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Patent Searching and Data


Title:
METHOD FOR PROCESSING RECEPTION IN RADIO COMMUNICATION SYSTEM, AND RECEIVER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/060520
Kind Code:
A1
Abstract:
A radio communication system including a transmitter for sending a part of transmission signals at different time in a redundant manner and a receiver for receiving the signal sent from the transmitter, wherein the receiver compares a part of transmission signals received at different time with each other, and estimates a propagation path between the transmitter in accordance with the comparison result.

Inventors:
FURUDATE HIDEKI (JP)
Application Number:
PCT/JP2007/071640
Publication Date:
May 14, 2009
Filing Date:
November 07, 2007
Export Citation:
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Assignee:
FUJITSU LTD (JP)
FURUDATE HIDEKI (JP)
International Classes:
H04J11/00
Foreign References:
JP2005167674A2005-06-23
JP2000286817A2000-10-13
JP2005033310A2005-02-03
JPH11298434A1999-10-29
JP2000269926A2000-09-29
JP2006246238A2006-09-14
Other References:
HASHIZUME A. ET AL.: "IEICE Technical Report", vol. 97, 26 May 1997, THE INSTITUTE OF ELECTRONICS, INFORMATION AND COMMUNICATION ENGINEERS, article "Chokko Multi-carrier Hencho no Guard Kukan o Mochiita Kosoku Fading Hosho Hoshiki", pages: 9 - 14
Attorney, Agent or Firm:
SANADA, Tamotsu (5th Floor 10-31, Kichijoji-honcho 1-chome,Musashino-shi, Tokyo 04, JP)
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Claims:
 送信信号の一部を異なる時間に冗長に送信する送信機と、前記送信機が送信した信号を受信する受信機とをそなえた無線通信システムにおける受信処理方法であって、
 前記受信機は、
 異なる時間に受信された前記送信信号の一部どうしを比較し、
 その比較結果に基づいて前記送信機との間の第1の伝搬路推定を行なう、
ことを特徴とする、無線通信システムにおける受信処理方法。
 前記受信機は、
 前記第1の伝搬路推定の結果に基づいて、受信信号についての第1の伝搬路補償を行なう、
ことを特徴とする、請求項1記載の無線通信システムにおける受信処理方法。
 前記受信機は、
 前記送信機から受信したパイロット信号に基づいて第2の伝搬路推定を行ない、
 その推定結果に基づいて、前記第1の伝搬路補償後の受信信号について第2の伝搬路補償をさらに行なう、
ことを特徴とする、請求項2記載の無線通信システムにおける受信処理方法。
 前記受信機は、
 前記第1の伝搬路推定の結果に基づいて、前記第2の伝搬路補償を制御する、
ことを特徴とする、請求項3記載の無線通信システムにおける受信処理方法。
 前記受信機は、
 前記比較結果を受信信号の複数サンプル数分、又は、複数シンボル数分平均化する、
ことを特徴とする、請求項1~4のいずれか1項に記載の無線通信システムにおける受信処理方法。
 前記受信機は、
 受信信号について前記比較結果が得られない部分について、前記比較結果を基に補間処理を行なう、
ことを特徴とする、請求項1~5のいずれか1項に記載の無線通信システムにおける受信処理方法。
 前記受信機は、
 受信信号の遅延波の遅延量と大きさとを検出し、
 その検出結果に基づいて、前記比較の対象とする前記一部のサイズを制御する、
ことを特徴とする、請求項1~6のいずれか1項に記載の無線通信システムにおける受信処理方法。
 前記受信機は、
 前記比較の対象とする前記一部のサイズが所定の閾値よりも小さい場合には、前記比較結果を前記第1の伝搬路推定に用いないように制御する、
ことを特徴とする、請求項6記載の無線通信システムにおける受信処理方法。
 前記受信機は、
 前記第1の伝搬路推定の結果に基づいて、受信信号の復調処理における自動周波数制御を行なう、
ことを特徴とする、請求項1~8のいずれか1項に記載の受信処理方法。
 前記送信機は、
 前記受信機との間の通信品質に応じて、前記送信信号と前記パイロット信号との送信比率を制御する、
ことを特徴とする、請求項3記載の無線通信システムにおける受信処理方法。
 前記送信比率の制御は、前記通信品質が良いほど前記パイロット信号数を減少する制御である、ことを特徴とする、請求項10記載の無線通信システムにおける受信処理方法。
 送信信号の一部を異なる時間に冗長に送信する送信機から前記送信信号を受信する受信機であって、
 異なる時間に受信された前記送信信号の一部どうしを比較する比較手段と、
 その比較結果に基づいて前記送信機との間の第1の伝搬路推定を行なう第1の伝搬路推定手段と、
をそなえたことを特徴とする、受信機。
 前記第1の伝搬路推定手段による前記第1の伝搬路推定の結果に基づいて、受信信号についての第1の伝搬路補償を行なう第1の伝搬路補償手段をさらにそなえたことを特徴とする、請求項12記載の受信機。
 前記送信機から受信したパイロット信号に基づいて第2の伝搬路推定を行なう第2の伝搬路推定手段と、
 前記第2の伝搬路推定の結果に基づいて、前記第1の伝搬路補償後の受信信号について第2の伝搬路補償をさらに行なう第2の伝搬路補償手段と、
をさらにそなえたことを特徴とする、請求項13記載の受信機。
 前記第1の伝搬路推定の結果に基づいて、前記第2の伝搬路補償を制御する制御手段をさらにそなえたことを特徴とする、請求項14記載の受信機。
 前記第1の伝搬路推定手段は、
 前記比較手段での比較結果を前記受信信号の複数サンプル数分、又は、複数シンボル数分平均化する平均化部をそなえたことを特徴とする、請求項12~15のいずれか1項に記載の受信機。
 前記第1の伝搬路推定手段は、
 受信信号について前記比較結果が得られない部分について、前記比較結果を基に補間処理を行なう補間処理部をそなえたことを特徴とする、請求項12~16のいずれか1項に記載の受信機。
 受信信号の遅延波の遅延量と大きさとを検出する遅延波検出手段と、
 前記遅延波検出手段での検出結果に基づいて、前記比較手段での比較の対象とする前記一部のサイズを制御する比較対象制御手段と、
をさらにそなえたことを特徴とする、請求項12~17のいずれか1項に記載の受信機。
 前記比較対象制御手段は、
 前記比較の対象とする前記一部のサイズが所定の閾値よりも小さい場合には、前記比較結果を前記第1の伝搬路推定に用いないように制御する、
ことを特徴とする、請求項18記載の受信機。
 前記第1の伝搬路推定の結果に基づいて、受信信号の復調処理における自動周波数制御を行なう自動周波数制御手段をさらにそなえたことを特徴とする、請求項12~19のいずれか1項に記載の受信機。
Description:
無線通信システムにおける受信 理方法および受信機

