JP2004336659A - Ofdm signal demodulating device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To increase the input amplitude up to the saturation when A/D convering. <P>SOLUTION: An OFDM signal demodulating device is provided with a saturation sampling point detection circuit 201 which specifies a saturation sampling point, a saturation sampling point information holding circuit 202 which holds the position information and a value of the saturation sampling point detected by the saturation sampling point detection circuit 201, and a sub-carrier discrete Fourier conversion circuit 203 which performs a discrete Fourier conversion to a single of a plurality of specific sub-carriers. Furthermore, the OFDM signal demodulating device is provided with a signal complement device having an amplitude correction value calculation circuit 204 which calculates an amplitude correction value, based on the calculation result of a sub-carrier whose known value is modulated by the sub-carrier discrete Fourier conversion circuit 203, and the place information of the saturation sampling point of the saturation sampling point information holding circuit 202; and a complement data calculation circuit 205 which calculates complement data, based on the amplitude correction value of the amplitude correction value calculation circuit 204, and the place information of the saturation sampling point of the saturation sampling point information holding circuit 202. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing:直交周波数分割多重)信号を用いてデジタル無線通信を行う通信システムにおけるOFDM信号復調装置およびOFDM信号変調装置に係り、特に、OFDM信号の受信装置に用いられる離散フーリエ変換(以下、DFTと称す)にかかわる技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、地上系デジタルテレビ放送や次世代の高速無線LANにおいて、大容量のデータ伝送方式としてOFDM方式が注目されている。OFDM方式とは、複数の搬送波(キャリア)を用いて情報信号を伝送するマルチキャリア伝送方式の一種で、各サブキャリアの周波数関係が互いに直交関係にあるという特徴がある。
【0003】
OFDM信号は、変調装置で互いに直交する周波数関係にある複数のサブキャリアに、直列並列変換された符号化データを割り当て、それぞれを逆離散フーリエ変換(周波数領域を時間領域に変換)によってデジタル変調波に変換した後に、並列直列変換をすることにより生成され、復調装置では、前記変調装置側とは逆の処理を行うことにより、元の符号化データを再生している。
【0004】
ここで、OFDM信号を生成する際に、一部のサブキャリアを用いないことがある。これは直流成分に相当するキャリアなどが挙げられる。これらを未使用サブキャリアと定義し、電力が0となるようにする。これは、OFDM信号変調装置において逆離散フーリエ変換する信号の未使用サブキャリアに相当する個所に、ヌルデータを挿入することにより実現される。
【0005】
また、OFDM信号の性質として、クレストファクタ(ピーク値と平均値の比率)が大きいことが挙げられる。このためOFDM信号復調装置では信号が飽和しないようにA/D変換前に振幅調整が行われる。例えば、受信側でのピーク値予測信号を形成し、送信信号からピーク値予測信号を減算して、送信信号のピーク抑圧を行う送信側での電力制御を行う技術が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
【0006】
その他の例として、従来からのOFDM信号復調装置の一例について図21を用いて説明する。図21に示すように、OFDM信号復調装置は、受信信号を所定の帯域に周波数変換する周波数変換器2501と、周波数変換器2501の出力信号の振幅を調整する振幅増幅器2502と、振幅増幅器2502の出力信号をA/D変換するA/D変換器2503と、A/D変換器2503の出力信号を実成分、虚成分に分離するデジタル直交検波器2504と、デジタル直交検波器2504の出力信号を離散フーリエ変換する離散フーリエ変換器2505と、離散フーリエ変換器2505の出力信号から復調を行う符号判定器2506と、を備えている。
【0007】
まず、受信信号を所定の帯域に周波数変換を行う周波数変換器2501に入力する。次に周波数変換された信号を振幅増幅器2502によって後段のA/D変換時に飽和が起こらないように振幅を調整する。振幅調整された信号をA/D変換器2503でA/D変換し、デジタル直交検波器2504に入力する。デジタル直交検波器ではデジタル直交検波が行われ、その結果が離散フーリエ変換器2505に入力される。離散フーリエ変換器2505の出力信号は復調を行う符号判定器2506に入力され復調が行われる。前述のとおり、従来は復調器においてA/D変換前に信号が飽和しないように振幅調整が行われ、直交検波、ガード区間除去を行った後にフーリエ変換が行われている。
【0008】
【特許文献1】
特開2003−008455号公報
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、入力信号の振幅の最大値と絶対値平均の比が50:1にも達する場合もあるように信号振幅の差が極めて大きいOFDM信号を、従来のように入力信号の振幅の最大値を基準として振幅調整を行いA/D変換器の飽和を回避する場合には、A/D変換器のダイナミックレンジに対して入力信号振幅の絶対値平均の値が小さくなり、等価的に入力信号に対するA/D変換器の分解能が小さくなる、入力信号に対する量子化誤差の影響が大きくなる、という問題が発生する。
本発明は、上記の飽和の影響を改善することを目的としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明の一観点によれば、N個(Nは、N≧1の自然数)のサブキャリアを備え、そのうちm個(mは、N≧m≧1の自然数)のサブキャリアが既知の値で変調された直交周波数分割多重(Orthogonal Frequency Division Multiplexing: 、以下「OFDM」と称する。)信号を、A/D変換、デジタル直交検波、離散フーリエ変換の順番に処理し復調するOFDM信号復調器であって、大振幅信号の入力により、離散フーリエ変換に先立って飽和したA/D変換出力を補完する信号補完器を備えたことを特徴とするOFDM信号復調器が提供される。
【0011】
上記OFDM信号復調装置によれば、離散フーリエ変換に先立って飽和したA/D変換出力を補完する信号補完器を備えているため、飽和したA/D変換出力が離散フーリエ変換されることによる復調誤りを低減することができる。
【0012】
前記信号補完器は、前記デジタル直交検波器の出力に対して離散フーリエ変換を行い、サブキャリア毎の信号波形を再生する離散フーリエ変換手段と、離散フーリエ変換の為に選択した前記デジタル直交検波器の出力のサンプリングポイントにおける、0度の成分であるI成分または90度の成分であるQ成分の振幅絶対値がある値以上になった場合又は前記サンプリングポイントにおけるIQ成分の二乗和である電力値がある値以上になった場合に、そのサンプリングポイントを飽和サンプリングポイントと判断する飽和サンプリングポイント検出手段と、前記飽和サンプリングポイントの信号値とサンプリングタイミングとを含む飽和サンプリングポイント情報を保持する飽和サンプリングポイント情報保持手段と、
前記飽和サンプリングポイント情報と前記既知の値で変調されたサブキャリアに関する前記離散フーリエ変換手段による演算結果とに基づき、前記飽和サンプリングポイントにおける振幅補正値を算出する振幅補正値算出手段と、前記飽和サンプリングポイント情報と前記振幅補正値とに基づき、飽和サンプリングポイントの振幅値を算出する補完データ算出手段と、前記飽和サンプリングポイント情報と前記補完データとを基づき、デジタル直交検波器の出力を補正する手段と
を備えるのが好ましい。
【0013】
【発明の実施の形態】
本発明に係るOFDM信号復調装置は、入力信号によるA/D変換器の飽和を容認することにより飽和を回避する為の振幅調整によって生じる問題点を軽減するとともに、飽和部分の信号をデジタル処理により補完することで飽和の影響を低減することを特徴とする。OFDM信号復調器における信号補完手段は、以下の通りである。フーリエ変換、逆フーリエ変換は、一般的に、以下の行列式の解により表される。
【0014】
【数1】

Figure 2004336659
【0015】
【数2】
Figure 2004336659
【0016】
OFDM信号変調器では、一般的に数2に示すようにX0からXn(n=N−1)の信号を逆フーリエ変換してx0からxnまでが送信される。OFDM復調器では数1に示すように、受信した信号x0からxnをフーリエ変換してY0からYnを得る。X3、X5が既知の値(仮にそれぞれA,Bとする)として送信され、x2、x3が復調時の飽和により実際の値がx2+x’2、x3+x’3であるとすれば、数1の行列式より数3及び数4の2つの式を得る。
【0017】
【数3】
Figure 2004336659
【0018】
【数4】
Figure 2004336659
【0019】
次に、数5から数8までの連立方程式を解くことによりx’2、x’3を導くことができる。導かれたx’2、x’3をx2、x3から減ずることにより飽和した値を補完することができる。
【0020】
【数5】
Figure 2004336659
【0021】
【数6】
Figure 2004336659
【0022】
【数7】
Figure 2004336659
【0023】
【数8】
Figure 2004336659
【0024】
上記の方法を利用することにより、既知のXnがm点ある場合に、数1よりm個の方程式を得て、連立方程式を解くことによりm個までの飽和点を補完することができる。上記飽和サンプリングポイントは、デジタル直交検波器出力におけるI成分またはQ成分の振幅絶対値が一定の閾値以上となるポイントまたは電力値が一定の閾値以上になるポイントを検索することにより検出することができる。
