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JP3745502B2 - 受信装置及び送受信装置並びに通信方法 - Google Patents

受信装置及び送受信装置並びに通信方法 Download PDF

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Description

【0001】
【目次】
以下の順序で本発明を説明する。
【0002】
発明の属する技術分野
従来の技術(図21〜図24)
発明が解決しようとする課題
課題を解決するための手段
発明の実施の形態
(1)無線通信システムの全体構成(図1)
(2)送信装置の構成(図2〜図8)
(3)受信装置の構成(図9)
(4)伝送路推定回路の構成(図10〜図12)
(5)リフアレンスシンボル系列の生成方法(図13〜図15)
(6)重み付け回路の構成(図16)
(7)復調回路の構成
(7−1)QPSK変調に対応した復調回路の構成(図17)
(7−2)8PSK変調に対応した復調回路の構成(図18)
(7−3)16QAM変調に対応した復調回路の構成(図19)
(7−4)64QAM変調に対応した復調回路の構成(図20)
(8)動作及び効果
(9)他の実施の形態
発明の効果
【0003】
【発明の属する技術分野】
本発明は受信装置及び送受信装置並びに通信方法に関し、例えば携帯電話システムのような無線通信システムに適用して好適なものである。
【0004】
【従来の技術】
従来、この種の無線通信システムにおいては、通信サービスを提供するエリアを所望の大きさのセルに分割して当該セル内にそれぞれ固定無線局としての基地局を設置し、移動無線局としての携帯電話機は自分が存在するセル内の基地局と無線通信するようになされており、いわゆるセルラーシステムを構築するようになされている。その際、携帯電話機と基地局との間の通信方式としては種々の方式が提案されているが、代表的なものとしてTDMA方式(Time Division Multiple Access )と呼ばれる時分割多元接続方式がある。
【0005】
このTDMA方式は、例えば図21に示すように、所定の周波数チヤネルを所定時間幅のフレームF0、F1、……によつて時間的に区分けすると共に、そのフレームをそれぞれ所定時間幅のタイムスロツトTS0〜TS3に分割し、自局に割り当てられたタイムスロツトTS0のタイミングのときにその周波数チヤネルを使用して送信信号を送信するような方式であり、同一周波数チヤネルで複数の通信(いわゆる多重通信)を実現して周波数を効率的に利用するようになされた方式である。なお、以降の説明では、送信用に割り当てられたタイムスロツトTS0を送信スロツトTXと呼び、1つの送信スロツトTXで送られるデータブロツク(すなわち情報単位)をスロツトと呼ぶ。
【0006】
ここでこのTDMA方式を用いて送受信する無線通信システムの送信装置及び受信装置を図22及び図23を用いて説明する。因みに、この図22及び図23に示す送信装置及び受信装置は、例えば携帯電話システムの携帯電話機や基地局にそれぞれ搭載され、携帯電話機から基地局への通信(いわゆる上り方向の通信)や基地局から携帯電話機への通信(いわゆる下り方向の通信)に使用される。
【0007】
図22に示すように、送信装置1は大きく分けて畳み込み符号化回路2、インターリーブバツフア3、スロツト化処理回路4、変調回路5、パイロツトシンボル付加回路6、送信回路7及びアンテナ8によつて構成されており、送信データである情報ビツト系列S1をまず畳み込み符号化回路2に入力するようになされている。
【0008】
畳み込み符号化回路2は所定段数のシフトレジスタとエクスクルーシブオア回路からなり、入力される情報ビツト系列S1に畳み込み符号化を施し、その結果得られる符号化ビツト系列S2をインターリーブバツフア3に出力する。インターリーブバツフア3は符号化ビツト系列S2を順番に内部の記憶領域に格納し、当該記憶領域全体に符号化ビツト系列S2が格納されると(すなわち符号化ビツト系列S2が所望量蓄積されると)、符号化ビツト系列S2の順番をランダムに並び換え(以下、この順番を並び換えることをインターリーブと呼ぶ)、その結果得られる符号化ビツト系列S3をスロツト化処理回路4に出力する。因みに、インターリーブバツフア3の記憶容量としては、複数の送信スロツトTXに符号化ビツト系列が分散されるようにするため、複数スロツト分の記憶容量を有している。
【0009】
スロツト化処理回路4は、符号化ビツト系列S3を送信スロツトTXに割り当てるために当該符号化ビツト系列S3を所定ビツト数毎に区分けし、その結果得られる符号化ビツト群S4を順に変調回路5に出力する。変調回路5は、供給される符号化ビツト群S4にそれぞれ所定の変調処理(例えばQPSK変調等の同期検波系の変調処理)を施し、その結果得られる情報シンボル群S5をパイロツトシンボル付加回路6に出力する。
【0010】
パイロツトシンボル付加回路6は、図24に示すように、送信スロツトTXに応じて区分けされた情報シンボル群S5の各シンボル群の先頭位置(すなわち情報シンボルIの先頭)にヘツダとしてパイロツトシンボルPをそれぞれ付加し、その結果得られる送信シンボル群S6を送信回路7に出力する。因みに、ここで付加されるパイロツトシンボルPは受信装置側において予め分かつている既知パターンのシンボルであり、当該受信装置側ではこのパイロツトシンボルPを使用して伝送路の特性(例えばフエージング等の状況)を推定するようになされている。
【0011】
送信回路7は、このパイロツトシンボルが付加された送信シンボル群S6に対して順にフイルタリング処理を施した後、当該送信シンボル群S6にデイジタル・アナログ変換処理を施して送信信号を生成する。そして送信回路7は、その送信信号に周波数変換を施すことによつて所定周波数チヤネルの送信信号S7を生成し、これを所定電力に増幅した後、アンテナ8を介して送信する。かくして送信装置1からは送信スロツトTXのタイミングに同期して送信信号S7が送信される。
【0012】
一方、図23に示すように、受信装置10は大きく分けてアンテナ11、受信回路12、伝送路推定回路13、復調回路14、スロツト連結処理回路15、デインターリーブバツフア16及びビタビ復号化回路17によつて構成されており、送信装置1から送信された送信信号S7をアンテナ11によつて受け、これを受信信号S11として受信回路12に入力するようになされている。受信回路12は入力される受信信号S11を増幅した後、当該受信信号S11に周波数変換を施すことによつてベースバンド信号を取り出し、そのベースバンド信号にフイルタリング処理を施した後、当該ベースバンド信号にアナログ・デイジタル変換処理を施すことによつて上述した送信シンボル群S6に対応する受信シンボル群S12を取り出し、これを伝送路推定回路13に出力する。
【0013】
伝送路推定回路13は伝送路の特性を調べると共にその調査結果に応じた等化処理を行う回路であり、受信シンボル群S13に含まれるパイロツトシンボルPを参照することにより伝送路の特性を推定し、その推定結果に基づいて伝送路の逆特性を算出する。そして伝送路推定回路13は、イコライザからなる等化回路を使用してその伝送路の逆特性を示す数値を受信シンボル群S12の各情報シンボル部分に対して時間領域で畳み込み乗算することにより伝送路において受けたフエージング等の影響を取り除く。この処理により伝送路推定回路13は、送信された情報シンボル群S5を復元し、これを受信情報シンボル群S13として復調回路14に出力する。
【0014】
復調回路14は受信情報シンボル群S13に対して所定の復調処理を施すことにより送信側の符号化ビツト群S4に対応する符号化ビツト群S14を復元し、これをスロツト連結処理回路15に出力する。因みに、この符号化ビツト群S14の各ビツトは値が「0」又は「1」の2値信号ではなく、伝送路上でノイズ成分が加算されたことにより多値信号となつている。スロツト連結処理回路15は、スロツト単位で断片的に得られる符号化ビツト群S14を連続信号となるように連結する回路であり、後段のデインターリーブバツフア16の記憶容量分だけ符号化ビツト群S14が蓄積したら当該符号化ビツト群S14を連結し、その結果得られる符号化ビツト系列S15をデインターリーブバツフア16に出力する。
【0015】
デインターリーブバツフア16は複数スロツト分の記憶容量を有しており、供給される符号化ビツト系列S15を順次内部の記憶領域に格納した後、送信装置1のインターリーブバツフア3で行つた並び換えと逆の手順で当該符号ビツト系列S15の順番を並び換えることにより元の並び順に戻し、その結果得られる符号化ビツト系列S16をビタビ復号化回路17に出力する(以下、この元の並びに戻すことをデインターリーブと呼ぶ)。ビタビ復号化回路17は軟判定ビダビ復号化回路からなり、入力される符号化ビツト系列S16に基づいて畳み込み符号のトレリスを考え、データとして取り得る全ての状態遷移の中から最も確からしい状態を推定(いわゆる最尤系列推定)することにより、送信された情報ビツト系列S18を復元し、これを出力する。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】
ところでかかる従来の受信装置10においては、各スロツト内においてシンボルが時間的に並べられて送られてくることにより、イコライザからなる等化回路を使用して時間領域の畳み込み乗算を行うことにより伝送路で受けた影響を取り除くようになされており、このため受信装置の構成が複雑になるといつた問題がある。また上述したようなTDMA方式では、送信スロツトTXのタイミングによつて通信品質が異なることがあるが、かかる従来の受信装置10においては、送信スロツトTXの通信品質を示す信頼性をそのスロツトによつて送られてきた符号化ビツトに反映させるようなことを行つていないので、ビタビ復号化回路17の最尤系列推定を高精度化し得ず、送信された情報ビツト系列を高精度に復元し得ないといつた不都合がある。
【0017】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、簡易な構成で、高精度に最尤系列推定を行つて送信された情報ビツト系列を高精度に復元し得る受信装置及び送受信装置並びにその通信方法を提案しようとするものである。
【0018】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため本発明においては、情報ビツト系列を符号化してなる符号化ビツト系列を所定の情報単位毎に区分けすることによつて符号化ビツト群を生成し、当該符号化ビツト群に対してそれぞれ所定の変調処理を施すことによつて情報シンボル群を生成し、当該情報シンボル群にそれぞれ振幅及び位相が既知であるパイロツトシンボルを挿入することによつて送信シンボル群を生成し、当該送信シンボル群の各シンボルを周波数チヤネルを形成する複数のサブキヤリアに分散して重畳することにより生成された送信信号を受信することによつて受信シンボル群を得、当該受信シンボル群からそれぞれ抽出したパイロツトシンボルの振幅及び位相に基づいて受信シンボル郡に対する窓かけ処理のずれ及びシンボル毎の伝送路の特性を推定し、受信シンボル群から情報シンボル群を抽出すると共に、伝送路の特性の推定結果と受信シンボル群とに基づいて伝送路の信頼性をシンボル単位で示す重み係数を算出し、当該重み係数を情報シンボル群の各シンボルに乗算することにより当該伝送路の信頼性をシンボル単位で反映し、その信頼性が反映された情報シンボル群に対して所定の復調処理を施すことにより復元した符号化ビツト群に対してそれぞれ最尤系列推定を施すことにより情報ビツト系列を復元するようにしたことにより、伝送路上での影響や受信シンボル郡に対する窓かけ処理のずれによる位相回転を取り除き、シンボル単位で伝送路の信頼性を情報シンボル郡に反映させることができるので、元の情報ビツト系列を高精度に復元することができる。
【0019】
