JP4109556B2 - Ｏｆｄｍ信号の衝突位置検出装置、ｏｆｄｍ受信装置及びｏｆｄｍ信号の衝突位置検出方法及びｏｆｄｍ受信方法 - Google Patents
Ｏｆｄｍ信号の衝突位置検出装置、ｏｆｄｍ受信装置及びｏｆｄｍ信号の衝突位置検出方法及びｏｆｄｍ受信方法 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＯＦＤＭ信号の衝突位置検出装置、ＯＦＤＭ受信装置及びそれらの方法に関し、例えば周波数ホッピング方式のＯＦＤＭシステムに用いられるＯＦＤＭ受信装置に適用して好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
移動体通信システムにおいて、周波数ホッピングを適用したＯＦＤＭ方式が検討されている。周波数ホッピングを適用したＯＦＤＭシステムは、複数のセル間で異なるホッピングパターンを用いることにより、セル間の干渉を平均化して通信を行うようになっている。
【０００３】
つまり、図１０に示すような隣接する２つのセルＡ、Ｂを考えた場合、セルＡの基地局ＢＳＡ、セルＢの基地局ＢＳＢから、それぞれホッピングパターンの異なるＯＦＤＭ信号を送信する。通常、このホッピングパターンはセルＡとセルＢでランダムに決められているので、ある時点のあるサブキャリアで偶然衝突が生じる可能性がある。
【０００４】
これを図１１を用いて説明する。図１１は、セルＡの基地局ＢＳＡから送信された周波数ホッピングＯＦＤＭ信号と、セルＢの基地局ＢＳＢから送信された周波数ホッピングＯＦＤＭ信号を示すものである。縦軸の１単位はサブキャリアを示し、横軸の１単位は１バースト期間を示す。つまり、図中の１つの四角に１つのＯＦＤＭシンボルが配置されているものとする。
【０００５】
図１１からも分かるように、ある時点のあるサブキャリアでは偶然セルＡのＯＦＤＭ信号とセルＢのＯＦＤＭ信号が衝突する。衝突した時点のサブキャリアに配置されたデータシンボルは、図１２に示すように、他のデータシンボルと比較して受信品質が劣化する。
【０００６】
このように周波数ホッピングを適用したＯＦＤＭシステムでは，他セルからの干渉を受けたシンボルの品質が劣化するので、復号時に誤り訂正処理を行って品質が劣化しているシンボルのデータを正しい復号データに訂正する必要がある。
【０００７】
ここで通常の誤り訂正符号は、通信路は白色ガウス雑音の影響を受けるとの仮定のもと誤り訂正を行うようになっている。しかしながら、周波数ホッピングのＯＦＤＭのようなシステムでは通信路は白色ガウス雑音にならず、インパルス性の雑音が付加された状態になる。そのため、誤り訂正の性能が劣化してしまうという課題がある。
【０００８】
このようなインパルス性の雑音を受けた信号を正しく復号するために、受信品質の悪いシンボルは消失とみなして誤り訂正処理を行うリードソロモン符号のような符号もある。しかし、リードソロモン符号を用いた場合でも、受信品質の悪いシンボルを誤り訂正復号部に正しく通知することが必要となる。
【０００９】
このように周波数ホッピングＯＦＤＭ信号から誤り率特性の良い復号データを得るためには、衝突の生じているシンボルを正しく検出する必要がある。このようなシンボルを検出するための一つの方法として、特許文献１で開示されているような方法を適用することが考えられる。
【００１０】
特許文献１には、ＯＦＤＭ信号の特定サブキャリアに配置されたパイロット信号の状態を監視することにより妨害の生じているサブキャリアを検出し、検出結果に応じて誤り訂正処理時に消失訂正等の重み付け処理を行うことにより、妨害があった場合でも誤り率特性の良い復号データを得ようとするものである。
【００１１】
【特許文献１】
特開平１１−２５２０４０号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に記載されているような従来の妨害検出装置を用いて周波数ホッピングされたＯＦＤＭ信号における衝突位置を検出しようとしても、衝突が生じているデータシンボルの位置を検出することができない。これは、パイロット信号は、あくまで予め決められたサブキャリアに予め決められたタイミングで配置された信号であるが、データシンボルの衝突はパイロット信号からは予測できないサブキャリア及びタイミングで生じるものだからである。
【００１３】
そこでデータシンボルの受信品質を直接測定して品質の悪いシンボルを衝突が生じているシンボルとして検出する方法が考えられるが、データシンボルは既知信号ではないので、データシンボルの受信品質（例えばＳＩＲ（Signal to Interference Ratio））を測定することができない。
【００１４】
このように従来の周波数ホッピングを用いたＯＦＤＭシステムでは、衝突が生じているデータシンボルを的確に検出することができず、この結果復号データの誤り率特性が劣化する問題があった。さらにこのことは周波数ホッピングを用いたＯＦＤＭシステムに限らず、例えば周波数スケジューラを有するＯＦＤＭシステムなどでも起こり得る。すなわちこの種のＯＦＤＭシステムでは、セル毎に各サブキャリアの回線品質を測定し、回線品質の良いサブキャリアにデータシンボルを配置して送信することが考えられているが、このような場合でも、隣接セル間のあるサブキャリアで衝突が生じる可能性があり、復号データの誤り率特性劣化の原因となる。
【００１５】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、複数セル間で衝突しているデータシンボル位置を的確に検出することができるＯＦＤＭ信号の衝突位置検出装置及び方法を提供すると共に、検出された衝突位置情報を用いて誤り率特性の向上した復号データを得ることができるＯＦＤＭ受信装置及び方法を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため本発明のＯＦＤＭ信号の衝突位置検出装置は、複数のセルから送信されたＯＦＤＭ信号の衝突位置を検出するＯＦＤＭ信号の衝突位置検出装置であって、既知信号の受信電力を測定する既知信号測定手段と、データ信号の受信電力を測定するデータ信号測定手段と、測定した既知信号の受信電力に基づいてデータ信号の受信電力を予測するデータ信号予測手段と、データ信号予測手段によって予測したデータ信号の受信電力とデータ信号測定手段によった測定したデータ信号の受信電力とをサブキャリア毎に比較する電力比較手段と、比較結果に基づいて、予測したデータ信号受信電力に対して測定したデータ信号受信電力の変動の大きい位置を検出することにより、複数セル間で衝突しているデータシンボル位置を検出する衝突位置検出手段とを具備する構成を採る。
【００１７】
この構成によれば、既知信号測定手段では、複数セル間で衝突しないように配置されている既知信号に基づき複数セル間での衝突による干渉の影響が無い既知信号の受信電力が測定され、データ信号予測手段では、この既知信号の受信電力に基づき衝突が無かったときのデータ信号の受信電力が予測される。そして電力比較手段によって、実際のデータ信号の受信電力と衝突が無かったときのデータ信号の受信電力がサブキャリア毎に比較され、衝突位置検出手段によってその変動（差）の大きいデータシンボル位置が衝突位置として検出される。この結果、複数セル間で衝突の生じているデータシンボル位置、つまりサブキャリア及び時点を的確に検出することができる。
【００１８】
本発明のＯＦＤＭ信号の衝突位置検出装置は、衝突位置検出手段は、予測したデータ信号受信電力に対して測定したデータ信号受信電力が、プラス方向に第１の閾値よりも大きい場合、またはマイナス方向に第２の閾値よりも小さい場合に衝突を検出する構成を採る。
【００１９】
この構成によれば、衝突したデータシンボル間の位相が似ているときには第１の閾値により衝突が検出され、衝突したデータシンボルの位相が似ていないときには第２の閾値により衝突が検出されるので、どのような位相のデータシンボルが衝突しても洩れなくデータシンボルの衝突を検出することができるようになる。
【００２０】
