JPWO2018150517A1

JPWO2018150517A1 - 伝送路推定装置および伝送路推定方法

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Publication number: JPWO2018150517A1
Application number: JP2019500110A
Authority: JP
Inventors: 浩志富塚
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2017-02-16
Filing date: 2017-02-16
Publication date: 2019-06-27
Anticipated expiration: 2037-02-16
Also published as: JP6567211B2; WO2018150517A1

Abstract

伝送路推定値を用いて受信信号を復調して復調信号を出力するフィルタ部（２０１）と、復調信号に基づいて、平均受信電力で正規化した振幅値を算出する振幅算出部（２０２）と、復調信号から１つ以上の送信シンボル候補を判定するシンボル判定部（２０３）と、１つ以上の送信シンボル候補それぞれと、復調信号との誤差を算出する誤差算出部（２０４）と、振幅値または誤差の少なくとも１つ以上を用いて重み付け係数を生成する重み付け生成部（２０５）と、重み付け係数および第１の更新ステップサイズに基づいて、第２の更新ステップサイズを生成するステップサイズ生成部（２０６）と、第１候補シンボル点の参照信号および復調信号に基づいて、誤差信号を算出する誤差信号算出部（２０７）と、受信信号、第２の更新ステップサイズ、および誤差信号に基づいて、伝送路推定値を更新する伝送路推定値更新部（２０８）と、を備える。

Description

本発明は、伝送路特性を推定する伝送路推定装置および伝送路推定方法に関する。

高周波数帯を利用し、多値変調伝送または狭帯域伝送を行う無線通信における受信品質の劣化を招く主な要因として、位相雑音、キャリア周波数オフセットなどが挙げられる。このような要因が含まれる非定常な伝送路環境下における従来の伝送路推定方法では、適応等化器などを用いて受信シンボル信号を復調し、復調後信号から送信シンボルの判定を行い、判定された最尤シンボルの信号点位置に応じて補正誤差に対する評価の重み付けを決定し、決定された重み付けに基づいて復調のための伝送路推定値を更新していた。重み付けは、信号空間ダイアグラム内のシンボル判定領域の各々に対し、位相回転に対する余裕度に応じた重み値を設定する。すなわち、余裕度が小さく、位相雑音などによる位相回転によってシンボル誤判定を生じ易いシンボル判定領域ほど重みが軽くなるように設定する。これにより誤判定を低減できる。特許文献１には、高速通信において受信信号に含まれる位相雑音を好適に補償するとともに、オーバーヘッドを生じさせる既知パターンのペイロードへの挿入を削減する技術が開示されている。

特開２０１５−１１５７７１号公報

しかしながら、上記従来の技術によれば、位相回転を伴う位相雑音、キャリア周波数オフセットなどに対しては効果的な重み付け設定になっているが、熱雑音に対する考慮がなされていない。キャリア電力対雑音電力比（ＣＮＲ：Carrier to Noise Ratio）が低い、すなわち熱雑音が支配的となる伝送路下の場合、従来の重み付けでは、熱雑音の影響によるシンボル誤判定によって位相雑音補償の改善効果が薄れてしまう。そのため、伝送路推定精度が劣化し、受信品質の低下を招いてしまう可能性がある、という問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、受信品質の劣化を低減できる伝送路推定装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の伝送路推定装置は、伝送路推定値を用いて受信信号を復調して復調信号を出力するフィルタ部と、復調信号に基づいて、平均受信電力で正規化した振幅値を算出する振幅算出部と、復調信号から１つ以上の送信シンボル候補を判定するシンボル判定部と、シンボル判定部で判定された１つ以上の送信シンボル候補それぞれと、復調信号との誤差を算出する誤差算出部と、を備える。また伝送路推定装置は、振幅値または誤差の少なくとも１つ以上を用いて、復調信号の受信信頼度を評価した重み付け係数を生成する重み付け生成部と、重み付け係数、および基準となる伝送路推定値の更新ステップサイズである第１の更新ステップサイズに基づいて、第２の更新ステップサイズを生成するステップサイズ生成部と、を備える。また伝送路推定装置は、シンボル判定部において判定された送信シンボル候補のうち第１候補となる第１候補シンボル点の位置を示す参照信号、および復調信号に基づいて、誤差信号を算出する誤差信号算出部と、受信信号、第２の更新ステップサイズ、および誤差信号に基づいて、伝送路推定値を更新する伝送路推定値更新部と、を備えることを特徴とする。

本発明にかかる伝送路推定装置は、受信品質の劣化を低減できるという効果を奏する。

実施の形態１にかかる受信装置の構成例を示すブロック図実施の形態１にかかる復調部の構成例を示すブロック図実施の形態１にかかる復調部のフィルタ部の構成例を示すブロック図実施の形態１にかかる受信装置の復調部による伝送路推定の動作を示すフローチャート実施の形態１にかかる復調部が実施する伝送路推定の動作において復調信号および送信シンボル候補との位置関係の例を示す図実施の形態１にかかる復調部の処理回路をプロセッサおよびメモリを有する制御回路で実現する場合の例を示す図実施の形態１にかかる復調部の処理回路を専用のハードウェアで実現する場合の例を示す図実施の形態２にかかる復調部が実施する伝送路推定の動作において復調信号および送信シンボル候補との位置関係の例を示す図実施の形態３にかかる受信装置の構成例を示すブロック図実施の形態３にかかる復調部の構成例を示すブロック図実施の形態３にかかる受信装置の復調部、復号部、および送信レプリカ生成部による伝送路推定の動作を示すフローチャート実施の形態４にかかる復調部の構成例を示すブロック図実施の形態４にかかる復調部の記憶部に記憶されている復調信号および誤差補正値の関係を示す図実施の形態４にかかる受信装置の復調部による伝送路推定の動作を示すフローチャート実施の形態５にかかる復調部の構成例を示すブロック図実施の形態５にかかる復調部の記憶部に記憶されている復調信号、参照信号、および重み付け係数の関係を示す図実施の形態５にかかる受信装置の復調部、復号部、および送信レプリカ生成部による伝送路推定の動作を示すフローチャート

以下に、本発明の実施の形態にかかる伝送路推定装置および伝送路推定方法を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる受信装置１１０の構成例を示すブロック図である。受信装置１１０は、受信アンテナ１００と、ＲＦ（Radio Frequency）部１０１と、ベースバンド部１０２と、を備える。ＲＦ部１０１は、受信部１０３を備える。ベースバンド部１０２は、ＡＤＣ（Analog to Digital Converter）１０４と、復調部１０５と、復号部１０６と、を備える。

受信アンテナ１００は、図示しない送信装置から送信された送信信号である無線周波数信号を受信する。

受信部１０３は、受信アンテナ１００で受信された無線周波数信号をアナログ処理する。具体的に、受信部１０３は、無線周波数信号の周波数をベースバンド周波数に変換したアナログ信号を出力する。

ＡＤＣ１０４は、受信部１０３から出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換し、雑音除去のための帯域制限フィルタ処理を施したデジタルベースバンド信号を出力する。

復調部１０５は、ＡＤＣ１０４から出力されたデジタルベースバンド信号を復調し、復調信号を出力する。

復号部１０６は、復調部１０５から出力された復調信号に対して誤り訂正復号を行い、誤り訂正復号信号を出力する。復号部１０６は、図示しない送信装置で実施された符号化方式に対応する誤り訂正復号方式によって誤り訂正復号を行う。送信装置の符号化方式については限定されず、畳み込み符号、ターボ符号、ＬＤＰＣ（Low Density Parity Check）符号、リードソロモン符号、ＢＣＨ符号をはじめとした誤り訂正符号化方式全般を適用可能である。

復調部１０５の構成について詳細に説明する。実施の形態１では、復調部１０５が伝送路推定装置である。図２は、実施の形態１にかかる復調部１０５の構成例を示すブロック図である。復調部１０５は、フィルタ部２０１と、振幅算出部２０２と、シンボル判定部２０３と、誤差算出部２０４と、重み付け生成部２０５と、ステップサイズ生成部２０６と、誤差信号算出部２０７と、伝送路推定値更新部２０８と、を備える。

フィルタ部２０１は、１つ以上のタップを有し、伝送路推定値を用いて受信信号、図１では、ＡＤＣ１０４から出力されたデジタルベースバンド信号である入力信号２００の復調を行う。フィルタ部２０１は、例えば、適応等化器、または同期検波を行うフィルタなどである。フィルタ部２０１は、得られた復調信号を出力信号２０９として復号部１０６に出力する。また、フィルタ部２０１は、得られた復調信号を、振幅算出部２０２、シンボル判定部２０３、誤差算出部２０４、重み付け生成部２０５、および誤差信号算出部２０７に出力する。以降の説明において、入力信号２００のことを受信信号と称することがある。

