JP2009303240A - Receiver and computer program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、無線通信システムにおける受信機及びその受信機をコンピュータを利用して実現するためのコンピュータプログラムに関する。 The present invention relates to a receiver in a wireless communication system and a computer program for realizing the receiver using a computer.
無線通信システムにおいてマルチパス伝搬による自パス干渉を抑圧することは、高速伝送を実現する上で重要である。例えば、シングルキャリア伝送を用いる無線通信システムにおいて有効な自パス干渉抑圧技術としては周波数領域等化方式が知られている。特に、最小平均自乗誤差(Minimum Mean Square Error)規範を用いた周波数領域等化方式では、チャネル利得の小さい周波数成分における雑音強調を抑圧することができ、有効な等化アルゴリズムとして知られている(以下、この最小平均自乗誤差規範による周波数領域等化方式をMMSE周波数等化方式と称する)。 Suppressing self-path interference due to multipath propagation in a wireless communication system is important for realizing high-speed transmission. For example, a frequency domain equalization method is known as an effective self-path interference suppression technique in a wireless communication system using single carrier transmission. In particular, the frequency domain equalization method using the Minimum Mean Square Error norm can suppress noise enhancement in frequency components with a small channel gain, and is known as an effective equalization algorithm ( Hereinafter, the frequency domain equalization method based on this least mean square error criterion is referred to as an MMSE frequency equalization method).
図5は、MMSE周波数等化方式を用いた従来の受信機300を具備する無線通信システムの概略構成を示すブロック図である。図5において、送信機1では、送信データ及び送信パイロット信号の各先頭にサイクリック・プリヒックス(Cyclic Prefix、以下、CPと称する)をCP挿入器11a,11bにより挿入し、次いで、それらCP挿入後の送信データ及び送信パイロット信号を時間多重器12により時間多重し、この時間多重された信号をアンテナ13から無線送信する。図6は、その送信信号の伝送フレームの構成例を示す図である。図6の例では、パイロット信号の末尾の32シンボルがパイロット信号の先頭部分(CP部分)に複写され、また、データの末尾の32シンボルがデータの先頭部分(CP部分)に複写されている。なお、パイロット信号は受信機側との間で予め整合された既知の信号である。
FIG. 5 is a block diagram showing a schematic configuration of a wireless communication system including a conventional receiver 300 using the MMSE frequency equalization method. In FIG. 5, a
受信機300では、アンテナ21により受信された信号の受信データ及び受信パイロット信号から、それぞれCPをCP除去器22a,22bにより除去する。次いで、伝送路推定器310が、CP除去後の受信パイロット信号から伝送路特性推定値及び雑音電力推定値を求める。MMSE周波数等化器24は、それら伝送路特性推定値及び雑音電力推定値を使用して、(1)式によりCP除去後の受信データを周波数領域で等化し出力する。
In receiver 300, CPs are removed by
但し、dr(n)はCP除去後の受信データ、dr’(n)はMMSE周波数等化後の受信データ、Ha(f)は周波数領域の伝送路特性推定値、Naは雑音電力推定値、F{x}はxの離散フーリエ変換、F−1{x}はxの逆離散フーリエ変換、*は複素共役の表記、である。 Here, d r (n) is the received data after CP removal, d r ′ (n) is the received data after MMSE frequency equalization, H a (f) is the frequency domain channel characteristic estimation value, and N a is the noise. Power estimation value, F {x} is a discrete Fourier transform of x, F −1 {x} is an inverse discrete Fourier transform of x, and * is a complex conjugate notation.
