JP5093343B2 - Mimo受信装置および方法 - Google Patents
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Description
また周波数イコライザは等化ウエイトを計算するため、周波数領域のチャネル推定が必要となり、リファレンス受信信号を直接周波数領域に変換し、周波数領域でリファレンス信号との相関をとることによりチャネル推定を推定する方法が提案されている(例えば、文献2:木全,吉田,"上りシングルキャリアIFDMAにおける周波数領域復調方式の検討," 2006年信学総大,B-5-36.など参照)。
FFT部12nは、CP除去部11nでCPを除去した受信信号を入力とし、NFFTポイント(NFFTは2のべき数)のFFTを行い、周波数領域に変換した受信信号を出力する。
サブキャリアデマッピング部13nは、FFT部12nで周波数領域に変換した受信信号を入力とし、対象となるデータ通信の通信帯域に含まれるサブキャリアだけを選択して、不要なサブキャリアを間引き処理し、受信信号Rnの信号帯域受信信号として出力する。
相関処理部22mnは、受信信号Rnのリファレンス受信信号とリファレンス信号生成部21mnからのリファレンス信号との相関処理により、周波数領域のチャネル推定値を推定し、サブキャリアk(0≦k≦NDFT1)における送信アンテナA1mと受信アンテナA2nとのチャネル推定値HBF,m,n(k)を、次式(1)で計算する。
雑音パス除去部24mnは、IFFT部23mnの出力である周波数領域のチャネル応答から雑音だけのポイントの信号(雑音パス)を除去するため「0」に置換する。
FFT部25mnは、雑音パス除去部24mnで雑音パス除去したチャネル応答をFFTし、雑音抑圧した周波数領域のチャネル推定値を出力する。
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、等化ウエイトを生成し送信信号の分離を行うMIMO受信において、伝搬環境に応じて等化ウエイトを計算するサブキャリアを増減させることで、演算量、処理遅延の増減を適応的に制御できるMIMO受信装置および方法を提供することを目的としている。
[第1の実施形態]
まず、図1を参照して、本発明の第1の実施形態にかかるMIMO受信装置について説明する。図1は、本発明の第1の実施形態にかかるMIMO受信装置の構成を示すブロック図であり、前述した図5と同じまたは同等部分には同一符号を付してある。
FFT部12nは、CP除去部11nでCPを除去した受信信号を入力とし、NFFTポイント(NFFTは2のべき数)のFFTを行い、周波数領域に変換した受信信号を出力する機能を有している。
サブキャリアデマッピング部13nは、FFT部12nで周波数領域に変換した受信信号を入力とし、対象となるデータ通信の通信帯域に含まれるサブキャリアだけを選択して、不要なサブキャリアを間引き処理し、受信信号Rnの信号帯域受信信号として出力する機能を有している。
IFFT部23mnは、相関処理部22mnで推定した周波数領域のチャネル推定値を時間領域のチャネル応答に変換する機能を有している。
FFT部25mnは、雑音パス除去部24mnで雑音パス除去したチャネル応答をFFTし、雑音抑圧した周波数領域のチャネル推定値を出力する機能を有している。
ウエイト計算制御部42は、コヒーレント帯域幅計算部41で得られたコヒーレント帯域幅を入力とし、このコヒーレント帯域幅に基づいて、等化ウエイトを計算すべき対象サブキャリアを決定し、これら対象サブキャリアを示すサブキャリア情報を出力する機能を有している。
ウエイト補間部43は、ウエイト計算部31の出力である等化ウエイトと、ウエイト計算制御部42の出力である等化ウエイト計算するサブキャリア情報とを入力とし、ウエイト計算制御部42からの等化ウエイトを補間処理することにより、対象サブキャリアのうちウエイト計算制御部42で未計算のサブキャリアの等化ウエイトを計算する機能を有している。
IDFT部331〜33Mは、等化フィルタ32の出力である周波数領域の等化信号を入力とし、これら等化信号についてIDFT処理を行うことにより、等化信号を時間領域の信号に変換し、各送信信号S1〜SMに対応する復調信号D1〜DMを出力する機能を有している。