また本発明においては、情報ビツト系列を符号化してなる符号化ビツト系列を所定の情報単位毎に区分けすることによつて符号化ビツト群を生成し、当該符号化ビツト群に対してそれぞれ所定の変調処理を施すことによつて情報シンボル群を生成し、当該情報シンボル群にそれぞれ振幅及び位相が既知であるパイロツトシンボルを挿入することによつて送信シンボル群を生成し、当該送信シンボル群の各シンボルを周波数チヤネルを形成する複数のサブキヤリアに分散して重畳することにより生成された送信信号を受信することによつて受信シンボル群を得、当該受信シンボル群からそれぞれ抽出したパイロツトシンボルに基づいてシンボル毎の伝送路の特性を推定し、受信シンボル群から抽出した情報シンボル群と伝送路の特性の推定結果とに基づいて伝送路の信頼性をシンボル単位で示す重み係数を算出し、当該重み係数を情報シンボル群の各シンボルに乗算することにより当該伝送路の信頼性をシンボル単位で反映し、送信側で使用した変調処理が8相位相変調の場合、伝送路の信頼性が反映された情報シンボル群のI成分及びQ成分をそれぞれ第1及び第2の軟判定ビツトとして取り出すと共に、I成分の絶対値からQ成分の絶対値を減算して得た差分値を所定倍することにより第3の軟判定ビツトを取り出し、取り出した第1、第2及び第3の軟判定ビツトを符号化ビツト群として復元し、その符号化ビツト群に対してそれぞれ最尤系列推定を施すことにより情報ビツト系列を復元するようにしたことにより、送信側の8相位相変調に対応した簡易な構成の復調手段により、第1、第2及び第3の軟判定ビツトを伝送路の信頼性が反映された符号化ビツト郡として高精度に復元することができる。
【0020】
また本発明においては、情報ビツト系列を符号化してなる符号化ビツト系列を所定の情報単位毎に区分けすることによつて符号化ビツト群を生成し、当該符号化ビツト群に対してそれぞれ所定の変調処理を施すことによつて情報シンボル群を生成し、当該情報シンボル群にそれぞれ振幅及び位相が既知であるパイロツトシンボルを挿入することによつて送信シンボル群を生成し、当該送信シンボル群の各シンボルを周波数チヤネルを形成する複数のサブキヤリアに分散して重畳することにより生成された送信信号を受信することにより受信シンボル群を得、受信シンボル群からそれぞれパイロツトシンボルを抽出し、当該パイロツトシンボルに基づいてシンボル毎の伝送路の特性を推定し、受信シンボル群から情報シンボル群を抽出すると共に、伝送路の特性の推定結果と受信シンボル群とに基づいて伝送路の信頼性をシンボル単位で示す重み係数を算出し、当該重み係数を情報シンボル群の各シンボルに乗算することにより当該伝送路の信頼性をシンボル単位で反映し、送信側で使用した変調処理が16値直交振幅変調の場合、情報シンボル群のI成分及びQ成分をそれぞれ第1及び第2の軟判定ビツトとして取り出すと共に、I成分の絶対値及びQ成分の絶対値からそれぞれ所定の判定閾値を減算することにより第3及び第4の軟判定ビツトを取り出し、取り出した第1、第2、第3及び第4の軟判定ビツトを符号化ビツト群として復元する復調手段と、復調手段によつて得られた符号化ビツト群に対してそれぞれ最尤系列推定を施すことにより情報ビツト系列を復元するようにしたことにより、送信側の16値直交振幅変調に対応した簡易な構成の復調手段により、第1、第2、第3及び第4の軟判定ビツトを伝送路の信頼性が反映された符号化ビツト郡として高精度に復元することができる。
【0021】
さらに本発明においては、情報ビツト系列を符号化してなる符号化ビツト系列を所定の情報単位毎に区分けすることによつて符号化ビツト群を生成し、当該符号化ビツト群に対してそれぞれ所定の変調処理を施すことによつて情報シンボル群を生成し、当該情報シンボル群にそれぞれ振幅及び位相が既知であるパイロツトシンボルを挿入することによつて送信シンボル群を生成し、当該送信シンボル群の各シンボルを周波数チヤネルを形成する複数のサブキヤリアに分散して重畳することにより生成された送信信号を受信することにより受信シンボル群を得、受信シンボル群からそれぞれ抽出したパイロツトシンボルに基づいてシンボル毎の伝送路の特性を推定し、受信シンボル群から情報シンボル群を抽出すると共に、伝送路の特性の推定結果と受信シンボル群とに基づいて伝送路の信頼性をシンボル単位で示す重み係数を算出し、当該重み係数を情報シンボル群の各シンボルに乗算することにより当該伝送路の信頼性をシンボル単位で反映し、送信側で使用した上記変調処理が64値直交振幅変調の場合、情報シンボル群のI成分及びQ成分をそれぞれ第1及び第2の軟判定ビツトとして取り出すと共に、I成分の絶対値及びQ成分の絶対値からそれぞれ第1の判定閾値を減算することにより第3及び第4の軟判定ビツトを取り出し、さらに第3の軟判定ビツトの絶対値及び第4の軟判定ビツトの絶対値からそれぞれ第2の判定閾値を減算することにより第5及び第6の軟判定ビツトを取り出し、取り出した第1、第2、第3、第4、第5及び第6の軟判定ビツトを符号化ビツト群として復元し、その符号化ビツト群に対してそれぞれ最尤系列推定を施すことにより情報ビツト系列を復元するようにしたことにより、送信側の64値直交振幅変調に対応した簡易な構成の復調手段により、第1、第2、第3、第4、第5及び第6の軟判定ビツトを伝送路の信頼性が反映された符号化ビツト郡として高精度に復元することができる。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。
【0023】
(1)無線通信システムの全体構成
図1において、20は全体として本発明を適用した例えば携帯電話システムのような無線通信システムを示し、通信サービスを提供するエリアを分割してなる各セル内に配置される基地局装置21と、当該基地局装置21と通信する移動局としての携帯電話機22とによつて構成される。
【0024】
基地局装置21は、所定の周波数チヤネルを使用して携帯電話機22に向けて情報ビツト系列を送信する送信装置23と、所定の周波数チヤネルを使用して携帯電話機22から送信された情報ビツト系列を受信する受信装置24と、これら送信装置23及び受信装置24の動作を制御する制御装置25とによつて構成される。同様に、携帯電話機22は、所定の周波数チヤネルを使用して基地局装置21に向けて情報ビツト系列を送信する送信装置26と、所定の周波数チヤネルを使用して基地局装置21から送信された情報ビツト系列を受信する受信装置27と、これら送信装置26及び受信装置27の動作を制御する制御装置28とによつて構成される。
【0025】
この無線通信システム20の場合、基地局装置21と携帯電話機22との間の通信に使用される周波数チヤネルは複数用意されており、基地局装置21から携帯電話機22への通信及び携帯電話機22から基地局装置21への通信でその中の任意の1対の周波数チヤネルを使用するようになされている。この場合、各周波数チヤネルは、例えば24本のサブキヤリアによつて構成されており、通信時には、送信する情報ビツト系列をこのサブキヤリアに分散させて重畳し、いわゆるマルチキヤリア通信を行うようになされている。その際、この無線通信システム20の場合には、送信する情報ビツト系列をスロツト単位に区分けし、そのスロツト単位に区分けされた情報ビツト系列を上述したサブキヤリアに分散させて重畳するようになされている。またこの無線通信システム20の場合には、1スロツト毎に使用する周波数チヤネルを予め決められているパターンに基づいてランダムに変更する、いわゆる周波数ホツピングを行うようになされており、これにより他の通信から受ける干渉波を低減するようになされている。
【0026】
ここで基地局装置21及び携帯電話機22に搭載されている送信装置23、26と、受信装置24、27について以下に具体的に説明する。但し、送信装置23と送信装置26は同じ構成を有していると共に、受信装置24と受信装置27は同じ構成を有しているので、ここでは送信装置23と受信装置27について説明する。
【0027】
(2)送信装置の構成
まずこの項では、送信装置23の構成について説明する。図22との対応部分に同一符号を付した図2に示すように、送信装置23は大きく分けて畳み込み符号化回路2、インターリーブバツフア3、スロツト化処理回路4、変調回路5、パイロツトシンボル付加回路31、逆高速フーリエ変換回路(IFFT)32、送信回路33及びアンテナ8によつて構成され、逆高速フーリエ変換回路32が追加されたこと、及びパイロツトシンボル付加回路31、送信回路33の処理内容が変更されたことを除いて、図22に示した送信装置1とほぼ同様の構成を有している。
【0028】
まずこの送信装置23においては、スロツト化処理回路4によつて区分けされた符号化ビツト群S4は変調回路5に入力される。変調回路5は、この送信装置23の場合にも、入力される符号化ビツト群S4に対して同期検波系の変調処理を施す。その変調処理としては種々の変調方式が考えられるが、代表的なものとして、例えばQPSK変調(Quadrature Phase Shift Keying :いわゆる4相位相変調)、8PSK変調(8 Phase Shift Keying:いわゆる8相位相変調)、16QAM変調(16 Quadrature Amplitude Modulation:いわゆる16値直交振幅変調)、64QAM変調(64 Quadrature Amplitude Modulation:いわゆる64値直交振幅変調)等がある。
【0029】
ここで各変調方式について簡単に説明すると、QPSK変調はその名の通り4つの位相状態が存在する位相変調であり、図3に示すように、π/4、 3π/4、 5π/4又は 7π/4の位相値のところに存在する4通りの信号点(シンボル)によつて2ビツト分の情報を表すようになされた変調方式である。また8QPSK変調はその名の通り8つの位相状態が存在する位相変調であり、図4に示すように、振幅「1」の同心円上であつて位相値がそれぞれπ/4ずつ離れた8通りの信号点によつて3ビツト分の情報を表すようになされた変調方式である。また16QAM変調はその名の通り振幅が異なる16通りの信号点が存在する変調であり、図5に示すように、I成分及びQ成分の大きさをそれぞれ±√(2/5) の閾値で分けることによつて生成された16通りの信号点によつて4ビツト分の情報を表すようになされた変調方式である。また64QAM変調はその名の通り振幅が異なる64通りの信号点が存在する変調であり、図6に示すように、I成分及びQ成分の大きさをそれぞれ±√(2/21)、± 2×√(2/21)及び± 3×√(2/21)の閾値で分けることによつて生成された64通りの信号点によつて6ビツト分の情報を表すようになされた変調方式である。因みに、図3〜図6において、信号点に添えられている数値はその信号点が示すビツト情報である。
【0030】
変調回路5はこのような変調処理のうちいずれかの処理を符号化ビツト群S4に対してそれぞれ施し、その結果得られた情報シンボル群S5を続くパイロツトシンボル付加回路31に出力する。パイロツトシンボル付加回路31は情報シンボル群S5の各シンボル群に対してパイロツトシンボルPを付加する回路であり、この送信装置23の場合には、シンボル群の先頭位置にパイロツトシンボルPを付加するのではなく、例えば図7に示すように、シンボル群を構成する情報シンボルIの合間に等間隔でパイロツトシンボルPを挿入するようになされている。
【0031】
因みに、1スロツトのシンボルはそれぞれ上述したように24本のサブキヤリアに分散されるため、ここでは1スロツトはパイロツトシンボルPと情報シンボルIとを合わせて24シンボルになつている。なお、パイロツトシンボルPは受信装置側で予め分かつている既知パターンのシンボルであり、その振幅値は「1」で位相値はランダムになつている。但し、位相値に関しては、他の通信とは異なるようになつている。これは、受信装置側においてはこのパイロツトシンボルPを使用して伝送路の推定を行うようになされており、他の通信とパイロツトシンボルPが同じであると他の通信に関する伝送路推定を行つてしまうので、これを避けるためである。
【0032】
このようにしてパイロツトシンボルPを付加することにより生成された送信シンボル群S20は続く逆高速フーリエ変換回路32に出力される。逆高速フーリエ変換回路32は、送信シンボル群S20を構成する各シンボルを上述した24本のサブキヤリアに分散させて重畳するため(すなわち送信シンボル群S20の各シンボルを周波数軸上に並べて送信するため)、当該送信シンボル群S20に対してそれぞれ逆フーリエ変換を施す。これにより時間軸上に並んで入力されたシンボル群を周波数軸上において並べたような信号が生成される。ここで逆フーリエ変換を施すことによつて生成された送信シンボル群S21の様子を図8に示す。この図8は送信シンボル群S21の様子を周波数を基準にして示しており、逆フーリエ変換を行うことにより、パイロツトシンボルPや情報シンボルIからなる24個のシンボルは周波数軸上に並べられ、24本のサブキヤリアに対して1つずつ割り当てられている様子が分かる。
【0033】
また逆高速フーリエ変換回路32は、このようにして逆フーリエ変換を施すことによつて生成した送信シンボル群S21に対して窓かけ処理いわゆるウインドウ処理を施し、これにより不要な帯域外スプリアスを抑えるようにもなつている。なお、ウインドウ処理の具体的方法としては、送信シンボル群S21に対して時間軸上でコサイン・ロールオフ・フイルタをかけることにより実現される。かくしてこのような逆高速フーリエ変換回路32の処理によつて生成された送信シンボル群S21は続く送信回路33に出力される。
