JP2009141897A - 無線送信装置、無線受信装置、無線送信方法、及び、無線受信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】低い搬送波電力対雑音電力比の領域で送受信を行う場合においても、良好な無線伝送特性を実現する。
【解決手段】無線受信装置は、受信バーストシンボル系列から、時間多重されている受信パイロットシンボル系列と受信情報シンボル系列を分離するシンボル分離手段と、受信パイロットシンボル系列を用いて受信情報シンボル系列の伝搬路変動を補間推定し、伝搬路変動信号を出力する伝搬路推定手段と、伝搬路変動信号を用いて受信情報シンボル系列の伝搬路変動を補償する伝搬路補償手段と、伝搬路変動補償後の受信情報シンボル系列のシンボル識別を行うシンボル識別手段とを備え、受信バーストシンボル系列は、複数の連続したパイロットシンボル系列が、情報シンボル系列間に挿入されており、前記伝搬路推定手段は、複数の連続したパイロットシンボル系列の伝搬路変動成分を重畳平均するパイロットシンボル平均手段をさらに備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、デジタル無線通信システムにおける無線送信装置、無線受信装置、無線送信方法、及び、無線受信方法に関する。

無線通信システムでは、周辺環境や端末の移動速度に起因する伝搬路変動が生じる。これらの伝搬路変動は一般にフェージング現象として認知されている。特に移動通信においては、適切なフェージング対策を採らないと受信機を正常に動作させることができない。
移動通信に用いられる検波方式としては、周波数検波や遅延検波、同期検波などがある。これらの中では同期検波が最も良好な無線伝送特性を得られることが知られているが、そのためには振幅歪や位相歪を精度よく補償できる適切なフェージング対策を講じることが必要となる。

同期検波を用いる無線送信装置の実施形態を示すブロック図を図６に示す。ただし、既知のパイロットシンボル系列と情報シンボル系列を時間軸上で多重化するタイプであり（非特許文献１、４章）、デジタル信号処理を行うベースバンド処理部のみを示している。
送信データビット系列Ｓ１０は、シンボル生成回路１１（シンボル生成手段）に入力され、送信情報シンボル系列Ｓ１１が生成される。また、パイロット信号生成回路１２（パイロット信号生成手段）によって、パイロットシンボル系列Ｓ１２が生成される。送信データシンボルＳ１１とパイロットシンボル系列Ｓ１２は、マルチプレクサ１３（シンボル多重化手段）によって時間多重され、送信バーストシンボル系列Ｓ１３が生成される。送信バーストシンボル系列Ｓ１３は、Ｄ／Ａ変換回路１４（Ｄ／Ａ変換手段）によってアナログ送信信号Ｓ１４に変換される。アナログ送信信号Ｓ１４は、最終的に無線部に入力されて、搬送波周波数に変換されて無線送信される。

これに対して、同期検波を用いる無線受信装置の実施形態を示すブロック図を図７に示す。無線送信装置と同じく、ベースバンド処理部のみを示している。
ベースバンド周波数に変換されたアナログ受信信号Ｓ２０は、Ａ／Ｄ変換回路２１（Ａ／Ｄ変換手段）によってデジタルバースト受信信号Ｓ２１に変換される。デジタルバースト受信信号Ｓ２１は、搬送波再生回路２２（搬送波再生手段）およびシンボルタイミング同期回路２３（シンボルタイミング同期手段）に入力され、受信情報シンボル系列Ｓ２３が出力される。このとき、搬送波再生やシンボルタイミング同期は、送信データシンボル系列等に予め多重化されたトレーニング信号等を用いることによって実現され、直交同期検波が可能となる。受信情報シンボル系列Ｓ２３は、デマルチプレクサ２４（シンボル分離手段）に入力され、受信パイロットシンボル系列Ｓ２４ａと受信情報シンボル系列Ｓ２４ｂとに分離され出力される。受信パイロットシンボル系列Ｓ２４ａは、伝搬路推定回路２５（伝搬路推定手段）に入力され、伝搬路変動信号Ｓ２５が出力される。受信情報シンボル系列Ｓ２４ｂおよび伝搬路変動信号Ｓ２５は、伝搬路補償回路２６（伝搬路補償手段）に入力され、伝搬路変動が補償された受信情報シンボル系列Ｓ２６が出力される。伝搬路変動補償後の受信情報シンボル系列Ｓ２６は、シンボル識別回路２７（シンボル識別手段）に入力され、受信データビット系列Ｓ２７が出力される。
このように、既知のパイロットシンボル系列を情報シンボル系列に時間多重して送信することで、受信装置においてその伝搬路変動を推定ならびに補償することが可能となり、移動通信環境下においても良好な無線伝送特性を得ることが可能となる。

