JP2005045628A - Receiver of orthogonal frequency division multiplex communication system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ＯＦＤＭ通信方式の受信装置に関し、特に、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ：Orthogonal Frequency Division Multiplex）通信方式によるディジタル移動通信システムに好適に適用され、通信路の状態を推定するチャネル推定機能を備えた受信装置に関する。 The present invention relates to an OFDM communication system receiver, and more particularly, to a channel estimation function for estimating the state of a communication channel, which is preferably applied to a digital mobile communication system using an Orthogonal Frequency Division Multiplex (OFDM) communication system. The present invention relates to a receiving device provided.
直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）通信方式は、高速の信号系列を複数の信号系列に並列化し、複数の低速のサブキャリアを用いて同時に伝送を行うマルチキャリア通信方式の一種であり、それぞれのサブキャリアが互いに直交するように配置される。送信側では逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）処理を行って各サブキャリアの周波数多重化を行い、受信側では高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理を行って受信信号から各サブキャリアの信号を分離する構成により、送受信装置を容易に実現化することができる。 The Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) communication method is a type of multi-carrier communication method in which a high-speed signal sequence is parallelized into a plurality of signal sequences and simultaneously transmitted using a plurality of low-speed subcarriers. Are arranged so as to be orthogonal to each other. The transmission side performs inverse fast Fourier transform (IFFT) processing to frequency multiplex each subcarrier, and the reception side performs fast Fourier transform (FFT) processing to separate each subcarrier signal from the received signal. Therefore, the transmission / reception device can be easily realized.
また、送信側において逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）処理の出力信号を循環的に拡張した信号をガードインターバル（ＧＩ）として各ＯＦＤＭシンボルに付加して送信し、受信側では各ＯＦＤＭシンボルの信号系列から有効シンボル区間の信号系列をＦＦＴウィンドウで切り出して高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理を行う。仮に、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理の有効シンボル区間のタイミングがずれていても、ガードインターバル（ＧＩ）以内に収まっているずれであれば、隣接シンボルからの干渉を受けずに信号を復調することができる。 In addition, a signal obtained by cyclically extending an output signal of inverse fast Fourier transform (IFFT) processing is added to each OFDM symbol as a guard interval (GI) and transmitted on the transmitting side, and a signal sequence of each OFDM symbol is transmitted on the receiving side. A signal sequence in an effective symbol period is cut out by an FFT window and fast Fourier transform (FFT) processing is performed. Even if the timing of the effective symbol interval of the fast Fourier transform (FFT) process is shifted, if the shift is within the guard interval (GI), the signal is demodulated without receiving interference from adjacent symbols. Can do.
図４に一般的なＯＦＤＭ通信方式の受信機全体の構成図を示す。アンテナ４−１から受信された受信信号は、Ａ／Ｄ変換器４−２によりアナログ信号からディジタル信号に変換された後、ＦＦＴタイミング検出部４−３に入力され、ＦＦＴタイミング検出部４−３では受信信号の自己相関のピークを検出する手段等により、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を行うタイミングを検出する。 FIG. 4 shows a configuration diagram of a general receiver of a general OFDM communication system. The received signal received from the antenna 4-1 is converted from an analog signal to a digital signal by the A / D converter 4-2, and then input to the FFT timing detection unit 4-3, and the FFT timing detection unit 4-3. Then, the timing for performing the fast Fourier transform (FFT) is detected by means for detecting the autocorrelation peak of the received signal.
この高速フーリエ変換（ＦＦＴ）のタイミング情報を用い、ガードインターバル（ＧＩ）除去部では受信信号から有効シンボル区間の信号系列を切り出し、これを高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理部４−５に出力する。高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理部４−５では、入力される有効シンボル区間の信号系列を高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理することにより、各サブキャリアの受信信号が得られる。 Using this fast Fourier transform (FFT) timing information, the guard interval (GI) removal unit cuts out a signal sequence in the effective symbol section from the received signal and outputs it to the fast Fourier transform (FFT) processing unit 4-5. In the fast Fourier transform (FFT) processing unit 4-5, the received signal of each subcarrier is obtained by performing fast Fourier transform (FFT) processing on the signal sequence of the input effective symbol period.
