受信装置
【課題】 位相回転補正処理を用いずに、ＦＦＴ区間更新前後のシンボル差分電力を無効にし、周波数方向平均された雑音電力を用いてキャリア毎の尤度を算出する。
【解決手段】 設定部１０２が演算部１０３にＦＦＴ開始位置を設定又は位置更新し、当該位置更新通知情報を出力し、演算部１０３が受信時間信号を周波数信号に変換し、抽出部１０４が周波数信号からパイロットキャリアを抽出し、電力算出部１０６（２０４）がパイロットキャリアの差分電力を算出し、判定部１０６（２０６）が位置更新通知情報を用いて差分電力の有効を判定し、周波数方向平均部１０７が有効な差分電力の平均を算出し、それを平均雑音電力とする。また、推定部１０５がパイロットキャリアに対して周波数内挿を行うことで伝送路特性を推定し、等化部１０８が伝送路特性と受信周波数信号を用いて等化信号を算出し、尤度算出部１０９が等化信号と伝送路特性と平均雑音電力を用いて尤度を算出する。
【解決手段】 設定部１０２が演算部１０３にＦＦＴ開始位置を設定又は位置更新し、当該位置更新通知情報を出力し、演算部１０３が受信時間信号を周波数信号に変換し、抽出部１０４が周波数信号からパイロットキャリアを抽出し、電力算出部１０６（２０４）がパイロットキャリアの差分電力を算出し、判定部１０６（２０６）が位置更新通知情報を用いて差分電力の有効を判定し、周波数方向平均部１０７が有効な差分電力の平均を算出し、それを平均雑音電力とする。また、推定部１０５がパイロットキャリアに対して周波数内挿を行うことで伝送路特性を推定し、等化部１０８が伝送路特性と受信周波数信号を用いて等化信号を算出し、尤度算出部１０９が等化信号と伝送路特性と平均雑音電力を用いて尤度を算出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送信装置にてＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：直交周波数分割多重）変調された信号を受信して復調処理および復号処理を行う受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
その直交性によりＦＦＴ(Fast Fourier Transform：高速フーリエ変換アルゴリズムを利用したＯＦＤＭ方式は、有線であると無線であるとを問わず、広く情報通信のデジタル変復調方式として用いられている。
【０００３】
そして、ＯＦＤＭ方式において、雑音電力の算出は、一般に、受信装置での受信時間信号のガードインターバル区間の差分やＦＦＴ等により変換された受信周波数信号の既知信号の理想値との差分を用いることが知られている。
また、受信装置の復調処理および復号処理、誤り訂正処理などには、受信信号と雑音電力から尤度を算出して、それを与えることがある。
【０００４】
特許文献１には、ゼロアウトされパイロット送信用に使用されていない少なくとも１つのパイロット・サブバンドによる雑音及び推定誤差の推定値を導き出して、前記雑音及び推定誤差の前記推定値を使用して、ログ尤度比（ＬＬＲ）を計算する少なくとも１つのプロセッサと、前記少なくとも１つのプロセッサと結合されたメモリと、を備えた通信システムに適用される装置が記載されている。
【０００５】
特許文献２には、ＯＦＤＭ信号を送信する無線送信装置から該ＯＦＤＭ信号を受信する受信手段と、前記受信したＯＦＤＭ信号の伝搬路応答を推定する推定手段と、前記受信したＯＦＤＭ信号を周波数領域の信号に変換するフーリエ変換器と、前記変換されたＯＦＤＭ信号を対象として周波数領域の中心周波数を軸として対称な位置にある２つのサブキャリアの受信信号を結合する結合手段と、前記推定された伝搬路応答に基づいて、前記２つのサブキャリアで送信された信号の各ビットの尤度を計算する計算手段と、複数の前記尤度のうち、前記２つのサブキャリアの帯域の両端から帯域の中心に向かって少なくとも１つ以上のサブキャリア番号に対応する尤度に１未満の重み係数を乗算する乗算手段と、を具備する無線受信装置が記載されている。
【０００６】
特許文献３には、単数又は複数のアンテナに受信された直交周波数分割多重された信号から現時点以前の符号間干渉成分を取り除く第１適応等化処理と、現時点のキャリア間干渉又は現時点以降の符号間干渉成分を取り除く第２適応等化処理と、前記第１及び第２適応等化処理によって等化された信号を処理する信号検出処理と、誤り訂正復号する誤り訂正復号処理と、前記第１及び第２適応等化処理で用いられるチャネル応答を推定するチャネル推定処理とから構成されるＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）適応等化受信方式が記載されている。
【０００７】
特許文献４には、参照信号として、空間多重されたパイロットサブキャリア信号を生成する参照信号生成手段と、マルチキャリア変調された受信信号から、空間多重されたパイロットサブキャリア信号を抽出する空間多重パイロットサブキャリア抽出手段と、前記参照信号生成手段により得られた参照信号と、前記空間多重パイロットサブキャリア抽出手段により得られた空間多重されたパイロットサブキャリア信号とを比較することで受信信号の位相誤差を検出し当該位相誤差を補償する位相補償手段と、を具備する無線通信装置が記載されている。
【０００８】
特許文献５には、送信信号の判定結果、伝搬チャネルの推定結果、及び前記受信信号を基に、前記送信信号に対する誤差を推定する機能と、推定した誤差に基づいて重み付けられた、前記送信信号に対する尤度情報を用いて、誤り訂正復号処理を行う機能と、を有する、空間多重伝送された送信信号を受信する無線通信装置が記載されている。
【０００９】
特許文献６には、送信されたＯＦＤＭ信号を受信する受信手段と、前記受信手段により受信された受信信号をＯＦＤＭ復調するＯＦＤＭ復調手段と、前記ＯＦＤＭ復調手段により復調されたＯＦＤＭ復調信号の信号強度を算出する重み係数算出手段と、前記ＯＦＤＭ復調信号から誤り検出反復復号を行うための尤度情報を生成する尤度生成手段と、前記重み係数算出手段における算出値を基に前記尤度情報を変更する尤度変更手段と、前記尤度変更手段により変更された尤度情報が前記誤り訂正復号単位分溜まるまで保持するバッファと、前記バッファに保持された尤度情報を用いて誤り訂正反復復号を行う誤り訂正反復復号手段を備える受信装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特表２００８−５１６５６３号公報
【特許文献２】特開２００８−１７１４４号公報
【特許文献３】特開２００４−２２１７０２号公報
【特許文献４】特開２００７−２０８９６７号公報
【特許文献５】特開２００７−３３６５３２号公報
【特許文献６】特開２００８−１０９８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
受信装置において、復調処理、復号処理および誤り訂正処理の性能を高めるために、サブキャリア毎の尤度算出が必要となる。
