JP2010268220A - Channel response value estimating device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、直交周波数分割多重(OFDM:Orthogonal Frequency Division Multiplexing)システムにおけるチャネル応答値推定装置に関する The present invention relates to a channel response value estimation apparatus in an Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) system.
OFDMシステムにおいては、パイロットシンボルで推定されたの伝達関数(以下、チャネル応答値)を用い、OFDMシンボルを受信する際、送信機の送信アンテナと受信装置の受信アンテナの間の伝搬路のチャネル応答値を推定することが行われている。
すなわち、OFDM等の無線通信においては、図4に示すように、送信側から送信信号S(i,k)、すなわちOFDMシンボルにIFFT(Inverse Fast Fourier Transform;逆フーリエ変換)をかけられて送信された送信信号S(i,k)が伝搬路を通ると、伝搬路の特性(送信機と無線機との間における特性)により、チャネル応答値h(i,n)が乗算される。これに対してさらに雑音ノイズz(i,n)が加算されて、送信信号の位相や振幅が変化し、受信信号r(i,n)となる。
このため、受信機側においては、受信信号r(i,n)にFFT(Fast Fourier Transform;フーリエ変換)をかけて受信信号R(i,k)を得る。このとき、伝搬路の特性を示すチャネル応答値を推定し、このチャネル応答値の逆数を、受信したOFDMシンボルにおけるサブキャリアに配置された変調シンボルに乗算して補償(等化)を行うことで、受信したOFDMシンボルから、正確な送信されたOFDMシンボルを推定することができる。
In an OFDM system, a channel response of a propagation path between a transmitting antenna of a transmitter and a receiving antenna of a receiving apparatus is used when receiving an OFDM symbol using a transfer function (hereinafter referred to as a channel response value) estimated by pilot symbols. Estimating the value is done.
That is, in wireless communication such as OFDM, as shown in FIG. 4, a transmission signal S (i, k) , that is, an OFDM symbol is subjected to IFFT (Inverse Fast Fourier Transform ) and transmitted from the transmission side. When the transmitted signal S (i, k) passes through the propagation path, the channel response value h (i, n) is multiplied by the propagation path characteristics (characteristics between the transmitter and the radio). On the other hand, noise noise z (i, n) is further added to change the phase and amplitude of the transmission signal, resulting in a reception signal r (i, n) .
For this reason, on the receiver side, the reception signal r (i, n ) is subjected to FFT (Fast Fourier Transform ) to obtain the reception signal R (i, k) . At this time, the channel response value indicating the propagation path characteristic is estimated, and the inverse of the channel response value is multiplied by the modulation symbol arranged on the subcarrier in the received OFDM symbol to perform compensation (equalization). The correct transmitted OFDM symbol can be estimated from the received OFDM symbol.
通常、パイロットシンボルを用い、各データシンボルの伝送路のチャネル応答値を推定して求める(例えば、非特許文献1参照)。
OFDM信号において、図2に示す伝送フレームのように予めデータが明確なパイロットシンボルを複数シンボル毎、複数サブキャリア毎に規則的に送信し、このパイロットシンボル間のデータシンボルのチャネル応答値の推定を行っている。図2は、送信されるOFDMシンボルを構成するサブキャリアにおけるパイロットシンボルとデータシンボルとの配置を説明するOFDMシンボルの全体構成を示す概念図である。この図2において、行方向(横方向)がOFDMシンボルが入力される時間方向を示し、列方向(縦方向)がOFDMシンボルを構成するサブキャリアの配列方向(サブキャリアの周波数方向)を示している。OFDMシンボルが送信される順番(時系列)に並べられ、kが各OFDMシンボルにおけるサブキャリアの配置の順番(周波数帯域の並びの順番)を示している。
Usually, pilot symbols are used to estimate and obtain the channel response value of the transmission path of each data symbol (see, for example, Non-Patent Document 1).
In an OFDM signal, pilot symbols with clear data are transmitted regularly for each of a plurality of symbols and a plurality of subcarriers as in the transmission frame shown in FIG. 2, and the channel response value of the data symbol between the pilot symbols is estimated. Is going. FIG. 2 is a conceptual diagram showing an overall configuration of an OFDM symbol for explaining the arrangement of pilot symbols and data symbols in subcarriers constituting the transmitted OFDM symbol. In FIG. 2, the row direction (horizontal direction) indicates the time direction in which the OFDM symbol is input, and the column direction (vertical direction) indicates the arrangement direction of subcarriers constituting the OFDM symbol (subcarrier frequency direction). Yes. The OFDM symbols are arranged in the order of transmission (time series), and k indicates the order of arrangement of subcarriers in each OFDM symbol (order of arrangement of frequency bands).
