特許 6571605 無線受信方法および無線受信装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6571605

(24)【登録日】2019年8月16日

(45)【発行日】2019年9月4日

(54)【発明の名称】無線受信方法および無線受信装置

(51)【国際特許分類】

   H04L 27/26 20060101AFI20190826BHJP

【ＦＩ】

   H04L27/26 410

【請求項の数】8

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2016-147758(P2016-147758)

(22)【出願日】2016年7月27日

(65)【公開番号】特開2018-19237(P2018-19237A)

(43)【公開日】2018年2月1日

【審査請求日】2018年8月10日

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 発行者名： 一般社団法人電子情報通信学会 刊行物名： 電子情報通信学会技術研究報告 信学技報 Ｖｏｌ．１１５ Ｎｏ．４７２ １０３−１０８頁 発行年月日： ２０１６年２月２４日 〔刊行物等〕発行者名： 一般社団法人電子情報通信学会 刊行物名： 電子情報通信学会 ２０１６年総合大会講演論文集 通信講演論文集１ ５７６頁 発行年月日： ２０１６年３月１日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004226

【氏名又は名称】日本電信電話株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】899000079

【氏名又は名称】学校法人慶應義塾

(74)【代理人】

【識別番号】100072718

【弁理士】

【氏名又は名称】古谷 史旺

(74)【代理人】

【識別番号】100151002

【弁理士】

【氏名又は名称】大橋 剛之

(74)【代理人】

【識別番号】100201673

【弁理士】

【氏名又は名称】河田 良夫

(72)【発明者】

【氏名】増野 淳

(72)【発明者】

【氏名】須崎 皓平

(72)【発明者】

【氏名】大槻 知明

(72)【発明者】

【氏名】柴田 洋平

(72)【発明者】

【氏名】プーイ ユエン カム

【審査官】 太田 龍一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−１４２８５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１７２３２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２０６６８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０６５２４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１２−５２１１６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 柿崎 祐人，他３名，マルチキャリア重畳伝送における複数干渉波抑圧法，電子情報通信学会２０１５年通信ソサイエティ大会講演論文集１ PROCEEDINGS OF THE 2015 IEICE COMMUNICATIONS SOCIETY CONFERENCE，日本，２０１５年 ８月２５日，p.360

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｌ ２７／２６

ＩＥＥＥ Ｘｐｌｏｒｅ

Ｃｉｎｉｉ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

マルチキャリア重畳伝送方式を用いて送信されたデータサブキャリアの所望信号と、該所望信号に干渉を与える干渉信号とが重畳された受信信号を受信する無線受信方法において、
前記受信信号から前記所望信号の受信レプリカ信号を生成し、前記受信信号から該受信レプリカ信号を減算して得られる不要信号電力をサブキャリアごとに算出する第１のステップと、
前記不要信号電力の閾値判定により前記受信信号のサブキャリアを重畳帯域および非重畳帯域に分類する第２のステップと、
受信信号系列の事後確率を最大化する所望信号電力および雑音電力を前記非重畳帯域のデータサブキャリアから最尤推定し、受信信号系列の事後確率を最大化する干渉電力を前記重畳帯域のデータサブキャリアから最尤推定する第３のステップと
を有することを特徴とする無線受信方法。

【請求項2】

請求項１に記載の無線受信方法において、
前記所望信号電力、前記雑音電力、前記干渉電力のいずれかまたは全ての初期推定値をデータ信号と多重化された既知信号から取得する
ことを特徴とする無線受信方法。

【請求項3】

請求項１に記載の無線受信方法において、
前記所望信号電力、前記雑音電力、または前記干渉電力の推定値を尤度方程式の漸化演算により逐次的に導出する
ことを特徴とする無線受信方法。

【請求項4】

請求項１に記載の無線受信方法において、
推定された前記所望信号電力、前記雑音電力、前記干渉電力の値を使用して、所望信号の伝送ビットに対して改めて対数尤度比を再計算して前記受信レプリカ信号の更新、前記重畳帯域および前記非重畳帯域の再分類、前記所望信号電力、前記雑音電力、前記干渉電力の再推定からなる繰返し処理を実施する
ことを特徴とする無線受信方法。