図7は、図5の従来の伝送路推定器310の構成を示すブロック図である。図7において、先ず、離散フーリエ変換器231aがCP除去後の受信パイロット信号pr(n)、(nは0から(Np−1)までの整数)に対してNpポイントの離散フーリエ変換を行う((2)式参照)。但し、NpはCP除去後の受信パイロット信号pr(n)の系列長、pr(f)は離散フーリエ変換後の信号である。
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of the conventional
次いで、この変換後のパイロット信号Pr(f)に対して乗算器234cにより所定信号を乗じることによって、(3)式に示される周波数領域の伝送路特性推定値Ha(f)が得られる。但し、Pt(f)は既知のパイロット信号の周波数特性である。
Next, the converted pilot signal P r (f) is multiplied by a predetermined signal by the
ここで、伝送路特性推定値Ha(f)は雑音が付加された伝送路特性推定値であるので、雑音の影響を取り除く必要がある。このらめに、逆離散フーリエ変換器232により伝送路特性推定値Ha(f)を逆離散フーリエ変換し、時間領域の伝送路特性推定値ha(n)を求める。この時間領域の伝送路特性推定値ha(n)は、推定した遅延プロファイルを表している。一般に、CP長NCPは伝送路の最大遅延時間より長く設定されるので、該CP長NCPより長い時間領域の成分はすべて雑音成分とみなすことができる。これにより、乗算器234aにより、伝送路特性推定値ha(n)に対して、CP長NCP内の成分のみ取り出す係数gNE(n)を有するフィルタ235cを乗じることにより、伝送路特性推定値ha(n)から雑音成分を除去する。次いで、伝送路推定値補間器236がその雑音除去後の伝送路特性推定値に対してデータ補間を行う。一般にパイロット長は、オーバヘッドを小さくするためにデータ長より短い。そこで、足らない分を伝送路推定値補間器236によりデータ値「0」で補間してデータ長と同じ長さの伝送路特性推定値を得る。次いで、離散フーリエ変換器231bがデータ補間後の伝送路特性推定値に対して離散フーリエ変換を行い、周波数領域の伝送路特性推定値Ha’(f)を出力する((4),(5)式参照)。この伝送路特性推定値Ha’(f)がMMSE周波数等化器24に入力されて、上記(1)式における周波数領域の伝送路特性推定値Ha(f)として使用される。
Here, since the channel characteristic estimated value H a (f) is a channel characteristic estimated value to which noise has been added, it is necessary to remove the influence of noise. To this end, the inverse discrete Fourier
また、乗算器234bにより、伝送路特性推定値ha(n)に対して、上記係数gNE(n)の逆特性の係数(1−gNE(n))を有するフィルタ235dを乗じることにより、伝送路特性推定値ha(n)からCP長NCP外の成分を取り出す。次いで、雑音電力推定器237が該乗算器234bの出力を積分することにより雑音電力推定値Naを算出し出力する((6)式参照)。
Further, the
しかし、上述した従来の技術では、送信機にCP挿入器が具備されていない場合、パイロット信号にCPが挿入されないために伝送路特性推定値の精度が劣化するという問題が生じる。このためCP挿入器が要求されない既存規格の無線通信システムでは、周波数領域等化を行ったとしても十分な効果が得られない。 However, in the conventional technique described above, when the transmitter is not equipped with a CP inserter, there is a problem that the accuracy of the channel characteristic estimation value deteriorates because the CP is not inserted into the pilot signal. For this reason, in an existing standard wireless communication system that does not require a CP inserter, even if frequency domain equalization is performed, a sufficient effect cannot be obtained.
図8、図9は、CP挿入なしによる従来の影響を説明するための概念図である。図8では、送信側で送信パイロット信号(「A」〜「E」のシンボル)にCP(「E」のシンボルのコピー)が挿入されるので、マルチパス伝搬による干渉成分(「お」のシンボルの遅延成分)がCP内に収まり、受信機のCP除去器により該干渉成分を除去することができる。これにより離散フーリエ変換後の周波数成分には干渉成分が含まれず、上記(3)式によりパスの振幅と位相情報のみを取り出すことができるので、伝送路特性推定値が精度よく求められる。 FIG. 8 and FIG. 9 are conceptual diagrams for explaining the conventional influence due to the absence of CP insertion. In FIG. 8, CP (a copy of the symbol “E”) is inserted into the transmission pilot signal (“A” to “E” symbol) on the transmission side, so that an interference component (“O” symbol due to multipath propagation) is inserted. (The delay component) falls within the CP, and the interference component can be removed by the CP remover of the receiver. As a result, the frequency component after the discrete Fourier transform does not include an interference component, and only the amplitude and phase information of the path can be extracted by the above equation (3), so that the transmission path characteristic estimated value can be obtained with high accuracy.
しかし、図9では、送信側で送信パイロット信号(「A」〜「E」のシンボル)にCPが挿入されないので、マルチパス伝搬による干渉成分(「お」のシンボルの遅延成分)が送信パイロット信号本体部分(「A」のシンボル)にかかり、受信機のCP除去器によっても当然のことながら該干渉成分を除去することができない。これにより離散フーリエ変換後の周波数成分には干渉成分が含まれるので、上記(3)式により伝送路特性推定値を求めても、信号が巡回していない部分(「お」のシンボル部分)でパスの振幅や位相の推定誤りが発生する。このようにCPが挿入されない場合、伝送路特性推定値の精度が劣化するので周波数領域等化を行ったとしても十分な効果が得られない。 However, in FIG. 9, CP is not inserted in the transmission pilot signal (“A” to “E” symbols) on the transmission side, so that the interference component due to multipath propagation (delayed component of “O” symbol) is the transmission pilot signal. As a matter of course, the interference component cannot be removed even by the CP remover of the receiver. As a result, since the frequency component after the discrete Fourier transform includes an interference component, even if the transmission path characteristic estimation value is obtained by the above equation (3), the portion where the signal is not circulated (the symbol portion of “O”) A path amplitude or phase estimation error occurs. When the CP is not inserted in this way, the accuracy of the transmission path characteristic estimation value deteriorates, so that even if frequency domain equalization is performed, a sufficient effect cannot be obtained.