上記図2のエレメントに対するシンボル配置において、チャネル応答値の推定は、まずシンボル方向において、図5に示すように、各パイロットサブキャリア(パイロットシンボルが配置されているエレメントに対応)のチャネル応答値を順次求める。
すなわち、
H^ZF(i,k)=R(i,k)/D(i,k)
の式により、パイロットシンボルの配置されたサブキャリアのチャネル応答値を算出する。
次に、パイロットシンボルが存在するデータシンボル列において、サブキャリア方向にパイロットシンボルに挟まれているデータシンボルのチャネル応答推定値H^(i,k)を、両側のパイロットシンボルのチャネル応答値から線形補間により推定する。
そして、それぞれの受信信号を
S^(i,k)=R(i,k)/H^(i,k)
の式により、受信信号R(i,k)を等化処理することにより、等化後受信信号S^(i,k)を算出する。
In the symbol arrangement for the elements in FIG. 2, the channel response value is estimated by first calculating the channel response value of each pilot subcarrier (corresponding to the element in which the pilot symbol is arranged) in the symbol direction as shown in FIG. Ask sequentially.
That is,
H ^ ZF (i, k) = R (i, k) / D (i, k)
The channel response value of the subcarrier in which the pilot symbol is arranged is calculated by the following equation.
Next, in a data symbol sequence in which pilot symbols exist, channel response estimation values H ^ (i, k) of data symbols sandwiched between pilot symbols in the subcarrier direction are linearly calculated from the channel response values of pilot symbols on both sides. Estimate by interpolation.
And each received signal is represented by S ^ (i, k) = R (i, k) / H ^ (i, k)
The equalized received signal S ^ (i, k) is calculated by equalizing the received signal R (i, k) using the following equation.
しかしながら、線形補間は伝搬路の特性が静特性及び遅延時間の短い遅延の場合に有効であるが、遅延波が多数到来し、周波数選択性歪により帯域内に信号強度の落ち込み(ノッチ)が多い場合には有効な補間を行うことができない。
すなわち、パイロットシンボル間に含まれたデータシンボルのチャネル応答推定値の推定において、ノッチによりパイロットシンボルから得られたチャネル応答値の誤差が大きい場合、このチャネル応答値から線形補間されるデータシンボルのチャネル応答推定値も誤差が大きいものとなり、等化後の変調シンボルの精度が低いものとなる。
However, linear interpolation is effective when the characteristics of the propagation path are static characteristics and a delay with a short delay time, but a large number of delayed waves arrive and there are many signal strength drops (notches) in the band due to frequency selective distortion. In some cases, effective interpolation cannot be performed.
That is, if the error of the channel response value obtained from the pilot symbol due to the notch is large in the estimation of the channel response estimation value of the data symbol included between the pilot symbols, the channel of the data symbol linearly interpolated from this channel response value The response estimation value also has a large error, and the accuracy of the modulation symbol after equalization is low.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、ノッチ等におけるチャネル応答推定における誤差を低減するチャネル応答値推定装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a channel response value estimation device that reduces an error in channel response estimation in a notch or the like.
本発明のチャネル応答値推定装置は、OFDMシンボルにおける予め設定された位置のサブキャリアに配置されたパイロットシンボルのチャネル応答値を用いて、サブキャリア方向において前記パイロットシンボルが配置された第1のサブキャリア及び第2のサブキャリア間におけるデータシンボルが配置された第3のサブキャリアのチャネル応答値の推定値であるチャネル応答推定値を推定するチャネル応答値推定装置であり、前記チャネル応答推定値の逆数の重み係数により、前記データシンボルの等化を行う等化部と、等化後の前記データシンボルと、当該データシンボルの硬判定結果との差分である誤差を求め、当該誤差を最小とする前記重み係数を求める適応信号処理部とを有し、前記適応信号処理部が第1のサブキャリアまたは第2のサブキャリアのいずれかの前記チャネル応答値を用いて、前記第3のサブキャリアのチャネル応答推定値を求めることを特徴とする。 The channel response value estimation apparatus according to the present invention uses a channel response value of a pilot symbol arranged in a subcarrier at a preset position in an OFDM symbol, and uses the first subcarrier in which the pilot symbol is arranged in the subcarrier direction. A channel response value estimation device that estimates a channel response estimation value that is an estimation value of a channel response value of a third subcarrier in which data symbols between a carrier and a second subcarrier are arranged, An error that is a difference between the equalization unit that performs equalization of the data symbol, the equalized data symbol, and the hard decision result of the data symbol is obtained by the inverse weighting coefficient, and the error is minimized. An adaptive signal processing unit for obtaining the weighting factor, wherein the adaptive signal processing unit is a first subcarrier or Using the channel response value of one of two subcarriers, and obtains a channel response estimate for the third sub-carrier.