本発明のＯＦＤＭ受信装置は、ＯＦＤＭ信号を受信して復調するＯＦＤＭ受信装置であって、既知信号の受信電力を測定する既知信号測定手段と、データ信号の受信電力を測定するデータ信号測定手段と、測定した既知信号の受信電力に基づいてデータ信号の受信電力を予測するデータ信号予測手段と、データ信号予測手段によって予測したデータ信号の受信電力とデータ信号測定手段によった測定したデータ信号の受信電力とをサブキャリア毎に比較する電力比較手段と、比較結果に基づいて、予測したデータ信号受信電力に対して測定したデータ信号受信電力の変動の大きい位置を検出することにより、複数セル間で衝突しているデータシンボル位置を検出する衝突位置検出手段と、受信ＯＦＤＭ信号に対して、衝突位置検出手段により衝突が検出された位置のデータシンボルの尤度を低くして、誤り訂正復号処理を施す誤り訂正復号手段とを具備する構成を採る。
【００２１】
この構成によれば、既知信号測定手段、データ信号測定手段、データ信号予測手段、電力比較手段及び衝突位置検出手段によって、複数セル間で衝突の生じているデータシンボル位置（サブキャリア、時点）が的確に検出される。そして誤り訂正復号手段が衝突の検出されたデータシンボルの尤度を低くして誤り訂正処理を行うので、誤り訂正処理からデータシンボルの衝突によるインパルス性の雑音を除外することができるようになるので、復号データの誤り率特性を向上させることができる。
【００２２】
本発明のＯＦＤＭ受信装置は、衝突位置検出手段は、上記変動の大きい位置を検出するにあたって閾値を用いると共に、上記構成に加えてさらに、誤り訂正復号手段により得られた復号データの誤り率を算出する誤り率算出手段と、誤り率算出結果に応じて衝突位置検出手段における閾値を変化させる閾値制御手段とを具備する構成を採る。
【００２３】
この構成によれば、閾値制御手段が閾値を小さくすれば衝突とみなされるデータシンボルが多くなり、反対に閾値を大きくすれば衝突とみなされるデータシンボルが少なくなる。この衝突とみなすデータシンボルの数は誤り率に大きな影響を及ぼすことになる。これを考慮して、閾値制御手段が誤り率算出結果に応じて閾値を適応的に変化させたことにより、最も良い誤り率特性が得られる最適閾値を用いて衝突が生じたデータシンボルを検出できるようになる。
【００２４】
本発明のＯＦＤＭ受信装置は、衝突位置検出手段は、前記変動の大きい位置を検出するにあたって閾値を用いると共に、上記構成に加えてさらに、受信ＯＦＤＭ信号の受信品質を検出する受信品質検出手段と、受信品質に対応付けられた閾値のデータが格納され、検出された受信品質に対応する閾値データを衝突位置検出手段に出力するテーブルとを具備する構成を採る。
【００２５】
この構成によれば、衝突位置検出手段には、テーブル手段から受信品質に応じた最適閾値が供給されるので、衝突位置検出手段では衝突位置を一段と的確に検出できるようになり、この結果誤り率特性を一段と向上させることができるようになる。
【００２６】
本発明のＯＦＤＭ受信装置は、衝突位置検出手段は、前記変動の大きい位置を検出するにあたって閾値を用い、上記構成に加えてさらに、誤り訂正復号手段により得られた復号データの誤り率を算出する誤り率算出手段と、受信ＯＦＤＭ信号の受信品質を検出する受信品質検出手段と、衝突位置検出手段における閾値を制御する閾値制御手段と、受信品質毎に、閾値と、閾値制御手段で制御された閾値を用いた場合の誤り率との関係を示す参照テーブルを作成するテーブル作成手段とを具備し、閾値制御手段によって、参照テーブルを参照して衝突位置検出手段における最適閾値を設定する構成を採る。
【００２７】
この構成によれば、テーブル作成手段において、受信品質毎に、閾値と当該閾値を用いたときの誤り率との関係を示す参照テーブルが随時更新されて作成され、閾値制御手段において、随時更新された参照テーブルを参照して衝突位置検出手段における最適閾値が設定されるので、衝突位置検出手段で用いられる閾値として一段と的確な最適閾値が設定される。この結果、一段と誤り率特性が向上する。
【００２８】
【発明の実施の形態】
本発明の骨子は、パイロットシンボルの受信電力から予測されるデータシンボルの受信電力と、データシンボルの実際の受信電力とを各サブキャリア及び各バースト期間毎に比較し、データシンボルの受信電力がパイロットシンボルの受信電力から予測される受信電力と比較して変動している場合には、そのデータシンボルは干渉がある（つまり隣接セル間で衝突している）とみなすことである。そして検出したデータシンボルを誤り訂正復号部に通知することにより、復号データの誤り率特性を向上させるようにしたことである。
【００２９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００３０】
（実施の形態１）
図１に、本発明の実施の形態１に係るＯＦＤＭ受信装置の構成を示す。ＯＦＤＭ受信装置１００は、周波数ホッピングされたＯＦＤＭ信号をアンテナＡＮで受信し、受信無線部（受信ＲＦ）１０１によってダウンコンバートやアナログディジタル変換処理等の無線受信処理を施した後、高速フーリエ変換回路（ＦＦＴ）１０２に送出する。ＦＦＴ１０２は、入力信号に対して高速フーリエ変換処理を施すことにより各サブキャリアに重畳されたシンボルを得、これを誤り訂正復号部１０３、パイロット受信電力測定部１０４及びデータ部受信電力測定部１０５に送出する。
【００３１】
パイロット受信電力測定部１０４は、所定サブキャリアに所定のタイミングで重畳されたパイロットシンボルの受信電力を測定することにより、各サブキャリアのパイロットシンボルの受信電力を測定する。因みに、パイロットシンボルは、データシンボルとは異なり、隣接セル間で衝突が生じないような位置に配置されているので、パイロット受信電力測定部１０４では、隣接セル間での干渉の影響の無いシンボルの受信電力が測定される。
【００３２】
データ部受信電力予測部１０６は、パイロットシンボルとデータシンボルとのパワー比情報に基づいて、干渉（衝突）の無い状態でのデータシンボルの受信電力を予測し、予測結果を電力比較部１０７に送出する。ここで一般にパイロットシンボルはデータシンボルと比較して大きな電力で送信されており、そのパワー比は決まった値となっている。ＯＦＤＭ受信装置１００はそのパワー比情報をメモリ（図示せず）に記憶している。例えばパイロットシンボルとデータシンボルとのパワー比が２：１の場合、データ部受信電力予測部１０６は、パイロット受信電力測定部１０４の測定結果に１／２を乗じてデータシンボルの予測受信電力として出力する。
【００３３】
データ部受信電力測定部１０５は、実際に受信したデータシンボルの受信電力をサブキャリア及びバースト期間毎に測定し、測定結果を電力比較部１０７に送出する。
【００３４】
電力比較部１０７は、データ部受信電力予測部１０６によって予測したデータシンボルの受信電力とデータ部受信電力測定部１０５によって測定した実際のデータシンボルの受信電力とをサブキャリア毎に比較し、比較結果を衝突位置検出部１０８に送出する。実際には、対応するサブキャリア及びバースト期間毎に、データ部受信電力予測部１０６による予測結果とデータ部受信電力測定部１０５による測定結果との差分を算出し、この差分を衝突位置検出部１０８に送出する。
【００３５】
衝突位置検出部１０８は、電力比較部１０７からの差分値を基に、パイロット信号から予測したデータ信号受信電力に対して、実際に測定したデータ信号受信電力の変動の大きい位置（つまり差分値の大きい位置）を検出することにより、複数セル間で衝突しているデータシンボル位置を検出する。
【００３６】
因みに、衝突位置検出部１０８は、ホッピングパターン情報で示される位置（サブキャリア及びバースト期間：例えば図１１のセルＡの位置）でのみ検出処理を行う。このホッピングパターンは自局の所属するセルの基地局から前もって通知されている。衝突位置検出部１０８は、データシンボルの衝突位置を検出すると、これを衝突位置情報として誤り訂正復号部１０３に送出する。
【００３７】
この実施の形態の場合、衝突位置検出部は１０８、２つの閾値Ｘ１、Ｘ２を用いて閾値判定を行うことで、衝突位置を検出するようになされている。ここで図２に示すように、第１の閾値Ｘ１は衝突による電力の増加を考慮したプラス方向の閾値であり、一方図３に示すように、第２の閾値Ｘ２は衝突による電力の減少を考慮したマイナス方向の閾値である。
【００３８】
