JP2008092227A - Wireless communication device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)通信方式を用いた無線通信装置に関する。 The present invention relates to a wireless communication apparatus using an OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) communication system.
周知のように、OFDM通信方式では、送信側で挿入された既知のパイロットシンボルを用いてチャネル推定を行い、データ信号のチャネル等化を行う。チャネル推定の方式としては、周波数軸上に一定間隔にパイロットサブキャリアを配置して、周波数軸上で隣接するパイロットサブキャリア同士の補間や平均化により、パイロット信号が挿入されていないサブキャリアを含む全周波数領域のチャネル推定を行う方法が一般的である。 As is well known, in the OFDM communication scheme, channel estimation is performed using a known pilot symbol inserted on the transmission side, and channel equalization of the data signal is performed. As a channel estimation method, pilot subcarriers are arranged at regular intervals on the frequency axis, and subcarriers into which pilot signals are not inserted are included by interpolation or averaging between adjacent pilot subcarriers on the frequency axis A method of performing channel estimation in the entire frequency domain is common.
また、これ以外の高精度なチャネル推定方式としてDFT(Discrete Fourier Transform)補間法が提案されている（例えば、非特許文献１参照）。これは、周波数軸信号として受信したパイロット信号をいったん時間軸信号に変換し、時間軸上の演算で雑音抑制、補間処理（エイリアス除去処理）を行ったのち、周波数軸信号に戻すというものである。 In addition, a DFT (Discrete Fourier Transform) interpolation method has been proposed as a highly accurate channel estimation method (see, for example, Non-Patent Document 1). This is to convert a pilot signal received as a frequency axis signal into a time axis signal, perform noise suppression and interpolation processing (alias removal processing) on the time axis, and then return to the frequency axis signal. .
より詳しくDFT補間法について説明する。OFDM通信方式では、送信側にて、パイロット信号は周波数軸で一定間隔に配置されて送信される。このパイロット信号を時間軸で見るとパイロットサブキャリアの間隔に応じたエイリアスが現れる。例えば、4サブキャリア毎にパイロットサブキャリアを配置すると、時間軸では、シンボル長/4の周期で同じ形状の信号波形がエイリアスとして現れることになる。 The DFT interpolation method will be described in more detail. In the OFDM communication system, on the transmission side, pilot signals are transmitted at regular intervals on the frequency axis. When this pilot signal is viewed on the time axis, an alias corresponding to the interval of the pilot subcarriers appears. For example, if pilot subcarriers are arranged every 4 subcarriers, a signal waveform having the same shape appears as an alias on a time axis with a period of symbol length / 4.
受信機が受信した信号は、伝搬路のチャネル特性と雑音が送信信号に付加されたものである。チャネル推定の目的は、受信したパイロット信号から伝搬路のチャネル特性を再生することである。しかし、周波数軸上の処理では、雑音成分と信号成分の切り分け、およびパイロットの配置されていないサブキャリアの補間処理が難しい。 The signal received by the receiver is obtained by adding channel characteristics and noise of the propagation path to the transmission signal. The purpose of channel estimation is to recover the channel characteristics of the propagation path from the received pilot signal. However, in the processing on the frequency axis, it is difficult to separate a noise component and a signal component and to interpolate subcarriers where pilots are not arranged.
そして、DFT補間法の処理であるが、まずOFDM通信方式ではパイロット受信信号は周波数軸信号であるため、これをIFFTして時間軸信号に変換する。時間軸信号に変換されたパイロット受信信号は、伝搬路のチャネル特性とエイリアス成分、および雑音成分からなる。 In the DFT interpolation method, first, in the OFDM communication method, the pilot reception signal is a frequency axis signal, and is converted to a time axis signal by IFFT. The pilot reception signal converted into the time axis signal includes channel characteristics of the propagation path, alias components, and noise components.
そして、OFDMセルラーシステムの前提である、ガードインターバル長（以下GI長）にのみ信号が存在する、という特性を利用して、GI長以外の信号成分はすべて雑音成分かエイリアス成分とみなし、GI長を通過域とするローパスフィルタを通す。これにより、効率的に雑音成分とエイリアス成分を取り除くことができる。この処理の後、FFT(Fast Fourier Transform)変換して周波数軸信号に戻すと、パイロット信号の雑音成分が抑圧され、補間処理の施されたチャネル推定値が得られる。 And, using the characteristic that the signal exists only in the guard interval length (hereinafter referred to as GI length), which is the premise of the OFDM cellular system, all signal components other than the GI length are regarded as noise components or alias components, and the GI length Pass through a low-pass filter with a passband. Thereby, a noise component and an alias component can be removed efficiently. After this processing, when FFT (Fast Fourier Transform) conversion is performed and the signal is returned to the frequency axis signal, the noise component of the pilot signal is suppressed, and a channel estimation value subjected to interpolation processing is obtained.