【請求項5】

請求項４に記載の無線受信方法において、
前記対数尤度比の再計算の際に、前記重畳帯域は雑音電力と干渉電力を考慮した対数尤度比を与え、前記非重畳帯域は雑音電力のみを考慮した対数尤度比を与える
ことを特徴とする無線受信方法。

【請求項6】

マルチキャリア重畳伝送方式を用いて送信されたデータサブキャリアの所望信号と、該所望信号に干渉を与える干渉信号とが重畳された受信信号を受信する無線受信装置において、
前記受信信号から前記所望信号の受信レプリカ信号を生成し、前記受信信号から該受信レプリカ信号を減算して得られる不要信号電力をサブキャリアごとに算出する不要信号電力算出手段と、
前記不要信号電力の閾値判定により前記受信信号のサブキャリアを重畳帯域および非重畳帯域に分類する重畳帯域判定手段と、
受信信号系列の事後確率を最大化する所望信号電力および雑音電力を前記非重畳帯域のデータサブキャリアから最尤推定し、受信信号系列の事後確率を最大化する干渉電力を前記重畳帯域のデータサブキャリアから最尤推定する雑音電力・干渉電力推定手段と
を備えたことを特徴とする無線受信装置。

【請求項7】

請求項６に記載の無線受信装置において、
前記雑音電力・干渉電力推定手段は、推定された前記所望信号電力、前記雑音電力、前記干渉電力の値を使用して、所望信号の伝送ビットに対して改めて対数尤度比を再計算して前記受信レプリカ信号の更新、前記重畳帯域および前記非重畳帯域の再分類、前記所望信号電力、前記雑音電力、前記干渉電力の再推定からなる繰返し処理を実施する構成である
ことを特徴とする無線受信装置。

【請求項8】

請求項７に記載の無線受信装置において、
前記雑音電力・干渉電力推定手段は、前記対数尤度比の再計算の際に、前記重畳帯域は雑音電力と干渉電力を考慮した対数尤度比を与え、前記非重畳帯域は雑音電力のみを考慮した対数尤度比を与える構成である
ことを特徴とする無線受信装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、マルチキャリア無線通信を行う無線通信システムにおける無線受信方法および無線受信装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、各種無線通信システムの普及により周波数資源の枯渇が問題となっており、複数の無線信号による周波数共用化を図ることで周波数利用効率を向上する重畳伝送技術の検討が進められている。

【0003】

図５は、２つの周波数チャネルを共用する無線通信システムの一例を示す。
図５において、無線通信システムは、無線ＬＡＮ基地局５１，５２と無線端末５３とを備える。無線ＬＡＮ基地局５１は、中心周波数ｆa である周波数チャネルCH１を用いて通信する。無線ＬＡＮ基地局５２は、中心周波数ｆb (ｆa＜ｆb)である周波数チャネルCH５用いて通信する。無線端末５３は、無線ＬＡＮ基地局５１，５２の双方の無線信号が到達する位置に配置され、中心周波数ｆa ，ｆb の２つの無線信号が部分的に互いに干渉した信号を受信する。なお、周波数帯域を共用する他の例として、無線ＬＡＮシステム、 bluetooth（登録商標) 、ＷｉＭＡＸ（登録商標) の組合せなど、異なる通信方式のシステム同士が周波数共用する場合も考えられる。

【0004】

一般にこのような干渉波が存在する場合、通信特性が著しく劣化するが、所望波の伝送方式がマルチキャリアかつ誤り訂正符号化を具備することを前提に、干渉の影響を抑圧しながらＦＥＣ（前方誤り訂正：Forward Error Correction）復号し、正確な伝送を実現する技術がある（非特許文献１）。当該技術は、所望波の復調前に、受信信号のうち干渉波の存在する周波数成分をＲＦ段やＩＦ段においてフィルタリング処理、あるいはベースバンド領域において該当周波数成分に対する尤度の重み付け処理を施すことで、干渉波の影響を抑圧して復調、復号することを特徴としている。

【0005】

このような受信処理を実施するために、干渉波の存在する周波数帯域（各サブキャリアの干渉確率）や所望波対干渉波電力比を検出する技術が提案されている（非特許文献２）。これは、無線フレームを受信後、パイロットシンボルを用いて１フレーム内で繰り返し干渉帯域を推定し、得られた干渉帯域を用いて不要信号電力を推定する技術である。当該技術を用いた従来の無線受信装置の構成例を図６に示す。

