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JP2011049766A - 無線受信装置、無線受信方法、及び無線受信プログラム - Google Patents

無線受信装置、無線受信方法、及び無線受信プログラム Download PDF

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JP2011049766A JP2009195712A JP2009195712A JP2011049766A JP 2011049766 A JP2011049766 A JP 2011049766A JP 2009195712 A JP2009195712 A JP 2009195712A JP 2009195712 A JP2009195712 A JP 2009195712A JP 2011049766 A JP2011049766 A JP 2011049766A
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Takashi Yoshimoto
貴司 吉本
Ryota Yamada
良太 山田
Katsuya Kato
勝也 加藤
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Sharp Corp
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Abstract

【課題】マルチパスの分割による分割誤差の影響を小さくし、良好な受信特性を得ることができること。
【解決手段】復調した変調シンボルに基づいて受信信号のレプリカを生成し、1又は複数のパス毎に当該パス以外の受信信号のレプリカを受信信号から除去し、レプリカを除去した信号を1又は複数のパス各々の伝搬路状況を示す情報に基づいて合成し、合成した結果の合成信号を復調することを繰り返して、送信データを抽出する無線受信装置において、制御部c114は、レプリカを除去した信号に除去したレプリカの成分を付加する信号付加処理を行った場合の信号の品質を示す第2の信号品質情報と、レプリカを除去した信号の品質を示す第1の信号品質情報と、に基づいて、信号付加処理を行うか否かを選択する。
【選択図】図3

Description

本発明は、無線受信装置、無線受信方法、及び無線受信プログラムに関する。
無線通信においては、特に広帯域伝送の場合、先行して受信するパスに加え、建物や山などの障害物からの反射を経由する等して遅延して到来するパスが存在し、シンボル間干渉(ISI:Inter Symbol Interference;ISI)となる。このように複数のパスが到来する環境をマルチパス環境という。例えば、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)、OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)、MC−CDM(Multi Carrier−Code Division Multiplexing)などのマルチキャリア伝送では、ガードインターバル(GI:Guard Interval)を付加することで、GI以内の遅延パスであればISIが生じることを防止する。しかしながら、GIを超える遅延パスが存在する場合、ISIに加え、FFT(高速フーリエ変換:Fast Fourier Transform)の周期性が崩れるためにICI(キャリア間干渉:Inter Carrier Interference)も生じる。ISIやICIは受信性能を大幅に劣化させる。
図16は、チャネルインパルス応答を示す概略図である。この図は、12波のマルチパスモデルのチャネルインパルス応答値を示す。この図は、先頭の6波がガードインターバル区間内であり、それ以外の6波がその区間を超えていることを示す。
図17は、受信信号の一例を示す概略図である。この図は、図16のチャネルインパルス応答の場合の受信信号を示す。この図は、前のシンボルがFFT区間に入り込むことにより生じるISIやFFT区間内に前のシンボルとの切れ目が入ることによる周期性の崩れに起因するICIが生じることを示す。
特許文献1及び非特許文献1には、ISIやICIが生じる場合であっても良好な受信特性が得られる技術が記載されている。これらの技術は、誤り訂正復号結果のビット対数尤度比(LLR:Log Likelihood Ratio)から遅延パスのレプリカを生成し受信信号から除去することでマルチパスを分割し、受信信号をISIおよびICIが抑圧された複数のブロックに分割し、各ブロックの信号を合成することでパスダイバーシチ効果を得ることができるものである。
国際公開第2007/136056号パンフレット
K. Shimezawa、T. Yoshimoto、R. Yamada、N. Okamoto、「A novel SC/MMSE turbo equalization for multicarrier systems with insufficient cyclic prefix」、IEEE PIMRC.2008、2008年9月
しかしながら、特許文献1及び非特許文献1に記載の技術では、レプリカを生成して受信信号から除去することでマルチパスを分割しているため、この分割による分割誤差が生じる。これらの技術には、この分割誤差の影響のため、良好な受信特性を得ることができない場合があるという問題があった。
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、マルチパスの分割による分割誤差の影響を小さくし、良好な受信特性を得ることができる無線受信装置、無線受信方法、及び無線受信プログラムを提供することにある。
(1)本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、本発明は、復調した変調シンボルに基づいて受信信号のレプリカを生成し、1又は複数のパス毎に当該パス以外の受信信号のレプリカを受信信号から除去し、前記レプリカを除去した信号を前記1又は複数のパス各々の伝搬路状況を示す情報に基づいて合成し、合成した結果の合成信号を復調することを繰り返して、送信データを抽出する無線受信装置において、前記レプリカを除去した信号に前記除去したレプリカの成分を付加する信号付加処理を行った場合の信号の品質を示す第2の信号品質情報と、前記レプリカを除去した信号の品質を示す第1の信号品質情報と、に基づいて、前記信号付加処理を行うか否かを選択する制御部を備えることを特徴とする無線受信装置である。
(2)また、本発明は、上記の無線受信装置において、前記制御部は、前記第2の信号品質情報が示す品質が、前記第1の信号品質情報が示す品質より低い場合に、前記信号付加処理を行うことを選択して、前記除去によって生じる誤差を低減することを特徴とする。
(3)また、本発明は、上記の無線受信装置において、前記制御部は、前記第2の信号品質情報が示す品質が、前記第1の信号品質情報が示す品質より高い場合に、前記信号付加処理を行わないことを選択すること特徴とする。
(4)また、本発明は、上記の無線受信装置において、前記信号品質情報は、信号対干渉雑音電力比であり、前記制御部は、前記第1の信号対干渉雑音電力比が前記第2の信号対干渉雑音電力比より小さい場合に、前記信号付加処理を行うことを選択して前記除去によって生じる誤差を低減し、前記第1の信号対干渉雑音電力比が前記第2の信号対干渉雑音電力比より大きい場合に、前記信号付加処理を行わないことを特徴とする。
(5)また、本発明は、上記の無線受信装置において、前記無線受信装置が受信する受信信号は、送信装置が、変調シンボルを予め定めた単位で時間周波数変換して複数のサブキャリアにマッピングして送信した信号の受信信号であり、前記無線受信装置は、前記合成信号を逆フーリエ変換する逆フーリエ変換部を備え、前記制御部は、前記予め定めた単位での第2の信号品質情報、及び、第1の信号品質情報に基づいて、前記信号付加処理を行うか否かを選択することを特徴とする。
(6)また、本発明は、上記の無線受信装置において、MIMO方式の通信を行う無線受信装置であって、復調した変調シンボルに基づいて受信信号のレプリカを生成し、1又は複数のパス毎に当該パス以外の受信信号のレプリカを受信信号から除去し、前記レプリカを除去した信号を前記1又は複数のパス各々の伝搬路状況を示す情報に基づいてMIMO分離をおこない、分離した結果の分離信号を復調することを繰り返して、送信データを抽出する無線受信装置であって、前記レプリカを除去した信号に前記除去したレプリカの成分を付加する信号付加処理を行った場合の信号の品質を示す第2の信号品質情報と、前記レプリカを除去した信号の品質を示す第1の信号品質情報と、に基づいて、前記信号付加処理を行うか否かを選択する制御部を備えることを特徴とする。
(7)また、本発明は、上記の無線受信装置において、前記信号品質情報は、チャネル容量であり、前記制御部は、前記第1のチャネル容量が前記第2のチャネル容量より小さい場合に、前記信号付加処理を行うことを選択して前記除去によって生じる誤差を低減し、前記第1のチャネル容量が前記第2のチャネル容量より大きい場合に、前記信号付加処理を行わないことを特徴とする。
(8)また、本発明は、上記の無線受信装置において、前記制御部は、サブキャリア毎に前記信号付加処理を行うか否かを選択することを特徴とする。
(9)また、本発明は、上記の無線受信装置において、前記制御部は、前記レプリカを除去した信号の各サブキャリアの信号に、同じサブキャリアの成分であって前記除去したレプリカの成分を付加する信号付加処理を行うことを特徴とする。
(10)また、本発明は、復調した変調シンボルに基づいて受信信号のレプリカを生成し、1又は複数のパス毎に当該パス以外の受信信号のレプリカを受信信号から除去し、前記レプリカを除去した信号を前記1又は複数のパス各々の伝搬路状況を示す情報に基づいて合成し、合成した結果の合成信号を復調することを繰り返して、送信データを抽出する無線受信装置における無線受信方法において、前記無線受信装置が、前記レプリカを除去した信号に前記除去したレプリカの成分を付加する信号付加処理を行った場合の信号の品質を示す第2の信号品質情報と、前記レプリカを除去した信号の品質を示す第1の信号品質情報と、に基づいて、前記信号付加処理を行うか否かを選択する過程を有することを特徴とする無線受信方法である。
