以下に、本発明の実施の形態にかかる受信装置および受信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にかかる送信装置1の構成を示す図である。送信装置1は、誤り訂正符号化部101と、インタリーバ102と、マッピング部103と、既知信号生成部104と、多重化部105と、インタポレーション部106と、帯域制限部107と、DAC(Digital to Analog Converter)108と、アナログフロントエンド109と、送信アンテナ110とを有する。図1に示す例では、送信装置1が有する送信アンテナ110は1本としたが、送信アンテナ数に制約はない。
誤り訂正符号化部101は、入力される送信情報のビット系列を誤り訂正符号化して、誤り訂正符号化後の符号化ビット系列をインタリーバ102に入力する。インタリーバ102は、ブロック単位でインタリーブ処理を行って符号化ビット系列の順番を入れ替える。インタリーバ102は、得られた符号化ビット系列をマッピング部103に入力する。マッピング部103は、入力された符号化ビット系列を用いて多値数に基づいたマッピングを行い、PSK(Phase Shift Keying)、QAM(Quadrature Amplitude Modulation)などの変調方式を用いてシンボル系列を生成する。既知信号生成部104は、既知信号系列を生成する。多重化部105は、シンボル系列と既知信号系列との多重化処理を行って送信信号を生成し、生成した送信信号をインタポレーション部106に入力する。
インタポレーション部106は、入力された送信信号のサンプリング周波数を上げるインタポレーション処理を行って、処理後の送信信号を帯域制限部107に入力する。帯域制限部107は、入力された送信信号の帯域制限処理を行い、処理後の送信信号をDAC108に入力する。DAC108は、入力された送信信号をデジタル信号からアナログ信号に変換して、変換後の送信信号をアナログフロントエンド109に入力する。アナログフロントエンド109は、送信信号をアップコンバートおよび増幅して、送信アンテナ110から送信信号を送信する。
図2は、本発明の実施の形態1にかかる受信装置2−1の構成を示す図である。受信装置2−1は、図1に示す送信装置1と無線通信することができる。また受信装置2−1は、送信装置1と同一の筐体内に実装され、無線送信機能と無線受信機能とを併せ持つ無線通信装置であってもよい。
受信装置2−1は、受信アンテナ201と、アナログフロントエンド202と、ADC(Analog to Digital Converter)203と、帯域制限部204と、デシメーション部205と、タイミング検出部206と、周波数偏差補正部207と、重畳保留等化部208と、伝送路推定部209と、等化パラメータ決定部210と、LLR(Log Likelihood Ratio)算出部211と、デインタリーバ212と、誤り訂正復号部213とを有する。重畳保留等化部208は、周波数変換部214と、データ分離部215と、等化部216と、時間変換部217と、データ抽出部218とを有する。
受信アンテナ201は、送信側の無線通信装置から無線信号を受信する。受信アンテナ201が受信する無線信号には、送信側で付加された既知のプリアンブルなどの既知信号が含まれている。受信アンテナ201は、受信信号をアナログフロントエンド202に入力する。アナログフロントエンド202は、受信アンテナ201から入力された信号をダウンコンバートしてダウンコンバートした信号をADC203に入力する。ADC203は、入力されたアナログの信号をデジタル信号に変換して、デジタル信号を帯域制限部204に入力する。帯域制限部204は、入力されたデジタル信号の帯域を制限して帯域が制限されたデジタル信号をデシメーション部205に入力する。デシメーション部205は、入力された信号のサンプリングレートを下げてサンプリングレートを下げられた信号をタイミング検出部206に入力する。
タイミング検出部206は、入力された信号のシンボルブロックタイミングを検出する。具体的には、タイミング検出部206は、既知のプリアンブルなどを用いた相互相関処理を行うことにより、シンボルブロックタイミングを検出して信号を周波数偏差補正部207に入力する。周波数偏差補正部207は、既知のプリアンブルなどを用いて、入力された信号の周波数偏差推定を行い、推定した周波数偏差を用いて、入力された信号のデータ領域に対して周波数偏差補正を行う。
重畳保留等化部208は、等化パラメータ決定部210により決定される各種の等化パラメータを用いて、等化範囲の受信信号を直交変換し、直交変換後の周波数領域信号を等化処理し、等化処理後の信号を逆直交変換し、逆直交変換後の時間領域信号から検出対象データを抽出する。
伝送路推定部209は、重畳保留等化部208から入力される受信信号に基づいて、伝送路推定を行い、伝送路推定の結果得られる伝送路推定値を等化パラメータ決定部210および重畳保留等化部208の等化部216に入力する。等化パラメータ決定部210は、重畳保留等化部208が行う等化処理のパラメータである等化パラメータを決定する。等化パラメータは、受信信号のうち等化処理を行う対象の範囲である等化範囲と、検出対象のブロックを含む範囲であり、等化範囲内から信号を抽出する範囲である抽出範囲とを含むことができる。
LLR算出部211は、重畳保留等化部208から入力される信号に基づいて、それぞれのシンボルの各ビット全てのLLRを算出してLLR系列を生成し、LLR系列をデインタリーバ212に出力する。デインタリーバ212は、最新のLLR系列をブロック単位でデインタリーブして順列を戻し、誤り訂正復号部213に入力する。誤り訂正復号部213は、入力された信号を誤り訂正復号化してビット系列を取得する。
図3は、図2に示す重畳保留等化部208およびLLR算出部211の行う処理を示す図である。図3は、受信信号のうち第nb番ブロックの信号検出を行う処理を示している。重畳保留等化部208は、等化パラメータ決定部210から入力される等化範囲10を用いて、受信信号から、等化範囲10内の受信信号である処理対象信号20を取り出す。処理対象信号20は、その後、直交変換されて周波数領域の信号になる。周波数領域の処理対象信号20は、その後、等化処理され、等化処理後の処理対象信号20が逆直交変換され時間領域の信号になる。時間領域の処理対象信号20には、時間軸方向で両端部にIBIが偏在している。このため、時間領域の信号の中央部分を抽出範囲11として、中央部分だけを取り出すことで、IBIの影響を低減することができる。抽出範囲11内の信号である抽出信号30から、LLR算出部211によってLLRが算出され、LLR系列40が出力される。等化範囲10内であって抽出範囲11以外の部分は破棄されるため、破棄範囲12とも呼ばれる。
