JP4725648B2 - チャネル推定装置および等化装置ならびにその推定および等化方法 - Google Patents
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Description
本発明は、チャネル推定装置および等化装置ならびにその推定および等化方法に関し、特にシングルキャリア信号を周波数領域の信号に変換し、周波数領域の信号処理によりチャネル推定と等化処理を行うチャネル推定装置および等化装置ならびにその推定および等化方法に関する。
DFT部52は、CP除去部51でCPを除去した受信信号を入力とし、NDFTポイント(NDFTは2以上の整数)のDFTを行い、周波数領域に変換した受信信号を出力する。
受信フィルタ53は、周波数領域で受信信号の帯域制限を行い、波形整形と雑音抑圧を行う。受信フィルタ53には、一般にはレイズドコサインロールオフフィルタ(ロールオフ率=0を含む)が用いられる。
X(k)=C(k)/|C(k)|2 ...(1)
しかし、従来のチャネル推定装置および等化装置では、次のような問題点がある。雑音パス除去部66において、時間窓フィルタや雑音しきい値制御を用いて、雑音パス除去したチャネル応答は周波数領域では、コヒーレント帯域幅のSINC関数重み付けサブキャリア平均と等価であるため、受信フィルタ53や送受信フィルタ62で使用されるフィルタのロールオフ率が“0”に近い場合や受信信号の帯域幅が狭い場合、DFT部67で得られた周波数領域のチャネル推定値の端のサブキャリアの振幅レベルが落ち始め、チャネル推定値を正確に推定できなくなり、等化性能が劣化するという問題がある。
2、11、17 DFT部
3 受信フィルタ
4、25 チャネル推定部
5 ウエイト計算部
6 等化フィルタ
7、15、26 IDFT部
10 サブキャリアデマッピング部
12 送受信フィルタ
13 参照信号生成部
14 相関処理部
16 雑音パス除去部
20、28 サブキャリアコピー部
27 伝搬路計算部
31 制御部
32 プログラム格納部
本発明に係るチャネル推定装置および等化装置の第1実施例は、CP除去部1と、DFT部2と、受信フィルタ3と、チャネル推定部4と、ウエイト計算部5と、等化フィルタ6と、IDFT部7と、制御部31と、プログラム格納部32とを含んで構成される。
なお、同図において図1と同等部分は同一符号にて示している。本発明の等化装置の第2実施例は、CP除去部1と、DFT部2と、受信フィルタ3と、チャネル推定部25と、ウエイト計算部5と、等化フィルタ6と、IDFT部7と、制御部31と、プログラム格納部32とを含んで構成される。
本発明の全開示(請求の範囲を含む)の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の請求の範囲の枠内において種々の開示要素の多様な組み合わせないし選択が可能である。
Claims (23)
- シングルキャリアのパイロット信号を用いて、周波数領域の信号処理によりチャネル推定を推定するチャネル推定装置であって、
周波数領域のチャネル推定値を一旦、時間領域に変換する前に端のサブキャリアのチャネル推定値を、受信信号の帯域外である低周波数成分及び/又は高周波数成分のサブキャリアの位置に、それぞれ1つ又は複数コピーするコピー手段と、
前記コピー手段からの周波数領域のチャネル推定値を時間領域に変換するIDFT手段と、
前記時間領域に変換されたチャネル推定値に対して時間窓や雑音しきい値制御を用いてチャネル応答から雑音だけのポイントの信号である雑音パスを0に置換することで前記雑音パスを除去する雑音パス除去手段と、
前記雑音パスが除去された時間領域のチャネル推定値を周波数領域に変換し周波数領域のチャネル推定値を得るDFT手段と、
を含む、ことを特徴とするチャネル推定装置。 - 前記コピー手段は、伝搬路状況に応じて、前記端のサブキャリアをコピーする数を決定することを特徴とする請求項1記載のチャネル推定装置。
- シングルキャリア信号を周波数領域の信号に変換し、周波数領域の信号処理により等化処理を行う等化装置であって、
