JP2008017144A - 無線受信装置および方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】受信性能を高める。
【解決手段】OFDM信号を送信する無線送信装置からOFDM信号を受信する受信手段511と、受信したOFDM信号の伝搬路応答を推定する推定手段531と、受信したOFDM信号を周波数領域の信号に変換するフーリエ変換器541と、変換されたOFDM信号を対象として周波数領域の中心周波数を軸として対称な位置にある2つのサブキャリアの受信信号を結合する結合手段551と、推定された伝搬路応答に基づいて、2つのサブキャリアで送信された信号の各ビットの尤度を計算する計算手段571と、複数の尤度のうち、2つのサブキャリアの帯域の両端から帯域の中心に向かって少なくとも1つ以上のサブキャリア番号に対応する尤度に1未満の重み係数を乗算する乗算手段581と、を具備する。
【選択図】図5
【解決手段】OFDM信号を送信する無線送信装置からOFDM信号を受信する受信手段511と、受信したOFDM信号の伝搬路応答を推定する推定手段531と、受信したOFDM信号を周波数領域の信号に変換するフーリエ変換器541と、変換されたOFDM信号を対象として周波数領域の中心周波数を軸として対称な位置にある2つのサブキャリアの受信信号を結合する結合手段551と、推定された伝搬路応答に基づいて、2つのサブキャリアで送信された信号の各ビットの尤度を計算する計算手段571と、複数の尤度のうち、2つのサブキャリアの帯域の両端から帯域の中心に向かって少なくとも1つ以上のサブキャリア番号に対応する尤度に1未満の重み係数を乗算する乗算手段581と、を具備する。
【選択図】図5
Description
本発明は、複数の直交するサブキャリアを用いて伝送を行うOFDM伝送の無線受信装置および方法に関する。
無線通信を高速化することを目的として通信に用いる周波数帯域幅を拡張すると、マルチパス伝搬路の伝搬遅延時間差が無視できなくなる。このような伝搬遅延時間が異なる信号が到来する環境では、符号間干渉による波形歪みが通信品質を劣化させる大きな要因となる。このような環境において、直交周波数分割多重(Orthogonal Frequency Division Multiplexing:以下OFDMと記述)方式は、伝搬遅延時間の異なる信号を受信しても符号間干渉に起因する波形歪みを補償することができる方式として知られている。
OFDM伝送方式は信号が複素信号になるため、無線送信装置では直交変調器、無線受信装置では直交復調器を用いる必要がある。この時、直交変調器および直交復調器における同相成分と直交成分の振幅に差が生じたり、90度移相器に位相誤差が生じると、OFDM信号の複数のサブキャリアのうち、中心周波数に対して周波数軸上で互いに対称な位置にある2つのサブキャリアの信号が相互に干渉し、伝送性能が大きく制限されてしまう(なお、これら2つのサブキャリアのうち、中心周波数より高周波数帯のサブキャリアを「上側波帯のサブキャリア」、中心周波数より低周波数帯のサブキャリアを「下側波帯のサブキャリア」と、呼ぶことがある)。
このような環境下において、上下のサブキャリア間の干渉量を推定し、上下のサブキャリアで受信した両信号を用いて最尤推定や空間フィルタリングで信号を判定する手法が提案されている(例えば、非特許文献1参照)。
例えば、非特許文献1の手法を用いると、直交変復調器による歪みを高い精度で補償することができる。しかし、上下のサブキャリア間で相互に干渉する信号の伝搬路応答を推定する必要があり、通常のOFDM伝送で要求される伝搬路推定用既知信号の2倍の長さの信号が必要となり、伝送効率が劣化してしまう問題がある。
それに対し、上下のサブキャリア間で干渉する信号の伝搬路応答を時間領域のインパルス応答を推定することによって実現して、従来のOFDM伝送と同一の長さの伝搬路推定用既知信号しか必要としない手法がある(例えば、非特許文献2参照)。
A. Tarighat, R. Bagheri, and A. H. Sayed, "Compensation Schemes and Performance Analysis of IQ Imbalances in OFDM Receivers," IEEE Trans. Signal Processing, vol. 8, no. 8, pp. 3257-3268, Aug. 2005. 鎌田裕之、阪口啓、荒木純道、「MIMO-OFDMにおける時間軸IQインバランス補償法」、電子情報通信学会技術報告、A・P2005-94、pp. 55-60、Oct. 2005.
A. Tarighat, R. Bagheri, and A. H. Sayed, "Compensation Schemes and Performance Analysis of IQ Imbalances in OFDM Receivers," IEEE Trans. Signal Processing, vol. 8, no. 8, pp. 3257-3268, Aug. 2005. 鎌田裕之、阪口啓、荒木純道、「MIMO-OFDMにおける時間軸IQインバランス補償法」、電子情報通信学会技術報告、A・P2005-94、pp. 55-60、Oct. 2005.
しかし、この手法では伝搬路推定の精度が伝搬路推定用既知信号の信号系列に依存してしまい、信号系列によっては大幅に性能が劣化し、十分な受信性能が得られない場合がある。
このように従来の無線受信装置においては、直交変復調器の振幅・位相の精度によって伝送性能が大きく制限されてしまう問題がある。また、従来の無線受信装置には直交変復調器の不完全性に起因する波形歪みの補償を行う際に、通常よりも長い伝搬路推定用既知信号が必要となり、伝送効率が劣化してしまう問題がある。その他、短い伝搬路推定用既知信号を用いて伝搬路応答を推定しようとすると、伝搬路推定の精度が伝搬路推定用既知信号の系列に依存してしまい、信号系列によっては波形歪みの補正を適用すると大幅に特性が劣化してしまう場合がある。
本発明は、上記問題に鑑み、直交変復調器の不完全性に起因する中心周波数を軸として周波数軸上で互いに対称な位置にある2つのサブキャリア間(上側波帯と下側波帯とのサブキャリア間)で生じる干渉を、伝送効率を劣化させずに補償し、受信性能を高める無線受信装置および方法を提供することを目的とする。
上述の課題を解決するため、本発明の無線受信装置は、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)信号を送信する無線送信装置から該OFDM信号を受信する受信手段と、前記受信したOFDM信号の伝搬路応答を推定する推定手段と、前記受信したOFDM信号を周波数領域の信号に変換するフーリエ変換器と、前記変換されたOFDM信号を対象として周波数領域の中心周波数を軸として対称な位置にある2つのサブキャリアの受信信号を結合する結合手段と、前記推定された伝搬路応答に基づいて、前記2つのサブキャリアで送信された信号の各ビットの尤度を計算する計算手段と、複数の前記尤度のうち、前記2つのサブキャリアの帯域の両端から帯域の中心に向かって少なくとも1つ以上のサブキャリア番号に対応する尤度に1未満の重み係数を乗算する乗算手段と、を具備することを特徴とする。
また、本発明の無線受信装置は、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)信号を送信する無線送信装置から該OFDM信号を受信する受信手段と、前記OFDM信号に含まれる伝搬路推定用既知信号のインパルス応答と、該伝搬路推定用既知信号の複素共役信号のインパルス応答とを推定する第1の推定手段と、前記伝搬路推定用既知信号のインパルス応答を周波数領域に変換し、各サブキャリアで前記既知信号が送信される場合に、送信されたサブキャリアと同一のサブキャリアで受信される信号の伝搬路応答を推定する第2の推定手段と、前記伝搬路推定用既知信号の複素共役のインパルス応答を周波数領域に変換し、各サブキャリアで前記既知信号が送信される場合に、周波数領域で中心周波数を軸として対称なサブキャリアでそれぞれ受信される信号の伝搬路応答を推定する第3の推定手段と、周波数領域の中心周波数を軸として対称な位置にある2つのサブキャリアの受信信号を結合する結合手段と、前記推定された伝搬路応答に基づいて、前記2つのサブキャリアで送信された信号の各ビットの尤度を計算する計算手段と、各サブキャリアの伝搬路推定誤差を検出する検出手段と、複数の前記尤度のうち、伝搬路推定誤差が閾値よりも大きいサブキャリアに対応する尤度に1未満の重み係数を乗算する乗算手段と、を具備することを特徴とする。
さらに、本発明の無線受信装置は、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)信号を送信する無線送信装置から該OFDM信号を受信する受信手段と、前記OFDM信号に含まれる伝搬路推定用既知信号のインパルス応答と、該伝搬路推定用既知信号の複素共役信号のインパルス応答とを推定する第1の推定手段と、前記伝搬路推定用既知信号のインパルス応答を周波数領域に変換し、各サブキャリアで前記既知手段が送信される場合に、送信されたサブキャリアと同一のサブキャリアで受信される信号の伝搬路応答を推定する第2の推定手段と、前記伝搬路推定用既知信号の複素共役のインパルス応答を周波数領域に変換し、各サブキャリアで前記既知信号が送信される場合に、周波数領域で中心周波数を軸として対称なサブキャリアでそれぞれ受信される信号の伝搬路応答を推定する第3の推定手段と、周波数領域の中心周波数を軸として対称な位置にある2つのサブキャリアの受信信号を結合する結合手段と、前記推定された伝搬路応答に基づいて、前記2つのサブキャリアで送信された信号の各ビットの尤度を計算する計算手段と、複数の前記尤度のうち、周波数帯域両端のそれぞれ少なくとも一つ以上のサブキャリアに対応する尤度と、中心周波数近傍それぞれ少なくとも一つ以上のサブキャリアに対応する尤度とに1未満の重み係数を乗算する乗算手段と、を具備することを特徴とする。
またさらに、本発明の無線受信装置は、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)信号を送信する無線送信装置から該OFDM信号を受信する受信手段と、前記OFDM信号に含まれる伝搬路推定用既知信号のインパルス応答と、該伝搬路推定用既知信号の複素共役信号のインパルス応答とを推定する第1の推定手段と、前記伝搬路推定用既知信号のインパルス応答を周波数領域に変換し、各サブキャリアで前記既知手段が送信される場合に、送信されたサブキャリアと同一のサブキャリアで受信される信号の伝搬路応答を推定する第2の推定手段と、前記伝搬路推定用既知信号の複素共役のインパルス応答を周波数領域に変換し、各サブキャリアで前記既知信号が送信される場合に、周波数領域で中心周波数を軸として対称なサブキャリアでそれぞれ受信される信号の伝搬路応答を推定する第3の推定手段と、周波数領域の中心周波数を軸として対称な位置にある2つのサブキャリアの受信信号を結合する結合手段と、前記推定された伝搬路応答に基づいて、前記2つのサブキャリアで送信された信号の各ビットの尤度を計算する計算手段と、実際に送信された伝搬路推定用既知信号系列に応じて前記尤度に重み付けを行うサブキャリアを選択する選択手段と、該サブキャリアに乗算する重み係数を、前記複数の伝搬路推定用既知信号系列のうちの実際に送信された伝搬路推定用既知信号系列に応じて切り替える切替手段と、を具備することを特徴とする。
本発明の無線受信装置および方法によれば、直交変復調器の不完全性に起因する、中心周波数を軸として周波数軸上で互いに対称な位置にある2つのサブキャリア間で生じる干渉を、伝送効率を劣化させずに補償し、受信性能を高めることができる。
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態に係る無線受信装置および方法について詳細に説明する。以下、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)伝送における無線受信装置について説明する。
(第1の実施形態)
まず、本実施形態の無線受信装置が受け取る送信信号を生成する無線送信装置に含まれる変調器が受け取る送信信号の生成について図1、図2を参照して説明する。なお、実施形態のすべての無線送信装置は一般的な装置の一例である。