振幅算出部２０２は、フィルタ部２０１からの復調信号について、平均受信電力で正規化した振幅値を算出する。

シンボル判定部２０３は、フィルタ部２０１から出力された復調信号から１つ以上の送信シンボル候補を判定する。シンボル判定部２０３は、第１のシンボル判定部２０３−１〜第Ｍのシンボル判定部２０３−Ｍを備える。第１のシンボル判定部２０３−１〜第Ｍのシンボル判定部２０３−Ｍの詳細な動作については後述する。なお、Ｍは２以上の整数とする。

誤差算出部２０４は、シンボル判定部２０３から出力された１つ以上の送信シンボル候補それぞれの振幅と、フィルタ部２０１からの復調信号の振幅との誤差である誤差振幅を算出する。誤差算出部２０４は、第１の誤差算出部２０４−１〜第Ｍの誤差算出部２０４−Ｍを備える。第１の誤差算出部２０４−１〜第Ｍの誤差算出部２０４−Ｍの詳細な動作については後述する。なお、誤差振幅については、単に誤差と称することがある。

重み付け生成部２０５は、振幅算出部２０２で算出された振幅値、または誤差算出部２０４で算出された誤差振幅の少なくとも１つ以上を用いて、復調信号の受信信頼度を評価した重み付け係数を生成する。重み付け生成部２０５は、第１の重み付け生成部２０５−１および第２の重み付け生成部２０５−２を備える。具体的に、第１の重み付け生成部２０５−１は、振幅算出部２０２で算出された振幅値の算出結果を用いて、復調信号の受信信頼度を評価した係数であって、伝送路推定値更新のための重み付け係数である第１の重み付け係数を生成する。また、第２の重み付け生成部２０５−２は、誤差算出部２０４で算出された誤差振幅の算出結果、およびフィルタ部２０１からの復調信号を用いて、復調信号の受信信頼度を評価した係数であって、伝送路推定値更新のための重み付け係数である第２の重み付け係数を生成する。

ステップサイズ生成部２０６は、重み付け生成部２０５で生成された重み付け係数と、予め規定された基準となる伝送路推定値の更新ステップサイズである第１の更新ステップサイズとを組み合わせて、伝送路推定値更新部２０８に出力する伝送路推定値の更新ステップサイズである第２の更新ステップサイズを生成する。ステップサイズ生成部２０６は、重み付け生成部２０５で生成された重み付け係数のうち、第１の重み付け係数のみを用いてもよいし、第２の重み付け係数のみを用いてもよいし、第１の重み付け係数および第２の重み付け係数の全てを用いてもよい。ステップサイズ生成部２０６は、重み付け生成部２０５で生成された重み付け係数のうち、１つ以上の重み付け係数を用いる。

誤差信号算出部２０７は、シンボル判定部２０３から出力された送信シンボル候補であって、送信シンボル候補のうち第１候補となる第１候補シンボル点の位置を示す参照信号と、フィルタ部２０１からの復調信号との誤差信号を算出する。

伝送路推定値更新部２０８は、入力信号２００、ステップサイズ生成部２０６で生成された第２の更新ステップサイズ、および誤差信号算出部２０７で算出された誤差信号に基づいて、フィルタ部２０１で使用される伝送路推定値を更新する。

復調部１０５のフィルタ部２０１の構成について詳細に説明する。図３は、実施の形態１にかかる復調部１０５のフィルタ部２０１の構成例を示すブロック図である。フィルタ部２０１は、ＦＩＲ（Finite Impulse Response）フィルタで構成される。具体的に、フィルタ部２０１は、シフトレジスタ３００−１〜３００−Ｌと、複素乗算器３０１−０〜３０１−Ｌと、加算器３０２と、を備える。

シフトレジスタ３００−１〜３００−Ｌは、Ｌ段のシフトレジスタを構成している。

複素乗算器３０１−０〜３０１−Ｌは、シフトレジスタ３００−１〜３００−Ｌからの出力およびＡＤＣ１０４から入力された入力信号２００に対して、伝送路推定値を複素乗算するＬ＋１個の複素乗算器群である。なお、図３では図示していないが、伝送路推定値更新部２０８が、複素乗算器３０１−０〜３０１−Ｌで使用される伝送路推定値を更新しているものとする。

加算器３０２は、複素乗算器３０１−０〜３０１−Ｌで複素乗算された演算結果を加算し、出力信号２０９、すなわち復調信号として出力する。なお、Ｌは０以上の自然数である。Ｌ＝０の場合、フィルタ部２０１は１つの複素乗算器のみで構成される。

つづいて、受信装置１１０が伝送路を推定する動作について説明する。まず、受信装置１１０では、受信アンテナ１００で無線周波数信号が受信されると、ＲＦ部１０１の受信部１０３は、受信アンテナ１００で受信された無線周波数信号の周波数を、無線周波数からＩＦ周波数またはベースバンドに周波数に変換したアナログ信号を出力する。ＡＤＣ１０４は、受信部１０３から出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換し、雑音除去のための帯域制限フィルタを施したデジタルベースバンド信号を出力する。復調部１０５には、ＡＤＣ１０４からデジタルベースバンド信号のシンボルデータが入力される。ここまでの動作は一般的な受信装置で行われる動作であり、特に構成として限定されるものではない。

つぎに、復調部１０５において伝送路を推定する動作について詳細に説明する。図４は、実施の形態１にかかる受信装置１１０の復調部１０５による伝送路推定の動作を示すフローチャートである。フィルタ部２０１は、伝送路推定値と入力信号２００との積和演算により復調信号を生成する（ステップＳ１）。フィルタ部２０１は、初回の場合、伝送路推定値として伝送路推定値初期値を用いる。フィルタ部２０１は、復調信号を出力信号２０９として復号部１０６に出力する。また、フィルタ部２０１は、復調信号を振幅算出部２０２、シンボル判定部２０３、誤差算出部２０４、重み付け生成部２０５、および誤差信号算出部２０７に出力する。

振幅算出部２０２は、復調信号について、復調信号の座標における平均受信電力で正規化した振幅値を算出する（ステップＳ２）。図５は、実施の形態１にかかる復調部１０５が実施する伝送路推定の動作において復調信号および送信シンボル候補との位置関係の例を示す図である。図５では、復調信号４００および後述する送信シンボル候補について、複素（ＩＱ）平面上での位置関係を示している。図５において、復調信号４００の座標を（ｘ，ｙ）、復調信号４００の平均受信電力をＰ、復調信号４００の振幅値を｜ｐ｜とする。振幅算出部２０２は、復調信号４００の座標における平均受信電力Ｐで正規化した振幅値｜ｐ｜を、式（１）にしたがって算出する。

シンボル判定部２０３は、フィルタ部２０１から出力された復調信号から１つ以上の送信シンボル候補を判定する（ステップＳ３）。詳細には、シンボル判定部２０３は、図５に示すＩＱ平面上で表現される復調信号４００の座標位置に応じて、復調信号４００から最も距離が近い送信シンボル候補を第１候補と判定し、次に距離が近い送信シンボル候補を第２候補と判定し、以降同様に判定を行って、Ｍ番目に距離が近い送信シンボル候補を第Ｍ候補と判定する。第１候補の送信シンボル候補を第１候補シンボル点とし、第２候補の送信シンボル候補を第２候補シンボル点とし、第Ｍ候補の送信シンボル候補を第Ｍ候補シンボル点とする。シンボル判定部２０３は、送信シンボル候補の位置すなわち座標の情報を参照信号として、Ｍ個の参照信号を誤差算出部２０４に出力する。

シンボル判定部２０３の動作について、具体的に図５を用いて説明する。図５はＭ＝３の場合の例を示している。シンボル判定部２０３において、第１のシンボル判定部２０３−１は、最も復調信号４００の座標に距離が近い候補シンボル点を第１候補となる第１候補シンボル点４０１と判定し、第１候補シンボル点４０１の座標を参照信号として誤差算出部２０４に出力する。同様に、第２のシンボル判定部２０３−２は、次に復調信号４００の座標に距離が近い候補シンボル点を第２候補となる第２候補シンボル点４０２と判定し、第２候補シンボル点４０２の座標を参照信号として誤差算出部２０４に出力する。また、第３のシンボル判定部２０３−３は、次に復調信号４００の座標に距離が近い候補シンボル点を第３候補となる第３候補シンボル点４０３と判定し、第３候補シンボル点４０３の座標を参照信号として誤差算出部２０４に出力する。

なお、シンボル判定部２０３は、図５に示す例では、復調信号４００からの距離の近い順に送信シンボル候補を決定していたが、これに限定されるものではない。シンボル判定部２０３は、例えば、多値変調伝送（ＡＰＳＫ：Amplitude Phase Shift Keying、ＱＡＭ：Quadrature Amplitude Modulationなど）の場合、最も距離が近い送信シンボル候補を第１候補シンボル点とし、次に選択する送信シンボル候補を、第１候補シンボル点と同一振幅となる送信シンボル候補の中から復調信号４００との距離の近い順に選択してもよい。これは、位相雑音、またはキャリア周波数オフセットなどでは振幅方向ではなく、位相回転による位相方向にのみ影響されることから、位相回転を伴う雑音を重視した選択方法である。