図2の説明に戻る。重畳保留等化部208の詳細な構成について説明する。周波数変換部214は、周波数偏差補正部207から入力される受信信号を、等化範囲10毎に直交変換して周波数領域信号を生成する。直交変換は周波数変換とも呼ばれる。周波数領域信号の第f周波数の受信信号R(f)は、以下の数式(1)で表される。周波数変換部214は、周波数領域信号をデータ分離部215に入力する。
R(f)=H(f)S(f)+N(f)・・・(1)
ここで、H(f)は第f周波数の伝送路情報、S(f)は第f周波数の送信信号成分、N(f)は第f周波数の雑音成分である。
データ分離部215は、周波数変換部214から入力される周波数領域信号を、データ信号と既知信号とに分離する。データ分離部215は、受信信号から分離したデータ信号を等化部216に入力し、受信信号から分離した既知信号を伝送路推定部209に入力する。
伝送路推定部209は、データ分離部215から入力される既知信号を用いて、伝送路推定を行う。伝送路推定部209は、伝送路推定の結果得られる伝送路推定値、例えば伝送路インパルス応答の値を等化部216および等化パラメータ決定部210に入力する。具体的には、伝送路推定部209は、以下の数式(2)を使用して伝送路推定値H(ハット)(f)を算出することができる。
なお、H(ハット)は、Hにハットが付されていることを示す。以下の説明中において、ハットが付された文字を示す場合、その文字の後に(ハット)を記載し、チルダが付された文字を示す場合、その文字の後に(チルダ)を記載し、バーが付された文字を示す場合、その文字の後に(バー)を記載する場合がある。
伝送路推定部209は、得られた伝送路推定値H(ハット)(f)を、等化部216と、等化パラメータ決定部210とに入力する。
等化部216は、伝送路推定部209から入力される伝送路推定値H(ハット)(f)を用いて、各周波数で1タップの等化処理を行うように、等化重みW(f)を計算する。例えばMMSE(Minimum Mean Square Error)規範に基づく等化重みW(f)は、以下の数式(3)で表される。
ここで、σ2は、雑音電力であり、具体的にはISI電力およびIBI電力を含む。等化部216は、得られた等化重みW(f)を用いて、受信信号に等化処理を行う。等化後の周波数領域の受信信号R(チルダ)(f)は、以下の数式(4)で表される。等化部216は、等化後の受信信号R(チルダ)(f)を、時間変換部217に入力する。
時間変換部217は、等化部216から入力される受信信号を逆直交変換して時間領域の受信信号r(チルダ)(t)を得る。時間変換部217は、得られた時間領域の受信信号r(チルダ)(t)を、データ抽出部218に入力する。
データ抽出部218は、等化パラメータ決定部210から入力される抽出範囲11を用いて、時間変換部217から入力される時間領域の受信信号r(チルダ)(t)から、抽出範囲11内の信号を抽出して、抽出後の受信信号をLLR算出部211に入力する。データ抽出部218に入力される時間領域の受信信号r(チルダ)(t)は、時間軸方向の両端部にIBIが偏在している。このため、抽出範囲11を中央部分に設定することで、IBIの影響を低減することができる。
以下、IBIについて数式を使用して説明する。Ndシンボルを処理ブロックの単位とする行列ベクトルで示される受信信号r=[r(0),…r(Nd−1)]Tは、以下の数式(5)で表される。
数式(5)において、Sは信号電力であり、n=[n(0),…n(Nd−1)]Tは、Nd次元の雑音ベクトルであり、d=[d(0),…d(Nd−1)]Tは、検出対象の送信信号ベクトルであり、d-1=[r(0),…r(Nd−1)]Tは、検出対象よりも1ブロック前の送信信号ベクトルである。h0は、巡回性を担保する伝送路インパルス応答であり、以下の数式(6)で表される。
また、h0は循環行列であるため、周波数変換行列Fを用いて、固有値、つまり周波数領域における伝聞関数Hを求めることができる。伝聞関数Hは、以下の数式(7)で表される。
H=Fh0FH=diag[H(0),…,H(Nd−1)]・・・(7)
周波数変換行列Fは、以下の数式(8)で表される。
h-1は、IBI伝送路インパルス応答行列であり、以下の数式(9)で表される。
μIBIは、等化IBIであり、以下の数式(10)で表される。
図4は、図3に示す等化範囲10内における伝送路の状態の経時変化を示す図である。実際の伝送環境においては、周辺地形に起因して多重伝送路の中を端末が移動するために、伝送路の状態が経時的に変化する経時変化に加えて、遅延プロファイルにおけるパス数の増減、遅延量の変化などが生じる可能性がある。
等化範囲10内の伝送路インパルス応答の経時変化量50が、等化範囲10の大きさに対して大きいと、直交変換する際に生じるキャリア間干渉が大きくなる。このため、等化範囲10の大きさは、経時変化量50に対して十分小さくすることが望ましい。また、抽出範囲11についても、範囲が大きいと経時変化量に起因する伝送路誤差の影響を受けるため、小さい方が望ましい。しかしながら抽出範囲11が小さいと、所定長の受信信号に対する重畳保留法の実施回数が増大するため、演算量が増大する。このため、伝送路誤差の影響と演算量とのバランスを考慮して適切な範囲の大きさを設定することが望ましい。
図5は、図3に示す等化範囲10内における伝送路インパルス応答の遅延量51と抽出範囲11との関係を示す図である。伝送路の状態が経時的に変化すると、伝送路インパルス応答の遅延量51も変化する。抽出範囲11は、遅延量が破棄範囲12の大きさよりも小さくなるように設定する必要がある。このため、抽出範囲11は、伝送路の状態の経時的な変化に合わせて設定することが望ましい。抽出範囲11の設定が不適切である場合、抽出後の信号にIBIが残留してしまい、伝送特性が低下してしまう。このため、本実施の形態1にかかる等化パラメータ決定部210は、伝送路インパルス応答の経時変化量50に基づいて等化範囲10を調整し、調整後の等化範囲10内の信号に含まれる雑音成分の大きさに基づいて、抽出範囲11を決定する。なお本明細書中において雑音成分は、データ信号以外の成分を指し、熱雑音のみならず伝送路推定等の誤差成分、干渉成分などを含む。
例えば、インパルス性雑音、不特定の干渉成分などは、予め定められた時間または周波数にて無送信区間を設けて、上記区間を用いて推定される。無送信区間は、ヌルとも呼ばれる。また、インパルス性雑音、不特定の干渉成分などは、データ信号成分をキャンセルすることでも推定可能である。上記のような瞬時的なインパルス性雑音、不特定の干渉などが存在する場合、推定雑音電力が閾値を超過するときには、対象区間の抽出範囲11を小さくすることができれば、対象区間に隣接する区間に対してインパルス性雑音、不特定干渉などによる等価的な雑音増大による性能劣化を回避することができる。