このサブキャリア毎の尤度算出には、送受信間の伝送路の特性、雑音電力の情報を参考とすることができる。
伝送路の状態は、例えば、プリアンブル信号やパイロット信号のような受信信号に含まれる既知信号から推定することができる。
【００１２】
また、受信周波数信号の既知信号の理想値との差分を用いる場合は、その差分を正しく求めるため、前段に位相回転補正等の処理が必要となる。
代替策として、ある固定のＦＦＴ窓が設けられていれば、受信周波数信号の既知信号の１シンボル差分を用いることにより、雑音電力を算出することができる。なお、算出の原理・詳細については後述する。
【００１３】
しかしながら、受信信号に含まれる既知信号の時間方向の差分を算出する場合、周波数信号に変換するための時間信号を与えるＦＦＴ区間が、時変動に追従するため更新することにより周波数信号の回転量が変化する。
このため、このＦＦＴ区間更新前後の既知信号の時間方向差分を用いても両者の位相回転量が異なるため正しい雑音電力を算出することができないという課題がある。
【００１４】
また、ＦＦＴ演算後に位相回転補正処理を加えれば、ＦＦＴ区間更新前後のシンボルも用いることができるが、位相回転補正処理は回路規模が大きくなるという課題がある。
また、パイロットキャリアから算出された伝送路特性を用いて等化を行う場合、マルチパス等のフェージングにより電力が落ちたサブキャリアの箇所は雑音電力も持ち上がってしまうため、等化後の当該サブキャリアのＳ／Ｎは低下するという課題がある。
【００１５】
本発明は、回路規模の大きい位相回転補正処理を用いずに、上記課題を解決する受信装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、上記の課題を解決するために、入力時間信号に対するＦＦＴ区間更新検出を行い、その更新前後の既知信号の時間方向差分を無効とすることにより、伝送路特性と雑音電力の大きさを考慮した尤度を算出するものであり、回路規模の大きい位相回転補正処理を用いずに上記課題を解決する。
【００１７】
具体的には、本発明に係る受信装置は、ＯＦＤＭ変調された信号を受信して復調処理および復号処理を行う受信装置であって、ＦＦＴ開始位置設定手段がＦＦＴ演算手段にＦＦＴ開始位置を設定又は位置更新し、また、当該設定又は更新した位置をＦＦＴ位置更新通知情報として出力し、ＦＦＴ演算手段が受信時間信号に対してＦＦＴ演算を行なって周波数信号に変換する。そして、パイロットキャリア抽出手段がＦＦＴ演算手段で変換された受信周波数信号からパイロットキャリア信号を抽出し、電力算出手段が当該抽出されたパイロットキャリアの差分電力を算出し、判定手段が前記ＦＦＴ位置更新通知情報を用いて当該差分電力の有効および無効の判定し、平均雑音電力算出手段が有効とされた当該差分電力の平均雑音電力を算出する。また、伝送路特性推定手段が前記抽出されたパイロットキャリアに対して周波数内挿を行うことにより伝送路特性を推定し、等化手段が当該伝送路特性と前記変換された受信周波数信号を用いて等化信号を算出する。そして、尤度算出手段が前記等化信号と前記伝送路特性と前記平均雑音電力を用いて尤度の算出を行う。
【００１８】
ここで、本発明における平均雑音電力算出手段は種々な態様を採用することができる。
例えば、平均雑音電力算出手段は、周波数方向の平均演算を行なって平均雑音電力を算出するものでもよく、或いは、周波数方向の平均演算と時間方向の平均演算を行なって平均雑音電力を算出するものでもよい。或いは、平均雑音電力算出手段は時間方向の平均演算を行なって平均雑音電力を算出し、当該平均雑音電力を周波数方向に内挿する周波数内挿手段を更に備える態様であってもよい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によると、時変動に追従するために更新するＦＦＴ区間の更新を検知し、更新前後の受信周波数信号の既知信号の差分を無効とすることで、位相回転補正処理がなくとも受信周波数信号に含まれる既知信号から雑音電力を算出することが可能となる。そして、受信周波数信号の既知信号を内挿補間した伝送路特性の推定結果と等化後の信号と雑音電力を用いてキャリア毎の尤度を算出することで、復調処理および復号処理、誤り訂正処理における品質を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第一の実施例に係る受信装置の要部の構成を示す図である。
【図２】本発明の第一の実施例に係る１シンボル差分算出部の構成を示す図である。
【図３】本発明の第一の実施例に係る１シンボル差分算出部の置換を用いた処理のタイミングチャートである。
【図４】本発明の第一の実施例に係る１シンボル差分算出部の平均を用いた処理のタイミングチャートである。
【図５】本発明の第一の実施例に係る差分電力有効/無効判定器の置換を用いた処理における真理値表である。
【図６】本発明の第一の実施例に係る差分電力有効/無効判定器の平均を用いた処理における真理値表である。
【図７】本発明の第二の実施例に係る受信装置の要部の構成を示す図である。
【図８】本発明の第二の実施例に係る１シンボル差分算出部の構成を示す図である。
【図９】本発明の第二の実施例に係る１シンボル差分算出部の処理のタイミングチャートである。
【図１０】本発明の第二の実施例に係る差分電力有効/無効判定器の真理値表である。
【図１１】本発明の第三の実施例に係る受信装置の要部の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明に係る受信装置を、図に示す実施の形態に基づいて具体的に説明する。
〈第一の実施例〉
図１には、本発明の第一の実施例に係るＯＦＤＭ信号の受信装置の構成を示す。
本実施例の受信装置は、ガードインターバル（ＧＩ）相関算出部１０１と、ＦＦＴ窓開始位置設定部１０２と、ＦＦＴ演算部１０３と、パイロットキャリア抽出部１０４と、周波数内挿部１０５と、１シンボル差分算出部１０６と、周波数方向平均部１０７と、等化部１０８と、尤度算出部１０９と、を備える。
【００２２】
ガードインターバル相関算出部１０１は、受信時間信号ｙ（ｎ，ｍ）を有効シンボル長遅延させ、相関値ＣＯＲ（ｎ，ｍ）を算出し、ＦＴＴ窓開始位置設定部１０２へ出力する。ここで、ｎはサンプル番号、ｍはシンボル番号である。
【００２３】
ＦＦＴ窓開始位置設定部１０２は、ガードインターバル相関算出部１０１の相関値ＣＯＲ（ｎ，ｍ）からＦＦＴ窓開始位置を設定又は更新し、設定又は更新した位置をＦＦＴ演算部１０３へ出力し、また、設定又は更新した位置を通知するためにフラグＦＬＡＧを１シンボル差分算出部１０６へ出力する。
このＦＦＴ窓開始位置は変動に追従するため、一定時間（シンボル）で更新する。
【００２４】
ＦＦＴ演算部１０３は、受信した時間信号ｙ（ｎ，ｍ）をＦＦＴ窓開始位置設定部１０２により設定されたＦＦＴ窓開始位置を基に周波数信号Ｙ（ｋ，ｍ）に変換し、パイロットキャリア抽出部１０４と等化部１０８へ出力する。ここで、ｋはキャリア番号である。
