JP5656617B2 - 受信装置及び方法 - Google Patents
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Description
畳み込み符号化された送信データを変調した送信信号を受信し、該受信した信号から送信データを再生する受信装置であって、
前記受信した信号を所定の周波数帯域の信号に変換する周波数変換手段と、
デジタルフィルタを含み、前記所定の周波数帯域の信号を入力とし、該信号が伝送路で受けた歪みを補正して信号を復調する等化手段と、
前記等化手段の出力及び前記所定の周波数帯域の信号に基づいて、前記等化手段の前記デジタルフィルタの係数を生成する等化係数算出手段と、
前記等化係数算出手段で生成された前記係数に基づいて、前記等化手段の出力の信頼性を評価し、評価結果を信頼性情報として出力する信頼性評価手段と、
前記等化手段の出力及び前記信頼性情報をもとにビタビ復号処理を行って送信データを再生するビタビ復号手段とを備え、
前記等化手段は、前記等化係数算出手段の出力に基づいて、前記所定の周波数帯域の信号に対する補正を行い、
前記信頼性評価手段は、
前記等化係数算出手段で生成された前記係数を離散フーリエ変換する等化係数フーリエ変換手段と、
前記等化係数フーリエ変換手段の出力に基づいて前記信頼性情報を生成する信頼性情報生成手段と
を備える
ことを特徴とする。
畳み込み符号化された送信データを変調した送信信号を第1乃至第Nのアンテナ(Nは2以上の整数)で受信し、ダイバーシチ合成して送信データを再生する受信装置であって、
それぞれ前記第1乃至第Nのアンテナで受信した信号を所定の周波数帯域に変換して第1乃至第Nの所定の周波数帯域の信号を生成する周波数変換手段と、
各々デジタルフィルタを含み、それぞれ前記第1乃至第Nの所定の周波数帯域の信号を入力とし、前記第1乃至第Nのアンテナで受信した信号が伝送路で受けた歪みを補正して、前記受信した信号を復調する第1乃至第Nの等化手段と、
それぞれ前記第1乃至第Nの等化手段の出力及び前記第1乃至第Nの所定の周波数帯域の信号に基づいて、前記第1乃至第Nの等化手段の前記デジタルフィルタの係数を生成する第1乃至第Nの等化係数算出手段と、
それぞれ前記第1乃至第Nの等化係数算出手段で生成された前記係数を入力とし、それぞれ前記第1乃至第Nの等化手段の出力の信頼性を評価し、評価結果を信頼性情報として出力する第1乃至第Nの信頼性評価手段と、
それぞれ前記第1乃至第Nの所定の周波数帯域の信号を入力とし、入力された信号の包絡線レベルを検出する第1乃至第Nの包絡線レベル検出手段と、
前記第1乃至第Nの信頼性情報と、前記第1乃至第Nの包絡線レベル検出手段で検出された前記包絡線レベルをもとにダイバーシチの合成比を算出する合成比算出手段と、
前記合成比算出手段で算出された前記合成比に応じて、前記第1乃至第Nの等化手段の出力を合成するダイバーシチ合成手段とを備え、
前記第1乃至第Nの等化手段は、それぞれ前記第1乃至第Nの等化係数算出手段の出力に基づいて、前記所定の周波数帯域の信号に対する補正を行い、
前記第1乃至第Nの信頼性評価手段は、それぞれ前記第1乃至第Nの等化手段に対応して設けられ、かつそれぞれ前記第1乃至第Nの等化係数算出手段に対応して設けられ、前記第1乃至第Nの信頼性評価手段の各々は、
当該信頼性評価手段に対応する前記等化係数算出手段で生成された前記係数を離散フーリエ変換する等化係数フーリエ変換手段と、
前記等化係数フーリエ変換手段の出力に基づいて、当該信頼性評価手段に対応する前記等化手段の出力の前記信頼性情報を生成する信頼性情報生成手段と
を備える
ことを特徴とする。
