JP2009094831A - シングルキャリアブロック伝送の周波数領域等化方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】
本発明は、シングルキャリアブロック伝送方式において、受信側から送信側へ伝搬路長をフィードバックするための煩雑な処理や、CP長を伝搬路長より長くすることによる伝送効率の低下などを伴うことなく、良好な等化特性を保持できるシングルキャリアブロック伝送の周波数領域等化方法を提供することを目的とする。
【解決手段】
繰り返し復調する方法において、繰り返し毎にISI補償信号の精度を上げることで、周波数領域等化の信頼度を向上させる。
【選択図】図7
本発明は、シングルキャリアブロック伝送方式において、受信側から送信側へ伝搬路長をフィードバックするための煩雑な処理や、CP長を伝搬路長より長くすることによる伝送効率の低下などを伴うことなく、良好な等化特性を保持できるシングルキャリアブロック伝送の周波数領域等化方法を提供することを目的とする。
【解決手段】
繰り返し復調する方法において、繰り返し毎にISI補償信号の精度を上げることで、周波数領域等化の信頼度を向上させる。
【選択図】図7
Description
本発明は、シングルキャリアブロック伝送方式(Single Carrier
block transmission)に関する。
block transmission)に関する。
シングルキャリアブロック伝送方式は、送信信号として複数の情報シンボルから構成された信号ブロックを送信し、受信側でブロック単位で等化や復調の処理を行うブロック伝送方式で、特に、送信ブロックにサイクリックプレフィックス(Cyclic Prefix:CP)を付加し、受信側で離散周波数領域等化を行う伝送方式である。伝送される信号は、単一搬送波(シングルキャリア)を変調した帯域信号である点が、各ブロック毎に複数のサブキャリアを用いて伝送するOFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplex)方式と異なる。シングルキャリアブロック伝送方式は、広帯域伝送においてOFDM方式よりもPAPR(Peak to average Power Ratio)が小さいため電力増幅器(PA)への負担が小さく、周波数選択性フェージング発生環境下でも1タップ等化による周波数領域の歪補償が可能な優れた方式である。
このような優れた特性を有するシングルキャリアブロック伝送方式ではあるが、欠点として、CP長が伝搬路の最大チャンネル遅延長よりも短くなったとき、すなわち、CP長>最大チャンネル遅延長 の仮定が崩れたときには、ブロック間干渉(IBI)及び符号間干渉(ISI)により等化特性は著しく低下することがある。
IBIは前ブロックからの干渉であり、正確な伝搬路推定及び前ブロックの正確なシンボル推定ができればIBIを除去することは容易であるが、FDEを効果的に行なうためには、マルチパス伝搬路による線形畳み込み行列を巡回畳み込み行列にするための処理(ここではISI除去としている)が必須であり、そのためには該当する受信ブロックのISI補償生成信号に必要な特定位置の正確なシンボル値が必要である。推定精度が良くない場合は、誤判定のために雑音付加となり、特性劣化の大きな原因となる。
IBIは前ブロックからの干渉であり、正確な伝搬路推定及び前ブロックの正確なシンボル推定ができればIBIを除去することは容易であるが、FDEを効果的に行なうためには、マルチパス伝搬路による線形畳み込み行列を巡回畳み込み行列にするための処理(ここではISI除去としている)が必須であり、そのためには該当する受信ブロックのISI補償生成信号に必要な特定位置の正確なシンボル値が必要である。推定精度が良くない場合は、誤判定のために雑音付加となり、特性劣化の大きな原因となる。
この対策として、従来技術では、伝搬路変動の状況に応じて、送信ブロック長を適応的に変更し、常に CP長>最大チャンネル遅延長 の条件を維持する方法等が提案されているが、受信側から送信側へ最大チャネル遅延量を報告する処理が必要であり、このフィードバック処理を組込むことはかなり難しい。又、ブロック長及びCP長を可変とした場合、送信側でのブロック長の変更にあわせて、受信側での同期受信機構等が複雑になることも欠点である。
送信ブロック長を適応的に変更しない対策として、最近の論文(非特許文献1)によると、ISI除去を特に問題とし、誤り訂正(FEC)後の軟判定信号を使用してISI除去を行っているが、誤り訂正復号器をループに含めて繰り返し復号を行なっているため、復号処理の遅延が大きくなるという欠点が解消されていない。
Iterative Cyclic Prefixreconstruction for Coded Single-Carrier System with Frequency DomainEqualizer(IEEE2003)