【００２５】
パイロットキャリア抽出部１０４は、受信周波数信号Ｙ（ｋ，ｍ）からパイロットキャリアを抽出し、抽出したパイロットキャリア信号ＹＰ（ｋ，ｍ）を周波数内挿部１０５と１シンボル差分算出部１０６へ出力する。ここで、このＹＰ（ｋ，ｍ）は、受信周波数信号Ｙ（ｋ，ｍ）についてパイロットキャリア以外を０に置換したものである。
【００２６】
周波数内挿部１０５は、入力されたパイロットキャリア抽出信号ＹＰ（ｋ，ｍ）を用いて、例えば、内挿フィルタや線形補間などの周波数内挿を行い、これによって推定される伝送路特性の結果Ｈ（ｋ，ｍ）を等化部１０８と尤度算出部１０９へ出力する。すなわち、この周波数内挿部１０５は、パイロットキャリアに対して周波数内挿を行なうことにより伝送路特性を推定する伝送路推定手段を構成している。
【００２７】
１シンボル差分算出部１０６は、パイロットキャリア抽出部１０４で抽出されたパイロットキャリアの１シンボル差分電力ＮＰ（ｋ，ｍ）を算出し、周波数方向平均部１０７へ出力する。
１シンボル差分算出部１０５について、図２を用いて詳しく説明する。
【００２８】
図２に、１シンボル差分算出部１０６の構成を示す。
１シンボル差分算出部１０５は、実数部・虚数部分離器２０１と、実数部と虚数部とにそれぞれ設けた１シンボル遅延器２０２と、実数部と虚数部とにそれぞれ設けた加算器２０３と、電力算出器２０４と、シンボルカウンタ２０５と、差分電力有効／無効判定器２０６と、を備える。
【００２９】
ここで、パイロットキャリアの１シンボル差分を用いて雑音電力が算出できる原理について説明する。この原理は当該シンボル間で伝送路の変動がない場合である。
パイロットキャリアのみを抽出した周波数軸の受信信号をｒ（ｋ，ｍ）とし、ｒ（ｋ，ｍ）とその１シンボル前の信号をｒ（ｋ、ｍ−１）とすると、それぞれ数式１のように表される。
ここに、ｓ（ｋ，ｍ）は受信信号ｒ（ｋ，ｍ）の所望信号成分、ｎ（ｋ，ｍ）は受信信号ｒ（ｋ，ｍ）の雑音成分であり、ｓ（ｋ，ｍ−１）は受信信号ｒ（ｋ，ｍ−１）の所望信号成分、ｎ（ｋ，ｍ−１）は受信信号ｒ（ｋ，ｍ−１）の雑音成分である。
【数１】
（数式１）
【００３０】
この２つ信号ｒ（ｋ，ｍ）とｒ（ｋ，ｍ−１）の差分をとると、パイロットキャリアはｓ（ｋ，ｍ）＝ｓ（ｋ，ｍ−１）とみなして、この差分の電力ＮＰ（ｋ，ｍ）は数式２のようになる。
【数２】
（数式２）
【００３１】
ここで、電力ＮＰ（ｋ，ｍ）の期待値について考える。
数式２を展開すると数式３となる。
ここに、＊は複素共役を示す。
【数３】
（数式３）
【００３２】
さらに、ｎ（ｋ，ｍ）とｎ（ｋ，ｍ−１）はガウス雑音であると仮定し、互いに独立であるので、分散をσ２とすると、数式４及び数式５の関係式が成立する。
したがって、これらの関係式から、数式３は数式６のようにまとめられる。
【数４】
（数式４）
【数５】
（数式５）
【数６】
（数式６）
【００３３】
以上から、パイロットキャリアの１シンボル差分により２倍の雑音電力が求まる。
【００３４】
図３、図４に１シンボル差分算出部１０６の動作例のタイミングチャートを示す。
この動作例はＦＦＴ窓開始位置が１０シンボル間隔で更新される場合を示したものである。
図３は前シンボルの値を０次ホールドしたもの、図４は直前の９シンボルの平均値で置換したものである。
【００３５】
実数部・虚数部分離器２０１は、入力信号（パイロットキャリア抽出信号）ＹＰ（ｋ，ｍ）を実数部と虚数部に分離し、それぞれ１シンボル遅延器２０２と加算器２０３へ出力する。
【００３６】
実数部では、１シンボル遅延器２０２は、入力信号ｒｅａｌ（ＹＰ（ｋ，ｍ））を１シンボル分遅延させて、加算器２０３へ出力し、加算器２０３は、入力信号ｒｅａｌ（ＹＰ（ｋ，ｍ））と１シンボル遅延させた信号ｒｅａｌ（ＹＰ（ｋ，ｍ−１））の和をとり、和ＥＩ（ｋ，ｍ）を電力算出器２０４へ出力する。
【００３７】
虚数部では、１シンボル遅延器２０２は、入力信号ｉｍａｇ（ＹＰ（ｋ，ｍ））を１シンボル分遅延させて、加算器２０３へ出力し、加算器２０３は、入力信号ｉｍａｇ（ＹＰ（ｋ，ｍ））と１シンボル遅延させた信号ｉｍａｇ（ＹＰ（ｋ，ｍ−１））の和をとり、和ＥＱ（ｋ，ｍ）を電力算出器２０４へ出力する。
【００３８】
電力算出器２０４は、２つの入力信号を用いて電力Ｎ‘Ｐ（ｋ，ｍ）の算出を行い、その電力を有効／無効判定器２０６へ出力する。
ここに、電力Ｎ‘Ｐ（ｋ，ｍ）の算出は数式７により行なわれる。なお、数式７中の１／２は数式６での２倍をキャンセルするためのものである。
【数７】
（数式７）
【００３９】
シンボルカウンタ２０５は、入力されたＦＦＴ窓更新フラグＦＬＡＧをカウンタリセットとして扱い、１シンボル毎にカウンタ値を増加させ、カウンタ値ＣＯＵＮＴを有効／無効判定器２０６へ出力する。
【００４０】
有効／無効判定器２０６は、入力されたカウンタ値を基に出力する信号ＮＰ（ｋ，ｍ）を選択し、周波数方向平均部１０７へ出力する。
この信号の選択は、例えば、図５または図６に示すような真理値表で行う。なお、真理値表中のＮＵはＦＦＴ窓開始位置更新間隔シンボル数である。
すなわち、有効／無効判定器２０６は、ＦＦＴ窓更新フラグＦＬＡＧに基づくカウンタ値ＣＯＵＮＴによって、ＦＦＴ窓開始位置の更新前後の差分電力を無効として、有効な差分電力を周波数方向平均部１０７へ出力する。
【００４１】
周波数方向平均部１０７は、入力された差分電力ＮＰ（ｋ，ｍ）に対して、例えば、数式８のような周波数方向の平均演算を行い、算出結果Ｎ（ｍ）を尤度算出部１０９へ出力する。
ここに、数式８において、Ｋは１シンボル内のキャリア数、ＫＰは１シンボル内のパイロットキャリア数である。
【数８】
（数式８）
【００４２】
等化部１０８は、受信周波数信号Ｙ（ｋ，ｍ）と伝送路特性推定信号Ｈ（ｋ、ｍ）を用いて等化した信号Ｘ（ｋ，ｍ）を算出し、尤度算出部１０９へ出力する。
ここに、Ｘ（ｋ，ｍ）は、数式９のように算出できる。
【数９】
（数式９）
【００４３】
尤度算出部１０９は、等化信号Ｘ（ｋ，ｍ）と伝送路特性推定信号とＨ（ｋ、ｍ）と周波数内挿された平均雑音電力Ｎ（ｋ，ｍ）を用いてキャリア毎の尤度Ｌ（ｋ，ｍ，ｄｉ）を算出して、出力する。
ここで、対数尤度比ＬＬＲ（ｋ，ｍ）は、一般的に数式１０のように表される。なお、Ｐ（α）は確率であり、ｄｉはマッピング点に割り振られたビット列Ｄのｉ番目のビットである。
【数１０】
（数式１０）
【００４４】
そして、数式１０を展開すると、数式１１のように表される。
ここで、ＳＫは理想シンボル点である。
【数１１】
（数式１１）
【００４５】
そして、数式１１中のＰ（Ｙ（ｋ，ｍ）｜ＳＫ）は数式１２のように表される。
【数１２】
（数式１２）
【００４６】
受信信号Ｙ（ｋ，ｍ）と伝送路特性Ｈ（ｋ，ｍ）と等化後信号Ｘ（ｋ，ｍ）と理想シンボル点ＳＫと雑音電力σ２を用いて、数式１２より数式１３のような比例関係に表される。
そして、数式１３を変形すると、数式１４となる。
そして、数式１５とすると、数式１６のようにまとめられる。
【数１３】
（数式１３）
【数１４】
