JP5459359B2 - 通信装置、及び方法 - Google Patents
通信装置、及び方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5459359B2 JP5459359B2 JP2012157339A JP2012157339A JP5459359B2 JP 5459359 B2 JP5459359 B2 JP 5459359B2 JP 2012157339 A JP2012157339 A JP 2012157339A JP 2012157339 A JP2012157339 A JP 2012157339A JP 5459359 B2 JP5459359 B2 JP 5459359B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- weight
- signal
- pilot signal
- pilot
- error
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Radio Transmission System (AREA)
Description
また、マルチアンテナ技術に関する用語として、MIMO(Multiple Input Multiple Output)がある。MIMOとは、通信用語として用いられる場合、送信側及び受信側両方が複数のアンテナを用いる通信方式を指すことが多いが、マルチアンテナ技術全般を指して使われることもある。
(1)空間ダイバーシチ(Spatial Diversity)
(2)合成利得(Coherent Gain)
(3)干渉波除去(Interference Mitigation)
(4)空間多重(Spatial Multiplexing)
前記合成利得は、受信側・送信側の各アンテナの信号に対して伝搬路の情報(振幅、位相の変化)を利用した重みをかけることで、希望方向からの受信電力と雑音の比を大きくすることである。
前記空間多重は、干渉波除去を応用して同時に複数の通信路を確立する方法である。一人のユーザが複数のアンテナから異なる信号を送信して通信容量を増やす方法と、複数のユーザが同時に通信を行って周波数利用効率を高める方法とがある。後者の方法は、SDMA(Space Division Multiple Access)と呼ばれる。
OFDM方式は、複数の搬送波(サブキャリア)を周波数軸上に多数配置するとともに、複数の搬送波を一部重ならせて周波数利用効率を上げたものである。OFDMは、地上波デジタル放送、無線LANなどの伝送方式に採用されている。
例えば、ウェイトは、マルチアンテナ技術において上記(2)の合成利得により、希望波方向からの受信電力と雑音電力の比を大きくして、希望波方向に強い指向性を向ける(ビームフォーミング)場合に用いられる。
なお、ビームフォーミングでは、希望波方向に強い指向性を向けるのに加えて、希望波以外の受信信号による影響を小さくすることもできる。
定常状態(伝搬係数に時間的に変化がない場合)においては、ある程度の回数以上のウェイトの更新を行うことで、ウェイトの計算結果が収束し、干渉信号や雑音信号の影響を小さくすることができる。
図11は、特許文献1の図8の信号配列図を示している。この信号配列図は、OFDM方式による地上デジタルテレビ放送方式の信号配列である。同図では、縦軸をシンボル方向(時間軸方向)iとし、横軸をキャリア方向(周波数軸方向)kとしたキャリア−シンボル空間上のサブキャリア配置を示している。図中の黒丸はスキャッタード・パイロット(Scattered Pilot)SPを示し、白丸はデータ信号(データサブキャリア)を示している。
同図の信号配列の場合、同一のSPキャリア番号kpについては、4シンボル周期でSP信号が繰り返される。
同文献によれば、あるキャリア番号kpの時刻iにあるSP信号を用いて更新されたウェイトwb kp(i)があるときに、次のウェイトの更新は、同じキャリア番号kpの4シンボル後に位置するSP信号(キャリア番号kp,時刻i+4)を用いてウェイト更新値wb kp(i+4)を算出する。
wb kp(i+4)=wb kp(i)+μukp(i)・e* kp(i)
前記第3のパイロット信号は、前記第1のパイロット信号との時間間隔が前記第1の間隔であるとともに、前記第1のパイロット信号と同じ周波数の信号であるのが好ましい。
本実施形態では、通信方式としてWiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access, IEEE802.16)を例として説明する。
データサブキャリア(データ信号)は、データや制御用メッセージを送信するためのサブキャリアである。パイロットサブキャリアは、受信側及び送信側で既知の信号(パイロット信号)であり、伝達関数推定に用いられたり、ウェイト更新に用いられたりする。
図2の横軸のl(1〜L)はサブキャリア番号を示している。サブキャリア番号は、ヌルサブキャリアを除くサブキャリアについて、周波数の小さい順に番号を付したものである。なお、ヌルサブキャリアを含めた全サブキャリアの数を1024とした場合、データサブキャリア及びパイロットサブキャリアの総数Lは、840となる。
図2の縦軸のkは、シンボル番号を示している。シンボル番号は、到来時間の早い順にシンボルに番号を付したものである。
タイルの四隅には、パイロットサブキャリアが配置され、タイル内の他のサブキャリアはデータサブキャリアとされている。
