JP2013223177A - Receiver unit, reception method and reception program - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a receiver unit, a reception method and a reception program, capable of highly accurate propagation path estimation.SOLUTION: A CIR estimation unit b105-2 calculates a CIR estimation value using a correlation value between a first CFR estimation value input from a first CIR estimation unit b105-1 and a path input from a correlation calculation unit b105-4. The CIR estimation unit b105-2 then outputs the calculated CIR estimation value to a convergence determination unit b105-3. The convergence determination unit b105-3 determines whether the CIR estimation value input from the CIR estimation unit b105-2 converges. On determination of convergence, the convergence determination unit b105-3 outputs the CIR estimation value to a second CFR estimation unit b105-5, whereas otherwise, outputs the CIR estimation value to the correlation calculation unit b105-4.

Description

本発明は、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)信号などの受信信号を復調する場合に、チャネル推定を行ってサブキャリア毎に伝搬路の周波数応答を算出する受信装置、受信方法および受信プログラムに関する。   The present invention relates to a receiving apparatus, a receiving method, and a receiving program that perform channel estimation and calculate a frequency response of a propagation path for each subcarrier when demodulating a received signal such as an OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) signal.

無線通信においては、特に広帯域伝送の場合、先行して受信するパスに加え、建物や山などの障害物からの反射を経由する等して遅延して到来するパスが存在し、このように複数のパスが到来する環境をマルチパス環境という。近年、このようなマルチパス環境で高速・高信頼伝送を実現する手法としてOFDMが注目されており、LTE(Long Term Evolution)やLTE−A(LTE-Advanced)等の次世代移動通信システム、無線LAN、放送等の様々な分野で採用されている。受信装置がOFDM信号を復調する場合には、チャネル推定を行って、サブキャリア毎に伝搬路の周波数応答(Channel Frequency Response;CFR)を算出する必要がある。これを実現するため、受信装置がその波形(あるいは、その信号系列)を予め記憶するパイロットシンボルを、送信装置から受信装置へ送信する方法がある。特許文献1には、時間領域の伝搬路であるチャネルインパルス応答(Channel Impulse Response;CIR)を推定する方法が記載されている。その方法は、離散的なパス構造の決定と、その抽出されたパス構造を用いたCIR推定の二段階の処理から成る。OFDMにこの技術を用いる場合、推定されたCIRに時間周波数変換を施してCFRに変換してから用いる。   In wireless communication, in particular, in the case of broadband transmission, in addition to the path received in advance, there are paths that arrive after a delay, such as through reflections from obstacles such as buildings and mountains. An environment in which the path of arriving is called multipath environment. In recent years, OFDM has attracted attention as a method for realizing high-speed and highly reliable transmission in such a multipath environment. Next-generation mobile communication systems such as LTE (Long Term Evolution) and LTE-A (LTE-Advanced), wireless It is used in various fields such as LAN and broadcasting. When the receiving apparatus demodulates the OFDM signal, it is necessary to perform channel estimation and calculate a channel frequency response (CFR) for each subcarrier. In order to realize this, there is a method in which the receiving apparatus transmits pilot symbols in which the waveform (or the signal sequence) is stored in advance from the transmitting apparatus to the receiving apparatus. Patent Document 1 describes a method for estimating a channel impulse response (CIR) which is a propagation path in a time domain. The method consists of a two-step process of determining a discrete path structure and CIR estimation using the extracted path structure. When this technique is used for OFDM, the estimated CIR is subjected to time-frequency conversion and converted to CFR before use.

特表2002−527997号公報Japanese translation of PCT publication No. 2002-527997

しかしながら、実際の伝搬路は連続量であるため、特許文献1のような離散的なパス構造を用いると、推定精度が低下する。   However, since the actual propagation path is a continuous amount, the estimation accuracy decreases when a discrete path structure as in Patent Document 1 is used.

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、高精度な伝搬路推定が可能な受信装置、受信方法および受信プログラム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 provide a receiving apparatus, a receiving method, and a receiving program capable of highly accurate propagation path estimation.

本発明は、周波数応答推定値とパスの相関に基づいてチャネルインパルス応答推定値を算出するチャネルインパルス応答推定部と、前記チャネルインパルス応答推定値の収束を判断する収束判断部と、前記チャネルインパルス応答推定値に基づいて前記パスの相関の算出を行う相関算出部と、を備え、
前記収束判断部が収束を判断するまで、前記チャネルインパルス応答推定部と前記相関算出部を繰り返し動作させることを特徴とする受信装置である。
The present invention includes a channel impulse response estimation unit that calculates a channel impulse response estimation value based on a correlation between a frequency response estimation value and a path, a convergence determination unit that determines convergence of the channel impulse response estimation value, and the channel impulse response A correlation calculation unit that calculates the correlation of the path based on the estimated value,
The reception apparatus is characterized in that the channel impulse response estimation unit and the correlation calculation unit are repeatedly operated until the convergence determination unit determines convergence.

また、本発明の受信装置において、前記チャネルインパルス応答推定部は、さらにチャネルインパルス応答の平均値を用いて前記チャネルインパルス応答推定値を算出することを特徴とする。   In the receiving apparatus of the present invention, the channel impulse response estimation unit further calculates the channel impulse response estimated value by using an average value of channel impulse responses.

また、本発明の受信装置において、前記相関算出部は、前記チャネルインパルス応答推定値に基づいて、さらに前記チャネルインパルス応答の平均値を算出することを特徴とする。   In the reception apparatus of the present invention, the correlation calculation unit further calculates an average value of the channel impulse response based on the channel impulse response estimation value.

また、本発明の受信装置において、前記周波数応答推定値を用いて、前記チャネルインパルス応答推定部と前記相関算出部が算出を行うパスを抽出するパス抽出部を備え、
前記チャネルインパルス応答推定部と前記相関算出部は、前記抽出されたパスについて算出処理を行うことを特徴とする。
Further, the receiving apparatus of the present invention comprises a path extraction unit that extracts a path on which the channel impulse response estimation unit and the correlation calculation unit calculate using the frequency response estimation value,
The channel impulse response estimation unit and the correlation calculation unit perform a calculation process on the extracted path.

また、本発明の受信装置において、前記パス抽出部は、仮チャネルインパルス応答推定値を算出し、前記仮チャネルインパルス応答推定値を構成するパスの電力の大きい順に所定の数のパスを抽出することを特徴とする。   In the receiving apparatus of the present invention, the path extraction unit calculates a temporary channel impulse response estimated value, and extracts a predetermined number of paths in descending order of the power of the paths constituting the temporary channel impulse response estimated value. It is characterized by.

また、本発明の受信装置において、前記チャネルインパルス応答推定部と前記相関算出部によるチャネルインパルス応答推定値の算出と相関の算出を、候補パスの中から算出対象である決定パスを選んでその要素を追加して作成される複数のパス構造に対して行い、前記複数のチャネルインパルス応答推定値から複数の伝搬路適合度を算出する伝搬路適合度算出部と、前記伝搬路適合度を向上できないパスを候補パスから削除する不要候補パス除去部と、前記伝搬路適合度を最大にするパス構造を作成するのに用いた前記候補パスの要素を前記決定パスとして選択し、決定パスに追加するパス決定部と、を備え、
候補パスの要素数が0または1になるまで前記チャネルインパルス応答推定値の算出と、前記伝搬路適合度の算出と、前記候補パスの要素削除と、前記パス決定を繰り返すことを特徴とする。
Further, in the receiving apparatus of the present invention, the channel impulse response estimation unit and the correlation calculation unit calculate the channel impulse response estimation value and calculate the correlation by selecting a decision path to be calculated from candidate paths, To a plurality of path structures created by adding a channel path response, and a channel adaptation calculation unit for calculating a plurality of channel adaptations from the plurality of channel impulse response estimation values, and the channel adaptation cannot be improved An unnecessary candidate path removing unit that deletes a path from a candidate path, and an element of the candidate path used to create a path structure that maximizes the propagation path compatibility are selected as the determined path and added to the determined path A path determination unit,
The channel impulse response estimation value calculation, the propagation path fitness calculation, the candidate path element deletion, and the path determination are repeated until the number of candidate path elements becomes 0 or 1.

また、本発明の受信装置において、前記伝搬路適合度は、前記チャネルインパルス応答推定値と前記周波数応答推定値の誤差の評価値と、前記パス構造のパス数が多くなることへのペナルティとの和を用いることを特徴とする。   Further, in the receiving apparatus of the present invention, the propagation path adaptability is calculated as an error evaluation value between the channel impulse response estimation value and the frequency response estimation value, and a penalty for increasing the number of paths in the path structure. It is characterized by using a sum.

また、本発明の受信装置において、前記ペナルティを、赤池情報量基準の値に設定することを特徴とする。   In the receiving apparatus of the present invention, the penalty is set to a value based on an Akaike information amount.

また、本発明の受信装置において、前記ペナルティを、ベイズ情報量基準の値に設定することを特徴とする。   In the receiving apparatus of the present invention, the penalty is set to a value based on a Bayes information amount.

また、本発明の受信装置において、前記パス構造を作成するために、前記決定パスに追加する前記候補パスの要素数は1であることを特徴とする。   In the receiving apparatus of the present invention, in order to create the path structure, the number of elements of the candidate path added to the determined path is one.

また、本発明の受信装置において、前記パス決定部が前記候補パスから前記決定パスへ移動させるパス数は1であることを特徴とする。   In the receiving apparatus of the present invention, the number of paths that the path determining unit moves from the candidate path to the determined path is one.

また、本発明は、周波数応答推定値とパスの相関に基づいてチャネルインパルス応答推定値を算出するチャネルインパルス応答推定過程と、前記チャネルインパルス応答推定値の収束を判断する収束判断過程と、前記チャネルインパルス応答推定値に基づいて前記パスの相関の算出を行う相関算出過程と、を備え、
前記収束判断部が収束を判断するまで、前記チャネルインパルス応答推定過程と前記相関算出過程を動作させることを特徴とする。
Further, the present invention provides a channel impulse response estimation process for calculating a channel impulse response estimation value based on a correlation between a frequency response estimation value and a path, a convergence determination process for determining convergence of the channel impulse response estimation value, and the channel A correlation calculation step of calculating a correlation of the path based on an impulse response estimation value,
The channel impulse response estimation process and the correlation calculation process are operated until the convergence determination unit determines convergence.

また、本発明は、前記受信方法をコンピュータに実行させるための受信プログラムである。   Further, the present invention is a reception program for causing a computer to execute the reception method.

本発明によれば、収束判断部が収束を判断するまで、チャネルインパルス応答推定部と前記相関算出部を繰り返し動作させるので、伝搬路推定精度を大幅に改善することができる。   According to the present invention, since the channel impulse response estimation unit and the correlation calculation unit are repeatedly operated until the convergence determination unit determines convergence, the channel estimation accuracy can be greatly improved.