高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理部４−５で得られる各サブキャリアの受信信号は、それぞれチャネル推定部４−６に入力され、チャネル推定部４−６では、データシンボルと共に多重されて送信される既知のパイロットシンボルの受信信号に対して相関演算を行うことにより、各サブキャリアのチャネル（通信路）特性の推定値（以下、「チャネル推定値」という。）が得られる。 The received signal of each subcarrier obtained by the fast Fourier transform (FFT) processing unit 4-5 is input to the channel estimation unit 4-6, and is multiplexed with data symbols and transmitted by the channel estimation unit 4-6. By performing a correlation operation on a received signal of a known pilot symbol, an estimated value (hereinafter referred to as “channel estimated value”) of channel (communication channel) characteristics of each subcarrier is obtained.
各サブキャリアの受信信号に対して、それぞれのチャネル推定値の複素共役数を乗じることにより、マルチパスフェージング等に起因する通信路での信号の歪みが補償される。その後、データ復調部４−７で各サブキャリアの受信信号を基に、データ信号の復調処理を行い、復調したデータ信号を誤り訂正復号化部４−８で誤り訂正復号化を行って送信データ信号が復元される。 By multiplying the reception signal of each subcarrier by the complex conjugate number of each channel estimation value, distortion of the signal in the communication path due to multipath fading or the like is compensated. Thereafter, the data demodulating unit 4-7 performs demodulation processing of the data signal based on the received signal of each subcarrier, and the demodulated data signal is subjected to error correction decoding by the error correction decoding unit 4-8 to be transmitted data. The signal is restored.
チャネル推定値の精度が低いと、受信信号に対する通信路での歪の補償が適正に行われず、データ信号の復調処理の精度が劣化することから、チャネル推定値の精度を向上させるための方式が様々提案されている。以下に、非特許文献１に記載されているチャネル推定値の精度向上の一手法について説明する。
各サブキャリアのチャネル推定値を逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）処理した後の信号は、複素遅延プロファイルに相当する。これを電力値に変換した電力遅延プロファイルの一例を図５に示す。図５において、ピークが現れているサンプルは各遅延パスの信号成分を示し、それ以外の低レベルのサンプルは雑音成分と見なすことができ、遅延パスの信号成分と雑音成分とをレベルの比較により容易に区別することができる。 The signal after the channel estimation value of each subcarrier is subjected to inverse fast Fourier transform (IFFT) processing corresponds to a complex delay profile. An example of a power delay profile obtained by converting this into a power value is shown in FIG. In FIG. 5, the sample in which the peak appears shows the signal component of each delay path, and the other low-level samples can be regarded as noise components, and the signal components of the delay path and the noise components are compared by level comparison. It can be easily distinguished.
このような特性に着目し、複素遅延プロファイルにおいて、各遅延パスの信号成分の電力最大値から予め定めた規定値分下がったレベルをパス検出しきい値とし、該パス検出しきい値以下のサンプルを雑音成分のみを含んでいると判断してゼロの値に置き換えた信号を、再度、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理することにより雑音の影響がより少ないチャネル推定値を得ることができる。 Paying attention to such characteristics, in the complex delay profile, a level that is lower than the maximum power value of the signal component of each delay path by a predetermined value is set as a path detection threshold, and the sample is equal to or lower than the path detection threshold. Is subjected to fast Fourier transform (FFT) processing again, and a channel estimation value with less influence of noise can be obtained.
上記の雑音成分除去によるチャネル推定部の構成を図６に示す。同図に示すチャネル推定部は、図４に示すチャネル推定部４−６にそのまま適用することができる。図６において、チャネル推定部６−１は、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理部から入力される各サブキャリアの既知のパイロット信号の受信信号に対して、そのパイロットレプリカとの相関演算を行うことにより、仮のチャネル推定値を算出する。 FIG. 6 shows the configuration of the channel estimation unit based on the above noise component removal. The channel estimation unit shown in the figure can be applied as it is to the channel estimation unit 4-6 shown in FIG. In FIG. 6, the channel estimation unit 6-1 performs a correlation operation with the pilot replica on the received signal of the known pilot signal of each subcarrier input from the fast Fourier transform (FFT) processing unit. Then, a temporary channel estimation value is calculated.