なお、パイロットシンボル方式の場合、フェージング推定の推定精度は内挿方式に大きく依存することが知られている（非特許文献１、４．３．２章）。ナイキストの内挿方式が最適であることが知られているが、内挿に必要なタップ数が非常に大きくなり信号演算量が多くなるという問題点がある。そこで、ガウスの内挿方式等を用いることによって演算量の削減が可能である。
三瓶 政一著、「ディジタルワイヤレス伝送技術」、ピアソン・エデュケーション、２００２年

図６に示した無線送信装置を、無線バースト通信システムに適用した場合の生成信号バースト列を図８に示す。図７に示した無線受信装置は、パイロットシンボルｐ_ｘ，１（ｘ＝１〜ｎ）を用いて伝搬路変動を推定し、さらにデータシンボル部の伝搬路変動を補間推定する構成となっている（非特許文献１、４．３．２章）。
本構成は、送受信装置間での搬送波周波数誤差が小さく、かつパイロットシンボル部の伝搬路推定精度が高い場合においては、データシンボル部の高精度な伝搬路変動補償が可能である。
ただし、ここで「送受信装置間での搬送波周波数誤差が小さい」とは、搬送波再生回路における周波数再生精度が高い、あるいは自動周波数制御（ＡＦＣ：Auto Frequency Control）の精度が高い、ということを意味する。また、「パイロットシンボル部の伝搬路推定精度が高い」とは、パイロットシンボル部の信号対雑音電力比が十分大きい、ということを意味する。

しかし、誤り訂正方式などと組み合わせて非常に低い搬送波電力対雑音電力比の領域で送受信を行う場合には、パイロットシンボルが雑音の影響を大きく受けて伝搬路変動推定精度が劣化することにより、結果として伝送特性を劣化させてしまうという問題を生じる。
また、実際には一様フェージングにおけるランダムなドップラー周波数変動よりも、受信装置で除去し切れなかった残留周波数オフセットの影響の方が大きくなり、結果として伝送特性を劣化させてしまうという問題を生じる。特に、搬送波周波数に比べてシンボル変調速度が遅い場合にこのような傾向が顕著となる。

さらに、従来の伝搬路推定回路の実施形態を示すブロック図を図９に示す。図に示したとおり、伝搬路推定回路２５におけるデータシンボル部の伝搬路変動の推定補間は、データ部補間回路３１としての複素ＦＩＲ（finite impulse response）フィルタを用いて実現されるのが一般的である。
ここで、伝搬路変動のトラッキング精度を向上させる、あるいはできるだけ多くのパイロットシンボルの信号電力を伝搬路の変動推定に反映させるには、フィルタタップ係数を増やす必要があるが、フィルタタップ係数を増やすと信号処理量が増大するという問題を生じる。
また、フィルタタッブ係数を大きくしても、バースト端においてはそれよりも外側のパイロット信号情報が存在しないことから、搬送波電力対雑音電力比の低い領域で送受信を行った場合には、やはりバースト端付近の情報シンボルの伝搬路変動推定精度が劣化するという問題を生じる。

本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、低い搬送波電力対雑音電力比の領域で送受信を行う場合においても、良好な無線伝送特性を実現するバースト構成を有する無線送信装置、無線受信装置、無線送信方法、及び、無線受信方法を提供する。
また、本発明は、フェージングによるドップラー周波数変動よりも残留周波数オフセットの影響が大きい場合においても、良好な無線伝送特性を実現する伝搬路変動補間を行う無線送信装置、無線受信装置、無線送信方法、及び、無線受信方法を提供する。
また、本発明は、受信装置における伝搬路変動補間のための信号処理量を削減可能なバースト構成ならびに伝搬路変動補間を実現する無線送信装置、無線受信装置、無線送信方法、及び、無線受信方法を提供する。