本発明のチャネル応答値推定装置は、前記適応信号処理部が、サブキャリア方向において、前記データシンボルを挟む第1のサブキャリア及び第2のサブキャリア各々により前記重み係数の推定を行い、それぞれの最小の前記誤差を比較し、いずれか前記誤差の小さい方を前記第3のサブキャリアのチャネル応答推定値とすることを特徴とする。 In the channel response value estimation apparatus of the present invention, the adaptive signal processing unit estimates the weighting factor by each of the first subcarrier and the second subcarrier sandwiching the data symbol in the subcarrier direction, The smallest error is compared, and the smaller one of the errors is used as the channel response estimation value of the third subcarrier.
本発明のチャネル応答値推定装置は、前記適応信号処理部が、LMS(Least Mean Square)またはRLS(Recursive Least Squares)により誤差の最小化を行い、前記チャネル応答推定値として出力することを特徴とする。 The channel response value estimation apparatus of the present invention is characterized in that the adaptive signal processing unit performs error minimization by LMS (Least Mean Square) or RLS (Recursive Least Squares) and outputs the channel response estimation value. To do.
この発明によれば、送信機及び受信機間の伝搬路における特性の変化に応じて、適応的にOFDM信号の各サブキャリア毎のチャネル応答値を推定するため、ノッチ等により生じるチャネル応答推定における誤差を低減することができる。 According to the present invention, in order to estimate the channel response value for each subcarrier of the OFDM signal adaptively according to the change in characteristics in the propagation path between the transmitter and the receiver, The error can be reduced.
<第1の実施形態>
以下、図面を参照して、本発明の第1の実施形態について説明する。図1は、この発明の一実施形態によるチャネル応答値推定装置を用いたOFDM受信装置の構成例を示す概略ブロック図である。本実施形態のOFDM受信装置は、周波数フィルタ部1、直交検波部2、A/D変換部3、FFT部4、係数乗算部16、復調部17及びチャネル応答値推定装置100とを有している。
また、上記チャネル応答値推定装置100は、パイロットサブキャリア検出部5、データサブキャリア検出部6、パイロットサブキャリアチャネル推定部7、等化部8、誤差演算部9、ウェイト演算部10、硬判定部11及び適応信号処理部12を有している。
<First Embodiment>
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic block diagram showing a configuration example of an OFDM receiver using a channel response value estimation apparatus according to an embodiment of the present invention. The OFDM receiver of this embodiment includes a
The channel response
以下、図1により本実施形態によるチャネル応答値推定装置100を用いたOFDM受信装置の動作を説明する。
周波数フィルタ部1は、予め設定されている周波数帯域の周波数成分のみを、アンテナ素子から受信された受信信号から抽出、すなわちOFDMシンボル伝送帯域が抜き出されて次段の直交検波部2へOFDMシンボルとして出力する。
直交検波部2は、入力されるOFDMシンボルを実時間信号からI信号(Ich)及びQ信号(Qch)からなる複素時間信号に変換し、次段のA/D変換部へ出力する。
A/D変換部3は、上記複素時間信号におけるI信号及びQ信号を各々A/D変換し、A/D変換したI信号及びQ信号(以下、変調シンボルとする)を、次段のFFT部4へ出力する。
The operation of the OFDM receiving apparatus using the channel response
The
The
The A / D converter 3 performs A / D conversion on the I signal and the Q signal in the complex time signal, respectively, and converts the A / D converted I signal and Q signal (hereinafter referred to as a modulation symbol) into an FFT in the next stage. Output to unit 4.
FFT部4は、OFDM信号に対してフーリエ変換を行い、すなわち時間領域から周波数領域への変換を行い、図2(後述)に示すようなOFDMシンボルの各サブキャリア単位におけるサブキャリア変調シンボルを出力する。
チャネル応答値推定装置100は、OFDMシンボルにおけるパイロットシンボルのチャネル応答値から、各サブキャリアにおけるデータシンボルのチャネル応答推定値を求める。
係数乗算部16は、入力されるチャネル応答推定値の逆数を、対応するデータシンボルに対応する変調シンボルに対して乗算し、乗算結果である等化変調シンボルを復調部17へ出力する。
復調部17は、等化変調シンボルに対して復調処理を行い、復調された信号を出力する。
The FFT unit 4 performs a Fourier transform on the OFDM signal, that is, performs a transform from the time domain to the frequency domain, and outputs a subcarrier modulation symbol in each subcarrier unit of the OFDM symbol as shown in FIG. 2 (described later). To do.