【0034】
送信回路33は、送信シンボル群S21にフイルタリング処理を施した後、当該送信シンボル群S21にデイジタル・アナログ変換処理を施して送信信号を生成する。そして送信回路33は、その送信信号に周波数変換を施すことによつて所定周波数チヤネルの送信信号S22を生成し、これを所定電力に増幅した後、アンテナ8を介して送信する。なお、送信回路33は、予め決められているパターンに基づいて、スロツト毎に使用する周波数チヤネルをランダムに変更するようになされており、これにより他の通信から受ける干渉波の影響を低減するようになされている。
【0035】
かくして送信装置23においては、スロツト単位に区分けした符号化ビツト群を複数のサブキヤリアに分散して重畳することにより送信対象の情報ビツト系列を複数のサブキヤリアで送信するマルチキヤリア通信を行うようになされている。
【0036】
(3)受信装置の構成
一方、図23との対応部分に同一符号を付した図9に示すように、受信装置27は大きく分けてアンテナ11、受信回路40、高速フーリエ変換回路(FFT)41、復調部42、スロツト連結処理回路15、デインターリーブバツフア16及びビタビ復号化回路17によつて構成され、高速フーリエ変換回路41が追加されたこと、及び受信回路40、復調部42の処理内容が変更されたことを除いて、図23に示した受信装置10とほぼ同様の構成を有している。
【0037】
まずアンテナ11は送信装置23から送信された送信信号S22を受け、これを受信信号S30として受信回路40に入力する。受信回路40は入力される受信信号S30を増幅した後、当該受信信号S30に周波数変換を施すことによつてベースバンド信号を取り出し、そのベースバンド信号にフイルタリング処理を施した後、当該ベースバンド信号にアナログ・デイジタル変換処理を施すことによつて受信シンボル群S31を取り出し、これを高速フーリエ変換回路41に出力する。
【0038】
因みに、受信回路40は、送信側と同じパターンに基づいて受信する周波数チヤネルを変更するようになされており、これにより送信側が周波数チヤネルを変更した場合でも、当該送信側に追従して正確に受信動作を行い得るようになされている。
【0039】
高速フーリエ変換回路41は、入力される受信シンボル群S31に窓かけ処理いわゆるウインドウ処理を施すことにより1スロツト分の信号成分を取り出し、その取り出した信号成分に対してフーリエ変換を施す。これにより周波数軸上に並んで取り出されたシンボル群を時間軸上に並べて取り出すことができる。このようにフーリエ変換を施すことによつて取り出された受信シンボル群S32は続く復調部42に入力される。因みに、高速フーリエ変換回路41は、送信側の逆高速フーリエ変換回路32と同様に、時間軸上で受信シンボル群S31に対してコサイン・ロールオフ・フイルタをかけることにより窓かけ処理を行うようになされている。
【0040】
復調部42は伝送路推定回路43、重み付け回路44及び復調回路45によつて構成され、供給される受信シンボル群S32を当該伝送路推定回路43及び重み付け回路44に入力するようになされている。伝送路推定回路43は、受信シンボル群S32に含まれるパイロツトシンボルPを抽出し、当該パイロツトシンボルPの振幅及び位相に基づいてシンボル毎の伝送路の特性を推定し、当該推定結果を示すシンボル系列S33を後段の重み付け回路44に出力する。
【0041】
重み付け回路44は、受信した受信シンボル群S32と伝送路の特性を示すシンボル系列S33とに基づいて伝送路の信頼性(すなわち品質)をシンボル単位で算出し、その算出した信頼性を示す重み係数を受信シンボル群S32の各情報シンボルIに乗算することにより当該受信シンボル群S32の情報シンボルIに対して伝送路の信頼性をシンボル単位で反映する。そして重み付け回路44は、その乗算処理により得られた伝送路の信頼性が反映された受信情報シンボル群S34を復調回路45に出力すると共に、シンボル単位で算出した伝送路の信頼性を示す重み係数S35を復調回路45に出力する。
【0042】
復調回路45は、受信情報シンボル群S34に対してそれぞれ所定の復調処理(すなわち送信側で行つた変調方式に対応した復調処理であつて、例えばQPSK変調や8PSK変調、或いは16QAM変調や64QAM変調に対応した復調処理)を施すことにより、当該受信情報シンボル群S34から符号化ビツト群S36を取り出し、これを後段のスロツト連結処理回路15に出力する。因みに、復調回路45は、16QAM変調や64QAM変調等の振幅変調系の復調を行うとき、重み付け回路44から供給された重み係数S35を復調時の判定閾値として使用し、これにより符号化ビツト群S36を構成する各軟判定ビツトを受信情報シンボル群S34から取り出すようになされている。なお、符号化ビツト群S36を構成する軟判定ビツトは「0」又は「1」の2値信号ではなく、伝送路上でノイズ成分が加算されたことにより多値信号となつている。
【0043】
スロツト連結処理回路15は、スロツト単位で断片的に得られる符号化ビツト群S36を連続信号となるように連結する回路であり、後段のデインターリーブバツフア16の記憶容量分だけ符号化ビツト群S36が蓄積したら当該符号化ビツト群S36を連結し、その結果得られる符号化ビツト系列S37をデインターリーブバツフア16に出力する。
【0044】
デインターリーブバツフア16は複数スロツト分の記憶容量を有しており、供給される符号化ビツト系列S37を順次内部の記憶領域に格納した後、送信装置23のインターリーブバツフア3で行つた並び換えと逆の手順で当該符号化ビツト系列S37の順番を並び換えることにより元の並び順に戻し、その結果得られる符号化ビツト系列S38をビタビ復号化回路17に出力する。
【0045】
ビタビ復号化回路17は軟判定ビタビ復号化回路からなり、入力される符号化ビツト系列S38に対して最尤系列推定を行うことにより送信された情報ビツト系列S39を復元する。この場合、前段の重み付け回路44において、伝送路の信頼性(すなわち品質)をシンボル単位で算出し、その信頼性を示す重み係数を受信した情報シンボルIに乗算することにより当該情報シンボルIの信号レベルに伝送路の信頼性を反映している。このためビタビ復号化回路17に入力される符号化ビツト系列S38の信号レベルもその伝送路の信頼性に応じたレベルになつている。従つてこのような符号化ビツト系列S38をビタビ復号化回路17に入力すれば、ビタビ復号化回路17では伝送路の信頼性をシンボル単位で加味した上で最尤系列推定を行うことができ、一段と高精度に最尤系列推定を行つて情報ビツト系列S40を一段と精度良く復元し得る。
【0046】
(4)伝送路推定回路の構成
次にこの項では、上述した伝送路推定回路43について具体的に説明する。なお、以降の説明では受信した受信シンボル群S32に含まれるパイロツトシンボルP及び情報シンボルIをそれぞれパイロツトシンボルP′及び情報シンボルI′と呼ぶ。図10に示すように、伝送路推定回路43においては、まず高速フーリエ変換回路41から供給される受信シンボル群S32を信号分離スイツチ50に入力するようになされている。この信号分離スイツチ50は受信シンボル群S32がパイロツトシンボルP′のタイミングのときにオン状態になることにより当該受信シンボル群S32からパイロツトシンボルP′を抽出し、これを乗算器51に出力する。
【0047】
乗算器51にはパイロツトシンボル記憶回路52から読み出されたリフアレンス・パイロツトシンボルPref が入力されており、当該乗算器51はリフアレンス・パイロツトシンボルPref の共役値をパイロツトシンボルP′に対して複素乗算することによりパイロツトシンボルP′をリフアレンス・パイロツトシンボルPref で割つた値を求める。因みに、リフアレンス・パイロツトシンボルPref は送信側で送信したパイロツトシンボルPと同じシンボルであり、その振幅値は「1」で位相値はパイロツトシンボルPと一致している。従つて乗算器51における割算処理は、図11に示すように、原理的には受信したパイロツトシンボルP′の位相値を「0」に戻す処理に相当しており、乗算器51の出力として得られるシンボル系列S40は、振幅が「1」で位相値が全て「0」のシンボルとなるはずである。
【0048】
しかしながら実際には、ノイズやフエージング、干渉波等の影響、或いは高速フーリエ変換回路41における窓かけ処理のずれ等により、受信シンボル群S32には非希望信号成分が含まれており、受信したパイロツトシンボルP′が送信されたパイロツトシンボルPに完全に一致することはない。このため図12に示すように、乗算器51から出力されるシンボル系列S40も完全に振幅値が「1」で位相値が「0」のシンボルになることはない。
【0049】
従つて乗算器51から出力されるシンボル系列S45を観測すれば、ノイズやフエージング等の伝送路の特性や干渉波等の影響、或いは窓かけ処理のずれ等を推定することができる。このためこの伝送路推定回路43では、このシンボル系列S40を解析することにより伝送路の特性等を推定するようになされている。
【0050】
まずこのようにして求められたシンボル系列S40は続く乗算器53及び遅延回路54に入力される。遅延回路54はシンボル系列S40の各シンボルを順に1シンボル分ずつ遅延し、その結果得られる遅延シンボル系列S41を乗算器53に出力する。乗算器53は、シンボル系列S40として与えられた現シンボルと遅延シンボル系列S41として与えられた1つ前の前シンボルの共役値とを複素乗算することにより現シンボルと前シンボルの位相差信号S42を算出し、これを続く位相値算出回路55に出力する。位相値算出回路55は位相差信号S42の逆正接関数いわゆるアークタンジエントを計算することにより現シンボルと前シンボルの位相差S43を求め、これを続く加算器56に出力する。
【0051】
加算器56は1つ前に求めた前シンボルの絶対位相値に対して位相差S43を加算することにより現シンボルの絶対位相値を算出する回路であり、遅延回路57によつて遅延した1シンボル前の絶対位相値S44に位相差S43を加算して現シンボルの絶対位相値S45を算出し、これを遅延回路57、乗算器58及び累積加算回路59に出力する。
【0052】
因みに、上述したように現シンボルと前シンボルの位相差を求め、当該位相差を前シンボルの絶対位相値に加算することによつて現シンボルの絶対位相値を求めるようにしたことにより、シンボル系列S40の位相回転が全体として2π以上あつたとしても、シンボル間の位相差が少なくともπ未満であれば位相の回転方向を判断し得るので、各シンボルの絶対位相値を確実に算出することができる。なお、ここで言う絶対位相値とは、実際の回転量を指し示すものであり、例えば 5π/2回転しているのであれば、これをπ/2とするのではなく、実際の回転量である 5π/2とするものである。
【0053】
累積加算回路59は1スロツト分のシンボル系列S40から得られた絶対位相値を累積加算する回路であり、入力される絶対位相値S45を累積加算し、その結果得られる累積位相値S46を計算部60に出力する。これに対して乗算器58は、後述するシンボルカウンタ61から供給されるシンボル番号S47を加算器56から供給される絶対位相値S45に乗算することにより各シンボルに関して絶対位相値とシンボル番号の乗算値S48を得、これを累積加算回路62に出力する。累積加算回路62は、1スロツト分のシンボル系列S40から得られた乗算値S48を累積加算し、その結果得られる累積値S49を計算部60に出力する。
【0054】
また上述したシンボル系列S40は振幅算出回路63にも入力される。この振幅算出回路63はシンボル系列S40の各シンボルを二乗した後、その二乗結果の平方根を求めることによりシンボル系列S40の各シンボルの振幅を算出し、これを振幅値S50として累積加算回路64及び乗算器65に出力する。
【0055】
累積加算回路64は1スロツト分のシンボル系列S40から得られた振幅値S50を累積加算することにより各シンボルの振幅値を累積し、その結果得られる累積振幅値S51を計算部60に出力する。これに対して乗算器65は、後述するシンボルカウンタ61から供給されるシンボル番号S47を振幅算出回路63から供給される振幅値S50に乗算することにより各シンボルに関して振幅値とシンボル番号の乗算値S52を得、これを累積加算回路66に出力する。累積加算回路66は、1スロツト分のシンボル系列S40から得られた乗算値S52を累積加算し、その結果得られる累積値S53を計算部60に出力する。
【0056】