図４に示すように、自セル信号に対して似通った位相の他セル信号が衝突した場合には、パイロットシンボルから予測されるデータシンボルの受信電力よりも、実際に測定したデータシンボルの受信電力の方が大きくなる。つまり、このような場合は、衝突によって受信電力が増加する。一方、図５に示すように、自セル信号に対して逆位相に近い他セル信号が衝突した場合には、パイロットシンボルから予測されるデータシンボルの受信電力よりも、実際に測定したデータシンボルの受信電力の方が小さくなる。つまり、このような場合は、衝突によって受信電力が減少する。
【００３９】
このことを考慮して、この実施の形態では、衝突位置検出部１０８によって、パイロットシンボルから予測したデータシンボル受信電力に対して実際に測定しデータシンボルの受信電力がプラス方向に第１の閾値Ｘ１よりも大きい場合、またはマイナス方向に第２の閾値Ｘ２よりも小さい場合に衝突であることを検出するようになされている。これにより、どのような位相のデータシンボルが衝突しても洩れなくデータシンボルの衝突を検出することができるようになる。
【００４０】
誤り訂正復号部１０３は、データシンボルに対して誤り訂正処理を施しながら復号処理を行うことにより、復号データを得る。この際、衝突位置検出部１０８により衝突が検出された位置のデータシンボルの尤度を低くして、誤り訂正復号処理を施す。例えばリードソロモン符号を用いた誤り訂正を行う場合には、衝突が検出されたデータシンボルを消失とみなして誤り訂正処理を行う。これにより、誤り訂正処理からデータシンボルの衝突によるインパルス性の雑音を除外することができるようになるので、復号データの誤り率特性を向上させることができる。
【００４１】
かくして以上の構成によれば、パイロットシンボルの受信電力に基づいてデータシンボルの受信電力を予測し、この予測値と実際のデータシンボルの受信電力との差が大きい場合にそのホッピング位置のデータシンボルが他セルのデータシンボルと衝突しているとしたことにより、複数セル間で衝突の生じているデータシンボルを的確に検出することができる。
【００４２】
また衝突の生じているデータシンボルを誤り訂正復号部１０３に通知し、誤り訂正復号部１０３で通知されたデータシンボルの尤度を低くした誤り訂正処理を行うようにしたことにより、復号データの誤り率特性を向上させることができる。
【００４３】
なおこの実施の形態では、第１及び第２の閾値Ｘ１、Ｘ２を用い、予測したデータシンボルの受信電力に対して測定したデータシンボルの受信電力が、プラス方向に第１の閾値Ｘ１よりも大きい場合、またはマイナス方向に第２の閾値Ｘ２よりも小さい場合に衝突を検出する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、単純に、予測値に対して実測値が変動したと見なす閾値ｘを決めておいて、ｘ［ｄＢ］よりも多く変動したときには衝突があったとみなすようにしてもよい。これは、後述する実施の形態２〜４についても同様である。
【００４４】
またこの実施の形態では、衝突位置検出部１０８で検出した衝突の生じているデータシンボルの情報を誤り訂正復号部１０３に通知し、誤り訂正復号部１０３での誤り率特性を向上させる場合について述べたが、衝突位置検出部１０８で検出した衝突の生じているデータシンボル情報の用途はこれに限らない。例えば検出したデータシンボル情報を再送要求のための情報として用いてもよく、種々の用途に用いることができる。
【００４５】
つまり、既知信号測定手段としてのパイロット受信電力測定部１０４と、データ信号測定手段としてのデータ部受信電力測定部１０５と、データ信号予測手段としてのデータ部受信電力予測部１０６と、電力比較手段としての電力比較部１０７と、衝突位置検出手段としての衝突位置検出部１０８とを具備する衝突位置検出装置を用いれば、衝突が生じているデータシンボルの位置を的確に検出することができるようになる。
【００４６】
さらにこの実施の形態では、周波数ホッピング方式を用いたＯＦＤＭシステムに本発明を適用した場合につい述べたが、本発明はこれに限らず、例えば周波数スケジューラを有するＯＦＤＭシステム等、複数セル間でデータシンボルの配置されたサブキャリアが衝突する可能性のあるＯＦＤＭシステムに広く適用することができる。
【００４７】
（実施の形態２）
図１との対応部分に同一符号を付して示す図６に、実施の形態２に係るＯＦＤＭ受信装置の構成を示す。ＯＦＤＭ受信装置２００は、復号データの誤り率を算出する誤り率算出部２０１と、誤り率に応じて衝突位置検出部１０８での閾値を変化させる閾値制御部２０２を有することを除いて、実施の形態１のＯＦＤＭ受信装置１００と同様の構成でなる。
【００４８】
誤り率算出部２０１は、誤り訂正復号部１０３から出力された復号データの誤り率を算出し、算出した誤り率を閾値制御部２０２に送出する。閾値制御部２０２は誤り率に応じて衝突位置検出部１０８で用いる閾値を変化させる。これにより、この実施の形態のＯＦＤＭ受信装置２００においては、誤り率特性が最も良くなる閾値を用いることができるようになる。
【００４９】
具体的には、閾値制御部２０２は誤り率を監視しながら閾値を適応的に変化させることで、誤り率特性が最も良くなるような最適値に閾値を収束させて衝突位置検出部１０８に供給する。
【００５０】
ここで衝突位置検出部１０８で用いる閾値ｘには、最も性能（誤り率特性）を良くする値が存在する。なぜなら、閾値ｘが大きすぎると衝突とみなされるデータシンボルが少なくなり消失による誤り訂正の性能向上効果が少なるため、性能が劣化する。反対に、閾値ｘが小さすぎると衝突とみなされるデータシンボルが多くなってほとんどすべてのシンボルが消失と見なされてしまうため、性能が劣化するからである。
【００５１】
かくしてこの実施の形態によれば、実施の形態１の構成に加えて、衝突位置検出部１０８で用いる閾値を最適値に制御する閾値制御部２０２を設けたことにより、実施の形態１の効果に加えて、復号データの誤り率特性を一段と向上させることができるＯＦＤＭ受信装置２００を実現できる。
【００５２】
（実施の形態３）
図１との対応部分に同一符号を付して示す図７に、実施の形態３に係るＯＦＤＭ受信装置の構成を示す。ＯＦＤＭ受信装置３００は、受信品質検出手段として受信したＯＦＤＭ信号の平均ＳＩＲ（Signal to Interference Ratio）を検出する受信平均ＳＩＲ検出部３０１と、受信品質に対応付けられた閾値のデータが格納され、検出された受信品質に対応する閾値データを衝突位置検出部１０８に出力するテーブル部３０２とを有することを除いて、実施の形態１のＯＦＤＭ受信装置１００と同様の構成でなる。
【００５３】
受信平均ＳＩＲ検出部３０１は、パイロットシンボルに基づいてＳＩＲを検出し、例えば１スロット期間でのＳＩＲの平均値を算出することで、受信ＯＦＤＭ信号の受信品質を検出する。検出された受信品質はテーブル部３０２に送出される。
【００５４】
テーブル部３０２には、例えば図８に示すように、所定のＳＩＲ（図８では説明を簡単化するために、ＳＩＲが１５［ｄＢ］と１０［ｄＢ］のみを示す）毎に、そのＳＩＲに最適な閾値データｔｈ１、ｔｈ２が格納されている。テーブル部３０２は、受信平均ＳＩＲ検出部３０１から出力されたＳＩＲに最も近いＳＩＲの最適閾値ｔｈ１、ｔｈ２を衝突位置検出部１０８に送出する。
【００５５】
図８を簡単に説明すると、ＳＩＲが良い（図中１５［ｄＢ］）ほど干渉による受信信号の変動は小さいはずであり、この場合には最適閾値ｔｈ１は比較的小さい値となる。これに対して、ＳＩＲが悪い（図中１０［ｄＢ］）ほど干渉による受信信号の変動が大きくなるので、この場合には最適閾値ｔｈ２は比較的大きな値となる。
【００５６】
このようにこの実施の形態では、受信品質によって、衝突位置検出部１０８で用いる最適閾値が異なることに着目して、受信品質に応じた最適閾値を格納したテーブル部３０２を設けるようになされている。
【００５７】
ここで図８からも分かるように、最適閾値ｔｈ１、ｔｈ２よりも閾値を小さくしていくと衝突が検出されるデータシンボルが多くなり、最適閾値ｔｈ１、ｔｈ２よりも大きくしていくと衝突が検出されるデータシンボルが少なくなり、いずれの場合も誤り率特性は劣化していく。因みに、閾値を無限大に設定した場合が衝突を全く考えない、従来の一般的な処理に相当する。
【００５８】