本発明の第1の実施形態に係る無線通信システムの概要を示す図である。It is a figure which shows the outline | summary of the radio | wireless communications system which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係る送信装置の構成を示す概略ブロック図である。It is a schematic block diagram which shows the structure of the transmitter which concerns on the 1st Embodiment of this invention. マッピング部がマッピングを行う一例を示す図である。It is a figure which shows an example in which a mapping part maps. マッピング部がマッピングを行う他の一例を示す図である。It is a figure which shows another example which a mapping part maps. 本発明の第1の実施形態に係る受信装置の構成を示す概略ブロック図である。It is a schematic block diagram which shows the structure of the receiver which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係る伝搬路推定部の構成を示す概略ブロック図である。It is a schematic block diagram which shows the structure of the propagation path estimation part which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係る受信装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the receiver which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る受信装置の構成を示す概略ブロック図である。It is a schematic block diagram which shows the structure of the receiver which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る伝搬路推定部の構成を示す概略ブロック図である。It is a schematic block diagram which shows the structure of the propagation path estimation part which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る受信装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the receiver which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態に係る受信装置の構成を示す概略ブロック図である。It is a schematic block diagram which shows the structure of the receiver which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態に係る伝搬路推定部の構成を示す概略ブロック図である。It is a schematic block diagram which shows the structure of the propagation path estimation part which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態に係る受信装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the receiver which concerns on the 3rd Embodiment of this invention.

以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態に係る無線通信システムの概要を示す図である。
無線通信システムは、送信装置a1および受信装置b1を備える。送信装置a1は、例えば、移動通信システムの基地局(「基地局装置」と言うことがある。)であり、受信装置b1は、当該システムの端末(「端末装置」、「移動局」または「移動局装置」と言うことがある。)である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing an overview of a wireless communication system according to the first embodiment of the present invention.
The wireless communication system includes a transmission device a1 and a reception device b1. The transmission device a1 is, for example, a base station (sometimes referred to as a “base station device”) of a mobile communication system, and the reception device b1 is a terminal (“terminal device”, “mobile station”, or “ Mobile station apparatus ”).

送信装置a1は送信アンテナa1−1を備え、受信装置b1は受信アンテナb1−1を備える。なお、送信装置a1および受信装置b1は複数のアンテナを備えていてもよく、例えば、無線通信システムがMIMO(Multiple Input Multiple Output)通信を行っても良い。   The transmission device a1 includes a transmission antenna a1-1, and the reception device b1 includes a reception antenna b1-1. The transmission device a1 and the reception device b1 may include a plurality of antennas. For example, the wireless communication system may perform MIMO (Multiple Input Multiple Output) communication.

図2は、送信装置a1の構成を示す概略ブロック図である。この図において、送信装置a1は、パイロット生成部a101、符号部a102、変調部a103、マッピング部a104、IFFT部a105、GI挿入部a106、及び送信部a107を含んで構成される。また、図2には送信アンテナa1−1を併せて示す。送信アンテナa1−1はOFDM信号を送信する。   FIG. 2 is a schematic block diagram illustrating a configuration of the transmission device a1. In this figure, the transmission device a1 includes a pilot generation unit a101, a coding unit a102, a modulation unit a103, a mapping unit a104, an IFFT unit a105, a GI insertion unit a106, and a transmission unit a107. FIG. 2 also shows the transmission antenna a1-1. The transmission antenna a1-1 transmits an OFDM signal.

パイロット生成部a101は、受信装置がその波形(あるいは、その信号系列)の振幅値を予め記憶するパイロットシンボルを生成し、マッピング部a104に出力する。受信装置b1では、パイロットシンボルを参照信号として伝搬路推定を行う。   The pilot generation unit a101 generates a pilot symbol in which the reception apparatus stores in advance the amplitude value of the waveform (or the signal sequence), and outputs the pilot symbol to the mapping unit a104. The receiving apparatus b1 performs propagation path estimation using the pilot symbol as a reference signal.

符号部a102は、受信装置b1に送信する情報ビットに対して畳込み符号、ターボ符号、LDPC(Low Density Parity Check:低密度パリティ検査)符号などの誤り訂正符号を用いて符号化し、符号化ビットを生成する。符号部a102は、生成した符号化ビットを変調部a103に出力する。   The encoding unit a102 encodes information bits to be transmitted to the reception device b1 using an error correction code such as a convolutional code, a turbo code, and an LDPC (Low Density Parity Check) code, Is generated. The encoding unit a102 outputs the generated encoded bits to the modulating unit a103.

変調部a103は、符号部a102から入力された符号化ビットを、PSK(Phase Shift Keying:位相変調)やQAM(Quadrature amplitude modulation:直交振幅変調)などの変調方式を用いて変調し、変調シンボルを生成する。変調部a103は、生成した変調シンボルをマッピング部a104に出力する。   The modulation unit a103 modulates the coded bits input from the coding unit a102 using a modulation scheme such as PSK (Phase Shift Keying) or QAM (Quadrature amplitude modulation), and modulates the modulation symbol. Generate. Modulation section a103 outputs the generated modulation symbol to mapping section a104.

マッピング部a104は、パイロット生成部a101から入力されたパイロットシンボル、及び変調部a103から入力された変調シンボルを、予め定められたマッピング情報に基づいてリソース(時間−周波数帯域)にマッピングして周波数領域の信号を生成し、生成した周波数領域の信号をIFFT部a105に出力する。なお、リソースとは、送信装置a1が送信するフレームにおいて1つのサブキャリアと1つの後述するFFT区間から成る、変調シンボルを配置する単位である。また、マッピング情報は、送信装置a1が決定し、送信装置a1から受信装置b1へ予め通知される。   The mapping unit a104 maps the pilot symbol input from the pilot generation unit a101 and the modulation symbol input from the modulation unit a103 to a resource (time-frequency band) based on predetermined mapping information, and performs frequency domain And the generated frequency domain signal is output to the IFFT unit a105. Note that a resource is a unit in which a modulation symbol is arranged, which is composed of one subcarrier and one later-described FFT interval in a frame transmitted by the transmission apparatus a1. Also, the mapping information is determined by the transmission device a1, and is notified in advance from the transmission device a1 to the reception device b1.

IFFT部a105は、マッピング部a104から入力された周波数領域の信号を周波数−時間変換し、時間領域の信号を生成する。ここで、IFFTを行う単位の時間区間をFFT区間という。IFFT部a105は、生成した時間領域の信号をGI挿入部a106に出力する。   The IFFT unit a105 performs frequency-time conversion on the frequency domain signal input from the mapping unit a104, and generates a time domain signal. Here, a time interval of a unit for performing IFFT is referred to as an FFT interval. The IFFT unit a105 outputs the generated time domain signal to the GI insertion unit a106.

GI挿入部a106は、IFFT部a105から入力された時間領域の信号に対して、FFT区間の信号毎にガードインターバル(Guard Interval:GI)を付加する。ここで、ガードインターバルとは、FFT区間の信号の後方の一部を複製したものであるサイクリックプレフィックス(Cyclic Prefix:CP)やゼロ区間が続くゼロパディング、Golay符号等を用いた既知信号等であり、GI挿入部a106は、このような信号をこのFFT区間の信号の前方に付加する。   The GI insertion unit a106 adds a guard interval (GI) for each signal in the FFT interval to the time domain signal input from the IFFT unit a105. Here, the guard interval is a known signal using a cyclic prefix (CP), which is a part of the rear of the signal in the FFT interval, zero padding in which the zero interval continues, a Golay code, or the like. Yes, the GI insertion unit a106 adds such a signal to the front of the signal in the FFT interval.

なお、FFT区間と、GI挿入部a106がその時間区間の信号に付加したガードインターバルの時間区間(GI区間という)と、を併せてOFDMシンボル区間という。また、OFDMシンボル区間の信号をOFDMシンボルという。GI挿入部a106は、ガードインターバルを付加した信号を送信部a107に出力する。   The FFT interval and the time interval (referred to as GI interval) of the guard interval added to the signal in the time interval by the GI insertion unit a106 are collectively referred to as an OFDM symbol interval. A signal in the OFDM symbol section is called an OFDM symbol. The GI insertion unit a106 outputs a signal with the guard interval added to the transmission unit a107.

なお、ガードインターバルをFFT区間の後方に挿入してもよい。例えば、サイクリックプレフィックスを用いる場合、FFT区間の前方の一部の複製をFFT区間の信号の後方に付加する。また、サイクリックプレフィックスの場合は、OFDMシンボル区間で周期性が保たれるようにすればよく、前記の限りではない。   A guard interval may be inserted behind the FFT interval. For example, when a cyclic prefix is used, a part of the replica in front of the FFT interval is added behind the signal in the FFT interval. In the case of a cyclic prefix, the periodicity may be maintained in the OFDM symbol period, and is not limited to the above.

送信部a107は、GI挿入部a106から入力された信号をデジタル・アナログ変換し、変換したアナログ信号を波形整形する。送信部a107は、波形整形した信号をベースバンド帯から無線周波数帯にアップコンバートし、送信アンテナa1−1から受信装置b1へ送信する。   The transmission unit a107 performs digital / analog conversion on the signal input from the GI insertion unit a106, and shapes the waveform of the converted analog signal. The transmission unit a107 upconverts the waveform-shaped signal from the baseband to the radio frequency band, and transmits the signal from the transmission antenna a1-1 to the reception device b1.

図3は、マッピング部a104がマッピングを行う一例であり、LTEにおけるパイロット配置の一例を示している。また、図4は、マッピング部a104がマッピングを行う一例であり、日本の地上デジタルテレビ放送における配置例である。   FIG. 3 is an example in which the mapping unit a104 performs mapping, and shows an example of pilot arrangement in LTE. FIG. 4 is an example in which the mapping unit a104 performs mapping, and is an arrangement example in Japanese terrestrial digital television broadcasting.

図5は、本実施形態に係る受信装置b1の構成を示す概略ブロック図である。この図において、受信装置b1は、受信部b101、GI除去部b102、FFT部b103、デマッピング部b104、伝搬路推定部b105、復調部b106、復号部b107を含んで構成される。また、図5には受信アンテナb1−1を併せて示す。   FIG. 5 is a schematic block diagram illustrating a configuration of the receiving device b1 according to the present embodiment. In this figure, the receiving device b1 includes a receiving unit b101, a GI removing unit b102, an FFT unit b103, a demapping unit b104, a propagation path estimating unit b105, a demodulating unit b106, and a decoding unit b107. FIG. 5 also shows the receiving antenna b1-1.

受信部b101は、送信装置a1が送信した送信信号を、受信アンテナb1−1を介して受信する。受信部b101は、受信した信号に対して、周波数変換及びアナログ−デジタル変換を行う。   The reception unit b101 receives the transmission signal transmitted by the transmission device a1 via the reception antenna b1-1. The receiving unit b101 performs frequency conversion and analog-digital conversion on the received signal.

GI除去部b102は、受信部b101から入力された受信信号から、ガードインターバルを除去し、FFT部b103へ出力する。   The GI removal unit b102 removes the guard interval from the reception signal input from the reception unit b101, and outputs the guard interval to the FFT unit b103.

FFT部b103は、GI除去部b102から入力された時間領域の信号に対して時間周波数変換を行い、変換した周波数領域の信号をデマッピング部b104へ出力する。   The FFT unit b103 performs time-frequency conversion on the time-domain signal input from the GI removal unit b102, and outputs the converted frequency-domain signal to the demapping unit b104.

