JP2007013584A

JP2007013584A - 等化装置および等化方法

Info

Publication number: JP2007013584A
Application number: JP2005191805A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Kimata; 昌幸木全; Naomasa Yoshida; 尚正吉田
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2005-06-30
Filing date: 2005-06-30
Publication date: 2007-01-18
Anticipated expiration: 2025-06-30
Also published as: US20070002985A1; US7577194B2; JP4654797B2

Abstract

【課題】検出パスタイミングと隣接パスタイミングの伝送路推定値を並べた伝送路応答ベクトルを用いて等化ウエイトを計算する等化装置において、優れた等化特性を実現する。
【解決手段】パイロットＭＰＩレプリカ生成部２１は、パス毎にパイロットＭＰＩレプリカ信号を生成する。パイロットＭＰＩレプリカ除去部２３は、パイロット受信信号から所望のパス以外のパイロットＭＰＩレプリカ信号をパス毎に減算することにより、ＭＰＩの除去されたパイロット受信信号を生成する。伝送路応答ベクトル生成部２４は、パイロットＭＰＩレプリカ除去部２３でＭＰＩ除去したパイロット受信信号を用いて推定した検出パスと隣接パスのタイミングにおける伝送路推定値を並べることにより、伝送路応答ベクトルを生成する。ウエイト計算部８は、伝送路応答ベクトル生成部２４で生成した伝送路応答ベクトルを用いて、等化フィルタ１２の等化ウエイトを計算する。
【選択図】図１

Description

本発明は、等化装置および等化方法に関し、時間領域の伝送路推定に基づく伝送路応答ベクトルを用いて、最小平均自乗誤差法（ＭＭＳＥ：ＭｉｎｉｍｕｍＭｅａｎＳｑｕａｒｅＥｒｒｏｒ）あるいはＺｅｒｏＦｏｒｃｉｎｇ法により等化ウエイトを計算し、受信信号の等化を行う等化装置および等化方法に関する。

次世代移動通信の無線通信方式では、高速データ伝送を実現することが重要であるが、データ速度が速くなるとマルチパスによるシンボル間干渉すなわちマルチパス干渉（ＭＰＩ：ＭｕｌｔｉＰａｔｈＩｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）が問題となる。ＭＰＩを抑圧する方法には種々の方法があるが、比較的簡易な方法に線形等化器があり、この等化処理を周波数領域で行う周波数イコライザが提案されている（例えば、非特許文献１参照）。

図１３は、非特許文献１に記載された周波数イコライザを非特許文献２に記載された複数パスサンプル法を適用した従来の等化装置の構成の一例を示す。従来の等化装置は、受信アンテナ１、パスタイミング検出部２、検出パス伝送路推定部３、隣接パス伝送路推定部４、伝送路応答ベクトル生成部５、直並列（Ｓ／Ｐ）変換部６、１０、高速フーリエ変換（ＦＦＴ：ＦａｓｔＦｏｕｒｉｅｒＴｒａｎｓｆｏｒｍ）部７、１１、ウエイト計算部８、ガードインターバル（ＧＩ）除去部９、等化フィルタ１２、高速逆フーリエ変換（ＩＦＦＴ：ＩｎｖｅｒｓｅＦａｓｔＦｏｕｒｉｅｒＴｒａｎｓｆｏｒｍ）部１３、並直列（Ｐ／Ｓ）変換部１４で構成される。複数パスサンプル法を適用した等化装置では、各パスを複数の伝送路推定値サンプルで表すことにより、パスが近接して存在する環境での等化特性を改善するとともに、パスタイミング誤差に耐性を有するという特徴がある。

受信アンテナ１は、ディジタル変調されたシングルキャリア信号を受信する。パスタイミング検出部２は、オーバサンプル数Ｎ_OSでサンプルされた受信信号を入力とし、受信信号に含まれるパイロット信号を用いて、複数のパスのタイミングを検出する。パスタイミング検出部２は、受信信号に含まれるパイロット信号と既知のパイロット信号系列とのスライディング相関検出結果に基づいて、レベルの大きい複数のパスのタイミングを検出する方法などが用いられる。検出パス伝送路推定部３は、オーバサンプル数Ｎ_OSの受信信号とパスタイミング検出部２で検出したパスタイミングを入力とし、受信信号に含まれるパイロット信号を用いて、検出パスのタイミングにおける伝送路推定値を推定する。隣接パス伝送路推定部４は、オーバサンプル数Ｎ_OSの受信信号とパスタイミング検出部２で検出したパスタイミングを入力とし、受信信号に含まれるパイロット信号を用いて、検出パスタイミングから前後複数のタイミング（隣接パスタイミング）における伝送路推定値を推定する。伝送路応答ベクトル生成部５は、検出パス伝送路推定部３と隣接パス伝送路推定部４で推定した伝送路推定値を入力とし、伝送路応答ベクトルを生成する。図１４は、伝送路応答ベクトル生成部５における伝送路応答ベクトルの生成の様子を示す図である。実線が検出パスタイミングにおける伝送路推定値、破線が隣接パスタイミングにおける伝送路推定値を示しており、検出パスタイミングと隣接パスタイミングの伝送路推定値（複数パスサンプルの伝送路推定値）を並べることにより、伝送路応答ベクトルを生成する。Ｓ／Ｐ変換部６は、伝送路応答ベクトル生成部５で生成した伝送路応答ベクトルをＳ／Ｐ変換する。ＦＦＴ部７は、Ｓ／Ｐ変換部６で変換した伝送路応答ベクトルを入力とし、周波数領域に変換した伝送路推定値を出力する。ウエイト計算部８は、ＦＦＴ部７の出力である周波数領域の伝送路推定値を入力とし、最小平均自乗誤差法（ＭＭＳＥ：ＭｉｎｉｍｕｍＭｅａｎＳｑｕａｒｅＥｒｒｏｒ）あるいはＺｅｒｏＦｏｒｃｉｎｇ法などにより、等化フィルタのウエイトを計算する。ＧＩ除去部９は、オーバサンプル数Ｎ_OSでサンプルされた受信信号を入力とし、ＧＩに相当する部分の受信信号を除去する。Ｓ／Ｐ変換部１０は、ＧＩ除去部９でＧＩを除去した受信信号をＳ／Ｐ変換する。ＦＦＴ部１１は、Ｓ／Ｐ変換部１０で変換した受信信号を入力とし、周波数領域に変換する。等化フィルタ１２は、ウエイト計算部８で計算した等化ウエイトとＦＦＴ部１１で周波数変換した受信信号を入力とし、周波数領域で受信信号の等化を行う。ＩＦＦＴ部１３は、等化フィルタ１２の出力である周波数領域の等化信号を入力とし、ＩＦＦＴを用いて、時間領域に変換する。Ｐ／Ｓ変換部１４は、時間領域に変換した信号をＰ／Ｓ変換し、復調信号を出力する。
Ｄ．Ｆａｌｃｏｎｅｒ，Ｓ．Ｌ．Ａｒｉｙａｖｉｓｉｔａｋｕｌ，Ａ．Ｂｅｎｙａｍｉｎ−Ｓｅｅｙａｒ，ａｎｄＢ．Ｅｉｄｓｏｎ，"ＦｒｅｑｕｅｎｃｙＤｏｍａｉｎＥｑｕａｌｉｚａｔｉｏｎｆｏｒＳｉｎｇｌｅ−ＣａｒｒｉｅｒＢｒｏａｄｂａｎｄＷｉｒｅｌｅｓｓＳｙｓｔｅｍｓ，"ＩＥＥＥＣｏｍｍｕｎ．Ｍａｇ．，ｖｏｌ．４０，ｎｏ．４，ｐｐ．５８−６６，Ａｐｒ．２００２．松本，吉田，後川，"ＨＳＤＰＡ端末用ＭＭＳＥチップ等化器における高精度チャネル分離法の検討，"２００５年信学総大，Ｂ−５−１２０．

従来の等化装置では、等化フィルタ１２において、受信信号は等化され、ＭＰＩは抑圧されるが、検出パス伝送路推定部３、隣接パス伝送路推定部４および伝送路応答ベクトル生成部５において、等化ウエイト計算に用いる伝送路応答ベクトルを生成する際にＭＰＩの影響を受けるため、等化ウエイトの精度が低下し、結局、受信信号の等化性能が劣化するという問題がある。

