JP4404852B2 - チャネル推定回路およびチャネル推定方法 - Google Patents

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Description

本発明は、雑音および干渉電力のレベルに対応して適応的にチャネル推定を行うチャネル推定回路およびチャネル推定方法に関する。
従来のチャネル推定回路では、チャネル推定におけるSN比の改善方法として、閾値を設定し、閾値以下となる雑音パスを除去する方法がしばしば用いられている(例えば、特開2000−261412号公報参照)。
図1に、従来のチャネル推定回路の一構成例を示す。
図1に示すように本従来例のチャネル推定回路401は、仮チャネル推定部102と、閾値設定部404と、有効パス検出部105とを有している。
仮チャネル推定部102は、受信信号Sを入力とし、受信信号Sに含まれるパイロット信号を用いてチャネル推定を行い、該推定結果を仮チャネル推定信号Stcestとして出力する。
閾値設定部404は、閾値信号Sthを設定し出力する。
有効パス検出部105は、仮チャネル推定信号Stcestおよび閾値信号Sthを入力とし、仮チャネル推定信号Stcestのパスのうち、電力が閾値信号Sthよりも小さい雑音パスを除去したものをチャネル推定信号Scestとして出力する。
しかしながら、図1に示した従来のチャネル推定回路においては、雑音および干渉電力のレベルが大きく変動するような伝搬環境では、閾値による雑音パスの除去の効果が十分に得られないという問題点があった。
そこで、本発明の目的は、雑音および干渉電力のレベルが大きく変動するような伝搬環境において、雑音および干渉電力のレベルに対応して適応的に雑音パスを除去することにより、精度の高いチャネル推定を実現することができるチャネル推定回路およびチャネル推定方法を提供することにある。
本発明のチャネル推定回路は、受信信号を入力とし、受信信号を用いてチャネル推定を行い、該推定結果を仮チャネル推定信号として出力する仮チャネル推定手段と、受信信号、仮チャネル推定信号、およびチャネル推定信号のうち少なくとも受信信号を含む信号を入力とし、該入力された信号を用いて雑音および干渉電力の推定を行い、該推定結果を雑音/干渉電力推定信号として出力する雑音/干渉電力推定手段と、雑音/干渉電力推定信号、および仮チャネル推定信号のうち少なくとも雑音/干渉電力推定信号を含む信号を入力とし、該入力された信号を用いて閾値信号を設定し出力する閾値設定手段と、仮チャネル推定信号および閾値信号を入力とし、仮チャネル推定信号のパスのうち閾値信号よりも電力の小さいパスを除去したものをチャネル推定信号として出力する有効パス検出手段とを有することを特徴とするものである。
本発明のチャネル推定方法は、仮チャネル推定手段が、受信信号を入力とし、受信信号を用いてチャネル推定を行い、該推定結果を仮チャネル推定信号として出力するステップと、雑音/干渉電力推定手段が、受信信号、仮チャネル推定信号、およびチャネル推定信号のうち少なくとも受信信号を含む信号を入力とし、該入力された信号を用いて雑音および干渉電力の推定を行い、該推定結果を雑音/干渉電力推定信号として出力するステップと、閾値設定手段が、雑音/干渉電力推定信号、および仮チャネル推定信号のうち少なくとも雑音/干渉電力推定信号を含む信号を入力とし、該入力された信号を用いて閾値信号を設定し出力するステップと、有効パス検出手段が、仮チャネル推定信号および閾値信号を入力とし、仮チャネル推定信号のパスのうち閾値信号よりも電力の小さいパスを除去したものをチャネル推定信号として出力するステップとを有することを特徴とするものである。
上述のように本発明は、雑音および干渉電力の推定値を基に閾値を設定し、その閾値により雑音パス除去を行う構成としたため、雑音および干渉電力のレベルが大きく変動するような伝搬環境においても、精度の高いチャネル推定を実現することができる。
図1は、従来のチャネル推定回路の一構成例を示すブロック図である。
図2は、本発明の第1の実施形態によるチャネル推定回路の構成を示すブロック図である。
図3は、本発明の第2の実施形態によるチャネル推定回路の構成を示すブロック図である。
図4は、本発明の第3の実施形態によるチャネル推定回路の構成を示すブロック図である。
発明を実施するための最良な形態
以下、本発明の好ましい実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
