(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直交振幅変調方式を用いて変調される信号、多数の情報シンボルを復調する方法であって、
信号のチャンネル応答を評価する手順と、
評価された前記チャンネル応答に基いて、前記信号の振幅は変えずに前記信号の位相を等化する手順と、
位相が等化され振幅は変わらない前記信号に基いて、上記情報シンボルの１つ以上に対応した少なくとも１つのＱＡＭ検出閾値を決める手順と、
少なくとも１つのＱＡＭ検出閾値のそれぞれに基いて、位相が等化され振幅は変わらない前記信号から、各情報シンボルを復調する手順と、
を備えることを特徴とする方法。
【請求項２】
信号上の変調された情報シンボルが、一対の連続したパイロットシンボル間に配列した多数のデータシンボルを備え、また少なくとも１つの共通のＱＡＭ検出閾値が、上記連続したパイロットシンボルの間のデータシンボルの数未満のデータシンボルに対して決められることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
少なくとも１つのＱＡＭ検出閾値が、個々の情報シンボルに関して決められることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
ＱＡＭ検出閾値が、
（ａ）多数のパイロットシンボルに関して振幅値を決める手順と、
（ｂ）ステップ（ａ）において決めた振幅値に基いて上記パイロットシンボルの少なくとも２つの間の１つ以上の情報シンボルに関して振幅値を決める手順と、
によって決められることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
パイロットシンボル間の情報シンボルに関する振幅値が、ステップ（ａ）において決めた値間の外挿又は内挿によって決められることを特徴とする請求項４記載の方法。
【請求項６】
信号が直交周波数分割多重シンボルであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
直交振幅変調方式を用いて変調される多数の情報シンボルを含む信号を復調する装置であって、
信号のチャンネル応答を評価する手段と、
評価された前記チャンネル応答に基いて、前記信号の振幅は変えずに前記信号の位相を等化する手段と、
位相が等化され振幅は変わらない前記信号に基いて、上記情報シンボルの１つ以上に対応した少なくとも１つのＱＡＭ検出閾値を決める手段と、
少なくとも１つのそれぞれのＱＡＭ検出閾値に基いて、位相が等化され振幅は変わらない前記信号から、各情報シンボルを復調する手段と、
を備えることを特徴とする装置。
【請求項８】
少なくとも１つのＱＡＭ検出閾値を決める手段が、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の方法を実施するように構成されることを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項９】
直交振幅変調方式を用いて多数の情報シンボルを変調する信号を受けるようにされた受信機であって、信号を復調するために請求項７又は８に記載の装置を備えることを特徴とする受信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直交振幅変調（ＱＡＭ）された信号を復調する方法及びシステムに関するものである。直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）による信号の復調に関して本発明の例示実施形態について記載するが、しかし、本発明はこの例示実施形態に限定されない。
【背景技術】
【０００２】
通信システムの受信機において、受信信号は、受信無線信号から送信データビットを抽出するように復調されなければならない。
【０００３】
直交振幅変調（ＱＡＭ）を用いたシステムでは、受信機は通常、等化データシンボルのブロックに対して共通のＱＡＭ検出閾値を用いてブロック状形態で受信信号を処理している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本願発明者等は、ある特定の状況において、この方式が部分最適性能をもたらすことを突き止めた。例えば、等化データシンボルがチャンネルデコーディング性能を改善するのに用いることのできる信号強度情報を搬送する場合に、共通のＱＡＭ閾値を用いることは、等化データシンボルの振幅変動のため良好な性能をもたらさない。
【０００５】
一方、等化データシンボルが信号強度情報を搬送しない場合には、共通のＱＡＭ閾値を用いることができる。しかし、この場合、復調ソフトビットは信号強度情報を搬送せず、このことは、全てのソフトビットが信頼できるかどうかに関係なく、チャンネルデコーディング決定に等しく寄与することを意味している。その結果最終的には、チャンネルデコーディング段におけるシステム性能は再び部分最適であり得る。