前記課題を解決するために、本発明は、送信データの情報シンボル系列を生成するシンボル生成手段と、送信パイロットシンボル系列を生成するパイロット信号生成手段と、前記シンボル生成手段により生成された情報シンボル系列と前記パイロット信号生成手段により生成されたパイロットシンボル系列とを時間多重して送信バーストシンボル系列を生成するシンボル多重化手段と、を備えた無線送信装置において、前記シンボル多重化手段は、前記パイロット信号生成手段により生成された複数の連続したパイロットシンボル系列を、前記シンボル生成手段により生成された情報シンボル系列間に挿入して送信バーストシンボル系列を生成することを特徴とする。
本発明によれば、複数の連続したパイロットシンボルを情報シンボル系列間に挿入して送信バーストシンボル系列を生成することで、無線受信装置においては伝搬路変動の小さい隣接シンボル間でパイロットシンボルを重畳する等の手段によって信号対雑音電力比を低減することを可能とし、結果としてパイロットシンボル部分の伝搬路推定精度を向上させる構成を実現可能とすることを特徴とする。

また本発明は、受信バーストシンボル系列から時間多重されている受信パイロットシンボル系列と受信情報シンボル系列を分離するシンボル分離手段と、前記シンボル分離手段により分離された受信パイロットシンボル系列を用いて受信情報シンボル系列の伝搬路変動を補間推定し、伝搬路変動信号を出力する伝搬路推定手段と、前記伝搬路推定手段により出力された伝搬路変動信号を用いて前記シンボル分離手段により分離された受信情報シンボル系列の伝搬路変動を補償する伝搬路補償手段と、前記伝搬路補償手段による伝搬路変動補償後の受信情報シンボル系列のシンボル識別を行うシンボル識別手段と、を備えた無線受信装置において、前記受信バーストシンボル系列は、複数の連続したパイロットシンボル系列が、情報シンボル系列間に挿入されており、前記伝搬路推定手段は、前記複数の連続したパイロットシンボル系列の伝搬路変動成分を重畳平均するパイロットシンボル平均手段を備え、当該重畳平均されたパイロットシンボル系列の伝搬路変動成分を用いて受信情報シンボル系列の伝搬路変動を補間推定することを特徴とする。
本発明によれば、上述した無線送信装置より送信された無線バースト信号の受信信号バーストに対して、隣接するパイロットシンボルを重畳して信号対雑音電力比を低減することを可能とし、結果としてパイロットシンボル部分の伝搬路推定精度を向上させる構成を実現可能とする。
また、本発明によれば、複数のパイロットシンボルを用いて１つの伝搬路変動推定値を求めて情報シンボル部の内挿補間することが可能となるため、ペイロードの両端のパイロットシンボル系列部の伝搬路変動信号のみを用いる１次ガウス内挿方式のような簡易な内挿方式を用いた場合でも、良好な無線伝送特性を得ることができる。

また本発明は、上述する無線受信装置であって、前記伝搬路推定手段はさらに、前記パイロットシンボル平均手段により重畳平均されたパイロットシンボル系列の振幅成分信号と位相成分信号とに変換出力する振幅位相変換手段と、前記振幅位相変換手段により出力された振幅成分信号を用いて受信情報シンボル系列の伝搬路振幅変動を補間推定する振幅成分用データ部補完手段と、前記振幅位相変換手段により出力された位相成分信号を用いて受信情報シンボル系列の伝搬路位相変動を補間推定する位相成分用データ部補完手段とを備えることを特徴とする。
本発明によれば、極座標変換された伝搬路変動成分に対して補間推定を行うために、残留周波数オフセットの影響によって伝搬路変動に大きく定常回転が加わった場合でも、優れた伝搬路追従精度を実現することができる。

また本発明は、無線送信装置において、シンボル生成手段が、送信データの情報シンボル系列を生成するシンボル生成過程と、パイロット信号生成手段が、送信パイロットシンボル系列を生成するパイロット信号生成過程と、シンボル多重化手段が、前記パイロット信号生成過程において生成された複数の連続したパイロットシンボル系列を、前記シンボル生成過程において生成された情報シンボル系列間に挿入し、時間多重して送信バーストシンボル系列を生成するシンボル多重化過程と、を有することを特徴とする無線送信方法である。

