２に入力される。このタイミングでは、スイッチＳＷ２は相関検出回路１２とプリアンブル時間波形データ記憶部１０を接続している。
【００３４】
次いで、相関検出回路１２は、上記第１の実施形態と同様に、プリアンブル部分の受信信号が入力されると、プリアンブル時間波形データ記憶部１０に記憶されている時間波形データとの間で、サンプルタイミング毎に相関検出を行う。そして、検出した相関値をフーリエ変換器１４に出力する。フーリエ変換器１４は、入力された相関値をフーリエ変換し、フーリエ変換後のデータを第１の伝送路特性データＡ−１として等化器６に出力する。
【００３５】
次いで、スイッチＳＷ１が閉じ、受信した伝送フレームのユーザデータ格納部分の最初のユーザデータシンボルであるデータ１がフーリエ変換器４に入力される。フーリエ変換器４は入力されたデータ１をフーリエ変換して等化器６に出力する。
【００３６】
次いで、等化器６は、フーリエ変換器１４から入力された第１の伝送路特性データＡ−１に基づいてデータ１を補正する。この補正後のデータ１は、復調器８によって復調された後、変調器２０に入力される。また、該復調後のデータは無線復調装置の出力データとして出力される。
【００３７】
次いで、変調器２０は復調後のデータ１を変調して出力する。そして、逆フーリエ変換器２２が変調器２０の出力データを逆フーリエ変換して出力する。この出力時にはスイッチＳＷ２は相関検出回路１２と逆フーリエ変換器２２を接続する。なお、スイッチＳＷ２は、次に受信した伝送フレームのプリアンブル部分の受信信号が遅延回路１６から出力される時まで、相関検出回路１２と逆フーリエ変換器２２を接続する。
【００３８】
補正及び復変調及び逆フーリエ変換後のデータ１が逆フーリエ変換器２２から逆フーリエ変換器２２へ入力される時には、該入力タイミングに合わせるように遅延回路１６で遅延されていた、受信したままのデータ１が相関検出回路１２へ入力される。次いで、相関検出回路１２は、補正及び復変調及び逆フーリエ変換後のデータ１を参照信号として、受信したままのデータ１との間でサンプルタイミング毎に相関検出を行う。そして、検出した相関値をフーリエ変換器１４に出力する。フーリエ変換器１４は、入力された相関値をフーリエ変換し、フーリエ変換後のデータを第２の伝送路特性データＡ−２として等化器６に出力する。
【００３９】
次いで、等化器６は、この第２の伝送路特性データＡ−２に基づいて、受信したデータ２を補正する。この補正後のデータ２は、復調器８によって復調された後、変調器２０に入力されるとともに、無線復調装置から出力される。以降、受信した伝送フレームの最後のユーザデータシンボルであるデータＮまで、この処理が繰り返される。
【００４０】
上述したように第２の実施形態によれば、先ず、伝送フレーム中のプリアンブル部分の受信信号を用いて、伝送路等化の基準となる第１の伝送路特性データを算出する。次いで、この第１の伝送路特性データを元に、伝送フレーム中の最初のユーザデータシンボルを用いて第２の伝送路特性データを算出する。そして、これ以降は、直前の第２の伝送路特性データを元に各ユーザデータシンボル毎に順次、次の第２の伝送路特性データを算出する。
【００４１】
これにより、第２の伝送路特性データは、ユーザデータシンボルの受信毎に更新されるので、伝送路特性の時間変動に追従するものとなる。さらに、ユーザデータを用いることによって時間変動に追従させるので、伝送効率は低下しない。また、第１の実施形態と同様に、受信信号と参照信号を時間領域で相関検出し、相関値をフーリエ変換して伝送路特性データを算出することにより、伝送路特性の推定精度が向上する。
【００４２】
図５は、ユーザデータシンボルについて相関検出する際に参照信号を作成する方法であって、上記図３の場合よりも相関検出精度を上げることを目的とした方法を説明するための概念図である。
上記図３で説明したように、受信波は複数のマルチパス波からなるので、アンテナ受信部２から出力される信号には、図５に示すように、各マルチパス波に対応する複数の受信信号が含まれている。そして、ユーザデータ格納部分の受信信号はＧＩとこのＧＩに対応するユーザデータシンボル（図５では有効シンボル）を連続して含んでいる。しかし、図３に示す手法では、相関検出が他のシンボルにまたがって行われるため、相関値にノイズが発生する。そのため、他のシンボル成分の影響を受けない基本波の有効シンボル部分の時間信号のみを用いて相関検出を行う。
【００４３】
しかし、参照信号として使用するのは、補正及び復変調及び逆フーリエ変換後の有効シンボルのみである。したがって、この参照信号用の有効シンボルのタイミングを時間的にずらしながら相関検出を行っても、受信信号のＧＩについて相関検出できない。そこで、相関検出回路１２は、参照信号用の有効シンボルを１サンプルタイミングずらす毎に、そのずらした分だけ、すなわち、有効シンボルの最後尾の１サンプル分のデータを有効シンボルの先頭部分に追加して、次の参照信号とする。
【００４４】
例えば、図５の参照信号１をＸａサンプル分ずらして参照信号２とする場合、有効シンボルの最後尾のＸａサンプル分のデータ１０１を有効シンボルの先頭部分に追加する。同様に、参照信号３は、参照信号１からずらした分のデータ１０２が有効シンボルの先頭部分に追加される。参照信号４は、参照信号１からずらした分のデータ１０３が有効シンボルの先頭部分に追加される。
【００４５】
これにより、同一の相関検出範囲において、ＧＩと有効シンボルからなる受信信号に対応した参照信号を作成することができ、相関検出を問題なく行うことができる。また、有効シンボルのみを用いた相関検出の場合、変調方式の選択次第では、各マルチパス間の相関値が０となるため、伝送路特性の推定精度を向上させることが可能となる。
【００４６】
次に、第３の実施形態を説明する。図６は、本発明の第３の実施形態による伝送路特性推定装置を適用した無線復調装置の構成を示すブロック図である。この図６において図４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６に示す実施形態では、フーリエ変換器１４の後段に平均化部３０を備える。この平均化部３０は、フーリエ変換器１４から入力される伝送路特性データＡについて、過去の所定回分を平均し、この平均値を等化器６へ出力する。この実施形態によれば、復調器８で発生した復調誤りが伝送路特性の推定結果に与える影響を軽減することができる。
【００４７】
次に、第４の実施形態を説明する。図７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適用した無線復調装置の構成を示すブロック図である。この図７に示す実施形態では、復調器８の後段に誤り訂正部３２を備える。この誤り訂正部３２は、復調後のデータについて、その誤り訂正符号に基づきデータ誤りを訂正する。これにより、相関検出回路１２には誤り訂正後に変調及び逆フーリエ変換されたデータが入力され、相関検出されるので、相関値の精度が向上し、この結果、伝送路特性の推定精度が向上する。
【００４８】
次に、第５の実施形態を説明する。図８は、本発明の第５の実施形態による無線復調装置の構成を示すブロック図である。この無線復調装置には、上記４の伝送路特性推定装置を適用しているが、図６あるいは図７の伝送路特性推定装置についても同様に適用可能である。
図８に示す実施形態では、等化器６の前段にスイッチＳＷ３を備える。スイッチＳＷ３の一つの端子１０１はフーリエ変換器４に接続される。もう一方の端子１０２には遅延回路３４の出力が接続される。また、復調器８の後段にスイッチＳＷ４を備える。スイッチＳＷ４の一つの端子２０１は変調器２０に接続される。もう一方の端子２０２は無線復調装置の出力端子となる。これらスイッチＳＷ３，ＳＷ４は、無線復調装置の出力データを生成するときに、それぞれ端子１０２，２０２側に切り替わる。
【００４９】
遅延回路３４の入力は、フーリエ変換器４に接続される。遅延回路３４は、受信したユーザデータシンボルを、このユーザデータシンボルを元に算出された第２の伝送路特性データＡ−２が等化器６へ入力されるタイミングに合わせて出力するように、遅延させる。この時、スイッチＳＷ３は端子１０１から端子１０２へ、スイッチＳＷ４は端子２０１から端子２０２へ、それぞれ切り替わる。これにより、この時に等化器６で補正されたデータは復調後、無線復調装置の出力データとして出力される。この出力データは、当該データ受信時の伝送特性に基づいて補正されているので、非常に精度よく復調されたものとなる。
【００５０】
なお、上記第２〜第５の実施形態において、逆フーリエ変換器２２は、変調器２０により再変調された周波数領域信号のうち、等間隔に配置された周波数成分のみを用いて逆フーリエ変換してもよい。例えば、偶数番目の周波数成分のみを使用する。そして、相関検出回路１２は、その逆フーリエ変換後の信号を参照信号として使用する。
【００５１】
次に、図９〜図１１を参照して、伝送路特性データを算出するために、フーリエ変換器１４がフーリエ変換に使用する範囲の選択方法を説明する。図９〜図１１は、フーリエ変換器１４のフーリエ変換に使用する範囲の第１〜第３の選択方法を説明するための図である。これら図９〜図１１には、相関検出回路１２が相関検出範囲において検出した相関値（遅延プロファイル）の一例が示されている。縦軸は受信電力の振幅を示し、横軸は時間を示す。波形Ｗ０は基本波の相関値に基づく受信電力を示す。波形Ｗ１〜Ｗ３は各遅延波の相関値に基づく受信電力を示す。
【００５２】
