JP6209087B2 - 受信装置及びプログラム - Google Patents
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Description
を備えることを特徴とする。
図1は本発明の第1の実施形態に係る受信装置の構成例を示すブロック図である。図1に示す受信装置1は、周波数変換部11と、A/D変換部12と、直交復調部13と、周波数領域等化部14と、OFDM復調部15と、等化係数制御部16と、伝送路信頼度算出部17と、尤度比重み付け部18と、誤り訂正復号部19とを備える。
図2は周波数領域等化部14の構成例を示すブロック図である。図2に示す周波数領域等化部14は、FFT部141と、等化部142と、IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)部143とを備える。
図3は等化係数制御部16の構成例を示すブロック図である。等化係数制御部16は、第1の除算部161と、第2の除算部162と、等化誤差算出部163と、IFFT部164と、乗算部165と、加算部166と、遅延部167と、FFT部168とを備える。
図4は伝送路信頼度算出部17の構成例を示すブロック図である。図4に示す伝送路信頼度算出部17は、間引き部171と、第1の除算部172と、振幅算出部173と、加算部174と、乗算部175と、第2の除算部176とを備える。
図5は雑音分散算出部181の構成例を示すブロック図である。図5に示す雑音分散算出部181は、減算部1811と、振幅算出部1812と、同期加算部1813とを備える。
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。図6は本発明の第2の実施形態に係る受信装置の構成例を示すブロック図である。図6に示す第2の実施形態に係る受信装置2は、第1の実施形態の受信装置1(図1参照)と比較して、尤度比重み付け部18’の構成のみ異なる。つまり、尤度比を伝送路信頼度により重み付けする際の演算方法が異なっている。その他の点については第1の実施形態と同様であるため、説明を省略する。
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。図7は本発明の第3の実施形態に係る受信装置の構成例を示すブロック図である。図7に示す受信装置3は、受信系列数分の周波数変換部11(11−1,11−2)と、受信系列数分のA/D変換部12(12−1,12−2)と、受信系列数分の直交復調部13(13−1,13−2)と、時間領域空間フィルタ部20と、受信系列数分の周波数領域等化部14(14−1,14−2)と、周波数領域空間フィルタ部21と、適応制御部22と、尤度比重み付け部18と、多重部23と、誤り訂正復号部19とを備える。本実施形態では、受信系列数(受信アンテナ数)が2の場合について説明する。
図8は時間領域空間フィルタ部20の構成例を示すブロック図である。時間領域空間フィルタ部20は、時間領域においてアレー合成を行う受信系列数分のアレー合成部を備える。具体的には、受信系列数の2乗分の乗算部201(201−1,201−2,201−3,201−4)と、受信系列数分の加算部202(202−1,202−2)とを備える。乗算部201−1,201−2、及び加算部202−1により第1の受信系列のアレー合成部を構成し、乗算部201−3,201−4、及び加算部202−2により第2の受信系列のアレー合成部を構成する。時間領域空間フィルタ部20には直交復調部13から受信系列数分の等価ベースバンド信号が入力され、適応制御部22ら受信系列数分の重み係数が入力される。直交復調部13から入力される受信系列数分の等価ベースバンド信号はそれぞれ2分配され、乗算部201に入力される。
図9は周波数領域空間フィルタ部21の構成例を示すブロック図である。図9に示す周波数領域空間フィルタ部21は、受信系列数分のGI除去部211(211−1,211−2)と、受信系列数分のFFT部212(212−1,212−2)と、チャネル推定部213と、逆フィルタ算出部214と、空間フィルタ部215とを備える。