しかしながら、DFT補間法は、効率的にノイズ抑制、エイリアス除去が行えるため、チャネル推定精度が高いが、周波数軸上の受信信号をいったん時間軸信号に変換し、時間軸信号に対して処理を行った後、もう一度周波数軸信号に変換するため、チャネル推定毎に２度のフーリエ変換が必要となり計算量が膨大である。これは端末の低消費電力という面からも影響が大きいという問題があった。
従来では、DFT補間法を用いる場合、チャネル推定精度が高いが、チャネル推定毎に２度のフーリエ変換が必要となり計算量が膨大であって、消費電力が大きいという問題、およびGI長は実際の信号の遅延分布よりもマージンをとって広く設定しているため、ノイズの除去が不十分であるという問題（寺部コメント：実施例＊は計算量は小さくならず、伝送路推定性能向上のみが効果であるため、この文を追加しました。）があった。
この発明は上記の問題を解決すべくなされたもので、チャネル推定に関して、低消費電力化もしくは推定精度向上が図れる無線通信装置を提供することを目的とする。
Conventionally, when the DFT interpolation method is used, the channel estimation accuracy is high, but twice the Fourier transform is required for each channel estimation, the calculation amount is enormous, the power consumption is large, and the GI length is The problem is that noise is not sufficiently removed because the margin is set wider than the signal delay distribution (Comment by Terabe: Example * does not reduce the amount of computation, but only improves the transmission path estimation performance. (This sentence was added because it was an effect.)
The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a wireless communication apparatus capable of reducing power consumption or improving estimation accuracy with respect to channel estimation.
上記の目的を達成するために、この発明は、同じ周波数の複数のサブキャリアに、それぞれ同期チャネル、パイロットチャネルおよびデータチャネルが割り当てられた無線信号を受信する無線通信装置において、同期チャネルの信号から遅延パスの分布を示すチャネルプロファイルを検出する第１検出手段と、この第１検出手段が検出したチャネルプロファイルのうち、閾値以上の遅延パスの分布を検出する第２検出手段と、この第２検出手段が検出した遅延パスの分布を高速フーリエ変換する変換手段と、この変換手段の変換結果に基づいて、パイロットチャネルの信号をフィルタリングしてチャネル推定を行うフィルタ手段と、このフィルタ手段によるチャネル推定の結果に基づいてデータチャネルの信号を等価して、復調を行う復調手段とを具備して構成するようにした。 In order to achieve the above object, the present invention provides a radio communication apparatus for receiving radio signals in which a synchronization channel, a pilot channel, and a data channel are assigned to a plurality of subcarriers having the same frequency. First detection means for detecting a channel profile indicating the distribution of delay paths, second detection means for detecting a distribution of delay paths that are equal to or greater than a threshold among the channel profiles detected by the first detection means, and the second detection Conversion means for performing a fast Fourier transform on the distribution of the delay path detected by the means, filter means for performing channel estimation by filtering a pilot channel signal based on the conversion result of the conversion means, and channel estimation by the filter means A demodulator that demodulates and demodulates the data channel signal based on the result And so that configured by including and.
以上述べたように、この発明では、チャネルプロファイルを高速フーリエ変換した結果に基づいて、パイロットチャネルを周波数軸上のフィルタリングを行って、チャネル推定値を求めるようにしている。
したがって、この発明によれば、１度のフーリエ変換だけで、チャネル推定値を求めることができ、低消費電力化を図ることが可能な無線通信装置を提供できる。
As described above, in the present invention, the channel estimation value is obtained by filtering the pilot channel on the frequency axis based on the result of fast Fourier transform of the channel profile.
Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a radio communication apparatus that can obtain a channel estimation value by only one Fourier transform and can achieve low power consumption.
以下、図面を参照して、この発明の一実施形態について説明する。ここでは、セルラーシステムにおける移動局を、この発明に関わる無線通信装置として例に挙げる。
図１に示すようにセルラーシステムにおける移動局は、網との接続を安定して実現するために、定期的に複数の基地局のチャネルを測定（サーチ処理）し、環境の変化に応じてもっとも受信強度の強い基地局に接続するように制御される。このとき基地局ごとのチャネル測定には、セル固有の同期チャネルが使用される。この同期チャネルは、時間軸信号として与えられ、移動局では、サーチ部が時間軸上でマッチトフィルタ受信することにより各基地局との間のチャネルプロファイルを求める。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Here, a mobile station in a cellular system is taken as an example of a wireless communication apparatus according to the present invention.
As shown in FIG. 1, a mobile station in a cellular system regularly measures (searches) the channels of a plurality of base stations in order to achieve stable connection with the network, It is controlled to connect to a base station with strong reception strength. At this time, a cell-specific synchronization channel is used for channel measurement for each base station. This synchronization channel is given as a time axis signal, and the mobile station obtains a channel profile with each base station by receiving a matched filter on the time axis in the mobile station.
なお、サーチ部から出力されるチャネルプロファイルは、周期的に更新されることになるが、このとき新しい情報を単純に上書きして出力するのではなく、更新前のチャネルプロファイルとの間で何らかの重み付け平均化処理を行うのが一般的である。これにより出力されるチャネルプロファイルは、ノイズや瞬時的に現れたパスが抑制され、安定した遅延パスの分布に関する信頼性が高いものとなる。 Note that the channel profile output from the search unit is periodically updated, but at this time, new information is not simply overwritten and output, but some weighting is performed with the channel profile before update. In general, an averaging process is performed. As a result, the output channel profile is highly reliable with respect to stable delay path distribution by suppressing noise and instantaneously appearing paths.
この発明の実施形態では、上述したサーチ部の出力であるチャネルプロファイルを使って、チャネル推定処理の計算量を軽減、またはDFT補間法のチャネル推定精度をさらに高めるものである。以下に具体例を詳述する。 In the embodiment of the present invention, the channel profile that is the output of the search unit described above is used to reduce the amount of calculation of the channel estimation process or further increase the channel estimation accuracy of the DFT interpolation method. Specific examples are described in detail below.