図2に示すように、上記タイルが時間軸方向及び周波数軸方向に規則的に並んでいる。この結果、パイロットサブキャリアは、複数の周波数軸方向位置に存在するとともに、複数の時間軸方向位置に存在する。換言すると、パイロットサブキャリアは、サブキャリア中に(周波数軸方向及び時間軸方向において)分散して配置されているのである。
なお、本発明のサブキャリア配置は、上記のものに限られない。
各FFT部13の出力(マルチアンテナ信号)は、フィルタリング処理部14に与えられる。フィルタリング処理部14では、伝搬環境に応じた空間フィルタリング特性を適応的に求めるアダプティブアンテナ処理を行う。
希望局2及び干渉局3,4は、それぞれ、並列/直列変換や逆離散フーリエ変換などの処理を行うIFFT部21,31,41と、ガードインターバルの付加やD/A変換などの処理を行うRF部22,32,42と、アンテナ素子23,33,43を備えている。
図4は、図3における所望信号、出力信号、受信信号(厳密には、通信装置1のアンテナ素子11に対応するFFT部13からの信号)の関係を示すフィルタリングモデルを示している。
雑音信号Z(k,l)は、各アンテナ素子11における雑音を表す複素N×1ベクトルである。
受信信号X(k,l)は、各アンテナ素子11に対応するFFT部からの出力からなる複素N×1ベクトルである。
伝達関数Hm(k,l)(m=1〜M)は、各信号の各サブキャリアが、アンテナ素子数Nのフェージング伝搬路で受ける振幅と位相の変化を並べた複素N×1ベクトルである。
ウェイトW(k,l)は、受信信号の各要素に対して掛ける複素数重みの複素共役を並べたN×1ベクトルである。図4において、上付のHは、複素共役転置を表す。また、以下において、上付のTは転置を表す。
図5に、本実施形態に係るフィルタリング処理部14の詳細を示している。フィルタリング処理部14は、受信信号X(k,l)を逐次的に保存する第1バッファ(受信信号記憶部;受信パイロット信号記憶部)141を備えている。第1バッファ141に蓄えられたデータサブキャリアX(kd,ld)は、ウェイト乗算部142に与えられる。ウェイト乗算部142は、データサブキャリアX(kd,ld)にウェイトW(kd,ld)を乗じて、合成した出力信号Y(kd,ld)=W(kd,ld)HX(kd,ld)を出力する。この出力信号Y(kd,ld)が、所望信号S1(kd,ld)の推定値である。
なお、第1バッファ141に記憶している受信信号は、ウェイト乗算部142、ウェイト更新部143、及び後述のウェイト変動量計算部170で使われなくなると随時消去される。
第1バッファ141で受信信号を蓄積しておくことで、本実施形態のようにウェイト更新方向を多様化しても容易に対応できる。
図6は、ウェイト補間の一例を示している。図6の例では、タイル単位での線形補間を行う。具体的には、図6(b)に示すタイルのパイロットサブキャリア位置でのウェイトW1,W4,W9,W12に対して、図6(a)に示す演算を行うことにより、データサブキャリア位置でのウェイトW2,W3,W5,W6,W7,W8,W10,W11を算出する。
この演算をすべてのタイルについて行うことで、全データサブキャリア位置でのウェイトを算出することができる。
本実施形態のウェイト更新部143は、カルマンフィルタによってウェイトを更新するように構成されている。ただし、他のアルゴリズム、例えば、RLSアルゴリズム、LMSアルゴリズム、又はSMIアルゴリズムを用いても良い。
なお、上述の説明では、パイロットサブキャリア位置を示すためにウェイト等を示す記号においてk及びlをkp及びlpと表記して、k及びlの位置がパイロットサブキャリア位置であることを明示していたが、以下では、説明の簡略のため、単に、k,lと表記することがある。
ここで、上記式のアルゴリズムにおいては、Q(k,l)を大きくすれば、ウェイトの変動に対する追従特性は向上する。一方、Q(k,l)を大きくしすぎると、更新の度にウェイトが大きく変化し、ウェイト推定値が収束し難くなる。
そこで、本実施形態では、伝搬路の特性を動的に観測し、ウィーナー解(最適なウェイト)の変動量の大きさQ(k,l)の値を動的に調整する。Q(k,l)の値を動的に調整することで、周波数軸方向及び/又は時間軸方向に対する伝達関数の変動へのウェイト追従特性を適切に調整することができる。さらにウィーナー解(最適なウェイト)を用いて送信信号を推定した場合における推定誤差の大きさR(k,l)も調整することで、適切な推定が行える。
最適ウェイトの変動量の計算を行うため、本実施形態のフィルタリング処理部14は、ウェイト変動量計算部170を備えている(図5参照)。
また、ウェイト変動量計算部170は、参照信号に対する送信信号推定値(復調値)の誤差Eを求める誤差計算部172を備えている。この誤差計算部172は、送信信号推定値を送信信号推定値171から取得するとともに、参照信号を参照信号生成部173から取得する。
変動量推定部176は、平均誤差Eav(又は誤差E)から、誤差計算に用いたパイロット信号の受信電力で正規化等の処理を行って、ウェイト変動量Qを算出する。また、誤差R推定部は、平均誤差Eav(又は誤差E)に基づいて、誤差Rを生成する。
なお、受信電力更新部179aが算出した平均受信電力Pavは、第5バッファ(受信電力記憶部)179bに保存され、必要に応じて、受信電力更新部179aから読み取られる。なお、受信電力更新部179aは、省略してもよい。
平均受信電力Pav(又は受信電力P)は、前述のように、変動量推定部176における正規化処理のために用いられる。