図10は適応制御部22の構成例を示すブロック図である。図10に示す適応制御部22は、選択部221と、受信系列数分のQAM(quadrature amplitude modulation)復調部222(222−1,222−2)と、受信系列数分のQAM変調部223(223−1,223−2)と、受信系列数分のパイロット挿入部224(224−1,224−2)と、受信系列数分の重み係数制御部225(225−1,225−2)と、受信系列数分の等化係数制御部16(16−1,16−2)とを備える。
図11は、選択部221の構成例を示すブロック図である。図11に示す選択部221は、絶対値算出部2211と、全キャリア加算部2212と、最大値検出部2213と、第1セレクタ2214と、第2セレクタ2215と、第3セレクタ2216とを備える。周波数領域空間フィルタ部21からチャネル応答行列、受信系列数分の周波数領域信号、及び受信系列数分のFFT信号が入力され、受信系列を並び替えて出力する。入力されるチャネル応答行列は2分配され、一方は絶対値算出部2211へ入力され、他方は第1セレクタ2214へ入力される。
図12は重み係数制御部225の構成例を示すブロック図である。ここでは、第1の受信系列の重み係数制御部225(225−1)を示している。それぞれの重み係数制御部225は、受信系列数分の遅延部2251(2251−1,2251−2)と、受信系列数分のGI除去部2252(2252−1,2252−2)と、重み係数算出部2253とを備える。なお、受信系列数分の重み係数制御部225のうち、1つの重み係数制御部225−1のみ遅延部2251及びGI除去部2252を備えるようにしてもよく、その場合、重み係数制御部225−1のGI除去部2252の出力信号は他の重み係数制御部225−2の重み係数算出部2253に入力される。
図13は伝送路信頼度算出部17の構成例を示すブロック図である。図13に示す伝送路信頼度算出部17は、選択部177と、間引き部171と、第1の除算部172と、振幅算出部173と、加算部174と、乗算部175と、第2の除算部176とを備える。
図14は本発明の第4の実施形態による受信装置の構成を示すブロック図である。本実施形態では、受信系列数(受信アンテナ数)が2の場合について説明する。図14に示す第4の実施形態に係る受信装置4は、第3の実施形態の受信装置3(図7参照)と比較して、尤度比重み付け部18’の構成のみ異なる。つまり、尤度比を伝送路信頼度により重み付けする際の演算方法が異なっている。その他の点については第3の実施形態と同様であるため、説明を省略する。
11 周波数変換部
12 A/D変換部
13 直交復調部
14 周波数領域等化部
15 OFDM復調部
16 等化係数制御部
17 伝送路信頼度算出部
18,18’ 尤度比重み付け部
19 誤り訂正復号部
20 時間領域空間フィルタ部
21 周波数領域空間フィルタ部
22 適応制御部
23 多重部
141 FFT部
142 等化部
143 IFFT部
161 第1の除算部
162 第2の除算部
163 等化誤差算出部
164 IFFT部
165 乗算部
166 加算部
167 遅延部
168 FFT部
171 間引き部
172 第1の除算部
173 振幅算出部
174 加算部
175 乗算部
176 第2の除算部
177 選択部
181 雑音分散算出部
182 尤度比算出部
183 乗算部
184 除算部
201 乗算部
202 加算部
211 GI除去部
212 FFT部
213 チャネル推定部
214 逆フィルタ算出部
215 空間フィルタ部
221 選択部
222 QAM復調部
223 QAM変調部
224 パイロット挿入部
225 重み係数制御部
1811 減算部
1812 振幅算出部
1813 同期加算部
2211 絶対値算出部
2212 全キャリア加算部
2213 最大値検出部
2214 第1セレクタ
2215 第2セレクタ
2216 第3セレクタ
2251 遅延部
2252 GI除去部
2253 重み係数算出部