デマッピング部b104は、送信装置a1から予め通知されたマッピング情報に基づいてデマッピングし、分離されたパイロットシンボルが送信されたリソースエレメントの受信信号を伝搬路推定部b105に出力する。また、データが送信されたリソースエレメントの受信信号を復調部b106に出力する。   The demapping unit b104 performs demapping based on the mapping information notified in advance from the transmission device a1, and outputs the received signal of the resource element to which the separated pilot symbol is transmitted to the propagation path estimation unit b105. Further, the reception signal of the resource element to which the data is transmitted is output to the demodulation unit b106.

伝搬路推定部b105は、デマッピング部b104から入力されるパイロットシンボルが送信されたリソースエレメントの受信信号を用いて伝搬路推定を行い、復調用の周波数応答(Channel Frequency Response;CFR)である第2のCFR推定値を算出する。伝搬路推定部b105は、算出した第2のCFR推定値を復調部b106に出力する。この動作は、図6を用いて後述する。   The propagation channel estimation unit b105 performs propagation channel estimation using the received signal of the resource element to which the pilot symbol input from the demapping unit b104 is transmitted, and is a first frequency response (CFR) for demodulation. 2 CFR estimate is calculated. The propagation path estimation unit b105 outputs the calculated second CFR estimation value to the demodulation unit b106. This operation will be described later with reference to FIG.

復調部b106は、伝搬路推定部b105から入力される第2の周波数応答推定値を用いて、ZF(Zero Forcing)基準、MMSE(Minimum Mean Square Error)基準等のフィルタ係数を算出する。復調部b106は、算出したフィルタ係数を用いて、信号の振幅と位相の変動の補償(伝搬路補償という)を行う。   The demodulation unit b106 calculates filter coefficients such as a ZF (Zero Forcing) standard and an MMSE (Minimum Mean Square Error) standard using the second frequency response estimation value input from the propagation path estimation unit b105. The demodulator b106 compensates for variations in the amplitude and phase of the signal (referred to as propagation path compensation) using the calculated filter coefficient.

復調部b106は、復調処理の結果のビット対数尤度比(LLR;Log Likelihood Ratio)を復号部b107に出力する。   The demodulation unit b106 outputs a bit log likelihood ratio (LLR) as a result of the demodulation process to the decoding unit b107.

復号部b107は、復調部b106から入力される復調シンボルに対して、例えば、最尤復号法(MLD;Maximum Likelihood Decoding)、最大事後確率(MAP;Maximum A posteriori Probability)、log−MAP、Max−log−MAP、SOVA(Soft Output Viterbi Algorithm)等を用いて、復号処理を行う。   The decoding unit b107 performs, for example, maximum likelihood decoding (MLD), maximum a posteriori probability (MAP), log-MAP, Max- on the demodulated symbols input from the demodulation unit b106. Decoding processing is performed using log-MAP, SOVA (Soft Output Viterbi Algorithm), or the like.

図6は、伝搬路推定部b105の構成を示す概略ブロック図である。この図において、伝搬路推定部b105は、第1のCFR推定部b105−1、CIR(Channel Impulse Response;チャネルインパルス応答)推定部b105−2、収束判断部b105−3、相関算出部b105−4、及び第2のCFR推定部b105−5を含んで構成される。   FIG. 6 is a schematic block diagram illustrating a configuration of the propagation path estimation unit b105. In this figure, a propagation path estimation unit b105 includes a first CFR estimation unit b105-1, a CIR (Channel Impulse Response) estimation unit b105-2, a convergence determination unit b105-3, and a correlation calculation unit b105-4. And a second CFR estimator b105-5.

伝搬路推定部b105は、CIR推定値の算出と相関値の算出を繰り返す。
第1のCFR推定部b105−1は、デマッピング部b104から入力される、パイロットシンボルが送信されたリソースエレメントの受信信号を用いて、第1のCFR推定値を算出する。第1のCFR推定部b105−1は、第1のCFR推定値をCIR推定部b105−2に出力する。
The propagation path estimation unit b105 repeats the calculation of the CIR estimated value and the correlation value.
First CFR estimator b105-1 calculates a first CFR estimate using the received signal of the resource element to which the pilot symbol is transmitted, which is input from demapping unit b104. The first CFR estimator b105-1 outputs the first CFR estimated value to the CIR estimator b105-2.

CIR推定部b105−2は、第1のCFR推定部b105−1から入力される第1のCFR推定値と、相関算出部b105−4から入力されるパス間の相関値を用いてCIR推定値を算出する。ただし、初回の処理においては相関値が算出されていないため、例えば0にしておけばよい。これは後に動作原理と併せて詳細に説明する。CIR推定部b105−2は、算出したCIR推定値を収束判断部b105−3に出力する。   The CIR estimation unit b105-2 uses the first CFR estimation value input from the first CFR estimation unit b105-1 and the correlation value between the paths input from the correlation calculation unit b105-4, to provide a CIR estimation value. Is calculated. However, since the correlation value is not calculated in the first process, it may be set to 0, for example. This will be described in detail later together with the operating principle. The CIR estimation unit b105-2 outputs the calculated CIR estimation value to the convergence determination unit b105-3.

収束判断部b105−3は、CIR推定部b105−2から入力されるCIR推定値が収束しているかを判断する。具体的には、入力されたCIR推定値と、1つ前の繰り返しにおけるCIR推定値との差を考え、差の大きさが所定の閾値を下回った場合に収束したと判断するようにすればよい。また、CIR推定値を用いず、予め繰り返し回数を定め、この回数分の繰り返しを行った場合に収束したと判断するようにしてもよい。なお、この所定の閾値や、予め定める繰り返し回数は、受信装置b1の設計段階で固定してもよいし、受信装置b1のフェームウェアやソフトウェアをアップデートする際に更新する等をしてもよい。   The convergence determination unit b105-3 determines whether the CIR estimation value input from the CIR estimation unit b105-2 has converged. Specifically, if the difference between the input CIR estimated value and the CIR estimated value in the previous iteration is considered, and if the magnitude of the difference falls below a predetermined threshold, it is determined that the convergence has occurred. Good. Alternatively, the number of repetitions may be determined in advance without using the CIR estimated value, and it may be determined that the convergence has been achieved when the number of repetitions has been performed. The predetermined threshold value and the predetermined number of repetitions may be fixed at the design stage of the receiving device b1, or may be updated when updating the firmware or software of the receiving device b1.

収束判断部b105−3は、収束したと判断した場合はCIR推定値を第2のCFR推定部b105−5に出力し、そうではない場合はCIR推定値を相関算出部b105−4に出力する。   The convergence determination unit b105-3 outputs the CIR estimation value to the second CFR estimation unit b105-5 when determining that the convergence has occurred, and otherwise outputs the CIR estimation value to the correlation calculation unit b105-4. .

相関算出部b105−4は、収束判断部b105−3から入力されるCIR推定値を用いて、パス間の相関値を算出する。推定した相関値はCIR推定部b105−2に出力される。   The correlation calculation unit b105-4 calculates a correlation value between the paths using the CIR estimation value input from the convergence determination unit b105-3. The estimated correlation value is output to the CIR estimation unit b105-2.

第2のCFR推定部b105−5は、収束判断部b105−3から入力されるCIR推定値に時間周波数変換を施し、第2のCFR推定値に変換する。第2のCFR推定値は復調部b106に出力される。   The second CFR estimation unit b105-5 performs time-frequency conversion on the CIR estimation value input from the convergence determination unit b105-3, and converts it to a second CFR estimation value. The second CFR estimated value is output to demodulation section b106.

<動作原理について>
以下、受信装置b1の動作原理について、図5を参照しながら説明する。
<About the operating principle>
Hereinafter, the operating principle of the receiving device b1 will be described with reference to FIG.

受信部b101が受信し、GI除去部b102がGIを除去し、FFT部b103がFFTを行うことで得られる、第iシンボル第nサブキャリアの受信信号Ri,nは次式(1)で表される。 The received signal R i, n of the i-th symbol n-th subcarrier, which is obtained by receiving by the receiving unit b101, removing the GI by the GI removing unit b102, and performing the FFT by the FFT unit b103, is expressed by the following equation (1). expressed.

Figure 2013223177
Figure 2013223177

ここで、Si,nは第iシンボル第nサブキャリアの送信信号、Zi,nは第iシンボル第nサブキャリアの雑音である。また、Hは第nサブキャリアのCFRであり、次式(2)で表すことができる。 Here, S i, n is the transmission signal of the i-th symbol n-th subcarrier, and Z i, n is the noise of the i-th symbol n-th subcarrier. H n is the CFR of the n-th subcarrier and can be expressed by the following formula (2).

Figure 2013223177
Figure 2013223177

ここで、h(τ)は遅延時間τにおける複素振幅を表し、Δはサブキャリア間隔を表す。また、Tは最大遅延時間である。ただし、送信装置a1から受信装置b1への通信が行われる間、伝搬路が不変であると仮定している。 Here, h (tau) represents the complex amplitude of tau delay, delta f represents a sub-carrier interval. TD is the maximum delay time. However, it is assumed that the propagation path is unchanged during communication from the transmission device a1 to the reception device b1.

伝搬路推定部b105において、Hの推定値H''の算出が行われるが、これは後述する。ここでは、推定値が得られているものとして、受信装置b1の残りの機能を説明する。
復調部b106は、例えばMMSE基準のフィルタリングを用いた場合、復調シンボルS'i,nを次式(3)を用いて算出する。
In the propagation path estimation unit b105, although the estimate of H n H '' n calculated in is performed, which will be described later. Here, the remaining functions of the receiving device b1 will be described assuming that an estimated value is obtained.
For example, when the MMSE standard filtering is used, the demodulator b106 calculates the demodulated symbol S ′ i, n using the following equation (3).

Figure 2013223177
Figure 2013223177

ここで、YはYの複素共役であることを示す。また、式(3)においてσ はZi,nの電力の推定値である。σ は復号結果を用いて得られるSi,nのレプリカS''i,nを用いて、次式(4)のように算出することができる。

Figure 2013223177
Here, Y * indicates a complex conjugate of Y. In Equation (3), σ z 2 is an estimated value of the power of Z i, n . The sigma z 2 can be S i obtained by using the decoding result, n replicas S '' i, with n, is calculated as the following formula (4).
Figure 2013223177

ここで、NはFFTポイント数である。ただし、N個の周波数位置にうち、サブキャリアとして使用しているのが一部のみである場合は、適宜平均するサブキャリア数を調整する。この処理を、復号の終わっているOFDMシンボルで行えばよい。また、S''i,nとして、復号部b107の出力結果を用いて作成されるソフトレプリカを用いてもよいし、あるいはそれを硬判定したハードレプリカを用いてもよい。また、パイロットシンボルに該当する場合は、そのままパイロットシンボルを用いればよい。 Here, N is the number of FFT points. However, if only some of the N frequency positions are used as subcarriers, the number of subcarriers to be averaged is adjusted as appropriate. This processing may be performed on the OFDM symbol that has been decoded. Further, as S ″ i, n , a soft replica created using the output result of the decoding unit b107 may be used, or a hard replica obtained by hard decision thereof may be used. Further, in the case of corresponding to the pilot symbol, the pilot symbol may be used as it is.