 本発明は、無線通信システムにおける受 処理方法および受信機に関する。本発明は 例えば、OFDM(あるいはOFDMA)方式に準拠した 線通信システム等の、ガードインターバル(G I)を用いるシステムに用いると好適である。

 OFDM(あるいはOFDMA)無線通信システムでは 送信シンボルにガードインターバル(GI)を付 する場合がある(例えば、後記の特許文献1 び2参照)。

 例えば、OFDM無線通信システムにおける送 信機は、符号化した送信データに、受信側で 伝搬路(チャネル)推定に用いる既知の信号(パ イロット信号)を挿入した上で、IFFT(Inverse Fas t Fourier Transform)処理し、時間領域において マルチパス等の伝搬遅延を吸収するためのGI (ガードインターバル)を付加する。

 詳細には、IFFT処理後のシンボルの末尾か らの一部を所定サンプル数分だけ巡回的にコ ピーし、シンボルの先頭にGI(サイクリックプ レフィクス(CP)とも呼ばれる)として付加する とにより、シンボル間の干渉ガード区間と ての役割をもたせる。ここで、GIは巡回的 コピーされているため、GIを付加した後の1OF DMシンボル内の信号は連続していることにな 。

 GIを付加された送信信号(OFDMシンボル)は DA変換や無線周波数への周波数変換(アップ ンバート)、所定送信電力への電力増幅等のR F処理を施された後、受信機へ送信される。

 一方、受信機では、基本的に送信機での 理とは逆の処理を行なう。例えば、受信し 無線信号について、低雑音増幅、ベースバ ド周波数への周波数変換(ダウンコンバート )、AD変換等のRF処理を施した後、時間領域に いてGIを除去し、FFT処理を施して周波数領 にて前記パイロット信号を検出する。

 そして、そのパイロット信号の変化を観測 ることで、伝搬路で発生するフェージング の変化の推定(いわゆるチャネル推定)を行 い、その結果から主信号についての伝搬路 償を行なって、フェージング等の伝搬路の 化の影響を取り除く、あるいは軽減した上 、復号処理へ受信信号を転送する。

特開平11-298434号公報

特開2000-236314号公報

 しかし、上述した従来の技術では、パイロ ト信号を基に伝搬路の推定を行なうにとど る。
 本発明の目的の一つは、パイロット信号以 の信号を基に伝搬路の推定を行なえるよう することにある。

 また、伝搬路の推定を高速に行なえるよ にすることも本発明の目的の一つである。

 さらに、パイロット信号を増やすことな 、受信品質を改善できるようにすることも 発明の他の目的の一つである。

 なお、前記目的に限らず、後述する発明 実施するための最良の形態に示す各構成に り導かれる作用効果であって、従来の技術 よっては得られない作用効果を奏すること 本発明の他の目的の一つとして位置付ける とができる。

 前記目的を達成するために、本明細書で 、以下に示す「無線通信システムにおける 信処理方法および受信機」を開示する。

 (1)即ち、ここに開示する無線通信システ における受信処理方法は、送信信号の一部 異なる時間に冗長に送信する送信機と、前 送信機が送信した信号を受信する受信機と そなえた無線通信システムにおける受信処 方法であって、前記受信機は、異なる時間 受信された前記送信信号の一部どうしを比 し、その比較結果に基づいて前記送信機と 間の第1の伝搬路推定を行なう。

 (2)ここで、前記受信機は、前記第1の伝搬 路推定の結果に基づいて、受信信号について の第1の伝搬路補償を行なう、こととしても い。

 (3)また、前記受信機は、前記送信機から 信したパイロット信号に基づいて第2の伝搬 路推定を行ない、その推定結果に基づいて、 前記第1の伝搬路補償後の受信信号について 2の伝搬路補償をさらに行なう、こととして よい。

 (4)さらに、前記受信機は、前記第1の伝搬 路推定の結果に基づいて、前記第2の伝搬路 償を制御する、こととしてもよい。

 (5)また、前記受信機は、前記比較結果を 記受信信号の複数サンプル数分、又は、複 シンボル数分平均化する、こととしてもよ 。

 (6)さらに、前記受信機は、受信信号につ て前記比較結果が得られない部分について 前記比較結果を基に補間処理を行なう、こ としてもよい。

 (7)また、前記受信機は、受信信号の遅延 の遅延量と大きさとを検出し、その検出結 に基づいて、前記比較の対象とする前記一 のサイズを制御する、こととしてもよい。

 (8)さらに、前記受信機は、前記比較の対 とする前記一部のサイズが所定の閾値より 小さい場合には、前記比較結果を前記第1の 伝搬路推定に用いないように制御する、こと としてもよい。

 (9)また、前記受信機は、前記第1の伝搬路 推定の結果に基づいて、受信信号の復調処理 における自動周波数制御を行なう、こととし てもよい。

 (10)さらに、前記送信機は、前記受信機と の間の通信品質に応じて、前記送信信号と前 記パイロット信号との送信比率を制御する、 こととしてもよい。

 (11)また、前記送信比率の制御は、前記通 信品質が良いほど前記パイロット信号数を減 少する制御であってもよい。

 (12)さらに、ここに開示する受信機は、送 信信号の一部を異なる時間に冗長に送信する 送信機から前記送信信号を受信する受信機で あって、異なる時間に受信された前記送信信 号の一部どうしを比較する比較手段と、その 比較結果に基づいて前記受信信号の第1の伝 路推定を行なう第1の伝搬路推定手段と、を なえる。

 (13)また、前記受信機は、前記第1の伝搬 推定の結果に基づいて、前記受信信号につ ての第1の伝搬路補償を行なう第1の伝搬路補 償手段をさらにそなえていてもよい。

 (14)さらに、前記受信機は、前記送信機か ら受信したパイロット信号に基づいて第2の 搬路推定を行なう第2の伝搬路推定手段と、 の推定結果に基づいて、前記第1の伝搬路補 償後の受信信号について第2の伝搬路補償を らに行なう第2の伝搬路補償手段と、をさら そなえていてもよい。