誤差算出部２０４は、シンボル判定部２０３から出力された１つ以上の送信シンボル候補とフィルタ部２０１から出力された復調信号との誤差振幅を算出する（ステップＳ４）。詳細には、誤差算出部２０４は、復調信号４００および第１候補シンボル点〜第Ｍ候補シンボル点の参照信号から、復調信号４００に対する第１候補シンボル点〜第Ｍ候補シンボル点の誤差振幅を算出する。誤差算出部２０４は、算出したＭ個の誤差振幅を重み付け生成部２０５に出力する。

誤差算出部２０４の動作を、具体的に図５を用いて説明する。図５はＭ＝３の場合の例を示している。復調信号４００の座標を（ｘ，ｙ）、第１候補シンボル点４０１の座標を（ｘ₁，ｙ₁）、第２候補シンボル点４０２の座標を（ｘ₂，ｙ₂）、第３候補シンボル点４０３の座標を（ｘ₃，ｙ₃）、復調信号４００の座標と各第１候補シンボル点４０１〜第３候補シンボル点４０３の座標との距離すなわち誤差振幅を各々｜ｅ₁｜，｜ｅ₂｜，｜ｅ₃｜とする。第１の誤差算出部２０４−１は、復調信号４００の座標と第１候補シンボル点４０１の座標との誤差振幅｜ｅ₁｜を式（２）にしたがって算出する。また、第２の誤差算出部２０４−２は、復調信号４００の座標と第２候補シンボル点４０２の座標との誤差振幅｜ｅ₂｜を式（３）にしたがって算出する。また、第３の誤差算出部２０４−３は、復調信号４００の座標と第３候補シンボル点４０３の座標との誤差振幅｜ｅ₃｜を式（４）にしたがって算出する。

重み付け生成部２０５は、重み付け係数を生成する（ステップＳ５）。重み付け生成部２０５において、第１の重み付け生成部２０５−１は、振幅算出部２０２で算出された復調信号４００の振幅値｜ｐ｜から重み付け係数を演算する。第１の重み付け生成部２０５−１は、復調信号４００の振幅値｜ｐ｜が大きいほど信頼度が高いとして重み付け係数を大きく設定する。また、第１の重み付け生成部２０５−１は、復調信号４００の振幅値｜ｐ｜が小さいほど信頼度が低いとして重み付け係数を小さく設定する。重み付け係数の設定値の決め方については、特に限定されない。第１の重み付け生成部２０５−１は、例えば、生成する重み付け係数をα₁とした場合、式（５）にしたがって算出することができる。ここで、ａ，ｂ，ｃは、重み付け係数のスケールを調整するパラメータである。

また、重み付け生成部２０５において、第２の重み付け生成部２０５−２は、誤差算出部２０４で算出された誤差振幅値｜ｅ_M｜から重み付け係数を生成する。Ｍは１以上の整数である。第２の重み付け生成部２０５−２は、第１候補シンボル点の誤差振幅値｜ｅ₁｜と、第２候補シンボル点以上すなわち第２候補シンボル点から第Ｍ候補シンボル点の誤差振幅値｜ｅ₂｜〜｜ｅ_M｜との比から重み付け係数を設定する。第２の重み付け生成部２０５−２は、誤差振幅値｜ｅ₁｜が小さく誤差振幅値｜ｅ₂｜〜｜ｅ_M｜が大きいほど信頼度が高いとして重み付け係数を大きく設定する。また、第２の重み付け生成部２０５−２は、誤差振幅値｜ｅ₁｜が大きく誤差振幅値｜ｅ₂｜〜｜ｅ_M｜が小さいほど信頼度が低いとして重み付け係数を小さく設定する。重み付け係数の設定値の決め方については、特に限定されない。第２の重み付け生成部２０５−２は、例えば、生成する重み付け係数をα₂とした場合、式（６）にしたがって算出することができる。ここで、ａ₁〜ａ_M，ｂ₁〜ｂ_M，β，γは、重み付け係数のスケールを調整するパラメータである。

ステップサイズ生成部２０６は、重み付け生成部２０５で生成された重み付け係数α₁，α₂を組み合わせて、伝送路推定値更新のための更新ステップサイズを生成する（ステップＳ６）。ここで、基準となる伝送路推定値の更新ステップサイズである第１の更新ステップサイズをμ₀、伝送路推定値更新のための更新ステップサイズである第２の更新ステップサイズをμとする。ステップサイズ生成部２０６は、第２の更新ステップサイズμを式（７）にしたがって算出する。

なお、ステップサイズ生成部２０６は、式（７）により重み付け係数α₁，α₂を組み合わせて第２の更新ステップサイズμを算出しているが、これに限定されるものではない。ステップサイズ生成部２０６は、例えば、重み付け係数α₁，α₂のどちらか一方のみを適用して第２の更新ステップサイズμを算出してもよい。

誤差信号算出部２０７は、第１のシンボル判定部２０３−１から出力された第１候補シンボル点４０１の参照信号、およびフィルタ部２０１から出力された復調信号４００から、誤差信号を算出する（ステップＳ７）。ここで、第１候補シンボル点４０１の参照信号のベクトルを表す参照信号ベクトルをｄ、復調信号４００のベクトルを表す復調信号ベクトルをｒ、誤差信号のベクトルを表す誤差信号ベクトルをｅとする。誤差信号算出部２０７は、誤差信号ベクトルｅを式（８）にしたがって算出する。

伝送路推定値更新部２０８は、入力信号２００、ステップサイズ生成部２０６から出力された第２の更新ステップサイズμ、および誤差信号算出部２０７から出力された誤差信号ベクトルｅに基づいて、フィルタ部２０１で使用される伝送路推定値を更新する（ステップＳ８）。ここでは、伝送路推定値の更新アルゴリズムとしてＬＭＳ（Least Mean Squares）を適用した場合を例にして説明する。伝送路推定値ベクトルをｃとすると、伝送路推定値更新部２０８は、式（９）にしたがって伝送路推定値を更新する。ここでｃおよびｒはＬ×１のベクトル、＊は複素共役を表している。なお、Ｌは１以上の整数である。

なお、伝送路推定値の更新アルゴリズムについては、ＬＭＳアルゴリズムに限定されるものではなく、ＲＬＳ（Recursive Least Squares）またはＳＭＩ（Sample Matrix Inversion）などに代表される適応アルゴリズム全般を適用可能である。

以降、復調部１０５では、ステップＳ１に戻って、ステップＳ１からステップＳ８までの動作を繰り返し実施する。なお、２回目以降の処理では、ステップＳ１において、フィルタ部２０１は、伝送路推定値更新部２０８によって更新された伝送路推定値と入力信号２００との積和演算により復調信号を生成する。

つづいて、伝送路推定装置すなわち復調部１０５のハードウェア構成について説明する。復調部１０５の各構成要素は、例えば、処理回路により実現される。復調部１０５では、複数の構成要素が１つの処理回路として構成されてもよいし、１つの構成要素が複数の処理回路により構成されてもよい。

また、処理回路は、専用のハードウェアであっても、メモリおよびメモリに格納されるプログラムを実行するＣＰＵ（Central Processing Unit、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサ、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）ともいう）とを備える制御回路であってもよい。ここで、メモリとは、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリー、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）などの、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）などが該当する。

処理回路が、ＣＰＵを備える制御回路で実現される場合、この制御回路は例えば図６に示す構成の制御回路である。図６は、実施の形態１にかかる復調部１０５の処理回路を制御回路９３で実現する場合の例を示す図である。図６に示すように制御回路９３は、ＣＰＵであるプロセッサ９１と、メモリ９２とを備える。処理回路が制御回路９３により実現される場合、プロセッサ９１がメモリ９２に記憶された、各構成要素の各々の処理に対応するプログラムを読み出して実行することにより実現される。また、メモリ９２は、プロセッサ９１が実施する各処理における一時メモリとしても使用される。

処理回路が、専用のハードウェアで実現される場合、処理回路は、例えば図７に示す処理回路である。図７は、実施の形態１にかかる復調部１０５の処理回路を専用のハードウェアで実現する場合の例を示す図である。処理回路９４は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、またはこれらを組み合わせたものである。

復調部１０５を構成する各構成要素は、一部が専用のハードウェアで実現され、一部がＣＰＵを備える制御回路で実現されてもよい。

以上説明したように、本実施の形態によれば、受信装置１１０において、伝送路推定装置である復調部１０５は、ＩＱ平面上で表現される復調信号の座標の振幅値に応じた重み付け係数、および、１つ以上の送信シンボル候補と復調信号との誤差振幅に応じた重み付け係数を組み合わせて、伝送路推定値の更新ステップサイズを生成する。復調部１０５は、受信信号毎の信頼度に応じた重み付けにより伝送路推定時の雑音の影響を軽減することで伝送路推定精度を改善できる。これにより、復調部１０５は、低ＣＮＲ、かつ、位相雑音またはキャリア周波数オフセットを含む非定常伝送路環境下において、受信品質、例えばビット誤り率の劣化を低減することができる。

