(57)【要約】送受信装置間のチャネルがマルチパスフェージング等により歪んだ場合、パイロットサブキャリア間の線形補間では推定誤差が大きくなり、結果として等化誤差が増大し、受信性能が劣化する。本発明の受信装置は、高速フーリエ変換部と、パイロットサブキャリア抽出部と、チャネル推定部と、等価部と、ビット対数尤度比算出部と、デインタリーブ部と、軟入力軟出力復号部と、インタリーブ部と、ソフトシンボル算出部と、硬判定部と、信頼性評価部と、を備えることを特徴とする。
2016067752.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信した時間信号を周波数信号に変換する高速フーリエ変換部と、
前記周波数信号からパイロットサブキャリアを抽出するパイロットサブキャリア抽出部と、
前記パイロットサブキャリア抽出部で抽出したパイロットサブキャリア抽出信号に対して線形補間処理により送受信間のチャネルを推定するチャネル推定部と、
前記周波数信号と前記チャネル推定結果を用いて等化する等価部と、
前記等化出力からビット対数尤度比を算出するビット対数尤度比算出部と、
前記ビット対数尤度比に対して送信側で予め決められた順序に並び替えるインタリーブ手段に対となる元の順序に並び替えるデインタリーブ部と、
前記デインタリーブ出力に対して軟入力軟出力の誤り訂正を行う軟入力軟出力復号部と、
前記軟入力軟出力誤り訂正手段の出力のうち符号化ビット対数尤度比を送信側と同様の順序に並び替えるインタリーブ部と、
前記インタリーブ出力からソフトシンボルを生成するソフトシンボル算出部と、
生成した前記ソフトシンボルに対して硬判定部と、
前記インタリーブ出力の符号化ビット対数尤度比から信頼性情報生成する信頼性評価部と、を備えることを特徴とする受信装置。
【請求項２】
請求項１に記載の受信装置において、
前記チャネル推定部は、前記信頼性情報が所定の閾値より大きい場合に、前記ソフトシンボル硬判定出力を線形補間処理する線形補間部を有することを特徴とする受信装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の受信装置において、
前記チャネル推定部は、前記信頼性情報が所定の閾値よりも小さくなるまで線形補間処理を繰り返すことを特徴とする受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受信装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
無線通信における受信装置での等化処理は、一般的に、ＯＦＤＭ（Orthogonal  Frequency-Division  Multiplexing：直交周波数分割多重方式）のようなマルチキャリア通信では、サブキャリア方向に特定の間隔に振幅と位相が既知であるパイロットサブキャリアを送信装置で挿入することにより、受信装置でパイロットサブキャリア間の線形補間を行うことで送受信装置間のチャネルを推定し、推定したチャネル情報の逆特性を受信信号に乗じることにより等化を行っている。【０００３】
先行技術文献としては、例えば、特許文献１に、復号されるデータ値が検波の誤りを生じやすい場合でも信頼できるチャネル推定を生じる新規なチャネル推定の発明が開示されている。【０００４】
また、他の先行技術文献としては、例えば、特許文献２に、周波数選択性フェージングが存在し、ドップラー周波数変動を受ける動的なフェージングが存在する環境下においても、正確なチャネル推定値を得ることができるマルチキャリア受信装置の発明が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４２７２６６５号公報
【特許文献２】特許第３８７６４３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の技術では、送受信装置間のチャネルがマルチパスフェージング等により歪んだ場合、パイロットサブキャリア間の線形補間では推定誤差が大きくなり、結果として等化誤差が増大し、受信性能が劣化する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の受信装置は、受信した時間信号を周波数信号に変換する高速フーリエ変換部と、周波数信号からパイロットサブキャリアを抽出するパイロットサブキャリア抽出部と、パイロットサブキャリア抽出部で抽出したパイロットサブキャリア抽出信号に対して線形補間処理により送受信間のチャネルを推定するチャネル推定部と、周波数信号とチャネル推定結果を用いて等化する等価部と、等化出力からビット対数尤度比を算出するビット対数尤度比算出部と、ビット対数尤度比に対して送信側で予め決められた順序に並び替えるインタリーブ手段に対となる元の順序に並び替えるデインタリーブ部と、デインタリーブ出力に対して軟入力軟出力の誤り訂正を行う軟入力軟出力復号部と、軟入力軟出力誤り訂正手段の出力のうち符号化ビット対数尤度比を送信側と同様の順序に並び替えるインタリーブ部と、インタリーブ出力からソフトシンボルを生成するソフトシンボル算出部と、生成した前記ソフトシンボルに対して硬判定部と、インタリーブ出力の符号化ビット対数尤度比から信頼性情報生成する信頼性評価部と、を備えることを特徴とする。【０００８】