 (15)また、前記受信機は、前記第1の伝搬 推定の結果に基づいて、前記第2の伝搬路補 を制御する制御手段をさらにそなえていて よい。

 (16)さらに、前記第1の伝搬路推定手段は 前記比較手段での比較結果を受信信号の複 サンプル数分、又は、複数シンボル数分平 化する平均化部をそなえていてもよい。

 (17)また、前記第1の伝搬路推定手段は、 信信号について前記比較結果が得られない 分について、前記比較結果を基に補間処理 行なう補間処理部をそなえていてもよい。

 (18)さらに、前記受信機は、受信信号の遅 延波の遅延量と大きさとを検出する遅延波検 出手段と、前記遅延波検出手段での検出結果 に基づいて、前記比較手段での比較の対象と する前記一部のサイズを制御する比較対象制 御手段と、をさらにそなえていてもよい。

 (19)また、前記比較対象制御手段は、前記 比較の対象とする前記一部のサイズが所定の 閾値よりも小さい場合には、前記比較結果を 前記第1の伝搬路推定に用いないように制御 る、こととしてもよい。

 (20)さらに、前記受信機は、前記第1の伝 路推定の結果に基づいて、受信信号の復調 理における自動周波数制御を行なう自動周 数制御手段をさらにそなえていてもよい。

 前記開示した技術によれば、異なる時間に 信された送信信号の一部どうしの比較によ 、送信機と受信機との間の伝搬路推定を行 うことができる。
 また、その推定結果を基に受信信号の伝搬 補償を行なうことも可能である。
 さらに、伝搬路の推定及び/又は補償を従来 よりも高速に行なうことも可能である。
 また、伝搬路の推定に用いるパイロット信 を増やすことなく、受信品質を改善するこ も可能である。

OFDM無線通信システムにおけるパイロッ ト信号の配置例を示す図である。 OFDM無線通信システムにおけるGIを説明 べくOFDMシンボルのフォーマット例を示す図 である。 第1実施形態に係るOFDM無線通信システ の構成を示すブロック図である。 第1実施形態における有効シンボル内補 間を説明する模式図である。 第2実施形態に係るOFDM無線通信システ の構成を示すブロック図である。 第2実施形態における有効GIの推定処理 説明するための模式図である。 第3実施形態に係るOFDM無線通信システ の構成を示すブロック図である。 第4実施形態に係るOFDM無線通信システ の構成を示すブロック図である。 第5実施形態に係るOFDM無線通信システ の構成を示すブロック図である。

符号の説明

 10 送信機
 10A,20A 無線機
 11,41 符号化部
 12,42 パイロット挿入部
 13,43 IFFT(Inverse Fast Fourier Transformer)
 14,44 GI付加部
 15,45 RF処理部
 16 送信アンテナ
 16a 送受信アンテナ
 17,47 アンテナスイッチ(SW)
 18 パイロット数/データ数制御部
 20 受信機
 21 受信アンテナ
 21a 送受信アンテナ
 22,32 RF処理部
 22-1 直交復調部
 22-2 AFC(Aoutomatic Frequency Controller)
 22-3 電圧制御発振器(VCO)
 22-4 周波数シンセサイザ
 23 GI伝搬路推定/補償部
 23-1 GI位置検出部
 23-2 遅延回路
 23-3,23-10 複素乗算器
 23-4 平均化部
 23-5 絶対値変化量検出部
 23-6 角度変化量検出部
 23-7,23-8 有効シンボル内補間部
 23-9 複素化部
 23-11 推定有効GI長制御部
 23-12 重み付け制御部
 24,34 GI除去部
 25,35 FFT(Fast Fourier Transformer)
 26,36 パイロット伝搬路推定部
 27,37 伝搬路補償部
 28,38 復号化部
 29 品質情報生成部
 39 品質情報検出部

 以下、図面を参照して本発明の実施の形 を説明する。ただし、以下に説明する実施 態は、あくまでも例示であり、以下に明示 ない種々の変形や技術の適用を排除する意 はない。即ち、本発明は、その趣旨を逸脱 ない範囲で種々変形(各実施例を組み合わせ る等)して実施することができる。

 〔1〕概要
 無線通信システムの一つにOFDM(あるいはOFDMA )無線通信システムがある。OFDM無線通信シス ムにおいて、送信機は、符号化データに、 信機での伝搬路(チャネル)推定に用いられ 既知の信号であるパイロット信号を挿入し IFFT処理し、マルチパス等の伝搬遅延を吸収 るためのGI(ガードインターバル)を時間領域 において付加し、RF処理した後、受信機へ送 する。

 一方、受信機は、受信信号について、RF 理、GI除去、FFT処理を施した後、パイロット 信号の変化を観測して、送信機との間の伝搬 路(チャネル)で発生するフェージング等の変 (伝搬路環境)を推定し、その推定結果(伝搬 推定値)から主信号の伝搬路補償を行なって 、フェージング等の伝搬路環境の変化の影響 を取り除くあるいは軽減した上で、復号処理 へ受信信号をわたす。

 ここで、OFDM無線通信システムにおいて、 通信データは、例えば図1に示すように、シ ボル(時間)とサブキャリア(周波数)との2次元 で規定される無線リソースに配置(マッピン )されるが、パイロット信号(以下、単に「パ イロット」ともいう)は、●印で示すように ンボルとサブキャリアとに対し、分散的に 置される(スキャッタードパイロット方式と 呼ばれる)。

 そのため、受信機において、前記伝搬路 定値も、パイロットが配置された位置(時間 、周波数)について分散的に得られることに る。パイロットが配置されない位置につい の伝搬路推定値は、例えば図1中に○印で示 ように、周辺のパイロット配置位置(●印) 得られた伝搬路推定値から補間することで めることができる。

 ここで、時間軸方向に着目すると、受信 が低速移動する場合、伝搬路環境もゆっく と変化するため、パイロットによる伝搬路 定値の変化も小さく、補間した推定値の理 推定値に対する誤差も小さくなる。

 一方、受信機が高速移動する場合は、伝 路環境も高速に変化するため、パイロット よる伝搬路推定値の変化も大きくなり、補 した推定値の理想推定値に対する誤差も大 くなりやすい。この場合、受信信号に対す 伝搬路環境の変化による影響を除去ないし 和しきれずに、受信品質が劣化しやすくな 。

