JP2008306605A - Apparatus and method for separating mixed signal, and device and method for ofdm reception - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、直交周波数多重(OFDM:Orthogonal Frequency Division Multiplexing)通信システムにおける受信技術に関し、特に、未知のチャネル干渉状態と送信シンボルを独立成分分析法により推定する受信技術に関する。 The present invention relates to a reception technique in an Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) communication system, and more particularly to a reception technique for estimating an unknown channel interference state and a transmission symbol by an independent component analysis method.
近年、OFDM通信システムは、無線LAN、地上波デジタル放送、電力線搬送通信などの幅広い分野において利用され、また、次世代移動体通信を実現するための技術としても注目されている。 In recent years, OFDM communication systems are used in a wide range of fields such as wireless LAN, terrestrial digital broadcasting, and power line carrier communications, and are also attracting attention as technologies for realizing next-generation mobile communications.
OFDMは、直交する多数の搬送波(サブキャリア)を使用し、変調する信号波の位相が隣り合うサブキャリア間で直交するようにし、サブキャリアの帯域を一部重ね合わせて周波数帯域を有効利用する通信方式である。 OFDM uses a large number of orthogonal carrier waves (subcarriers) so that the phase of the signal wave to be modulated is orthogonal between adjacent subcarriers, and the frequency bands are effectively used by partially overlapping the subcarrier bands. It is a communication method.
OFDM通信システムの基本的構成を図1に示す。図1において、OFDM通信システムは、OFDM送信機100及びOFDM受信機120を備えており、両者の間は通信チャネル140により結合されている。
Fig. 1 shows the basic configuration of an OFDM communication system. In FIG. 1, the OFDM communication system includes an
OFDM送信機100は、エンコーダ101、インタリーバ102、マッパ103、直並列変換器104、逆離散フーリエ変換器105、並直列変換器106、デジタル・アナログ変換器107、ローパス・フィルタ108、搬送波発信器109及びアップ・コンバータ110を備えている。
The
OFDM送信機100では、まず、ランダム誤りに対する誤り訂正を可能とするため、エンコーダ101において、送信するデータの符号化が行われる。次いで、バースト誤りに対する誤り訂正を可能とするため、インタリーバ102において、符号化後の送信ビット列において符号化前の送信ビット列の隣接ビットができるだけ離れて系列的に独立となるように、送信ビットの入れ替えが行われる。次いで、マッパ103において、送信ビット列が複素シンボルs[n](n=0,1,…)に対応づけられる。以下、この複素シンボルs[n]を「送信シンボル」といい、各送信シンボルのシンボル時間をTsと記す。
In
次に、直並列変換器104において、送信シンボルs[n]は、N個のデータブロック毎に直並列変換される。ここで、Nはサブキャリアの総数である。データブロックの時刻をm(m=0,1,…)と記す。時刻mのデータブロックにおいて、直列の送信シンボルs[n]は、並列の送信ベクトルs[m]=(s0[m],…,sN-1[m])Tに対して次式のように変換される。
Next, in the serial-
ここで、si[m]は並列化された送信シンボル、i=1,2,…,N-1はサブキャリア番号、mはデータブロック番号である。並列化された各送信シンボルsi[m]のシンボル時間(以下「OFDMシンボル時間」という。)Tpは、次式のように表される。 Here, s i [m] is a parallel transmission symbol, i = 1, 2,..., N−1 is a subcarrier number, and m is a data block number. The symbol time (hereinafter referred to as “OFDM symbol time”) T p of each transmission symbol s i [m] that is parallelized is represented by the following equation.
また、i番目のサブキャリアに対しては周波数fi=i・f0が割り当てられる。f0はサブキャリアの間隔(バンド幅)であり、f0=1/Tp=1/NTsである。 Also, the frequency f i = i · f 0 is assigned to the i -th subcarrier. f 0 is a subcarrier interval (bandwidth), and f 0 = 1 / T p = 1 / NT s .
次に、逆離散フーリエ変換器105は、送信ベクトルs[m]に対して逆離散フーリエ変換を行う。si[m]=s(fi;m) (fi=i・f0)を周波数空間の関数、bk[m]=b(tk;m) (tk=k・Ts,k=1,2,…,N-1)を時間空間の関数とみなして、
Next, the inverse discrete Fourier
bk[m]は「変調シンボル」と呼ばれ、マルチキャリア化されたベースバンドOFDM信号 b k [m] is called a “modulation symbol” and is a multi-carrier baseband OFDM signal
次に、並直列変換器106においてbk[m]は次式のように並直列変換される。
Next, in the parallel-
次に、直列化された変調シンボルb[n]は、デジタル・アナログ変換器107においてアナログ信号b(tn)(tn=n・Ts)に変換された後、ローパス・フィルタ108を通過する。簡単のため、ローパス・フィルタ108が理想的な線形フィルタであるとすれば、変調信号b(tn)は、ローパス・フィルタ108において次式のようなベースバンドOFDM信号sTm(t)に変換される。
Next, the serialized modulation symbol b [n] is converted into an analog signal b (t n ) (t n = n · T s ) by the digital /
最後に、アップ・コンバータ110において、ベースバンドOFDM信号sTm(t)は、搬送波発信器109から出力される正弦波exp(j2πfct)と掛け合わされて、次式のようにパスバンドOFDM信号sT(t)にアップ・コンバージョンされ、通信チャネル140へ送信される。
Finally, in the up-
通信チャネル140において、パスバンドOFDM信号sT(t)は、歪みやノイズの影響を受ける。そのため、OFDM受信機120で受信される受信信号sR(t)は次のようになる。
In the
OFDM受信機120は、搬送波発信器121,ダウン・コンバータ122,ローパス・フィルタ123,アナログ・デジタル変換器124,直並列変換器125,逆離散フーリエ変換器126,並直列変換器127,デマッパ128,デインタリーバ129,及びデコーダ130を備えている。
The
受信信号sR(t)は、まず、ダウン・コンバータ122において、搬送波発信器121が出力する正弦波exp(-j2πfct)と掛け合わされてベースバンドOFDM信号sRm(t)にダウン・コンバージョンされる。更に、ローパス・フィルタ123、アナログ・デジタル変換器124、直並列変換器125、離散フーリエ変換器126、並直列変換器127までの処理により送信シンボルs[n]が復元され、その後、デマッパ128、デインタリーバ129、デコーダ130の処理が行われることになる。
The received signal s R (t) is first down-converted by the
しかしながら、上記ダウン・コンバージョンの際に、搬送波発信器121が出力する正弦波exp(-j2πfct)の搬送波周波数fcがfc-Δfにずれると、ベースバンドOFDM信号sRm(t)は、周波数オフセットΔfの影響を受けて歪み、次式のようになる(尚、位相オフセットについては、以降の周波数オフセットの推定に関する本質的な議論には影響しないため、ここでは考えないこととする)。
However, when the carrier frequency f c of the sine wave exp (−j2πf c t) output from the
従って、ローパス・フィルタ123を通過後の変調信号c(t)は次式のようになる。
Therefore, the modulated signal c (t) after passing through the low-
このような周波数オフセットΔfの影響により、以降の処理を行っても送信シンボルs[n]は正確に復元されず、シンボル誤り率が大きくなる。 Due to the influence of the frequency offset Δf, the transmission symbol s [n] is not accurately restored even if the subsequent processing is performed, and the symbol error rate increases.
そこで、この周波数オフセットΔfの影響についてより詳細に評価するため、次のようなキャリア間干渉問題(ICI:Inter Carrier Interference)について考える。尚、以下では、簡単のため、OFDM送信機100及びOFDM受信機120のローパス・フィルタ108,123並びに通信チャネル140を含む伝送路に歪みはなく、シンボル同期や標本化同期も適切に行われているものと仮定する。また、式中で付加雑音n(t)に起因する項は省略する。
Therefore, in order to evaluate the influence of the frequency offset Δf in more detail, the following inter-carrier interference problem (ICI: Inter Carrier Interference) is considered. In the following, for the sake of simplicity, there is no distortion in the transmission path including the low-
以上の前提の元で、上記変調信号c(t)をc(tn)=c[n](tn=n・Ts)と標本化して、更にc[mN+k]→ck[m]のように直並列化する。伝送路に歪みはないと仮定したため、伝送路の周波数応答h(t)はナイキスト基準を満たすと仮定してよいので、h(tk)は次式のようになる。 Based on the above assumption, the modulated signal c (t) is sampled as c (t n ) = c [n] (t n = n · T s ), and further c [mN + k] → c k [ Series] like [m]. Since it is assumed that there is no distortion in the transmission line, it may be assumed that the frequency response h (t) of the transmission line satisfies the Nyquist criterion, so h (t k ) is expressed by the following equation.
従って、並列受信シンボルck[m]は、次式のようになる。 Accordingly, the parallel received symbol c k [m] is expressed by the following equation.
ここで、εは次式で定義される規格化周波数オフセットである。 Here, ε is a normalized frequency offset defined by the following equation.
式(18)から分かるように、混合シンボルxl[m]には、当該サブキャリアの希望シンボル分αll・sl[m]だけではなく、その他のサブキャリアからの干渉成分αl,i・si[m](i≠l)も含まれる。 As can be seen from the equation (18), the mixed symbol x l [m] includes not only the desired symbol amount α ll · s l [m] of the subcarrier but also interference components α l, i from other subcarriers. S i [m] (i ≠ l) is also included.
実際に、式(18)(19)より、Δf=0(ε=0)の場合、 Actually, from equations (18) and (19), if Δf = 0 (ε = 0),
ところで、式(18)を行列表現で表記すると、次式のように表される。 By the way, when Expression (18) is expressed in matrix expression, it is expressed as the following expression.
このような状況において、干渉行列Aを推定する方法としては、独立成分分析(ICA:Independent Component Analysis)の手法が知られている。ICAは、信号源が統計的に独立であるとき、それらが混合して観測される信号(混合信号)だけから元の信号源を分離する方法である。ICAにより分離される信号を「分離信号」という。 In such a situation, an independent component analysis (ICA) method is known as a method for estimating the interference matrix A. ICA is a method of separating an original signal source from only signals (mixed signals) observed by mixing when the signal sources are statistically independent. The signal separated by ICA is called “separated signal”.
OFDM受信機においてICAにより干渉行列Aの推定を行う技術としては、特許文献1,2に記載のMIMO受信装置が公知である。
As a technique for estimating the interference matrix A by ICA in an OFDM receiver, the MIMO receivers described in
ICAにおいては、(a)送信シンボルsi(i=0,…,N-1)は統計的に独立で、(b)平均値が0で、(c)非ガウシアン的な確率分布を持つと仮定する。(a)の仮定はE[s0,…,sN-1]=E[s0]…E[sN-1]を意味する。(b)の仮定は事前に直流除去処理をしておけば、一般性は失われない。また、(c)の仮定は、送信シンボルの系列s[n]が完全なランダム系列ではないことを意味する。 In ICA, (a) transmission symbols s i (i = 0, ..., N-1) are statistically independent, (b) have an average value of 0, and (c) have a non-Gaussian probability distribution. Assume. Assuming in (a) is E [s 0, ..., s N-1] = E [s 0] ... means E [s N-1]. Assuming (b), generality will not be lost if DC removal processing is performed in advance. The assumption (c) means that the transmission symbol sequence s [n] is not a complete random sequence.
この仮定の下で、次式で表される分離ベクトルuの各要素が独立となるように分離行列Wを推定する。 Under this assumption, the separation matrix W is estimated so that each element of the separation vector u represented by the following equation is independent.
また、推定関数F(x|W(t))については、仮に信号源の確率密度関数p(s)が既知であるとすれば、最尤推定アルゴリズムを適用して、次式のように解くことができる。 Assuming that the probability density function p (s) of the signal source is already known, the maximum likelihood estimation algorithm is applied to the estimation function F (x | W (t)) and is solved as follows: be able to.
しかしながら、上述のようなアルゴリズムによって分離行列Wを求め、分離ベクトルuを推定したとしても、ICA固有の成分置換とスケール不定の問題によって、分離ベクトルuは、必ずしも送信ベクトルsと等しくなるとは限らない。 However, even if the separation matrix W is obtained by the algorithm as described above and the separation vector u is estimated, the separation vector u is not necessarily equal to the transmission vector s due to ICA-specific component replacement and scale indefinite problems. .