かくしてこの実施の形態によれば、実施の形態１の構成に加えて、受信品質を検出する受信平均ＳＩＲ検出部３０１を設けると共に、受信品質に応じた最適閾値を格納したテーブル部３０２を設け、受信品質に応じてテーブル部３０２から出力された最適閾値を衝突位置検出部１０８で用いるようにしたことにより、実施の形態１の効果に加えて、復号データの誤り率特性を一段と向上させることができるＯＦＤＭ受信装置３００を実現できる。
【００５９】
（実施の形態４）
図１との対応部分に同一符号を付して示す図９に、実施の形態４に係るＯＦＤＭ受信装置の構成を示す。ＯＦＤＭ受信装置４００は、受信品質検出手段として、受信したＯＦＤＭ信号の平均ＳＩＲ（Signal to Interference Ratio）を検出する受信平均ＳＩＲ検出部４０１と、テーブル作成部４０２と、誤り率算出部４０３と、閾値制御部４０４とを有することを除いて、実施の形態１のＯＦＤＭ受信装置１００と同様の構成でなる。
【００６０】
受信平均ＳＩＲ検出部４０１は、パイロットシンボルに基づいてＳＩＲを検出し、例えば１スロット期間でのＳＩＲの平均値を算出することで、受信ＯＦＤＭ信号の受信品質を検出する。検出された受信品質はテーブル作成部４０２に送出される。
【００６１】
テーブル作成部４０２は、受信品質（この実施の形態の場合、平均ＳＩＲ）毎に、閾値制御部４０４から入力された閾値と、誤り率算出部４０３で算出された誤り率との関係を示す参照テーブルを作成する。またテーブル作成部４０２は、作成した参照テーブルのデータのうち、受信平均ＳＩＲ検出部４０１で検出したＳＩＲに対応するデータを閾値制御部４０４に供給する。
【００６２】
閾値制御部４０４は、テーブル作成部４０２から入力された参照データを参照して、最適閾値を見つけ、それを衝突位置検出部１０８に送出する。具体的には、テーブル作成部４０２では、図８に示すような受信品質毎の特性曲線を示すデータが収集され、閾値制御部４０４では、受信品質に応じたデータを受け取って最適閾値ｔｈ１、ｔｈ２を見つけて衝突位置検出部１０８に送出する。
【００６３】
つまり、実施の形態３との違いは、実施の形態３ではテーブル部３０２に予め受信品質毎に最適閾値を格納したのに対して、この実施の形態では、テーブル作成部４０２が順次データを更新しながら、図８のような特性曲線を作成する点である。これにより、実際の閾値と誤り率との関係から、より適切な最適閾値を設定できるようになり、一段と誤り率特性を向上させることができる。
【００６４】
かくしてこの実施の形態によれば、実施の形態１の構成に加えて、受信品質を検出する受信平均ＳＩＲ検出部４０１と、閾値制御部４０４と、誤り率算出部４０３と、受信品質毎に、閾値と閾値制御部４０４で制御された閾値を用いた場合の誤り率との関係を示す参照テーブルを作成するテーブル作成部４０２とを設け、閾値制御部４０４によって、随時更新される参照テーブルを参照して衝突位置検出部１０８における最適閾値を設定するようにしたことにより、実施の形態３よりも一段と誤り率特性を向上し得るＯＦＤＭ受信装置を実現できる。
【００６５】
なお上述した実施の形態３、４では、受信品質として平均ＳＩＲを検出する場合について述べたが、例えばＣＩＲ（Carrier to Interference Ratio）等を検出してもよく、検出する受信品質はＳＩＲに限らない。また実施の形態３のテーブル部３０２には、ＳＩＲに応じた最適閾値を格納したがこれに限らず、要は受信品質に応じた最適閾値を格納すればよい。同様に、実施の形態４のテーブル作成部４０２では、所定のＳＩＲ毎に、閾値と誤り率とを関連付けたテーブルを作成する場合について述べたが、ＳＩＲに限らず、要は、受信品質毎に、閾値と誤り率との対応関係が関連付けられているようなテーブルを作成すればよい。
【００６６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、既知信号の受信電力から予測されるデータ信号の受信電力と、データ信号の実際の受信電力とを各サブキャリア及び各バースト期間毎に比較し、データ信号の受信電力がパイロット信号の受信電力から予測される受信電力と比較して変動している場合には、そのデータ信号は複数セル間で衝突しているとみなすようにしたことにより、複数セル間で衝突しているデータ信号位置を的確に検出することができる衝突位置検出装置を実現できる。
【００６７】
また衝突位置検出装置によって検出したデータシンボルを誤り訂正復号部に通知し、誤り訂正復号部において、衝突位置検出部により衝突が検出された位置のデータシンボルの尤度を低くして誤り訂正復号処理を施すようにしたことにより、復号データの誤り率特性を向上し得るＯＦＤＭ受信装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係るＯＦＤＭ受信装置の構成を示すブロック図
【図２】衝突によって受信電力が増加したデータシンボルを検出するための閾値Ｘ１の説明に供する図
【図３】衝突によって受信電力が減少したデータシンボルを検出するための閾値Ｘ２の説明に供する図
【図４】衝突によって受信電力が増加する場合のセル間での位相関係を示す図
【図５】衝突によって受信電力が減少する場合のセル間での位相関係を示す図
【図６】実施の形態２のＯＦＤＭ受信装置の構成を示すブロック図
【図７】実施の形態３のＯＦＤＭ受信装置の構成を示すブロック図
【図８】ＳＩＲ毎の、閾値と誤り率との関係を示す特性曲線図
【図９】実施の形態４のＯＦＤＭ受信装置の構成を示すブロック図
【図１０】隣接セルを示す図
【図１１】周波数ホッピングＯＦＤＭ信号のデータシンボルの衝突の説明に供する図
【図１２】衝突によるデータシンボルの品質劣化の様子を示す図
【符号の説明】
１００、２００、３００、４００ ＯＦＤＭ受信装置
１０３ 誤り訂正復号部
１０４ パイロット受信電力測定部
１０５ データ部受信電力測定部
１０６ データ部受信電力予測部
１０７ 電力比較部
１０８ 衝突位置検出部
２０１、４０３ 誤り率算出部
２０２、４０４ 閾値制御部
３０１、４０１ 受信平均ＳＩＲ検出部
３０２ テーブル部
４０２ テーブル作成部
【発明の属する技術分野】
本発明はＯＦＤＭ信号の衝突位置検出装置、ＯＦＤＭ受信装置及びそれらの方法に関し、例えば周波数ホッピング方式のＯＦＤＭシステムに用いられるＯＦＤＭ受信装置に適用して好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
移動体通信システムにおいて、周波数ホッピングを適用したＯＦＤＭ方式が検討されている。周波数ホッピングを適用したＯＦＤＭシステムは、複数のセル間で異なるホッピングパターンを用いることにより、セル間の干渉を平均化して通信を行うようになっている。
【０００３】
つまり、図１０に示すような隣接する２つのセルＡ、Ｂを考えた場合、セルＡの基地局ＢＳＡ、セルＢの基地局ＢＳＢから、それぞれホッピングパターンの異なるＯＦＤＭ信号を送信する。通常、このホッピングパターンはセルＡとセルＢでランダムに決められているので、ある時点のあるサブキャリアで偶然衝突が生じる可能性がある。
【０００４】
これを図１１を用いて説明する。図１１は、セルＡの基地局ＢＳＡから送信された周波数ホッピングＯＦＤＭ信号と、セルＢの基地局ＢＳＢから送信された周波数ホッピングＯＦＤＭ信号を示すものである。縦軸の１単位はサブキャリアを示し、横軸の１単位は１バースト期間を示す。つまり、図中の１つの四角に１つのＯＦＤＭシンボルが配置されているものとする。
【０００５】
図１１からも分かるように、ある時点のあるサブキャリアでは偶然セルＡのＯＦＤＭ信号とセルＢのＯＦＤＭ信号が衝突する。衝突した時点のサブキャリアに配置されたデータシンボルは、図１２に示すように、他のデータシンボルと比較して受信品質が劣化する。
【０００６】
このように周波数ホッピングを適用したＯＦＤＭシステムでは，他セルからの干渉を受けたシンボルの品質が劣化するので、復号時に誤り訂正処理を行って品質が劣化しているシンボルのデータを正しい復号データに訂正する必要がある。
【０００７】
ここで通常の誤り訂正符号は、通信路は白色ガウス雑音の影響を受けるとの仮定のもと誤り訂正を行うようになっている。しかしながら、周波数ホッピングのＯＦＤＭのようなシステムでは通信路は白色ガウス雑音にならず、インパルス性の雑音が付加された状態になる。そのため、誤り訂正の性能が劣化してしまうという課題がある。