この各チャネル推定値を、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）処理部６−２により逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）した後の複素遅延プロファイルに対して、雑音パス除去部６−３では、まず、電力値が最大のサンプルを検出する。そして、この電力値が最大のサンプルと電力値の差が規定値以上のサンプルを雑音成分と見なしてゼロの値に置き換える。このようにして得られる信号を、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理部６−４により高速フーリエ変換（ＦＦＴ）することにより、雑音除去したチャネル推定値が得られる。 With respect to the complex delay profile obtained by performing the inverse fast Fourier transform (IFFT) on each channel estimation value by the inverse fast Fourier transform (IFFT) processing unit 6-2, the noise path removing unit 6-3 first determines the power value. Detects the largest sample. A sample having the maximum power value and a sample having a power value difference equal to or greater than a specified value are regarded as noise components and replaced with a zero value. The signal obtained in this manner is subjected to fast Fourier transform (FFT) by a fast Fourier transform (FFT) processing unit 6-4, thereby obtaining a channel estimation value from which noise has been removed.
前述したように、各サブキャリアのチャネル推定値を逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）処理した後の電力遅延プロファイルの低レベルのサンプルを雑音成分と見なして除去した後に、再度、所定レベル以上のパスサンプルを高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理することによりチャネル推定値を得る方式では、チャネル推定部における逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）処理部６−２及び高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理部６−４のＦＦＴサイズとサブキャリア数とが等しい、つまりサブキャリア数が２のべき乗であることが前提となっている。 As described above, a low-level sample of the power delay profile after the inverse fast Fourier transform (IFFT) processing of the channel estimation value of each subcarrier is regarded as a noise component and removed, and then again a path sample of a predetermined level or higher. In the method of obtaining the channel estimation value by performing fast Fourier transform (FFT) processing on the FFT size of the inverse fast Fourier transform (IFFT) processing unit 6-2 and the fast Fourier transform (FFT) processing unit 6-4 in the channel estimation unit Is equal to the number of subcarriers, that is, the number of subcarriers is a power of two.
サブキャリア数が２のべき乗でない場合は、図７に示すように、チャネル推定部７−１から出力されるサブキャリア数よりＦＦＴサイズが大きい逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）処理部７−２を用い、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）処理部７−２において、各サブキャリアの信号が入力されない余分の入力端子には、ゼロ等の値のダミー信号を入力し、雑音パス除去部７−３で雑音成分を除去した後に、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理部７−４では、先のダミー信号を入力した成分に対する出力信号は不使用とし、残りの各サブキャリアの信号成分に対する出力信号を各サブキャリアのチャネル推定値として出力する。なお、図示の例では、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）処理部７−２及び高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理部７−４にＦＦＴサイズが２10＝１０２４のものを用いた例を示している。 If the number of subcarriers is not a power of 2, as shown in FIG. 7, an inverse fast Fourier transform (IFFT) processing unit 7-2 having an FFT size larger than the number of subcarriers output from the channel estimation unit 7-1 is used. In the inverse fast Fourier transform (IFFT) processing unit 7-2, a dummy signal having a value such as zero is input to an extra input terminal to which a signal of each subcarrier is not input, and noise is removed by a noise path removing unit 7-3. After removing the components, the fast Fourier transform (FFT) processing unit 7-4 does not use the output signal for the component to which the dummy signal is input, and outputs the output signal for the signal component of each remaining subcarrier to each subcarrier. Are output as channel estimation values. In the illustrated example, an inverse fast Fourier transform (IFFT) processing unit 7-2 and a fast Fourier transform (FFT) processing unit 7-4 having an FFT size of 2 10 = 1024 are shown.
このダミー信号の挿入により、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）処理部への入力信号が不連続となるため、図８に示すように、遅延プロファイルにおいて各パスの信号成分の両脇にサイドローブが発生し、各パスの信号成分が複数のサンプルに分散して現れる。そのため、サブキャリア数が２のべき乗である場合と比較して、信号成分とノイズ成分との区別が困難なものとなる。 As the dummy signal is inserted, the input signal to the inverse fast Fourier transform (IFFT) processing unit becomes discontinuous. As shown in FIG. 8, side lobes are generated on both sides of the signal component of each path in the delay profile. Then, the signal components of each path appear dispersed in a plurality of samples. Therefore, it is difficult to distinguish the signal component from the noise component as compared with the case where the number of subcarriers is a power of two.