成分置換の問題とは、分離ベクトルuのi番目の成分が、必ずしも送信ベクトルsのi番目の成分に対応せず、成分の順序が入れ替わる場合があるという問題である。そこで、分離ベクトルuでは成分が置換されていることを強調するために、分離ベクトルuの成分は The component replacement problem is a problem that the i-th component of the separation vector u does not necessarily correspond to the i-th component of the transmission vector s, and the order of the components may be changed. Therefore, to emphasize that the components are replaced in the separation vector u, the components of the separation vector u are
補足すると、分離ベクトルuの第(i)~番目の成分である分離シンボルu(i)~は、N個の送信シンボル{s0,s1,…,sN-1}の何れか一つと排他的に対応するが、どの送信シンボルと対応するのかは未知である。つまり、集合{u(0)~,u(1)~,…,u(N-1)~}は集合{s0,s1,…,sN-1}と一対一対応であるが、どれがどれに対応するか、具体的な対応関係は未知である。 Supplementally, the separated symbol u (i), which is the (i) -th component of the separated vector u, is one of N transmission symbols {s 0 , s 1 ,..., S N-1 }. Although it corresponds exclusively, it is unknown which transmission symbol corresponds. That is, the set {u (0) ~ , u (1) ~ , ..., u (N-1) ~ } has a one - to-one correspondence with the set {s 0 , s 1 , ..., s N-1 } The specific correspondence of which corresponds to which is unknown.
また、スケール不定の問題とは、送信シンボルsiと分離シンボルu(i)~との具体的な対応関係が特定できたとしても、 In addition, the problem of indefinite scale is that even if the specific correspondence between the transmission symbol s i and the separation symbol u (i) ~ can be specified,
すなわち、分離行列Wの推定値は必ずしもA-1に収束せず、一般に、W=PDA-1に収束する。ここで、行列Dはスケールを変換する対角行列でありD=diag(d0,d1,…,dN-1)と表される。行列Pは置換行列であり、各行各列の要素に1個の“1”を持ちその他の成分は0である。 That is, the estimated value of the separation matrix W does not necessarily converge to A- 1 , but generally converges to W = PDA- 1 . Here, the matrix D is a diagonal matrix for converting the scale, and is expressed as D = diag (d 0 , d 1 ,..., D N-1 ). The matrix P is a permutation matrix, with one “1” in each row and column element, and the other components being zero.
特許文献1においては、この成分置換の問題を解消するため、予め送信シンボルにIPアドレスのような既知の情報を含ませておき、その既知のシンボルに基づいて分離ベクトルuの成分の順序の修正を行うように構成されている。
In
しかしながら、この場合、送信機側と受信機側とで共通に既知の情報を予め持っておくことが必要とされるため、汎用的な通信に適用する場合に制約となる。また、特許文献1のMIMO受信装置ではスケール不定の問題についての対策がなされていない。従って、干渉行列Aを直接求めることができないため、上述したようなキャリア間干渉問題(ICI)が生じる場合においては送信シンボルslを正確に推定することが困難になる場合が生じる。
However, in this case, since it is necessary to previously have known information in common on the transmitter side and the receiver side, there is a limitation in applying to general-purpose communication. In addition, the MIMO receiver of
一方、非特許文献2においては、分離行列Wが干渉行列Aの逆行列A-1に相当すると考え、Aが巡回行列(circulant matrix)でその要素間にαi,i>αl,i(l≠i)なる関係が成り立つことから(後述)、Wの要素wl,iについても同様にwi,i>wl,i(l≠i)なる関係が成り立つと仮定し、この仮定を根拠に成分置換の解決を試みている。
On the other hand, in
しかしながら、W=A-1であればこの仮定は成立するが、上述したように、一般にWはA-1ではない。また、非特許文献2においても、スケール不定の問題については解決されていない。
However, this assumption holds if W = A −1 , but generally W is not A −1 as described above. Also,
従って、上記従来の技術においては、各サブキャリアに適用可能な変調方式は、DPSKやPSKのタイプに限定され、QAMタイプの変調方式に対しては適用することができないという問題があった。 Therefore, the conventional technique has a problem that the modulation scheme applicable to each subcarrier is limited to the DPSK or PSK type and cannot be applied to the QAM type modulation scheme.
そこで、本発明の目的は、ICAを適用した場合に生じる成分置換の問題やスケール不定の問題を解決することが可能な混合信号分離技術を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a mixed signal separation technique capable of solving the problem of component replacement and the indefinite scale that occur when ICA is applied.
また、本発明の目的は、独立成分分析により混合信号の分離を行うOFDM受信機において、QAMタイプの変調方式に対しても適用することが可能なOFDM受信技術を提供することにある。 It is another object of the present invention to provide an OFDM reception technique that can be applied to a QAM type modulation scheme in an OFDM receiver that separates mixed signals by independent component analysis.
以下では、まず、本発明の基本原理について説明し、その後、本発明の構成及びその作用について説明する。
〔1〕基本原理
〔1-1〕干渉度の性質
最初に、上記干渉行列Aの要素である干渉度αl,iの性質について説明する。干渉度αl,iは、式(19)から分かるように、iやlの個々の値に依存するのではなく、(i-l) mod Nと規格化周波数オフセットεに依存する。そこで、
In the following, first, the basic principle of the present invention will be described, and then the configuration and operation of the present invention will be described.
[1] Basic Principle [1-1] Nature of Interference Degree First, the nature of the interference degree α l, i that is an element of the interference matrix A will be described. As can be seen from the equation (19) , the interference degree α l, i does not depend on the individual values of i and l, but depends on (il) mod N and the normalized frequency offset ε. Therefore,
〔1-2〕成分置換の是正
式(25)により得られる分離ベクトルuは、一般に成分が置換されており、式(36)のように表記される。分離ベクトルuの要素u(i)~((i)~=(0)~,(1)~,…,(N-1)~)を「分離シンボル」と呼ぶ。N個の分離シンボルu(i)~((i)~=(0)~,(1)~,…,(N-1)~)のそれぞれに対して、第(i)~成分がu(i)~でそれ以外の成分が0であるN次元ベクトルを導入し、これをu(i)~と記す。
[1-2] Correction of Component Replacement The separation vector u obtained by the equation (25) is generally replaced by the component and is expressed as the equation (36). The elements u (i) ˜ ((i) ˜ = (0) ˜, (1) ˜,..., (N−1) ˜) of the separation vector u are called “separation symbols”. For each of the N separated symbols u (i) ~ ((i) ~ = (0) ~, (1) ~, ..., (N-1) ~), the (i) ~ component is u ( An N-dimensional vector in which the other components are 0 in i) ~ is introduced, and this is denoted as u (i) ~ .
更にN次元ベクトルu(i)~に分離行列の逆行列W-1を作用して得られるベクトルを「分割ベクトル」と呼び、 Furthermore, a vector obtained by applying an inverse matrix W −1 of the separation matrix to the N-dimensional vector u (i) is called a “partition vector”,
このとき、次の定理が成立する。 At this time, the following theorem holds.
〔定理1〕
送信シンボルsi、分割シンボルξl,(i)~、及び干渉度αl,iの間に次式のような関係が成立する。
[Theorem 1]
The following relationship is established between the transmission symbol s i , the divided symbols ξ l, (i) ˜ , and the interference degree α l, i .
(証明)
信号源から送信されるN個の送信シンボルの順列からなる送信ベクトルをs=(s0,s1,…,sN-1)T、混合シンボルの順列からなる混合ベクトルをx=(x0,x1,…,xN-1)T、ICAにより得られる分離ベクトルをu=(u(0)~,…,u(N-1)~)Tとする。このとき、分離ベクトルは次式のように表される。
(Proof)
S = (s 0 , s 1 ,..., S N−1 ) T , and a mixed vector consisting of a permutation of mixed symbols is x = (x 0). , x 1 ,..., x N−1 ) T and the separation vector obtained by ICA is u = (u (0) ˜ ,..., u (N−1) ˜ ) T. At this time, the separation vector is expressed as follows.
ここで、行列Dはスケールの不定性を表す対角行列である。行列Pは置換行列であり、各行各列の要素に1個の“1”を持ちその他の成分は0である。 Here, the matrix D is a diagonal matrix representing the indefiniteness of the scale. The matrix P is a permutation matrix, with one “1” in each row and column element, and the other components being zero.
一方、干渉行列をA、分離行列をWとするとき、分離ベクトルuは次式のように関係づけられる。 On the other hand, when the interference matrix is A and the separation matrix is W, the separation vector u is related as follows.
式(46)の両辺を展開すると次式のようになる。 When both sides of Expression (46) are expanded, the following expression is obtained.
第(i)~番目の分離シンボルu(i)~は、第i番目の送信シンボルsiが成分置換されて The (i) -th separated symbol u (i) -is obtained by subjecting the i-th transmitted symbol s i to component replacement.
さらに、第(i)~番目の分離シンボルu(i)~から誘導される分割ベクトルξ(i)~を Further, a divided vector ξ (i) ~ derived from the (i) ~ th separated symbol u (i) ~
これを要素表示すると、 When this is displayed as an element,
(証明終わり)
(End of proof)
分離シンボルu(i)~は、前述のように、第i番目の送信シンボルsiが分離ベクトルuでは順番が入れ替わって第(i)~番目の要素として算出されたものであるが、その番号(i)~は未知である。すなわち、図3を用いて説明すると、送信シンボルsiが{u(0)~,…,u(N-1)~}のうちの何れに対応するのかは判然としないが、とりあえずは対応する分離シンボルをu(i)~と表記している。従って、分離シンボルu(i)~から式(42)のように誘導される第(i)~番目の分割ベクトルξ(i)~についても、それが具体的に何番目の送信シンボルに対応しているのかは未知である。 The separation symbol u (i) ~ is calculated as the (i) ~ th element by changing the order of the i-th transmission symbol s i in the separation vector u as described above. (i) ~ is unknown. That is, with reference to FIG. 3, it is not clear which of the transmission symbols s i corresponds to {u (0) ~ , ..., u (N-1) ~ }, but for the time being, it corresponds. The separation symbol is written as u (i) ~ . Therefore, the (i) -th divided vector ξ (i) ~ derived from the separated symbol u (i) ~ as shown in Equation (42) also specifically corresponds to what number of transmitted symbols. It is unknown whether it is.
しかしながら、送信シンボルsiの順番iと分割ベクトルξ(i)~の順番(i)~との具体的な対応関係が未知であったとしても、式(43)は分割ベクトルξ(i)~に以下の性質があることを示唆している。 However, even specific correspondence between the order i split vector xi] (i) the order (i) - of - the transmitted symbol s i were unknown, Equation (43) is split vector xi] (i) - Suggests the following properties.
(性質1)
分割ベクトルの要素ξl,(i)~は、送信シンボルsi(第i番目のサブキャリア)からの各混合シンボル(サブキャリア)(l=0,1,…,N-1)への干渉分を表している(式(18)との対比より)。
(Property 1)
The divided vector elements ξ l, (i) ˜ are interferences from the transmission symbol s i (i-th subcarrier) to each mixed symbol (subcarrier) (l = 0, 1,..., N−1). Represents the minute (in contrast to equation (18)).
(性質2)
成分置換により、ξl,(i)~とαl,iとは第2添字がiと(i)~とで異なったとしても、第1添字は同じlを採る。すなわち、成分置換があったとしても、ξl,(i)~の第1添字lはαl,iの第1添字lの順序をそのまま承継する(図3参照)。
(Property 2)
Even if the second subscripts of ξ l, (i) ˜ and α l, i differ between i and (i) ˜ by component replacement, the first subscript takes the same l. That is, even if there is a component replacement, the first subscript l of ξ l, (i) ˜ inherits the order of the first subscript l of α l, i as it is (see FIG. 3).
(性質3)
送信シンボルsiから各混合シンボルxl(l=0,1,…,N-1)への干渉度(αl,i)は、分離シンボルu(i)~から分割ベクトルの各要素ξl,(i)~(l=0,1,…,N-1)が生成されるときの大きさ(αl,i)にそのまま反映される(図3参照)。
(Property 3)
The degree of interference (α l, i ) from the transmission symbol s i to each mixed symbol x l (l = 0,1,..., N−1) is determined from the separated symbols u (i) to each element ξ l , (i) to (l = 0, 1,..., N−1) are directly reflected in the size (α l, i ) when they are generated (see FIG. 3).
上記(性質2),(性質3)は、サブキャリアの観点から換言すると、第i番目のサブキャリアから各サブキャリア(l=0,1,…,N-1)への干渉メカニズムは、分離シンボルu(i)~から分割シンボルξl,(i)~(l=0,1,…,N-1)の生成メカニズムに承継される、と纏められる。 The above (property 2) and (property 3) are expressed in terms of subcarriers.In other words, the interference mechanism from the i-th subcarrier to each subcarrier (l = 0, 1, ..., N-1) is separated. The symbols u (i) ˜ are inherited by the generation mechanism of the divided symbols ξ l, (i) ˜ (l = 0, 1,..., N−1).
一方、式(43)を式(39)に代入すると、次のような関係式が得られる。 On the other hand, substituting Equation (43) into Equation (39) yields the following relational expression.
式(53)より、ξl,(i)~は第1添字lがl=iとなったときに絶対値が最大となることが分かる。
以上のことから、これまで未知であった(i)~を以下のようにして推定することが可能となる。
すなわち、式(53)と(性質2)より、分割ベクトルξ(i)~について、それに属する分割シンボルξl,(i)~(l=0,1,…,N-1)のうち絶対値が最大であるものの番号lを
From equation (53), it can be seen that ξ l, (i) ˜ has the maximum absolute value when the first subscript l becomes l = i.