図6は、図2に示す等化パラメータ決定部210の詳細な構成を示す図である。等化パラメータ決定部210は、時間変換部301と、等化範囲決定部302と、等化後雑音推定部303と、抽出範囲決定部304とを有する。
時間変換部301は、伝送路推定部209から入力される周波数領域の伝送路推定値を用いて、逆直交変換を行って、時間領域の伝送路インパルス応答推定値を得る。時間変換部301は、得られた時間領域の伝送路インパルス応答推定値を等化範囲決定部302、等化後雑音推定部303および抽出範囲決定部304に入力する。
等化範囲決定部302は、時間変換部301から入力される伝送路インパルス応答推定値に基づいて、パスごとに、伝送路インパルス応答の経時変化量50を推定する。等化範囲決定部302は、推定した経時変化量50に基づいて、等化範囲10を調整する。等化範囲決定部302は、調整後の等化範囲10を等化後雑音推定部303、抽出範囲決定部304、周波数変換部214、等化部216および時間変換部217に入力する。また等化範囲決定部302は、調整後の等化範囲10を用いて、周波数領域の伝送路推定値を再算出し、経時変化量50を再度推定する。等化範囲決定部302は、再度推定した経時変化量50を抽出範囲決定部304に入力する。
等化後雑音推定部303は、時間変換部301から入力される伝送路インパルス応答推定値と、等化範囲決定部302から入力される、調整後の等化範囲10とを用いて、等化範囲10内の信号に含まれる雑音成分の大きさを推定する。例えば、等化後雑音推定部303は、雑音成分の大きさとして、IBI干渉成分の大きさを、等化重みを使用して推定することができる。等化後雑音推定部303は、推定した雑音成分の大きさを抽出範囲決定部304に入力する。
抽出範囲決定部304は、時間変換部301から入力される伝送路インパルス応答推定値と、等化範囲決定部302から入力される等化範囲10および経時変化量50と、等化後雑音推定部303から入力される雑音成分の大きさとに基づいて、抽出範囲11を決定する。抽出範囲決定部304は、等化範囲10の少なくとも両端を除く位置、例えば中央付近の伝送路インパルス応答を用いて抽出範囲11を決定することができる。伝送路インパルス応答は、抽出範囲11のものを使用することが望ましい。抽出範囲決定部304は、調整後の等化範囲10内の雑音成分の大きさが許容閾値以下となるように、抽出範囲11を決定する。
図7は、図6に示す等化パラメータ決定部210の動作を示すフローチャートである。図8は、図6に示す等化パラメータ決定部210の動作を説明するための説明図である。等化パラメータ決定部210は、伝送路インパルス応答の推定経時変化量52を求める(ステップS101)。例えば、等化パラメータ決定部210は、時刻t1における伝送路インパルス応答の推定値G1と、時刻t2における伝送路インパルス応答の推定値G2とを用いて、複数のパスのそれぞれにおける、伝送路インパルス応答の推定値G1とG2との差異である誤差電力を推定経時変化量52とする。等化パラメータ決定部210は、求めた複数の推定経時変化量52のうち最大のものの大きさを、最大の推定経時変化量emaxとする。
等化パラメータ決定部210は、最大の推定経時変化量emaxのパスを対象に、伝送路インパルス応答の変化が許容経時変化量53以下となる等化範囲10を決定する(ステップS102)。等化パラメータ決定部210は、決定した等化範囲10内における等化後の信号に含まれる干渉電力を推定する等化後干渉推定処理を行う(ステップS103)。また、等化パラメータ決定部210は、決定した等化範囲10内における等化後の信号に含まれる誤差電力を推定する等化後誤差推定処理を行う(ステップS104)。
等化パラメータ決定部210は、推定した干渉電力および誤差電力を用いて、等化後の信号に含まれる雑音成分の大きさを示すSINR(Signal-to-Interference-plus-Noise Ratio:信号対干渉雑音比)を算出し、SINRの大きさに基づいて、抽出範囲11を決定する(ステップS105)。具体的には、等化パラメータ決定部210は、SINRの大きさが許容閾値Th以下となる範囲を抽出範囲11とすることができる。
以上説明したように、本発明の実施の形態1によれば、受信装置2−1は、等化範囲10を伝送路インパルス応答の経時変化量50に基づいて調整し、抽出範囲11を等化処理後の信号に含まれる雑音成分の大きさに基づいて決定する。このため、伝送路の経時変化、遅延量の経時変化などに柔軟に対応し、適切な演算量で、伝送特性の低下を抑制することができる。
また上記の実施の形態1の構成において、周波数変換部214が等化範囲10の大きさが互いに異なる複数の直交変換回路を有し、等化パラメータ決定部210が決定する等化範囲10の大きさに基づいて、複数の直交変換回路の中から、使用する直交変換回路を選択するようにしてもよい。具体的には、直交変換回路が高速フーリエ変換を用いる場合、等化範囲10の大きさは2のべき乗である必要があるため、周波数変換部214は、等化パラメータ決定部210が決定した等化範囲10の大きさに最も近く、実装上使用可能な、高速フーリエ変換の等化範囲10の大きさに量子化してもよい。
なお、上記の実施の形態1において、周波数変換部214は、直交変換可能な周波数変換処理を用いることができ、使用する変換処理の種類は制限されず、離散フーリエ変換、高速フーリエ変換、ウェーブレット変換などを使用することができる。
また上記の実施の形態1は一例であり、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。上記では等化範囲10および抽出範囲11の両方の大きさを可変としたが、本実施の形態はかかる例に限定されない。例えば、等化範囲10の大きさを固定にして、抽出範囲11の大きさを可変とすることもできる。この場合、抽出範囲11の大きさを変更することで、伝送路の経時変化による影響を低減することになる。その際、抽出範囲11は経時変化量50に基づいて決定してもよい。
また上記の実施の形態1では、伝送路インパルス応答の経時変化量50に基づいて等化範囲10を調整し、調整後の等化範囲10内の等化後干渉電力および等化後誤差電力を推定し、抽出範囲11を決定することとしたが、本実施の形態はかかる例に限定されない。例えば、等化パラメータ決定部210は、伝送路インパルス応答の遅延量について、閾値を用いてパス数を判定し、判定した有効パスから遅延量を算出し、破棄範囲12を算出した遅延量以上とし、且つ、伝送路インパルス応答の経時変化量50に基づいて等化範囲10を決定してもよい。
実施の形態2.