また、パイロット信号にCPが挿入されないことにより、上記(6)式で求められた雑音電力が実際よりも大きく推定されてしまうという問題が生じる。図10、図11は、CP挿入なしによる雑音電力への従来の影響を説明するための波形図である。図10には遅延波の電力の時間変化の一例が示されている。そして、図11には、パイロット信号にCPが挿入されなかった場合の図10の遅延波の雑音電力推定値の時間変化が示されている。図10、図11に示されるように、雑音電力推定値が遅延波の電力に比例し、且つ実雑音電力より大きく推定されている。これはCPの挿入がなかったために、受信パイロット信号の周波数特性に干渉成分が含まれることとなり、実雑音電力と干渉電力の和が雑音電力として推定されたためである。このように雑音電力推定値の精度が劣化することにより、MMSE周波数等化方式ではビット誤りを抑えることができず、通信品質に悪影響を及ぼす虞がある。 Further, since the CP is not inserted into the pilot signal, there arises a problem that the noise power obtained by the above equation (6) is estimated to be larger than actual. 10 and 11 are waveform diagrams for explaining the conventional influence on noise power due to the absence of CP insertion. FIG. 10 shows an example of the time variation of the delay wave power. FIG. 11 shows a temporal change in the estimated noise power value of the delayed wave of FIG. 10 when no CP is inserted into the pilot signal. As shown in FIGS. 10 and 11, the estimated noise power is estimated to be proportional to the power of the delayed wave and larger than the actual noise power. This is because there was no CP insertion, so that interference components were included in the frequency characteristics of the received pilot signal, and the sum of the actual noise power and the interference power was estimated as the noise power. As the accuracy of the noise power estimation value deteriorates in this way, the MMSE frequency equalization method cannot suppress bit errors and may adversely affect communication quality.
また、CP挿入器が要求されていない既存規格の送信機に対してCP挿入器を網おけるようにすることは、CP除去器を持たない既存規格の受信機とのバックワード・コンパチビリティを保つためには難しく、特に共通チャネルであるパイロットチャネルにCPを挿入することは現実的に不可能である。 In addition, if a CP inserter can be connected to an existing standard transmitter that does not require a CP inserter, backward compatibility with an existing standard receiver without a CP remover is maintained. In particular, it is practically impossible to insert a CP into a pilot channel, which is a common channel.
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、送信側でCPが挿入されない場合に、CPが挿入されたときの受信信号を再現することにより受信精度向上を図ることができる受信機を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to improve reception accuracy by reproducing a reception signal when the CP is inserted when the CP is not inserted on the transmission side. It is to provide a receiver that can.
また、本発明の他の目的は、本発明の受信機をコンピュータを利用して実現するためのコンピュータプログラムを提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a computer program for realizing the receiver of the present invention using a computer.
上記の課題を解決するために、本発明に係る受信機は、既知信号と前記既知信号に引き続き送信される未知信号とを一フレーム内に配置し、該フレームを連続して送信機から送信する無線通信システムにおける受信機において、前記既知信号と伝送路特性推定用入力信号とに基づいて伝送路特性推定値を算出する伝送路特性推定値演算手段と、当該受信機により受信された特定フレームの受信既知信号を前記伝送路特性推定用入力信号に用いて前記伝送路特性推定値演算手段により算出された伝送路特性推定値と、前記特定フレームの既知信号と、前記特定フレームの後段のフレームの既知信号と、を伝送路の最大遅延時間の長さだけ巡回畳み込み演算し、前記特定フレームの受信既知信号の先頭から伝送路の最大遅延時間の長さの部分を該巡回畳み込み演算結果に置き換えることで、前記特定フレームの受信既知信号から前記特定フレームの後段のフレームの受信既知信号までの受信区間の擬似受信信号を作成する擬似受信信号作成手段と、前記特定フレームの受信既知信号から前記特定フレームの後段のフレームの受信既知信号までの受信区間を一つの等化区間として、前記擬似受信信号を周波数領域もしくは時間領域で等化処理する等化手段と、を備えたことを特徴とする。 In order to solve the above problems, a receiver according to the present invention arranges a known signal and an unknown signal transmitted subsequently to the known signal in one frame, and continuously transmits the frame from the transmitter. In a receiver in a wireless communication system, transmission path characteristic estimated value calculation means for calculating a transmission path characteristic estimated value based on the known signal and a transmission path characteristic estimation input signal, and a specific frame received by the receiver The transmission path characteristic estimated value calculated by the transmission path characteristic estimated value calculation means using the received known signal as the transmission path characteristic estimation input signal, the known signal of the specific frame, and the subsequent frame of the specific frame The known signal is cyclically convolved with the length of the maximum delay time of the transmission path, and the portion of the length of the maximum delay time of the transmission path is calculated from the head of the received known signal of the specific frame. By replacing with the result of the convolution operation, pseudo received signal generating means for generating a pseudo received signal in a receiving section from the received known signal of the specific frame to the received known signal of the frame subsequent to the specific frame, and the specific frame An equalization unit configured to equalize the pseudo reception signal in a frequency domain or a time domain with a reception period from a reception known signal to a reception known signal of a frame subsequent to the specific frame as one equalization period; It is characterized by that.