本発明は、このような技術的背景のもとでなされたものであり、CP長<最大チャンネル遅延長 の場合でも送信ブロック長を変更せず(CP長を長くしない)ISI除去を行い通常の周波数領域等化を可能とし、伝送効率を低下させずに等化特性の劣化を防ぐ方法を提供することを目的とする。
CP(Cyclic Prefix)除去後の受信信号ブロックを高速フーリエ変換する高速フーリエ変換部と、高速フーリエ変換された信号を周波数領域等化する周波数領域等化部と、周波数領域等化された信号を逆高速フーリエ変換する逆高速フーリエ変換部と、逆高速フーリエ変換された信号を復調する復調部と、復調信号より仮判定信号を生成する仮判定処理部と、仮判定信号からISI補償信号を生成するISI補償信号生成部と、からなり、CP長が最大チャネル遅延長より短いことにより発生する符号間干渉(ISI)除去を、ISI補償信号生成処理、FFT、FDE、IFFT、復調及び仮判定までの処理を繰り返し行うことで可能とし、フレーム構成の中にCP長が伝搬路の最大遅延長より短いブロックを含むフレーム構成により伝送効率の低下を防いでいるシングルキャリアブロック伝送方式で、ISI除去に使用する特定の時間位置のシンボルの仮判定処理において信頼度が低いと判断された信号(シンボル)から生成された仮判定値を零とし、信頼度の高い信号(シンボル)から生成された仮判定値のみを使用することで、ISI除去精度を高めることができることを特徴とする。
CP(Cyclic Prefix)除去後の受信信号ブロックを高速フーリエ変換する高速フーリエ変換部と、高速フーリエ変換された信号を周波数領域等化する周波数領域等化部と、周波数領域等化された信号を逆高速フーリエ変換する逆高速フーリエ変換部と、逆高速フーリエ変換された信号を復調する復調部と、復調信号より仮判定信号を生成する仮判定処理部と、仮判定信号からISI補償信号を生成するISI補償信号生成部と、からなり、CP長が最大チャネル遅延長より短いことにより発生する符号間干渉(ISI)除去を、ISI補償信号生成処理、FFT、FDE、IFFT、復調及び仮判定までの処理を繰り返し行うことでISI除去を可能とし、フレーム構成の中にCP長が伝搬路の最大遅延長より短いブロックを含むフレーム構成により伝送効率の低下を防いでいるシングルキャリアブロック伝送方式で、ISI除去に使用する特定の時間位置の仮判定値において、ISIの影響が受信ブロックの前半部から後半部に進むにつれて減少し、逆に、後半部から前半部へ向かうに連れて顕著になるため、ISI除去に使用する仮判定値のブロック内の特定の時間位置に応じた重み付け係数α(0<α≦1)のべき乗を仮判定値に掛けることで、誤判定の影響を軽減し、ISI除去精度を高めることができることを特徴とする。
CP(Cyclic Prefix)除去後の受信信号ブロックを高速フーリエ変換する高速フーリエ変換部と、高速フーリエ変換された信号を周波数領域等化する周波数領域等化部と、周波数領域等化された信号を逆高速フーリエ変換する逆高速フーリエ変換部と、逆高速フーリエ変換された信号を復調する復調部と、復調信号より仮判定信号を生成する仮判定処理部と、仮判定信号からISI補償信号を生成するISI補償信号生成部と、からなり、CP長が最大チャネル遅延長より短いことにより発生する符号間干渉(ISI)除去を、ISI補償信号生成処理、FFT、FDE、IFFT、復調及び仮判定までの処理を繰り返し行うことでISI除去を可能とし、フレーム構成の中にCP長が伝搬路の最大遅延長より短いブロックを含むフレーム構成により伝送効率の低下を防いでいるシングルキャリアブロック伝送方式で、ISI除去に使用する特定の時間位置のシンボルの仮判定処理において信頼度が低いと判断された信号(シンボル)から生成された仮判定値を零とし、信頼度の高い信号(シンボル)から生成された仮判定値のみを使用する前記0007の仮判定処理において、予め受信ブロックのSNRを何らかの手段で測定し、そのSNRの値に応じて仮判定処理の判定閾値を受信ブロック単位で適応的に変化させ、ISI除去精度を向上させることを特徴とする。
CP(Cyclic Prefix)除去後の受信信号ブロックを高速フーリエ変換する高速フーリエ変換部と、高速フーリエ変換された信号を周波数領域等化する周波数領域等化部と、周波数領域等化された信号を逆高速フーリエ変換する逆高速フーリエ変換部と、逆高速フーリエ変換された信号を復調する復調部と、復調信号より仮判定信号を生成する仮判定処理部と、仮判定信号からISI補償信号を生成するISI補償信号生成部と、からなり、CP長が最大チャネル遅延長より短いことにより発生する符号間干渉(ISI)除去を、ISI補償信号生成処理、FFT、FDE、IFFT、復調及び仮判定までの処理を繰り返し行うことでISI除去を可能とするシングルキャリアブロック伝送方式で、前記請求項1、前記請求項2及び前記請求項3の全てを、または、前記請求項1及び前記請求項2の二者を、または、前記請求項2及び前記請求項3の二者を、または、前記請求項3及び前記請求項1の二者を、組み合わせたことを特徴とする。