(11)また、本発明は、復調した変調シンボルに基づいて受信信号のレプリカを生成し、1又は複数のパス毎に当該パス以外の受信信号のレプリカを受信信号から除去し、前記レプリカを除去した信号を前記1又は複数のパス各々の伝搬路状況を示す情報に基づいて合成し、合成した結果の合成信号を復調することを繰り返して、送信データを抽出する無線受信装置のコンピュータを、前記レプリカを除去した信号に前記除去したレプリカの成分を付加する信号付加処理を行った場合の信号の品質を示す第2の信号品質情報と、前記レプリカを除去した信号の品質を示す第1の信号品質情報と、に基づいて、前記信号付加処理を行うか否かを選択する制御手段として機能させる無線受信プログラムである。
本発明によれば、マルチパスの分割による分割誤差の影響を小さくし、良好な受信特性を得ることができる。
本発明の第1の実施形態に係る送信装置の構成を示す概略ブロック図である。 本実施形態に係る受信装置の構成を示す概略ブロック図である。 本実施形態に係る信号検出部の構成を示す概略ブロック図である。 本実施形態に係るマルチパスのチャネルインパルス応答の一例を示す概略図である。 本実施形態に係る受信信号の一例を示す概略図である。 本実施形態に係る受信信号の別の一例を示す概略図である。 周波数応答の一例を示す概略図である。 本実施形態に係る受信装置の動作の一例を示すフロー図である。 本発明の第2の実施形態に係る送信装置の構成を示す概略ブロック図である。 本実施形態に係る受信装置の構成を示す概略ブロック図である。 本実施形態に係る信号検出部の構成を示す概略ブロック図である。 本発明の第3の実施形態に係る送信装置の構成を示す概略ブロック図である。 本実施形態に係る受信装置の構成を示す概略ブロック図である。 本実施形態に係る信号検出部の構成を示す概略ブロック図である。 本実施形態に係る受信装置の動作の一例を示すフロー図である。 チャネルインパルス応答を示す概略図である。 受信信号の一例を示す概略図である。
(第1の実施形態)
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳しく説明する。
<送信装置a1の構成について>
図1は、本発明の第1の実施形態に係る送信装置a1の構成を示す概略ブロック図である。この図において、送信装置a1は、パイロット生成部a101、符号部a102、変調部a103、マッピング部a104、IFFT部a105、GI挿入部a106、無線部a107、及び送信アンテナ部a108を含んで構成される。
パイロット生成部a101は、受信装置c1がその波形(あるいは、その信号系列)を予め記憶するパイロット信号を生成し、マッピング部a104に出力する。
符号部a102は、受信装置c1に送信する情報ビットに対して畳込み符号、ターボ符号、LDPC(Low Density Parity Check:低密度パリティ検査)符号などの誤り訂正符号を用いて符号化し、符号化ビットを生成する。符号部a102は、生成した符号化ビットを変調部a103に出力する。
変調部a103は、符号部a102から入力された符号化ビットを、PSK(Phase Shift Keying:位相遷移変調)やQAM(Quadrature amplitude modulation:直交振幅変調)などの変調方式を用いて変調し、変調シンボルを生成する。変調部a103は、生成した変調シンボルをマッピング部a104に出力する。
マッピング部a104は、パイロット生成部a101から入力されたパイロット信号、及び変調部a103から入力された変調シンボルを予め定められたリソース(時間周波数帯域)にマッピングし、マッピングした周波数領域の信号をIFFT部a105に出力する。なお、リソースとは、送信装置a1が送信するフレームにおいて1つのサブキャリアと1つの後述するFFT区間から成る、変調シンボルを配置する単位である。
IFFT部a105は、マッピング部a104から入力された周波数領域の信号を周波数−時間変換し、時間領域の信号を生成する。IFFT部a105は、生成した時間領域の信号をGI挿入部a106に出力する。
GI挿入部a106は、IFFT部a105から入力された時間領域の信号に対して、ガードインターバルを付加し、ガードインターバルを付加した信号を無線部a107に出力する。なお、IFFT部a105が出力した時間領域の信号の時間区間であってFFT及びIFFTを行う単位の区間(FFT区間という)と、GI挿入部a106がその時間区間の信号に付加したガードインターバルの時間区間(GI区間という)と、を併せてOFDMシンボル区間という。また、OFDMシンボル区間の信号をOFDMシンボルという。
無線部a107は、GI挿入部a106から入力された信号をデジタル・アナログ変換し、変換したアナログ信号を波形整形する。無線部a107は、波形整形した信号をベースバンド帯から無線周波数帯にアップコンバートし、送信アンテナa110から受信装置c1へ送信する。
なお、送信装置a1はインターリーブ部を備え、インターリーブ部が、符号部a102が生成した符号化ビットをインターリーブし、インターリーブした符号化ビットを変調部a103に出力してもよい。
<受信装置c1の構成について>
図2は、本実施形態に係る受信装置c1の構成を示す概略ブロック図である。この図において、受信装置c1は、受信アンテナc101、無線部c102、伝搬路推定部c103、信号検出部c11、デマッピング部c104、復調部c105、復号部c106、及びシンボルレプリカ生成部c107を含んで構成される。
無線部c102は、受信アンテナc101を介して送信装置a1から受信した信号を、無線周波数帯からベースバンド帯にダウンコンバートし、ダウンコンバートした信号を波形整形する。無線部c102は、波形整形した信号を、アナログ・デジタル変換し、変換した受信信号を信号検出部c11に出力する。また、無線部c102は、変換した信号のうちパイロット信号を伝搬路推定部c103に出力する。
伝搬路推定部c103は、無線部c102から入力されたパイロット信号に基づいて、伝搬路推定値を算出する。伝搬路推定部c103は、算出した伝搬路推定値を信号検出部c11に出力する。
信号検出部c11は、後述するシンボルレプリカ生成部c107から入力されたシンボルレプリカ、及び伝搬路推定部c103から入力された伝搬路推定値を用いて、無線部c102から入力された受信信号に対してマルチパス分割を行う。受信信号は複数の到来するパスの和から成る。マルチパス分割とは、受信信号を構成するそのパスを所定の規則、条件に基づいて分割する処理である。本実施形態では、受信信号をマルチパス分割した後の各分割区間がGI長を超えない長さになるように分割する。信号検出部c11は、マルチパス分割を行った信号、つまり、GIを超える遅延波に起因する干渉を抑圧した信号をデマッピング部c104に出力する。なお、GIを超える遅延波に起因する干渉をマルチパス干渉とも言い、マルチパス干渉には前後のOFDMシンボル間の干渉であるISI(Inter Symbol Interference:シンボル間干渉)およびサブキャリア間の干渉であるICI(Inter Carrier Interference:キャリア間干渉)が含まれる。
また、信号検出部c11は、マルチパス分割を行った信号に分割用レプリカの成分を加算する信号付加処理を行うか否かを選択する。信号検出部c11の詳細については後述する。
デマッピング部c104は、制御チャネル等で送信装置a1から通知されたフォーマットに従って、信号検出部c11から入力された信号をデマッピングし、各リソースに配置された変調シンボルを抽出する。デマッピング部c104は、抽出した変調シンボルを復調部c105に出力する。
復調部c105は、デマッピング部c104から入力された信号を送信装置a1の変調部a103が用いたものと同じ変調方式を用いて復調し、符号化ビットの尤度情報である符号化ビットLLR(Log Likelihood Ratio:対数尤度比)を算出する。復調部c105は、算出した符号化ビットLLR(復調後の符号化ビットLLR)を復号部c106に出力する。
復号部c106は、復調部c105から入力された符号化ビットLLRを送信装置a1の符号部a102が用いたものと同じ誤り訂正符号を用いて復号化する。復号部c106は、繰り返し処理が最大回数まで行われたか否かを判定し、最大回数まで行われたと判定したとき、復号化した情報ビットを出力する。ここで、繰り返し処理とは、シンボルレプリカ生成部c107、信号検出部c11、デマッピング部c104、復調部c105、及び復号部c106の処理をいう。
一方、復号部c106は、最大回数まで行われていないと判定したとき、誤り訂正復号の結果に誤りがないか否かを判定する。誤り訂正復号の結果に誤りがないと判定した場合、復号部c106は、復号化した情報ビット(硬判定値)を出力する。一方、誤り訂正復号の結果に誤りがあると判定した場合、復号部c106は、復号処理によって尤度を更新した符号化ビットLLR(復号後の符号化ビットLLR)をシンボルレプリカ生成部c107に出力する。前記符号化ビットLLRは、軟判定値ともよぶ。
シンボルレプリカ生成部c107は、復号部c106から入力された符号化ビットLLRから変調シンボルの期待値であるシンボルレプリカを生成し、信号検出部c11に出力する。
なお、送信装置a1がインターリーブ部を備える場合、受信装置c1はデインターリーブ部を備え、デインターリーブ部が、復調部c105が算出した符号化ビットLLRをデインターリーブし、デインターリーブした符号化ビットLLRを復号部c106に出力する。
<信号検出部c11の構成について>
図3は、本実施形態に係る信号検出部c11の構成を示す概略ブロック図である。この図において、信号検出部c11は、干渉除去部c11−b(b=1〜N)、制御部c114、及び合成部c116を含んで構成される。
制御部c114は、後述する各干渉除去方式(分割誤差抑圧方式、分割誤差非抑圧方式)で処理を行った場合の信号についてのサブキャリア毎の受信品質情報を算出する。制御部c114は、算出した受信品質情報を比較し、サブキャリア毎に受信品質が高い干渉除去方式を示す干渉除去方式制御信号を干渉除去部c11−bに出力する(干渉除去方式選択処理という)。制御部c114が行う干渉除去方式選択処理の詳細については、後述する。
干渉除去部c11−bは、シンボルレプリカ及び伝搬路推定値を用いて、受信信号が通過した1又は複数のパスを含むブロックbの信号を抽出する。つまり、干渉除去部c11−1〜c11−Nは、信号をN個のブロックに分割(マルチパス分割)することにより、ISI、ICIを除去する。また、干渉除去部c11−bは、制御部c114から入力された干渉除去方式制御信号に応じて、干渉除去方式を選択する。