Channel response
The
The
次に、チャネル応答値推定装置100におけるデータシンボルに対するチャネル応答推定値の算出処理について、図1及図2を用いて詳述する。
図2は、本実施形態におけるチャネル応答値(重み係数)の推定を説明するための、OFDM信号における各OFDMシンボルにおけるデータサブキャリアの配置(各OFDMシンボルにおけるサブキャリアの配置単位)の構成を示す概念図である。この図2において、横方向(時間方向)にOFDMシンボルの配列、縦方向に各OFDMシンボルにおけるサブキャリアの配列の一例を示している。また、破線により囲まれた単位をブロック(頂点のサブキャリアにパイロットシンボルが配置されている)とし、本実施形態においては、このブロックを1つの単位として、チャネル応答推定値の推定処理を行う。
Next, the calculation process of the channel response estimated value for the data symbol in the channel response
FIG. 2 shows a configuration of data subcarrier arrangement (subcarrier arrangement unit in each OFDM symbol) in each OFDM symbol in the OFDM signal for explaining estimation of channel response values (weighting factors) in the present embodiment. It is a conceptual diagram. FIG. 2 shows an example of the arrangement of OFDM symbols in the horizontal direction (time direction) and the arrangement of subcarriers in each OFDM symbol in the vertical direction. Further, a unit surrounded by a broken line is a block (a pilot symbol is arranged on a subcarrier at the apex), and in this embodiment, a channel response estimation value is estimated using this block as one unit.
パイロットサブキャリア検出部5は、FFT部4から順次入力される変調シンボルから、伝送フレームにおいて予め設定されたパイロットシンボルが配置されたサブキャリアの位置(パイロットサブキャリアの位置が既知であること)により、OFDMシンボルからパイロットシンボルが配置されたサブキャリアの変調シンボルR(i,kp)を抽出し、次段のパイロットサブキャリアチャネル推定部7へ出力する。図において、パイロットサブキャリアとしてk−1=k+2=kpであり、データサブキャリアとしてk=kd、k+1=kd+1である。
The pilot
パイロットサブキャリアチャネル推定部7は、上記変調シンボルR(i,kp)を、以下の(1)式により予めパイロットシンボルとして設定されている設定シンボルD(i,kp)により除算し、チャネル応答値H^(i.kp)を求める。 The pilot subcarrier channel estimation unit 7 divides the modulation symbol R (i, k p ) by a set symbol D (i, k p ) set in advance as a pilot symbol by the following equation (1), seek response value H ^ a (i.k p).
ここで、パイロットサブキャリアチャネル推定部7は、変調シンボルR(i,kp)の場合、このチャネル応答値H^(i.kp)を係数乗算部16に対して出力する。
そして、係数乗算部16は、チャネル応答値H^(i.kp)の逆数である重み係数W*(i,kp)を求め、入力される変調シンボルR(i,kp)に乗算し、等化受信信号S^(i,kp)を出力する。ここで、重み係数W*(i,kp)は、重み係数W(i,kp)の複素共役である。
Here, in the case of modulation symbol R (i, k p ), pilot subcarrier channel estimation unit 7 outputs this channel response value H ^ (i.k p ) to
Then, the
また、ウェイト演算部10は、上記チャネル応答値H^(i.kp)が入力されると、このチャネル応答値の逆数である重み係数W*(i,kp)を、下記(2)式により求め、等化部8へ出力する。
Further, when the channel response value H ^ (i.k p ) is input to the
また、データサブキャリア検出部6は、FFT部4から順次入力される変調シンボルから、伝送フレームにおいて予め設定されたデータシンボルが配置されたサブキャリアにより、OFDMシンボルからデータサブキャリアの変調シンボルR(i,kd)を抽出し、次段の等化部8及び適応信号処理部12へ出力する。
そして、等化部8は、入される変調シンボルR(i,kd)と重み係数W*(i,kp)を、下記(3)式に示すように乗算し、推定送信信号S〜(i,kd)を算出し、硬判定部11及び誤差演算部9へ出力する。
Further, the data subcarrier detection unit 6 uses the modulation symbols R (from the OFDM symbol to the modulation symbol R () of the data subcarrier by using the subcarriers in which the data symbols set in advance in the transmission frame are arranged. i, k d ) is extracted and output to the equalization unit 8 and the adaptive
Then, the equalization unit 8 multiplies the input modulation symbol R (i, k d ) and the weighting coefficient W * (i, k p ) as shown in the following equation (3), and estimates transmission signals S˜ (I, k d ) is calculated and output to the hard decision unit 11 and the error calculation unit 9.