【０００８】
このようなインパルス性の雑音を受けた信号を正しく復号するために、受信品質の悪いシンボルは消失とみなして誤り訂正処理を行うリードソロモン符号のような符号もある。しかし、リードソロモン符号を用いた場合でも、受信品質の悪いシンボルを誤り訂正復号部に正しく通知することが必要となる。
【０００９】
このように周波数ホッピングＯＦＤＭ信号から誤り率特性の良い復号データを得るためには、衝突の生じているシンボルを正しく検出する必要がある。このようなシンボルを検出するための一つの方法として、特許文献１で開示されているような方法を適用することが考えられる。
【００１０】
特許文献１には、ＯＦＤＭ信号の特定サブキャリアに配置されたパイロット信号の状態を監視することにより妨害の生じているサブキャリアを検出し、検出結果に応じて誤り訂正処理時に消失訂正等の重み付け処理を行うことにより、妨害があった場合でも誤り率特性の良い復号データを得ようとするものである。
【００１１】
【特許文献１】
特開平１１−２５２０４０号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に記載されているような従来の妨害検出装置を用いて周波数ホッピングされたＯＦＤＭ信号における衝突位置を検出しようとしても、衝突が生じているデータシンボルの位置を検出することができない。これは、パイロット信号は、あくまで予め決められたサブキャリアに予め決められたタイミングで配置された信号であるが、データシンボルの衝突はパイロット信号からは予測できないサブキャリア及びタイミングで生じるものだからである。
【００１３】
そこでデータシンボルの受信品質を直接測定して品質の悪いシンボルを衝突が生じているシンボルとして検出する方法が考えられるが、データシンボルは既知信号ではないので、データシンボルの受信品質（例えばＳＩＲ（Signal to Interference Ratio））を測定することができない。
【００１４】
このように従来の周波数ホッピングを用いたＯＦＤＭシステムでは、衝突が生じているデータシンボルを的確に検出することができず、この結果復号データの誤り率特性が劣化する問題があった。さらにこのことは周波数ホッピングを用いたＯＦＤＭシステムに限らず、例えば周波数スケジューラを有するＯＦＤＭシステムなどでも起こり得る。すなわちこの種のＯＦＤＭシステムでは、セル毎に各サブキャリアの回線品質を測定し、回線品質の良いサブキャリアにデータシンボルを配置して送信することが考えられているが、このような場合でも、隣接セル間のあるサブキャリアで衝突が生じる可能性があり、復号データの誤り率特性劣化の原因となる。
【００１５】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、複数セル間で衝突しているデータシンボル位置を的確に検出することができるＯＦＤＭ信号の衝突位置検出装置及び方法を提供すると共に、検出された衝突位置情報を用いて誤り率特性の向上した復号データを得ることができるＯＦＤＭ受信装置及び方法を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため本発明のＯＦＤＭ信号の衝突位置検出装置は、複数のセルから送信されたＯＦＤＭ信号の衝突位置を検出するＯＦＤＭ信号の衝突位置検出装置であって、既知信号の受信電力を測定する既知信号測定手段と、データ信号の受信電力を測定するデータ信号測定手段と、測定した既知信号の受信電力に基づいてデータ信号の受信電力を予測するデータ信号予測手段と、データ信号予測手段によって予測したデータ信号の受信電力とデータ信号測定手段によった測定したデータ信号の受信電力とをサブキャリア毎に比較する電力比較手段と、比較結果に基づいて、予測したデータ信号受信電力に対して測定したデータ信号受信電力の変動の大きい位置を検出することにより、複数セル間で衝突しているデータシンボル位置を検出する衝突位置検出手段とを具備する構成を採る。
【００１７】
この構成によれば、既知信号測定手段では、複数セル間で衝突しないように配置されている既知信号に基づき複数セル間での衝突による干渉の影響が無い既知信号の受信電力が測定され、データ信号予測手段では、この既知信号の受信電力に基づき衝突が無かったときのデータ信号の受信電力が予測される。そして電力比較手段によって、実際のデータ信号の受信電力と衝突が無かったときのデータ信号の受信電力がサブキャリア毎に比較され、衝突位置検出手段によってその変動（差）の大きいデータシンボル位置が衝突位置として検出される。この結果、複数セル間で衝突の生じているデータシンボル位置、つまりサブキャリア及び時点を的確に検出することができる。
【００１８】
本発明のＯＦＤＭ信号の衝突位置検出装置は、衝突位置検出手段は、予測したデータ信号受信電力に対して測定したデータ信号受信電力が、プラス方向に第１の閾値よりも大きい場合、またはマイナス方向に第２の閾値よりも小さい場合に衝突を検出する構成を採る。
【００１９】
この構成によれば、衝突したデータシンボル間の位相が似ているときには第１の閾値により衝突が検出され、衝突したデータシンボルの位相が似ていないときには第２の閾値により衝突が検出されるので、どのような位相のデータシンボルが衝突しても洩れなくデータシンボルの衝突を検出することができるようになる。
【００２０】
本発明のＯＦＤＭ受信装置は、ＯＦＤＭ信号を受信して復調するＯＦＤＭ受信装置であって、既知信号の受信電力を測定する既知信号測定手段と、データ信号の受信電力を測定するデータ信号測定手段と、測定した既知信号の受信電力に基づいてデータ信号の受信電力を予測するデータ信号予測手段と、データ信号予測手段によって予測したデータ信号の受信電力とデータ信号測定手段によった測定したデータ信号の受信電力とをサブキャリア毎に比較する電力比較手段と、比較結果に基づいて、予測したデータ信号受信電力に対して測定したデータ信号受信電力の変動の大きい位置を検出することにより、複数セル間で衝突しているデータシンボル位置を検出する衝突位置検出手段と、受信ＯＦＤＭ信号に対して、衝突位置検出手段により衝突が検出された位置のデータシンボルの尤度を低くして、誤り訂正復号処理を施す誤り訂正復号手段とを具備する構成を採る。
【００２１】
この構成によれば、既知信号測定手段、データ信号測定手段、データ信号予測手段、電力比較手段及び衝突位置検出手段によって、複数セル間で衝突の生じているデータシンボル位置（サブキャリア、時点）が的確に検出される。そして誤り訂正復号手段が衝突の検出されたデータシンボルの尤度を低くして誤り訂正処理を行うので、誤り訂正処理からデータシンボルの衝突によるインパルス性の雑音を除外することができるようになるので、復号データの誤り率特性を向上させることができる。
【００２２】
本発明のＯＦＤＭ受信装置は、衝突位置検出手段は、上記変動の大きい位置を検出するにあたって閾値を用いると共に、上記構成に加えてさらに、誤り訂正復号手段により得られた復号データの誤り率を算出する誤り率算出手段と、誤り率算出結果に応じて衝突位置検出手段における閾値を変化させる閾値制御手段とを具備する構成を採る。
【００２３】
この構成によれば、閾値制御手段が閾値を小さくすれば衝突とみなされるデータシンボルが多くなり、反対に閾値を大きくすれば衝突とみなされるデータシンボルが少なくなる。この衝突とみなすデータシンボルの数は誤り率に大きな影響を及ぼすことになる。これを考慮して、閾値制御手段が誤り率算出結果に応じて閾値を適応的に変化させたことにより、最も良い誤り率特性が得られる最適閾値を用いて衝突が生じたデータシンボルを検出できるようになる。
【００２４】
本発明のＯＦＤＭ受信装置は、衝突位置検出手段は、前記変動の大きい位置を検出するにあたって閾値を用いると共に、上記構成に加えてさらに、受信ＯＦＤＭ信号の受信品質を検出する受信品質検出手段と、受信品質に対応付けられた閾値のデータが格納され、検出された受信品質に対応する閾値データを衝突位置検出手段に出力するテーブルとを具備する構成を採る。
【００２５】
この構成によれば、衝突位置検出手段には、テーブル手段から受信品質に応じた最適閾値が供給されるので、衝突位置検出手段では衝突位置を一段と的確に検出できるようになり、この結果誤り率特性を一段と向上させることができるようになる。
