JP5662892B2 - マルチキャリヤ変調信号受信装置 - Google Patents
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Description
〔マルチキャリヤ変調信号受信装置〕
図1は、本発明の実施形態によるマルチキャリヤ変調信号受信装置の構成を示すブロック図である。このマルチキャリヤ変調信号受信装置1は、周波数変換部2、A/D変換部3、直交復調部4、分析バンク(修正DFT変調分析バンク)5、線形等化器6、等化係数算出部7、デマッピング部8およびパラレルシリアル変換部9を備えている。
次に、図1に示した分析バンク5のポリフェーズ構成について説明する。図2は、分析バンク5の構成を示すブロック図である。この分析バンク5は、遅延器21、ポリフェーズ分析バンク22−1,22−2およびサブチャネル処理部23−0〜23−(M−1)を備えている。分析バンク5は、直交復調部4から等価ベースバンド信号が入力され、サブチャネル信号ベクトル0〜M−1(実部サブチャネル信号ベクトル0〜M−1および虚部サブチャネル信号ベクトル0〜M−1)を生成して出力する。
次に、図2に示したポリフェーズ分析バンク22−1,22−2(以下、総称してポリフェーズ分析バンク22という。)について説明する。図3は、ポリフェーズ分析バンク22の構成を示すブロック図である。このポリフェーズ分析バンク22は、遅延器24−1〜24−(M−1)、デシメータ25−0〜25−(M−1)、ポリフェーズフィルタ26−0〜26−(M−1)、FFT部27および乗算部28−0〜28−(M−1)を備えている。ポリフェーズ分析バンク22は、等価ベースバンド信号を入力し、サブチャネル信号0〜M−1を生成して出力する。
次に、図2に示したサブチャネル処理部23−0〜23−(M−1)について説明する。図4は、サブチャネル処理部23−k(0≦k≦M−1)の構成を示すブロック図である。このサブチャネル処理部23−kは、実部抽出部29−1,29−2、虚部抽出部30−1,30−2、遅延器31−1,31−2および乗算器32−1,32−2を備えている。サブチャネル処理部23−kは、ポリフェーズ分析バンク22−1からサブチャネル信号k1を入力すると共に、ポリフェーズ分析バンク22−2からサブチャネル信号k2を入力し、8個の要素からなるサブチャネル信号ベクトルk(4個の要素からなる実部サブチャネル信号ベクトルkおよび4個の要素からなる虚部サブチャネル信号ベクトルk)を生成して出力する。
とし、虚部抽出部30−1により抽出される実数サブチャネル信号を
とし、虚部抽出部30−2により抽出される実数サブチャネル信号を
とし、実部抽出部29−2により抽出される実数サブチャネル信号を
とすると、実部サブチャネル信号ベクトルkは、以下のようになる。
次に、図1に示した線形等化器6について説明する。図5は、線形等化器6の構成の一部を示すブロック図である。この線形等化器6の一部は、等化器41−1,41−2、乗算部42および加算部43を備えている。図1に示した線形等化器6は、図5に示す構成をM個備えている。線形等化器6は、図1に示した分析バンク5から実部サブチャネル信号ベクトルkおよび虚部サブチャネル信号ベクトルkが入力され、サブチャネル毎に、実部サブチャネル信号ベクトルkおよび虚部サブチャネル信号ベクトルkがそれぞれ等化器41−1,41−2により等化係数を用いて等化され、複素キャリヤシンボルを出力する。
次に、図5に示した等化器41−1,41−2(以下、総称して等化器41という。)について説明する。図6は、等化器41の構成を示すブロック図である。この等化器41は、適応フィルタ44−1〜44−4および加算部45を備えている。等化器41は、分析バンク5の出力する実部サブチャネル信号ベクトルkまたは虚部サブチャネル信号ベクトルkをサブチャネル毎に、等化係数算出部7の出力する等化係数で等化し、実部サブチャネル信号k(キャリヤシンボル)または虚部サブチャネル信号k(キャリヤシンボル)を出力する。
の要素、または虚部サブチャネル信号ベクトルkである
の要素を、図1に示した等化係数算出部7から入力される等化係数によりフィルタ処理する。適応フィルタ44−1〜44−4の出力するフィルタ処理後の実部サブチャネル信号ベクトルkの要素または虚部サブチャネル信号ベクトルkの要素は加算部45へ入力される。
次に、図1に示した等化係数算出部7について説明する。図7は、等化係数算出部7の構成を示すブロック図である。この等化係数算出部7は、判定器11、減算器(誤差算出部)12、評価部13、領域設定部14、比較器15、等化係数最適化部16、選択部17−1,17−2および遅延部18−1,18−2を備えている。評価部13は、振幅算出部131−1,131−2、加算部132−1,132−2および除算部133を備えている。前述のとおり、等化係数算出部7は、分析バンク5から入力されるサブチャネル信号ベクトルおよび線形等化器6から入力される等化後のサブチャネル信号(複素キャリヤシンボル)を用いて等化係数を算出する。
次に、図7に示した評価部13について説明する。評価部13は、等化後の複素キャリヤシンボルをYk、シンボル判定後の判定値をZkとすると、以下の式により変調誤差比MERを求める。
次に、図7に示した等化係数最適化部16について説明する。等化係数最適化部16による等化係数最適化処理は、公知手法が用いられる。ここでは、収束特性に優れたRLS(Recursive Least Squares)アルゴリズムを例に説明する。
、更新後の相関逆行列を
とすると、以下の式により等化係数および相関逆行列を更新する。
は、線形等化器6の出力する等化後の複素キャリヤシンボルの値を示す。