本発明の目的は、検出パスタイミングとその隣接パスタイミングの伝送路推定値を並べた伝送路応答ベクトルを用いて等化ウエイトを計算する等化装置において、マルチパス干渉キャンセラ（ＭＰＩＣ：ＭｕｌｔｉＰａｔｈＩｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅＣａｎｃｅｌｌｅｒ）を用いてＭＰＩの影響を受けない伝送路応答ベクトルを生成し、等化ウエイトの計算に利用することにより、優れた等化特性を実現できる等化装置および等化方法を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明が提供する第一の等化装置は、請求項１に記載されるように、ディジタル変調されたシングルキャリア信号を受信し、検出パスタイミングとその隣接パスタイミングの伝送路推定値を並べた伝送路応答ベクトルを用いて等化ウエイトを計算する等化装置において、オーバサンプル数Ｎ_OSでサンプルされた受信信号に時間多重されたパイロット信号を用いて、Ｌ（Ｌは１以上の整数）パスのタイミングを検出するパスタイミング検出部と、前記検出パスの伝送路推定値に基づき、パス毎にパイロットＭＰＩレプリカ信号を生成するパイロットＭＰＩレプリカ生成部と、前記パイロット受信信号から所望のパス以外のパイロットＭＰＩレプリカ信号をパス毎に減算することにより、ＭＰＩの除去されたパイロット受信信号を生成するパイロットＭＰＩレプリカ除去部と、前記ＭＰＩの除去されたパイロット受信信号を用いて、検出パスと隣接パスの伝送路推定値に基づき、伝送路応答ベクトルを生成する伝送路応答ベクトル生成部と、前記伝送路応答ベクトルを用いて、等化ウエイトを計算するウエイト計算部と、前記等化ウエイトで前記受信信号の等化を行う等化フィルタを有することを特徴とする。

また、本発明の請求項２によれば、前記等化装置における前記パスタイミング検出部は、オーバサンプル数Ｎ_OSの受信信号に時間多重されたパイロット信号と既知のパイロット信号系列とのスライディング相関検出結果に基づいて、遅延プロファイルを生成する遅延プロファイル生成部と、前記遅延プロファイルを用いて、レベルの大きい複数のパスのタイミングを選択するパスタイミング選択部を有することを特徴とする。

また、本発明の請求項３によれば、前記等化装置における前記パイロットＭＰＩレプリカ生成部は、既知のパイロット信号を生成するパイロット信号生成部と、前記検出パスの伝送路推定値と前記既知のパイロット信号を用いて、パイロットＭＰＩレプリカ信号を生成する乗算器と、前記パイロットＭＰＩレプリカ信号を波形整形するとともに、オーバサンプル数Ｎ_OSに変換するパイロットＭＰＩレプリカフィルタと、前記パスタイミング検出部で検出したパスタイミングと前記パイロットＭＰＩレプリカフィルタの出力を用いて、パイロットＭＰＩレプリカ信号をパスタイミングだけ遅延させる遅延器を有することを特徴とする。

また、本発明の請求項４によれば、前記等化装置における前記パイロットＭＰＩレプリカ除去部は、前記パイロットＭＰＩレプリカ生成部の出力を用いて、所望のパスｌ（１≦ｌ≦Ｌ）を除くＬ−１個のパイロットＭＰＩレプリカ信号を合成するＭＰＩレプリカ合成部と、前記パイロット受信信号から前記ＭＰＩレプリカ合成部で合成したパイロットＭＰＩレプリカ信号を減算することにより、ＭＰＩの除去されたパイロット受信信号を生成する減算器と、前記ＭＰＩ除去後のパイロット受信信号に第一のレプリカ係数α（０＜α≦１）を乗ずる第一のレプリカ係数乗算部と、前記パイロットＭＰＩレプリカ生成部で生成した所望のパスｌのパイロットＭＰＩレプリカ信号に第二のレプリカ係数（１−α）を乗ずる第二のレプリカ係数乗算部と、前記第一のレプリカ係数乗算部と前記第二のレプリカ係数乗算部の出力を加算する加算器を有することを特徴とする。

また、本発明の請求項５によれば、前記等化装置における前記パイロットＭＰＩレプリカ生成部と前記パイロットＭＰＩレプリカ除去部の処理は複数ステージに渡り繰り返し行い、前記パイロットＭＰＩレプリカ除去部は、前記パイロットＭＰＩレプリカ生成部の出力を用いて、所望のパスｌ（１≦ｌ≦Ｌ）を除くＬ−１個のパイロットＭＰＩレプリカ信号を合成するＭＰＩレプリカ合成部と、前記パイロット受信信号から前記ＭＰＩレプリカ合成部で合成したパイロットＭＰＩレプリカ信号を減算することにより、ＭＰＩの除去されたパイロット受信信号を生成する減算器と、前記ＭＰＩ除去後のパイロット受信信号に第一のレプリカ係数α_i（０＜α_i≦１、ｉはＭＰＩＣのステージ数）を乗ずる第一のレプリカ係数乗算部と、前記パイロットＭＰＩレプリカ生成部で生成した所望のパスｌのパイロットＭＰＩレプリカ信号に第二のレプリカ係数（１−α_i）を乗ずる第二のレプリカ係数乗算部と、前記第一のレプリカ係数乗算部と前記第二のレプリカ係数乗算部の出力を加算する加算器を有し、前記第一のレプリカ係数α_iと前記第二のレプリカ係数（１−α_i）は各ステージで個別に設定することを特徴とする。

本発明が提供する第二の等化装置は、請求項６に記載されるように、ディジタル変調されたシングルキャリア信号を受信し、検出パスタイミングとその隣接パスタイミングの伝送路推定値を並べた伝送路応答ベクトルを用いて等化ウエイトを計算する等化装置において、オーバサンプル数Ｎ_OSでサンプルされた受信信号に時間多重されたパイロット信号を用いて、Ｌ（Ｌは１以上の整数）パスのタイミングを検出するパスタイミング検出部と、前記検出パスの伝送路推定値に基づき、パス毎にパイロットＭＰＩレプリカ信号を生成するパイロットＭＰＩレプリカ生成部と、前記パイロット受信信号から所望のパス以外のパイロットＭＰＩレプリカ信号をパス毎に減算することにより、ＭＰＩの除去されたパイロット受信信号を生成するパイロットＭＰＩレプリカ除去部と、前記ＭＰＩの除去されたパイロット受信信号を用いて、検出パスと隣接パスの伝送路推定値を推定し、前記伝送路推定値のそれぞれに第一のレプリカ係数α（０＜α≦１）を乗ずる第一のレプリカ係数乗算部と、前ステージで推定した前記検出パスと隣接パスの伝送路推定値のそれぞれに第二のレプリカ係数（１−α）を乗ずる第二のレプリカ係数乗算部と、前記第一のレプリカ係数乗算部と前記第二のレプリカ係数乗算部の出力を加算する加算器と、前記加算器の出力である検出パスと隣接パスの伝送路推定値に基づき、伝送路応答ベクトルを生成する伝送路応答ベクトル生成部と、前記伝送路応答ベクトルを用いて、等化ウエイトを計算するウエイト計算部と、前記等化ウエイトで前記受信信号の等化を行う等化フィルタを有することを特徴とする。

また、本発明の請求項７によれば、前記等化装置における前記パスタイミング検出部は、オーバサンプル数Ｎ_OSの受信信号に時間多重されたパイロット信号と既知のパイロット信号系列とのスライディング相関検出結果に基づいて、遅延プロファイルを生成する遅延プロファイル生成部と、前記遅延プロファイルを用いて、レベルの大きい複数のパスのタイミングを選択するパスタイミング選択部を有することを特徴とする。

また、本発明の請求項８によれば、前記等化装置における前記パイロットＭＰＩレプリカ生成部は、既知のパイロット信号を生成するパイロット信号生成部と、前記検出パスの伝送路推定値と前記既知のパイロット信号を用いて、パイロットＭＰＩレプリカ信号を生成する乗算器と、前記パイロットＭＰＩレプリカ信号を波形整形するとともに、オーバサンプル数Ｎ_OSに変換するパイロットＭＰＩレプリカフィルタと、前記パスタイミング検出部で検出したパスタイミングと前記パイロットＭＰＩレプリカフィルタの出力を用いて、パイロットＭＰＩレプリカ信号をパスタイミングだけ遅延させる遅延器を有することを特徴とする。

また、本発明の請求項９によれば、前記等化装置における前記パイロットＭＰＩレプリカ除去部は、前記パイロットＭＰＩレプリカ生成部の出力を用いて、所望のパスｌ（１≦ｌ≦Ｌ）を除くＬ−１個のパイロットＭＰＩレプリカ信号を合成するＭＰＩレプリカ合成部と、前記パイロット受信信号から前記ＭＰＩレプリカ合成部で合成したパイロットＭＰＩレプリカ信号を減算することにより、ＭＰＩの除去されたパイロット受信信号を生成する減算器を有することを特徴とする。

また、本発明の請求項１０によれば、前記等化装置における前記パイロットＭＰＩレプリカ生成部と前記パイロットＭＰＩレプリカ除去部の処理は複数ステージに渡り繰り返し行い、前記第一のレプリカ係数α_i（０＜α_i≦１、ｉはＭＰＩＣのステージ数）と前記第二のレプリカ係数（１−α_i）は各ステージで個別に設定することを特徴とする。