合成部c116は、干渉除去部c11−bから入力された信号を合成した信号(合成信号)を生成し、デマッピング部c104に出力する。ここで、合成部c116は、MMSEC(Minimum Means Square Error Combining:最小二乗平均誤差に基づく合成)、MRC(Maximum Ratio Combining:最大比合成)等を用いて、伝搬路補償を行った信号を生成する。合成部c116が行うこの信号合成処理の詳細については、信号検出部c11の処理と併せて後述をする。
以下、干渉除去部c11−1〜c11−Nの詳細について説明をする。干渉除去部c11−1〜c11−Nは、同等の構成及び機能を備えるので、代表して干渉除去部c11−1について説明をする。干渉除去部c11−1は、分割用レプリカ生成部c111、マルチパス分割部c112、FFT(Fast Fourier Transform:高速フーリエ変換)部c113、所望信号成分付加部c115を含んで構成される。
分割用レプリカ生成部c111は、シンボルレプリカ生成部c107から入力されたシンボルレプリカをデマッピング部c106がデマッピングした位置に配置した周波数領域の信号を周波数時間変換する。分割用レプリカ生成部c111は、周波数時間変換した時間領域の信号に対して、送信装置a1のGI挿入部a106と同様にしてガードインターバルを付加する。分割用レプリカ生成部c111は、伝搬路推定部c103から入力された伝搬路推定値を用いて、ガードインターバルを付加した信号から、1又は複数のパスを含むN個のブロックb(b=1〜N)毎に分割用レプリカを生成する。例えば、干渉除去部c11−1の分割用レプリカ生成部c111は、ブロック1以外のブロック、つまり、ブロック2〜Nのレプリカを分割用レプリカとして生成する。なお、干渉除去部c11−2〜c11−Nの分割用レプリカ生成部c111は、それぞれ、ブロック2〜N以外のブロックのレプリカを分割用レプリカとして生成する。分割用レプリカ生成部c111は、生成した分割用レプリカをマルチパス分割部c112及び所望信号成分付加部c115に出力する。
マルチパス分割部c112は、復号部c106が誤り訂正復号の結果に誤りがないと判定するまで、無線部c102から入力された受信信号を記憶する。マルチパス分割部c112は、分割用レプリカ生成部c111から入力された分割用レプリカを用いて、記憶している受信信号をブロック1の信号に分割(マルチパス分割)する。具体的には、マルチパス分割部c112は、ブロック1以外の分割用レプリカを、記憶している受信信号から減算する。このように、受信装置c1では、マルチパス分割を行うことによりISIを除去することができる。マルチパス分割部c112は、ブロック1の信号をFFT部c113及び制御部c114に出力する。なお、干渉除去部c11−2〜c11−Nのマルチパス分割部c112は、それぞれ、ブロック2〜N以外のブロックの分割用レプリカを、記憶している受信信号から減算する。
FFT部c113は、マルチパス分割部c112から入力された各ブロックbの信号からFFT区間の信号を抽出する。FFT部c113は、抽出したFFT区間の信号を時間周波数変換し、周波数領域の信号を生成する。FFT部c113は、生成した周波数領域の信号をを所望信号成分付加部c115に出力する。
所望信号成分付加部c115は、制御部c114から入力された干渉除去方式制御信号が分割誤差抑圧方式(第1の方式)を示す場合、分割用レプリカ生成部c111から入力された分割用レプリカの成分を、FFT部c113から入力された信号に加算する信号付加処理を行って、信号付加処理を行った信号を合成部c116に出力する。この信号付加処理の詳細については、信号検出部c11の処理と併せて後述する。一方、干渉除去方式制御信号が分割誤差非抑圧方式(第2の方式)を示す場合、所望信号成分付加部c115は、FFT部c113から入力された信号をそのまま合成部c116に出力する。
<信号検出部c11の処理について>
以下、信号検出部c11の処理についての詳細を説明する。なお、マルチパスの分割数が2個(N=2)の場合について説明するが、本発明はこれに限られない。
図4は、本実施形態に係るマルチパスのチャネルインパルス応答の一例を示す概略図である。図4(A)〜(C)において、縦軸は受信電力、横軸は時間を示す。また、図4(A)〜(C)において、p1〜p12は各パスのチャネルインパルス応答を示す。
マルチパス分割部c112は、上記のように、マルチパスをいくつかのブロックNに分割し、受信信号から各ブロックbに含まれるパスの信号を抽出する。例えば、図4の(A)を図4の(B)、(C)のように2ブロックに分割する場合、マルチパス分割部b112は、ブロック1のp1〜p6が示すパスの信号を抽出し、ブロック2のp7〜p12が示すパスの信号を抽出する。
図5は、本実施形態に係る受信信号の一例を示す概略図である。この図は、図4のチャネルインパルス応答の場合の受信信号を示す。また、この図は、図4のマルチパス成分に分けた信号を示す。図5(A)〜(C)において、横軸は時間を示す。また、図5(A)〜(C)において、r1〜r12は、それぞれ、図4のp1〜p12が示すパスを介して受信装置c1が受信した受信信号を示す。なお、実際に受信装置c1が受信する信号は、受信信号r1〜r12が足しあわされた信号である。
図5(B)、(C)は、それぞれ受信信号から抽出したブロック1、2の成分を示す。マルチパス分割部c112は、図5(A)に示す受信信号から各ブロック成分を抽出するために、受信信号から分割用レプリカ信号を減算する。ここで、分割用レプリカ信号は、抽出したいブロック以外のブロックに含まれるチャネルインパルス応答を用いて分割用レプリカ生成部c111が生成したレプリカ信号である。例えば、図5(A)に示す受信信号からブロック1成分を抽出する場合、マルチパス分割部c112は、ブロック2を通って受信された信号、つまりp7〜p12を通った信号r7〜r12の分割用レプリカ信号を受信信号から減算する。同様に、ブロック2成分を抽出する場合、マルチパス分割部c112は、ブロック1を通って受信された信号、つまりp1〜p6を通った信号r1〜r6の分割用レプリカ信号を受信信号から減算する。
このように分割された信号はFFT部c113で周波数領域に変換される。FFTは図5の(B)、(C)に示しているように、各ブロックの先頭を基準にして行われる。
次に、干渉除去部c11−bのマルチパス分割部c112が出力する信号r’(t)は、次の式(1)で算出する。
Figure 2011049766
ここで、式(1)の第1項のr(t)は受信信号を示す。また、式(1)の第2項は、分割用レプリカ生成部c111が生成する分割用レプリカを示す。ただし、h(t)は受信信号の伝搬路推定値(インパルス応答)であり、h(t)は第bブロックの伝搬路推定値である。なお、これらの値は、伝搬路推定部c103で算出される。また、s’(t)は、送信装置a1の送信信号のレプリカを示す。なお、式(1)の(h(t)−h(t))と、s’(t)との演算は、畳み込み積分である。また、第iOFDMシンボルについての送信信号のレプリカs’(t)は、次の式(2)で表わされる。
Figure 2011049766
ここで、NはIFFTポイント数(FFT区間のポイント数)、Nはガードインターバル長を示す。また、S(k)は第iOFDMシンボル、第kサブキャリアで送信された変調シンボルのレプリカを示し、シンボルレプリカ生成部c107で生成される。
FFT部c113は、式(1)で示した信号r’(t)を高速フーリエ変換(FFT)によって時間周波数変換し、周波数領域の信号を生成する。なお、このFFTは、図5の(b)、(c)に示しているように、各ブロックの先頭を基準にして行うことが好ましい。
FFT部c113が生成するブロックbの第iOFDMシンボル、第kサブキャリアの信号R i,b(k)は、次の式(3)、(4)で表される。
Figure 2011049766
Figure 2011049766
ここで、H(k)は第bブロックに含まれるチャネルインパルス応答の第kサブキャリアにおける周波数応答を表わす。また、S(k)は第iOFDMシンボルの第kサブキャリアで送信された変調シンボル、S’(k)はS(k)のシンボルレプリカを示す。また、NはFFT区間のポイント数を示す。
また、H (k)は第bブロック以外のチャネルインパルス応答の第kサブキャリアにおける周波数応答、H b,k(l)は第bブロック以外のチャネルインパルス応答の第lサブキャリアから第kサブキャリアに漏れ込む周波数成分を表わす。なお、H (k)の算出方法については、後述する。また、H−1,b,k(l)は1つ前のOFDMシンボルからもれ込んでくる成分のうち第lサブキャリアから影響を受ける第kサブキャリアの周波数成分、H+1,b,k(l)は1つ後のOFDMシンボルからもれ込んでくる成分のうち第lサブキャリアから影響を受ける第kサブキャリアの周波数成分を表わす。
つまり、式(3)は、第1項が第bブロックの所望信号成分であることを示す。また、式(3)は、第2項のN’(k)、つまり、式(4)が、第bブロック以外に含まれるマルチパスの第kサブキャリアの残留成分であることを示す。
また、式(4)は、N’(k)が、除去残差(S(k)−S’(k))に基づく成分(第1〜4項)と、雑音N(k)(第5項)と、の和であることを示す。具体的に、式(4)は、第1項が第kサブキャリアで第bブロック以外から受ける干渉成分、第2項が第kサブキャリアで第kサブキャリア以外から受けるICI成分であることを示す。また、式(4)は、第3項が1つ前のOFDMシンボルからもれ込んでくる成分のうち第kサブキャリアが受けるISI成分であり、第4項は1つ後のOFDMシンボルからもれ込んでくる成分のうち第kサブキャリアが受けるISI成分であることを示す。また、式(4)は、第5項が第kサブキャリアにおける雑音N(k)であることを示す。
式(3)、(4)は、S’(k)の受信品質が高ければ、マルチパスを分割した各ブロックの信号を受信品質が良く取り出すことができ、それらを合成するとパスダイバーシチ効果が得られるため、良好な特性が得られることを示す。一方、式(3)、(4)は、S’(k)の受信品質が高ければ、レプリカの除去残差(S(k)−S’(k))が生じるため特性が劣化してしまうことを示す。マルチパスを分割することにより生じるレプリカの除去残差を、分割誤差と呼ぶ。