【0025】
以下、数値を用いて説明を行う。ここでは、サブキャリア数が16(N=16)であり、既知の値のサブキャリアが4個(m=4)であるOFDM信号変復調器を用い、OFDM信号復調器のA/D変換器は4ビットの分解能であるものとする。またX0、X6、X7、X8が既知の値(0)である。OFDM信号変調器により図5に示す16QAM変調でマッピングされた信号を図6に示し、変調器の出力信号を図7に示す。
【0026】
OFDM信号復調器において、A/D変換前に信号が図8(a)に示すように飽和が生じないように振幅調整を行った後に直交検波した結果を図9のI(a)、Q(a)に示し、復調した結果を図10(a)に示す。図10(a)より、X12の復調結果がマッピングの境界にあり、復調に誤りを生じることがわかる。
【0027】
さらにA/D変換前に信号が図8(b)のように飽和するよう振幅調整を行った後に直交検波した結果を、図9のI(b)、Q(b)に示し、復調した結果を図10(b)に示す。図10(b)の結果は図10(a)の場合より多くのポイントで復調に誤りが生じていることがわかる。このようにA/D変換器への入力が飽和していない場合、量子化誤差の影響で復調誤りが発生し、飽和している場合は、飽和することによる影響で復調誤りが発生する。そこで、図1のように飽和している信号に対して、デジタル処理の補完器を導入することにより復調誤りの改善を行う。
【0028】
ここでは、電力値(I成分とQ成分の二乗和)が49以上のポイントを飽和サンプリングポイントとすると、x0とx8の2点が飽和サンプリングポイントとなる。X6、X7が既知の値(0)であることを用いて、2点の飽和サンプリングポイントの補完を行うものとして、まず図9のI(b)、Q(b)に示すx0〜x15の値から離散フーリエ変換を行いY6、Y7を計算する。
Y6=−4.536−j3.021
Y7=−5.044−j3.408
【0029】
次に連立方程式をたて、解を求める。
Y6=W(0×6)x’0+W(8×6)x’8
Y7=W(0×7)x’0+W(8×7)x’8
x’0=x’0r+jx’0i、X’8=x’8r+jx’8iとして上の式を展開すると
1×x’0r+0×x’0i+1×x’8r+0×x’8i=−4.536
0×x’0r+1×x’0i+0×x’8r+1×x’8i=−3.021
1×x’0r+0×x’0i−1×x’8r+0×x’8i=−5.044
0×x’0r+1×x’0i+0×x’8r−1×x’8i=−3.408
となる。ガウスの消去法を用いて解を導出すると
x’0=x’0r+j×x’0i=−4.790−j3.215
x’8=x’8r+j×x’8i= 0.254+j0.194
となる。
【0030】
図9のI(b)、Q(b)に示したx0、x8からx’0、x’8をそれぞれ減じてフーリエ変換を行った結果を図11に示す。図11に示すとおり、マッピング誤差が小さくなり、誤りを改善することができる。
【0031】
以下、本発明の実施の形態による信号補完器について説明を行う。ここでは、サブキャリアが64ポイント(N=64)で27番、28番のサブキャリアに既知のデータとして0が代入されたOFDM信号を用いる。(X27=X28=0)
【0032】
まず、本発明の第1の実施の形態によるOFDM信号復調装置について図面を参照しつつ説明を行う。図2は、本実施の形態による信号補完器の構成例を示すブロック図である。図2に示すように、本実施の形態による信号補完器は、飽和サンプリングポイント検出回路201と、飽和サンプリングポイント情報保持回路202と、サブキャリア離散フーリエ変換回路203と、振幅補正値算出回路204と、補完データ算出回路205と、バッファ206と、波形補正回路207とを備えている。
【0033】
飽和サンプリングポイント検出回路201は、飽和サンプリングポイントを特定し、飽和サンプリングポイント情報保持回路202は、飽和サンプリングポイント検出回路201で検出された飽和サンプリングポイントの場所情報と値とを保持する。サブキャリア離散フーリエ変換回路203は、1つあるいは複数の特定のサブキャリアに対する離散フーリエ変換を行う。振幅補正値算出回路204はサブキャリア離散フーリエ変換回路の演算結果と飽和サンプリングポイント情報検出回路の飽和サンプリングポイントの場所情報と値を基に、多元1次連立方程式の近似解を求める。補完データ算出回路205は振幅補正値算出回路204の振幅補正値と飽和サンプリングポイント情報保持回路202の飽和サンプリングポイントの場所情報と値とを基に補完データを算出する。バッファ206は補完前の信号を演算の間保持するためのバッファであり、波形補正回路207は飽和サンプリングポイント情報検出回路の飽和サンプリングポイントの場所情報を基にバッファ206内の飽和サンプリングポイントを補完データ算出回路205の補完データに修正して出力を行う。
【0034】
まず補完前の信号が飽和サンプリングポイント検出回路201に入力する。飽和サンプリングポイント検出回路201は図12に示すようにI+Qを演算する電力算出回路1601と、A≧Bならば飽和と判断し、A<Bならば非飽和と判断する飽和判断回路1602と、飽和判断に用いられるA/D変換後に表現できる電力最大値を出力する回路1603とを有する。飽和サンプリングポイント検出回路201では、図12に示すように、補完前の信号の電力値が、A/D変換後で表現できる理論的な電力最大値であれば飽和しているものとして64ポイントすべてを比較し、飽和しているか否かの情報と補完前の信号値を飽和サンプリングポイント情報検出回路202へ出力する。ここで、飽和点は前記のような最大値ではなく、ある定数Pより大きければ飽和しているものとしたり、補完前の信号の絶対振幅値がある定数Tより大きければ飽和しているものとしたりすることも可能である。
【0035】
飽和サンプリングポイント情報保持回路202は図13に示すように、飽和ポイントであればカウンタ値(場所情報)とI,Qの値をメモリへ保持させる飽和ポイント場所情報算出回路1701と、飽和ポイント場所情報算出回路出力を保持するメモリ1702と、I,Q信号が入力される毎に1加算を行うカウンタ1703とを有している。飽和サンプリングポイント情報保持回路202では図13に示すように、飽和サンプリングポイント検出回路201の飽和情報から飽和サンプリングポイントの場所情報と値とを検出し保持する。また、補完前の信号は同時にサブキャリア離散フーリエ変換回路203及びバッファ206に入力される。ここでは入力信号の3番と8番が飽和していたものとする。サブキャリア離散フーリエ変換回路203は、図14に示す複素乗算器1801、1804と、加算器1802、1805と、後述する連立方程式演算に用いるWの値を保持するメモリ1803とを有している。
【0036】
サブキャリア離散フーリエ変換回路203では、図14に示すようにサブキャリア27番、28番に対して補完前の信号を離散フーリエ変換する。変換された値をそれぞれF27、F28とする。振幅補正値算出回路204は、図15に示すように、Wの値を保持するメモリ1901と、飽和サンプリングポイント場所情報とサブキャリア離散フーリエ変換結果とメモリ出力とを基に複素四則演算を行い、x8を算出する複素四則演算器(x8計算)1902と、複素四則演算器(x8計算)の出力を基にx3を算出する複素四則演算器(x3計算)1903とを有している。
【0037】
振幅補正値算出回路204では、図19に示すように、飽和サンプリングポイント情報保持回路202の飽和サンプリングポイントの場所情報とサブキャリア離散フーリエ変換回路203の離散フーリエ変換結果と、X27=X28=0の前提条件より連立方程式を以下のように置く。
W(3×27)×x3+w(8×27)×x8=f27 (1)
W(3×28)×x3+w(8×28)×x8=f28 (2)
【0038】
上記の連立方程式の解をガウスの消去法を用いて求める。式(2)にW(3×27)÷W(3×28)を乗算し、
{W(3×28)×x3+W(8×28)}×W(3×27)÷W(3×27)÷W(3×28)
より式(1)を減算すると、
0+{W(8×28)×W(3×27)÷W(3×28)−W(8×27)}×x8=F28×W(3×27)÷W(3×28)−F27となり、
x8=F28×W(3×27)÷W(3×28)−F27÷{W(8×28)×W(3×27)÷W(3×28)−W(8×27)}
を求めることができ、求められたx8を(1)式に代入することによってx3を求めることができる。
【0039】
補完データ算出回路205は、図16に示すように飽和サンプリングポイントの信号値から振幅補正値を減算する手段2001を備える。補完データ算出回路205は、飽和サンプリングポイント情報保持回路202の飽和サンプリングポイントの場所情報と信号値を用いて、飽和サンプリングポイントの信号値から振幅補正値算出回路204の解を減算し、補完データとして出力する。波形補正回路207は、図17に示すようにセレクタ2101により構成され、バッファ206の信号を順次出力して、その際に飽和サンプリングポイント情報保持回路202の飽和サンプリングポイントの場所情報から、飽和点の信号を補完データ算出回路205の出力に切り替えることによって補完を行う。
【0040】
飽和している点に対して補完を行わずに離散フーリエ変換を行った場合には全キャリアの信号に歪みが発生し復号に失敗する可能性があるのに対して、補完を行うことにより歪みを低減することができ、正確な復号を行うことが可能となる。
【0041】
次に、本発明の第2の実施の形態によるOFDM信号復調装置について図面を参照して説明を行う。図3は本実施の形態によるOFDM信号復調装置に用いられる信号補完器の構成例を示すブロック図である。図3に示す信号補完器は、飽和サンプリングポイント検出回路301と、飽和サンプリングポイント情報保持回路302と、サブキャリア離散フーリエ変換回路303と、振幅補正値算出回路304と、補完データ算出回路305と、バッファ306と、波形補正回路307と、サンプリングポイント数計数回路308と、を備えている。飽和サンプリングポイント検出回路301は飽和サンプリングポイントを特定し、飽和サンプリングポイント数計数回路308は前記飽和サンプリングポイント検出回路301で検出された飽和サンプリングポイント数をカウントする。飽和サンプリングポイント情報保持回路302は、飽和サンプリングポイント検出回路301で検出された飽和サンプリングポイントの場所情報と値を保持する。サブキャリア離散フーリエ変換回路303は1つあるいは複数の特定のサブキャリアに対する離散フーリエ変換を行う。振幅補正値算出回路304はサブキャリア離散フーリエ変換回路の演算結果と飽和サンプリングポイント情報保持回路302の飽和サンプリングポイントの場所情報の値を基に、多元1次連立方程式の近似解を求める。補完データ算出回路305は振幅補正値算出回路の振幅補正値と飽和サンプリングポイント情報保持回路302の飽和サンプリングポイントの場所情報と値を基に補完データを算出する。バッファ306は補完前の信号を演算の間保持するためのバッファであり、波形補正回路307は飽和サンプリングポイント情報保持回路302の飽和サンプリングポイントの場所情報を基にバッファ306内の飽和サンプリングポイントを補完データ算出回路305の補完データに修正して出力を行う。
【0042】
ここで振幅補正値算出回路304と補完データ算出回路305と、波形補正回路307は、飽和サンプリングポイント数計数回路308のカウント出力がm個以下であれば各演算を行い、m個を超える場合は演算を行わずに補正を行わない。
【0043】
まず、補完前の信号は飽和サンプリングポイント検出回路301に入力される。飽和サンプリングポイント検出回路301では補完前の信号の電力値が、A/D変換後で表現できる理論的な最大値であれば飽和しているものとして64ポイントすべてを比較し、飽和しているか否かの情報と補完前の信号値とを、飽和サンプリングポイント数計数回路308と飽和サンプリングポイント情報保持回路302へ出力する。