また本発明は、無線受信装置において、シンボル分離手段が、時間多重により、複数の連続したパイロットシンボル系列が情報シンボル系列間に挿入されている受信バーストシンボル系列から、受信パイロットシンボル系列と受信情報シンボル系列を分離するシンボル分離過程と、伝搬路推定手段が、前記シンボル分離過程において分離された受信パイロットシンボル系列を用いて受信情報シンボル系列の伝搬路変動を補間推定し、伝搬路変動信号を出力する伝搬路推定過程と、伝搬路補償手段が、前記伝搬路推定過程において出力された伝搬路変動信号を用いて前記シンボル分離過程において分離された受信情報シンボル系列の伝搬路変動を補償する伝搬路補償過程と、シンボル識別が、前記伝搬路補償過程における伝搬路変動補償後の受信情報シンボル系列のシンボル識別を行うシンボル識別過程とを有し、前記伝搬路推定過程においては、パイロットシンボル平均手段が、前記複数の連続したパイロットシンボル系列の伝搬路変動成分を重畳平均するパイロットシンボル平均過程をさらに有し、当該重畳平均されたパイロットシンボル系列の伝搬路変動成分を用いて受信情報シンボル系列の伝搬路変動を補間推定することを特徴とする無線受信方法である。

また本発明は、上述する無線受信方法であって、前記伝搬路推定過程はさらに、振幅位相変換手段が、前記パイロットシンボル平均過程において重畳平均されたパイロットシンボル系列の振幅成分信号と位相成分信号とに変換出力する振幅位相変換過程と、振幅成分用データ部補完手段が、前記振幅位相変換過程において出力された振幅成分信号を用いて受信情報シンボル系列の伝搬路振幅変動を補間推定する振幅成分用データ部補完過程と、位相成分用データ部補完手段が、前記振幅位相変換手段により出力された位相成分信号を用いて受信情報シンボル系列の伝搬路位相変動を補間推定する位相成分用データ部補完過程とを有することを特徴とする。

本発明によれば、本発明の無線送信装置および無線受信装置を用いることにより、搬送波信号電力対雑音電力比が小さい、あるいは残留周波数オフセットがシンボル変調速度に対して無視できないような環境においても、高精度な残留周波数オフセット補償および伝搬路変動補償が可能となる。また、フェージングによるドップラー周波数変動よりも残留周波数オフセットの影響が大きい場合においても、良好な無線伝送特性が実現可能となるとともに、無線受信装置において伝搬路変動補間のための信号処理量を削減可能なバースト構成ならびに伝搬路変動補間が実現可能となる。このような結果として、良好な無線伝送誤り率特性を実現できる。

以下、図面を用いて本発明の実施形態を説明する。

＜第１の実施形態＞
まず、本発明の実施形態による信号バースト生成列を図１に示す。この信号バースト系列は、以下に示す第２の実施形態と共通であり、本発明のバースト無線送信装置としては、図６に示す構成の無線送信装置が用いられる。
同図において示される信号バースト生成列は、情報シンボル系列とパイロットシンボル系列とが時間多重されており、複数（同図においては４つ）の連続したパイロットシンボル系列ｐ_ｘ，１〜ｐ_ｘ，４（ｘ＝１〜ｎ）が、情報シンボル系列間に挿入されている。この送信バーストシンボル系列は、図６に示すバースト無線送信装置において、マルチプレクサ１３（シンボル多重化手段）が、シンボル生成回路１１（シンボル生成手段）により生成された送信情報シンボル系列Ｓ１１間に、パイロット信号生成回路１２（パイロット信号生成手段）により生成されたパイロットシンボル系列Ｓ１２を所定の数だけ複数連続して挿入することにより、生成される。

無線受信装置側で、パイロットシンボル系列ｐ_ｘ，１〜ｐ_ｘ，４の受信シンボルの信号電力を重畳して１つの伝搬路推定値を求める等の処理によって、搬送波電力対雑音信号電力比が低い領域においても、各パイロットシンボル系列部に対し高精度な伝搬路変動推定が可能となる。
また、バースト端に近いデータシンボルに対しても、バースト端の複数の連続したパイロットシンボル系列を用いて求められた伝搬路推定値を伝搬路変動推定補間に反映することができるため、バースト端における伝搬路変動推定特性の劣化を抑制することができる。

