JP2007150542A - 無線受信装置及び無線受信方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】受信されたOFDM信号の複数の副搬送波の中心周波数を中心に周波数軸上で対称の位置にある2つの副搬送波のそれぞれで受信された信号を結合して結合信号を求めた後、この結合信号から中心周波数より高周波数帯の副搬送波で送信された信号成分及び、中心周波数より低周波数帯の副搬送波で送信された信号成分を抽出する。抽出された高周波数帯の副搬送波で送信された信号成分から、当該副搬送波で送信された信号を最尤推定し、抽出された低周波数帯の副搬送波で送信された信号成分から、当該副搬送波で送信された信号を最尤推定する。
【選択図】図1
Description
A. Paulraj, R. Nabar, and D. Gore, Introduction to Space-Time Wireless Communications, Cambridge University Press, UK, 2003, pp. 6-10. 鎌田裕之,阪口啓,荒木純道,``MIMO-OFDMにおけるIQインバランスの影響とその補償法,"電子情報通信学会技術報告,A・P2004-238,pp. 7-12,March 2005.
(a)複数の副搬送波を含むOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)信号をアンテナで受信し、
(b)受信されたOFDM信号の前記複数の副搬送波の中心周波数を中心に周波数軸上で対称の位置にある2つの副搬送波毎に、当該2つの副搬送波のそれぞれで受信された信号を結合して結合信号を求め、
(c)前記各結合信号から、前記2つの副搬送波のうち前記中心周波数より高周波数帯の副搬送波で送信された信号成分を抽出し、
(d)前記結合信号から、前記2つの副搬送波のうち前記中心周波数より低周波数帯の副搬送波で送信された信号成分を抽出し、
(e)前記結合信号から抽出された前記高周波数帯の副搬送波で送信された信号成分から、当該副搬送波で送信された信号を最尤推定し、
(f)前記結合信号から抽出された前記低周波数帯の副搬送波で送信された信号成分から、当該副搬送波で送信された信号を最尤推定する。
図12は、第1の実施形態にかかる無線受信装置が受信する信号を生成し、送信を行う送信装置の構成の一例を示したものである。送信する情報信号が直並列変換部201に入力され、空間多重における多重数と同数の並列信号に変換される。この時、直並列変換は1ビットずつ変換しても構わないし、変調器202a〜202dで適用される変調多値数に応じたビット単位で変換しても構わない。また、OFDMシンボルに含まれるビット数毎に変換しても、その他の単位で変換しても構わない。予め定められたビット数であり、無線受信装置が既知であればいかなる単位で変換しても構わない。
以上より、複数の副搬送波の中心周波数を中心に、周波数軸上で対象の位置にある第k番目の副搬送波と第-k番目の副搬送波の受信信号両者に、k番目の副搬送波で送信した信号と、−k番目の副搬送波で送信した信号が含まれることがわかる。よって、2つの副搬送波で受信した信号を用いて、2つの副搬送波で送信した信号を同時に推定することによって、直交変復調器の不完全性による干渉を判定する信号に置き換えることができる。
Rk(m)に対して、空間フィルタを適用し、図1の上側波帯信号抽出部8aで上側波帯の信号S(k)(m)のみを抽出し、下側波帯信号抽出部8bで下側波帯の信号S(- k)(m)のみを抽出する。
Eee (k)−1やEee (−k)−1を上三角行列に変換し、探索を行う候補を制限した上で探索を行っても構わない。
本発明の第2の実施形態に係る無線受信装置について説明する。
第3の実施形態に係る無線受信装置の構成例を図2に示す。第3の実施形態が第1の実施形態および第2の実施形態と異なる点は、並直列変換部11の出力を入力する復号器12が付加される点である。なお、図2において、図1と同一部分には同一符号を付している。
本発明第4の実施形態にかかる無線受信装置について、図2を参照して説明する。
本発明の第5の実施形態にかかる無線受信装置の構成例を図3に示す。
本発明の第6の実施形態にかかる無線受信装置について説明する。
そこで、第6の実施形態では、情報信号の最尤推定結果を用いて参照信号を生成し、該参照信号を既知信号として伝搬路推定を再度行い、得られた伝搬路推定の結果を用いてウエイトを再計算し、信号分離を再度行った後、最尤推定も再度行う。
第7の実施形態にかかる無線受信装置について説明する。