【0044】
飽和サンプリングポイント数計数回路308は図18に示すようにカウンタ2201を有しており、飽和サンプリングポイントの数をカウントし、保持する。飽和サンプリングポイント情報保持回路302では、飽和サンプリングポイント検出回路301の飽和情報から飽和サンプリングポイントの場所情報と値とを検出して保持する。また、補完前の信号は、同時にサブキャリア離散フーリエ変換回路303及びバッファ306に入力される。ここでは、入力信号の3番と8番と9番が飽和していたものとする。サブキャリア離散フーリエ変換回路303は、サブキャリア27番、28番に対して補完前の信号を離散フーリエ変換する。変換された値をそれぞれF27、F28とする。振幅補正値算出回路304は飽和サンプリングポイント数計数回路308からの出力がm個(ここでは2個)を超える3であるため、演算を行わない。
【0045】
補完データ算出回路305は、飽和サンプリングポイント数計数回路308からの出力が3であるため、演算を行わない。波形補正回路307は図19に示すようにセレクタ2301を有しており、飽和サンプリングポイント数がm個を超える場合には出力をバッファ出力に固定し、m個以下である場合は、飽和サンプリングポイント場所情報に従って出力をバッファ出力と補完データとに切り替える。波形補正回路307では、飽和サンプリングポイント数計数回路308からの出力が3であるため、バッファ306の信号を順次出力する。飽和している点がm個を超える場合には、補完データの値が正しい値ではなくなるため、各演算回路を停止させることにより余分な電力の消費を抑えることが可能である。
次に本発明の第3の実施の形態によるOFDM信号復調装置について説明する。
【0046】
図4は、本実施の形態による信号補完器の構成例を示すブロック図である。図4に示す信号補完器は、飽和サンプリングポイント検出回路401と、飽和サンプリングポイント情報保持回路402と、サブキャリア離散フーリエ変換回路403と、振幅補正値算出回路404と、補完データ算出回路405と、バッファ406と、波形補正回路407と比較器408と、を備えている。飽和サンプリングポイント検出回路401は飽和サンプリングポイントを特定し、飽和サンプリングポイント情報保持回路402は飽和サンプリングポイント検出回路401で検出された飽和サンプリングポイントの場所情報と値を保持する。サブキャリア離散フーリエ変換回路403は、1又は複数の特定のサブキャリアに対する離散フーリエ変換を行う。振幅補正値算出回路404はサブキャリア離散フーリエ変換回路の演算結果と飽和サンプリングポイント情報保持回路402の飽和サンプリングポイントの場所情報の値とに基づいて、多元1次連立方程式の近似解を求める。補完データ算出回路405は、振幅補正値算出回路404の振幅補正値と飽和サンプリングポイント情報保持回路402の飽和サンプリングポイントの場所情報との値を基に補完データを算出する。
【0047】
バッファ406は、演算の間補完前の信号を保持するためのバッファであり、比較器408は、飽和サンプリングポイント情報保持回路402の飽和サンプリングポイントの信号値の絶対値と補完データ算出回路405からの補完データの絶対値とを比較する。補完データの絶対値が飽和サンプリングポイント情報保持回路402の飽和サンプリングポイントの値の絶対値以上である場合は、補完データとして補完データ算出回路405からの補完データを出力し、補完データの絶対値が飽和サンプリングポイント情報保持回路402の飽和サンプリングポイントの値の絶対値より小さい場合は、飽和サンプリングポイント情報保持回路402の飽和サンプリングポイントの信号値を出力する。波形補正回路407は飽和サンプリングポイント情報保持回路402の飽和サンプリングポイントの場所情報を基にバッファ406内の飽和サンプリングポイントを比較器408の補完データに修正して出力を行う。
【0048】
まず、補完前の信号は飽和サンプリングポイント検出回路401に入力される。飽和サンプリングポイント検出回路401では補完前の信号の電力値が、A/D変換後で表現できる理論的な最大値であれば飽和しているものとして64ポイントすべてを比較し、飽和しているか否かの情報と補完前の信号値を飽和サンプリングポイント情報保持回路402へ出力する。飽和サンプリングポイント情報保持回路402では飽和サンプリングポイント検出回路401の飽和情報から飽和サンプリングポイントの場所情報と値を検出し、保持する。また補完前の信号は同時にサブキャリア離散フーリエ変換回路403及びバッファ406に入力される。
【0049】
ここでは入力信号の3番と8番が飽和していたものとする。サブキャリア離散フーリエ変換回路403は、サブキャリア27番、28番に対して補完前の信号を離散フーリエ変換する。変換された値をそれぞれF27、F28とする。振幅補正値算出回路404では前記実施の形態1記載の振幅補正値算出回路404と同様にx3、x8が求められる。
【0050】
補完データ算出回路405は、飽和サンプリングポイント情報検出回路402の飽和サンプリングポイントの場所情報と信号値を用いて、飽和サンプリングポイントの信号値から振幅補正値算出回路404の解を減算し、補完データとして出力する。比較器408は図20に示すようにセレクタ2401を有しており、飽和サンプリングポイント情報保持回路402の飽和サンプリングポイントの信号値の絶対値と補完データ算出回路405からの補完データの絶対値とを比較し、補完データの絶対値が飽和サンプリングポイント情報保持回路402の飽和サンプリングポイントの値の絶対値以上である場合は、補完データとして補完データ算出回路405からの補完データを出力し、補完データの絶対値が飽和サンプリングポイント情報保持回路402の飽和サンプリングポイントの値の絶対値より小さい場合は、飽和サンプリングポイント情報保持回路402の飽和サンプリングポイントの信号値を出力する。波形補正回路407はバッファ406の信号を順次出力して、その際に飽和サンプリングポイント情報保持回路402の飽和サンプリングポイントの場所情報から、飽和点の信号を補完データ算出回路405出力に切り替えることによって補完を行う。補完を行う信号のノイズ、振幅補正値算出を行う際の演算誤差等による飽和しているサンプリングポイントの誤った値での補正を防止することが可能となる。
【0051】
以上に説明したように、本実施の形態によるOFDM復調装置によれば、フーリエ変換を行う前に飽和したデータを補完することが可能となるため、A/D変換時の入力振幅を飽和が発生するまで大きくとることができる。また、高分解能で高精度なA/D変換器を用いる必要がないという利点がある。
以上、本実施の形態に沿って説明したが、本発明はこれらの例に限定されるものではなく、種々の変形が可能であるのは言うまでもない。
【0052】
【発明の効果】
以上述べたとおり、本発明のOFDM信号復調装置によれば、フーリエ変換を行う前に飽和したデータを補完することが可能となるため、A/D変換時の入力振幅を飽和が発生するまで大きくとることができる。また、高分解能で高精度なA/D変換器を用いる必要がないという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態によるOFDM信号復調装置の基本構成例を示すブロック図である。
【図2】本実施の形態による補完回路の第1構成例を示すブロック図である。
【図3】本実施の形態による補完回路の第2構成例を示すブロック図である。
【図4】本実施の形態による補完回路の第3構成例を示すブロック図である。
【図5】16QAMでマッピングされた離散フーリエ変換前の信号例を示す図である。
【図6】図5の信号のマッピング図である。
【図7】図5の信号の送信波形を示す図である。
【図8】図7の波形をA/D変換した信号であり、(a)は、飽和させずにA/D変換を行った信号、(b)は、飽和させてA/D変換を行った信号例を示す図である。
【図9】図8の信号に対する直交検波後の各々の信号を示す図である。
【図10】図9の信号に対する各々の離散フーリエ変換後の信号を示す図である。
【図11】本実施の形態による信号補完器を用いた場合の図9のI(b)、Q(b)に示したx0、x8からx’0、x’8をそれぞれ減じてフーリエ変換を行った結果を示す図である。
【図12】本実施の形態による飽和サンプリングポイント検出回路の構成例を示す図である。
【図13】本実施の形態による飽和サンプリングポイント情報保持回路の構成例を示す図である。
【図14】本実施の形態によるサブキャリア離散フーリエ変換回路の構成例を示す図である。
【図15】本実施の形態による振幅補正値算出回路の構成例を示す図である。
【図16】本実施の形態による補完データ算出回路の構成例を示す図である。
【図17】本実施の形態による波形補正回路の第1構成例を示す図である。
【図18】本実施の形態による飽和サンプリングポイント数計数回路の構成例を示す図である。
【図19】本実施の形態による波形補正回路の第2構成例を示す図である。
【図20】本実施の形態による比較器の構成例を示す図である。
【図21】一般的なOFDM信号復調装置の構成例を示す図である。
【符号の説明】
101 周波数変換器、102 振幅増幅器、103 A/D変換器、104
デジタル直交検波器、105 離散フーリエ変換器、106 符号判定器、107 信号補完器、201 飽和サンプリングポイント検出回路、202 飽和サンプリングポイント情報保持回路、203 サブキャリア離散フーリエ変換回路204 振幅補正値算出回路、205 補完データ算出回路、206 バッファ、207 波形補正回路、301 飽和サンプリングポイント検出回路、302飽和サンプリングポイント情報保持回路、303 サブキャリア離散フーリエ変換回路、304 振幅補正値算出回路、305 補完データ算出回路、306バッファ、307 波形補正回路、308 飽和サンプリングポイント数計数回路、401 飽和サンプリングポイント検出回路、402 飽和サンプリングポイント情報保持回路、403 サブキャリア離散フーリエ変換回路、404 振幅補正値算出回路、405 補完データ算出回路、406 バッファ、407波形補正回路、408 比較器、1601 電力算出回路、1602 飽和判断回路、1603 A/D変換後に表現できる電力最大値、1701 飽和ポイント情報算出回路、1702 メモリ、1703 カウンタ、1801 複素乗算器、1802 加算器、1803 メモリ(W)、1804 複素乗算器、1805 加算器、1901 メモリ(W)、1902 複素四則演算器(x8計算)、1903 複素四則演算器(x3計算)、2001 飽和サンプリングポイントの信号値−振幅補正値、2101 セレクタ、2201 カウンタ、2301 セレクタ、2401 セレクタ、2501 周波数変換器、2502 振幅増幅器、2503 A/D変換器、2504 デジタル直交検波器、2505離散フーリエ変換器、2506 符号判定器。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an OFDM signal demodulation device and an OFDM signal modulation device in a communication system for performing digital wireless communication using an OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) signal, and more particularly to an OFDM signal receiving device. The present invention relates to a technique related to a discrete Fourier transform (hereinafter, referred to as DFT).