また、復調部１０５がデータシンボルを用いて伝送路推定値の更新を精度よく行うことができるため、受信装置１１０に対して無線周波数信号を送信する送信装置は、データ間に挿入する既知信号を削減でき、また、多値変調伝送を行うことができる。これにより、送信装置および受信装置１１０では、伝送効率すなわちスループットを向上させることができる。また、受信感度を改善できることから、送信装置および受信装置１１０の通信において、通信距離を伸ばすことができる。

実施の形態２．
実施の形態１では、振幅算出部２０２は復調信号４００の座標における平均受信電力で正規化した振幅値｜ｐ｜を算出し、第１の重み付け生成部２０５−１は振幅値｜ｐ｜から重み付け係数α₁を算出していた。実施の形態２では、振幅算出部２０２は第１候補シンボル点の座標における平均受信電力で正規化した振幅値｜ｐ₁｜を算出し、第１の重み付け生成部２０５−１は振幅値｜ｐ₁｜から重み付け係数α₁を算出する場合について説明する。

実施の形態２において、受信装置１１０、復調部１０５、およびフィルタ部２０１の構成は、図１から図３に示す実施の形態１と同様の構成である。実施の形態２では、振幅算出部２０２が振幅値を算出するときの算出方法が実施の形態１と異なる。

振幅算出部２０２は、復調信号から送信シンボル候補を判定して得られた第１候補となる第１候補シンボル点の座標における平均受信電力で正規化した振幅値を算出する。振幅算出部２０２の動作について、具体的に図８を用いて説明する。図８は、実施の形態２にかかる復調部１０５が実施する伝送路推定の動作において復調信号および送信シンボル候補との位置関係の例を示す図である。図８では、復調信号５００の位置、シンボル判定により第１候補となる第１候補シンボル点５０１の位置、シンボル判定により第２候補となる第２候補シンボル点５０２の位置、シンボル判定により第３候補となる第３候補シンボル点５０３の位置を示している。図８において、復調信号５００に対する第１候補シンボル点５０１の座標を（ｘ₁、ｙ₁）、復調信号５００の平均受信電力をＰ、復調信号５００の振幅値を｜ｐ₁｜とする。振幅算出部２０２は、復調信号５００に対する第１候補シンボル点５０１の座標における平均受信電力で正規化した振幅値を、式（１０）にしたがって算出する。

なお、実施の形態２において、振幅算出部２０２は、自身で復調信号５００から送信シンボル候補を判定してもよいし、図２では図示していないがシンボル判定部２０３から第１候補シンボル点５０１〜第３候補シンボル点５０３の座標の情報すなわち参照信号を取得してもよい。

重み付け生成部２０５において、第２の重み付け生成部２０５−２が重み付け係数α₂を生成する方法は実施の形態１と同様である。重み付け生成部２０５において、第１の重み付け生成部２０５−１は、振幅算出部２０２で算出された復調信号５００に対する第１候補シンボル点５０１の振幅値｜ｐ₁｜から重み付け係数を演算する。第１の重み付け生成部２０５−１は、復調信号５００に対する第１候補シンボル点５０１の振幅値｜ｐ₁｜が大きいほど信頼度が高いとして重み付け係数を大きく設定する。また、第１の重み付け生成部２０５−１は、復調信号５００に対する第１候補シンボル点５０１の振幅値｜ｐ₁｜が小さいほど信頼度が低いとして重み付け係数を小さく設定する。重み付け係数の設定値の決め方については、特に限定されない。第１の重み付け生成部２０５−１は、例えば、重み付け係数α₁を式（１１）にしたがって算出することができる。ここで、ａ，ｂ，ｃは、重み付け係数のスケールを調整するパラメータである。

以上説明したように、本実施の形態によれば、受信装置１１０において、伝送路推定装置である復調部１０５は、第１の重み付け生成部２０５−１で生成される伝送路推定値更新の重み付け係数α₁を、第１候補シンボル点の座標における平均受信電力で正規化した振幅値から算出する。この場合、受信信号のシンボルの判定領域内で重み付け係数α₁が一定となることで、第２の重み付け生成部２０５−２で算出される第１候補シンボル点〜第Ｍ候補シンボル点と復調信号との誤差振幅を用いた重み付け係数α₂による送信シンボル候補間の境界付近における重み付けの効果が強調されることになる。復調部１０５は、比較的ＣＮＲが良好で、かつ、送信シンボル候補間での誤り発生頻度の高い多値変調伝送に対して伝送路推定精度を改善できる。これにより、復調部１０５は、位相雑音またはキャリア周波数オフセットを含む非定常伝送路環境下において、受信品質、例えば、ビット誤り率の劣化を低減することができる。

実施の形態３．
実施の形態１および２では、伝送路推定装置である復調部１０５の後段に復号部１０６が接続され、復号部１０６が誤り訂正復号を行っていた。実施の形態３では、位相雑音または周波数オフセットの影響が大きく１回の復調では十分に伝送路変動による伝送路推定誤差を取り除けない場合、復号部１０６の誤り訂正復号信号をフィードバックして復調処理をくり返し行い、伝送路推定精度を向上させる方法について説明する。

図９は、実施の形態３にかかる受信装置１１０ａの構成例を示すブロック図である。受信装置１１０ａは、受信アンテナ１００と、ＲＦ部１０１と、ベースバンド部１０２ａと、を備える。ベースバンド部１０２ａは、ＡＤＣ１０４と、復調部１０５ａと、復号部１０６と、送信レプリカ生成部１０７と、を備える。なお、受信装置１１０と同一の構成については、同一の符号を付与し、その説明を省略する。以降の構成の説明においても同様とする。

復調部１０５ａは、ＡＤＣ１０４から出力されたデジタルベースバンド信号を復調し、復調信号を出力する。

送信レプリカ生成部１０７は、復号部１０６から出力された誤り訂正復号信号を再符号化および再変調して送信レプリカ信号を生成する。送信レプリカ信号は、受信装置１１０ａで受信された受信信号にかかる信号が、図９において図示しない送信装置から送信されたときの送信信号のレプリカである。送信レプリカ生成部１０７は、生成した送信レプリカ信号を復調部１０５ａに出力する。また、送信レプリカ生成部１０７は、送信レプリカ信号生成時、送信レプリカ信号の信頼度に基づいて、復調部１０５ａにおいて重み付けを適用するか否かを判定し、復調部１０５ａでの更新ステップサイズの選択方法を指示する重み付け選択信号を生成する。送信レプリカ生成部１０７は、復調部１０５ａにおける更新ステップサイズの選択方法について、送信レプリカ信号の信頼度に応じて自動選択または固定で設定する。固定設定の場合、受信装置１１０ａおよび図９において図示しない送信装置を含む通信システムで想定される伝送路に応じて十分に送信レプリカ信号の精度が確保できる復調回数を受信装置１１０ａ側に事前に設定しておく。自動選択設定の場合、送信レプリカ生成部１０７は、送信レプリカ信号の信頼度を、誤り訂正復号で検出される誤り訂正エラー数、エラー情報、前回までの復調時に算出された第１候補シンボル点との誤差振幅の累積値、または既知系列を用いた誤りビット測定数など、回線品質が推定できる情報を用いて判定する。送信レプリカ生成部１０７は、生成した重み付け選択信号を復調部１０５ａに出力する。

復調部１０５ａの構成について詳細に説明する。実施の形態３では、復調部１０５ａ、復号部１０６、および送信レプリカ生成部１０７で伝送路推定装置を構成する。図１０は、実施の形態３にかかる復調部１０５ａの構成例を示すブロック図である。復調部１０５ａは、フィルタ部２０１と、振幅算出部２０２と、シンボル判定部２０３と、誤差算出部２０４と、重み付け生成部２０５と、ステップサイズ生成部２０６ａと、誤差信号算出部２０７と、伝送路推定値更新部２０８と、選択部２１０と、を備える。なお、振幅算出部２０２については、実施の形態１および２のどちらの処理を行ってもよい。

ステップサイズ生成部２０６ａは、ステップサイズ生成部２０６の機能に加えて、ステップサイズ生成部２０６ａにおける重み付け係数α₁，α₂の反映の有無の選択を指示する重み付け選択信号２１２に基づいて、出力する伝送路推定値の更新ステップサイズを選択する。具体的に、ステップサイズ生成部２０６ａは、重み付け選択信号２１２に基づいて、重み付け生成部２０５で算出された重み付け係数α₁，α₂を組み合わせて第２の更新ステップサイズμを生成するか、重み付け係数α₁，α₂を反映させずに第１の更新ステップサイズμ₀をそのまま第２の更新ステップサイズμとして出力するかを選択する。すなわち、ステップサイズ生成部２０６ａは、算出した第２の更新ステップサイズ、または第１の更新ステップサイズμ₀を第２の更新ステップサイズμとして、伝送路推定値更新部２０８に出力する。