第8の実施形態にかかる無線受信装置について図5を参照して説明する。なお、図5において、図4と同一部分には同一符号を付している。
本発明の第9の実施形態にかかる無線受信装置について、図6を参照して説明する。なお、図6において、図3、図5と同一部分には同一符号を付している。
本発明の第10の実施形態にかかる無線受信装置の構成例を図8に示す。
Claims (24)
- 複数の副搬送波を含むOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)信号を受信するアンテナと、
受信されたOFDM信号の前記複数の副搬送波の中心周波数を中心に周波数軸上で対称の位置にある2つの副搬送波毎に、当該2つの副搬送波のそれぞれで受信された信号を結合して結合信号を求める信号結合手段と、
前記各結合信号から、前記2つの副搬送波のうち前記中心周波数より高周波数帯の副搬送波で送信された信号成分を抽出する第1の抽出手段と、
前記各結合信号から、前記2つの副搬送波のうち前記中心周波数より低周波数帯の副搬送波で送信された信号成分を抽出する第2の抽出手段と、
前記結合信号から抽出された前記高周波数帯の副搬送波で送信された信号成分から、当該副搬送波で送信された信号を最尤推定する第1の最尤推定手段と、
前記結合信号から抽出された前記低周波数帯の副搬送波で送信された信号成分から、当該副搬送波で送信された信号を最尤推定する第2の最尤推定手段と、
を具備したことを特徴とする無線受信装置。 - 複数の副搬送波を含むOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)信号を受信する複数の受信アンテナと、
受信されたOFDM信号の前記複数の副搬送波の中心周波数を中心に周波数軸上で対称の位置にある2つの副搬送波毎に、当該2つの副搬送波のそれぞれで受信された信号を結合して結合信号を求める信号結合手段と、
各副搬送波について、当該副搬送波で受信した信号における、当該副搬送波で送信された信号と、前記中心周波数を中心に周波数軸上で当該副搬送波と対称の位置にある他の副搬送波で送信された信号の伝搬路行列を求める第1の計算手段と、
各副搬送波について求めた前記伝搬路行列を用いて、各結合信号から、前記2つの副搬送波のうち前記中心周波数より高周波数帯の副搬送波で送信された信号成分を抽出するための第1の行列と、前記中心周波数より低周波数帯の副搬送波で送信された信号成分を抽出するための第2の行列とを求める第2の計算手段と、
前記結合信号に前記第1の行列を乗じて、当該結合信号から前記高周波数帯の副搬送波で送信された信号成分を抽出する第1の抽出手段と、
前記結合信号に前記第2の行列を乗じて、当該結合信号から前記低周波数帯の副搬送波で送信された信号成分を抽出する第2の抽出手段と、
前記結合信号から抽出された前記高周波数帯の副搬送波で送信された信号成分と当該副搬送波で送信された信号との誤差の相関行列の逆行列である第1の逆行列を、前記第1の行列を用いて計算するとともに、前記結合信号から抽出された前記低周波数帯の副搬送波で送信された信号成分と当該副搬送波で送信された信号との誤差の相関行列の逆行列である第2の逆行列を、前記第2の行列を用いて計算する第3の計算手段と、
前記第1の逆行列を用いて、前記結合信号から抽出された前記高周波数帯の副搬送波で送信された信号成分から、当該副搬送波で送信された信号を最尤推定する第1の最尤推定手段と、
前記第2の逆行列を用いて、前記結合信号から抽出された前記低周波数帯の副搬送波で送信された信号成分から、当該副搬送波で送信された信号を最尤推定する第2の最尤推定手段と、
を具備したことを特徴とする無線受信装置。 - 前記第1及び第2の最尤推定手段で得られた、各副搬送波で送信された信号に対し、誤り訂正復号を行う復号手段をさらに具備したことを特徴とする請求項2記載の無線受信装置。
- 前記第1及び第2の最尤推定手段で得られた、各副搬送波で送信された信号に対し、誤り訂正復号を行う複数の復号手段をさらに具備したことを特徴とする請求項2記載の無線受信装置。
- 前記復号手段は、硬判定復号を行うことを特徴とする請求項3記載の無線受信装置。
- 前記復号手段は、軟判定復号を行うことを特徴とする請求項3記載の無線受信装置。
- 前記複数の復号手段は、硬判定復号を行うことを特徴とする請求項4記載の無線受信装置。
- 前記複数の復号手段は、軟判定復号を行うことを特徴とする請求項4記載の無線受信装置。
- 前記第1及び第2の最尤推定手段で得られた各副搬送波で送信された信号を基に、伝搬路推定に用いる参照信号を生成する参照信号生成手段をさらに具備し、
前記第1の計算手段は、前記参照信号を用いて、各搬送波について前記伝搬路行列を再度計算し、