本発明が提供する第三の等化装置は、請求項１１に記載されるように、ディジタル変調されたシングルキャリア信号を受信し、検出パスタイミングとその隣接パスタイミングの伝送路推定値を並べた伝送路応答ベクトルを用いて等化ウエイトを計算する等化装置において、オーバサンプル数Ｎ_OSでサンプルされた受信信号に時間多重されたパイロット信号を用いて、Ｌ（Ｌは１以上の整数）パスのタイミングを検出するパスタイミング検出部と、前記受信信号をオーバサンプル数Ｎ"_OS（Ｎ"_OS＝ｍＮ_OS、ｍは１以上かつ、２のべき乗の整数）にアップサンプリングするアップサンプリング処理部と、前記パスタイミング検出部で選択したパスタイミングについて、その周辺部分の高分解能な部分プロファイル生成に基づきパスタイミングを調整するパスタイミング調整部と、前記パスタイミング調整部で調整したパスタイミングの伝送路推定値に基づき、パス毎にパイロットＭＰＩレプリカ信号を生成するパイロットＭＰＩレプリカ生成部と、前記パイロット受信信号から所望のパス以外のパイロットＭＰＩレプリカ信号をパス毎に減算することにより、ＭＰＩの除去されたパイロット受信信号を生成するパイロットＭＰＩレプリカ除去部と、前記ＭＰＩの除去されたパイロット受信信号を用いて、検出パスと隣接パスの伝送路推定値に基づき、伝送路応答ベクトルを生成する伝送路応答ベクトル生成部と、前記伝送路応答ベクトルを用いて、等化ウエイトを計算するウエイト計算部と、前記等化ウエイトで前記受信信号の等化を行う等化フィルタを有することを特徴とする。

また、本発明の請求項１２によれば、前記等化装置における前記パスタイミング検出部は、オーバサンプル数Ｎ_OSの受信信号に時間多重されたパイロット信号と既知のパイロット信号系列とのスライディング相関検出結果に基づいて、遅延プロファイルを生成する遅延プロファイル生成部と、前記遅延プロファイルを用いて、レベルの大きい複数のパスのタイミングを選択するパスタイミング選択部を有することを特徴とする。

また、本発明の請求項１３によれば、前記等化装置における前記パスタイミング調整部は、前記パスタイミング検出部で生成したオーバサンプル数Ｎ_OSの遅延プロファイルと、前記パスタイミング検出部で選択した複数のパスのタイミングを用いて、パスタイミングの周辺部分の遅延プロファイルをオーバサンプル数Ｎ"_OSに補間する部分プロファイル生成部と、前記部分プロファイル生成部の出力を用いて、パス毎にレベルの最も大きい点をパスタイミングに決定する最大レベルパス検出部を有することを特徴とする。

また、本発明の請求項１４によれば、前記等化装置における前記パスタイミング調整部は、前記パスタイミング検出部で選択した複数のパスのタイミングと、前記アップサンプリング処理部で補間したオーバサンプル数Ｎ"_OSの受信信号を用いて、パスタイミングの周辺部分の遅延プロファイルを新たに計算する部分プロファイル生成部と、前記部分プロファイル生成部の出力を用いて、パス毎にレベルの最も大きい点をパスタイミングに決定する最大レベルパス検出部を有することを特徴とする。

また、本発明の請求項１５によれば、前記等化装置における前記パイロットＭＰＩレプリカ生成部は、既知のパイロット信号を生成するパイロット信号生成部と、前記検出パスの伝送路推定値と前記既知のパイロット信号を用いて、パイロットＭＰＩレプリカ信号を生成する乗算器と、前記パイロットＭＰＩレプリカ信号を波形整形するとともに、オーバサンプル数Ｎ"_OSに変換するパイロットＭＰＩレプリカフィルタと、前記パスタイミング調整部で調整したパスタイミングと前記パイロットＭＰＩレプリカフィルタの出力を用いて、パイロットＭＰＩレプリカ信号をパスタイミングだけ遅延させる遅延器と、前記オーバサンプル数Ｎ"_OSのパイロットＭＰＩレプリカ信号をオーバサンプル数Ｎ_OSにダウンサンプリングするダウンサンプリング処理部を有することを特徴とする。

また、本発明の請求項１６によれば、前記等化装置における前記パイロットＭＰＩレプリカ除去部は、前記パイロットＭＰＩレプリカ生成部の出力を用いて、所望のパスｌ（１≦ｌ≦Ｌ）を除くＬ−１個のパイロットＭＰＩレプリカ信号を合成するＭＰＩレプリカ合成部と、前記パイロット受信信号から前記ＭＰＩレプリカ合成部で合成したパイロットＭＰＩレプリカ信号を減算することにより、ＭＰＩの除去されたパイロット受信信号を生成する減算器と、前記ＭＰＩ除去後のパイロット受信信号に第一のレプリカ係数α（０＜α≦１）を乗ずる第一のレプリカ係数乗算部と、前記パイロットＭＰＩレプリカ生成部で生成した所望のパスｌのパイロットＭＰＩレプリカ信号に第二のレプリカ係数（１−α）を乗ずる第二のレプリカ係数乗算部と、前記第一のレプリカ係数乗算部と前記第二のレプリカ係数乗算部の出力を加算する加算器を有することを特徴とする。

また、本発明の請求項１７によれば、前記等化装置のおける前記パイロットＭＰＩレプリカ生成部と前記パイロットＭＰＩレプリカ除去部の処理は複数ステージに渡り繰り返し行い、前記パイロットＭＰＩレプリカ除去部は、前記パイロットＭＰＩレプリカ生成部の出力を用いて、所望のパスｌ（１≦ｌ≦Ｌ）を除くＬ−１個のパイロットＭＰＩレプリカ信号を合成するＭＰＩレプリカ合成部と、前記パイロット受信信号から前記ＭＰＩレプリカ合成部で合成したパイロットＭＰＩレプリカ信号を減算することにより、ＭＰＩの除去されたパイロット受信信号を生成する減算器と、前記ＭＰＩ除去後のパイロット受信信号に第一のレプリカ係数α_i（０＜α_i≦１、ｉはＭＰＩＣのステージ数）を乗ずる第一のレプリカ係数乗算部と、前記パイロットＭＰＩレプリカ生成部で生成した所望のパスｌのパイロットＭＰＩレプリカ信号に第二のレプリカ係数（１−α_i）を乗ずる第二のレプリカ係数乗算部と、前記第一のレプリカ係数乗算部と前記第二のレプリカ係数乗算部の出力を加算する加算器を有し、前記第一のレプリカ係数α_iと前記第二のレプリカ係数（１−α_i）は各ステージで個別に設定することを特徴とする。

また、本発明の請求項１８によれば、前記等化装置における前記ウエイト計算部と前記等化フィルタは、周波数領域の信号処理で行うことを特徴とする。

また、本発明の請求項１９によれば、前記等化装置における前記ウエイト計算部と前記等化フィルタは、時間領域の信号処理で行うことを特徴とする。

また、本発明の請求項２０によれば、前記等化装置における前記ウエイト計算部は、ＭＭＳＥあるいはＺｅｒｏＦｏｒｃｉｎｇ法に基づいて、等化フィルタのウエイトを計算することを特徴とする。

本発明の等化装置では、検出パスタイミングとその隣接パスタイミングの伝送路推定値を並べた伝送路応答ベクトルを用いて等化ウエイトを計算する等化装置において、ＭＰＩＣを用いてＭＰＩの影響を受けない伝送路応答ベクトルを生成し、等化ウエイトの計算に利用することにより、優れた等化特性を実現できる。

次に、本発明の第一の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の等化装置の一実施例を示す構成図であり、図１３と同等部分は同一符号にて示している。図１において、本発明の等化装置は、受信アンテナ１、パスタイミング検出部２、検出パス伝送路推定部３、２０、隣接パス伝送路推定部４、Ｓ／Ｐ変換部６、１０、ＦＦＴ部７、１１、ウエイト計算部８、ＧＩ除去部９、等化フィルタ１２、ＩＦＦＴ部１３、Ｐ／Ｓ変換部１４、パイロットＭＰＩレプリカ生成部２１、遅延器２２、パイロットＭＰＩレプリカ除去部２３、伝送路応答ベクトル生成部２４で構成される。図２は、本発明の等化装置に適用されるフレーム信号フォーマットを示す図であり、フレーム信号にはパイロット信号とデータ信号が時間多重されており、かつ複数のＦＦＴブロックに分割されている。図２では最初のブロックは全てパイロット信号である。各ＦＦＴブロックにはブロック間干渉を回避するためＧＩが付加されている。本発明では受信信号に時間多重されたパイロット信号を用いて、パイロット信号のＭＰＩを容易に除去することにより、ＭＰＩの影響を受けない伝送路応答ベクトルを生成できるという特徴がある。

受信アンテナ１は、ディジタル変調されたシングルキャリア信号を受信する。パスタイミング検出部２は、オーバサンプル数Ｎ_OSでサンプルされた受信信号を入力とし、受信信号に時間多重されたパイロット信号を用いて、Ｌ（Ｌは１以上の整数）パスのタイミングを検出する。図３は、パスタイミング検出部２の構成を示すブロック図である。パスタイミング検出部２は、遅延プロファイル生成部１５、パスタイミング選択部１６で構成される。遅延プロファイル生成部１５は、オーバサンプル数Ｎ_OSの受信信号を入力とし、受信信号に時間多重されたパイロット信号と既知のパイロット信号系列とのスライディング相関検出結果に基づいて、遅延プロファイルを生成する。パスタイミング選択部１６は、遅延プロファイル生成部１５で生成した遅延プロファイルを入力とし、レベルの大きい複数のパスのタイミングを選択する。