 そこで、例えば、時間軸方向のパイロッ をシンボル毎に配置すれば、時間方向の推 値補間を不要にできるが、パイロット数が えると、伝送可能なデータ量が減ってしま 、スループットが低下する。なお、周波数 方向についても同様のことがいえる。

 また、受信機において、パイロットの検 をFFT処理後に行なうと、最速でもシンボル ピードでしか伝搬路推定を行なえない。例 ば、FFT数が2048の場合、FFT処理前のスピード に対しFFT処理後のシンボルスピードは1/2048に なる。

 そこで、以下に説明する実施形態では、 搬路推定を高速に行なえるようにし、また パイロット数を増やさなくても適切な伝搬 推定を行なえるようにする。即ち、OFDM(あ いはOFDMA)では、GIが用いられることに着目し 、このGIを利用して伝搬路推定を行なう。

 例えば図2に示すように、GIは、送信機で 信シンボル(有効シンボル長)の後半の一部( 尾からの所定サンプル数)を前部にコピーし たものである(つまり、送信機は、送信シン ルの一部を異なる時間に冗長に送信する)た 、受信機でのFFT処理前に、その一部どうし つまりは、OFDMシンボルにおけるGIと、当該G Iのコピー元の部分とを比較することにより OFDMシンボルのシンボル期間前後での伝搬路 境の変化を、FFT処理前のサンプル時間単位 検出(推定)することが可能となる。したが て、その検出結果を基に伝搬路補償をサン ル時間単位で行なうことが可能となる。

 以下、詳細な一例について詳述する。
 〔2〕第1実施形態
 図3は、第1実施形態に係るOFDM無線通信シス ムの構成を示すブロック図である。この図3 に示す無線通信システムは、少なくとも1台 送信機10と、少なくとも1台の受信機20とをそ なえ、送信機10から無線リンク(伝搬路)を介 て受信機20に信号(OFDMシンボル)が伝送される 。なお、送信機10は、例えば、無線基地局あ いは無線端末の送信系に適用することがで 、受信機20は、無線端末あるいは無線基地 の受信系に適用することができる。また、 信機10は、受信機20の構成を受信系としてそ えていてもよく、受信機20は、送信機10の構 成を送信系としてそなえていてもよい。

 送信機10は、例えば、符号化部11と、パイ ロット挿入部12と、IFFT(Inverse Fast Fourier Trans former)13と、GI付加部14と、RF処理部15と、送信 ンテナ16と、をそなえる。一方、受信機20は 、例えば、受信アンテナ21と、RF処理部22と、 GI伝搬路推定/補償部23と、GI除去部24と、FFT(Fa st Fourier Transformer)25と、パイロット伝搬路推 定部26と、伝搬路補償部27と、復号化部28と、 をそなえる。

 (送信機構成)
 送信機10において、符号化部11は、送信デー タを所定の符号化方式で符号化するものであ る。符号化方式としては、ターボ符号化等の 誤り訂正符号化方式が挙げられる。

 パイロット挿入部12は、受信機20との間で 既知の信号であるパイロットを生成し、符号 化部11により得られた符号化データに挿入(マ ッピング)するものである。そのマッピング 、例えば図1により前述したように、時間と 波数に対して分散的に行なわれる。

 IFFT13は、前記パイロットが挿入された符 化データをIFFT処理して時間領域の送信デー タを得るものである。

 GI付加部14は、IFFT13により得られた送信デ ータについて有効シンボル長単位にGIを付加 ることでOFDMシンボルを生成するものである 。例えば図2に示したように、GI付加部14は、 効シンボルの末尾からその一部をコピーし 当該有効シンボルの先頭にGIとして付加す 処理を行なう。

 RF処理部15は、GI付加部14により得られたOF DMシンボルについて、DA変換、直交変調(無線 波数へのアップコンバート)、電力増幅等の 送信処理を実施するものである。

 送信アンテナ16は、RF処理部15により得ら た送信信号(無線信号)を受信機20に向けて放 射(送信)するものである。この送信アンテナ1 6は、送信系に個別であってもよいし、受信 の受信アンテナとして共用であってもよい

 (受信機構成)
 一方、受信機20において、受信アンテナ21は 、送信機10が送信した無線信号を受信するも である。

 RF処理部22は、受信アンテナ21で受信され 無線信号について、低雑音増幅、直交復調( ベースバンド信号へのダウンコンバート)、AD 変換等の受信処理を実施するものである。

 GI伝搬路推定/補償部23は、先に概説した うに、受信信号(OFDMシンボル)のGIと、そのGI コピー元との比較により、伝搬路推定(第1 伝搬路推定)を行ない、その推定結果を基に 信信号の伝搬路補償(第1の伝搬路補償)を行 うものである。

 そのため、本例のGI伝搬路推定/補償部23 、図3に示すように、例えば、GI位置検出部23 -1、遅延回路23-2、複素乗算器23-3、平均化部23 -4、絶対値変化量検出部23-5、角度変化量検出 部23-6、有効シンボル内補間部(補間処理部)23- 7,23-8、複素化部23-9および複素乗算器23-10をそ なえる。

 ここで、GI位置検出部23-1は、受信信号(OFD Mシンボル)のGIを検出するものである。

 遅延回路23-2は、GI位置検出部23-1での検出 タイミングを基準として、GI位置検出部23-1の 出力である受信信号をOFDMシンボルの有効シ ボル長とGI長との差分(有効シンボル長-GI長) 相当する時間だけ遅延させるものである。

 複素乗算器(比較手段)23-3は、GI位置検出 23-1の出力信号と、遅延回路23-2の出力信号と を比較対象の信号として複素乗算して、OFDM ンボルのGI部分と、そのコピー元部分とのサ ンプル単位の変化量(以下、GI変化量ともいう )を検出するものである。

 平均化部23-4は、複素乗算器23-3の出力信 を複数サンプル分(あるいは、複数シンボル )平均化してGI変化量を平均化するものであ 。この平均化により、検出されるGI変化量 対する熱雑音等の影響を軽減することがで る。