図９に示す選択方法は、相関検出範囲全体をフーリエ変換に使用する範囲Ｆ１に選択する。これにより、フーリエ変換器１４は、相関検出範囲において検出された相関値全てを用いてフーリエ変換し、伝送路特性データを算出する。なお、フーリエ変換のポイント数は、有効シンボルのサンプル数と一致するように０を外挿する。
【００５３】
図１０に示す選択方法は、相関検出範囲のうち、所定の割合以上の受信電力が存在する範囲をフーリエ変換に使用する範囲Ｆ２に選択する。これにより、フーリエ変換器１４は、該範囲Ｆ２において検出された相関値のみを用いてフーリエ変換し、伝送路特性データを算出する。これにより、ノイズ成分が除去され、有意な相関値のみを用いてフーリエ変換し、伝送路特性データを算出することができるので、伝送路特性の推定精度が向上する。この結果、復調されたデータのＢＥＲ（ＢｉｔＥｒｒｏｒＲａｔｅ）特性が良くなる。
【００５４】
図１１に示す選択方法では、先ず、相関検出範囲において、所定の閾値以上の受信電力の相関値を検出し、閾値以下の相関値は０に置き換える。そして、その検出した相関値を含む時間範囲をフーリエ変換に使用する範囲に選択する。図１１の例では、基本波Ｗ０，遅延波Ｗ１〜Ｗ３の各相関値が検出される。そして、それらの相関値を含む各時間範囲が、フーリエ変換に使用する範囲Ｆ３ａ〜Ｆ３ｄに選択される。これにより、フーリエ変換器１４は、それら範囲Ｆ３ａ〜Ｆ３ｄに含まれる基本波Ｗ０，遅延波Ｗ１〜Ｗ３の各相関値のみを用いてフーリエ変換し、伝送路特性データを算出する。これにより、フーリエ変換に使用される相関値の確度がさらに向上するので、伝送路特性の推定精度をさらに向上させることができる。
【００５５】
なお、図１１に示す選択方法において、所定の閾値以上の受信電力の相関値の時間範囲を抽出し、抽出した時間範囲のうち、所定の割合以上の受信電力が存在する範囲のみをフーリエ変換に使用する範囲に選択するようにしてもよい。
【００５６】
なお、上述した実施形態においては、フーリエ変換器４と等化器６が、受信信号を周波数領域で補正する等化手段に対応する。
【００５７】
なお、上述した実施形態では、ＯＦＤＭ方式を用いる無線システムに適用したが、他の多重方式にも同様に適用することができる。例えば、ＳＣ−ＦＤＥ（ＳｉｎｇｌｅＣａｒｒｉｅｒ−ＦｒｅｑｕｅｎｃｙＤｏｍａｉｎＥｑｕａｌｉｚａｔｉｏｎ）方式を用いる無線システムに適用することも可能である。
【００５８】
また、図２，図４，図６〜図８においてそれぞれ各部が行う処理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及び無線復調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、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（ＲＡＭ）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。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ＯＦＤＭ方式等を用いる無線システムの受信信号と参照信号を時間領域で相関検出し、相関値をフーリエ変換して伝送路特性データを算出することにより、伝送路特性の推定精度の向上を図ることができる。
【００６２】
また、請求項３に記載の発明によれば、プリアンブル部分の受信信号に基づいて伝送路等化の基準となる第１の伝送路特性データが算出され、次いで、この第１の伝送路特性データを元に、最初の伝送単位のユーザデータ（ユーザデータシンボル）に基づいて第２の伝送路特性データが算出され、これ以降は、直前の第２の伝送路特性データを元に各伝送単位のユーザデータ毎に順次、次の第２の伝送路特性データが算出される。
【００６３】
これにより、第２の伝送路特性データは、伝送単位のユーザデータ（ユーザデータシンボル）の受信毎に更新されるので、伝送路特性の時間変動に追従するものとして得ることができる。さらに、ユーザデータを用いることによって時間変動に追従させるので、伝送効率は低下せず、ＯＦＤＭ方式等を用いる無線システムにおける伝送路特性を時間変動に追従して精度よく推定することができ、且つ、伝送効率の低下を生じさせることがないという効果が得られる。この結果、復調時の誤り率の低下、及び、サブキャリア毎の受信特性の高精度な推定が可能となる。
【００６４】
請求項４に記載の発明によれば、復調時に発生した復調誤りが伝送路特性の推定結果に与える影響を軽減することができる。
【００６５】
請求項５に記載の発明によれば、誤り訂正後に変調されたデータに基づいて伝送路特性データが算出されるので、伝送路特性の推定精度が向上する。
【００６６】
請求項６に記載の発明によれば、有意な相関値のみを用いてフーリエ変換し、伝送路特性データを算出することができるので、伝送路特性の推定精度が向上する。この結果、復調されたデータのＢＥＲ（ＢｉｔＥｒｒｏｒＲａｔｅ）特性が良くなる。
【００６７】
請求項９に記載の発明によれば、無線復調装置の出力データ（復調後のデータ）が当該データ受信時の伝送特性に基づいて補正されるので、非常に精度よく復調されたものとなり、無線復調装置の性能が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＯＦＤＭ方式による無線システムの伝送フレームの一構成例を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態による伝送路特性推定装置を適用した無線復調装置の構成を示すブロック図である。
【図３】相関検出回路１２が行う相関検出の概念図である。
【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を適用した無線復調装置の構成を示すブロック図である。
【図５】ユーザデータシンボルについて相関検出する際に参照信号を作成する方法を説明するための概念図である。
【図６】本発明の第３の実施形態による伝送路特性推定装置を適用した無線復調装置の構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の第４の実施形態による伝送路特性推定装置を適用した無線復調装置の構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の第５の実施形態による無線復調装置の構成を示すブロック図である。
【図９】フーリエ変換器１４のフーリエ変換に使用する範囲の第１の選択方法を説明するための図である。
【図１０】フーリエ変換器１４のフーリエ変換に使用する範囲の第２の選択方法を説明するための図である。
【図１１】フーリエ変換器１４のフーリエ変換に使用する範囲の第３の選択方法を説明するための図である。
【符号の説明】
２…アンテナ受信部、３…ＧＩ除去部、４，１４…フーリエ変換器、６…等化器、８…復調器、１０…プリアンブル時間波形データ記憶部、１２…相関検出回路、１６，３４…遅延回路、２０…変調器、２２…逆フーリエ変換器、３０…平均化部、３２…誤り訂正部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a transmission path characteristic estimating apparatus, a transmission path characteristic estimating method, a wireless demodulation apparatus, and a transmission path characteristic estimating apparatus applied to a wireless system using an orthogonal frequency division multiplex (OFDM) system or the like. The present invention relates to a computer program to be realized using a computer.
[0002]
[Prior art]
The OFDM system is used for wireless LAN, terrestrial digital broadcasting, and the like, and is one of the promising wireless transmission system candidates in mobile communication systems. In the OFDM scheme, a different modulation scheme can be selected for each subcarrier, so that the modulation scheme can be adaptively changed according to the reception power characteristics. For example, a multi-level modulation scheme is selected for subcarriers having excellent reception power characteristics, while a predetermined modulation scheme having good demodulation characteristics is selected for subcarriers having poor reception power characteristics. In this case, when the multi-level modulation scheme is applied, synchronous detection is performed at the time of reception. To perform this with high accuracy, it is necessary to estimate transmission path characteristics and perform transmission path equalization on the received signal.