【００２６】
本発明のＯＦＤＭ受信装置は、衝突位置検出手段は、前記変動の大きい位置を検出するにあたって閾値を用い、上記構成に加えてさらに、誤り訂正復号手段により得られた復号データの誤り率を算出する誤り率算出手段と、受信ＯＦＤＭ信号の受信品質を検出する受信品質検出手段と、衝突位置検出手段における閾値を制御する閾値制御手段と、受信品質毎に、閾値と、閾値制御手段で制御された閾値を用いた場合の誤り率との関係を示す参照テーブルを作成するテーブル作成手段とを具備し、閾値制御手段によって、参照テーブルを参照して衝突位置検出手段における最適閾値を設定する構成を採る。
【００２７】
この構成によれば、テーブル作成手段において、受信品質毎に、閾値と当該閾値を用いたときの誤り率との関係を示す参照テーブルが随時更新されて作成され、閾値制御手段において、随時更新された参照テーブルを参照して衝突位置検出手段における最適閾値が設定されるので、衝突位置検出手段で用いられる閾値として一段と的確な最適閾値が設定される。この結果、一段と誤り率特性が向上する。
【００２８】
【発明の実施の形態】
本発明の骨子は、パイロットシンボルの受信電力から予測されるデータシンボルの受信電力と、データシンボルの実際の受信電力とを各サブキャリア及び各バースト期間毎に比較し、データシンボルの受信電力がパイロットシンボルの受信電力から予測される受信電力と比較して変動している場合には、そのデータシンボルは干渉がある（つまり隣接セル間で衝突している）とみなすことである。そして検出したデータシンボルを誤り訂正復号部に通知することにより、復号データの誤り率特性を向上させるようにしたことである。
【００２９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００３０】
（実施の形態１）
図１に、本発明の実施の形態１に係るＯＦＤＭ受信装置の構成を示す。ＯＦＤＭ受信装置１００は、周波数ホッピングされたＯＦＤＭ信号をアンテナＡＮで受信し、受信無線部（受信ＲＦ）１０１によってダウンコンバートやアナログディジタル変換処理等の無線受信処理を施した後、高速フーリエ変換回路（ＦＦＴ）１０２に送出する。ＦＦＴ１０２は、入力信号に対して高速フーリエ変換処理を施すことにより各サブキャリアに重畳されたシンボルを得、これを誤り訂正復号部１０３、パイロット受信電力測定部１０４及びデータ部受信電力測定部１０５に送出する。
【００３１】
パイロット受信電力測定部１０４は、所定サブキャリアに所定のタイミングで重畳されたパイロットシンボルの受信電力を測定することにより、各サブキャリアのパイロットシンボルの受信電力を測定する。因みに、パイロットシンボルは、データシンボルとは異なり、隣接セル間で衝突が生じないような位置に配置されているので、パイロット受信電力測定部１０４では、隣接セル間での干渉の影響の無いシンボルの受信電力が測定される。
【００３２】
データ部受信電力予測部１０６は、パイロットシンボルとデータシンボルとのパワー比情報に基づいて、干渉（衝突）の無い状態でのデータシンボルの受信電力を予測し、予測結果を電力比較部１０７に送出する。ここで一般にパイロットシンボルはデータシンボルと比較して大きな電力で送信されており、そのパワー比は決まった値となっている。ＯＦＤＭ受信装置１００はそのパワー比情報をメモリ（図示せず）に記憶している。例えばパイロットシンボルとデータシンボルとのパワー比が２：１の場合、データ部受信電力予測部１０６は、パイロット受信電力測定部１０４の測定結果に１／２を乗じてデータシンボルの予測受信電力として出力する。
【００３３】
データ部受信電力測定部１０５は、実際に受信したデータシンボルの受信電力をサブキャリア及びバースト期間毎に測定し、測定結果を電力比較部１０７に送出する。
【００３４】
電力比較部１０７は、データ部受信電力予測部１０６によって予測したデータシンボルの受信電力とデータ部受信電力測定部１０５によって測定した実際のデータシンボルの受信電力とをサブキャリア毎に比較し、比較結果を衝突位置検出部１０８に送出する。実際には、対応するサブキャリア及びバースト期間毎に、データ部受信電力予測部１０６による予測結果とデータ部受信電力測定部１０５による測定結果との差分を算出し、この差分を衝突位置検出部１０８に送出する。
【００３５】
衝突位置検出部１０８は、電力比較部１０７からの差分値を基に、パイロット信号から予測したデータ信号受信電力に対して、実際に測定したデータ信号受信電力の変動の大きい位置（つまり差分値の大きい位置）を検出することにより、複数セル間で衝突しているデータシンボル位置を検出する。
【００３６】
因みに、衝突位置検出部１０８は、ホッピングパターン情報で示される位置（サブキャリア及びバースト期間：例えば図１１のセルＡの位置）でのみ検出処理を行う。このホッピングパターンは自局の所属するセルの基地局から前もって通知されている。衝突位置検出部１０８は、データシンボルの衝突位置を検出すると、これを衝突位置情報として誤り訂正復号部１０３に送出する。
【００３７】
この実施の形態の場合、衝突位置検出部は１０８、２つの閾値Ｘ１、Ｘ２を用いて閾値判定を行うことで、衝突位置を検出するようになされている。ここで図２に示すように、第１の閾値Ｘ１は衝突による電力の増加を考慮したプラス方向の閾値であり、一方図３に示すように、第２の閾値Ｘ２は衝突による電力の減少を考慮したマイナス方向の閾値である。
【００３８】
図４に示すように、自セル信号に対して似通った位相の他セル信号が衝突した場合には、パイロットシンボルから予測されるデータシンボルの受信電力よりも、実際に測定したデータシンボルの受信電力の方が大きくなる。つまり、このような場合は、衝突によって受信電力が増加する。一方、図５に示すように、自セル信号に対して逆位相に近い他セル信号が衝突した場合には、パイロットシンボルから予測されるデータシンボルの受信電力よりも、実際に測定したデータシンボルの受信電力の方が小さくなる。つまり、このような場合は、衝突によって受信電力が減少する。
【００３９】
このことを考慮して、この実施の形態では、衝突位置検出部１０８によって、パイロットシンボルから予測したデータシンボル受信電力に対して実際に測定しデータシンボルの受信電力がプラス方向に第１の閾値Ｘ１よりも大きい場合、またはマイナス方向に第２の閾値Ｘ２よりも小さい場合に衝突であることを検出するようになされている。これにより、どのような位相のデータシンボルが衝突しても洩れなくデータシンボルの衝突を検出することができるようになる。
【００４０】
誤り訂正復号部１０３は、データシンボルに対して誤り訂正処理を施しながら復号処理を行うことにより、復号データを得る。この際、衝突位置検出部１０８により衝突が検出された位置のデータシンボルの尤度を低くして、誤り訂正復号処理を施す。例えばリードソロモン符号を用いた誤り訂正を行う場合には、衝突が検出されたデータシンボルを消失とみなして誤り訂正処理を行う。これにより、誤り訂正処理からデータシンボルの衝突によるインパルス性の雑音を除外することができるようになるので、復号データの誤り率特性を向上させることができる。
【００４１】
かくして以上の構成によれば、パイロットシンボルの受信電力に基づいてデータシンボルの受信電力を予測し、この予測値と実際のデータシンボルの受信電力との差が大きい場合にそのホッピング位置のデータシンボルが他セルのデータシンボルと衝突しているとしたことにより、複数セル間で衝突の生じているデータシンボルを的確に検出することができる。
【００４２】
また衝突の生じているデータシンボルを誤り訂正復号部１０３に通知し、誤り訂正復号部１０３で通知されたデータシンボルの尤度を低くした誤り訂正処理を行うようにしたことにより、復号データの誤り率特性を向上させることができる。
【００４３】
なおこの実施の形態では、第１及び第２の閾値Ｘ１、Ｘ２を用い、予測したデータシンボルの受信電力に対して測定したデータシンボルの受信電力が、プラス方向に第１の閾値Ｘ１よりも大きい場合、またはマイナス方向に第２の閾値Ｘ２よりも小さい場合に衝突を検出する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、単純に、予測値に対して実測値が変動したと見なす閾値ｘを決めておいて、ｘ［ｄＢ］よりも多く変動したときには衝突があったとみなすようにしてもよい。これは、後述する実施の形態２〜４についても同様である。