図1はこの発明の実施の形態1による受信装置を示すブロック図である。図1に示される受信装置は、図示しない送信装置における畳み込み符号化器により、畳み込み符号化された送信データを変調することで得られた送信信号、例えば、多値VSB(Vestigial Sideband)変調方式、QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)変調方式又は多値QAM(Quadrature Amplitude Modulation)変調方式で変調することで得られた送信信号を受信し、送信データを再生するものであって、アンテナ11で受信した信号を受ける周波数変換部12と、等化部13、等化係数算出部14、信頼性評価部15と、ビタビ復号部16を備える。
図2に示される信頼性情報生成部22は、帯域内分散算出部41、帯域内平均ゲイン算出部42、及び信頼性情報変換部43を備え、信頼性情報変換部43の出力が信頼性情報生成部22の出力である。
帯域内分散算出部41は、信頼性情報生成部22に入力される等化係数フーリエ変換部21の出力を入力とし、等化係数フーリエ変換部21の出力を、送信周波数帯域(信号帯域)内成分と帯域外成分に分離し、送信周波数帯域内成分の振幅特性のばらつきを分散値として算出して出力する。具体的には、等化係数フーリエ変換部21の出力の2乗値の平均から、等化係数フーリエ変換部21の出力の平均値の2乗を引いた値を分散値として求める。
伝送路において反射波が無く、所望のC/Nが得られる伝送路の場合、等化係数フーリエ変換部21から出力されるフーリエ変換結果で示される周波数特性は送信周波数帯域全体に亘り一定の振幅を有する特性となり、図3の太い実線S1のようになる。このときの振幅値を上記基準値として用いることとすれば、帯域内平均ゲイン算出部42の出力(送信周波数帯域内成分の平均ゲイン)は一定で上記基準値と同値となり、帯域内分散算出部41の出力(分散値)はゼロとなる。
また、マルチパス伝送路であって等化出力(等化部13の出力)の振幅が小さい場合は、図3の太い破線S4のようになり、帯域内平均ゲイン算出部42の出力は基準値よりも大きくなり、帯域内分散算出部41の出力も大きくなる。
図4に示される信頼性情報生成部22は、信頼性情報生成部22に入力される等化係数フーリエ変換部21の出力を入力とする帯域内最大ゲイン算出部44と、同じく信頼性情報生成部22に入力される等化係数フーリエ変換部21の出力を入力とする帯域内最小ゲイン算出部45と、差分絶対値算出部46と、重み係数生成部47と、帯域内平均ゲイン算出部42と、重み付け演算部48とを有する。重み付け演算部48の出力が信頼性情報生成部22の出力である。帯域内平均ゲイン算出部42は図2の構成例で示したものと同じである。
帯域内最小ゲイン算出部45は、等化係数フーリエ変換部21から出力されるフーリエ変換結果(周波数特性を示す)を送信周波数帯域(信号帯域)内成分と帯域外成分に分離し、送信周波数帯域内成分の振幅特性の最小値(最小ゲイン)を出力する。
差分絶対値算出部46は、帯域内最大ゲイン算出部44の出力と帯域内最小ゲイン算出部45の出力を入力とし、両者の差分の絶対値を算出する。
重み係数生成部47は、差分絶対値算出部46の出力を入力とし、差分絶対値算出部46から出力される差分の絶対値を、それに対応した正の係数に変換して出力する。例えば、差分絶対値が0の場合は係数を1とし、差分絶対値が大きくなるにつれて1よりも小さくなるような値を出力する。
図5に示されるビタビ復号部16は、等化部13の出力を入力とするブランチメトリック演算部51と、ブランチメトリック演算部51の出力及び信頼性情報生成部22の出力であるブランチメトリック重み係数を入力とするメトリック重み係数乗算部52と、メトリック重み係数乗算部52の出力を入力とする加算・比較・選択部53と、加算・比較・選択部53の出力を入力とするパスメモリ部54とを含む。パスメモリ部54の出力がビタビ復号部16の出力である。
この選択したパスのブランチメトリックの累積加算結果を、生き残りパスメトリックとしてパスメモリ部54に記憶する。
パスメモリ部54では、生き残りパスメトリックを記憶し、このパスメトリックに対応する情報系列を復号信号として出力する。