前記第2の計算手段は、各副搬送波について再計算された伝送路行列を用いて、各結合信号から前記高周波数帯の副搬送波で送信された信号成分を抽出するための第1の行列と、前記低周波数帯の副搬送波で送信された信号成分を抽出するための第2の行列とを再度計算し、
前記第1の抽出手段は、前記結合信号に再計算された第1の行列を乗じて、当該結合信号から前記高周波数帯の副搬送波で送信された信号成分を再度抽出し、
前記第2の抽出手段は、各結合信号に再計算された第2の行列を乗じて、当該結合信号から前記低周波数帯の副搬送波で送信された信号成分を再度抽出し、
前記第3の計算手段は、前記再計算された第1の行列を用いて前記第1の逆行列を再度計算するとともに、前記再度計算された第2の行列を用いて前記第2の逆行列を再度計算し、
前記第1の最尤推定手段は、再計算された第1の逆行列を用いて、前記高周波数帯の副搬送波で送信された信号を再度最尤推定し、
前記第2の最尤推定手段は、再計算された第2の逆行列を用いて、前記低周波数帯の副搬送波で送信された信号を再度最尤推定する、請求項2記載の無線受信装置。 - 前記復号手段で復号した結果得られる信号を基に、伝搬路推定に用いる参照信号を生成する参照信号生成手段をさらに具備し、
前記第1の計算手段は、前記参照信号を用いて、各搬送波について前記伝搬路行列を再度計算し、
前記第2の計算手段は、各副搬送波について再計算された伝搬路行列を用いて、各結合信号から前記高周波数帯の副搬送波で送信された信号成分を抽出するための第1の行列と、前記低周波数帯の副搬送波で送信された信号成分を抽出するための第2の行列とを再度計算し、
前記第1の抽出手段は、前記結合信号に再計算された第1の行列を乗じて、当該結合信号から前記高周波数帯の副搬送波で送信された信号成分を再度抽出し、
前記第2の抽出手段は、前記結合信号に再計算された第2の行列を乗じて、当該結合信号から前記低周波数帯の副搬送波で送信された信号成分を再度抽出し、
前記第3の計算手段は、前記再計算された第1の行列を用いて前記第1の逆行列を再度計算するとともに、前記再度計算された第2の行列を用いて前記第2の逆行列を再度計算し、
前記第1の最尤推定手段は、再計算された第1の逆行列を用いて、前記高周波数帯の副搬送波で送信された信号を再度最尤推定し、
前記第2の最尤推定手段は、再計算された第2の逆行列を用いて、前記低周波数帯の副搬送波で送信された信号を再度最尤推定し、
前記復号手段は、再度最尤推定した結果得られた、各副搬送波で送信された信号に対し、再度誤り訂正復号を行う、請求項3記載の無線受信装置。 - 前記複数の副搬送波を含むOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)信号は、空間多重されて送信されたものであって、
前記参照信号生成手段は、
前記復号手段で復号した結果得られる信号を符号化する符号化手段と、
空間多重数に等しい数の変調手段と、
前記符号化手段で符号化された信号を各変調手段へ入力するために、前記空間多重数に等しい系列数の信号に変換及び並べ替える手段と、
を含むことを特徴とする請求項10記載の無線受信装置。 - 前記複数の副搬送波を含むOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)信号は、空間多重されて送信されたものであって、
前記参照信号生成手段は、
空間多重数に等しい数の変調手段と、
前記復号手段で復号した結果得られる信号を各変調手段へ入力するために、前記空間多重数に等しい系列数の信号に変換及び並べ替える手段と、
を含むことを特徴とする請求項10記載の無線受信装置。 - 前記複数の復号手段で復号した結果得られる信号を基に、伝搬路推定に用いる参照信号を生成する参照信号生成手段をさらに具備し、
前記第1の計算手段は、前記参照信号を用いて、各搬送波について前記伝搬路行列を再度計算し、
前記第2の計算手段は、各副搬送波について再計算された伝送路行列を用いて、各結合信号から前記高周波数帯の副搬送波で送信された信号成分を抽出するための第1の行列と、前記低周波数帯の副搬送波で送信された信号成分を抽出するための第2の行列とを再度計算し、
前記第1の抽出手段は、前記結合信号に再計算された第1の行列を乗じて、当該結合信号から前記高周波数帯の副搬送波で送信された信号成分を再度抽出し、
前記第2の抽出手段は、前記結合信号に再計算された第2の行列を乗じて、当該結合信号から前記低周波数帯の副搬送波で送信された信号成分を再度抽出し、
前記第3の計算手段は、前記再計算された第1の行列を用いて前記第1の逆行列を再度計算するとともに、前記再度計算された第2の行列を用いて前記第2の逆行列を再度計算し、