[0002]
[Prior art]
In recent years, in terrestrial digital television broadcasting and next-generation high-speed wireless LANs, the OFDM scheme has attracted attention as a large-capacity data transmission scheme. The OFDM system is a type of a multi-carrier transmission system for transmitting an information signal using a plurality of carriers, and is characterized in that the subcarriers have a frequency relationship that is orthogonal to each other.
[0003]
In the OFDM signal, serially / parallel-converted encoded data is allocated to a plurality of subcarriers having a frequency relationship orthogonal to each other in a modulator, and each of the digital data is subjected to inverse discrete Fourier transform (frequency domain is converted to time domain) by digital modulation. After that, the data is generated by performing parallel-to-serial conversion, and the demodulation device reproduces the original coded data by performing a process reverse to that of the modulation device side.
[0004]
Here, when generating an OFDM signal, some subcarriers may not be used. This includes a carrier corresponding to a DC component. These are defined as unused subcarriers, and the power is set to 0. This is realized by inserting null data into a portion corresponding to an unused subcarrier of a signal to be subjected to inverse discrete Fourier transform in the OFDM signal modulation device.
[0005]
Another property of the OFDM signal is that the crest factor (the ratio between the peak value and the average value) is large. For this reason, in the OFDM signal demodulator, amplitude adjustment is performed before A / D conversion so that the signal is not saturated. For example, there is disclosed a technique of forming a peak value prediction signal on the reception side, subtracting the peak value prediction signal from the transmission signal, and performing power control on the transmission side that performs peak suppression on the transmission signal (eg, Patent Document 1).
[0006]
As another example, an example of a conventional OFDM signal demodulation device will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 21, the OFDM signal demodulation device includes a frequency converter 2501 that converts the frequency of a received signal into a predetermined band, an amplitude amplifier 2502 that adjusts the amplitude of an output signal of the frequency converter 2501, and an amplitude amplifier 2502. An A / D converter 2503 for A / D converting the output signal, a digital quadrature detector 2504 for separating the output signal of the A / D converter 2503 into a real component and an imaginary component, and an output signal of the digital quadrature detector 2504 The apparatus includes a discrete Fourier transformer 2505 that performs a discrete Fourier transform, and a sign determiner 2506 that demodulates an output signal of the discrete Fourier transformer 2505.
[0007]
First, a received signal is input to a frequency converter 2501 that performs frequency conversion to a predetermined band. Next, the amplitude of the frequency-converted signal is adjusted by an amplitude amplifier 2502 so that saturation does not occur at the time of A / D conversion in the subsequent stage. The signal whose amplitude has been adjusted is A / D converted by an A / D converter 2503 and input to a digital quadrature detector 2504. The digital quadrature detector performs digital quadrature detection, and the result is input to the discrete Fourier transformer 2505. The output signal of the discrete Fourier transformer 2505 is input to a code decision unit 2506 that performs demodulation, and demodulation is performed. As described above, conventionally, amplitude adjustment is performed in the demodulator so that the signal is not saturated before A / D conversion, and Fourier transform is performed after performing quadrature detection and guard section removal.
[0008]
[Patent Document 1]
JP 2003-008455 A
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, an OFDM signal having a very large difference in signal amplitude such that the ratio between the maximum value of the amplitude of the input signal and the average of the absolute values may reach 50: 1 is used. When the amplitude is adjusted as a reference to avoid saturation of the A / D converter, the average value of the absolute value of the input signal amplitude becomes smaller than the dynamic range of the A / D converter, and equivalently, the input signal A problem occurs in that the resolution of the A / D converter is reduced and the influence of a quantization error on an input signal is increased.
The present invention aims to improve the effects of the above-mentioned saturation.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
According to an aspect of the present invention, N (N is a natural number of N ≧ 1) subcarriers are provided, and m (m is a natural number of N ≧ m ≧ 1) subcarriers are known values. An OFDM signal demodulator that processes and demodulates a modulated Orthogonal Frequency Division Multiplexing (hereinafter, referred to as “OFDM”) signal in the order of A / D conversion, digital orthogonal detection, and discrete Fourier transform. Accordingly, there is provided an OFDM signal demodulator characterized by comprising a signal complementer for complementing a saturated A / D conversion output prior to a discrete Fourier transform by inputting a large amplitude signal.
[0011]
According to the OFDM signal demodulation device, since the signal complementer for complementing the saturated A / D conversion output prior to the discrete Fourier transform is provided, demodulation is performed by performing the discrete Fourier transform on the saturated A / D conversion output. Errors can be reduced.
[0012]
The signal complementer performs a discrete Fourier transform on an output of the digital quadrature detector to reproduce a signal waveform for each subcarrier, and the digital quadrature detector selected for the discrete Fourier transform. At the sampling point of the output of the above, when the amplitude absolute value of the I component which is the 0-degree component or the Q component which is the 90-degree component becomes a certain value or more, or the power value which is the sum of squares of the IQ component at the sampling point A saturated sampling point detecting means for judging the sampling point as a saturated sampling point when the value exceeds a certain value, and a saturated sampling point for holding saturated sampling point information including a signal value of the saturated sampling point and a sampling timing. Information holding means;
An amplitude correction value calculating unit that calculates an amplitude correction value at the saturation sampling point based on the saturation sampling point information and a calculation result of the discrete Fourier transform unit on the subcarrier modulated with the known value; Complementary data calculation means for calculating the amplitude value of a saturated sampling point based on point information and the amplitude correction value, and means for correcting the output of a digital quadrature detector based on the saturation sampling point information and the complementary data
It is preferable to provide
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The OFDM signal demodulation device according to the present invention reduces the problems caused by amplitude adjustment for avoiding saturation by accepting the saturation of the A / D converter due to the input signal, and digitally processes the signal of the saturated portion by digital processing. It is characterized in that the effect of saturation is reduced by complementing. The signal complementing means in the OFDM signal demodulator is as follows. The Fourier transform and the inverse Fourier transform are generally represented by the solution of the following determinant.
[0014]
(Equation 1)
Figure 2004336659
[0015]
(Equation 2)
Figure 2004336659
[0016]
In the OFDM signal modulator, signals from X0 to Xn (n = N-1) are generally subjected to inverse Fourier transform as shown in Expression 2, and x0 to xn are transmitted. In the OFDM demodulator, as shown in Expression 1, the received signals x0 to xn are Fourier-transformed to obtain Y0 to Yn. Assuming that X3 and X5 are transmitted as known values (assumed to be A and B, respectively) and x2 and x3 are actual values x2 + x'2 and x3 + x'3 due to saturation at the time of demodulation, a matrix of Formula 1 Equations 2 and 3 are obtained from the equations.
[0017]
[Equation 3]
Figure 2004336659
[0018]
(Equation 4)
Figure 2004336659
[0019]
Next, x'2 and x'3 can be derived by solving the simultaneous equations of Equations 5 to 8. By subtracting the derived x'2, x'3 from x2, x3, saturated values can be complemented.
[0020]
(Equation 5)
Figure 2004336659
[0021]
(Equation 6)
Figure 2004336659
[0022]
(Equation 7)
Figure 2004336659
[0023]
(Equation 8)
Figure 2004336659
[0024]
By using the above method, if there are m known Xn points, m equations can be obtained from Equation 1 and the simultaneous equations can be solved to complement up to m saturation points. The saturation sampling point can be detected by searching for a point where the amplitude absolute value of the I component or the Q component in the digital quadrature detector output is equal to or greater than a certain threshold or a point where the power value is equal to or greater than a certain threshold. .
[0025]
Hereinafter, description will be made using numerical values. Here, an OFDM signal modulator / demodulator in which the number of subcarriers is 16 (N = 16) and the number of subcarriers of a known value is 4 (m = 4) is used, and the A / D converter of the OFDM signal demodulator is It is assumed that the resolution is 4 bits. X0, X6, X7, and X8 are known values (0). FIG. 6 shows a signal mapped by the OFDM signal modulator by the 16QAM modulation shown in FIG. 5, and FIG. 7 shows an output signal of the modulator.
[0026]
In the OFDM signal demodulator, the result of quadrature detection after performing amplitude adjustment before the A / D conversion so that the signal does not cause saturation as shown in FIG. 8A is shown by I (a), Q ( FIG. 10A shows the result of demodulation, and FIG. 10A shows the result. From FIG. 10A, it can be seen that the demodulation result of X12 is at the boundary of the mapping and an error occurs in the demodulation.