周波数領域のチャネル推定値を一旦、時間領域に変換する前に端のサブキャリアのチャネル推定値を、受信信号の帯域外である低周波数成分及び/又は高周波数成分のサブキャリアの位置に、それぞれ1つ又は複数コピーするコピー手段と、
前記コピー手段からの周波数領域のチャネル推定値を時間領域に変換するIDFT手段と、
前記時間領域に変換されたチャネル推定値に対して時間窓や雑音しきい値制御を用いてチャネル応答から雑音だけのポイントの信号である雑音パスを0に置換することで前記雑音パスを除去する雑音パス除去手段と、
前記雑音パスが除去された時間領域のチャネル推定値を周波数領域に変換し周波数領域のチャネル推定値を得るDFT手段と、
前記DFT手段から出力されるチャネル推定値を基に受信信号の等化処理を行う等化フィルタ手段を含む、ことを特徴とする等化装置。 - 前記コピー手段は、伝搬路状況に応じて、前記端のサブキャリアをコピーする数を決定することを特徴とする請求項3記載の等化装置。
- シングルキャリアのパイロット信号を用いて、周波数領域の信号処理によりチャネル推定を推定するチャネル推定方法であって、
周波数領域のチャネル推定値を一旦、時間領域に変換する前に端のサブキャリアのチャネル推定値を、受信信号の帯域外である低周波数成分及び/又は高周波数成分のサブキャリアの位置に、それぞれ1つ又は複数コピーするコピーステップと、
前記コピーステップでコピーされた前記周波数領域のチャネル推定値を時間領域に変換するステップと、
前記時間領域に変換されたチャネル推定値に対して時間窓や雑音しきい値制御を用いてチャネル応答から雑音だけのポイントの信号である雑音パスを0に置換することで前記雑音パスを除去するステップと、
前記雑音パスが除去された時間領域のチャネル推定値を周波数領域に変換することで周波数領域のチャネル推定値を得るステップと、
を含むことを特徴とするチャネル推定方法。 - 前記コピーステップは、伝搬路状況に応じて、前記端のサブキャリアをコピーする数を決定することを特徴とする請求項5記載のチャネル推定方法。
- シングルキャリア信号を周波数領域の信号に変換し、周波数領域の信号処理により等化処理を行う等化方法であって、
周波数領域のチャネル推定値を一旦、時間領域に変換する前に端のサブキャリアのチャネル推定値を、受信信号の帯域外である低周波数成分及び/又は高周波数成分のサブキャリアの位置に、それぞれ1つ又は複数コピーするコピーステップと、
前記コピーステップでコピーされた前記周波数領域のチャネル推定値を時間領域に変換するステップと、
前記時間領域に変換されたチャネル推定値に対して時間窓や雑音しきい値制御を用いてチャネル応答から雑音だけのポイントの信号である雑音パスを0に置換することで前記雑音パスを除去するステップと、
前記雑音パスが除去された時間領域のチャネル推定値を周波数領域に変換することで周波数領域のチャネル推定値を取得するステップと、
前記取得された周波数領域のチャネル推定値を基に受信信号の等化処理を行う等化フィルタステップとを含むことを特徴とする等化方法。 - 前記コピーステップは、伝搬路状況に応じて、前記端のサブキャリアをコピーする数を決定することを特徴とする請求項7記載の等化方法。
- シングルキャリアのパイロット信号を用いて、周波数領域の信号処理によりチャネル推定を推定するチャネル推定方法のプログラムであって、
コンピュータに、周波数領域のチャネル推定値を一旦、時間領域に変換する前に端のサブキャリアのチャネル推定値を、受信信号の帯域外である低周波数成分及び/又は高周波数成分のサブキャリアの位置に、それぞれ1つ又は複数コピーするコピーステップと、
前記コピーステップでコピーされた前記周波数領域のチャネル推定値を時間領域に変換するステップと、
前記時間領域に変換されたチャネル推定値に対して時間窓や雑音しきい値制御を用いてチャネル応答から雑音だけのポイントの信号である雑音パスを0に置換することで前記雑音パスを除去するステップと、
前記雑音パスが除去された時間領域のチャネル推定値を周波数領域に変換することで周波数領域のチャネル推定値を得るステップと、
を実行させるためのプログラム。 - 前記コピーステップは、伝搬路状況に応じて、前記端のサブキャリアをコピーする数を決定することを特徴とする請求項9記載のプログラム。
- シングルキャリア信号を周波数領域の信号に変換し、周波数領域の信号処理により等化処理を行う等化方法のプログラムであって、