（数式１４）
【数１５】
（数式１５）
【数１６】
（数式１６）
【００４７】
数式１６により、伝送路特性を考慮したキャリア毎の尤度を算出することができる。
本発明では、受信信号から算出した雑音電力Ｎ（ｍ）を用いて、対数尤度比Ｌ（ｋ，ｍ，ｄｉ）を数式１７のように与えることができる。
【数１７】
（数式１７）
【００４８】
上記の第一の実施例により、ＦＦＴ区間更新前後のシンボル差分電力を無効にし、周波数方向に平均化された雑音電力を用いてキャリア毎の尤度を算出することが可能となる。
【００４９】
〈第二の実施例〉
図７に、本発明の第二の実施例に係るＯＦＤＭ信号の受信装置の構成を示す。
この受信装置は、ガードインターバル相関算出部１０１と、ＦＦＴ窓開始位置設定部１０２と、ＦＦＴ演算部１０３と、パイロットキャリア抽出部１０４と、周波数内挿部１０５と、１シンボル差分抽出部３０１と、周波数方向平均部１０７と、時間方向平均部３０２と、等化部１０８と、尤度算出部１０９と、を備える。
【００５０】
本実施例において、ガードインターバル相関算出部１０１と、ＦＦＴ窓開始位置設定部１０２と、ＦＦＴ演算部１０３と、パイロットキャリア抽出部１０４と、周波数内挿部１０５と、周波数方向平均部１０７と、等化部１０８と、尤度算出部１０９は、上記の第一の実施例と同様であるため説明を省略する。
【００５１】
図８に１シンボル差分抽出部３０１の構成を示す。
１シンボル差分電力算出部３０１は、実数部・虚数部分離器２０１と、実数部と虚数部とにそれぞれ設けた１シンボル遅延器２０２と、実数部と虚数部とにそれぞれ設けた加算器２０３と、電力算出器２０４と、シンボルカウンタ２０５と、差分電力有効／無効判定器４０１と、を備える。
【００５２】
本実施例において、実数部・虚数部分離器２０１と、１シンボル遅延器２０２と、加算器２０３と、電力算出器２０４と、シンボルカウンタ２０５は、上記の第一の実施例と同様であるため説明を省略する。
【００５３】
図９に１シンボル差分電力算出部３０１の動作例のタイミングチャートを示す。
この動作例はＦＦＴ開始位置が１０シンボル間隔で更新される場合を示したものであ る。同図に示す通り、無効とする差分電力を０に置換する。
【００５４】
有効／無効判定器４０１は、入力されたカウンタ値ＣＯＵＮＴを基に出力する信号Ｎｆ（ｋ，ｍ）を選択し、周波数方向平均部１０７へ出力する。
この信号の選択は、例えば、図１０に示すような真理値表で行う。
【００５５】
時間方向平均部３０２は、周波数方向平均部１０７から入力されたＮｆ（ｍ）を時間方向（シンボル方向）に平均をとり、その平均値Ｎ（ｍ）を尤度算出部１０９へ出力する。
この平均値Ｎ（ｍ）は例えば、数式１８のように算出できる。
【数１８】
（数式１８）
【００５６】
上記の第二の実施例により、ＦＦＴ区間更新前後のシンボル差分電力を無効にし、周波数方向に平均化された雑音電力をさらに時間方向に平均化した雑音電力を用いて、より高精度なキャリア毎の尤度を算出することが可能となる。
【００５７】
〈第三の実施例〉
図１１に、本発明の第三の実施例に係るＯＦＤＭ信号受信装置の構成を示す。
この受信装置は、ガードインターバル相関算出部１０１と、ＦＦＴ窓開始位置設定部１０２と、ＦＦＴ演算部１０３と、パイロットキャリア抽出部１０４と、周波数内挿部１０５と、１シンボル差分抽出部１０６と、周波数方向平均部５０１と、周波数内挿部１０５と、等化部１０８と、尤度算出部５０２と、を備える。
【００５８】
本実施例において、ガードインターバル相関算出部１０１と、ＦＦＴ窓開始位置設定部１０２と、ＦＦＴ演算部１０３と、パイロットキャリア抽出部１０４と、周波数内挿部１０５と、１シンボル差分抽出部１０６と、等化部１０８は、上記の第一の実施例と同様であるため説明を省略する。
【００５９】
時間方向平均部５０１は、１シンボル差分抽出部１０６から入力された信号ＮＰ（ｋ，ｍ）に対してキャリア毎に平均をとり、その平均値Ｎｔ（ｋ，ｍ）を周波数内挿部１０５へ出力する。
この平均値Ｎｔ（ｋ，ｍ）は、例えば、数式１９のように算出する。
そして、周波数内挿部１０５は、入力された平均値Ｎｔ（ｋ，ｍ）に対して、上記のような周波数方向の平均演算を行い、算出結果Ｎ（ｍ）を尤度算出部５０２へ出力する。
を
【数１９】
（数式１９）
【００６０】
尤度算出部５０２は、等化信号Ｘ（ｋ，ｍ）と伝送路推定信号Ｈ（ｋ，ｍ）と周波数内挿された平均雑音電力Ｎ（ｋ，ｍ）を用いて、キャリア毎の尤度Ｌ（ｋ，ｍ，ｄｉ）を算出する。
この尤度Ｌ（ｋ，ｍ，ｄｉ）は、数式１７を基に数式２０のように与えることができる。
【数２０】
（数式２０）
【００６１】
上記の第三の実施例により、ＦＦＴ区間更新前後のシンボル差分電力を無効にし、伝送路特性とキャリア毎の雑音特性を用いて、より高精度なキャリア尤度を算出することができる。
【符号の説明】
【００６２】
１０１：ガードインターバル相関算出部、 １０２：ＦＦＴ窓位置設定部、
１０３：ＦＦＴ演算部、 １０４：パイロットキャリア抽出部、
１０５：周波数内挿部、 １０６：１シンボル差分算出部、
１０７：周波数方向平均部、 １０８：等化部、
１０９：尤度算出部、 ２０１：実数部・虚数部分離器、
２０２：１シンボル遅延器、 ２０３：加算器、
２０４：電力算出器、 ２０５：シンボルカウンタ、
２０６：差分電力有効／無効判定器、 ３０１：１シンボル差分算出部、
３０２：時間方向平均部、 ４０１：差分電力有効／無効判定器、
５０１：時間方向平均部、 ５０２：尤度算出部、
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送信装置にてＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：直交周波数分割多重）変調された信号を受信して復調処理および復号処理を行う受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
その直交性によりＦＦＴ(Fast Fourier Transform：高速フーリエ変換アルゴリズムを利用したＯＦＤＭ方式は、有線であると無線であるとを問わず、広く情報通信のデジタル変復調方式として用いられている。
【０００３】
そして、ＯＦＤＭ方式において、雑音電力の算出は、一般に、受信装置での受信時間信号のガードインターバル区間の差分やＦＦＴ等により変換された受信周波数信号の既知信号の理想値との差分を用いることが知られている。
また、受信装置の復調処理および復号処理、誤り訂正処理などには、受信信号と雑音電力から尤度を算出して、それを与えることがある。
【０００４】
特許文献１には、ゼロアウトされパイロット送信用に使用されていない少なくとも１つのパイロット・サブバンドによる雑音及び推定誤差の推定値を導き出して、前記雑音及び推定誤差の前記推定値を使用して、ログ尤度比（ＬＬＲ）を計算する少なくとも１つのプロセッサと、前記少なくとも１つのプロセッサと結合されたメモリと、を備えた通信システムに適用される装置が記載されている。