ところでこの伝送路推定回路43においては、受信シンボル群S32をシンボルカウンタ61にも入力するようになされている。このシンボルカウンタ61はシンボルクロツクを基準にして受信シンボル群S32のシンボル数をカウントすることにより現在入力されているパイロツトシンボルP′がスロツト内の何番目のシンボルであるかを調べる回路であり、その調査の結果得られたシンボル番号S47を上述したように乗算器58、65に出力すると共に、当該シンボル番号S47を累積加算回路67及び二乗回路68に出力する。
【0057】
累積加算回路67は1スロツトの各パイロツトシンボルP′から得られたシンボル番号S47を累積加算し、その結果得られるシンボル番号の累積値S54を計算部60に出力する。これに対して二乗回路68は、シンボル番号S47の二乗値S55を算出し、これを続く累積加算回路69に出力する。累積加算回路69はこのシンボル番号の二乗値S55を1スロツト分累積加算し、その結果得られるシンボル番号の二乗値の累積値S56を計算部60に出力する。
【0058】
計算部60は、このようにして求められた各値(S46、S49、S51、S53、S54及びS56)を基に上述したような伝送路の特性を示すシンボル系列S33を算出し、これを後段の重み付け回路44に出力する。因みに、この計算部60によつて算出されるシンボル系列S33は、振幅変動が生じている受信シンボル群S32の変動振幅値及び受信シンボル群S32が受けている位相回転量を示すシンボルからなつている。以降の説明では、このシンボル系列S33をリフアレンスシンボル系列S33と呼ぶ。
【0059】
(5)リフアレンスシンボル系列の生成方法
ここで計算部60におけるリフアレンスシンボル系列の生成方法について以下に説明する。まず具体的なリフアレンスシンボル系列の生成方法を説明する前に、生成方法の原理を説明する。図13に示すように、送信装置23は1スロツト分の送信シンボル群S5をそれぞれ24本のサブキヤリアに1つずつ重畳して送信する。この送信シンボル群S5が重畳されたサブキヤリアは周波数変換処理等の所定の送信処理が施された後、アンテナ8を介して送信される。アンテナ8から送信された送信信号S22は伝送路において周波数選択性フエージング等の影響を受け、受信装置27に到達する。受信装置27はこの送信信号S22を受信してベースバンド信号を取り出した後、これにフーリエ変換を施すことによつて送信シンボル群S5に相当する受信シンボル群S32を取り出す。
【0060】
ところでこの受信シンボル群S32は、上述したように伝送路で周波数選択性フエージングの影響を受けたり、或いは干渉波の影響を受けたり、さらにはフーリエ変換を施すときの窓かけ処理に誤差がある等の理由により、送信シンボル群S5に対して振幅が変動していると共に、位相が回転している。ここでこの受信シンボル群S32の振幅変動例及び位相回転例を図14及び図15に示す。この図14に示すように、受信シンボル群S32の各シンボルは、振幅変動によつてその振幅値がシンボル毎に変化する。
【0061】
ところで振幅変動が生じた各シンボルの振幅値は一般に振幅関数rn によつて表され、その振幅関数rn は、通常、シンボル番号nをパラメータとしたm次関数で表される。しかしながらこの振幅関数rn は、実用上十分な範囲で近似すると、1次係数をφr 、0次係数(すなわち初期値)をζr として、次式
【0062】
【数1】
Figure 0003745502
【0063】
に示すようなシンボル番号nの1次関数で表される。従つてこの(1)式に示される振幅関数rn を実際に受信した受信シンボル群S32から求めれば、当該振幅関数rn を使用して、振幅変動が生じている各シンボルの振幅値を示すリフアレンスシンボル系列S33を生成することができる。そのため上述したように受信シンボル群S32に含まれるパイロツトシンボルP′から各値(S51、S53、S54及びS56)を求め、これらを使用して振幅関数rn の1次係数φr 及び0次係数ζr を求めてリフアレンスシンボル系列S33を生成するようになされている。
【0064】
同様に位相回転に関しても、図15に示すように、受信シンボル群S32の各シンボル毎に位相回転量が変化する。各シンボルが受けた位相回転量は一般に位相関数θn によつて表され、その位相関数θn は、通常、シンボル番号nをパラメータとしたm次関数で表される。しかしながらこの位相関数θn も、実用上十分な範囲で近似すると、1次係数をφθ、0次係数(すなわち初期値)をζθとして、次式
【0065】
【数2】
Figure 0003745502
【0066】
に示すようなシンボル番号nの1次関数で表される。従つてこの(2)式に示される位相関数θn を実際に受信した受信シンボル群S32から求めれば、当該位相関数θn を使用して、受信シンボル群S32の各シンボルが受けている位相回転量を示すリフアレンスシンボル系列S33を生成することができる。そのため上述したように受信シンボル群S32に含まれるパイロツトシンボルP′から各値(S46、S49、S54及びS56)を求め、これらを使用して位相関数θn の1次係数φθ及び0次係数ζθを求めてリフアレンスシンボル系列S33を生成するようになされている。
【0067】
ここでリフアレンスシンボル系列S33の具体的な生成方法を説明する。計算部60は、各シンボルの絶対位相値を累積した累積位相値S46の値をA、絶対位相値とシンボル番号の乗算値を累積した累積値S49をB、各シンボルの振幅値を累積した振幅累積値S51をC、振幅値とシンボル番号の乗算値を累積した累積値S53をD、シンボル番号の累積値S54をE、シンボル番号の二乗値を累積した累積値S56をFとし、さらに1スロツトにおけるパイロツトシンボルP′の合計個数をGとし、最小二乗法による次式
【0068】
【数3】
Figure 0003745502
【0069】
【数4】
Figure 0003745502
【0070】
【数5】
Figure 0003745502
【0071】
【数6】
Figure 0003745502
【0072】
にそれぞれの値を代入することにより、振幅関数rn の1次係数φr 及び0次係数ζr を求めると共に、位相関数θn の1次係数φθ及び0次係数ζθを求める。
【0073】
そして計算部60は、求めた係数φr 、ζr 及びφθ、ζθを使用して(1)式及び(2)式に示す振幅関数rn 及び位相関数θn を求め、当該振幅関数rn 及び位相関数θn に対してシンボル番号nを順に代入して振幅変動を受けた各シンボルの振幅値及び各シンボルが受けた位相回転量を求め、これら変動振幅値及び位相回転量を示すリフアレンスシンボル系列S33を生成する。
【0074】
このようにして受信したパイロツトシンボルP′を基に振幅変動や位相回転といつた伝送路の特性を推定することにより、伝送路上で周波数選択性フエージング等が生じた場合でも、そのフエージング特性をシンボル単位で容易に推定することができる。因みに、高速フーリエ変換回路41の窓かけ処理がずれていた場合には、通常、各シンボルの位相が等間隔に余分に回転するといつた現象が発生するが、上述したように高速フーリエ変換回路41を介して得たパイロツトシンボルP′を基準に推定処理することにより、この位相回転分も同時に推定することができる。
【0075】
(6)重み付け回路の構成
続いてこの項では、上述した重み付け回路44について説明する。図16に示すように、重み付け回路44においては、まず高速フーリエ変換回路41によつて取り出された受信シンボル群S32を信号分離スイツチ70に入力するようになされている。この信号分離スイツチ70は、入力される受信シンボル群S32のシンボルが情報シンボルI′のタイミングのときにバツフア71側に切り換わり、パイロツトシンボルP′のタイミングのときに減算器72側に切り換わることにより、受信シンボル群S32に含まれる情報シンボルI′とパイロツトシンボルP′とを分離する。
【0076】
バツフア71は1スロツトから得られた各情報シンボルI′を蓄積するための記憶回路であり、信号分離スイツチ70によつて取り出された各情報シンボルI′を順次内部の記憶領域に格納して1スロツト分の情報シンボルI′を蓄積する。またバツフア71は1スロツト分の情報シンボルI′が蓄積すると、後述する乗算器73のデータ出力タイミングに同期して情報シンボルI′を順に読み出して出力する。一方、信号分離スイツチ70によつて取り出された各パイロツトシンボルP′は減算器72に入力され、後述するように雑音成分の電力算出に利用される。
【0077】
また重み付け回路44においては、伝送路推定回路43によつて生成されたリフアレンスシンボル系列S33を信号分離スイツチ74に入力するようになされている。この信号分離スイツチ74は、入力されるリフアレンスシンボル系列S33のシンボルが情報シンボルI′に対応するシンボルIr のタイミングのときにバツフア75側に切り換わり、パイロツトシンボルP′に対応するシンボルPr のタイミングのときに乗算器72側に切り換わることにより、リフアレンスシンボル系列S33を情報シンボルI′に対応するシンボルIr とパイロツトシンボルP′に対応するシンボルPr に分離する。
【0078】
バツフア75は1スロツトのリフアレンスシンボル系列S33から得られた各シンボルIr を蓄積するための記憶回路であり、信号分離スイツチ74によつて取り出された各シンボルIr を順次内部の記憶領域に格納して1スロツト分のシンボルIr を蓄積する。またバツフア75は1スロツト分のシンボルIr が蓄積すると、上述したバツフア71のデータ出力タイミングに同期してその蓄積したシンボルIr を順に読み出して出力する。
【0079】
一方、信号分離スイツチ74によつて取り出されたパイロツトシンボルP′に対応するシンボルPr は減算器72に入力される。この減算器72は受信シンボル群S32に含まれる雑音成分(すなわち非希望信号成分)を抽出するための回路であり、入力されるパイロツトシンボルP′の振幅値から上述したシンボルPr の振幅値を減算することによりパイロツトシンボルP′に含まれる雑音成分を得、これを受信シンボル群S32の雑音成分S60として二乗回路76に出力する。
【0080】
二乗回路76はこの雑音成分S60をシンボル毎に二乗することによりシンボル毎の雑音電力S61を算出し、これを累積加算回路77に出力する。累積加算回路77は、このシンボル毎の雑音電力S61を累積することにより1スロツトにおける雑音電力の合計値を求め、これを総雑音電力S62として逆数算出回路78に出力する。逆算出回路78はこの総雑音電力S62の逆数値S63を求め、これを乗算器73及び79に出力する。
【0081】
乗算器73には、この総雑音電力の逆数値S63の他に、上述したバツフア75から読み出されたシンボルIr が入力されている。乗算器73は、この総雑音電力の逆数値S63をシンボルIr の共役値に対して乗算し、その乗算結果を重み係数S64として乗算器80に出力する。乗算器80はこの重み係数S64をバツフア71から出力される情報シンボルI′に乗算することにより当該情報シンボルI′が受けた位相回転分を取り除くと共に、当該情報シンボルI′に対して伝送路の信頼性を反映する。そして乗算器80は、その位相回転分が取り除かれ、かつ信頼性が反映された情報シンボルI′を受信情報シンボル群S34として後段の復調回路45に出力する。
【0082】
ここでこの乗算処理により位相回転分が取り除かれると共に、伝送路の信頼性が反映されることの原理を説明する。まずバツフア75から出力されるシンボルIr の位相値は、情報シンボルI′が受けている位相回転の位相値を示している。このシンボルIr は乗算器73に入力され、ここで当該シンボルIr の共役値が算出される。乗算器80に供給される重み係数S64はこのシンボルIr の共役値に対して総雑音電力の逆数値S63を乗算した係数であるので、当該重み係数S64の位相値としては情報シンボルI′が受けている位相回転と逆の位相値になる。従つてこのような重み係数S64を情報シンボルI′に乗算することにより当該情報シンボルI′が受けている位相回転を取り除くことができる。
【0083】
またバツフア75から出力されるシンボルIr の振幅値は、振幅変動が生じた情報シンボルI′の振幅値を示している。重み係数S64はこのようなシンボルIr に対して総雑音電力の逆数値S63を乗算した係数であるので、当該重み係数S64の振幅値は情報シンボルI′の振幅値を総雑音電力で割つた値となつている。従つてこのような重み係数S64を情報シンボルI′に乗算すると、乗算処理後の情報シンボルI′の振幅値は、乗算処理前の振幅値を二乗してこれを総雑音電力で割つた値すなわち信号電力を総雑音電力で割つた値となる。その結果、乗算処理後の情報シンボルI′の信号レベルは、伝送路の信頼性(品質)を示す信号対雑音電力比S/Nに応じた値となり、伝送路の信頼性が反映された値となる。