所望信号成分付加部c115は、制御部c114から入力された干渉除去方式制御信号が分割誤差抑圧方式を示す場合、分割用レプリカの成分を信号R i,b(k)に加算する。この場合に、所望信号成分付加部c115が出力するブロックbの第iOFDMシンボル、第kサブキャリアの信号R i,b(k)は、次の式(5)、(6)で表される。
Figure 2011049766
Figure 2011049766
式(6)は、式(5)の第2項であるN’’(k)が、除去残差(S(k)−S’(k))に基づく成分(第1〜3項)と、雑音N(k)(第4項)と、の和であることを示す。具体的に、式(6)は、第1項が第kサブキャリアが第kサブキャリア以外から受けるICI成分であることを示す。また、式(4)は、第2項が1つ前のOFDMシンボルからもれ込んでくる第kサブキャリアが受けるISI成分であり、第3項は1つ後のOFDMシンボルからもれ込んでくる成分のうち第kサブキャリアが受けるISI成分であることを示す。また、式(6)は、第4項が第kサブキャリアにおける雑音N(k)であることを示す。
式(4)と(6)とを比較すると、式(6)では、式(4)の第1項、つまり、除去残差(S(k)−S’(k))に基づく成分であって、第bブロック以外から受ける第kサブキャリアにおける干渉成分が除去されていることを示す。すなわち、シンボルS(k)と周波数応答から算出される成分(式(3)、(5)の第1項)以外の成分は、式(6)の方が式(4)より小さいこと、つまり、除去残差の影響が低減されていることを示す。
このように、所望信号成分付加部c115が分割用レプリカを信号R i,b(k)に加算する処理を行うことにより、マルチパスを分割する処理に用いるシンボルレプリカの受信品質に起因する除去残差(分割誤差と呼ぶ。)を低減することができ、特性劣化を軽減することができる。
ここで、所望信号成分付加部c115は、インパルス応答h(jはパスの識別番号)と、チャネルインパルス応答の遅延時間からGI長を除いた長さMと、に基づいて、H (k)を算出する。具体的には、所望信号成分付加部c115は、((N−M)/N)hをFFTで周波数領域に変換したときの第kサブキャリアの値を算出し、H (k)とする。
例えば、所望信号成分付加部c115は、パスが4個、マルチパスの分割数が2個(N=2)である場合、次のようにH (k)を算出する。
図6は、本実施形態に係る受信信号の別の一例を示す概略図である。この図は、受信信号rr1、rr2、rr3、rr4として4波が到来したときの図である。また、この図は、受信信号rr1及びrr2を含むブロック1と、受信信号rr3及びrr4を含むブロック2と、の2つのブロックにマルチパスを分割するときの図である。この図において、受信信号rr1、rr2、rr3、rr4各々のインパルス応答はh、h、h、hである。
具体的には、ブロック1で受信信号rr1、rr2を抽出する場合、所望信号成分付加部c115は、次のようにH (k)を算出する。この図において、ブロック2に含まれるインパルス応答h、hのGIを超えている長さは、それぞれM、Mである。
このとき、H (k)は、(((N−M)/N)h、((N−M)/N)h)をFFTで周波数領域に変換したときの第kサブキャリアとして算出される。ただし、NはFFT区間である。なお、近似的に(h、h)を周波数領域に変換したときの第kサブキャリアをH (k)としてもよい。
図7は、周波数応答の一例を示す概略図である。この図は、図6の受信信号を受信した場合の周波数応答の一例を示す。また、図7では、説明の簡易化のため、第k−2〜第k+2サブキャリアについて説明をする。
また、図7(B)は第1の干渉方式を適用した場合を示し、図7(C)は第2の干渉方式を適用した場合を示す。図7(A)は第1の干渉方式も第2の干渉方式も適用しない場合を示す。また、図7(A)、(B)、(C)の上図は、図6のインパルス応答hについての第k−2〜第k+2サブキャリアの周波数応答を示す。図7(A)、(B)、(C)の下図は、図6のインパルス応答hについての第k−2〜第k+2サブキャリアの周波数応答を示す。
図7(A)の上図は、図6のインパルス応答hがGI以内の遅延であるため、第kサブキャリア以外のサブキャリア(k±2、k±1)への漏れがないことを示す。一方、図7(A)の下図は、図6のインパルス応答hがGIを超えた遅延であるため、第kサブキャリア以外のサブキャリアへ漏れていることを示す。
図7(B)は、図7(A)の周波数応答の受信信号に対して、第1の干渉方式を適用した場合の図である。また、図7(B)は、ブロック1で受信信号rr1、rr2を抽出する場合の図である。
図7(B)の下図は、ブロック1に含まれる受信信号以外の受信信号(図6の受信信号rr3、rr4)が除去され、インパルス応答hについての周波数応答が低減されていることを示す。
図7(C)は、図7(A)の周波数応答の受信信号に対して、第2の干渉方式を適用した場合の図である。また、図7(C)は、ブロック1で受信信号rr1、rr2を抽出する場合の図である。
図7(C)の下図は、分割誤差非抑圧方式によりICIを引き起こさない成分(第kサブキャリアの成分;図7(C)の下図で破線で示す成分)を、FFT部242が出力する信号(図7(B)参照)に付加したことを示す。
以下、合成部c116が行う信号合成処理について説明をする。合成部c116は、次の式(7)で表わされる合成を行う。
Figure 2011049766
ただし、Ri,b(k)は、所望信号成分付加部c115から入力される信号であり、分割誤差非抑圧方式の場合にR i,b(k)であり、分割誤差抑圧方式の場合にR i,b(k)である。また、Wi,b(k)は、MMSE重みである。
分割誤差非抑圧方式の場合、MMSE重みWi,b(k)は、次の式(8)で表わされる。
Figure 2011049766
ここで、σ1,k は、次の式(9)、(10)、又は(11)で表わされる。
Figure 2011049766
Figure 2011049766
Figure 2011049766
ここで、E[X]はXの時間平均(例えば、1フレームでの平均)を示す。また、S(k)は第kサブキャリアで送信された変調シンボル、S’(k)はS(k)のシンボルレプリカを示す。なお、式(10)の計算においては、S(k)、S’(k)には、例えば、パイロット信号のシンボルレプリカ、変調シンボルが用いられる。また、yは受信信号を示し、hは伝搬路推定値を示す。なお、式(9)、(10)において、σ1、k をサブキャリア毎の集合平均としているが、全サブキャリアの集合平均としてもよい。たとえば、同一シンボル、同一パケット、同一フレーム内の範囲における全サブキャリアの集合平均としてもよい。または、σ1、k を雑音のみと近似し、σ1、k を雑音電力σ とおいてもよい。
一方、分割誤差抑圧方式の場合、MMSE重みWi,b(k)は、次の式(12)で表わされる。
Figure 2011049766
ここで、σ は、次の式(13)、又は(14)で表わされる。
Figure 2011049766
Figure 2011049766
なお、式(14)の計算においては、S(k)、S’(k)には、例えば、パイロット信号のシンボルレプリカ、変調シンボルが用いられる。また、式(13)、式(14)において、σ2、k をサブキャリア毎の集合平均としているが、全サブキャリアの集合平均としてもよい。たとえば、同一シンボル、同一パケット、同一フレーム内の範囲における全サブキャリアの集合平均としてもよい。または、σ2、k を雑音のみと近似し、σ2、k を雑音電力σ とおいてもよい。
ここで、式(3)と式(5)とを比較する。
S’(k)の受信品質が高くて分割誤差がないとき、式(3)では受信信号のマルチパス成分を完全に分割できるため、それを合成部c116で合成すると、パスダイバーシチ効果を得ることができる。逆に、このとき式(5)ではISIやICIのないOFDMとほぼ同じ特性となる。よって、分割誤差が少ないとき、所望信号成分付加部c115は、FFT部c113から入力された信号をそのまま合成部c116に出力し、式(3)の信号を合成した方がよい特性を得ることができる。
一方、S’(k)の受信品質がそれほど高くなくて分割誤差があるとき、分割誤差の大きさは所望信号の分割誤差の分、式(3)より式(5)の方が分割誤差は少なくなる。よって、分割誤差が多いとき、信号検出部c115は、所望信号成分付加部c115でH (k)S’(k)を加算した信号を合成部c116に出力し、式(5)の信号を合成した方がよい特性を得ることができる。特に多値変調や高符号化率を使用した場合には、分割誤差による劣化が大きくなるため、式(5)のように分割誤差を抑えた方が良い特性が得られる。
<干渉除去方式選択処理について>
制御部c114は、伝搬路推定値を用いて、分割誤差非抑圧方式を行った場合に合成部c116が出力する信号(第1の合成信号)、及び、分割誤差抑圧方式を行った場合に合成部c116が出力する信号(第2の合成信号)についてのSINR(Signal to Interference and Noise Power Ratio;信号対干渉雑音電力比;受信品質情報)をサブキャリア毎に算出する。
具体的には、制御部c114は、第kサブキャリアの第1の合成信号のSINR(SINR1、kという;第1の信号品質情報)を、次の式(15)を用いて算出する。
Figure 2011049766
また、制御部c114は、第kサブキャリアの第2の合成信号のSINR(SINR2、kという;第2の信号品質情報)を、次の式(16)を用いて算出する。
Figure 2011049766
制御部c114は、SINR1、kとSINR2、kとを比較する。次の式(17)を満たす場合、つまり、第1の合成信号のSINRが第2の合成信号のSINRより大きい場合、制御部c114は、分割誤差非抑圧方式を示す干渉除去方式制御信号を出力する。
Figure 2011049766
一方、次の式(18)を満たす場合、つまり、第1の合成信号のSINRが第2の合成信号のSINRより小さい場合、制御部c114は、分割誤差抑圧方式を示す干渉除去方式制御信号を出力する。
Figure 2011049766
なお、SINR1、k=SINR2、kの場合、第1の合成信号のSINRと第2の合成信号のSINRとが同じの場合、制御部c114は、分割誤差抑圧方式又は分割誤差非抑圧方式を示す干渉除去方式制御信号のどちらを出力してもよいし、他の選択基準を追加してもよい。他の選択基準としては、例えば、演算量、MCS(変調および符号化方式、Modulation and Coding Scheme)などがある。