検出パス伝送路推定部２０は、オーバサンプル数Ｎ_OSの受信信号とパスタイミング検出部２で検出したパスタイミングを入力とし、受信信号に時間多重されたパイロット信号を用いて、検出パスのタイミングにおける伝送路推定値を推定する。パイロットＭＰＩレプリカ生成部２１は、検出パス伝送路推定部２０で推定した伝送路推定値とパスタイミング検出部２で検出したパスタイミングを入力とし、パス毎にパイロットＭＰＩレプリカ信号を生成する。パイロット信号は時間多重され、かつ既知シンボルであるため、パイロット信号のみのＭＰＩレプリカ生成は比較的容易に生成することができる。図４は、パスｌ（１≦ｌ≦Ｌ）におけるパイロットＭＰＩレプリカ生成部２１の構成を示すブロック図である。パイロットＭＰＩレプリカ生成部２１は、パイロット信号生成部２５、乗算器２６、パイロットＭＰＩレプリカフィルタ２７、遅延器２８で構成され、各パスでは同一の構成を有する。パイロット信号生成部２５は、既知のパイロット信号を生成する。乗算器２６は、図１の検出パス伝送路推定部２０で推定した伝送路推定値とパイロット信号生成部２５で生成した既知のパイロット信号を入力とし、パイロットＭＰＩレプリカ信号を生成する。パイロットＭＰＩレプリカフィルタ２７は、パイロットＭＰＩレプリカ信号を波形整形するとともに、オーバサンプル数Ｎ_OSに変換する。遅延器２８は、図１のパスタイミング検出部２で検出したパスタイミングとパイロットＭＰＩレプリカフィルタ２７で変換したオーバサンプル数Ｎ_OSのパイロットＭＰＩレプリカ信号を入力とし、パイロットＭＰＩレプリカ信号をパスタイミングだけ遅延させる。

遅延器２２は、オーバサンプル数Ｎ_OSの受信信号を入力とし、パイロットＭＰＩレプリカ信号の生成のための処理時間だけ受信信号を遅延させる。パイロットＭＰＩレプリカ除去部２３は、遅延器２２で遅延させたオーバサンプル数Ｎ_OSのパイロット受信信号とパイロットＭＰＩレプリカ生成部２１で生成したオーバサンプル数Ｎ_OSのパイロットＭＰＩレプリカ信号を入力とし、パイロット受信信号から所望のパス以外のパイロットＭＰＩレプリカ信号をパス毎に減算することにより、ＭＰＩの除去されたパイロット受信信号を生成する。図５は、パスｌにおけるパイロットＭＰＩレプリカ除去部２３の構成を示すブロック図である。パイロットＭＰＩレプリカ除去部２３は、ＭＰＩレプリカ合成部３０、減算器３１、レプリカ係数乗算部３２、３３、加算器３４で構成され、各パスでは同一の構成を有する。ＭＰＩレプリカ合成部３０は、図１のパイロットＭＰＩレプリカ生成部２１で生成したパイロットＭＰＩレプリカ信号を入力とし、パスｌを除くＬ−１個のパイロットＭＰＩレプリカ信号を合成する。減算器３１は、図１の遅延器２２で遅延させたオーバサンプル数Ｎ_OSのパイロット受信信号からＭＰＩレプリカ合成部３０で合成したパイロットＭＰＩレプリカ信号を減算することにより、ＭＰＩの除去されたパイロット受信信号を生成する。遅延器２２で遅延させたオーバサンプル数Ｎ_OSのパイロット受信信号をｒ（ｔ）、パイロットＭＰＩレプリカ生成部２１で生成したパスｌのパイロットＭＰＩレプリカ信号をＩ_l（ｔ）とすると、パスｌのＭＰＩ除去後のパイロット受信信号ｒ_l（ｔ）は、次式で表される。

ここで、τ_lはパスタイミング検出部２で検出したパスｌのタイミングを表す。レプリカ係数乗算部３２は、減算器３１で生成したＭＰＩ除去後のパイロット受信信号をα（０＜α≦１）倍する。ここで、αはレプリカ係数を表す。レプリカ係数乗算部３３は、パイロットＭＰＩレプリカ生成部２１で生成したパスｌのパイロットＭＰＩレプリカ信号を（１−α）倍する。加算器３４は、ＭＰＩ除去後のパイロット受信信号をα倍した信号とパスｌのパイロットＭＰＩレプリカ信号を（１−α）倍した信号を加算する。加算器３４で加算したＭＰＩ除去後のパスｌのパイロット受信信号ｒ_l’（ｔ）は、次式で表される。

加算器３４で加算したＭＰＩ除去後のパイロット受信信号は、図１の検出パス伝送路推定部３と隣接パス伝送路推定部４に送られる。検出パス伝送路推定部３は、パイロットＭＰＩレプリカ除去部２３でＭＰＩ除去したオーバサンプル数Ｎ_OSのパイロット受信信号とパスタイミング検出部２で検出したパスタイミングを入力とし、受信信号に時間多重されたパイロット信号を用いて、検出パスのタイミングにおける伝送路推定値を推定する。隣接パス伝送路推定部４は、パイロットＭＰＩレプリカ除去部２３でＭＰＩ除去したオーバサンプル数Ｎ_OSのパイロット受信信号とパスタイミング検出部２で検出したパスタイミングを入力とし、受信信号に時間多重されたパイロット信号を用いて、隣接パスのタイミングにおける伝送路推定値を推定する。伝送路応答ベクトル生成部２４は、検出パス伝送路推定部３と隣接パス伝送路推定部４で推定した伝送路推定値を入力とし、伝送路応答ベクトルを生成する。図６は、伝送路応答ベクトル生成部２４における伝送路応答ベクトルの生成の様子を示す図である。実線が検出パスタイミングにおける伝送路推定値、破線が隣接パスタイミングにおける伝送路推定値を示している。検出パスタイミングと隣接パスタイミングの伝送路推定値を並べることにより、伝送路応答ベクトルを生成するが、異なるパスの隣接パスタイミングの位置が重なった場合は、それぞれの伝送路推定値を合成して、伝送路応答ベクトルを生成する方法がよい。図６はＬ＝２の例を示しており、所望のパス以外の検出パスの伝送路推定値に基づいてＭＰＩレプリカを除去し、検出パスと隣接パスの伝送路推定を行うことにより、ＭＰＩの影響を受けない伝送路応答ベクトルを生成できる。

Ｓ／Ｐ変換部６は、伝送路応答ベクトル生成部２４で生成した伝送路応答ベクトルをＳ／Ｐ変換する。ＦＦＴ部７は、Ｓ／Ｐ変換部６で変換した伝送路応答ベクトルを入力とし、周波数領域に変換した伝送路推定値を出力する。ウエイト計算部８は、ＦＦＴ部７の出力である周波数領域の伝送路推定値を入力とし、ＭＭＳＥあるいはＺｅｒｏＦｏｒｃｉｎｇ法などにより、等化フィルタのウエイトを計算する。ＧＩ除去部９は、遅延器２２で遅延させたオーバサンプル数Ｎ_OSの受信信号を入力とし、ＧＩに相当する部分の受信信号を除去する。Ｓ／Ｐ変換部１０は、ＧＩ除去部９でＧＩを除去した受信信号をＳ／Ｐ変換する。ＦＦＴ部１１は、Ｓ／Ｐ変換部１０で変換した受信信号を入力とし、周波数領域に変換する。等化フィルタ１２は、ウエイト計算部８で計算した等化ウエイトとＦＦＴ部１１で周波数変換した受信信号を入力とし、周波数領域で受信信号の等化を行う。ＩＦＦＴ部１３は、等化フィルタ１２の出力である周波数領域の等化信号を入力とし、ＩＦＦＴを用いて、時間領域に変換する。Ｐ／Ｓ変換部１４は、時間領域に変換した信号をＰ／Ｓ変換し、復調信号を出力する。

本発明の等化装置では、パイロットＭＰＩレプリカ生成部２１とパイロットＭＰＩレプリカ除去部２３の処理を複数ステージに渡り、繰り返すことでさらに特性改善が得られる。図７は、レプリカ係数αに対するパケット誤り率の収束特性を示している。横軸はＭＰＩＣのステージ数、縦軸はパケット誤り率を表している。レプリカ係数α＝１のときは単純にＭＰＩを除去する場合に相当するが、ステージ数が増えてもピンポン現象が生じ、特性がなかなか収束しない。レプリカ係数αを１より小さくすることで、ピンポン現象が抑えられ特性が大幅に改善し、少ないステージ数で特性を収束させることができる。図７の例ではα＝０．６を用いると、１〜２ステージで十分な特性が得られる。

以上に説明したように、本実施例では、パイロットＭＰＩレプリカ生成部２１とパイロットＭＰＩレプリカ除去部２３の処理を複数ステージに渡り繰り返すＭＰＩＣを用いて、ＭＰＩの影響を受けない伝送路応答ベクトルを生成し、等化ウエイトの計算に利用することにより、優れた等化特性を実現できる。また、レプリカ係数αを制御することにより、少ないステージ数で良好な特性を実現できる。