図２は、この発明の第１の実施形態に係わる移動局の構成を示すものである。この図に示すように、この移動局は、受信ＲＦ部１０と、FFT(Fast Fourier Transform)部２０と、周波数チャネル分離部３０と、サーチ部４０と、制御部５０と、パイロットデスクランブリング部６０と、チャネル推定部７１と、データチャネル復調部８０と、チャネルデコーディング部９０とを備えている。また図３は、サーチ部４０、チャネル推定部７１およびデータチャネル復調部８０でそれぞれ行う処理の詳細と、これらの処理とその結果の関係を示すものである。
FIG. 2 shows the configuration of the mobile station according to the first embodiment of the present invention. As shown in this figure, the mobile station includes a
基地局から送信された無線信号は、アンテナで受信され、受信ＲＦ部１０に出力される。受信された無線信号は、ダウンコンバータ及びアナログ−ディジタル変換器などを含む受信ＲＦ部１０によってベースバンドディジタル信号に変換される。
The radio signal transmitted from the base station is received by the antenna and output to the
FFT部２０は、上記ベースバンドディジタル信号を、高速フーリエ変換し、これにより時間領域の信号から周波数領域の信号、すなわちサブキャリア毎の信号に分割する。このようにしてサブキャリア毎に分割された信号は、周波数チャネル分離部３０に出力される。
The
周波数チャネル分離部３０は、サブキャリア毎に分割された信号を、同期チャネルの信号、パイロットチャネルの信号およびデータチャネルの信号にそれぞれ分離する。このうち、パイロットチャネルの信号は、パイロットデスクランブリング部６０に出力され、データチャネルの信号は、データチャネル復調部８０に出力される。同期チャネル信号はFFT部、周波数チャネル分離部を介さず、受信RF部の出力である時間ドメインのベースバンドディジタル信号が直接入力される。データチャネル信号、同期チャネル信号が配置されている時間フレーム位置に関しては、制御信号によってあらかじめ通知されているものとする。
The frequency
サーチ部４０は、図３に示すように、受信ＲＦ部１０から出力される同期チャネルの信号を時間軸上でマッチトフィルタ受信（ＭＦ受信）して、各基地局との間のチャネルプロファイル（時間ドメイン）を求める（Ｓ３１）。制御部５０は、あらかじめ受信した制御信号により、データチャネル信号が配置されている時間フレーム位置を通知されているため、データチャネル信号の受信毎に最新のチャネルプロファイルをサーチ部において保持、更新させる。また制御部５０は、更新時の平均化パラメータの制御、およびチャネル推定部へのチャネルプロファイルの出力を制御する。
As shown in FIG. 3, the
これに対してサーチ部４０は、上記求めたチャネルプロファイルに基づいて、それ以前に求めて保持してあったチャネルプロファイルを更新し（Ｓ３２）、これをチャネル推定部７１に出力する。このように、サーチ部４０は、新たに求めたチャネルプロファイルで単純に上書きして出力するのではなく、更新前のチャネルプロファイルとの間で何らかの重み付け平均化処理を行って、チャネルプロファイルを更新する。このときの重み値は同期チャネルの配置された時間フレーム周期、またはドップラー周波数に依存して最適化することが可能であり、制御部５０により制御される。
On the other hand, the
パイロットデスクランブリング部６０は、パイロットチャネルの信号を、基地局において用いられるスクランブルパターンと逆のデスクランブリングパターンによってデスクランブルして、パイロット信号（周波数ドメイン）を求め、これをチャネル推定部７１に出力する。
The
チャネル推定部７１は、図３および図４に示すような処理を順次実施する。図４には、２つの例を挙げる。まず、チャネル推定部７１は、図４（ａ）に示すような、サーチ部４０から与えられたチャネルプロファイルに対して閾値処理を施して、図４（ｂ）に示すように、レベルが閾値以上の遅延パスだけが残るように、閾値を下回る信号をノイズまたは瞬時的なパスと見なしてゼロクリアし、この残った遅延パスが分布している時間幅のみのサンプリングデータ（時間ドメイン）をステップＳ３３により求める。
The
そして、チャネル推定部７１は、上記サンプリングデータから、図４（ｃ）に示すような周波数ドメイン信号に変換し、これを周波数ドメインでチャネル推定を行うためのフィルタとする（以下ではチャネル推定フィルタと呼ぶ）。チャネル推定部７１は、上記チャネル推定フィルタのタップ数を少なくするために、上記時間幅にHamming窓関数などの窓関数を掛ける処理を行い、この処理の結果にFFTを実施して周波数軸上の信号に変換して、チャネル推定フィルタを求める。（Ｓ３４）。
Then, the
さらにチャネル推定部７１は、パイロットデスクランブリング部６０が求めたパイロット信号（周波数ドメイン）に対して、上記チャネル推定フィルタを掛けるフィルタリング処理（畳み込み積分）を行い、ノイズが抑制され、パイロットサブキャリア間の補間処理が為されたチャネル推定値（周波数ドメイン）を得る（Ｓ３５）。
Further, the
図４に示したように、周波数軸上でタップ数が多いチャネル推定フィルタ（右）は、時間軸上では遅延パスの広がりが小さいチャネルを意味し、周波数軸上でタップ数が少ないチャネル推定フィルタ（左）は、時間軸上では遅延パスの広がりが大きいチャネルを意味する。すなわち、上記チャネル推定部７１によれば、遅延パスの広がりが変化するチャネルに対して、最適なチャネル推定フィルタを用いたフィルタリング処理を施してチャネル推定値を求めることができる。
As shown in FIG. 4, a channel estimation filter (right) with a large number of taps on the frequency axis means a channel with a small delay path spread on the time axis, and a channel estimation filter with a small number of taps on the frequency axis. (Left) means a channel having a large delay path on the time axis. That is, according to the
データチャネル復調部８０は、周波数チャネル分離部３０から出力されるデータチャネルの信号（周波数ドメイン）を、チャネル推定部７１で求めたチャネル推定値を用いてチャネル等価したのち（Ｓ３６）、制御部からあらかじめ通知された所定の復調方式で復調する。チャネルデコーディング部９０は、データチャネル復調部８０にて復調されたデータビット列をデコードし、当該移動局宛ての下りデータビット列（ＵＥ＃１）が得られる。
The