また、本発明の受信装置は、上述の受信装置であって、チャネル推定部は信頼性情報が所定の閾値より大きい場合にソフトシンボル硬判定出力を線形補間処理する線形補間部を有することを特徴とする。【０００９】
さらに、本発明の受信装置は、上述の受信装置であって、チャネル推定部は信頼性情報が所定の閾値よりも小さくなるまで線形補間処理を繰り返すことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、誤り訂正した信号をフィードバックし繰り返しチャネル推定によりチャネル推定誤差を低減し、受信性能向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施例に係る受信装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施例に係る受信装置のチャネル推定部の構成を示す機能ブロック図である。
【図３】チャネル推定部の線形補間を説明するための図である。
【図４】本発明の一実施例に係る受信装置のチャネル推定部の繰り返し線形補間を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。
図１は本発明の一実施例に係る受信装置の構成を示すブロック図である。
図１において、受信装置は、アンテナ１２１、ＲＦ（Radio  Frequency）部１２２、Ａ／Ｄ（Analog-to-Digital  converter）部１２３、高速フーリエ変換部であるＦＦＴ（Fast  Fourier  Transform）部１０１、チャネル推定部１０２、等化部１０３、ビット対数尤度比算出部であるＬＬＲ（Log  Likelihood  Ratio）算出部１０４、デインタリーブ部１０５、軟入力軟出力復号部であるＳＩＳＯ（Soft-In  Soft-Out）復号部１０６、硬判定部１０７、インタリーブ部１０８、ソフトシンボル算出部１０９、硬判定部１１０で構成されている。
【００１３】
アンテナ１２１は送信側から送信された無線信号を受信し、ＲＦ部１２２は受信信号をベースバンド帯域に変換し、Ａ／Ｄ部１２３はベースバンド信号をデジタル信号に変換する。
なお、受信信号は、例えば、ＯＦＤＭ信号である。
ＦＦＴ１０１部は、受信した時間領域信号y(m,n)を周波数領域信号に変換し、受信周波数信号Y(m,k)としてチャネル推定部１０２と等化部１０３へ出力する。ここで、ｍはシンボル番号、ｎはサンプル番号、ｋはサブキャリア番号である。
【００１４】
チャネル推定部１０２は、入力された受信周波数信号Y(m,k)と、誤り訂正されフィードバックされたソフトシンボルを硬判定した周波数信号と、誤り訂正されフィードバックされた受信ビットＬＬＲ（Log  Likelihood  Ratio：対数尤度比）LD(m,ck)に基づき、送受信間のチャネルを推定し、チャネル推定結果を等化部１０３へ出力する。ここで、ｃｋはインタリーブ処理後のビット系列番号である。
【００１５】
次に、チャネル推定部の動作について図２を用いて説明する。
図２において、チャネル推定部１０２は、パイロットサブキャリア抽出部２０１と信頼性評価部２０２とチャネル情報算出部２０３と線形補間部２０４とを備える。
【００１６】
パイロットサブキャリア抽出部２０１は、入力された受信周波数信号Y(m,k)からパイロットサブキャリアを抽出し、パイロットサブキャリアを抽出した受信周波数信号Yp(m,k)を線形補間部へ出力する。
パイロットサブキャリアの抽出は、例えば、全サブキャリアのうちパイロットサブキャリア以外のサブキャリアを‘０’に置換する。
【数１】
2016067752.tif 000003
ここで、rel(m,k)は信頼性評価結果であり、信頼性評価結果rel(m,k)は、例えば、数式２による。
【数２】
2016067752.tif 000004
ここで、Ｂは当該変調方式における変調ビット数、thrは信頼性評価閾値である。信頼性評価閾値thrは、例えば、硬判定誤りが発生しないような大きさの値を設定する。尤度が低い（LLRが０に近い）ビットが１つでもあればrel(m,k)の絶対値が小さくなるように、LLRを総乗している。
【数３】
2016067752.tif 000005
【００１７】
次に、一般的な無線通信に線形補間について図３を用いて説明する。
図３はチャネル推定部の線形補間を説明するための図である。
図３において、各パイロットサブキャリア間を線形補間することにより、チャネルの推定を行っている。
しかし、パイロットサブキャリア間の変動に関しては、チャネル推定誤差が実際のチャネルでは生じる。
【００１８】
次に、本発明の一実施例である線形補間について図４を用いて説明する。
図４は本発明の一実施例に係る受信装置のチャネル推定部の繰り返し線形補間を説明するための図である。
【数４】
2016067752.tif 000006
【数５】
2016067752.tif 000007
ここで、X(i)はマッピング番号ｉにおける当該変調方式のマッピング値、Ｑは当該変調方式のマッピング点数である。ここで、近似式が数式６である。