以下、本実施形態におけるウェイト変動量算出の基本的な考え方について、図8(a)(b)に基づいて説明する。なお、ここでは、説明の簡略化のため、パイロット信号の並びは時間軸方向についてだけ考え、周波数方向におけるパイロット信号の並びについては考えないものとする。また、パイロット信号は、時間軸方向に一定の間隔で並んでいるものとする。
最適ウェイトの変動量を推定するため、図8(a)では、時刻kにおける受信信号(パイロット信号)X(k)を用いて更新(推定)されたウェイトW(k)を用いて、時刻(k+p)における受信信号(パイロット信号)X(k+p)を復調し、復調信号(送信信号推定値)W(k)HX(k+p)を生成する。
すなわち、図8(a)の場合、図7の送信信号推定部171は、時刻kまでに推定したウェイトW(k)と、受信信号X(k+p)とを用いて、復調信号(送信信号推定値)W(k)HX(k+p)を生成する。
最適ウェイト変動量E=|S(k+p)−W(k)HX(k+p)|2
ただし、「時刻kにおけるウェイトW(k)の推定誤差」、及び「外部雑音」が十分に小さい場合には、問題は少ない。
図8(b)では、時刻kと時刻(k+p)と時刻(k+2p)にパイロット信号が存在する。ここでは、時刻(k+p)における最適ウェイトWopt(k+p)と、時刻(k+2p)における最適ウェイトWopt(k+2p)との間の最適ウェイト変動量(最適ウェイト間の差)を推定することを考える。
最適ウェイトの変動量を推定するため、図8(b)では、時刻kにおける受信信号(パイロット信号)X(k)を用いて更新(推定)されたウェイトW(k)を用いて、時刻(k+p)における受信信号(パイロット信号)X(k+p)を復調し、第1復調信号(送信信号推定値)W(k)HX(k+p)を生成する。
また、時刻kにおける受信信号(パイロット信号)X(k)を用いて更新(推定)されたウェイトW(k)を用いて、時刻(k+2p)における受信信号(パイロット信号)X(k+2p)を復調し、第2復調信号(送信信号推定値)W(k)HX(k+2p)を生成する。
また、時刻(k+2p)における参照信号S(k+2p)と、第2復調信号(送信信号推定値)W(k)HX(k+2p)とから第2誤差E2を求める(誤差計算部172による演算)。
第1誤差E1=|S(k+p)−W(k)HX(k+p)|2
第2誤差E2=|S(k+2p)−W(k)HX(k+2p)|2
最適ウェイト変動量E=E2−E1
上記のようにして求めたE1,E2には、いずれも「時刻kにおけるウェイトW(k)の推定誤差」と「外部雑音」における影響を含んでいる。したがって、両者E1,E2の差をとることによって、「時刻kにおけるウェイトW(k)の推定誤差」と「外部雑音」を相殺し、最適ウェイトの変動量を精度よく推定することができる。
以下、図2に示す実際のサブキャリア配置において、ウェイト変動量の推定を行う例について図9〜図11に基づいて説明する。ここでは、図8(b)に関した説明した方法を適用した例について説明する。
ここでは、受信したパイロット信号X(0)を用いてウェイトW(0)が導出されている場合に、当該ウェイトW(0)からみた周波数方向のウェイト変動量と、時間方向のウェイト変動量をそれぞれ推定する。
すなわち、送信信号推定部171は、W(0)HX(1),W(0)HX(2),W(0)HX(3)をそれぞれ計算する。
そして、誤差計算部172は、復調値W(0)HX(1),W(0)HX(2),W(0)HX(3)と、それらの真値である参照信号S(1),S(2),S(3)との誤差E1,E2,E3を下記のように計算する。
E1=S(1)−W(0)HX(1)
E2=S(2)−W(0)HX(2)
E3=S(3)−W(0)HX(3)
P=([X(1)HX(1)+X(2)HX(2)+X(3)HX(3)]/[3Nr])
なお、上記式において、Nrは、受信アンテナの数である。上記式により、アンテナ1本あたりの平均受信電力Pを求めることができる。
Eav1(t+1)=α1・E1(t+1)+(1−α1)E1av(t)
Eav2(t+1)=α2・E2(t+1)+(1−α2)E2av(t)
Eav3(t+1)=α3・E3(t+1)+(1−α3)E3av(t)
Pav(t+1) =α4・P(t+1) +(1−α4)Pav(t)
なお、α1,α2,α3,α4は、忘却係数であり、0<α1,α2,α3,α4<1である。
Q(1)=(Eav3−Eav2)/Pav
Q(2)=(Eav3−Eav1)/Pav
また、(Eav3−Eav1)は、時間方向への誤差に周波数方向の誤差を加えた誤差であるEav3から、周波数方向への誤差であるEav1を引く処理であり、時間方向の誤差(ウェイト変動量)が得られる。しかも、(Eav3−Eav1)によって、「ウェイトW(0)の推定誤差」及び「外部雑音」を相殺することができる。
Q(1)=Eav1/Pav
Q(2)=Eav2/Pav
ここで、Eav1,Eav2には、最適ウェイトを適用して送信信号を推定した場合における推定誤差(外部雑音)に加えて、「ウェイトの推定誤差」が含まれるため、理論上のRの値よりも大きくなる。ただし、Rの推定誤差がウェイトの推定誤差に与える影響は、Qの推定誤差がウェイトの推定誤差に与える影響よりも小さいため、Eav1やEav2をそのまま用いても、実用上は差し支えない。なお、Eav1やEav2が実際のRよりも大きいことを考慮して、Eav1やEav2から所定値を減算したものを誤差Rの推定値としてもよい。