CP長<最大チャンネル遅延長 の伝搬路条件下でもIBI及びISIを除去できるので、従来技術のようにCP長を最大チャンネル遅延長に合わせて長くする必要がなく、伝送効率の低下させることがない。さらには、繰り返し復号のループ内にFECを含まないので、復号時の処理遅延が小さい。
本発明が対象とするシングルキャリアブロック伝送方式においては、前の送信ブロックからのIBIは、前ブロックの判定信号と伝搬路推定の畳み込みにより、現在の受信ブロックへの干渉分が算出できるので、現在の受信ブロックから差し引くことは容易である。ISIの除去は、伝搬路特性を畳み込んでいる行列(線形畳み込み行列)が巡回畳み込み行列となるように受信信号を補正することに等しい。これは、周波数領域等化した受信信号をIFFTした後に時間領域の信号を判定し、仮判定信号を再生し、この信号を使って補正信号を計算し、受信信号に加算することで行なわれる。この操作を繰り返すことで仮判定値の信頼度が向上する筈であるが、非特許文献1では改善が見られていない。原因として、最初の仮判定の精度が悪く、精度の悪い仮判定値を使用してISI除去の処理を繰り返しても改善方向に収斂しにくいと考える。
改善策として、仮判定処理に際し、仮判定値の精度を高める機能を埋め込む。具体的には、個々のシンボルの信頼度に着目して重み付けをする、ブロック内でのシンボルの位置(先頭部に近いか末尾部に近いか)に着目して仮判定値に重み付けをする、そのときどきの受信ブロック単位の信号対雑音比(SNR)に着目して判定閾値を変化させ仮判定値に重み付けをする、或いは、これら三者の全てまたは、いずれか二者を組み合わせる。すなわち、信頼度の高いと判断される信号には、改善効果が大きく作用するような重み付けを行い、逆に、信頼度が低いと判断される信号に対しては、仮判定値として採用しないか、採用する場合でも影響度が小さくなるような重み付けを行う。このような重み付けをしつつ、繰り返し処理をおこなうことで、信頼度の高い仮判定値を増加させ、特性改善へ結びつける。
改善策として、仮判定処理に際し、仮判定値の精度を高める機能を埋め込む。具体的には、個々のシンボルの信頼度に着目して重み付けをする、ブロック内でのシンボルの位置(先頭部に近いか末尾部に近いか)に着目して仮判定値に重み付けをする、そのときどきの受信ブロック単位の信号対雑音比(SNR)に着目して判定閾値を変化させ仮判定値に重み付けをする、或いは、これら三者の全てまたは、いずれか二者を組み合わせる。すなわち、信頼度の高いと判断される信号には、改善効果が大きく作用するような重み付けを行い、逆に、信頼度が低いと判断される信号に対しては、仮判定値として採用しないか、採用する場合でも影響度が小さくなるような重み付けを行う。このような重み付けをしつつ、繰り返し処理をおこなうことで、信頼度の高い仮判定値を増加させ、特性改善へ結びつける。
本実施例では、非特許文献1にあわせ、チャンネル長>CP長とし、M=7(チャンネル長)、ν=3(CP長)とする。また、伝搬路推定の精度が良く且つ前ブロック(与干渉ブロック)のシンボル推定が良好ならば、IBIは容易に除去することができる。IBIの除去は、非特許文献1に示されており、ここでは、本発明での改善対象とする、仮判定が必要なISIの除去方法を説明する。
(例1)
受信ブロックで同期をとり、このブロック単位で処理を行うとする。
送信信号ベクトルをX、伝搬路畳み込み行列をH、受信信号ベクトルをYとする。また、各受信信号のシンボル毎の受信機雑音ベクトルをηとする。
この関係を式にすると
Y=HX + η となる。 (1)
伝搬路のインパルス応答を h(t)とする。
また、伝搬路のインパルス応答は受信ブロック内で変化しないとする。
h(t)=(h0,h1,h2,h3,h4,h5,h6)
なお、チャンネル長=7である。
CP及びIBIを除去した後の伝搬路行列を示す。チャンネル長>CP長のため、この行列が非巡回行列となっていることが分かる。
第1行、第2行及び第3行は、要素がh0〜h6まで含まれていない。例えば第1行では、h4,h5,h6が要素として含まれていない。周波数領域等化を行なうと、これらの要素が含まれていないことによりISIが発生する。この伝搬路行列が巡回行列になるように足りない部分を加えること(ISI補償信号の生成)で、ISIを除去できる。つまり、この行列が巡回行列でないと、伝搬路のインパルス
応答の影響を、周波数上の掛け算(送信時間信号のDFTと伝搬路インパルス応答のDFTの積)で表現できない。対角化できない部分は、周波数領域等化及びIFFT後の時間信号において符号間干渉を与えるような雑音として働く。