無線送信装置内の変調器が受け取る送信信号は、図1に示すように符号器101が情報信号を符号化して送信信号を生成する。符号器101は、送信すべき情報信号に伝搬路符号化を適用することによって送信信号を生成する。このように伝搬路符号化を施すことによって信号に冗長性が付加されるため、情報信号の伝送速度は劣化するものの、誤り訂正によって通信品質が向上するため、結果として高いスループット特性が得られることが期待される。
まず、本実施形態の無線受信装置が受け取る送信信号を生成する無線送信装置に含まれる変調器が受け取る送信信号の生成について図1、図2を参照して説明する。なお、実施形態のすべての無線送信装置は一般的な装置の一例である。
無線送信装置内の変調器が受け取る送信信号は、図1に示すように符号器101が情報信号を符号化して送信信号を生成する。符号器101は、送信すべき情報信号に伝搬路符号化を適用することによって送信信号を生成する。このように伝搬路符号化を施すことによって信号に冗長性が付加されるため、情報信号の伝送速度は劣化するものの、誤り訂正によって通信品質が向上するため、結果として高いスループット特性が得られることが期待される。
ここで、符号器はリード・ソロモン符号や畳込み符号、ターボ符号やLDPC(Low Density Parity Check codes)などいかなる符号化方式を用いても構わない。予め定められた符号化方式で本実施形態の無線受信装置が既知な方式であり、復号できる方式であればいかなる方式を用いても構わない。また、複数の符号化方式を実装し、送信するフレームごとに方式を変更しても構わない。
なお、符号器101で適用する符号化方式によっては隣接する符号語間の相関が高くなるため、図2に示すようにインターリーバー201を用いて信号を並び替えても構わない。このとき、インターリーバー201では、様々な並べ替え方が存在するが、いかなる規則で並べ替えを行っても構わない。予め定められた規則に従い、本実施形態の無線受信装置が既知の規則であればいかなる方式を用いても構わない。
次に、本実施形態の無線受信装置が受け取る送信信号を生成する無線送信装置について図3を参照して説明する。図3は、第1の実施形態に係る無線受信装置が受信する信号を生成し、送信を行う無線送信装置の構成の一例を示したものである。
無線送信装置は、変調器301、パイロット生成部311、逆フーリエ変換器321、GI付加部331、既知信号生成部341、無線部351、アンテナ361、スイッチ371を備えている。
無線送信装置は、変調器301、パイロット生成部311、逆フーリエ変換器321、GI付加部331、既知信号生成部341、無線部351、アンテナ361、スイッチ371を備えている。
変調器301は、送信信号を受け取りサブキャリアごとに変調を施す。変調器301が使用する変調方式はBPSKやQPSK、8PSKなどの位相変調や16QAM、64QAM、256QAMなどの直交振幅変調などが挙げられる。ただし、本実施形態における変調方式をこれらの方式に制限するものではない。これらの方式を用いても構わないし、その他の変調方式を使用しても構わない。予め定められた変調方式で、無線受信装置が復調可能であればいかなる変調方式を用いても構わない。
パイロット生成部311は、パイロットサブキャリアで送信するための予め定められた系列の信号を生成し、逆フーリエ変換器321に供給する。一般に、OFDM伝送では無線送信装置と無線受信装置との間のローカル周波数のずれや位相のずれ、伝搬路変動を補正するため、全てのサブキャリアで情報を送信するのではなく、一部のサブキャリアは無線受信装置が既知の信号を送信する。このサブキャリアをここではパイロットサブキャリアと呼び、情報を送信するサブキャリアをデータサブキャリアと呼ぶ。
逆フーリエ変換器321は、変調器301からデータサブキャリアの信号、パイロット生成部311からパイロットサブキャリアの信号を受け取り、これらの信号を時間領域の信号にそれぞれ変換する。ここで、逆フーリエ変換器321における逆フーリエ変換はIDFT(Inverse Digital Fourier Transform)を用いてもIFFT(Inverse Fast Fourier Transform)を用いても構わない。各サブキャリア用に生成した送信シンボルに離散逆フーリエ変換が適用されればいかなる方式を用いても構わない。また、時間領域の信号を巡回シフトさせ、ずらして出力しても、一つのフレーム内で同一のシフト量であれば構わない。逆フーリエ変換器321は、変換した信号をGI付加部331に供給する。
GI付加部331は、OFDMシンボルごとにガードインターバルまたはサイクリックプレフィクスと呼ばれる信号を付加する。これは、伝搬遅延時間の異なるマルチパス信号が到来したときに、信号の周期性を保ち、周波数領域において符号間干渉が生じないようにするためにOFDM伝送において一般的に用いられる手法なので、詳細な説明は省略する。GI付加部331は、信号を付加されたOFDMシンボルをスイッチ371に供給する。
既知信号生成部341は、既知信号を生成し、スイッチ371に供給する。既知信号は一般に同期や伝搬路推定のために使用される。既知信号については後に図4を参照して説明する。
無線部351は、情報信号または既知信号を受け取り、信号をアナログ信号に変換し、無線周波数信号に周波数変換したのち、送信アンテナ361を介して送信する。無線部351は、デジタル−アナログ変換器や直交変調器、周波数変換器、フィルタ、増幅器などから構成される一般的な無線部であり、本実施形態の要部を構成するものではないので、その詳細な説明は省略する。既知信号生成部341からスイッチ371を経由して既知信号を受け取り、アンテナ361を介して変調信号を送信する。他に、無線部351は、GI付加部331からガードインターバルが付加されたOFDMシンボルを受け取り、アンテナ361を介して変調信号を送信する。無線部351については無線受信装置との関係で後に図6を参照して説明する。
また、送信アンテナ361についても、所望の周波数の信号を送信することができればいかなるアンテナを用いても構わない。
また、送信アンテナ361についても、所望の周波数の信号を送信することができればいかなるアンテナを用いても構わない。
スイッチ371は、GI付加部331と既知信号生成部341とのいずれか一方を無線部511へ接続する。スイッチ371は、既知信号生成部341が生成した既知信号を送信する際は、既知信号生成部341と無線部351とを接続することにより、無線部351は既知信号生成部341で生成された既知信号を送信することができる。
次に、既知信号生成部341が生成する既知信号について図4を参照して説明する。
アンテナ361を介して無線部351からは、情報信号の他に、無線通信では一般に同期や伝搬路推定のために既知信号が送信される。このような既知信号を送信する通信システムの一例として、IEEE 802.11aにおけるフレームフォーマットを説明する。図4においてフレーム先頭部のSP(ショートプリアンブル)411が同期用の既知信号となり、続くLP(ロングプリアンブル)421が伝搬路推定用の既知信号となる。
アンテナ361を介して無線部351からは、情報信号の他に、無線通信では一般に同期や伝搬路推定のために既知信号が送信される。このような既知信号を送信する通信システムの一例として、IEEE 802.11aにおけるフレームフォーマットを説明する。図4においてフレーム先頭部のSP(ショートプリアンブル)411が同期用の既知信号となり、続くLP(ロングプリアンブル)421が伝搬路推定用の既知信号となる。
以上、IEEE 802.11aのフレームフォーマットを例に、既知信号の送信について説明したが、本実施形態の無線受信装置が受信できる信号はIEEE 802.11aに制限されるものではない。
以上説明した無線送信装置で送信された信号を受信するための、第1の実施形態に係る無線受信装置の構成例について図5を参照して説明する。本実施形態、第2、第3の実施形態は送信信号の通信モードが予め決まっている場合である。したがって、無線受信装置は使用される通信モードを予め知っている。
図5の無線受信装置は、受信アンテナ501、無線部511、GI除去部521、伝搬路推定部531、フーリエ変換器541、受信信号結合部551、位相補正部561、復調部571、尤度重み乗算部581を備えている。
図5の無線受信装置は、受信アンテナ501、無線部511、GI除去部521、伝搬路推定部531、フーリエ変換器541、受信信号結合部551、位相補正部561、復調部571、尤度重み乗算部581を備えている。
受信アンテナ501は、所望の周波数帯域の信号を受信することができるアンテナであればいかなるアンテナを用いても構わない。
無線部511は、それぞれ増幅器、フィルタ、直交復調器、周波数変換器、アナログ−デジタル変換器などから構成され、無線部511に接続された受信アンテナ501で受信した無線周波数の信号をデジタル信号に変換する。無線部511は、受信した無線周波数の信号を複素デジタル信号に変換することができればいかなる構成を用いても構わない。無線部511は、無線周波数の信号を一旦中間周波数の信号に変換してからベースバンド信号に変換しても構わないし、中間周波数を介せず直接無線周波数信号をベースバンド信号に変換しても構わない。また、アナログで直交復調を行っても構わないし、アナログ−デジタル変換器出力を用いてデジタルで直交復調を行っても構わない。また、無線部511における増幅器やフィルタ、周波数変換器やアナログ−デジタル変換器は一般的な物であり、本実施形態の要旨ではないので、それぞれの詳細な説明は省略する。直交復調器での信号については後に図7を参照して説明する。
GI除去部521は、無線部511から受け取ったデジタル信号からガードインターバルを除去し、伝搬路推定部531およびフーリエ変換器541に除去後のデジタル信号を供給する。
伝搬路推定部531は、ガードインターバル除去後のデジタル信号に含まれる伝搬路推定用既知信号に基づいて伝搬路推定を行う。伝搬路推定部531の動作の詳細については後に式(23)〜式(27)を参照して説明する。
フーリエ変換器541は、ガードインターバル除去後のデジタル信号をフーリエ変換して周波数領域のデジタル信号に変換する。フーリエ変換器541の動作の詳細については後に式(14)〜式(21)、式(30)、(31)を参照して説明する。
受信信号結合部551は、周波数領域で中心周波数を軸として対称な位置にある二つのサブキャリアの受信信号を結合する。フーリエ変換されたデジタル信号を結合して位相補正部561に供給する(式(22)を参照)。
位相補正部561は、復調を行う前に、シンボルごとにパイロットサブキャリアの信号を用いて位相誤差を補正する。周波数オフセットおよび位相雑音の影響で、受信信号はシンボルごとに異なる位相誤差を受けている。位相補正部561は位相を補正した信号を復調部571に供給する。位相補正部561の動作の詳細については本実施形態の要旨ではないので、詳細な説明は省略する。
復調部571は、伝搬路推定部531で推定された伝搬路応答と受信信号結合部551で結合した信号を用いて二つのサブキャリアで送信された信号の各ビットの尤度を求める。復調部571は、位相補正部561で位相誤差が補正された信号を復調する。復調部571の動作の詳細については後に式(32)を参照して説明する。
尤度重み乗算部581は、伝搬路推定の精度が劣化する帯域の両端の数サブキャリアの尤度をその他のサブキャリアの尤度よりも重みを小さくするために、帯域の両端の数サブキャリアの尤度に1未満の係数を乗算する。本実施形態では、予め通信モードが定まっているので、尤度重み乗算部581は、どのサブキャリアの尤度の重みを小さくすべきかについては予め定まっている。尤度重み乗算部581の動作の詳細については後に式(33)〜式(37)、図9、図10を参照して説明する。
次に、フーリエ変換器541が出力する信号について考える。まず、無線送信装置に含まれる無線部351が送信信号を生成することについて図6を参照して説明する。
無線送信装置から送信される信号では、図3に示したように無線部351でデジタル信号を直交変調し、アナログの無線周波数の信号に変換して送信する。無線部351に含まれる直交変調器をアナログ回路で構成した場合、IチャネルとQチャネルの利得を同一に保つことが理想的であるが、実際には困難である。さらに、Iチャネルのデジタル−アナログ変換器とQチャネルのデジタル−アナログ変換器に個体差が生じるとIチャネルとQチャネルに異なる利得が付加されているのと等価になる。また、直交変調器においてIチャネルの信号とQチャネルの信号を生成する際に正確に90度の位相差を発生することが理想的であるが、実際には困難である。この結果、直交変調器の出力において、IチャネルとQチャネルは振幅が異なり、位相差も90度からずれてしまう。