[0027]
Further, the result of quadrature detection after performing amplitude adjustment so that the signal is saturated as shown in FIG. 8B before A / D conversion is shown in I (b) and Q (b) of FIG. Is shown in FIG. The result of FIG. 10B shows that errors occur in demodulation at more points than in the case of FIG. As described above, when the input to the A / D converter is not saturated, a demodulation error occurs due to a quantization error, and when the input is saturated, a demodulation error occurs due to the saturation. Therefore, for a signal that is saturated as shown in FIG. 1, a demodulation error is improved by introducing a complementer for digital processing.
[0028]
Here, assuming that a point where the power value (sum of squares of the I component and the Q component) is 49 or more is a saturation sampling point, two points x0 and x8 are saturation sampling points. Assuming that two saturated sampling points are complemented by using that X6 and X7 are known values (0), values of x0 to x15 shown in I (b) and Q (b) of FIG. And perform discrete Fourier transform to calculate Y6 and Y7.
Y6 = −4.536−j3.021
Y7 = -5.044-j3.408
[0029]
Next, a simultaneous equation is established to find a solution.
Y6 = W (0 × 6) x′0 + W (8 × 6) x′8
Y7 = W (0 × 7) x′0 + W (8 × 7) x′8
When the above expression is expanded as x′0 = x′0r + jx′0i, X′8 = x′8r + jx′8i,
1 × x′0r + 0 × x′0i + 1 × x′8r + 0 × x′8i = −4.536
0 × x′0r + 1 × x′0i + 0 × x′8r + 1 × x′8i = −3.021
1 × x′0r + 0 × x′0i−1 × x′8r + 0 × x′8i = −5.044
0 × x′0r + 1 × x′0i + 0 × x′8r−1 × x′8i = −3.408
It becomes. Deriving the solution using Gaussian elimination
x′0 = x′0r + j × x′0i = −4.790−j3.215
x′8 = x′8r + j × x′8i = 0.254 + j0.194
It becomes.
[0030]
FIG. 11 shows a result obtained by subtracting x′0 and x′8 from x0 and x8 shown in I (b) and Q (b) in FIG. 9 and performing Fourier transform. As shown in FIG. 11, the mapping error is reduced, and the error can be improved.
[0031]
Hereinafter, a signal complementer according to an embodiment of the present invention will be described. Here, an OFDM signal in which 0 is substituted as known data in the 27th and 28th subcarriers with 64 subcarriers (N = 64) is used. (X27 = X28 = 0)
[0032]
First, an OFDM signal demodulation device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of the signal complementer according to the present embodiment. As shown in FIG. 2, the signal complementer according to the present embodiment includes a saturation sampling point detection circuit 201, a saturation sampling point information holding circuit 202, a subcarrier discrete Fourier transform circuit 203, and an amplitude correction value calculation circuit 204. , A complementary data calculation circuit 205, a buffer 206, and a waveform correction circuit 207.
[0033]
The saturation sampling point detection circuit 201 specifies the saturation sampling point, and the saturation sampling point information holding circuit 202 holds the location information and the value of the saturation sampling point detected by the saturation sampling point detection circuit 201. The subcarrier discrete Fourier transform circuit 203 performs a discrete Fourier transform on one or a plurality of specific subcarriers. The amplitude correction value calculation circuit 204 obtains an approximate solution of a multiple linear simultaneous equation based on the operation result of the subcarrier discrete Fourier transform circuit and the location information and value of the saturation sampling point of the saturation sampling point information detection circuit. The complementary data calculation circuit 205 calculates complementary data based on the amplitude correction value of the amplitude correction value calculation circuit 204 and the location information and value of the saturation sampling point of the saturation sampling point information holding circuit 202. The buffer 206 is a buffer for holding the signal before complementation during the calculation, and the waveform correction circuit 207 complements the saturated sampling point in the buffer 206 based on the location information of the saturation sampling point of the saturation sampling point information detection circuit. The output is corrected to the complementary data of the calculation circuit 205.
[0034]
First, a signal before complementation is input to the saturation sampling point detection circuit 201. As shown in FIG. 12, the saturation sampling point detection circuit 201 2 + Q 2 , A saturation determination circuit 1602 that determines saturation if A ≧ B, and determines non-saturation if A <B, and a maximum power that can be expressed after A / D conversion used for saturation determination. And a circuit 1603 that outputs In the saturation sampling point detection circuit 201, as shown in FIG. 12, if the power value of the signal before complementation is a theoretical maximum power value that can be expressed after A / D conversion, it is determined that all the 64 points are saturated. And outputs the information on whether or not the signal is saturated and the signal value before complementation to the saturated sampling point information detecting circuit 202. Here, it is assumed that the saturation point is not the maximum value as described above, but is saturated if it is larger than a certain constant P, or is saturated if the absolute amplitude value of the signal before complementation is larger than a certain constant T. It is also possible.
[0035]
As shown in FIG. 13, a saturation sampling point information holding circuit 202 stores a counter value (location information) and values of I and Q in a memory if the saturation point, and a saturation point location information. It has a memory 1702 for holding the output of the calculation circuit and a counter 1703 for adding 1 each time the I and Q signals are input. As shown in FIG. 13, the saturation sampling point information holding circuit 202 detects and holds the location information and the value of the saturation sampling point from the saturation information of the saturation sampling point detection circuit 201. The signal before complementation is input to the subcarrier discrete Fourier transform circuit 203 and the buffer 206 at the same time. Here, it is assumed that the third and eighth input signals are saturated. The subcarrier discrete Fourier transform circuit 203 includes complex multipliers 1801 and 1804, adders 1802 and 1805 shown in FIG. 14, and a memory 1803 for holding a value of W used for simultaneous equation calculation described later.
[0036]
In the subcarrier discrete Fourier transform circuit 203, as shown in FIG. 14, the signal before complementation on the subcarriers 27 and 28 is subjected to discrete Fourier transform. The converted values are F27 and F28, respectively. As shown in FIG. 15, the amplitude correction value calculation circuit 204 performs a complex four arithmetic operation based on the memory 1901 holding the value of W, the saturation sampling point location information, the subcarrier discrete Fourier transform result, and the memory output, It has a complex four arithmetic operation unit (x8 calculation) 1902 for calculating x8, and a complex four arithmetic operation unit (x3 calculation) 1903 for calculating x3 based on the output of the complex four arithmetic operation unit (x8 calculation).
[0037]
In the amplitude correction value calculation circuit 204, as shown in FIG. 19, the location information of the saturation sampling point of the saturation sampling point information holding circuit 202, the result of the discrete Fourier transform of the subcarrier discrete Fourier transform circuit 203, and X27 = X28 = 0 Based on the preconditions, the simultaneous equations are set as follows.
W (3 × 27) × x3 + w (8 × 27) × x8 = f27 (1)
W (3 × 28) × x3 + w (8 × 28) × x8 = f28 (2)
[0038]
The solution of the above simultaneous equations is obtained using Gaussian elimination. Equation (2) is multiplied by W (3 × 27) ÷ W (3 × 28),
{W (3 × 28) × x3 + W (8 × 28)} × W (3 × 27) ÷ W (3 × 27) ÷ W (3 × 28)
Subtracting equation (1),
0+ {W (8 × 28) × W (3 × 27) ÷ W (3 × 28) -W (8 × 27)} × x8 = F28 × W (3 × 27) ÷ W (3 × 28) -F27 Becomes
x8 = F28 × W (3 × 27) ÷ W (3 × 28) -F27 ÷ {W (8 × 28) × W (3 × 27) ÷ W (3 × 28) -W (8 × 27)}
Can be obtained, and x3 can be obtained by substituting the obtained x8 into the equation (1).
[0039]
The complementary data calculation circuit 205 includes means 2001 for subtracting the amplitude correction value from the signal value at the saturation sampling point as shown in FIG. The supplementary data calculation circuit 205 subtracts the solution of the amplitude correction value calculation circuit 204 from the signal value of the saturation sampling point using the location information and the signal value of the saturation sampling point of the saturation sampling point information holding circuit 202, and generates the complement data. Output. The waveform correction circuit 207 is composed of a selector 2101 as shown in FIG. 17 and sequentially outputs the signals of the buffer 206. At this time, the information of the location of the saturation sampling point of the saturation sampling point information holding circuit 202 is used to determine the saturation point. The complement is performed by switching the signal to the output of the complement data calculation circuit 205.
[0040]
If the discrete Fourier transform is performed without performing interpolation on a saturated point, distortion may occur in the signals of all carriers and decoding may fail. Can be reduced, and accurate decoding can be performed.
[0041]
Next, an OFDM signal demodulator according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 3 is a block diagram showing a configuration example of a signal complementer used in the OFDM signal demodulator according to the present embodiment. The signal complementer shown in FIG. 3 includes a saturation sampling point detection circuit 301, a saturation sampling point information holding circuit 302, a subcarrier discrete Fourier transform circuit 303, an amplitude correction value calculation circuit 304, a complement data calculation circuit 305, A buffer 306, a waveform correction circuit 307, and a sampling point number counting circuit 308 are provided. The saturation sampling point detection circuit 301 specifies a saturation sampling point, and the saturation sampling point number counting circuit 308 counts the number of saturation sampling points detected by the saturation sampling point detection circuit 301. The saturation sampling point information holding circuit 302 holds the location information and the value of the saturation sampling point detected by the saturation sampling point detection circuit 301. The subcarrier discrete Fourier transform circuit 303 performs a discrete Fourier transform on one or more specific subcarriers. The amplitude correction value calculation circuit 304 obtains an approximate solution of a multiple linear simultaneous equation based on the operation result of the subcarrier discrete Fourier transform circuit and the value of the location information of the saturation sampling point of the saturation sampling point information holding circuit 302. The complementary data calculation circuit 305 calculates complementary data based on the amplitude correction value of the amplitude correction value calculation circuit and the location information and value of the saturation sampling point of the saturation sampling point information holding circuit 302. The buffer 306 is a buffer for holding the signal before complement during the calculation, and the waveform correction circuit 307 complements the saturated sampling point in the buffer 306 based on the location information of the saturated sampling point of the saturated sampling point information holding circuit 302. The output is corrected to the complementary data of the data calculation circuit 305.