前記第1の最尤推定手段は、再計算された第1の逆行列を用いて、前記高周波数帯の副搬送波で送信された信号を再度最尤推定し、
前記第2の最尤推定手段は、再計算された第2の逆行列を用いて、前記低周波数帯の副搬送波で送信された信号を再度最尤推定し、
前記複数の復号手段は、再度最尤推定した結果得られた、各副搬送波で送信された信号に対し、再度誤り訂正復号を行う、請求項4記載の無線受信装置。 - 前記参照信号生成手段は、
前記複数の復号手段で復号した結果得られる信号を符号化する符号化手段と、
空間多重数に等しい数の変調手段と、
前記符号化手段で符号化された信号を各変調手段へ入力するために、前記空間多重数に等しい系列数の信号に変換及び並べ替える手段と、
を含むことを特徴とする請求項13記載の無線受信装置。 - 前記複数の副搬送波を含むOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)信号は、空間多重されて送信されたものであって、
前記参照信号生成手段は、
空間多重数に等しい数の変調手段と、
前記複数の復号手段で復号した結果得られる信号を各変調手段へ入力するために、前記空間多重数に等しい系列数の信号に変換及び並べ替える手段と、
を含むことを特徴とする請求項13記載の無線受信装置。 - 前記第1及び第2の最尤推定手段で再度最尤推定した結果、各副搬送波で送信された信号を得ることを特徴とする請求項9、10及び13のうちのいずれか1つに記載の無線受信装置。
- 前記第1の計算手段は、各副搬送波で送信される信号に含まれる伝搬路推定用既知信号を用いて伝搬路推定を行う場合には、各副搬送波について、当該副搬送波で受信した信号における、当該副搬送波で送信された信号の伝搬路行列を求め、前記参照信号生成手段で生成された参照信号を用いて伝搬路推定を行う場合には、各副搬送波について、当該副搬送波で受信した信号における、当該副搬送波で送信された信号と、前記中心周波数を中心に周波数軸上で当該副搬送波と対称の位置にある他の副搬送波で送信された信号の伝搬路行列を求めることを特徴とする請求項9、10及び13のうちのいずれか1つに記載の無線受信装置。
- 前記複数の副搬送波を含むOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)信号は、空間多重されて送信されたものであって、
空間多重数よりも多い数の受信アンテナ群を備え、当該受信アンテナ群のなかから、前記OFDM信号を受信するための複数の受信アンテナを選択する選択手段をさらに具備したことを特徴とする請求項2記載の無線受信装置。 - 前記第1及び第2の最尤推定手段で得られた、各副搬送波で送信された信号に対し、誤り訂正復号を行う復号手段をさらに具備したことを特徴とする請求項1記載の無線受信装置。
- 空間多重された複数の副搬送波を含むOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)信号を受信する第1のステップと、
受信されたOFDM信号の前記複数の副搬送波の中心周波数を中心に周波数軸上で対称の位置にある2つの副搬送波毎に、当該2つの副搬送波のそれぞれで受信された信号を結合して結合信号を求める第2のステップと、
前記各結合信号から、前記2つの副搬送波のうち、前記中心周波数より高周波数帯の副搬送波で送信された信号成分を抽出する第3のステップと、
前記結合信号から、前記2つの副搬送波のうち、前記中心周波数より低周波数帯の副搬送波で送信された信号成分を抽出する第4のステップと、
前記結合信号から抽出された前記高周波数帯の副搬送波で送信された信号成分から、当該副搬送波で送信された信号を最尤推定する第5のステップと、
前記結合信号から抽出された前記低周波数帯の副搬送波で送信された信号成分から、当該副搬送波で送信された信号を最尤推定する第7のステップと、
を含む無線受信方法。 - 空間多重された複数の副搬送波を含むOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)信号を受信する第1のステップと、
受信されたOFDM信号の前記複数の副搬送波の中心周波数を中心に周波数軸上で対称の位置にある2つの副搬送波毎に、当該2つの副搬送波のそれぞれで受信された信号を結合して結合信号を求める第2のステップと、
各副搬送波について、当該副搬送波で受信した信号における、当該副搬送波で送信された信号と、前記中心周波数を中心に周波数軸上で当該副搬送波と対称の位置にある他の副搬送波で送信された信号の伝搬路行列を求める第3のステップと、