In addition, when the OFDM scheme is applied to a mobile communication system, it is required to follow and estimate a channel characteristic that fluctuates at high speed with time.
[0003]
A conventional transmission path characteristic estimating apparatus estimates transmission path characteristics based on a predetermined pilot signal stored in a preamble portion in a received transmission frame (for example, see Non-Patent Document 1). In addition, a predetermined pilot signal is arranged for every several subcarriers in a user data storage portion in a transmission frame, and a transmission path characteristic is estimated based on each of the pilot signals. Some follow the time variation of
[0004]
[Non-patent document 1]
Yuping Zhao, et al., “A Novell Channel Estimation System for Diagnostics for Mobile Communication Systems for Communication Systems, Bayes-on-Pilot Signals and Transform Domains and Transform-Domain Processing) ", I.E.V.V. '97 (Proc. IEEE VTC'97), 1997, p. 2089-2093
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional transmission path characteristic estimating apparatus, a plurality of pilot signals are arranged in a user data storage portion in a transmission frame in order to follow a time variation of the transmission path characteristic, so that transmission efficiency is reduced. There is. In particular, it is necessary to increase the arrangement density of pilot signals in order to follow with high accuracy, and it is practically difficult to require a certain accuracy or higher.
[0006]
The present invention has been made in view of such circumstances, and has as its object to provide a transmission path characteristic estimating apparatus and a transmission path characteristic capable of improving the estimation accuracy of transmission path characteristics in a wireless system using an OFDM scheme or the like. It is to provide a method for estimating characteristics.
[0007]
Further, the present invention provides a transmission path characteristic estimating apparatus and a transmission path characteristic estimating method capable of accurately estimating transmission path characteristics following a time variation without causing a reduction in transmission efficiency. It is in.
[0008]
Another object of the present invention is to provide a wireless demodulation device to which the transmission path characteristic estimation device is applied.
[0009]
Another object of the present invention is to provide a computer program for realizing the transmission path characteristic estimating apparatus using a computer.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, the transmission path characteristic estimating apparatus according to claim 1 transmits a transmission data in a wireless system in which pilot data stored in a preamble part and user data of a transmission unit following the preamble part are transmitted. A road characteristic estimating device, wherein storage means for preliminarily storing time waveform data generated based on known pilot data, and when a received signal of a preamble portion is input, the time waveform data in the storage means is referred to as a reference signal. And a Fourier transformer for Fourier transforming the correlation value output from the correlation detecting means to calculate transmission path characteristic data used for transmission path equalization. And
[0011]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a wireless demodulation apparatus for correcting a received signal in a frequency domain based on the transmission path characteristic estimating apparatus according to the first aspect and transmission path characteristic data calculated by the transmission path characteristic estimating apparatus. And a demodulating means for demodulating the received signal after the correction.