【０００５】
特許文献２には、ＯＦＤＭ信号を送信する無線送信装置から該ＯＦＤＭ信号を受信する受信手段と、前記受信したＯＦＤＭ信号の伝搬路応答を推定する推定手段と、前記受信したＯＦＤＭ信号を周波数領域の信号に変換するフーリエ変換器と、前記変換されたＯＦＤＭ信号を対象として周波数領域の中心周波数を軸として対称な位置にある２つのサブキャリアの受信信号を結合する結合手段と、前記推定された伝搬路応答に基づいて、前記２つのサブキャリアで送信された信号の各ビットの尤度を計算する計算手段と、複数の前記尤度のうち、前記２つのサブキャリアの帯域の両端から帯域の中心に向かって少なくとも１つ以上のサブキャリア番号に対応する尤度に１未満の重み係数を乗算する乗算手段と、を具備する無線受信装置が記載されている。
【０００６】
特許文献３には、単数又は複数のアンテナに受信された直交周波数分割多重された信号から現時点以前の符号間干渉成分を取り除く第１適応等化処理と、現時点のキャリア間干渉又は現時点以降の符号間干渉成分を取り除く第２適応等化処理と、前記第１及び第２適応等化処理によって等化された信号を処理する信号検出処理と、誤り訂正復号する誤り訂正復号処理と、前記第１及び第２適応等化処理で用いられるチャネル応答を推定するチャネル推定処理とから構成されるＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）適応等化受信方式が記載されている。
【０００７】
特許文献４には、参照信号として、空間多重されたパイロットサブキャリア信号を生成する参照信号生成手段と、マルチキャリア変調された受信信号から、空間多重されたパイロットサブキャリア信号を抽出する空間多重パイロットサブキャリア抽出手段と、前記参照信号生成手段により得られた参照信号と、前記空間多重パイロットサブキャリア抽出手段により得られた空間多重されたパイロットサブキャリア信号とを比較することで受信信号の位相誤差を検出し当該位相誤差を補償する位相補償手段と、を具備する無線通信装置が記載されている。
【０００８】
特許文献５には、送信信号の判定結果、伝搬チャネルの推定結果、及び前記受信信号を基に、前記送信信号に対する誤差を推定する機能と、推定した誤差に基づいて重み付けられた、前記送信信号に対する尤度情報を用いて、誤り訂正復号処理を行う機能と、を有する、空間多重伝送された送信信号を受信する無線通信装置が記載されている。
【０００９】
特許文献６には、送信されたＯＦＤＭ信号を受信する受信手段と、前記受信手段により受信された受信信号をＯＦＤＭ復調するＯＦＤＭ復調手段と、前記ＯＦＤＭ復調手段により復調されたＯＦＤＭ復調信号の信号強度を算出する重み係数算出手段と、前記ＯＦＤＭ復調信号から誤り検出反復復号を行うための尤度情報を生成する尤度生成手段と、前記重み係数算出手段における算出値を基に前記尤度情報を変更する尤度変更手段と、前記尤度変更手段により変更された尤度情報が前記誤り訂正復号単位分溜まるまで保持するバッファと、前記バッファに保持された尤度情報を用いて誤り訂正反復復号を行う誤り訂正反復復号手段を備える受信装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特表２００８−５１６５６３号公報
【特許文献２】特開２００８−１７１４４号公報
【特許文献３】特開２００４−２２１７０２号公報
【特許文献４】特開２００７−２０８９６７号公報
【特許文献５】特開２００７−３３６５３２号公報
【特許文献６】特開２００８−１０９８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
受信装置において、復調処理、復号処理および誤り訂正処理の性能を高めるために、サブキャリア毎の尤度算出が必要となる。
このサブキャリア毎の尤度算出には、送受信間の伝送路の特性、雑音電力の情報を参考とすることができる。
伝送路の状態は、例えば、プリアンブル信号やパイロット信号のような受信信号に含まれる既知信号から推定することができる。
【００１２】
また、受信周波数信号の既知信号の理想値との差分を用いる場合は、その差分を正しく求めるため、前段に位相回転補正等の処理が必要となる。
代替策として、ある固定のＦＦＴ窓が設けられていれば、受信周波数信号の既知信号の１シンボル差分を用いることにより、雑音電力を算出することができる。なお、算出の原理・詳細については後述する。
【００１３】
しかしながら、受信信号に含まれる既知信号の時間方向の差分を算出する場合、周波数信号に変換するための時間信号を与えるＦＦＴ区間が、時変動に追従するため更新することにより周波数信号の回転量が変化する。
このため、このＦＦＴ区間更新前後の既知信号の時間方向差分を用いても両者の位相回転量が異なるため正しい雑音電力を算出することができないという課題がある。
【００１４】
また、ＦＦＴ演算後に位相回転補正処理を加えれば、ＦＦＴ区間更新前後のシンボルも用いることができるが、位相回転補正処理は回路規模が大きくなるという課題がある。
また、パイロットキャリアから算出された伝送路特性を用いて等化を行う場合、マルチパス等のフェージングにより電力が落ちたサブキャリアの箇所は雑音電力も持ち上がってしまうため、等化後の当該サブキャリアのＳ／Ｎは低下するという課題がある。
【００１５】
本発明は、回路規模の大きい位相回転補正処理を用いずに、上記課題を解決する受信装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、上記の課題を解決するために、入力時間信号に対するＦＦＴ区間更新検出を行い、その更新前後の既知信号の時間方向差分を無効とすることにより、伝送路特性と雑音電力の大きさを考慮した尤度を算出するものであり、回路規模の大きい位相回転補正処理を用いずに上記課題を解決する。
【００１７】
具体的には、本発明に係る受信装置は、ＯＦＤＭ変調された信号を受信して復調処理および復号処理を行う受信装置であって、ＦＦＴ開始位置設定手段がＦＦＴ演算手段にＦＦＴ開始位置を設定又は位置更新し、また、当該設定又は更新した位置をＦＦＴ位置更新通知情報として出力し、ＦＦＴ演算手段が受信時間信号に対してＦＦＴ演算を行なって周波数信号に変換する。そして、パイロットキャリア抽出手段がＦＦＴ演算手段で変換された受信周波数信号からパイロットキャリア信号を抽出し、電力算出手段が当該抽出されたパイロットキャリアの差分電力を算出し、判定手段が前記ＦＦＴ位置更新通知情報を用いて当該差分電力の有効および無効の判定し、平均雑音電力算出手段が有効とされた当該差分電力の平均雑音電力を算出する。また、伝送路特性推定手段が前記抽出されたパイロットキャリアに対して周波数内挿を行うことにより伝送路特性を推定し、等化手段が当該伝送路特性と前記変換された受信周波数信号を用いて等化信号を算出する。そして、尤度算出手段が前記等化信号と前記伝送路特性と前記平均雑音電力を用いて尤度の算出を行う。
【００１８】
ここで、本発明における平均雑音電力算出手段は種々な態様を採用することができる。