ここで、硬判定部11は、入力される推定送信信号S〜(i,kd)の硬判定を行い、下記(4)式により硬判定値D^(i,kd)を出力する。 Here, the hard decision unit 11 performs a hard decision on the input estimated transmission signals S to (i, k d ), and outputs a hard decision value D ^ (i, k d ) according to the following equation (4).
ここで、硬判定部11は、符号化がQPSK(quadrature phase shift keying)により行われている場合、図3に示すように、推定送信信号S〜(i,kd)をQPSKの符号化における参照変調シンボルと比較して、最も距離の近い位置にある参照変調シンボル(変調によりIQ平面にマッピングされる信号点)を硬判定値D^(i,kd)として出力する。すなわち、関数harddecision(S〜(i,kd))は、IQ平面の2次元座標において、推定送信信号S〜(i,kd)と最も近い距離にある参照変調シンボルを選択する関数である。 Here, when the coding is performed by QPSK (quadrature phase shift keying), the hard decision unit 11 uses the estimated transmission signals S to (i, k d ) in the QPSK coding as shown in FIG. Compared with the reference modulation symbol, the reference modulation symbol (signal point mapped to the IQ plane by modulation) at the closest position is output as a hard decision value D ^ (i, k d ). That is, the function harddecision (S~ (i, k d )) , in the two-dimensional coordinates of the IQ plane is the estimated transmission signal S~ (i, k d) function for selecting the reference modulation symbol to the closest .
次に、誤差演算部9は、硬判定値D^(i,kd)と推定送信信号S〜(i,kd)との差を、下記(5)式に示すように誤差e(i,kd)として算出し、次段の適応処理部12へ出力する。
Next, the error calculation unit 9, the hard decision value D ^ (i, k d) and the estimated transmission signal s to (i, k d) the difference between the following (5) As shown in equation error e (i , K d ) and output to the
上記誤差e(i,kd)が入力されると、適応信号処理部12は、この誤差e(i,kd)の複素共役である誤差e*(i,kd)と、重み係数W*(i,kp)の複素共役である重み係数W(i,kp)と、変調シンボルR(i,kd)とにより、下記(6)式に示すように、重み係数W(i,kd)を算出する。この(6)式における係数μ(ステップサイズパラメータ)はシミュレーションまたは実験等により設定される。
When the error e (i, k d) is input, the adaptive
ここで、適応信号処理部12は、誤差e(i,kd)が入力されると、この誤差e(i,kd)の電力が最小となるように、LMSアルゴリズムで重み係数W(i,kd)を更新する。この適応信号処理部12における誤差e(i,kd)となる重み係数W(i,kd)の算出は、最小二乗法(LMSアルゴリズム)を用いた公知技術であるので、詳細な説明はここでは省略する。
また、適応信号処理部12は、そのデータキャリアkdに対する(すなわち、変調シンボルR(i,kd)に対する)重み係数をその時点の重み係数W*(i,kd)とする。
Here, when the error e (i, k d ) is input, the adaptive
The
次に、データサブキャリア検出部6は、検出した変調シンボルR(i,kd+1)を、等化部8及び適応信号処理部12へ出力する。
そして、上記重み係数W*(i,kp)を初期値として、(3)式から(6)式までの処理が行われ、変調シンボルR(i,kd+1)に対する重み係数W(i,kd+1)が求められる。
上述した推定処理は、図2のOFDM信号におけるブロックのパイロットシンボルが配置されたサブキャリアk−1及びk+2に挟まれたサブキャリア(データシンボル)の重み係数(チャネル応答値の逆数)を、一方のサブキャリアk−1のチャネル応答値を初期値として、すなわちA方向にサブキャリアk、k+1各々のチャネル応答値W(i,kd)、W(i,kd+1)の推定を行う。
次に、データシンボルを挟む他方のパイロットシンボルのサブキャリアk+2のチャネル応答値を初期値として、A方向と同様に、k+1及びk各々のサブキャリアの重み係数W(i,kd+1)、W(i,kd)の推定をB方向にて行う。
Next, the data subcarrier detection unit 6 outputs the detected modulation symbol R (i, k d + 1 ) to the equalization unit 8 and the adaptive
Then, with the weighting factor W * (i, k p ) as an initial value, the processing from Equation (3) to Equation (6) is performed, and the weighting factor W (i, k d + 1 ) for the modulation symbol R (i, k d + 1 ) is performed. k d + 1 ) is determined.