図9は、本発明の実施の形態2にかかる受信装置2−2の構成を示す図である。受信装置2−2は、受信アンテナ201と、アナログフロントエンド202と、ADC203と、帯域制限部204と、デシメーション部205と、タイミング検出部206と、周波数偏差補正部207と、複数の重畳保留等化部230−1〜230−Nと、測定部219と、選択部220と、デインタリーバ212と、誤り訂正復号部213とを有する。以下、重畳保留等化部230−1〜230−Nのそれぞれを区別する必要がない場合、単に重畳保留等化部230と称する。
複数の重畳保留等化部230のそれぞれは、伝送路推定部209と、周波数変換部214と、データ分離部215と、等化部216と、時間変換部217と、データ抽出部218と、LLR算出部211とを有する。
受信装置2−2は、等化パラメータ決定部210を有さず、複数の重畳保留等化部230のそれぞれは、互いに異なる固定の等化パラメータセットを使用して、重畳保留等化処理を行う。複数の重畳保留等化部230のそれぞれは、データ抽出部218が抽出した信号を測定部219に入力し、LLR算出部211が算出して得られるLLR系列を選択部220に入力する。
測定部219は、入力される複数の信号のそれぞれについて、予め定められた区間に対して、受信信号に含まれる雑音成分の大きさを測定する。測定部219は、例えば等化後の受信信号とコンステレーションとの誤差電力を累積したものを、雑音信号の大きさとすることができる。測定部219は、複数の等化後の受信信号のうち最も誤差電力が小さい受信信号を生成した重畳保留等化部230を示す情報を、選択部220に出力する。
選択部220は、測定部219から入力される情報に基づいて、複数の重畳保留等化部230のうちの1つを選択して、選択した重畳保留等化部230から入力されたLLR系列をデインタリーバ212に出力する。複数の重畳保留等化部230のうちの1つを選択することで、選択部220は、等化パラメータセットを選択する。
なお図9の例では、受信装置2−2は、複数の重畳保留等化部230を用いて、複数の等化パラメータセットを用いた重畳保留等化処理を並列処理で行ったが、本実施の形態はかかる例に限定されない。例えば、受信装置2−2は、1つの重畳保留等化部230を用いて複数回の重畳保留等化処理を逐次的に行ってもよい。本実施の形態2で行う複数回の重畳保留等化処理において使用する複数の等化パラメータセットは、例えば、既知信号の等化後受信信号に対する誤差測定および誤差累積結果に基づいて、決定することができる。伝送路の状態が大きく変動しないことが想定される環境では、周期的に既知信号を用いて等化パラメータセットを更新することが望ましい。
図10は、図9に示す受信装置2−2の第1の変形例を示す図である。図10に示す受信装置2−2Aは、受信アンテナ201と、アナログフロントエンド202と、ADC203と、帯域制限部204と、デシメーション部205と、タイミング検出部206と、周波数偏差補正部207と、重畳保留等化部230A−1〜230A−Nと、選択部220とを有する。以下、重畳保留等化部230A−1〜230A−Nのそれぞれを区別する必要がない場合、単に重畳保留等化部230Aと称する。
複数の重畳保留等化部230Aのそれぞれは、周波数変換部214と、データ分離部215と、伝送路推定部209と、等化部216と、時間変換部217と、データ抽出部218と、LLR算出部211と、デインタリーバ212と、誤り訂正復号部213とを有する。以下、図9に示す受信装置2−2と異なる点を主に説明する。
誤り訂正復号部213は、データの健全性を検査して、等化処理後の信号のデータ誤りの検出結果をデータの検査結果として出力する機能を有する。誤り訂正復号部213は、復号後のビット系列に加えて、データの検査結果を選択部220に出力する。選択部220は、測定部219から入力される情報の代わりに、誤り訂正復号部213から入力される検査結果に基づいて、複数の重畳保留等化部230Aのうちの1つを選択する。選択部220は、選択した重畳保留等化部230Aから入力された復号後のビット系列を出力する。複数の重畳保留等化部230Aのうちの1つを選択することで、選択部220は、等化パラメータセットを選択する。
図11は、図9に示す受信装置2−2の第2の変形例を示す図である。図11に示す受信装置2−2Bは、受信アンテナ201と、アナログフロントエンド202と、ADC203と、帯域制限部204と、デシメーション部205と、タイミング検出部206と、周波数偏差補正部207と、重畳保留等化部230B−1〜230B−Nと、選択部220とを有する。以下、重畳保留等化部230B−1〜230B−Nのそれぞれを区別する必要がない場合、単に重畳保留等化部230Bと称する。
複数の重畳保留等化部230Bのそれぞれは、周波数変換部214と、データ分離部215と、伝送路推定部209と、等化部216と、時間変換部217と、データ抽出部218と、LLR算出部211と、デインタリーバ212と、誤り訂正復号部213と、CRC(Cyclic Redundancy Check)部221とを有する。以下、図9に示す受信装置2−2と異なる点を主に説明する。
誤り訂正復号部213は、誤り訂正復号処理を行った後の、復号後のビット系列を選択部220およびCRC部221に出力する。CRC部221は、誤り訂正復号部213から入力されるビット系列を用いて、巡回冗長検査を行う巡回冗長検査部とも呼ばれ、等化処理後の信号のデータ誤りを検出し、データ誤りの検出結果を、データの検査結果として選択部220に出力する。
選択部220は、CRC部221が出力する検査結果に基づいて、複数の重畳保留等化部230Bのうちの1つを選択する。選択部220は、選択した重畳保留等化部230Bから入力された復号後のビット系列を出力する。複数の重畳保留等化部230Bのうちの1つを選択することで、選択部220は、等化パラメータセットを選択する。
以上、受信装置2−2では、等化処理後の信号の信号品質の検査結果を示す指標として、等化処理後の信号に含まれる雑音成分の大きさを使用する例を説明し、受信装置2−2Aでは、等化処理後の信号の信号品質の検査結果を示す指標として、誤り訂正復号部213におけるデータの誤り検出結果を使用する例を説明した。また受信装置2−2Bでは、等化処理後の信号の信号品質の検査結果を示す指標として、CRC部221におけるデータの誤り検出結果を使用する例を説明した。本実施の形態は、上記で説明した例に限定されず、複数の指標を組み合わせて用いてもよい。本実施の形態では、抽出範囲は、等化処理後の信号に含まれる雑音成分の大きさ、および、等化処理後の信号のデータ誤り検出結果の少なくとも1つに基づいて決定される。本明細書の他の実施の形態においても同様であり、抽出範囲は、等化処理後の信号に含まれる雑音成分の大きさ、および、等化処理後の信号のデータ誤り検出結果の少なくとも1つに基づいて決定されてよい。等化処理後の信号に含まれる雑音成分の大きさに基づいて抽出範囲を決定することが記載されている場合、雑音成分の大きさを他の指標に置き換えてもよいし、他の指標と組み合わせて使用してもよい。
以上説明したように、本実施の形態2にかかる受信装置2−2、受信装置2−2A、受信装置2−2Bは、選択部220を用いて、測定部219の測定する雑音成分の大きさ、CRC部221におけるデータ誤り検出結果、および誤り訂正復号部213におけるデータ誤り検出結果の少なくとも1つに基づいて、複数の重畳保留等化部230、230A、230Bのうちの1つの等化結果を選択する。このため、抽出範囲11は、重畳保留等化部230の出力する受信信号に含まれる雑音成分の大きさ、および、データ誤り検出結果の少なくとも1つに基づいて選択されることになる。したがって、実施の形態1と同様に、伝送路の経時変化、遅延量の経時変化などに柔軟に対応し、伝送特性の低下を抑制することができる。
また、実施の形態2にかかる受信装置2−2は、等化パラメータ決定部210を備えない代わりに、固定の等化パラメータセットを使用して実際に等化処理を行った結果の受信信号に含まれる雑音成分の大きさに基づいて、等化パラメータセットを選択する。また受信装置2−2Aおよび受信装置2−2Bも受信装置2−2と同様に、等化パラメータ決定部210を備えない代わりに、固定の等化パラメータセットを使用して実際に等化処理を行った結果の受信信号のデータ誤り検出結果に基づいて、等化パラメータセットを選択する。このため、等化パラメータ決定部210の行う等化パラメータ決定処理を省略することができる。
実施の形態3.