次に、本発明の第二の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図８は、本発明の他の等化装置を示す構成図であり、図１と同等部分は同一符号にて示している。図８において、本発明の他の等化装置は、受信アンテナ１、パスタイミング検出部２、検出パス伝送路推定部３、２０、隣接パス伝送路推定部４、４７、Ｓ／Ｐ変換部６、１０、ＦＦＴ部７、１１、ウエイト計算部８、ＧＩ除去部９、等化フィルタ１２、ＩＦＦＴ部１３、Ｐ／Ｓ変換部１４、パイロットＭＰＩレプリカ生成部２１、遅延器２２、パイロットＭＰＩレプリカ除去部４０、伝送路応答ベクトル生成部２４、レプリカ係数乗算部４１、４２、４５、４６、加算器４３、４４で構成される。第二の実施形態では、パイロットＭＰＩレプリカ除去部４０とレプリカ係数乗算部４１、４２、４５、４６の乗算位置を除いた各部の動作は第一の実施形態と同じある。第一の実施形態では、パイロットＭＰＩレプリカ除去部２３において、オーバサンプル数Ｎ_OSのＭＰＩ除去後のパイロット受信信号およびパスｌのパイロットＭＰＩレプリカ信号にレプリカ係数α、（１−α）を乗算するとともに、それらの加算を行っているため、サンプル単位での乗算と加算が必要であり、演算量が増加する。そこで、第二の実施形態では、レプリカ係数α、（１―α）を伝送路推定値に乗算することにより、フレーム単位での乗算と加算となり、演算量の増加を小さく抑えている。

受信アンテナ１は、ディジタル変調されたシングルキャリア信号を受信する。パスタイミング検出部２は、オーバサンプル数Ｎ_OSでサンプルされた受信信号を入力とし、受信信号に時間多重されたパイロット信号を用いて、Ｌパスのタイミングを検出する。検出パス伝送路推定部２０は、オーバサンプル数Ｎ_OSの受信信号とパスタイミング検出部２で検出したパスタイミングを入力とし、受信信号に時間多重されたパイロット信号を用いて、検出パスのタイミングにおける伝送路推定値を推定する。隣接パス伝送路推定部４７は、オーバサンプル数Ｎ_OSの受信信号とパスタイミング検出部２で検出したパスタイミングを入力とし、受信信号に時間多重されたパイロット信号を用いて、隣接パスのタイミングにおける伝送路推定値を推定する。パイロットＭＰＩレプリカ生成部２１は、検出パス伝送路推定部２０で推定した伝送路推定値とパスタイミング検出部２で検出したパスタイミングを入力とし、パス毎にパイロットＭＰＩレプリカ信号を生成する。遅延器２２は、オーバサンプル数Ｎ_OSの受信信号を入力とし、パイロットＭＰＩレプリカ信号の生成のための処理時間だけ受信信号を遅延させる。パイロットＭＰＩレプリカ除去部４０は、遅延器２２で遅延させたオーバサンプル数Ｎ_OSのパイロット受信信号とパイロットＭＰＩレプリカ生成部２１で生成したオーバサンプル数Ｎ_OSのパイロットＭＰＩレプリカ信号を入力とし、パイロット受信信号から所望のパス以外のパイロットＭＰＩレプリカ信号をパス毎に減算することにより、ＭＰＩの除去されたパイロット受信信号を生成する。図９は、パスｌにおけるパイロットＭＰＩレプリカ除去部４０の構成を示すブロック図である。パイロットＭＰＩレプリカ除去部４０は、ＭＰＩレプリカ合成部３０、減算器３１で構成され、各パスでは同一の構成を有する。ＭＰＩレプリカ合成部３０は、図８のパイロットＭＰＩレプリカ生成部２１で生成したパイロットＭＰＩレプリカ信号を入力とし、パスｌを除くＬ−１個のパイロットＭＰＩレプリカ信号を合成する。減算器３１は、図８の遅延器２２で遅延させたオーバサンプル数Ｎ_OSのパイロット受信信号からＭＰＩレプリカ合成部３０で合成したパイロットＭＰＩレプリカ信号を減算することにより、ＭＰＩの除去されたパイロット受信信号を生成する。ＭＰＩ除去後のパイロット受信信号は、図８の検出パス伝送路推定部３と隣接パス伝送路推定部４に送られる。

検出パス伝送路推定部３は、パイロットＭＰＩレプリカ除去部４０でＭＰＩ除去したオーバサンプル数Ｎ_OSのパイロット受信信号とパスタイミング検出部２で検出したパスタイミングを入力とし、受信信号に時間多重されたパイロット信号を用いて、検出パスのタイミングにおける伝送路推定値を推定する。隣接パス伝送路推定部４は、パイロットＭＰＩレプリカ除去部４０でＭＰＩ除去したオーバサンプル数Ｎ_OSのパイロット受信信号とパスタイミング検出部２で検出したパスタイミングを入力とし、受信信号に時間多重されたパイロット信号を用いて、隣接パスのタイミングにおける伝送路推定値を推定する。レプリカ係数乗算部４１、４２は、検出パス伝送路推定部３と隣接パス伝送路推定部４で推定した伝送路推定値をそれぞれα倍する。レプリカ係数乗算部４５、４６は、前ステージの加算器４３、４４で加算した検出パスと隣接パスの伝送路推定値をそれぞれ（１−α）倍する。加算器４３、４４は、検出パス伝送路推定部３と隣接パス伝送路推定部４で推定した伝送路推定値をα倍した伝送路推定値と前ステージの加算器４３、４４で加算した検出パスと隣接パスの伝送路推定値を（１−α）倍した伝送路推定値をそれぞれ加算する。伝送路応答ベクトル生成部２４は、加算器４３、４４で加算した検出パスと隣接パスの伝送路推定値を入力とし、伝送路応答ベクトルを生成する。以降のウエイト計算と等化処理は第一の実施形態と同じであるため説明を省略する。

本実施例では、レプリカ係数乗算部４５、４６は、前ステージの加算器４３、４４で加算した検出パスと隣接パスの伝送路推定値を用いた構成であるが、前ステージの検出パス伝送路推定部３と隣接パス伝送路推定部４で推定した伝送路推定値を用いる構成も考えられる。

以上に説明したように、本実施例では、パイロットＭＰＩレプリカ生成部２１とパイロットＭＰＩレプリカ除去部４０の処理を複数ステージに渡り繰り返すＭＰＩＣを用いて、ＭＰＩの影響を受けない伝送路応答ベクトルを生成し、等化ウエイトの計算に利用することにより、優れた等化特性を実現できる。また、レプリカ係数αを制御することにより、少ないステージ数で良好な特性を実現できる。さらに、レプリカ係数を伝送路推定値に乗算することにより、演算量の増加を小さく抑えることができる。

次に、本発明の第三の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１０は、本発明のさらに他の等化装置を示す構成図であり、図１と同等部分は同一符号にて示している。図１０において、本発明のさらに他の等化装置は、受信アンテナ１、パスタイミング検出部２、パスタイミング調整部５０、アップサンプリング処理部５１、検出パス伝送路推定部３、２０、隣接パス伝送路推定部４、Ｓ／Ｐ変換部６、１０、ＦＦＴ部７、１１、ウエイト計算部８、ＧＩ除去部９、等化フィルタ１２、ＩＦＦＴ部１３、Ｐ／Ｓ変換部１４、パイロットＭＰＩレプリカ生成部５２、遅延器２２、パイロットＭＰＩレプリカ除去部２３、伝送路応答ベクトル生成部２４で構成される。第三の実施形態では、パスタイミング調整部５０、アップサンプリング処理部５１、パイロットＭＰＩレプリカ生成部５２を除いた各部の動作は第一の実施形態と同じである。第一の実施形態では、複数パスサンプル法を適用することにより、パスタイミング誤差に耐性を有するため、パスタイミング検出の分解能を低く設定できるが、タイミング検出の分解能を下げると同時にパイロットＭＰＩレプリカのタイミング精度も下がり、パイロットＭＰＩレプリカ除去の効果が低下する。パイロットＭＰＩレプリカのタイミング精度を上げるためにタイミング分解能、すなわちオーバサンプル数Ｎ_OSを上げると、パスタイミング検出、ＦＦＴ／ＩＦＦＴ、ウエイト計算、等化処理など全ての処理の演算量が増加する。そこで、第三の実施形態では、低分解能でパスタイミング検出を行いながらパイロットＭＰＩレプリカのタイミング精度を上げることにより、少ない演算量の増加でパイロットＭＰＩレプリカ除去の効果を向上させている。