無線送信装置から送信される信号では、図3に示したように無線部351でデジタル信号を直交変調し、アナログの無線周波数の信号に変換して送信する。無線部351に含まれる直交変調器をアナログ回路で構成した場合、IチャネルとQチャネルの利得を同一に保つことが理想的であるが、実際には困難である。さらに、Iチャネルのデジタル−アナログ変換器とQチャネルのデジタル−アナログ変換器に個体差が生じるとIチャネルとQチャネルに異なる利得が付加されているのと等価になる。また、直交変調器においてIチャネルの信号とQチャネルの信号を生成する際に正確に90度の位相差を発生することが理想的であるが、実際には困難である。この結果、直交変調器の出力において、IチャネルとQチャネルは振幅が異なり、位相差も90度からずれてしまう。
以上の現象は、図6のようにモデル化できる。図6において、ui(t)およびuq(t)はIチャネルとQチャネルで送信するベースバンド信号をそれぞれ表しており、乗算器631、632はこれらのベースバンド信号に対してキャリア信号をそれぞれ乗算する。図6では、先に説明したようにデジタル−アナログ変換器の個体差を含めたIチャネルとQチャネルの利得の差をIチャネルとQチャネルにそれぞれ異なる利得Gi (t)とGq (t)を乗算することによって表現している。また、図6では、先に説明したIチャネルとQチャネルとの位相差が90度にならない現象をQチャネルに位相がθ(t)ずれた正弦波を乗算することによって表現している。
ただし、mi(t),mq(t)はそれぞれIチャネル、Qチャネルの送信信号を表し、IQインバランスの影響を考慮した等価低域系の複素送信信号m(t)=mi(t)+jmq(t)(ただし、j2=−1)は次式(3)、(4)、(5)、(6)で表すことができる。IQインバランスとは、直交変調器、直交復調器での、位相誤差と振幅誤差との不均衡を示す。
このように、送信信号u(t)の複素共役u*(t)を用いることによって、IQインバランスの影響で直交性が崩れた環境下においても信号を複素表記することができる。なお、式(3)から明らかなように、IQインバランスの影響で送信信号はαtの歪みが生じるだけでなく、複素共役信号u*(t)が不要放射されていることがわかる。後述するようにこの複素共役信号が干渉となり、OFDM伝送の性能を制限してしまう(例えば、式(19)〜式(21))。
次に、無線受信装置における直交復調器について図7を参照して説明する。無線受信装置では、乗算器721、722を用いて受信した信号に位相が90度異なる二つの正弦波をそれぞれ乗算し、ローパスフィルタを適用することによってIチャネルの信号とQチャネルの信号を得ることができる。
しかし、直交変調器の場合と同様に、90度の位相差を正確に発生させることが理想的であるが、実際には困難であり、フィルタの利得やアナログ−デジタル変換器の個体差によってIチャネルとQチャネルの利得も一般に異なってしまう。以上の結果生じるIQインバランスを直交復調器の不完全性でモデル化した図が図7であり、帯域信号をyi(t)cos(2πft)−yq(t)sin(2πft)とおくと、直交復調器によって出力されるIチャネルの信号ri(t)とQチャネルの信号rq(t)は次式(7)で表すことができる。
このように、直交復調器においても直交変調器と同様に直交性が崩れた環境下における等価低域系信号を複素表記することができる。また、無線送信装置と同様に無線受信装置においても、IQインバランスの影響で受信信号に式(10)で示されるαrの歪みが生じるだけでなく式(8)で示されるように複素共役信号y*(t)が付加されることがわかる。
次に、無線送信装置、無線受信装置間のマルチパス伝搬路の影響について説明する。
伝搬路のパス数をL、各パスの遅延時間をτl、各パスの複素振幅をhlとおくと、受信信号y(t)は次式(12)で表すことができる。
伝搬路のパス数をL、各パスの遅延時間をτl、各パスの複素振幅をhlとおくと、受信信号y(t)は次式(12)で表すことができる。
式(14)より、直交変調器または直交復調器の歪みを示したときと同様に、伝搬路応答の影響を加味してもIQインバランスの影響は送信信号u(t)とu*(t)の線形和で表せることがわかる。
次に、OFDM伝送を行う場合について説明する。
OFDM伝送の場合、式(14)で表される受信信号をフーリエ変換し、周波数領域に変換した後、復調を行う。フーリエ変換の時間移動則および複素共役信号のフーリエ変換には次式(17)、(18)の関係がなりたつ。
OFDM伝送の場合、式(14)で表される受信信号をフーリエ変換し、周波数領域に変換した後、復調を行う。フーリエ変換の時間移動則および複素共役信号のフーリエ変換には次式(17)、(18)の関係がなりたつ。
ここで、h(k)、h(−k)はIQインバランスの影響を含まないk番目、−k番目のサブキャリアの伝搬路応答をそれぞれ表しており、Δfは隣接するサブキャリアとの周波数間隔、s(k)、s(−k)は、k番目、−k番目のサブキャリアで送信した変調信号をそれぞれ表している。
以上説明したように、OFDM伝送においてIQインバランスが生じると、無線受信装置におけるフーリエ変換器が出力する信号は、中心周波数を軸として対称な位置にあるサブキャリアの信号が干渉した信号を出力することがわかる。以上の現象は図8に図示しており、−k番目のサブキャリアでも同様にk番目のサブキャリアの信号が干渉している。
このことから、k番目のサブキャリアの受信信号と−k番目のサブキャリアの受信信号にはk番目と−k番目の二つのサブキャリアで送信された信号が含まれるため、二つのサブキャリアの受信信号を用いて二つのサブキャリアで送信された信号を同時に推定することによって、IQインバランスによる歪みが生じている環境下においても復調を行うことができる。
ただし、n(k)、n(−k)はk番目のサブキャリアと−k番目のサブキャリアにおける雑音ベクトルを結合したベクトルを表している。
式(22)は空間多重数が2、受信アンテナ数が2のMIMO(Multiple Input Multiple Output)信号と等価であり、伝搬路応答を推定することができれば、二つのサブキャリアで受信した信号を用いて二つのサブキャリアで送信された信号を同時に推定することができる。このとき、受信アルゴリズムは従来のMIMOで用いられる方式と同一のアルゴリズムが適用可能であり、このようにして信号を推定することによって、IQインバランスの影響を補償できる。
式(22)は空間多重数が2、受信アンテナ数が2のMIMO(Multiple Input Multiple Output)信号と等価であり、伝搬路応答を推定することができれば、二つのサブキャリアで受信した信号を用いて二つのサブキャリアで送信された信号を同時に推定することができる。このとき、受信アルゴリズムは従来のMIMOで用いられる方式と同一のアルゴリズムが適用可能であり、このようにして信号を推定することによって、IQインバランスの影響を補償できる。
しかし、伝搬路推定用既知信号は、図4に示したIEEE 802.11aのフレームフォーマットのように、一般にk番目のサブキャリアと−k番目のサブキャリアの信号が干渉することを想定して設計されてはいない。よって、他のサブキャリアから干渉する信号の伝搬路応答とこのサブキャリアで送信された信号の伝搬路応答とを区別することができず、二つのサブキャリアの信号を同時に推定することはできない。
次に、式(14)で表される受信信号をフーリエ変換器541でフーリエ変換を施す前の時間領域の信号について説明する。
ここで、IQインバランスの影響を含めた伝搬路応答で推定すべき信号は(l=0〜L−1)の2L個であり、ガードインターバルのサンプル数がパイロットサブキャリアも含めたOFDM伝送に用いるサブキャリア数の半分以下であり、マルチパス伝搬路のパス数Lがガードインターバルのサンプル数よりも少なければ時間領域でインパルス応答hl’とhl’’を推定することができる。
ここで、IQインバランスの影響を含めた伝搬路応答で推定すべき信号は(l=0〜L−1)の2L個であり、ガードインターバルのサンプル数がパイロットサブキャリアも含めたOFDM伝送に用いるサブキャリア数の半分以下であり、マルチパス伝搬路のパス数Lがガードインターバルのサンプル数よりも少なければ時間領域でインパルス応答hl’とhl’’を推定することができる。
ただし、OFDM1シンボルのサンプル数をNとおいた。さらに、ガードインターバルのサンプル数をNgとおき、伝搬路推定用既知信号を送信している区間の信号u(t)をLp(t)とおくことにより、式(14)を用いて式(23)は次式(24)、(25)、(26)、(27)のように表すことができる。
よって、次式(28)、(29)に示すようにAの一般化逆行列を用いることによって、OFDM信号に含まれる伝送路推定用の既知信号のインパルス応答と既知信号の複素共役信号のインパルス応答とを推定することができる。
ここで、フーリエ変換は式(30)、式(31)に従って離散フーリエ変換を適用しても構わないし、OFDMシンボルのサンプル数と同数になるまで0埋めし、高速フーリエ変換を適用しても構わない。得られたhl’とhl’’からhα (k)とhβ (k)を求めることができればいかなる手法を用いても構わない。
以上、伝搬路推定部531の伝搬路応答推定法として最小二乗法を用いる方式で説明したが、本発明における伝搬路推定部を最小二乗法に制限するものではない。雑音電力を推定し、平均二乗誤差最小法を用いて推定を行っても構わないし、時間領域の信号を用いて周波数領域の伝搬路応答を推定することができるのであればいかなる手法を用いても構わない。
一方、無線送信装置と無線受信装置のそれぞれの無線部351と無線部511で発生するローカル周波数を正確に同一の周波数に設定することは困難であり、一般に無線送信装置と無線受信装置には周波数オフセットが存在する。また、無線送信装置と無線受信装置の無線部それぞれで異なる位相雑音が生じる。これらの周波数オフセットおよび位相雑音の影響で、受信信号はシンボルごとに異なる位相誤差を受けている。よって、復調を行う前に位相補正部561でシンボルごとにパイロットサブキャリアの信号を用いて位相誤差を補正する。なお,補正方式については本実施形態の要旨ではないため、詳細な説明は省略する。
このように、位相補正部561で位相誤差が補正された信号に対して復調部571で復調を行う。復調は式(19)に対して伝搬路推定部531で推定した伝搬路応答を用いて行う。本実施形態における伝搬路推定部531では後段で軟判定復号が適用されることを前提とし、送信信号の各ビットの尤度を出力する。
復調方式の一例をZF基準の復調方式(以下ZF方式と呼ぶ)を用いて説明する。ZF方式では推定した伝搬路応答の逆行列を受信信号に乗算することにより、次式(32)に示すk番目のサブキャリアで送信された信号と−k番目のサブキャリアで送信された信号を分離する。
この結果、k番目のサブキャリアで送信された信号と−k番目のサブキャリアで送信された信号をそれぞれ個別に式(32)と変調に用いた変調方式の信号点の距離を計算することによって各ビットの尤度を計算することができる。なお、周波数選択性フェージング環境下ではサブキャリアごとに受信電力が異なるため、尤度重み乗算部581は、推定した伝搬路応答に基づき、尤度に対して重み付けを行う。このような重みの一例として逆行列の行ノルムで規格化する方式があげられ、次式(33)、(34)、(35)、(36)、(37)のような演算を行う。
ただし、λ0(mk)、λ1(mk)はk番目のサブキャリアで送信されたm番目のビットが0である尤度、1である尤度をそれぞれ示しており、λ0(m−k)、λ1(m−k)は−k番目のサブキャリアで送信されたm番目のビットが0である尤度、1である尤度をそれぞれ表している。サブキャリアごとに伝搬路応答が異なるため逆行列の各要素もサブキャリアごとに異なり、各サブキャリアで送信された信号の尤度もそれぞれ異なる重み付けがなされる。
以上、伝搬路応答に応じた各サブキャリアの尤度の重み付けとして式(34)〜(37)に応じて重み付けを行う方式について説明したが、本実施形態における尤度の重み付けは上記方式に制限されない。伝搬路応答に応じて重み付けが変更される方式であればいかなる手法を用いても構わない。また、復調部571における復調方式としてZF方式を例に説明を行ったが、その他いかなる方式を用いて復調を行っても構わない。MMSE基準で復調を行っても構わないし、最尤推定法に基づいて復調を行っても構わない。各ビットの尤度を求めることができればいかなる方式を用いても構わない。