選択部２１０は、シンボル判定部２０３から出力された送信シンボル候補であって、送信シンボルの第１候補となる第１候補シンボル点の参照信号、または送信レプリカ生成部１０７から出力された送信レプリカ信号２１１のいずれかを選択し、誤差信号算出部２０７に出力する。

誤差信号算出部２０７は、選択部２１０から出力された信号すなわち参照信号または送信レプリカ信号２１１と、フィルタ部２０１からの復調信号との誤差信号を算出する。誤差信号算出部２０７は、入力される信号が実施の形態１および２のときと異なる場合があるが、誤差信号の算出方法は実施の形態１および２と同様である。

つぎに、復調部１０５ａにおいて伝送路を推定する動作について詳細に説明する。図１１は、実施の形態３にかかる受信装置１１０ａの復調部１０５ａ、復号部１０６、および送信レプリカ生成部１０７による伝送路推定の動作を示すフローチャートである。なお、実施の形態３では、送信レプリカ信号２１１を用いない初回の伝送路推定の動作は、実施の形態１のときと同様の動作となる。そのため、２回目以降の伝送路推定の動作について説明する。図１１に示すフローチャートは、復調部１０５ａ、復号部１０６、および送信レプリカ生成部１０７による２回目以降の伝送路推定の動作を示すものである。

フィルタ部２０１は、伝送路推定値更新部２０８によって更新された伝送路推定値と入力信号２００との積和演算により復調信号を生成する（ステップＳ１１）。フィルタ部２０１は、復調信号を出力信号２０９として復号部１０６に出力する。また、フィルタ部２０１は、復調信号を振幅算出部２０２、シンボル判定部２０３、誤差算出部２０４、重み付け生成部２０５、および誤差信号算出部２０７に出力する。

復号部１０６は、復調部１０５ａから出力された復調信号に対して、誤り訂正復号を行い、誤り訂正復号信号を生成する（ステップＳ１２）。復号部１０６は、誤り訂正復号信号を送信レプリカ生成部１０７に出力する。

送信レプリカ生成部１０７は、復号部１０６から出力された誤り訂正復号信号から送信レプリカ信号２１１を生成する（ステップＳ１３）。送信レプリカ生成部１０７は、誤り訂正復号信号に対して、図示しない送信装置と同様の方式で符号化処理および変調処理を行い、送信シンボルのレプリカである送信レプリカ信号２１１を生成する。送信レプリカ生成部１０７は、インターリーブまたはスクランブルなど、その他の演算処理を行っても構わない。なお、復号部１０６からの出力信号については、送信レプリカ生成部１０７において送信レプリカ信号２１１が生成できる情報であればよく、必ずしも誤り訂正復号信号すなわち復号ビットでなくてもよい。復号部１０６は、例えば、誤り訂正を行った後の軟判定値または誤り訂正されたパリティビットを送信レプリカ生成部１０７に出力してもよい。

振幅算出部２０２、シンボル判定部２０３、誤差算出部２０４、および重み付け生成部２０５におけるステップＳ１４からステップＳ１７の処理は、実施の形態１のステップＳ２からステップＳ５の処理と同様である。

ステップサイズ生成部２０６ａは、出力する更新ステップサイズを選択する（ステップＳ１８）。具体的に、ステップサイズ生成部２０６ａは、送信レプリカ生成部１０７で生成された重み付け選択信号２１２に基づいて、重み付け係数α₁，α₂を組み合わせて第２の更新ステップサイズμを生成して出力するか、重み付け係数α₁，α₂を反映せずに第１の更新ステップサイズμ₀をそのまま第２の更新ステップサイズμとして出力するかを選択する。

選択部２１０は、第１のシンボル判定部２０３−１から出力された参照信号、または送信レプリカ生成部１０７から出力された送信レプリカ信号２１１を選択し、誤差信号算出部２０７に出力する（ステップＳ１９）。具体的に、選択部２１０は、初回の復調処理では第１のシンボル判定部２０３−１から出力された参照信号を選択し、２回目以降の復調処理では送信レプリカ生成部１０７から出力された送信レプリカ信号２１１を選択する。なお、送信レプリカ生成部１０７からの送信レプリカ信号２１１は、１つ前の復調信号に基づいて生成されたものである。

誤差信号算出部２０７は、選択部２１０から出力された参照信号または送信レプリカ信号２１１、およびフィルタ部２０１から出力された復調信号４００から、誤差信号を算出する（ステップＳ２０）。

伝送路推定値更新部２０８は、入力信号２００、ステップサイズ生成部２０６ａから出力された第２の更新ステップサイズμ、および誤差信号算出部２０７から出力された誤差信号ベクトルｅに基づいて、フィルタ部２０１で使用される伝送路推定値を更新する（ステップＳ２１）。

以降、復調部１０５ａでは、ステップＳ１１に戻って、ステップＳ１１からステップＳ２１までの動作を繰り返し実施する。

復調部１０５ａ、復号部１０６、および送信レプリカ生成部１０７のハードウェア構成については、実施の形態１の復調部１０５と同様、図６または図７に示す処理回路により実現される。実施の形態３では、復調部１０５ａ、復号部１０６、および送信レプリカ生成部１０７を、１つの処理回路で構成してもよいし、複数の処理回路で構成してもよい。

以上説明したように、本実施の形態によれば、受信装置１１０ａでは、送信レプリカ生成部１０７は、復号部１０６の誤り訂正復号信号に基づいて送信レプリカ信号２１１を生成して復調部１０５ａにフィードバックし、復調部１０５ａは復調処理を繰り返し行うことで、復調処理の繰り返しに応じて伝送路推定精度を改善することができる。復調部１０５ａは、上述の伝送路推定の処理を適用して繰り返し復調処理を行うことで、１回毎の復調精度が向上することから繰り返し復調処理回数を低減でき、演算量を削減することができる。復調部１０５ａは、復調処理が１回の実施の形態１および２の場合と比較して、伝送路推定精度の改善効果が大きくなる。その結果、復調部１０５ａは、より劣悪な位相雑音またはキャリア周波数オフセットを含む非定常伝送路環境下において、受信品質、例えばビット誤り率の劣化を低減することができる。

実施の形態４．
実施の形態１および２では、復調部１０５は、復調処理の都度、誤差信号および第２の更新ステップサイズμを生成し、伝送路推定値更新部２０８が、入力信号２００とともに、第２の更新ステップサイズμおよび誤差信号を用いて伝送路推定値を更新していた。実施の形態４では、復調部は、予めフィルタ部２０１からの復調信号に基づいて第２の更新ステップサイズμおよび誤差信号から得られる誤差補正値を記憶し、フィルタ部２０１から出力された復調信号から記憶内容に基づいて誤差補正値を取得する。そして、伝送路推定値更新部が、入力信号２００および誤差補正値を用いて伝送路推定値を更新する方法について説明する。

実施の形態４における受信装置の構成は、図１に示す実施の形態１の受信装置１１０に対して、復調部１０５を復調部１０５ｂに置き換えたものである。図示は省略するが、説明の便宜上、実施の形態４の受信装置を受信装置１１０ｂとする。

復調部１０５ｂの構成について詳細に説明する。実施の形態４では、復調部１０５ｂが伝送路推定装置である。図１２は、実施の形態４にかかる復調部１０５ｂの構成例を示すブロック図である。復調部１０５ｂは、フィルタ部２０１と、記憶部２２１と、変換部２２２と、伝送路推定値更新部２０８ｂと、を備える。

記憶部２２１は、フィルタ部２０１から出力された復調信号と、第２の更新ステップサイズμによって重み付けされた誤差信号である誤差補正値との対応関係を記憶している。例えば、実施の形態１および２においてフィルタ部２０１から復調信号「Ａ０」が出力された場合、シンボル判定部２０３および誤差信号算出部２０７の演算により誤差信号算出部２０７から出力される誤差信号を誤差信号「Ａ１」とする。また、実施の形態１および２においてフィルタ部２０１から復調信号「Ａ０」が出力された場合、振幅算出部２０２、シンボル判定部２０３、誤差算出部２０４、重み付け生成部２０５、およびステップサイズ生成部２０６の演算によりステップサイズ生成部２０６から出力される第２の更新ステップサイズμを第２の更新ステップサイズμ「Ａ２」とする。誤差信号「Ａ１」が第２の更新ステップサイズμ「Ａ２」で重み付けられたものが誤差補正値「Ａ３」である。記憶部２２１は、具体的に、復調信号「Ａ０」と誤差補正値「Ａ３」との対応関係を記憶している。