受信アンテナ１は、ディジタル変調されたシングルキャリア信号を受信する。パスタイミング検出部２は、オーバサンプル数Ｎ_OSでサンプルされた受信信号を入力とし、受信信号に時間多重されたパイロット信号を用いて、Ｌパスのタイミングを検出する。アップサンプリング処理部５１は、受信アンテナ１で受信したオーバサンプル数Ｎ_OSの受信信号をオーバサンプル数Ｎ"_OS（Ｎ"_OS＝ｍＮ_OS、ｍは１以上かつ、２のべき乗の整数）にアップサンプリングする。パスタイミング調整部５０は、パスタイミング検出部２で選択したパスタイミングについて、その周辺部分の高分解能な部分プロファイル生成に基づきパスタイミングを調整する。図１１は、パスタイミング調整部５０の構成を示すブロック図である。パスタイミング調整部５０は、部分プロファイル生成部６０、最大レベルパス検出部６１で構成される。部分プロファイル生成部６０は、パスタイミング検出部２で生成したオーバサンプル数Ｎ_OSの遅延プロファイルとパスタイミング検出部２で選択した複数のパスのタイミングを入力とし、パスタイミングの周辺部分の遅延プロファイルをオーバサンプル数Ｎ"_OSに補間する。最大レベルパス検出部６１は、部分プロファイル生成部６０で生成した部分遅延プロファイルを入力とし、パス毎にレベルの最も大きい点をパスタイミングに決定する。この構成では部分遅延プロファイルを生成する範囲をパスタイミングの周辺部分に限定することにより、演算量を最小限に抑えている。また、部分プロファイル生成部６０は、パスタイミング検出部２で生成したオーバサンプル数Ｎ_OSの遅延プロファイルを入力する代わりに、アップサンプリング処理部５１で補間したオーバサンプル数Ｎ"_OSの受信信号を用いて、パスタイミングの周辺部分の遅延プロファイルを新たに計算する構成も考えられる。この構成では遅延プロファイルを補間する場合と比べ演算量は少し増えるが、部分遅延プロファイルを正確に計算することができる。

検出パス伝送路推定部２０は、オーバサンプル数Ｎ"_OSの受信信号とパスタイミング調整部５０で調整したパスタイミングを入力とし、受信信号に時間多重されたパイロット信号を用いて、検出パスのタイミングにおける伝送路推定値を推定する。パイロットＭＰＩレプリカ生成部５２は、検出パス伝送路推定部２０で推定した伝送路推定値とパスタイミング調整部５０で調整したパスタイミングを入力とし、パス毎にパイロットＭＰＩレプリカ信号を生成する。図１２は、パスｌにおけるパイロットＭＰＩレプリカ生成部５２の構成を示すブロック図である。パイロットＭＰＩレプリカ生成部５２は、パイロット信号生成部２５、乗算器２６、パイロットＭＰＩレプリカフィルタ２７、遅延器２８、ダウンサンプリング処理部５５で構成され、各パスでは同一の構成を有する。パイロット信号生成部２５は、既知のパイロット信号を生成する。乗算器２６は、図１０の検出パス伝送路推定部２０で推定した伝送路推定値とパイロット信号生成部２５で生成した既知のパイロット信号を入力とし、パイロットＭＰＩレプリカ信号を生成する。パイロットＭＰＩレプリカフィルタ２７は、パイロットＭＰＩレプリカ信号を波形整形するとともに、オーバサンプル数Ｎ"_OSに変換する。遅延器２８は、図１０のパスタイミング調整部５０で調整したパスタイミングとパイロットＭＰＩレプリカフィルタ２７で変換したオーバサンプル数Ｎ"_OSのパイロットＭＰＩレプリカ信号を入力とし、パイロットＭＰＩレプリカ信号をパスタイミングだけ遅延させる。ダウンサンプリング処理部５５は、オーバサンプル数Ｎ"_OSのパイロットＭＰＩレプリカ信号をオーバサンプル数Ｎ_OSにダウンサンプリングする。以降のパイロットＭＰＩレプリカ除去、伝送路応答ベクトル生成、ウエイト計算と等化処理は第一の実施形態と同じであるため説明を省略する。

以上に説明したように、本実施例では、パイロットＭＰＩレプリカ生成部５２とパイロットＭＰＩレプリカ除去部２３の処理を複数ステージに渡り繰り返すＭＰＩＣを用いて、ＭＰＩの影響を受けない伝送路応答ベクトルを生成し、等化ウエイトの計算に利用することにより、優れた等化特性を実現できる。また、レプリカ係数αを制御することにより、少ないステージ数で良好な特性を実現できる。さらに、低分解能でパスタイミング検出を行いながらパイロットＭＰＩレプリカのタイミング精度を上げることにより、少ない演算量の増加でパイロットＭＰＩレプリカ除去の効果を向上させることができる。

本発明では複数ステージに渡り繰り返しＭＰＩＣを用いる構成において、各ステージで個別にレプリカ係数α_i（０＜α_i≦１、ｉはＭＰＩＣのステージ数）、（１−α_i）を設定してもよく、ステージ毎のレプリカ係数の最適化により干渉除去特性を改善できる。

本発明では検出パスタイミングと隣接パスタイミングの伝送路推定値を並べることにより、伝送路応答ベクトルを生成する等化装置について述べているが、隣接パスの数を０とする場合、すなわち検出パスのみの伝送路推定値を並べ伝送路応答ベクトルを生成する場合も本発明に含める。

本発明では時間領域の信号処理によりＭＰＩの影響を受けない伝送路応答ベクトルを生成し、周波数領域の信号処理により等化を行う周波数イコライザについて述べているが、同様の伝送路応答ベクトルを用いて、時間領域の信号処理により等化を行うチップ等化器においても本発明は適用できる。

本発明は送受信アンテナが各１本ずつであることを想定した等化装置として例示しているが、送受信アンテナがそれぞれ複数あるＭＩＭＯ（ＭｕｌｔｉｐｌｅＩｎｐｕｔＭｕｌｔｉｐｌｅＯｕｔｐｕｔ）方式においても本発明は適用できる。

また、本発明は移動通信システムの基地局無線装置および移動局無線装置のどちらにも適用できる。

本発明の等化装置の一実施例を示す構成図である。本発明の等化装置に適用されるフレーム信号フォーマットを示す図である。本発明のパスタイミング検出部２の構成を示すブロック図である。本発明のパスｌにおけるパイロットＭＰＩレプリカ生成部２１の構成を示すブロック図である。本発明のパスｌにおけるパイロットＭＰＩレプリカ除去部２３の構成を示すブロック図である。本発明の伝送路応答ベクトル生成部２４における伝送路応答ベクトルの生成の様子を示す図である。本発明のレプリカ係数αに対するパケット誤り率の収束特性を示す図である。本発明の他の等化装置を示す構成図である。本発明のパスｌにおけるパイロットＭＰＩレプリカ除去部４０の構成を示すブロック図である。本発明のさらに他の等化装置を示す構成図である。本発明のパスタイミング調整部５０の構成を示すブロック図である。本発明のパスｌにおけるパイロットＭＰＩレプリカ生成部５２の構成を示すブロック図である。従来の等化装置の一例を示す構成図である。従来の伝送路応答ベクトル生成部５における伝送路応答ベクトルの生成の様子を示す図である。

符号の説明

１受信アンテナ
２パスタイミング検出部
３，２０検出パス伝送路推定部
４，４７隣接パス伝送路推定部
５，２４伝送路応答ベクトル生成部
６，１０Ｓ／Ｐ変換部
７，１１ＦＦＴ部
８ウエイト計算部
９ＧＩ除去部
１２等化フィルタ
１３ＩＦＦＴ部
１４Ｐ／Ｓ変換部
１５遅延プロファイル生成部
１６パスタイミング選択部
２１，５２パイロットＭＰＩレプリカ生成部
２２，２８遅延器
２３，４０パイロットＭＰＩレプリカ除去部
２５パイロット信号生成部
２６乗算器
２７パイロットＭＰＩレプリカフィルタ
３０ＭＰＩレプリカ合成部
３１減算器
３２，３３，４１，４２，４５，４６レプリカ係数乗算部
３４，４３，４４加算器
５０パスタイミング調整部
５１アップサンプリング処理部
５５ダウンサンプリング処理部
６０部分プロファイル生成部
６１最大レベルパス検出部