以上のように、上記構成の移動局では、チャネルプロファイルをFFTして周波数軸上のフィルタ（チャネル推定フィルタ）を作成し、これを周波数軸上のパイロット信号に適用して、チャネル推定値を求めるようにしている。したがって、上記構成の移動局によれば、１度のフーリエ変換だけで、チャネル推定値を求めることができ、低消費電力化を図ることができる。 As described above, in the mobile station having the above configuration, the channel profile is FFTed to create a filter on the frequency axis (channel estimation filter), and this is applied to the pilot signal on the frequency axis to obtain the channel estimation value. I am doing so. Therefore, according to the mobile station having the above configuration, the channel estimation value can be obtained by only one Fourier transform, and the power consumption can be reduced.
次に、この発明の第２の実施形態に係わる移動局について説明する。この移動局は、図２に示した第１の実施形態の移動局と比して、チャネル推定部７１に代わってチャネル推定部７２を備えた点を除き、ほぼ同様の構成から成る。このため、図２に示したような受信系の全体的な構成図を省略して説明する。
Next explained is a mobile station according to the second embodiment of the invention. Compared with the mobile station of the first embodiment shown in FIG. 2, this mobile station has substantially the same configuration except that a
第２の実施形態に係わる移動局は、第１の実施形態の移動局と同様に、サーチ部４０の出力であるチャネルプロファイルを使用してパイロットフィルタ（FIRフィルタ）を作成する。しかし、第２の実施形態に係わる移動局は、図２のチャネル推定部７１に代わってチャネル推定部７２を備え、閾値処理により求めたマルチパス分布から分布を定量的に表すパラメータを抽出し、そのパラメータに基づいて予めテーブルに用意しておいた複数のチャネル推定フィルタの中から一つを選択するという点で、第１の実施形態の移動局と異なっている。
Similar to the mobile station of the first embodiment, the mobile station according to the second embodiment creates a pilot filter (FIR filter) using the channel profile that is the output of the
図５に、サーチ部４０、チャネル推定部７２およびデータチャネル復調部８０でそれぞれ行う処理の詳細と、これらの処理とその結果の関係を示す。
サーチ部４０は、図５に示すように、同期チャネルの信号を時間軸上でマッチトフィルタ受信（ＭＦ受信）して、各基地局との間のチャネルプロファイル（時間ドメイン）を求める（Ｓ５１）。制御部５０は、最新のチャネルプロファイルをチャネル推定部に送るように、サーチ部を制御する。
FIG. 5 shows details of processing performed by
As shown in FIG. 5, the
これに対してサーチ部４０は、上記求めたチャネルプロファイルに基づいて、それ以前に求めて保持してあったチャネルプロファイルを更新し（Ｓ５２）、これをチャネル推定部７２に出力する。このように、サーチ部４０は、新たに求めたチャネルプロファイルで単純に上書きして出力するのではなく、更新前のチャネルプロファイルとの間で何らかの重み付け平均化処理を行って、チャネルプロファイルを更新する。このときの重み値は実施例1と同様に制御部５０によって制御される。
On the other hand, the
パイロットデスクランブリング部６０は、パイロットチャネルの信号を、基地局において用いられるスクランブルパターンと逆のデスクランブリングパターンによってデスクランブルして、パイロット信号（周波数ドメイン）を求め、これをチャネル推定部７２に出力する。
The
チャネル推定部７２は、図５および図６に示すような処理を順次実施する。図６には、２つの例を挙げる。すなわち、チャネル推定部７２は、図６（ａ）に示すような、サーチ部４０から与えられたチャネルプロファイルに対して閾値処理を施して、図６（ｂ）に示すように、閾値を下回る信号をノイズまたは瞬時的なパスと見なして遅延パスのサンプリングデータ（時間ドメイン信号）を求める（Ｓ５３）。
The
そして、チャネル推定部７２は、上記サンプリングデータから、マルチパス分布を定量的に表すパラメータを算出する（Ｓ５４）。ここで、パラメータの算出の一例としては、rms delay spreadをパラメータとして用いることができる。rms delay spreadは、マルチパスの広がりを定量的にあらわす指標のひとつであり、チャネル推定部７２が下式に基づく演算で求めるようにする。ここで、ａｋおよびτｋはそれぞれパスｋの振幅、遅延時間をそれぞれ表すものとする。
そして、チャネル推定部７２は、図６（ｃ）に示すように、算出したパラメータに基づいて、チャネル推定フィルタ選択処理（Ｓ５５）を実施し、予めテーブルに用意しておいた複数のフィルタ（Ａ）〜（Ｃ）（周波数ドメイン）の中から１つを選択する。
Then, as shown in FIG. 6C, the
フィルタ選択処理（Ｓ５５）でチャネル推定部７２は、時間軸上では遅延パスの広がりが大きいチャネルほど、フィルタ（Ａ）のような周波数軸上でタップ数が少ないものを選択し、一方、時間軸上で遅延パスの広がりが小さいチャネルほど、フィルタ（Ｃ）のような周波数軸上でタップ数が多いものを選択する。すなわち、上記フィルタ選択処理（Ｓ５５）によりチャネル推定部７２は、遅延パスの広がりが変化するチャネルに対して、最適なフィルタを選択する。
In the filter selection process (S55), the
さらにチャネル推定部７２は、パイロットデスクランブリング部６０が求めたパイロット信号（周波数ドメイン）に対して、選択した上記フィルタを掛けるフィルタリング処理（畳み込み積分）を行い、ノイズが抑制され、パイロットサブキャリア間の補間処理が為されたチャネル推定値（周波数ドメイン）を得る（Ｓ５６）。
Further, the
データチャネル復調部８０は、周波数チャネル分離部３０から出力されるデータチャネルの信号（周波数ドメイン）を、チャネル推定部７２で求めたチャネル推定値を用いてチャネル等価したのち（Ｓ５７）、所定の復調方式で復調する。チャネルデコーディング部９０は、データチャネル復調部８０にて復調されたデータビット列をデコードし、当該移動局宛ての下りデータビット列（ＵＥ＃１）が得られる。
The