ウェイト変動量計算部17では、必要に応じて、任意のサブキャリア間隔のパイロットサブキャリアを用いることで、任意のサブキャリア間隔についてのウェイト変動量を求め、それらのウェイト変動量が更新パラメータ調整部180に与えられる。また、Rについても、任意のサブキャリア間隔についての誤差Rが更新パラメータ調整部180に与えられる。
つまり、更新パラメータ調整部180は、前回のウェイト更新値W(kprev,lprev)を推定するために用いたパイロットサブキャリアX(kprev,lprev)と今回のウェイト更新に用いられるパイロットサブキャリアX(k,l)との間のサブキャリア間隔(k−kprev)及び/又は(l−lprev)に応じて、当該サブキャリア間隔におけるウェイト変動量Q及び誤差Rを、ウェイト更新部143に与える。
これにより、ウェイト更新部143によるウェイト更新処理では、伝搬環境に応じて最適ウェイトが変動しても、当該変動に追従させるための適切な更新パラメータを用いることができる。したがって、ウェイト更新が適切に行える。
前述のように、ウェイト更新部143は、順序制御部146を介して、第1バッファ141から受信信号(パイロットサブキャリア)X(kp,lp)を取得する。
順序制御部146は、第1バッファ141に保存されている受信信号X(k,l)の中から、パイロットサブキャリアX(kp,lp)を分離して抽出する。
そして、順序制御部146は、ウェイト更新部143がウェイト更新に用いるパイロットサブキャリアの順序を制御する。具体的には、順序制御部146は、分離したパイロットサブキャリアを、ウェイト更新に用いる順番に並べ替える。そして、順序制御部146は、並び替えたパイロットサブキャリアを、並び替えた順番で、ウェイト更新部143に与える。
図13及び図14は、記憶部146にある更新順序ルールの例を示している。
図13に示す第1の順序ルールでは、まず、図13のD1方向への更新を行う。すなわち、同一シンボル(同一時間k=1)において周波数軸方向に分散された複数のパイロットサブキャリアX(1,1)〜X(1,L)を対象として、周波数の小さいパイロットサブキャリアから順番に用いてウェイト更新を行う。このD1方向(周波数軸方向)の更新制御は、複数回の周波数軸方向更新制御の組合せとなっている。
よって、第1更新順序ルールは、周波数軸方向を優先した更新制御ルールである。
したがって、各パイロットサブキャリア間の最適ウェイト変動量を考えたときに、周波数軸方向のサブキャリア間でのウェイト変動量Q(1)が、時間軸方向のサブキャリア間でのウェイト変動量Q(2)よりも小さい場合には、周波数軸方向を優先した第1更新順序ルールを用いると、適切なウェイトを早期に得やすい。
そして、サブフレーム間のウェイト変動量は非常に大きいため、サブフレームが切り替わると再度、ウェイト形成が必要となる。この結果、極端な場合には、永久に適切なウェイトが得られない場合が生じる。
図14に示す第2の更新順序ルールでは、まず、図14のD11方向への更新を行う。すなわち、同一サブキャリア(同一サブキャリア番号=1)において、時間軸方向に分散して複数存在するパイロットサブキャリアX(1,1)〜X(k,1)を対象として、シンボル番号の小さいパイロットサブキャリアから順番に用いてウェイト更新を行う。このD11方向の更新制御は、複数回の時間軸方向更新制御の組合せとなっている。
よって、第2更新順序ルールは、時間軸方向を優先した更新制御ルールである。
したがって、各パイロットサブキャリア間のウェイト変動量を考えたときに、時間軸方向のサブキャリア間でのウェイト変動量Q(2)が、周波数軸方向でのウェイト変動量Q(1)よりも小さい場合には、前記第2更新順序ルールを用いると適切なウェイトを早期に得やすい。
パイロットサブキャリア間のウェイト変動量は、周波数軸方向の方が大きい場合と、時間軸方向の方が大きい場合がある。ここで、ウェイト変動量の大きさは、伝搬環境に依存する。
例えば、基地局の通信相手である移動局が高速移動している場合には、時々刻々と伝搬環境が変化するため、時間軸方向に異なる位置にあるパイロットサブキャリア間では、伝達関数の変動が大きくなり、相互相関が低下し、最適ウェイトの変動量が大きくなる。
一方、時間軸方向には同じ位置で周波数軸方向に異なる位置にあるパイロットサブキャリア間では、相対的に伝達関数の相互相関が大きくなり、最適ウェイトの変動量が小さくなる。
なお、相互相関は、移動局の移動速度の他、伝搬環境の遅延分散によっても影響を受ける。
移動局が高速移動している場合のように、周波数軸方向のウェイト変動量Q(1)が、時間軸方向のウェイト変動量Q(2)よりも小さくなりやすい場合には、図13に示す第1更新順序ルールのように周波数軸方向の更新制御を優先してする方が、ウェイト計算値が収束し易く、高速で適切なウェイトを算出することができる。
一方、移動局が低速又は停止している場合のように、時間軸方向のウェイト変動量Q(2)が小さい場合には、図14に示す第2更新順序ルールのように時間軸方向にウェイト更新を行った方が、ウェイト計算値が収束し易く、高速で適切なウェイトを算出することができる。
上述のウェイト変動量Q(1),Q(2)と伝搬環境の関係を利用し、前記更新順序決定部146aは、ウェイト変動量計算部170によって求められた周波数軸方向のウェイト変動量Q(1)と時間軸方向のウェイト変動量Q(2)とを比較して、どちらのウェイト変動量が小さいか判定する。更新順序決定部146aは、この判定結果に基づき、更新順序ルールを選択する。
また、1回の更新制御における移動幅(パイロットサブキャリア間の時間間隔又は周波数間隔)も自由に設定できる。
