JP2015015588A - Mimo受信装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】受信装置1の伝搬路推定部22は、パイロット信号を用いて伝搬路応答を推定する。QR分解部23は、伝搬路応答HをQR分解し(H=QR)、ユニタリ行列Q及び上三角行列Rを求める。受信信号変換部24は、受信信号Yをユニタリ行列Qにて変換し、変換後の受信信号Y’を生成する。尤度情報/復調結果生成部2は、QRM−MLD方式を用いて軟判定による尤度情報を生成する際に、受信信号変換部24により生成された受信信号Y’及びQR分解部23により求められた上三角行列Rの各行におけるステージの処理を下から上へ向けて行い、マンハッタンメトリックを用いて変調候補点を選択し、選択した変調候補点について二乗メトリックを用いて尤度情報を生成する。
【選択図】図2
Description
まず、MLD方式またはQRM−MLD方式を用いて復調を行うMIMO−OFDM伝送システムの概略について説明する。図5は、MIMO−OFDM伝送システムの全体構成を示す概略図である。このMIMO−OFDM伝送システム10は、4本の送信アンテナ#1〜#4を備えた1系統の端末側の端末装置(以下、送信装置(MIMO送信装置)という。)100と、4本の受信アンテナ#1〜#4を備えた基地局側の基地局装置(以下、受信装置(MIMO受信装置)という。)200との間でMIMO−OFDM伝送を行うワイヤレスカメラシステムである。送信装置100から受信装置200へ伝送するOFDM信号の形式は、ARIB STD−B43の規定に従うものとする。送信アンテナ#1〜#4と受信アンテナ#1〜#4との間にはMIMO伝搬路(伝搬路応答h11,h21,h31,h41,h12,・・・,h44)が形成されている。
端末側の送信装置100は、4本の送信アンテナ#1〜#4、S/P(シリアル/パラレル)変換部101及びMIMO−OFDM変調部102等を備えている。送信装置100は、撮影映像をエンコードしたTS信号を入力すると、TS信号に誤り訂正符号等を加える。S/P変換部101は、誤り訂正符号等が加えられたTS信号を入力し、入力したシリアルのTS信号を、4系統のパラレルのTS信号に変換する。MIMO−OFDM変調部102は、S/P変換部101により変換された4系統のTS信号を入力し、4系統のTS信号に所定のMIMO−OFDM変調を施す。MIMO−OFDM変調部102によりMIMO−OFDM変調された4系統のOFDM信号は、各送信アンテナ#1〜#4から送信される。この場合、各OFDM信号のパイロット信号には直交符号等が割り当てられる。これにより、基地局側の受信装置200は、各送受信アンテナ間のMIMO伝搬路毎にパイロット信号を分離し、各伝搬路応答を推定することができる(特許文献1を参照)。
基地局側の受信装置200は、4本の受信アンテナ#1〜#4、MIMO−OFDM復調部201及びP/S(パラレル/シリアル)変換部202等を備えている。受信装置200は、送信装置100から送信された4系統のOFDM信号を4本の受信アンテナ#1〜#4にて受信する。MIMO−OFDM復調部201は、受信したOFDM信号に含まれるパイロット信号に基づいて、各送受信アンテナ間の伝搬路応答を推定する。また、MIMO−OFDM復調部201は、受信したOFDM信号に対し、推定した伝搬路応答を用いてMIMO−OFDM復調を施し、元の4系統のTS信号に復元する。P/S変換部202は、MIMO−OFDM復調部201によりMIMO−OFDM復調された4系統のTS信号を入力し、入力した4系統のパラレルのTS信号を、シリアルのTS信号に変換する。そして、P/S変換部202により変換されたTS信号に対し、誤り訂正符号復号及びデコードが行われ、元の撮影映像に復元される。
まず、MLD方式について説明する。MLD方式は、最も優れた伝送特性を持つ方式として知られている。MLD方式では、送信信号ベクトルXの各要素(x1,x2,x3,x4)が取り得る全パターンの変調候補点について、受信信号ベクトルYのレプリカ信号(受信レプリカ信号)を生成する。受信レプリカ信号は、前記式(1)の右辺を用いて式(2)にて表される。
そこで、MLD方式の演算量を削減するために、QRM−MLD方式が知られている(特許文献2を参照)。図6は、従来の受信装置の構成を示すブロック図である。この受信装置200は、従来のQRM−MLD方式を用いて復調処理を行う装置であり、図示しない4本の受信アンテナ#1〜#4、FFT処理部21、伝搬路推定部22、QR分解部23、受信信号変換部24及び尤度情報/復調結果生成部25を備えている。尚、図6の受信装置200には、本発明に直接関連する構成部のみが示されており、誤り訂正部等の他の構成部は省略してある。以下、図6を参照しながらQRM−MLD方式について説明する。
本発明の実施形態による受信装置について説明する。図1は、本発明の実施形態による受信装置の構成を示すブロック図である。この受信装置(MIMO受信装置)1は、変調候補点を選択する処理にマンハッタンメトリックを適用し、尤度情報を生成する処理に二乗メトリックを適用する新たなQRM−MLD方式を用いて復調処理を行う装置である。受信装置1は、図示しない4本の受信アンテナ#1〜#4、FFT処理部21、伝搬路推定部22、QR分解部23、受信信号変換部24及び尤度情報/復調結果生成部2を備えている。尚、図1の受信装置1には、本発明に直接関連する構成部のみが示されており、誤り訂正部等の他の構成部は省略してある。また、図1において、図6と共通する部分には図6と同一の符号を付し、その詳しい説明は省略する。
次に、従来のMLD方式、従来のQRM−MLD方式、及び前述の新たなQRM−MLD方式における乗算回数を比較する。例えば、C=4(QPSK変調における送信信号の変調候補点数)、各ステージにおける変調候補点の選択数を2とした場合を想定する。従来のMLD方式では、乗算回数は44=256回となり、従来のQRM−MLD方式では、乗算回数はC+CM1+CM2+CM3=4+8+8+8=28回となり、新たなQRM−MLD方式では、乗算回数は4M=8回となる。尚、新たなQRM−MLD方式では、4番目のステージにおいても二乗メトリックの演算が行われるから、そのときの乗算回数も含めてある。