From the above, it is possible to estimate (i) to which has been unknown so far as follows.
That is, the absolute value of the divided symbols ξ l, (i) ~ (l = 0,1, ..., N-1) belonging to the divided vector ξ (i) ~ Number l of what is the largest
(例1)
例えば、図4に示すように、分割ベクトルξ(i)~=(ξ0,(i)~,ξ1,(i)~,…,ξN-1,(i)~)Tの要素のうち、太い矢印で示された要素を絶対値が最大である要素とする。式(54)による結果は、(0)^=2,(1)^=3,(2)^=0,(3)^=1となって、分割ベクトルと送信シンボルとの対応関係は、ξ(0)~がs2、ξ(1)~がs3、ξ(2)~がs0、ξ(3)~がs1にそれぞれ対応する、と特定することができる。この対応関係に基づいて、分割ベクトルを(ξ(2)~,ξ(3)~,ξ(0)~,ξ(1)~)、分離シンボルを(u(2)~,u(3)~,u(0)~,u(1)~)と並べ替えると、その順番は送信ベクトル(s0,s1,s2,s3)の順番と一致して、成分置換の問題は解消される。
(例終り)
(Example 1)
For example, as shown in FIG. 4, split
(End of example)
〔1-3〕スケール不定性の解消
上述のように、成分置換の問題を解消して、各送信シンボルの順番との対応付けが明確となった分割ベクトルの表記を改めて
[1-3] Elimination of scale ambiguity As described above, the problem of component replacement has been solved, and the notation of the division vector that has been clearly associated with the order of each transmitted symbol has been renewed.
このとき、分離シンボル(u)^iは、送信シンボルsiをdi倍したものとなる。しかしながら、diは、iとは独立にランダムな値を採るため、すべてのi(i=0,1,…,N-1)でスケールが同一とはならない。故に、成分置換を是正したとしても、分離シンボル(u)^iには、スケール不定の問題が残る。 At this time, the separated symbol (u) ^ i is obtained by multiplying the transmission symbol s i by d i . However, since d i takes a random value independently of i, the scale is not the same for all i (i = 0, 1,..., N−1). Therefore, even if the component replacement is corrected, the separation symbol (u) ^ i still has an indefinite scale problem.
一方、分割シンボル(ξ)^l,iは、送信シンボルsiをαl,i倍したものとなる。ここで、αl,iはランダムな値ではなく、式(19)のように(i-l)に依存して規則的な値を採る。従って、成分置換が是正された分割シンボル(ξ)^l,iにはスケールの不定性はない。 On the other hand, the divided symbol (ξ) ^ l, i is obtained by multiplying the transmission symbol s i by α l, i . Here, α l, i is not a random value but takes a regular value depending on (il) as shown in equation (19). Therefore, there is no scale indefiniteness in the divided symbol (ξ) ^ l, i whose component replacement has been corrected.
このことを詳しく説明すると以下のようになる。まず、式(38)から、式(57)は次式と等価である。 This will be described in detail as follows. First, from equation (38), equation (57) is equivalent to the following equation.
従って、受信側のサブキャリアが送信側と同一番号のサブキャリアの場合(すなわち、l=iの場合)、送信シンボルsiは、受信側ではα0倍されて次式のように表される。 Therefore, when the receiving side subcarrier is a subcarrier having the same number as that of the transmitting side (that is, when l = i), the transmission symbol s i is multiplied by α 0 on the receiving side and expressed by the following equation: .
これは、サブキャリアの番号が送信側と受信側とで同じであれば、すべてのサブキャリアでスケールはα0倍であり、分割シンボル(ξ)^i,iにはスケールの不定性がないことを意味している。 If the subcarrier number is the same on the transmitting side and the receiving side, the scale is α 0 times for all subcarriers, and the divided symbol (ξ) ^ i, i has no scale indefiniteness. It means that.
また、隣接サブキャリアへのクロストークについても、 Also for crosstalk to adjacent subcarriers,
更に一般的に、第i番目のサブキャリアから第l番目のサブキャリアへのクロストーク More generally, crosstalk from the i-th subcarrier to the i-th subcarrier
〔1-4〕規格化周波数オフセットの推定
次に、上述のように成分置換とスケールの不定性を是正して得られた分割シンボル(ξ)^l,iを用いて規格化周波数オフセットεを推定する。
[1-4] Estimation of normalized frequency offset Next, the normalized frequency offset ε is calculated using the divided symbols (ξ) ^ l, i obtained by correcting the component permutation and the indeterminacy of the scale as described above. presume.
まず、分割ベクトル(ξ)^iの第i番目の要素(ξ)^i,iと第l番目の要素(ξ)^l,iとの比rl,iを「分割シンボル比」と呼びrl,i=(ξ)^i,i/(ξ)^l,iと定義する。この分割シンボル比rl,iは、式(43)より次式のように干渉度の比として表すことができる。 First, the ratio r l, i of the i-th element (ξ) ^ i, i and the l-th element (ξ) ^ l, i of the divided vector (ξ) ^ i is called the “divided symbol ratio”. r l, i = (ξ) ^ i, i / (ξ) ^ l, i . This divided symbol ratio r l, i can be expressed as an interference ratio as shown in the following equation from equation (43).
式(64)に式(19)を代入すると、次式が導かれる。 Substituting equation (19) into equation (64) leads to the following equation:
式(65)をεについて解いて、それをl,i(l≠i)に対する規格化周波数オフセットとして改めてεl,iと表記すると、εl,iは次式のようになる。 When the equation (65) is solved for ε and it is expressed as ε l, i as a normalized frequency offset for l, i (l ≠ i), ε l, i becomes as follows.
実際に、ICAにより得られる分割シンボル比rl,iの値は誤差を含んでばらつくため、規格化周波数オフセットεl,iの値もばらつく。従って、できるだけ誤差によるばらつきの少ない規格化周波数オフセットεを頑健に推定する方法が必要となる。 Actually, since the value of the divided symbol ratio r l, i obtained by ICA varies including an error, the value of the normalized frequency offset ε l, i also varies. Therefore, a method for robustly estimating the normalized frequency offset ε with as little variation due to error as possible is required.
ここで、分割シンボル比rl,iは、式(65)から明らかなように、(i-l) mod Nに依存する。従って、ri-l=rl,iと表記すれば明確になるように、 Here, the division symbol ratio r l, i depends on (il) mod N, as is apparent from the equation (65). Therefore, as it becomes clear if we write r il = r l, i ,
平均については、標本のばらつきが大きい場合、通常の相加平均よりも調和平均が有効である。従って、次式で定義される調和平均(r)^i-lを分割シンボル比ri-lの推定値として採用する。 As for the average, the harmonic average is more effective than the normal arithmetic average when the variation of samples is large. Therefore, the harmonic mean (r) ^ il defined by the following equation is adopted as the estimated value of the divided symbol ratio ril .
また、式(66)の右辺は理論的には実数であるが、実際には(r)^i-lを代入しても実数値とはならない。従って、本来、実数値であるべき規格化周波数オフセットεl,iが複素数値となって推定される。そこで、式(66)の規格化周波数オフセットεl,iをε(ri-l)と再定義して、これに分割シンボル比の推定値(r)^i-lを代入して、次式より得られる(ε)^を規格化周波数オフセットの推定値として採用する。 The right side of equation (66) is theoretically a real number, but in reality, even if (r) ^ il is substituted, it does not become a real value. Therefore, the normalized frequency offset ε l, i that should be a real value is estimated as a complex value. Therefore, the normalized frequency offset ε l, i in equation (66) is redefined as ε (r il ), and the estimated value (r) ^ il of the divided symbol ratio is substituted into this, and the following equation is obtained: (ε) ^ is adopted as an estimate of the normalized frequency offset.
〔1-5〕送信シンボルの復元
最後に、式(69)によって推定される規格化周波数オフセット(ε)^に基づいて、送信ベクトルsを復元する。
[1-5] Transmission Symbol Recovery Finally, the transmission vector s is recovered based on the normalized frequency offset (ε) ^ estimated by the equation (69).
まず、式(19)に式(69)で得られる(ε)^を代入して、干渉度の推定値を First, by substituting (ε) ^ obtained by Equation (69) into Equation (19), the estimated value of the interference is obtained.
次に、これを干渉行列Aの各要素に割り当てて、干渉行列の推定値(A)^を求める。最後に、この干渉行列の推定値(A)^の逆行列(A)^-1を求め、次式により送信ベクトルsの推定値(s)^を求める。 Next, this is assigned to each element of the interference matrix A to obtain an estimated value (A) ^ of the interference matrix. Finally, an inverse matrix (A) ^ -1 of the estimated value (A) ^ of the interference matrix is obtained, and an estimated value (s) ^ of the transmission vector s is obtained by the following equation.
これにより、歪みのある混合ベクトルxから送信ベクトルsが歪みなく復元される。 As a result, the transmission vector s is restored from the distorted mixed vector x without distortion.
〔2〕本発明の構成及び作用
混合信号分離装置に係る本発明の第1の構成は、N個(N≧2)の独立な送信シンボルsi(i=1,…,N-1)が伝送路で混合して生成されるN個の混合シンボルxj(j=1,…,N-1)に基づいて、もとの前記各送信シンボルsiを復元する混合信号分離装置であって、
N個の前記混合シンボルxjを、統計的に独立なN個の分離シンボルuk(k=1,…,N-1)に変換する分離行列Wを、独立成分分析により算出する分離行列算出手段と、
前記分離行列Wの逆行列W-1を算出する逆行列算出手段と、
前記N個の前記混合シンボルxjと前記分離行列Wに基づいてN個の前記分離シンボルukを算出する分離ベクトル算出手段と、
N個の前記分離シンボルukのそれぞれに対応して、第k番目の成分がukでそれ以外の成分が0であるN次元のベクトルukを前記分離行列の逆行列W-1で変換して得られる分割ベクトルξkを算出する分割ベクトル算出手段と、
N個の前記分割ベクトルξkのそれぞれに対応して、当該分割ベクトルのN個の成分ξl,kのなかで最大の成分の順序l(k)=arg maxl {ξl,k}を索出する順序索出手段と、
N個の前記分離シンボルuk及び/又はN個の前記分割ベクトルξkのそれぞれの順序kを、前記順序索出手段で索出された順序l(k)に再設定することによって、独立成分分析における成分置換の是正を行う成分置換是正手段と、
前記成分置換是正手段により順序の再設定が行われたN個の前記分離シンボルul(k)(k=1,…,N-1)又はN個の分割ベクトルξl(k)(k=1,…,N-1)に基づいて、もとの前記各送信シンボルsiを推定する送信シンボル推定手段と、
を備えたことを特徴とする。
[2] Configuration and operation of the present invention The first configuration of the present invention related to the mixed signal separation device is that N (N ≧ 2) independent transmission symbols s i (i = 1,..., N−1) A mixed signal separation device that restores each of the original transmission symbols s i based on N mixed symbols x j (j = 1,..., N−1) generated by mixing in a transmission path. ,
Separation matrix calculation for calculating the separation matrix W for converting the N mixed symbols x j into statistically independent N separation symbols u k (k = 1,..., N−1) by independent component analysis. Means,
Inverse matrix calculating means for calculating an inverse matrix W −1 of the separation matrix W;
Separation vector calculating means for calculating N separation symbols u k based on the N mixed symbols x j and the separation matrix W;
Corresponding to each of the N separation symbols u k , an N-dimensional vector u k in which the k-th component is u k and the other components are 0 is transformed by the inverse matrix W −1 of the separation matrix Division vector calculation means for calculating a division vector ξ k obtained by
Corresponding to each of the N divided vectors ξ k , the maximum component order l (k) = arg max l {ξ l, k } among the N components ξ l, k of the divided vector is An order search means for searching;
By resetting the order k of each of the N separated symbols u k and / or the N divided vectors ξ k to the order l (k) searched by the order searching means, independent components are obtained. Component replacement correction means for correcting component replacement in the analysis;
The N separated symbols u l (k) (k = 1,..., N−1) or the N divided vectors ξ l (k) (k = 1,..., N-1) based on transmission symbol estimation means for estimating the original transmission symbols s i ,
It is provided with.
この構成により、成分置換是正手段は、干渉行列Aを直接反映しスケール不定性のない分割ベクトルξkの成分に基づいて成分置換の是正を行うため、ICAにおいて分離行列Wがどのような状態に収束したとしても、正確に成分置換の是正を行うことが可能となる。すなわち、ICAを適用した場合に生じる成分置換の問題を解決することができる。そして、成分置換が是正された分離シンボルul(k)(k=1,…,N-1)又は分割ベクトルξl(k)(k=1,…,N-1)に基づいて、もとの各送信シンボルsiを推定することで、精度良くもとの各送信シンボルsiを復元することが可能となる。 With this configuration, the component replacement correction means directly corrects the component replacement based on the components of the divided vector ξ k that directly reflects the interference matrix A and has no scale indefiniteness. Even if it converges, it becomes possible to correct the component replacement accurately. That is, it is possible to solve the problem of component replacement that occurs when ICA is applied. Then, based on the separated symbol u l (k) (k = 1,..., N−1) or the divided vector ξ l (k) (k = 1,. by estimating each transmitted symbol s i with high accuracy it becomes possible to restore each transmitted symbol s i of the original.