[0012]
4. The transmission path characteristic estimating apparatus according to claim 3, wherein the pilot data stored in a preamble part and the user data of a transmission unit following the preamble part are transmitted in a wireless system. Equalizing means for correcting a received signal in the frequency domain based on transmission path characteristic data for performing channel equalization, demodulating means for demodulating the corrected received signal, and modulating means for modulating the demodulated data And an inverse Fourier transformer for performing an inverse Fourier transform on the data after the modulation, storage means for previously storing the time waveform data created based on the known pilot data, and when a reception signal of the preamble portion is input, Correlation detection is performed using the time waveform data in the storage means as a reference signal. Correlation detection means for performing correlation detection using the user data of the transmission unit after the inverse Fourier transform corresponding to the user data as a reference signal, and performing Fourier transform on the correlation value output from the correlation detection means to obtain the transmission path characteristic data. And a Fourier transformer for calculating.
[0013]
The transmission path characteristic estimating apparatus according to claim 4, further comprising an averaging unit that averages transmission path characteristic data for a predetermined number of past times calculated by the Fourier transformer and outputs the averaged transmission path characteristic data to the equalization unit. Features.
[0014]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the transmission path characteristic estimating apparatus, further comprising an error correction unit for correcting the demodulated data.
[0015]
According to a sixth aspect of the present invention, in the transmission path characteristic estimating apparatus, the Fourier transformer selects a range to be used for Fourier transform based on a magnitude of received power based on the correlation value.
[0016]
8. The transmission path characteristic estimating apparatus according to claim 7, wherein the inverse Fourier transform is performed using only frequency components arranged at equal intervals in the remodulated frequency domain signal, and the signal after the inverse Fourier transform is performed. Is used as the reference signal.
[0017]
An eighth aspect of the present invention provides a wireless demodulation apparatus including the transmission path characteristic estimating apparatus according to any one of the third to seventh aspects, and uses data demodulated by the transmission path characteristic estimating apparatus for output. It is characterized by the following.
[0018]
In the wireless demodulation device according to the ninth aspect, the received user data is transmitted to the equalizer in accordance with a timing at which the transmission path characteristic data calculated based on the user data is input to the equalizer. It is characterized by comprising adjusting means for inputting.
[0019]
The transmission path characteristic estimating method according to claim 10, wherein the pilot data stored in the preamble part and the user data of the transmission unit following the preamble part are transmitted in a wireless system, wherein the preamble is transmitted. When the received signal of the part is input, a process of performing correlation detection using the time waveform data created based on the known pilot data as a reference signal, and performing a Fourier transform on the correlation value based on the correlation detection, and performing transmission path equalization. Calculating the transmission path characteristic data to be used.
[0020]
12. The transmission path characteristic estimation method according to claim 11, wherein the pilot data stored in a preamble part and the user data of a transmission unit following the preamble part are transmitted in a wireless system. Correcting the received signal in the frequency domain based on transmission path characteristic data for performing channel equalization, demodulating the corrected received signal, modulating the demodulated data, and modulating the demodulated data. A step of performing an inverse Fourier transform of the subsequent data, a step of receiving a received signal of a preamble portion, and detecting a correlation using a time waveform data created based on known pilot data as a reference signal, and a step of detecting a correlation based on the correlation detection. The step of calculating the transmission path characteristic data by Fourier transforming the values, and the step of receiving the user data of the received transmission unit, A step of performing correlation detection using the user data of the transmission unit after the inverse Fourier transform corresponding to the user data of the transmission unit as a reference signal, and a step of performing the Fourier transform on the correlation value based on the correlation detection to calculate the transmission path characteristic data And is characterized by including.
[0021]
13. The computer program according to claim 12, wherein the computer program performs a transmission path characteristic estimation process in a wireless system in which pilot data stored in a preamble portion and user data of a transmission unit following the preamble portion are transmitted. When the received signal of the preamble portion is input, a process of detecting a correlation using the time waveform data created based on the known pilot data as a reference signal, and performing a Fourier transform on the correlation value obtained by the correlation detection, It is characterized by causing a computer to execute processing for calculating transmission line characteristic data used for equalization.
As a result, the above-described transmission path characteristic estimating apparatus can be realized using a computer.
[0022]
The computer program according to claim 13, which is a computer program for performing transmission path characteristic estimation processing in a wireless system to which pilot data stored in a preamble part and user data of a transmission unit following the preamble part are transmitted. A process of correcting a received signal in the frequency domain based on transmission channel characteristic data for performing transmission channel equalization, a process of demodulating the corrected received signal, and a process of modulating the demodulated data. A process of performing an inverse Fourier transform of the modulated data, a process of receiving a preamble portion received signal, detecting a time waveform data created based on known pilot data as a reference signal, and performing a correlation detection. Fourier transforming the correlation value by the detection to calculate the transmission path characteristic data; When the user data of the unit is input, a process of performing correlation detection using the user data of the transmission unit after the inverse Fourier transform corresponding to the user data of the transmission unit as a reference signal, and performing a Fourier transform on the correlation value by the correlation detection. The computer is configured to execute the process of calculating the transmission path characteristic data.
As a result, the above-described transmission path characteristic estimating apparatus can be realized using a computer.
[0023]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, a wireless system using the OFDM scheme will be described as an example.
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a transmission frame of a wireless system based on the OFDM scheme. In FIG. 1, one frame is composed of a preamble part located at the head and a user data storage part following the preamble part. The preamble portion stores pilot data for one symbol (one transmission unit). The user data storage section stores N user data symbols from data 1 to data N (user data in transmission units), and stores a guard interval (GI) for each symbol. The guard interval is obtained by copying the data of M samples after the immediately following user data symbol. The time corresponding to the M samples, that is, the guard interval time indicates the maximum allowable delay time during transmission. The maximum allowable delay time is predetermined in the wireless system, and is set in each of the transmitting device and the receiving device.
Each user data symbol includes a user data body and its error correction code.
[0024]
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a wireless demodulation device to which the transmission path characteristic estimation device according to the first embodiment of the present invention is applied. In FIG. 2, the antenna receiving unit 2 includes an antenna, an analog-to-digital converter, and a quadrature demodulation unit, and digitizes a transmission signal received by the antenna and quadrature demodulates the signal to output as a reception signal.