【０００６】
本明細書の先行技術についての記載は、先行技術が本願の優先日における通常の一般的知識の一部を成しているということを認めるものではないことが認識されるべきである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の態様として、本発明は、直交振幅変調方式を用いて変調される信号、多数の情報シンボルを復調する方法を提供する。本方法は、信号のチャンネル応答を評価する手順と、評価された前記チャンネル応答に基いて、前記信号の振幅は変えずに前記信号の位相を等化する手順と、位相が等化され振幅は変わらない前記信号に基いて、上記情報シンボルの１つ以上に対応した少なくとも１つのＱＡＭ検出閾値を決める手順と、少なくとも１つのＱＡＭ検出閾値のそれぞれに基いて、位相が等化され振幅は変わらない前記信号から、各情報シンボルを復調する手順と、を備える。
【０００８】
信号上の変調された情報シンボルは、一対の連続したパイロットシンボル間に配列した多数のデータシンボルを備えることができ、その場合に、少なくとも１つの共通のＱＡＭ検出閾値は上記連続したパイロットシンボルの間のデータシンボルの数未満のデータシンボルに対して決められるのが好ましい。
【０００９】
好ましい形態では、少なくとも１つのＱＡＭ検出閾値は、個々の情報シンボルに関して決められる。
【００１０】
第１の実施の形態では、ＱＡＭ検出閾値は、
（ａ）多数のパイロットシンボルに関して振幅値を決める手順と、
（ｂ）ステップ（ａ）において決めた振幅値に基いて上記パイロットシンボルの少なくとも２つの間の１つ以上の情報シンボルに関して振幅値を決める手順と、
によって決められ得る。
【００１１】
この場合、パイロットシンボル間の情報シンボルに関する振幅値は、ステップ（ａ）において決めた値間の外挿又は内挿によって決められ得る。
【００１２】
第１の実施の形態では、信号は直交周波数分割多重シンボルである。
【００１３】
第２の態様として、本発明は、直交振幅変調方式を用いて変調される多数の情報シンボルを含む信号を復調する装置を提供し、本装置は、信号のチャンネル応答を評価する手段と、評価された前記チャンネル応答に基いて、前記信号の振幅は変えずに前記信号の位相を等化する手段と、位相が等化され振幅は変わらない前記信号に基いて、上記情報シンボルの１つ以上に対応した少なくとも１つのＱＡＭ検出閾値を決める手段と、少なくとも１つのそれぞれのＱＡＭ検出閾値に基いて、位相が等化され振幅は変わらない前記信号から、各情報シンボルを復調する手段とを備えている。
【００１５】
少なくとも１つのＱＡＭ検出閾値を決める手段は、本発明の第１の態様の実施の形態による方法を実施するように設定され得る。
【００１６】
さらなる態様として、本発明は、直交振幅変調方式を用いて変調される信号を受けるようにされた受信機を提供する。本受信機は、本発明の第２の態様の実施の形態による装置を備えている。
【００１７】
以下、添付図面を参照して単に本発明を限定しない例として本発明の好ましい形態について説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施の形態に従って動作するＱＡＭ復調装置のブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に従って動作するＱＡＭ復調装置を備えた簡略化したＯＦＤＭ受信機サブシステムの一部のブロック図である。
【図３】ＯＦＤＭシステムのデータ構造を例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
広義の概念において、好ましい実施形態のＱＡＭ復調装置は、各データシンボルに関して信号強度情報及びソフトビットを発生するようにデータシンボル強度に依存するＱＡＭ復調閾値を用いている。更に好ましくは、本発明の好ましい形態では、復調すべき各データシンボルは、等化パイロットシンボルから或いはチャンネル評価から導出したそれ自体のＱＡＭ検出閾値をもつ。有利には、ターボ・デコーダーのようなチャンネル・デコーダーは、信号強度情報の利点をもたらししかもシステムの性能を改善できる。
【００２０】
図１には、浮遊ＱＡＭ検出閾値を用いる、第１の実施の形態に従って構成される受信機の一部を成すＱＡＭ復調装置をブロック図で示している。
【００２１】
ＱＡＭ復調装置１００は、５つの主プロセッシングブロック、すなわちＭＲＣ等化ブロック１０２と、チャンネル評価装置ブロック１０４と、ＱＡＭ閾値評価装置ブロック１０６と、ＱＡＭ閾値計算ブロック１０８と、ＱＡＭ復調ブロック１１０とを備えている。ＱＡＭ復調装置１００は、その入力に、未処理のパイロット及びデータシンボルを受け、データはＱＡＭ復調形式及びパイロット対データ出力比を表している。ＱＡＭ復調装置１００からのデータ出力は、更なる処理操作のための復調ソフトビットである。