また、更新順序決定部146aは、予め決められた更新順序ルールを選択することで、更新順序を決定するのではなく、動的に推定されるウェイト変動量から把握される伝搬環境に応じて適切な更新順序を動的に生成してもよい。
図15は、フィルタリング処理部14の第2実施形態を示している。なお、第2実施形態において特に説明しない点については、図5のフィルタリング処理部14と同様である。
さて、図5に関して説明したように、ウェイト更新部143におけるウェイト更新処理の結果得られたウェイト推定値は、所定のウェイト更新回数M分、第2バッファ144に蓄積される。すなわち、第2バッファには、過去M回のウェイト更新で得られたM個のウェイト推定値が保存可能である。
また、図17は、一つの平滑化対象領域における一連のM回のウェイト更新で得られたM個のウェイト推定値W(k,l)を、ウェイト更新に用いたパイロットサブキャリアX(k,l)及びウェイト推定値の平滑化推定値WS(k,l)とともに、ウェイト更新順に並べたものを示している。なお、図17中、mは、ウェイト更新回数を示している。
まず、平滑化部149は、ウェイト推定値W(kM、lM)を、第2バッファ144から第6バッファ150へ送る(ステップS1)。ウェイト推定値W(kM、lM)は、最も多くの情報が反映されており、更に平滑化を行う必要がないので、平滑化推定値WS(kM、lM)=ウェイト推定値W(kM、lM)とする。なお、ステップS1の処理も、必要であれば、後述のステップS5と同様に、平滑化演算処理というものとする。
ウェイト先推定値W(km,lm)とウェイト後推定値W(km+1,lm+1)とを比較すると、ウェイト後推定値W(km+1,lm+1)は、ウェイト先推定値W(km,lm)よりも後(直後)のウェイト更新処理によって得られた値であるから、より多くの情報が反映されている(図17参照)。
また、いずれの平滑化推定値も、平滑化領域内での最後のウェイト更新によって得られたウェイト推定値W(kM、lM)の情報を含んでいる。
したがって、上記合成によって得られた平滑化推定値WS(km,lm)は、平滑化前のウェイト推定値W(km,lm)よりも多くの情報が反映されたものとなり、精度が良いものとなる。
その後、ウェイト平滑化部149は、上記平滑化演算の繰り返しの終了判定として、m=1か否かを判定する(ステップS7)。m=1でなければ、mをデクリメントし、再び、ステップS3〜S6の処理を行う。また、m=1であれば、平滑化処理を終了する。
具体的には、例えば、ウェイト推定値W(1,1)は、1個のパイロット信号に基づいて得られたものであり、通常、収束していない推定値であるが、平滑化推定値WS(1,1)には、M個のパイロット信号の情報が反映されている。また、他の平滑化推定値WS(km,lm)についても同様である。
その結果、それぞれのウェイトの精度が向上するほか、平滑化推定値を用いてウェイト補間が行われるため、信号推定も全体的に良好となる。
ただし、好ましくは、一つの平滑化対象領域内での伝搬係数の変動ができるだけ少ないように設定するのがよい。例えば、OFDMAにおける複数のアップリンクサブフレームに跨って一つの平滑化対象領域を構成したり、OFDMAにおける複数のダウンリンクサブフレームに跨って一つの平滑化対象領域を構成したりするのは避けた方が好ましい。複数のサブフレーム間には、実際には、時間間隔があるため、伝搬係数の変動が大きくなる可能性があるからである。
OFDMAのように、一つのサブフレームが複数のユーザに割り当てられる通信方式の場合、一つのサブフレーム内であっても、ユーザが切り替われば、伝搬係数は変化する。したがって、ユーザ割当最小単位を平滑化対象領域としておくことで、伝搬係数の変動が少ない領域で平滑化を行うことができる。
前述のウェイト更新パラメータQ,Rと同様に、βの値を調整することによって、周波数軸方向、時間軸方向に対するウェイト変動への追従特性を調整することができる。
パイロットサブキャリアX(km,lm)X(km+1,lm+1)間で、最適ウェイトの変動量が小さい場合、ウェイト後推定値の平滑化推定値WS(km+1,lm+1)の情報をより多く利用すべきであるから、平滑化パラメータβを大きくした方が、ウェイト先推定値の平滑化推定値の推定精度は向上する。
一方、パイロットサブキャリアX(km,lm)X(km+1,lm+1)間で、最適ウェイトの変動量が大きい場合、ウェイト後推定値の平滑化推定値WS(km+1,lm+1)の情報をあまり利用しない方が、ウェイト変動への追従特性が向上する。よって、この場合、平滑化パラメータβを小さくした方が、ウェイト先推定値の平滑化推定値の推定精度は向上する。
図19〜図21は、第3実施形態に係るフィルタリング処理部14を示している。なお、第3実施形態において特定に説明しない点については、既述のものと同様である。
ウェイト先推定値W(km,lm)と、ウェイト後推定値W(km+1,lm+1)の平滑化推定値WS(km+1,lm+1)とを比較すると、平滑化推定値WS(km+1,lm+1)は、パイロットサブキャリア(後パイロット信号)X(km+1,lm+1)に基づいて演算されたウェイト先推定値W(km+1,lm+1)を平滑化したものであるから、多くの情報が反映されたものである(図21参照)。
その後、ウェイト平滑化部149は、上記平滑化演算の繰り返しの終了判定として、m=1か否かを判定する(ステップS17)。m=1でなければ、mをデクリメントし、再び、ステップS13〜S16の処理を行う。また、m=1であれば、平滑化処理を終了する。
また、平滑化に用いるパイロット信号の順番も、上記のものに限らず、自由である。