以上のように、上記構成の移動局では、チャネルプロファイルに基づいてマルチパス分布を定量的に表すパラメータを算出し、予め準備した複数の異なる特性のフィルタのうち、上記算出したパラメータに応じたフィルタを周波数軸上のパイロット信号に適用して、チャネル推定値を求めるようにしている。
したがって、上記構成の移動局によれば、フィルタ選択まで１度もフーリエ変換を行わず、時間ドメインの処理だけを行ってチャネル推定フィルタを求め、周波数ドメインでチャネル推定値を求めることができるので、計算量が少なく、低消費電力化を図ることができる。
As described above, the mobile station configured as described above calculates a parameter that quantitatively represents the multipath distribution based on the channel profile, and selects a filter according to the calculated parameter from among a plurality of filters having different characteristics prepared in advance. Is applied to a pilot signal on the frequency axis to obtain a channel estimation value.
Therefore, according to the mobile station having the above configuration, the channel estimation filter can be obtained by performing only the time domain processing without performing the Fourier transform once until the filter selection, and the channel estimation value can be obtained in the frequency domain. The amount of calculation is small and low power consumption can be achieved.
次に、この発明の第３の実施形態に係わる移動局について説明する。図７は、この発明の第３の実施形態に係わる移動局の構成を示すものである。この図に示すように、この移動局は、受信ＲＦ部１０と、FFT(Fast Fourier Transform)部２０と、周波数チャネル分離部３１と、サーチ部４０と、制御部５０と、チャネル推定部７３と、データチャネル復調部８０と、チャネルデコーディング部９０とを備えている。また図８は、サーチ部４０、チャネル推定部７３およびデータチャネル復調部８０でそれぞれ行う処理の詳細と、これらの処理とその結果の関係を示すものである。
Next explained is a mobile station according to the third embodiment of the invention. FIG. 7 shows the configuration of a mobile station according to the third embodiment of the present invention. As shown in the figure, the mobile station includes a
基地局から送信された無線信号は、アンテナで受信され、受信ＲＦ部１０に出力される。受信された無線信号は、ダウンコンバータ及びアナログ−ディジタル変換器などを含む受信ＲＦ部１０によってベースバンドディジタル信号に変換される。
The radio signal transmitted from the base station is received by the antenna and output to the
FFT部２０は、上記ベースバンドディジタル信号を、高速フーリエ変換し、これにより時間領域の信号から周波数領域の信号、すなわちサブキャリア毎の信号に分割する。このようにしてサブキャリア毎に分割された信号は、周波数チャネル分離部３１に出力される。
The
周波数チャネル分離部３１は、サブキャリア毎に分割された信号からデータチャネルの信号を分離すし、データチャネル復調部８０に出力される。同期チャネル信号はFFT部、周波数チャネル分離部を介さず、受信RF部の出力である時間ドメインのベースバンドディジタル信号が直接入力される。データチャネル信号、同期チャネル信号が配置されている時間フレーム位置に関しては、制御信号によってあらかじめ通知されているものとする。
The frequency
サーチ部４０は、図８に示すように、同期チャネルの信号を時間軸上でマッチトフィルタ受信（ＭＦ受信）して、各基地局との間のチャネルプロファイル（時間ドメイン）を求める（Ｓ８１）。制御部５０は、あらかじめ受信した制御信号により、データチャネル信号が配置されている時間フレーム位置を通知されているため、データチャネル信号の受信毎に最新のチャネルプロファイルをチャネル推定部に送るように、サーチ部を制御する。 これに対してサーチ部４０は、上記求めたチャネルプロファイルに基づいて、それ以前に求めて保持してあったチャネルプロファイルを更新し（Ｓ８２）、これをチャネル推定部７３に出力する。このように、サーチ部４０は、新たに求めたチャネルプロファイルで単純に上書きして出力するのではなく、更新前のチャネルプロファイルとの間で何らかの重み付け平均化処理を行って、チャネルプロファイルを更新する。このときの重み値は同期チャネルの配置された時間フレーム周期、またはドップラー周波数に依存して最適化することが可能であり、制御部５０により制御される。
As shown in FIG. 8, the
チャネル推定部７３は、第１の実施形態のチャネル推定部７１や第２の実施形態のチャネル推定部７２と異なり、パイロット信号を用いず、サーチ部４０が出力するチャネルプロファイルのみに基づいてチャネル推定値を求める。すなわち、チャネル推定部７３は、上記チャネルプロファイル（時間ドメイン）をFFTして周波数軸信号に変換して、チャネル推定値（周波数ドメイン）を求める（Ｓ８３）。なお、この実施形態では、同期チャネル受信時とデータチャネル受信時でチャネルの変動が小さいこと、また、上記チャネルプロファイルが複素数表現されているものとする。
Unlike the
データチャネル復調部８０は、後に、周波数チャネル分離部３０から出力されるデータチャネルの信号（周波数ドメイン）を、チャネル推定部７３で求めたチャネル推定値を用いてチャネル等価したのち（Ｓ８４）、所定の復調方式で復調する。チャネルデコーディング部９０は、データチャネル復調部８０にて復調されたデータビット列をデコードし、当該移動局宛ての下りデータビット列（ＵＥ＃１）が得られる。
The