図12は、本発明の実施の形態3にかかる受信装置2−3の構成を示す図である。受信装置2−3は、受信アンテナ201と、アナログフロントエンド202と、ADC203と、帯域制限部204と、デシメーション部205と、タイミング検出部206と、周波数偏差補正部207と、重畳保留等化部240−1〜240−Nと、等化パラメータ決定部210と、測定部219と、選択部220と、デインタリーバ212と、誤り訂正復号部213とを有する。
N個の重畳保留等化部240−1〜240−Nは、1つの等化パラメータ決定部210に接続されている。以下、重畳保留等化部240−1〜240−Nのそれぞれを区別する必要がない場合、単に重畳保留等化部240と称する。複数の重畳保留等化部240のそれぞれは、周波数変換部214と、データ分離部215と、等化部216と、時間変換部217と、データ抽出部218と、LLR算出部211と、伝送路推定部209とを有する。
本実施の形態3にかかる受信装置2−3は、実施の形態1に係る受信装置2−1の等化パラメータ決定部210の機能と、実施の形態2にかかる受信装置2−2の測定部219および選択部220の機能とを併せ持つ。具体的には、等化パラメータ決定部210は、複数の基準に基づいて等化パラメータセットを決定し、決定した複数の等化パラメータセットのそれぞれを複数の重畳保留等化部240のそれぞれに入力する。このような等化パラメータ決定部210によって、複数の重畳保留等化部240が使用する等化パラメータセットは互いに異なるものになる。
等化パラメータ決定部210は、SINR、SIR(Signal to Interference Ratio:信号対干渉電力比)、伝送路インパルス応答に基づいて、等化パラメータセットを決定することができる。また、複数の重畳保留等化部240のうち、一部は固定の等化パラメータセットを用いて、一部は等化パラメータ決定部210が決定する等化パラメータセットを用いるようにしてもよい。
以上説明したように、本実施の形態3にかかる受信装置2−3は、等化パラメータ決定部210が決定する複数の等化パラメータセットを用いて、実際に重畳保留等化処理を行う。受信装置2−3は、複数の重畳保留等化処理の結果の中から、測定部219の測定結果に基づいて、1つの重畳保留等化処理の結果を選択する。このため、等化パラメータ決定部210において複数の抽出範囲11の候補が決定された後、選択部220において、複数の抽出範囲11の候補のうちの1つが選択されることになる。等化範囲10についても同様である。したがって、実施の形態1および2と同様に、伝送路の経時変化、遅延量の経時変化などに柔軟に対応し、伝送特性の低下を抑制することができる。
また受信装置2−3は、等化パラメータ決定部210において、伝送特性の低下を抑制可能な等化パラメータセットの複数の候補を決定した後、実際に候補の等化パラメータセットを用いて重畳保留等化処理を行った結果に基づいて、最終的に使用する等化パラメータセットが選択される。このため、伝送路特性の低下をより確実に抑制することが可能になる。
なお、受信装置2−3は、複数の重畳保留等化部240を有することとしたが、本実施の形態はかかる例に限定されない。受信装置2−3は、実施の形態2と同様に、1つの重畳保留等化部240を用いて複数回の重畳保留等化処理を逐次的に行ってもよい。複数回の重畳保留等化処理において使用する複数の等化パラメータセットは、等化パラメータ決定部210において決定される。
また受信装置2−3は、実施の形態1と同様に、周波数変換部214が等化範囲10の大きさが互いに異なる複数の直交変換回路を有し、等化パラメータ決定部210が決定する等化範囲10の大きさに基づいて、複数の直交変換回路の中から、使用する直交変換回路を選択するようにしてもよい。
また複数の重畳保留等化部240が用いる等化パラメータセットは、等化範囲10の大きさが固定であって、抽出範囲11の大きさがそれぞれ異なる大きさであってもよい。この場合、抽出範囲11の大きさを変更することで、伝送路の経時変化による影響を低減することになる。
実施の形態4.
図13は、本発明の実施の形態4にかかる受信装置2−4の構成を示す図である。受信装置2−4は、複数の受信アンテナ201−1〜201−Nrと、複数の受信アンテナ201−1〜201−Nrのそれぞれに対応して設けられる複数の受信処理部250−1〜250−Nrと、タイミング検出部206と、周波数偏差補正部207と、重畳保留等化部260と、等化パラメータ決定部210と、LLR算出部211と、デインタリーバ212と、誤り訂正復号部213とを有する。以下、複数の受信アンテナ201−1〜201−Nrのそれぞれを区別する必要がない場合、単に受信アンテナ201と称し、複数の受信処理部250−1〜250−Nrのそれぞれを区別する必要がない場合、単に受信処理部250と称する。
複数の受信処理部250のそれぞれは、アナログフロントエンド202と、ADC203と、帯域制限部204と、デシメーション部205とを有する。重畳保留等化部260は、複数の周波数変換部214−1〜214−Nrと、複数のデータ分離部215−1〜215−Nrと、等化部216と、時間変換部217と、データ抽出部218と、伝送路推定部209とを有する。
受信装置2−4は、複数の受信アンテナ201を有しているため、複数の受信アンテナ201のそれぞれの伝送路の状態は異なる。しかしながら、複数の受信アンテナ201が受信する複数の受信信号のそれぞれに異なる等化範囲10および抽出範囲11を用いると、周波数領域でのダイバーシチ合成処理が複雑且つ困難となる。このため受信装置2−4は、伝送路推定部209において、複数の受信信号のそれぞれについて伝送路推定を行い、等化パラメータ決定部210において、複数の伝送路推定値に基づいて、等化パラメータセットを決定する。
等化パラメータ決定部210が、複数の伝送路推定値に基づいて等化パラメータセットを決定する方法としては、例えば、全ての伝送路インパルス応答の経時変化量50のうち最も大きい経時変化量に基づいて等化範囲10を決定し、受信ダイバーシチ合成後の受信信号に基づいて、抽出範囲11を決定する方法が挙げられる。例えば、等化パラメータ決定部210は、ダイバーシチ合成時のSINRに基づいて抽出範囲11を決定することができる。
等化部216は、周波数領域の等化処理を行った後、受信ダイバーシチ合成処理を行う。等化部216は、ダイバーシチ合成に対応するMMSE型の等化重みを使用することができる。
なお、上記の例では、経時変化量50が最も大きい受信アンテナ201に合わせて等化範囲10を決定したが、一部の受信アンテナ201のみ伝送路インパルス応答の経時変化量50が突出して大きい場合、最大の経時変化量50に合わせて等化範囲10が小さくなる。この場合、経時変化量50が突出して大きい受信アンテナ201以外が受信する受信信号に対しては等化範囲10が小さすぎてしまい、遅延量に対する耐性が低下してしまうという問題がある。このため、突出して大きい経時変化量50の受信アンテナ201がある場合、突出した経時変化量50を有する受信アンテナ201の受信信号を除く残りの受信信号を用いて、重畳保留等化処理が行われてもよい。
以上説明したように、本発明の実施の形態4によれば、実施の形態1〜3と同様に、受信装置2−4は、等化範囲10を伝送路インパルス応答の経時変化量50に基づいて調整し、抽出範囲11を等化後の信号に含まれる雑音成分の大きさに基づいて決定する。このため、伝送路の経時変化、遅延量の経時変化などに柔軟に対応し、伝送特性の低下を抑制することができる。
また本実施の形態4にかかる受信装置2−4は、複数の受信アンテナ201を有するが、複数の受信アンテナ201の複数の受信信号に基づいて等化パラメータセットが決定され、1つの等化パラメータセットを用いて重畳保留等化処理が行われる。このため、複数の受信アンテナ201を有する際に生じる、処理の複雑化を抑制することが可能になる。
実施の形態5.
