JP6006629B2 - マルチキャリヤ変調信号受信装置 - Google Patents
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Description
まず、実施例1のマルチキャリヤ変調信号受信装置について説明する。図1は、実施例1の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1−1は、周波数変換部2、A/D(アナログ/デジタル)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、対数尤度比算出部8および誤り訂正復号部9を備えている。
次に、実施例2のマルチキャリヤ変調信号受信装置について説明する。図2は、実施例2の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1−2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5、線形等化器6、等化係数算出部7、伝送路信頼度算出部10、対数尤度比算出部11、乗算器12および誤り訂正復号部9を備えている。図1に示した実施例1のマルチキャリヤ変調信号受信装置1−1とこのマルチキャリヤ変調信号受信装置1−2とを比較すると、マルチキャリヤ変調信号受信装置1−2は、実施例1のマルチキャリヤ変調信号受信装置1−1に備えた対数尤度比算出部8の代わりに、伝送路信頼度算出部10、対数尤度比算出部11および乗算器12を備えている点で相違する。周波数変換部2、A/D変換部3、直交復調部4、分析バンク5、線形等化器6、等化係数算出部7および誤り訂正復号部9については実施例1にて説明済みであるから、ここでは説明を省略する。
次に、図1および図2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8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、サブチャネル信号ベクトル0〜M−1として出力する。
次に、図8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9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および乗算器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8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10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を入力するとともに、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および図2に示した線形等化器6について説明する。図11は、線形等化器の構成を示すブロック図である。この線形等化器6’は、等化器41−1,41−2、乗算器42および加算器43を備えている。線形等化器6’は、図1および図2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、サブチャネルごとに、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、等化後の実部および虚部からなる複素キャリヤシンボルを出力する。すなわち、図1および図2に示した線形等化器6は、図11に示した線形等化器6’をサブキャリアの数M個備えて構成される。
次に、図11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12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および加算器45を備えている。等化器41は、分析バンク5から入力され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をサブチャネルごとに、等化係数算出部7から入力される等化係数で等化し、等化後の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および図2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の要素は加算器45へ入力される。
次に、図1および図2に示した等化係数算出部7について説明する。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を用いて、公知手法により等化係数を算出する。ここでは、公知手法として収束特性に優れたRLS(Recursive Least Squares)アルゴリズムを例に説明する。
次に、図1に示した実施例1のマルチキャリヤ変調信号受信装置1−1に備えた対数尤度比算出部8、および図2に示した実施例2のマルチキャリヤ変調信号受信装置1−2に備えた対数尤度比算出部11について説明する。図3は、実施例1における対数尤度比算出部8の構成を示すブロック図である。この対数尤度比算出部8は、パイロットシンボル生成部51、減算器52、振幅算出部53、同期加算部54、伝送路信頼度算出部55、減算器56、乗算器57および尤度比算出部58を備えている。前述のとおり、対数尤度比算出部8は、線形等化器6から入力される等化後のキャリヤシンボルおよび等化係数算出部7から入力される等化係数を用いて、ビットごとの対数尤度比を算出する。