本発明に係るコンピュータプログラムは、既知信号と前記既知信号に引き続き送信される未知信号とを一フレーム内に配置し、該フレームを連続して送信機から送信する無線通信システムにおける受信処理を行うためのコンピュータプログラムであって、前記既知信号と伝送路特性推定用入力信号とに基づいて伝送路特性推定値を算出する機能と、当該受信機により受信された特定フレームの受信既知信号を前記伝送路特性推定用入力信号に用いて前記伝送路特性推定値演算機能により算出された伝送路特性推定値と、前記特定フレームの既知信号と、前記特定フレームの後段のフレームの既知信号と、を伝送路の最大遅延時間の長さだけ巡回畳み込み演算し、前記特定フレームの受信既知信号の先頭から伝送路の最大遅延時間の長さの部分を該巡回畳み込み演算結果に置き換えることで、前記特定フレームの受信既知信号から前記特定フレームの後段のフレームの受信既知信号までの受信区間の擬似受信信号を作成する機能と、前記特定フレームの受信既知信号から前記特定フレームの後段のフレームの受信既知信号までの受信区間を一つの等化区間として、前記擬似受信信号を周波数領域もしくは時間領域で等化処理する機能と、をコンピュータに実現させることを特徴とする。
上記コンピュータプログラムにより、前述の受信機がコンピュータを利用して実現できるようになる。
The computer program according to the present invention performs a receiving process in a wireless communication system in which a known signal and an unknown signal transmitted subsequently to the known signal are arranged in one frame and the frame is continuously transmitted from a transmitter. A computer program for calculating a transmission path characteristic estimation value based on the known signal and a transmission path characteristic estimation input signal, and a received known signal of a specific frame received by the receiver in the transmission path A transmission path characteristic estimated value calculated by the transmission path characteristic estimated value calculation function using the characteristic estimation input signal, a known signal of the specific frame, and a known signal of a frame subsequent to the specific frame; A portion of the length of the maximum delay time of the transmission path from the beginning of the received signal of the specific frame. A function of creating a pseudo reception signal in a reception section from a reception known signal of the specific frame to a reception known signal of a frame subsequent to the specific frame by replacing with the result of the cyclic convolution operation, and a reception known signal of the specific frame And a function for equalizing the pseudo reception signal in the frequency domain or the time domain with a reception interval from the specific frame to the reception known signal of the frame subsequent to the specific frame as one equalization interval. And
The above-described computer program enables the above-described receiver to be realized using a computer.
本発明によれば、受信既知信号に基づいた第一段階の伝送路特性推定値と既知信号とから擬似受信信号を作成することにより、送信側でCPが挿入されない場合に、CPが挿入されたときの受信信号を再現することが可能となり、受信精度向上を図ることができる。 According to the present invention, by creating a pseudo reception signal from the first stage transmission path characteristic estimation value based on the received known signal and the known signal, the CP is inserted when the CP is not inserted on the transmission side. It is possible to reproduce the received signal at the time and improve the receiving accuracy.
以下、図面を参照し、本発明の一実施形態について説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る伝送路推定器23(伝送路特性推定装置)を備えた受信器2を具備する無線通信システムの概略構成を示すブロック図である。図1において、送信機100は上記図5の送信機1の構成に対してCP挿入器11a、11bを備えていないものである。送信機100では、時間多重器12が、CP挿入なしの送信データ及び送信パイロット信号を時間多重する。そして、この時間多重された信号がアンテナ13から無線送信される。このCPなしの送信信号の伝送フレームの構成は、例えば上記した図6のフレーム構成からCP部分が削除されたものである。また、パイロット信号は受信機側との間で予め整合された既知の信号である。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a wireless communication system including a
図1に示される受信機2において、上記図5の従来の構成と異なっているのは伝送路推定器23のみであり、その他の構成は従来と同様である。
受信機2では、CP除去器22aがアンテナ21により受信された信号の受信データに対してCP除去処理を施し、また、CP除去器22bがアンテナ21により受信された信号の受信パイロット信号に対してCP除去処理を施す。なお、CPなしで送信された受信信号に対しては、CP除去器22a、22bは何も処理せずにそのまま通過させる。
In the
In the
次いで、伝送路推定器23が、CP除去器22b通過後の受信パイロット信号から伝送路特性推定値及び雑音電力推定値を求める。MMSE周波数等化器24は、それら伝送路特性推定値及び雑音電力推定値を使用して、上記(1)式によりCP除去器22a通過後の後の受信データを周波数領域で等化し出力する。
Next, the
以下、本発明の一実施形態に係る伝送路推定器23(伝送路特性推定装置)について詳細に説明する。 Hereinafter, the transmission path estimator 23 (transmission path characteristic estimation apparatus) according to an embodiment of the present invention will be described in detail.