図22〜図24は、第4実施形態に係るフィルタリング処理部14を示している。なお、第4実施形態において特定に説明しない点については、既述のものと同様である。
なお、図22に示す第3バッファ(更新パラメータ記憶部)148は、ウェイト更新部から送られてくるパラメータP(km,lm)を保存する。第3バッファ148は、P(km,lm)がウェイト更新部143及びウェイト平滑化部149で使用されなくなると消去する。また、図22に示す第7バッファ(平滑化パラメータ記憶部)162は、ウェイト平滑化部149から送られてくるパラメータλを保存する。ここでは、λの初期値は0とする。
具体的には、図23に示す手順により平滑化処理が行われる。まず、平滑化部149は、ウェイト推定値W(kM、lM)を、第2バッファ144から第6バッファ150へ送る(ステップS21)。つまり、ウェイト推定値W(kM、lM)が、そのまま平滑化推定値WS(kM、lM)となる。
なお、ウェイト平滑化部149は、参照信号S(km+1,lm+1)を参照信号生成部160から取得し、ウェイト更新演算の際に求めたパラメータP(km、lm)を第3バッファ148から取得し、λm+1を第7バッファ162から取得する。
Claims (9)
- 周波数軸方向にデータ信号及びパイロット信号を含むとともにパイロット信号が周波数軸方向及び時間軸方向において分散して配置されたOFDMAの受信信号から送信信号を推定するアダプティブアンテナ処理を行うためのウェイトを、受信信号に含まれるパイロット信号を用いて推定する通信装置であって、
パイロット信号と当該パイロット信号に対応する参照信号とを用いるとともに、パラメータを用いて、パイロット信号についてのウェイトを推定する手段を備え、前記パラメータは、最適ウェイトの変動量に応じて動的に調整されるパラメータであり、
ウェイトを推定する前記手段によって推定されたウェイトを用いてパイロット信号を復調して生成された復調信号と、当該パイロット信号に対応する参照信号と、の誤差を計算する手段と、
前記誤差を計算する前記手段によって前記誤差が算出されると、当該誤差に応じて前記パラメータを動的に調整する手段と、
を更に備え、
前記パラメータを動的に調整する前記手段は、
受信した第1のパイロット信号を用いて推定されたウェイトを用いて、受信した第2のパイロット信号を復調することで、当該第2のパイロット信号についての第1復調信号を生成するとともに、
受信した第1のパイロット信号を用いて推定された前記ウェイトを用いて、受信した第3のパイロット信号を復調することで、当該第3のパイロット信号についての第2復調信号を生成し、
前記第2のパイロット信号に対応する参照信号と、前記第1復調信号と、の第1誤差を算出するとともに、
前記第3のパイロット信号に対応する参照信号と、前記第2復調信号と、の第2誤差を算出し、
前記第1誤差と前記第2誤差との差に基づいて、前記パラメータを動的に調整する
ことを特徴とする通信装置。 - 前記第2のパイロット信号は、前記第1のパイロット信号との時間間隔が第1の間隔であるとともに、前記第1のパイロット信号との周波数間隔が第2の間隔であり、
前記第3のパイロット信号は、前記第1のパイロット信号と同じ時刻の信号であるとともに、前記第1のパイロット信号との周波数間隔が前記第2の間隔である
ことを特徴とする請求項1記載の通信装置。 - 前記第2のパイロット信号は、前記第1のパイロット信号との時間間隔が第1の間隔であるとともに、前記第1のパイロット信号との周波数間隔が第2の間隔であり、
前記第3のパイロット信号は、前記第1のパイロット信号との時間間隔が前記第1の間隔であるとともに、前記第1のパイロット信号と同じ周波数の信号である
ことを特徴とする請求項1記載の通信装置。 - 前記パラメータを、パイロット信号の受信電力の大きさによって正規化する手段を更に備えていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の通信装置。
- 前記ウェイトを推定する手段は、RLSアルゴリズム又はLMSアルゴリズムを用いてウェイトを推定する
請求項1〜4のいずれか1項に記載の通信装置。 - ウェイトを推定する前記手段は、SMIアルゴリズムを用いてウェイトを推定する
請求項1〜4のいずれか1項に記載の通信装置。 - 周波数軸方向にデータ信号及びパイロット信号を含むとともにパイロット信号が周波数軸方向及び時間軸方向において分散して配置されたOFDMの受信信号から送信信号を推定するアダプティブアンテナ処理を行うためのウェイトを、受信信号に含まれるパイロット信号を用いて推定する方法であって、
パイロット信号と当該パイロット信号に対応する参照信号とを用いるとともに、パラメータを用いて、パイロット信号についてのウェイトを推定するステップを含み、前記パラメータは、最適ウェイトの変動に応じて動的に調整されるパラメータであり、
ウェイトを推定する前記手段によって推定されたウェイトを用いてパイロット信号を復調して生成された復調信号と、当該パイロット信号に対応する参照信号と、の誤差を計算するステップと、
前記誤差を計算する前記手段によって前記誤差が算出されると、当該誤差に応じて前記パラメータを動的に調整するステップと、
を更に含み、
前記パラメータを動的に調整する前記ステップは、
受信した第1のパイロット信号を用いて推定されたウェイトを用いて、受信した第2のパイロット信号を復調することで、当該第2のパイロット信号についての第1復調信号を生成するとともに、