次に、従来のQRM−MLD方式及び本発明の実施形態による新たなQRM−MLD方式におけるシミュレーション結果について説明する。図4は、そのシミュレーション結果を示す図である。縦軸はビットエラーレートを示し、横軸は受信CNR[dB]を示す。aは、本発明の実施形態による新たなQRM−MLD方式において、変調候補点の選択数M=2のシミュレーション結果を示し、bは、従来のQRM−MLD方式において、変調候補点の選択数M=2のシミュレーション結果を示す。cは、本発明の実施形態による新たなQRM−MLD方式において、変調候補点の選択数M=4のシミュレーション結果を示し、dは、従来のQRM−MLD方式において、変調候補点の選択数M=4のシミュレーション結果を示す。a〜dは、いずれも送信相関及び受信相関が0.8の場合を示している。
2,25 尤度情報/復調結果生成部
10 MIMO−OFDM伝送システム
11,14 マンハッタンメトリック演算部
12,15,28,32 候補点選択部
13,16 二乗メトリック演算部
21 FFT処理部
22 伝搬路推定部
23 QR分解部
24 受信信号変換部
26 変調点記録メモリ
27,31 メトリック演算部
29 干渉成分演算部
30 減算部
100 送信装置
101 S/P変換部
102 MIMO−OFDM変調部
201 MIMO−OFDM復調部
202 P/S変換部
Claims (4)
- 複数の送信アンテナと複数の受信アンテナとの間の伝搬路応答を推定し、前記伝搬路応答の行列をQR分解し、前記複数の送信アンテナから送信された送信信号の尤度情報を生成するMIMO受信装置において、
前記伝搬路応答の行列をQR分解し、ユニタリ行列及び上三角行列を生成するQR分解部と、
前記QR分解部により生成されたユニタリ行列に基づいて、前記複数の受信アンテナにて受信した受信信号の行列を変換する受信信号変換部と、
前記受信信号変換部により変換された受信信号の行列が、前記QR分解部により生成された上三角行列に、前記複数の送信アンテナから送信される送信信号の行列を乗算して得られる場合に、QRM−MLD方式を用いて前記尤度情報を生成する際に、
前記変換された受信信号の行列及び前記上三角行列における最下行から最上行までの各行のステージにおいて、前記変換された受信信号の行列における要素、前記上三角行列における要素、及び前記送信信号の行列における要素の変調候補点に基づいて、前記受信信号と前記上三角行列の要素に前記送信信号を乗算した受信レプリカ信号との間で、乗算を含まない演算によりメトリックを求め、前記メトリックに基づいて所定数の変調候補点を選択し、
前記選択した所定数の変調候補点について、前記受信信号と前記受信レプリカ信号との間の二乗メトリックを求め、
前記二乗メトリックに基づいて前記尤度情報を生成する尤度情報生成部と、
を備えたことを特徴とするMIMO受信装置。 - 請求項1に記載のMIMO受信装置において、
前記尤度情報生成部は、
第1のステージにおいて、前記変換された受信信号の行列における最下行の要素、前記上三角行列における最下行の要素、及び前記送信信号の行列における最下行の要素についての全ての変調候補点に基づいて前記メトリックを求め、前記メトリックの値が小さい所定数の変調候補点を選択し、前記選択した所定数の変調候補点について前記二乗メトリックを求め、
第2から最終までのステージにおいて、前記変換された受信信号の行列における前記ステージに対応する行の要素、前記上三角行列における前記ステージに対応する行の要素、及び前記送信信号の行列における前記ステージに対応する要素についての全ての変調候補点、並びに前ステージにおいて選択した前記送信信号の行列における要素の変調候補点に基づいて前記メトリックを求め、前記メトリックの値が小さい所定数の変調候補点を選択し、前記選択した所定数の変調候補点について前記二乗メトリックを求め、
前記最終のステージにて求めた二乗メトリックを、前記尤度情報として生成する、ことを特徴とするMIMO受信装置。 - 請求項1または2に記載のMIMO受信装置において、
前記尤度情報生成部は、
さらに、前記最終ステージにて求めたメトリックの値が最も小さい変調候補点を選択し、前記選択した変調候補点を、硬判定による復調結果として生成することを特徴とするMIMO受信装置。 - 請求項1から3までのいずれか一項に記載のMIMO受信装置において、
前記所定数の変調候補点を選択するためのメトリックを、マンハッタンメトリックとする、ことを特徴とするMIMO受信装置。
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JP2017079356A (ja) * | 2015-10-19 | 2017-04-27 | 日本放送協会 | 点間ベクトル計算装置、受信装置、およびチップ |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2006121348A (ja) * | 2004-10-20 | 2006-05-11 | Ntt Docomo Inc | 信号分離装置及び信号分離方法 |
JP2007300512A (ja) * | 2006-05-01 | 2007-11-15 | Softbank Bb Corp | 無線伝送システムおよび無線伝送方法 |
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JP2012114503A (ja) * | 2010-11-19 | 2012-06-14 | Fujitsu Ltd | 信号処理方法及び受信機 |
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2013
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