実施の形態１で説明したように、伝送路推定値更新部２０８は、式（９）の演算において、誤差信号算出部２０７から出力された誤差信号に、ステップサイズ生成部２０６から出力された第２の更新ステップサイズμを乗算することで、誤差信号を重み付けしている。記憶部２２１では、伝送路推定値更新部２０８ｂの演算処理を省略するため、予め誤差信号を第２の更新ステップサイズμで重み付け、すなわち乗算したものを誤差補正値として記憶している。誤差補正値は、実施の形態１において伝送路推定値更新部２０８に信号などを直接出力しない振幅算出部２０２、シンボル判定部２０３、誤差算出部２０４、および重み付け生成部２０５の演算処理の内容も反映されている。すなわち、誤差補正値には、振幅算出部２０２が算出した振幅値、または誤差算出部２０４が算出した誤差振幅などの受信信頼度に基づく少なくとも１つ以上の重み付け係数が用いられているといえる。また、誤差補正値には、第２の更新ステップサイズμを得るために必要な第１の更新ステップサイズμ₀も用いられているといえる。記憶部２２１に誤差補正値を記憶させる方法については、ユーザが、シミュレーションなどによって、復調信号に対応する誤差補正値を求めて、予め記憶部２２１に記憶させておく方法があるが、これに限定されるものではない。

変換部２２２は、フィルタ部２０１から出力された復調信号に基づいて記憶部２２１を参照し、復調信号に対応する誤差補正値を生成して伝送路推定値更新部２０８ｂに出力する。

図１３は、実施の形態４にかかる復調部１０５ｂの記憶部２２１に記憶されている復調信号および誤差補正値の関係を示す図である。変換部２２２は、例えば、フィルタ部２０１から復調信号「Ａ０」が出力された場合、記憶部２２１を参照し、復調信号「Ａ０」に対応する誤差補正値「Ａ３」を生成して、伝送路推定値更新部２０８ｂに出力する。記憶部２２１では、図１３のようにテーブル形式で、復調信号および誤差補正値の関係を記憶しておくことが可能である。

伝送路推定値更新部２０８ｂは、入力信号２００、および変換部２２２で生成された誤差補正値に基づいて、フィルタ部２０１で使用される伝送路推定値を更新する。

実施の形態４では、実施の形態１および２と同一の処理による効果を得る場合に、振幅算出部２０２、シンボル判定部２０３、誤差算出部２０４、重み付け生成部２０５、ステップサイズ生成部２０６、および誤差信号算出部２０７による処理を、記憶部２２１を用いた変換部２２２の変換処理に置き換えることで、復調部１０５ｂの演算処理を省略した構成にしている。

つぎに、復調部１０５ｂにおいて伝送路を推定する動作について詳細に説明する。図１４は、実施の形態４にかかる受信装置１１０ｂの復調部１０５ｂによる伝送路推定の動作を示すフローチャートである。フィルタ部２０１は、伝送路推定値と入力信号２００との積和演算により復調信号を生成する（ステップＳ３１）。フィルタ部２０１は、初回の場合、伝送路推定値として伝送路推定値初期値を用いる。フィルタ部２０１は、復調信号を出力信号２０９として復号部１０６に出力する。また、フィルタ部２０１は、復調信号を変換部２２２に出力する。

変換部２２２は、フィルタ部２０１から出力された復調信号に基づいて記憶部２２１を参照し、復調信号に対応する誤差補正値を生成する（ステップＳ３２）。変換部２２２は、生成した誤差補正値を伝送路推定値更新部２０８ｂに出力する。

伝送路推定値更新部２０８ｂは、入力信号２００、および変換部２２２から出力された誤差補正値に基づいて、フィルタ部２０１で使用される伝送路推定値を更新する（ステップＳ３３）。ここでは、伝送路推定値の更新アルゴリズムとしてＬＭＳを適用した場合を例にして説明する。伝送路推定値ベクトルをｃ、復調信号４００のベクトルを表す復調信号ベクトルをｒ、誤差補正値のベクトルを表す誤差補正値ベクトルをｅ_cとする。伝送路推定値更新部２０８ｂは、式（１２）にしたがって伝送路推定値を更新する。ここでｃおよびｒはＬ×１のベクトル、＊は複素共役を表している。なお、Ｌは１以上の整数である。

以降、復調部１０５ｂでは、ステップＳ３１に戻って、ステップＳ３１からステップＳ３３までの動作を繰り返し実施する。なお、２回目以降の処理では、ステップＳ３１において、フィルタ部２０１は、伝送路推定値更新部２０８ｂによって更新された伝送路推定値と入力信号２００との積和演算により復調信号を生成する。

なお、復調部１０５ｂのハードウェア構成については、実施の形態１の復調部１０５と同様、図６または図７に示す処理回路により実現される。

以上説明したように、本実施の形態によれば、受信装置１１０ｂでは、復調部１０５ｂの変換部２２２は、フィルタ部２０１からの復調信号に基づいて記憶部２２１を参照し、伝送路推定値の更新ステップサイズによって重み付けされた誤差信号を生成して伝送路推定値更新部２０８ｂに出力することとした。復調部１０５ｂは、演算処理を省略した構成のため、実施の形態１の復調部１０５と比較して各構成要素での演算量を削減でき、高速な処理が可能となる。これにより、復調部１０５ｂは、演算量削減に伴う消費電力を低減し、また、伝送路推定値の更新にかかるループ処理による遅延を短縮して高速移動通信時の伝送路推定の追従性を向上させることができる。その結果、復調部１０５ｂは、位相雑音またはキャリア周波数オフセットを含む非定常伝送路環境下において、受信品質、例えばビット誤り率の劣化を低減することができる。

実施の形態５．
実施の形態３では、復調部１０５ａは、復調処理の都度、参照信号および重み付け係数を生成していた。実施の形態５では、復調部は、予めフィルタ部２０１からの復調信号に基づいた参照信号および重み付け係数を記憶し、フィルタ部２０１から出力された復調信号から記憶内容に基づいて参照信号および重み付け係数を取得する。そして、伝送路推定値更新部が、入力信号２００、参照信号、および第２の更新ステップサイズμを用いて伝送路推定値を更新する方法について説明する。

実施の形態５における受信装置の構成は、図９に示す実施の形態３の受信装置１１０ａに対して、復調部１０５ａを復調部１０５ｃに置き換えたものである。図示は省略するが、説明の便宜上、実施の形態５の受信装置を受信装置１１０ｃとする。

復調部１０５ｃの構成について詳細に説明する。実施の形態５では、復調部１０５ｃ、復号部１０６、および送信レプリカ生成部１０７で伝送路推定装置を構成する。図１５は、実施の形態５にかかる復調部１０５ｃの構成例を示すブロック図である。復調部１０５ｃは、フィルタ部２０１と、記憶部２３１と、変換部２３２と、ステップサイズ生成部２０６ａと、誤差信号算出部２０７と、伝送路推定値更新部２０８と、選択部２１０と、を備える。

記憶部２３１は、フィルタ部２０１から出力された復調信号と、第１候補シンボル点の参照信号と、重み付け係数との対応関係を記憶している。第１候補シンボル点の参照信号は、実施の形態３において第１のシンボル判定部２０３−１から出力される参照信号と同一のものである。重み付け係数は、実施の形態３において重み付け生成部２０５から出力される重み付け係数と同一のものである。例えば、実施の形態３においてフィルタ部２０１から出力された復調信号「Ａ０」に対して、第１のシンボル判定部２０３−１の判定により第１のシンボル判定部２０３−１から出力される参照信号を参照信号「Ａ４」とし、振幅算出部２０２、シンボル判定部２０３、誤差算出部２０４、および重み付け生成部２０５の演算により重み付け生成部２０５から出力される重み付け係数を重み付け係数「Ａ５」とする。記憶部２３１は、具体的に、復調信号「Ａ０」と、参照信号「Ａ４」と、重み付け係数「Ａ５」との対応関係を記憶している。記憶部２３１に参照信号および重み付け係数を記憶させる方法については、ユーザが、シミュレーションなどによって、復調信号に対応する参照信号および重み付け係数を求めて、予め記憶部２３１に記憶させておく方法があるが、これに限定されるものではない。

変換部２３２は、フィルタ部２０１から出力された復調信号に基づいて記憶部２３１を参照し、復調信号に対応する参照信号および重み付け係数を生成し、参照信号を選択部２１０に出力し、重み付け係数をステップサイズ生成部２０６ａに出力する。

図１６は、実施の形態５にかかる復調部１０５ｃの記憶部２３１に記憶されている復調信号、参照信号、および重み付け係数の関係を示す図である。変換部２３２は、例えば、フィルタ部２０１から復調信号「Ａ０」が出力された場合、記憶部２３１を参照し、復調信号「Ａ０」に対応する、参照信号「Ａ４」および重み付け係数「Ａ５」を生成して、参照信号「Ａ４」を選択部２１０に出力し、重み付け係数「Ａ５」をステップサイズ生成部２０６ａに出力する。記憶部２３１では、図１６のようにテーブル形式で、復調信号、参照信号、および重み付け係数の関係を記憶しておくことが可能である。なお、ここでは、１つの復調信号に対して重み付け係数は「Ａ５」など１つになっているが、前述のように重み付け係数は１つ以上であるので複数であってもよい。

実施の形態５では、実施の形態３と同一の処理による効果を得る場合に、振幅算出部２０２、シンボル判定部２０３、誤差算出部２０４、および重み付け生成部２０５による処理を、記憶部２３１を用いた変換部２３２の変換処理に置き換えることで、復調部１０５ｃの演算処理を省略した構成にしている。