受信した第1のパイロット信号を用いて推定された前記ウェイトを用いて、受信した第3のパイロット信号を復調することで、当該第3のパイロット信号についての第2復調信号を生成し、
前記第2のパイロット信号に対応する参照信号と、前記第1復調信号と、の第1誤差を算出するとともに、
前記第3のパイロット信号に対応する参照信号と、前記第2復調信号と、の第2誤差を算出し、
前記第1誤差と前記第2誤差との差に基づいて、前記パラメータを動的に調整する
ことを含むことを特徴とする方法。 - 周波数軸方向にデータ信号及びパイロット信号を含むとともにパイロット信号が周波数軸方向及び時間軸方向において分散して配置されたOFDMAの受信信号から送信信号を推定するアダプティブアンテナ処理を行うためのウェイトの変動量を推定する方法であって、
受信した第1のパイロット信号を用いて推定されたウェイトを用いて、受信したパイロット信号のうち前記第1パイロット信号とは異なる第2のパイロット信号を復調することで、当該第2のパイロット信号についての第1復調信号を生成するとともに、
受信した第1のパイロット信号を用いて推定されかつ前記第2パイロット信号の復調に用いられた前記ウェイトを用いて、受信したパイロット信号のうち前記第1パイロット信号及び前記第2パイロット信号とは異なる第3のパイロット信号を復調することで、当該第3のパイロット信号についての第2復調信号を生成し、
前記第2のパイロット信号に対応する参照信号と、前記第1復調信号と、の第1誤差を算出するとともに、
前記第3のパイロット信号に対応する参照信号と、前記第2復調信号と、の第2誤差を算出し、
前記第1誤差と前記第2誤差との差を、前記第2のパイロット信号と前記第3のパイロット信号との間におけるウェイト変動量として算出する
ことを特徴とするウェイト変動量推定方法。 - 周波数軸方向にデータ信号及びパイロット信号を含むとともにパイロット信号が周波数軸方向及び時間軸方向において分散して配置されたOFDMAの受信信号から送信信号を推定するアダプティブアンテナ処理を行う通信装置であって、
受信した第1のパイロット信号を用いて推定されたウェイトを用いて、受信したパイロット信号のうち前記第1パイロット信号とは異なる第2のパイロット信号を復調することで、当該第2のパイロット信号についての第1復調信号を生成するとともに、受信した第1のパイロット信号を用いて推定されかつ前記第2パイロット信号の復調に用いられた前記ウェイトを用いて、受信したパイロット信号のうち前記第1パイロット信号及び前記第2パイロット信号とは異なる第3のパイロット信号を復調することで、当該第3のパイロット信号についての第2復調信号を生成する送信信号推定部と、
前記第2のパイロット信号に対応する参照信号と、前記第1復調信号と、の第1誤差を算出するとともに、前記第3のパイロット信号に対応する参照信号と、前記第2復調信号と、の第2誤差を算出し、前記第1誤差と前記第2誤差との差を、前記第2のパイロット信号と前記第3のパイロット信号との間におけるウェイト変動量として算出するウェイト変動量計算部と、
を有することを特徴とする通信装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012157339A JP5459359B2 (ja) | 2012-07-13 | 2012-07-13 | 通信装置、及び方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012157339A JP5459359B2 (ja) | 2012-07-13 | 2012-07-13 | 通信装置、及び方法 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007180753A Division JP2009021661A (ja) | 2007-07-10 | 2007-07-10 | ウェイト変動量推定方法、ウェイト更新方法、及び通信装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012235508A JP2012235508A (ja) | 2012-11-29 |
JP5459359B2 true JP5459359B2 (ja) | 2014-04-02 |
Family
ID=47435316
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012157339A Expired - Fee Related JP5459359B2 (ja) | 2012-07-13 | 2012-07-13 | 通信装置、及び方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5459359B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5499806B2 (ja) * | 2010-03-19 | 2014-05-21 | 住友電気工業株式会社 | 通信装置 |
JP6037992B2 (ja) * | 2013-10-03 | 2016-12-07 | 三菱電機株式会社 | 受信装置及び方法 |
CN118659857B (zh) * | 2024-08-21 | 2024-10-18 | 武汉联创赢科技有限公司 | 一种面向移动中的卫星和地面通信的检测方法及系统 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3999924B2 (ja) * | 1999-04-30 | 2007-10-31 | 株式会社東芝 | アダプティブアレーアンテナおよびその移相量制御方法 |