また、制御部c114は、ある所定の閾値とSINRの比較結果(式(17)、(18))とにより、SINR1、kとSINR2、kを選択するようにしてもよい。例えば、SINR1、kが所定の閾値以下の場合にSINR1、kとSINR2、kとを比較して、上記の選択をしてもよい。また、SINR2、kが所定の閾値以下の場合に、上記の選択をしてもよい。この所定の閾値は、例えば、MCSなどにより決定してもよい。
また、式(15)、(16)において、σ1、k とσ2、k を雑音電力ρ に置き換えることにより、SINRに代えてサブキャリアの毎のSNR(Signal to and Noise Power Ratio;信号対雑音電力比)を受信品質情報としてもよい。
このように、所望信号成分付加部c115は、SINR1、kがSINR2、kより大きい場合は、S’(k)の受信品質が高いとしてFFT部c113から入力された信号をそのまま合成部c116に出力する。一方、所望信号成分付加部c115は、SINR1、kがSINR2、kより小さい場合は、S’(k)の受信品質が低いとしてH (k)S’(k)を加算した信号を合成部c116に出力し、分割誤差を抑える。
また、分割誤差抑圧方式及び分割誤差非抑圧方式は各々、幾つかの分割数のうち、品質が最も良くなる分割数を選ぶことが可能である。
<動作について>
図8は、本実施形態に係る受信装置c1の動作の一例を示すフロー図である。
(ステップS101)マルチパス分割部c112は、後述するステップS111で生成した分割用レプリカを用いて、受信信号に対してマルチパス分割を行う。その後、ステップS102に進む。
(ステップS102)FFT部c113は、ステップS101でマルチパス分割を行った信号を時間周波数変換し、周波数領域の信号を生成する。その後、ステップS103に進む。
(ステップS103)所望信号成分付加部c115は、第1の合成信号と第2の合成信号との受信品質を比較する。具体的に、所望信号成分付加部c115は、これらの信号のSINRを比較し、SINR1、k<SINR2、kを満たすか否かを判定する。SINR1、k<SINR2、kを満たすと判定した場合(YES)、ステップS104に進む。一方、SINR1、k<SINR2、kを満たさないと判定した場合(NO)、ステップS105に進む。
(ステップS104)所望信号成分付加部c115は、H (k)S’(k)、つまり、第bブロック以外のパスについての第iOFDMシンボルの第kサブキャリアのレプリカを加算して分割誤差を低減する。その後、ステップS105に進む。
(ステップS105)合成部c116は、MMSECを用いて信号を合成する。その後、ステップS106に進む。
(ステップS106)復調部c105は、ステップS105で合成した信号を復調し、符号化ビットLLRを算出する。する。その後、ステップS107に進む。
(ステップS107)復号部c106は、ステップS106で復調した符号化ビットLLRを復号する。その後、ステップS108に進む。
(ステップS108)復号部c106は、繰り返し処理が最大回数まで行われたか否かを判定する。繰り返し処理が最大回数まで行われたと判定した場合(YES)、ステップS107で復号した符号化ビットLLRを出力し、動作を終了する。一方、繰り返し処理が最大回数まで行われていないと判定した場合(NO)、ステップS109に進む。
(ステップS109)復号部c106は、誤り訂正復号の結果に誤りがないか否かを判定する。誤り訂正復号の結果に誤りがないと判定した場合(YES)、復号した符号化ビットLLRを出力し、動作を終了する。一方、誤り訂正復号の結果に誤りがあると判定した場合(NO)、ステップS110に進む。
(ステップS110)シンボルレプリカ生成部c107は、ステップS107で復号した符号化ビットLLRからシンボルレプリカを生成する。その後、ステップS111に進む。
(ステップS111)分割用レプリカ生成部c111は、ステップS110にて生成したシンボルレプリカから分割用レプリカを生成する。その後、ステップS101に戻る。
このように、本実施形態によれば、受信装置c1は、第1の合成信号と第2の合成信号とのSINRに基づいて、除去したレプリカの成分(H (k)S’)を、レプリカを除去した信号に付加する信号付加処理を行うか否かを選択する。
このように、本実施形態によれば、受信装置b1は、前記レプリカを除去した信号(第1の合成信号)のSINR1、kと、レプリカを除去した信号に前記除去したレプリカの成分(H (k)S’)を付加する信号付加処理を行った場合(第2の合成信号)の信号のSINR2、kと、に基づいて、前記信号付加処理を行うか否かを選択する。
これにより、受信装置b1は、SINR2、kがSINR1、kより小さくて第2の合成信号の品質が第1の合成信号の品質より低い場合に、信号付加処理を行うことを選択して、除去によって生じる誤差を低減することができる。つまり、受信装置b1は、マルチパスの分割による分割誤差の影響を小さくし、良好な受信特性を得ることができる。一方、受信装置b1は、SINR2、kがSINR1、kより大きくて第2の合成信号の品質が第1の合成信号の品質より高い場合に、信号付加処理を行わないことを選択し、マルチパス分割を行うことによってパスダイバーシチ効果を得ることができる。つまり、分割誤差を低減して良好な受信特性を得るか、パスダイバーシチ効果を得るかを選択することができる。
なお、本実施形態では、送信装置a1と受信装置c1との伝送にOFDM伝送を用いた場合を説明したが、本発明はこれに限らない。例えば、MC−CDMA(Multi Carrier − Code Dvision Multiple Access;マルチキャリア−符号分割多元接続)、SC−FDMA(Single Carrier − Frequency Division Multiple Access;シングルキャリア−周波数分割多元接続)、DFT−s−OFDM(Discrete Fourier Transform − spread Orthogonal Freqeuncy Division Mutliplexing;離散周波数変換−拡散周波数分割多元接続)等のGI(Guard Interval:ガードインターバル)を付加する伝送方式に適用することも可能である。
(第2の実施形態)
以下、図面を参照しながら本発明の第2の実施形態について詳しく説明する。
本実施形態では、送信装置と受信装置との伝送にDFT−s−OFDM伝送を用いた場合について説明をする。DFT−s−OFDM伝送を用いることにより、送信装置は、OFDM伝送等のマルチキャリア伝送の場合と比較して、送信信号の平均送信電力を大きくすることができる。
図9は、本発明の第2の実施形態に係る送信装置a2の構成を示す概略ブロック図である。本実施形態に係る送信装置a2(図9)と第1の実施形態に係る送信装置a1(図1)とを比較すると、DFT部a209が異なる。しかし、他の構成要素(パイロット生成部a101、符号部a102、変調部a103、マッピング部a104、IFFT部a105、GI挿入部a106、無線部a107、及び送信アンテナ部a108)が持つ機能は第1の実施形態と同じである。第1の実施形態と同じ機能の説明は省略する。
DFT部a209は、変調部a203から入力された変調シンボル系列に対してDFT処理(離散フーリエ変換処理)を行う。このDFT処理(ポイント数をMとする)により、M倍(M<N:NはIFFT部a206のIFFTポイント数)で拡散されたM個の変調シンボルが多重されていることと等価となる。DFT部a209は、DFT処理を行った変調シンボルをマッピング部a204に出力する。なお、送信装置a1は、DFT部a209を、M×NDFT<Nsym(Nsymはサブキャリア数)を満足するNDFT個を具備してもよい。
図10は、本実施形態に係る受信装置c2の構成を示す概略ブロック図である。この図は、受信装置c2が最大NDFT個の送信装置c1と通信を行う場合の図である。例えば、セルラーシステムの基地局装置に備えられた受信装置c2が、送信装置a1が備えられた移動局装置のNDFT個と、通信を行う場合の図である。
本実施形態に係る受信装置c2(図10)と第1の実施形態に係る受信装置c1(図2)とを比較すると、受信装置c2では、IDFT部c208−1〜IDFT部c208−NDFTが追加されている点、及び受信装置c1の信号検出部c11が信号検出部c21に置き換えられている点が異なる。しかし、他の構成要素が持つ機能は第1の実施形態と同じである。第1の実施形態と同じ機能の説明は省略する。
IDFT部421−1〜421−NDFTは、それぞれ、1個の受信装置c2からの受信信号を処理する。IDFT部421−1〜421−NDFTは、合成部116が出力する信号を、IDFT(逆離散フーリエ変換)処理を行う。
信号検出部c21は、以下の構成を備える。
図11は、本実施形態に係る信号検出部c21の構成を示す概略ブロック図である。本実施形態に係る信号検出部c21(図11)と第1の実施形態に係る信号検出部c11(図3)とを比較すると、信号検出部c21では、信号検出部c11の制御部c114が制御部c214で置き換えられている点が異なる。しかし、他の構成要素が持つ機能は第1の実施形態と同じである。第1の実施形態と同じ機能の説明は省略する。
制御部c214は、以下の干渉除去方式選択処理を行う。
<干渉除去方式選択処理について>
制御部c214は、伝搬路推定値を用いて、第1の合成信号、及び、第2の合成信号についてのSINRを算出する。ここで、制御部c214は、送信装置a2がDFT処理を施した変調シンボルを配置したサブキャリアの集合毎(変調シンボル単位という)に、SINRの平均値(平均SINRという)を算出する。
具体的に、制御部c214は、第n番目(n=1、2、・・・、Nsym)の変調シンボル単位(第n変調シンボルという)についての第1の合成信号のSINR(SINR1、kという)を、次の式(19)を用いて算出する。
Figure 2011049766
ここで、σ1、n は分割誤差非抑圧方式(所望信号成分を付加しない場合)の場合の第n変調シンボルに対する分割誤差(雑音成分を含む)である。具体的に、σ1、n は第n変調シンボル成分を配置したサブキャリアの分割誤差σ1、k (ただし、(n−1)M+1≦k≦nM)の平均である。
また、制御部c214は、第n変調シンボルについての第2の合成信号のSINR(SINR2、kという)を、次の式(20)を用いて算出する。
Figure 2011049766
ここで、σ2、n は分割誤差抑圧方式の場合(所望信号成分を付加する場合)の第n変調シンボルに対する分割誤差(雑音成分を含む)である。σ2、n は第n変調シンボル成分を配置したサブキャリアの分割誤差σ2、k (ただし、(n−1)M+1≦k≦nM)の平均である。