実施の形態1では、等化部で使用するフィルタ係数をもとに伝送路の周波数特性を算出し、これをフーリエ変換することで信頼性情報を生成するが、次に、受信信号に含まれるパイロット信号を利用して信頼性情報を生成する実施の形態を示す。
パイロット抽出部23は、信頼性評価部17の入力(周波数変換部12の出力)を入力とし、信号に重畳されているパイロット信号を抽出する。例えば、パイロット信号が特定の周波数を持つ正弦波である場合は、その周波数成分を通過させるバンドパスフィルタによってパイロット抽出部23を構成することができる。パイロット抽出部23の出力は信頼性情報生成部24に出力され、ここで信頼性情報に変換されて出力される。
以上の実施の形態1及び2では、信頼性情報をビタビ復号部16で活用して受信性能を向上する構成を示したが、次に、信頼性情報をダイバーシチ合成で使用して受信性能を向上する実施の形態を示す。
図7に示される受信装置は、第1乃至第N周波数変換部12−1〜12−Nと、第1乃至第Nの等化部13−1〜13−Nと、第1乃至第Nの等化係数算出部14−1〜14−Nと、第1乃至第Nの信頼性評価部15−1〜15−Nと、第1乃至第Nの包絡線レベル検出部18−1〜18−Nと、合成比算出部19と、ダイバーシチ合成部20とを有する。ダイバーシチ合成部20の出力は復調出力となる。
上記の式(4)又は式(6)によって求めた合成比(Wn)を用いることで、各等化部(13−n)の出力は、対応する包絡線レベル検出部(18−n)で検出された包絡線レベル(Pn)と、対応する信頼性評価部(15−n)で生成された信頼性(Rn)との積に比例した重みを付けて合成されることになる。
Claims (18)
- 畳み込み符号化された送信データを変調した送信信号を受信し、該受信した信号から送信データを再生する受信装置であって、
前記受信した信号を所定の周波数帯域の信号に変換する周波数変換手段と、
デジタルフィルタを含み、前記所定の周波数帯域の信号を入力とし、該信号が伝送路で受けた歪みを補正して信号を復調する等化手段と、
前記等化手段の出力及び前記所定の周波数帯域の信号に基づいて、前記等化手段の前記デジタルフィルタの係数を生成する等化係数算出手段と、
前記等化係数算出手段で生成された前記係数に基づいて、前記等化手段の出力の信頼性を評価し、評価結果を信頼性情報として出力する信頼性評価手段と、
前記等化手段の出力及び前記信頼性情報をもとにビタビ復号処理を行って送信データを再生するビタビ復号手段とを備え、
前記等化手段は、前記等化係数算出手段の出力に基づいて、前記所定の周波数帯域の信号に対する補正を行い、
前記信頼性評価手段は、
前記等化係数算出手段で生成された前記係数を離散フーリエ変換する等化係数フーリエ変換手段と、
前記等化係数フーリエ変換手段の出力に基づいて前記信頼性情報を生成する信頼性情報生成手段と
を備える
ことを特徴とする受信装置。 - 前記信頼性情報生成手段は、
前記等化係数フーリエ変換手段の出力の、送信周波数帯域内成分の分散値を算出する帯域内分散算出手段と、
所定の基準値をもとに前記帯域内分散算出手段で算出された分散値を前記信頼性情報に変換する信頼性情報変換手段と
を備え、前記信頼性情報変換手段は、前記分散値が小さいほど、前記信頼性情報としてより高い信頼性を示すものを出力する
ことを特徴とする請求項1に記載の受信装置。 - 前記信頼性情報生成手段は、
前記等化係数フーリエ変換手段の出力の送信周波数帯域内の最大ゲインと最小ゲインの差分絶対値が小さいほど、前記信頼性情報としてより高い信頼性を示すものを出力する
ことを特徴とする請求項1に記載の受信装置。 - 前記信頼性情報生成手段は、
前記等化係数フーリエ変換手段の出力の前記送信周波数帯域内の最大ゲインと最小ゲインの差分絶対値に応じた重み係数を求める重み係数決定手段と、
前記等化係数フーリエ変換手段の出力の前記送信周波数帯域内の平均ゲインを求める帯域内平均ゲイン算出手段と、