JP2002077007A (ja) * | 2000-08-25 | 2002-03-15 | Sanyo Electric Co Ltd | 無線基地局、アレー受信装置及びアレー受信方法 |
JP2002185375A (ja) * | 2000-12-13 | 2002-06-28 | Nippon Soken Inc | アダプティブアレーアンテナ |
JP3959073B2 (ja) * | 2004-04-30 | 2007-08-15 | 日本無線株式会社 | アレイアンテナ通信装置 |
JP4426398B2 (ja) * | 2004-08-05 | 2010-03-03 | 日本無線株式会社 | アレイアンテナ受信装置 |
WO2006126247A1 (ja) * | 2005-05-23 | 2006-11-30 | Fujitsu Limited | アレイアンテナの指向性制御装置及び指向性制御方法 |
JP4772462B2 (ja) * | 2005-11-10 | 2011-09-14 | 三菱電機株式会社 | 受信機 |
-
2012
- 2012-07-13 JP JP2012157339A patent/JP5459359B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2012235508A (ja) | 2012-11-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110518961B (zh) | 大规模mimo卫星移动通信方法及系统 | |
JP4894562B2 (ja) | 通信装置及びウェイト更新方法 | |
CN112087247B (zh) | 一种基于大规模mimo-otfs的径分多址接入方法 | |
US9893773B2 (en) | System and method of wireless communication using large-scale antenna networks | |
Sternad et al. | Channel estimation and prediction for adaptive OFDM downlinks [vehicular applications] | |
KR101109383B1 (ko) | 직교주파수 분할다중 기반 무선통신 시스템에서 전용 파일럿 신호를 이용한 채널추정 방법 및 장치 | |
JP5459359B2 (ja) | 通信装置、及び方法 | |
JP5203308B2 (ja) | 送信指向性制御装置及び送信指向性制御方法 | |
JP4867797B2 (ja) | 通信装置及びアダプティブアンテナ信号処理方法 | |
JP5520207B2 (ja) | 通信装置及び通信方法 | |
JP2009021661A5 (ja) | ||
JP4872709B2 (ja) | 通信装置及びウェイト更新方法 | |
JP2009021661A (ja) | ウェイト変動量推定方法、ウェイト更新方法、及び通信装置 | |
JP4867721B2 (ja) | 通信装置及びウェイト更新方法 | |
JP4894561B2 (ja) | 通信装置及びウェイト更新方法 | |
JP4882790B2 (ja) | 通信装置及びウェイト更新方法 | |
JP5408224B2 (ja) | 通信装置及びウェイト更新方法 | |
JP5217373B2 (ja) | 通信装置及び位相回転量推定方法 | |
JP4882791B2 (ja) | 通信装置及びウェイト更新方法 | |
Sastry et al. | A Novel Approach to the Resource Allocation for the Cell Edge Users in 5G. | |
JP6207760B2 (ja) | 無線通信装置および無線通信方法 | |
JP5233251B2 (ja) | 通信装置、送信タイミング調整方法、及び送信周波数調整方法 | |
KR101298136B1 (ko) | 다중 안테나 시스템에서 빔 형성 장치 및 방법 | |
JP4998107B2 (ja) | 通信装置及び伝達関数推定方法 | |
JP4664961B2 (ja) | 適応アレーアンテナ・システム |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130718 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130723 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130918 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20131015 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20131119 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20131217 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20131230 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |