JP6097147B2 - Mimo−ofdm受信装置及び測定装置 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の実施形態によるMIMO−OFDM受信装置を含むMIMO通信システムの全体構成を示すブロック図である。このMIMO通信システムは、STC−SFNにより構成され、水平偏波及び垂直偏波を用いた4×2偏波MIMO方式が適用される。図1に示すように、MIMO通信システムは、4本の送信アンテナA−Tx1,A−Tx2,B−Tx1,B−Tx2を備えた送信側の装置と、2本の受信アンテナRx1,Rx2を備えた受信側の装置とにより構成される。送信側は、MIMO−OFDM送信装置10、第1の送信局であるA局11及び第2の送信局であるB局12を備え、受信側は、MIMO−OFDM受信装置1を備えている。
次に、図1に示したMIMO通信システムのMIMO−OFDM受信装置1について説明する。図2は、本発明の実施形態によるMIMO−OFDM受信装置の構成を示すブロック図である。このMIMO−OFDM受信装置1は、有効シンボル期間抽出部2、FFT部3、SP抽出部(パイロット信号抽出部)4、伝送路応答算出部5、MIMO等化/偏波分離部6、シンボル合成部7及び誤り訂正符号復号部8を備えている。有効シンボル期間抽出部2、FFT部3、SP抽出部4、伝送路応答算出部5、MIMO等化/偏波分離部6及びシンボル合成部7によりMIMO−OFDM復調部が構成される。
次に、図2に示したMIMO−OFDM受信装置1のSP抽出部4について詳細に説明する。前述のとおり、SP抽出部4は、入力した水平偏波の信号と水平偏波のSPパターンとの間の相関をとり、水平偏波におけるSPパターンの先頭シンボルを検出し、そのSPパターンの先頭シンボルの位置を基準にして、受信した水平偏波の信号の振幅から、送信局がAB局であるか、A局11またはB局12のみであるかを判定し、受信した垂直偏波におけるSP信号のIデータに基づいて、全体のSPパターンの先頭シンボルを検出する。そして、SP抽出部4は、シンボル毎に、所定位置に配置されたSP信号を抽出する。
図3及び図4を参照して、まず、SP抽出部4は、FFT部3から水平偏波の周波数軸波形の信号であるH信号、及び垂直偏波の周波数軸波形の信号であるV信号を入力する(ステップS401)。H信号SPパターン検出手段40は、入力したH信号と、予め設定されたA局11におけるH信号のSPパターンA−Hとの間の相関値をシンボル毎に算出する(ステップS402)。SPパターンA−Hは、図7の最上段に示したA局11の水平偏波のSPパターンにおいて、0番目のシンボルから15番目のシンボルまでのSP信号が配置されたパターンである。ここで、SP信号は常にブーストされた信号であることから、H信号がSPパターンA−Hに適合するシンボル位置に相関ピークが立つ。
SPパターンA−H,A−V,B−H,B−Vの4つのSP信号は直交する。このため、MIMO−OFDM受信装置1は、A局11のみからOFDM信号を受信した場合であっても、SP信号を抽出してMIMO復調することができる。同様に、MIMO−OFDM受信装置1は、B局12のみからOFDM信号を受信した場合であっても、SP信号を抽出してMIMO復調することができる。
P=|(先頭シンボルの振幅)−(先頭シンボルから4シンボル後の振幅)|
・・・(1)
例えば、H信号SPパターン先頭位置情報が0番目のシンボルを示しており、左端のキャリア位置のSP信号を対象とする場合、前記(1)式の「先頭シンボルの振幅」は、先頭シンボルである0番目のシンボルにおける左端のキャリア位置に配置されたSP信号の振幅であり、「先頭シンボルから4シンボル後の振幅」は、4番目のシンボルにおける左端のキャリア位置に配置されたSP信号の振幅である。
ステップS401からステップS403の処理により、H信号のSPパターンを用いて、H信号におけるSPパターンの先頭シンボルが8シンボル周期で検出される。しかしながら、図7及び図8に示したように、V信号のSPパターンは16シンボル周期であるから、検出したい全体のSPパターンも16シンボル周期である。そこで、SPパターン検出手段42は、送信局がA局11またはB局12のみであるかまたはAB局であるかの判定結果に応じて、以下の処理により、送信局から送信される予め設定されたSP信号におけるIデータと、入力したV信号のSP信号におけるIデータとに基づいて、全体のSPパターンの先頭シンボルを検出する。
次に、本発明の実施形態によるMIMO−OFDM測定装置について説明する。このMIMO−OFDM測定装置は、図1に示したMIMO通信システムにおいて、MIMO伝送路の状態を測定する装置である。
2 有効シンボル期間抽出部
3 FFT部
4 SP抽出部
5 伝送路応答算出部
6 MIMO等化/偏波分離部
7 シンボル合成部
8 誤り訂正符号復号部
10 MIMO−OFDM送信装置
11 A局
12 B局
40 H信号SPパターン検出手段
41 送信局判定手段
42 SPパターン検出手段
43 SP信号抽出手段
51 MIMO−OFDM測定装置
52 伝送路情報表示部
Claims (5)
- 所定の規則かつ所定のシンボル周期のパイロットパターンに従ってヌル信号を含むパイロット信号が配置され、前記パイロット信号を含むOFDM信号を、複数の送信局に備えた複数の送信アンテナからMIMO伝送路を介して複数の受信アンテナにて受信するMIMO−OFDM受信装置において、
前記複数の受信アンテナに対応するそれぞれの系統毎に、前記受信したOFDM信号に対し、有効シンボル期間を抽出する有効シンボル期間抽出部と、
前記有効シンボル期間抽出部により抽出された有効シンボル期間の信号を高速フーリエ変換するFFT部と、
前記FFT部により高速フーリエ変換された信号に基づいて、前記パイロットパターンの先頭シンボルを検出し、各シンボルのパイロット信号を抽出するパイロット信号抽出部と、
前記パイロット信号抽出部により抽出されたパイロット信号に基づいて、前記MIMO伝送路の伝送路応答を算出する伝送路応答算出部と、を備え、
前記パイロット信号抽出部は、
前記FFT部により高速フーリエ変換された複数の系統の信号のうち1つの系統における第1の信号と、当該系統に対応する予め設定されたパイロットパターンとの間の相関を求め、前記相関に基づいて、前記第1の信号におけるパイロットパターンの先頭シンボルを検出する第1のパイロットパターン検出手段と、
前記第1のパイロットパターン検出手段により検出された先頭シンボルにおけるパイロット信号の振幅と、前記先頭シンボルから所定シンボル後のパイロット信号の振幅との間の差に基づいて、前記OFDM信号を送信している送信局を判定する送信局判定手段と、
前記送信局判定手段により判定された送信局から送信される予め設定されたパイロットパターンと、前記複数の系統の信号のうち前記第1の信号とは異なる第2の信号のパイロット信号とに基づいて、前記パイロットパターンの先頭シンボルを検出する第2のパイロットパターン検出手段と、
前記第2のパイロットパターン検出手段により検出された先頭シンボルを基準にして、各シンボルのパイロット信号を抽出するパイロット信号抽出手段と、
を備えたことを特徴とするMIMO−OFDM受信装置。 - 請求項1に記載のMIMO−OFDM受信装置において、
前記複数の送信局のそれぞれは2本の送信アンテナを備え、当該MIMO−OFDM受信装置は2本の受信アンテナを備え、前記各送信局に備えたそれぞれの2本の送信アンテナと前記2本の受信アンテナとの間で異なる2つの偏波によるMIMO伝送路を構成し、
前記パイロットパターンは、前記複数の送信局に備えた送信アンテナに対応した送信系統毎に異なるパターンにより構成され、ヌル信号を含むパイロット信号が所定の規則かつ所定のシンボル周期で配置されており、
前記第1のパイロットパターン検出手段は、
前記FFT部により高速フーリエ変換された、前記2本の受信アンテナにそれぞれ対応した2つの系統の信号のうち1つの系統における第1の信号と、当該系統の偏波に対応する送信系統のパイロットパターンとの間の相関値を算出し、前記相関値が最大となる相関ピーク位置のシンボルを、前記第1の信号におけるパイロットパターンの先頭シンボルとして検出する、ことを特徴とするMIMO−OFDM受信装置。 - 請求項2に記載のMIMO−OFDM受信装置において、
前記送信局判定手段は、
前記第1のパイロットパターン検出手段により検出された先頭シンボルにおけるパイロット信号の振幅と、前記先頭シンボルから所定シンボル後のパイロット信号の振幅との間の差の絶対値を判別データとして算出し、前記判別データと所定の閾値とに基づいて、前記OFDM信号を送信している送信局を判定する、ことを特徴とするMIMO−OFDM受信装置。 - 請求項2または3に記載のMIMO−OFDM受信装置において、
前記第2のパイロットパターン検出手段は、
前記送信局判定手段により判定された送信局から送信される予め設定されたパイロット信号におけるIデータと、前記2つの系統の信号のうち前記第1の信号とは異なる第2の信号のパイロット信号におけるIデータとに基づいて、前記パイロットパターンの先頭シンボルを検出する、ことを特徴とするMIMO−OFDM受信装置。 - 所定の規則かつ所定のシンボル周期のパイロットパターンに従ってヌル信号を含むパイロット信号が配置され、前記パイロット信号を含むOFDM信号を、複数の送信局に備えた複数の送信アンテナからMIMO伝送路を介して複数の受信アンテナへ送信するMIMO通信システムに用いる、前記MIMO伝送路の状態を測定するMIMO−OFDM測定装置において、
前記複数の受信アンテナに対応するそれぞれの系統毎に、前記受信したOFDM信号に対し、有効シンボル期間を抽出する有効シンボル期間抽出部と、
前記有効シンボル期間抽出部により抽出された有効シンボル期間の信号を高速フーリエ変換するFFT部と、
前記FFT部により高速フーリエ変換された信号に基づいて、前記パイロットパターンの先頭シンボルを検出し、各シンボルのパイロット信号を抽出するパイロット信号抽出部と、を備え、
前記パイロット信号抽出部は、
前記FFT部により高速フーリエ変換された複数の系統の信号のうち1つの系統における第1の信号と、当該系統に対応する予め設定されたパイロットパターンとの間の相関を求め、前記相関に基づいて、前記第1の信号におけるパイロットパターンの先頭シンボルを検出する第1のパイロットパターン検出手段と、
前記第1のパイロットパターン検出手段により検出された先頭シンボルにおけるパイロット信号の振幅と、前記先頭シンボルから所定シンボル後のパイロット信号の振幅との間の差に基づいて、前記OFDM信号を送信している送信局を判定する送信局判定手段と、
前記送信局判定手段により判定された送信局から送信される予め設定されたパイロットパターンと、前記複数の系統の信号のうち前記第1の信号とは異なる第2の信号のパイロット信号とに基づいて、前記パイロットパターンの先頭シンボルを検出する第2のパイロットパターン検出手段と、
前記第2のパイロットパターン検出手段により検出された先頭シンボルを基準にして、各シンボルのパイロット信号を抽出するパイロット信号抽出手段と、
を備えたことを特徴とするMIMO−OFDM測定装置。
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