h(t)のインパルス応答に対する巡回行列H0は、
受信信号ベクトルが、このH0を使って表せるよう変換することを考える。
Y=HX+η
Y´=(H+H´)X+η=H0X+η
ベクトルYにベクトル(H´X)を加えることで巡回畳み込みにできることを表している。
H´は、次のような行列になる。
ここで、H´は、伝搬路インパルス応答値から構成できて、伝搬路推定は理想的に行なわれる仮定なので自明である。これにより、ISI除去(ISI補償信号生成)には、H´において零以外の要素に対応するベクトルXのシンボル値が、正確に推定できることが必要であり、ここが精度良く推定できれば、ベクトルYにベクトル(H´X)を加えることで、ISI除去が行なわれることがわかる。
次に、請求項2に関連し、受信ブロックの後半部から前半部へ向かうに連れISIの影響が顕著になることを説明する。
(例2)
例1と同様に、チャンネル長>CP長とし、M=7(チャンネル長)、ν=3(CP長)とする。
受信ブロックで同期をとり、このブロック単位で処理を行うとする。
送信信号ベクトルをX、伝搬路畳み込み行列をH、受信信号ベクトルをYとする。また、各受信信号のシンボル毎の受信機雑音ベクトルをηとする。
この関係を式にすると
Y=HX + η となる。
伝搬路のインパルス応答を h(t)とする。
また、伝搬路のインパルス応答は受信ブロック内で変化しないとする。
h(t)=(h0,h1,h2,h3,h4,h5,h6)
なお、チャンネル長=7である。
CP及びIBIを除去した後の伝搬路行列を示す。この行列が非巡回行列となっていることが分かる。
h(t)のインパルス応答に対する巡回行列H0は、
受信信号ベクトルが、このH0を使って表せるよう変換することを考える。
Y=HX+η=H0X+H´´X+η
ここでH´´は、次のような行列になる。
このベクトルYに対して周波数領域等化を行なう。
離散周波数変換(DFT)行列をF、また逆離散周波数変換(IDFT)行列をFHとする。
(FHは、Fのエルミート変換を示す。)
例えばベクトル YはF行列を掛けることで、周波数スペクトルのベクトルに変換される。
ここで、受信信号(FFT)ブロックをFで周波数変換する。
FY=F(H0)FHFX+F(H´´)X+Fη
FFH=FHF=I(Iは単位行列)であることを利用すると この式は次のようになる。
FY=F(H0)FHFX+F(H´´)X+Fη
ここで、H0が巡回行列のため、F(H0)FH=Λとなる。ここでΛは対角行列で、その対角成分の各要素が伝搬路特性の周波数応答に対応する。
したがって、その逆行列であるΛ−1(これも対角行列である)を左辺にかけることで周波数領域等化が可能となる。 (Λ−1Λは単位行列となる。)
Λ−1FY=Λ−1ΛFX+Λ−1F(H´´)X+Λ−1Fη
時系列信号に戻すためIDFT行列FHを掛ける。
FHΛ−1FY=FHΛ−1ΛFX+FHΛ-1F(H´´)X+FHΛ-1Fη
=X+(FHΛ-1F)(H´´)X+FHΛ-1Fη
再生された時間信号を表す右辺の第2項の(FHΛ-1F)は、新たな巡回行列を表しており、これによってH´´Xが畳み込みこまれることを示している。
この成分が、チャンネル長>CP長のときに、周波数領域等化の結果として生じた符号間干渉である。ここでベクトルH´´Xはベクトルの上方だけが零でない構成であることから、結果として第2項は主として受信ブロックの前半部で大きな符号間干渉を発生する。
このため、受信ブロックの後半部に行くほど、符号間干渉の影響が少なくなり、そのため仮判定の信頼度が向上すると考えられる。
(例1)
受信ブロックで同期をとり、このブロック単位で処理を行うとする。
送信信号ベクトルをX、伝搬路畳み込み行列をH、受信信号ベクトルをYとする。また、各受信信号のシンボル毎の受信機雑音ベクトルをηとする。
この関係を式にすると
Y=HX + η となる。 (1)
伝搬路のインパルス応答を h(t)とする。
また、伝搬路のインパルス応答は受信ブロック内で変化しないとする。
h(t)=(h0,h1,h2,h3,h4,h5,h6)
なお、チャンネル長=7である。
CP及びIBIを除去した後の伝搬路行列を示す。チャンネル長>CP長のため、この行列が非巡回行列となっていることが分かる。
第1行、第2行及び第3行は、要素がh0〜h6まで含まれていない。例えば第1行では、h4,h5,h6が要素として含まれていない。周波数領域等化を行なうと、これらの要素が含まれていないことによりISIが発生する。この伝搬路行列が巡回行列になるように足りない部分を加えること(ISI補償信号の生成)で、ISIを除去できる。つまり、この行列が巡回行列でないと、伝搬路のインパルス
応答の影響を、周波数上の掛け算(送信時間信号のDFTと伝搬路インパルス応答のDFTの積)で表現できない。対角化できない部分は、周波数領域等化及びIFFT後の時間信号において符号間干渉を与えるような雑音として働く。