以上のように、上記構成の移動局では、チャネルプロファイルをFFTして、直接、チャネル推定値を求めるようにしている。したがって、上記構成の移動局によれば、１度のフーリエ変換だけで、チャネル推定値を求めることができ、低消費電力化を図ることができる。また、何らかの理由によりパイロット信号が使用できない場合（例えばパイロット信号が挿入されていない）であっても、チャネル推定を行うことができる。 As described above, in the mobile station having the above configuration, the channel profile is FFTed to directly obtain the channel estimation value. Therefore, according to the mobile station having the above configuration, the channel estimation value can be obtained by only one Fourier transform, and the power consumption can be reduced. Even if the pilot signal cannot be used for some reason (for example, no pilot signal is inserted), channel estimation can be performed.
次に、この発明の第４の実施形態に係わる移動局について説明する。この移動局は、図２に示した第１の実施形態の移動局と比して、チャネル推定部７１に代わってチャネル推定部７４を備えた点を除き、ほぼ同様の構成から成る。このため、図２に示したような受信系の全体的な構成図を省略して説明する。
Next explained is a mobile station according to the fourth embodiment of the invention. Compared with the mobile station according to the first embodiment shown in FIG. 2, this mobile station has substantially the same configuration except that a
第４の実施形態に係わる移動局は、サーチ部４０の出力であるチャネルプロファイルに閾値処理を施してマルチパス分布を求め、DFT(Discrete Fourier Transform)補間法の時間軸で適用するローパスフィルタ（LPF）の通過域特性を適応的に制御し、このLPFを時間軸信号に変換されたパイロット信号に適用し、さらにFFTを行って、チャネル推定値を求める。
The mobile station according to the fourth embodiment performs a threshold process on the channel profile output from the
図５に、サーチ部４０、チャネル推定部７４およびデータチャネル復調部８０でそれぞれ行う処理の詳細と、これらの処理とその結果の関係を示す。
サーチ部４０は、図９に示すように、同期チャネルの信号を時間軸上でマッチトフィルタ受信（ＭＦ受信）して、各基地局との間のチャネルプロファイル（時間ドメイン）を求める（Ｓ９１）。制御部５０は、あらかじめ受信した制御信号により、データチャネル信号が配置されている時間フレーム位置を通知されているため、データチャネル信号の受信毎に最新のチャネルプロファイルをチャネル推定部に送るように、サーチ部を制御する。
FIG. 5 shows details of processing performed by
As shown in FIG. 9, the
これに対してサーチ部４０は、上記求めたチャネルプロファイルに基づいて、それ以前に求めて保持してあったチャネルプロファイルを更新し（Ｓ９２）、これをチャネル推定部７４に出力する。このように、サーチ部４０は、新たに求めたチャネルプロファイルで単純に上書きして出力するのではなく、更新前のチャネルプロファイルとの間で何らかの重み付け平均化処理を行って、チャネルプロファイルを更新する。このときの重み値は同期チャネルの配置された時間フレーム周期、またはドップラー周波数に依存して最適化することが可能であり、制御部５０により制御される。
On the other hand, the
パイロットデスクランブリング部６０は、パイロットチャネルの信号を、基地局において用いられるスクランブルパターンと逆のデスクランブリングパターンによってデスクランブルして、パイロット信号（周波数ドメイン）を求め、これをチャネル推定部７４に出力する。
The
チャネル推定部７４は、図９および図１０に示すような処理を順次実施する。まず、チャネル推定部７４は、パイロットデスクランブリング部６０が求めたパイロット信号（周波数ドメイン）に対して、IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)を施して、時間軸信号に変換する（Ｓ９３）。
The
また、チャネル推定部７４は、サーチ部４０から与えられたチャネルプロファイルに対して閾値処理を施して、レベルが閾値以上の遅延パスだけが残るように、閾値を下回る信号をノイズまたは瞬時的なパスと見なしてゼロクリアし、この残った遅延パスが分布している時間幅（時間ドメイン）を求める（Ｓ９４）。
In addition, the
そして、チャネル推定部７４は、上記時間幅に基づいて、マルチパスが存在する時間幅のみを通過帯域とするLPFの特性を決定する（Ｓ９５）。図１０では、通過帯域特性を矩形として示しているが、このフィルタ形状はパス電力に応じた重み付けにより適応的に決定してもよい。
Then, based on the time width, the
さらにチャネル推定部７４は、Ｓ９３にて時間軸信号に変換したパイロット信号（時間ドメイン）に対して、Ｓ９５で決定したLPFを掛けるフィルタリング処理を行い、ノイズとエイリアスを抑制したパイロット信号（時間ドメイン）を得る（Ｓ９６）。そしてチャネル推定部７４は、ノイズとエイリアスを抑制したパイロット信号にFFTを行って、チャネル推定値（周波数ドメイン）を得る（Ｓ９７）。
Further, the
データチャネル復調部８０は、周波数チャネル分離部３０から出力されるデータチャネルの信号（周波数ドメイン）を、チャネル推定部７４で求めたチャネル推定値を用いてチャネル等価したのち（Ｓ９８）、所定の復調方式で復調する。チャネルデコーディング部９０は、データチャネル復調部８０にて復調されたデータビット列をデコードし、当該移動局宛ての下りデータビット列（ＵＥ＃１）が得られる。
The
以上のように、上記構成の移動局では、サーチ部４０の出力であるチャネルプロファイルに閾値処理を施してマルチパス分布を求め、DFT補間法の時間軸で適用するLPFの通過域特性を適応的に制御し、このLPFを時間軸信号に変換されたパイロット信号に適用し、さらにFFTを行って、チャネル推定値を求めるようにしている。
As described above, the mobile station configured as described above performs threshold processing on the channel profile output from the