例えば、平均雑音電力算出手段は、周波数方向の平均演算を行なって平均雑音電力を算出するものでもよく、或いは、周波数方向の平均演算と時間方向の平均演算を行なって平均雑音電力を算出するものでもよい。或いは、平均雑音電力算出手段は時間方向の平均演算を行なって平均雑音電力を算出し、当該平均雑音電力を周波数方向に内挿する周波数内挿手段を更に備える態様であってもよい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によると、時変動に追従するために更新するＦＦＴ区間の更新を検知し、更新前後の受信周波数信号の既知信号の差分を無効とすることで、位相回転補正処理がなくとも受信周波数信号に含まれる既知信号から雑音電力を算出することが可能となる。そして、受信周波数信号の既知信号を内挿補間した伝送路特性の推定結果と等化後の信号と雑音電力を用いてキャリア毎の尤度を算出することで、復調処理および復号処理、誤り訂正処理における品質を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第一の実施例に係る受信装置の要部の構成を示す図である。
【図２】本発明の第一の実施例に係る１シンボル差分算出部の構成を示す図である。
【図３】本発明の第一の実施例に係る１シンボル差分算出部の置換を用いた処理のタイミングチャートである。
【図４】本発明の第一の実施例に係る１シンボル差分算出部の平均を用いた処理のタイミングチャートである。
【図５】本発明の第一の実施例に係る差分電力有効/無効判定器の置換を用いた処理における真理値表である。
【図６】本発明の第一の実施例に係る差分電力有効/無効判定器の平均を用いた処理における真理値表である。
【図７】本発明の第二の実施例に係る受信装置の要部の構成を示す図である。
【図８】本発明の第二の実施例に係る１シンボル差分算出部の構成を示す図である。
【図９】本発明の第二の実施例に係る１シンボル差分算出部の処理のタイミングチャートである。
【図１０】本発明の第二の実施例に係る差分電力有効/無効判定器の真理値表である。
【図１１】本発明の第三の実施例に係る受信装置の要部の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明に係る受信装置を、図に示す実施の形態に基づいて具体的に説明する。
〈第一の実施例〉
図１には、本発明の第一の実施例に係るＯＦＤＭ信号の受信装置の構成を示す。
本実施例の受信装置は、ガードインターバル（ＧＩ）相関算出部１０１と、ＦＦＴ窓開始位置設定部１０２と、ＦＦＴ演算部１０３と、パイロットキャリア抽出部１０４と、周波数内挿部１０５と、１シンボル差分算出部１０６と、周波数方向平均部１０７と、等化部１０８と、尤度算出部１０９と、を備える。
【００２２】
ガードインターバル相関算出部１０１は、受信時間信号ｙ（ｎ，ｍ）を有効シンボル長遅延させ、相関値ＣＯＲ（ｎ，ｍ）を算出し、ＦＴＴ窓開始位置設定部１０２へ出力する。ここで、ｎはサンプル番号、ｍはシンボル番号である。
【００２３】
ＦＦＴ窓開始位置設定部１０２は、ガードインターバル相関算出部１０１の相関値ＣＯＲ（ｎ，ｍ）からＦＦＴ窓開始位置を設定又は更新し、設定又は更新した位置をＦＦＴ演算部１０３へ出力し、また、設定又は更新した位置を通知するためにフラグＦＬＡＧを１シンボル差分算出部１０６へ出力する。
このＦＦＴ窓開始位置は変動に追従するため、一定時間（シンボル）で更新する。
【００２４】
ＦＦＴ演算部１０３は、受信した時間信号ｙ（ｎ，ｍ）をＦＦＴ窓開始位置設定部１０２により設定されたＦＦＴ窓開始位置を基に周波数信号Ｙ（ｋ，ｍ）に変換し、パイロットキャリア抽出部１０４と等化部１０８へ出力する。ここで、ｋはキャリア番号である。
【００２５】
パイロットキャリア抽出部１０４は、受信周波数信号Ｙ（ｋ，ｍ）からパイロットキャリアを抽出し、抽出したパイロットキャリア信号ＹＰ（ｋ，ｍ）を周波数内挿部１０５と１シンボル差分算出部１０６へ出力する。ここで、このＹＰ（ｋ，ｍ）は、受信周波数信号Ｙ（ｋ，ｍ）についてパイロットキャリア以外を０に置換したものである。
【００２６】
周波数内挿部１０５は、入力されたパイロットキャリア抽出信号ＹＰ（ｋ，ｍ）を用いて、例えば、内挿フィルタや線形補間などの周波数内挿を行い、これによって推定される伝送路特性の結果Ｈ（ｋ，ｍ）を等化部１０８と尤度算出部１０９へ出力する。すなわち、この周波数内挿部１０５は、パイロットキャリアに対して周波数内挿を行なうことにより伝送路特性を推定する伝送路推定手段を構成している。
【００２７】
１シンボル差分算出部１０６は、パイロットキャリア抽出部１０４で抽出されたパイロットキャリアの１シンボル差分電力ＮＰ（ｋ，ｍ）を算出し、周波数方向平均部１０７へ出力する。
１シンボル差分算出部１０５について、図２を用いて詳しく説明する。
【００２８】
図２に、１シンボル差分算出部１０６の構成を示す。
１シンボル差分算出部１０５は、実数部・虚数部分離器２０１と、実数部と虚数部とにそれぞれ設けた１シンボル遅延器２０２と、実数部と虚数部とにそれぞれ設けた加算器２０３と、電力算出器２０４と、シンボルカウンタ２０５と、差分電力有効／無効判定器２０６と、を備える。
【００２９】
ここで、パイロットキャリアの１シンボル差分を用いて雑音電力が算出できる原理について説明する。この原理は当該シンボル間で伝送路の変動がない場合である。
パイロットキャリアのみを抽出した周波数軸の受信信号をｒ（ｋ，ｍ）とし、ｒ（ｋ，ｍ）とその１シンボル前の信号をｒ（ｋ、ｍ−１）とすると、それぞれ数式１のように表される。
ここに、ｓ（ｋ，ｍ）は受信信号ｒ（ｋ，ｍ）の所望信号成分、ｎ（ｋ，ｍ）は受信信号ｒ（ｋ，ｍ）の雑音成分であり、ｓ（ｋ，ｍ−１）は受信信号ｒ（ｋ，ｍ−１）の所望信号成分、ｎ（ｋ，ｍ−１）は受信信号ｒ（ｋ，ｍ−１）の雑音成分である。
【数１】
（数式１）
【００３０】
この２つ信号ｒ（ｋ，ｍ）とｒ（ｋ，ｍ−１）の差分をとると、パイロットキャリアはｓ（ｋ，ｍ）＝ｓ（ｋ，ｍ−１）とみなして、この差分の電力ＮＰ（ｋ，ｍ）は数式２のようになる。
【数２】
（数式２）
【００３１】
ここで、電力ＮＰ（ｋ，ｍ）の期待値について考える。
数式２を展開すると数式３となる。
ここに、＊は複素共役を示す。
【数３】
（数式３）
【００３２】
さらに、ｎ（ｋ，ｍ）とｎ（ｋ，ｍ−１）はガウス雑音であると仮定し、互いに独立であるので、分散をσ２とすると、数式４及び数式５の関係式が成立する。
したがって、これらの関係式から、数式３は数式６のようにまとめられる。
【数４】
（数式４）
【数５】
（数式５）
【数６】
（数式６）
【００３３】
以上から、パイロットキャリアの１シンボル差分により２倍の雑音電力が求まる。
【００３４】
図３、図４に１シンボル差分算出部１０６の動作例のタイミングチャートを示す。
この動作例はＦＦＴ窓開始位置が１０シンボル間隔で更新される場合を示したものである。