前記帯域内平均ゲイン算出手段で求められた前記平均ゲインと、前記重み係数決定手段で求められた前記重み係数と、所定の基準値をもとに、前記信頼性情報を生成する重み付け演算手段と
を備えることを特徴とする請求項3に記載の受信装置。 - 畳み込み符号化された送信データを変調した送信信号を第1乃至第Nのアンテナ(Nは2以上の整数)で受信し、ダイバーシチ合成して送信データを再生する受信装置であって、
それぞれ前記第1乃至第Nのアンテナで受信した信号を所定の周波数帯域に変換して第1乃至第Nの所定の周波数帯域の信号を生成する周波数変換手段と、
各々デジタルフィルタを含み、それぞれ前記第1乃至第Nの所定の周波数帯域の信号を入力とし、前記第1乃至第Nのアンテナで受信した信号が伝送路で受けた歪みを補正して、前記受信した信号を復調する第1乃至第Nの等化手段と、
それぞれ前記第1乃至第Nの等化手段の出力及び前記第1乃至第Nの所定の周波数帯域の信号に基づいて、前記第1乃至第Nの等化手段の前記デジタルフィルタの係数を生成する第1乃至第Nの等化係数算出手段と、
それぞれ前記第1乃至第Nの等化係数算出手段で生成された前記係数を入力とし、それぞれ前記第1乃至第Nの等化手段の出力の信頼性を評価し、評価結果を信頼性情報として出力する第1乃至第Nの信頼性評価手段と、
それぞれ前記第1乃至第Nの所定の周波数帯域の信号を入力とし、入力された信号の包絡線レベルを検出する第1乃至第Nの包絡線レベル検出手段と、
前記第1乃至第Nの信頼性情報と、前記第1乃至第Nの包絡線レベル検出手段で検出された前記包絡線レベルをもとにダイバーシチの合成比を算出する合成比算出手段と、
前記合成比算出手段で算出された前記合成比に応じて、前記第1乃至第Nの等化手段の出力を合成するダイバーシチ合成手段とを備え、
前記第1乃至第Nの等化手段は、それぞれ前記第1乃至第Nの等化係数算出手段の出力に基づいて、前記所定の周波数帯域の信号に対する補正を行い、
前記第1乃至第Nの信頼性評価手段は、それぞれ前記第1乃至第Nの等化手段に対応して設けられ、かつそれぞれ前記第1乃至第Nの等化係数算出手段に対応して設けられ、前記第1乃至第Nの信頼性評価手段の各々は、
当該信頼性評価手段に対応する前記等化係数算出手段で生成された前記係数を離散フーリエ変換する等化係数フーリエ変換手段と、
前記等化係数フーリエ変換手段の出力に基づいて、当該信頼性評価手段に対応する前記等化手段の出力の前記信頼性情報を生成する信頼性情報生成手段と
を備える
ことを特徴とする受信装置。 - 前記第1乃至第Nの信頼性情報生成手段の各々は、
当該信頼性情報生成手段に対応する前記等化係数フーリエ変換手段の出力の、送信周波数帯域内成分の分散値を算出する帯域内分散算出手段と、
前記帯域内分散算出手段で算出された前記分散値を入力とし、所定の基準値をもとに前記分散値を前記信頼性情報に変換する信頼性情報変換手段と
を備え、前記信頼性情報変換手段は、前記分散値が小さいほど、前記信頼性情報としてより高い信頼性を示すものを出力する
ことを特徴とする請求項5に記載の受信装置。 - 前記第1乃至第Nの信頼性情報生成手段の各々は、
当該信頼性情報生成手段に対応する前記等化係数フーリエ変換手段の出力の送信周波数帯域内の最大ゲインと最小ゲインの差分絶対値が小さいほど、前記信頼性情報としてより高い信頼性を示すものを出力する
ことを特徴とする請求項5に記載の受信装置。 - 前記第1乃至第Nの信頼性情報生成手段の各々は、
当該信頼性情報生成手段に対応する前記等化係数フーリエ変換手段の出力の前記送信周波数帯域内の最大ゲインと最小ゲインの差分絶対値に応じた重み係数を求める重み係数決定手段と、
当該信頼性情報生成手段に対応する前記等化係数フーリエ変換手段の出力の前記送信周波数帯域内の平均ゲインを求める帯域内平均ゲイン算出手段と、
前記帯域内平均ゲイン算出手段で算出された前記平均ゲインと、前記重み係数決定手段で求められた前記重み係数と、所定の基準値をもとに、前記信頼性情報を生成する重み付け演算手段と