Claims

ディジタル変調されたシングルキャリア信号を受信し、検出パスタイミングとその隣接パスタイミングの伝送路推定値を並べた伝送路応答ベクトルを用いて等化ウエイトを計算する等化装置において、
オーバサンプル数Ｎ_OSでサンプルされた受信信号に時間多重されたパイロット信号を用いて、Ｌ（Ｌは１以上の整数）パスのタイミングを検出するパスタイミング検出部と、
前記検出パスの伝送路推定値に基づき、パス毎にパイロットマルチパス干渉（ＭＰＩ：ＭｕｌｔｉＰａｔｈＩｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）レプリカ信号を生成するパイロットＭＰＩレプリカ生成部と、
前記パイロット受信信号から所望のパス以外のパイロットＭＰＩレプリカ信号をパス毎に減算することにより、ＭＰＩの除去されたパイロット受信信号を生成するパイロットＭＰＩレプリカ除去部と、
前記ＭＰＩの除去されたパイロット受信信号を用いて、検出パスと隣接パスの伝送路推定値に基づき、伝送路応答ベクトルを生成する伝送路応答ベクトル生成部と、
前記伝送路応答ベクトルを用いて、等化ウエイトを計算するウエイト計算部と、
前記等化ウエイトで前記受信信号の等化を行う等化フィルタを有することを特徴とする等化装置。
前記パスタイミング検出部は、
オーバサンプル数Ｎ_OSの受信信号に時間多重されたパイロット信号と既知のパイロット信号系列とのスライディング相関検出結果に基づいて、遅延プロファイルを生成する遅延プロファイル生成部と、
前記遅延プロファイルを用いて、レベルの大きい複数のパスのタイミングを選択するパスタイミング選択部を有することを特徴とする請求項１記載の等化装置。
前記パイロットＭＰＩレプリカ生成部は、
既知のパイロット信号を生成するパイロット信号生成部と、
前記検出パスの伝送路推定値と前記既知のパイロット信号を用いて、パイロットＭＰＩレプリカ信号を生成する乗算器と、
前記パイロットＭＰＩレプリカ信号を波形整形するとともに、オーバサンプル数Ｎ_OSに変換するパイロットＭＰＩレプリカフィルタと、
前記パスタイミング検出部で検出したパスタイミングと前記パイロットＭＰＩレプリカフィルタの出力を用いて、パイロットＭＰＩレプリカ信号をパスタイミングだけ遅延させる遅延器を有することを特徴とする請求項１記載の等化装置。
前記パイロットＭＰＩレプリカ除去部は、
前記パイロットＭＰＩレプリカ生成部の出力を用いて、所望のパスｌ（１≦ｌ≦Ｌ）を除くＬ−１個のパイロットＭＰＩレプリカ信号を合成するＭＰＩレプリカ合成部と、
前記パイロット受信信号から前記ＭＰＩレプリカ合成部で合成したパイロットＭＰＩレプリカ信号を減算することにより、ＭＰＩの除去されたパイロット受信信号を生成する減算器と、
前記ＭＰＩ除去後のパイロット受信信号に第一のレプリカ係数α（０＜α≦１）を乗ずる第一のレプリカ係数乗算部と、
前記パイロットＭＰＩレプリカ生成部で生成した所望のパスｌのパイロットＭＰＩレプリカ信号に第二のレプリカ係数（１−α）を乗ずる第二のレプリカ係数乗算部と、
前記第一のレプリカ係数乗算部と前記第二のレプリカ係数乗算部の出力を加算する加算器を有することを特徴とする請求項１記載の等化装置。
前記パイロットＭＰＩレプリカ生成部と前記パイロットＭＰＩレプリカ除去部の処理は複数ステージに渡り繰り返し行い、
前記パイロットＭＰＩレプリカ除去部は、
前記パイロットＭＰＩレプリカ生成部の出力を用いて、所望のパスｌ（１≦ｌ≦Ｌ）を除くＬ−１個のパイロットＭＰＩレプリカ信号を合成するＭＰＩレプリカ合成部と、
前記パイロット受信信号から前記ＭＰＩレプリカ合成部で合成したパイロットＭＰＩレプリカ信号を減算することにより、ＭＰＩの除去されたパイロット受信信号を生成する減算器と、
前記ＭＰＩ除去後のパイロット受信信号に第一のレプリカ係数α_i（０＜α_i≦１、ｉはマルチパス干渉キャンセラ（ＭＰＩＣ：ＭｕｌｔｉＰａｔｈＩｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅＣａｎｃｅｌｌｅｒ）のステージ数）を乗ずる第一のレプリカ係数乗算部と、
前記パイロットＭＰＩレプリカ生成部で生成した所望のパスｌのパイロットＭＰＩレプリカ信号に第二のレプリカ係数（１−α_i）を乗ずる第二のレプリカ係数乗算部と、
前記第一のレプリカ係数乗算部と前記第二のレプリカ係数乗算部の出力を加算する加算器を有し、
前記第一のレプリカ係数α_iと前記第二のレプリカ係数（１−α_i）は各ステージで個別に設定することを特徴とする請求項１記載の等化装置。
ディジタル変調されたシングルキャリア信号を受信し、検出パスタイミングとその隣接パスタイミングの伝送路推定値を並べた伝送路応答ベクトルを用いて等化ウエイトを計算する等化装置において、
オーバサンプル数Ｎ_OSでサンプルされた受信信号に時間多重されたパイロット信号を用いて、Ｌ（Ｌは１以上の整数）パスのタイミングを検出するパスタイミング検出部と、
前記検出パスの伝送路推定値に基づき、パス毎にパイロットＭＰＩレプリカ信号を生成するパイロットＭＰＩレプリカ生成部と、
前記パイロット受信信号から所望のパス以外のパイロットＭＰＩレプリカ信号をパス毎に減算することにより、ＭＰＩの除去されたパイロット受信信号を生成するパイロットＭＰＩレプリカ除去部と、
前記ＭＰＩの除去されたパイロット受信信号を用いて、検出パスと隣接パスの伝送路推定値を推定し、前記伝送路推定値のそれぞれに第一のレプリカ係数α（０＜α≦１）を乗ずる第一のレプリカ係数乗算部と、
前ステージで推定した前記検出パスと隣接パスの伝送路推定値のそれぞれに第二のレプリカ係数（１−α）を乗ずる第二のレプリカ係数乗算部と、
前記第一のレプリカ係数乗算部と前記第二のレプリカ係数乗算部の出力を加算する加算器と、
前記加算器の出力である検出パスと隣接パスの伝送路推定値に基づき、伝送路応答ベクトルを生成する伝送路応答ベクトル生成部と、
前記伝送路応答ベクトルを用いて、等化ウエイトを計算するウエイト計算部と、
前記等化ウエイトで前記受信信号の等化を行う等化フィルタを有することを特徴とする等化装置。
前記パスタイミング検出部は、
オーバサンプル数Ｎ_OSの受信信号に時間多重されたパイロット信号と既知のパイロット信号系列とのスライディング相関検出結果に基づいて、遅延プロファイルを生成する遅延プロファイル生成部と、
前記遅延プロファイルを用いて、レベルの大きい複数のパスのタイミングを選択するパスタイミング選択部を有することを特徴とする請求項６記載の等化装置。
前記パイロットＭＰＩレプリカ生成部は、
既知のパイロット信号を生成するパイロット信号生成部と、
前記検出パスの伝送路推定値と前記既知のパイロット信号を用いて、パイロットＭＰＩレプリカ信号を生成する乗算器と、
前記パイロットＭＰＩレプリカ信号を波形整形するとともに、オーバサンプル数Ｎ_OSに変換するパイロットＭＰＩレプリカフィルタと、
前記パスタイミング検出部で検出したパスタイミングと前記パイロットＭＰＩレプリカフィルタの出力を用いて、パイロットＭＰＩレプリカ信号をパスタイミングだけ遅延させる遅延器を有することを特徴とする請求項６記載の等化装置。
前記パイロットＭＰＩレプリカ除去部は、
前記パイロットＭＰＩレプリカ生成部の出力を用いて、所望のパスｌ（１≦ｌ≦Ｌ）を除くＬ−１個のパイロットＭＰＩレプリカ信号を合成するＭＰＩレプリカ合成部と、
前記パイロット受信信号から前記ＭＰＩレプリカ合成部で合成したパイロットＭＰＩレプリカ信号を減算することにより、ＭＰＩの除去されたパイロット受信信号を生成する減算器を有することを特徴とする請求項６記載の等化装置。
前記パイロットＭＰＩレプリカ生成部と前記パイロットＭＰＩレプリカ除去部の処理は複数ステージに渡り繰り返し行い、
前記第一のレプリカ係数α_i（０＜α_i≦１、ｉはＭＰＩＣのステージ数）と前記第二のレプリカ係数（１−α_i）は各ステージで個別に設定することを特徴とする請求項６記載の等化装置。
ディジタル変調されたシングルキャリア信号を受信し、検出パスタイミングとその隣接パスタイミングの伝送路推定値を並べた伝送路応答ベクトルを用いて等化ウエイトを計算する等化装置において、
オーバサンプル数Ｎ_OSでサンプルされた受信信号に時間多重されたパイロット信号を用いて、Ｌ（Ｌは１以上の整数）パスのタイミングを検出するパスタイミング検出部と、
前記受信信号をオーバサンプル数Ｎ"_OS（Ｎ"_OS＝ｍＮ_OS、ｍは１以上かつ、２のべき乗の整数）にアップサンプリングするアップサンプリング処理部と、
前記パスタイミング検出部で選択したパスタイミングについて、その周辺部分の高分解能な部分プロファイル生成に基づきパスタイミングを調整するパスタイミング調整部と、
前記パスタイミング調整部で調整したパスタイミングの伝送路推定値に基づき、パス毎にパイロットＭＰＩレプリカ信号を生成するパイロットＭＰＩレプリカ生成部と、