[0025]
The switch SW1 opens and closes the connection between the antenna receiving unit 2 and the GI removing unit 3. The switch SW1 is open when the reception signal of the preamble portion of the transmission frame (see FIG. 1) received by the antenna reception unit 2 is output from the antenna reception unit 2, and the reception signal of the user data storage portion is output. Sometimes closed.
The GI remover 3 removes a guard interval from the received signal output from the antenna receiver 2 and outputs the signal. The Fourier transformer 4 performs a discrete Fourier transform (hereinafter, simply referred to as a Fourier transform) on the received signal after the guard interval removal input from the GI remover 3.
[0026]
The equalizer 6 corrects the Fourier-transformed received signal output from the Fourier transformer 4 based on the transmission path characteristic data A input from the Fourier transformer 14. The transmission path characteristic data is data for performing transmission path equalization on a received signal. The demodulator 8 demodulates the received signal corrected by the equalizer 6. The demodulated data is output from the wireless demodulator.
[0027]
The preamble time waveform data storage unit 10 previously stores time waveform data created on the transmission side based on known pilot data stored in a preamble portion. This time waveform data is in the same time domain as the received signal output from the antenna receiver 2.
[0028]
The reception signal output from the antenna receiving unit 2 is input to the correlation detection circuit 12. When the reception signal of the preamble portion is input, the correlation detection circuit 12 performs correlation detection between the time waveform data stored in the preamble time waveform data storage unit 10 at each sample timing and detects a correlation value. I do. This correlation value is output to the Fourier transformer 14.
[0029]
The Fourier transformer 14 performs a Fourier transform on the input correlation value, and outputs the data after the Fourier transform to the equalizer 6 as transmission path characteristic data A. The transmission path characteristic data A is calculated based on the received signal of the preamble portion. Thus, the equalizer 6 corrects the N user data symbols input during the period in which the switch SW1 is closed, using the transmission path characteristic data A obtained from the preamble portion in the same frame.
[0030]
FIG. 3 is a conceptual diagram of the correlation detection performed by the correlation detection circuit 12. As shown in FIG. 3, the received wave is a combination of a plurality of multipath waves. Here, the multipath wave that arrives first is called a fundamental wave, and the multipath wave that arrives after the fundamental wave is called a delayed wave.
The correlation detection circuit 12 performs correlation detection while shifting the timing of the reference signal in time in the correlation detection range. In this correlation detection, when the timing of the reference signal matches the timing of the multipath wave, a correlation value proportional to the complex amplitude of the multipath wave is obtained. This correlation value includes the amplitude component and the phase component of the multipath wave. Then, the correlation values obtained in the correlation detection range constitute a delay profile.
[0031]
In the first embodiment, the correlation detection circuit 12 uses the time waveform data of the preamble part as the reference signal, and acquires the delay profile of the preamble part of the received signal. Then, the delay profile is Fourier-transformed by the Fourier transformer 14 to calculate transmission line characteristic data based on the received signal in the preamble portion.
As described above, the correlation between the received signal and the reference signal of the wireless system using the OFDM method is detected in the time domain, and the correlation value is Fourier-transformed to calculate the transmission line characteristic data, thereby improving the estimation accuracy of the transmission line characteristic. .
[0032]
Next, a second embodiment will be described. FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of a wireless demodulation device to which the transmission path characteristic estimation device according to the second embodiment of the present invention is applied. In FIG. 4, parts corresponding to the respective parts in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. In the embodiment shown in FIG. 4, a delay circuit 16 is provided between the antenna receiving unit 2 and the correlation detection circuit 12. Further, a modulator 20 for modulating the output data of the demodulator 8 and an inverse Fourier transformer 22 for performing an inverse Fourier transform on the output data of the modulator 20 are provided. Further, a switch SW2 is provided for switching between input data to the correlation detection circuit 12 and the time waveform data stored in the preamble time waveform data storage unit 10 or the output data of the inverse Fourier transformer 22.
[0033]
The operation of the wireless demodulator shown in FIG. 4 will be described.
The switch SW1 is open when the reception signal of the preamble portion of the transmission frame (see FIG. 1) received by the antenna reception unit 2 is output from the antenna reception unit 2, and the reception signal of the user data storage unit is transmitted by the antenna reception unit. Closed when output from 2.
First, the switch SW1 is opened, and the reception signal of the preamble portion is input from the antenna reception unit 2 to the correlation detection circuit 12 via the delay circuit 16. At this timing, the switch SW2 connects the correlation detection circuit 12 and the preamble time waveform data storage unit 10.
[0034]
Next, as in the first embodiment, when the received signal of the preamble portion is input, the correlation detection circuit 12 samples between the preamble portion and the time waveform data stored in the preamble time waveform data storage section 10. Correlation detection is performed at each timing. Then, the detected correlation value is output to the Fourier transformer 14. The Fourier transformer 14 performs a Fourier transform on the input correlation value, and outputs the data after the Fourier transform to the equalizer 6 as first transmission path characteristic data A-1.
[0035]
Next, the switch SW1 is closed, and the data 1 as the first user data symbol of the user data storage portion of the received transmission frame is input to the Fourier transformer 4. The Fourier transformer 4 performs a Fourier transform on the input data 1 and outputs it to the equalizer 6.
[0036]
Next, the equalizer 6 corrects the data 1 based on the first transmission path characteristic data A-1 input from the Fourier transformer 14. The data 1 after the correction is demodulated by the demodulator 8 and then input to the modulator 20. The demodulated data is output as output data of the wireless demodulator.
[0037]
Next, the modulator 20 modulates the demodulated data 1 and outputs it. Then, the inverse Fourier transformer 22 performs an inverse Fourier transform on the output data of the modulator 20 and outputs the result. At the time of this output, the switch SW2 connects the correlation detection circuit 12 and the inverse Fourier transformer 22. The switch SW2 connects the correlation detection circuit 12 and the inverse Fourier transformer 22 until the reception signal of the preamble portion of the next received transmission frame is output from the delay circuit 16.
[0038]
When the data 1 after the correction, the demodulation and the inverse Fourier transform are input from the inverse Fourier transformer 22 to the inverse Fourier transformer 22, the data 1 which has been delayed by the delay circuit 16 so as to match the input timing, is received as it is. Data 1 is input to the correlation detection circuit 12. Next, the correlation detection circuit 12 performs correlation detection at every sample timing with the data 1 as received, using the data 1 after the correction, the demodulation and the inverse Fourier transform as a reference signal. Then, the detected correlation value is output to the Fourier transformer 14. The Fourier transformer 14 performs a Fourier transform on the input correlation value, and outputs the data after the Fourier transform to the equalizer 6 as the second transmission line characteristic data A-2.