 絶対値変化量検出部23-5は、前記平均化さ れたGI変化量(複素値)の絶対値(パワー変化量 P)を求めるものである。

 角度変化量検出部23-6は、前記平均化され たGI変化量(複素値)の角度成分の変化量(角度 化量δθ)を求めるものである。

 有効シンボル内補間部23-7は、絶対値変化 量検出部23-5で得られた変化量δPを基に有効 ンボル内の補間(変化量δPが得られない時間 関する補間)を行なうものであり、もう一つ の有効シンボル内補間部23-8は、角度変化量 出部23-6で得られた変化量δθを基に有効シン ボル内の補間(変化量δθが得られない時間に する補間)を行なうものである。

 例えば図4に示すように、3シンボル分のOF DMシンボルに着目した場合、各OFDMシンボルの GIのコピー元部分に相当するタイミングで、 れぞれ、前記変化量δP,δθが得られる(太実 参照)から、有効シンボル内補間部23-7,23-8は 、それぞれを基に、或る時点を基準にして、 得られない点線部分の絶対値(パワー)P,角度θ につき補間を行なう。補間方法には、直線補 間や、FIR(Finite Impulse Response:有限インパルス 応答)フィルタ等の種々の技術を適用するこ ができる。

 つまり、前記の平均化部23-4、各検出部23- 5、23-6および各補間部23-7,23-8は、前記比較手 としての複素乗算器23-3の乗算結果に基づい て受信信号の伝搬路推定(第1の伝搬路推定)を 行なう第1の伝搬路推定手段として機能する

 複素化部23-9は、このようにして得られた 絶対値P及び角度θ(つまりは伝搬路推定値)を 素値に変換するものであり、複素乗算器23-1 0は、この複素化部23-9により得られた複素値 、GI位置検出部23-1の出力とを複素乗算する とにより、受信信号の伝搬路補償を行なう のである。

 つまり、これらの複素化部23-9及び複素乗 算器23-10は、前記伝搬路推定手段による伝搬 推定の結果に基づいて、受信信号について 伝搬路補償(第1の伝搬路補償)を行なう第1の 伝搬路補償手段として機能する。

 GI除去部24は、このようにGIを基に伝搬路 償された受信信号のGIを除去するものであ 、FFT25は、GI除去後の受信信号をFFT処理して 波数領域の信号に変換するものである。

 パイロット伝搬路推定部(第2の伝搬路推 手段)26は、前記FFT処理された受信信号のパ ロットを基に伝搬路推定(第2の伝搬路推定) 行なうものであり、伝搬路補償部(第2の伝搬 路補償手段)27は、このパイロット伝搬路推定 部26により得られた伝搬路推定値を基に、主 号の伝搬路補償(第2の伝搬路補償)を行なう のである。

 復号化部28は、伝搬路補償部27により伝搬 路補償された受信信号を復号するものである 。

 上述のごとく構成されたOFDM無線通信シス テムでは、送信機10において、送信データが 符号化部11にて符号化され、その符号化デ タに、パイロット信号がパイロット挿入部12 により挿入された上で、IFFT13にてIFFT処理さ て時間領域の信号に変換される。そして、 の信号にGIがGI付加部14にて付加され、RF処理 部15にてRF処理された後、送信アンテナ16を通 じて受信機20に向けて送信される。

 一方、受信機20では、受信アンテナ21にて 送信機10が送信した無線信号が受信され、そ 受信信号がRF処理部22にてRF処理された後、G I伝搬路推定/補償部23にてGIに基づく伝搬路推 定及び補償が行なわれる。

 即ち、前記RF処理後のベースバンド信号 対しGIの位置(タイミング)がGI位置検出部23-1 て検出され、その検出信号と、その検出タ ミングを基準にGI位置検出部23-1の出力信号 (有効シンボル長-GI長)に相当する時間だけ 延させた信号とが複素乗算器23-3にて複素乗 されて、OFDMシンボル前後でのサンプル単位 の変化量が検出される。

 その検出結果(複素値)は、平均化部23-4に 複数サンプル分平均化されて、熱雑音の影 が軽減される。そして、平均化結果は、絶 値変化量検出部23-5と、角度変化量検出部23- 6とにそれぞれ入力され、絶対値変化量δPと 度変化量δθとが求められる。

 得られた絶対値変化量δP及び角度変化量 θは、それぞれ、有効シンボル内補間部23-7,2 3-8に入力されて、それぞれについて既述のよ うに有効シンボル内の補間が行なわれる。こ れにより得られた絶対値Pと角度θとは、複素 化部23-9にて複素値に変換され、この複素値 GI位置検出部23-1の出力である受信信号と複 乗算されることで、伝搬路補償が行なわれ 。

 この補償後の受信信号は、さらに、GI除 部24に入力されてGIが除去された後、FFT25に FFT処理されて周波数領域の信号に変換され 、パイロット伝搬路推定部26と伝搬路補償部 27とに入力される。

 パイロット伝搬路推定部26では、パイロ トを基に伝搬路推定を行ない、伝播路補償 27では、その推定結果を基に受信信号の伝搬 路補償を行なう。そして、その補償後の受信 信号は、復号化部28にて復号される。

 以上のように、本例によれば、受信OFDMシ ンボルのGIと、そのGIのコピー元部分とを比 して、その変動を検出し、その検出結果か 伝搬路推定及び補償を時間領域にて行なう で、パイロットが受信されない時間につい も、FFT25によるFFT処理前のサンプル時間単位 で、高速に伝搬路推定及び補償を行なうこと ができる。

 例えば、FFT25でのFFT数が2048で、GI長が有 シンボル長の1/8である場合、FFT処理前のサ プル時間は、FFT後のシンボル時間に対して23 04倍高速であるから、伝搬路の変化も既存の ンボル単位でのパイロットを用いた伝搬路 定と比較して、2304倍もの高速で検出できる ことになる。そのため、より高速な伝搬路環 境の変化にも対応でき、受信品質の劣化を防 ぐことが可能となる。

 また、GIを基にした伝搬路補償と、パイ ットを基にした伝搬路補償との双方を行な ので、パイロット数を増やすことなく、受 品質の改善を図ることができる。さらに、 イロット数を増やす必要がないから、スル プットの低下を招くこともない。

 換言すれば、パイロットのみに基づく伝 路補償を行なう場合と同じ受信品質を得る に、より少ないパイロットで済む。したが て、パイロット数を減らして、送信データ 割当を増やすことで、データのスループッ を向上させることが可能である。なお、そ 例については、第5実施形態にて後述する。