次に、図1および図2を参照して、本発明の第1の実施形態にかかるMIMO受信装置の動作について説明する。図2は、ウエイト補間部の処理を示す説明図である。なお、本実施形態にかかるMIMO受信装置のうち、受信信号処理部101〜10Nについては、前述した図5と同等であり、ここでの説明は省略する。
まず、サブキャリア間隔fSCとコヒーレント帯域幅fcohを比較する。サブキャリア間隔fSCが大きい場合には、yを全サブキャリア(0≦y≦NDFT−1)とする。
ウエイト補間部43は、ウエイト計算制御部42から通知される等化ウエイトを計算するサブキャリアy以外のサブキャリアについて、サブキャリアyの等化ウエイトを用いて補間処理を行う。例えば、図2のように、サブキャリアyを中心にfcohの範囲のサブキャリアに対し、サブキャリアyの等化ウエイトをコピーし、未計算のサブキャリアの等化ウエイトとして用いる。
このように、本実施形態によれば、周波数特性が一定とみなせるコヒーレント帯域幅に従って等化ウエイトを計算するサブキャリアを増減させることができるため、伝搬環境が良好な場合には処理遅延を減少させ、伝搬環境が劣悪な場合には受信品質を確保することができる。
また、本実施形態では、平均電力プロファイルからコヒーレント帯域幅を求めているが、送信アンテナA1mから受信アンテナA2nの経路における電力プロファイルPm、n(t)からコヒーレント帯域幅を求めて、上記の処理を個別の経路で行ってもよい。
次に、図3を参照して、本発明の第2の実施形態にかかるMIMO受信装置について説明する。図3は、本発明の第2の実施形態にかかるMIMO受信装置の構成を示すブロック図であり、図1と同じまたは同等部分には同一符号を付してある。
電力変動検出部26mnは、FFT部25mnで周波数領域に変換した受信信号と、コヒーレント帯域幅計算部41からのコヒーレント帯域幅を入力とし、電力が変動しているサブキャリアを検出する機能を有している。
本実施形態にかかるMIMO受信装置の他の構成については、第1の実施形態と同様であり、ここでの詳細な説明は省略する。
次に、本発明の第2の実施形態にかかるMIMO受信装置の動作について説明する。
各受信信号処理部101〜10Nのチャネル推定値計算部2011〜20MNにおける電力変動検出部2611〜26MNは、コヒーレント帯域幅間隔で周波数領域の平均受信電力を求め、その平均受信電力からXdBを検出閾値とし、コヒーレント帯域幅内の各サブキャリアの受信電力と比較する。サブキャリアの受信電力が検出閾値以下となったサブキャリアをウエイト計算制御部42に通知する。ここで、検出閾値以上となったサブキャリアをウエイト計算制御部42に通知するようにしてもよい。
ウエイト計算部31は、ウエイト計算制御部42から通知されたサブキャリア情報に基づいて、サブキャリアyと検出サブキャリアzに対して等化ウエイトを計算する。
ウエイト補間部43は、前述した第1の実施形態と同様の動作でサブキャリアy以外のサブキャリアの等化ウエイトを求めた後、検出サブキャリアzについては、ウエイト計算部31で求めた検出サブキャリアzの等化ウエイトに置き換える。
このように、本実施形態によれば、等化ウエイトの位相変動が激しい場合でも、特性劣化を防ぐことができる。
Claims (4)
- 複数の送信アンテナから送信した送信信号を複数の受信アンテナで受信し、これら受信信号から生成した任意のサブキャリアの等化ウエイトに基づいて、前記受信信号から前記送信信号を分離して出力する、MIMO(Multi Input Multi Output)の機能を有するMIMO受信装置であって、
前記受信信号から前記各送受信アンテナ間の経路ごとに得られた時間領域のチャネル応答に基づいて、コヒーレント帯域幅を計算するコヒーレント帯域幅計算部と、
前記コヒーレント帯域幅に基づいて、等化ウエイトを計算する対象サブキャリアを決定するウエイト計算制御部と、
前記受信信号から前記各送受信アンテナ間の経路ごとに得られた周波数領域のチャネル推定値に基づいて、前記対象サブキャリアの等化ウエイトをそれぞれ計算するウエイト計算部と、
前記等化ウエイトを補間処理することにより前記対象サブキャリア以外の未計算のサブキャリアの等化ウエイトを計算するウエイト補間部と、
各サブキャリアの電力変動を検出する電力変動検出部とを備え、