次に、本発明の第１の実施形態によるバースト無線受信装置について説明する。第１の実施形態のバースト無線受信装置は、図７に示す無線受信装置の伝搬路推定回路２５を、図９に示す伝搬路推定回路２５から、図２に示す伝搬路推定回路２５ａ（伝搬路推定手段）で置き換えることにより構成することができる。つまり、図１に示すような、無線送信装置から出力される信号バースト生成列の構成、および、図２に示すような、無線受信装置の伝搬路推定回路２５ａ内の構成に本発明の特徴がある。

伝搬路推定回路２５ａは、パイロットシンボル平均回路５１（パイロットシンボル平均手段）と、データ部補間回路３１（データ部補間手段）を備える。デマルチプレクサ２４（図７）は、入力された受信情報シンボル系列Ｓ２３を、受信パイロットシンボル系列Ｓ２４ａと受信情報シンボル系列Ｓ２４ｂとに分離し、受信パイロットシンボル系列Ｓ２４ａは伝搬路推定回路２５ａへ、受信情報シンボル系列Ｓ２４ｂは伝搬路補償回路２６へ入力される。伝搬路推定回路２５ａのパイロットシンボル平均回路５１は、入力された受信パイロットシンボル系列Ｓ２４ａにより得られる複数の連続したパイロット信号系列の伝搬路変動成分を重畳平均して、パイロットシンボル部毎の伝搬路変動信号Ｓ５１を出力する。すなわち、各伝搬路変動信号Ｓ５１は、パイロットシンボル系列ｐ_１，１〜ｐ_１，４の伝搬路変動成分を重畳平均した信号、パイロットシンボル系列ｐ_２，１〜ｐ_２，４の伝搬路変動成分を重畳平均した信号、…、パイロットシンボル系列ｐ_ｎ，１〜ｐ_ｎ，４の伝搬路変動成分を重畳平均した信号である。伝搬路変動信号Ｓ５１は、データ部補間回路３１に入力され、データ部補間回路３１は、入力された伝搬路変動信号Ｓ５１により、情報シンボル系列の伝搬路変動を補間推定して、伝搬路変動信号Ｓ２５を出力する。伝搬路補償回路２６（図７）は、受信情報シンボル系列Ｓ２４ｂと伝搬路変動信号Ｓ２５とから、伝搬路変動が補償された受信情報シンボル系列Ｓ２６を出力する。
なお、情報シンボル系列部分の伝搬路変動補間方式としては、従来の複素フィルタリング処理を用いることが可能である。

上述した第１の実施形態によれば、複数のパイロットシンボルを用いて１つの伝搬路変動推定値を求めて情報シンボル部へ内挿補間することが可能となるため、ペイロードの両端のパイロットシンボル系列部の伝搬路変動信号のみを用いる１次ガウス内挿方式のような簡易な内挿方式を用いた場合でも、良好な無線伝送特性を得ることができる。

＜第２の実施形態＞
ここでは、第１の実施形態との差分について説明する。本発明の第２の実施形態による信号バースト生成列は、図１に示す第１の実施形態と同じであり、バースト無線送信装置としては、図６に示す構成の無線送信装置が用いられる。

次に、本発明の第２の実施形態によるバースト無線受信装置について説明する。第２の実施形態のバースト無線受信装置は、図７に示す無線受信装置の伝搬路推定回路２５を、図９に示す伝搬路推定回路２５から、図３に示す伝搬路推定回路２５ｂ（伝搬路推定手段）で置き換えることにより構成することができる。つまり、図１に示すような、無線送信装置から出力される信号バースト生成列の構成、および、図３に示すような、無線受信装置の伝搬路推定回路２５ｂ内の構成に本発明の特徴がある。

伝搬路推定回路２５ｂは、パイロットシンボル平均回路５１（パイロットシンボル平均手段）と、振幅位相変換回路４１（振幅位相変換手段）と、振幅成分用データ部補間回路４２（振幅成分用データ部補間手段）と、位相成分用データ部補間回路４３（位相成分用データ部補間手段）と、ＩＱ変換回路４４とを備える。