 また、GI伝搬路推定/補償部23で行なうGI位 置検出、遅延、絶対値算出、角度算出、複素 乗算等の処理には、GI除去部24に用いられる 路を使用することができるから、その実現 あたっては、低コストで回路規模の増加も 小限に抑えることが可能である。

 〔3〕第2実施形態
 図5は、第2実施形態に係るOFDM無線通信シス ムの構成を示すブロック図である。この図5 に示す無線通信システムは、図1により前述 たものと同一若しくは同様の送信機10と、図 3により前述したGI伝搬路推定/補償部23におい て推定有効GI長制御部23-11を付加的に具備す 受信機20とをそなえる。なお、この図5にお て、その他の既述の符号と同一符号を付し 部分は、特に断らない限り、図3にて説明し 部分と同一若しくは同様の部分である。

 ここで、推定有効GI長制御部(比較対象制 手段)23-11は、伝搬路環境の変化に応じて伝 路推定に用いるGI長(つまりは、OFDMシンボル における前記比較対象とするサイズ(サンプ 数))を制御するものである。送信機10が送信 た信号に遅延波が存在する場合、GIに時間 に前のOFDMシンボルの情報が重なり符号間干 が生じる。符号間干渉が生じた部分は、GI よる伝搬路推定精度が劣化するため、遅延 の遅延量と大きさと(伝搬路環境の変化)に応 じて伝搬路推定に用いるGI長(サンプル数)を 化させるのが好ましい。そこで、本例では 推定有効GI長制御部23-11により、伝搬路推定 用いるGIとして有効と推定されるGI長(推定 効GI長)を制御する。

 有効なGI長を推定する方法について、図6 用いて説明すると、GI位置検出部23-1は、遅 波検出手段として機能し、直接波、遅延波 相関値、遅延量を検出し、推定有効GI長制 部23-11は、これらの検出情報に基づいて、相 関閾値以上の遅延波で最も遅延量の大きい遅 延波以降のGI長を有効なGI長と推定する。

 その推定結果は、平均化部23-4及び有効シ ンボル内補間部23-7,23-8へそれぞれ出力され、 平均化部23-4では、有効推定GI長部分に相当す るサンプルだけで平均化を行なう。また、有 効シンボル内補間部23-7,23-8では、それぞれ、 有効シンボル内だけでなく、有効なGI長と推 されなかったGI長(推定非有効GI長)に相当す 部分の補間も行なう。

 なお、推定有効GI長制御部23-11は、相関閾 値以上の遅延波で最も遅延量の大きい遅延波 が推定有効GI長閾値を超えた場合(比較の対象 とするGI長が所定の閾値よりも少ない場合)は 、そのGIでの推定が適当でないと判断し、そ GIの推定値は前記第1の伝搬路推定には用い 、時間的に前に受信したGIについて得られ 推定値からの補間を行なうように、平均化 23-4及び有効シンボル内補間部23-7,23-8を制御 る。

 このように、本例によれば、第1実施形態 と同様の効果ないし利点が得られるほか、伝 搬路環境の変化(遅延波の遅延量、大きさ)に じて伝搬路推定に用いるGI長を制御するの 、符号間干渉の影響を受けていないか影響 少ないGI部分を選択的、適応的に用いて伝搬 路推定を行なうことができる。したがって、 伝搬路環境の変化に伴うGIによる伝搬路推定 度の劣化を最小限に抑制することが可能と る。

 〔4〕第3実施形態
 図7は、第3実施形態に係るOFDM無線通信シス ムの構成を示すブロック図である。この図7 に示す無線通信システムは、第1実施形態の 3に示した構成に比して、受信機20のGI伝搬路 推定/補償部23に、重み付け制御部23-12がそな られている点が異なる。なお、この図7にお いて、その他の既述の符号と同一符号を付し た部分は、特に断らない限り、図3にて説明 た部分と同一若しくは同様の部分である。

 ここで、重み付け制御部23-12は、複素化 23-9によりFFT25でのFFT処理前に得られた、絶 値Pと角度θの複素値(第1の伝搬路推定の結果 )と、FFT25でのFFT処理後にパイロット伝搬路推 定部26でパイロットを基に得られた伝搬路推 値(第2の伝搬路推定の結果)と、にそれぞれ み付け係数を乗じて、両者の重み付けを制 するものである。

 これにより、FFT処理前にGIを基に得られ 伝搬路推定値と、FFT処理後にパイロットを に得られた伝搬路推定値との、伝搬路補償( 2の伝搬路補償)への適用割合を制御するこ が可能となる。つまり、重み付け制御部23-12 は、第1の伝搬路推定の結果に基づいて、第2 伝搬路補償を制御する制御手段として機能 る。

 したがって、伝搬路環境によっては、いず か一方の伝搬路推定値の信頼度が低いと推 されるような場合には、その伝搬路推定値 適用割合が低くなるように重み付け制御を ることができる。場合によっては、GIを基 した伝搬路推定値の適用割合を0としてパイ ットを基に得られた伝搬路推定値のみで伝 路補償を行なうことも可能となる。
 なお、前記重み付け制御部23-12は、既述の 2実施形態に適用することも可能である。

 〔5〕第4実施形態
 図8は、第4実施形態に係るOFDM無線通信シス ムの構成を示すブロック図である。この図8 に示す無線通信システムは、図3に示した構 に比して、RF処理部22に、直交復調部22-1と、 AFC(Automatic frequency controller)22-2と、ローカル 振器である電圧制御発振器(VCO)22-3と、周波 シンセサイザ22-4とがそなえられることを明 示するとともに、GI伝搬路推定/補償部23の角 変化量検出部23-6で得られた検出結果(角度 化量δθ)がAFC22-2に入力されるように構成さ ている点が異なる。なお、この図8において その他の既述の符号と同一符号を付した部 は、特に断らない限り、図3にて説明した部 分と同一若しくは同様の部分である。

 ここで、RF処理部22において、直交復調部 22-1は、受信アンテナ21で受信された受信信号 を、QPSKや16QAM、64QAM等の、送信機10のRF処理部 15で採用する多値変調方式に応じた復調方式 復調するもので、その復調信号が前記GI検 部23-1に入力される。

 VCO22-3は、RF処理部22の動作の基準となる ロックを生成するものであり、周波数シン サイザ22-4は、このVCO22-3で生成されたクロッ クを基準クロックとするPLL(Phase Locked Loop)制 御を経て、直交復調部22-1での直交復調に用 る無線周波数を生成するものである。