2254 第1の乗算部
2255 IFFT部
2226 自己相関算出部
2257 相互相関算出部
2258 逆行列算出部
2259 第2の乗算部
2260 複素共役部
Claims (14)
- OFDM信号を受信する受信装置であって、
受信信号の等価ベースバンド信号を周波数領域へ変換した周波数領域等価ベースバンド信号に等化係数を用いて等化処理を行った後、再び時間領域へ変換した等化信号を出力する周波数領域等化部と、
前記等化信号を周波数領域へ変換した周波数領域等化信号のチャネル応答を推定し、該チャネル応答を用いて、送信信号を推定した推定送信信号を生成するOFDM復調部と、
前記チャネル応答を前記等化係数で除算して伝送路の信頼度を算出する伝送路信頼度算出部と、
前記伝送路の信頼度によって重み付けがされた尤度比を算出する尤度比重み付け部と、
前記重み付けがされた尤度比を用いて誤り訂正符号の復号処理を行う誤り訂正復号部と、
前記等化係数を算出する等化係数制御部と、
を備えることを特徴とする受信装置。 - 前記伝送路信頼度算出部は、
サブキャリアごとに前記チャネル応答を前記等化係数で除算して伝送路応答を算出する第1の除算部と、
前記伝送路応答の振幅を算出する振幅算出部と、
前記伝送路応答の振幅を正規化する第2の除算部と、
を備えることを特徴とする、請求項1に記載の受信装置。 - 前記周波数領域等化部は、
前記等価ベースバンド信号を2のべき乗倍、且つサブキャリア数の2倍以上のサイズでFFT処理して前記周波数領域等価ベースバンド信号を生成する等化用FFT部と、
前記周波数領域等価ベースバンド信号を前記等化係数で除算する等化部と、
前記等化部の出力信号をIFFT処理して前記等化信号を生成する等化用IFFT部と、
を備えることを特徴とする、請求項1又は2に記載の受信装置。 - 前記等化係数制御部は、
前記周波数領域等化信号を前記推定送信信号で除算する第1の除算部と、
前記第1の除算部の出力信号を前記チャネル応答で除算する第2の除算部と、
前記第2の除算部の出力信号から等化誤差を求めて出力する等化誤差算出部と、
前記等化誤差を時間領域に変換した信号に適応係数を乗じる乗算部と、
前記乗算部の出力信号に遅延部の出力信号を加算して遅延プロファイルを算出する加算部と、
前記遅延プロファイルを周波数領域に変換して前記等化係数を生成する領域変換部と、を備え、
前記遅延部は、前記加算部から入力される遅延プロファイルを遅延させることを特徴とする、請求項1から3のいずれか一項に記載の受信装置。 - 受信系列数分のOFDM信号を受信する受信装置であって、
受信信号の等価ベースバンド信号を、時間領域において重み係数を用いて重み付けて合成処理して受信系列の分離を行い、合成信号を出力する時間領域空間フィルタ部と、
前記合成信号を周波数領域へ変換した周波数領域合成信号に等化係数を用いて等化処理を行った後、再び時間領域へ変換した等化信号を出力する周波数領域等化部と、
前記等化信号を周波数領域へ変換した周波数領域等化信号のチャネル応答行列を推定し、該チャネル応答行列を用いて、送信信号を推定した推定送信信号を出力する周波数領域空間フィルタ部と、
前記チャネル応答行列の希望波成分を前記等化係数で除算して伝送路の信頼度を算出する伝送路信頼度算出部と、
前記伝送路の信頼度によって重み付けがされた尤度比を算出する尤度比重み付け部と、
前記重み付けがされた尤度比を用いて誤り訂正符号の復号処理を行う誤り訂正復号部と、
前記重み係数及び前記等化係数を算出する適応制御部と、
を備えることを特徴とする受信装置。 - 前記伝送路信頼度算出部は、
サブキャリアごとに前記チャネル応答行列の希望波成分を前記等化係数で除算して伝送路応答を算出する第1の除算部と、
前記伝送路応答の振幅を算出する振幅算出部と、
前記伝送路応答の振幅を正規化する第2の除算部と、
を備えることを特徴とする、請求項5に記載の受信装置。 - 前記周波数領域等化部は、
前記合成信号を2のべき乗倍、且つサブキャリア数の2倍以上のサイズでFFT処理して前記周波数領域合成信号を生成する等化用FFT部と、