前記パイロット受信信号から所望のパス以外のパイロットＭＰＩレプリカ信号をパス毎に減算することにより、ＭＰＩの除去されたパイロット受信信号を生成するパイロットＭＰＩレプリカ除去部と、
前記ＭＰＩの除去されたパイロット受信信号を用いて、検出パスと隣接パスの伝送路推定値に基づき、伝送路応答ベクトルを生成する伝送路応答ベクトル生成部と、
前記伝送路応答ベクトルを用いて、等化ウエイトを計算するウエイト計算部と、
前記等化ウエイトで前記受信信号の等化を行う等化フィルタを有することを特徴とする等化装置。
前記パスタイミング検出部は、
オーバサンプル数Ｎ_OSの受信信号に時間多重されたパイロット信号と既知のパイロット信号系列とのスライディング相関検出結果に基づいて、遅延プロファイルを生成する遅延プロファイル生成部と、
前記遅延プロファイルを用いて、レベルの大きい複数のパスのタイミングを選択するパスタイミング選択部を有することを特徴とする請求項１１記載の等化装置。
前記パスタイミング調整部は、
前記パスタイミング検出部で生成したオーバサンプル数Ｎ_OSの遅延プロファイルと、前記パスタイミング検出部で選択した複数のパスのタイミングを用いて、パスタイミングの周辺部分の遅延プロファイルをオーバサンプル数Ｎ"_OSに補間する部分プロファイル生成部と、
前記部分プロファイル生成部の出力を用いて、パス毎にレベルの最も大きい点をパスタイミングに決定する最大レベルパス検出部を有することを特徴とする請求項１１記載の等化装置。
前記パスタイミング調整部は、
前記パスタイミング検出部で選択した複数のパスのタイミングと、前記アップサンプリング処理部で補間したオーバサンプル数Ｎ"_OSの受信信号を用いて、パスタイミングの周辺部分の遅延プロファイルを新たに計算する部分プロファイル生成部と、
前記部分プロファイル生成部の出力を用いて、パス毎にレベルの最も大きい点をパスタイミングに決定する最大レベルパス検出部を有することを特徴とする請求項１１記載の等化装置。
前記パイロットＭＰＩレプリカ生成部は、
既知のパイロット信号を生成するパイロット信号生成部と、
前記検出パスの伝送路推定値と前記既知のパイロット信号を用いて、パイロットＭＰＩレプリカ信号を生成する乗算器と、
前記パイロットＭＰＩレプリカ信号を波形整形するとともに、オーバサンプル数Ｎ"_OSに変換するパイロットＭＰＩレプリカフィルタと、
前記パスタイミング調整部で調整したパスタイミングと前記パイロットＭＰＩレプリカフィルタの出力を用いて、パイロットＭＰＩレプリカ信号をパスタイミングだけ遅延させる遅延器と、
前記オーバサンプル数Ｎ"_OSのパイロットＭＰＩレプリカ信号をオーバサンプル数Ｎ_OSにダウンサンプリングするダウンサンプリング処理部を有することを特徴とする請求項１１記載の等化装置。
前記パイロットＭＰＩレプリカ除去部は、
前記パイロットＭＰＩレプリカ生成部の出力を用いて、所望のパスｌ（１≦ｌ≦Ｌ）を除くＬ−１個のパイロットＭＰＩレプリカ信号を合成するＭＰＩレプリカ合成部と、
前記パイロット受信信号から前記ＭＰＩレプリカ合成部で合成したパイロットＭＰＩレプリカ信号を減算することにより、ＭＰＩの除去されたパイロット受信信号を生成する減算器と、
前記ＭＰＩ除去後のパイロット受信信号に第一のレプリカ係数α（０＜α≦１）を乗ずる第一のレプリカ係数乗算部と、
前記パイロットＭＰＩレプリカ生成部で生成した所望のパスｌのパイロットＭＰＩレプリカ信号に第二のレプリカ係数（１−α）を乗ずる第二のレプリカ係数乗算部と、
前記第一のレプリカ係数乗算部と前記第二のレプリカ係数乗算部の出力を加算する加算器を有することを特徴とする請求項１１記載の等化装置。
前記パイロットＭＰＩレプリカ生成部と前記パイロットＭＰＩレプリカ除去部の処理は複数ステージに渡り繰り返し行い、
前記パイロットＭＰＩレプリカ除去部は、
前記パイロットＭＰＩレプリカ生成部の出力を用いて、所望のパスｌ（１≦ｌ≦Ｌ）を除くＬ−１個のパイロットＭＰＩレプリカ信号を合成するＭＰＩレプリカ合成部と、
前記パイロット受信信号から前記ＭＰＩレプリカ合成部で合成したパイロットＭＰＩレプリカ信号を減算することにより、ＭＰＩの除去されたパイロット受信信号を生成する減算器と、
前記ＭＰＩ除去後のパイロット受信信号に第一のレプリカ係数α_i（０＜α_i≦１、ｉはＭＰＩＣのステージ数）を乗ずる第一のレプリカ係数乗算部と、
前記パイロットＭＰＩレプリカ生成部で生成した所望のパスｌのパイロットＭＰＩレプリカ信号に第二のレプリカ係数（１−α_i）を乗ずる第二のレプリカ係数乗算部と、
前記第一のレプリカ係数乗算部と前記第二のレプリカ係数乗算部の出力を加算する加算器を有し、
前記第一のレプリカ係数α_iと前記第二のレプリカ係数（１−α_i）は各ステージで個別に設定することを特徴とする請求項１１記載の等化装置。
前記ウエイト計算部と前記等化フィルタは、周波数領域の信号処理で行うことを特徴とする請求項１、６、１１いずれか１項記載の等化装置。
前記ウエイト計算部と前記等化フィルタは、時間領域の信号処理で行うことを特徴とする請求項１、６、１１いずれか１項記載の等化装置。
前記ウエイト計算部は、最小平均自乗誤差法（ＭＭＳＥ：ＭｉｎｉｍｕｍＭｅａｎＳｑｕａｒｅＥｒｒｏｒ）あるいはＺｅｒｏＦｏｒｃｉｎｇ法に基づいて、等化フィルタのウエイトを計算することを特徴とする請求項１、６、１１いずれか１項記載の等化装置。
ディジタル変調されたシングルキャリア信号を受信し、検出パスタイミングとその隣接パスタイミングの伝送路推定値を並べた伝送路応答ベクトルを用いて等化ウエイトを計算する等化方法において、
オーバサンプル数Ｎ_OSでサンプルされた受信信号に時間多重されたパイロット信号を用いて、Ｌ（Ｌは１以上の整数）パスのタイミングを検出し、
前記検出パスの伝送路推定値に基づき、パス毎にパイロットＭＰＩレプリカ信号を生成し、
前記パイロット受信信号から所望のパス以外のパイロットＭＰＩレプリカ信号をパス毎に減算することにより、ＭＰＩの除去されたパイロット受信信号を生成し、
前記ＭＰＩの除去されたパイロット受信信号を用いて、検出パスと隣接パスの伝送路推定値に基づき、伝送路応答ベクトルを生成し、
前記伝送路応答ベクトルを用いて、等化ウエイトを計算し、
前記等化ウエイトで前記受信信号の等化を行うことを特徴とする等化方法。
ディジタル変調されたシングルキャリア信号を受信し、検出パスタイミングとその隣接パスタイミングの伝送路推定値を並べた伝送路応答ベクトルを用いて等化ウエイトを計算する等化方法において、
オーバサンプル数Ｎ_OSでサンプルされた受信信号に時間多重されたパイロット信号を用いて、Ｌ（Ｌは１以上の整数）パスのタイミングを検出し、
前記検出パスの伝送路推定値に基づき、パス毎にパイロットＭＰＩレプリカ信号を生成し、
前記パイロット受信信号から所望のパス以外のパイロットＭＰＩレプリカ信号をパス毎に減算することにより、ＭＰＩの除去されたパイロット受信信号を生成し、
前記ＭＰＩの除去されたパイロット受信信号を用いて、検出パスと隣接パスの伝送路推定値を推定し、
前記伝送路推定値のそれぞれにレプリカ係数α（０＜α≦１）を乗じた伝送路推定値と、前ステージで推定した前記検出パスと隣接パスの伝送路推定値のそれぞれにレプリカ係数（１−α）を乗じた伝送路推定値を加算し、前記加算した検出パスと隣接パスの伝送路推定値に基づき、伝送路応答ベクトルを生成し、
前記伝送路応答ベクトルを用いて、等化ウエイトを計算し、
前記等化ウエイトで前記受信信号の等化を行うことを特徴とする等化方法。
ディジタル変調されたシングルキャリア信号を受信し、検出パスタイミングとその隣接パスタイミングの伝送路推定値を並べた伝送路応答ベクトルを用いて等化ウエイトを計算する等化方法において、
オーバサンプル数Ｎ_OSでサンプルされた受信信号に時間多重されたパイロット信号を用いて、Ｌ（Ｌは１以上の整数）パスのタイミングを選択し、
前記受信信号をオーバサンプル数Ｎ"_OS（Ｎ"_OS＝ｍＮ_OS、ｍは１以上かつ、２のべき乗の整数）にアップサンプリングし、
前記選択したパスタイミングについて、その周辺部分の高分解能な部分プロファイル生成に基づきパスタイミングを調整し、
前記調整したパスタイミングの伝送路推定値に基づき、パス毎にパイロットＭＰＩレプリカ信号を生成し、
前記パイロット受信信号から所望のパス以外のパイロットＭＰＩレプリカ信号をパス毎に減算することにより、ＭＰＩの除去されたパイロット受信信号を生成し、
前記ＭＰＩの除去されたパイロット受信信号を用いて、検出パスと隣接パスの伝送路推定値に基づき、伝送路応答ベクトルを生成し、
前記伝送路応答ベクトルを用いて、等化ウエイトを計算し、
前記等化ウエイトで前記受信信号の等化を行うことを特徴とする等化方法。