次に、図2に示した伝送路信頼度算出部10および図3に示した伝送路信頼度算出部55について説明する。図5は、伝送路信頼度算出部10の第1の構成を示すブロック図である。この伝送路信頼度算出部10は、振幅算出部61−1〜61−4、加算器62、正規化部63および減算器64を備えている。尚、図3に示した伝送路信頼度算出部55は、その後段に減算器56を備えているから、図5に示す構成のうち減算器64を含まない構成となる。減算器64が減算器56に対応するからである。つまり、伝送路信頼度算出部55は、振幅算出部61−1〜61−4および加算器62を備えている。後述する図6および図7についても同様である。
図7は、伝送路信頼度算出部10の第3の構成を示すブロック図である。この伝送路信頼度算出部10は、振幅算出部61−1〜61−4、分散算出部71−1〜71−4、加算器62−1,62−2、正規化部63−1,63−2、乗算器72−1,72−2、加算器73および減算器64を備えている。図5に示した伝送路信頼度算出部10の第1の構成とこの第3の構成とを比較すると、両伝送路信頼度算出部10は、振幅算出部61−1〜61−4、加算器62,62−1、正規化部63,63−1および減算器64を備えている点で同一であるが、伝送路信頼度算出部10の第3の構成は、伝送路信頼度算出部10の第1の構成に加え、分散算出部71−1〜71−4、加算器62−2、正規化部63−2、乗算器72−1,72−2および加算器73を備えている点で相違する。
図17は、計算機シミュレーションにより求めたBER特性の例を示す図であり、誤り訂正符号化したデジタルデータを、図1に示した実施例1のマルチキャリヤ変調信号受信装置1−1、および伝送路信頼度を用いない従来のマルチキャリヤ変調信号受信装置により、マルチパス伝搬路を介して伝送した場合のBER特性の例を示している。ただし、分割数Mは1024、シンボル長は126μsとし、伝搬路は、D/U3dB、遅延時間1μsのマルチパス環境とした。また、誤り訂正符号はLDPC符号(符号長64800)、符号化率3/4とした。
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
8,11 対数尤度比算出部
9 誤り訂正復号部
10,55 伝送路信頼度算出部
12,28,32,42,57,72 乗算器
21,24,31 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
25 デシメータ
26 ポリフェーズフィルタ
27 FFT部
29 実部抽出部
30 虚部抽出部
41 等化器
43,45,62,73 加算器
44 適応フィルタ
51 パイロットシンボル生成部
52,56,64 減算器
53,61 振幅算出部
54 同期加算部
58 尤度比算出部
63 正規化部
71 分散算出部
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
Claims (6)
- 誤り訂正符号化された信号が修正DFT変調合成バンクによってマルチキャリヤ変調され、前記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、
前記受信した信号が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等価ベースバンド信号に変換し、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、
前記線形等化器により等化された等化後のサブチャネル信号から対数尤度比を算出する対数尤度比算出部と、
前記対数尤度比算出部により算出された対数尤度比を用いて誤り訂正復号処理を行う誤り訂正復号部と、
前記線形等化器にて用いる等化係数を算出する等化係数算出部と、
前記等化係数算出部により算出された等化係数に基づいて伝送路信頼度を算出する伝送路信頼度算出部と、を備え、
前記伝送路信頼度算出部が、
前記等化係数算出部により算出された等化係数の振幅和を算出する振幅算出部と、
前記振幅算出部により算出された等化係数の振幅和を、全サブキャリヤについて平均が1となるように正規化する正規化部と、
前記正規化部により正規化された等化係数の振幅和を、予め決められた値から減算し、前記伝送路信頼度を求める減算器と、を有し、
前記線形等化器により等化された等化後のサブチャネル信号、前記等化後のサブチャネル信号の誤差、および前記伝送路信頼度算出部により算出された伝送路信頼度を用いて、前記誤り訂正復号部にて用いる対数尤度比を求める、ことを特徴とするマルチキャリヤ変調信号受信装置。 - 請求項1に記載のマルチキャリヤ変調信号受信装置において、
前記対数尤度比算出部が、
既知のパイロットシンボルから、前記線形等化器により等化された等化後のサブチャネル信号を減算し、等化後のサブチャネル信号の誤差を出力する減算器と、
前記減算器の出力する等化後のサブチャネル信号の誤差電力を算出する誤差電力算出部と、