前記周波数領域合成信号を前記等化係数で除算する等化部と、
前記等化部の出力信号をIFFT処理して前記等化信号を生成する等化用IFFT部と、
を備えることを特徴とする、請求項5又は6に記載の受信装置。 - 前記適応制御部は、
前記チャネル応答行列の成分ごとに絶対値を算出する絶対値算出部と、
全サブキャリアに渡って前記絶対値を成分ごとに加算した加算行列を生成する全キャリア加算部と、
前記加算行列の各行について最大値を示す列インデックスを出力する最大値検出部と、
前記列インデックスに基づいて、前記チャネル応答行列について希望波成分をチャネル応答として出力するとともに、前記推定送信信号及び前記周波数領域等化信号についてそのまま又は並べ替えて出力するセレクタと、
前記セレクタの出力する推定送信信号を復調して復調信号を生成する復調部と、
前記復調信号を再変調して再変調信号を生成する変調部と、
前記再変調信号にパイロット信号を挿入してパイロット挿入再変調信号を生成するパイロット挿入部と、
前記パイロット挿入再変調信号を用いて前記重み係数を算出する重み係数制御部と、
前記パイロット挿入再変調信号を用いて前記等化係数を算出する等化係数制御部と、
を備えることを特徴とする、請求項5から7のいずれか一項に記載の受信装置。 - 前記時間領域空間フィルタ部は、時間領域において前記等価ベースバンド信号のアレー合成を行う受信系列数分のアレー合成部を備えることを特徴とする、請求項5から8のいずれか一項に記載の受信装置。
- 前記周波数領域空間フィルタ部は、
前記等化信号からガードインターバルを除去するGI除去部と、
前記ガードインターバルの除去された等化信号を周波数領域へ変換し、前記周波数領域等化信号を生成するFFT部と、
前記周波数領域等化信号からチャネル応答行列を推定するチャネル推定部と、
前記チャネル応答行列の逆フィルタを算出する逆フィルタ算出部と、
前記逆フィルタの係数からなる列ベクトル及び前記周波数領域等化信号からなる行ベクトルを乗算する空間フィルタ部と、
を備えることを特徴とする、請求項5から9のいずれか一項に記載の受信装置。 - 前記逆フィルタ算出部は、ゼロフォーシング規範又はMMSE規範に基づいて前記チャネル応答行列の逆フィルタを算出することを特徴とする、請求項10に記載の受信装置。
- 前記等化係数制御部は、
前記セレクタが出力する前記周波数領域等化信号を前記パイロット挿入再変調信号で除算する第1の除算部と、
前記第1の除算部の出力信号を前記チャネル応答で除算する第2の除算部と、
前記第2の除算部の出力信号から等化誤差を求めて出力する等化誤差算出部と、
前記等化誤差を時間領域に変換した信号に適応係数を乗じる乗算部と、
前記乗算部の出力信号に遅延部の出力信号を加算して遅延プロファイルを算出する加算部と、
前記遅延プロファイルを周波数領域に変換して前記等化係数を生成する領域変換部と、を備え、
前記遅延部は、前記加算部から入力される遅延プロファイルを遅延させることを特徴とする、請求項8から11のいずれか一項に記載の受信装置。 - 前記重み係数制御部は、
前記等化信号を遅延させる遅延部と、
前記遅延部の出力信号からガードインターバルを除去するGI除去部と、
サブキャリアごとに前記パイロット挿入再変調信号及び前記チャネル応答を乗じて参照信号を算出する第1の乗算部と、
前記参照信号を時間領域信号に変換して時間領域参照信号を生成するIFFT部と、
前記GI除去部の出力信号の自己相関行列を求める自己相関算出部と、
前記GI除去部の出力信号、及び前記時間領域参照信号の相互相関ベクトルを求める相互相関算出部と、
前記自己相関行列の逆行列を求める逆行列算出部と、
前記逆行列に前記相互相関ベクトルを乗じる第2の乗算部と、
前記第2の乗算部の出力するベクトルの複素共役値を出力する複素共役部と、
を備えることを特徴とする、請求項8から12のいずれか一項に記載の受信装置。 - コンピュータを、請求項1から13のいずれか一項に記載の受信装置として機能させるためのプログラム。
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