復調部b106は、式(3)の復調シンボルS'i,nからビット対数尤度比を算出する。この算出処理には等価振幅利得が用いられる。具体的には、QPSKの場合、次式(5)で表わされる第nサブキャリアの等価振幅利得μに対して、ビット対数尤度比λは、次式(6)、(7)で表わされる。ここで、式(6)、(7)は、それぞれ、1ビット目のビットbi,n,0、2ビット目のビットbi,n,1のビット対数尤度比λ(bi,n,0)、λ(bi,n,1)である。 The demodulator b106 calculates a bit log likelihood ratio from the demodulated symbol S ′ i, n in Expression (3). An equivalent amplitude gain is used for this calculation process. Specifically, in the case of QPSK, the bit log likelihood ratio λ is expressed by the following equations (6) and (7) with respect to the equivalent amplitude gain μ n of the n-th subcarrier expressed by the following equation (5). It is. Here, the equations (6) and (7) are respectively expressed by bit log likelihood ratios λ (b i, n ) of the first bit bits b i, n, 0 and the second bit bits b i, n, 1. , 0 ), λ (b i, n, 1 ).

Figure 2013223177
Figure 2013223177

次に図6を参照しながら、伝搬路推定の動作を説明する。
第1のCFR推定部b105−1は、式(1)に基づいて第1のCFR推定値H'を算出する。具体的には、次式(8)のように推定する。
Next, the operation of channel estimation will be described with reference to FIG.
The first CFR estimator b105-1 calculates a first CFR estimated value H ′ n based on the equation (1). Specifically, it is estimated as the following equation (8).

Figure 2013223177
Figure 2013223177

これを行うためには、第nサブキャリアの信号Si,nが既知である必要があるが、パイロットシンボル等を用いればよい。また、図3のように同一パイロットサブキャリアに2つのパイロットシンボルが挿入されているような場合、各OFDMシンボルで推定したCFR推定値を平均化してから用いるようにしてもよい。 In order to do this, the signal S i, n of the nth subcarrier needs to be known, but a pilot symbol or the like may be used. In addition, when two pilot symbols are inserted in the same pilot subcarrier as shown in FIG. 3, the CFR estimation values estimated for each OFDM symbol may be averaged before use.

次に、CIR推定部b105−2において、H'からCIRを推定する方法について説明する。まず、h(τ)が、τ=dΔでサンプリングできると仮定する。ただし、Δ=1/(NΔ)である。このとき、サンプリングされた第dパスの複素振幅hは次式(9)で表される。 Next, a method for estimating CIR from H ′ n in CIR estimation section b 105-2 will be described. First, it is assumed that h (tau) is be sampled at τ = dΔ t. However, Δ t = 1 / (NΔ f ). In this case, the complex amplitude h d of the d path sampled is expressed by the following equation (9).

Figure 2013223177
Figure 2013223177

また、このとき、式(2)は次式(10)のように書きなおされる。

Figure 2013223177
At this time, the expression (2) is rewritten as the following expression (10).
Figure 2013223177

ここで、D=T/Δであり、Dはサンプリングされた最大遅延時間を表す。 Here, D = T D / Δt , where D represents the maximum sampled delay time.

次に、n、n、・・・、nをパイロットサブキャリアとし、周波数応答推定ベクトルHを次式(11)のように定義する。 Then, n 1, n 2, · · ·, a n P a pilot subcarrier, are defined as the following equation (11) a frequency response estimate vector H P.

Figure 2013223177
Figure 2013223177

ただし、太字はベクトル又は行列を表わし、YはYの転置を表わす。なお、例えば図3を考えると、nは一番低いサブキャリア、nはそれより3つ先のサブキャリア、nはさらに3つ先のサブキャリア、・・・、ということになる。このとき、MMSEによるCIR推定ベクトルhMMSEは、次式(12)〜(14)のようになる。 However, bold represents a vector or matrix, and Y T represents the transpose of Y. For example, considering FIG. 3, n 1 is the lowest subcarrier, n 2 is three subcarriers ahead, n 3 is three further subcarriers, and so on. At this time, the CIR estimation vector h MMSE by MMSE is expressed by the following equations (12) to (14).

Figure 2013223177
Figure 2013223177

ただし、FはP×Lのフーリエ変換行列、CはL×Lの相関行列、μはCIRの平均ベクトルσ' はH'に乗っている雑音電力である。また、Lは受信装置b1が想定する最大遅延時間であり、L≧Dとなるように大きい値を設定しておく。この値は受信装置b1の設計段階で固定してもよいし、受信装置b1のファームウェアやソフトウェアをアップデートする際に更新する等でもよい。また、E[x]はxのアンサンブル平均を表す。 Where F is a P × L Fourier transform matrix, Ch is an L × L correlation matrix, μ is a CIR average vector σ ′ z 2 is noise power on H ′ n . L is the maximum delay time assumed by the receiving apparatus b1, and is set to a large value so that L ≧ D. This value may be fixed at the design stage of the receiving device b1, or may be updated when the firmware or software of the receiving device b1 is updated. E [x] represents an ensemble average of x.

例えば、特許文献1は、Cの非対角要素を0として扱っているが、実際の伝搬路が式(2)で表されるところを、式(10)のようにモデル化しているため、0としない方が伝搬路推定精度を向上させることができる。 For example, Patent Document 1, although the non-diagonal elements of C h is treated as 0, the place where actual channel is represented by formula (2), since the model by the equation (10) If not set to 0, propagation path estimation accuracy can be improved.

ただし、初回の処理では平均と相関値が不明のため、μとCを次式(15)、(16)のようにして式(12)の計算を行う。 However, since the average correlation value in the process for the first time it is not known, following equation μ and C h (15), the calculation of Equation (12) as (16).

Figure 2013223177
Figure 2013223177

ただし、αはハイパーパラメータであり、0.5や0.25等の小さい値を設定しておけばよい。この値は受信装置b1の設計段階で固定してもよいし、受信装置b1のファームウェアやソフトウェアをアップデートする際に更新する等でもよい。   However, α is a hyper parameter, and a small value such as 0.5 or 0.25 may be set. This value may be fixed at the design stage of the receiving device b1, or may be updated when the firmware or software of the receiving device b1 is updated.

次に、相関算出部b105−4は、式(12)のCIR推定値を用いて、次式(17)、(18)のようにμとCを算出する。 Then, the correlation calculating unit b105-4 uses the CIR estimate of equation (12), the following equation (17), calculates the to μ and C h as (18).

Figure 2013223177
Figure 2013223177

ただし、βはハイパーパラメータであり、1や2などの0より大きい値に設定すればよい。また、νはハイパーパラメータであり、0や1などの0以上の小さい値に設定すればよい。βとνは、受信装置b1の設計段階で固定してもよいし、受信装置b1のファームウェアやソフトウェアをアップデートする際に更新する等でもよい。   However, β is a hyper parameter and may be set to a value larger than 0 such as 1 or 2. Further, ν is a hyper parameter, and may be set to a small value of 0 or more such as 0 or 1. β and ν may be fixed at the design stage of the receiving device b1, or may be updated when the firmware or software of the receiving device b1 is updated.

CIR推定部b105−2は、式(17)、(18)で得られる平均と相関行列を用いて次の繰り返し処理におけるCIR推定値を算出する。   The CIR estimation unit b105-2 calculates a CIR estimation value in the next iterative process using the average and correlation matrix obtained by the equations (17) and (18).

なお、平均を計算しなくてもよい。これはβを無限に大きくした場合に相当し、この場合は式(12)からμの項が消え、式(18)のβ/(β+1)の項は1に変更される。   It is not necessary to calculate the average. This corresponds to a case where β is increased infinitely. In this case, the term of μ disappears from the equation (12), and the term of β / (β + 1) in the equation (18) is changed to 1.

第2のCFR推定部b105−5は、次式(19)、(20)のように第2のCFR推定値を算出する。   The second CFR estimator b105-5 calculates a second CFR estimated value as in the following equations (19) and (20).

Figure 2013223177
Figure 2013223177

<受信装置b1の動作について>
図7は、本実施形態に係る受信装置の動作を示すフローチャートである。なお、この図が示す動作は、図5の受信部b101が受信信号をGI除去部b102に出力した後の処理である。
<Operation of Receiving Device b1>
FIG. 7 is a flowchart showing the operation of the receiving apparatus according to this embodiment. The operation shown in this figure is processing after the receiving unit b101 in FIG. 5 outputs the received signal to the GI removing unit b102.

(ステップS101)GI除去部b102は、受信信号からガードインターバルを除去する。その後、ステップS102へ進む。   (Step S101) The GI removal unit b102 removes the guard interval from the received signal. Then, it progresses to step S102.

(ステップS102)FFT部b103は、ステップS101で得られる信号に対して時間周波数変換を行う。デマッピング部b104は、得られた周波数領域の信号から、データとパイロットを分離する。パイロットサブキャリアの受信信号を伝搬路推定部b105の第1のCFR推定部b105−1に出力した後、ステップS103へ進む。   (Step S102) The FFT unit b103 performs time-frequency conversion on the signal obtained in step S101. The demapping unit b104 separates data and pilot from the obtained frequency domain signal. After the reception signal of the pilot subcarrier is output to the first CFR estimation unit b105-1 of the propagation path estimation unit b105, the process proceeds to step S103.

(ステップS103)第1のCFR推定部b105−1は、ステップS102で得られるパイロットサブキャリアの受信信号を用いて第1のCFR推定値を算出する。その後、ステップS104へ進む。   (Step S103) The first CFR estimator b 105-1 calculates a first CFR estimated value using the received signal of the pilot subcarrier obtained in step S102. Thereafter, the process proceeds to step S104.

(ステップS104)CIR推定部b105−2は、ステップS103で得られる第1のCFR推定値と、ステップS106で得られる相関値を用いてCIR推定値を算出する。その後、ステップS105へ進む。   (Step S104) The CIR estimation unit b 105-2 calculates a CIR estimated value using the first CFR estimated value obtained in step S103 and the correlation value obtained in step S106. Thereafter, the process proceeds to step S105.

(ステップS105)収束判断部b105−3は、ステップS104で得られるCIR推定値から、収束したか否かを判断する。収束していないと判断した場合、ステップS106へ進む。そうではない場合は、ステップS107へ進む。   (Step S105) The convergence determination unit b105-3 determines whether or not the convergence is made from the CIR estimated value obtained in Step S104. If it is determined that it has not converged, the process proceeds to step S106. If not, the process proceeds to step S107.

(ステップS106)相関算出部b105−4は、ステップS104で得られるCIR推定値を用いて各パスの電力および各パス間の相関を算出する。その後、ステップS104へ戻る。   (Step S106) The correlation calculation unit b105-4 calculates the power of each path and the correlation between the paths using the CIR estimation value obtained in Step S104. Thereafter, the process returns to step S104.

(ステップS107)第2のCFR推定部b105−5は、ステップS104で得られるCIR推定値に時間周波数変換を行い、第2のCFR推定値に変換する。その後、ステップS108へ進む。   (Step S107) The second CFR estimator b105-5 performs time-frequency conversion on the CIR estimated value obtained in Step S104 and converts it to a second CFR estimated value. Thereafter, the process proceeds to step S108.

(ステップS108)復調部b106は、ステップS107で得られる第2のCFR推定値を用いて復調処理を行う。その後、ステップS109へ進む。   (Step S108) The demodulation unit b106 performs a demodulation process using the second CFR estimated value obtained in Step S107. Thereafter, the process proceeds to step S109.