【００２２】
主プロセッシングブロック１０２〜１１０の各々の機能について以下説明する。機能は、本発明から逸脱することなしに、その態様の実施の形態における機能処理操作間で異なって分割され得ることが認められる。
【００２３】
チャンネル評価ブロック１０４：
チャンネル評価ブロック１０４は、関連パイロットシンボルを用いて、各データシンボル位置においてチャンネル応答を評価するのに用いられる。チャンネル評価は、チャンネル損傷によって生じたデータシンボルにおける位相歪みを修正するのに用いられる。パイロットシンボルで搬送されるデータは受信機では既知であるので、それらパイロットシンボルはチャンネル応答を評価するのに用いられ得る。この機能に対しては任意の既知のチャンネル評価方式を用いることができる。
【００２４】
ＭＲＣ等化ブロック１０２：
ＭＲＣ等化ブロック１０２は、未処理のデータシンボルを受け、チャンネル評価ブロック１０４で発生したチャンネル評価の共役複素数でそれらを乗算することによって等化する。この操作はデータシンボルにおける位相歪みを修正する。データシンボルにおける振幅歪みは、受信したデータシンボルの信号強度情報が保持され、後のチャンネル・デコーディングにおいて用いられ得るように修正されない。
【００２５】
ＱＡＭ閾値評価装置１０６：
ＱＡＭ閾値評価装置１０６は、信号強度を評価し、等化パイロットシンボル又はチャンネル評価を用いて各等化データシンボル又はデータシンボルのサブセットに対する基準ＱＡＭ検出閾値を発生する。評価のために用いた詳細なアルゴリズムは、アプリケーションに依存する。ＯＦＤＭシステムに適用できるアルゴリズムの例について以下説明する。
ＭＲＣ等化ブロック１０２において振幅歪みは修正されないので、等化データシンボルの振幅は、フェージング状態の下では相当に変動する。その結果、等化データシンボルのブロックに対する共通ＱＡＭ検出閾値は十分に機能しない。
【００２６】
ＱＡＭ閾値計算ブロック１０８：
使用したＱＡＭ変調形式、例えば１６−ＱＡＭ又は６４−ＱＡＭに依存して、データシンボルを復調するのに１つ以上のＱＡＭ復調閾値が要求され得る。ＱＡＭ閾値計算ブロック１０８は、ＱＡＭ閾値評価装置１０６で決められた基準ＱＡＭ閾値を用いて各データシンボルに対するこれらの閾値を導出する。閾値は、復調装置１００に入力として供給されるＱＡＭ変調形式及びパイロット対データ出力比に基いて決められる。
【００２７】
ＱＡＭ復調ブロック１１０：
ＱＡＭ復調ブロック１１０においては、各等化データシンボルは、ＱＡＭ閾値計算ブロック１０８によりデータシンボルについてのＱＡＭ検出閾値を用いて復調される。上記で説明したように、各データシンボルを復調するのに必要な閾値の数は、１６−ＱＡＭ又は６４−ＱＡＭのようなＱＡＭ変調形式に依存している。ＱＡＭ復調ブロック１１０は、受信機における更なる処理操作のために、復調ソフトビットを出力する。
【００２８】
使用したＱＡＭ閾値評価の方法は一般的にシステムに依存するので、ＯＦＤＭシステムに対するＱＡＭ閾値評価装置の例について図２に関連して説明する。この場合、等化パイロットシンボルはＱＡＭ基準閾値を導出するのに用いられる。
【００２９】
図２には、簡単化したＯＦＤＭ受信機サブシステムを示し、このサブシステムは、本発明の第１の実施の形態によるＱＡＭ復調装置を備えている。受信機２００は、入力２０２としてＯＦＤＭベースバンド・シンボルを受けるように構成されている。循環前置子削除ブロック２０４は送信機によってＯＦＤＭシンボル間に加えられた循環前置子を削除する。そして信号は、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）２０６によって周波数ドメイン信号に変換され、復調信号は、トランスポート・プロセッシング・ブロック２１０及びその後の段（図示していない）による更なる処理操作のために出力される。
【００３０】
この例では、ＱＡＭ復調装置２０８は、復調閾値計算ブロック２１２と呼ばれる単一プロセッシングブロックを備え、この復調閾値計算ブロック２１２は、図１のＱＡＭ閾値評価装置１０６及びＱＡＭ閾値計算ブロック１０８を組み合わせた機能を行う。
【００３１】
該ＯＦＤＭシステムのＱＡＭ閾値評価装置をより良く理解するためには、図２におけるＦＦＴ動作後のＯＦＤＭベースバンド信号のデータ構造を説明するのが有効である。
【００３２】
図３には、ＯＦＤＭシステムのデータ構造３００の例を示し、各パイロット例えば３０２又はデータシンボル例えば３０４はＴ−Ｆ（時間−周波数）グリッド３０６に位置決めされる。図３は単に便宜上用いられることになる一例であり、本発明の実施形態は任意のパイロット及びデータ構造を用いたＯＦＤＭシステムに応用され得ると認識されるべきである。