【0084】
ところでこの重み付け回路44においては、バツフア75から出力されたシンボルIr は二乗回路81にも入力される。二乗回路81は供給されるシンボルIr の振幅値を順に二乗することによりシンボル毎の信号電力S65を算出し、これを乗算器79に出力する。乗算器79は、シンボル毎の信号電力S65に対して総雑音電力の逆数値S63を乗算することによりシンボル毎の信号対雑音電力比S/Nを算出し、これを重み係数S35として後段の復調回路45に供給する。因みに、この重み係数S35は後段の復調回路45において復調時の判定閾値として利用されるが、復調回路45がQPSK変調や8PSK変調等の位相変調系の復調回路である場合には、判定閾値は不要になるので二乗回路81や乗算器79を省略することができる。
【0085】
このようにして重み付け回路44では、受信した受信シンボル群S32とリフアレンスシンボル系列S33との振幅差によつて雑音電力S62を求め、当該雑音電力S62とリフアレンスシンボル系列S33とに基づいて重み係数S64を算出して受信シンボル群S32の重み付けを行うようにしたことにより、比較的簡易な構成で、受信シンボル群S32が受けている位相回転を取り除くことができると共に、受信シンボル群S32に対してシンボル単位で伝送路の信頼性を反映することができる。
【0086】
(7)復調回路の構成
続いてこの項では、上述した復調回路45について説明する。この復調回路45は、送信側で行う変調方式に応じてその構成が変更されるので、ここでは変調方式毎にその構成を説明する。
【0087】
(7−1)QPSK変調に対応した復調回路の構成
送信側で行う変調方式がQPSK変調の場合には、復調回路45は、図17に示すように構成され、受信情報シンボル群S34として受けた各シンボルのI成分及びQ成分をそれぞれそのまま第1及び第2の軟判定ビツト(Soft Decision Bit )b1、b2として取り出し、当該第1及び第2の軟判定ビツトb1、b2を復元した符号化ビツト群S36として出力するようになされている。
【0088】
(7−2)8PSK変調に対応した復調回路の構成
送信側で行う変調方式が8PSK変調の場合には、復調回路45は、図18に示すように構成され、受信情報シンボル群S34として受けた各シンボルのI成分及びQ成分をそれぞれそのまま第1及び第2の軟判定ビツトb1、b2として取り出すと共に、当該I成分及びQ成分に対して所定の演算処理を施すことにより第3の軟判定ビツトb3を取り出すようになされており、その取り出した第1、第2及び第3の軟判定ビツトb1、b2及びb3を復元した符号化ビツト群S36として出力するようになされている。
【0089】
この復調回路45においては、第3の軟判定ビツトb3を取り出す場合、まずI成分及びQ成分をそれぞれ絶対値回路90、91に入力する。絶対値回路90、91はそれぞれ入力されたI成分、Q成分の絶対値S70、S71を求め、これを減算器92に出力する。減算器92はこのI成分の絶対値S70からQ成分の絶対値S71を減算し、その差分値S72を演算回路93に出力する。演算回路93はI成分とQ成分の差分値S72を例えば1/√2 倍し、その演算結果を第3の軟判定ビツトb3として出力する。かくしてこの復調回路45においては、このような処理により第1、第2及び第3の軟判定ビツトb1、b2及びb3を簡易な構成で容易に得ることができる。
【0090】
(7−3)16QAM変調に対応した復調回路の構成
送信側で行う変調方式が16QAM変調の場合には、復調回路45は、図19に示すように構成され、受信情報シンボル群S34として受けた各シンボルのI成分及びQ成分をそれぞれそのまま第1及び第2の軟判定ビツトb1、b2として取り出すと共に、当該I成分及びQ成分に対して所定の演算処理を施すことにより第3及び第4の軟判定ビツトb3、b4を取り出すようになされており、その取り出した第1、第2、第3及び第4の軟判定ビツトb1〜b4を復元した符号化ビツト群S36として出力するようになされている。
【0091】
この復調回路45においては、第3及び第4の軟判定ビツトb3、b4を取り出す場合、まずI成分及びQ成分をそれぞれ絶対値回路95、96に入力する。絶対値回路95、96はそれぞれ入力されたI成分、Q成分の絶対値S75、S76を求め、これをそれぞれ減算器97、98に出力する。減算器97、98にはそれぞれ信号レベルの判定閾値S77が入力されている。この判定閾値S77は重み付け回路44から供給される重み係数S35を演算回路99によつて√2/5 倍することにより生成される。
【0092】
因みに、このように重み係数S35を基準にして判定閾値S77を生成する理由は、上述したような重み付け処理により受信情報シンボル群S34の信号レベルが伝送路の信頼性に応じて変わるからである。このためこの復調回路45では、重み付け回路44から得た重み係数S35を基準にして判定閾値S77を生成し、重み付け回路44の処理に応じてその判定閾値S77の信号レベルを変更するようになされている。
【0093】
減算器97はI成分の絶対値S75からこの判定閾値S77を減算し、その演算結果を第3の軟判定ビツトb3として出力する。同様に、減算器98はQ成分の絶対値S76からこの判定閾値S77を減算し、その演算結果を第4の軟判定ビツトb4として出力する。
【0094】
このようにしてこの復調回路45では、I成分及びQ成分の値をそのまま第1及び第2の軟判定ビツトb1、b2とし、第3の軟判定ビツトb3に関してはI成分の絶対値S75から判定閾値S77を減算することによつて求め、第4の軟判定ビツトb4に関してはQ成分の絶対値S76から判定閾値S77を減算することによつて求めるようにしたことにより、簡易な構成で容易に第1、第2、第3及び第4の軟判定ビツトb1〜b4を得ることができる。さらにこれに加えて重み係数S35に基づいて判定閾値S77を生成するようにしたことにより、前段の重み付け回路44によつて受信情報シンボル群S34の信号レベルを伝送路の信頼性に応じて変えたとしても、これに追従して正確に軟判定ビツトb1〜b4を復元し得る。
【0095】
(7−4)64QAM変調に対応した復調回路の構成
送信側で行う変調方式が64QAM変調の場合には、復調回路45は、図20に示すように構成され、受信情報シンボル群S34として受けた各シンボルのI成分及びQ成分をそれぞれそのまま第1及び第2の軟判定ビツトb1、b2として取り出すと共に、当該I成分及びQ成分に対して所定の演算処理を施すことにより第3、第4、第5及び第6の軟判定ビツトb3〜b6を取り出すようになされており、その取り出した第1ないし第6の軟判定ビツトb1〜b6を復元した符号化ビツト群S36として出力するようになされている。
【0096】
この復調回路45においては、第3ないし第6の軟判定ビツトb3〜b6を取り出す場合、まずI成分及びQ成分をそれぞれ絶対値回路100、101に入力する。絶対値回路100、101はそれぞれ入力されたI成分、Q成分の絶対値S80、S81を求め、これをそれぞれ減算器102、103に出力する。減算器102、103にはそれぞれ信号レベルの第1の判定閾値S82が入力されている。この第1の判定閾値S82は重み付け回路44から供給される重み係数S35を演算回路104によつて√8/21倍することにより生成される。
【0097】
減算器102はI成分の絶対値S80からこの第1の判定閾値S82を減算し、その演算結果を第3の軟判定ビツトb3として出力すると共に、当該演算結果を絶対値回路105に出力する。同様に、減算器103はQ成分の絶対値S81からこの第1の判定閾値S82を減算し、その演算結果を第4の軟判定ビツトb4として出力すると共に、当該演算結果を絶対値回路106に出力する。
【0098】
絶対値回路105、106はそれぞれ入力される第3の軟判定ビツトb3、第4の軟判定ビツトb4の絶対値S83、S84を求め、これをそれぞれ減算器107、108に出力する。この減算器107、108にはそれぞれ信号レベルの第2の判定閾値S85が入力されている。この第2の判定閾値S85も重み係数S35を基準にして生成されており、当該重み係数S35を演算回路109によつて√2/21倍することにより生成される。因みに、この第2の判定閾値S85や上述した第1の判定閾値S82が重み係数S35を基準にして生成される理由は、上述の16QAM変調の場合と同様の理由からである。
【0099】
減算器107は第3の軟判定ビツトb3の絶対値S83からこの第2の判定閾値S85を減算し、その演算結果を第5の軟判定ビツトb5として出力する。同様に、減算器108は第4の軟判定ビツトb4の絶対値S84からこの第2の判定閾値S85を減算し、その演算結果を第6の軟判定ビツトb6として出力する。
【0100】
このようにしてこの復調回路45では、I成分及びQ成分の値をそのまま第1及び第2の軟判定ビツトb1、b2とし、第3の軟判定ビツトb3に関してはI成分の絶対値S80から第1の判定閾値S82を減算することによつて求め、第4の軟判定ビツトb4に関してはQ成分の絶対値S81から第1の判定閾値S82を減算することによつて求め、第5の軟判定ビツトb5に関しては第3の軟判定ビツトb3の絶対値S83から第2の判定閾値S85を減算することによつて求め、第6の軟判定ビツトb6に関しては第4の軟判定ビツトb4の絶対値S84から第2の判定閾値S85を減算することによつて求めるようにしたことにより、簡易な構成で容易に第1ないし第6の軟判定ビツトb1〜b6を得ることができる。さらにこれに加えて重み係数S35に基づいて第1及び第2の判定閾値S82、S85を生成するようにしたことにより、前段の重み付け回路44によつて受信情報シンボル群S34の信号レベルを伝送路の信頼性に応じて変えたとしても、これに追従して正確に軟判定ビツトb1〜b6を復元し得る。
【0101】
(8)動作及び効果
以上の構成において、この無線通信システム20の場合には、まず送信側においてパイロツトシンボルPを情報シンボルIの合間に挿入することにより送信シンボル群S20を生成し、当該送信シンボル群S20の各シンボルをそれぞれ24本のサブキヤリアに1つずつ重畳して送信する。一方、受信側では、所定の受信処理によつて得た受信シンボル群S32を伝送路推定回路43に入力し、ここで当該受信シンボル群S32から受信したパイロツトシンボルP′を抽出する。そしてこのパイロツトシンボルP′の振幅及び位相情報を基にした所定の演算処理を行うことにより、受信シンボル群S32に含まれる振幅変動及び位相回転を示すリフアレンスシンボル系列S33を生成する。この場合、送信側においてパイロツトシンボルPを情報シンボルIの合間に挿入するようにしたことにより、受信側では、伝送過程で受けたフエージング等の影響をスロツト全体にわたつて推定し得るので、リフアレンスシンボル系列S33をより正確に生成することができる。
【0102】
このようにして生成されたリフアレンスシンボル系列S33は続く重み付け回路44に入力される。重み付け回路44は受信シンボル群S32からパイロツトシンボルP′を抽出すると共に、リフアレンスシンボル系列S33からパイロツトシンボルP′に対応するシンボルPr を抽出し、これらパイロツトシンボルP′とシンボルPr の振幅差に基づいて雑音電力S62を算出する。また重み付け回路44は、リフアレンスシンボル系列S33から情報シンボルI′に対応するシンボルIr を抽出し、このシンボルIr の共役値に対して雑音電力S62の逆数値を乗算して重み係数S64を得、当該重み係数S64を受信した情報シンボルI′に乗算する。
【0103】
この場合、シンボルIr は情報シンボルI′が受けた位相回転を示しており、当該シンボルIr の共役値はその位相回転の逆特性を示している。従つてこのシンボルIr の共役値を有する重み係数S64を情報シンボルI′に乗算すれば、当該情報シンボルI′が伝送過程で受けた位相回転を打ち消すことができる。またシンボルIrは情報シンボルI′の振幅値を示している。従つてこのシンボルIr に雑音電力S62の逆数値を乗算することによつて生成された重み係数S64を情報シンボルI′に乗算すると、乗算処理後の情報シンボルI′の振幅値は、乗算処理前の振幅値を二乗してこれに雑音電力の逆数値を乗算した値になる。すなわち乗算処理後の情報シンボルI′の振幅値は、伝送路の信頼性(品質)を示す信号対雑音電力比S/Nに応じた値になつており、伝送路の信頼性がシンボル単位で反映されている。
【0104】