(ステップS109)復号部b107は、ステップS108で得られる復調結果を用いて復号を行う。その後、受信装置b1は動作を終了する。   (Step S109) The decoding unit b107 performs decoding using the demodulation result obtained in step S108. Thereafter, the receiving device b1 ends the operation.

このように、本実施形態によれば、伝搬路推定部b105は、CIR推定と相関算出を繰り返すことで伝搬路推定精度を大幅に向上させることができる。   Thus, according to this embodiment, the propagation path estimation part b105 can improve a propagation path estimation precision significantly by repeating CIR estimation and correlation calculation.

なお、上記第1の実施形態において、OFDMシンボル毎にパイロットシンボルを用いて周波数応答を推定する場合について説明したが、近傍のOFDMシンボルのパイロットシンボルを用いて補間してもよい。例えば、図3の最初のOFDMシンボルにおいては、パイロットサブキャリアは最も周波数の低いサブキャリアから6個おきであるが、パイロットサブキャリアでない場所についても時刻の異なるOFDMシンボルのパイロットシンボルを用いて推定してもよい。また、パイロットシンボルのあるサブキャリアに関しても、異なる時刻のパイロットシンボルを用いることで、雑音・干渉を低減するようにしてもよい。   In the first embodiment, the case where the frequency response is estimated using a pilot symbol for each OFDM symbol has been described. However, interpolation may be performed using pilot symbols of neighboring OFDM symbols. For example, in the first OFDM symbol of FIG. 3, the pilot subcarriers are every six from the subcarrier with the lowest frequency, but the locations other than the pilot subcarriers are estimated using the pilot symbols of the OFDM symbols having different times. May be. Also, with respect to subcarriers with pilot symbols, noise and interference may be reduced by using pilot symbols at different times.

なお、上記第1の実施形態において、周波数応答の推定に用いる参照信号として、パイロットシンボルを用いて行う場合について説明したが、判定したデータを用いて推定してもよい。具体的には、復調部b106又は復号部b107の出力を第1のCFR推定部b105−1にフィードバックすること等で実現できる。   In the first embodiment, a case has been described in which pilot symbols are used as reference signals used for frequency response estimation. However, estimation may be performed using determined data. Specifically, it can be realized by feeding back the output of the demodulator b106 or the decoder b107 to the first CFR estimator b105-1.

なお、上記第1の実施形態において、通信システムはOFDMのようなマルチキャリア信号の通信を行う場合について説明したが、本発明はこれに限らず、FFTを用いてシングルキャリア信号の通信を行う場合にも、適用することができる。   In the first embodiment, the communication system performs communication of multicarrier signals such as OFDM. However, the present invention is not limited to this, and communication of single carrier signals using FFT is performed. Can also be applied.

(第2の実施形態)
以下、図面を参照しながら本発明の第2の実施形態について詳しく説明する。第1の実施形態では、受信装置b1が、CIR推定値の算出と相関算出を繰り返し、CIR推定値の精度を向上させていく。本実施形態では、CIR推定値の算出と相関算出を行うパスを制限し、計算量を削減する方法について説明する。
本実施形態に係る送信装置は、第1の実施形態に係る送信装置a1(図2)と構成が同じであるため、説明を省略する。
(Second Embodiment)
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the first embodiment, the receiving device b1 repeats the calculation of the CIR estimation value and the correlation calculation to improve the accuracy of the CIR estimation value. In the present embodiment, a method for reducing the amount of calculation by limiting the paths for calculating the CIR estimated value and calculating the correlation will be described.
The transmission apparatus according to the present embodiment has the same configuration as the transmission apparatus a1 (FIG. 2) according to the first embodiment, and thus description thereof is omitted.

図8は、本発明の第2の実施形態に係る受信装置b2の構成を示す概略ブロック図である。本実施形態に係る受信装置b2(図8)と第1の実施形態に係る受信装置b1(図5)とを比較すると、伝搬路推定部b205が異なる。しかし、その他の構成要素(受信部b101、GI除去部b102、FFT部b103、デマッピング部b104、復調部b106、復号部b107)が持つ機能は第1の実施形態と同じである。第1の実施形態と同じ機能の説明は省略する。   FIG. 8 is a schematic block diagram showing the configuration of the receiving device b2 according to the second embodiment of the present invention. When the receiving apparatus b2 (FIG. 8) according to the present embodiment is compared with the receiving apparatus b1 (FIG. 5) according to the first embodiment, the propagation path estimation unit b205 is different. However, the functions of other components (receiving unit b101, GI removing unit b102, FFT unit b103, demapping unit b104, demodulating unit b106, decoding unit b107) are the same as those in the first embodiment. A description of the same functions as those in the first embodiment is omitted.

図9は、伝搬路推定部b205の構成を示す概略ブロック図である。伝搬路推定部b205(図9)と伝搬路推定部b105(図6)とを比較すると、CIR推定部b205−2と相関算出部b205−4が異なり、パス抽出部b205−6を新たに備える。しかし、その他の構成要素(第1のCFR推定部b105−1、収束判断部b105−3、第2のCFR推定部b105−5)が持つ機能は伝搬路推定部b105と同じである。第1の実施形態と同じ機能の説明は省略する。   FIG. 9 is a schematic block diagram showing the configuration of the propagation path estimation unit b205. Comparing the propagation path estimation unit b205 (FIG. 9) and the propagation path estimation unit b105 (FIG. 6), the CIR estimation unit b205-2 and the correlation calculation unit b205-4 are different, and a path extraction unit b205-6 is newly provided. . However, the functions of other components (first CFR estimation unit b105-1, convergence determination unit b105-3, and second CFR estimation unit b105-5) are the same as those of the propagation path estimation unit b105. A description of the same functions as those in the first embodiment is omitted.

第2の実施形態では、第1のCFR推定部b105−1から出力される第1のCFR推定値がパス抽出部b205−6にも入力される。   In the second embodiment, the first CFR estimation value output from the first CFR estimation unit b105-1 is also input to the path extraction unit b205-6.

パス抽出部b205−6は、第1のCFR推定部b105−1から入力される第1のCFR推定値を用いて、パス抽出を行う。具体的には、例えば、第1のCFR推定値に周波数時間変換を行って得られる仮CIR推定値のうち、遅延時間0のパスから遅延時間Lのパスまでの中から、電力の高い順に所定の個数のパスを抽出する。この個数をNとすると、Nは例えばGI長の半分のポイント数等にすればよい。また、Nは受信装置b2の設計段階で固定にしてもよいし、受信装置b2のファームウェアやソフトウェアをアップデートする際に更新するなどしてもよい。 The path extraction unit b205-6 performs path extraction using the first CFR estimation value input from the first CFR estimation unit b105-1. Specifically, for example, among temporary CIR estimated values obtained by performing frequency-time conversion on the first CFR estimated value, a predetermined time is determined in descending order of power from the delay time 0 path to the delay time L path. Extract the number of paths. If this number is N s , N s may be, for example, the number of points that is half the GI length. N s may be fixed at the design stage of the receiving device b2, or may be updated when firmware or software of the receiving device b2 is updated.

パス抽出部b205−6は、抽出したパスの番号k、k、・・・、kNsをCIR推定部b205−2へ出力する。
CIR推定部b205−2は、第1のCFR推定部b105−1から入力される第1のCFR推定値と、パス抽出部b205−6から入力されるパス情報を用いてCIR推定値を算出する。具体的には、式(13)で表されるフーリエ変換行列を次式(21)のように修正する。
The path extraction unit b205-6 outputs the extracted path numbers k 1 , k 2 ,..., K Ns to the CIR estimation unit b 205-2.
The CIR estimation unit b205-2 calculates a CIR estimation value using the first CFR estimation value input from the first CFR estimation unit b105-1 and the path information input from the path extraction unit b205-6. . Specifically, the Fourier transform matrix represented by the equation (13) is corrected as the following equation (21).

Figure 2013223177
Figure 2013223177

ただし、Φは抽出したパス番号を表す記号である。これを用いることで、式(13)のCIR推定ベクトルを算出する。その際、μとCはサイズNのベクトルとN×Nの行列に修正される。 Here, Φ is a symbol representing the extracted pass number. By using this, the CIR estimation vector of Expression (13) is calculated. At that time, mu and C h are fixed in a matrix of vectors and N s × N s size N s.

相関算出部b205−4は、μとCの計算を行う。μの更新式は式(17)をそのまま用い、Cの更新式は式(18)を、式中のIL+1をINsに変更した上で用いる。
また、第2のCFR推定部b105−5で第2のCFR推定値算出をする際には、式(20)で表されているフーリエ変換行列を次式(22)に変更する。
Correlation calculating unit b205-4 performs calculation of μ and C h. Equation (17) is used as it is for the μ update equation, and Equation (18) is used as the Ch update equation after changing I L + 1 in the equation to I Ns .
In addition, when the second CFR estimation value is calculated by the second CFR estimation unit b105-5, the Fourier transform matrix expressed by the equation (20) is changed to the following equation (22).

Figure 2013223177
Figure 2013223177

<受信装置b2の動作について>
図10は、本実施形態に係る受信装置の動作を示すフローチャートである。なお、この図が示す動作は、図8の受信部b101が受信信号をGI除去部b102に出力した後の処理である。
<Operation of Receiving Device b2>
FIG. 10 is a flowchart showing the operation of the receiving apparatus according to this embodiment. The operation shown in this figure is processing after the reception unit b101 in FIG. 8 outputs the reception signal to the GI removal unit b102.

(ステップS201)GI除去部b102は、受信信号からガードインターバルを除去する。その後、ステップS202へ進む。   (Step S201) The GI removal unit b102 removes the guard interval from the received signal. Thereafter, the process proceeds to step S202.

(ステップS202)FFT部b103は、ステップS201で得られる信号に対して時間周波数変換を行う。デマッピング部b104は、得られた周波数領域の信号から、データとパイロットを分離する。パイロットサブキャリアの受信信号を伝搬路推定部b205の第1のCFR推定部b105−1に出力した後、ステップS203へ進む。   (Step S202) The FFT unit b103 performs time-frequency conversion on the signal obtained in step S201. The demapping unit b104 separates data and pilot from the obtained frequency domain signal. After the received signal of the pilot subcarrier is output to the first CFR estimator b105-1 of the propagation path estimator b205, the process proceeds to step S203.

(ステップS203)第1のCFR推定部b105−1は、ステップS202で得られるパイロットサブキャリアの受信信号を用いて第1のCFR推定値を算出する。その後、ステップS204へ進む。   (Step S203) The first CFR estimator b105-1 calculates a first CFR estimated value using the received signal of the pilot subcarrier obtained in step S202. Thereafter, the process proceeds to step S204.

(ステップS204)パス抽出部b205−6は、ステップS203で得られる第1のCFR推定値を用いてパス抽出を行い、パス情報を作成する。その後、ステップS205へ進む。   (Step S204) The path extraction unit b205-6 performs path extraction using the first CFR estimation value obtained in step S203, and creates path information. Thereafter, the process proceeds to step S205.

(ステップS205)CIR推定部b205−2は、ステップS203で得られる第1のCFR推定値と、ステップS204で得られるパス情報と、ステップS207で得られる相関値を用いてCIR推定値を算出する。その後、ステップS206へ進む。   (Step S205) The CIR estimation unit b 205-2 calculates a CIR estimation value using the first CFR estimation value obtained in step S203, the path information obtained in step S204, and the correlation value obtained in step S207. . Thereafter, the process proceeds to step S206.