を備えることを特徴とする請求項7に記載の受信装置。 - 前記送信データが、多値VSB(Vestigial Sideband)変調方式、QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)変調方式又は多値QAM(Quadrature Amplitude Modulation)変調方式で変調されたものであることを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の受信装置。
- 畳み込み符号化された送信データを変調した送信信号を受信し、該受信した信号から送信データを再生する受信方法であって、
前記受信した信号を所定の周波数帯域の信号に変換する周波数変換ステップと、
デジタルフィルタステップを含み、前記所定の周波数帯域の信号が伝送路で受けた歪みを補正して信号を復調する等化ステップと、
前記等化ステップによる等化結果及び前記所定の周波数帯域の信号に基づいて、前記等化ステップの前記デジタルフィルタステップで用いられる係数を生成する等化係数算出ステップと、
前記等化係数算出ステップで生成された前記係数に基づいて、前記等化ステップによる等化結果の信頼性を評価し、評価結果を信頼性情報として生成する信頼性評価ステップと、
前記等化ステップによる等化結果及び前記信頼性情報をもとにビタビ復号処理を行って送信データを再生するビタビ復号ステップとを備え、
前記等化ステップは、前記等化係数算出ステップで算出された係数に基づいて、前記所定の周波数帯域の信号に対する補正を行い、
前記信頼性評価ステップは、
前記等化係数算出ステップで生成された前記係数を離散フーリエ変換する等化係数フーリエ変換ステップと、
前記等化係数フーリエ変換ステップによるフーリエ変換の結果に基づいて前記信頼性情報を生成する信頼性情報生成ステップと
を備える
ことを特徴とする受信方法。 - 前記信頼性情報生成ステップは、
前記等化係数フーリエ変換ステップによるフーリエ変換の結果の、送信周波数帯域内成分の分散値を算出する帯域内分散算出ステップと、
所定の基準値をもとに前記帯域内分散算出ステップで算出された分散値を前記信頼性情報に変換する信頼性情報変換ステップと
を備え、前記信頼性情報変換ステップは、前記分散値が小さいほど、前記信頼性情報としてより高い信頼性を示すものを生成する
ことを特徴とする請求項10に記載の受信方法。 - 前記信頼性情報生成ステップは、
前記等化係数フーリエ変換ステップによるフーリエ変換の結果の、送信周波数帯域内の最大ゲインと最小ゲインの差分絶対値が小さいほど、前記信頼性情報としてより高い信頼性を示すものを生成する
ことを特徴とする請求項10に記載の受信方法。 - 前記信頼性情報生成ステップは、
前記等化係数フーリエ変換ステップによるフーリエ変換の結果の、前記送信周波数帯域内の最大ゲインと最小ゲインの差分絶対値に応じた重み係数を求める重み係数決定ステップと、
前記等化係数フーリエ変換ステップによるフーリエ変換の結果の、
前記送信周波数帯域内の平均ゲインを求める帯域内平均ゲイン算出ステップと、
前記帯域内平均ゲイン算出ステップで求められた前記平均ゲインと、前記重み係数決定ステップで求められた前記重み係数と、所定の基準値をもとに、前記信頼性情報を生成する重み付け演算ステップと
を備えることを特徴とする請求項12に記載の受信方法。 - 畳み込み符号化された送信データを変調した送信信号を第1乃至第Nのアンテナ(Nは2以上の整数)で受信し、ダイバーシチ合成して送信データを再生する受信方法であって、
それぞれ前記第1乃至第Nのアンテナで受信した信号を所定の周波数帯域に変換して第1乃至第Nの所定の周波数帯域の信号を生成する周波数変換ステップと、
各々デジタルフィルタステップを含み、それぞれ前記第1乃至第Nの所定の周波数帯域の信号が伝送路で受けた歪みを補正して、前記受信した信号を復調する第1乃至第Nの等化ステップと、