h(t)のインパルス応答に対する巡回行列H0は、
受信信号ベクトルが、このH0を使って表せるよう変換することを考える。
Y=HX+η
Y´=(H+H´)X+η=H0X+η
ベクトルYにベクトル(H´X)を加えることで巡回畳み込みにできることを表している。
H´は、次のような行列になる。
ここで、H´は、伝搬路インパルス応答値から構成できて、伝搬路推定は理想的に行なわれる仮定なので自明である。これにより、ISI除去(ISI補償信号生成)には、H´において零以外の要素に対応するベクトルXのシンボル値が、正確に推定できることが必要であり、ここが精度良く推定できれば、ベクトルYにベクトル(H´X)を加えることで、ISI除去が行なわれることがわかる。
次に、請求項2に関連し、受信ブロックの後半部から前半部へ向かうに連れISIの影響が顕著になることを説明する。
(例2)
例1と同様に、チャンネル長>CP長とし、M=7(チャンネル長)、ν=3(CP長)とする。
受信ブロックで同期をとり、このブロック単位で処理を行うとする。
送信信号ベクトルをX、伝搬路畳み込み行列をH、受信信号ベクトルをYとする。また、各受信信号のシンボル毎の受信機雑音ベクトルをηとする。
この関係を式にすると
Y=HX + η となる。
伝搬路のインパルス応答を h(t)とする。
また、伝搬路のインパルス応答は受信ブロック内で変化しないとする。
h(t)=(h0,h1,h2,h3,h4,h5,h6)
なお、チャンネル長=7である。
CP及びIBIを除去した後の伝搬路行列を示す。この行列が非巡回行列となっていることが分かる。
h(t)のインパルス応答に対する巡回行列H0は、
受信信号ベクトルが、このH0を使って表せるよう変換することを考える。
Y=HX+η=H0X+H´´X+η
ここでH´´は、次のような行列になる。
このベクトルYに対して周波数領域等化を行なう。
離散周波数変換(DFT)行列をF、また逆離散周波数変換(IDFT)行列をFHとする。
(FHは、Fのエルミート変換を示す。)
例えばベクトル YはF行列を掛けることで、周波数スペクトルのベクトルに変換される。
ここで、受信信号(FFT)ブロックをFで周波数変換する。
FY=F(H0)FHFX+F(H´´)X+Fη
FFH=FHF=I(Iは単位行列)であることを利用すると この式は次のようになる。
FY=F(H0)FHFX+F(H´´)X+Fη
ここで、H0が巡回行列のため、F(H0)FH=Λとなる。ここでΛは対角行列で、その対角成分の各要素が伝搬路特性の周波数応答に対応する。
したがって、その逆行列であるΛ−1(これも対角行列である)を左辺にかけることで周波数領域等化が可能となる。 (Λ−1Λは単位行列となる。)
Λ−1FY=Λ−1ΛFX+Λ−1F(H´´)X+Λ−1Fη
時系列信号に戻すためIDFT行列FHを掛ける。
FHΛ−1FY=FHΛ−1ΛFX+FHΛ-1F(H´´)X+FHΛ-1Fη
=X+(FHΛ-1F)(H´´)X+FHΛ-1Fη
再生された時間信号を表す右辺の第2項の(FHΛ-1F)は、新たな巡回行列を表しており、これによってH´´Xが畳み込みこまれることを示している。
この成分が、チャンネル長>CP長のときに、周波数領域等化の結果として生じた符号間干渉である。ここでベクトルH´´Xはベクトルの上方だけが零でない構成であることから、結果として第2項は主として受信ブロックの前半部で大きな符号間干渉を発生する。
このため、受信ブロックの後半部に行くほど、符号間干渉の影響が少なくなり、そのため仮判定の信頼度が向上すると考えられる。
図1は、本発明を実現する第一の例示として取り上げた復調器ブロック図である。
切替回路111が重み付け仮判定処理部108側へ切り換えられている間、受信信号は、CP除去部101、IBI除去部102、ISI除去部103、FFT部104、FDE部105、IFFT部106、復調部107を通り、図4に示す通り、−1方向および+1方向へシフトさせて設定した閾値401、402により、ISI除去に関わる仮判定値として、判定誤差の大きいと判断されるシンボルを採用せず(0判定404)、信頼度の高いと判断されるシンボルのみ仮判定値として採用(−1判定403または+1判定405)し、ISI補償信号を生成する。このような重み付け仮判定処理を繰り返すことで、非巡回要素が減少し、周波数等化精度が向上させる。
切替回路111が重み付け仮判定処理部108側へ切り換えられている間、受信信号は、CP除去部101、IBI除去部102、ISI除去部103、FFT部104、FDE部105、IFFT部106、復調部107を通り、図4に示す通り、−1方向および+1方向へシフトさせて設定した閾値401、402により、ISI除去に関わる仮判定値として、判定誤差の大きいと判断されるシンボルを採用せず(0判定404)、信頼度の高いと判断されるシンボルのみ仮判定値として採用(−1判定403または+1判定405)し、ISI補償信号を生成する。このような重み付け仮判定処理を繰り返すことで、非巡回要素が減少し、周波数等化精度が向上させる。