(第1の実施形態)
図2に、本発明の第1の実施形態によるチャネル推定回路の構成を示す。なお、図2において、図1と同様の部分については同一の符号を付す。
図2に示すように、本発明の第1の実施形態によるチャネル推定回路101は、仮チャネル推定部102と、雑音/干渉電力推定部103と、閾値設定部104と、有効パス検出部105とを有している。
仮チャネル推定部102は、受信信号Sを入力とし、受信信号Sに含まれるパイロット信号を用いてチャネル推定を行い、該推定結果を仮チャネル推定信号Stcestとして出力する。
雑音/干渉電力推定部103は、受信信号Sを入力とし、受信信号Sを用いて雑音および干渉電力を推定し、該推定結果を雑音/干渉電力推定信号Sniestとして出力する。
閾値設定部104は、雑音/干渉電力推定信号Sniestを入力とし、雑音/干渉電力推定信号Sniestを任意の定数倍したものを閾値信号Sthとして出力する。
有効パス検出部105は、仮チャネル推定信号Stcestおよび閾値信号Sthを入力とし、仮チャネル推定信号Stcestのパスのうち、電力が閾値信号Sthよりも小さい雑音パスを除去したものをチャネル推定信号Scestとして出力する。
なお、雑音/干渉電力推定部103は、雑音および干渉電力の推定方法として、例えば、無線伝送にCDMA(Code Division Multiple Access)が用いられる場合であれば、無線伝送に用いられていない拡散符号を用いて受信信号Sを逆拡散することで信号成分を打ち消し、雑音および干渉成分のみを抽出する方法を適用することが可能である。
上述したように本実施形態においては、雑音および干渉電力のレベルに対応して適応的に雑音パス除去のための閾値を決定している。そのため、雑音および干渉電力のレベルが大きく変動するような伝搬環境においても、精度の高いチャネル推定を実現することができる。
(第2の実施形態)
図3に、本発明の第2の実施形態によるチャネル推定回路の構成を示す。なお、図3において、図2と同様の部分については同一の符号を付す。
図3に示すように、本発明の第2の実施形態によるチャネル推定回路201は、仮チャネル推定部102と、雑音/干渉電力推定部203と、閾値設定部104と、有効パス検出部105とを有している。
仮チャネル推定部102は、受信信号Sを入力とし、受信信号Sに含まれるパイロット信号を用いてチャネル推定を行い、該推定結果を仮チャネル推定信号Stcestとして出力する。
雑音/干渉電力推定部203は、受信信号Sおよび仮チャネル推定信号Stcestを入力とし、受信信号Sおよび仮チャネル推定信号Stcestを用いて雑音および干渉電力を推定し、該推定結果を雑音/干渉電力推定信号Sniestとして出力する。
閾値設定部104は、雑音/干渉電力推定信号Sniestを入力とし、雑音/干渉電力推定信号Sniestを任意の定数倍したものを閾値信号Sthとして出力する。
有効パス検出部105は、仮チャネル推定信号Stcestおよび閾値信号Sthを入力とし、仮チャネル推定信号Stcestのパスのうち、電力が閾値信号Sthよりも小さい雑音パスを除去したものをチャネル推定信号Scestとして出力する。
なお、雑音/干渉電力推定部203は、雑音および干渉電力の推定方法として、例えば、無線伝送にCDMAが用いられる場合であれば、仮チャネル推定信号Stcestに対する受信信号Sの分散を求める方法を適用することが可能である。
上述したように本実施形態においては、雑音および干渉電力のレベルに対応して適応的に雑音パス除去のための閾値を決定している。そのため、雑音および干渉電力のレベルが大きく変動するような伝搬環境においても、精度の高いチャネル推定を実現することができる。
また、本実施形態においては、仮チャネル推定信号Stcestに対する受信信号Sの分散を求める方法等で雑音および干渉電力を推定している。そのため、より精度の高い雑音および干渉電力の推定が可能となる。但し、仮チャネル推定信号Stcestの推定精度が劣化すれば、雑音および干渉電力の推定精度も劣化することになる。
(第3の実施形態)
図4は、本発明の第3の実施形態によるチャネル推定回路の構成を示す。なお、図4において、図2と同様の部分については同一の符号を付す。
図4に示すように、本発明の第3の実施形態によるチャネル推定回路301は、仮チャネル推定部102と、雑音/干渉電力推定部303と、閾値設定部104と、有効パス検出部105とを有している。