尚、本発明の混合信号分離装置は、OFDM通信システム以外に、一般のMIMO通信システムにおいて各送信アンテナから送信された成分の分離に使用することも可能である。 In addition to the OFDM communication system, the mixed signal separation apparatus of the present invention can also be used to separate components transmitted from each transmission antenna in a general MIMO communication system.
混合信号分離装置に係る本発明の第2の構成は、前記第1の構成において、前記送信シンボル推定手段は、
前記成分置換是正手段により順序の再設定が行われたN個の分割ベクトルξl(k)(k=1,…,N-1)のそれぞれに対して、当該分割ベクトルの第l(k)番目の成分ξl(k), l(k)とそれ以外の成分ξl, l(k)(l≠l(k))との比である分割シンボル比rl, l(k)=ξl(k), l(k)/ξl, l(k)を算出する分割シンボル比算出手段と、
前記各分割シンボル比rl,l(k)を、送信シンボルsiから混合シンボルxjを生成する干渉行列A=(αj,i)の2つの成分αl(k),l(k),αl,l(k)の比αl(k),l(k)/αl,l(k)として前記干渉行列Aを推定する干渉度推定手段と、
推定された前記干渉行列Aに基づいて前記各混合シンボルxjから復元された前記各送信シンボルsiを算出する復元シンボル算出手段と、
を備えたことを特徴とする。
According to a second configuration of the present invention relating to a mixed signal separation device, in the first configuration, the transmission symbol estimation means includes:
For each of the N divided vectors ξ l (k) (k = 1,..., N−1) whose order has been reset by the component replacement correcting means, the l (k) th of the divided vectors. The divided symbol ratio r l, l (k) = ξ , which is the ratio of the ith component ξ l (k), l (k) to the other components ξ l, l (k) (l ≠ l (k)) divided symbol ratio calculating means for calculating l (k), l (k) / ξ l, l (k) ;
Each divided symbol ratio r l, l (k) is converted into two components α l (k), l (k) of an interference matrix A = (α j, i ) that generates a mixed symbol x j from transmission symbols s i. , α l, l (k) ratio α l (k), l (k) / α l, l (k) as an interference degree estimating means for estimating the interference matrix A,
Restored symbol calculation means for calculating each transmission symbol s i restored from each mixed symbol x j based on the estimated interference matrix A;
It is provided with.
この構成によれば、送信シンボル推定手段は、スケール不定性のない分割ベクトルξl(k)の成分ξl, l(k)に基づいて干渉行列A=(αj,i)の成分(干渉度)の推定が行うため、ICAにおいて生じるスケールの不定性に影響されることなく各干渉度αj,iの値を精度良く推定することができる。すなわち、ICAを適用した場合に生じるスケール不定の問題を解決することができる。そして、この推定された干渉行列Aを用いて各送信シンボルsiを算出することにより、精度良くもとの各送信シンボルsiを復元することが可能となる。 According to this configuration, the transmission symbol estimation means, component xi] l, l (k) interference matrix on the basis of the A = (α j, i) of the scale ambiguity no split vector xi] l (k) components (interference Therefore , the value of each interference degree α j, i can be accurately estimated without being affected by the indefiniteness of the scale generated in ICA. That is, the problem of indefinite scale that occurs when ICA is applied can be solved. Then, by calculating each transmission symbol s i using the estimated interference matrix A, it is possible to restore each original transmission symbol s i with high accuracy.
混合信号分離方法に係る本発明の第1の構成は、N個(N≧2)の独立な送信シンボルsi(i=1,…,N-1)が伝送路で混合して生成されるN個の混合シンボルxj(j=1,…,N-1)に基づいて、もとの前記各送信シンボルsiを復元する混合信号分離方法であって、
N個の前記混合シンボルxjを、統計的に独立なN個の分離シンボルuk(k=1,…,N-1)に変換する分離行列Wを、独立成分分析により算出する分離行列算出ステップと、
前記分離行列Wの逆行列W-1を算出する逆行列算出ステップと、
前記N個の前記混合シンボルxjと前記分離行列Wに基づいてN個の前記分離シンボルukを算出する分離ベクトル算出ステップと、
N個の前記分離シンボルukのそれぞれに対応して、第k番目の成分がukでそれ以外の成分が0であるN次元のベクトルukを前記分離行列の逆行列W-1で変換して得られる分割ベクトルξkを算出する分割ベクトル算出ステップと、
N個の前記分割ベクトルξkのそれぞれに対応して、当該分割ベクトルのN個の成分ξl,kのなかで最大の成分の順序l(k)=arg maxl {ξl,k}を索出する順序索出ステップと、
N個の前記分離シンボルuk及び/又はN個の前記分割ベクトルξkのそれぞれの順序kを、前記順序索出ステップにおいて索出された順序l(k)に再設定することによって、独立成分分析における成分置換の是正を行う成分置換是正ステップと、
前記成分置換是正ステップにおいて順序の再設定が行われたN個の前記分離シンボルul(k)(k=1,…,N-1)又はN個の分割ベクトルξl(k)(k=1,…,N-1)に基づいて、もとの前記各送信シンボルsiを推定する送信シンボル推定ステップと、
を備えたことを特徴とする。
In the first configuration of the present invention related to the mixed signal separation method, N (N ≧ 2) independent transmission symbols s i (i = 1,..., N−1) are mixed and generated in the transmission path. A mixed signal separation method for restoring each of the original transmission symbols s i based on N mixed symbols x j (j = 1,..., N−1),
Separation matrix calculation for calculating the separation matrix W for converting the N mixed symbols x j into statistically independent N separation symbols u k (k = 1,..., N−1) by independent component analysis. Steps,
An inverse matrix calculating step of calculating an inverse matrix W −1 of the separation matrix W;
A separation vector calculation step of calculating N separation symbols u k based on the N mixed symbols x j and the separation matrix W;
Corresponding to each of the N separation symbols u k , an N-dimensional vector u k in which the k-th component is u k and the other components are 0 is transformed by the inverse matrix W −1 of the separation matrix A divided vector calculating step for calculating a divided vector ξ k obtained by
Corresponding to each of the N divided vectors ξ k , the maximum component order l (k) = arg max l {ξ l, k } among the N components ξ l, k of the divided vector is An order search step for searching;
By resetting the order k of each of the N separated symbols u k and / or the N divided vectors ξ k to the order l (k) searched in the order searching step, independent components A component replacement correction step for correcting component replacement in the analysis;
The N separated symbols u l (k) (k = 1,..., N−1) or N divided vectors ξ l (k) (k = 1, ..., N-1), a transmission symbol estimation step for estimating each of the original transmission symbols s i ;
It is provided with.
混合信号分離方法に係る本発明の第2の構成は、前記第1の構成において、前記送信シンボル推定ステップは、
前記成分置換是正ステップにおいて順序の再設定が行われたN個の分割ベクトルξl(k)(k=1,…,N-1)のそれぞれに対して、当該分割ベクトルの第l(k)番目の成分ξl(k), l(k)とそれ以外の成分ξl, l(k)(l≠l(k))との比である分割シンボル比rl, l(k)=ξl(k), l(k)/ξl, l(k)を算出する分割シンボル比算出ステップと、
前記各分割シンボル比rl,l(k)を、送信シンボルsiから混合シンボルxjを生成する干渉行列A=(αj,i)の2つの成分αl(k),l(k),αl,l(k)の比αl(k),l(k)/αl,l(k)として前記干渉行列Aを推定する干渉度推定ステップと、
推定された前記干渉行列Aに基づいて前記各混合シンボルxjから復元された前記各送信シンボルsiを算出する復元シンボル算出ステップと、
を備えたことを特徴とする。
According to a second configuration of the present invention related to the mixed signal separation method, in the first configuration, the transmission symbol estimation step includes:
For each of the N divided vectors ξ l (k) (k = 1,..., N−1) whose order has been reset in the component replacement correction step, the l (k) th of the divided vector The divided symbol ratio r l, l (k) = ξ , which is the ratio of the ith component ξ l (k), l (k) to the other components ξ l, l (k) (l ≠ l (k)) a division symbol ratio calculating step for calculating l (k), l (k) / ξ l, l (k) ;
Each divided symbol ratio r l, l (k) is converted into two components α l (k), l (k) of an interference matrix A = (α j, i ) that generates a mixed symbol x j from transmission symbols s i. , α l, l (k) ratio α l (k), l (k) / α l, l (k) as an interference degree estimation step for estimating the interference matrix A,
A restored symbol calculation step of calculating each transmission symbol s i restored from each mixed symbol x j based on the estimated interference matrix A;
It is provided with.
OFDM受信装置に係る本発明の第1の構成は、送信側において独立な送信シンボルsi(i=1,…,N-1)がOFDM変調されて送信され、伝送路で混合された後、受信側において受信されN個の混合シンボルxj(j=1,…,N-1)として復調されるOFDM通信システムにおいて、前記各混合シンボルxj(j=1,…,N-1)に基づいて、もとの前記各送信シンボルsiを復元するOFDM受信装置であって、
N個の前記混合シンボルxjを、統計的に独立なN個の分離シンボルuk(k=1,…,N-1)に変換する分離行列Wを、独立成分分析により算出する分離行列算出手段と、
前記分離行列Wの逆行列W-1を算出する逆行列算出手段と、
前記N個の前記混合シンボルxjと前記分離行列Wに基づいてN個の前記分離シンボルukを算出する分離ベクトル算出手段と、
N個の前記分離シンボルukのそれぞれに対応して、第k番目の成分がukでそれ以外の成分が0であるN次元のベクトルukを前記分離行列の逆行列W-1で変換して得られる分割ベクトルξkを算出する分割ベクトル算出手段と、
N個の前記分割ベクトルξkのそれぞれに対応して、当該分割ベクトルのN個の成分ξl,kのなかで最大の成分の順序l(k)=arg maxl {ξl,k}を索出する順序索出手段と、
N個の前記分離シンボルuk及び/又はN個の前記分割ベクトルξkのそれぞれの順序kを、前記順序索出手段で索出された順序l(k)に再設定することによって、独立成分分析における成分置換の是正を行う成分置換是正手段と、
前記成分置換是正手段により順序の再設定が行われたN個の前記分離シンボルul(k)(k=1,…,N-1)又はN個の分割ベクトルξl(k)(k=1,…,N-1)に基づいて、もとの前記各送信シンボルsiを推定する送信シンボル推定手段と、
を備えたことを特徴とする。
In the first configuration of the present invention related to the OFDM receiver, after the transmission symbols s i (i = 1,..., N−1) independent on the transmission side are OFDM-modulated and transmitted and mixed in the transmission path, In the OFDM communication system received at the receiving side and demodulated as N mixed symbols x j (j = 1,..., N−1), the mixed symbols x j (j = 1,. An OFDM receiver that restores each of the original transmission symbols s i based on:
Separation matrix calculation for calculating the separation matrix W for converting the N mixed symbols x j into statistically independent N separation symbols u k (k = 1,..., N−1) by independent component analysis. Means,
Inverse matrix calculating means for calculating an inverse matrix W −1 of the separation matrix W;
Separation vector calculating means for calculating N separation symbols u k based on the N mixed symbols x j and the separation matrix W;
Corresponding to each of the N separation symbols u k , an N-dimensional vector u k in which the k-th component is u k and the other components are 0 is transformed by the inverse matrix W −1 of the separation matrix Division vector calculation means for calculating a division vector ξ k obtained by
Corresponding to each of the N divided vectors ξ k , the maximum component order l (k) = arg max l {ξ l, k } among the N components ξ l, k of the divided vector is An order search means for searching;
By resetting the order k of each of the N separated symbols u k and / or the N divided vectors ξ k to the order l (k) searched by the order searching means, independent components are obtained. Component replacement correction means for correcting component replacement in the analysis;
The N separated symbols u l (k) (k = 1,..., N−1) or the N divided vectors ξ l (k) (k = 1,..., N-1) based on transmission symbol estimation means for estimating the original transmission symbols s i ,
It is provided with.