従来のDFT補間法においても、同様にパイロット信号にIFFT変換を施し時間軸信号に変換する。しかし、従来のDFT補間法では、GI長を通過域としたLPFをかけてノイズ成分やエイリアス成分を除去するようにしたが、上記移動局では、このLPFの通過域をチャネルプロファイルを使って最適化するようにしているので、さらにチャネル推定精度を高めることができる。 In the conventional DFT interpolation method, the pilot signal is similarly subjected to IFFT conversion to be converted into a time axis signal. However, in the conventional DFT interpolation method, the LPF with the GI length as the passband is applied to remove the noise and alias components. However, the above mobile station uses the channel profile to optimize the LPF passband. Therefore, the channel estimation accuracy can be further increased.
なお、上記第１から第４の実施形態では、同期コードが基地局ごとに異なり、またデータチャネルも一つの基地局から送られることを前提として説明したが、同期コードが複数の基地局間で共通で、データチャネルが複数の基地局から同時に送信される場合には、移動局がマクロダイバーシチ受信する構成とすることに、同様に適用することができる。 The first to fourth embodiments have been described on the assumption that the synchronization code is different for each base station and the data channel is transmitted from one base station. In common, when data channels are transmitted simultaneously from a plurality of base stations, it can be similarly applied to a configuration in which a mobile station receives macro diversity.
この場合、制御部５０は、予め基地局から受信した制御信号により、基地局から基地局共通のデータチャネルの周波数、時間位置、および基地局毎に異なるデータチャネルの周波数、時間位置を予め認識しており、受信するデータチャネルが基地局共通か、あるいは基地局非共通かに応じて、各処理ルーチンの切り替えを行うようにする。
In this case, the
なお、この発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また上記実施形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって種々の発明を形成できる。また例えば、実施形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除した構成も考えられる。さらに、異なる実施形態に記載した構成要素を適宜組み合わせてもよい。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiment. Further, for example, a configuration in which some components are deleted from all the components shown in the embodiment is also conceivable. Furthermore, you may combine suitably the component described in different embodiment.
１０…受信ＲＦ部、２０…FFT部、３０，３１…周波数チャネル分離部、４０…サーチ部、５０…制御部、６０…パイロットデスクランブリング部、７１，７２，７３，７４…チャネル推定部、８０…データチャネル復調部、９０…チャネルデコーディング部。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記同期チャネルの信号から遅延パスの分布を示すチャネルプロファイルを検出する第１検出手段と、
この第１検出手段が検出したチャネルプロファイルのうち、閾値以上の遅延パスの分布を検出する第２検出手段と、
この第２検出手段が検出した遅延パスの分布を高速フーリエ変換する変換手段と、
この変換手段の変換結果に基づいて、前記パイロットチャネルの信号をフィルタリングしてチャネル推定を行うフィルタ手段と、
このフィルタ手段によるチャネル推定の結果に基づいて前記データチャネルの信号を等価して、復調を行う復調手段と
を具備することを特徴とする無線通信装置。 In a radio communication apparatus that receives radio signals in which a synchronization channel, a pilot channel, and a data channel are assigned to a plurality of subcarriers of the same frequency,
First detection means for detecting a channel profile indicating a delay path distribution from the signal of the synchronization channel;
Of the channel profiles detected by the first detection means, second detection means for detecting a distribution of delay paths that are equal to or greater than a threshold value;
Conversion means for performing a fast Fourier transform on the distribution of delay paths detected by the second detection means;
Filter means for performing channel estimation by filtering the pilot channel signal based on the conversion result of the conversion means;
A radio communication apparatus comprising demodulating means for performing demodulation by equalizing the signal of the data channel based on a result of channel estimation by the filter means.