【0006】

図６において、サイクリックプレフィックス除去回路６１は、同期確立後の受信信号を入力してＯＦＤＭ信号のサイクリックプレフィックスを除去してＦＦＴ回路６２に入力し、周波数領域信号に変換してサブキャリア成分を抽出する。その後、パイロット信号抽出回路６３で既知信号となるパイロット信号（データ信号とは時間または周波数多重されていることを想定）を抽出し、伝送路推定回路６４で伝送路係数の推定を行い、それをもとに等化回路６５でチャネル等化を行う。

【0007】

一方、分散演算回路６６は、パイロット信号抽出回路６３で抽出されたパイロット信号を利用して所望波に重畳された外乱信号（雑音信号と干渉信号）の電力を算出する。重畳帯域判定回路６７は、外乱信号の大きさを適当な閾値で判定し、閾値を越えれば重畳帯域、閾値を下回れば非重畳帯域と判定し、それぞれの外乱信号電力を干渉電力、雑音電力の推定値として使用する。ＬＬＲ演算回路６８は、分散演算回路６６および重畳帯域判定回路６７から入力する干渉電力および雑音電力の推定値を用いて対数尤度比（ＬＬＲ：Log Likelihood Ratio）を演算し、ＬＬＲを復号回路６９に入力して復号ビットを得る。

【0008】

このように、非特許文献２の技術はパイロット信号のみを使用して重畳帯域の判定および干渉電力・雑音電力の推定を行うことが特徴である。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0009】

【非特許文献1】増野，杉山，“マルチキャリア重畳伝送による周波数利用効率向上効果，”信学技報, vol.108, no.188, RCS2008-67, pp.85-90, 2008年８月．

【非特許文献2】柴田洋平, 依田尚賢, 大槻知明, 増野淳, 杉山隆利, “マルチキャリア重畳伝送における対数尤度設定に関する一検討, ”映像情報メディア学会放送技術研究会, 2015年２月19日

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

しかしながら、非特許文献２に記載の手法で満足な干渉検出精度を得るには、パイロットシンボルの時間多重数を十分にとる必要がある。例えば、一般には同期確立、チャネル推定のためには１〜２シンボルのパイロットシンボルで実現される例が多いが、非特許文献２に記載の手法では４以上のパイロットシンボルを必要とし、オーバーヘッドが増えてしまうため、周波数利用効率の観点で難点があった。

【0011】

本発明は、マルチキャリア無線通信を行う無線通信システムにおいて、従来より少ないパイロット信号数でも干渉情報の検出精度を高めることができる無線受信方法および無線受信装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0012】

第１の発明は、マルチキャリア重畳伝送方式を用いて送信されたデータサブキャリアの所望信号と、該所望信号に干渉を与える干渉信号とが重畳された受信信号を受信する無線受信方法において、受信信号から所望信号の受信レプリカ信号を生成し、受信信号から該受信レプリカ信号を減算して得られる不要信号電力をサブキャリアごとに算出する第１のステップと、不要信号電力の閾値判定により受信信号のサブキャリアを重畳帯域および非重畳帯域に分類する第２のステップと、受信信号系列の事後確率を最大化する所望信号電力および雑音電力を非重畳帯域のデータサブキャリアから最尤推定し、受信信号系列の事後確率を最大化する干渉電力を重畳帯域のデータサブキャリアから最尤推定する第３のステップとを有する。

【0013】

第１の発明の無線受信方法において、所望信号電力、雑音電力、干渉電力のいずれかまたは全ての初期推定値をデータ信号と多重化された既知信号から取得する。

【0014】

第１の発明の無線受信方法において、所望信号電力、雑音電力、または干渉電力の推定値を尤度方程式の漸化演算により逐次的に導出する。

【0015】

第１の発明の無線受信方法において、推定された所望信号電力、雑音電力、干渉電力の値を使用して、所望信号の伝送ビットに対して改めて対数尤度比を再計算して受信レプリカ信号の更新、重畳帯域および非重畳帯域の再分類、所望信号電力、雑音電力、干渉電力の再推定からなる繰返し処理を実施する。