図2は、本発明の一実施形態に係る伝送路推定器23の構成を示すブロック図である。
図2において、伝送路推定部23には、CP除去器22b通過後の系列長Npの受信パイロット信号pr(n)が入力される。この入力により、先ず、スイッチSW1により該受信パイロット信号pr(n)を離散フーリエ変換器231aへ入力する。そして、上記図7と同様に、受信パイロット信号pr(n)を離散フーリエ変換器231aにより離散フーリエ変換し、この変換後のパイロット信号Pr(f)に対して乗算器234cにより所定信号を乗じることによって、上記(3)式に示される周波数領域の伝送路特性推定値Ha(f)を得る。次いで、この伝送路特性推定値Ha(f)を逆離散フーリエ変換器232により逆離散フーリエ変換し、この変換後の時間領域の伝送路特性推定値ha(n)を得る。この伝送路特性推定値ha(n)はスイッチSW2により干渉補償器233へ入力される。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the
In FIG. 2, the transmission
干渉補償器233は、伝送路特性推定値ha(n)、既知のパイロット信号pt(n)、及び受信パイロット信号pr(n)を使用して、CPが挿入されたときの受信パイロット信号を擬似的に作成する。既知のパイロット信号pt(n)は予め伝送路推定器23内のメモリ(図示せず)に記憶されている。また、受信パイロット信号pr(n)は伝送路推定器23内のメモリ(図示せず)に一時的に保持されている。
The
図3、図4は、干渉補償器233の動作を説明するための概念図である。
図3には送信側でCPが挿入された場合のCP除去後の受信パイロット信号pr(n)が示されている。但し、h(n)は時間領域の実伝送路特性値である。一方、図4には送信側でCPが挿入されなかった場合の受信パイロット信号pr(n)が示されている。この図4に示されるように、CPが挿入されなかった場合、受信パイロット信号pr(n)の先頭から伝送路の最大遅延時間までの部分に干渉成分が含まれており、その他の受信パイロット信号には干渉成分が存在していない。そこで、本干渉補償器233では、伝送路の最大遅延時間までの部分については、伝送路特性推定値ha(n)と既知のパイロット信号pt(n)とによる巡回畳み込み演算を行うことにより、CPが挿入されたときの擬似的な受信パイロット信号pr’(n)を作成する。この擬似的な受信パイロット信号pr’(n)は(7)式により求められる。これにより干渉成分が小さな受信パイロット信号pr’(n)が得られる。
3 and 4 are conceptual diagrams for explaining the operation of the
FIG. 3 shows a received pilot signal p r (n) after CP removal when a CP is inserted on the transmission side. Here, h (n) is an actual transmission path characteristic value in the time domain. On the other hand, FIG. 4 shows a received pilot signal p r (n) when no CP is inserted on the transmitting side. As shown in FIG. 4, when the CP is not inserted, an interference component is included in the portion from the head of the received pilot signal p r (n) to the maximum delay time of the transmission path, and other received pilots There is no interference component in the signal. In view of this, the
但し、Ndelayは、伝送路の最大遅延時間であり既知の値である。 However, N delay is the maximum delay time of the transmission path and is a known value.