以上のようにして時間領域の信号を用いて伝搬路応答を推定することによって、IQインバランスの影響でサブキャリア間の干渉が生じる状況でも復調を行うことができる。
しかし、時間領域の信号を用いて伝搬路推定を行う方式は送信される伝搬路推定用既知信号の系列に推定精度が依存してしまう問題がある。式(25)で示した行列Aの最大固有値と最小固有値の比(以下、条件数と呼ぶ)が小さい場合は推定精度の劣化は生じないが、条件数は信号系列に依存して変化し、条件数が大きい場合は雑音強調などにより特性が著しく劣化する。
また、このような伝搬路推定精度の劣化は、各サブキャリアに等しく生じるのではなく、信号に不連続点が生じる箇所で顕著に現れる特徴がある。一般にOFDM伝送では隣接チャネルとの干渉を防ぐため、帯域両端の数サブキャリアは伝送に用いないことが多い。よって、両端のサブキャリアにおいて不連続点が生じ、両端のサブキャリアの伝搬路応答推定精度が他のサブキャリアに比べ大きく劣化してしまう場合がある。
次に、各サブキャリアの伝搬路推定精度を求めた一例を図9に示す。図9において、横軸はサブキャリアの番号を示し、縦軸が伝搬路応答の平均電力で規格化した各サブキャリアの伝搬路応答の推定誤差の二乗平均値を表す。
図9に示したように、両端のサブキャリアの推定誤差が他のサブキャリアに比べて著しく大きくなっていることがわかる。このような伝搬路推定用既知信号を用いられると、このサブキャリアで受信した信号は伝搬路推定精度が低いため、受信電力が高くて一般に復調精度が高くなる環境下においても復調精度が低くなり、軟判定復号の復号精度も十分得られず、受信性能が劣化してしまう。
そこで、本実施形態では尤度重み乗算部581で伝搬路推定の精度が劣化する帯域の両端の数サブキャリアの尤度をその他のサブキャリアの尤度よりも重みを小さくするために、1未満の係数を帯域の両端の数サブキャリアの尤度に乗算する。この場合、乗算する係数は0より大きく1未満であることが好ましい。伝搬路の推定誤差は通信中に計測することは困難であるが、伝搬路推定用既知信号は予め定められた系列なので、装置を構成する前に予め伝搬路推定の精度を見積もることは簡易に行える。例として、図9のような伝搬路推定誤差が得られるような伝搬路推定用既知信号を用いている場合は、図10に示すように、両端のサブキャリアに最も小さい係数a、両端から2番目のそれぞれのサブキャリアには係数bを割り当て、復調部から出力される尤度が28番目のサブキャリア、−28番目のサブキャリアの場合はaを乗算し、27番目、−27番目のサブキャリアの尤度の場合はb倍して出力する。また、その他のサブキャリアの尤度に対しては何も処理を行わずそのまま尤度を出力する。
この結果、伝搬路推定精度の低いサブキャリアで得られた尤度が復号に与える影響が小さくなるため、復号性能の劣化を緩和することができる。
なお、尤度重み乗算部581の説明として、図9のような伝搬路推定誤差が得られる伝搬路推定用既知信号を用いる場合を例に、帯域の両端二つずつのサブキャリアで得られる尤度のみに1未満の係数を乗算する方式について説明を行ったが、全てのサブキャリアで得られる尤度に対して係数を乗算し、帯域両端のサブキャリアで得られた尤度に乗算する係数が図10に示すように比率として小さくなるように装置を構成しても構わない。また、両端からそれぞれ2番目のサブキャリアの推定誤差は両端のサブキャリアの推定誤差に対して小さいため、両端のサブキャリアで得られる尤度のみに重みが小さくなる係数を乗算しても構わない。予め求められた伝搬路推定の推定誤差に基づき係数を決定するのであれば構わない。さらに、帯域両端それぞれ28番目のサブキャリアまで用いて通信を行う場合を例に説明したが、本発明におけるサブキャリア数を上述の例に制限するものではない。また、尤度重み乗算部581が図9のような伝搬路推定誤差を検出できる場合は、この推定誤差を推定して、推定誤差が大きいサブキャリア番号に対応する尤度に重みが小さくなる係数を乗算してもよい。
以上のようにして得られた尤度を無線送信装置の構成次第でデインターリーバ(図示せず)を適用し、軟判定復号を行い、送信された情報信号を求めることができる。
次に、本実施形態の効果を計算機シミュレーションで評価した結果を図22に示す。図22は信号電力対雑音電力比に対するパケット誤り率(Packet Error Rate)特性を表している。前記IEEE802.11aと同一の伝搬路推定系列が適用されている場合に、尤度の調整を行わなかった場合の特性(図22の凡例中の「従来方式」.非特許文献2の方式)と本実施形態の特性(図22の凡例中の「提案方式」)を示している。各サブキャリアでは64QAMが変調方式として適用されており、符号化率1/2、拘束長7の畳込み符号によって符号化された信号を間引くことによって符号化率3/4の信号を生成している。なお、提案方式においては−26番目のサブキャリアと26番目のサブキャリアから得られた尤度に1/64の重み付けを行っており、−25番目と25番目のサブキャリアから得られた尤度に1/8の重み付けを行っている。図22の結果から、本実施形態はパケット誤り率が10%の時に約7dB従来方式よりも特性が改善していることがわかる。
以上説明したように第1の実施形態によれば、直交変調器および直交復調器などの不完全性によりIQインバランスが発生し、上側波帯と下側波帯のサブキャリアの信号が相互に干渉する環境化において、時間領域の信号を用いて干渉成分も含めた伝搬路応答を推定し、各サブキャリアの受信信号を用いて両サブキャリアで送信された信号を復調する際に、伝搬路推定用既知シンボルの系列によって生じる受信性能の劣化を緩和することができる。
(第2の実施形態)
本発明の第2の実施形態の無線受信装置について説明する。
本実施形態において、OFDM伝送を行う際にIQインバランスの影響が無視できず、中心周波数を軸として対称な位置にあるサブキャリアが干渉するときに、時間領域の信号を用いて干渉信号の成分も含めて伝搬路応答を推定し、相互に干渉する二つのサブキャリアで受信した信号を用いて二つのサブキャリアで送信された信号を復調し、復調によって得られた各ビットの尤度を伝搬路推定の推定精度に応じて重み係数を乗算する点は第1の実施形態と同一である。第2の実施形態が第1の実施形態と異なる点は、無線送信装置が複数のアンテナを用いて信号を送信し本実施形態における無線受信装置が複数の受信アンテナを用いて受信を行う点である。
本発明の第2の実施形態の無線受信装置について説明する。
本実施形態において、OFDM伝送を行う際にIQインバランスの影響が無視できず、中心周波数を軸として対称な位置にあるサブキャリアが干渉するときに、時間領域の信号を用いて干渉信号の成分も含めて伝搬路応答を推定し、相互に干渉する二つのサブキャリアで受信した信号を用いて二つのサブキャリアで送信された信号を復調し、復調によって得られた各ビットの尤度を伝搬路推定の推定精度に応じて重み係数を乗算する点は第1の実施形態と同一である。第2の実施形態が第1の実施形態と異なる点は、無線送信装置が複数のアンテナを用いて信号を送信し本実施形態における無線受信装置が複数の受信アンテナを用いて受信を行う点である。
まず、本実施形態の無線受信装置が受信する信号を生成し、送信を行う無線送信装置について図11を参照して説明する。図11は二つの送信アンテナから並列に信号を送信する空間多重方式を用いた送信機装置の構成の一例であり、送信信号は送信すべき情報信号に伝搬路符号化を適用することによって生成される。以下、既に説明した装置部分と同様なものは同一の番号を付してその説明を省略する。
無線送信装置は、変調器301、1102、逆フーリエ変換器321、1121、GI付加部331、1132、スイッチ371、1152、無線部351、1162、アンテナ361、1172を2つずつ備えている。それぞれは、第1の実施形態で説明した動作と同様な動作をする。パイロット生成部1111、既知信号生成部1141も動作は第1の実施形態での動作と同様であるが、出力数が異なる。すなわち、パイロット生成部111は、パイロット信号を逆フーリエ変換器321と逆フーリエ変換器1121に供給し、既知信号生成部1141は、生成した既知信号をスイッチ371とスイッチ1152に供給する。
パイロット生成部1111では、第1の実施形態で説明したように、パイロットサブキャリアの信号を生成する。このとき、空間多重する信号1と空間多重する信号2とで同一のパイロット信号を送信しても構わないし、異なる信号を送信しても構わない。また、一つの空間多重する信号だけでパイロット信号を送信しても構わない。無線受信装置が既知の信号を送信するのであればいかなる送信手段を用いても構わない。
無線送信装置は、変調器301、1102、逆フーリエ変換器321、1121、GI付加部331、1132、スイッチ371、1152、無線部351、1162、アンテナ361、1172を2つずつ備えている。それぞれは、第1の実施形態で説明した動作と同様な動作をする。パイロット生成部1111、既知信号生成部1141も動作は第1の実施形態での動作と同様であるが、出力数が異なる。すなわち、パイロット生成部111は、パイロット信号を逆フーリエ変換器321と逆フーリエ変換器1121に供給し、既知信号生成部1141は、生成した既知信号をスイッチ371とスイッチ1152に供給する。
パイロット生成部1111では、第1の実施形態で説明したように、パイロットサブキャリアの信号を生成する。このとき、空間多重する信号1と空間多重する信号2とで同一のパイロット信号を送信しても構わないし、異なる信号を送信しても構わない。また、一つの空間多重する信号だけでパイロット信号を送信しても構わない。無線受信装置が既知の信号を送信するのであればいかなる送信手段を用いても構わない。
また、既知信号生成部1141は、MIMO−OFDM伝送を行うために必要な既知信号を生成し、この既知信号を無線受信装置に送信する。
なお、送信アンテナ361と1172は、それぞれ同一の性能を示すアンテナを用いても構わないし、異なる性能を示すアンテナを用いても構わない。所望の周波数の信号を送信することができればいかなる送信アンテナを用いても構わない。
このとき送信信号1および送信信号2を生成する手法の一例として図12に示すように、送信する情報信号に符号器101が符号化を施した後、直並列変換部1201が直並列変換で並列信号に変換し、複数の送信信号を生成する手法がある。ここで、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301、1102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ごとに変換しても、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。また、第1の実施形態で説明したように、符号器101で適用される符号化方式次第で隣接する符号語間の相関が高い符号化方式があり、このような信号を同一サブキャリア、または隣接するサブキャリアに割り当てると、サブキャリアの伝搬路応答によって連続した誤りを発生してしまう可能性があり、このような誤りを防ぐため、図13に示すようにインターリーバー201、1302を用いて信号の並べ替えを行っても構わない。このとき、インターリーバー201、1302では無線受信装置が既知の順序であればいかなる規則で並べ替えを行っても構わないし、インターリーバー201、1302で同一の規則で並べ替えを行っても構わないし、異なる規則で並べ替えを行っても構わない。
その他、図14や図15に示すように情報信号を直並列変換してから複数の符号器101、1402を用いて信号を符号化しても構わない。このとき、符号器101、1402で同一の符号化方式で符号化を行っても構わないし、異なる符号化方式を用いても構わない。なお、送信信号1と送信信号2は空間多重を行うことによりそれぞれ異なる伝搬路を通過して無線受信装置で受信されるため、図16や図17に示すように各符号器で符号化された信号がそれぞれの空間多重信号に含まれるように信号入替部1601を用いて各符号器の信号を混ぜて送信信号1や送信信号2として出力しても構わない。
このようにして生成された送信信号1と2をそれぞれ変調器301、1102でサブキャリアごとに変調を行う。変調器301、1102で適用される変調方式については第1の実施形態と同一なため、詳細な説明は省略する。なお、変調器301、1102では同一の変調方式を用いても構わないし、異なる変調方式を用いても構わない。