[0039]
Next, the equalizer 6 corrects the received data 2 based on the second transmission path characteristic data A-2. The data 2 after this correction is demodulated by the demodulator 8 and then input to the modulator 20 and output from the wireless demodulator. Thereafter, this process is repeated up to data N which is the last user data symbol of the received transmission frame.
[0040]
As described above, according to the second embodiment, first, first transmission path characteristic data serving as a reference for transmission path equalization is calculated using a reception signal of a preamble portion in a transmission frame. Next, based on the first transmission path characteristic data, second transmission path characteristic data is calculated using the first user data symbol in the transmission frame. Thereafter, the next second transmission path characteristic data is sequentially calculated for each user data symbol based on the immediately preceding second transmission path characteristic data.
[0041]
As a result, the second transmission path characteristic data is updated each time a user data symbol is received, so that the second transmission path characteristic data follows the time variation of the transmission path characteristic. Further, since the time variation is tracked by using the user data, the transmission efficiency does not decrease. Further, similarly to the first embodiment, the correlation between the received signal and the reference signal is detected in the time domain, and the correlation value is Fourier-transformed to calculate the transmission path characteristic data, thereby improving the estimation accuracy of the transmission path characteristic. .
[0042]
FIG. 5 is a conceptual diagram for explaining a method of creating a reference signal when performing correlation detection on a user data symbol, which aims at increasing the accuracy of correlation detection as compared with the case of FIG. .
As described with reference to FIG. 3, the received wave is composed of a plurality of multipath waves. Therefore, as shown in FIG. 5, a plurality of reception waves corresponding to each multipath wave are included in the signal output from the antenna receiving unit 2. Signal is included. Then, the received signal of the user data storage portion continuously includes the GI and the user data symbols (effective symbols in FIG. 5) corresponding to the GI. However, in the method shown in FIG. 3, since the correlation detection is performed over other symbols, noise is generated in the correlation value. Therefore, correlation detection is performed using only the time signal of the effective symbol portion of the fundamental wave which is not affected by other symbol components.
[0043]
However, only the effective symbol after the correction and the demodulation and the inverse Fourier transform is used as the reference signal. Therefore, even if the correlation is detected while the timing of the effective symbol for the reference signal is temporally shifted, the correlation cannot be detected for the GI of the received signal. Therefore, every time the effective symbol for the reference signal is shifted by one sample timing, the correlation detection circuit 12 adds the shifted data, that is, the data of one sample at the end of the effective symbol to the head of the effective symbol. And the next reference signal.
[0044]
For example, when the reference signal 1 in FIG. 5 is shifted by Xa samples into the reference signal 2, the data 101 of the last Xa sample of the effective symbol is added to the head of the effective symbol. Similarly, for reference signal 3, data 102 shifted from reference signal 1 is added to the head of the effective symbol. In the reference signal 4, data 103 shifted from the reference signal 1 is added to the head of the effective symbol.
[0045]
Thus, a reference signal corresponding to a received signal including a GI and an effective symbol can be created in the same correlation detection range, and correlation detection can be performed without any problem. Also, in the case of correlation detection using only effective symbols, the correlation value between each multipath becomes 0 depending on the selection of the modulation scheme, so that it is possible to improve the estimation accuracy of the transmission path characteristics.
[0046]
Next, a third embodiment will be described. FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of a wireless demodulation device to which a transmission path characteristic estimation device according to a third embodiment of the present invention is applied. 6, parts corresponding to the respective parts in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. In the embodiment shown in FIG. 6, an averaging unit 30 is provided after the Fourier transformer 14. The averaging unit 30 averages a predetermined number of past times of the transmission path characteristic data A input from the Fourier transformer 14, and outputs the average value to the equalizer 6. According to this embodiment, it is possible to reduce the influence of the demodulation error generated by the demodulator 8 on the estimation result of the transmission path characteristics.
[0047]
Next, a fourth embodiment will be described. FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration of a wireless demodulation device to which a transmission path characteristic estimation device according to a fourth embodiment of the present invention is applied. In the embodiment shown in FIG. 7, an error correction unit 32 is provided after the demodulator 8. The error correction unit 32 corrects a data error of the demodulated data based on the error correction code. As a result, the data subjected to the modulation and the inverse Fourier transform after the error correction is input to the correlation detection circuit 12 and the correlation is detected, so that the accuracy of the correlation value is improved, and as a result, the estimation accuracy of the transmission path characteristics is improved. .
[0048]
Next, a fifth embodiment will be described. FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of the wireless demodulation device according to the fifth embodiment of the present invention. Although the above-described transmission path characteristic estimating apparatus of 4 is applied to this radio demodulation apparatus, the same can be applied to the transmission path characteristic estimating apparatus of FIG. 6 or 7.
In the embodiment shown in FIG. 8, a switch SW3 is provided in a stage preceding the equalizer 6. One terminal 101 of the switch SW3 is connected to the Fourier transformer 4. The output of the delay circuit 34 is connected to the other terminal 102. A switch SW4 is provided downstream of the demodulator 8. One terminal 201 of the switch SW4 is connected to the modulator 20. The other terminal 202 is an output terminal of the wireless demodulator. These switches SW3 and SW4 are switched to terminals 102 and 202, respectively, when generating output data of the wireless demodulator.
[0049]
The input of the delay circuit 34 is connected to the Fourier transformer 4. The delay circuit 34 outputs the received user data symbol in accordance with the timing at which the second transmission path characteristic data A-2 calculated based on the user data symbol is input to the equalizer 6. Delay. At this time, the switch SW3 switches from the terminal 101 to the terminal 102, and the switch SW4 switches from the terminal 201 to the terminal 202. As a result, the data corrected by the equalizer 6 at this time is output as output data of the wireless demodulator after demodulation. Since the output data is corrected based on the transmission characteristics at the time of receiving the data, the output data is demodulated with very high accuracy.
[0050]
In the second to fifth embodiments, the inverse Fourier transformer 22 performs an inverse Fourier transform using only frequency components arranged at equal intervals in the frequency domain signal remodulated by the modulator 20. You may. For example, only the even-numbered frequency components are used. Then, the correlation detection circuit 12 uses the signal after the inverse Fourier transform as a reference signal.