この構成により、成分置換是正手段は、干渉行列Aを直接反映しスケール不定性のない分割ベクトルξkの成分に基づいて成分置換の是正を行うため、分離行列Wがどのような状態に収束したとしても、正確に成分置換の是正を行うことが可能となる。すなわち、OFDM受信装置にICAを適用した場合に生じる成分置換の問題を解決することができる。そして、成分置換が是正された分離シンボルul(k)(k=1,…,N-1)又は分割ベクトルξl(k)(k=1,…,N-1)に基づいて、もとの各送信シンボルsiを推定することで、精度良くもとの各送信シンボルsiを復元することが可能となる。 With this configuration, the component replacement correction unit directly corrects the component replacement based on the component of the divided vector ξ k that directly reflects the interference matrix A and has no scale indefiniteness, so the separation matrix W has converged to any state. However, it becomes possible to correct the component replacement accurately. That is, the problem of component replacement that occurs when ICA is applied to an OFDM receiver can be solved. Then, based on the separated symbol u l (k) (k = 1,..., N−1) or the divided vector ξ l (k) (k = 1,. by estimating each transmitted symbol s i with high accuracy it becomes possible to restore each transmitted symbol s i of the original.
OFDM受信装置に係る本発明の第2の構成は、前記第1の構成において、前記送信シンボル推定手段は、
前記成分置換是正手段により順序の再設定が行われたN個の分割ベクトルξl(k)(k=1,…,N-1)のそれぞれに対して、当該分割ベクトルの第l(k)番目の成分ξl(k), l(k)とそれ以外の成分ξl, l(k)(l≠l(k))との比である分割シンボル比rl, l(k)=ξl(k), l(k)/ξl, l(k)を算出する分割シンボル比算出手段と、
前記各分割シンボル比rl,l(k)を、送信シンボルsiから混合シンボルxjを生成する干渉行列A=(αj,i)の2つの成分αl(k),l(k),αl,l(k)の比αl(k),l(k)/αl,l(k)として前記干渉行列Aを推定する干渉度推定手段と、
推定された前記干渉行列Aに基づいて前記各混合シンボルxjから復元された前記各送信シンボルsiを算出する復元シンボル算出手段と、
を備えたことを特徴とする。
The second configuration of the present invention related to an OFDM receiver is the first configuration, wherein the transmission symbol estimation means is:
For each of the N divided vectors ξ l (k) (k = 1,..., N−1) whose order has been reset by the component replacement correcting means, the l (k) th of the divided vectors. The divided symbol ratio r l, l (k) = ξ , which is the ratio of the ith component ξ l (k), l (k) to the other components ξ l, l (k) (l ≠ l (k)) divided symbol ratio calculating means for calculating l (k), l (k) / ξ l, l (k) ;
Each divided symbol ratio r l, l (k) is converted into two components α l (k), l (k) of an interference matrix A = (α j, i ) that generates a mixed symbol x j from transmission symbols s i. , α l, l (k) ratio α l (k), l (k) / α l, l (k) as an interference degree estimating means for estimating the interference matrix A,
Restored symbol calculation means for calculating each transmission symbol s i restored from each mixed symbol x j based on the estimated interference matrix A;
It is provided with.
この構成によれば、スケール不定性のない分割ベクトルξl(k)の成分ξl, l(k)に基づいて干渉行列A=(αj,i)の成分(干渉度)の推定が行われるため、各干渉度αj,iの値を精度良く推定することができる。すなわち、OFDM受信装置にICAを適用した場合に生じるスケール不定の問題を解決することができる。そして、この推定された干渉行列Aを用いて各送信シンボルsiを算出することにより、精度良くもとの各送信シンボルsiを復元することが可能となる。従って、DPSKやPSKのタイプの変調方式に加えて、QAMタイプの変調方式を適用することも可能となる。 According to this configuration, the component (interference degree) of the interference matrix A = (α j, i ) is estimated based on the components ξ l, l (k) of the divided vector ξ l (k) without scale indefiniteness. Therefore , the value of each interference degree α j, i can be estimated with high accuracy. That is, the problem of indefinite scale that occurs when ICA is applied to an OFDM receiver can be solved. Then, by calculating each transmission symbol s i using the estimated interference matrix A, it is possible to restore each original transmission symbol s i with high accuracy. Therefore, in addition to DPSK and PSK type modulation schemes, it is also possible to apply QAM type modulation schemes.
OFDM受信装置に係る本発明の第3の構成は、前記第2の構成において、前記干渉度推定手段は、
前記各分割シンボル比rl, l(k)について、そのインデックスの絶対値差|l(k)-l|が等しいものの平均値である平均分割シンボル比rl(k)-lを算出する分割シンボル比平均化手段と、
N-1個の前記平均分割シンボル比rl(k)-l(l(k)-l=1,…,N-1)に基づいて、規格化周波数オフセットεを算出する規格化周波数オフセット算出手段と、
前記規格化周波数オフセットの推定値εに基づいて、前記干渉行列Aの各成分αj,i(i,j=0,…,N-1)を算出する干渉度算出手段と、
を備えたことを特徴とする。
According to a third configuration of the present invention relating to an OFDM receiver, in the second configuration, the interference degree estimation means,
For each of the divided symbol ratios r l, l (k) , a division for calculating an average divided symbol ratio r l (k) -l , which is an average value of the indexes having the same absolute value difference | l (k) −l | Symbol ratio averaging means;
Normalized frequency offset calculation that calculates a normalized frequency offset ε based on the N-1 average divided symbol ratio r l (k) -l (l (k) -l = 1,..., N−1). Means,
Interference degree calculating means for calculating each component α j, i (i, j = 0,..., N−1) of the interference matrix A based on the estimated value ε of the normalized frequency offset;
It is provided with.
この構成により、受信機側のダウン・コンバージョンの際に、送信機側の搬送波周波数と受信機側の発信周波数との間にずれが生じることによって規格化周波数オフセットが生じた場合であっても、精度良く干渉行列Aを推定し、精度良くもとの各送信シンボルsiを復元することが可能となる。 With this configuration, even when a normalized frequency offset occurs due to a shift between the carrier frequency on the transmitter side and the transmission frequency on the receiver side during down conversion on the receiver side, estimating accurately the interference matrix a, precisely it is possible to restore each transmitted symbol s i of the original.
OFDM受信装置に係る本発明の第4の構成は、前記第3の構成において、前記分割シンボル比平均化手段は、式(72)の調和平均演算を行うことにより平均分割シンボル比rl(k)-lを算出することを特徴とする。 According to a fourth configuration of the present invention relating to an OFDM receiver, in the third configuration, the division symbol ratio averaging means performs an average division symbol ratio r l (k ) -l is calculated.
この構成により、誤差により各分割ベクトルξl(k)の成分から計算される分割シンボル比にばらつきがある場合でも、調和平均演算によりそのばらつきが抑えられ、精度の良い安定した平均分割シンボル比rl(k)-lを算出することができる。 With this configuration, even when there is a variation in the divided symbol ratio calculated from the components of each divided vector ξ l (k) due to an error, the variation is suppressed by harmonic averaging, and the stable average divided symbol ratio r with high accuracy is achieved. l (k) -l can be calculated.
OFDM受信装置に係る本発明の第5の構成は、前記第3の構成において、前記規格化周波数オフセット算出手段は、式(73),(74)の演算を行うことにより規格化周波数オフセットεを算出することを特徴とする。 According to a fifth configuration of the present invention relating to an OFDM receiver, in the third configuration, the normalized frequency offset calculating means calculates the normalized frequency offset ε by performing the calculations of equations (73) and (74). It is characterized by calculating.
この構成により、誤差により各分割ベクトルξl(k)の成分から計算される規格化周波数オフセットにばらつきや虚数部分がある場合でも、実数値化と平均演算によりそのばらつきが抑えられ、精度の良い安定した規格化周波数オフセットεを算出することができる。 With this configuration, even if the normalized frequency offset calculated from the components of each divided vector ξ l (k) due to errors has variations or imaginary parts, the variations can be suppressed by realization and averaging, and the accuracy is high. A stable normalized frequency offset ε can be calculated.
OFDM受信装置に係る本発明の第6の構成は、前記第3の構成において、前記干渉度算出手段は、式(75)の演算を行うことにより前記干渉行列Aの各成分αj,i(i,j=0,…,N-1)を算出することを特徴とする。 According to a sixth configuration of the present invention relating to an OFDM receiver, in the third configuration, the interference degree calculation means performs each of the components α j, i ( i, j = 0,..., N−1) is calculated.
この構成により、規格化周波数オフセットが生じた場合、その規格化周波数オフセットを考慮して、精度良く干渉行列Aを算出することができる。 With this configuration, when a normalized frequency offset occurs, the interference matrix A can be calculated with high accuracy in consideration of the normalized frequency offset.
OFDM受信方法に係る本発明の第1の構成は、送信側において独立な送信シンボルsi(i=1,…,N-1)がOFDM変調されて送信され、伝送路で混合された後、受信側において受信されN個の混合シンボルxj(j=1,…,N-1)として復調されるOFDM通信システムにおいて、前記各混合シンボルxj(j=1,…,N-1)に基づいて、もとの前記各送信シンボルsiを復元するOFDM受信方法であって、
N個の前記混合シンボルxjを、統計的に独立なN個の分離シンボルuk(k=1,…,N-1)に変換する分離行列Wを、独立成分分析により算出する分離行列算出ステップと、
前記分離行列Wの逆行列W-1を算出する逆行列算出ステップと、
前記N個の前記混合シンボルxjと前記分離行列Wに基づいてN個の前記分離シンボルukを算出する分離ベクトル算出ステップと、
N個の前記分離シンボルukのそれぞれに対応して、第k番目の成分がukでそれ以外の成分が0であるN次元のベクトルukを前記分離行列の逆行列W-1で変換して得られる分割ベクトルξkを算出する分割ベクトル算出ステップと、
N個の前記分割ベクトルξkのそれぞれに対応して、当該分割ベクトルのN個の成分ξl,kのなかで最大の成分の順序l(k)=arg maxl {ξl,k}を索出する順序索出ステップと、
N個の前記分離シンボルuk及び/又はN個の前記分割ベクトルξkのそれぞれの順序kを、前記順序索出ステップにおいて索出された順序l(k)に再設定することによって、独立成分分析における成分置換の是正を行う成分置換是正ステップと、
前記成分置換是正ステップにおいて順序の再設定が行われたN個の前記分離シンボルul(k)(k=1,…,N-1)又はN個の分割ベクトルξl(k)(k=1,…,N-1)に基づいて、もとの前記各送信シンボルsiを推定する送信シンボル推定ステップと、
を備えたことを特徴とする。
In the first configuration of the present invention related to the OFDM reception method, after independent transmission symbols s i (i = 1,..., N−1) are OFDM-modulated and transmitted on the transmission side and mixed in the transmission path, In the OFDM communication system received at the receiving side and demodulated as N mixed symbols x j (j = 1,..., N−1), the mixed symbols x j (j = 1,. Based on an OFDM reception method for recovering each of the original transmission symbols s i , comprising:
Separation matrix calculation for calculating the separation matrix W for converting the N mixed symbols x j into statistically independent N separation symbols u k (k = 1,..., N−1) by independent component analysis. Steps,
An inverse matrix calculating step of calculating an inverse matrix W −1 of the separation matrix W;
A separation vector calculation step of calculating N separation symbols u k based on the N mixed symbols x j and the separation matrix W;
Corresponding to each of the N separation symbols u k , an N-dimensional vector u k in which the k-th component is u k and the other components are 0 is transformed by the inverse matrix W −1 of the separation matrix A divided vector calculating step for calculating a divided vector ξ k obtained by
Corresponding to each of the N divided vectors ξ k , the maximum component order l (k) = arg max l {ξ l, k } among the N components ξ l, k of the divided vector is An order search step for searching;
By resetting the order k of each of the N separated symbols u k and / or the N divided vectors ξ k to the order l (k) searched in the order searching step, independent components A component replacement correction step for correcting component replacement in the analysis;
The N separated symbols u l (k) (k = 1,..., N−1) or N divided vectors ξ l (k) (k = 1, ..., N-1), a transmission symbol estimation step for estimating each of the original transmission symbols s i ;
It is provided with.
OFDM受信方法に係る本発明の第2の構成は、前記第1の構成において、前記送信シンボル推定ステップにおいては、
前記成分置換是正ステップにおいて順序の再設定が行われたN個の分割ベクトルξl(k)(k=1,…,N-1)のそれぞれに対して、当該分割ベクトルの第l(k)番目の成分ξl(k), l(k)とそれ以外の成分ξl, l(k)(l≠l(k))との比である分割シンボル比rl, l(k)=ξl(k), l(k)/ξl, l(k)を算出する分割シンボル比算出ステップと、
前記各分割シンボル比rl,l(k)を、送信シンボルsiから混合シンボルxjを生成する干渉行列A=(αj,i)の2つの成分αl(k),l(k),αl,l(k)の比αl(k),l(k)/αl,l(k)として前記干渉行列Aを推定する干渉度推定ステップと、
推定された前記干渉行列Aに基づいて前記各混合シンボルxjから復元された前記各送信シンボルsiを算出する復元シンボル算出ステップと、
を備えたことを特徴とする。
In the second configuration of the present invention related to the OFDM reception method, in the first configuration, in the transmission symbol estimation step,
For each of the N divided vectors ξ l (k) (k = 1,..., N−1) whose order has been reset in the component replacement correction step, the l (k) th of the divided vector The divided symbol ratio r l, l (k) = ξ , which is the ratio of the ith component ξ l (k), l (k) to the other components ξ l, l (k) (l ≠ l (k)) a division symbol ratio calculating step for calculating l (k), l (k) / ξ l, l (k) ;
Each divided symbol ratio r l, l (k) is converted into two components α l (k), l (k) of an interference matrix A = (α j, i ) that generates a mixed symbol x j from transmission symbols s i. , α l, l (k) ratio α l (k), l (k) / α l, l (k) as an interference degree estimation step for estimating the interference matrix A,
A restored symbol calculation step of calculating each transmission symbol s i restored from each mixed symbol x j based on the estimated interference matrix A;
It is provided with.