【0016】

第１の発明の無線受信方法において、対数尤度比の再計算の際に、重畳帯域は雑音電力と干渉電力を考慮した対数尤度比を与え、非重畳帯域は雑音電力のみを考慮した対数尤度比を与える。

【0017】

第２の発明は、マルチキャリア重畳伝送方式を用いて送信されたデータサブキャリアの所望信号と、該所望信号に干渉を与える干渉信号とが重畳された受信信号を受信する無線受信装置において、受信信号から所望信号の受信レプリカ信号を生成し、受信信号から該受信レプリカ信号を減算して得られる不要信号電力をサブキャリアごとに算出する不要信号電力算出手段と、不要信号電力の閾値判定により受信信号のサブキャリアを重畳帯域および非重畳帯域に分類する重畳帯域判定手段と、受信信号系列の事後確率を最大化する所望信号電力および雑音電力を非重畳帯域のデータサブキャリアから最尤推定し、受信信号系列の事後確率を最大化する干渉電力を重畳帯域のデータサブキャリアから最尤推定する雑音電力・干渉電力推定手段とを備える。

【0018】

第２の発明の無線受信装置において、雑音電力・干渉電力推定手段は、推定された所望信号電力、雑音電力、干渉電力の値を使用して、所望信号の伝送ビットに対して改めて対数尤度比を再計算して受信レプリカ信号の更新、重畳帯域および非重畳帯域の再分類、所望信号電力、雑音電力、干渉電力の再推定からなる繰返し処理を実施する構成である。

【0019】

第２の発明の無線受信装置において、雑音電力・干渉電力推定手段は、対数尤度比の再計算の際に、重畳帯域は雑音電力と干渉電力を考慮した対数尤度比を与え、非重畳帯域は雑音電力のみを考慮した対数尤度比を与える構成である。

【発明の効果】

【0020】

本発明は、パイロット信号だけでなくデータ信号部の最尤推定における軟判定情報を活用することで、従来より少ないパイロット信号数でも干渉情報の検出精度を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の無線受信装置の構成例を示す図である。

【図2】本発明の無線受信方法の処理手順例を示すフローチャートである。

【図3】干渉電力の推定精度の評価結果を示す図である。

【図4】ＢＥＲ特性の評価結果を示す図である。

【図5】２つの周波数チャネルを共用する無線通信システムの一例を示す図である。

【図6】従来の無線受信装置の構成例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

図１は、本発明の無線受信装置の構成例を示す。
図２は、本発明の無線受信方法の処理手順例を示す。
図１において、サイクリックプレフィックス除去回路１１は、時間同期・周波数同期を確立した受信信号を入力し、ＯＦＤＭ信号のサイクリックプレフィックスを除去する。続いてＦＴＴ回路１２で周波数領域信号に変換し、サブキャリア成分を抽出して受信信号バッファ１３に蓄積するとともに、伝送路推定回路１４および等化回路１５に入力する。以降、サブキャリア単位の処理となる。

【0023】

伝送路推定回路１４は、パイロット信号などの既知信号を利用して伝送路推定値を取得、等化回路１５でサブキャリアごとの受信信号に対して周波数領域等化を行い、チャネル等化を実施する。続いてＬＬＲ演算回路１６は、事前に送受信装置間で共有されたサブキャリアごとの変調マッピング情報に応じて、デマッピング処理と伝送ビットに対応する対数尤度比（ＬＬＲ）の計算を行う。初回のＬＬＲ演算では干渉波情報の推定ができていないため、重畳帯域・非重畳帯域ともに雑音電力のみを考慮した一般的なＬＬＲを使用する（図２のＳ１〜Ｓ４）。後述する繰返し処理におけるＬＬＲ演算では、重畳帯域においては雑音電力と干渉電力を考慮したＬＬＲを計算する。続いて復号回路１７にＬＬＲを入力し、誤り訂正復号を行う。