次に、図7に示した選択部17−1,17−2について説明する。選択部17−1は、前述のとおり、比較器15から入力されるブール値が真を示している場合、等化係数最適化部16から入力される更新後の等化係数を選択し、ブール値が偽を示している場合、遅延部18−1から入力される更新前(単位更新時間前)の等化係数を選択する。また、選択部17−2は、前述のとおり、比較器15から入力されるブール値が真を示している場合、等化係数最適化部16から入力される更新後の相関逆行列を選択し、ブール値が偽を示している場合、遅延部18−2から入力される更新前(単位更新時間前)の相関逆行列を選択する。すなわち、等化係数および相関逆行列は、比較器15による比較結果であるブール値が真の場合のみ更新され、偽の場合は更新前(単位更新時間前)の値が保持される。選択部17−1は、以下の式(13)により等化係数w(n)を選択し、選択部17−2は、以下の式(14)により相関逆行列P(n)を選択する。
次に、計算機シミュレーションにより求めた結果について説明する。図11は、計算機シミュレーションにより求めた伝搬路に変動がある場合のBER特性の例を示す図である。(1)は、従来のマルチキャリヤ変調信号装置のBER特性を示しており、(2)は、本発明の実施形態によるマルチキャリヤ変調信号受信装置1のBER特性を示している。また、伝搬路において、マルチパスのD/Uは10dB、遅延時間は150μs、変動周波数は1Hzとし、分割数Mは1024、シンボル長は126μs、クロック周波数は8.127MHzとする。縦軸は変調誤差比BERであり、横軸はC/N(dB)を示している。図11から、従来のマルチキャリヤ変調信号受信装置では、C/Nが高い場合に、所要BER(2×10−2)が得られるのに対し、本発明の実施形態によるマルチキャリヤ変調信号受信装置1では、C/Nが24dB程度で所要BERが得られることがわかる。
2 周波数変換部
3 A/D変換部
4 直交復調部
5 分析バンク
6 線形等化器
7 等化係数算出部
8 デマッピング部
9 パラレルシリアル変換部
11 判定器
12 減算器
13 評価部
14 領域設定部
15 比較器
16 等化係数最適化部
17 選択部
18 遅延部
21 遅延器
22 ポリフェーズ分析バンク
23 サブチャネル処理部
24 遅延器
25 デシメータ
26 ポリフェーズフィルタ
27 FFT部
28 乗算部
29 実部抽出部
30 虚部抽出部
31 遅延器
32 乗算器
41 等化器
42 乗算部
43 加算部
44 適応フィルタ
45 加算部
100 トランスマルチプレクサ
101 修正DFT変調合成バンク
102 修正DFT変調分析バンク
131 振幅算出部
132 加算部
133 除算部
Claims (4)
- 修正DFT変調合成バンクによってマルチキャリヤ変調された信号を受信するマルチキャリヤ変調信号受信装置であって、
直交復調された時間領域の等価ベースバンド信号を、最大間引き率の2倍のレートで周波数領域の信号に変換し、サブチャネル信号を出力する修正DFT変調分析バンクと、
前記修正DFT変調分析バンクの出力するサブチャネル信号を等化するサブキャリヤ数分の線形等化器と、
前記線形等化器がサブチャネル信号を等化する際に用いる等化係数を算出する等化係数算出部と、を備え、
前記等化係数算出部は、
前記線形等化器の出力する等化後の信号をシンボル判定する判定器と、
前記判定器によるシンボル判定結果である判定値および前記等化後の信号に基づいて、等化後の信号における全サブキャリヤの信号品質を評価する評価部と、
前記評価部による評価結果に基づいて、サブキャリヤにおける信号点座標上の判定領域を設定する領域設定部と、
所定の最適化手法を用いて等化係数を算出する等化係数最適化部と、を備え、
前記等化後の信号が前記判定領域に含まれる場合に、前記等化係数最適化部が算出する等化係数を、前記線形等化器による等化のために使用する、ことを特徴とするマルチキャリヤ変調信号受信装置。 - 前記評価部は、
前記線形等化部の出力する等化後の信号と前記判定器の出力する判定値との間の誤差を算出する誤差算出部と、
前記判定器の出力する判定値の振幅を算出する第1の振幅算出部と、
前記誤差算出部の出力する誤差の振幅を算出する第2の振幅算出部と、
全サブキャリヤについて、前記第1の振幅算出部の出力する振幅を加算する第1の加算部と、
全サブキャリヤについて、前記第2の振幅算出部の出力する振幅を加算する第2の加算部と、
前記第1の加算部の出力する加算結果を、前記第2の加算部の出力する加算結果で除算し、変調誤差比を評価結果として算出する除算部と、を備えることを特徴とする請求項1に記載のマルチキャリヤ変調信号受信装置。 - 前記領域設定部は、
前記評価部による信号品質の評価値が低いときに前記判定領域が広くなるように、前記信号品質の評価値が高いときに前記判定領域が狭くなるように、前記判定領域を設定する、ことを特徴とする請求項1または2に記載のマルチキャリヤ変調信号受信装置。 - 前記領域設定部は、
前記評価部による信号品質の評価値が所定の第1の閾値よりも低い場合、判定領域の広さが所定の上限値になるように判定領域を設定し、前記評価値が前記第1の閾値以上であり、かつ所定の第2の閾値以下である場合、判定領域の広さが前記評価値に反比例するように判定領域を設定し、前記評価値が前記第2の閾値よりも高い場合、判定領域の広さが所定の下限値になるように判定領域を設定する、ことを特徴とする請求項1または2に記載のマルチキャリヤ変調信号受信装置。
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