それぞれ前記第1乃至第Nの等化ステップによる等化結果及び前記第1乃至第Nの所定の周波数帯域の信号に基づいて、前記第1乃至第Nの等化ステップの前記デジタルフィルタステップで用いられる係数を生成する第1乃至第Nの等化係数算出ステップと、
それぞれ前記第1乃至第Nの等化係数算出ステップで生成された前記係数に基づいて、それぞれ前記第1乃至第Nの等化ステップによる等化結果の信頼性を評価し、評価結果を信頼性情報として生成する第1乃至第Nの信頼性評価ステップと、
それぞれ前記第1乃至第Nの所定の周波数帯域の信号の包絡線レベルを検出する第1乃至第Nの包絡線レベル検出ステップと、
前記第1乃至第Nの信頼性情報と、前記第1乃至第Nの包絡線レベル検出ステップで検出された前記包絡線レベルをもとにダイバーシチの合成比を算出する合成比算出ステップと、
前記合成比算出ステップで算出された前記合成比に応じて、前記第1乃至第Nの等化ステップによる等化結果を合成するダイバーシチ合成ステップとを備え、
前記第1乃至第Nの等化ステップは、それぞれ前記第1乃至第Nの等化係数算出ステップで生成された前記係数に基づいて、前記所定の周波数帯域の信号に対する補正を行い、
前記第1乃至第Nの信頼性評価ステップは、それぞれ前記第1乃至第Nの等化ステップに対応し、かつそれぞれ前記第1乃至第Nの等化係数算出ステップに対応し、前記第1乃至第Nの信頼性評価ステップの各々は、
当該信頼性評価ステップに対応する前記等化係数算出ステップで生成された前記係数を離散フーリエ変換する等化係数フーリエ変換ステップと、
前記等化係数フーリエ変換ステップによるフーリエ変換の結果に基づいて、当該信頼性評価ステップに対応する前記等化ステップによる等化結果の前記信頼性情報を生成する信頼性情報生成ステップと
を備える
ことを特徴とする受信方法。 - 前記第1乃至第Nの信頼性情報生成ステップの各々は、
当該信頼性情報生成ステップに対応する前記等化係数フーリエ変換ステップによるフーリエ変換の結果の、送信周波数帯域内成分の分散値を算出する帯域内分散算出ステップと、
前記帯域内分散算出ステップで算出された前記分散値を、所定の基準値をもとに前記信頼性情報に変換する信頼性情報変換ステップとを備え、
前記信頼性情報変換ステップは、前記分散値が小さいほど、前記信頼性情報としてより高い信頼性を示すものを生成する
ことを特徴とする請求項14に記載の受信方法。 - 前記第1乃至第Nの信頼性情報生成ステップの各々は、
当該信頼性情報生成ステップに対応する前記等化係数フーリエ変換ステップによるフーリエ変換の結果の、送信周波数帯域内の最大ゲインと最小ゲインの差分絶対値が小さいほど、前記信頼性情報としてより高い信頼性を示すものを生成する
ことを特徴とする請求項14に記載の受信方法。 - 前記第1乃至第Nの信頼性情報生成ステップの各々は、
当該信頼性情報生成ステップに対応する前記等化係数フーリエ変換ステップによるフーリエ変換の結果の、送信周波数帯域内の最大ゲインと最小ゲインの差分絶対値に応じた重み係数を求める重み係数決定ステップと、
当該信頼性情報生成ステップに対応する前記等化係数フーリエ変換ステップによるフーリエ変換の結果の、前記送信周波数帯域内の平均ゲインを求める帯域内平均ゲイン算出ステップと、
前記帯域内平均ゲイン算出ステップで算出された前記平均ゲインと、前記重み係数決定ステップで求められた前記重み係数と、所定の基準値をもとに、前記信頼性情報を生成する重み付け演算ステップと
を備えることを特徴とする請求項16に記載の受信方法。 - 前記送信データが、多値VSB(Vestigial Sideband)変調方式、QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)変調方式又は多値QAM(Quadrature Amplitude Modulation)変調方式で変調されたものであることを特徴とする請求項10乃至17のいずれかに記載の受信方法。
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