デマルチプレクサ２４（図７）は、入力された受信情報シンボル系列Ｓ２３を、受信パイロットシンボル系列Ｓ２４ａと受信情報シンボル系列Ｓ２４ｂとに分離し、受信パイロットシンボル系列Ｓ２４ａは伝搬路推定回路２５ｂへ、受信情報シンボル系列Ｓ２４ｂは伝搬路補償回路２６へ入力される。伝搬路推定回路２５ｂのパイロットシンボル平均回路５１は、第１の実施形態と同様に、入力された受信パイロットシンボル系列Ｓ２４ａにより得られる複数の連続したパイロット信号系列の伝搬路変動成分を重畳平均して、パイロットシンボル部毎の伝搬路変動信号Ｓ５１を出力する。

振幅位相変換回路４１は、入力されたパイロットシンボル部毎の伝搬路変動信号Ｓ５１を振幅成分信号と位相成分信号に分離し、伝搬路変動振幅成分Ｓ４１ａと伝搬路変動位相成分Ｓ４１ｂとして出力する。振幅成分用データ部補間回路４２は、入力された伝搬路変動振幅成分Ｓ４１ａを用いて受信情報シンボル系列の伝搬路振幅変動を補間推定し、受信情報シンボル系列部の伝搬路変動振幅成分Ｓ４２を内挿補間出力する。一方、位相成分用データ部補間回路４３は、入力された伝搬路変動位相成分Ｓ４１ｂを用いて受信情報シンボル系列の伝搬路位相変動を補間推定し、受信情報シンボル系列部の伝搬路変動位相成分Ｓ４３を内挿補間出力する。ＩＱ変換回路４４は、入力された受信情報シンボル系列部の伝搬路変動振幅成分Ｓ４２と伝搬路変動位相成分Ｓ４３をＩＱ成分に変換して、伝搬路変動信号Ｓ２５を出力する。

第２の実施形態のバースト無線受信装置においては、情報シンボル系列の伝搬路変動を補間推定する伝搬路変動補間手段として、ＩＱ平面上での複素フィルタ処理ではなく、極座標変換された伝搬路変動成分に対して補間推定を行う。フェージング変動は狭帯域複素ガウス過程に従う不規則変動であるため、一般にはＩＱ平面上での直交座標系を用いた推定補間が優れる。一方、残留周波数オフセットの影響が大きい場合には、定常回転が加わるため、極座標系での推定補間が優れる。そのため、第２の実施形態によれば、情報シンボル系列部分の伝搬路変動補間方式として、極座標系におけるフィルタリング処理を用いている。

なお、Ａ／Ｄ変換回路２１や伝搬路補償回路２６等を極座標系での信号処理として実施することで、振幅位相変換回路４１およびＩＱ変換回路４４を省略しても等価な効果を得ることができる。例えば、直交検波を行うかわりに、Ａ／Ｄ変換回路２１の前段において、対数アンプを用いた信号振幅検出手段と、リミタおよび位相検出回路を用いた信号位相検出手段を備えているような場合には、極座標系での信号処理として実施することも可能である。

第２の実施形態によれば、図１に示したような構成の受信信号バーストに対して、隣接するパイロットシンボルを重畳して信号対雑音電力比を低減することを可能とし、結果としてパイロットシンボル部分の伝搬路推定精度を向上させる構成を実現可能とする。
また、第２の実施形態によれば、複数のパイロットシンボルを用いて１つの伝搬路変動推定値を求めて情報シンボル部の内挿補間することが可能となるため、ペイロードの両端のパイロットシンボル系列部の伝搬路変動信号のみを用いる１次ガウス内挿方式のような簡易な内挿方式を用いた場合でも、良好な無線伝送特性を得ることができる。
また、第２の実施形態によれば、極座標変換された伝搬路変動成分に対して補間推定を行うために、残留周波数オフセットの影響によって伝搬路変動に大きく定常回転が加わった場合でも、優れた伝搬路追従精度を実現することができる。