 AFC22-2は、送信機10と受信機20との間の周 数誤差(送信周波数と受信周波数との誤差)が ゼロに収束するようにVCO22-3の入力電圧を制 して前記クロックの周波数を調整するもの ある。前記周波数誤差は、FFT処理後の伝搬 推定値を基に検出することができるが、本 では、FFT処理前にGIを基に伝搬路推定値を得 ることができるから、その周波数成分(角度 化量検出部23-6で得られる角度変化量δθ)を 用してAFC22-2を制御することができる。

 したがって、FFT処理前のサンプル時間単位 高速に直交復調部22-1での復調処理に用いる 検波周波数を所定の周波数に安定化すること が可能となる。
 なお、かかる制御は、既述の第2及び第3実 形態に適用することも勿論可能である。

 〔6〕第5実施形態
 図9は、第5実施形態に係るOFDM無線通信シス ムの構成を示すブロック図である。この図9 に示す無線通信システムは、第1の無線機(送 信機)10Aと、第2の無線機(送受信機)20Aと、を そなえ、互いに無線リンクにより接続して双 方向の通信が可能である。

 そして、一方の無線機10Aは、例えば、送 系として、符号化部11、パイロット挿入部12 、IFFT13、GI付加部14、RF処理部15、送受信アン ナ16a及びアンテナスイッチ(SW)17をそなえ、 信系として、RF処理部32、GI除去部34、FFT35、 パイロット伝搬路推定部36、伝搬路補償部37 び復号化部38をそなえ、且つ、制御系として 、品質情報検出部39及びパイロット数/データ 数制御部18をそなえる。

 これに対し、他方の無線機20Aは、例えば 受信系として、送受信アンテナ21a、アンテ スイッチ47、RF処理部22、GI伝搬路推定/補償 23、GI除去部24、FFT25、パイロット伝搬路推 部26、伝搬路補償部27及び復号化部28をそな 、送信系として、符号化部41、パイロット挿 入部42、IFFT43、GI付加部44及びRF処理部45をそ え、且つ、制御系として、品質情報生成部29 をそなえる。

 なお、本例において、無線機10Aは、例え 、無線基地局であり、無線機20Aは無線端末 あると仮定する。

 ここで、無線機10Aにおいて、符号化部11 パイロット挿入部12、IFFT13、GI付加部14、RF処 理部15は、それぞれ、既述のものと同一若し は同様のものである。

 アンテナスイッチ17は、RF処理部15からの 信無線信号(送信波)を送受信アンテナ16aへ 力し、送受信アンテナ16aで受信された信号( 信波)をRF処理部32へ出力するものである。

 このアンテナスイッチ17は、TDD(Time Divisio n Duplex)システムの場合、時分割に送信波と 信波の分波及び/又は合成を行なう。FDD(Freque ncy Division Duplex)システムの場合、このアン ナスイッチ17は、サーキュレータ部として機 能して送信波と受信波の分波及び/又は合成 行なう。

 送受信アンテナ16aは、アンテナスイッチ1 7からの送信無線信号を無線機20Aへ送信する 方、無線機20Aが送信した無線信号を受信す ものである。

 RF処理部32、GI除去部34、FFT35、パイロット 伝搬路推定部36、伝搬路補償部37及び復号化 38は、それぞれ、既述のRF処理部22、GI除去部 24、FFT25、パイロット伝搬路推定部26、伝搬路 補償部27及び復号化部28と同様のものである

 例えば、RF処理部32は、送受信アンテナ16a で受信されアンテナスイッチ17を介して入力 れた無線信号について、低雑音増幅、直交 調(ベースバンド信号へのダウンコンバート )、AD変換等の受信処理を実施するものである 。

 GI除去部34は、RF処理部32からの受信信号(O FDMシンボル)のGIを除去するものであり、FFT35 、GI除去後の受信信号をFFT処理して周波数 域の信号に変換するものである。

 パイロット伝搬路推定部36は、前記FFT処 された受信信号のパイロットを基に伝搬路 定を行なうものであり、伝搬路補償部37は、 このパイロット伝搬路推定部36により得られ 伝搬路推定値を基に、主信号の伝搬路補償 行なうものである。

 復号化部38は、伝搬路補償部37により伝搬 路補償された受信信号を復号するものである 。

 そして、品質情報検出部39は、復号化部38 による復号データから、無線機20Aからフィー ドバックされてくる、無線機20Aでの受信品質 (ダウンリンクの受信品質)を示す情報(以下、 受信品質情報ともいう)を検出するものであ 。なお、受信品質情報の一つには、CQI(Channel  Quality Indicator)が挙げられる。

 パイロット数/データ数制御部18は、この 質情報検出部39で検出された情報を基に、 号化部11及びパイロット挿入部12を制御して ダウンリンクの受信品質に応じて符号化デ タに挿入するパイロットの割合を制御する のである。

 一方、無線機20Aにおいて、RF処理部22、GI 搬路推定/補償部23、GI除去部24、FFT25、パイ ット伝搬路推定部26、伝搬路補償部27及び復 号化部28は、それぞれ、既述の実施形態(第1~ 4実施形態で例示した構成のいずれでもよい し、それら2以上を組み合わせた構成でもよ )におけるものと同一若しくは同様のもので る。なお、図9において、GI伝搬路推定/補償 部23の構成は図示を省略している。

 アンテナスイッチ47は、RF処理部45からの 信無線信号(送信波)を送受信アンテナ21aへ 力し、送受信アンテナ21aで受信された信号( 信波)をRF処理部22へ出力するものである。

 このアンテナスイッチ47も、TDDシステム 場合、時分割に送信波と受信波の分波及び/ は合成を行ない、FDDシステムの場合は、サ キュレータ部として機能して送信波と受信 の分波及び/又は合成を行なう。

 送受信アンテナ21aは、アンテナスイッチ4 7経由でRF処理部45から送られてくるアップリ クの無線信号を無線機10Aへ送信する一方、 線機10Aが送信したダウンリンクの無線信号 受信するものである。

 品質情報生成部29は、復号化部28の出力を 基にCQI等のダウンリンクの受信品質情報を生 成するものである。当該受信品質情報は、送 信系(符号化部41、IFFT43、GI付加部44、RF処理部 45)を通じて無線機10Aへ送信(フィードバック) れる。このフィードバックには、制御情報 伝送に用いるアップリンクの制御チャネル 用いることができる。ただし、アップリン のデータチャネルの一部を用いることとし もよい。