次に、MIMO−OFDM伝送におけるフレームフォーマットの一例について図18を参照して説明する。
図18のフレームは図4に示したIEEE 802.11aと共存するためのフレーム構成になっており、1811、1821、1831はそれぞれ図4に示した411、421、431と同一の信号を送信する。また、1841はMIMO−OFDM復調を行うために必要な情報が含まれており、変調方式、符号化方式、符号化率、空間多重数、信号長などが含まれる。なお、1812、1822、1832、1842については送信しなくても構わないし、1811、1821、1831、1841とそれぞれ同一の信号を送信しても構わないし、巡回シフトさせた信号を送信しても構わない。その他、1861〜1864はMIMO−OFDMの伝搬路応答を推定するための伝搬路推定用既知信号であり、サブキャリアごとに空間多重された各信号の伝搬路応答を推定できるように設計される。ここで、ヘッダ信号の一例として図18のフォーマットを用いて説明したが、本実施形態におけるフレームフォーマットを図18のフォーマットに制限するものではないし、ヘッダ信号のフォーマットも図18のフォーマットに制限されるものではない。また、復調に必要な情報として上記の信号を例としてあげたが、無線受信装置が復調できるのであればこれらの信号全てを必ずヘッダ信号として送信する必要は無く、また、他の信号をヘッダ信号に含めて送信しても構わない。
図18のフレームは図4に示したIEEE 802.11aと共存するためのフレーム構成になっており、1811、1821、1831はそれぞれ図4に示した411、421、431と同一の信号を送信する。また、1841はMIMO−OFDM復調を行うために必要な情報が含まれており、変調方式、符号化方式、符号化率、空間多重数、信号長などが含まれる。なお、1812、1822、1832、1842については送信しなくても構わないし、1811、1821、1831、1841とそれぞれ同一の信号を送信しても構わないし、巡回シフトさせた信号を送信しても構わない。その他、1861〜1864はMIMO−OFDMの伝搬路応答を推定するための伝搬路推定用既知信号であり、サブキャリアごとに空間多重された各信号の伝搬路応答を推定できるように設計される。ここで、ヘッダ信号の一例として図18のフォーマットを用いて説明したが、本実施形態におけるフレームフォーマットを図18のフォーマットに制限するものではないし、ヘッダ信号のフォーマットも図18のフォーマットに制限されるものではない。また、復調に必要な情報として上記の信号を例としてあげたが、無線受信装置が復調できるのであればこれらの信号全てを必ずヘッダ信号として送信する必要は無く、また、他の信号をヘッダ信号に含めて送信しても構わない。
次に、本実施形態の無線受信装置について図19を参照して説明する。
図19の無線受信装置は、受信アンテナ501、1902、無線部511、1912、GI除去部521、1922、伝搬路推定部1931、MIMO復調前処理部1932、フーリエ変換器541、1942、受信信号結合部1951、位相補正部1961、MIMO復調部1971、尤度重み乗算部1981を備えている。
図19の無線受信装置は、受信アンテナ501、1902、無線部511、1912、GI除去部521、1922、伝搬路推定部1931、MIMO復調前処理部1932、フーリエ変換器541、1942、受信信号結合部1951、位相補正部1961、MIMO復調部1971、尤度重み乗算部1981を備えている。
受信アンテナ501、1902、無線部511、1912、GI除去部521、1922、フーリエ変換器541、1942は、第1の実施の形態で説明した通りなので、詳細な説明は省略する。
伝搬路推定部1931は、GI除去部521、1922からの信号を受け取り、これらの信号に基づいて伝搬路推定を行う。伝搬路推定部1931の詳細については後に式(39)の下で説明する。
MIMO復調前処理部1932は、MIMO復調を行うための前処理を行う。MIMO復調前処理部1932は、伝搬路推定部1931で推定された伝搬路応答を用いてデータサブキャリアのMIMO伝送された信号を復調するための前処理を行う。
受信信号結合部1951は、周波数領域で中心周波数を軸として対称の位置にある二つのサブキャリアの受信信号を結合する。受信信号結合部1951は、フーリエ変換器541、1942から受け取ったフーリエ変換されたデジタル信号を結合して位相補正部1961に供給する。
位相補正部1961は、復調を行う前に、シンボルごとにパイロットサブキャリアの信号を用いて位相誤差を補正する。
MIMO復調部1971は、伝搬路推定部1931で推定された伝搬路応答と受信信号結合部1951で結合した信号を用いて二つのサブキャリアで送信された信号の各ビットの尤度を求める。また、MIMO復調部1971は、推定された位相誤差を位相補正部1961で補正した信号に復調を行う。復調は第1の実施の形態における復調部571における復調に対し、式(22)と式(39)の比較からわかるように、受信ベクトルやチャネル行列、送信ベクトルの要素数が増えただけであり、同一の手法で復調することができるので、詳細な説明は省略する。
尤度重み乗算部1981は、伝搬路推定の精度が劣化する帯域の両端の数サブキャリアの尤度をその他のサブキャリアの尤度よりも重みを小さくするために、帯域の両端の数サブキャリアの尤度に1未満の係数を乗算する。
次に、第1の実施形態と同様に、無線送信装置および無線受信装置の無線部における直交変調器、直交復調器それぞれの不完全性によりIQインバランスが生じる際の無線受信装置におけるフーリエ変換器出力について考える。
まず、受信アンテナ501で受信される信号について考える。第1の実施形態で示したOFDM伝送の場合は式(19)のような出力が得られることを示したが、MIMO−OFDM伝送の場合、空間多重で送信された信号が加わるだけである。ここで、空間多重される信号ごとに異なる直交変調器、伝搬路を経過して受信されるため、直交変調器の歪みの値や伝搬路応答値は異なるものの、中心周波数を軸として対称な位置にあるサブキャリア間の信号が干渉する特徴は同一である。また、受信アンテナ1902で受信される信号についても空間多重された信号がそれぞれ加算されるだけなので、伝搬路応答、直交復調器の歪みの値が異なる点を除いて、大きな性質上の違いはない。
ただし、式(38)においてx(k)は各フーリエ変換器が出力するk番目のサブキャリアの受信信号を要素とする受信ベクトル、Hα (k)はi行j列の成分がk番目のサブキャリアでj番目の空間多重された信号がi番目のフーリエ変換器から出力されるk番目のサブキャリアの伝搬路応答となる伝搬路行列、Hβ (k)はi行j列の成分が−k番目のサブキャリアでj番目の空間多重された信号がi番目のフーリエ変換器から出力されるk番目のサブキャリアの伝搬路応答となる伝搬路行列、s(k)はk番目のサブキャリアで空間多重される各信号を要素とする送信ベクトル、s(−k)は−k番目のサブキャリアで空間多重される各信号を要素とする送信ベクトルを表している。
式(39)は、第1の実施形態における式(22)の各要素をベクトルまたは行列に拡張しただけであり、要素数が増えただけである。よって、空間多重された信号および干渉となるサブキャリアからの信号の伝搬路応答を求めることができれば、第1の実施形態と同様にMIMO−OFDM伝送においてもIQインバランスによる歪みを補償することができる。
次に、伝搬路推定部1931で適用されるMIMO−OFDM伝送における伝搬路推定について考える。図18に示すような伝搬路推定用既知信号(図18では伝搬路推定用プリアンブルと記載)が送信されているとする。ここで、1861、1862、1864は同一の系列の信号を送信しており、1863のみ1861の符号を反転した信号を送信する。このような伝搬路推定用既知信号が送信されている場合、伝搬路変動や周波数オフセットの影響が小さいと、1861が送信されている区間の受信信号と1863が送信されている受信信号との和を求めると、1861と1863とは符号が反転しているので相殺され、空間多重される2番目の信号のみが受信信号に残留することがわかる。一方、当該区間の受信信号の差を計算すると、空間多重された信号1の信号が同相加算され、空間多重された信号2は相殺されることがわかる。
よって、伝搬路推定部1931は、GI除去部521、1922が出力する信号それぞれで、伝搬路推定用既知信号を受信している区間の信号の和や差を求めることにより、それぞれ単一の既知信号が送信されたOFDM信号を抽出することができる。この結果、第1の実施形態と全く同様に式(23)、(28)、(30)、(31)の手順でi番目のGI除去部が出力するj番目の空間多重された信号の伝搬路応答を干渉となるサブキャリアの成分も含めて求めることができるため、MIMO−OFDM伝送の場合もOFDM伝送の場合と同様に時間領域の信号から各サブキャリアの伝搬路応答を推定できる。
また、伝搬路推定部1931における伝搬路推定はMIMO伝搬路の各要素を一つずつ推定することになり、第1の実施形態で述べたOFDM伝送の場合と同一の問題が生じ、同一の現象が得られる。よって、第1の実施形態で説明した方式と同様に、伝搬路推定誤差を予め求めることができ、伝搬路推定誤差が大きくなる両端の少なくともそれぞれ一つ以上のサブキャリアで求められた尤度の値が小さくなるような係数が乗算される。
なお、本実施の形態ではMIMO−OFDM伝送として空間多重数が2、受信アンテナ数が2の場合を例に説明したが、本発明における空間多重数や受信アンテナ数をこれらの数に制限するものではない。式(39)のベクトルや行列の要素数が増加するだけであり、基本的には同一の方式で受信を行うことができる。
以上説明したように第2の実施形態によれば、直交変調器および直交復調器の不完全性などによりIQインバランスが発生し、上側波帯と下側波帯のサブキャリアの信号が相互に干渉する環境化でMIMO−OFDM伝送を行う場合において、時間領域の信号を用いて干渉成分も含めた伝搬路応答を推定し、各サブキャリアの受信信号を用いて両サブキャリアで送信された信号を復調する際に、伝搬路推定用既知シンボルの系列によって生じる受信性能の劣化を緩和することができる。
(第3の実施形態)
本発明の第3の実施形態の無線受信装置について説明する。
本実施形態ではOFDM伝送やMIMO−OFDM伝送においてIQインバランスの影響が無視できず、中心周波数を軸として対称な位置にあるサブキャリアが干渉するときに、時間領域の信号を用いて干渉信号の成分も含めて伝搬路応答を推定し、相互に干渉する二つのサブキャリアで受信した信号を用いて二つのサブキャリアで送信された信号を復調し、復調によって得られた各ビットの尤度を伝搬路推定の推定精度に応じて重み係数を乗算する点は、第1および第2の実施形態と同一である。本実施形態が第1および第2の実施形態と異なる点は、帯域両端付近のサブキャリアだけでなく、中心サブキャリア周辺のサブキャリアの尤度も影響が小さくなるように重み係数を乗算する点である。
本発明の第3の実施形態の無線受信装置について説明する。
本実施形態ではOFDM伝送やMIMO−OFDM伝送においてIQインバランスの影響が無視できず、中心周波数を軸として対称な位置にあるサブキャリアが干渉するときに、時間領域の信号を用いて干渉信号の成分も含めて伝搬路応答を推定し、相互に干渉する二つのサブキャリアで受信した信号を用いて二つのサブキャリアで送信された信号を復調し、復調によって得られた各ビットの尤度を伝搬路推定の推定精度に応じて重み係数を乗算する点は、第1および第2の実施形態と同一である。本実施形態が第1および第2の実施形態と異なる点は、帯域両端付近のサブキャリアだけでなく、中心サブキャリア周辺のサブキャリアの尤度も影響が小さくなるように重み係数を乗算する点である。
第1の実施形態において、時間領域の信号を用いて干渉信号も含めた伝搬路応答を推定する場合は伝搬路推定用既知信号の系列に依存して伝搬路応答の推定精度が劣化し、かつ、不連続なサブキャリアの近傍の推定精度が劣化する現象について説明した。式(25)に示した行列の条件数が小さい場合はこのような伝搬路推定精度の劣化はそれほど生じないが、条件数が大きくなるにつれ複数のサブキャリアを利用していない帯域両端付近のサブキャリアの伝搬路推定精度の劣化が顕著に現れる。なお、OFDM伝送では無線部のローカル周波数のもれ込みや直流成分の不要信号の影響で、サブキャリア番号0の信号は他のサブキャリアに比べ不要信号の影響が大きく、一般に伝送には用いられない。よって、式(25)の条件数が大きくなると中心周波数近傍のサブキャリアの伝搬路推定精度も劣化してくる。