＜シミュレーションによる実施例＞
上述した第１の実施形態および第２の実施形態によるバースト無線送信装置、及び、バースト無線受信装置を用いた場合の実施例について以下に示す。ここでは、伝搬路推定時の雑音の影響が大きく、かつドップラー周波数よりも残留周波数オフセットの影響が大きくなる最も極端な伝搬環境の例として、伝搬路としてＡＷＧＮ（Additive White Gaussian Noise：加法的白色ガウス雑音）を仮定し、残留周波数オフセットを固定的に与えた場合の計算機シミュレーション評価によってパケット誤り率の比較を行った。

上述した本発明の実施形態の計算機シミュレーション条件を図４に示す。なお、フレーム利用効率の公正を期して、パイロット挿入比率は共通の１１％とした。従来方式では、Ｓｉｎｃ関数より得られる係数系列に１２８シンボルのハミング窓をかけて得られたタップ係数を用いて、複素ＦＩＲフィルタリング処理を施すことにより情報シンボル部分の伝搬路変動推定を行った。一方、本発明の第１および第２の実施形態では、ペイロード両端のパイロットシンボル部（各４シンボル）の伝搬路変動をまず推定し、この両端の伝搬路変動推定値を用いてペイロードシンボル部（３２シンボル）の伝搬路変動を内挿補間し、さらに伝搬路変動補償を行った。
上述した図４の計算機シミュレーション条件において、本発明の実施形態をシミュレーションした場合の搬送波電力対雑音電力比に対するパケット誤り率特性を図５に示す。同図によれば、本発明の第１及び第２の実施形態のバースト無線送信装置および無線受信装置のシミュレーションでは、従来方式と比較して演算量が少なくて済むにも関わらず、良好な無線伝送特性が実現されている。

以上述べたように、本発明のバースト無線送信装置および無線受信装置を用いることにより、搬送波信号電力対雑音電力比が小さい、あるいは残留周波数オフセットがシンボル変調速度に対して無視できないような環境においても、高精度な残留周波数オフセット補償および伝搬路変動補償が可能となる。すなわち、結果として良好な無線伝送誤り率特性を実現できる。

本発明の第１および第２の実施形態における信号バースト生成列。 本発明の第１の実施形態を示すブロック図。 本発明の第２の実施形態を示すブロック図。 本発明の第１及び第２の実施形態の計算機シミュレーション条件を示す図。 本発明の第１及び第２の実施形態の計算機シミュレーション結果を示す図。 従来技術としておよび本発明の各実施の形態として用いることができる無線送信装置を示すブロック図。 従来技術としておよび本発明の各実施の形態を組み合わせて用いることができる無線受信装置を示すブロック図。 従来の無線送信装置の信号バースト生成列を示す図。 従来の伝搬路推定回路を示すブロック図。

符号の説明

１１…シンボル生成回路
１２…パイロット信号生成回路
１３…マルチプレクサ
１４…Ｄ／Ａ変換回路
２１…Ａ／Ｄ変換回路
２２…搬送波再生回路
２３…シンボルタイミング同期回路
２４…デマルチプレクサ
２５、２５ａ、２５ｂ…伝搬路推定回路
２６…伝搬路補償回路
２７…シンボル識別回路
３１…データ部補間回路
４１…振幅位相変換回路
４２…振幅成分用データ部補間回路
４３…位相成分用データ部補間回路
４４…ＩＱ変換回路
５１…パイロットシンボル平均回路

Claims (6)