図３は前シンボルの値を０次ホールドしたもの、図４は直前の９シンボルの平均値で置換したものである。
【００３５】
実数部・虚数部分離器２０１は、入力信号（パイロットキャリア抽出信号）ＹＰ（ｋ，ｍ）を実数部と虚数部に分離し、それぞれ１シンボル遅延器２０２と加算器２０３へ出力する。
【００３６】
実数部では、１シンボル遅延器２０２は、入力信号ｒｅａｌ（ＹＰ（ｋ，ｍ））を１シンボル分遅延させて、加算器２０３へ出力し、加算器２０３は、入力信号ｒｅａｌ（ＹＰ（ｋ，ｍ））と１シンボル遅延させた信号ｒｅａｌ（ＹＰ（ｋ，ｍ−１））の和をとり、和ＥＩ（ｋ，ｍ）を電力算出器２０４へ出力する。
【００３７】
虚数部では、１シンボル遅延器２０２は、入力信号ｉｍａｇ（ＹＰ（ｋ，ｍ））を１シンボル分遅延させて、加算器２０３へ出力し、加算器２０３は、入力信号ｉｍａｇ（ＹＰ（ｋ，ｍ））と１シンボル遅延させた信号ｉｍａｇ（ＹＰ（ｋ，ｍ−１））の和をとり、和ＥＱ（ｋ，ｍ）を電力算出器２０４へ出力する。
【００３８】
電力算出器２０４は、２つの入力信号を用いて電力Ｎ‘Ｐ（ｋ，ｍ）の算出を行い、その電力を有効／無効判定器２０６へ出力する。
ここに、電力Ｎ‘Ｐ（ｋ，ｍ）の算出は数式７により行なわれる。なお、数式７中の１／２は数式６での２倍をキャンセルするためのものである。
【数７】
（数式７）
【００３９】
シンボルカウンタ２０５は、入力されたＦＦＴ窓更新フラグＦＬＡＧをカウンタリセットとして扱い、１シンボル毎にカウンタ値を増加させ、カウンタ値ＣＯＵＮＴを有効／無効判定器２０６へ出力する。
【００４０】
有効／無効判定器２０６は、入力されたカウンタ値を基に出力する信号ＮＰ（ｋ，ｍ）を選択し、周波数方向平均部１０７へ出力する。
この信号の選択は、例えば、図５または図６に示すような真理値表で行う。なお、真理値表中のＮＵはＦＦＴ窓開始位置更新間隔シンボル数である。
すなわち、有効／無効判定器２０６は、ＦＦＴ窓更新フラグＦＬＡＧに基づくカウンタ値ＣＯＵＮＴによって、ＦＦＴ窓開始位置の更新前後の差分電力を無効として、有効な差分電力を周波数方向平均部１０７へ出力する。
【００４１】
周波数方向平均部１０７は、入力された差分電力ＮＰ（ｋ，ｍ）に対して、例えば、数式８のような周波数方向の平均演算を行い、算出結果Ｎ（ｍ）を尤度算出部１０９へ出力する。
ここに、数式８において、Ｋは１シンボル内のキャリア数、ＫＰは１シンボル内のパイロットキャリア数である。
【数８】
（数式８）
【００４２】
等化部１０８は、受信周波数信号Ｙ（ｋ，ｍ）と伝送路特性推定信号Ｈ（ｋ、ｍ）を用いて等化した信号Ｘ（ｋ，ｍ）を算出し、尤度算出部１０９へ出力する。
ここに、Ｘ（ｋ，ｍ）は、数式９のように算出できる。
【数９】
（数式９）
【００４３】
尤度算出部１０９は、等化信号Ｘ（ｋ，ｍ）と伝送路特性推定信号とＨ（ｋ、ｍ）と周波数内挿された平均雑音電力Ｎ（ｋ，ｍ）を用いてキャリア毎の尤度Ｌ（ｋ，ｍ，ｄｉ）を算出して、出力する。
ここで、対数尤度比ＬＬＲ（ｋ，ｍ）は、一般的に数式１０のように表される。なお、Ｐ（α）は確率であり、ｄｉはマッピング点に割り振られたビット列Ｄのｉ番目のビットである。
【数１０】
（数式１０）
【００４４】
そして、数式１０を展開すると、数式１１のように表される。
ここで、ＳＫは理想シンボル点である。
【数１１】
（数式１１）
【００４５】
そして、数式１１中のＰ（Ｙ（ｋ，ｍ）｜ＳＫ）は数式１２のように表される。
【数１２】
（数式１２）
【００４６】
受信信号Ｙ（ｋ，ｍ）と伝送路特性Ｈ（ｋ，ｍ）と等化後信号Ｘ（ｋ，ｍ）と理想シンボル点ＳＫと雑音電力σ２を用いて、数式１２より数式１３のような比例関係に表される。
そして、数式１３を変形すると、数式１４となる。
そして、数式１５とすると、数式１６のようにまとめられる。
【数１３】
（数式１３）
【数１４】
（数式１４）
【数１５】
（数式１５）
【数１６】
（数式１６）
【００４７】
数式１６により、伝送路特性を考慮したキャリア毎の尤度を算出することができる。
本発明では、受信信号から算出した雑音電力Ｎ（ｍ）を用いて、対数尤度比Ｌ（ｋ，ｍ，ｄｉ）を数式１７のように与えることができる。
【数１７】
（数式１７）
【００４８】
上記の第一の実施例により、ＦＦＴ区間更新前後のシンボル差分電力を無効にし、周波数方向に平均化された雑音電力を用いてキャリア毎の尤度を算出することが可能となる。
【００４９】
〈第二の実施例〉
図７に、本発明の第二の実施例に係るＯＦＤＭ信号の受信装置の構成を示す。
この受信装置は、ガードインターバル相関算出部１０１と、ＦＦＴ窓開始位置設定部１０２と、ＦＦＴ演算部１０３と、パイロットキャリア抽出部１０４と、周波数内挿部１０５と、１シンボル差分抽出部３０１と、周波数方向平均部１０７と、時間方向平均部３０２と、等化部１０８と、尤度算出部１０９と、を備える。
【００５０】
本実施例において、ガードインターバル相関算出部１０１と、ＦＦＴ窓開始位置設定部１０２と、ＦＦＴ演算部１０３と、パイロットキャリア抽出部１０４と、周波数内挿部１０５と、周波数方向平均部１０７と、等化部１０８と、尤度算出部１０９は、上記の第一の実施例と同様であるため説明を省略する。
【００５１】
図８に１シンボル差分抽出部３０１の構成を示す。
１シンボル差分電力算出部３０１は、実数部・虚数部分離器２０１と、実数部と虚数部とにそれぞれ設けた１シンボル遅延器２０２と、実数部と虚数部とにそれぞれ設けた加算器２０３と、電力算出器２０４と、シンボルカウンタ２０５と、差分電力有効／無効判定器４０１と、を備える。
【００５２】
本実施例において、実数部・虚数部分離器２０１と、１シンボル遅延器２０２と、加算器２０３と、電力算出器２０４と、シンボルカウンタ２０５は、上記の第一の実施例と同様であるため説明を省略する。
【００５３】
図９に１シンボル差分電力算出部３０１の動作例のタイミングチャートを示す。
この動作例はＦＦＴ開始位置が１０シンボル間隔で更新される場合を示したものであ る。同図に示す通り、無効とする差分電力を０に置換する。
【００５４】
有効／無効判定器４０１は、入力されたカウンタ値ＣＯＵＮＴを基に出力する信号Ｎｆ（ｋ，ｍ）を選択し、周波数方向平均部１０７へ出力する。
この信号の選択は、例えば、図１０に示すような真理値表で行う。
【００５５】
時間方向平均部３０２は、周波数方向平均部１０７から入力されたＮｆ（ｍ）を時間方向（シンボル方向）に平均をとり、その平均値Ｎ（ｍ）を尤度算出部１０９へ出力する。
この平均値Ｎ（ｍ）は例えば、数式１８のように算出できる。
【数１８】
（数式１８）
【００５６】
上記の第二の実施例により、ＦＦＴ区間更新前後のシンボル差分電力を無効にし、周波数方向に平均化された雑音電力をさらに時間方向に平均化した雑音電力を用いて、より高精度なキャリア毎の尤度を算出することが可能となる。
【００５７】
〈第三の実施例〉
図１１に、本発明の第三の実施例に係るＯＦＤＭ信号受信装置の構成を示す。