【００４４】
またこの実施の形態では、衝突位置検出部１０８で検出した衝突の生じているデータシンボルの情報を誤り訂正復号部１０３に通知し、誤り訂正復号部１０３での誤り率特性を向上させる場合について述べたが、衝突位置検出部１０８で検出した衝突の生じているデータシンボル情報の用途はこれに限らない。例えば検出したデータシンボル情報を再送要求のための情報として用いてもよく、種々の用途に用いることができる。
【００４５】
つまり、既知信号測定手段としてのパイロット受信電力測定部１０４と、データ信号測定手段としてのデータ部受信電力測定部１０５と、データ信号予測手段としてのデータ部受信電力予測部１０６と、電力比較手段としての電力比較部１０７と、衝突位置検出手段としての衝突位置検出部１０８とを具備する衝突位置検出装置を用いれば、衝突が生じているデータシンボルの位置を的確に検出することができるようになる。
【００４６】
さらにこの実施の形態では、周波数ホッピング方式を用いたＯＦＤＭシステムに本発明を適用した場合につい述べたが、本発明はこれに限らず、例えば周波数スケジューラを有するＯＦＤＭシステム等、複数セル間でデータシンボルの配置されたサブキャリアが衝突する可能性のあるＯＦＤＭシステムに広く適用することができる。
【００４７】
（実施の形態２）
図１との対応部分に同一符号を付して示す図６に、実施の形態２に係るＯＦＤＭ受信装置の構成を示す。ＯＦＤＭ受信装置２００は、復号データの誤り率を算出する誤り率算出部２０１と、誤り率に応じて衝突位置検出部１０８での閾値を変化させる閾値制御部２０２を有することを除いて、実施の形態１のＯＦＤＭ受信装置１００と同様の構成でなる。
【００４８】
誤り率算出部２０１は、誤り訂正復号部１０３から出力された復号データの誤り率を算出し、算出した誤り率を閾値制御部２０２に送出する。閾値制御部２０２は誤り率に応じて衝突位置検出部１０８で用いる閾値を変化させる。これにより、この実施の形態のＯＦＤＭ受信装置２００においては、誤り率特性が最も良くなる閾値を用いることができるようになる。
【００４９】
具体的には、閾値制御部２０２は誤り率を監視しながら閾値を適応的に変化させることで、誤り率特性が最も良くなるような最適値に閾値を収束させて衝突位置検出部１０８に供給する。
【００５０】
ここで衝突位置検出部１０８で用いる閾値ｘには、最も性能（誤り率特性）を良くする値が存在する。なぜなら、閾値ｘが大きすぎると衝突とみなされるデータシンボルが少なくなり消失による誤り訂正の性能向上効果が少なるため、性能が劣化する。反対に、閾値ｘが小さすぎると衝突とみなされるデータシンボルが多くなってほとんどすべてのシンボルが消失と見なされてしまうため、性能が劣化するからである。
【００５１】
かくしてこの実施の形態によれば、実施の形態１の構成に加えて、衝突位置検出部１０８で用いる閾値を最適値に制御する閾値制御部２０２を設けたことにより、実施の形態１の効果に加えて、復号データの誤り率特性を一段と向上させることができるＯＦＤＭ受信装置２００を実現できる。
【００５２】
（実施の形態３）
図１との対応部分に同一符号を付して示す図７に、実施の形態３に係るＯＦＤＭ受信装置の構成を示す。ＯＦＤＭ受信装置３００は、受信品質検出手段として受信したＯＦＤＭ信号の平均ＳＩＲ（Signal to Interference Ratio）を検出する受信平均ＳＩＲ検出部３０１と、受信品質に対応付けられた閾値のデータが格納され、検出された受信品質に対応する閾値データを衝突位置検出部１０８に出力するテーブル部３０２とを有することを除いて、実施の形態１のＯＦＤＭ受信装置１００と同様の構成でなる。
【００５３】
受信平均ＳＩＲ検出部３０１は、パイロットシンボルに基づいてＳＩＲを検出し、例えば１スロット期間でのＳＩＲの平均値を算出することで、受信ＯＦＤＭ信号の受信品質を検出する。検出された受信品質はテーブル部３０２に送出される。
【００５４】
テーブル部３０２には、例えば図８に示すように、所定のＳＩＲ（図８では説明を簡単化するために、ＳＩＲが１５［ｄＢ］と１０［ｄＢ］のみを示す）毎に、そのＳＩＲに最適な閾値データｔｈ１、ｔｈ２が格納されている。テーブル部３０２は、受信平均ＳＩＲ検出部３０１から出力されたＳＩＲに最も近いＳＩＲの最適閾値ｔｈ１、ｔｈ２を衝突位置検出部１０８に送出する。
【００５５】
図８を簡単に説明すると、ＳＩＲが良い（図中１５［ｄＢ］）ほど干渉による受信信号の変動は小さいはずであり、この場合には最適閾値ｔｈ１は比較的小さい値となる。これに対して、ＳＩＲが悪い（図中１０［ｄＢ］）ほど干渉による受信信号の変動が大きくなるので、この場合には最適閾値ｔｈ２は比較的大きな値となる。
【００５６】
このようにこの実施の形態では、受信品質によって、衝突位置検出部１０８で用いる最適閾値が異なることに着目して、受信品質に応じた最適閾値を格納したテーブル部３０２を設けるようになされている。
【００５７】
ここで図８からも分かるように、最適閾値ｔｈ１、ｔｈ２よりも閾値を小さくしていくと衝突が検出されるデータシンボルが多くなり、最適閾値ｔｈ１、ｔｈ２よりも大きくしていくと衝突が検出されるデータシンボルが少なくなり、いずれの場合も誤り率特性は劣化していく。因みに、閾値を無限大に設定した場合が衝突を全く考えない、従来の一般的な処理に相当する。
【００５８】
かくしてこの実施の形態によれば、実施の形態１の構成に加えて、受信品質を検出する受信平均ＳＩＲ検出部３０１を設けると共に、受信品質に応じた最適閾値を格納したテーブル部３０２を設け、受信品質に応じてテーブル部３０２から出力された最適閾値を衝突位置検出部１０８で用いるようにしたことにより、実施の形態１の効果に加えて、復号データの誤り率特性を一段と向上させることができるＯＦＤＭ受信装置３００を実現できる。
【００５９】
（実施の形態４）
図１との対応部分に同一符号を付して示す図９に、実施の形態４に係るＯＦＤＭ受信装置の構成を示す。ＯＦＤＭ受信装置４００は、受信品質検出手段として、受信したＯＦＤＭ信号の平均ＳＩＲ（Signal to Interference Ratio）を検出する受信平均ＳＩＲ検出部４０１と、テーブル作成部４０２と、誤り率算出部４０３と、閾値制御部４０４とを有することを除いて、実施の形態１のＯＦＤＭ受信装置１００と同様の構成でなる。
【００６０】
受信平均ＳＩＲ検出部４０１は、パイロットシンボルに基づいてＳＩＲを検出し、例えば１スロット期間でのＳＩＲの平均値を算出することで、受信ＯＦＤＭ信号の受信品質を検出する。検出された受信品質はテーブル作成部４０２に送出される。
【００６１】
テーブル作成部４０２は、受信品質（この実施の形態の場合、平均ＳＩＲ）毎に、閾値制御部４０４から入力された閾値と、誤り率算出部４０３で算出された誤り率との関係を示す参照テーブルを作成する。またテーブル作成部４０２は、作成した参照テーブルのデータのうち、受信平均ＳＩＲ検出部４０１で検出したＳＩＲに対応するデータを閾値制御部４０４に供給する。
【００６２】
閾値制御部４０４は、テーブル作成部４０２から入力された参照データを参照して、最適閾値を見つけ、それを衝突位置検出部１０８に送出する。具体的には、テーブル作成部４０２では、図８に示すような受信品質毎の特性曲線を示すデータが収集され、閾値制御部４０４では、受信品質に応じたデータを受け取って最適閾値ｔｈ１、ｔｈ２を見つけて衝突位置検出部１０８に送出する。
【００６３】
つまり、実施の形態３との違いは、実施の形態３ではテーブル部３０２に予め受信品質毎に最適閾値を格納したのに対して、この実施の形態では、テーブル作成部４０２が順次データを更新しながら、図８のような特性曲線を作成する点である。これにより、実際の閾値と誤り率との関係から、より適切な最適閾値を設定できるようになり、一段と誤り率特性を向上させることができる。
【００６４】