因みに、ここでは情報シンボルI′が受けた振幅変動を特に補正していないが、これは伝送路で受けた振幅変動をそのままにしておけばシンボル単位の重み付けが行えるからである。すなわち振幅変動が大きいものは伝送路の信頼性が低いものとして扱え、振幅変動の小さいものは伝送路の信頼性が高いものとして扱えるからである。しかも重み係数S64を乗算した後の情報シンボルI′は、振幅の二乗値に比例しているので、伝送路の信頼性をシンボル毎により明確にすることができる。
【0105】
このようにして位相回転が打ち消され、かつ伝送路の信頼性が反映された情報シンボルI′(=S34)は続く復調回路45に入力される。復調回路45はこの情報シンボルS34に復調処理を施すことにより符号化ビツト群S36を復元する。この符号化ビツト群S36はスロツト連結処理回路15及びデインターリーブバツフア16を介して所定の処理が施された後、符号化ビツト系列S38としてビタビ復号化回路17に入力される。ビタビ復号化回路17では、この符号化ビツト系列S38に対して最尤系列推定を行つて送信された情報ビツト系列S39を復元する。この場合、符号化ビツト系列S38の信号レベルには伝送路の信頼性がシンボル単位で反映されていることにより、ビタビ復号化回路17では、伝送路の信頼性をシンボル単位で加味した上で最尤系列推定を行うことができ、一段と高精度に最尤系列推定を行つて情報ビツト系列S39を一段と精度良く復元し得る。
【0106】
このようにしてこの無線通信システム20の場合には、送信シンボル群S20の各シンボルを24本のサブキヤリアに分散して重畳し、これを送信するようにしたことにより、すなわち送信シンボル群S20の各シンボルを周波数軸上に並べて送信するようにしたことにより、従来のように時間領域で畳み込み乗算処理を行うイコライザを用いなくても受信側ではシンボル毎の乗算処理によつて伝送過程で受けた位相回転を取り除くことができ、その分、受信装置の構成を簡易化し得る。
【0107】
またこれに加えてこの無線通信システム20の場合には、位相回転除去のための乗算処理と伝送路の信頼性を反映させるための乗算処理とを重み付け回路44において一度に同時に行うようにしたことにより、さらに受信装置の構成を簡易化することができる。
【0108】
さらにこの無線通信システム20の場合には、送信時、使用する周波数チヤネルをスロツト毎にランダムに変更するいわゆる周波数ホツピングを行うようにしたことにより、他の通信によつて送信された送信信号すなわち干渉波の影響を低減することができる。またこれに加えて複数スロツトにまたがるようにインターリーブを行うようにしたことにより、仮に干渉波の影響を受けたスロツトが生じたとしても、当該干渉波の電力を平均化することができ、干渉波の影響をさらに低減することができる。
【0109】
因みに、干渉波の電力は重み付け回路44において雑音成分として扱われるので、干渉波を受けていた場合には、重み係数S64は小さくなり、その結果、干渉波の影響を受けている符号化ビツトの信号レベルも小さくなる。従つて干渉波の影響を受けたとしても信号レベルが小さくなるので、ビタビ復号化回路17では、高精度に最尤系列推定を行うことができ、送信された情報ビツトを精度良く復元できる。
【0110】
以上の構成によれば、受信シンボルからパイロツトシンボルを抽出し、当該パイロツトシンボルの振幅及び位相に基づいて伝送路特性を示すリフアレンスシンボルを生成し、そのリフアレンスシンボルと受信シンボルに基づいてシンボル単位の重み係数を算出してこれを受信シンボルの中の情報シンボルに乗算するようにしたことにより、簡易な構成で、情報シンボルが伝送路で受けた位相回転を打ち消すことができると共に、伝送路の信頼性をシンボル単位で情報シンボルに反映させることができ、かくして高精度に最尤系列推定を行つて送信された情報ビツトを精度良く復元し得る。
【0111】
(9)他の実施の形態
なお上述の実施の形態においては、パイロツトシンボルPを情報シンボルIの合間に等間隔で挿入した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、パイロツトシンボルPを間隔的にランダムに挿入するようにしても良い。要は、情報シンボルIにパイロツトシンボルPを適当に分散させて挿入するようにすれば、上述の場合と同様の効果を得ることができる。
【0112】
また上述の実施の形態においては、周波数チヤネルを既知パターンに基づいてランダムに変更するいわゆる周波数ホツピングを行う場合について述べたが、本発明はこれに限らず、干渉波の影響が生じないような環境であれば、周波数チヤネルを固定化するようにしても良い。
【0113】
また上述の実施の形態においては、重み付け回路44において雑音電力S61の合計を求め、その求めた総雑音電力S62を基に重み係数S64を生成した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、各シンボルに含まれる雑音電力の平均値を求め、その平均雑音電力を基に重み係数S64を算出するようにしても良い。
【0114】
また上述の実施の形態においては、重み付け回路44によつて生成した重み係数S35を復調回路45だけに供給した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、重み係数S35を制御装置28に出力し、当該制御装置28が行う送信電力の制御に利用するようにしても良い。
【0115】
また上述の実施の形態においては、位相関数θn の1次係数φθを求めてリフアレンスシンボル系列S33を生成した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、1次係数φθを制御装置28に与え、当該1次係数φθを基に高速フーリエ変換回路41の窓かけ処理を制御するようにしても良い。
【0116】
また上述の実施の形態においては、符号化回路として畳み込み符号化回路2を使用し、復号化回路としてビタビ復号化回路17を使用した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、ターボコード等、その他の符号化を行う符号化回路や復号化回路を適用するようにしても良い。要は、送信側では系列間距離を大きくするような符号化を使用し、受信側では符号化ビツト系列を最尤系列推定により復号化するような符号化/復号化方法を使用すれば、上述の場合と同様の効果を得ることができる。
【0117】
また上述の実施の形態においては、携帯電話システムのような無線通信システム20に本発明を適用した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えばコードレス電話システム等、その他の無線通信システムに本発明を適用するようにしても良い。
【0118】
また上述の実施の形態においては、受信装置27において、受信回路40や高速フーリエ変換回路41からなる受信手段を設けると共に、受信シンボル群S32に基づいて伝送路の特性を推定する伝送路推定回路43、当該伝送路推定回路43の推定結果S33と受信シンボル群S32とに基づいて重み係数を算出して受信した情報シンボルI′に伝送路の信頼性を反映する重み付け回路44、その信頼性が反映された情報シンボルI′(=S34)から符号化ビツト群S36を復元する復調回路45、当該符号化ビツト群S36から送信された情報ビツト系列S39を復元するビタビ復号化回路17等を設けた場合について述べたが、本発明はこれに限らず、情報ビツト系列を符号化してなる符号化ビツト系列を所定の情報単位毎に区分けすることによつて符号化ビツト群を生成し、当該符号化ビツト群に対してそれぞれ所定の変調処理を施すことによつて情報シンボル群を生成し、当該情報シンボル群にそれぞれ振幅及び位相が既知であるパイロツトシンボルを挿入することによつて送信シンボル群を生成し、当該送信シンボル群の各シンボルを周波数チヤネルを形成する複数のサブキヤリアに分散して重畳することにより生成された送信信号を受信して、受信シンボル群を出力する受信手段と、受信シンボル群からそれぞれパイロツトシンボルを抽出し、当該パイロツトシンボルの振幅及び位相に基づいてシンボル毎の伝送路の特性を推定する伝送路推定手段と、受信シンボル群から情報シンボル群を抽出すると共に、伝送路推定手段の推定結果と受信シンボル群とに基づいて伝送路の信頼性をシンボル単位で示す重み係数を算出し、当該重み係数を抽出した情報シンボル群の各シンボルに乗算することにより当該伝送路の信頼性をシンボル単位で反映する重み付け手段と、重み付け手段によつて得られた伝送路の信頼性が反映された情報シンボル群に対して所定の復調処理を施すことにより符号化ビツト群を復元する復調手段と、復調手段によつて得られた符号化ビツト群に対してそれぞれ最尤系列推定を施すことにより情報ビツト系列を復元する復号化手段とを受信装置に設けるようにすれば、上述の場合と同様の効果を得ることができる。
【0119】
また上述の実施の形態においては、基地局装置21や携帯電話機22に対して、畳み込み符号化回路2、スロツト化処理回路4、変調回路5、パイロツトシンボル付加回路31、逆高速フーリエ変換回路32及び送信回路33等からなる送信装置を設けると共に、受信回路40、高速フーリエ変換回路41、伝送路推定回路43、重み付け回路44、復調回路45及びビタビ復号化回路17等からなる受信装置を設けるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、情報ビツト系列を符号化してなる符号化ビツト系列を所定の情報単位毎に区分けすることによつて符号化ビツト群を生成し、当該符号化ビツト群に対してそれぞれ所定の変調処理を施すことによつて情報シンボル群を生成し、当該情報シンボル群にそれぞれ振幅及び位相が既知であるパイロツトシンボルを挿入することによつて送信シンボル群を生成し、当該送信シンボル群の各シンボルを周波数チヤネルを形成する複数のサブキヤリアに分散して重畳することにより送信信号を生成し、当該送信信号を通信相手に対して送信する送信手段と、通信相手からの送信信号を受信して、受信シンボル群を出力する受信手段と、受信シンボル群からそれぞれパイロツトシンボルを抽出し、当該パイロツトシンボルの振幅及び位相に基づいてシンボル毎の伝送路の特性を推定する伝送路推定手段と、受信シンボル群から情報シンボル群を抽出すると共に、伝送路推定手段の推定結果と受信シンボル群とに基づいて伝送路の信頼性をシンボル単位で示す重み係数を算出し、当該重み係数を抽出した情報シンボル群の各シンボルに乗算することにより当該伝送路の信頼性をシンボル単位で反映する重み付け手段と、重み付け手段によつて得られた情報シンボル群に対して所定の復調処理を施すことにより符号化ビツト群を復元する復調手段と、復調手段によつて得られた符号化ビツト群に対してそれぞれ最尤系列推定を施すことにより情報ビツト系列を復元する復号化手段とを送受信装置に設けるようにすれば、上述の場合と同様の効果を得ることができる。
【0120】
また上述の実施の形態においては、送信側において、情報シンボルIの合間にパイロツトシンボルPを挿入し、その送信シンボル群S20を複数のサブキヤリアを用いて送信し、受信側においては、受信シンボル群S32からパイロツトシンボルP′を抽出し、当該パイロツトシンボルP′に基づいて伝送路の特性を推定すると共に、伝送路の推定結果S33と受信シンボル群S32とに基づいて伝送路の信頼性を算出してこれを受信した情報シンボルI′に反映した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、情報ビツト系列を符号化してなる符号化ビツト系列を所定の情報単位毎に区分けすることによつて符号化ビツト群を生成し、当該符号化ビツト群に対してそれぞれ所定の変調処理を施すことによつて情報シンボル群を生成し、当該情報シンボル群にそれぞれ振幅及び位相が既知であるパイロツトシンボルを挿入することによつて送信シンボル群を生成し、当該送信シンボル群の各シンボルを周波数チヤネルを形成する複数のサブキヤリアに分散して重畳することにより送信信号を生成し、当該送信信号を通信相手に対して送信し、受信側では通信相手からの送信信号を受信することにより受信シンボル群を得、当該受信シンボル群から抽出したパイロツトシンボルの振幅及び位相に基づいてシンボル毎の伝送路の特性を推定し、当該推定結果と受信シンボル群とに基づいて伝送路の信頼性をシンボル単位で示す重み係数を算出し、当該重み係数を受信シンボル群から抽出した情報シンボル群の各シンボルに乗算することにより当該伝送路の信頼性をシンボル単位で反映し、当該伝送路の信頼性が反映された情報シンボル群に対して所定の復調処理を施すことにより復元した符号化ビツト群に対してそれぞれ最尤系列推定を施すことにより情報ビツト系列を復元するようにすれば、上述の場合と同様の効果を得ることができる。