コンピュータに、周波数領域のチャネル推定値を一旦、時間領域に変換する前に端のサブキャリアのチャネル推定値を、受信信号の帯域外である低周波数成分及び/又は高周波数成分のサブキャリアの位置に、それぞれ1つ又は複数コピーするコピーステップと、
前記コピーステップでコピーされた前記周波数領域のチャネル推定値を時間領域に変換するステップと、
前記時間領域に変換されたチャネル推定値に対して時間窓や雑音しきい値制御を用いてチャネル応答から雑音だけのポイントの信号である雑音パスを0に置換することで前記雑音パスを除去するステップと、
前記雑音パスが除去された時間領域のチャネル推定値を周波数領域に変換することで周波数領域のチャネル推定値を取得するステップと、
前記取得された周波数領域のチャネル推定値を基に受信信号の等化処理を行う等化フィルタステップと、
を実行させるためのプログラム。 - 前記コピーステップは、伝搬路状況に応じて、前記端のサブキャリアをコピーする数を決定することを特徴とする請求項11記載のプログラム。
- シングルキャリアのパイロット信号を用いて、周波数領域の信号処理によりチャネル推定を推定するチャネル推定装置であって、
前記パイロット受信信号を受信して周波数領域に変換する第一の離散フーリエ変換(DFT:Descrete Fourier Transform)部と、
所望のサブキャリアだけを選択するサブキャリアデマッピング部と、
前記サブキャリアデマッピング部の出力とパイロット符号を周波数領域に変換して生成したパイロット参照信号との相関処理により、チャネル推定を推定する相関処理部と、
前記相関処理部で推定したチャネル推定とサブキャリアコピー数K(Kは0以上の整数)を用いて、端のサブキャリアを、受信信号の帯域外である低周波数成分及び/又は高周波数成分のサブキャリアの位置にK個コピーするサブキャリアコピー部と、
前記サブキャリアコピー部で得られたチャネル推定を時間領域のチャネル応答に変換する第一の離散逆フーリエ変換(IDFT:Inverse Descrete Fourier Transform)部と、
時間窓フィルタや雑音しきい値制御を用いて、前記チャネル応答から雑音だけのポイントの信号である雑音パスを0に置換することで前記チャネル応答から前記雑音パスを除去する雑音パス除去部と、
前記雑音パス除去部で前記雑音パスを除去したチャネル応答を周波数領域に変換し、雑音を抑圧したチャネル推定値を出力する第二のDFT部とを含むことを特徴とするチャネル推定装置。 - シングルキャリア信号を周波数領域の信号に変換し、周波数領域の信号処理により等化処理を行う等化装置であって、
シングルキャリアのパイロット信号を受信して周波数領域に変換する第一のDFT部と、
所望のサブキャリアだけを選択するサブキャリアデマッピング部と、
前記サブキャリアデマッピング部の出力とパイロット符号を周波数領域に変換して生成したパイロット参照信号との相関処理により、チャネル推定を推定する相関処理部と、
前記相関処理部で推定したチャネル推定とサブキャリアコピー数Kを用いて、端のサブキャリアを、受信信号の帯域外である低周波数成分及び/又は高周波数成分のサブキャリアの位置にK個コピーするサブキャリアコピー部と、
前記サブキャリアコピー部で得られたチャネル推定を時間領域のチャネル応答に変換する第一のIDFT部と、
時間窓フィルタや雑音しきい値制御を用いて、前記チャネル応答から雑音だけのポイントの信号である雑音パスを0に置換することで前記チャネル応答から前記雑音パスを除去する雑音パス除去部と、
前記雑音パス除去部で前記雑音パスを除去したチャネル応答を周波数領域に変換し、雑音を抑圧したチャネル推定値を出力する第二のDFT部と、
前記第二のDFT部で雑音抑圧したチャネル推定から等化ウエイトを計算するウエイト計算部と、
前記等化ウエイトにより周波数領域で受信信号の等化処理を行う等化フィルタと、
等化信号を時間領域に変換して復調信号を出力する第二のIDFT部とを含むことを特徴とする等化装置。 - シングルキャリアのパイロット信号を用いて、周波数領域の信号処理によりチャネル推定を推定するチャネル推定装置であって、
前記パイロット受信信号を受信して周波数領域に変換する第一のDFT部と、