前記変換手段は、前記窓関数手段によって窓関数が掛けられた遅延パスの分布を高速フーリエ変換することを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。 Furthermore, a window function means for multiplying the delay path distribution detected by the second detection means by a window function is provided,
2. The wireless communication apparatus according to claim 1, wherein the conversion unit performs a fast Fourier transform on the distribution of delay paths multiplied by the window function by the window function unit.
前記同期チャネルの信号から遅延パスの分布を示すチャネルプロファイルを検出する第１検出手段と、
この第１検出手段が検出したチャネルプロファイルのうち、閾値以上の遅延パスの分布を検出する第２検出手段と、
この第２検出手段が検出した遅延パスの分布を、定量的に示すパラメータを算出する第３検出手段と、
遅延パスの分布を定量的に示すパラメータに対応する、チャネル推定に用いるフィルタ特性を複数記憶する記憶手段と、
この記憶手段が記憶するフィルタ特性のうち、前記第３検出手段が算出したパラメータに対応するフィルタ特性に基づいて、前記パイロットチャネルの信号をフィルタリングしてチャネル推定を行うフィルタ手段と、
このフィルタ手段によるチャネル推定の結果に基づいて前記データチャネルの信号を等価して、復調を行う復調手段と
を具備することを特徴とする無線通信装置。 In a radio communication apparatus that receives radio signals in which a synchronization channel, a pilot channel, and a data channel are assigned to a plurality of subcarriers of the same frequency,
First detection means for detecting a channel profile indicating a delay path distribution from the signal of the synchronization channel;
Of the channel profiles detected by the first detection means, second detection means for detecting a distribution of delay paths that are equal to or greater than a threshold value;
Third detection means for calculating a parameter quantitatively indicating the distribution of the delay path detected by the second detection means;
Storage means for storing a plurality of filter characteristics used for channel estimation corresponding to parameters quantitatively indicating the distribution of delay paths;
Filter means for performing channel estimation by filtering a signal of the pilot channel based on a filter characteristic corresponding to the parameter calculated by the third detection means among the filter characteristics stored by the storage means;
A radio communication apparatus comprising demodulating means for performing demodulation by equalizing the signal of the data channel based on a result of channel estimation by the filter means.
前記同期チャネルの信号から遅延パスの分布を示すチャネルプロファイルを検出する第１検出手段と、
この第１検出手段が検出したチャネルプロファイルを高速フーリエ変換する変換手段と、
この変換手段の変換結果に基づいて前記データチャネルの信号を等価して、復調を行う復調手段と
を具備することを特徴とする無線通信装置。 In a radio communication apparatus that receives radio signals in which a synchronization channel, a pilot channel, and a data channel are assigned to a plurality of subcarriers of the same frequency,
First detection means for detecting a channel profile indicating a delay path distribution from the signal of the synchronization channel;
Conversion means for performing a fast Fourier transform on the channel profile detected by the first detection means;
A radio communication apparatus comprising demodulating means for performing demodulation by equalizing the signal of the data channel based on a conversion result of the converting means.
前記同期チャネルの信号から遅延パスの分布を示すチャネルプロファイルを検出する第１検出手段と、
この第１検出手段が検出したチャネルプロファイルのうち、閾値以上の遅延パスを検出する第２検出手段と、
この第２検出手段が検出した遅延パスを通過帯域とするローパスフィルタにより、前記パイロットチャネルの信号をフィルタリングしてチャネル推定を行うフィルタ手段と、
このフィルタ手段によるチャネル推定の結果を高速フーリエ変換する変換手段と、
この変換手段の変換結果に基づいて前記データチャネルの信号を等価して、復調を行う復調手段と
を具備することを特徴とする無線通信装置。 In a radio communication apparatus that receives radio signals in which a synchronization channel, a pilot channel, and a data channel are assigned to a plurality of subcarriers of the same frequency,
First detection means for detecting a channel profile indicating a delay path distribution from the signal of the synchronization channel;
Of the channel profiles detected by the first detection means, second detection means for detecting a delay path equal to or greater than a threshold value;
Filter means for performing channel estimation by filtering a signal of the pilot channel by a low-pass filter having a delay path detected by the second detection means as a passband;
Transform means for performing a fast Fourier transform on the result of channel estimation by the filter means;
A radio communication apparatus comprising demodulating means for performing demodulation by equalizing the signal of the data channel based on a conversion result of the converting means.
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| JP2006269969A JP2008092227A (en) | 2006-09-29 | 2006-09-29 | Wireless communication device |
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|---|---|---|---|---|
| WO2012043072A1 (en) * | 2010-09-29 | 2012-04-05 | シャープ株式会社 | Receiver apparatus, reception method and reception program |
| KR101468266B1 (en) * | 2008-06-26 | 2014-12-03 | 쿄세라 코포레이션 | Signal converter, wireless signal transmission system, and wireless signal reception system |
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2006
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| WO2012043072A1 (en) * | 2010-09-29 | 2012-04-05 | シャープ株式会社 | Receiver apparatus, reception method and reception program |
| JP2012074965A (en) * | 2010-09-29 | 2012-04-12 | Sharp Corp | Receiving apparatus, receiving method and receiving program |
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