 符号化部41、IFFT43、GI付加部44及びRF処理 45は、それぞれ、無線機10Aにおける、符号化 部11、IFFT13、GI付加部14及びRF処理部15と同様 ものである。

 例えば、符号化部41は、無線機10Aへ送信 る送信データ及び前記受信品質情報を所定 符号化方式で符号化するものである。符号 方式としては、ターボ符号化等の誤り訂正 号化方式が挙げられる。

 パイロット挿入部42は、無線機10Aとの間 既知の信号であるパイロットを生成し、符 化部41により得られた符号化データに挿入( ッピング)するものである。そのマッピング 、例えば図1により前述したように、時間と 周波数に対して分散的に行なわれる。

 IFFT43は、前記パイロットが挿入された符 化データをIFFT処理して時間領域の送信デー タを得るものである。

 GI付加部44は、IFFT43により得られた送信デ ータについて有効シンボル長単位にGIを付加 ることでOFDMシンボルを生成するものである 。例えば図2に示したように、GI付加部44は、 効シンボルの末尾からその一部をコピーし 当該有効シンボルの先頭にGIとして付加す 処理を行なう。

 RF処理部45は、GI付加部44により得られたOF DMシンボルについて、DA変換、直交変調(無線 波数へのアップコンバート)、電力増幅等の 送信処理を実施するものである。

 以下、上述のごとく構成された本例の無 通信システムの動作について説明すると、 線機10Aでは、送信データが、符号化部11に 符号化され、その符号化データに、パイロ ト信号がパイロット挿入部12により挿入され た上で、IFFT13にてIFFT処理されて時間領域の 号に変換される。そして、その信号にGIがGI 加部14にてGIが付加され、RF処理部15にてRF処 理された後、送受信アンテナ16aを通じて無線 機20Aに向けて送信される。

 一方、無線機20Aでは、送受信アンテナ21a て無線機10Aが送信した無線信号が受信され その受信信号がRF処理部22にてRF処理された 、GI伝搬路推定/補償部23にて、既述のとお のGIに基づく伝搬路推定及び補償が行なわれ る。

 この補償後の受信信号は、さらに、GI除 部24に入力されてGIが除去された後、FFT25に FFT処理されて周波数領域の信号に変換され 、パイロット伝搬路推定部26と伝搬路補償部 27とに入力される。

 パイロット伝搬路推定部26では、パイロ トを基に伝搬路推定を行ない、伝播路補償 27では、その推定結果を基に受信信号の伝搬 路補償を行なう。そして、その補償後の受信 信号は、復号化部28にて復号される。

 その復号結果を基に品質情報生成部29が ウンリンクの受信品質情報を生成し、これ 送信系に渡す。送信系では、当該受信品質 報を符号化部41にて符号化し、その符号化デ ータに、パイロット信号をパイロット挿入部 42により挿入した上で、IFFT43にてIFFT処理して 時間領域の信号に変換する。そして、その信 号にGIがGI付加部44にてGIが付加され、RF処理 45にてRF処理された後、送受信アンテナ21aを じて無線機10Aに向けて送信される。

 無線機10Aでは、無線機20Aが送信した無線 号を送受信アンテナ16aで受信し、その受信 号がRF処理部32にてRF処理された後、GI除去 34にてGIが除去され、FFT35にてFFT処理されて パイロット伝搬路推定部36と伝搬路補償部37 に入力される。

 パイロット伝搬路推定部36では、パイロ トを基に伝搬路推定を行ない、伝播路補償 37では、その推定結果を基に受信信号の伝搬 路補償を行なう。そして、その補償後の受信 信号は、復号化部38にて復号される。

 その復号結果から品質情報検出部39が無 機20Aからフィードバックされた前記CQI等の 信品質情報を検出し、その検出結果を基に イロット数/データ数制御部18が符号化部11及 びパイロット挿入部12を制御して、符号化デ タに挿入するパイロットの割合を制御する

 例えば、パイロット数/データ数制御部18 、前記受信品質情報が良い通信品質を示す 合、パイロット挿入部12に対してパイロッ 数の減少を指示するとともに、パイロット を減少した分のデータ数の増加(あるいは維 でもよい)を符号化部11に指示する。これに り、ダウンリンクのスループットが向上す 。

 ここで、無線機20Aには、GI伝搬路推定/補 部23がそなえられているから、このように イロット数を減少させても、パイロットの に基づいてシンボル単位で伝搬路推定及び 償を行なう場合よりも受信品質の低下は抑 される。換言すれば、受信側にGI伝搬路推定 /補償部23がそなえられているから、同じ受信 品質を得るのに必要なパイロット数が少なく て済み、送信側はパイロット数を減少させて 受信側へのスループットを向上させる制御が 可能となる。

 逆に、前記受信品質情報が悪い通信品質 示す場合には、パイロット数/データ数制御 部18は、パイロット挿入部12に対してパイロ ト数の増加を指示するとともに、パイロッ 数を増加した分のデータ数の減少を符号化 11に対して指示する。

 この場合も、無線機20Aには、GI伝搬路推 /補償部23がそなえられているから、少ない イロット数の増加で、パイロットのみに基 いてシンボル単位で伝搬路推定及び補償を なう場合と同等の受信品質を得ることが可 となる。

 なお、TDDシステムの場合、無線機10Aから 線機20Aへの方向の通信とその逆方向の通信 で伝搬路環境が同じとなるため、無線機20A の前記受信品質情報の生成及び無線機10Aへ フィードバックは行なわずに、無線機10Aが 信した信号(例えば、復号化部38での復号結 )を基に同等の品質情報を生成し、これに基 づいて前記パイロット数/データ数の制御を 施することとしてもよい。

 また、図9に示す例では、パイロット/デ タ数制御部18及びGI伝搬路推定/補償部23を、 線機10Aから無線機20Aへの方向(ダウンリンク )について適用しているが、逆方向(アップリ ク)についても同様に適用することが可能で ある。

 なお、上述実施形態では、いずれも、GI 基にした伝搬路推定/補償と、パイロットを にした伝搬路推定/補償とを併用する例につ いて説明したが、パイロットを基にした伝搬 路推定/補償は不要として、GIを基にした伝搬 路推定/補償のみを行なうようにしてもよい