かくしてこの実施の形態によれば、実施の形態１の構成に加えて、受信品質を検出する受信平均ＳＩＲ検出部４０１と、閾値制御部４０４と、誤り率算出部４０３と、受信品質毎に、閾値と閾値制御部４０４で制御された閾値を用いた場合の誤り率との関係を示す参照テーブルを作成するテーブル作成部４０２とを設け、閾値制御部４０４によって、随時更新される参照テーブルを参照して衝突位置検出部１０８における最適閾値を設定するようにしたことにより、実施の形態３よりも一段と誤り率特性を向上し得るＯＦＤＭ受信装置を実現できる。
【００６５】
なお上述した実施の形態３、４では、受信品質として平均ＳＩＲを検出する場合について述べたが、例えばＣＩＲ（Carrier to Interference Ratio）等を検出してもよく、検出する受信品質はＳＩＲに限らない。また実施の形態３のテーブル部３０２には、ＳＩＲに応じた最適閾値を格納したがこれに限らず、要は受信品質に応じた最適閾値を格納すればよい。同様に、実施の形態４のテーブル作成部４０２では、所定のＳＩＲ毎に、閾値と誤り率とを関連付けたテーブルを作成する場合について述べたが、ＳＩＲに限らず、要は、受信品質毎に、閾値と誤り率との対応関係が関連付けられているようなテーブルを作成すればよい。
【００６６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、既知信号の受信電力から予測されるデータ信号の受信電力と、データ信号の実際の受信電力とを各サブキャリア及び各バースト期間毎に比較し、データ信号の受信電力がパイロット信号の受信電力から予測される受信電力と比較して変動している場合には、そのデータ信号は複数セル間で衝突しているとみなすようにしたことにより、複数セル間で衝突しているデータ信号位置を的確に検出することができる衝突位置検出装置を実現できる。
【００６７】
また衝突位置検出装置によって検出したデータシンボルを誤り訂正復号部に通知し、誤り訂正復号部において、衝突位置検出部により衝突が検出された位置のデータシンボルの尤度を低くして誤り訂正復号処理を施すようにしたことにより、復号データの誤り率特性を向上し得るＯＦＤＭ受信装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係るＯＦＤＭ受信装置の構成を示すブロック図
【図２】衝突によって受信電力が増加したデータシンボルを検出するための閾値Ｘ１の説明に供する図
【図３】衝突によって受信電力が減少したデータシンボルを検出するための閾値Ｘ２の説明に供する図
【図４】衝突によって受信電力が増加する場合のセル間での位相関係を示す図
【図５】衝突によって受信電力が減少する場合のセル間での位相関係を示す図
【図６】実施の形態２のＯＦＤＭ受信装置の構成を示すブロック図
【図７】実施の形態３のＯＦＤＭ受信装置の構成を示すブロック図
【図８】ＳＩＲ毎の、閾値と誤り率との関係を示す特性曲線図
【図９】実施の形態４のＯＦＤＭ受信装置の構成を示すブロック図
【図１０】隣接セルを示す図
【図１１】周波数ホッピングＯＦＤＭ信号のデータシンボルの衝突の説明に供する図
【図１２】衝突によるデータシンボルの品質劣化の様子を示す図
【符号の説明】
１００、２００、３００、４００ ＯＦＤＭ受信装置
１０３ 誤り訂正復号部
１０４ パイロット受信電力測定部
１０５ データ部受信電力測定部
１０６ データ部受信電力予測部
１０７ 電力比較部
１０８ 衝突位置検出部
２０１、４０３ 誤り率算出部
２０２、４０４ 閾値制御部
３０１、４０１ 受信平均ＳＩＲ検出部
３０２ テーブル部
４０２ テーブル作成部
Claims (8)
- 複数のセルから送信されたＯＦＤＭ信号の衝突位置を検出するＯＦＤＭ信号の衝突位置検出装置であって、
既知信号の受信電力を測定する既知信号測定手段と、
データ信号の受信電力を測定するデータ信号測定手段と、
測定した既知信号の受信電力に基づいてデータ信号の受信電力を予測するデータ信号予測手段と、
前記データ信号予測手段によって予測したデータ信号の受信電力と、前記データ信号測定手段によった測定したデータ信号の受信電力とを、サブキャリア毎に比較する電力比較手段と、
前記比較結果に基づいて、前記予測したデータ信号受信電力に対して前記測定したデータ信号受信電力の変動の大きい位置を検出することにより、複数セル間で衝突しているデータシンボル位置を検出する衝突位置検出手段と
を具備することを特徴とするＯＦＤＭ信号の衝突位置検出装置。 - 前記衝突位置検出手段は、前記予測したデータ信号受信電力に対して前記測定したデータ信号受信電力が、プラス方向に第１の閾値よりも大きい場合、またはマイナス方向に第２の閾値よりも小さい場合に衝突を検出する、ことを特徴とする請求項１に記載のＯＦＤＭ信号の衝突位置検出装置。
- ＯＦＤＭ信号を受信して復調するＯＦＤＭ受信装置であって、
既知信号の受信電力を測定する既知信号測定手段と、
データ信号の受信電力を測定するデータ信号測定手段と、
測定した既知信号の受信電力に基づいてデータ信号の受信電力を予測するデータ信号予測手段と、
前記データ信号予測手段によって予測したデータ信号の受信電力と、前記データ信号測定手段によった測定したデータ信号の受信電力とを、サブキャリア毎に比較する電力比較手段と、
前記比較結果に基づいて、前記予測したデータ信号受信電力に対して前記測定したデータ信号受信電力の変動の大きい位置を検出することにより、複数セル間で衝突しているデータシンボル位置を検出する衝突位置検出手段と、
受信ＯＦＤＭ信号に対して、前記衝突位置検出手段により衝突が検出された位置のデータシンボルの尤度を低くして、誤り訂正復号処理を施す誤り訂正復号手段と
を具備するＯＦＤＭ受信装置。 - 前記衝突位置検出手段は、前記変動の大きい位置を検出するにあたって閾値を用い、
前記ＯＦＤＭ受信装置は、さらに
前記誤り訂正復号手段により得られた復号データの誤り率を算出する誤り率算出手段と、
誤り率算出結果に応じて、前記衝突位置検出手段における前記閾値を変化させる閾値制御手段と
を具備することを特徴とする請求項３に記載のＯＦＤＭ受信装置。 - 前記衝突位置検出手段は、前記変動の大きい位置を検出するにあたって閾値を用い、
前記ＯＦＤＭ受信装置は、さらに
受信ＯＦＤＭ信号の受信品質を検出する受信品質検出手段と、
受信品質に対応付けられた閾値のデータが格納され、前記検出された受信品質に対応する前記閾値データを前記衝突位置検出手段に出力するテーブルと
を具備することを特徴とする請求項３に記載のＯＦＤＭ受信装置。 - 前記衝突位置検出手段は、前記変動の大きい位置を検出するにあたって閾値を用い、
前記ＯＦＤＭ受信装置は、さらに
前記誤り訂正復号手段により得られた復号データの誤り率を算出する誤り率算出手段と、
受信ＯＦＤＭ信号の受信品質を検出する受信品質検出手段と、
前記衝突位置検出手段における閾値を制御する閾値制御手段と、
受信品質毎に、前記閾値と、前記閾値制御手段で制御された閾値を用いた場合の誤り率との関係を示す参照テーブルを作成するテーブル作成手段と
を具備し、
前記閾値制御手段によって、前記参照テーブルを参照して前記衝突位置検出手段における最適閾値を設定する
ことを特徴とする請求項３に記載のＯＦＤＭ受信装置。 - 既知信号の受信電力からデータ信号の受信電力を予測するステップと、
前記予測したデータ信号の受信電力と、実際に測定したデータ信号の受信電力とを各サブキャリア及び各バースト期間毎に比較し、データ信号の受信電力が既知信号の受信電力から予測される受信電力と比較して変動している場合には、そのデータ信号が複数セル間で衝突しているとみなすことで、複数セル間で衝突しているデータシンボル位置を検出するステップと
を含むＯＦＤＭ信号の衝突位置検出方法。 - 既知信号の受信電力からデータ信号の受信電力を予測するステップと、
前記予測したデータ信号の受信電力と、実際に測定したデータ信号の受信電力とを各サブキャリア及び各バースト期間毎に比較し、データ信号の受信電力が既知信号の受信電力から予測される受信電力と比較して変動している場合には、そのデータ信号が複数セル間で衝突しているとみなすことで、複数セル間で衝突しているデータシンボル位置を検出するステップと、
衝突が検出された位置のデータシンボルの尤度を低くして、誤り訂正復号処理を施すステップと
を含むＯＦＤＭ受信方法。
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