[0051]
Next, a method of selecting a range used by the Fourier transformer 14 for Fourier transform to calculate the transmission path characteristic data will be described with reference to FIGS. 9 to 11 are diagrams for explaining first to third selection methods of a range used for Fourier transform by the Fourier transformer 14. 9 to 11 show examples of correlation values (delay profiles) detected by the correlation detection circuit 12 in the correlation detection range. The vertical axis indicates the amplitude of the received power, and the horizontal axis indicates time. The waveform W0 indicates the received power based on the correlation value of the fundamental wave. Waveforms W1 to W3 indicate received power based on the correlation value of each delayed wave.
[0052]
The selection method shown in FIG. 9 selects the entire correlation detection range as a range F1 used for Fourier transform. Thus, the Fourier transformer 14 performs Fourier transform using all the correlation values detected in the correlation detection range, and calculates transmission path characteristic data. Note that the number of points in the Fourier transform is extrapolated with 0 so as to match the number of samples of the effective symbol.
[0053]
The selection method illustrated in FIG. 10 selects a range in which the reception power equal to or more than a predetermined ratio exists in the correlation detection range as a range F2 used for Fourier transform. Thus, the Fourier transformer 14 performs Fourier transform using only the correlation values detected in the range F2, and calculates transmission path characteristic data. Thereby, the noise component is removed, and the Fourier transform can be performed using only the significant correlation value to calculate the transmission path characteristic data. Therefore, the estimation accuracy of the transmission path characteristic is improved. As a result, the BER (Bit Error Rate) characteristics of the demodulated data are improved.
[0054]
In the selection method shown in FIG. 11, first, a correlation value of received power equal to or higher than a predetermined threshold is detected in the correlation detection range, and a correlation value equal to or lower than the threshold is replaced with 0. Then, a time range including the detected correlation value is selected as a range used for Fourier transform. In the example of FIG. 11, the correlation values of the fundamental wave W0 and the delayed waves W1 to W3 are detected. Then, each time range including those correlation values is selected as a range F3a to F3d used for Fourier transform. Thus, the Fourier transformer 14 performs Fourier transform using only the correlation values of the fundamental wave W0 and the delayed waves W1 to W3 included in the ranges F3a to F3d, and calculates transmission path characteristic data. As a result, the accuracy of the correlation value used for the Fourier transform is further improved, so that the estimation accuracy of the transmission path characteristics can be further improved.
[0055]
Note that, in the selection method shown in FIG. 11, a time range of the correlation value of the received power equal to or greater than the predetermined threshold is extracted, and only the range in which the received power equal to or greater than the predetermined ratio exists in the extracted time range is subjected to Fourier transform. You may make it select in the range used.
[0056]
In the above-described embodiment, the Fourier transformer 4 and the equalizer 6 correspond to an equalizing unit that corrects a received signal in a frequency domain.
[0057]
In the above-described embodiment, the present invention is applied to a wireless system using the OFDM method, but can be similarly applied to other multiplexing methods. For example, the present invention can be applied to a wireless system using an SC-FDE (Single Carrier-Frequency Domain Equalization) scheme.
[0058]
In addition, a program for realizing the processing performed by each unit in FIGS. 2, 4 and 6 to 8 is recorded on a computer-readable recording medium, and the program recorded on this recording medium is read into a computer system. The transmission path characteristic estimation processing and the wireless demodulation processing may be performed by executing the processing. Here, the “computer system” may include an OS and hardware such as peripheral devices.
The “computer system” also includes a homepage providing environment (or a display environment) if a WWW system is used.
The “computer-readable recording medium” refers to a portable medium such as a flexible disk, a magneto-optical disk, a ROM, and a CD-ROM, and a storage device such as a hard disk built in a computer system.
[0059]
Further, the “computer-readable recording medium” refers to a volatile memory (RAM) inside a computer system serving as a server or a client when a program is transmitted through a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. In addition, programs that hold programs for a certain period of time are also included.
Further, the above 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.
Further, 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]
As described above, the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to the embodiments, and includes a design change or the like without departing from the gist of the present invention.
[0061]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, correlation between a received signal and a reference signal of a wireless system using the OFDM method or the like is detected in the time domain, and Fourier transform is performed on the correlation value to calculate transmission line characteristic data. The accuracy of estimating the transmission path characteristics can be improved.
[0062]
According to the third aspect of the present invention, first transmission path characteristic data serving as a reference for transmission path equalization is calculated based on the received signal of the preamble portion, and then the first transmission path characteristic data is calculated. , Second transmission path characteristic data is calculated based on the user data (user data symbol) of the first transmission unit, and thereafter, each transmission unit is calculated based on the immediately preceding second transmission path characteristic data. The next second transmission path characteristic data is sequentially calculated for each user data.
[0063]
Thus, the second transmission path characteristic data is updated every time user data (user data symbol) of a transmission unit is received, and thus can be obtained as following the time fluctuation of the transmission path characteristic. Furthermore, since the time variation is followed by using the user data, the transmission efficiency is not reduced, and the transmission path characteristics in the wireless system using the OFDM method or the like can be accurately estimated by following the time variation, and The effect that the transmission efficiency is not reduced is obtained. As a result, it is possible to reduce the error rate at the time of demodulation and to estimate the reception characteristics of each subcarrier with high accuracy.
[0064]
According to the fourth aspect of the present invention, it is possible to reduce the influence of the demodulation error generated at the time of demodulation on the estimation result of the channel characteristics.
[0065]
According to the fifth aspect of the present invention, since the transmission path characteristic data is calculated based on the data modulated after the error correction, the estimation accuracy of the transmission path characteristic is improved.
[0066]
According to the sixth aspect of the present invention, since the Fourier transform can be performed using only the significant correlation value to calculate the transmission path characteristic data, the estimation accuracy of the transmission path characteristic is improved. As a result, the BER (Bit Error Rate) characteristics of the demodulated data are improved.
[0067]
According to the ninth aspect, the output data (data after demodulation) of the wireless demodulation device is corrected based on the transmission characteristics at the time of receiving the data. The performance of the demodulator is improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a transmission frame of a wireless system based on the OFDM scheme.
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a wireless demodulation device to which the transmission path characteristic estimation device according to the first embodiment of the present invention is applied.
FIG. 3 is a conceptual diagram of correlation detection performed by a correlation detection circuit 12;
FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of a wireless demodulation device to which a transmission line characteristic estimation device according to a second embodiment of the present invention is applied.
FIG. 5 is a conceptual diagram for explaining a method of creating a reference signal when performing correlation detection on a user data symbol.
FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of a wireless demodulation device to which a transmission path characteristic estimation device according to a third embodiment of the present invention is applied.
FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration of a wireless demodulation device to which a transmission path characteristic estimation device according to a fourth embodiment of the present invention is applied.
FIG. 8 is a block diagram illustrating a configuration of a wireless demodulation device according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a diagram for explaining a first method of selecting a range used for Fourier transform by the Fourier transformer 14;
FIG. 10 is a diagram for explaining a second method of selecting a range used for Fourier transform by the Fourier transformer 14;
11 is a diagram for explaining a third method of selecting a range used for Fourier transform by the Fourier transformer 14. FIG.
[Explanation of symbols]
2 antenna receiving unit, 3 GI removing unit, 4, 14 Fourier transformer, 6 equalizer, 8 demodulator, 10 preamble time waveform data storage unit, 12 correlation detection circuit, 16, 34 ... Delay circuit, 20: modulator, 22: inverse Fourier transformer, 30: averaging unit, 32: error correction unit

Claims

A transmission path characteristic estimating device in a wireless system in which pilot data stored in a preamble portion and user data in a transmission unit following the preamble portion are transmitted,
Storage means for storing in advance the time waveform data created based on the known pilot data,
When the received signal of the preamble portion is input, correlation detection means for detecting a correlation using the time waveform data of the storage means as a reference signal,
Fourier transform the correlation value output from the correlation detection means, Fourier transformer to calculate the transmission path characteristic data used for transmission path equalization,
A transmission path characteristic estimating device comprising:

A transmission path characteristic estimating device according to claim 1,
Equalization means for correcting the received signal in the frequency domain based on the transmission path characteristic data calculated by the transmission path characteristic estimation device,
Demodulation means for demodulating the corrected received signal;
A wireless demodulation device comprising:

A transmission path characteristic estimating device in a wireless system in which pilot data stored in a preamble portion and user data in a transmission unit following the preamble portion are transmitted,
Equalizing means for correcting the received signal in the frequency domain based on transmission path characteristic data for performing transmission path equalization,
Demodulation means for demodulating the corrected received signal;
A modulating means for modulating the demodulated data;
An inverse Fourier transformer for performing an inverse Fourier transform on the data after the modulation,
Storage means for storing in advance the time waveform data created based on the known pilot data,
When the received signal of the preamble portion is input, the time waveform data in the storage means is detected as a correlation signal as a reference signal. Correlation detecting means for performing correlation detection using the user data of the transmission unit after the inverse Fourier transform as a reference signal,
A Fourier transformer for Fourier transforming the correlation value output from the correlation detecting means to calculate the transmission path characteristic data,
A transmission path characteristic estimating device comprising:

4. The transmission path characteristic estimating apparatus according to claim 3, further comprising an averaging means for averaging transmission path characteristic data for a predetermined number of past times calculated by the Fourier transformer and outputting the data to the equalization means. .

5. The transmission path characteristic estimating apparatus according to claim 3, further comprising an error correction unit for correcting an error of the demodulated data.

The transmission path according to any one of claims 3 to 5, wherein the Fourier transformer selects a range to be used for Fourier transform based on a magnitude of received power based on the correlation value. Characteristic estimation device.

The inverse Fourier transform is performed using only frequency components arranged at equal intervals in the remodulated frequency domain signal, and a signal after the inverse Fourier transform is used as the reference signal. The transmission path characteristic estimating apparatus according to any one of claims 3 to 6.

A wireless demodulator comprising the transmission path characteristic estimating apparatus according to any one of claims 3 to 7, wherein data demodulated by the transmission path characteristic estimating apparatus is used for output.

And adjusting means for inputting the received user data to the equalizing means in accordance with a timing at which the transmission path characteristic data calculated based on the user data is input to the equalizing means. A wireless demodulator according to claim 8.

A transmission path characteristic estimation method in a wireless system in which pilot data stored in a preamble part and user data of a transmission unit following the preamble part are transmitted,
When the received signal of the preamble portion is input, a process of detecting the correlation of the time waveform data created based on the known pilot data as a reference signal,
Fourier transforming the correlation value obtained by the correlation detection to calculate transmission line characteristic data used for transmission line equalization;
A transmission path characteristic estimating method comprising:

A transmission path characteristic estimation method in a wireless system in which pilot data stored in a preamble part and user data of a transmission unit following the preamble part are transmitted,
Correcting the received signal in the frequency domain based on transmission path characteristic data for performing transmission path equalization,
Demodulating the received signal after the correction,
Modulating the demodulated data;
A process of performing an inverse Fourier transform of the modulated data;
When the received signal of the preamble portion is input, a process of detecting the correlation of the time waveform data created based on the known pilot data as a reference signal,
Fourier transforming the correlation value obtained by the correlation detection to calculate the transmission path characteristic data;
When the received user data of the transmission unit is input, a step of performing correlation detection using the user data of the transmission unit after the inverse Fourier transform corresponding to the user data of the transmission unit as a reference signal,
Fourier transforming the correlation value obtained by the correlation detection to calculate the transmission path characteristic data;
A transmission path characteristic estimating method comprising:

A computer program for performing transmission path characteristic estimation processing in a wireless system in which pilot data stored in a preamble portion and user data of a transmission unit following the preamble portion are transmitted,
When the received signal of the preamble portion is input, a process of detecting a correlation using time waveform data created based on known pilot data as a reference signal,
A process of Fourier transforming the correlation value obtained by the correlation detection to calculate transmission line characteristic data used for transmission line equalization;
Computer program for causing a computer to execute the following.

A computer program for performing transmission path characteristic estimation processing in a wireless system in which pilot data stored in a preamble portion and user data of a transmission unit following the preamble portion are transmitted,
Processing to correct the received signal in the frequency domain based on transmission path characteristic data for performing transmission path equalization,
A process of demodulating the received signal after the correction,
A process of modulating the demodulated data;
A process of performing an inverse Fourier transform on the data after the modulation;
When the received signal of the preamble portion is input, a process of detecting a correlation using time waveform data created based on known pilot data as a reference signal,
Fourier transforming the correlation value by the correlation detection to calculate the transmission path characteristic data;
When the received user data of the transmission unit is input, a process of performing correlation detection using the user data of the transmission unit after the inverse Fourier transform corresponding to the user data of the transmission unit as a reference signal,
Fourier transforming the correlation value by the correlation detection to calculate the transmission path characteristic data;
Computer program for causing a computer to execute the following.