前記電力変動検出部は、コヒーレント帯域幅間隔で周波数領域の平均受信電力から検出閾値を決定し、コヒーレント帯域幅内の各サブキャリアの受信電力と比較し、検出閾値以下、または検出閾値以上となったサブキャリアを検出サブキャリアとして検出する
ことを特徴とするMIMO受信装置。 - 複数の送信アンテナから送信した送信信号を複数の受信アンテナで受信し、これら受信信号から生成した任意のサブキャリアの等化ウエイトに基づいて、前記受信信号から前記送信信号を分離して出力する、MIMO(Multi Input Multi Output)の機能を有するMIMO受信装置であって、
前記受信信号から前記各送受信アンテナ間の経路ごとに得られた時間領域のチャネル応答に基づいて、コヒーレント帯域幅を計算するコヒーレント帯域幅計算部と、
前記コヒーレント帯域幅に基づいて、等化ウエイトを計算する対象サブキャリアを決定するウエイト計算制御部と、
前記受信信号から前記各送受信アンテナ間の経路ごとに得られた周波数領域のチャネル推定値に基づいて、前記対象サブキャリアの等化ウエイトをそれぞれ計算するウエイト計算部と、
前記等化ウエイトを補間処理することにより前記対象サブキャリア以外の未計算のサブキャリアの等化ウエイトを計算するウエイト補間部と、
各サブキャリアの電力変動を検出する電力変動検出部とを備え、
前記ウエイト計算制御部は、前記電力変動検出部で検出した検出サブキャリアを、等化ウエイトを計算すべきサブキャリアとして、前記対象サブキャリアに含める
ことを特徴とするMIMO受信装置。 - 複数の送信アンテナから送信した送信信号を複数の受信アンテナで受信し、これら受信信号から生成した任意のサブキャリアの等化ウエイトに基づいて、前記受信信号から前記送信信号を分離して出力する、MIMO(Multi Input Multi Output)の機能を用いたMIMO受信方法であって、
前記受信信号から前記各送受信アンテナ間の経路ごとに得られた時間領域のチャネル応答に基づいて、コヒーレント帯域幅を計算するコヒーレント帯域幅計算ステップと、
前記コヒーレント帯域幅に基づいて、等化ウエイトを計算する対象サブキャリアを決定するウエイト計算制御ステップと、
前記受信信号から前記各送受信アンテナ間の経路ごとに得られた周波数領域のチャネル推定値に基づいて、前記対象サブキャリアの等化ウエイトをそれぞれ計算するウエイト計算ステップと、
前記等化ウエイトを補間処理することにより前記対象サブキャリア以外の未計算のサブキャリアの等化ウエイトを計算するウエイト補間ステップと、
各サブキャリアの電力変動を検出する電力変動検出ステップとを備え、
前記電力変動検出ステップは、コヒーレント帯域幅間隔で周波数領域の平均受信電力から検出閾値を決定し、コヒーレント帯域幅内の各サブキャリアの受信電力と比較し、検出閾値以下、または検出閾値以上となったサブキャリアを検出サブキャリアとして検出するステップを含む
ことを特徴とするMIMO受信方法。 - 複数の送信アンテナから送信した送信信号を複数の受信アンテナで受信し、これら受信信号から生成した任意のサブキャリアの等化ウエイトに基づいて、前記受信信号から前記送信信号を分離して出力する、MIMO(Multi Input Multi Output)の機能を用いたMIMO受信方法であって、
前記受信信号から前記各送受信アンテナ間の経路ごとに得られた時間領域のチャネル応答に基づいて、コヒーレント帯域幅を計算するコヒーレント帯域幅計算ステップと、
前記コヒーレント帯域幅に基づいて、等化ウエイトを計算する対象サブキャリアを決定するウエイト計算制御ステップと、
前記受信信号から前記各送受信アンテナ間の経路ごとに得られた周波数領域のチャネル推定値に基づいて、前記対象サブキャリアの等化ウエイトをそれぞれ計算するウエイト計算ステップと、
前記等化ウエイトを補間処理することにより前記対象サブキャリア以外の未計算のサブキャリアの等化ウエイトを計算するウエイト補間ステップと、
各サブキャリアの電力変動を検出する電力変動検出ステップとを備え、
前記ウエイト計算制御ステップは、前記電力変動検出ステップで検出した検出サブキャリアを、等化ウエイトを計算すべきサブキャリアとして、前記対象サブキャリアに含めるステップを含む
ことを特徴とするMIMO受信方法。
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