各副搬送波について求めた前記伝搬路行列を用いて、各結合信号から、前記2つの副搬送波のうち前記中心周波数より高周波数帯の副搬送波で送信された信号成分を抽出するための第1の行列と、前記中心周波数より低周波数帯の副搬送波で送信された信号成分を抽出するための第2の行列とを求める第4のステップと、
前記結合信号に前記第1の行列を乗じて、当該結合信号から前記高周波数帯の副搬送波で送信された信号成分を抽出する第5のステップと、
前記結合信号に前記第2の行列を乗じて、当該結合信号から前記低周波数帯の副搬送波で送信された信号成分を抽出する第6のステップと、
前記結合信号から抽出された前記高周波数帯の副搬送波で送信された信号成分と当該副搬送波で送信された信号との誤差の相関行列の逆行列である第1の逆行列を、前記第1の行列を用いて計算するとともに、前記結合信号から抽出された前記低周波数帯の副搬送波で送信された信号成分と当該副搬送波で送信された信号との誤差の相関行列の逆行列である第2の逆行列を、前記第2の行列を用いて計算する第7のステップと、
前記第1の逆行列を用いて、前記結合信号から抽出された前記高周波数帯の副搬送波で送信された信号成分から、当該副搬送波で送信された信号を最尤推定する第8のステップと、
前記第2の逆行列を用いて、前記結合信号から抽出された前記低周波数帯の副搬送波で送信された信号成分から、当該副搬送波で送信された信号を最尤推定する第9のステップと、
を含む無線受信方法。 - 最尤推定した結果得られた各副搬送波で受信した信号を基に、伝搬路推定に用いる参照信号を生成する第10のステップと、
前記参照信号を用いて、各搬送波について前記伝搬路行列を再度計算する第11のステップと、
各副搬送波について再計算された伝搬路行列を用いて、各結合信号から前記高周波数帯の副搬送波で送信された信号成分を抽出するための前記第1の行列と、前記低周波数帯の副搬送波で送信された信号成分を抽出するための前記第2の行列とを再度計算する第12のステップと、
前記結合信号に再計算された第1の行列を乗じて、当該結合信号から前記高周波数帯の副搬送波で送信された信号成分を再度抽出する第13のステップと、
前記結合信号に再計算された第2の行列を乗じて、当該結合信号から前記低周波数帯の副搬送波で送信された信号成分を再度抽出する第14のステップと、
前記再計算された第1の行列を用いて前記第1の逆行列を再度計算するとともに、前記再度計算された第2の行列を用いて前記第2の逆行列を再度計算する第15のステップと、
再計算された第1の逆行列を用いて、前記高周波数帯の副搬送波で送信された信号を再度最尤推定する第16のステップと、
再計算された第2の逆行列を用いて、前記低周波数帯の副搬送波で送信された信号を再度最尤推定する第17のステップと、
をさらに含み、前記第10乃至第17のステップを複数回繰り返すことを特徴とする請求項21記載の無線受信方法。 - 前記第8及び第9のステップで得られた各副搬送波で送信された信号を対し、誤り訂正復号を行う第10のステップをさらに含む請求項21記載の無線受信方法。
- 復号した結果得られる信号を基に、伝搬路推定に用いる参照信号を生成する第11のステップと、
前記参照信号を用いて、各搬送波について前記伝搬路行列を再度計算する第12のステップと、
各副搬送波について再計算された伝搬路行列を用いて、各結合信号から前記高周波数帯の副搬送波で送信された信号成分を抽出するための前記第1の行列と、前記低周波数帯の副搬送波で送信された信号成分を抽出するための前記第2の行列とを再度計算する第13のステップと、
前記結合信号に再計算された第1の行列を乗じて、当該結合信号から前記高周波数帯の副搬送波で送信された信号成分を再度抽出する第14のステップと、
前記結合信号に再計算された第2の行列を乗じて、当該結合信号から前記低周波数帯の副搬送波で送信された信号成分を再度抽出する第15のステップと、
前記再計算された第1の行列を用いて前記第1の逆行列を再度計算するとともに、前記再度計算された第2の行列を用いて前記第2の逆行列を再度計算する第16のステップと、
再計算された第1の逆行列を用いて、前記高周波数帯の副搬送波で送信された信号を再度最尤推定する第17のステップと、
再計算された第2の逆行列を用いて、前記低周波数帯の副搬送波で送信された信号を再度最尤推定する第18のステップと、
再度最尤推定により得られた各副搬送波で送信された信号を対し、誤り訂正復号を行う第19のステップと、
をさらに含み、前記第11乃至第19のステップを複数回繰り返すことを特徴とする請求項23記載の無線受信方法。
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