図2は、本発明を実現する第二の例示として取り上げた復調器ブロック図である。
切替回路211が重み付け仮判定処理部208側へ切り換えられている間、受信信号は、CP除去部201、IBI除去部202、ISI除去部203、FFT部204、FDE部205、IFFT部206、復調部207を通り、図5に示す通り、ISI除去に関わる仮判定値が、ブロックの先頭部に近い信号ほど小さな重み付けを行い、逆に、ブロックの末尾に近づくほど、大きな重み付けを行うようにして、ISI補償信号を生成する。
ここで、図5は、チャンネル長=7、CP長=3の場合の重み付けの様子を示したもので、受信ブロック501の中で、ISI除去のために仮判定が必要となるシンボルは、N−4、N−5、N−6 であり、N−4、N−5、N−6、の各仮判定値について、それぞれ、α、α2、α3の重み付けをした後、対応する伝搬路推定値との積和を計算している。周波数領域等化を行なうと受信ブロックの先頭部に近いほどISIのために符号間干渉量が大きく、後半部は、後尾部へ近づくに従い符号間干渉量が小さくなると考えられるので、ISI補償信号生成に使用する仮判定値に重み付け係数α(0<α≦1)のべき乗を仮判定値に掛けている。
このような重み付け仮判定処理を繰り返すことで、非巡回要素が減少し、周波数等化精度が向上してゆく。
切替回路211が重み付け仮判定処理部208側へ切り換えられている間、受信信号は、CP除去部201、IBI除去部202、ISI除去部203、FFT部204、FDE部205、IFFT部206、復調部207を通り、図5に示す通り、ISI除去に関わる仮判定値が、ブロックの先頭部に近い信号ほど小さな重み付けを行い、逆に、ブロックの末尾に近づくほど、大きな重み付けを行うようにして、ISI補償信号を生成する。
ここで、図5は、チャンネル長=7、CP長=3の場合の重み付けの様子を示したもので、受信ブロック501の中で、ISI除去のために仮判定が必要となるシンボルは、N−4、N−5、N−6 であり、N−4、N−5、N−6、の各仮判定値について、それぞれ、α、α2、α3の重み付けをした後、対応する伝搬路推定値との積和を計算している。周波数領域等化を行なうと受信ブロックの先頭部に近いほどISIのために符号間干渉量が大きく、後半部は、後尾部へ近づくに従い符号間干渉量が小さくなると考えられるので、ISI補償信号生成に使用する仮判定値に重み付け係数α(0<α≦1)のべき乗を仮判定値に掛けている。
このような重み付け仮判定処理を繰り返すことで、非巡回要素が減少し、周波数等化精度が向上してゆく。
図3は、本発明を実現する第三の例示として取り上げた復調器ブロック図である。
切替回路312が重み付け仮判定処理部308側へ切り換えられている間、受信信号は、CP除去部301、IBI除去部302、ISI除去部303、FFT部304、FDE部305、IFFT部306、復調部307を通り、図6に示す通り、ISI除去に関わる仮判定値が、適応的に調整された閾値による重み付けがされながら、ISI補償信号を生成する。
ここで、図6は、判定閾値を適応的に変更して設定する様子を示したものであり、SNRが良好な場合は、判定閾値をー1方向および+1方向へ近づけ、0と判定する領域を広く、−1または+1と判定する領域を狭くなるよう、それぞれ調整している。逆に、SNRが良くない場合は、判定閾値を0方向へ近づけ、0と判定する領域を狭く、−1または+1と判定する領域広くなるよう、調整している。予め受信ブロックのSNRを何らかの手段で測定し、その値に応じて仮判定処理の判定閾値を受信ブロック単位に変化させ、ISI除去精度を向上させている。
このような重み付け仮判定処理を繰り返し、非巡回要素が減少し、周波数等化精度が向上してゆく。
なお、非特許文献1では、軟入力、軟出力FECとISI除去過程を繰り返すことで処理量が多くなり、処理遅延が増加しているが、本発明では、処理を簡略化することで、処理量の遅延増加を回避している。
切替回路312が重み付け仮判定処理部308側へ切り換えられている間、受信信号は、CP除去部301、IBI除去部302、ISI除去部303、FFT部304、FDE部305、IFFT部306、復調部307を通り、図6に示す通り、ISI除去に関わる仮判定値が、適応的に調整された閾値による重み付けがされながら、ISI補償信号を生成する。