[0042]
Here, the amplitude correction value calculation circuit 304, the supplementary data calculation circuit 305, and the waveform correction circuit 307 perform each operation if the count output of the saturation sampling point number counting circuit 308 is m or less, and if the count output exceeds m, No correction is performed without performing calculations.
[0043]
First, the signal before complementation is input to the saturation sampling point detection circuit 301. If the power value of the signal before complementation is the theoretical maximum value that can be expressed after A / D conversion, the saturation sampling point detection circuit 301 compares all 64 points as being saturated, and determines whether the signal is saturated. The information and the signal value before complementation are output to the saturated sampling point number counting circuit 308 and the saturated sampling point information holding circuit 302.
[0044]
The saturation sampling point number counting circuit 308 has a counter 2201 as shown in FIG. 18, and counts and holds the number of saturation sampling points. The saturation sampling point information holding circuit 302 detects and holds the location information and the value of the saturation sampling point from the saturation information of the saturation sampling point detection circuit 301. The signal before complementation is input to the subcarrier discrete Fourier transform circuit 303 and the buffer 306 at the same time. Here, it is assumed that the third, eighth, and ninth input signals are saturated. The subcarrier discrete Fourier transform circuit 303 performs a discrete Fourier transform on a signal before complementation on subcarriers 27 and 28. The converted values are F27 and F28, respectively. The amplitude correction value calculation circuit 304 does not perform the operation because the output from the saturation sampling point number counting circuit 308 is 3 exceeding m (here, 2).
[0045]
The complementary data calculation circuit 305 does not perform the calculation because the output from the saturation sampling point number counting circuit 308 is 3. As shown in FIG. 19, the waveform correction circuit 307 has a selector 2301. When the number of saturation sampling points exceeds m, the output is fixed to the buffer output. The output is switched between buffer output and complementary data according to the location information. In the waveform correction circuit 307, since the output from the saturated sampling point number counting circuit 308 is 3, the signals of the buffer 306 are sequentially output. If the number of saturation points exceeds m, the value of the complementary data is not correct, and thus, it is possible to suppress unnecessary power consumption by stopping each arithmetic circuit.
Next, an OFDM signal demodulator according to a third embodiment of the present invention will be described.
[0046]
FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration example of the signal complementer according to the present embodiment. The signal complementer shown in FIG. 4 includes a saturation sampling point detection circuit 401, a saturation sampling point information holding circuit 402, a subcarrier discrete Fourier transform circuit 403, an amplitude correction value calculation circuit 404, a complement data calculation circuit 405, A buffer 406, a waveform correction circuit 407, and a comparator 408 are provided. The saturation sampling point detection circuit 401 specifies a saturation sampling point, and the saturation sampling point information holding circuit 402 holds the location information and the value of the saturation sampling point detected by the saturation sampling point detection circuit 401. The subcarrier discrete Fourier transform circuit 403 performs a discrete Fourier transform on one or more specific subcarriers. The amplitude correction value calculation circuit 404 obtains an approximate solution of a multiple linear simultaneous equation based on the operation result of the subcarrier discrete Fourier transform circuit and the value of the location information of the saturated sampling point of the saturated sampling point information holding circuit 402. The complementary data calculation circuit 405 calculates complementary data based on the value of the amplitude correction value of the amplitude correction value calculation circuit 404 and the value of the location of the saturation sampling point of the saturation sampling point information holding circuit 402.
[0047]
The buffer 406 is a buffer for holding a signal before complementation during the operation, and the comparator 408 is a buffer for holding the absolute value of the signal value of the saturation sampling point of the saturation sampling point information holding circuit 402 and the signal from the complementing data calculation circuit 405. Compare the absolute value of the complement data. If the absolute value of the complementary data is equal to or greater than the absolute value of the value of the saturation sampling point of the saturation sampling point information holding circuit 402, the complementary data from the complementary data calculation circuit 405 is output as the complementary data, and the absolute value of the complementary data becomes If the absolute value of the value of the saturation sampling point of the saturation sampling point information holding circuit 402 is smaller than the absolute value, the signal value of the saturation sampling point of the saturation sampling point information holding circuit 402 is output. The waveform correction circuit 407 corrects the saturation sampling point in the buffer 406 to complementary data of the comparator 408 based on the location information of the saturation sampling point in the saturation sampling point information holding circuit 402 and outputs the corrected data.
[0048]
First, the signal before complementation is input to the saturation sampling point detection circuit 401. If the power value of the signal before complementation is the theoretical maximum value that can be expressed after A / D conversion, the saturation sampling point detection circuit 401 compares all 64 points as being saturated and determines whether or not the signal is saturated. This information and the signal value before complementation are output to the saturation sampling point information holding circuit 402. The saturation sampling point information holding circuit 402 detects the location information and the value of the saturation sampling point from the saturation information of the saturation sampling point detection circuit 401 and holds it. The signal before complementation is input to the subcarrier discrete Fourier transform circuit 403 and the buffer 406 at the same time.
[0049]
Here, it is assumed that the third and eighth input signals are saturated. The subcarrier discrete Fourier transform circuit 403 performs a discrete Fourier transform on a signal before complementation on subcarriers 27 and 28. The converted values are F27 and F28, respectively. In the amplitude correction value calculation circuit 404, x3 and x8 are obtained similarly to the amplitude correction value calculation circuit 404 described in the first embodiment.
[0050]
The supplementary data calculation circuit 405 subtracts the solution of the amplitude correction value calculation circuit 404 from the signal value of the saturation sampling point using the location information and the signal value of the saturation sampling point of the saturation sampling point information detection circuit 402, and generates the complementary data. Output. The comparator 408 has a selector 2401 as shown in FIG. 20, and calculates the absolute value of the signal value of the saturation sampling point of the saturation sampling point information holding circuit 402 and the absolute value of the complementary data from the complementary data calculation circuit 405. If the absolute value of the complementary data is greater than or equal to the absolute value of the saturation sampling point value of the saturation sampling point information holding circuit 402, the complementary data from the complementary data calculation circuit 405 is output as the complementary data, and When the absolute value is smaller than the absolute value of the value of the saturation sampling point of the saturation sampling point information holding circuit 402, the signal value of the saturation sampling point of the saturation sampling point information holding circuit 402 is output. The waveform correction circuit 407 sequentially outputs the signal of the buffer 406, and at that time, switches the signal of the saturation point from the location information of the saturation sampling point of the saturation sampling point information holding circuit 402 to the output of the complementary data calculation circuit 405 to complement. I do. It is possible to prevent correction of a sampling point that is saturated due to a noise of a signal to be complemented, a calculation error when calculating an amplitude correction value, or the like, with an erroneous value.
[0051]
As described above, according to the OFDM demodulator according to the present embodiment, it is possible to complement data that has been saturated before performing Fourier transform, and therefore, the input amplitude during A / D conversion may be saturated. You can take it large until you do. Further, there is an advantage that it is not necessary to use a high-resolution and high-precision A / D converter.
Although the embodiments have been described above, the present invention is not limited to these examples, and it goes without saying that various modifications are possible.
[0052]
【The invention's effect】
As described above, according to the OFDM signal demodulation device of the present invention, it is possible to complement data that has been saturated before performing Fourier transform, so that the input amplitude at the time of A / D conversion is increased until saturation occurs. Can be taken. Further, there is an advantage that it is not necessary to use a high-resolution and high-precision A / D converter.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a basic configuration example of an OFDM signal demodulation device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a first configuration example of a complementary circuit according to the present embodiment;
FIG. 3 is a block diagram showing a second configuration example of the complementary circuit according to the embodiment;
FIG. 4 is a block diagram showing a third configuration example of the complementary circuit according to the present embodiment;
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a signal before discrete Fourier transform mapped by 16QAM.
FIG. 6 is a mapping diagram of the signal of FIG. 5;
FIG. 7 is a diagram showing a transmission waveform of the signal of FIG. 5;
8A and 8B are signals obtained by A / D conversion of the waveform in FIG. 7; FIG. 8A shows a signal obtained by performing A / D conversion without saturation; FIG. 8B shows a signal obtained by performing A / D conversion after saturation; FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a signal.
9 is a diagram illustrating each signal after quadrature detection of the signal in FIG. 8;
FIG. 10 is a diagram showing signals after discrete Fourier transform on the signals of FIG. 9;
11 is a diagram illustrating a Fourier transform performed by subtracting x′0 and x′8 from x0 and x8 shown in I (b) and Q (b) of FIG. 9 when the signal complementer according to the present embodiment is used; It is a figure showing the result of having performed.
FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration example of a saturation sampling point detection circuit according to the present embodiment;
FIG. 13 is a diagram illustrating a configuration example of a saturation sampling point information holding circuit according to the present embodiment;
FIG. 14 is a diagram illustrating a configuration example of a subcarrier discrete Fourier transform circuit according to the present embodiment.
FIG. 15 is a diagram illustrating a configuration example of an amplitude correction value calculation circuit according to the present embodiment;
FIG. 16 is a diagram illustrating a configuration example of a complementary data calculation circuit according to the present embodiment;
FIG. 17 is a diagram illustrating a first configuration example of the waveform correction circuit according to the present embodiment;
FIG. 18 is a diagram showing a configuration example of a saturation sampling point number counting circuit according to the present embodiment.