つぎに、復調部１０５ｃにおいて伝送路を推定する動作について詳細に説明する。図１７は、実施の形態５にかかる受信装置１１０ｃの復調部１０５ｃ、復号部１０６、および送信レプリカ生成部１０７による伝送路推定の動作を示すフローチャートである。フィルタ部２０１は、伝送路推定値と入力信号２００との積和演算により復調信号を生成する（ステップＳ４１）。フィルタ部２０１は、伝送路推定値として、初回は伝送路推定値初期値を用い、２回目以降は伝送路推定値更新部２０８によって更新された伝送路推定値を用いる。フィルタ部２０１は、復調信号を出力信号２０９として復号部１０６に出力する。また、フィルタ部２０１は、復調信号を変換部２３２および誤差信号算出部２０７に出力する。

復号部１０６および送信レプリカ生成部１０７におけるステップＳ４２およびステップＳ４３の処理は、実施の形態３のステップＳ１２およびステップＳ１３の処理と同様である。

変換部２３２は、フィルタ部２０１から出力された復調信号に基づいて記憶部２３１を参照し、復調信号に対応する参照信号および重み付け係数を生成する（ステップＳ４４）。変換部２３２は、生成した参照信号を選択部２１０に出力し、生成した重み付け係数をステップサイズ生成部２０６ａに出力する。

ステップサイズ生成部２０６ａ、選択部２１０、誤差信号算出部２０７、および伝送路推定値更新部２０８におけるステップＳ４５からステップＳ４８の処理は、実施の形態３のステップＳ１８からステップＳ２１の処理と同様である。

以降、復調部１０５ｃでは、ステップＳ４１に戻って、ステップＳ４１からステップＳ４８までの動作を繰り返し実施する。

復調部１０５ｃ、復号部１０６、および送信レプリカ生成部１０７のハードウェア構成については、実施の形態１の復調部１０５と同様、図６または図７に示す処理回路により実現される。実施の形態５では、復調部１０５ｃ、復号部１０６、および送信レプリカ生成部１０７を、１つの処理回路で構成してもよいし、複数の処理回路で構成してもよい。

以上説明したように、本実施の形態によれば、受信装置１１０ｃでは、復調部１０５ｃの変換部２３２は、フィルタ部２０１からの復調信号に基づいて記憶部２３１を参照し、参照信号を生成して選択部２１０に出力し、重み付け係数を生成してステップサイズ生成部２０６ａに出力することとした。復調部１０５ｃは、演算処理を省略した構成のため、実施の形態３の復調部１０５ａと比較して各構成での演算量を削減でき、高速な処理が可能となる。これにより、復調部１０５ｃは、演算量削減に伴う消費電力を低減し、また、伝送路推定値の更新にかかるループ処理による遅延を短縮して高速通信時の伝送路推定の追従性を向上させることができる。その結果、復調部１０５ｃは、位相雑音またはキャリア周波数オフセットを含む非定常伝送路環境下において、受信品質、例えばビット誤り率の劣化を低減することができる。

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１００受信アンテナ、１０１ＲＦ部、１０２，１０２ａベースバンド部、１０３受信部、１０４ＡＤＣ、１０５，１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ復調部、１０６復号部、１０７送信レプリカ生成部、１１０，１１０ａ受信装置、２０１フィルタ部、２０２振幅算出部、２０３，２０３−１〜２０３−Ｍ第１のシンボル判定部〜第Ｍのシンボル判定部、２０４，２０４−１〜２０４−Ｍ第１の誤差算出部〜第Ｍの誤差算出部、２０５重み付け生成部、２０５−１第１の重み付け生成部、２０５−２第２の重み付け生成部、２０６，２０６ａステップサイズ生成部、２０７誤差信号算出部、２０８，２０８ｂ伝送路推定値更新部、２１０選択部、２２１，２３１記憶部、２２２，２３２変換部、３００−１〜３００−Ｌシフトレジスタ、３０１−０〜３０１−Ｌ複素乗算器、３０２加算器。