図14は、本発明の実施の形態5にかかる受信装置2−5の構成を示す図である。受信装置2−5は、複数の受信アンテナ201−1〜201−Nrと、複数の受信アンテナ201−1〜201−Nrのそれぞれに対応して設けられる複数の受信処理部250−1〜250−Nrとを有する。また、受信装置2−5は、タイミング検出部206と、周波数偏差補正部207と、複数の重畳保留等化部270−1〜270−Nと、複数の伝送路推定部209−1〜209−Nと、等化パラメータ決定部210と、測定部219と、選択部220と、デインタリーバ212と、誤り訂正復号部213とを有する。以下、重畳保留等化部270−1〜270−Nのそれぞれを区別する必要がない場合、単に重畳保留等化部270と称する。
複数の重畳保留等化部270のそれぞれは、複数の周波数変換部214−1〜214−Nrと、複数のデータ分離部215−1〜215−Nrと、等化部216と、時間変換部217と、データ抽出部218と、LLR算出部211とを有する。
受信装置2−5は、実施の形態4の受信装置2−4の構成に対して、実施の形態2と同様に複数の重畳保留等化部270を用いて複数回の重畳保留等化処理を行って、重畳保留等化処理の複数の処理結果から1つを選択する機能を加えたものである。
複数の重畳保留等化部270のそれぞれには、2つ以上の受信信号が入力される。つまり、受信装置2−5では、複数の受信アンテナ201の2つ以上を一組にし、等化パラメータ決定部210は、組ごとに使用する等化パラメータセットを決定する。
以上説明したように、本実施の形態5にかかる受信装置2−5によれば、実施の形態1〜4と同様に、伝送路の経時変化、遅延量の経時変化などに柔軟に対応し、伝送特性の低下を抑制することができる。
実施の形態6.
本実施の形態では、複数の送信アンテナ110を使用して送信された信号を受信する受信装置2−6がより適切な等化パラメータセットを使用して重畳保留等化処理を行う方法について説明する。
まず本実施の形態において前提となる送信構成について説明する。複数の送信アンテナ110を使用して送信された信号は、複数の送信装置1が送信した信号である場合と、複数の送信アンテナ110を有する送信装置1が送信した信号である場合とが考えられる。
図15は、本発明の実施の形態6にかかる送信装置1の構成の第1の例を示す図である。図15では、複数ユーザの送信系であり、Nt人のユーザそれぞれの送信装置1−1〜1−Ntを示している。以下、送信装置1−1〜1−Ntのそれぞれを区別する必要がない場合、単に送信装置1と称する。
複数の送信装置1のそれぞれは、誤り訂正符号化部101と、インタリーバ102と、マッピング部103と、既知信号生成部104と、多重化部105と、インタポレーション部106と、帯域制限部107と、DAC108と、アナログフロントエンド109と、送信アンテナ110とを有する。
ここでは、各送信装置1が有する送信アンテナ110は1つとしたが、送信アンテナ数に制約はない。複数の送信装置1のそれぞれの構成は、図1に示す送信装置1と同様であるためここでは説明を省略する。
図16は、本発明の実施の形態6にかかる送信装置1aの構成の第2の例を示す図である。送信装置1aは、誤り訂正符号化部101と、インタリーバ102と、マッピング部103と、SP変換部111と、複数の送信処理部112−1〜112−Ntと、複数の送信アンテナ110−1〜110−Ntとを有する。以下、複数の送信処理部112−1〜112−Ntのそれぞれを区別する必要がない場合、単に送信処理部112と称し、複数の送信アンテナ110−1〜110−Ntのそれぞれを区別する必要がない場合、単に送信アンテナ110と称する。
複数の送信処理部112のそれぞれは、既知信号生成部104と、多重化部105と、インタポレーション部106と、帯域制限部107と、DAC108と、アナログフロントエンド109とを有する。
図16は、空間多重の送信構成を示しており、マッピング部103がマッピング処理を行った後、SP変換部111は、1次変調シンボルに対して送信アンテナ本数分の直並列変換処理を行う。直並列変換されたそれぞれのシンボル系列に対する変調処理は、図1と同様にCPがない変調処理である。
なお図16では空間多重の送信構成を示したが、送信装置1aは、送信符号化の送信構成を有していてもよい。この場合、送信装置1aは、SP変換部111の代わりに、符号化処理を行う送信符号化部を備える。
図17は、本発明の実施の形態6にかかる受信装置2−6の構成を示す図である。受信装置2−6は、複数の受信アンテナ201−1〜201−Nrと、複数の受信処理部250−1〜250−Nrと、タイミング検出部206と、周波数偏差補正部207と、複数の重畳保留等化部270−1〜270−Ntと、伝送路推定部209−1〜209−Ntと、等化パラメータ決定部210と、PS変換部222と、デインタリーバ212と、誤り訂正復号部213とを有する。
受信装置2−6は、送信アンテナの本数Ntと同数の重畳保留等化部270を有する。また、マルチユーザMIMO、同一周波数複局同時送信する基地局間MIMO、空間多重などの場合、等化部216は、下記の数式(11)に基づいたMMSEの等化重みW(f)を使用する。
数式(11)において、H(f)は第f周波数におけるNr行Nt列チャネル行列であり、σ2はIBI/ISI電力を含む雑音電力であり、INrはNr次単位行列である。
PS変換部222は、並直変換処理を行う。なお送信装置1、1aがSP変換部111に代えて送信符号化部を有する場合、受信装置2−6は、PS変換部222に代えて、送信符号化部で符号化されたデータ復号処理を行う送信符号化復号部を有してもよい。
なお、受信装置2−6は、さらに測定部219および選択部220を有してもよい。この場合、受信装置2−6は、実施の形態3と同様に、複数の等化パラメータセットを使用して複数回の重畳保留等化処理を行うことになる。
実施の形態7.