(ステップS206)収束判断部b105−3は、ステップS205で得られるCIR推定値から、収束したか否かを判断する。収束していないと判断した場合、ステップS207へ進む。そうではない場合は、ステップS208へ進む。   (Step S206) The convergence determining unit b105-3 determines whether or not the convergence is made from the CIR estimated value obtained in Step S205. If it is determined that it has not converged, the process proceeds to step S207. If not, the process proceeds to step S208.

(ステップS207)相関算出部b205−4は、ステップS204で得られるパス情報と、ステップS205で得られるCIR推定値を用いて各パスの電力および各パス間の相関を算出する。その後、ステップS205へ戻る。   (Step S207) The correlation calculation unit b205-4 calculates the power of each path and the correlation between the paths by using the path information obtained in Step S204 and the CIR estimation value obtained in Step S205. Thereafter, the process returns to step S205.

(ステップS208)第2のCFR推定部b105−5は、ステップS205で得られるCIR推定値に時間周波数変換を行い、第2のCFR推定値に変換する。その後、ステップS209へ進む。   (Step S208) The second CFR estimator b105-5 performs time-frequency conversion on the CIR estimated value obtained in Step S205, and converts it into a second CFR estimated value. Thereafter, the process proceeds to step S209.

(ステップS209)復調部b106は、ステップS208で得られる第2のCFR推定値を用いて復調処理を行う。その後、ステップS210へ進む。   (Step S209) The demodulation unit b106 performs a demodulation process using the second CFR estimation value obtained in Step S208. Thereafter, the process proceeds to step S210.

(ステップS210)復号部b107は、ステップS209で得られる復調結果を用いて復号を行う。その後、受信装置b2は動作を終了する。   (Step S210) The decoding unit b107 performs decoding using the demodulation result obtained in step S209. Thereafter, the receiving device b2 ends the operation.

このように、本実施形態によれば、パス抽出部b205−6がパス抽出を行い、CIR推定と相関算出を行うパス数を削減するため、計算量を大幅に削減することができる。   Thus, according to the present embodiment, the path extraction unit b205-6 performs path extraction and reduces the number of paths for performing CIR estimation and correlation calculation, so that the amount of calculation can be greatly reduced.

(第3の実施形態)
以下、図面を参照しながら本発明の第3の実施形態について詳しく説明する。第2の実施形態では、計算量を削減するために、推定を行うパス数を削減する。本実施形態では、計算量削減ではなく、推定精度を向上させるために、推定パスを重要な順に選びながら伝搬路推定を行う方法について説明する。
(Third embodiment)
Hereinafter, the third embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the second embodiment, in order to reduce the calculation amount, the number of paths to be estimated is reduced. In the present embodiment, a method for performing propagation path estimation while selecting estimation paths in order of importance in order to improve estimation accuracy, not reduction in calculation amount, will be described.

本実施形態に係る送信装置は、第1の実施形態に係る送信装置a1(図2)と構成が同じのため、説明を省略する。   Since the transmission apparatus according to the present embodiment has the same configuration as the transmission apparatus a1 (FIG. 2) according to the first embodiment, a description thereof will be omitted.

図11は、本発明の第3の実施形態に係る受信装置b3の構成を示す概略ブロック図である。本実施形態に係る受信装置b3(図11)と第1の実施形態に係る受信装置b1(図5)とを比較すると、伝搬路推定部b305が異なる。しかし、その他の構成要素(受信部b101、GI除去部b102、FFT部b103、デマッピング部b104、復調部b106、復号部b107)が持つ機能は第1の実施形態と同じである。第1の実施形態と同じ機能の説明は省略する。   FIG. 11 is a schematic block diagram illustrating a configuration of a reception device b3 according to the third embodiment of the present invention. When the receiving apparatus b3 (FIG. 11) according to the present embodiment is compared with the receiving apparatus b1 (FIG. 5) according to the first embodiment, the propagation path estimation unit b305 is different. However, the functions of other components (receiving unit b101, GI removing unit b102, FFT unit b103, demapping unit b104, demodulating unit b106, decoding unit b107) are the same as those in the first embodiment. A description of the same functions as those in the first embodiment is omitted.

図12は、伝搬路推定部b305の構成を示す概略ブロック図である。伝搬路推定部b305(図12)と伝搬路推定部b105(図6)とを比較すると、CIR推定部b305−2、収束判断部b305−3、相関算出部b305−4が異なり、伝搬路適合度算出部b305−7、不要候補パス除去部b305−8、終了判断部b305−9、パス決定部b305−10を新たに備える。しかし、その他の構成要素(第1のCFR推定部b105−1、第2のCFR推定部b105−5)が持つ機能は伝搬路推定部b105と同じである。第1の実施形態と同じ機能の説明は省略する。   FIG. 12 is a schematic block diagram illustrating the configuration of the propagation path estimation unit b305. When the propagation path estimation unit b305 (FIG. 12) and the propagation path estimation unit b105 (FIG. 6) are compared, the CIR estimation unit b305-2, the convergence determination unit b305-3, and the correlation calculation unit b305-4 are different. A degree calculation unit b305-7, an unnecessary candidate path removal unit b305-8, an end determination unit b305-9, and a path determination unit b305-10. However, the functions of the other components (the first CFR estimation unit b105-1 and the second CFR estimation unit b105-5) are the same as those of the propagation path estimation unit b105. A description of the same functions as those in the first embodiment is omitted.

第1の実施形態では、伝搬路推定部b105はパス番号0〜Lまでのパスに対して、CIR推定と相関算出を繰り返す。また、第2の実施形態では、伝搬路推定部b205は、パス番号0〜Lのうち、推定するパスをN個に削減してからCIR推定と相関算出を繰り返す。本実施形態では、伝搬路推定部b305は、パス番号0〜Lを候補パスとし、重要度の高いパスから1つずつ選んでいく。具体的には、決定パスと候補パスを保存しておく内部メモリを持ち、選択された候補パスの要素が決定パスに追加されていく。 In the first embodiment, the propagation path estimation unit b105 repeats CIR estimation and correlation calculation for paths with path numbers 0 to L. In the second embodiment, the propagation path estimation unit b205 repeats CIR estimation and correlation calculation after reducing the number of paths to be estimated to N s among the path numbers 0 to L. In the present embodiment, the propagation path estimation unit b305 uses path numbers 0 to L as candidate paths, and selects one path at a time from paths of high importance. Specifically, it has an internal memory for storing the decision path and the candidate path, and elements of the selected candidate path are added to the decision path.

CIR推定部b305−2は、候補パスに保存されているパスのうち1つを決定パスに追加し、そのパス構造に対して、第1のCFR推定部b105−1から入力されるCFR推定値と相関算出部b305−4から入力される相関値を用いてCIR推定値を算出する。例えば、決定パスが(0、2)で、候補パスが(1、3、4、5)になっている場合、(0、1、2)、(0、2、3)、(0、2、4)、(0、2、5)の4通りのパス構造に対してCIR推定値を算出する。その後、CIR推定部b305−2は、算出した全てのCIR推定値を収束判断部b305−3に出力する。   The CIR estimation unit b305-2 adds one of the paths stored in the candidate path to the decision path, and the CFR estimation value input from the first CFR estimation unit b105-1 for the path structure The CIR estimated value is calculated using the correlation value input from the correlation calculating unit b305-4. For example, when the determined path is (0, 2) and the candidate path is (1, 3, 4, 5), (0, 1, 2), (0, 2, 3), (0, 2 4), CIR estimation values are calculated for four path structures (0, 2, 5). Thereafter, the CIR estimating unit b305-2 outputs all the calculated CIR estimated values to the convergence determining unit b305-3.

収束判断部b305−3は、CIR推定部b305−2から入力される各CIR推定値が収束しているかを判断する。判断には、第1の実施形態の収束判断部b105−3と同じ方法を用いればよい。収束判断部b305−3は、全てのCIR推定値が収束していると判断した場合は各CIR推定値を伝搬路適合度算出部b305−7に出力し、そうではない場合はCIR推定値を相関算出部b305−4に出力する。ただし、収束したと判断されたパス構造については、その後の相関算出やCIR推定の処理を省略してもよい。   The convergence determination unit b305-3 determines whether each CIR estimation value input from the CIR estimation unit b305-2 has converged. For the determination, the same method as the convergence determination unit b105-3 of the first embodiment may be used. The convergence determination unit b305-3 outputs each CIR estimation value to the propagation path fitness calculation unit b305-7 when it is determined that all the CIR estimation values have converged. Otherwise, the CIR estimation value is output. It outputs to correlation calculation part b305-4. However, for the path structure determined to have converged, subsequent correlation calculation and CIR estimation processing may be omitted.

相関算出部b305−4は、収束判断部b305−3から入力される各CIR推定値を用いて、パス間の相関値を算出する。推定した相関値はCIR推定部b305−2に出力される。   The correlation calculation unit b305-4 calculates a correlation value between paths using each CIR estimation value input from the convergence determination unit b305-3. The estimated correlation value is output to the CIR estimation unit b305-2.

伝搬路適合度算出部b305−7は、収束判断部b305−3から入力されるCIR推定値を用いて、各パス構造の伝搬路適合度を算出する。ここで、伝搬路適合度とは、算出したCIR推定値と第1のCFR推定値の適合度合いを定量的に表す量であり、具体的にはCIR推定値と第1のCFR推定値の誤差の評価値と、CIR推定値を算出するのに用いたパス構造のパス数に対するペナルティの和を用いる。具体的に、あるパス構造ΦのときのCIR推定値をhΦとすると、伝搬路適合度b(Φ)は次式(23)で表される。 The propagation path adaptability calculation unit b305-7 calculates the propagation path adaptability of each path structure using the CIR estimation value input from the convergence determination unit b305-3. Here, the propagation path adaptability is an amount that quantitatively represents the adaptability between the calculated CIR estimated value and the first CFR estimated value, and specifically, an error between the CIR estimated value and the first CFR estimated value. And the sum of the penalties for the number of paths of the path structure used to calculate the CIR estimation value. Specifically, if the CIR estimated value for a certain path structure Φ is h Φ , the channel match b (Φ) is expressed by the following equation (23).

Figure 2013223177
Figure 2013223177

ただし、|Φ|はパス構造Φのパス数であり、例えば先程の(0、1、2)、(0、2、3)、(0、2、4)、(0、2、5)の場合は3となる。伝搬路適合度算出部b305−7は、全てのCIR推定値に対して計算した伝搬路適合度を不要候補パス除去部b305−8に出力する。なお、xはペナルティの大きさを決めるパラメータであり、大きいほど最終的な選択パス数が少なくなる。具体的には2やlog(P)等を用いればよい。なお、2とした場合の伝搬路適合度は赤池情報量基準と呼ばれ、log(P)とした場合の伝搬路適合度はベイズ情報量規準と呼ばれることがある。   However, | Φ | is the number of paths of the path structure Φ. For example, the above (0, 1, 2), (0, 2, 3), (0, 2, 4), (0, 2, 5) The case is 3. The propagation path adaptability calculation unit b305-7 outputs the propagation path adaptability calculated for all the CIR estimation values to the unnecessary candidate path removal unit b305-8. Note that x is a parameter that determines the size of the penalty, and the larger the number, the smaller the number of final selected paths. Specifically, 2 or log (P) may be used. In addition, the propagation path adaptability when it is set to 2 is called the Akaike information criterion, and the propagation match when log (P) is sometimes called the Bayes information criterion.