【数６】
2016067752.tif 000008
数式５は数式６を用いて近似すると数式７となる。
【数７】
2016067752.tif 000009
上式によって、受信ビットＬＬＲは当該ビットに着目したときの１との最小距離、０との最小距離を使って計算する。
【００１９】
デインタリーブ部１０５は、入力された受信ビットＬＬＲ  LE(m,ck)を送信側で予め決められた順序で並び替えられた系列を元の順序に戻し、元の順序に並び替えられた受信ビットＬＬＲ  LE(m,c’k)をＳＩＳＯ復号部１０６へ出力する。ここで、ｃ’ｋはインタリーブ処理前のビット情報系列の番号である。本例のインタリーブ及びデインタリーブ処理の単位は、OFDMシンボルの単位と一致しているか或いはその整数分の１（つまり、１OFDMシンボル内のデータサブキャリアに割り当てられたビット総数が、インタリーブ長の自然数倍）であるとする。
【００２０】
ＳＩＳＯ復号部１０６は、入力された受信ビットＬＬＲ  LE(m,c’k)に対して軟入力軟出力の誤り訂正処理を行い、誤り訂正した情報ビットＬＬＲ  L(m,c’k)を硬判定部１０７へ出力、誤り訂正した符号化ビットＬＬＲ  LD(m,c’k)をインタリーブ部１０８へ出力する。
ＳＩＳＯ誤り訂正処理は、例えば、ＢＣＪＲ（Bahl、Cocke、Jelinek、Raviv：考案者の頭文字）アルゴリズムに基づく最大事後確率を用いた方法や、ＳＯＶＡ（Soft  Output   Viterbi  Algorithm）に基づく方法などにより実現できる。
【００２１】
硬判定部１０７は、入力された情報ビットＬＬＲ  L(m,c’k)に対して硬判定処理を行い、硬判定処理した受信情報ビットd’(m,c’k)を出力する。
硬判定処理は、例えば、数式８による。
【数８】
2016067752.tif 000010
【００２２】
インタリーブ部１０８は、入力された符号化ビットＬＬＲ  LD(m,c’k)に対して、送信側と同様の予め決められた順序で並び替え、並び替えた符号化ビットＬＬＲ  LD(m,ck)をソフトシンボル算出部１０９とチャネル推定部１０２へ出力する。
【数９】
2016067752.tif 000011
【００２３】
次に、ビット確率Po(m,ck)、P1(m,ck)を用いて次式によりマッピング確率P(m,i)を算出する。
【数１０】
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ここで、g(i,z)はマッピング点番号ｉを２進数で表したとき最下位ビットから数えてｚ番目のビット値である。
【数１１】
2016067752.tif 000013
【００２４】
以上の実施形態により、誤り訂正されたデータサブキャリアをチャネル推定部にフィードバックし、信頼性の高いフィードバック信号をパイロットサブキャリアと同等に扱い繰り返しチャネル推定を行うことで、チャネル推定誤差を低減し、受信性能向上を図ることができる。本例のチャネル推定部１０２は、OFDMシンボル毎にパイロットサブキャリアのみに基づくチャネル推定（線形補間）に初期化するので、チャネル変動が激しい移動通信に好適である。
【００２５】
本発明の実施形態である受信装置は、誤り訂正した信号をフィードバックし繰り返しチャネル推定によりチャネル推定誤差を低減し、受信性能向上を図ることができる。
チャネル推定の繰り返し回数は、例えば、予め回数を２回または３回等に決めてもよいし、予め閾値を設定しておき、信頼性情報が閾値以下になるまで繰り返してもよい。またチャネル変動が緩やかな場合は、過去のOFDMシンボルのチャネル推定結果を記憶しておき、それらと現在のOFDMシンボルのパイロットサブキャリアからの推定結果を時間方向に平滑化して、今回のチャネル推定の初期値としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
以上本発明について詳細に説明したが、本発明は、ここに記載された受信装置に限定されるものではなく、上記以外の受信装置、例えばDFTS（Discrete Fourier Transform Spread） OFDM、SC-FDMA（Single-Carrier Frequency-Division Multiple Access）、CP-SC（Single Carrier Block Transmission with Cyclic Prefix）等の周波数領域でブロック等化を行う受信装置に広く適用できる可能性がある。
【符号の説明】
【００２７】
１０１…ＦＦＴ部、１０２…チャネル推定部、１０３…等化部、１０４…ビット対数尤度比算出部、１０５…デインタリーブ部、１０６…軟入力軟出力復号部、１０７…硬判定部、１０８…インタリーブ部、１０９…ソフトシンボル算出部、１１０…硬判定部、１２１…アンテナ、１２２…ＲＦ部、１２３…Ａ／Ｄ部、２０１…パイロットサブキャリア抽出部、２０２…信頼性評価部、２０３…チャネル情報算出部、２０４…線形補間部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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