仮チャネル推定部102は、受信信号Sを入力とし、受信信号Sに含まれるパイロット信号を用いてチャネル推定を行い、該推定結果を仮チャネル推定信号Stcestとして出力する。
雑音/干渉電力推定部303は、受信信号S、仮チャネル推定信号Stcest、およびチャネル推定信号Scestを入力として雑音および干渉電力の推定を行い、該推定結果を雑音/干渉電力推定信号Sniestとして出力する。
閾値設定部104は、雑音/干渉電力推定信号Sniestを入力とし、雑音/干渉電力推定信号Sniestを任意の定数倍したものを閾値信号Sthとして出力する。
有効パス検出部105は、仮チャネル推定信号Stcestおよび閾値信号Sthを入力とし、仮チャネル推定信号Stcestのパスのうち、電力が閾値信号Sthよりも小さい雑音パスを除去したものをチャネル推定信号Scestとして出力する。
なお、雑音/干渉電力推定部303は、初回の雑音および干渉電力の推定時、すなわちチャネル推定信号Scestが入力される前は、受信信号Sおよび仮チャネル推定信号Stcestを用いて雑音および干渉電力の推定を行う。この場合、雑音/干渉電力推定部303は、雑音および干渉電力の推定方法として、例えば、仮チャネル推定信号Stcestに対する受信信号Sの分散を求める方法を適用することが可能である。
また、雑音/干渉電力推定部303は、初回の雑音および干渉電力の推定値を基に設定された閾値により雑音パス除去が行われたチャネル推定値であるチャネル推定信号Scestが入力された後は、受信信号Sおよびチャネル推定信号Scestを用いて雑音および干渉電力の推定を行う。この場合、雑音/干渉電力推定部303は、雑音および干渉電力の推定方法として、例えば、チャネル推定信号Scestに対する受信信号Sの分散を求める方法を適用することが可能である。
上述したように本実施形態においては、雑音および干渉電力のレベルに対応して適応的に雑音パス除去のための閾値を決定している。そのため、雑音および干渉電力のレベルが大きく変動するような伝搬環境においても、精度の高いチャネル推定を実現することができる。
また、本実施形態においては、初回の雑音および干渉電力の推定時には、仮チャネル推定信号Stcestに対する受信信号Sの分散を求める方法等で雑音および干渉電力を推定し、初回の雑音および干渉電力の推定値を基に設定された閾値により雑音パス除去が行われたチャネル推定値としてチャネル推定信号Scestが求められた後は、チャネル推定信号Scestに対する受信信号Sの分散を求める方法等で再び雑音および干渉電力を推定している。そのため、より精度の高い雑音および干渉電力の推定が可能となる。また、より精度の高い雑音および干渉電力の推定値を用いて再び雑音パス除去を行うという操作を逐次行うことも可能である。
(第4の実施形態)
上述した第1〜第3の実施形態においては、閾値設定部104は、雑音/干渉電力推定信号Sniestを入力とし、雑音/干渉電力推定信号Sniestを用いて閾値信号Sthを設定していた。しかし、本発明はこれに限定されず、閾値設定部104は、雑音/干渉電力推定信号Sniestだけでなく仮チャネル推定信号Stcestも入力とし、雑音/干渉電力推定信号Sniestおよび仮チャネル推定信号Stcestを用いて閾値信号Sthを設定する構成としても良い。
このような構成とする場合、閾値設定部104は、閾値信号Sthの設定方法として、例えば、以下の第1および第2の方法を適用することが可能である。
第1の方法においては、閾値設定部104は、まず、雑音/干渉電力推定信号Sniestを任意の定数倍したものを閾値信号Sthとして初期設定する。次に、閾値設定部104は、仮チャネル推定信号Stcestのパスの中で電力が最大となるパスの電力である最大パス電力からx(xは任意の実数)を減算する。そして、閾値設定部104は、最大パス電力からxを減算したものが初期設定された閾値信号Sthよりも大きい場合は初期設定された閾値信号Sthを出力し、最大パス電力からxを減算したものが初期設定された閾値信号Sth以下である場合は最大パス電力からxを減算したものを閾値信号Sthとして出力する。
第2の方法においては、閾値設定部104は、まず、雑音/干渉電力推定信号Sniestを任意の定数倍したものを閾値信号Sthとして初期設定する。次に、閾値設定部104は、仮チャネル推定信号Stcestのパスの中で電力が初期設定された閾値信号Sth以上となるパスの総電力を有効総電力として算出する。そして、閾値設定部104は、有効総電力がy(yは任意の実数)以上である場合は初期設定された閾値信号Sthを出力し、有効総電力がyよりも小さい場合は有効総電力がy以上になるまで閾値信号Sthを下げた後にその閾値信号Sthを出力する。