OFDM受信方法に係る本発明の第3の構成は、前記第2の構成において、前記干渉度推定ステップにおいては、
前記各分割シンボル比rl, l(k)について、そのインデックスの絶対値差|l(k)-l|が等しいものの平均値である平均分割シンボル比rl(k)-lを算出する分割シンボル比平均化ステップと、
N-1個の前記平均分割シンボル比rl(k)-l(l(k)-l=1,…,N-1)に基づいて、規格化周波数オフセットεを算出する規格化周波数オフセット算出ステップと、
前記規格化周波数オフセットの推定値εに基づいて、前記干渉行列Aの各成分αj,i(i,j=0,…,N-1)を算出する干渉度算出ステップと、
を備えたことを特徴とする。
In the third configuration of the present invention related to the OFDM receiving method, in the second configuration, in the interference degree estimation step,
For each of the divided symbol ratios r l, l (k) , a division for calculating an average divided symbol ratio r l (k) -l , which is an average value of the indexes having the same absolute value difference | l (k) −l | A symbol ratio averaging step;
Normalized frequency offset calculation that calculates a normalized frequency offset ε based on the N-1 average divided symbol ratio r l (k) -l (l (k) -l = 1,..., N−1). Steps,
An interference degree calculating step of calculating each component α j, i (i, j = 0,..., N−1) of the interference matrix A based on the normalized frequency offset estimate ε;
It is provided with.
OFDM受信方法に係る本発明の第4の構成は、前記第3の構成において、前記分割シンボル比平均化ステップにおいては、式(72)の調和平均演算を行うことにより平均分割シンボル比rl(k)-lを算出することを特徴とする。 In the fourth configuration of the present invention related to the OFDM reception method, in the third configuration, in the divided symbol ratio averaging step, an average divided symbol ratio r l ( k) -l is calculated.
OFDM受信方法に係る本発明の第5の構成は、前記第3の構成において、前記規格化周波数オフセット算出ステップにおいては、式(73),(74)の演算を行うことにより規格化周波数オフセットεを算出することを特徴とする。 The fifth configuration of the present invention related to the OFDM reception method is the normalized frequency offset ε by performing the calculations of equations (73) and (74) in the normalized frequency offset calculation step in the third configuration. Is calculated.
OFDM受信方法に係る本発明の第6の構成は、前記第3の構成において、前記干渉度算出ステップにおいては、式(75)の演算を行うことにより前記干渉行列Aの各成分αj,i(i,j=0,…,N-1)を算出することを特徴とする。 The sixth configuration of the present invention related to the OFDM reception method is the third configuration, wherein in the interference degree calculation step, each component α j, i of the interference matrix A is calculated by performing the calculation of equation (75). (i, j = 0,..., N−1) is calculated.
以上のように、本発明によれば、干渉行列Aを直接反映しスケール不定性のない分割ベクトルξkの成分に基づいて成分置換の是正を行うため、ICAにおいて分離行列Wがどのような状態に収束したとしても、正確に成分置換の是正を行うことが可能となる。これにより、ICAを適用した場合に生じる成分置換の問題を解決することが可能な混合信号分離装置及び混合信号分離方法を提供することができる。 As described above, according to the present invention, the component replacement is corrected based on the component of the divided vector ξ k that directly reflects the interference matrix A and has no scale indefiniteness. Even if it converges to, it becomes possible to correct the component replacement accurately. Accordingly, it is possible to provide a mixed signal separation device and a mixed signal separation method capable of solving the problem of component replacement that occurs when ICA is applied.
また、スケール不定性のない分割ベクトルξl(k)の成分ξl, l(k)に基づいて干渉行列A=(αj,i)の成分(干渉度)の推定が行われるため、ICAにおいて生じるスケールの不定性に影響されることなく各干渉度αj,iの値を精度良く推定し、精度良く送信シンボルsiを復元することができる。これにより、ICAを適用した場合に生じるスケール不定の問題を解決することが可能な混合信号分離装置及び混合信号分離方法を提供することができる。 Further, since the component (interference degree) of the interference matrix A = (α j, i ) is estimated based on the components ξ l, l (k) of the divided vector ξ l (k) without scale indefiniteness, the ICA It is possible to accurately estimate the value of each interference degree α j, i and restore the transmission symbol s i with high accuracy without being affected by the indefiniteness of the scale generated in FIG. Accordingly, it is possible to provide a mixed signal separation device and a mixed signal separation method capable of solving the problem of indefinite scale that occurs when ICA is applied.
また、上記混合信号分離方法をOFDM受信機に使用することで、成分置換の問題やスケール不定の問題に影響されず、精度良く送信シンボルsiを復元することができる。従って、独立成分分析により混合信号の分離を行うOFDM受信機において、QAMタイプの変調方式に対しても適用することが可能なOFDM受信装置及びOFDM受信方法を提供することができる。 Further, by using the mixed signal separation method in an OFDM receiver, without being affected by the problem and scale indefinite permutation can be restored accurately transmitted symbol s i. Therefore, it is possible to provide an OFDM receiver and an OFDM reception method that can be applied to a QAM type modulation scheme in an OFDM receiver that separates mixed signals by independent component analysis.
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
図5は、本発明の実施例1に記載のOFDM受信装置1のブロック図である。
本実施例のOFDM受信装置1は、アンテナ2、搬送波発信器3、ダウン・コンバータ4、ローパス・フィルタ5、アナログ・デジタル変換器6、直並列変換器7、離散フーリエ変換器8、送信シンボル復元器9、並直列変換器10、デマッパ11、デインタリーバ12、及びデコーダ13を備えている。これらの構成部分のうち、送信シンボル復元器9以外の部分は、図1のOFDM受信機120と同様のものである。
FIG. 5 is a block diagram of the
The
本実施例のOFDM受信装置1は、離散フーリエ変換器8の後段に、各サブキャリア間の干渉を除去して送信シンボルを推定、復元する送信シンボル復元器9を備えていることを特徴としている。
The
図6は、図5の送信シンボル復元器9の構成を表すブロック図である。送信シンボル復元器9は、分離行列演算器21、逆行列演算器22、分離ベクトル演算器23、分割ベクトル生成器24、順序決定器25、分割シンボル比演算器26、規格化周波数オフセット演算器27、平均化器28、干渉行列生成器29、逆行列演算器30、及び復元ベクトル生成器31を備えている。
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of
ここで、本実施例において、分離行列演算器21は分離行列算出手段、逆行列演算器22は逆行列算出手段、分離ベクトル演算器23は分離ベクトル算出手段、分割ベクトル生成器24は分割ベクトル算出手段、順序決定器25は順序索出手段及び成分置換是正手段、分割シンボル比演算器26は分割シンボル比算出手段、規格化周波数オフセット演算器27は平均化器28及び干渉行列生成器29は干渉度推定手段、逆行列演算器30及び復元ベクトル生成器31は復元シンボル算出手段に相当する。
Here, in the present embodiment, the
分離行列演算器21は、N個の混合シンボルxjを、統計的に独立なN個の分離シンボルuk(k=1,…,N-1)に変換する分離行列Wを、ICAにより算出する。
逆行列演算器22は、分離行列演算器21が生成する分離行列Wの逆行列W-1を生成する。
The
分離ベクトル演算器23は、混合ベクトルxと分離行列Wに基づいて、N個の分離シンボルukからなる分離ベクトルuを算出する。
分割ベクトル生成器24は、分離ベクトル演算器23が出力する各分離シンボルukと、逆行列演算器22が出力する分離行列の逆行列W-1に基づいて、式(42)で定義されるN個の分割ベクトルξ(i)~((i)~=(0)~,(1)~,…,(N-1)~)を生成する。
The
順序決定器25は、分割ベクトル生成器24が出力する各分割ベクトルξ(i)~の順番(i)~=(i)^を式(54)に従って決定する。
The
分割シンボル比演算器26は、順序決定器25によって順番(i)^が決定された分割ベクトル(ξ)^i=ξ(i)^の各成分に基づいて、式(64)により定義される分割シンボル比rl,,i(i,l=0,1,…,N-1)を算出し、更に、式(68)で定義される(N-1)個の分割シンボル比ri-lの推定値(r)^i-lを算出する。
The division
規格化周波数オフセット演算器27は、分割シンボル比演算器26が出力する(N-1)個の分割シンボル比ri-lのそれぞれに対して、式(66)の演算により規格化周波数オフセットε((r)^i-l)=εl,,iの実部Re[ε((r)^i-l)]を算出する。
The normalized frequency offset
平均化器28は、規格化周波数オフセット演算器27が出力する(N-1)個の規格化周波数オフセットの実部Re[ε((r)^i-l)]の平均を算出し、これを最終的な規格化周波数オフセットの推定値(ε)^として算出する。
The
干渉行列生成器29は、規格化周波数オフセットの推定値(ε)^に基づいて、式(19)により干渉行列Aの各干渉度αl,i(i,l=0,1,…,N-1)を算出する。
The
逆行列演算器30は、干渉行列生成器29が出力する干渉行列Aの逆行列A-1を算出する。
The
復元ベクトル生成器31は、逆行列演算器30が出力する干渉行列の逆行列A-1と混合ベクトルxに基づいて、式(71)の演算によって送信ベクトルsの推定値(s)^を算出し、これを並直列変換器10に出力する。
Based on the inverse matrix A- 1 of the interference matrix output from the
以上のように構成された本実施例のOFDM受信装置1の送信シンボル復元器9について、以下にその動作を説明する。図7は、図6の送信シンボル復元器9の動作を表すフローチャートである。
The operation of the
まず、分離行列演算器21に、離散フーリエ変換器8が出力する混合ベクトルxが入力される。混合ベクトルxは、並列化されたN個の前記混合シンボルxjからなるベクトルである。
First, the mixed vector x output from the
ステップS1において、分離行列演算器21は、このN個の混合シンボルxjを、統計的に独立なN個の分離シンボルuk(k=1,…,N-1)に変換する分離行列Wを、ICAにより算出する。ここで、ICAによる分離行列Wのアルゴリズムとしては、一般に、自然勾配法を使用するのが容易であるが、上述したように、自然勾配法以外の種々の公知の方法を使用することも可能である。
In step S1, the
ステップS2において、逆行列演算器22は、分離行列演算器21が生成する分離行列Wの逆行列W-1を生成する。尚、逆行列の生成アルゴリズムについては、ガウス・ジョルダン法などの周知の手法が使用される。
In step S2, the
一方、ステップS3において、分離ベクトル演算器23は、混合ベクトルxと分離行列Wに基づいて、式(46)の演算により、N個の分離シンボルukからなる分離ベクトルuを算出する。分離ベクトルuは、混合ベクトルxを、統計的に独立な成分に分解して得られるベクトルである。
On the other hand, in step S3, the
ステップS4において、分割ベクトル生成器24は、内部変数レジスタとして有するインデックス番号iを0に初期化する。
In step S4, the divided
ステップS5において、分割ベクトル生成器24は、次式の演算を行うことにより、分割ベクトルξ(i)~=(ξ0,(i)~,ξ1,(i)~,…,ξN-1,(i)~)Tを算出する。
In step S5, split
続いて、ステップS6において、順序決定器25は、分割ベクトルξ(i)~の要素{ξ0,(i)~,ξ1,(i)~,…,ξN-1,(i)~}のうちで絶対値が最大のものξl,(i)~を索出し、そのインデックス番号l=(i)^を分割ベクトルξ(i)~の順番(i)~に決定する。すなわち、
Subsequently, in step S6, the
そして、ステップS6において、分割ベクトル生成器24はi=N-1か否かを判定し、i<N-1の場合にはiを1だけインクリメントして(S8)、ステップS5に戻る。i=N-1の場合には、順序決定器25は、決定された順番に従って、各分割ベクトルξ(i)^の各要素の順序を並べ替えて、成分置換の是正がされたN個の分割ベクトル(ξ)^0,(ξ)^1,…,(ξ)^N-1を生成する。そしてこれらを分割シンボル比演算器26に出力し、ステップS9に移行する。
In step S6, the divided
ステップS9において、分割シンボル比演算器26は、順序決定器25によって成分置換の是正がされた分割ベクトル(ξ)^0,(ξ)^1,…,(ξ)^N-1の各成分に基づいて、式(64)の演算を行うことにより、分割シンボル比rl,,i(i,l=0,1,…,N-1)を算出する。そして、分割シンボル比演算器26は、式(68)の演算を行うことにより、(N-1)個の分割シンボル比ri-lの推定値(r)^i-l(i-l=1,2,…,N-1)を算出する。
In step S9, the divided
ステップS10において、規格化周波数オフセット演算器27は、分割シンボル比演算器26が出力する(N-1)個の分割シンボル比ri-l(i-l=1,2,…,N-1)のそれぞれに対して、式(66)の演算を実行することにより、規格化周波数オフセットε((r)^i-l)=εl,,iの実部Re[ε((r)^i-l)]を算出する。そして、平均化器28は、規格化周波数オフセット演算器27が出力する(N-1)個の規格化周波数オフセットの実部Re[ε((r)^i-l)]の平均を算出し、これを最終的な規格化周波数オフセットの推定値(ε)^として出力する。