【００３３】
一般的に言えば、図３に示すデータ構造３００は等化の前及び後の両方においてＯＦＤＭ信号に適用できる。等化の前では、パイロット及びデータシンボルは“未処理” パイロット及びデータシンボルと呼ばれる。等化の後では、パイロット及びデータシンボルは“等化” パイロット及びデータシンボルと呼ばれる。図において、列例えば３０８は多数の周波数副搬送波を横切って伝送されたＯＦＤＭを表し、またデータシンボルの行例えば３１０は、同一副搬送波において連続した時間間隔で伝送されたデータシンボルを表している。
【００３４】
図２の例において、等化ブロック２１４で発生した等化パイロットシンボルは、図１に示すものと同様にして、ブロック２１２において基準ＱＡＭ閾値を計算するのに用いられる。パイロットシンボルは通常ＯＦＤＭデータ構造における時間−周波数グリッドのほんの僅かな部分を占めているので、まずパイロットシンボル位置において信号強度を評価するために精巧なアルゴリズムを用い、そしてパイロットシンボル位置における信号強度の基いてデータシンボル位置において信号強度を決めるのに内挿及び／又は外挿を用いるのが実際的であり得る。データシンボル位置における信号強度は、基準ＱＡＭ閾値として用いられる。
【００３５】
本発明を更によく例示するために、図３に示すパイロット及びデータ構造を用いるＯＦＤＭシステムに適用した例を以下に示す。かかる例において、ＱＡＭ閾値評価装置（図１の１０６又は図２の２１２）は次のように動作する。
1．有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタは、適切な境界処理によってを等化パイロットシンボルを平滑化するのに用いられる。
2．次に、ステップ１からの平滑化したパイロットシンボルは、複素数値から実振幅に変換される。
3．ＯＦＤＭシンボルにおける各非パイロットシンボル位置における振幅を決めるためにステップ２からの平滑化したパイロットシンボルの振幅を用いてパイロット・シンボルを含む各ＯＦＤＭシンボル（例えば、図３のＯＦＤＭシンボル３１２）における平滑化したパイロットシンボル位置間で内挿及び／又は外挿を行う。
4．ステップ３からの平滑化したパイロット及び非パイロットシンボルの振幅を内挿及び／又は外挿することによってパイロットシンボルを含まないＯＦＤＭシンボルにおける各データシンボルに対するＱＡＭ基準閾値を計算する。
【００３６】
この方法に続いて、Ｔ−Ｆグリッドにおける各等化データシンボルは対応する１つのＱＡＭ基準閾値を持ち、この１つのＱＡＭ基準閾値は、データシンボルに対応する１つ又はそれ以上のＱＡＭ復調閾値を計算するために用いられ得る。
【００３７】
上記で例示した機能ブロックの仕切りは単に例示のためのものであり、ブロック間の機能分離は他の構成においては変え得ることが認められるべきである。例えば、パイロット対データ出力比調整は“ＱＡＭ閾値評価装置”において、又は“ＱＡＭ閾値計算”において行われ得る。しかし、本願発明者等は、この調整を“ＱＡＭ閾値計算”ブロックで行うのが計算上一層有効であると信じている。
【００３８】
本明細書に開示し定義した発明は、明細書の文面又は図面において言及され、又はそれらから明らかな個々の特徴の２つ又はそれ以上からなる別個の組合せ全てにまで及ぶことが理解される。これらの異なる組合せの全ては本発明の種々の特徴を構成する。
【００３９】
本明細書で使用した用語“備える、有する。含む”（又はその文法上の変形）は用語“備える、含む”と同等であり、そして他の要素又は特徴の存在を除外するものとみなされるべきものではない。
【００４０】
本発明の実施形態について詳細に説明してきたが、特許請求の範囲で定義した発明の精神及び範囲から逸脱することなく種々の変形、置換及び代替がなされ得ることが理解されるべきである。更に、特許請求の範囲が審査の段階で補正されても請求した発明の全ての同等の範囲を保持することは本願発明者等の意向である。
【符号の説明】
【００４１】
１００  ＱＡＭ復調装置
１０２  ＭＲＣ等化ブロック
１０４  チャンネル評価装置ブロック
１０６  ＱＡＭ閾値評価装置ブロック
１０８  ＱＡＭ閾値計算ブロック
１１０  ＱＡＭ復調ブロック
２００  受信機
２０２  入力
２０４  循環前置子削除ブロック
２０６  高速フーリエ変換（ＦＦＴ）
２０８  ＱＡＭ復調装置
２１０  トランスポート・プロセッシング・ブロック
２１２  復調閾値計算ブロック
２１４  等化ブロック
３００  データ構造
３０２  パイロット
３０４  データシンボル
３０６  Ｔ−Ｆ（時間−周波数）グリッド
３０８  ＯＦＤＭシンボル
３１０  副搬送波
３１２  ＯＦＤＭシンボル
【図１】
0005418835.tif 000002
【図２】
0005418835.tif 000003
【図３】
0005418835.tif 000004