不要候補パス除去部b305−8は、伝搬路適合度算出部b305−7から入力される各伝搬路適合度と1つ前の繰り返しで保存された伝搬路適合度を比較し、1つ前の繰り返しの伝搬路適合度を下回った伝搬路適合度に対応する候補パスを削除する。また、対応するCIR推定値を破棄する。例えば、先程の(0、1、2)、(0、2、3)、(0、2、4)、(0、2、5)のうち、(0、2、5)の伝搬路適合度が1つ前の繰り返しの伝搬路適合度を下回った場合、パス番号5を候補パスから削除する。すなわち、候補パスは(1、3、4)に変更される。その後、不要候補パス除去部b305−8は、残ったCIR推定値と対応する伝搬路適合度を終了判断部b305−9に出力する。   The unnecessary candidate path removing unit b305-8 compares each channel matching level input from the channel matching level calculating unit b305-7 with the channel matching level stored in the previous iteration, and compares the channel matching level stored in the previous iteration. Candidate paths corresponding to propagation path suitability lower than the repeated propagation path suitability are deleted. Also, the corresponding CIR estimated value is discarded. For example, out of the previous (0, 1, 2), (0, 2, 3), (0, 2, 4), (0, 2, 5), (0, 2, 5) propagation path adaptability Is less than the previous repetitive propagation path fitness, the path number 5 is deleted from the candidate path. That is, the candidate path is changed to (1, 3, 4). Thereafter, the unnecessary candidate path removing unit b305-8 outputs the remaining channel IR estimated value and the corresponding channel matching degree to the termination determining unit b305-9.

終了判断部b305−9は、候補パスの残りが0だった場合、1つ前の繰り返しにおけるCIR推定値を第2のCFR推定部b105−5に出力し、繰り返し処理を終了する。また、候補パスの残りが1だった場合、不要候補パス除去部b305−8から入力されるCIR推定値を第2のCFR推定部b105−5に出力し、繰り返し処理を終了する。それ以外の場合、CIR推定値と伝搬路適合度をパス決定部b305−10に出力する。   When the remaining candidate paths are 0, the end determination unit b305-9 outputs the CIR estimation value in the previous iteration to the second CFR estimation unit b105-5, and ends the iterative process. If the remaining candidate path is 1, the CIR estimation value input from the unnecessary candidate path removal unit b305-8 is output to the second CFR estimation unit b105-5, and the iterative process ends. In other cases, the CIR estimation value and the channel matching degree are output to the path determination unit b305-10.

パス決定部b305−10は、終了判断部b305−9から入力される伝搬路適合度のうち最大のものを選択し、それに対応するパスを選択する。そのパス番号は、候補パスから決定パスに移動される。例えば、先程の(0、1、2)、(0、2、3)、(0、2、4)のうち、(0、1、2)の伝搬路適合度が最大だった場合、パス番号1を候補パスから決定パスに移動する。この結果、決定パスは(0、1、2)となり、候補パスは(3、4)となる。   The path determination unit b305-10 selects the maximum one of the propagation path matching degrees input from the end determination unit b305-9, and selects the corresponding path. The path number is moved from the candidate path to the determined path. For example, if (0, 1, 2) of (0, 1, 2), (0, 2, 3), (0, 2, 4) has the highest propagation path adaptability, the path number 1 is moved from the candidate path to the decision path. As a result, the determined path is (0, 1, 2), and the candidate path is (3, 4).

<受信装置b3の動作について>
図13は、本実施形態に係る受信装置の動作を示すフローチャートである。なお、この図が示す動作は、図11の受信部b101が受信信号をGI除去部b102に出力した後の処理である。
<About the operation of the receiving device b3>
FIG. 13 is a flowchart showing the operation of the receiving apparatus according to this embodiment. The operation shown in this figure is processing after the reception unit b101 in FIG. 11 outputs the reception signal to the GI removal unit b102.

(ステップS301)GI除去部b102は、受信信号からガードインターバルを除去する。その後、ステップS302へ進む。   (Step S301) The GI removal unit b102 removes the guard interval from the received signal. Thereafter, the process proceeds to step S302.

(ステップS302)FFT部b103は、ステップS301で得られる信号に対して時間周波数変換を行う。デマッピング部b104は、得られた周波数領域の信号から、データとパイロットを分離する。パイロットサブキャリアの受信信号を伝搬路推定部b305の第1のCFR推定部b105−1に出力した後、ステップS303へ進む。   (Step S302) The FFT unit b103 performs time-frequency conversion on the signal obtained in step S301. The demapping unit b104 separates data and pilot from the obtained frequency domain signal. After outputting the received signal of the pilot subcarrier to the first CFR estimator b105-1 of the propagation path estimator b305, the process proceeds to step S303.

(ステップS303)第1のCFR推定部b105−1は、ステップS302で得られるパイロットサブキャリアの受信信号を用いて第1のCFR推定値を算出する。その後、ステップS304へ進む。   (Step S303) The first CFR estimator b105-1 calculates a first CFR estimated value using the received signal of the pilot subcarrier obtained in step S302. Thereafter, the process proceeds to step S304.

(ステップS304)CIR推定部b305−2は、ステップS303で得られる第1のCFR推定値と、ステップS310で得られる決定パスに、ステップS310で得られる候補パスの要素を1つ追加したパス構造を用いてCIR推定値を算出する。その後、ステップS305へ進む。   (Step S304) The CIR estimation unit b305-2 has a path structure in which one candidate path element obtained in Step S310 is added to the first CFR estimation value obtained in Step S303 and the decision path obtained in Step S310. Is used to calculate the CIR estimated value. Thereafter, the process proceeds to step S305.

(ステップS305)収束判断部b305−3は、ステップS304で得られるCIR推定値が、収束したか否かを判断する。全てのCIR推定値が収束したと判断できない場合、ステップS306へ進む。そうではない場合は、ステップS307へ進む。   (Step S305) The convergence determination unit b305-3 determines whether or not the CIR estimated value obtained in Step S304 has converged. If it cannot be determined that all CIR estimation values have converged, the process proceeds to step S306. If not, the process proceeds to step S307.

(ステップS306)相関算出部b305−4は、ステップS304でCIR推定値を用いて各パスの電力および各パス間の相関を算出する。その後、ステップS304へ戻る。   (Step S306) The correlation calculation unit b305-4 calculates the power of each path and the correlation between the paths using the CIR estimation value in Step S304. Thereafter, the process returns to step S304.

(ステップS307)伝搬路適合度算出部b305−7は、ステップS304で得られるCIR推定値を用いて伝搬路適合度を算出する。その後、ステップS308へ進む。   (Step S307) The propagation path adaptability calculation unit b305-7 calculates the propagation path adaptability using the CIR estimation value obtained in step S304. Thereafter, the process proceeds to step S308.

(ステップS308)不要候補パス除去部b305−8は、ステップS307で得られる伝搬路適合度のうち、1つ前の繰り返しにおける伝搬路適合度を下回ったものを検出し、それに対応する候補パスの要素を候補パスから削除する。その後、ステップS309へ進む。   (Step S308) The unnecessary candidate path removing unit b305-8 detects a channel path matching degree obtained in step S307 that is lower than the channel path matching degree in the previous iteration, and the candidate path corresponding to that is detected. Remove elements from the candidate path. Thereafter, the process proceeds to step S309.

(ステップS309)終了判断部b305−9は、ステップS308の結果、候補パスの残り数が0だった場合は1つ前の繰り返しにおけるCIR推定値を、1だった場合はステップS304で得られるCIR推定値を出力し、ステップS311へ進む。そうではない場合、ステップS310へ進む。   (Step S309) If the result of step S308 is that the remaining number of candidate paths is 0, the end determination unit b305-9 sets the CIR estimated value in the previous iteration as 1; if it is 1, the CIR obtained in step S304 The estimated value is output and the process proceeds to step S311. Otherwise, the process proceeds to step S310.

(ステップS310)パス決定部b305−10は、ステップS308の結果、残った候補パスに対応する伝搬路適合度のうち、最大のものを選択する。選択された伝搬路適合度に対応する候補パスの要素を、候補パスから決定パスに移動する。その後、ステップS304へ戻る。   (Step S310) As a result of Step S308, the path determination unit b305-10 selects the maximum one of the propagation path matching degrees corresponding to the remaining candidate paths. The candidate path element corresponding to the selected propagation path fitness is moved from the candidate path to the decision path. Thereafter, the process returns to step S304.

(ステップS311)第2のCFR推定部b105−5は、ステップS309で得られるCIR推定値に時間周波数変換を行い、第2のCFR推定値に変換する。その後、ステップS312へ進む。   (Step S311) The second CFR estimator b105-5 performs time-frequency conversion on the CIR estimated value obtained in step S309, and converts it to a second CFR estimated value. Thereafter, the process proceeds to step S312.

(ステップS312)復調部b106は、ステップS311で得られる第2のCFR推定値を用いて復調処理を行う。その後、ステップS313へ進む。   (Step S312) The demodulator b106 performs a demodulation process using the second CFR estimation value obtained in step S311. Thereafter, the process proceeds to step S313.

(ステップS313)復号部b107は、ステップS312で得られる復調結果を用いて復号を行う。その後、受信装置b3は動作を終了する。   (Step S313) The decoding unit b107 performs decoding using the demodulation result obtained in step S312. Thereafter, the receiving device b3 ends the operation.

このように、本実施形態によれば、伝搬路推定部b305は、伝搬路適合度を向上させる順番にパスを選択し、選択したパスにのみ推定を行うことで伝搬路推定精度を向上させることができる。また、伝搬路適合度を向上できないパスの削除を行うことで、計算量を削減することができる。   As described above, according to the present embodiment, the propagation path estimation unit b305 selects a path in the order of improving the propagation path adaptability, and improves the propagation path estimation accuracy by performing estimation only on the selected path. Can do. In addition, the amount of calculation can be reduced by deleting a path that cannot improve the channel matching degree.

なお、上記第3の実施形態において、パス決定部b305−10がパスを1つずつ決定する場合について説明したが、一度に決定するパス数は1より多くてもよく、例えば2や3などでもよい。   In the third embodiment, the case where the path determination unit b305-10 determines one path at a time has been described. However, the number of paths determined at one time may be more than 1, for example, 2 or 3 Good.

なお、上記第3の実施形態において、CIR推定部b305−2は、決定パスに候補パスの要素を1つ追加する場合について説明したが、追加するパス数を増やしてもよい。例えば、先程の決定パスが(0、2)、候補パスが(1、3、4、5)であった場合に2つ追加するようにし、CIR推定部b305−2が算出するCIR推定値は、(0、1、2、3)、(0、2、4、5)に基づいてもよい。   In the third embodiment, the CIR estimation unit b 305-2 has been described for adding one candidate path element to the determined path, but the number of paths to be added may be increased. For example, when the previously determined path is (0, 2) and the candidate path is (1, 3, 4, 5), two are added, and the CIR estimated value calculated by the CIR estimating unit b 305-2 is , (0, 1, 2, 3), (0, 2, 4, 5).