【0024】

誤り訂正符号化回路１８およびＰＳＫ／ＱＡＭマッピング回路１９は、送信装置と同一の構成であり、復号回路１７から出力される仮復号受信ビットを元に送信レプリカ信号を生成する。なお、復号回路１６が軟出力（ＬＬＲ出力) に対応している場合は出力ＬＬＲから直接送信レプリカ信号を再生する軟判定レプリカを使用してもよい。続いて、伝送路重み回路２０は送信レプリカ信号と伝送路推定回路１４で取得した伝送路推定値を乗算し、サブキャリアごとの受信レプリカ信号を生成する（図２のＳ６）。

【0025】

不要信号電力算出回路２１は、受信信号バッファ１３に蓄積された受信信号から、伝送路重み回路２０で生成された受信レプリカ信号をタイミング調整して減算することで、不要信号電力を計算する（図２のＳ７）。タイミング調整とは、等化、ＬＬＲ演算、復号、レプリカ信号生成等に要する遅延時間の吸収が目的である。

【0026】

不要信号電力算出回路２１の出力は、重畳帯域判定回路２２、信号電力推定回路２３、雑音電力推定回路２４および干渉電力推定回路２５に入力する。重畳帯域判定回路２２は、不要信号電力の評価を行い、サブキャリアごとに重畳帯域か非重畳帯域かの判定を行う（図２のＳ８）。不要信号電力が閾値を越えれば重畳帯域、閾値を下回れば非重畳帯域とする閾値判定が最も簡便である。閾値として例えば不要信号電力の全サブキャリアの平均値などを使用することができるが、この限りではない。

【0027】

続いて、信号電力推定回路２３および雑音電力推定回路２４は、非重畳帯域と判定されたサブキャリアにおいて信号電力および雑音電力を推定する（図２のＳ９）。これらの初期値は伝送路推定回路１４の推定値を使用する。信号電力および雑音電力の推定動作の詳細については後述する。さらに、尤度方程式１漸化演算回路２６および尤度方程式２漸化演算回路２７において、推定した信号電力および雑音電力を更新する（図２のＳ１０）。同様に干渉電力推定回路２５は、重畳帯域と判定されたサブキャリアにおいて干渉電力を推定する（図２のＳ９）。初期値は重畳帯域における不要信号電力の代表値、たとえば平均値や最大値などを使用する。干渉電力の推定動作の詳細については後述する。さらに、尤度方程式３漸化演算回路２８において、推定した干渉電力を更新する（図２のＳ１０）。

【0028】

ＬＬＲ演算回路１６は、更新された信号電力、雑音電力、干渉電力の推定値を元に、ビットごとのＬＬＲを再計算する（図２のＳ１１）。このとき、重畳帯域では雑音電力と干渉電力を考慮したＬＬＲを演算し、非重畳帯域では雑音電力のみを考慮したＬＬＲを演算し、ＬＬＲを復号回路１７に入力して復号ビットを得る（図２のＳ１２）。さらに、「レプリカ信号生成〜不要信号電力算出〜各種電力推定〜ＬＬＲ演算〜復号」の流れを繰り返すことで、レプリカ信号の生成精度、重畳帯域／非重畳帯域判定精度、各種電力推定精度を向上することが可能である（図２のＳ１，Ｓ５，Ｓ１３）。この処理を例えば所定回（ｎmax）繰り返した後、最終受信ビットを得る。

【0029】

（信号電力および雑音電力の推定動作）
図１の構成において、パイロット信号だけでなくデータ信号を活用した信号電力および雑音電力の推定動作について説明する。
非重畳帯域のサブキャリアｑの１フレームにおける受信信号系列ｒの条件付き確率は、次式で表される。Ｌは、１フレーム内のＯＦＤＭシンボル数である。ｒ_q(k)はｋ番目の受信シンボル、ｄ_qはサブキャリアｑの信号電力（√Ｅ_S）である。

【数1】

【0030】

ここで、Ｍ値変調方式（Ｍは２の羃乗）、例えばＭ−ＰＳＫおよびＭ−ＱＡＭのとき、ｐ_q(ｒ_q(k)｜σ_n,_q²,ｄ_q）は次式のように表される。なお、ｘ_q(k)は、ｋ番目の送信シンボル、ｘ_i は送信シンボル候補でＭ値（ｉ＝０，１，…，Ｍ−１）となる。

