Frequency domain equalization for single-carrier broadband wireless systems
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...まえがき 次 世 代 の移 動 通 信 システムでは,多 様 なブロードバンド マルチメディア情 報 の提 供 が期 待 されており,超 高 速 無 線 伝 送 技 術 の実 現 が望 まれている [1].そのため,パケット伝 送 が主 流 になると予 想 される.周 波 数 選 択 性 フェージング チャネル環境下でのパケット伝送では,何らかの強力な誤り 制 御 技 術 が必 要 である.その有 効 な技 術 の 1 つに Rate compatible turbo coded(RCPT) ハ イ ブ リ ッ ド 自 動 再 送 (HARQ: Hybrid automatic repeat request) [2,3]が知られて いる. しかし,利 用 できる無 線 帯 域 幅 が限 られているため,より 高いスループットの得られる無線伝送技術の開発が必要で ある.有 望 な技 術 として知 られているものに,マルチ送 受 信 アンテナ(MIMO: Multi-Input Multi-Output)多重 [4]がある. MIMO 多重では,送信データ系列を複数の並列系列に変 換 し,それぞれを異 なる送 信 アンテナから同 一 の搬 送 波 周 波数を用いて同時送信する.受信機では,重畳された信号 を分 離した後 ,復 調 を行う.信 号 を分 離 する代 表 的 な方 法 と し て , 最 尤 判 定 (MLD)[5] , 最 小 平 均 二 乗 誤 差 (MMSE)[5] や Vertical-bell laboratories layered space-time architecture (V-BLAST)[6]などが知られている. 高速パケット伝送の実現には,RCPT-HARQ と MIMO 多重 の併用が非常に有効である. ところで,移 動 無 線チャネルは遅 延 時 間 の異なる多 数 の 独 立 パスから構 成 されている.このようなチャネルは周 波 数 選択性チャネルと呼ばれ,SC 伝送では厳しい符号間干渉 により伝送特性が大幅に劣化してしまう[5].そこで,最近で は,直交周波数分割多重 (OFDM)[7]やマルチキャリア符号 分割多元接続 (MC-CDMA)[8]といったマルチキャリア(MC) 伝 送が注目されるようになった.さらに最 近 では,周波 数 領 域等化 (FDE: Frequency-domain Equalization) [9]を用い る SC 伝 送 も 注 目 さ れ て い る [10] . こ れ ま で 筆 者 ら は , SC-MIMO 多重伝送を対象として,繰り返し並列干渉キャン セル(PIC)に関 する検 討 を行 ってきた [11-13].提案した周 波 数 領 域 繰 り 返 し PIC で は , 初 回 の 2 次 元 (2D) MMSE-FDE だけでは,符号間 干渉と他 アンテナ干渉 を十 分に抑圧することができないため,2D MMSE-FDE と PIC を 繰 り返 して信 号 分 離 精 度 を向 上 させている.この繰 り返 し PIC は MC 伝送にも適用可能である. これまで,SC や OFDM 伝送を対象に RCPT HARQ のス ループット特性比較が行われている[14].SC 伝送では FDE によって大 きな周 波 数 ダイバーシチ利 得 が得 られるが,送 信ブロックのおける全てのシンボルに渡って等価チャネル利 得が一定になるために符号化利得が小さい.一方,OFDM 伝 送では複 数 の直 交サブキャリアを用いて異なる信 号を並 列 送 信 しているため,周 波 数 ダイバーシチ利 得 は得 られな いが,インタリーブ効果によって大きな符号化利得が得られ る.Type II RCPT HARQ パケット伝送では第 1 回目の送信 では情報ビットだけを送信し,受信機で誤りが検出されて再 送が生じた場合にはパリティビットを送信する[3].このような パケット伝送では,SC では第 1 回目パケットが正しく受信す る確率は周波数ダイバーシチ利得によって大きくなるが,再 送が生じたときは符号化利得を十分得ることができない.一 方,OFDM では,周波数ダイバーシチ利得が得られないの で,第 1 回目パケットで正しく受信する確率は SC より小さい ものの,再送時には十分な符号化利得を得ることができる. このように 1 つの変調方式に固定してパケット伝送を行うと, 再送を含む全 てのパケット送 信において十分な周波数ダイ バーシチ利得と符号化利得を得ることが期待できない.そこ で,本 論 文 では,再 送 回 数 に応 じて変 調 方 式 を変 えること で周 波 数 ダイバーシチ利 得 と符 号 化 利 得 を得 る適 応 変 調 HARQ を提案している. 本論文の構成は以下のようになっている.第 2 章では, TypeII RCPT-HARQ における適応変調を説明している.第 3 章では,繰り返し PIC を用いる SC 及び OFDM-MIMO 多 重伝送系について述べている.第 4 章では,計算機シミュレ ーションにより求 めた周 波 数 選 択 性 レイリーフェージングチ ャネルにおける RCPT-HARQ のスループット特性を求め,再 送基準の適応変調の適用効果について考察している.第 5 章はむすびである....
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...さらに最 近 では,周波 数 領 域等化 (FDE: Frequency-domain Equalization) [9]を用い る SC 伝 送 も 注 目 さ れ て い る [10] ....
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Additional excerpts
...[2] D....
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Cites background from "Frequency domain equalization for s..."
...INTRODUCTION As an effective way of combining the benefits of orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) and single carrier with frequency domain equalisation (SC-FDE) techniques [1], asymmetric OFDM (A-OFDM) [2] is a scheme for realising various trade-offs between the system performance, complexity and power consumption....
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Cites methods from "Frequency domain equalization for s..."
...In general, a one-tap linear filter based on the linear minimum mean-square error (LMMSE) criterion is used in a FDE [4], [5]....
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...Discrete Fourier transform (DFT)precoded Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA) is adopted to generate SC-FDMA signals in the frequency domain [2], [3] to achieve high commonality with OFDMA in the downlink and affinity to frequency domain equalizers (FDEs) [4], [5]....
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References
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"Frequency domain equalization for s..." refers methods in this paper
...Adaptation can be done with LMS (least mean square), RLS, or least squares minimization (LS) techniques, analogous to adaptation of time domain equalizers [Hay96], [Cla98]....
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...Overlap-save or overlap-add signal processing techniques could also be used to avoid the extra overhead of the cyclic prefix [Fer85], [Hay96]....
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2,627 citations
"Frequency domain equalization for s..." refers background in this paper
...OFDM transmits multiple modulated subcarriers in parallel [ 1 ]....
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...Several variations of orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM) have been proposed as effective anti-multipath techniques, primarily because of the favorable trade-off they offer between performance in severe multipath and signal processing complexity [ 1 ]....
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1,816 citations
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