なお、上記第3の実施形態において、パス番号0〜Lに対して処理を行う場合について説明したが、第2の実施形態の方法を用いて予めパスを削減してから行なってもよい。   In the third embodiment, the case where the processing is performed for the pass numbers 0 to L has been described. However, the processing may be performed after the number of paths is reduced in advance using the method of the second embodiment.

なお、上述した実施形態における送信装置a1及び受信装置b1〜b3の一部、例えば、伝搬路推定部b105、復調部b106をコンピュータで実現するようにしても良い。その場合、この制御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、実行することによって実現しても良い。   Note that part of the transmission device a1 and the reception devices b1 to b3, for example, the propagation path estimation unit b105 and the demodulation unit b106 in the above-described embodiment may be realized by a computer. In that case, the program for realizing the control function may be recorded on a computer-readable recording medium, and the program recorded on the recording medium may be read by a computer system and executed.

なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、送信装置a1又は受信装置b1〜b3に内蔵されたコンピュータシステムであって、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。さらに、「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、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んでも良い。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。   Here, the “computer system” is a computer system built in the transmission device a1 or the reception devices b1 to b3, and includes an OS and hardware such as peripheral devices. Further, the “computer-readable recording medium” refers to a storage device such as a portable medium such as a flexible disk, a magneto-optical disk, a ROM, and a CD-ROM, and a hard disk built in the computer system. Furthermore, the “computer-readable recording medium” is a medium that dynamically holds a program for a short time, such as a communication line when transmitting a program via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line, In such a case, a volatile memory inside a computer system serving as a server or a client may be included and a program that holds a program for a certain period of time. 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.

また、上述した実施形態における送信装置a1及び受信装置b1〜b3の一部、または全部を、LSI(Large Scale Integration)等の集積回路として実現しても良い。送信装置a1及び受信装置b1〜b3の各機能ブロックは個別にプロセッサ化してもよいし、一部、または全部を集積してプロセッサ化しても良い。また、集積回路化の手法はLSIに限らず専用回路、または汎用プロセッサで実現しても良い。また、半導体技術の進歩によりLSIに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いても良い。   Further, part or all of the transmission device a1 and the reception devices b1 to b3 in the above-described embodiment may be realized as an integrated circuit such as an LSI (Large Scale Integration). Each functional block of the transmission device a1 and the reception devices b1 to b3 may be individually made into a processor, or a part or all of them may be integrated into a processor. Further, the method of circuit integration is not limited to LSI, and may be realized by a dedicated circuit or a general-purpose processor. Further, in the case where an integrated circuit technology that replaces LSI appears due to progress in semiconductor technology, an integrated circuit based on the technology may be used.

以上、図面を参照してこの発明の一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。   As described above, the embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to the above, and various design changes and the like can be made without departing from the scope of the present invention. It is possible to

a1 送信装置
a1−1 送信アンテナ
a101 パイロット生成部
a102 符号部
a103 変調部
a104 マッピング部
a105 IFFT部
a106 GI挿入部
a107 送信信部
b1〜b3 受信装置
b1−1 受信アンテナ
b101 受信部
b102 GI除去部
b103 FFT部
b104 デマッピング部
b105 伝搬路推定部
b105−1 第1のCFR推定部
b105−2 CIR推定部
b105−3 収束判断部
b105−4 相関算出部
b105−5 第2のCFR推定部
b205 伝搬路推定部
b205−2 CIR推定部
b205−4 相関算出部
b205−6 パス抽出部
b305 伝搬路推定部
b305−2 CIR推定部
b305−3 収束判断部
b305−4 相関算出部
b305−7 伝搬路適合度算出部
b305−8 不要候補パス除去部
b305−9 終了判断部
b305−10 パス決定部
a1 Transmitting device a1-1 Transmitting antenna a101 Pilot generating unit a102 Encoding unit a103 Modulating unit a104 Mapping unit a105 IFFT unit a106 GI inserting unit a107 Transmitting signal units b1 to b3 Receiving device b1-1 Receiving antenna b101 Receiving unit b102 GI removing unit b103 FFT unit b104 Demapping unit b105 Propagation path estimation unit b105-1 First CFR estimation unit b105-2 CIR estimation unit b105-3 Convergence determination unit b105-4 Correlation calculation unit b105-5 Second CFR estimation unit b205 Propagation path Estimator b205-2 CIR estimator b205-4 Correlation calculator b205-6 Path extractor b305 Propagation path estimator b305-2 CIR estimator b305-3 Convergence determining part b305-4 Correlation calculator b305-7 Propagation degree of channel Calculation unit b305-8 Unnecessary candidate path removal Part b305-9 end determination part b305-10 path determination part

Claims (13)

周波数応答推定値とパスの相関に基づいてチャネルインパルス応答推定値を算出するチャネルインパルス応答推定部と、
前記チャネルインパルス応答推定値の収束を判断する収束判断部と、
前記チャネルインパルス応答推定値に基づいて前記パスの相関の算出を行う相関算出部と、
を備え、
前記収束判断部が収束を判断するまで、前記チャネルインパルス応答推定部と前記相関算出部を繰り返し動作させることを特徴とする受信装置。
A channel impulse response estimator that calculates a channel impulse response estimate based on the correlation between the frequency response estimate and the path;
A convergence determining unit that determines convergence of the channel impulse response estimation value;
A correlation calculation unit for calculating the correlation of the path based on the channel impulse response estimation value;
With
The receiving apparatus, wherein the channel impulse response estimation unit and the correlation calculation unit are repeatedly operated until the convergence determination unit determines convergence.
前記チャネルインパルス応答推定部は、さらにチャネルインパルス応答の平均値を用いて前記チャネルインパルス応答推定値を算出することを特徴とする請求項1に記載の受信装置。   The receiving apparatus according to claim 1, wherein the channel impulse response estimation unit further calculates the channel impulse response estimation value by using an average value of the channel impulse response. 前記相関算出部は、前記チャネルインパルス応答推定値に基づいて、さらに前記チャネルインパルス応答の平均値を算出することを特徴とする請求項2に記載の受信装置。   The receiving apparatus according to claim 2, wherein the correlation calculation unit further calculates an average value of the channel impulse response based on the channel impulse response estimation value. 前記周波数応答推定値を用いて、前記チャネルインパルス応答推定部と前記相関算出部が算出を行うパスを抽出するパス抽出部を備え、
前記チャネルインパルス応答推定部と前記相関算出部は、前記抽出されたパスについて算出処理を行うことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の受信装置。
Using the frequency response estimation value, the channel impulse response estimation unit and a path extraction unit for extracting a path to be calculated by the correlation calculation unit,
The receiving apparatus according to claim 1, wherein the channel impulse response estimation unit and the correlation calculation unit perform calculation processing on the extracted path.
前記パス抽出部は、仮チャネルインパルス応答推定値を算出し、前記仮チャネルインパルス応答推定値を構成するパスの電力の大きい順に所定の数のパスを抽出することを特徴とする請求項4に記載の受信装置。   The path extraction unit calculates a temporary channel impulse response estimated value, and extracts a predetermined number of paths in descending order of power of the paths constituting the temporary channel impulse response estimated value. Receiver. 前記チャネルインパルス応答推定部と前記相関算出部は、チャネルインパルス応答推定値の算出と相関の算出を、候補パスの中から算出対象である決定パスを選んでその要素を追加して作成される複数のパス構造に対して行い、
さらに、
前記複数のチャネルインパルス応答推定値から複数の伝搬路適合度を算出する伝搬路適合度算出部と、
前記伝搬路適合度を向上できないパスを候補パスから削除する不要候補パス除去部と、
前記伝搬路適合度を最大にするパス構造を作成するのに用いた前記候補パスの要素を前記決定パスとして選択し、決定パスに追加するパス決定部と、
を備え、
候補パスの要素数が0または1になるまで前記チャネルインパルス応答推定値の算出と、前記伝搬路適合度の算出と、前記候補パスの要素削除と、前記パス決定を繰り返すことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の受信装置。
The channel impulse response estimation unit and the correlation calculation unit are generated by calculating a channel impulse response estimation value and calculating a correlation by selecting a decision path to be calculated from candidate paths and adding the elements thereof. For the path structure of
further,
A channel adaptation calculation unit that calculates a plurality of channel adaptations from the plurality of channel impulse response estimation values;
An unnecessary candidate path removing unit that deletes a path that cannot improve the channel adaptation from a candidate path;
A path determination unit that selects an element of the candidate path used to create a path structure that maximizes the propagation path fitness as the determined path, and adds the determined path to the determined path;
With
The channel impulse response estimation value calculation, the propagation path fitness calculation, the candidate path element deletion, and the path determination are repeated until the number of candidate path elements becomes 0 or 1. Item 6. The receiving device according to any one of Items 1 to 5.
前記伝搬路適合度は、前記チャネルインパルス応答推定値と前記周波数応答推定値の誤差の評価値と、前記パス構造のパス数が多くなることへのペナルティとの和を用いることを特徴とする請求項6に記載の受信装置。   The propagation path adaptability uses a sum of an error evaluation value between the channel impulse response estimation value and the frequency response estimation value, and a penalty for increasing the number of paths in the path structure. Item 7. The receiving device according to Item 6. 前記ペナルティを、赤池情報量基準の値に設定することを特徴とする請求項7に記載の受信装置。   The receiving apparatus according to claim 7, wherein the penalty is set to a value based on an Akaike information amount. 前記ペナルティを、ベイズ情報量基準の値に設定することを特徴とする請求項7に記載の受信装置。   The receiving apparatus according to claim 7, wherein the penalty is set to a value based on a Bayes information amount. 前記パス構造を作成するために、前記決定パスに追加する前記候補パスの要素数は1であることを特徴とする請求項6〜9のいずれか一項に記載の受信装置。   10. The receiving apparatus according to claim 6, wherein the number of elements of the candidate path added to the determined path in order to create the path structure is one. 前記パス決定部が前記候補パスから前記決定パスへ移動させるパス数は1であることを特徴とする請求項6〜10のいずれか一項に記載の受信装置。   The receiving apparatus according to claim 6, wherein the number of paths that the path determination unit moves from the candidate path to the determined path is one. 周波数応答推定値とパスの相関に基づいてチャネルインパルス応答推定値を算出するチャネルインパルス応答推定過程と、
前記チャネルインパルス応答推定値の収束を判断する収束判断過程と、
前記チャネルインパルス応答推定値に基づいて前記パスの相関の算出を行う相関算出過程と、
を備え、
前記収束判断部が収束を判断するまで、前記チャネルインパルス応答推定過程と前記相関算出過程を動作させることを特徴とする受信方法。
A channel impulse response estimation process for calculating a channel impulse response estimate based on the correlation between the frequency response estimate and the path;
A convergence determination process for determining convergence of the channel impulse response estimate;
A correlation calculation step of calculating a correlation of the path based on the channel impulse response estimation value;
With
The reception method characterized by operating the channel impulse response estimation process and the correlation calculation process until the convergence determination unit determines convergence.
請求項12に記載の受信方法をコンピュータに実行させるための受信プログラム。   A receiving program for causing a computer to execute the receiving method according to claim 12.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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