所望のサブキャリアだけを選択するサブキャリアデマッピング部と、
前記サブキャリアデマッピング部の出力とパイロット符号を周波数領域に変換して生成したパイロット参照信号との相関処理により、チャネル推定を推定する相関処理部と、
前記相関処理部で推定したチャネル推定を時間領域のチャネル応答に変換する第三のIDFT部と、
前記チャネル応答からコヒーレント帯域幅を計算する伝搬路計算部と、
前記相関処理部で推定したチャネル推定、前記伝搬路計算部で計算したコヒーレント帯域幅とサブキャリアコピー数Kを用いて、伝搬路状況に応じて、コピーする数を決定し、端のサブキャリアを、受信信号の帯域外である低周波数成分及び/又は高周波数成分のサブキャリアの位置に、決定した数だけコピーするサブキャリアコピー部と、
前記サブキャリアコピー部で得られたチャネル推定を時間領域のチャネル応答に変換する第一のIDFT部と、
時間窓フィルタや雑音しきい値制御を用いて、前記チャネル応答から雑音だけのポイントの信号である雑音パスを0に置換することで前記チャネル応答から前記雑音パスを除去する雑音パス除去部と、
前記雑音パス除去部で前記雑音パスを除去したチャネル応答を周波数領域に変換し、雑音を抑圧したチャネル推定値を出力する第二のDFT部とを含むことを特徴とするチャネル推定装置。 - シングルキャリア信号を周波数領域の信号に変換し、周波数領域の信号処理により等化処理を行う等化装置であって、
シングルキャリアのパイロット信号を受信して周波数領域に変換する第一のDFT部と、
所望のサブキャリアだけを選択するサブキャリアデマッピング部と、
前記サブキャリアデマッピング部の出力とパイロット符号を周波数領域に変換して生成したパイロット参照信号との相関処理により、チャネル推定を推定する相関処理部と、
前記相関処理部で推定したチャネル推定を時間領域のチャネル応答に変換する第三のIDFT部と、
前記チャネル応答からコヒーレント帯域幅を計算する伝搬路計算部と、
前記相関処理部で推定したチャネル推定、前記伝搬路計算部で計算したコヒーレント帯域幅とサブキャリアコピー数Kを用いて、伝搬路状況に応じて、コピーする数を決定し、端のサブキャリアを、受信信号の帯域外である低周波数成分及び/又は高周波数成分のサブキャリアの位置に、決定した数だけコピーするサブキャリアコピー部と、
前記サブキャリアコピー部で得られたチャネル推定を時間領域のチャネル応答に変換する第一のIDFT部と、
時間窓フィルタや雑音しきい値制御を用いて、前記チャネル応答から雑音だけのポイントの信号である雑音パスを0に置換することで前記チャネル応答から前記雑音パスを除去する雑音パス除去部と、
前記雑音パス除去部で前記雑音パスを除去したチャネル応答を周波数領域に変換し、雑音を抑圧したチャネル推定値を出力する第二のDFT部と、
前記第二のDFT部で雑音抑圧したチャネル推定から等化ウエイトを計算するウエイト計算部と、
前記等化ウエイトにより周波数領域で受信信号の等化処理を行う等化フィルタと、
等化信号を時間領域に変換して復調信号を出力する第二のIDFT部とを含むことを特徴とする等化装置。 - 前記雑音パス除去部は、時間窓フィルタと雑音しきい値制御の両方あるいはいずれかによりチャネル応答から雑音パスを除去とすることを特徴とする請求項13または15記載のチャネル推定装置。
- 前記雑音パス除去部は、時間窓フィルタと雑音しきい値制御の両方あるいはいずれかによりチャネル応答から雑音パスを除去とすることを特徴とする請求項14または16記載の等化装置。
- 前記ウエイト計算部は、最小平均自乗誤差(MMSE:Minimum Mean Square Error)法あるいはゼロフォーシング(ZF:Zero Forcing)法に基づき等化ウエイトを計算することを特徴とする請求項14または16記載の等化装置。
- シングルキャリアのパイロット信号を用いて、周波数領域の信号処理によりチャネル推定を推定するチャネル推定方法であって、
前記パイロット受信信号を受信して周波数領域に変換し、所望のサブキャリアだけを選択し、その出力とパイロット符号を周波数領域に変換して生成したパイロット参照信号との相関処理により、チャネル推定を推定し、前記チャネル推定とサブキャリアコピー数Kを用いて、端のサブキャリアを、受信信号の帯域外である低周波数成分及び/又は高周波数成分のサブキャリアの位置にK個コピーし、得られたチャネル推定を時間領域のチャネル応答に変換し、