Claims

伝送路推定値を用いて受信信号を復調して復調信号を出力するフィルタ部と、
前記復調信号に基づいて、平均受信電力で正規化した振幅値を算出する振幅算出部と、
前記復調信号から１つ以上の送信シンボル候補を判定するシンボル判定部と、
前記シンボル判定部で判定された１つ以上の送信シンボル候補それぞれと、前記復調信号との誤差を算出する誤差算出部と、
前記振幅値または前記誤差の少なくとも１つ以上を用いて、前記復調信号の受信信頼度を評価した重み付け係数を生成する重み付け生成部と、
前記重み付け係数、および基準となる前記伝送路推定値の更新ステップサイズである第１の更新ステップサイズに基づいて、第２の更新ステップサイズを生成するステップサイズ生成部と、
前記シンボル判定部において判定された送信シンボル候補のうち第１候補となる第１候補シンボル点の位置を示す参照信号、および前記復調信号に基づいて、誤差信号を算出する誤差信号算出部と、
前記受信信号、前記第２の更新ステップサイズ、および前記誤差信号に基づいて、前記伝送路推定値を更新する伝送路推定値更新部と、
を備えることを特徴とする伝送路推定装置。
前記重み付け生成部は、
前記重み付け係数として、前記振幅値を用いて前記復調信号の受信信頼度を評価した第１の重み付け係数を生成する第１の重み付け生成部、
を備え、
前記ステップサイズ生成部は、前記第１の重み付け係数、および前記第１の更新ステップサイズに基づいて、前記第２の更新ステップサイズを生成する、
ことを特徴とする請求項１に記載の伝送路推定装置。
前記重み付け生成部は、
前記重み付け係数として、前記誤差を用いて前記復調信号の受信信頼度を評価した第２の重み付け係数を生成する第２の重み付け生成部、
を備え、
前記ステップサイズ生成部は、前記第２の重み付け係数、および前記第１の更新ステップサイズに基づいて、前記第２の更新ステップサイズを生成する、
ことを特徴とする請求項１に記載の伝送路推定装置。
前記重み付け生成部は、
前記重み付け係数として、前記振幅値を用いて前記復調信号の受信信頼度を評価した第１の重み付け係数を生成する第１の重み付け生成部と、
前記重み付け係数として、前記誤差を用いて前記復調信号の受信信頼度を評価した第２の重み付け係数を生成する第２の重み付け生成部と、
を備え、
前記ステップサイズ生成部は、前記第１の重み付け係数、前記第２の重み付け係数、および前記第１の更新ステップサイズに基づいて、前記第２の更新ステップサイズを生成する、
ことを特徴とする請求項１に記載の伝送路推定装置。
前記シンボル判定部は、前記復調信号から最も距離が近い送信シンボル候補を前記第１候補シンボル点とし、第２候補以降は前記復調信号から距離の近い順に送信シンボルの候補とする、
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の伝送路推定装置。
前記シンボル判定部は、前記復調信号から最も距離が近い送信シンボル候補を前記第１候補シンボル点とし、第２候補以降は前記第１候補シンボル点と同一振幅の送信シンボル候補の中から前記復調信号との距離の近い順に送信シンボルの候補とする、
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の伝送路推定装置。
前記振幅算出部は、前記復調信号を平均受信電力で正規化した振幅値を算出する、
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載の伝送路推定装置。
前記振幅算出部は、前記復調信号から送信シンボル候補を判定して得られた第１候補となる第１候補シンボル点を平均受信電力で正規化した振幅値を算出する、
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載の伝送路推定装置。
前記復調信号に対して誤り訂正復号を行い、誤り訂正復号信号を出力する復号部と、
前記誤り訂正復号信号から、前記受信信号にかかる信号が送信側から送信されたときの送信信号のレプリカである送信レプリカ信号を生成する送信レプリカ生成部と、
前記参照信号または前記送信レプリカ信号のいずれかを前記誤差信号算出部に出力する選択部と、
を備え、
前記誤差信号算出部は、前記選択部から選択された信号、および前記復調信号に基づいて、誤差信号を算出し、
前記ステップサイズ生成部は、前記第２の更新ステップサイズ、または前記第１の更新ステップサイズを前記第２の更新ステップサイズとして出力する、
ことを特徴とする請求項１から８のいずれか１つに記載の伝送路推定装置。
伝送路推定値を用いて受信信号を復調して復調信号を出力するフィルタ部と、
前記復調信号の受信信頼度に基づく少なくとも１つ以上の重み付け係数および基準となる前記伝送路推定値の更新ステップサイズを用いて生成された誤差補正値を記憶している記憶部と、
前記記憶部を参照し、前記フィルタ部から出力された前記復調信号に基づいて、前記誤差補正値を出力する変換部と、
前記受信信号、および前記誤差補正値に基づいて、前記伝送路推定値を更新する伝送路推定値更新部と、
を備えることを特徴とする伝送路推定装置。
伝送路推定値を用いて受信信号を復調して復調信号を出力するフィルタ部と、
前記復調信号に対して誤り訂正復号を行い、誤り訂正復号信号を出力する復号部と、
前記誤り訂正復号信号から、前記受信信号にかかる信号が送信側から送信されたときの送信信号のレプリカである送信レプリカ信号を生成する送信レプリカ生成部と、
前記復調信号の受信信頼度に基づく少なくとも１つ以上の重み付け係数、および前記復調信号から判定された送信シンボル候補のうち第１候補となる第１候補シンボル点の位置を示す参照信号を記憶している記憶部と、
前記記憶部を参照し、前記フィルタ部から出力された前記復調信号に基づいて、前記重み付け係数、および前記参照信号を出力する変換部と、
前記重み付け係数、および基準となる前記伝送路推定値の更新ステップサイズである第１の更新ステップサイズに基づいて、第２の更新ステップサイズを生成し、前記第２の更新ステップサイズ、または前記第１の更新ステップサイズを前記第２の更新ステップサイズとして出力するステップサイズ生成部と、
前記参照信号または前記送信レプリカ信号のいずれかを出力する選択部と、
前記選択部から選択された信号、および前記復調信号に基づいて、誤差信号を算出する誤差信号算出部と、
前記受信信号、前記第２の更新ステップサイズ、および前記誤差信号に基づいて、前記伝送路推定値を更新する伝送路推定値更新部と、
を備えることを特徴とする伝送路推定装置。
フィルタ部が、伝送路推定値を用いて受信信号を復調して復調信号を出力するフィルタステップと、
振幅算出部が、前記復調信号に基づいて、平均受信電力で正規化した振幅値を算出する振幅算出ステップと、
シンボル判定部が、前記復調信号から１つ以上の送信シンボル候補を判定するシンボル判定ステップと、
誤差算出部が、前記シンボル判定ステップにおいて判定された１つ以上の送信シンボル候補それぞれと、前記復調信号との誤差を算出する誤差算出ステップと、
重み付け生成部が、前記振幅値または前記誤差の少なくとも１つ以上を用いて、前記復調信号の受信信頼度を評価した重み付け係数を生成する重み付け係数生成ステップと、
ステップサイズ生成部が、前記重み付け係数、および基準となる前記伝送路推定値の更新ステップサイズである第１の更新ステップサイズに基づいて、第２の更新ステップサイズを生成するステップサイズ生成ステップと、
誤差信号算出部が、前記シンボル判定ステップにおいて判定された送信シンボル候補のうち第１候補となる第１候補シンボル点の位置を示す参照信号、および前記復調信号に基づいて、誤差信号を算出する誤差信号算出ステップと、
伝送路推定値更新部が、前記受信信号、前記第２の更新ステップサイズ、および前記誤差信号に基づいて、前記伝送路推定値を更新する伝送路推定値更新ステップと、
を含むことを特徴とする伝送路推定方法。
前記重み付け係数生成ステップは、
前記重み付け生成部が、前記重み付け係数として、前記振幅値を用いて前記復調信号の受信信頼度を評価した第１の重み付け係数を生成する第１の重み付け係数生成ステップ、
を含み、
前記ステップサイズ生成ステップにおいて、前記ステップサイズ生成部は、前記第１の重み付け係数、および前記第１の更新ステップサイズに基づいて、前記第２の更新ステップサイズを生成する、
ことを特徴とする請求項１２に記載の伝送路推定方法。
前記重み付け係数生成ステップは、
前記重み付け生成部が、前記重み付け係数として、前記誤差を用いて前記復調信号の受信信頼度を評価した第２の重み付け係数を生成する第２の重み付け係数生成ステップ、
を含み、
前記ステップサイズ生成ステップにおいて、前記ステップサイズ生成部は、前記第２の重み付け係数、および前記第１の更新ステップサイズに基づいて、前記第２の更新ステップサイズを生成する、
ことを特徴とする請求項１２に記載の伝送路推定方法。
前記重み付け係数生成ステップは、
前記重み付け生成部が、前記重み付け係数として、前記振幅値を用いて前記復調信号の受信信頼度を評価した第１の重み付け係数を生成する第１の重み付け係数生成ステップと、
前記重み付け生成部が、前記重み付け係数として、前記誤差を用いて前記復調信号の受信信頼度を評価した第２の重み付け係数を生成する第２の重み付け係数生成ステップと、
を含み、
前記ステップサイズ生成ステップにおいて、前記ステップサイズ生成部は、前記第１の重み付け係数、前記第２の重み付け係数、および前記第１の更新ステップサイズに基づいて、前記第２の更新ステップサイズを生成する、
ことを特徴とする請求項１２に記載の伝送路推定方法。
前記シンボル判定ステップにおいて、前記シンボル判定部は、前記復調信号から最も距離が近い送信シンボル候補を前記第１候補シンボル点とし、第２候補以降は前記復調信号から距離の近い順に送信シンボルの候補とする、
ことを特徴とする請求項１２から１５のいずれか１つに記載の伝送路推定方法。
前記シンボル判定ステップにおいて、前記シンボル判定部は、前記復調信号から最も距離が近い送信シンボル候補を前記第１候補シンボル点とし、第２候補以降は前記第１候補シンボル点と同一振幅の送信シンボル候補の中から前記復調信号との距離の近い順に送信シンボルの候補とする、
ことを特徴とする請求項１２から１５のいずれか１つに記載の伝送路推定方法。
前記振幅算出ステップにおいて、前記振幅算出部は、前記復調信号を平均受信電力で正規化した振幅値を算出する、
ことを特徴とする請求項１２から１７のいずれか１つに記載の伝送路推定方法。
前記振幅算出ステップにおいて、前記振幅算出部は、前記復調信号から送信シンボル候補を判定して得られた第１候補となる第１候補シンボル点を平均受信電力で正規化した振幅値を算出する、
ことを特徴とする請求項１２から１７のいずれか１つに記載の伝送路推定方法。
復号部が、前記復調信号に対して誤り訂正復号を行い、誤り訂正復号信号を出力する復号ステップと、
送信レプリカ生成部が、前記誤り訂正復号信号から、前記受信信号にかかる信号が送信側から送信されたときの送信信号のレプリカである送信レプリカ信号を生成する送信レプリカ信号生成ステップと、
選択部が、前記参照信号または前記送信レプリカ信号のいずれかを前記誤差信号算出部に出力する選択ステップと、
を含み、
前記誤差信号算出ステップにおいて、前記誤差信号算出部は、前記選択ステップにおいて選択された信号、および前記復調信号に基づいて、誤差信号を算出し、
前記ステップサイズ生成ステップにおいて、前記ステップサイズ生成部は、前記第２の更新ステップサイズ、または前記第１の更新ステップサイズを前記第２の更新ステップサイズとして出力する、
ことを特徴とする請求項１２から１９のいずれか１つに記載の伝送路推定方法。
フィルタ部が、伝送路推定値を用いて受信信号を復調して復調信号を出力するフィルタステップと、
変換部が、前記復調信号の受信信頼度に基づく少なくとも１つ以上の重み付け係数および基準となる前記伝送路推定値の更新ステップサイズを用いて生成された誤差補正値を記憶している記憶部を参照し、前記フィルタステップにおいて出力された前記復調信号に基づいて、前記誤差補正値を出力する変換ステップと、
伝送路推定値更新部が、前記受信信号、および前記誤差補正値に基づいて、前記伝送路推定値を更新する伝送路推定値更新ステップと、
を含むことを特徴とする伝送路推定方法。
フィルタ部が、伝送路推定値を用いて受信信号を復調して復調信号を出力するフィルタステップと、
復号部が、前記復調信号に対して誤り訂正復号を行い、誤り訂正復号信号を出力する復号ステップと、
送信レプリカ生成部が、前記誤り訂正復号信号から、前記受信信号にかかる信号が送信側から送信されたときの送信信号のレプリカである送信レプリカ信号を生成する送信レプリカ信号生成ステップと、
変換部が、前記復調信号の受信信頼度に基づく少なくとも１つ以上の重み付け係数、および前記復調信号から判定された送信シンボル候補のうち第１候補となる第１候補シンボル点の位置を示す参照信号を記憶している記憶部を参照し、前記フィルタステップにおいて出力された前記復調信号に基づいて、前記重み付け係数、および前記参照信号を出力する変換ステップと、
ステップサイズ生成部が、前記重み付け係数、および基準となる前記伝送路推定値の更新ステップサイズである第１の更新ステップサイズに基づいて、第２の更新ステップサイズを生成し、前記第２の更新ステップサイズ、または前記第１の更新ステップサイズを前記第２の更新ステップサイズとして出力するステップサイズ生成ステップと、
選択部が、前記参照信号または前記送信レプリカ信号のいずれかを出力する選択ステップと、
誤差信号算出部が、前記選択ステップにおいて選択された信号、および前記復調信号に基づいて、誤差信号を算出する誤差信号算出ステップと、
伝送路推定値更新部が、前記受信信号、前記第２の更新ステップサイズ、および前記誤差信号に基づいて、前記伝送路推定値を更新する伝送路推定値更新ステップと、
を含むことを特徴とする伝送路推定方法。