Claims (6)

  1. 受信信号を入力とし、前記受信信号を用いてチャネル推定を行い、該推定結果を仮チャネル推定信号として出力する仮チャネル推定手段と、
    前記受信信号、前記仮チャネル推定信号、およびチャネル推定信号のうち少なくとも前記受信信号を含む信号を入力とし、該入力された信号を用いて雑音および干渉電力の推定を行い、該推定結果を雑音/干渉電力推定信号として出力する雑音/干渉電力推定手段と、
    前記雑音/干渉電力推定信号、および前記仮チャネル推定信号のうち少なくとも前記雑音/干渉電力推定信号を含む信号を入力とし、該入力された信号を用いて閾値信号を設定し出力する閾値設定手段と、
    前記仮チャネル推定信号および前記閾値信号を入力とし、前記仮チャネル推定信号のパスのうち前記閾値信号よりも電力の小さいパスを除去したものを前記チャネル推定信号として出力する有効パス検出手段とを有し、
    前記雑音/干渉電力推定手段は、前記チャネル推定信号が入力される前は、前記受信信号および前記仮チャネル推定信号を用いて雑音および干渉電力の推定を行い、前記チャネル推定信号が入力された後は、前記受信信号および前記チャネル推定信号を用いて雑音および干渉電力の推定を行うチャネル推定回路。
  2. 受信信号を入力とし、前記受信信号を用いてチャネル推定を行い、該推定結果を仮チャネル推定信号として出力する仮チャネル推定手段と、
    前記受信信号、前記仮チャネル推定信号、およびチャネル推定信号のうち少なくとも前記受信信号を含む信号を入力とし、該入力された信号を用いて雑音および干渉電力の推定を行い、該推定結果を雑音/干渉電力推定信号として出力する雑音/干渉電力推定手段と、
    前記雑音/干渉電力推定信号、および前記仮チャネル推定信号のうち少なくとも前記雑音/干渉電力推定信号を含む信号を入力とし、該入力された信号を用いて閾値信号を設定し出力する閾値設定手段と、
    前記仮チャネル推定信号および前記閾値信号を入力とし、前記仮チャネル推定信号のパスのうち前記閾値信号よりも電力の小さいパスを除去したものを前記チャネル推定信号として出力する有効パス検出手段とを有し、
    前記閾値設定手段は、前記雑音/干渉電力推定信号を任意の定数倍したものを前記閾値信号として初期設定し、前記仮チャネル推定信号のパスの中で電力が最大となるパスの電力である最大パス電力からx(xは任意の実数)を減算し、前記最大パス電力からxを減算したものが初期設定された前記閾値信号よりも大きい場合は初期設定された前記閾値信号を出力し、前記最大パス電力からxを減算したものが初期設定された前記閾値信号以下である場合は前記最大パス電力からxを減算したものを前記閾値信号として出力するチャネル推定回路。
  3. 受信信号を入力とし、前記受信信号を用いてチャネル推定を行い、該推定結果を仮チャネル推定信号として出力する仮チャネル推定手段と、
    前記受信信号、前記仮チャネル推定信号、およびチャネル推定信号のうち少なくとも前記受信信号を含む信号を入力とし、該入力された信号を用いて雑音および干渉電力の推定を行い、該推定結果を雑音/干渉電力推定信号として出力する雑音/干渉電力推定手段と、
    前記雑音/干渉電力推定信号、および前記仮チャネル推定信号のうち少なくとも前記雑音/干渉電力推定信号を含む信号を入力とし、該入力された信号を用いて閾値信号を設定し出力する閾値設定手段と、
    前記仮チャネル推定信号および前記閾値信号を入力とし、前記仮チャネル推定信号のパスのうち前記閾値信号よりも電力の小さいパスを除去したものを前記チャネル推定信号として出力する有効パス検出手段とを有し、
    前記閾値設定手段は、前記雑音/干渉電力推定信号を任意の定数倍したものを前記閾値信号として初期設定し、前記仮チャネル推定信号のパスの中で電力が初期設定された前記閾値信号以上となるパスの総電力を有効総電力として算出し、前記有効総電力がy(yは任意の実数)以上である場合は初期設定された前記閾値信号を出力し、前記有効総電力がyよりも小さい場合は前記有効総電力がy以上になるまで前記閾値信号を下げた後にその閾値信号を出力するチャネル推定回路。
  4. 仮チャネル推定手段が、受信信号を入力とし、前記受信信号を用いてチャネル推定を行い、該推定結果を仮チャネル推定信号として出力する第1のステップと、