FIG. 19 is a diagram showing a second configuration example of the waveform correction circuit according to the present embodiment.
FIG. 20 is a diagram showing a configuration example of a comparator according to the present embodiment.
FIG. 21 is a diagram illustrating a configuration example of a general OFDM signal demodulation device.
[Explanation of symbols]
101 frequency converter, 102 amplitude amplifier, 103 A / D converter, 104
Digital quadrature detector, 105 discrete Fourier transformer, 106 code determiner, 107 signal complementer, 201 saturated sampling point detection circuit, 202 saturated sampling point information holding circuit, 203 subcarrier discrete Fourier transform circuit 204 amplitude correction value calculation circuit, 205 complementary data calculation circuit, 206 buffer, 207 waveform correction circuit, 301 saturation sampling point detection circuit, 302 saturation sampling point information holding circuit, 303 subcarrier discrete Fourier transform circuit, 304 amplitude correction value calculation circuit, 305 complementary data calculation circuit, 306 buffer, 307 waveform correction circuit, 308 saturated sampling point number counting circuit, 401 saturated sampling point detection circuit, 402 saturated sampling point information holding circuit, 403 subcarrier discrete file Lie transform circuit, 404 Amplitude correction value calculation circuit, 405 complementary data calculation circuit, 406 buffer, 407 waveform correction circuit, 408 comparator, 1601 power calculation circuit, 1602 saturation judgment circuit, 1603 Maximum power that can be expressed after A / D conversion , 1701 saturation point information calculation circuit, 1702 memory, 1703 counter, 1801 complex multiplier, 1802 adder, 1803 memory (W), 1804 complex multiplier, 1805 adder, 1901 memory (W), 1902 complex arithmetic unit ( x8 calculation), 1903 complex arithmetic operation unit (x3 calculation), 2001 Saturation sampling point signal value-amplitude correction value, 2101 selector, 2201 counter, 2301 selector, 2401 selector, 2501 frequency converter, 2502 amplitude amplifier, 2503 A / D conversion , 2504 digital quadrature detector, 2505 a discrete Fourier transformer, 2506 code determiner.

Claims (12)

N個(Nは、N≧1の自然数)のサブキャリアを備え、そのうちm個(mは、N≧m≧1の自然数)のサブキャリアが既知の値で変調された直交周波数分割多重(Orthogonal Frequency Division Multiplexing: 、以下「OFDM」と称する。)信号を、A/D変換、デジタル直交検波、離散フーリエ変換の順番に処理し復調するOFDM信号復調器であって、
離散フーリエ変換に先立って飽和したA/D変換出力を補完する信号補完器を備えたことを特徴とするOFDM信号復調器。
Orthogonal frequency division multiplexing (Orthogonal) in which N (N is a natural number of N ≧ 1) subcarriers are provided, and m (m is a natural number of N ≧ m ≧ 1) are modulated with a known value. Frequency Division Multiplexing: hereinafter, referred to as “OFDM”.) An OFDM signal demodulator that processes and demodulates a signal in the order of A / D conversion, digital quadrature detection, and discrete Fourier transform.
An OFDM signal demodulator comprising a signal complementer for complementing an A / D conversion output saturated prior to a discrete Fourier transform.
前記補完は、デジタル直交検波と離散フーリエ変換との間に行われることを特徴とする請求項1に記載のOFDM信号復調装置。The OFDM signal demodulation device according to claim 1, wherein the complement is performed between digital quadrature detection and discrete Fourier transform. 前記信号補完器は、
飽和サンプリングポイントを特定する飽和サンプリングポイント検出回路と、
該飽和サンプリングポイント検出回路により検出された飽和サンプリングポイントの場所情報と値とを保持する飽和サンプリングポイント情報保持回路と、
1又は複数の特定のサブキャリアに対する離散フーリエ変換を行うサブキャリア離散フーリエ変換回路と、
既知の値が変調されたサブキャリアの前記サブキャリア離散フーリエ変換回路の演算結果と前記飽和サンプリングポイント情報保持回路の飽和サンプリングポイントの場所情報とに基づいて振幅補正値を算出する振幅補正値算出回路と、
該振幅補正値算出回路の振幅補正値と前記飽和サンプリングポイント情報保持回路の飽和サンプリングポイントの場所情報とを基に補完データを算出する補完データ算出回路と
を有することを特徴とする請求項1に記載のOFDM信号復調器。
The signal complementer comprises:
A saturation sampling point detection circuit for specifying a saturation sampling point;
A saturation sampling point information holding circuit that holds the location information and the value of the saturation sampling point detected by the saturation sampling point detection circuit,
A subcarrier discrete Fourier transform circuit that performs a discrete Fourier transform on one or more specific subcarriers,
An amplitude correction value calculation circuit that calculates an amplitude correction value based on a calculation result of the subcarrier discrete Fourier transform circuit of a subcarrier having a known value modulated and location information of a saturation sampling point of the saturation sampling point information holding circuit. When,
2. The circuit according to claim 1, further comprising a complementary data calculation circuit that calculates complementary data based on the amplitude correction value of the amplitude correction value calculation circuit and the location information of the saturation sampling point of the saturation sampling point information holding circuit. An OFDM signal demodulator according to any of the preceding claims.
さらに、補完前の信号を演算の間保持するためのバッファと、
前記飽和サンプリングポイント情報保持回路の飽和サンプリングポイントの場所情報に基づいて前記バッファ内の飽和サンプリングポイントを前記補完データ算出回路の補完データに修正して出力を行う波形補正回路と
を有する請求項3に記載のOFDM信号復調器。
Further, a buffer for holding the signal before interpolation during the operation,
4. A waveform correction circuit for correcting a saturation sampling point in the buffer to complementary data of the complementary data calculation circuit based on location information of the saturation sampling point of the saturation sampling point information holding circuit and outputting the corrected data. An OFDM signal demodulator according to any of the preceding claims.
前記信号補完器は、
前記デジタル直交検波器の出力に対して離散フーリエ変換を行い、サブキャリア毎の信号波形を再生する離散フーリエ変換手段と、
離散フーリエ変換の為に選択した前記デジタル直交検波器の出力のサンプリングポイントにおける、0度の成分であるI成分または90度の成分であるQ成分の振幅絶対値がある値以上になった場合又は前記サンプリングポイントにおけるIQ成分の二乗和である電力値がある値以上になった場合に、そのサンプリングポイントを飽和サンプリングポイントと判断する飽和サンプリングポイント検出手段と、
前記飽和サンプリングポイントの信号値とサンプリングタイミングとを含む飽和サンプリングポイント情報を保持する飽和サンプリングポイント情報保持手段と、
前記飽和サンプリングポイント情報と前記既知の値で変調されたサブキャリアに関する前記離散フーリエ変換手段による演算結果とに基づき、前記飽和サンプリングポイントにおける振幅補正値を算出する振幅補正値算出手段と、
前記飽和サンプリングポイント情報と前記振幅補正値とに基づき、飽和サンプリングポイントの振幅値を算出する補完データ算出手段と、
前記飽和サンプリングポイント情報と前記補完データとを基づき、デジタル直交検波器の出力を補正する手段と
を備えたことを特徴とする請求項1記載のOFDM信号復調装置。
The signal complementer comprises:
A discrete Fourier transform unit that performs a discrete Fourier transform on the output of the digital quadrature detector and reproduces a signal waveform for each subcarrier,
At the sampling point of the output of the digital quadrature detector selected for the discrete Fourier transform, when the amplitude absolute value of the I component which is a 0-degree component or the Q component which is a 90-degree component becomes larger than a certain value; or A saturation sampling point detecting means for determining that the sampling point is a saturation sampling point when the power value, which is the sum of squares of the IQ components at the sampling point, becomes a certain value or more;
Saturation sampling point information holding means for holding saturation sampling point information including the signal value of the saturation sampling point and sampling timing,
An amplitude correction value calculating unit that calculates an amplitude correction value at the saturation sampling point based on the saturation sampling point information and an operation result of the discrete Fourier transform unit on the subcarrier modulated with the known value;
Based on the saturation sampling point information and the amplitude correction value, a complementary data calculation unit that calculates the amplitude value of the saturation sampling point,
2. The OFDM signal demodulator according to claim 1, further comprising: means for correcting an output of a digital quadrature detector based on the saturation sampling point information and the complementary data.
前記信号補完器は、
さらに、離散フーリエ変換用ウインドウ中の飽和サンプリングポイントの数s(sは、N≧s≧1の自然数)を数える飽和サンプリングポイント数計数手段を備えており、
前記飽和サンプリングポイントの数nが、m≧sの場合は、該当する離散フーリエ変換用ウインドウの飽和サンプリングポイントに対してデータ補完を行い、m<sの場合は、該当する離散フーリエ変換用ウインドウの飽和サンプリングポイントに対してデータ補完を行わない制御を行うことを特徴とした請求項5に記載のOFDM信号復調装置。
The signal complementer comprises:
Further, there is provided a saturated sampling point number counting means for counting the number s (s is a natural number of N ≧ s ≧ 1) of saturated sampling points in the discrete Fourier transform window,
If the number n of the saturated sampling points is m ≧ s, data complement is performed on the saturated sampling points of the corresponding discrete Fourier transform window. If m <s, the data of the corresponding discrete Fourier transform window is The OFDM signal demodulation device according to claim 5, wherein control is performed such that data complementation is not performed on the saturated sampling point.
前記信号補完器は、
前記飽和サンプルポイント情報検出手段から出力される信号の絶対値jと、前記補完データの絶対値kを比較し、j≦kの場合は飽和と判断してその飽和点でのデータ補完を行い、j>kの場合は非飽和と判断してその飽和点でのデータ補完を行わない制御を行うことを特徴とする請求項5に記載のOFDM信号復調装置。
The signal complementer comprises:
The absolute value j of the signal output from the saturated sample point information detecting means and the absolute value k of the complementary data are compared. If j ≦ k, it is determined that the data is saturated, and the data is complemented at the saturated point. 6. The OFDM signal demodulation device according to claim 5, wherein when j> k, it is determined that the signal is non-saturated, and control is performed so as not to perform data complement at the saturation point.