次いで、図2に戻り、干渉補償器233から出力された受信パイロット信号pr’(n)は、スイッチSW1が切り替えられて離散フーリエ変換器231aへ入力される。そして、受信パイロット信号pr’(n)を離散フーリエ変換器231aにより離散フーリエ変換し、この変換後のパイロット信号Pr’(f)に対して乗算器234cにより所定信号を乗じることによって周波数領域の伝送路特性推定値Hb(f)を得る。次いで、この伝送路特性推定値Hb(f)を逆離散フーリエ変換器232により逆離散フーリエ変換し、この変換後の時間領域の伝送路特性推定値hb(n)を得る。この伝送路特性推定値hb(n)はスイッチSW2が切り替えられて乗算器234a、234bへ入力される。
Next, returning to FIG. 2, the received pilot signal p r ′ (n) output from the
乗算器234aでは、上記図7と同様に、伝送路特性推定値hb(n)に対してフィルタ235aが乗じられて雑音成分が除去される。ここで、フィルタ235aは、伝送路の最大遅延時間Ndelay内の成分のみ取り出す係数gNE’(n)を有する。次いで、伝送路推定値補間器236がその雑音除去後の伝送路特性推定値に対してデータ値「0」でデータ補間し、データ長と同じ長さの伝送路特性推定値を出力する。次いで、離散フーリエ変換器231bがデータ補間後の伝送路特性推定値に対して離散フーリエ変換を行い、周波数領域の伝送路特性推定値Ha’(f)を出力する。この伝送路特性推定値Ha’(f)は、(8)式、(9)式により表される。
In the
これにより、伝送路特性推定値Ha’(f)の精度が向上する。そして、この伝送路特性推定値Ha’(f)が図1のMMSE周波数等化器24に入力されて、上記(1)式における周波数領域の伝送路特性推定値Ha(f)として使用される。これにより、送信側でパイロット信号にCPが挿入されない場合の周波数領域等化精度が向上する。
As a result, the accuracy of the transmission path characteristic estimated value H a ′ (f) is improved. Then, this channel characteristic estimated value H a ′ (f) is input to the
また、図2の乗算器234bでは、上記図7と同様に、伝送路特性推定値hb(n)に対してフィルタ235bが乗じられる。ここで、フィルタ235bは、伝送路の最大遅延時間Ndelay以上の成分を取り出す係数(1−gNE’(n))を有する。次いで、雑音電力推定器237が該乗算器234bの出力を積分することにより雑音電力推定値Naを算出し出力する((10)式参照)。
Further, in the
この雑音電力推定値Naは、伝送路特性推定値hb(n)を用いて推定されたものであるが、上記受信パイロット信号pr’(n)を作成する際に用いられた伝送路特性推定値ha(n)に干渉成分が含まれていることにより、その影響が顕在化することがある。そこで、過去の雑音電力推定値Naを保持するメモリ238を設け、選択部239が、現在の雑音電力推定値Naとメモリ238内の雑音電力推定値NMEMとを比較して小さい方の雑音電力推定値Nminを出力する((11)式参照)。メモリ238にはその雑音電力推定値Nminを記憶させる。これにより、過去の雑音電力推定値から干渉成分のより小さな雑音電力推定値を得ることができる。
The noise power estimation value N a is estimated using the transmission path characteristic estimation value h b (n), but the transmission path used when the received pilot signal p r ′ (n) is created. Since the interference component is included in the characteristic estimation value h a (n), the influence may be manifested. Therefore, a
そして、その雑音電力推定値Nminが図1のMMSE周波数等化器24に入力されて、上記(1)式における雑音電力推定値Naとして使用される。これにより、送信側でパイロット信号にCPが挿入されない場合の周波数領域等化精度がさらに向上する。
Then, the noise power estimate N min is input to the
なお、メモリ238には過去の複数の雑音電力推定値Na(例えば、最新の10個)を保持し、この複数の記憶値の中から最適な値を選択し出力するようにしてもよい。
The
また、雑音電力推定器237が周波数領域で雑音電力スペクトル密度を推定し、メモリ238には過去の雑音電力スペクトル密度推定値を保持し、この保持値の中から最適な雑音電力スペクトル密度推定値を出力するようにしてもよい。
In addition, the
また、擬似的な受信パイロット信号pr’(n)を用いて雑音電力推定値又は雑音電力スペクトル密度推定値を算出するようにしてもよい。 Further, the noise power estimated value or the noise power spectral density estimated value may be calculated using the pseudo received pilot signal p r ′ (n).
なお、上述した各実施形態において図2に示される伝送路推定器23は、専用のハードウェアにより実現されるものであってもよく、また、この伝送路推定器23はメモリおよびDSP(デジタルシグナルプロセッサ)などの演算処理装置により構成され、伝送路推定器23の機能を実現するためのプログラムをメモリにロードして実行することによりその機能を実現させるものであってもよい。
In each of the above-described embodiments, the
また、図2に示す伝送路推定器23が行う各機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより伝送路特性推定処理又は雑音電力推定処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものであってもよい。
また、「コンピュータシステム」は、WWWシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境(あるいは表示環境)も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、フラッシュメモリ等の書き込み可能な不揮発性メモリ、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。
Further, a program for realizing each function performed by the
Further, the “computer system” includes a homepage providing environment (or display environment) if a WWW system is used.
The “computer-readable recording medium” means a flexible disk, a magneto-optical disk, a ROM, a writable nonvolatile memory such as a flash memory, a portable medium such as a CD-ROM, a hard disk built in a computer system, etc. This is a storage device.
さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ(例えばDRAM(Dynamic Random Access Memory))のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク(通信網)や電話回線等の通信回線(通信線)のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であっても良い。
Further, the “computer-readable recording medium” refers to a volatile memory (for example, DRAM (Dynamic DRAM)) in a computer system that becomes a server or a client when a program is transmitted via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. Random Access Memory)), etc., which hold programs for a certain period of time.