制御部c314は、SINR1、nとSINR2、nとを比較する。SINR1、n>SINR2、nをを満たす場合、つまり、第1の合成信号のSINRが第2の合成信号のSINRより大きい場合、制御部c214は、分割誤差非抑圧方式を示す干渉除去方式制御信号を出力する。一方、SINR1、n<SINR2、nを満たす場合、つまり、第1の合成信号のSINRが第2の合成信号のSINRより小さい場合、制御部c214は、分割誤差抑圧方式を示す干渉除去方式制御信号を出力する。なお、SINR1、k=SINR2、kの場合、第1の合成信号のSINRと第2の合成信号のSINRとが同じの場合、制御部c214は、分割誤差抑圧方式又は分割誤差非抑圧方式を示す干渉除去方式制御信号のどちらを出力してもよいし、他の選択基準を追加してもよい。また、制御部c214は、ある所定の閾値とSINRの比較結果とにより、SINR1、nとSINR2、nを選択するようにしてもよい。
また、式(19)、(20)において、σ1、n とσ2、n を雑音電力ρ (ρ の変調シンボル単位での平均)に置き換えることにより、SINRに代えてサブキャリアの毎のSNRを受信品質情報としてもよい。
このように、本実施形態によれば、受信装置b2が受信する受信信号は、送信装置a2が、変調シンボルを予め定めた単位(変調シンボル単位)で時間周波数変換して複数のサブキャリアにマッピングして送信した信号の受信信号であり、受信装置b2は、信号検出部c21が出力した合成信号を逆フーリエ変換し、変調シンボル単位でのSINR2、n、及び、SINR1、nに基づいて、信号付加処理を行うか否かを選択する。
これにより、送信装置a2が送信信号の平均送信電力を大きくすると共に、受信装置b2が、マルチパスの分割による分割誤差の影響を小さくし、良好な受信特性を得ることができる。また、受信装置b2は、分割誤差を低減して良好な受信特性を得るか、パスダイバーシチ効果を得るかを選択することができる。
(第3の実施形態)
以下、図面を参照しながら本発明の第3の実施形態について詳しく説明する。
本実施形態では、通信システムが、MIMO(Multiple Input Multiple Output)システムの場合について説明をする。以下、T本のアンテナを備えた送信装置が送信した信号を、R本のアンテナを備えた受信装置が受信する場合について説明する。
<送信装置a3の構成について>
図12は、本発明の第3の実施形態に係る送信装置a3の構成を示す概略ブロック図である。この図において、送信装置a3は、パイロット生成部a301、符号部a302−t、変調部a303−t、マッピング部a304−t、IFFT部a305−t、GI挿入部a306−t、無線部a307−t、及び送信アンテナ部a308−tを含んで構成される。ただし、t=1、2、・・・、Tである。
パイロット生成部a301は、受信装置c3がその波形(あるいはその信号系列)を予め記憶するパイロット信号を生成し、マッピング部a304−tに出力する。
符号部a302−tは、受信装置c3に送信する情報ビットに対して畳込み符号、ターボ符号、LDPC符号などの誤り訂正符号を用いて符号化し、符号化ビットを生成する。符号部a302−tは、生成した符号化ビットを変調部a303−tに出力する。
変調部a303−tは、符号部a302−tから入力された符号化ビットを、PSKやQAMなどの変調方式を用いて変調し、変調シンボルを生成する。変調部a303−tは、生成した変調シンボルをマッピング部a304−tに出力する。
マッピング部a304−tは、パイロット生成部a301及び変調部a303−tからそれぞれ入力されたパイロット信号及び変調シンボルを予め定められたリソース(時間周波数帯域)にマッピングし、マッピングした周波数領域の信号をIFFT部a305−tに出力する。
IFFT部a305−tは、マッピング部a304−tから入力された周波数領域の信号を周波数時間変換し、時間領域の信号を生成する。IFFT部a305−tは、生成した時間領域の信号をGI挿入部a306−tに出力する。
GI挿入部a306−tは、IFFT部a305−tから入力された時間領域の信号に対して、ガードインターバルを付加し、ガードインターバルを付加した信号を無線部a307−tに出力する。
無線部a307−tは、GI挿入部a306−tから入力された信号をデジタル・アナログ変換し、変換したアナログ信号を波形整形する。無線部a307−tは、波形整形した信号をベースバンド帯から無線周波数帯にアップコンバートし、送信アンテナa210−tから受信装置c3へ送信する。
<受信装置c3の構成について>
図13は、本実施形態に係る受信装置c3の構成を示す概略ブロック図である。この図において、受信装置c3は、受信アンテナc301−r、無線部c302−r、伝搬路推定部c303、信号検出部c31、デマッピング部c304−r、復調部c305−r、復号部c306−r、及びシンボルレプリカ生成部c307−rを含んで構成される。ただし、r=1、2、・・・、Rである。
無線部c302−rは、受信アンテナc301−rを介して送信装置a3から受信した信号を、無線周波数帯からベースバンド帯にダウンコンバートし、ダウンコンバートした信号を波形整形する。無線部c302−rは、波形整形した信号を、アナログ・デジタル変換し、変換した信号である受信信号を信号検出部c31に出力する。また、無線部c302−rは、変換した信号のうちパイロット信号を伝搬路推定部c303に出力する。
伝搬路推定部c303は、無線部c302−rから入力されたパイロット信号に基づいて、伝搬路推定値を算出する。伝搬路推定部c303は、算出した伝搬路推定値を信号検出部c31に出力する。
信号検出部c31は、後述するシンボルレプリカ生成部c307−1〜c309−Rから入力されたシンボルレプリカ、及び伝搬路推定部c303から入力された伝搬路推定値を用いて、無線部c302−1〜c302−Rから入力された信号に対してマルチパス分割を行う。信号検出部c31は、マルチパス分割を行った信号、つまり、GIを超える遅延波に起因する干渉を抑圧した信号に対してMIMO信号分離を行ってデマッピング部c304−1〜c304−Rに出力する。
また、信号検出部c31は、マルチパス分割を行った信号に分割用レプリカの成分を加算する信号付加処理を行うか否かを選択する。信号検出部c31の詳細については後述する。
デマッピング部c304−rは、制御チャネル等で送信装置a3から通知されたフォーマットに従って、信号検出部c31から入力された信号をデマッピングし、各リソースに配置された変調シンボルを抽出する。デマッピング部c304−rは、抽出した変調シンボルを復調部c305−rに出力する。
復調部c305−rは、デマッピング部c304−rから入力された信号を送信装置a3の変調部a303−tが用いたものと同じ変調方式を用いて復調し、符号化ビットの尤度情報である符号化ビットLLRを算出する。復調部c305−rは、算出した符号化ビットLLRを復号部c306−rに出力する。
復号部c306−rは、復調部c305−rから入力された符号化ビットLLRを送信装置a3の符号部a302−tが用いたものと同じ誤り訂正符号を用いて復号化する。復号部c306−rは、繰り返し処理が最大回数まで行われたか否かを判定し、最大回数まで行われたと判定したとき、復号化した情報ビットを出力する。一方、復号部c306−rは、最大回数まで行われていないと判定したとき、誤り訂正復号の結果に誤りがないか否かを判定する。誤り訂正復号の結果に誤りがないと判定した場合、復号部c306−rは、復号化した情報ビットを出力する。一方、誤り訂正復号の結果に誤りがあると判定した場合、復号部c306−rは、復号処理によって尤度を更新した符号化ビットLLRをシンボルレプリカ生成部c307−rに出力する。
シンボルレプリカ生成部c307−rは、復号部c306−rから入力された符号化ビットLLRから変調シンボルの期待値であるシンボルレプリカを生成し、信号検出部c31に出力する。
<信号検出部c31の構成について>
図14は、本実施形態に係る信号検出部c31の構成を示す概略ブロック図である。この図において、信号検出部c31は、干渉除去部c31−b(b=1〜N)、制御部c314、信号分離部c316を含んで構成される。
制御部c314は、干渉除去方式選択処理を行う。制御部c314が行う干渉除去方式選択処理の詳細については、後述する。
干渉除去部c31−bは、シンボルレプリカ及び伝搬路推定値を用いて、受信信号が通過した1又は複数のパスを含むブロックbの信号を抽出する。また、干渉除去部c31−bは、制御部c314から入力された干渉除去方式制御信号に応じて、干渉除去方式を選択する。
信号分離部c316は、干渉除去部c31−bから入力された信号に対してMIMO信号分離を行って、空間的に多重された信号の分離を行う。例えば、信号分離部c316は、MMSECを用いてMIMO信号分離処理を行う。信号分離部c316は、分離した信号をデマッピング部c304−rに出力する。なお、信号分離部c316が行うMIMO信号分離処理の詳細については、信号検出部c31の処理と併せて後述をする。
以下、干渉除去部c31−1〜c31−Nの詳細について説明をする。干渉除去部c31−1〜c31−Nは、同等の構成及び機能を備えるので、代表して干渉除去部c31−1について説明をする。干渉除去部c31−1は、分割用レプリカ生成部c311、マルチパス分割部c312−r、FFT部c313−r、制御部c314、所望信号成分付加部c315−r、及び信号分離部c316を含んで構成される。ただし、r=1、2、・・・、Rである。
分割用レプリカ生成部c311は、シンボルレプリカ生成部c307−1〜c309−Rから入力されたシンボルレプリカをデマッピング部c304−rがデマッピングした位置にマッピングした周波数領域の信号を周波数時間変換する。分割用レプリカ生成部c311は、周波数時間変換した時間領域の信号に対して、送信装置a3のGI挿入部a206−1〜a206−Tと同様にしてガードインターバルを付加する。分割用レプリカ生成部c311は、伝搬路推定部c303から入力された伝搬路推定値を用いて、ガードインターバルを付加した信号から1又は複数のパスを含むN個のブロックn(n=1〜N)毎に抽出した分割用レプリカを生成し、マルチパス分割部c312−rに出力する。