ここで、図6は、判定閾値を適応的に変更して設定する様子を示したものであり、SNRが良好な場合は、判定閾値をー1方向および+1方向へ近づけ、0と判定する領域を広く、−1または+1と判定する領域を狭くなるよう、それぞれ調整している。逆に、SNRが良くない場合は、判定閾値を0方向へ近づけ、0と判定する領域を狭く、−1または+1と判定する領域広くなるよう、調整している。予め受信ブロックのSNRを何らかの手段で測定し、その値に応じて仮判定処理の判定閾値を受信ブロック単位に変化させ、ISI除去精度を向上させている。
このような重み付け仮判定処理を繰り返し、非巡回要素が減少し、周波数等化精度が向上してゆく。
なお、非特許文献1では、軟入力、軟出力FECとISI除去過程を繰り返すことで処理量が多くなり、処理遅延が増加しているが、本発明では、処理を簡略化することで、処理量の遅延増加を回避している。
図7は、本発明を実現する第四の例示として取り上げた復調器ブロック図である。
受信信号は、CP除去部701、IBI除去部702、ISI除去部703、FFT部704、FDE部705、IFFT部706、復調部707を通り、スイッチ712が重み付け仮判定処理部708側へ切り換えられている間、ISI除去に関わる仮判定値に関して、前述の0015、0016、0017の全て、または、0015、0016、0017のいずれか2者の組合せによる、ISI補償信号を生成する。このような重み付け仮判定処理を繰り返し、非巡回要素が減少し、周波数領域等化精度が向上してゆく。
受信信号は、CP除去部701、IBI除去部702、ISI除去部703、FFT部704、FDE部705、IFFT部706、復調部707を通り、スイッチ712が重み付け仮判定処理部708側へ切り換えられている間、ISI除去に関わる仮判定値に関して、前述の0015、0016、0017の全て、または、0015、0016、0017のいずれか2者の組合せによる、ISI補償信号を生成する。このような重み付け仮判定処理を繰り返し、非巡回要素が減少し、周波数領域等化精度が向上してゆく。
101・・・CP除去部、102・・・IBI除去部、103・・・ISI除去部、104・・・FFT部、105・・・FDE部、106・・・IFFT部、107・・・復調部、108・・・重み付け仮判定処理部、109・・・IBI生成及び伝搬路周波数特性計算部、110・・・ISI補償信号生成部、111・・・切替回路、201・・・CP除去部、202・・・IBI除去部、203・・・ISI除去部、204・・・FFT部、205・・・FDE部、206・・・IFFT部、207・・・復調部、208・・・重み付け仮判定処理部、209・・・IBI生成及び伝搬路周波数特性計算部、210・・・ISI補償信号生成部、211・・・切替回路、301・・・CP除去部、302・・・IBI除去部、303・・・ISI除去部、304・・・FFT部、305・・・FDE部、306・・・IFFT部、307・・・復調部、308・・・重み付け仮判定処理部、309・・・IBI生成及び伝搬路周波数特性計算部、310・・・ISI補償信号生成部、311・・・ブロックSNR測定部、312・・・切替回路、401・・・閾値、402・・・閾値、403・・・−1判定領域、404・・・0判定領域、405・・・+1判定領域、501・・・受信ブロック、502・・・ブロック末尾、503・・・CP、504・・・重み付け係数、601・・・閾値、602・・・閾値、603・・・−1判定領域、604・・・0判定領域、605・・・+1、611・・・閾値、612・・・閾値、613・・・−1判定領域、614・・・0判定領域、615・・・+1判定領域、701・・・CP除去部、702・・・IBI除去部、703・・・ISI除去部、704・・・FFT部、705・・・FDE部、706・・・IFFT部、707・・・復調部、708・・・重み付け仮判定処理部、709・・・IBI生成及び伝搬路周波数特性計算部、710・・・ISI補償信号生成部、711・・・ブロックSNR測定部、712・・・切替回路、
Claims (4)
- CP(Cyclic Prefix)除去後の受信信号ブロックを高速フーリエ変換する高速フーリエ変換部と、高速フーリエ変換された信号を周波数領域等化する周波数領域等化部と、周波数領域等化された信号を逆高速フーリエ変換する逆高速フーリエ変換部と、逆高速フーリエ変換された信号を復調する復調部と、復調信号より仮判定信号を生成する仮判定処理部と、仮判定信号からISI補償信号を生成するISI補償信号生成部と、からなり、CP長が最大チャネル遅延長より短いことにより発生する符号間干渉(ISI)除去を、ISI補償信号生成処理、FFT、FDE、IFFT、復調及び仮判定までの処理を繰り返し行うことで可能とするシングルキャリアブロック伝送方式で、