The program may be transmitted from a computer system storing the program in a storage device or the like to another computer system via a transmission medium or by a transmission wave in the transmission medium. Here, the “transmission medium” for transmitting the program refers to a medium having a function of transmitting information, such as a network (communication network) such as the Internet or a communication line (communication line) such as a telephone line.
The program may be for realizing a part of the functions described above. Furthermore, what can implement | achieve the function mentioned above in combination with the program already recorded on the computer system, and what is called a difference file (difference program) may be sufficient.
以上、本発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
例えば、CPが挿入された場合の擬似的な受信パイロット信号を作成して再び伝送路特性を推定する構成と、過去の雑音電力推定情報(雑音電力推定値又は雑音電力スペクトル密度推定値)を保持して最適な雑音電力推定情報を出力する構成とは、それぞれ単独で具備するようにしてもよい。
The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes design changes and the like within a scope not departing from the gist of the present invention.
For example, a configuration for creating a pseudo received pilot signal when a CP is inserted and estimating transmission path characteristics again and past noise power estimation information (noise power estimation value or noise power spectral density estimation value) are retained. The configuration for outputting the optimum noise power estimation information may be provided independently.
また、干渉補償器233に入力される第一段階の伝送路特性推定値ha(n)は、直接時間領域において求めるようにしてもよい。同様に、擬似的な受信パイロット信号pr’(n)から推定される第二段階の伝送路特性推定値hb(n)についても、時間領域で算出するようにしてもよい。
Further, the first-stage transmission line characteristic estimation value h a (n) input to the
また、それら第一、第二段階の伝送路特性推定値を導出するアルゴリズムには、各種のアルゴリズムが利用可能であり、本発明は伝送路特性推定値の導出アルゴリズムに限定されず、広く適用することができるものである。 In addition, various algorithms can be used for deriving the first and second stage channel characteristic estimation values, and the present invention is not limited to the channel characteristic estimation value deriving algorithm, and is widely applied. It is something that can be done.
また、受信データに対して本発明を適用することにより、送信側でデータにCPが挿入されない場合の受信精度を向上させることができる。一般にパイロット信号とデータは、ペアで、例えば図6に示されるようにパイロット信号に引き続きデータの順で送信される(以下、パイロット信号とデータのペアをフレームと称する)。これにより、データは当該フレームのパイロット信号と次フレームのパイロット信号とに挟まれることとなる。ここで、データを挟む二つのパイロット信号について、前方のパイロット信号を「パイロットA」、後方のパイロット信号を「パイロットB」とする。そして、パイロットAからデータ、そしてパイロットBまでの区間を一つの等化区間とみなし、CPが挿入されたときの受信データを擬似的に作成する。 In addition, by applying the present invention to the received data, it is possible to improve the reception accuracy when no CP is inserted in the data on the transmission side. Generally, a pilot signal and data are transmitted in pairs, for example, in the order of data following the pilot signal as shown in FIG. 6 (hereinafter, a pair of pilot signal and data is referred to as a frame). As a result, data is sandwiched between the pilot signal of the frame and the pilot signal of the next frame. Here, for two pilot signals sandwiching data, the front pilot signal is “pilot A” and the rear pilot signal is “pilot B”. Then, the section from pilot A to data and pilot B is regarded as one equalization section, and the reception data when the CP is inserted is created in a pseudo manner.
具体的には、パイロットBの末尾の最大遅延時間Ndelay分の既知信号と第一段階の伝送路特性推定値により、CPが挿入された場合の受信パイロットAを擬似的に作成する。次いで、この擬似的な受信パイロットAの先頭から実際の受信データ、そして実際の受信パイロットBまでを離散フーリエ変換する。これにより、データにCPが挿入されない場合において、干渉成分のより小さな受信データの周波数特性を得ることができる。もしくは、擬似的な受信パイロットAと実際の受信データ及び受信パイロットBを一つのブロックとして時間等化することにより、データにCPが挿入されない場合において、干渉成分のより小さな受信データを得ることが可能となる。 Specifically, a reception pilot A in the case where a CP is inserted is created in a pseudo manner based on known signals for the maximum delay time N delay at the end of pilot B and the first-stage transmission path characteristic estimation value. Next, discrete Fourier transform is performed from the head of the pseudo reception pilot A to the actual reception data and the actual reception pilot B. Thereby, when the CP is not inserted into the data, it is possible to obtain the frequency characteristics of the received data having a smaller interference component. Alternatively, it is possible to obtain reception data with a smaller interference component when no CP is inserted into the data by time equalizing the pseudo reception pilot A and the actual reception data and reception pilot B as one block. It becomes.
また、本発明は、シングルキャリア伝送を用いる無線通信システムの他、マルチキャリア伝送を用いる無線通信システムなど、各種の無線通信システムに適用することが可能である。 Further, the present invention can be applied to various wireless communication systems such as a wireless communication system using multicarrier transmission as well as a wireless communication system using single carrier transmission.