マルチパス分割部c312−rは、復号部c306が誤り訂正復号の結果に誤りがないと判定するまで、無線部c302−rから入力されたアンテナc301−r毎の信号(第r受信信号という)を記憶する。マルチパス分割部c312−rは、マルチパス分割部c312−rから入力された分割用レプリカを用いて、記憶している第r受信信号をブロックn毎の信号に分割(マルチパス分割)する。具体的には、ブロックn以外の分割用レプリカを、記憶している第r受信信号から減算する。マルチパス分割部c312−rは、ブロック1〜Nの第r受信信号をそれぞれ、FFT部c313−rに出力する。
FFT部c313−rは、マルチパス分割部c312−rから入力された信号からFFT区間の信号を抽出する。FFT部c313−rは、抽出したFFT区間の信号を時間周波数変換し、周波数領域の信号を生成する。FFT部c313−rは、生成した周波数領域の信号をを所望信号成分付加部c315−rに出力する。
所望信号成分付加部c315−rは、制御部c314から入力された干渉除去方式制御信号が分割誤差抑圧方式を示す場合、分割用レプリカの成分をFFT部c313−rから入力された信号に加算する信号付加処理を行って、信号付加処理を行った信号を信号分離部c316に出力する。この信号付加処理の詳細については、信号検出部c31の処理と併せて後述する。一方、干渉除去方式制御信号が分割誤差非抑圧方式を示す場合、所望信号成分付加部c315−rは、FFT部c113から入力された信号をそのまま信号分離部c316に出力する。
<信号検出部c31の処理について>
FFT部c313−rが出力するブロックbの第iOFDMシンボル、第kサブキャリアの第r受信信号R i,b,r(k)は、次の式(21)で表される。
Figure 2011049766
Figure 2011049766
式(21)は、第iOFDMシンボル、第kサブキャリアの第r受信信号R i,b,r(k)が、N次元のベクトルで表わされることを示す。また、S(k)は第iOFDMシンボルの第kサブキャリアで送信された変調シンボル、S’(k)はS(k)のシンボルレプリカを示す。なお、S(k)及びS’(k)は、T次元のベクトルである。
また、Hb,r(k)は、第r受信信号での第bブロックに含まれるチャネルインパルス応答の第kサブキャリアにおける周波数応答を表わす。
また、H b,r(k)は第r受信信号での第bブロック以外のチャネルインパルス応答の第kサブキャリアにおける周波数応答、H b,k,r(l)は第r受信信号での第bブロック以外のチャネルインパルス応答の第lサブキャリアから第kサブキャリアに漏れ込む周波数成分を表わす。また、H−1,b,k,r(l)は第r受信信号で1つ前のOFDMシンボルからもれ込んでくる成分のうち第lサブキャリアから影響を受ける第kサブキャリアの周波数成分、H+1,b,k,r(l)は第r受信信号で1つ後のOFDMシンボルからもれ込んでくる成分のうち第lサブキャリアから影響を受ける第kサブキャリアの周波数成分を表わす。
つまり、式(21)は、第1項が第r受信信号での第bブロックの所望信号成分であることを示す。また、式(21)は、第2項のN’(k)、つまり、式(22)が、第r受信信号での第bブロック以外に含まれるマルチパスの第kサブキャリアの残留成分であることを示す。
また、式(22)は、N’(k)が、除去残差(S(k)−S’(k))に基づく成分(第1〜4項)と、雑音N(k)(第5項)と、の和であることを示す。具体的に、式(22)は、第1項が第kサブキャリアで第bブロック以外から受ける干渉成分、第2項が第kサブキャリアで第kサブキャリア以外から受けるICI成分であることを示す。また、式(22)は、第3項が1つ前のOFDMシンボルからもれ込んでくる成分のうち第kサブキャリアが受けるISI成分であり、第4項は1つ後のOFDMシンボルからもれ込んでくる成分のうち第kサブキャリアが受けるISI成分であることを示す。また、式(22)は、第5項が第kサブキャリアにおける雑音N(k)であることを示す。
式(21)、(22)は、S’(k)の受信品質が高ければ、マルチパスを分割した各ブロックの信号を受信品質が良く取り出すことができ、それらを合成するとパスダイバーシチ効果が得られるため、良好な特性が得られることを示す。一方、式(21)、(22)は、S’(k)の受信品質が高ければ、レプリカの除去残差(S(k)−S’(k))が生じるため特性が劣化してしまうことを示す。
所望信号成分付加部c315−rは、分割誤差の抑圧処理を行うと判定した場合に、分割用レプリカの成分を第r受信信号R i,b,r(k)に加算する。この場合に、所望信号成分付加部c315−rが出力するブロックbの第iOFDMシンボル、第kサブキャリアの第r受信信号R i,b,r(k)は、次の式(23)、(24)で表される。
Figure 2011049766
Figure 2011049766
式(22)と(24)とを比較すると、式(24)では、式(22)の第1項、つまり、除去残差(S(k)−S’(k))に基づく成分であって、第r受信信号で第bブロック以外から受ける干渉成分が除去されていることを示す。すなわち、シンボルS(k)と周波数応答から算出される成分(式(21)、(23)の第1項)以外の成分は、式(24)の方が式(22)より小さいこと、つまり、除去残差の影響が低減されていることを示す。
このように、所望信号成分付加部c315−rが分割用レプリカを第r受信信号R i,b,r(k)に加算する処理、つまり、分割誤差の抑圧処理を行うことにより、分割誤差を低減することができ、特性劣化を軽減することができる。
以下、信号分離部c316が行うMIMO信号分離処理について説明をする。
分割誤差非抑圧方式の場合、MMSE重みM(k)は、次の式(25)で表わされる。
Figure 2011049766
ここで、σ は、上述の式(9)、(10)、又は(11)で表わされる。
一方、分割誤差非抑圧方式の場合、MMSE重みM(k)は、次の式(26)で表わされる。
Figure 2011049766
ここで、σ は、式(13)、又は(14)で表わされる。
<干渉除去方式選択処理について>
制御部c314は、伝搬路推定値を用いて、分割誤差非抑圧方式を行った場合に信号分離部c316が出力するアンテナc301−rの信号(第1の合成信号)、及び、分割誤差抑圧方式を行った場合に信号分離部c316が出力するアンテナc301−rの信号(第2の合成信号)についてのチャネル容量(信号品質情報)をサブキャリア毎に算出する。
具体的には、制御部c314は、第kサブキャリアの第1の合成信号のチャネル容量C1、k(第1の信号品質情報)を、次の式(27)を用いて算出する。
Figure 2011049766
ここで、H(k)はHb,r(k)の全てのb及びrについて縦に並べたNR行T列の行列である。また、logは対数、detは行列式を表し、Iは単位行列である。また、Xは、Xのエルミート行列を示す。
また、制御部c314は、第kサブキャリアの第2の合成信号のチャネル容量C2、k(第2の信号品質情報)を、次の式(28)を用いて算出する。
Figure 2011049766
ただし、H(k)はH b,r(k)の全てのb及びrについて縦に並べたNR行T列の行列である。また、分割誤差抑圧方式の場合の第kサブキャリアの信号のチャネル容量C2、kは、分割誤差が充分小さいとして、簡略的に式(29)を用いてもよい。
Figure 2011049766
制御部c314は、C1、kとC2、kとを比較する。C1、k>C2、kを満たす場合、つまり、第1の合成信号のSINRが第2の合成信号のSINRより大きい場合、制御部c314は、分割誤差非抑圧方式を示す干渉除去方式制御信号を出力する。一方、C1、k<C2、kを満たす場合、つまり、第1の合成信号のチャネル容量が第2の合成信号のチャネル容量より小さい場合、制御部c314は、分割誤差抑圧方式を示す干渉除去方式制御信号を出力する。
なお、C1、k=C2、kの場合、第1の合成信号のチャネル容量と第2の合成信号のチャネル容量とが同じの場合、制御部c314は、分割誤差抑圧方式又は分割誤差非抑圧方式を示す干渉除去方式制御信号のどちらを出力してもよいし、他の選択基準を追加してもよい。
なお、受信品質情報は、チャネル容量に代えて行列のノルムを用いてもよい。例えば次式のようにフロベニウスのノルムを用いることができる。ノルムを用いるとき、分割誤差抑圧方式の場合、式(27)のチャネル容量C1、kに変えて、次の式(30)のノルムC’1、kを用いてもよい。また、分割誤差非抑圧方式の場合、式(28)のチャネル容量C2、kに変えて、チャネル容量C’2、kに変えて、次の式(31)を用いてもよい。
Figure 2011049766
Figure 2011049766
ここで、なお、||A|| は行列Aのフロベニウスのノルムを表しており、||A|| =tr(AA)である。ただし、tr()は行列のトレースを表す。
この場合、制御部c314は、C’1、kとC’2、kとを比較する。C’1、k>C’2、kを満たす場合、つまり、第1の合成信号のSINRが第2の合成信号のSINRより大きい場合、制御部c314は、分割誤差非抑圧方式を示す干渉除去方式制御信号を出力する。一方、C’1、k<C’2、kを満たす場合、つまり、第1の合成信号のチャネル容量が第2の合成信号のチャネル容量より小さい場合、制御部c314は、分割誤差抑圧方式を示す干渉除去方式制御信号を出力する。
<動作について>
図15は、本実施形態に係る受信装置c3の動作の一例を示すフロー図である。
本実施形態に係るフロー図(図15)と、第1の実施形態に係るフロー図(図8)とを比較すると、図15では、図8のステップ103、S105の処理が、それぞれ、ステップS203、S205の処理に代わる点が異なる。第1の実施形態と同じ処理(ステップS101、S102、S104、S106〜S111)についての説明は省略する。
(ステップS203)所望信号成分付加部c315は、第1の合成信号と第2の合成信号との受信品質を比較する。具体的に、所望信号成分付加部c315は、これらの信号のチャネル容量を比較し、C1、k<C2、kを満たすか否かを判定する。C1、k<C2、kを満たすと判定した場合(YES)、ステップS104に進む。一方、C1、k<C2、kを満たさないと判定した場合(NO)、ステップS205に進む。
(ステップS205)信号分離部c316は、MMSECを用いてMIMO信号分離処理を行う。その後、ステップS106に進む。
このように、本実施形態によれば、MIMO方式の通信を行う受信装置c3は、前記レプリカを除去した信号(第1の合成信号)のチャネル容量C1、kと、レプリカを除去した信号に前記除去したレプリカの成分(H b,r(l)S’)を付加する信号付加処理を行った場合(第2の合成信号)の信号のチャネル容量C2、kと、に基づいて、信号付加処理を行うか否かを選択する。