ISI除去に使用する特定の時間位置のシンボルの仮判定処理において信頼度が低いと判断された信号(シンボル)から生成された仮判定値を零とし、信頼度の高い信号(シンボル)から生成された仮判定値のみを使用することで、ISI除去精度を高めることができることを特徴とする、シングルキャリアブロック伝送方式の周波数領域等化方法。 - CP(Cyclic Prefix)除去後の受信信号ブロックを高速フーリエ変換する高速フーリエ変換部と、高速フーリエ変換された信号を周波数領域等化する周波数領域等化部と、周波数領域等化された信号を逆高速フーリエ変換する逆高速フーリエ変換部と、逆高速フーリエ変換された信号を復調する復調部と、復調信号より仮判定信号を生成する仮判定処理部と、仮判定信号からISI補償信号を生成するISI補償信号生成部と、からなり、CP長が最大チャネル遅延長より短いことにより発生する符号間干渉(ISI)除去を、ISI補償信号生成処理、FFT、FDE、IFFT、復調及び仮判定までの処理を繰り返し行うことでISI除去を可能とするシングルキャリアブロック伝送方式で、
ISI除去に使用する特定の時間位置の仮判定値において、ISIの影響が受信ブロックの前半部から後半部に進むにつれて減少し、逆に、後半部から前半部へ向かうに連れて顕著になるため、ISI除去に使用する仮判定値のブロック内の特定の時間位置に応じた重み付け係数α(0<α≦1)のべき乗を仮判定値に掛けることで、誤判定の影響を軽減し、ISI除去精度を高めることができることを特徴とする、シングルキャリアブロック伝送方式の周波数領域等化方法。 - CP(Cyclic Prefix)除去後の受信信号ブロックを高速フーリエ変換する高速フーリエ変換部と、高速フーリエ変換された信号を周波数領域等化する周波数領域等化部と、周波数領域等化された信号を逆高速フーリエ変換する逆高速フーリエ変換部と、逆高速フーリエ変換された信号を復調する復調部と、復調信号より仮判定信号を生成する仮判定処理部と、仮判定信号からISI補償信号を生成するISI補償信号生成部と、からなり、CP長が最大チャネル遅延長より短いことにより発生する符号間干渉(ISI)除去を、ISI補償信号生成処理、FFT、FDE、IFFT、復調及び仮判定までの処理を繰り返し行うことでISI除去を可能とするシングルキャリアブロック伝送方式で、
仮判定処理において、予め受信ブロックのSNRを何らかの手段で測定し、そのSNRの値に応じて仮判定処理の判定閾値を受信ブロック単位で適応的に変化させ、ISI除去精度を高めることができることを特徴とする、シングルキャリアブロック伝送方式の周波数領域等化方式。 - CP(Cyclic Prefix)除去後の受信信号ブロックを高速フーリエ変換する高速フーリエ変換部と、高速フーリエ変換された信号を周波数領域等化する周波数領域等化部と、周波数領域等化された信号を逆高速フーリエ変換する逆高速フーリエ変換部と、逆高速フーリエ変換された信号を復調する復調部と、復調信号より仮判定信号を生成する仮判定処理部と、仮判定信号からISI補償信号を生成するISI補償信号生成部と、からなり、CP長が最大チャネル遅延長より短いことにより発生する符号間干渉(ISI)除去を、ISI補償信号生成処理、FFT、FDE、IFFT、復調及び仮判定までの処理を繰り返し行うことでISI除去を可能とするシングルキャリアブロック伝送方式で、
前記請求項1、前記請求項2及び前記請求項3の全てを、または、前記請求項1及び前記請求項2の二者を、または、前記請求項2及び前記請求項3の二者を、または、前記請求項3及び前記請求項1の二者を、組み合わせたことを特徴とする、シングルキャリアブロック伝送方式の周波数領域等化方式。
Priority Applications (1)
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JP2007263949A JP2009094831A (ja) | 2007-10-10 | 2007-10-10 | シングルキャリアブロック伝送の周波数領域等化方法 |
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WO2011002079A1 (ja) * | 2009-07-02 | 2011-01-06 | 日本電気株式会社 | 受信装置、受信方法およびプログラム |
JP2013207380A (ja) * | 2012-03-27 | 2013-10-07 | Toshiba Corp | 周波数領域等化装置及び受信装置 |
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2007
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US8576934B2 (en) | 2009-07-02 | 2013-11-05 | Nec Corporation | Receiving device, receiving method, and program |
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