2…受信機、21…アンテナ、22a,22b…CP除去器、23…伝送路推定器(伝送路特性推定装置)、24…MMSE周波数等化器、231a,231b…離散フーリエ変換器、232…逆離散フーリエ変換器、233…干渉補償器、234a〜c…乗算器、235a,235b…フィルタ、236…伝送路推定値補間器、237…雑音電力推定器、238…メモリ、239…選択器、SW1,SW2…スイッチ。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記既知信号と伝送路特性推定用入力信号とに基づいて伝送路特性推定値を算出する伝送路特性推定値演算手段と、
当該受信機により受信された特定フレームの受信既知信号を前記伝送路特性推定用入力信号に用いて前記伝送路特性推定値演算手段により算出された伝送路特性推定値と、前記特定フレームの既知信号と、前記特定フレームの後段のフレームの既知信号と、を伝送路の最大遅延時間の長さだけ巡回畳み込み演算し、前記特定フレームの受信既知信号の先頭から伝送路の最大遅延時間の長さの部分を該巡回畳み込み演算結果に置き換えることで、前記特定フレームの受信既知信号から前記特定フレームの後段のフレームの受信既知信号までの受信区間の擬似受信信号を作成する擬似受信信号作成手段と、
前記特定フレームの受信既知信号から前記特定フレームの後段のフレームの受信既知信号までの受信区間を一つの等化区間として、前記擬似受信信号を周波数領域もしくは時間領域で等化処理する等化手段と、
を備えたことを特徴とする受信機。 In a receiver in a wireless communication system in which a known signal and an unknown signal transmitted subsequently to the known signal are arranged in one frame and the frame is continuously transmitted from the transmitter.
Transmission path characteristic estimated value calculating means for calculating a transmission path characteristic estimated value based on the known signal and the transmission path characteristic estimation input signal;
A transmission path characteristic estimated value calculated by the transmission path characteristic estimated value calculation means using a reception known signal of the specific frame received by the receiver as the transmission path characteristic estimation input signal, and a known signal of the specific frame And the known signal of the frame subsequent to the specific frame are cyclically convolved with the length of the maximum delay time of the transmission path, and the length of the maximum delay time of the transmission path is calculated from the beginning of the received known signal of the specific frame. By replacing a part with the cyclic convolution operation result, a pseudo reception signal creating means for creating a pseudo reception signal in a reception section from the reception known signal of the specific frame to the reception known signal of a frame subsequent to the specific frame;
An equalization means for equalizing the pseudo reception signal in the frequency domain or the time domain, with a reception interval from the reception known signal of the specific frame to a reception known signal of a frame subsequent to the specific frame as one equalization interval; ,
A receiver comprising:
前記既知信号と伝送路特性推定用入力信号とに基づいて伝送路特性推定値を算出する機能と、
当該受信機により受信された特定フレームの受信既知信号を前記伝送路特性推定用入力信号に用いて前記伝送路特性推定値演算機能により算出された伝送路特性推定値と、前記特定フレームの既知信号と、前記特定フレームの後段のフレームの既知信号と、を伝送路の最大遅延時間の長さだけ巡回畳み込み演算し、前記特定フレームの受信既知信号の先頭から伝送路の最大遅延時間の長さの部分を該巡回畳み込み演算結果に置き換えることで、前記特定フレームの受信既知信号から前記特定フレームの後段のフレームの受信既知信号までの受信区間の擬似受信信号を作成する機能と、
前記特定フレームの受信既知信号から前記特定フレームの後段のフレームの受信既知信号までの受信区間を一つの等化区間として、前記擬似受信信号を周波数領域もしくは時間領域で等化処理する機能と、
をコンピュータに実現させることを特徴とするコンピュータプログラム。 A computer program for performing reception processing in a wireless communication system in which a known signal and an unknown signal transmitted subsequently to the known signal are arranged in one frame and the frame is continuously transmitted from a transmitter,
A function of calculating a channel characteristic estimation value based on the known signal and the channel characteristic estimation input signal;
A channel characteristic estimation value calculated by the transmission channel characteristic estimation value calculation function using a known reception signal of the specific frame received by the receiver as the transmission channel characteristic estimation input signal, and a known signal of the specific frame And the known signal of the frame subsequent to the specific frame are cyclically convolved with the length of the maximum delay time of the transmission path, and the length of the maximum delay time of the transmission path is calculated from the beginning of the received known signal of the specific frame. A function of creating a pseudo reception signal in a reception section from a reception known signal of the specific frame to a reception known signal of a frame subsequent to the specific frame by replacing a part with the cyclic convolution calculation result;
A function of equalizing the pseudo received signal in the frequency domain or the time domain, with a reception section from the reception known signal of the specific frame to a reception known signal of a frame subsequent to the specific frame as one equalization section;
A computer program for causing a computer to realize the above.
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