時間窓フィルタや雑音しきい値制御を用いて、前記チャネル応答から雑音だけのポイントの信号である雑音パスを0に置換することで前記チャネル応答から前記雑音パスを除去し、前記雑音パスを除去したチャネル応答を周波数領域に変換し、雑音を抑圧したチャネル推定値を出力することを特徴とするチャネル推定方法。 - シングルキャリア信号を周波数領域の信号に変換し、周波数領域の信号処理により等化処理を行う等化方法であって、
シングルキャリアのパイロット信号を受信して周波数領域に変換し、所望のサブキャリアだけを選択し、その出力とパイロット符号を周波数領域に変換して生成したパイロット参照信号との相関処理により、チャネル推定を推定し、前記チャネル推定とサブキャリアコピー数Kを用いて、端のサブキャリアを、受信信号の帯域外である低周波数成分及び/又は高周波数成分のサブキャリアの位置にK個コピーし、得られたチャネル推定を時間領域のチャネル応答に変換し、時間窓フィルタや雑音しきい値制御を用いて、前記チャネル応答から雑音だけのポイントの信号である雑音パスを0に置換することで前記チャネル応答から前記雑音パスを除去し、前記雑音パスを除去したチャネル応答を周波数領域に変換し、雑音を抑圧したチャネル推定値を出力し、雑音抑圧したチャネル推定から等化ウエイトを計算し、前記等化ウエイトにより周波数領域で受信信号の等化処理を行い、等化信号を時間領域に変換して復調信号を出力することを特徴とする等化方法。 - シングルキャリアのパイロット信号を用いて、周波数領域の信号処理によりチャネル推定を推定するチャネル推定方法であって、
前記パイロット受信信号を受信して周波数領域に変換し、所望のサブキャリアだけを選択し、その出力とパイロット符号を周波数領域に変換して生成したパイロット参照信号との相関処理により、チャネル推定を推定し、前記チャネル推定を時間領域のチャネル応答に変換し、前記チャネル応答からコヒーレント帯域幅を計算し、前記チャネル推定、前記コヒーレント帯域幅とサブキャリアコピー数Kを用いて、伝搬路状況に応じて、コピーする数を決定し、端のサブキャリアを、受信信号の帯域外である低周波数成分及び/又は高周波数成分のサブキャリアの位置に決定した数だけコピーし、得られたチャネル推定を時間領域のチャネル応答に変換し、時間窓フィルタや雑音しきい値制御を用いて、前記チャネル応答から雑音だけのポイントの信号である雑音パスを0に置換することで前記チャネル応答から前記雑音パスを除去し、雑音パスを除去したチャネル応答を周波数領域に変換し、雑音を抑圧したチャネル推定値を出力することを特徴とするチャネル推定方法。 - シングルキャリア信号を周波数領域の信号に変換し、周波数領域の信号処理により等化処理を行う等化方法であって、
シングルキャリアのパイロット信号を受信して周波数領域に変換し、所望のサブキャリアだけを選択し、その出力とパイロット符号を周波数領域に変換して生成したパイロット参照信号との相関処理により、チャネル推定を推定し、前記チャネル推定を時間領域のチャネル応答に変換し、前記チャネル応答からコヒーレント帯域幅を計算し、前記チャネル推定、前記コヒーレント帯域幅とサブキャリアコピー数Kを用いて、伝搬路状況に応じて、コピーする数を決定し、端のサブキャリアを、受信信号の帯域外である低周波数成分及び/又は高周波数成分のサブキャリアの位置に決定した数だけコピーし、得られたチャネル推定を時間領域のチャネル応答に変換し、時間窓フィルタや雑音しきい値制御を用いて、前記チャネル応答から雑音だけのポイントの信号である雑音パスを0に置換することで前記チャネル応答から雑音パスを除去し、前記雑音パスを除去したチャネル応答を周波数領域に変換し、雑音を抑圧したチャネル推定値を出力し、雑音抑圧したチャネル推定から等化ウエイトを計算し、前記等化ウエイトにより周波数領域で受信信号の等化処理を行い、等化信号を時間領域に変換して復調信号を出力することを特徴とする等化方法。
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