図18は、本発明の実施の形態7にかかる受信装置2−7の構成を示す図である。受信装置2−7は、受信アンテナ201と、アナログフロントエンド202と、ADC203と、帯域制限部204と、デシメーション部205と、タイミング検出部206と、周波数偏差補正部207と、重畳保留等化部280と、伝送路推定部209と、等化パラメータ決定部210と、LLR算出部211と、デインタリーバ212と、誤り訂正復号部213と、レプリカ生成部224と、周波数変換部225とを有する。
受信装置2−7は、等化処理と干渉キャンセル処理とを行う場合に、より適切な重畳保留等化を実現するための機能を有する。重畳保留等化処理では、検出対象データ区間内においても、IBI、ISIなどの干渉成分が残留する。このため、干渉成分のレプリカを生成して、等化後の受信信号からレプリカを減算すると、干渉成分がキャンセルされて伝送性能が改善することが知られている。しかしながら、伝送路インパルス応答の経時変化量50、遅延量などが変化する場合には、等化範囲10および抽出範囲11を固定にすると、干渉成分を十分にキャンセルすることができない場合がある。特に、伝送路インパルス応答の経時変化量50が大きい場合、等化範囲10の大きさを小さくする必要があり、遅延量が大きい場合、抽出範囲11の大きさを大きくする必要がある。経時変化量50および遅延量が共に大きい場合、許容経時変化量53を大きくして、等化範囲10の大きさを大きくする、或いは、SINR閾値を大きくして、抽出範囲11の大きさを小さくする必要がある。
重畳保留等化部280は、周波数変換部214と、データ分離部215と、等化部216と、干渉キャンセル部223と、時間変換部217と、データ抽出部218とを有する。以下、実施の形態1と異なる部分について主に説明する。
等化パラメータ決定部210は、実施の形態1と同様の処理によって、等化範囲10および抽出範囲11を決定する。重畳保留等化部280は、決定された等化範囲10を用いて等化処理を行い、逆直交変換した時間領域の受信信号から、決定された抽出範囲11を用いて検出対象データの抽出が行われる。LLR算出部211は、抽出されたデータを用いて、LLR系列を生成する。
レプリカ生成部224は、生成されたLLR系列を用いて、対象となる受信系列に対応する干渉成分のソフトレプリカを生成する。レプリカ生成部224は、生成したソフトレプリカを周波数変換部225、等化部216および等化パラメータ決定部210に入力する。周波数変換部225に入力されたソフトレプリカは直交変換されて周波数領域の信号となり、干渉キャンセル部223に入力される。干渉キャンセル部223は、入力されたソフトレプリカの周波数領域の信号を用いて、干渉キャンセルを行うが、このとき、再度、干渉キャンセル時の等化範囲10および抽出範囲11を再計算する。
等化部216は、ソフトレプリカを使用して、後段の干渉キャンセル部223で残留する干渉成分を考慮した等化重みを算出する。等化パラメータ決定部210は、許容経時変化量53に対応する等化範囲10を決定し、重畳保留等化および干渉キャンセルを実行した後のSINRを算出して抽出範囲11を決定する。このとき、等化範囲10の大きさは、初回の重畳保留等化を行ったときよりも小さくする。繰り返し干渉キャンセル処理を行う場合、干渉キャンセル処理を行うたびに、等化パラメータ決定部210は、等化範囲10および抽出範囲11を決定する。以下、経時変化量50を優先して等化範囲10の大きさを小さくして、干渉キャンセルを実行して遅延量を低減するときの動作を説明する。
図19は、図18に示す受信装置2−7が繰り返し干渉キャンセル処理を行うときの動作を示すフローチャートである。まず等化パラメータ決定部210は、等化範囲10を決定する(ステップS201)。続いて等化パラメータ決定部210は、抽出範囲11を決定する(ステップS202)。等化範囲10および抽出範囲11を決定した後、周波数変換部214は、これらの等化パラメータを用いて、受信信号を周波数変換する(ステップS203)。さらに等化部216は、伝送路推定部209が推定する伝送路インパルス応答を用いて、周波数領域の等化重みを生成する(ステップS204)。
繰り返しi回目における第nr受信アンテナに対する第f周波数のMMSE等化重みWnr (i)(f)は、以下の数式(12)で表される。
数式(12)のg(i)は、残留IBI電力およびISI電力を含む残留干渉電力に相当し、以下の数式(13)で表される。
数式(13)のNdは、等化範囲の大きさ、d(ハット)(i)(t)は、繰り返し回数i回目における時間領域のソフトレプリカである。QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)が用いられる場合のソフトレプリカは、以下の数式(14)で表される。
数式(14)のλ(i)(t,n)は、時刻tシンボルの第nビットにおける繰り返し回数i回目のLLR値である。
続いて、等化部216は、等化処理を以下の数式(15)に従って実行する(ステップS205)。
干渉キャンセル部223は、等化後の受信信号に対して、以下の数式(16)に従って、周波数領域で干渉キャンセル処理を行う(ステップS206)。
数式(16)のH(バー)(i)(f)は、等化処理後の等価チャネル利得であり、D(ハット)(i)(f)は、周波数領域のソフトレプリカである。干渉キャンセル処理の後、時間変換部217は、時間変換処理を行う(ステップS207)。そしてデータ抽出部218は、等化パラメータ決定部210が決定した抽出範囲11を用いて、時間領域の信号からデータを抽出する(ステップS208)。
LLR算出部211は、抽出されたデータを用いて、LLRを算出する(ステップS209)。その後、得られたLLR系列を用いて、レプリカ生成部224は、IBI,ISIを含む干渉成分のレプリカを生成する(ステップS210)。周波数変換部225は、得られたレプリカを、次の繰り返しのために、周波数変換する(ステップS211)。
等化パラメータ決定部210は、繰り返し回数iがimaxに達したか否かを判断する(ステップS212)。繰り返し回数iがimaxに達していない場合(ステップS212:No)、繰り返し回数iをインクリメントしてi+1にし(ステップS213)、ステップS201の処理に戻る。繰り返し回数iがimaxに達した場合(ステップS212:Yes)、繰り返し処理を終了する。
以上説明したように本発明の実施の形態7にかかる受信装置2−7は、周波数領域で干渉キャンセル処理を行う際にも、適切な等化範囲および抽出範囲11を設定することができる。このため、干渉の影響を低減することができ、伝送特性を向上させることが可能である。
実施の形態8.