この受信装置は、ガードインターバル相関算出部１０１と、ＦＦＴ窓開始位置設定部１０２と、ＦＦＴ演算部１０３と、パイロットキャリア抽出部１０４と、周波数内挿部１０５と、１シンボル差分抽出部１０６と、周波数方向平均部５０１と、周波数内挿部１０５と、等化部１０８と、尤度算出部５０２と、を備える。
【００５８】
本実施例において、ガードインターバル相関算出部１０１と、ＦＦＴ窓開始位置設定部１０２と、ＦＦＴ演算部１０３と、パイロットキャリア抽出部１０４と、周波数内挿部１０５と、１シンボル差分抽出部１０６と、等化部１０８は、上記の第一の実施例と同様であるため説明を省略する。
【００５９】
時間方向平均部５０１は、１シンボル差分抽出部１０６から入力された信号ＮＰ（ｋ，ｍ）に対してキャリア毎に平均をとり、その平均値Ｎｔ（ｋ，ｍ）を周波数内挿部１０５へ出力する。
この平均値Ｎｔ（ｋ，ｍ）は、例えば、数式１９のように算出する。
そして、周波数内挿部１０５は、入力された平均値Ｎｔ（ｋ，ｍ）に対して、上記のような周波数方向の平均演算を行い、算出結果Ｎ（ｍ）を尤度算出部５０２へ出力する。
を
【数１９】
（数式１９）
【００６０】
尤度算出部５０２は、等化信号Ｘ（ｋ，ｍ）と伝送路推定信号Ｈ（ｋ，ｍ）と周波数内挿された平均雑音電力Ｎ（ｋ，ｍ）を用いて、キャリア毎の尤度Ｌ（ｋ，ｍ，ｄｉ）を算出する。
この尤度Ｌ（ｋ，ｍ，ｄｉ）は、数式１７を基に数式２０のように与えることができる。
【数２０】
（数式２０）
【００６１】
上記の第三の実施例により、ＦＦＴ区間更新前後のシンボル差分電力を無効にし、伝送路特性とキャリア毎の雑音特性を用いて、より高精度なキャリア尤度を算出することができる。
【符号の説明】
【００６２】
１０１：ガードインターバル相関算出部、 １０２：ＦＦＴ窓位置設定部、
１０３：ＦＦＴ演算部、 １０４：パイロットキャリア抽出部、
１０５：周波数内挿部、 １０６：１シンボル差分算出部、
１０７：周波数方向平均部、 １０８：等化部、
１０９：尤度算出部、 ２０１：実数部・虚数部分離器、
２０２：１シンボル遅延器、 ２０３：加算器、
２０４：電力算出器、 ２０５：シンボルカウンタ、
２０６：差分電力有効／無効判定器、 ３０１：１シンボル差分算出部、
３０２：時間方向平均部、 ４０１：差分電力有効／無効判定器、
５０１：時間方向平均部、 ５０２：尤度算出部、
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＯＦＤＭ変調された信号を受信して復調処理および復号処理を行う受信装置において、
受信時間信号に対してＦＦＴ演算を行なって周波数信号に変換するＦＦＴ演算手段と、
前記ＦＦＴ演算手段にＦＦＴ開始位置を設定又は位置更新し、当該設定又は更新した位置をＦＦＴ位置更新通知情報として出力するＦＦＴ開始位置設定手段と、
前記ＦＦＴ演算手段で変換された受信周波数信号からパイロットキャリア信号を抽出するパイロットキャリア抽出手段と、
前記パイロットキャリア抽出手段で抽出されたパイロットキャリアの差分電力を算出する電力算出手段と、
前記ＦＦＴ位置更新通知情報を用いて前記差分電力の有効および無効の判定をする判定手段と、
前記判定手段により有効とされた前記差分電力の平均雑音電力を算出する平均雑音電力算出手段と、
前記パイロットキャリア抽出手段で抽出されたパイロットキャリアに対して周波数内挿を行うことにより伝送路特性を推定する伝送路特性推定手段と、
前記伝送路推定手段から得られた伝送路特性と前記受信周波数信号を用いて等化信号を算出する等化手段と、
前記等化信号と前記伝送路特性と前記平均雑音電力算出手段から得られた平均雑音電力を用いて尤度の算出を行う尤度算出手段と、を備えることを特徴とする受信装置。
【請求項２】
請求項１記載の受信装置において、
前記平均雑音電力算出手段は、周波数方向の平均演算を行なって平均雑音電力を算出することを特徴とする受信装置。
【請求項３】
請求項１記載の受信装置において、
前記平均雑音電力算出手段は、周波数方向の平均演算と時間方向の平均演算を行なって平均雑音電力を算出することを特徴とする受信装置。
【請求項４】
請求項１記載の受信装置において、
前記平均雑音電力算出手段は時間方向の平均演算を行なって平均雑音電力を算出し、
当該平均雑音電力を周波数方向に内挿する周波数内挿手段を更に備えることを特徴とする受信装置。
【請求項１】
ＯＦＤＭ変調された信号を受信して復調処理および復号処理を行う受信装置において、
受信時間信号に対してＦＦＴ演算を行なって周波数信号に変換するＦＦＴ演算手段と、
前記ＦＦＴ演算手段にＦＦＴ開始位置を設定又は位置更新し、当該設定又は更新した位置をＦＦＴ位置更新通知情報として出力するＦＦＴ開始位置設定手段と、
前記ＦＦＴ演算手段で変換された受信周波数信号からパイロットキャリア信号を抽出するパイロットキャリア抽出手段と、
前記パイロットキャリア抽出手段で抽出されたパイロットキャリアの差分電力を算出する電力算出手段と、
前記ＦＦＴ位置更新通知情報を用いて前記差分電力の有効および無効の判定をする判定手段と、
前記判定手段により有効とされた前記差分電力の平均雑音電力を算出する平均雑音電力算出手段と、
前記パイロットキャリア抽出手段で抽出されたパイロットキャリアに対して周波数内挿を行うことにより伝送路特性を推定する伝送路特性推定手段と、
前記伝送路推定手段から得られた伝送路特性と前記受信周波数信号を用いて等化信号を算出する等化手段と、
前記等化信号と前記伝送路特性と前記平均雑音電力算出手段から得られた平均雑音電力を用いて尤度の算出を行う尤度算出手段と、を備えることを特徴とする受信装置。
【請求項２】
請求項１記載の受信装置において、
前記平均雑音電力算出手段は、周波数方向の平均演算を行なって平均雑音電力を算出することを特徴とする受信装置。
【請求項３】
請求項１記載の受信装置において、
前記平均雑音電力算出手段は、周波数方向の平均演算と時間方向の平均演算を行なって平均雑音電力を算出することを特徴とする受信装置。
【請求項４】
請求項１記載の受信装置において、
前記平均雑音電力算出手段は時間方向の平均演算を行なって平均雑音電力を算出し、
当該平均雑音電力を周波数方向に内挿する周波数内挿手段を更に備えることを特徴とする受信装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−４６１３７（Ｐ２０１３−４６１３７Ａ）
【公開日】平成２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１８１４１１（Ｐ２０１１−１８１４１１）
【出願日】平成２３年８月２３日（２０１１．８．２３）
【出願人】（０００００１１２２）株式会社日立国際電気 (5,007)
【公開日】平成２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月２３日（２０１１．８．２３）
【出願人】（０００００１１２２）株式会社日立国際電気 (5,007)
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