N個(Nは、N≧1の自然数)のサブキャリアを備え、そのうちm個(mは、N≧m≧1の自然数)のサブキャリアが既知の値で変調されたOFDM信号を、A/D変換、デジタル直交検波、離散フーリエ変換の順番に処理し復調するOFDM信号復調器に用いるのに適しており、
前記デジタル直交検波器の出力に対して離散フーリエ変換を行い、サブキャリア毎の信号波形を再生する離散フーリエ変換手段と、
離散フーリエ変換の為に選択した前記デジタル直交検波器の出力のサンプリングポイントにおける、0度の成分であるI成分または90度の成分であるQ成分の振幅絶対値がある値以上になった場合又は前記サンプリングポイントにおけるIQ成分の二乗和である電力値がある値以上になった場合に、そのサンプリングポイントを飽和サンプリングポイントと判断する飽和サンプリングポイント検出手段と、
前記飽和サンプリングポイントの信号値とサンプリングタイミングとを含む飽和サンプリングポイント情報を保持する飽和サンプリングポイント情報保持手段と、
前記飽和サンプリングポイント情報と前記既知の値で変調されたサブキャリアに関する前記離散フーリエ変換手段による演算結果とに基づき、前記飽和サンプリングポイントにおける振幅補正値を算出する振幅補正値算出手段と、
前記飽和サンプリングポイント情報と前記振幅補正値とに基づき、飽和サンプリングポイントの振幅値を算出する補完データ算出手段と、
前記飽和サンプリングポイント情報と前記補完データとを基づき、デジタル直交検波器の出力を補正する手段と
を備えたことを特徴とする信号補完器。
An OFDM signal having N (N is a natural number of N ≧ 1) subcarriers, of which m (m is a natural number of N ≧ m ≧ 1) modulated with a known value, is represented by A / It is suitable for use in an OFDM signal demodulator that processes and demodulates in the order of D conversion, digital quadrature detection, and discrete Fourier transform.
A discrete Fourier transform unit that performs a discrete Fourier transform on the output of the digital quadrature detector and reproduces a signal waveform for each subcarrier,
At the sampling point of the output of the digital quadrature detector selected for the discrete Fourier transform, when the amplitude absolute value of the I component which is a 0-degree component or the Q component which is a 90-degree component becomes larger than a certain value; or A saturation sampling point detecting means for determining that the sampling point is a saturation sampling point when the power value, which is the sum of squares of the IQ components at the sampling point, becomes a certain value or more;
Saturation sampling point information holding means for holding saturation sampling point information including the signal value of the saturation sampling point and sampling timing,
An amplitude correction value calculating unit that calculates an amplitude correction value at the saturation sampling point based on the saturation sampling point information and an operation result of the discrete Fourier transform unit on the subcarrier modulated with the known value;
Based on the saturation sampling point information and the amplitude correction value, a complementary data calculation unit that calculates the amplitude value of the saturation sampling point,
Means for correcting the output of the digital quadrature detector based on the saturation sampling point information and the complementary data.
N個(Nは、N≧1の自然数)のサブキャリアを備え、そのうちm個(mは、N≧m≧1の自然数)のサブキャリアが既知の値で変調されたOFDM信号を、A/D変換、デジタル直交検波、離散フーリエ変換の順番に処理し復調するOFDM信号復調方法であって、
離散フーリエ変換に先立って飽和したA/D変換出力を補完する信号補完ステップを含むことを特徴とするOFDM信号復調方法。
An OFDM signal having N (N is a natural number of N ≧ 1) subcarriers, of which m (m is a natural number of N ≧ m ≧ 1) modulated with a known value, is represented by A / An OFDM signal demodulation method for processing and demodulating in the order of D conversion, digital quadrature detection, and discrete Fourier transform,
An OFDM signal demodulation method, comprising a signal complementing step of complementing a saturated A / D conversion output prior to a discrete Fourier transform.
前記信号補完ステップは、
前記デジタル直交検波器の出力に対して離散フーリエ変換を行い、サブキャリア毎の信号波形を再生する離散フーリエ変換ステップと、
離散フーリエ変換の為に選択した前記デジタル直交検波器の出力のサンプリングポイントにおける、0度の成分であるI成分または90度の成分であるQ成分の振幅絶対値がある値以上になった場合又は前記サンプリングポイントにおけるIQ成分の二乗和である電力値がある値以上になった場合に、そのサンプリングポイントを飽和サンプリングポイントと判断する飽和サンプリングポイント検出ステップと、
前記飽和サンプリングポイントの信号値とサンプリングタイミングとを含む飽和サンプリングポイント情報と前記既知の値で変調されたサブキャリアに関する前記離散フーリエ変換手段による演算結果とに基づき、前記飽和サンプリングポイントにおける振幅補正値を算出する振幅補正値算出ステップと、
前記飽和サンプリングポイント情報と前記振幅補正値とに基づき、飽和サンプリングポイントの振幅値を算出する補完データ算出ステップと、
前記飽和サンプリングポイント情報と前記補完データとを基づき、デジタル直交検波器の出力を補正する補正ステップと
を有することを特徴とする請求項9に記載のOFDM信号復調方法。
The signal complementing step includes:
Performing a discrete Fourier transform on the output of the digital quadrature detector, and a discrete Fourier transform step of reproducing a signal waveform for each subcarrier;
At the sampling point of the output of the digital quadrature detector selected for the discrete Fourier transform, when the amplitude absolute value of the I component which is a 0-degree component or the Q component which is a 90-degree component becomes larger than a certain value; or A saturation sampling point detecting step of determining that the sampling point is a saturation sampling point when the power value which is the sum of squares of the IQ components at the sampling point is equal to or greater than a certain value;
Based on the saturation sampling point information including the signal value of the saturation sampling point and the sampling timing, and the calculation result by the discrete Fourier transform means for the subcarrier modulated with the known value, the amplitude correction value at the saturation sampling point Calculating an amplitude correction value to be calculated;
Based on the saturation sampling point information and the amplitude correction value, a complementary data calculation step of calculating the amplitude value of the saturation sampling point,
The OFDM signal demodulation method according to claim 9, further comprising: a correction step of correcting an output of a digital quadrature detector based on the saturation sampling point information and the complementary data.
N個(Nは、N≧1の自然数)のサブキャリアを備え、そのうちm個(mは、N≧m≧1の自然数)のサブキャリアが既知の値で変調されたOFDM信号を、A/D変換、デジタル直交検波、離散フーリエ変換の順番に処理し復調するOFDM信号復調処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
離散フーリエ変換に先立って飽和したA/D変換出力を補完する信号補完手順を含むことを特徴とするOFDM信号復調処理プログラム。
An OFDM signal having N (N is a natural number of N ≧ 1) subcarriers, of which m (m is a natural number of N ≧ m ≧ 1) modulated with a known value, is represented by A / A program for causing a computer to execute an OFDM signal demodulation process of processing and demodulating in the order of D conversion, digital quadrature detection, and discrete Fourier transform,
An OFDM signal demodulation processing program including a signal complementing procedure for complementing a saturated A / D conversion output prior to a discrete Fourier transform.
前記信号補完手順は、
前記デジタル直交検波器の出力に対して離散フーリエ変換を行い、サブキャリア毎の信号波形を再生する離散フーリエ変換手順と、
離散フーリエ変換の為に選択した前記デジタル直交検波器の出力のサンプリングポイントにおける、0度の成分であるI成分または90度の成分であるQ成分の振幅絶対値がある値以上になった場合又は前記サンプリングポイントにおけるIQ成分の二乗和である電力値がある値以上になった場合に、そのサンプリングポイントを飽和サンプリングポイントと判断する飽和サンプリングポイント検出手順と、
前記飽和サンプリングポイントの信号値とサンプリングタイミングとを含む飽和サンプリングポイント情報と前記既知の値で変調されたサブキャリアに関する前記離散フーリエ変換手段による演算結果とに基づき、前記飽和サンプリングポイントにおける振幅補正値を算出する振幅補正値算出手順と、
前記飽和サンプリングポイント情報と前記振幅補正値とに基づき、飽和サンプリングポイントの振幅値を算出する補完データ算出手順と、
前記飽和サンプリングポイント情報と前記補完データとを基づき、デジタル直交検波器の出力を補正する補正手順と
を有することを特徴とする請求項11に記載のプログラム。
The signal complementing procedure includes:
Performing a discrete Fourier transform on the output of the digital quadrature detector, and a discrete Fourier transform procedure for reproducing a signal waveform for each subcarrier;
At the sampling point of the output of the digital quadrature detector selected for the discrete Fourier transform, when the amplitude absolute value of the I component which is a 0-degree component or the Q component which is a 90-degree component becomes larger than a certain value; or When a power value that is the sum of squares of the IQ component at the sampling point is equal to or greater than a certain value, a saturated sampling point detection procedure for determining the sampling point as a saturated sampling point;
Based on the saturation sampling point information including the signal value of the saturation sampling point and the sampling timing, and the calculation result by the discrete Fourier transform means for the subcarrier modulated with the known value, the amplitude correction value at the saturation sampling point An amplitude correction value calculation procedure to be calculated;
Based on the saturation sampling point information and the amplitude correction value, a complementary data calculation procedure for calculating the amplitude value of the saturation sampling point,
12. The program according to claim 11, further comprising: a correction procedure for correcting an output of a digital quadrature detector based on the saturation sampling point information and the complementary data.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2005107118A1 (en) * 2004-04-30 2005-11-10 Analog Devices, B.V. Improvements in multicarrier modulation systems
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