【0121】
【発明の効果】
情報ビツト系列を符号化してなる符号化ビツト系列を所定の情報単位毎に区分けすることによつて符号化ビツト群を生成し、当該符号化ビツト群に対してそれぞれ所定の変調処理を施すことによつて情報シンボル群を生成し、当該情報シンボル群にそれぞれ振幅及び位相が既知であるパイロツトシンボルを挿入することによつて送信シンボル群を生成し、当該送信シンボル群の各シンボルを周波数チヤネルを形成する複数のサブキヤリアに分散して重畳することにより生成された送信信号を受信することによつて受信シンボル群を得、当該受信シンボル群からそれぞれ抽出したパイロツトシンボルの振幅及び位相に基づいて受信シンボル郡に対する窓かけ処理のずれ及びシンボル毎の伝送路の特性を推定し、受信シンボル群から情報シンボル群を抽出すると共に、伝送路の特性の推定結果と受信シンボル群とに基づいて伝送路の信頼性をシンボル単位で示す重み係数を算出し、当該重み係数を情報シンボル群の各シンボルに乗算することにより当該伝送路の信頼性をシンボル単位で反映し、その信頼性が反映された情報シンボル群に対して所定の復調処理を施すことにより復元した符号化ビツト群に対してそれぞれ最尤系列推定を施すことにより情報ビツト系列を復元するようにしたことにより、伝送路上での影響や受信シンボル郡に対する窓かけ処理のずれによる位相回転を取り除き、シンボル単位で伝送路の信頼性を情報シンボル郡に反映させることができるので、元の情報ビツト系列を高精度に復元することができ、かくして高精度に最尤系列推定を行つて元の情報ビツト系列を精度良く復元し得る受信装置、送受信装置及び通信方法を実現することができる。
また本発明によれば、情報ビツト系列を符号化してなる符号化ビツト系列を所定の情報単位毎に区分けすることによつて符号化ビツト群を生成し、当該符号化ビツト群に対してそれぞれ所定の変調処理を施すことによつて情報シンボル群を生成し、当該情報シンボル群にそれぞれ振幅及び位相が既知であるパイロツトシンボルを挿入することによつて送信シンボル群を生成し、当該送信シンボル群の各シンボルを周波数チヤネルを形成する複数のサブキヤリアに分散して重畳することにより生成された送信信号を受信することによつて受信シンボル群を得、当該受信シンボル群からそれぞれ抽出したパイロツトシンボルに基づいてシンボル毎の伝送路の特性を推定し、受信シンボル群から抽出した情報シンボル群と伝送路の特性の推定結果とに基づいて伝送路の信頼性をシンボル単位で示す重み係数を算出し、当該重み係数を情報シンボル群の各シンボルに乗算することにより当該伝送路の信頼性をシンボル単位で反映し、送信側で使用した変調処理が8相位相変調の場合、伝送路の信頼性が反映された情報シンボル群のI成分及びQ成分をそれぞれ第1及び第2の軟判定ビツトとして取り出すと共に、I成分の絶対値からQ成分の絶対値を減算して得た差分値を所定倍することにより第3の軟判定ビツトを取り出し、取り出した第1、第2及び第3の軟判定ビツトを符号化ビツト群として復元し、その符号化ビツト群に対してそれぞれ最尤系列推定を施すことにより情報ビツト系列を復元するようにしたことにより、送信側の8相位相変調に対応した簡易な構成の復調手段により、第1、第2及び第3の軟判定ビツトを伝送路の信頼性が反映された符号化ビツト郡として高精度に復元し得る受信装置及び送受信装置を実現することができる。
さらに本発明によれば、情報ビツト系列を符号化してなる符号化ビツト系列を所定の情報単位毎に区分けすることによつて符号化ビツト群を生成し、当該符号化ビツト群に対してそれぞれ所定の変調処理を施すことによつて情報シンボル群を生成し、当該情報シンボル群にそれぞれ振幅及び位相が既知であるパイロツトシンボルを挿入することによつて送信シンボル群を生成し、当該送信シンボル群の各シンボルを周波数チヤネルを形成する複数のサブキヤリアに分散して重畳することにより生成された送信信号を受信することにより受信シンボル群を得、受信シンボル群からそれぞれ抽出したパイロツトシンボルに基づいてシンボル毎の伝送路の特性を推定し、受信シンボル群から情報シンボル群を抽出すると共に、伝送路の特性の推定結果と受信シンボル群とに基づいて伝送路の信頼性をシンボル単位で示す重み係数を算出し、当該重み係数を情報シンボル群の各シンボルに乗算することにより当該伝送路の信頼性をシンボル単位で反映し、送信側で使用した上記変調処理が64値直交振幅変調の場合、情報シンボル群のI成分及びQ成分をそれぞれ第1及び第2の軟判定ビツトとして取り出すと共に、I成分の絶対値及びQ成分の絶対値からそれぞれ第1の判定閾値を減算することにより第3及び第4の軟判定ビツトを取り出し、さらに第3の軟判定ビツトの絶対値及び第4の軟判定ビツトの絶対値からそれぞれ第2の判定閾値を減算することにより第5及び第6の軟判定ビツトを取り出し、取り出した第1、第2、第3、第4、第5及び第6の軟判定ビツトを符号化ビツト群として復元し、その符号化ビツト群に対してそれぞれ最尤系列推定を施すことにより情報ビツト系列を復元するようにしたことにより、送信側の64値直交振幅変調に対応した簡易な構成の復調手段により、第1、第2、第3、第4、第5及び第6の軟判定ビツトを伝送路の信頼性が反映された符号化ビツト郡として高精度に復元し得る受信装置及び送受信装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態による無線通信システムの構成を示すブロツク図である。
【図2】その無線通信システムの送信装置の構成を示すブロツク図である。
【図3】QPSK変調の原理説明に供する信号点配置図である。
【図4】8PSK変調の原理説明に供する信号点配置図である。
【図5】 16QAM変調の原理説明に供する信号点配置図である。
【図6】 64QAM変調の原理説明に供する信号点配置図である。
【図7】パイロツトシンボルの配置説明に供する略線図である。
【図8】逆フーリエ変換後の送信シンボルの説明に供する略線図である。
【図9】その無線通信システムの受信装置の構成を示すブロツク図である。
【図10】伝送路推定回路の構成を示すブロツク図である。
【図11】伝送路推定回路内の乗算器51の動作原理の説明に供する略線図である。
【図12】伝送路推定回路内のシンボル系列S40の説明に供する略線図である。
【図13】伝送路推定回路におけるリフアレンスシンボル系列の生成方法の説明に供する略線図である。
【図14】伝送路推定回路におけるリフアレンスシンボル系列の生成方法の説明に供する略線図である。
【図15】伝送路推定回路におけるリフアレンスシンボル系列の生成方法の説明に供する略線図である。
【図16】重み付け回路の構成を示すブロツク図である。
【図17】QPSK変調に対応した復調回路の構成を示すブロツク図である。
【図18】8PSK変調に対応した復調回路の構成を示すブロツク図である。
【図19】 16QAM変調に対応した復調回路の構成を示すブロツク図である。
【図20】 64QAM変調に対応した復調回路の構成を示すブロツク図である。
【図21】TDMA方式の原理説明に供する略線図である。
【図22】従来の送信装置の構成を示すブロツク図である。
【図23】従来の受信装置の構成を示すブロツク図である。
【図24】従来のパイロツトシンボルの配置を示す略線図である。
【符号の説明】
1、23、26……送信装置、2……畳み込み符号化回路、3……インターリーブバツフア、4……スロツト化処理回路、5、31……パイロツトシンボル付加回路、7、33……送信回路、8、11……アンテナ、10、24、27……受信装置、12、40……受信回路、13、43……伝送路推定回路、14、45……復調回路、15……スロツト連結処理回路、16……デインターリーブバツフア、17……ビタビ復号化回路、20……無線通信システム、21……基地局装置、22……携帯電話機、25、28……制御装置、32……逆高速フーリエ変換回路、41……高速フーリエ変換回路、42……復調部、44……重み付け回路。

Claims (16)

  1. 情報ビツト系列を符号化してなる符号化ビツト系列を所定の情報単位毎に区分けすることによつて符号化ビツト群を生成し、当該符号化ビツト群に対してそれぞれ所定の変調処理を施すことによつて情報シンボル群を生成し、当該情報シンボル群にそれぞれ振幅及び位相が既知であるパイロツトシンボルを挿入することによつて送信シンボル群を生成し、当該送信シンボル群の各シンボルを周波数チヤネルを形成する複数のサブキヤリアに分散して重畳することにより生成された送信信号を受信して、受信シンボル群を出力する受信手段と、
    上記受信シンボル群からそれぞれ上記パイロツトシンボルを抽出し、当該パイロツトシンボルの振幅及び位相に基づいて上記受信シンボル郡に対する窓かけ処理のずれ及びシンボル毎の伝送路の特性を推定する伝送路推定手段と、
    上記受信シンボル群から上記情報シンボル群を抽出すると共に、上記伝送路推定手段の推定結果と上記受信シンボル群とに基づいて伝送路の信頼性をシンボル単位で示す重み係数を算出し、当該重み係数を上記情報シンボル群の各シンボルに乗算することにより当該伝送路の信頼性をシンボル単位で反映する重み付け手段と、
    上記重み付け手段によつて得られた上記伝送路の信頼性が反映された上記情報シンボル群に対して所定の復調処理を施すことにより上記符号化ビツト群を復元する復調手段と、
    上記復調手段によつて得られた符号化ビツト群に対してそれぞれ最尤系列推定を施すことにより上記情報ビツト系列を復元する復号化手段と
    を具えることを特徴とする受信装置。
  2. 上記伝送路推定手段は、上記受信シンボル郡に対する窓かけ処理のずれを周波数軸上における位相回転の一次係数として抽出する
    ことを特徴とする請求項1に記載の受信装置。
  3. 情報ビツト系列を符号化してなる符号化ビツト系列を所定の情報単位毎に区分けすることによつて符号化ビツト群を生成し、当該符号化ビツト群に対してそれぞれ所定の変調処理を施すことによつて情報シンボル群を生成し、当該情報シンボル群にそれぞれ振幅及び位相が既知であるパイロツトシンボルを挿入することによつて送信シンボル群を生成し、当該送信シンボル群の各シンボルを周波数チヤネルを形成する複数のサブキヤリアに分散して重畳することにより生成された送信信号を受信して、受信シンボル群を出力する受信手段と、
    上記受信シンボル群からそれぞれ上記パイロツトシンボルを抽出し、当該パイロツトシンボルに基づいてシンボル毎の伝送路の特性を推定する伝送路推定手段と、
    上記受信シンボル群から上記情報シンボル群を抽出すると共に、上記伝送路推定手段の推定結果と上記受信シンボル群とに基づいて伝送路の信頼性をシンボル単位で示す重み係数を算出し、当該重み係数を上記情報シンボル群の各シンボルに乗算することにより当該伝送路の信頼性をシンボル単位で反映する重み付け手段と、
    送信側で使用した上記変調処理が8相位相変調の場合、上記重み付け手段によつて得られた上記伝送路の信頼性が反映された上記情報シンボル群のI成分及びQ成分をそれぞれ第1及び第2の軟判定ビツトとして取り出すと共に、上記I成分の絶対値から上記Q成分の絶対値を減算して得た差分値を所定倍することにより第3の軟判定ビツトを取り出し、取り出した上記第1、第2及び第3の軟判定ビツトを上記符号化ビツト群として復元する復調手段と、
    上記復調手段によつて得られた符号化ビツト群に対してそれぞれ最尤系列推定を施すことにより上記情報ビツト系列を復元する復号化手段と
    を具えることを特徴とする受信装置。
  4. 情報ビツト系列を符号化してなる符号化ビツト系列を所定の情報単位毎に区分けするこ とによつて符号化ビツト群を生成し、当該符号化ビツト群に対してそれぞれ所定の変調処理を施すことによつて情報シンボル群を生成し、当該情報シンボル群にそれぞれ振幅及び位相が既知であるパイロツトシンボルを挿入することによつて送信シンボル群を生成し、当該送信シンボル群の各シンボルを周波数チヤネルを形成する複数のサブキヤリアに分散して重畳することにより生成された送信信号を受信して、受信シンボル群を出力する受信手段と、
    上記受信シンボル群からそれぞれ上記パイロツトシンボルを抽出し、当該パイロツトシンボルに基づいてシンボル毎の伝送路の特性を推定する伝送路推定手段と、
    上記受信シンボル群から上記情報シンボル群を抽出すると共に、上記伝送路推定手段の推定結果と上記受信シンボル群とに基づいて伝送路の信頼性をシンボル単位で示す重み係数を算出し、当該重み係数を上記情報シンボル群の各シンボルに乗算することにより当該伝送路の信頼性をシンボル単位で反映する重み付け手段と、