1. 送信データの情報シンボル系列を生成するシンボル生成手段と、
   送信パイロットシンボル系列を生成するパイロット信号生成手段と、
   前記シンボル生成手段により生成された情報シンボル系列と前記パイロット信号生成手段により生成されたパイロットシンボル系列とを時間多重して送信バーストシンボル系列を生成するシンボル多重化手段と、
   を備えた無線送信装置において、
   前記シンボル多重化手段は、
   前記パイロット信号生成手段により生成された複数の連続したパイロットシンボル系列を、前記シンボル生成手段により生成された情報シンボル系列間に挿入して送信バーストシンボル系列を生成する
   ことを特徴とする無線送信装置。
2. 受信バーストシンボル系列から時間多重されている受信パイロットシンボル系列と受信情報シンボル系列を分離するシンボル分離手段と、
   前記シンボル分離手段により分離された受信パイロットシンボル系列を用いて受信情報シンボル系列の伝搬路変動を補間推定し、伝搬路変動信号を出力する伝搬路推定手段と、
   前記伝搬路推定手段により出力された伝搬路変動信号を用いて前記シンボル分離手段により分離された受信情報シンボル系列の伝搬路変動を補償する伝搬路補償手段と、
   前記伝搬路補償手段による伝搬路変動補償後の受信情報シンボル系列のシンボル識別を行うシンボル識別手段と、
   を備えた無線受信装置において、
   前記受信バーストシンボル系列は、複数の連続したパイロットシンボル系列が、情報シンボル系列間に挿入されており、
   前記伝搬路推定手段は、
   前記複数の連続したパイロットシンボル系列の伝搬路変動成分を重畳平均するパイロットシンボル平均手段を備え、当該重畳平均されたパイロットシンボル系列の伝搬路変動成分を用いて受信情報シンボル系列の伝搬路変動を補間推定する
   ことを特徴とする無線受信装置。
3. 前記伝搬路推定手段はさらに、
   前記パイロットシンボル平均手段により重畳平均されたパイロットシンボル系列の振幅成分信号と位相成分信号とに変換出力する振幅位相変換手段と、
   前記振幅位相変換手段により出力された振幅成分信号を用いて受信情報シンボル系列の伝搬路振幅変動を補間推定する振幅成分用データ部補完手段と、
   前記振幅位相変換手段により出力された位相成分信号を用いて受信情報シンボル系列の伝搬路位相変動を補間推定する位相成分用データ部補完手段とを備える
   ことを特徴とする請求項２に記載の無線受信装置。
4. 無線送信装置において、
   シンボル生成手段が、送信データの情報シンボル系列を生成するシンボル生成過程と、
   パイロット信号生成手段が、送信パイロットシンボル系列を生成するパイロット信号生成過程と、
   シンボル多重化手段が、前記パイロット信号生成過程において生成された複数の連続したパイロットシンボル系列を、前記シンボル生成過程において生成された情報シンボル系列間に挿入し、時間多重して送信バーストシンボル系列を生成するシンボル多重化過程と、
   を有することを特徴とする無線送信方法。
5. 無線受信装置において、
   シンボル分離手段が、時間多重により、複数の連続したパイロットシンボル系列が情報シンボル系列間に挿入されている受信バーストシンボル系列から、受信パイロットシンボル系列と受信情報シンボル系列を分離するシンボル分離過程と、
   伝搬路推定手段が、前記シンボル分離過程において分離された受信パイロットシンボル系列を用いて受信情報シンボル系列の伝搬路変動を補間推定し、伝搬路変動信号を出力する伝搬路推定過程と、
   伝搬路補償手段が、前記伝搬路推定過程において出力された伝搬路変動信号を用いて前記シンボル分離過程において分離された受信情報シンボル系列の伝搬路変動を補償する伝搬路補償過程と、
   シンボル識別が、前記伝搬路補償過程における伝搬路変動補償後の受信情報シンボル系列のシンボル識別を行うシンボル識別過程とを有し、
   前記伝搬路推定過程においては、
   パイロットシンボル平均手段が、前記複数の連続したパイロットシンボル系列の伝搬路変動成分を重畳平均するパイロットシンボル平均過程をさらに有し、当該重畳平均されたパイロットシンボル系列の伝搬路変動成分を用いて受信情報シンボル系列の伝搬路変動を補間推定する
   ことを特徴とする無線受信方法。
6. 前記伝搬路推定過程はさらに、
   振幅位相変換手段が、前記パイロットシンボル平均過程において重畳平均されたパイロットシンボル系列の振幅成分信号と位相成分信号とに変換出力する振幅位相変換過程と、
   振幅成分用データ部補完手段が、前記振幅位相変換過程において出力された振幅成分信号を用いて受信情報シンボル系列の伝搬路振幅変動を補間推定する振幅成分用データ部補完過程と、
   位相成分用データ部補完手段が、前記振幅位相変換手段により出力された位相成分信号を用いて受信情報シンボル系列の伝搬路位相変動を補間推定する位相成分用データ部補完過程とを有する
   ことを特徴とする請求項５に記載の無線受信方法。

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