このような信号系列を用いた際の伝搬路推定の推定精度の一例を図20に示す。図9と同様に横軸がサブキャリア番号を示しており、縦軸は伝搬路の平均電力で規格化した伝搬路推定の誤差の二乗平均値である。なお、図9の伝搬路推定用既知信号を用いた際の式(25)の条件数は約30であるのに対し、図20の伝搬路推定用既知信号を用いた場合の式(25)の条件数は約200であり、7倍程度大きい値になっている。図9と図20とでは、図4の伝搬路推定用既知信号421が異なっている。図18のフレームフォーマットを使用している場合には、図9と図20とで伝搬路推定用プリアンブルが異なっている。
この結果、帯域両端のサブキャリア近傍の伝搬路推定誤差が大きくなるのは図9と同一であるが、さらに中心周波数近傍のサブキャリアの伝搬路推定誤差も大きくなっていることがわかる。
尤度重み乗算部581または尤度重み乗算部1981は、このような伝搬路推定用既知信号を用いている場合、帯域両端近傍のサブキャリアだけでなく、中心周波数近傍のサブキャリアで送信された信号の尤度も、他のサブキャリアに比べて小さな値になるように係数を乗算することにより、軟判定復号の性能劣化を緩和することができる。
以上説明したように、本実施の形態によれば、帯域両端近傍のサブキャリアだけではなく中心サブキャリア近傍のサブキャリアで送信された信号の尤度も他のサブキャリアで得られた尤度よりも影響が小さくなるように尤度に重みを乗算することにより、軟判定復号の復号性能の劣化を抑制し、無線受信装置の受信性能の劣化を緩和することができる。
(第4の実施形態)
本発明の第4の実施形態に係る無線受信装置について図21を参照して説明する。
本実施形態の無線受信装置は、受信アンテナ501、無線部511、GI除去部521、伝搬路推定部531、フーリエ変換器541、受信信号結合部551、位相補正部561、復調部571、尤度重み乗算部581、制御部2101、帯域幅検出部2102、復調信号検出部2103を備えている。
本発明の第4の実施形態に係る無線受信装置について図21を参照して説明する。
本実施形態の無線受信装置は、受信アンテナ501、無線部511、GI除去部521、伝搬路推定部531、フーリエ変換器541、受信信号結合部551、位相補正部561、復調部571、尤度重み乗算部581、制御部2101、帯域幅検出部2102、復調信号検出部2103を備えている。
制御部2101は、伝搬路推定部531、帯域幅検出部2102、復調信号検出部2103からの信号を基にして、無線受信装置が受信した信号がどの通信モードであるかを判別して、通信モードに依存して重み付けを行うための情報を設定する。制御部2101は、帯域のどこにどれくらいの大きさで重み付けをするかを設定して、尤度重み乗算部581に制御信号を供給する。
帯域幅検出部2102は、図4のヘッダ信号に含まれる伝搬路推定用既知信号421を参照して、受信信号の帯域幅を検出する。帯域幅検出部2102は、検出した帯域幅の情報を信号として制御部2101に供給する。
復調信号検出部2103は、図4のヘッダ信号に含まれるSIG431を参照して、受信信号がどの通信モードで送信されたかを判別する。復調信号検出部2103は、例えば、SIG431の有無、所望の帯域幅か否かで通信モードを判別する。
尤度重み乗算部2104は、制御部2101から重み付けを行うための情報を受け取り、この情報に基づいて伝搬路推定の精度が劣化する帯域の数サブキャリアの尤度をその他のサブキャリアの尤度よりも重みを小さくする。
次に、本実施形態に係る無線受信装置の動作について説明する。
第3の実施形態では、伝搬路推定用既知信号に応じて伝搬路推定誤差が異なるため、伝搬路推定用既知信号に応じて尤度重み乗算部1981で係数が乗算されるサブキャリアを変更する必要があることを説明した。
第3の実施形態では、伝搬路推定用既知信号に応じて伝搬路推定誤差が異なるため、伝搬路推定用既知信号に応じて尤度重み乗算部1981で係数が乗算されるサブキャリアを変更する必要があることを説明した。
無線受信装置が同一の伝搬路推定用既知信号のみを送信する通信システムであれば予め伝搬路推定誤差を求め、尤度重み乗算部で尤度を小さくする係数を乗算するサブキャリアや係数を予め設定することができる。一方、複数の伝搬路推定用既知信号のうちいずれの系列が送信されるかわからないシステムや、複数の通信モードが存在し、各モードによって送信される伝搬路推定用既知信号が異なる場合は、係数を乗算するサブキャリアを予め設定しておくと、各伝搬路推定用既知信号の条件数の値次第で十分な特性が得られない可能性がある。
以上の問題に鑑み、本実施形態では複数の伝搬路推定用既知信号を受信できる無線受信装置において、通信に用いられている伝搬路推定用既知信号に応じて尤度重み乗算部2104で乗算される係数と乗算されるサブキャリアを可変にすることを特徴とする。
第1、第2、第3の実施形態で説明したように、伝搬路推定用既知信号は予め定められた系列なので、複数の伝搬路推定用既知信号系列が存在する場合もそれぞれの伝搬路推定精度を予め求めることができる。さらに、それぞれの伝搬路推定用既知信号ごとに係数を乗算するサブキャリア、および係数を予めテーブル化しておき、通信に用いられている伝搬路推定用既知シンボルに応じて制御部2101が尤度重み乗算部2104の動作を制御する。
このとき、制御部2101は伝搬路推定用既知信号に応じて動作を切り替えるため、どの伝搬路推定用既知信号が送信されているかを判定する必要がある。以上の判定手法としては様々な方式が考えられ、上位階層で伝送モードが制御されている場合は上位階層が制御部2101に対して通知を行えば、伝搬路推定用既知信号としてどの系列が送信されるのか簡易に知ることができる。また、図18に示したフレームフォーマットの例では1841や1842で通信モードが通知される場合、復号結果をフィードバックすることにより通信に用いられている伝搬路推定用既知信号を推定することができる。
また、帯域幅検出部2102が、各伝搬路推定用既知信号ごとに周波数帯域幅が異なる場合はフーリエ変換器541の出力を観測することによっていかなる系列が用いられたのか推定することができ、各伝搬路推定用既知信号ごとに異なる一部のサブキャリアを伝送に用いていない場合はこのサブキャリアの信号を抽出することにより判定を行うことができる。さらに、伝搬路推定部531が、無線部511の出力やGI除去部521が出力する時間領域の信号で相関を求めることにより、どの系列が送信されたのか推定することもできる。
また、帯域幅検出部2102が、各伝搬路推定用既知信号ごとに周波数帯域幅が異なる場合はフーリエ変換器541の出力を観測することによっていかなる系列が用いられたのか推定することができ、各伝搬路推定用既知信号ごとに異なる一部のサブキャリアを伝送に用いていない場合はこのサブキャリアの信号を抽出することにより判定を行うことができる。さらに、伝搬路推定部531が、無線部511の出力やGI除去部521が出力する時間領域の信号で相関を求めることにより、どの系列が送信されたのか推定することもできる。
以上説明したように、送信された伝搬路推定用既知信号の系列を判定する手法は様々な方式があげられ、各系列の特徴や通知の手法によって最適な判定方法も異なる。本実施形態では上述した判定法に制限されることなく、いかなる手法を用いて送信された伝搬路推定用既知信号を判定しても構わない。送信された伝搬路推定用既知信号を知ることができ、制御部2101で尤度重み乗算部2104の動作を制御することができればいかなる判定法を用いても構わない。
以上に示した実施形態の無線受信装置によれば、時間領域の信号を用いて干渉成分も含めた伝搬路応答を推定し、帯域両端近傍のサブキャリアおよび/または中心サブキャリア近傍のサブキャリアで送信された信号の尤度も他のサブキャリアで得られた尤度よりも影響が小さくなるように尤度に重みを乗算することにより、各サブキャリアの受信信号を用いて両サブキャリアで送信された信号を復調する際に、伝搬路推定用既知シンボルの系列によって生じる受信性能の劣化を緩和することができる。
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
101・・・符号器、111、311、1111・・・パイロット生成部、201・・・インターリーバー、301・・・変調器、321、1121・・・逆フーリエ変換器、331・・・GI付加部、341、1141・・・既知信号生成部、351、511・・・無線部、361・・・送信アンテナ、371、1152・・・スイッチ、421・・・伝搬路推定用既知信号、501、1902・・・受信アンテナ、521・・・GI除去部、531、1931・・・伝搬路推定部、541・・・フーリエ変換器、551、1951・・・受信信号結合部、561、1961・・・位相補正部、571・・・復調部、581、1981、2104・・・尤度重み乗算部、631、632、721、722・・・乗算器、1201・・・直並列変換部、1601・・・信号入替部、1932・・・MIMO復調前処理部、1971・・・MIMO復調部、2101・・・制御部、2102・・・帯域幅検出部、2103・・・復調信号検出部。
Claims (18)
- OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)信号を送信する無線送信装置から該OFDM信号を受信する受信手段と、
前記受信したOFDM信号の伝搬路応答を推定する推定手段と、
前記受信したOFDM信号を周波数領域の信号に変換するフーリエ変換器と、
前記変換されたOFDM信号を対象として周波数領域の中心周波数を軸として対称な位置にある2つのサブキャリアの受信信号を結合する結合手段と、
前記推定された伝搬路応答に基づいて、前記2つのサブキャリアで送信された信号の各ビットの尤度を計算する計算手段と、
複数の前記尤度のうち、前記2つのサブキャリアの帯域の両端から帯域の中心に向かって少なくとも1つ以上のサブキャリア番号に対応する尤度に1未満の重み係数を乗算する乗算手段と、を具備することを特徴とする無線受信装置。 - 複数のアンテナと、
OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)信号を空間多重するMIMO(Multiple Input Multiple Output)−OFDM伝送で送信する無線送信装置から前記複数のアンテナで該OFDM信号を受信する受信手段と、
前記アンテナごとに受信したOFDM信号で空間多重された各信号の伝搬路応答を推定する推定手段と、
前記アンテナごとに受信したOFDM信号を周波数領域の信号に変換するフーリエ変換器と、
変換された周波数領域の信号ごとに、周波数領域の中心周波数を軸として対称の位置にある2つのサブキャリアの受信信号を結合する結合手段と、
変換された周波数領域の信号ごとに、前記推定された伝搬路応答に基づいて、前記2つのサブキャリアで空間多重されて送信された信号の各ビットの尤度を計算する計算手段と、
変換された周波数領域の信号ごとに、複数の前記尤度のうち、前記2つのサブキャリアの帯域の両端から帯域の中心に向かって少なくとも1つ以上のサブキャリア番号に対応する尤度に1未満の重み係数を乗算する乗算手段と、を具備することを特徴とする無線受信装置。 - 前記推定手段は、
空間多重された複数の信号から送信された各アンテナに対応する各信号を抽出する抽出手段と、
前記抽出された各信号の伝搬路応答を推定する推定手段と、を具備することを特徴とする請求項2に記載の無線受信装置。 - 前記推定手段は、前記OFDM信号に含まれる伝送路推定用の既知信号のインパルス応答と、該既知信号の複素共役信号のインパルス応答とを推定し、
前記既知信号のインパルス応答を周波数領域に変換して、各サブキャリアで前記既知信号が送信される場合に、送信されたサブキャリアと同一のサブキャリアで受信される信号の伝搬路応答を求め、
前記既知信号の複素共役信号のインパルス応答を周波数領域に変換して、各サブキャリアで前記既知信号が送信される場合に、周波数領域で中心周波数を軸として対称なサブキャリアでそれぞれ受信される信号の伝搬路応答を求めることを特徴とする請求項1または請求項3に記載の無線受信装置。 - 前記乗算手段は、
各サブキャリアの伝搬路推定誤差を検出する検出手段と、
前記伝搬路推定誤差と、伝搬路推定用の既知信号とにしたがって、前記尤度に重み付けを行うサブキャリアを選択する選択手段と、を具備し、