これにより、受信装置b3は、チャネル容量C2、kがチャネル容量C1、kより小さくて第2の合成信号の品質が第1の合成信号の品質より低い場合に、信号付加処理を行うことを選択して、除去によって生じる誤差を低減することができる。つまり、受信装置b3は、マルチパスの分割による分割誤差の影響を小さくし、良好な受信特性を得ることができる。一方、受信装置b1は、チャネル容量C2、kがチャネル容量C1、kより大きくて第2の合成信号の品質が第1の合成信号の品質より高い場合に、信号付加処理を行わないことを選択し、マルチパス分割を行うことによってパスダイバーシチ効果を得ることができる。つまり、分割誤差を低減して良好な受信特性を得るか、パスダイバーシチ効果を得るかを選択することができる。
なお、第3の実施形態において、送信装置が1本の送信アンテナから信号を送信した場合においても、当該受信装置の適用することは当然可能である。つまり、第1の実施形態及び第2の実施形態の受信装置は、受信品質情報として、チャネル容量を用い、信号付加処理を行うか否かを選択することができる。
なお、上記第1、2の実施形態において、受信品質情報として、SINRとチャネル容量を併用してもよい。
また、空間多重された信号のアンテナ間干渉を除去する並列型干渉キャンセラ(PIC:Parallel Interference Canceller)、逐次型干渉キャンセラ(SIC:Successive Interference Canceller)を具備した装置においても、上記第3の実施形態の受信品質情報に基づく干渉除去を適用してもよい。また、PICやSICのような干渉キャンセラを適用した場合には、干渉除去が完全であるとして、各ストリームに対して上記第1の実施形態を適用してもよい。
また、上記各実施形態において、サブキャリア毎に受信品質を比較したが、サブキャリアをある一定の規範にしたがいグループ化し、そのグループ毎に品質を比較してもよい。例えば、MC−CDMAの場合、乗算されている拡散符号に従いサブキャリアをグループ化してもよい。また、DFT−S−OFDMの場合、DFT処理の単位でサブキャリアをグループ化してもよい。
また、上記各実施形態において、受信装置c1、c2が、MMSECを用いて重みを算出する場合について説明をした。しかし、本発明はこれに限らず、ZF(Zero Forcing)基準を用いてもよいし、MLD(最尤検出:Maximum Likelihood Detection)等を用いてもよい。
なお、上述した実施形態における受信装置c1〜c3の一部、例えば、分割用レプリカ生成部c111、c311、マルチパス分割部c112、c312−1〜c312−R、FFT部c113、c313−1〜c313−R、制御部c114、c214、c314、所望信号成分付加部c115、c315−1〜c315−R、合成部c116、信号分離部c316をコンピュータで実現するようにしても良い。その場合、この制御機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現しても良い。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、受信装置c1〜c3に内蔵されたコンピュータシステムであって、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでも良い。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
以上、図面を参照してこの発明の一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。
a1〜a3・・・送信装置、c1〜c3・・・受信装置、a101・・・パイロット生成部、a102、a302−1〜a302−T・・・符号部、a103、a303−1〜a303−T・・・変調部、a104、a304−1〜a304−T・・・マッピング部、a105、a305−1〜a305−T・・・IFFT部、a106、a306−1〜a306−T・・・GI挿入部、a107、a307−1〜a307−T・・・無線部、a108、a308−1〜a308−T・・・送信アンテナ部、a209・・・DFT部、c101、c301−1〜c301−R・・・受信アンテナ、c102、c302−1〜c302−R・・・無線部、c103・・・伝搬路推定部、c11、c21、c31・・・信号検出部、c104、c304−1〜c304−R・・・デマッピング部、c105、c305−1〜c305−R・・・復調部、c106、c306−1〜c306−R・・・復号部、c107、c307−1〜c307−R・・・シンボルレプリカ生成部、c11−1〜c11−N、c31−1〜c31−N、・・・干渉除去部、c114、c214、c314・・・制御部、c116・・・合成部、c111、c311・・・分割用レプリカ生成部、c112、c312−1〜c312−R・・・マルチパス分割部、c113、c313−1〜c313−R・・・FFT部、c115、c315−1〜c315−R・・・所望信号成分付加部、c208−1〜c208−N・・・IDFT部、信号分離部・・・c316

Claims (11)

  1. 復調した変調シンボルに基づいて受信信号のレプリカを生成し、1又は複数のパス毎に当該パス以外の受信信号のレプリカを受信信号から除去し、前記レプリカを除去した信号を前記1又は複数のパス各々の伝搬路状況を示す情報に基づいて合成し、合成した結果の合成信号を復調することを繰り返して、送信データを抽出する無線受信装置において、
    前記レプリカを除去した信号の品質を示す第1の信号品質情報と、前記レプリカを除去した信号に前記除去したレプリカの成分を付加する信号付加処理を行った場合の信号の品質を示す第2の信号品質情報と、に基づいて、前記信号付加処理を行うか否かを選択する制御部を備えることを特徴とする無線受信装置。
  2. 前記制御部は、前記第2の信号品質情報が示す品質が、前記第1の信号品質情報が示す品質より高い場合に、前記信号付加処理を行うことを選択することを特徴とする請求項1に記載の無線受信装置。
  3. 前記制御部は、前記第2の信号品質情報が示す品質が、前記第1の信号品質情報が示す品質より低い場合に、前記信号付加処理を行わないことを選択すること特徴とする請求項1又は請求項2に記載の無線受信装置。
  4. 前記信号品質情報は、信号対干渉雑音電力比であり、
    前記制御部は、前記第1の信号対干渉雑音電力比が前記第2の信号対干渉雑音電力比より小さい場合に、前記信号付加処理を行うことを選択して前記除去によって生じる誤差を低減し、前記第1の信号対干渉雑音電力比が前記第2の信号対干渉雑音電力比より大きい場合に、前記信号付加処理を行わないことを特徴とする請求項1に記載の無線受信装置。
  5. 前記無線受信装置が受信する受信信号は、送信装置が、変調シンボルを予め定めた単位で時間周波数変換して複数のサブキャリアにマッピングして送信した信号の受信信号であり、
    前記無線受信装置は、前記合成信号を逆フーリエ変換する逆フーリエ変換部を備え、
    前記制御部は、前記予め定めた単位での第2の信号品質情報、及び、第1の信号品質情報に基づいて、前記信号付加処理を行うか否かを選択することを特徴とする請求項1に記載の無線受信装置。
  6. MIMO方式の通信を行う無線受信装置であって、復調した変調シンボルに基づいて受信信号のレプリカを生成し、1又は複数のパス毎に当該パス以外の受信信号のレプリカを受信信号から除去し、前記レプリカを除去した信号を前記1又は複数のパス各々の伝搬路状況を示す情報に基づいてMIMO分離をおこない、分離した結果の分離信号を復調することを繰り返して、送信データを抽出する無線受信装置であって、
    前記レプリカを除去した信号に前記除去したレプリカの成分を付加する信号付加処理を行った場合の信号の品質を示す第2の信号品質情報と、前記レプリカを除去した信号の品質を示す第1の信号品質情報と、に基づいて、前記信号付加処理を行うか否かを選択する制御部を備えることを特徴とする無線受信装置。
  7. 前記信号品質情報は、チャネル容量であり、
    前記制御部は、前記第1のチャネル容量が前記第2のチャネル容量より小さい場合に、前記信号付加処理を行うことを選択して前記除去によって生じる誤差を低減し、前記第1のチャネル容量が前記第2のチャネル容量より大きい場合に、前記信号付加処理を行わないことを特徴とする請求項6に記載の無線受信装置。
  8. 前記制御部は、サブキャリア毎に前記信号付加処理を行うか否かを選択することを特徴とする請求項1又請求項6はに記載の無線受信装置。
  9. 前記制御部は、前記レプリカを除去した信号の各サブキャリアの信号に、同じサブキャリアの成分であって前記除去したレプリカの成分を付加する信号付加処理を行うことを特徴とする請求項8に記載の無線受信装置。
  10. 復調した変調シンボルに基づいて受信信号のレプリカを生成し、1又は複数のパス毎に当該パス以外の受信信号のレプリカを受信信号から除去し、前記レプリカを除去した信号を前記1又は複数のパス各々の伝搬路状況を示す情報に基づいて合成し、合成した結果の合成信号を復調することを繰り返して、送信データを抽出する無線受信装置における無線受信方法において、
    前記無線受信装置が、前記レプリカを除去した信号に前記除去したレプリカの成分を付加する信号付加処理を行った場合の信号の品質を示す第2の信号品質情報と、前記レプリカを除去した信号の品質を示す第1の信号品質情報と、に基づいて、前記信号付加処理を行うか否かを選択する過程を有することを特徴とする無線受信方法。
  11. 復調した変調シンボルに基づいて受信信号のレプリカを生成し、1又は複数のパス毎に当該パス以外の受信信号のレプリカを受信信号から除去し、前記レプリカを除去した信号を前記1又は複数のパス各々の伝搬路状況を示す情報に基づいて合成し、合成した結果の合成信号を復調することを繰り返して、送信データを抽出する無線受信装置のコンピュータを、
    前記レプリカを除去した信号に前記除去したレプリカの成分を付加する信号付加処理を行った場合の信号の品質を示す第2の信号品質情報と、前記レプリカを除去した信号の品質を示す第1の信号品質情報と、に基づいて、前記信号付加処理を行うか否かを選択する制御手段として機能させる無線受信プログラム。
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