In step S10, the normalized frequency offset computing
ステップS11において、干渉行列生成器29は、規格化周波数オフセットの推定値(ε)^に基づいて、式(19)により干渉行列Aの各成分である干渉度αl,i(i,l=0,1,…,N-1)を算出する。
In step S11, the
ステップS12において、逆行列演算器30は、干渉行列生成器29が出力する干渉行列Aの逆行列A-1を算出する。
In step S12, the
最後に、ステップS13において、復元ベクトル生成器31は、逆行列演算器30が出力する干渉行列の逆行列A-1と混合ベクトルxに基づいて、式(71)の演算を実行し、送信ベクトルsの推定値(s)^を算出する。算出された送信ベクトルの推定値(s)^は、並直列変換器10に出力される。
Finally, in step S13, the restored
1 OFDM受信装置
2 アンテナ
3 搬送波発信器
4 ダウン・コンバータ
5 ローパス・フィルタ
6 アナログ・デジタル変換器
7 直並列変換器
8 離散フーリエ変換器
9 送信シンボル復元器
10 並直列変換器
11 デマッパ
12 デインタリーバ
13 デコーダ
21 分離行列演算器
22 逆行列演算器
23 分離ベクトル演算器
24 分割ベクトル生成器
25 順序決定器
26 分割シンボル比演算器
27 規格化周波数オフセット演算器
28 平均化器
29 干渉行列生成器
30 逆行列演算器
31 復元ベクトル生成器
100 OFDM送信機
101 エンコーダ
102 インタリーバ
103 マッパ
104 直並列変換器
105 逆離散フーリエ変換器
106 並直列変換器
107 デジタル・アナログ変換器
108 ローパス・フィルタ
109 搬送波発信器
110 アップ・コンバータ
120 OFDM受信機
121 搬送波発信器
122 ダウン・コンバータ
123 ローパス・フィルタ
124 アナログ・デジタル変換器
125 直並列変換器
126 離散フーリエ変換器
127 並直列変換器
128 デマッパ
129 デインタリーバ
130 デコーダ
140 通信チャネル
1 OFDM receiver
2 Antenna
3 Carrier transmitter
4 Down converter
5 Low-pass filter
6 Analog to digital converter
7 Series-parallel converter
8 Discrete Fourier Transform
9 Transmit symbol restorer
10 Parallel to serial converter
11 Demapper
12 Deinterleaver
13 Decoder
21 Separation matrix calculator
22 Inverse matrix calculator
23 Separate vector calculator
24 split vector generator
25 Sequencer
26 division symbol ratio calculator
27 Normalized frequency offset calculator
28 Averager
29 Interference matrix generator
30 Inverse matrix calculator
31 Restored vector generator
100 OFDM transmitter
101 encoder
102 Interleaver
103 Mapper
104 series-parallel converter
105 Inverse discrete Fourier transformer
106 Parallel to serial converter
107 Digital-to-analog converter
108 Low-pass filter
109 Carrier wave transmitter
110 Up Converter
120 OFDM receiver
121 Carrier transmitter
122 Down Converter
123 Low-pass filter
124 Analog to digital converter
125 series-parallel converter
126 Discrete Fourier Transform
127 Parallel converter
128 Demapper
129 Deinterleaver
130 decoder
140 communication channels
Claims (16)
N個の前記混合シンボルxjを、統計的に独立なN個の分離シンボルuk(k=1,…,N−1)に変換する分離行列Wを、独立成分分析により算出する分離行列算出手段と、
前記分離行列Wの逆行列W−1を算出する逆行列算出手段と、
前記N個の前記混合シンボルxjと前記分離行列Wに基づいてN個の前記分離シンボルukを算出する分離ベクトル算出手段と、
N個の前記分離シンボルukのそれぞれに対応して、第k番目の成分がukでそれ以外の成分が0であるN次元のベクトルukを前記分離行列の逆行列W−1で変換して得られる分割ベクトルξkを算出する分割ベクトル算出手段と、
N個の前記分割ベクトルξkのそれぞれに対応して、当該分割ベクトルのN個の成分ξl,kのなかで最大の成分の順序l(k)=arg maxl {ξl,k}を索出する順序索出手段と、
N個の前記分離シンボルuk及び/又はN個の前記分割ベクトルξkのそれぞれの順序kを、前記順序索出手段で索出された順序l(k)に再設定することによって、独立成分分析における成分置換の是正を行う成分置換是正手段と、
前記成分置換是正手段により順序の再設定が行われたN個の前記分離シンボルul(k)(k=1,…,N−1)又はN個の分割ベクトルξl(k)(k=1,…,N−1)に基づいて、もとの前記各送信シンボルsiを推定する送信シンボル推定手段と、
を備えた混合信号分離装置。 N mixed symbols x j (j = 1,..., N) generated by mixing N (N ≧ 2) independent transmission symbols s i (i = 1,..., N−1) in the transmission path. -1), a mixed signal separation device for restoring the original transmission symbols s i ,
Separation matrix calculation for calculating the separation matrix W for converting the N mixed symbols x j into statistically independent N separation symbols u k (k = 1,..., N−1) by independent component analysis. Means,
Inverse matrix calculation means for calculating an inverse matrix W −1 of the separation matrix W;
And separating vector calculating means for calculating the N pieces of the separating symbol u k based on the N of the mixed symbols x j and the separating matrix W,
Corresponding to each of the N separation symbols u k , an N-dimensional vector u k in which the k-th component is u k and the other components are 0 is converted by the inverse matrix W −1 of the separation matrix. A divided vector calculating means for calculating a divided vector ξ k obtained by:
Corresponding to each of the N divided vectors ξ k , the maximum component order l (k) = arg max l {ξ l, k } among the N components ξ l, k of the divided vector. An order search means for searching;
By resetting the order k of each of the N separated symbols u k and / or the N divided vectors ξ k to the order l (k) searched by the order searching means, independent components Component replacement correction means for correcting component replacement in the analysis;
N separated symbols u l (k) (k = 1,..., N−1) or N divided vectors ξ l (k) (k = 1,..., N-1), a transmission symbol estimation means for estimating each of the original transmission symbols s i ;
A mixed signal separating apparatus.
前記成分置換是正手段により順序の再設定が行われたN個の分割ベクトルξl(k)(k=1,…,N−1)のそれぞれに対して、当該分割ベクトルの第l(k)番目の成分ξl(k), l(k)とそれ以外の成分ξl, l(k)(l≠l(k))との比である分割シンボル比rl, l(k)=ξl(k), l(k)/ξl, l(k)を算出する分割シンボル比算出手段と、
前記各分割シンボル比rl,l(k)を、送信シンボルsiから混合シンボルxjを生成する干渉行列A=(αj,i)の2つの成分αl(k),l(k),αl,l(k)の比αl(k),l(k)/αl,l(k)として前記干渉行列Aを推定する干渉度推定手段と、
推定された前記干渉行列Aに基づいて前記各混合シンボルxjから復元された前記各送信シンボルsiを算出する復元シンボル算出手段と、
を備えたことを特徴とする請求項1記載の混合信号分離装置。 The transmission symbol estimation means includes
For each of the N divided vectors ξ l (k) (k = 1,..., N−1) whose order has been reset by the component replacement correcting means, the l (k) th of the divided vectors. The divided symbol ratio r l, l (k) = ξ , which is the ratio of the ith component ξ l (k), l (k) to the other components ξ l, l (k) (l ≠ l (k)) divided symbol ratio calculating means for calculating l (k), l (k) / ξ l, l (k) ;
Each divided symbol ratio r l, l (k) is converted into two components α l (k), l (k) of an interference matrix A = (α j, i ) that generates a mixed symbol x j from the transmission symbol s i. , Α l, l (k) ratio α l (k), l (k) / α l, l (k) as an interference degree estimating means for estimating the interference matrix A;
Restored symbol calculation means for calculating each transmission symbol s i restored from each mixed symbol x j based on the estimated interference matrix A;
The mixed signal separating apparatus according to claim 1, further comprising:
N個の前記混合シンボルxjを、統計的に独立なN個の分離シンボルuk(k=1,…,N−1)に変換する分離行列Wを、独立成分分析により算出する分離行列算出ステップと、
前記分離行列Wの逆行列W−1を算出する逆行列算出ステップと、
前記N個の前記混合シンボルxjと前記分離行列Wに基づいてN個の前記分離シンボルukを算出する分離ベクトル算出ステップと、
N個の前記分離シンボルukのそれぞれに対応して、第k番目の成分がukでそれ以外の成分が0であるN次元のベクトルukを前記分離行列の逆行列W−1で変換して得られる分割ベクトルξkを算出する分割ベクトル算出ステップと、
N個の前記分割ベクトルξkのそれぞれに対応して、当該分割ベクトルのN個の成分ξl,kのなかで最大の成分の順序l(k)=arg maxl {ξl,k}を索出する順序索出ステップと、
N個の前記分離シンボルuk及び/又はN個の前記分割ベクトルξkのそれぞれの順序kを、前記順序索出ステップにおいて索出された順序l(k)に再設定することによって、独立成分分析における成分置換の是正を行う成分置換是正ステップと、
前記成分置換是正ステップにおいて順序の再設定が行われたN個の前記分離シンボルul(k)(k=1,…,N−1)又はN個の分割ベクトルξl(k)(k=1,…,N−1)に基づいて、もとの前記各送信シンボルsiを推定する送信シンボル推定ステップと、
を備えた混合信号分離方法。 N mixed symbols x j (j = 1,..., N) generated by mixing N (N ≧ 2) independent transmission symbols s i (i = 1,..., N−1) in the transmission path. -1), a mixed signal separation method for restoring the original transmission symbols s i ,
Separation matrix calculation for calculating the separation matrix W for converting the N mixed symbols x j into statistically independent N separation symbols u k (k = 1,..., N−1) by independent component analysis. Steps,
An inverse matrix calculating step of calculating an inverse matrix W −1 of the separation matrix W;
A separation vector calculation step of calculating the N of the separation symbol u k based on the N of the mixed symbols x j and the separating matrix W,
Corresponding to each of the N separation symbols u k , an N-dimensional vector u k in which the k-th component is u k and the other components are 0 is converted by the inverse matrix W −1 of the separation matrix. A divided vector calculation step for calculating a divided vector ξ k obtained by:
Corresponding to each of the N divided vectors ξ k , the maximum component order l (k) = arg max l {ξ l, k } among the N components ξ l, k of the divided vector. An order search step for searching;
By resetting the order k of each of the N separated symbols u k and / or the N divided vectors ξ k to the order l (k) searched in the order searching step, the independent component A component replacement correction step for correcting component replacement in the analysis;
The N separated symbols u l (k) (k = 1,..., N−1) or N divided vectors ξ l (k) (k = 1,..., N−1), a transmission symbol estimation step for estimating each of the original transmission symbols s i ;
A mixed signal separation method.