前記誤差電力算出部により算出された誤差電力に、前記伝送路信頼度算出部により算出された伝送路信頼度を乗算する第1の乗算器と、
前記線形等化器により等化された等化後のサブチャネル信号と、前記第1の乗算器により乗算された等化後のサブチャネル信号の誤差電力とに基づいて、前記対数尤度比を算出する尤度比算出部と、を有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。 - 請求項2に記載のマルチキャリヤ変調信号受信装置において、
さらに、第2の乗算器を備え、
前記対数尤度比算出部が、前記第1の乗算器および尤度比算出部の代わりに、
前記線形等化器により等化された等化後のサブチャネル信号と前記誤差電力算出部により算出された誤差電力とに基づいて、前記対数尤度比を算出する尤度比算出部を有し、
前記第2の乗算器が、
前記対数尤度比算出部により算出された対数尤度比に、前記伝送路信頼度算出部により算出された伝送路信頼度を乗算し、
前記誤り訂正復号部が、
前記第2の乗算器により乗算された対数尤度比を用いて誤り訂正復号処理を行う、ことを特徴とするマルチキャリヤ変調信号受信装置。 - 請求項1から3までのいずれか一項に記載のマルチキャリヤ変調信号受信装置において、
前記修正DFT変調分析バンクが、
前記受信した信号が直交復調された時間領域の等価ベースバンド信号に対しデシメート処理およびフィルタ処理を施して第1の信号を生成し、遅延させた前記等価ベースバンド信号に対してデシメート処理およびフィルタ処理を施して第2の信号を生成し、前記第2の信号から実部成分および虚部成分を抽出して第1および第2の成分とし、前記第1の信号から虚部成分および実部成分を抽出して第3および第4の成分とし、前記第1から第4までの成分からなる実部サブチャネル信号を生成するとともに、前記実部サブチャネル信号の第4および第3の成分と対になる実部成分および虚部成分を抽出して第1および第2の成分とし、前記実部サブチャネル信号の第2および第1の成分と対になる実部成分および虚部成分を抽出して第3および第4の成分とし、前記第1から第4までの成分からなる虚部サブチャネル信号を生成し、
前記伝送路信頼度算出部の振幅算出部が、
前記等化係数算出部により算出された等化係数のうち、前記修正DFT変調分析バンクにより生成された実部サブチャネル信号および虚部サブチャネル信号の第1および第4の信号に対応する等化係数の振幅和を算出する、ことを特徴とするマルチキャリヤ変調信号受信装置。 - 請求項1から3までのいずれか一項に記載のマルチキャリヤ変調信号受信装置において、
前記伝送路信頼度算出部が、
前記等化係数算出部により算出された等化係数の振幅和を算出する振幅算出部と、
前記振幅算出部により算出された等化係数の振幅和を、全サブキャリヤについて平均が1となるように正規化する第1の正規化部と、
前記第1の正規化部により正規化された等化係数の振幅和に、予め決められた値を乗算する第3の乗算器と、
前記等化係数算出部により算出された等化係数の分散を算出する分散算出部と、
前記分散算出部により算出された等化係数の分散を、全サブキャリヤについて平均が1となるように正規化する第2の正規化部と、
前記第2の正規化部により正規化された等化係数の分散に、予め決められた値を乗算する第4の乗算器と、
前記第3の乗算器により乗算された等化係数の振幅和と前記第4の乗算器により乗算された等化係数の分散とを加算する加算器と、
前記加算器による加算結果を、予め決められた値から減算し、前記伝送路信頼度を求める減算器と、を有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。 - 請求項5に記載のマルチキャリヤ変調信号受信装置において、
前記修正DFT変調分析バンクが、
前記受信した信号が直交復調された時間領域の等価ベースバンド信号に対しデシメート処理およびフィルタ処理を施して第1の信号を生成し、遅延させた前記等価ベースバンド信号に対してデシメート処理およびフィルタ処理を施して第2の信号を生成し、前記第2の信号から実部成分および虚部成分を抽出して第1および第2の成分とし、前記第1の信号から虚部成分および実部成分を抽出して第3および第4の成分とし、前記第1から第4までの成分からなる実部サブチャネル信号を生成するとともに、前記実部サブチャネル信号の第4および第3の成分と対になる実部成分および虚部成分を抽出して第1および第2の成分とし、前記実部サブチャネル信号の第2および第1の成分と対になる実部成分および虚部成分を抽出して第3および第4の成分とし、前記第1から第4までの成分からなる虚部サブチャネル信号を生成し、
前記伝送路信頼度算出部の振幅算出部が、
前記等化係数算出部により算出された等化係数のうち、前記修正DFT変調分析バンクにより生成された実部サブチャネル信号および虚部サブチャネル信号の第1および第4の信号に対応する等化係数の振幅和を算出し、
前記伝送路信頼度算出部の分散算出部が、
前記等化係数算出部により算出された等化係数のうち、前記修正DFT変調分析バンクにより生成された実部サブチャネル信号および虚部サブチャネル信号の第1および第4の信号に対応する等化係数の分散を算出する、ことを特徴とするマルチキャリヤ変調信号受信装置。
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