The estimation process described above uses the weight coefficient (reciprocal of the channel response value) of the subcarriers (data symbols) sandwiched between the subcarriers k-1 and k + 2 in which the pilot symbols of the block in the OFDM signal in FIG. Channel response values of subcarriers k−1 of the subcarriers k−1 are estimated as initial values, that is, channel response values W (i, k d ) and W (i, k d + 1 ) of subcarriers k and k + 1 are estimated in the A direction.
Next, with the channel response value of subcarrier k + 2 of the other pilot symbol sandwiching the data symbol as an initial value, the weight coefficients W (i, k d + 1 ) and W ( i, k d ) is estimated in the B direction.
そして、適応信号処理部12は、A方向またはB方向で計算した、すなわちサブキャリア方向でデータシンボルのサブキャリアを挟むパイロットシンボルのいずれかを初期値として推定した誤差が小さい重み係数を、それぞれのサブキャリアの重み係数W(i,kd)、W(i,kd+1)を順番に、ウェイト演算部10へ出力する。ここで、適応信号処理部12は、誤差の大小を求める際、例えば、誤差e(i,kd)と、この誤差e(i,kd)の複素共役e*(i,kd)とを乗算した結果により値の比較を行う。
そして、ウェイト演算部10は、重み係数W(i,kd)、W(i,kd+1)各々をの複素共役を算出し、それぞれ変調シンボルR(i,kd)、R(i,kd+1)各々に対応させ、重み係数W*(i,kd)、W*(i,kd+1)として出力する。
これにより、係数乗算部16は、サブキャリアに対応して入力される変調シンボルR(i,kd)、R(i,kd+1)各々に対して、適応的に求めた重み係数W*(i,kd)、W*(i,kd+1)それぞれを乗じ、下記(7)式に示すように、等化後の等化変調シンボルを復調部17に対して出力する。
Then, the adaptive
Then, the
As a result, the
上述したように、本実施形態においては、A方向及びB方向において、異なるパイロットシンボルのチャネル応答値を初期値として、これらのパイロットシンボルに挟まれたデータシンボルの配置されたサブキャリアの重み係数を算出している。
このため、本実施形態によれば、いずれか一方のパイロットシンボルが配置されたサブキャリアがノッチ等の影響を受けていたとしても、受けていない方を初期値として求めた重み係数を用いることができるため、受信信号の等化の精度を向上させることができる。
As described above, in this embodiment, in the A direction and the B direction, the channel response values of different pilot symbols are used as initial values, and the weight coefficients of the subcarriers in which the data symbols sandwiched between these pilot symbols are arranged. Calculated.
For this reason, according to the present embodiment, even if the subcarrier in which any one of the pilot symbols is arranged is affected by a notch or the like, it is possible to use the weighting coefficient obtained as the initial value of the one not receiving it. Therefore, the accuracy of equalization of the received signal can be improved.
また、OFDMシンボルS1におけるサブキャリアk、k+1と、OFDMシンボルS3におけるサブキャリアk、k+1との推定は行われる。上述した全体の動作制御は図示しない制御部が行う。
また、いずれのサブキャリアにもパイロットシンボルが配置されていないOFDMシンボルS2における各サブキャリアのチャネル応答値の推定は、以下の様に上記制御部の制御により行われる。
Further, subcarriers k and k + 1 in OFDM symbol S1 and subcarriers k and k + 1 in OFDM symbol S3 are estimated. The overall operation control described above is performed by a control unit (not shown).
Further, the channel response value of each subcarrier in the OFDM symbol S2 in which no pilot symbol is arranged in any subcarrier is estimated by the control of the control unit as follows.