    送信側で使用した上記変調処理が 16 値直交振幅変調の場合、上記情報シンボル群のI成分及びQ成分をそれぞれ第1及び第2の軟判定ビツトとして取り出すと共に、上記I成分の絶対値及び上記Q成分の絶対値からそれぞれ所定の判定閾値を減算することにより第3及び第4の軟判定ビツトを取り出し、取り出した上記第1、第2、第3及び第4の軟判定ビツトを上記符号化ビツト群として復元する復調手段と、
    上記復調手段によつて得られた符号化ビツト群に対してそれぞれ最尤系列推定を施すことにより上記情報ビツト系列を復元する復号化手段と
    を具えることを特徴とする受信装置。
  5. 上記復調手段は、
    上記重み係数とは異なる上記重み付け手段で算出した判定閾値用重み係数に基づいて上記判定閾値を生成する
    ことを特徴とする請求項4に記載の受信装置。
  6. 情報ビツト系列を符号化してなる符号化ビツト系列を所定の情報単位毎に区分けすることによつて符号化ビツト群を生成し、当該符号化ビツト群に対してそれぞれ所定の変調処理を施すことによつて情報シンボル群を生成し、当該情報シンボル群にそれぞれ振幅及び位相が既知であるパイロツトシンボルを挿入することによつて送信シンボル群を生成し、当該送信シンボル群の各シンボルを周波数チヤネルを形成する複数のサブキヤリアに分散して重畳することにより生成された送信信号を受信して、受信シンボル群を出力する受信手段と、
    上記受信シンボル群からそれぞれ上記パイロツトシンボルを抽出し、当該パイロツトシンボルに基づいてシンボル毎の伝送路の特性を推定する伝送路推定手段と、
    上記受信シンボル群から上記情報シンボル群を抽出すると共に、上記伝送路推定手段の推定結果と上記受信シンボル群とに基づいて伝送路の信頼性をシンボル単位で示す重み係数を算出し、当該重み係数を上記情報シンボル群の各シンボルに乗算することにより当該伝送路の信頼性をシンボル単位で反映する重み付け手段と、
    送信側で使用した上記変調処理が 64 値直交振幅変調の場合、上記情報シンボル群のI成分及びQ成分をそれぞれ第1及び第2の軟判定ビツトとして取り出すと共に、上記I成分の絶対値及び上記Q成分の絶対値からそれぞれ第1の判定閾値を減算することにより第3及び第4の軟判定ビツトを取り出し、さらに上記第3の軟判定ビツトの絶対値及び上記第4の軟判定ビツトの絶対値からそれぞれ第2の判定閾値を減算することにより第5及び第6の軟判定ビツトを取り出し、取り出した上記第1、第2、第3、第4、第5及び第6の軟判定ビツトを上記符号化ビツト群として復元する復調手段と、
    上記復調手段によつて得られた符号化ビツト群に対してそれぞれ最尤系列推定を施すことにより上記情報ビツト系列を復元する復号化手段と
    を具えることを特徴とする受信装置。
  7. 上記復調手段は、
    上記重み係数とは異なる上記重み付け手段で算出した判定閾値用重み係数に基づいて上記第1及び第2の判定閾値を生成する
    ことを特徴とする請求項6に記載の受信装置。
  8. 情報ビツト系列を符号化してなる符号化ビツト系列を所定の情報単位毎に区分けすることによつて符号化ビツト群を生成し、当該符号化ビツト群に対してそれぞれ所定の変調処理を施すことによつて情報シンボル群を生成し、当該情報シンボル群にそれぞれ振幅及び位相が既知であるパイロツトシンボルを挿入することによつて送信シンボル群を生成し、当該送信シンボル群の各シンボルを周波数チヤネルを形成する複数のサブキヤリアに分散して重畳することにより送信信号を生成し、当該送信信号を通信相手に対して送信する送信手段と、
    通信相手からの上記送信信号を受信して、受信シンボル群を出力する受信手段と、
    上記受信シンボル群からそれぞれ上記パイロツトシンボルを抽出し、当該パイロツトシンボルの振幅及び位相に基づいて上記受信シンボル郡に対する窓かけ処理のずれ及びシンボル毎の伝送路の特性を推定する伝送路推定手段と、
    上記受信シンボル群から上記情報シンボル群を抽出すると共に、上記伝送路推定手段の推定結果と上記受信シンボル群とに基づいて伝送路の信頼性をシンボル単位で示す重み係数を算出し、当該重み係数を上記情報シンボル群の各シンボルに乗算することにより当該伝送路の信頼性をシンボル単位で反映する重み付け手段と、
    上記重み付け手段によつて得られた上記伝送路の信頼性が反映された上記情報シンボル群に対して所定の復調処理を施すことにより上記符号化ビツト群を復元する復調手段と、
    上記復調手段によつて得られた符号化ビツト群に対してそれぞれ最尤系列推定を施すことにより上記情報ビツト系列を復元する復号化手段と
    を具えることを特徴とする送受信装置。
  9. 上記伝送路推定手段は、上記受信シンボル郡に対する窓かけ処理のずれを周波数軸上における位相回転の一次係数として抽出する
    ことを特徴とする請求項1に記載の受信装置。
  10. 情報ビツト系列を符号化してなる符号化ビツト系列を所定の情報単位毎に区分けすることによつて符号化ビツト群を生成し、当該符号化ビツト群に対してそれぞれ所定の変調処理を施すことによつて情報シンボル群を生成し、当該情報シンボル群にそれぞれ振幅及び位相が既知であるパイロツトシンボルを挿入することによつて送信シンボル群を生成し、当該送信シンボル群の各シンボルを周波数チヤネルを形成する複数のサブキヤリアに分散して重畳することにより送信信号を生成し、当該送信信号を通信相手に対して送信する送信手段と、
    通信相手からの上記送信信号を受信して、受信シンボル群を出力する受信手段と、
    上記受信シンボル群からそれぞれ上記パイロツトシンボルを抽出し、当該パイロツトシンボルに基づいてシンボル毎の伝送路の特性を推定する伝送路推定手段と、
    上記受信シンボル群から上記情報シンボル群を抽出すると共に、上記伝送路推定手段の推定結果と上記受信シンボル群とに基づいて伝送路の信頼性をシンボル単位で示す重み係数を算出し、当該重み係数を上記情報シンボル群の各シンボルに乗算することにより当該伝送路の信頼性をシンボル単位で反映する重み付け手段と、
    通信相手の上記送信手段が上記変調処理として8相位相変調を使用した場合、上記情報シンボル群のI成分及びQ成分をそれぞれ第1及び第2の軟判定ビツトとして取り出すと共に、上記I成分の絶対値から上記Q成分の絶対値を減算して得た差分値を所定倍することにより第3の軟判定ビツトを取り出し、取り出した上記第1、第2及び第3の軟判定ビツトを上記符号化ビツト群として復元する復調手段と、
    上記復調手段によつて得られた符号化ビツト群に対してそれぞれ最尤系列推定を施すこ とにより上記情報ビツト系列を復元する復号化手段と
    を具えることを特徴とする送受信装置。
  11. 情報ビツト系列を符号化してなる符号化ビツト系列を所定の情報単位毎に区分けすることによつて符号化ビツト群を生成し、当該符号化ビツト群に対してそれぞれ所定の変調処理を施すことによつて情報シンボル群を生成し、当該情報シンボル群にそれぞれ振幅及び位相が既知であるパイロツトシンボルを挿入することによつて送信シンボル群を生成し、当該送信シンボル群の各シンボルを周波数チヤネルを形成する複数のサブキヤリアに分散して重畳することにより送信信号を生成し、当該送信信号を通信相手に対して送信する送信手段と、
    通信相手からの上記送信信号を受信して、受信シンボル群を出力する受信手段と、
    上記受信シンボル群からそれぞれ上記パイロツトシンボルを抽出し、当該パイロツトシンボルに基づいてシンボル毎の伝送路の特性を推定する伝送路推定手段と、
    上記受信シンボル群から上記情報シンボル群を抽出すると共に、上記伝送路推定手段の推定結果と上記受信シンボル群とに基づいて伝送路の信頼性をシンボル単位で示す重み係数を算出し、当該重み係数を上記情報シンボル群の各シンボルに乗算することにより当該伝送路の信頼性をシンボル単位で反映する重み付け手段と、
    通信相手の上記送信手段が上記変調処理として 16 値直交振幅変調を使用した場合、上記情報シンボル群のI成分及びQ成分をそれぞれ第1及び第2の軟判定ビツトとして取り出すと共に、上記I成分の絶対値及び上記Q成分の絶対値からそれぞれ所定の判定閾値を減算することにより第3及び第4の軟判定ビツトを取り出し、取り出した上記第1、第2、第3及び第4の軟判定ビツトを上記符号化ビツト群として復元する復調手段と、
    上記復調手段によつて得られた符号化ビツト群に対してそれぞれ最尤系列推定を施すことにより上記情報ビツト系列を復元する復号化手段と
    を具えることを特徴とする送受信装置。
  12. 上記復調手段は、
    上記重み係数とは異なる上記重み付け手段で算出した判定閾値用重み係数に基づいて上記判定閾値を生成する
    ことを特徴とする請求項11に記載の送受信装置。
  13. 情報ビツト系列を符号化してなる符号化ビツト系列を所定の情報単位毎に区分けすることによつて符号化ビツト群を生成し、当該符号化ビツト群に対してそれぞれ所定の変調処理を施すことによつて情報シンボル群を生成し、当該情報シンボル群にそれぞれ振幅及び位相が既知であるパイロツトシンボルを挿入することによつて送信シンボル群を生成し、当該送信シンボル群の各シンボルを周波数チヤネルを形成する複数のサブキヤリアに分散して重畳することにより送信信号を生成し、当該送信信号を通信相手に対して送信する送信手段と、
    通信相手からの上記送信信号を受信して、受信シンボル群を出力する受信手段と、
    上記受信シンボル群からそれぞれ上記パイロツトシンボルを抽出し、当該パイロツトシンボルに基づいてシンボル毎の伝送路の特性を推定する伝送路推定手段と、
    上記受信シンボル群から上記情報シンボル群を抽出すると共に、上記伝送路推定手段の推定結果と上記受信シンボル群とに基づいて伝送路の信頼性をシンボル単位で示す重み係数を算出し、当該重み係数を上記情報シンボル群の各シンボルに乗算することにより当該伝送路の信頼性をシンボル単位で反映する重み付け手段と、
    通信相手の上記送信手段が上記変調処理として 64 値直交振幅変調を使用した場合、上記情報シンボル群のI成分及びQ成分をそれぞれ第1及び第2の軟判定ビツトとして取り出すと共に、上記I成分の絶対値及び上記Q成分の絶対値からそれぞれ第1の判定閾値を減算することにより第3及び第4の軟判定ビツトを取り出し、さらに上記第3の軟判定ビツトの絶対値及び上記第4の軟判定ビツトの絶対値からそれぞれ第2の判定閾値を減算する ことにより第5及び第6の軟判定ビツトを取り出し、取り出した上記第1、第2、第3、第4、第5及び第6の軟判定ビツトを上記符号化ビツト群として復元する復調手段と、
    上記復調手段によつて得られた符号化ビツト群に対してそれぞれ最尤系列推定を施すことにより上記情報ビツト系列を復元する復号化手段と
    を具えることを特徴とする送受信装置。
  14. 上記復調手段は、
    上記重み係数とは異なる上記重み付け手段で算出した判定閾値用重み係数に基づいて上記第1及び第2の判定閾値を生成する
    ことを特徴とする請求項13に記載の送受信装置。
  15. 情報ビツト系列を符号化してなる符号化ビツト系列を所定の情報単位毎に区分けすることによつて符号化ビツト群を生成し、当該符号化ビツト群に対してそれぞれ所定の変調処理を施すことによつて情報シンボル群を生成し、当該情報シンボル群にそれぞれ振幅及び位相が既知であるパイロツトシンボルを挿入することによつて送信シンボル群を生成し、当該送信シンボル群の各シンボルを周波数チヤネルを形成する複数のサブキヤリアに分散して重畳することにより送信信号を生成し、当該送信信号を通信相手に対して送信し、
    受信側では通信相手からの上記送信信号を受信することにより受信シンボル群を得、当該受信シンボル群から抽出した上記パイロツトシンボルの振幅及び位相に基づいて上記受信シンボル郡に対する窓かけ処理のずれ及びシンボル毎の伝送路の特性を推定し、当該推定結果と上記受信シンボル群とに基づいて伝送路の信頼性をシンボル単位で示す重み係数を算出し、当該重み係数を上記受信シンボル群から抽出した上記情報シンボル群の各シンボルに乗算することにより当該伝送路の信頼性をシンボル単位で反映し、当該伝送路の信頼性が反映された上記情報シンボル群に対して所定の復調処理を施すことにより復元した上記符号化ビツト群に対してそれぞれ最尤系列推定を施すことにより上記情報ビツト系列を復元する
    ことを特徴とする通信方法。
  16. 上記伝送路の特性を推定する際、上記受信シンボル郡に対する窓かけ処理のずれを周波数軸上における位相回転の一次係数として抽出する
    ことを特徴とする請求項15に記載の通信方法。
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