前記伝搬路推定誤差が大きいほど小さな重み係数を前記サブキャリアごとに割り当てることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の無線受信装置。 - 前記乗算手段は、前記計算手段において信号帯域の少なくとも両端それぞれ一つ以上のサブキャリアから得られる尤度に重み付けを行うことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の無線受信装置。
- 前記乗算手段は、前記計算手段において信号帯域の両端それぞれ少なくとも一つ以上のサブキャリアから得られる尤度と、該信号帯域の中心周波数に隣接するそれぞれ少なくとも一つ以上のサブキャリアから得られる尤度に重み付けを行うことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の無線受信装置。
- 前記推定手段は、複数の伝搬路推定用既知信号系列を用いて伝搬路推定を行う推定手段を具備し、
前記乗算手段は、
実際に送信された伝搬路推定用既知信号系列に応じて前記尤度に重み付けを行うサブキャリアを選択する選択手段と、
該サブキャリアに乗算する重み係数を、前記複数の伝搬路推定用既知信号系列のうちの実際に送信された伝搬路推定用既知信号系列に応じて切り替える切替手段と、を具備することを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の無線受信装置。 - OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)信号を送信する無線送信装置から該OFDM信号を受信する受信手段と、
前記OFDM信号に含まれる伝搬路推定用既知信号のインパルス応答と、該伝搬路推定用既知信号の複素共役信号のインパルス応答とを推定する第1の推定手段と、
前記伝搬路推定用既知信号のインパルス応答を周波数領域に変換し、各サブキャリアで前記既知信号が送信される場合に、送信されたサブキャリアと同一のサブキャリアで受信される信号の伝搬路応答を推定する第2の推定手段と、
前記伝搬路推定用既知信号の複素共役のインパルス応答を周波数領域に変換し、各サブキャリアで前記既知信号が送信される場合に、周波数領域で中心周波数を軸として対称なサブキャリアでそれぞれ受信される信号の伝搬路応答を推定する第3の推定手段と、
周波数領域の中心周波数を軸として対称な位置にある2つのサブキャリアの受信信号を結合する結合手段と、
前記推定された伝搬路応答に基づいて、前記2つのサブキャリアで送信された信号の各ビットの尤度を計算する計算手段と、
各サブキャリアの伝搬路推定誤差を検出する検出手段と、
複数の前記尤度のうち、伝搬路推定誤差が閾値よりも大きいサブキャリアに対応する尤度に1未満の重み係数を乗算する乗算手段と、を具備することを特徴とする無線受信装置。 - OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)信号を送信する無線送信装置から該OFDM信号を受信する受信手段と、
前記OFDM信号に含まれる伝搬路推定用既知信号のインパルス応答と、該伝搬路推定用既知信号の複素共役信号のインパルス応答とを推定する第1の推定手段と、
前記伝搬路推定用既知信号のインパルス応答を周波数領域に変換し、各サブキャリアで前記既知手段が送信される場合に、送信されたサブキャリアと同一のサブキャリアで受信される信号の伝搬路応答を推定する第2の推定手段と、
前記伝搬路推定用既知信号の複素共役のインパルス応答を周波数領域に変換し、各サブキャリアで前記既知信号が送信される場合に、周波数領域で中心周波数を軸として対称なサブキャリアでそれぞれ受信される信号の伝搬路応答を推定する第3の推定手段と、
周波数領域の中心周波数を軸として対称な位置にある2つのサブキャリアの受信信号を結合する結合手段と、
前記推定された伝搬路応答に基づいて、前記2つのサブキャリアで送信された信号の各ビットの尤度を計算する計算手段と、
複数の前記尤度のうち、前記2つのサブキャリアの帯域の両端から帯域の中心に向かって少なくとも1つ以上のサブキャリア番号に対応する尤度に1未満の重み係数を乗算する乗算手段と、を具備することを特徴とする無線受信装置。 - OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)信号を送信する無線送信装置から該OFDM信号を受信する受信手段と、
前記OFDM信号に含まれる伝搬路推定用既知信号のインパルス応答と、該伝搬路推定用既知信号の複素共役信号のインパルス応答とを推定する第1の推定手段と、
前記伝搬路推定用既知信号のインパルス応答を周波数領域に変換し、各サブキャリアで前記既知手段が送信される場合に、送信されたサブキャリアと同一のサブキャリアで受信される信号の伝搬路応答を推定する第2の推定手段と、
前記伝搬路推定用既知信号の複素共役のインパルス応答を周波数領域に変換し、各サブキャリアで前記既知信号が送信される場合に、周波数領域で中心周波数を軸として対称なサブキャリアでそれぞれ受信される信号の伝搬路応答を推定する第3の推定手段と、
周波数領域の中心周波数を軸として対称な位置にある2つのサブキャリアの受信信号を結合する結合手段と、
前記推定された伝搬路応答に基づいて、前記2つのサブキャリアで送信された信号の各ビットの尤度を計算する計算手段と、
複数の前記尤度のうち、周波数帯域両端のそれぞれ少なくとも一つ以上のサブキャリアに対応する尤度と、中心周波数近傍それぞれ少なくとも一つ以上のサブキャリアに対応する尤度とに1未満の重み係数を乗算する乗算手段と、を具備することを特徴とする無線受信装置。 - OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)信号を送信する無線送信装置から該OFDM信号を受信する受信手段と、
前記OFDM信号に含まれる伝搬路推定用既知信号のインパルス応答と、該伝搬路推定用既知信号の複素共役信号のインパルス応答とを推定する第1の推定手段と、
前記伝搬路推定用既知信号のインパルス応答を周波数領域に変換し、各サブキャリアで前記既知手段が送信される場合に、送信されたサブキャリアと同一のサブキャリアで受信される信号の伝搬路応答を推定する第2の推定手段と、
前記伝搬路推定用既知信号の複素共役のインパルス応答を周波数領域に変換し、各サブキャリアで前記既知信号が送信される場合に、周波数領域で中心周波数を軸として対称なサブキャリアでそれぞれ受信される信号の伝搬路応答を推定する第3の推定手段と、
周波数領域の中心周波数を軸として対称な位置にある2つのサブキャリアの受信信号を結合する結合手段と、
前記推定された伝搬路応答に基づいて、前記2つのサブキャリアで送信された信号の各ビットの尤度を計算する計算手段と、
実際に送信された伝搬路推定用既知信号系列に応じて前記尤度に重み付けを行うサブキャリアを選択する選択手段と、
該サブキャリアに乗算する重み係数を、前記複数の伝搬路推定用既知信号系列のうちの実際に送信された伝搬路推定用既知信号系列に応じて切り替える切替手段と、を具備することを特徴とする無線受信装置。 - 複数のアンテナと、
OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)信号を空間多重するMIMO(Multiple Input Multiple Output)−OFDM伝送で送信する無線送信装置から前記複数のアンテナで該OFDM信号を受信する受信手段と、
空間多重された複数の信号から送信された各アンテナに対応する各信号を抽出する抽出手段と、
前記抽出された各信号に対応する前記OFDM信号に含まれる伝送路推定用の既知信号のインパルス応答と、該既知信号の複素共役信号のインパルス応答とを第1の推定手段と、
前記既知信号のインパルス応答を周波数領域に変換して、各サブキャリアで前記既知信号が送信される場合に、送信されたサブキャリアと同一のサブキャリアで受信される信号の伝搬路応答を推定する第2の推定手段と、
前記既知信号の複素共役信号のインパルス応答を周波数領域に変換して、各サブキャリアで前記既知信号が送信される場合に、周波数領域で中心周波数を軸として対称なサブキャリアでそれぞれ受信される信号の伝搬路応答を推定する第3の推定手段と、
前記アンテナごとに受信したOFDM信号を周波数領域の信号に変換するフーリエ変換器と、
変換された周波数領域の信号ごとに、周波数領域の中心周波数を軸として対称な位置にある2つのサブキャリアの受信信号を結合する結合手段と、
変換された周波数領域の信号ごとに、複数の前記推定された伝搬路応答に基づいて、前記2つのサブキャリアで空間多重されて送信された信号の各ビットの尤度を計算する計算手段と、
各サブキャリアの伝搬路推定誤差を検出する検出手段と、
複数の前記尤度のうち、伝搬路推定誤差が閾値よりも大きいサブキャリアに対応する尤度に1未満の重み係数を乗算する乗算手段と、を具備することを特徴とする無線受信装置。 - 複数のアンテナと、
OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)信号を空間多重するMIMO(Multiple Input Multiple Output)−OFDM伝送で送信する無線送信装置から前記複数のアンテナで該OFDM信号を受信する受信手段と、
空間多重された複数の信号から送信された各アンテナに対応する各信号を抽出する抽出手段と、
前記抽出された各信号に対応する前記OFDM信号に含まれる伝送路推定用の既知信号のインパルス応答と、該既知信号の複素共役信号のインパルス応答とを第1の推定手段と、
前記既知信号のインパルス応答を周波数領域に変換して、各サブキャリアで前記既知信号が送信される場合に、送信されたサブキャリアと同一のサブキャリアで受信される信号の伝搬路応答を推定する第2の推定手段と、
前記既知信号の複素共役信号のインパルス応答を周波数領域に変換して、各サブキャリアで前記既知信号が送信される場合に、周波数領域で中心周波数を軸として対称なサブキャリアでそれぞれ受信される信号の伝搬路応答を推定する第3の推定手段と、
前記アンテナごとに受信したOFDM信号を周波数領域の信号に変換するフーリエ変換器と、
変換された周波数領域の信号ごとに、周波数領域の中心周波数を軸として対称の位置にある2つのサブキャリアの受信信号を結合する結合手段と、
変換された周波数領域の信号ごとに、複数の前記推定された伝搬路応答に基づいて、前記2つのサブキャリアで空間多重されて送信された信号の各ビットの尤度を計算する計算手段と、
変換された周波数領域の信号ごとに、複数の前記尤度のうち、前記2つのサブキャリアの帯域の両端から帯域の中心に向かって少なくとも1つ以上のサブキャリア番号に対応する尤度に1未満の重み係数を乗算する乗算手段と、を具備することを特徴とする無線受信装置。 - 複数のアンテナと、
OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)信号を空間多重するMIMO(Multiple Input Multiple Output)−OFDM伝送で送信する無線送信装置から前記複数のアンテナで該OFDM信号を受信する受信手段と、
空間多重された複数の信号から送信された各アンテナに対応する各信号を抽出する抽出手段と、
前記抽出された各信号に対応する前記OFDM信号に含まれる伝送路推定用の既知信号のインパルス応答と、該既知信号の複素共役信号のインパルス応答とを第1の推定手段と、
前記既知信号のインパルス応答を周波数領域に変換して、各サブキャリアで前記既知信号が送信される場合に、送信されたサブキャリアと同一のサブキャリアで受信される信号の伝搬路応答を推定する第2の推定手段と、
前記既知信号の複素共役信号のインパルス応答を周波数領域に変換して、各サブキャリアで前記既知信号が送信される場合に、周波数領域で中心周波数を軸として対称なサブキャリアでそれぞれ受信される信号の伝搬路応答を推定する第3の推定手段と、
前記アンテナごとに受信したOFDM信号を周波数領域の信号に変換するフーリエ変換器と、
変換された周波数領域の信号ごとに、周波数領域の中心周波数を軸として対称な位置にある2つのサブキャリアの受信信号を結合する結合手段と、
変換された周波数領域の信号ごとに、複数の前記推定された伝搬路応答に基づいて、前記2つのサブキャリアで空間多重されて送信された信号の各ビットの尤度を計算する計算手段と、
複数の前記尤度のうち、周波数帯域両端のそれぞれ少なくとも一つ以上のサブキャリアに対応する尤度と、中心周波数近傍それぞれ少なくとも一つ以上のサブキャリアに対応する尤度とに1未満の重み係数を乗算する乗算手段と、を具備することを特徴とする無線受信装置。 - 複数のアンテナと、
OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)信号を空間多重するMIMO(Multiple Input Multiple Output)−OFDM伝送で送信する無線送信装置から前記複数のアンテナで該OFDM信号を受信する受信手段と、
空間多重された複数の信号から送信された各アンテナに対応する各信号を抽出する抽出手段と、
前記抽出された各信号に対応する前記OFDM信号に含まれる伝送路推定用の既知信号のインパルス応答と、該既知信号の複素共役信号のインパルス応答とを第1の推定手段と、
前記既知信号のインパルス応答を周波数領域に変換して、各サブキャリアで前記既知信号が送信される場合に、送信されたサブキャリアと同一のサブキャリアで受信される信号の伝搬路応答を推定する第2の推定手段と、
前記既知信号の複素共役信号のインパルス応答を周波数領域に変換して、各サブキャリアで前記既知信号が送信される場合に、周波数領域で中心周波数を軸として対称なサブキャリアでそれぞれ受信される信号の伝搬路応答を推定する第3の推定手段と、
前記アンテナごとに受信したOFDM信号を周波数領域の信号に変換するフーリエ変換器と、
変換された周波数領域の信号ごとに、周波数領域の中心周波数を軸として対称な位置にある2つのサブキャリアの受信信号を結合する結合手段と、
変換された周波数領域の信号ごとに、複数の前記推定された伝搬路応答に基づいて、前記2つのサブキャリアで空間多重されて送信された信号の各ビットの尤度を計算する計算手段と、
実際に送信された伝搬路推定用既知信号系列に応じて前記尤度に重み付けを行うサブキャリアを選択する選択手段と、
該サブキャリアに乗算する重み係数を、前記複数の伝搬路推定用既知信号系列のうちの実際に送信された伝搬路推定用既知信号系列に応じて切り替える切替手段と、を具備することを特徴とする無線受信装置。 - OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)信号を送信する無線送信装置から該OFDM信号を受信し、
前記受信したOFDM信号の伝搬路応答を推定し、
前記受信したOFDM信号を周波数領域の信号に変換し、
前記変換されたOFDM信号を対象として周波数領域の中心周波数を軸として対称な位置にある2つのサブキャリアの受信信号を結合し、
前記推定された伝搬路応答に基づいて、前記2つのサブキャリアで送信された信号の各ビットの尤度を計算し、
複数の前記尤度のうち、前記2つのサブキャリアの帯域の両端から帯域の中心に向かって少なくとも1つ以上のサブキャリア番号に対応する尤度に1未満の重み係数を乗算することを特徴とする無線受信方法。 - 複数のアンテナを用意し、
OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)信号を空間多重するMIMO(Multiple Input Multiple Output)−OFDM伝送で送信する無線送信装置から前記複数のアンテナで該OFDM信号を受信し、
前記アンテナごとに受信したOFDM信号で空間多重された各信号の伝搬路応答を推定し、
前記アンテナごとに受信したOFDM信号を周波数領域の信号に変換し、
変換された周波数領域の信号ごとに、周波数領域の中心周波数を軸として対称な位置にある2つのサブキャリアの受信信号を結合し、
変換された周波数領域の信号ごとに、前記推定された伝搬路応答に基づいて、前記2つのサブキャリアで空間多重されて送信された信号の各ビットの尤度を計算し、
変換された周波数領域の信号ごとに、複数の前記尤度のうち、前記2つのサブキャリアの帯域の両端から帯域の中心に向かって少なくとも1つ以上のサブキャリア番号に対応する尤度に1未満の重み係数を乗算することを特徴とする無線受信方法。
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Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009093332A1 (ja) * | 2008-01-25 | 2009-07-30 | Fujitsu Limited | 受信処理方法および受信装置 |
JP2009296354A (ja) * | 2008-06-05 | 2009-12-17 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 無線通信システム及び受信装置並びに受信信号処理方法 |
JP2010004280A (ja) * | 2008-06-19 | 2010-01-07 | Denso Corp | 軟判定値補正方法、及び受信装置 |
WO2010010867A1 (ja) * | 2008-07-22 | 2010-01-28 | 日本電信電話株式会社 | 受信方法、及び、受信装置 |
WO2010093028A1 (en) * | 2009-02-10 | 2010-08-19 | Nec Corporation | Non-coherent detection method of the number of transmit antenna ports for ofdma |
JP2011109278A (ja) * | 2009-11-13 | 2011-06-02 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 受信装置及び受信方法 |
US7977079B2 (en) | 2005-06-16 | 2011-07-12 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Nucleic acid constructs encoding cytotoxic ribonuclease variants |
US8048425B2 (en) | 2005-06-16 | 2011-11-01 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Cytotoxic ribonuclease variants |
JP2012147253A (ja) * | 2011-01-12 | 2012-08-02 | Toshiba Corp | 無線通信装置 |
-
2006
- 2006-07-05 JP JP2006185877A patent/JP2008017144A/ja not_active Abandoned
Cited By (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7977079B2 (en) | 2005-06-16 | 2011-07-12 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Nucleic acid constructs encoding cytotoxic ribonuclease variants |
US8293872B2 (en) | 2005-06-16 | 2012-10-23 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Cytotoxic ribonuclease variants |
US8247190B2 (en) | 2005-06-16 | 2012-08-21 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Method for delivering cytotoxic activity to cells |
US8048425B2 (en) | 2005-06-16 | 2011-11-01 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Cytotoxic ribonuclease variants |
JP5083330B2 (ja) * | 2008-01-25 | 2012-11-28 | 富士通株式会社 | 受信処理方法および受信装置 |
CN101911557B (zh) * | 2008-01-25 | 2014-10-22 | 富士通株式会社 | 接收处理方法及接收装置 |
WO2009093332A1 (ja) * | 2008-01-25 | 2009-07-30 | Fujitsu Limited | 受信処理方法および受信装置 |
CN101911557A (zh) * | 2008-01-25 | 2010-12-08 | 富士通株式会社 | 接收处理方法及接收装置 |
US8413030B2 (en) | 2008-06-05 | 2013-04-02 | Hitachi Kokusai Electric Inc. | Wireless communication system, receiver and signal processing method for received signal |
JP2009296354A (ja) * | 2008-06-05 | 2009-12-17 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 無線通信システム及び受信装置並びに受信信号処理方法 |
JP2010004280A (ja) * | 2008-06-19 | 2010-01-07 | Denso Corp | 軟判定値補正方法、及び受信装置 |
WO2010010867A1 (ja) * | 2008-07-22 | 2010-01-28 | 日本電信電話株式会社 | 受信方法、及び、受信装置 |
KR101246164B1 (ko) * | 2008-07-22 | 2013-03-20 | 니폰덴신뎅와 가부시키가이샤 | 수신 방법 및 수신 장치 |
US8516328B2 (en) | 2008-07-22 | 2013-08-20 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Reception method and reception device |
JP5558355B2 (ja) * | 2008-07-22 | 2014-07-23 | 日本電信電話株式会社 | 受信方法、及び、受信装置 |
US20110107171A1 (en) * | 2008-07-22 | 2011-05-05 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Reception method and reception device |
JP2012517731A (ja) * | 2009-02-10 | 2012-08-02 | 日本電気株式会社 | Ofdma用送信アンテナポートの数の非コヒーレント検出方法 |
CN102308505A (zh) * | 2009-02-10 | 2012-01-04 | 日本电气株式会社 | Ofdma的发送天线端口的数目的非相干检测方法 |
WO2010093028A1 (en) * | 2009-02-10 | 2010-08-19 | Nec Corporation | Non-coherent detection method of the number of transmit antenna ports for ofdma |
KR101229841B1 (ko) | 2009-02-10 | 2013-02-05 | 닛본 덴끼 가부시끼가이샤 | Ofdma용 송신 안테나 포트의 수의 넌코히어런트 검출 방법 |
US8514803B2 (en) | 2009-02-10 | 2013-08-20 | Nec Corporation | Non-coherent detection method of the number of transmit antenna ports for OFDMA |
JP2011109278A (ja) * | 2009-11-13 | 2011-06-02 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 受信装置及び受信方法 |
JP2012147253A (ja) * | 2011-01-12 | 2012-08-02 | Toshiba Corp | 無線通信装置 |
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