JP4550746B2 - Ofdmを用いた無線通信方法、ofdm送信装置及びofdm受信装置 - Google Patents
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Description
(第1の実施形態)
図1に示されるように、本発明の第1の実施形態に従うOFDM無線通信システムでは、送信アンテナ102を有するOFDM送信装置101からOFDM信号が送信される。送信されたOFDM信号は、受信アンテナ104を有するOFDM受信装置103によって受信される。ここでは、OFDM送信装置101とOFDM受信装置103がそれぞれ一つのアンテナを有する場合について述べるが、OFDM送信装置が複数の送信アンテナを有し、OFDM受信装置が複数の受信アンテナを有していてもよい。
OFDM送信装置101は、データ信号を送信する前にチャネル推定用プリアンブル信号bTx(k)を送信する。ここで、bTx(k)はk番目のサブキャリアに割り当てられるチャネル推定用プリアンブルの信号値を表す。チャネル推定用プリアンブル信号が送信された後、データ信号dTx(k,n)と同時に送信パイロット信号pTx(k,n)が送信される。ここで、dTx(k,n)及びpTx(k,n)は、それぞれk番目のサブキャリアにおいてnシンボル目に送信されるデータ信号の値及び送信パイロット信号の値を表す。チャネル推定用プリアンブル信号bTx(k)及び送信パイロット信号pTx(k,n)は、OFDM受信装置103において既知の信号である。
まず、歪み係数推定部404の処理について説明する。歪み係数推定部404は、初めにFFTユニット402から1シンボル目の区間及び2シンボル目の区間の受信パイロット信号を受け取る。k番目のサブキャリアにおけるnシンボル目の区間の受信パイロット信号をpRx(k,n)とする。k番目のサブキャリアのnシンボル目に付加される雑音信号をm(k,n)とする。このとき、+7番目のサブキャリアにおける1シンボル目の区間及び2シンボル目の区間の受信パイロット信号pRx(+7,1)及びpRx(+7,2)は、式(8)より次式で表現できる。
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。第2の実施形態に係るOFDM送信装置は、第1の実施形態で示した図2と同一である。一方、第2の実施形態に係るOFDM受信装置は、基本的に第1の実施形態で示した図4と同様であり、歪み係数推定部404及び補償ウエイト算出部405の動作だけが第1の実施形態と異なる。以下、第2の実施形態における歪み係数推定部404及び補償ウエイト算出部405の動作について説明する。
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。第3の実施形態に係るOFDM送信装置は、第1の実施形態で示した図2と同一である。一方、第3の実施形態に係るOFDM受信装置は、基本的に第1の実施形態で示した図4と同様であり、歪み係数推定部404及び補償ウエイト算出部405の動作だけが第1の実施形態と異なる。以下、第3の実施形態における本実施形態で用いられる歪み係数推定部404及び補償ウエイト算出部405の動作について説明する。
次に、本発明の第4の実施形態について説明する。第4の実施形態に係るOFDM送信装置は、第1の実施形態で示した図2と同一である。一方、第4の実施形態に係るOFDM受信装置は、基本的に第1の実施形態で示した図4と同様であり、歪み係数推定部404及び補償ウエイト算出部405の動作だけが第1の実施形態と異なる。以下、第4の実施形態における本実施形態で用いられる歪み係数推定部404及び補償ウエイト算出部405の動作について説明する。
次に、本発明の第5の実施形態について説明する。第3の実施形態に係るOFDM送信装置は、第1の実施形態で示した図2と同一である。一方、第3の実施形態に係るOFDM受信装置は、図6に示される。以下、図6を用いて第3の実施形態におけるOFDM受信装置103について説明する。OFDM受信装置103は無線受信部601、IQインバランス補償部602、FFTユニット603、歪み係数推定部604、補償ウエイト算出部605、チャネル推定部606、チャネル等化部607及び復号部608を有する。