    雑音/干渉電力推定手段が、前記受信信号、前記仮チャネル推定信号、およびチャネル推定信号のうち少なくとも受信信号を含む信号を入力とし、該入力された信号を用いて雑音および干渉電力の推定を行い、該推定結果を雑音/干渉電力推定信号として出力する第2のステップと、
    閾値設定手段が、前記雑音/干渉電力推定信号、および前記仮チャネル推定信号のうち少なくとも前記雑音/干渉電力推定信号を含む信号を入力とし、該入力された信号を用いて閾値信号を設定し出力する第3のステップと、
    有効パス検出手段が、前記仮チャネル推定信号および前記閾値信号を入力とし、前記仮チャネル推定信号のパスのうち前記閾値信号よりも電力の小さいパスを除去したものを前記チャネル推定信号として出力する第4のステップとを有し、
    前記第2のステップでは、
    前記雑音/干渉電力推定手段が、前記チャネル推定信号が入力される前は、前記受信信号および前記仮チャネル推定信号を用いて雑音および干渉電力の推定を行い、前記チャネル推定信号が入力された後は、前記受信信号および前記チャネル推定信号を用いて雑音および干渉電力の推定を行うチャネル推定方法。
  5. 仮チャネル推定手段が、受信信号を入力とし、前記受信信号を用いてチャネル推定を行い、該推定結果を仮チャネル推定信号として出力する第1のステップと、
    雑音/干渉電力推定手段が、前記受信信号、前記仮チャネル推定信号、およびチャネル推定信号のうち少なくとも受信信号を含む信号を入力とし、該入力された信号を用いて雑音および干渉電力の推定を行い、該推定結果を雑音/干渉電力推定信号として出力する第2のステップと、
    閾値設定手段が、前記雑音/干渉電力推定信号、および前記仮チャネル推定信号のうち少なくとも前記雑音/干渉電力推定信号を含む信号を入力とし、該入力された信号を用いて閾値信号を設定し出力する第3のステップと、
    有効パス検出手段が、前記仮チャネル推定信号および前記閾値信号を入力とし、前記仮チャネル推定信号のパスのうち前記閾値信号よりも電力の小さいパスを除去したものを前記チャネル推定信号として出力する第4のステップとを有し、
    前記第3のステップでは、
    前記閾値設定手段が、前記雑音/干渉電力推定信号を任意の定数倍したものを前記閾値信号として初期設定し、前記仮チャネル推定信号のパスの中で電力が最大となるパスの電力である最大パス電力からx(xは任意の実数)を減算し、前記最大パス電力からxを減算したものが初期設定された前記閾値信号よりも大きい場合は初期設定された前記閾値信号を出力し、前記最大パス電力からxを減算したものが初期設定された前記閾値信号以下である場合は前記最大パス電力からxを減算したものを前記閾値信号として出力するチャネル推定方法。
  6. 仮チャネル推定手段が、受信信号を入力とし、前記受信信号を用いてチャネル推定を行い、該推定結果を仮チャネル推定信号として出力する第1のステップと、
    雑音/干渉電力推定手段が、前記受信信号、前記仮チャネル推定信号、およびチャネル推定信号のうち少なくとも受信信号を含む信号を入力とし、該入力された信号を用いて雑音および干渉電力の推定を行い、該推定結果を雑音/干渉電力推定信号として出力する第2のステップと、
    閾値設定手段が、前記雑音/干渉電力推定信号、および前記仮チャネル推定信号のうち少なくとも前記雑音/干渉電力推定信号を含む信号を入力とし、該入力された信号を用いて閾値信号を設定し出力する第3のステップと、
    有効パス検出手段が、前記仮チャネル推定信号および前記閾値信号を入力とし、前記仮チャネル推定信号のパスのうち前記閾値信号よりも電力の小さいパスを除去したものを前記チャネル推定信号として出力する第4のステップとを有し、
    前記第3のステップでは、
    前記閾値設定手段が、前記雑音/干渉電力推定信号を任意の定数倍したものを前記閾値信号として初期設定し、前記仮チャネル推定信号のパスの中で電力が初期設定された前記閾値信号以上となるパスの総電力を有効総電力として算出し、前記有効総電力がy(yは任意の実数)以上である場合は初期設定された前記閾値信号を出力し、前記有効総電力がyよりも小さい場合は前記有効総電力がy以上になるまで前記閾値信号を下げた後にその閾値信号を出力するチャネル推定方法。
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