すでに述べたサブキャリア方向におけるデータシンボルのサブキャリアのチャネル応答推定値の推定処理と同様に、OFDMシンボルの方向(C方向)において、OFDMシンボルS2のサブキャリアk−1の重み係数W*(i,kk−1)を、OFDMシンボルS1のサブキャリアk−1の重み係数W*(i,kp)を初期値として求める。
また、OFDMシンボルの方向(D方向)において、OFDMシンボルS2のサブキャリアk−1の重み係数W*(i,kp)を、OFDMシンボルS3のサブキャリアk−1のチャネル応答値H^(i.kp)を初期値として求める。
Similar to the estimation processing of the channel response estimation value of the subcarrier of the data symbol in the subcarrier direction already described, in the OFDM symbol direction (C direction), the weighting factor W * (i) of the subcarrier k-1 of the OFDM symbol S2 , K k−1 ), using the weighting factor W * (i, k p ) of the subcarrier k−1 of the OFDM symbol S1 as an initial value.
Further, in the OFDM symbol direction (D direction), the weight coefficient W * (i, k p ) of the subcarrier k-1 of the OFDM symbol S2 is set to the channel response value H ^ ( i.k p ) is determined as an initial value.
そして、適応信号処理部12は、OFDMシンボルS1またはS3におけるサブキャリアk−1の重み係数W*(i,kp)を初期値として求めた、OFDMシンボルS2の重み係数W*(i,kk−1)において、いずれか誤差e(i,kk−1)が小さい方を、OFDMシンボルS2の重み係数W*(i,kk−1)として、ウェイト演算部10を介して係数乗算部16へ出力する。
また、制御部は、上記OFDMシンボルS2の重み係数W*(i,kk−1)の算出と同様に、OFDMシンボルS2の重み係数W*(i,kk+2)の推定を、OFDMシンボルS1またはS3のサブキャリアk+2の重み係数W*(i,kp)を用いて行う。
The adaptive
Further, the control unit estimates the weighting factor W * (i, k k + 2 ) of the OFDM symbol S2 and calculates the OFDM symbol S1 similarly to the calculation of the weighting factor W * (i, k k-1 ) of the OFDM symbol S2. Alternatively, the weighting coefficient W * (i, k p ) of the subcarrier k + 2 of S3 is used.
次に、制御部は、ブロック内においてOFDMシンボルS2において、サブキャリアk、k+1を挟むサブキャリアk−1及びk+2各々の重み係数W*(i,kp)が求まったため、すでにOFDMシンボルS1における重み係数の算出処理において述べたように、サブキャリアk、k+1各々の重み係数W*(i,kd)、W*(i,kd+1)を求める。
上述したように、本実施形態においては、図2のブロック単位にてデータシンボルが配置されているサブキャリアの重み係数を、パイロットシンボルが配置されているサブキャリアの重み係数から求めることができる。
Next, since the weighting factor W * (i, k p ) of each of the subcarriers k−1 and k + 2 sandwiching the subcarriers k and k + 1 is obtained in the OFDM symbol S2 in the block, the control unit already has the OFDM symbol S1. as noted in the calculation process of the weighting factor, determined subcarrier k, k + 1 each weighting factor W * (i, k d) , W * a (i, k d + 1) .
As described above, in the present embodiment, the weight coefficient of the subcarrier in which the data symbol is arranged in units of blocks in FIG. 2 can be obtained from the weight coefficient of the subcarrier in which the pilot symbol is arranged.
また、図2の各OFDMシンボルそれぞれに、必ずパイロットシンボルを配置するサブキャリアを設定することにより、OFDMシンボル単位にてチャネル応答推定値の推定が行えるようになり、本実施形態のように、重み係数が決定するまで、OFDMシンボルやブロック内の変調シンボルに対応した重み係数を蓄積しておくメモリ容量を低減でき、かつ処理を高速化することが可能となる。 In addition, by setting a subcarrier in which pilot symbols are always arranged for each OFDM symbol in FIG. 2, channel response estimation values can be estimated in units of OFDM symbols. Until the coefficient is determined, the memory capacity for storing the weighting coefficient corresponding to the OFDM symbol or the modulation symbol in the block can be reduced, and the processing speed can be increased.
<第2の実施形態>
以下、図面を参照して、本発明の第2の実施形態について説明する。構成については図1に示したチャネル応答値推定装置100の構成と同様である。
第2の実施形態が第1の実施形態と異なる点は、適応信号処理部12において行われる適応的な重み係数の算出のみであり、以下、この点について説明する。
誤差演算部9は、下記(8)式にて、(5)式における誤差e(i,k)と同様に事前誤差ξ(i,k)を算出する。
<Second Embodiment>
The second embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. The configuration is the same as that of the channel response
The difference between the second embodiment and the first embodiment is only the calculation of an adaptive weighting coefficient performed in the adaptive
The error calculation unit 9 calculates the prior error ξ (i, k) in the following equation (8), similarly to the error e (i, k) in equation (5).