【数2】

【0031】

雑音信号としてＡＷＧＮ（additive white Gaussian noise）を想定すると、ｐ_q(ｒ_q(k)｜σ_n,_q²,ｄ_q,ｘ_q(k)＝ｘ_i）は次式で表される。

【数3】

【0032】

上式の自然対数をとり、対数尤度関数Λ(σ_n,_q²,ｄ_q)を以下のように定義する。

【数4】

【0033】

最尤推定の考え方から対数尤度関数Λ(σ_n,_q²,ｄ_q) を最大化するｄ_qおよびσ_n,q²が、ｄ_qおよびσ_n,_q² の推定値として確からしいとし、Λ(σ_n,_q²,ｄ_q) をσ_n,_q² で偏微分して次式を解く。

【数5】

【0034】

ここで、シンボル事象確率ｐ_q(ｘ_q(k)＝ｘ_i）は、σ_n,_q² に関して独立のため、事後確率は次式のように表される。

【数6】

【0035】

したがって、次の尤度方程式１を得る。

【数7】

【0036】

同様に、Λ(σ_n,_q²,ｄ_q) をｄ_q で偏微分し、以下の尤度方程式２を得る。

【数8】

【0037】

尤度方程式１，２を解くと、σ_n,_q²,ｄ_qについて以下の関係式が得られる。

【数9】

【0038】

この関係式はＮo およびｄ_q に関して閉形式ではないので、それぞれ解析的に解を求めることは難しい。そこで、σ_n,_q²の初期値σ_n,_q²⁽⁰⁾ およびｄ_q の初期値ｄ_q⁽⁰⁾をパイロット信号部等から推定し、式(1-1),(1-2) の右辺のＮo およびｄ_q に代入することで、新たなσ_n,_q²の推定値σ_n,_q²⁽¹⁾ およびｄ_q の推定値ｄ_q⁽¹⁾を求める。初期推定は例えばパイロット信号の受信電力の平均値からｄ_q⁽⁰⁾を求めることができ、近接パイロット信号の分散からσ_n,_q²⁽⁰⁾ を求めることができる。同様に、式(1-1),(1-2) を漸化的に解くことでｎ回繰り返しにより、推定値σ_n,_q²⁽ⁿ⁾ ，ｄ_q⁽ⁿ⁾を得る。

【0039】

その後、雑音電力については非重畳帯域内の推定値σ_n,_q²⁽ⁿ⁾ を平均化する。Ｑ_nsは非重畳帯域のサブキャリアの集合である。

【数10】

【0040】

なお、信号電力ｄ_q⁽ⁿ⁾についても同様に平均化してもよいが、周波数選択性フェージング通信路など受信電力が周波数特性をもつ場合は、サブバンドごとに平均化したり、あるいは平均化しないほうが良好な特性が得られる可能性もある。

【0041】

（干渉電力の推定動作）
図１の構成において、データ信号を活用した干渉電力の推定動作について説明する。
重畳帯域のサブキャリアｑの受信信号系列の条件付き確率は、次式で表される。