前記成分置換是正ステップにおいて順序の再設定が行われたN個の分割ベクトルξl(k)(k=1,…,N−1)のそれぞれに対して、当該分割ベクトルの第l(k)番目の成分ξl(k), l(k)とそれ以外の成分ξl, l(k)(l≠l(k))との比である分割シンボル比rl, l(k)=ξl(k), l(k)/ξl, l(k)を算出する分割シンボル比算出ステップと、
前記各分割シンボル比rl,l(k)を、送信シンボルsiから混合シンボルxjを生成する干渉行列A=(αj,i)の2つの成分αl(k),l(k),αl,l(k)の比αl(k),l(k)/αl,l(k)として前記干渉行列Aを推定する干渉度推定ステップと、
推定された前記干渉行列Aに基づいて前記各混合シンボルxjから復元された前記各送信シンボルsiを算出する復元シンボル算出ステップと、
を備えたことを特徴とする請求項3記載の混合信号分離方法。 The transmission symbol estimation step includes:
For each of the N divided vectors ξ l (k) (k = 1,..., N−1) whose order has been reset in the component replacement correction step, the l (k) th of the divided vectors. The divided symbol ratio r l, l (k) = ξ , which is the ratio of the ith component ξ l (k), l (k) to the other components ξ l, l (k) (l ≠ l (k)) a divided symbol ratio calculating step for calculating l (k), l (k) / ξ l, l (k) ;
Each divided symbol ratio r l, l (k) is converted into two components α l (k), l (k) of an interference matrix A = (α j, i ) that generates a mixed symbol x j from the transmission symbol s i. , Α l, l (k) ratio α l (k), l (k) / α l, l (k) to estimate the interference matrix A,
A restored symbol calculation step of calculating each transmission symbol s i restored from each mixed symbol x j based on the estimated interference matrix A;
The mixed signal separation method according to claim 3, further comprising:
N個の前記混合シンボルxjを、統計的に独立なN個の分離シンボルuk(k=1,…,N−1)に変換する分離行列Wを、独立成分分析により算出する分離行列算出手段と、
前記分離行列Wの逆行列W−1を算出する逆行列算出手段と、
前記N個の前記混合シンボルxjと前記分離行列Wに基づいてN個の前記分離シンボルukを算出する分離ベクトル算出手段と、
N個の前記分離シンボルukのそれぞれに対応して、第k番目の成分がukでそれ以外の成分が0であるN次元のベクトルukを前記分離行列の逆行列W−1で変換して得られる分割ベクトルξkを算出する分割ベクトル算出手段と、
N個の前記分割ベクトルξkのそれぞれに対応して、当該分割ベクトルのN個の成分ξl,kのなかで最大の成分の順序l(k)=arg maxl {ξl,k}を索出する順序索出手段と、
N個の前記分離シンボルuk及び/又はN個の前記分割ベクトルξkのそれぞれの順序kを、前記順序索出手段で索出された順序l(k)に再設定することによって、独立成分分析における成分置換の是正を行う成分置換是正手段と、
前記成分置換是正手段により順序の再設定が行われたN個の前記分離シンボルul(k)(k=1,…,N−1)又はN個の分割ベクトルξl(k)(k=1,…,N−1)に基づいて、もとの前記各送信シンボルsiを推定する送信シンボル推定手段と、
を備えたOFDM受信装置。 Independent transmission symbols s i (i = 1,..., N−1) are OFDM-modulated and transmitted on the transmission side, mixed on the transmission path, and then received on the reception side, where N mixed symbols x j (j = 1,..., N-1), the original transmission symbols s i are restored based on the mixed symbols x j (j = 1,..., N−1). An OFDM receiver that
Separation matrix calculation for calculating the separation matrix W for converting the N mixed symbols x j into statistically independent N separation symbols u k (k = 1,..., N−1) by independent component analysis. Means,
Inverse matrix calculation means for calculating an inverse matrix W −1 of the separation matrix W;
And separating vector calculating means for calculating the N pieces of the separating symbol u k based on the N of the mixed symbols x j and the separating matrix W,
Corresponding to each of the N separation symbols u k , an N-dimensional vector u k in which the k-th component is u k and the other components are 0 is converted by the inverse matrix W −1 of the separation matrix. A divided vector calculating means for calculating a divided vector ξ k obtained by:
Corresponding to each of the N divided vectors ξ k , the maximum component order l (k) = arg max l {ξ l, k } among the N components ξ l, k of the divided vector. An order search means for searching;
By resetting the order k of each of the N separated symbols u k and / or the N divided vectors ξ k to the order l (k) searched by the order searching means, independent components Component replacement correction means for correcting component replacement in the analysis;
N separated symbols u l (k) (k = 1,..., N−1) or N divided vectors ξ l (k) (k = 1,..., N-1), a transmission symbol estimation means for estimating each of the original transmission symbols s i ;
An OFDM receiver comprising:
前記成分置換是正手段により順序の再設定が行われたN個の分割ベクトルξl(k)(k=1,…,N−1)のそれぞれに対して、当該分割ベクトルの第l(k)番目の成分ξl(k), l(k)とそれ以外の成分ξl, l(k)(l≠l(k))との比である分割シンボル比rl, l(k)=ξl(k), l(k)/ξl, l(k)を算出する分割シンボル比算出手段と、
前記各分割シンボル比rl,l(k)を、送信シンボルsiから混合シンボルxjを生成する干渉行列A=(αj,i)の2つの成分αl(k),l(k),αl,l(k)の比αl(k),l(k)/αl,l(k)として前記干渉行列Aを推定する干渉度推定手段と、
推定された前記干渉行列Aに基づいて前記各混合シンボルxjから復元された前記各送信シンボルsiを算出する復元シンボル算出手段と、
を備えたことを特徴とする請求項5記載のOFDM受信装置。 The transmission symbol estimation means includes
For each of the N divided vectors ξ l (k) (k = 1,..., N−1) whose order has been reset by the component replacement correcting means, the l (k) th of the divided vectors. The divided symbol ratio r l, l (k) = ξ , which is the ratio of the ith component ξ l (k), l (k) to the other components ξ l, l (k) (l ≠ l (k)) divided symbol ratio calculating means for calculating l (k), l (k) / ξ l, l (k) ;
Each divided symbol ratio r l, l (k) is converted into two components α l (k), l (k) of an interference matrix A = (α j, i ) that generates a mixed symbol x j from the transmission symbol s i. , Α l, l (k) ratio α l (k), l (k) / α l, l (k) as an interference degree estimating means for estimating the interference matrix A;
Restored symbol calculation means for calculating each transmission symbol s i restored from each mixed symbol x j based on the estimated interference matrix A;
6. The OFDM receiver according to claim 5, further comprising:
前記各分割シンボル比rl, l(k)について、そのインデックスの絶対値差|l(k)−l|が等しいものの平均値である平均分割シンボル比rl(k)-lを算出する分割シンボル比平均化手段と、
N−1個の前記平均分割シンボル比rl(k)-l(l(k)-l=1,…,N−1)に基づいて、規格化周波数オフセットεを算出する規格化周波数オフセット算出手段と、
前記規格化周波数オフセットの推定値εに基づいて、前記干渉行列Aの各成分αj,i(i,j=0,…,N−1)を算出する干渉度算出手段と、
を備えたことを特徴とする請求項6記載のOFDM受信装置。 The interference degree estimation means includes
For each of the divided symbol ratios r l, l (k) , a division for calculating an average divided symbol ratio r l (k) -l , which is an average value of the indices having the same absolute value difference | l (k) −l | Symbol ratio averaging means;
Normalized frequency offset calculation for calculating a normalized frequency offset ε based on the N−1 average divided symbol ratio r l (k) -l (l (k) -l = 1,..., N−1). Means,
Interference degree calculating means for calculating each component α j, i (i, j = 0,..., N−1) of the interference matrix A based on the estimated value ε of the normalized frequency offset;
The OFDM receiver according to claim 6, further comprising:
N個の前記混合シンボルxjを、統計的に独立なN個の分離シンボルuk(k=1,…,N−1)に変換する分離行列Wを、独立成分分析により算出する分離行列算出ステップと、
前記分離行列Wの逆行列W−1を算出する逆行列算出ステップと、
前記N個の前記混合シンボルxjと前記分離行列Wに基づいてN個の前記分離シンボルukを算出する分離ベクトル算出ステップと、
N個の前記分離シンボルukのそれぞれに対応して、第k番目の成分がukでそれ以外の成分が0であるN次元のベクトルukを前記分離行列の逆行列W−1で変換して得られる分割ベクトルξkを算出する分割ベクトル算出ステップと、
N個の前記分割ベクトルξkのそれぞれに対応して、当該分割ベクトルのN個の成分ξl,kのなかで最大の成分の順序l(k)=arg maxl {ξl,k}を索出する順序索出ステップと、
N個の前記分離シンボルuk及び/又はN個の前記分割ベクトルξkのそれぞれの順序kを、前記順序索出ステップにおいて索出された順序l(k)に再設定することによって、独立成分分析における成分置換の是正を行う成分置換是正ステップと、
前記成分置換是正ステップにおいて順序の再設定が行われたN個の前記分離シンボルul(k)(k=1,…,N−1)又はN個の分割ベクトルξl(k)(k=1,…,N−1)に基づいて、もとの前記各送信シンボルsiを推定する送信シンボル推定ステップと、
を備えたOFDM受信方法。 Independent transmission symbols s i (i = 1,..., N−1) are OFDM-modulated and transmitted on the transmission side, mixed on the transmission path, and then received on the reception side, where N mixed symbols x j (j = 1,..., N-1), the original transmission symbols s i are restored based on the mixed symbols x j (j = 1,..., N−1). An OFDM reception method for
Separation matrix calculation for calculating the separation matrix W for converting the N mixed symbols x j into statistically independent N separation symbols u k (k = 1,..., N−1) by independent component analysis. Steps,
An inverse matrix calculating step of calculating an inverse matrix W −1 of the separation matrix W;
A separation vector calculation step of calculating the N of the separation symbol u k based on the N of the mixed symbols x j and the separating matrix W,
Corresponding to each of the N separation symbols u k , an N-dimensional vector u k in which the k-th component is u k and the other components are 0 is converted by the inverse matrix W −1 of the separation matrix. A divided vector calculation step for calculating a divided vector ξ k obtained by:
Corresponding to each of the N divided vectors ξ k , the maximum component order l (k) = arg max l {ξ l, k } among the N components ξ l, k of the divided vector. An order search step for searching;
By resetting the order k of each of the N separated symbols u k and / or the N divided vectors ξ k to the order l (k) searched in the order searching step, the independent component A component replacement correction step for correcting component replacement in the analysis;
The N separated symbols u l (k) (k = 1,..., N−1) or N divided vectors ξ l (k) (k = 1,..., N−1), a transmission symbol estimation step for estimating each of the original transmission symbols s i ;
An OFDM receiving method comprising:
前記成分置換是正ステップにおいて順序の再設定が行われたN個の分割ベクトルξl(k)(k=1,…,N−1)のそれぞれに対して、当該分割ベクトルの第l(k)番目の成分ξl(k), l(k)とそれ以外の成分ξl, l(k)(l≠l(k))との比である分割シンボル比rl, l(k)=ξl(k), l(k)/ξl, l(k)を算出する分割シンボル比算出ステップと、
前記各分割シンボル比rl,l(k)を、送信シンボルsiから混合シンボルxjを生成する干渉行列A=(αj,i)の2つの成分αl(k),l(k),αl,l(k)の比αl(k),l(k)/αl,l(k)として前記干渉行列Aを推定する干渉度推定ステップと、
推定された前記干渉行列Aに基づいて前記各混合シンボルxjから復元された前記各送信シンボルsiを算出する復元シンボル算出ステップと、
を備えたことを特徴とする請求項11記載のOFDM受信方法。 In the transmission symbol estimation step,
For each of the N divided vectors ξ l (k) (k = 1,..., N−1) whose order has been reset in the component replacement correction step, the l (k) th of the divided vectors. The divided symbol ratio r l, l (k) = ξ , which is the ratio of the ith component ξ l (k), l (k) to the other components ξ l, l (k) (l ≠ l (k)) a divided symbol ratio calculating step for calculating l (k), l (k) / ξ l, l (k) ;
Each divided symbol ratio r l, l (k) is converted into two components α l (k), l (k) of an interference matrix A = (α j, i ) that generates a mixed symbol x j from the transmission symbol s i. , Α l, l (k) ratio α l (k), l (k) / α l, l (k) to estimate the interference matrix A,
A restored symbol calculation step of calculating each transmission symbol s i restored from each mixed symbol x j based on the estimated interference matrix A;
The OFDM reception method according to claim 11, further comprising:
前記各分割シンボル比rl, l(k)について、そのインデックスの絶対値差|l(k)−l|が等しいものの平均値である平均分割シンボル比rl(k)-lを算出する分割シンボル比平均化ステップと、
N−1個の前記平均分割シンボル比rl(k)-l(l(k)-l=1,…,N−1)に基づいて、規格化周波数オフセットεを算出する規格化周波数オフセット算出ステップと、
前記規格化周波数オフセットの推定値εに基づいて、前記干渉行列Aの各成分αj,i(i,j=0,…,N−1)を算出する干渉度算出ステップと、
を備えたことを特徴とする請求項12記載のOFDM受信方法。 In the interference degree estimation step,
For each of the divided symbol ratios r l, l (k) , a division for calculating an average divided symbol ratio r l (k) -l , which is an average value of the indices having the same absolute value difference | l (k) −l | A symbol ratio averaging step;
Normalized frequency offset calculation for calculating a normalized frequency offset ε based on the N−1 average divided symbol ratio r l (k) -l (l (k) -l = 1,..., N−1). Steps,
An interference degree calculating step of calculating each component α j, i (i, j = 0,..., N−1) of the interference matrix A based on the estimated value ε of the normalized frequency offset;
13. The OFDM receiving method according to claim 12, further comprising:
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2007
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