そして、適応信号処理部12は、入力される上記事前誤差ξ(i,k)と、重み係数W*(i,kd)と、カルマンゲインK(i,k)とにより、下記重み係数更新式である(9)式により、重み係数W(i,k)を算出する。
The adaptive
この(9)式において、カルマンゲインK(i,k)は、下記(10)式により求められる。 In this equation (9), the Kalman gain K (i, k) is obtained by the following equation (10).
上記(10)式は、下記(11)式のP行列から求めることができる。このP行列は、相関行列の逆行列であり、Riccatiの方程式と呼ばれている。また、λ(=1−μ)は忘却係数であり、実験あるいはシミュレーションにて設定される。ここで、P行列の初期値として、P(i,k−1)=δ−1が設定されている。このδは1より小さな正数である。 The above equation (10) can be obtained from the P matrix of the following equation (11). This P matrix is an inverse matrix of the correlation matrix and is called Riccati's equation. Λ (= 1−μ) is a forgetting factor, and is set by experiment or simulation. Here, P (i, k−1) = δ −1 is set as an initial value of the P matrix. This δ is a positive number smaller than 1.
他の計算については同様であり、適応信号処理部12は、RLSのアルゴリズムにより、事前誤差が最小値となるように、重み係数W(i,kd)の算出を行い、A方向またはB方向の演算における重み係数W(i,kd)の小さい方を、対応するデータシンボルのサブキャリアの重み係数として出力する。
そして、ウェイト演算部10は、入力される重み係数W(i,kd)の、複素共役である重み係数W*(i,kd)を算出し、係数乗算部16へ出力する。
すなわち、適応信号処理部12は、上述したように、カルマンゲインの計算、事前推定誤差の計算、重み係数の更新、相関行列の更新を行う。これらは、カルマンフィルタにおいて再帰的最小二乗法(RLSアルゴリズム)を用いた公知技術であるので、詳細な説明はここでは省略する。
The other calculation is the same, and the adaptive
Then, the
That is, as described above, the adaptive
また、図1のチャネル応答値推定装置100の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干渉波除去の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とする。
Further, a program for realizing the function of the channel response
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、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。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を送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その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、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く、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であっても良い。
Further, the “computer system” includes a homepage providing environment (or display environment) if a WWW system is used.
The “computer-readable recording medium” refers to a portable medium such as a flexible disk, a magneto-optical disk, a ROM, and a CD-ROM, and a storage device such as a hard disk built in the computer system. Furthermore, the “computer-readable recording medium” dynamically holds a program for a short time like a communication line when transmitting a program via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. In this case, a volatile memory in a computer system serving as a server or a client in that case, and a program that holds a program for a certain period of time are also included. The program may be a program for realizing a part of the functions described above, and may be a program capable of realizing the functions described above in combination with a program already recorded in a computer system.
以上、この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、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。 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 and the like within a scope not departing from the gist of the present invention.
1…周波数フィルタ部
2…直交検波部
3…A/D変換部
4…FFT部
5…パイロットサブキャリア検出部
6…データサブキャリア検出部
7…パイロットサブキャリアチャネル推定部
8…等化部
9…誤差演算部
10…ウェイト演算部
11…硬判定部
12…適応信号処理部
16…係数乗算部
17…復調部
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記チャネル応答推定値の逆数の重み係数により、前記データシンボルの等化を行う等化部と、
等化後の前記データシンボルと、当該データシンボルの硬判定結果との差分である誤差を求め、当該誤差を最小とする前記重み係数を求める適応信号処理部と
を有し、
前記適応信号処理部が第1のサブキャリアまたは第2のサブキャリアのいずれかの前記チャネル応答値を用いて、前記第3のサブキャリアのチャネル応答推定値を求めることを特徴とするチャネル応答値推定装置。 Data between the first subcarrier and the second subcarrier in which the pilot symbol is arranged in the subcarrier direction using the channel response value of the pilot symbol arranged in a subcarrier at a preset position in the OFDM symbol A channel response value estimation device that estimates a channel response estimation value that is an estimation value of a channel response value of a third subcarrier in which symbols are arranged;
An equalization unit that performs equalization of the data symbols by a weighting factor that is a reciprocal of the channel response estimation value;
An adaptive signal processing unit that obtains an error that is a difference between the data symbol after equalization and the hard decision result of the data symbol, and obtains the weighting coefficient that minimizes the error;
The adaptive signal processing unit obtains a channel response estimated value of the third subcarrier by using the channel response value of either the first subcarrier or the second subcarrier. Estimating device.
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