図20は、本発明の実施の形態8にかかる受信装置2−8の構成を示す図である。実施の形態7では、時間変動を優先して等化範囲10の大きさを小さくし、遅延量を干渉キャンセルで低減する例を示したが、実施の形態8にかかる受信装置2−8は、遅延量を優先して、破棄範囲12の大きさを大きくする。
受信装置2−8は、受信アンテナ201と、アナログフロントエンド202と、ADC203と、帯域制限部204と、デシメーション部205と、タイミング検出部206と、周波数偏差補正部207と、重畳保留等化部290と、伝送路推定部209と、等化パラメータ決定部210と、デインタリーバ212と、誤り訂正復号部213と、レプリカ生成部224とを有する。
重畳保留等化部290は、干渉キャンセル部223と、周波数変換部214と、データ分離部215と、等化部216と、時間変換部217と、データ抽出部218と、LLR算出部211とを有する。本実施の形態8では、干渉キャンセル部223は、周波数変換部214に入力する前の時間領域の受信信号を受け付け、干渉キャンセル処理を行った後の受信信号を周波数変換部214に入力する。
レプリカ生成部224は、LLR算出部211から入力されるLLR系列を用いて、干渉成分のレプリカを生成し、生成したレプリカを干渉キャンセル部223、等化部216および等化パラメータ決定部210に入力する。本実施の形態8では、干渉キャンセル部223には時間領域の受信信号が入力されるため、干渉成分のレプリカも時間領域の信号のまま干渉キャンセル部223に入力される。
図21は、図20に示す受信装置2−8が行う干渉キャンセル処理の説明図である。本実施の形態8では、レプリカを用いて、伝送路インパルス応答の経時変化量50を再生し、時間領域で干渉キャンセル処理が行われる。レプリカを用いて経時変化量50と逆の変化をする誤差電力54を加えることで、干渉キャンセル処理を行った後の伝送路インパルス応答55は、等価的に経時変化がないものと見なすことができる。これにより、等化パラメータ決定部210は、伝送路インパルス応答の遅延量に対して許容量の範囲を拡張することができる。つまり、経時変化量がないものと見做すことができるため、伝送路インパルス応答の経時変化量が大きいときと比較して、等化範囲10の大きさを大きくすることができ、抽出範囲11を小さくして、破棄範囲12を大きくすることができる。
なお、図示しないが受信装置2−8の動作は、図19に示す受信装置2−7の動作のうち、ステップS211の周波数変換処理を省略し、ステップS206の干渉キャンセル処理をステップS203の周波数変換処理よりも前に移動させたものとなる。
以上説明したように本発明の実施の形態8にかかる受信装置2−8は、時間領域で干渉キャンセル処理を行う際にも、適切な等化範囲10および抽出範囲11を設定することができる。このため、干渉成分の影響を低減することができると共に、伝送特性を向上させることが可能になる。
なお、実施の形態7では周波数領域の干渉キャンセル処理を示し、実施の形態8では時間領域の干渉キャンセル処理を示したが、周波数領域と時間領域との両方で干渉キャンセル処理を行ってもよく、制約はない。
なお、実施の形態7および実施の形態8で説明したような、干渉キャンセルごとに等化範囲10および抽出範囲11を決定する構成は、実施の形態4および実施の形態5で示したような複数の受信アンテナ201を備える受信装置に適用することもできる。この場合、受信装置は、干渉キャンセルごとに使用する受信アンテナ201を選択する。
実施の形態9.
図22は、本発明の実施の形態9にかかる受信装置の動作を示すフローチャートである。実施の形態7および実施の形態8で説明したような、干渉キャンセルごとに等化範囲10および抽出範囲11を決定する構成は、実施の形態6に示したような、複数の送信アンテナを使用して送信された信号を受信する受信装置にも適用することができる。
なお、簡単のためここでは図示しないが、実施の形態9にかかる受信装置2−9は、図17の受信装置2−6の構成にレプリカ生成部224および周波数変換部225を追加して、重畳保留等化部270の等化部216と時間変換部217との間に干渉キャンセル部223を追加した構成である。以下、これらの符号を用いて説明する。
等化パラメータ決定部210は、全ての送受信アンテナ間の伝送路インパルス応答から共通の等化範囲10を決定する(ステップS300)。そして、等化パラメータ決定部210は、信号検出対象の送信アンテナおよび抽出範囲11を決定する(ステップS301)。
ステップS203〜ステップS209は、図19と同様であるためここでは説明を省略する。LLRが算出された後、レプリカ生成部224は、干渉成分のレプリカを生成する(ステップS302)。
複数の送信アンテナから送信される信号は、互いに干渉IAI(Inter Antenna Interference:他アンテナ干渉)となるため、ステップS302のレプリカ生成においては、干渉成分には、IBI、ISIに加えてIAIも含まれることになる。例えば、全送信アンテナからの送信信号レプリカの周波数成分D(ハット)nr (i)(f)を、並列干渉キャンセルする場合、干渉成分のレプリカR(ハット)nt (i)(f)は、以下の数式(17)で表される。
レプリカを周波数変換した後、等化パラメータ決定部210は、アンテナカウントntが送信アンテナ数Ntに達したか否かを判断する(ステップS303)。アンテナカウントntが送信アンテナ数Ntに達していない場合(ステップS303:No)、つまり全送信信号を検出していない場合、アンテナカウントntをインクリメントしてnt+1にし(ステップS304)、ステップS300の処理に戻る。このとき、検出済みのレプリカによって、検出済みの信号に関するIAIがキャンセルされる。このため、上記の送信アンテナに関する伝送路インパルス応答を除いた、未検出送信アンテナと各受信アンテナ201との間の全ての伝送路インパルス応答を用いることができる。
全ての送信信号を検出した場合、アンテナカウントntが送信アンテナ数Ntに達し(ステップS303:Yes)、繰り返し処理が完了する。
続いて、本発明の実施の形態1〜9にかかる受信装置2のハードウェア構成について説明する。送信装置1および受信装置2の各構成要素は、ハードウェアにより実現することができる。送信アンテナ110および受信アンテナ201は、無線通信用のアンテナである。その他の構成要素は、例えば処理回路により実現される。複数の構成要素が1つの処理回路により実現されてもよいし、1つの構成要素が複数の処理回路により実現されてもよい。
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を備える制御回路であってもよい。図23は、本発明の実施の形態1〜9にかかる送信装置1および受信装置2の機能を実現するための専用のハードウェアである処理回路71を示す図である。図24は、本発明の実施の形態1〜9にかかる送信装置1および受信装置2の機能を実現するための制御回路74の構成を示す図である。
図23に示す処理回路71は、専用のハードウェアであり、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。
制御回路74は、メモリ72およびプロセッサ73を備える。メモリ72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(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)等の、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)などである。
プロセッサ73は、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)である。
プロセッサ73は、メモリ72に記憶された、各構成要素のそれぞれ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、送信装置1および受信装置2の各機能は実現される。またメモリ72は、プロセッサ73が実行する各処理における一時メモリとしても使用される。
送信装置1および受信装置2を構成する各構成要素は、一部が専用のハードウェアである処理回路71を用いて実現され、一部がCPUを備える制御回路74を用いて実現されてもよい。
以上説明した処理は、逐次干渉キャンセルと呼ばれる処理であるが、この方法に限られず、並列干渉キャンセル、逐次干渉キャンセルおよび並列干渉キャンセルを併用することも可能である。また、上記では空間多重送信を例に挙げたが、送信ダイバーシチ方式においても、上記の処理を適用することができる。
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。
例えば、上記の実施の形態では、OFDM、SCブロック伝送などのブロック伝送に限らず、シングルキャリア伝送、FSK(Frequency Shift Keying:周波数偏移変調)、ASK(Amplitude Shift Keying:振幅偏移変調)、SSB ASK(Single Side Bank ASK)などの変調方式を用いる場合であっても同様に上記の技術を適用することが可能である。変調方式、伝送方式に制限はなく、無線伝送に限らず有線伝送においても上記の技術を適用することができる。
また、上記ではCPを用いないブロック伝送について説明したが、本実施の形態の技術は、CPを用いるブロック伝送において、CP長を超過するマルチパス遅延が生じる場合にも適用することができる。
図25は、本発明の実施の形態1〜9において、CPを用いるブロック伝送を行う場合の伝送ブロックを示す図である。CP56は、データ57の後半の予め定められた長さNcpシンボルの部分をコピーしたものである。CP56を用いるブロック伝送に本発明の技術を適用する場合、CP長は伝送効率を考慮した長さにとどめておき、CP長を超過するマルチパス遅延が生じる場合には、上記のように抽出範囲11、等化範囲10などを調整することで、伝送特性の低下を抑制することが可能である。