図7は、本発明の第6の実施形態におけるOFDM送信装置が送信するOFDM信号のフレーム構成を示している。第6の実施形態において、パイロット信号の送信に用いられるサブキャリアはk=±7,±21であるが、これに限られず中心周波数(0番目のサブキャリア)周波数に対して対称の位置関係にあるサブキャリアのペア(+K番目と−K番目のサブキャリア)がパイロット信号に用いられるならば、任意のサブキャリアをパイロット信号の送信に用いることが可能である。また、第6の実施形態において、パイロット信号の送信に用いられるサブキャリア数は4であるが、これに限られず任意の偶数の数のサブキャリアを用いることが可能である。
次に、本発明の第7の実施形態について説明する。本実施形態におけるOFDM送信装置が送信する送信OFDM信号のフレーム構成は図7に示したものと同様である。第7の実施形態では、n=1,2,3,….としたときに、nシンボル目に送信されるパイロット信号pTx(+k,n)及びpTx(-k,n)と、n+1シンボル目に送信されるパイロット信号pTx(+k,n+1)及びpTx(-k,n+1)が次式の条件を満足する。
102・・・送信アンテナ
103・・・OFDM受信装置
104・・・受信アンテナ
201・・・符号化部
202・・・ディジタル変調部
203・・・シリアル・パラレル変換器
204・・・パイロット信号挿入部
205・・・プリアンブル信号付加部
206・・・IFFTユニット
207・・・無線送信部
401・・・無線受信部
402・・・FFTユニット
403,・・・IQインバランス補償部
404・・・歪み係数推定部
405・・・補償ウエイト算出部
406・・・チャネル推定部
407・・・チャネル等化部
408・・・復号部
601・・・無線受信部
602・・・IQインバランス補償部
603・・・FFTユニット
604・・・歪み係数推定部
605・・・補償ウエイト算出部
606・・・チャネル推定部
607・・・チャネル等化部
608・・・復号部
Claims (11)
- 中心周波数に対して周波数軸上で対称の位置にある第1サブキャリア及び第2サブキャリアにそれぞれ割り当てられた第1送信パイロット信号及び第2送信パイロット信号を有する第1OFDMシンボルと、前記第1サブキャリア及び第2サブキャリアにそれぞれ割り当てられた第3送信パイロット信号及び第4送信パイロット信号を有する第2OFDMシンボルを含み、前記第1送信パイロット信号と前記第4送信パイロット信号の複素共役との積と、前記第3送信パイロット信号と第2送信パイロット信号の複素共役との積との差が非零であるOFDM信号を生成するステップと;
生成されたOFDM信号を送信するステップと;
送信されたOFDM信号を受信して直交復調により受信OFDM信号を出力するステップと;
前記受信OFDM信号中の前記第1OFDMシンボルの区間に前記第1サブキャリア及び第2サブキャリアにそれぞれ対応する第1受信パイロット信号及び第2受信パイロット信号を抽出するステップと;
前記受信OFDM信号中の前記第2OFDMシンボルの区間に前記第1サブキャリア及び第2サブキャリアにそれぞれ対応する第3受信パイロット信号及び第4受信パイロット信号を抽出するステップと;
抽出された前記第1受信パイロット信号及び第3受信パイロット信号から前記第1サブキャリアで生じる振幅及び位相の変化成分を表す第1の係数を推定するステップと;
抽出された前記第2受信パイロット信号及び第4受信パイロット信号から前記第1サブキャリアによって前記第2サブキャリアに与えられる干渉成分を表す第2の係数を推定するステップと;
推定された前記第1の係数と第2の係数から前記直交復調時に前記受信OFDM信号に対して生じた振幅誤差及び位相誤差の影響を補償するためのウエイトを算出するステップと;