【数11】

【0042】

ここで、Ｍ値変調方式（Ｍは２の羃乗）、例えばＭ−ＰＳＫおよびＭ−ＱＡＭのとき、ｐ_q(ｒ_q(k)｜σ_if,_q²）は次式のように表される。

【数12】

【0043】

雑音信号としてＡＷＧＮを想定すると、ｐ_q(ｒ_q(k)｜σ_if,_q²,ｘ_q(k)＝ｘ_i）は次式で表される。

【数13】

【0044】

ここで、対数尤度関数を次式で定義する。

【数14】

【0045】

これを最大化するσ_if,_q²を求めるためにσ_if,_q²で偏微分すると、次式のようになる。

【数15】

【0046】

事前確率ｐ_q(ｘ_q(k)＝ｘ_i｜σ_if,_q²）は、σ_if,_q² に関して独立のため、事後確率は次式のように表される。

【数16】

【0047】

式(2-1),(2-2),(2-3)により、対数尤度関数Λ(σ_if,_q²)を以下のように表される。

【数17】

【0048】

対数尤度関数Λ(σ_if,_q²) の最大化条件より定義される尤度方程式３を解くと、次の関係式が得られる。

【数18】

【0049】

ここで、σ_n²は、非重畳帯域で推定した雑音電力の値を代入する。ただし、初期値は前述の通りパイロット信号から求める。

【0050】

この式(3)はσ_if,_q²に関して閉形式ではないので、それぞれ解析的にσ_if,_q² を求めることは難しい。そこで、σ_if,_q² の初期推定値として非重畳帯域の不要信号電力の代表値、例えば非重畳帯域のサブキャリアの平均値や最大値をσ_if,_q²⁽⁰⁾として、式(3) の右辺のσ_if,_q² に代入し、左辺より更新された推定値σ_if,_q²⁽¹⁾を求める。このように式(3)を漸化的に解くことでｎ回繰り返しにより、近似値σ_if,_q²⁽ⁿ⁾を得て推定値とする。

【0051】

なお、干渉電力σ_if,_q² について雑音電力と同様に平均化してもよいが、周波数選択性フェージング通信路など受信電力が周波数特性をもつ場合は、サブバンドごとに平均化したり、あるいは平均化しないほうが良好な特性が得られる可能性もある。ここでは、平均化せずにサブキャリアごとに独立した値を使用するものとする。

【0052】

（干渉電力を考慮したＬＬＲ演算）
重畳帯域のサブキャリアｑの伝送ビットに設定する対数尤度比は、雑音電力と干渉電力を考慮して例えば次式で表される。

【数19】

【0053】

非重畳帯域のサブキャリアｑの伝送ビットに設定する対数尤度比は、雑音電力のみを考慮して例えば次式で表される。

【数20】

【0054】

ここで、ｄ_x(t,q)は、時刻ｔ、サブキャリアｑにおける受信点とｘの信号点集合に含まれる信号点候補間のユークリッド距離である。Ｘ₀(m)は、時刻ｔ、サブキャリアｑのｍ番目のビットに関し、ビット０に属する信号点候補の集合である。Ｘ₁(m)は、時刻ｔ、サブキャリアｑのｍ番目のビットに関し、ビット１に属する信号点候補の集合である。

【0055】

図３は、干渉電力の推定精度の評価結果を示す。
ここでは、所望信号のサブキャリアの右端20％のサブキャリアに種々の干渉電力を有する干渉信号を重畳した際の、干渉電力の正規化推定誤差を示す。従来法は、パイロット信号による検出を10データシンボルにつき2パイロットシンボルで実施したものである。本発明の硬判定は、同様のパイロットシンボルの挿入頻度で実施したもので、本発明の硬判定は、尤度を適当な正負二値に硬判定したものである。CR boundは不偏推定量の推定精度の限界、Genie-aided CR boundは全ての推定法に対する下界である。

【0056】

図３より、本発明は従来法よりも高い精度で干渉電力の推定ができていることが分かる。また、硬判定のように尤度情報を丸めてしまうと、ＳＩＲ＜５dBでは特性が劣化していることから、本発明において軟判定情報を使用することは検出性能の観点から重要である。本発明は、CR boundを下回っていることから不遍推定ではないものと推察される。

【0057】

図４は、ＢＥＲ特性の評価結果を示す。
評価条件は、図３に示す干渉電力の推定精度のものと同じである。本発明は、硬判定および軟判定ともに、理想推定に漸近する特性を示している。従来法は、干渉推定精度が低いため、上記のようにＬＬＲの設定による干渉抑圧効果が十分に得られず、Ｅs／Ｎo＞２dBの領域で特性が劣化している。

【符号の説明】

【0058】

１１ サイクリックプレフィックス除去回路
１２ ＦＦＴ回路
１３ 受信信号バッファ
１４ 伝搬路推定回路
１５ 等化回路
１６ ＬＬＲ演算回路
１７ 復号回路
１８ 誤り訂正符号化回路
１９ ＰＳＫ／ＱＡＭマッピング回路
２０ 伝送路重み回路
２１ 不要信号電力算出回路
２２ 重畳帯域判定回路
２３ 信号電力推定回路
２４ 雑音電力推定回路
２５ 干渉電力推定回路
２６ 尤度方程式１漸化演算回路
２７ 尤度方程式２漸化演算回路
２８ 尤度方程式３漸化演算回路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】