算出された前記ウエイトに従って前記受信OFDM信号について前記補償を行うステップと;
前記補償が行われたOFDM信号を復号するステップと;を具備する無線通信方法。 - 中心周波数に対して周波数軸上で対称の位置にある第1サブキャリア及び第2サブキャリアにそれぞれ割り当てられた第1送信パイロット信号及び第2送信パイロット信号を有する第1OFDMシンボルと、前記第1サブキャリア及び第2サブキャリアにそれぞれ割り当てられた第3送信パイロット信号及び第4送信パイロット信号を有する第2OFDMシンボルを含み、前記第1送信パイロット信号と前記第4送信パイロット信号の複素共役との積と、前記第3送信パイロット信号と第2送信パイロット信号の複素共役との積との差が非零であるOFDM信号を受信して直交復調により受信OFDM信号を出力する受信ユニットと;
前記受信OFDM信号中の前記第1送信パイロット信号に対応する第1受信パイロット信号、及び前記受信OFDM信号中の前記第3送信パイロット信号に対応する第3受信パイロット信号から前記第1サブキャリアで生じる振幅及び位相の変化成分を表す第1の係数を推定し、前記受信OFDM信号中の前記第2送信パイロット信号に対応する前記第2受信パイロット信号、及び前記受信OFDM信号中の前記第4送信パイロット信号に対応する第4受信パイロット信号から前記第1サブキャリアによって前記第2サブキャリアに与えられる干渉成分を表す第2の係数を推定する推定部と;
推定された前記第1の係数及び第2の係数から前記直交復調時に前記受信OFDM信号に対して生じた振幅誤差及び位相誤差の影響を補償するためのウエイトを算出する算出部と;
算出された前記ウエイトに従って前記受信OFDM信号について前記補償を行う補償部と;
前記補償が行われたOFDM信号を復号する復号部と;を具備するOFDM受信装置。 - 前記受信ユニットが受信するOFDM信号は、前記第1送信パイロット信号と前記第3送信パイロット信号との積と、前記第2送信パイロット信号の複素共役と前記第4送信パイロット信号の複素共役との積との和が零である請求項2記載のOFDM受信装置。
- 前記受信ユニットが受信するOFDM信号は、さらに中心周波数に対して周波数軸上で対称の位置にある第3サブキャリア及び第4サブキャリアにそれぞれ割り当てられた第1送信情報信号及び第2送信情報信号を有する第3OFDMシンボルを含み、
前記補償部は、次式により前記受信OFDM信号について前記補償を行う請求項7記載のOFDM受信装置。
ただし、UEq(k)は、前記補償後の前記受信OFDM信号中の前記第1送信情報信号に対応する第1受信情報信号を表すuEq(k)と、前記補償後の前記受信OFDM信号中の前記第2送信情報信号に対応する第2受信情報信号の複素共役値を表すu* Eq(-k)を要素とするベクトル[uEq(k) u* Eq(-k)]Tを表し、URx(k)は、前記補償前の前記受信OFDM信号中の前記第1送信情報信号に対応する第1受信情報信号を表すuRx(k)と、前記補償前の前記受信OFDM信号中の前記第2送信情報信号に対応する第2受信情報信号の複素共役値を表すu* Rx(-k)を要素とするベクトル[uRx(k) u* Rx(-k)]Tを表し、Tは転置演算を表し、Wは前記ウエイトを表す。 - 前記受信OFDM信号は同相成分及び直交成分を含み、
前記推定部は、前記受信OFDM信号について前記同相成分及び直交成分に対応して次式により前記補償を行う請求項8記載のOFDM受信装置。
ただし、YEq(t)は、時刻tにおける前記補償後の前記同相成分を表すyEqI(t)と、時刻tにおける前記補償後の前記直交成分を表すyEqQ(t)を要素とするベクトル[yEqI(t) yEqQ(t)]Tを表し、YRx(t)は、時刻tにおける前記補償前の前記同相成分を表すyI(t)と、時刻tにおける前記補償前の前記直交成分を表すyQ(t)を要素とするベクトル[yI(t) yQ(t)]Tを表し、Tは転置演算を表し、Wは前記ウエイトを表す。
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