このような遅延プロファイルに対して、前述のようにパス検出しきい値以下のサンプルを雑音と見なして雑音除去処理を行うと、図８に示すパス２の信号成分のように、雑音成分のみならず、パスの信号成分のサイドローブも除去されてしまう場合が生じ、サイドローブが除去された遅延プロファイルに対して高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理を行うとチャネル推定値の特性が劣化してしまう。 When a noise reduction process is performed on such a delay profile by considering a sample having a value equal to or lower than the path detection threshold as noise as described above, only a noise component such as a signal component of path 2 shown in FIG. In addition, side lobes of the signal components of the path may be removed, and if the fast Fourier transform (FFT) process is performed on the delay profile from which the side lobes are removed, the characteristics of the channel estimation value deteriorate.
本発明は、サブキャリア数が２のべき乗の数と一致しない場合でも、各サブキャリアのチャネル推定値の逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）処理により得られる遅延プロファイルの雑音除去を適正に行い、各サブキャリアのチャネル推定値として精度の高い推定値を得ることができるＯＦＤＭ受信装置を提供することを目的とする。 Even when the number of subcarriers does not match the power of two, the present invention appropriately removes noise from the delay profile obtained by the inverse fast Fourier transform (IFFT) processing of the channel estimation value of each subcarrier. An object of the present invention is to provide an OFDM receiver capable of obtaining a highly accurate estimated value as a carrier channel estimated value.
本発明のＯＦＤＭ受信装置は、（１）各サブキャリアのチャネル推定値を逆フーリエ変換処理する逆フーリエ変換手段と、該逆フーリエ変換処理により得られる遅延プロファイル上で電力が所定のしきい値より小さいパスサンプルを雑音成分と見なして除去する雑音除去手段と、該雑音成分を除去した後の遅延プロファイルをフーリエ変換処理するフーリエ変換手段とを備えたＯＦＤＭ通信方式の受信装置において、前記逆フーリエ変換手段は、各サブキャリアのチャネル推定値の中から切り出した２のべき乗の数のサブキャリアのチャネル推定値のみに対して逆高速フーリエ変換処理を行うことを特徴とする。 The OFDM receiver according to the present invention includes (1) an inverse Fourier transform means for performing an inverse Fourier transform process on the channel estimation value of each subcarrier, and a power on a delay profile obtained by the inverse Fourier transform process from a predetermined threshold value. In the receiving apparatus of the OFDM communication system, comprising: a noise removing unit that removes a small path sample by considering it as a noise component; and a Fourier transform unit that performs a Fourier transform process on a delay profile after removing the noise component. The means is characterized by performing an inverse fast Fourier transform process only on channel estimation values of powers of 2 subcarriers extracted from channel estimation values of each subcarrier.
また、（２）前記逆フーリエ変換手段は、各サブキャリアのチャネル推定値の中から切り出した、２のべき乗の数のサブキャリアのチャネル推定値の複数の異なる組合せパターンのサブキャリアチャネル推定値群に対して、該サブキャリアチャネル推定値群単位で逆高速フーリエ変換処理を行い、前記雑音除去手段は、該サブキャリアチャネル推定値群単位の遅延プロファイル上で雑音成分除去することを特徴とする。 (2) The inverse Fourier transform means includes a group of subcarrier channel estimation values of a plurality of different combination patterns of the channel estimation values of powers of 2 extracted from the channel estimation values of each subcarrier. On the other hand, an inverse fast Fourier transform process is performed for each subcarrier channel estimation value group, and the noise removing means removes a noise component on the delay profile for each subcarrier channel estimation value group.
また、（３）前記逆フーリエ変換手段は、各サブキャリアのチャネル推定値のうちの一部のサブキャリアのチャネル推定値が、前記複数のサブキャリアチャネル推定値群に重複して含まれるように切り出しが行われたサブキャリアチャネル推定値群に対して、該サブキャリアチャネル推定値群単位で逆高速フーリエ変換処理を行うことを特徴とする。 (3) The inverse Fourier transform means may be configured so that channel estimation values of some subcarriers among channel estimation values of each subcarrier are included in the plurality of subcarrier channel estimation value groups. An inverse fast Fourier transform process is performed on the subcarrier channel estimation value group that has been cut out in units of the subcarrier channel estimation value group.
また、（４）前記雑音除去手段は、１つのサブキャリアチャネル推定値群の逆高速フーリエ変換処理により得られる遅延プロファイル上で除去されずに選択されたパスサンプルを基準として、他のサブキャリアチャネル推定値群の逆高速フーリエ変換処理により得られる遅延プロファイル上において、該基準となる遅延プロファイル上で選択されたパスサンプルと同タイミングのパスサンプルを選択し、残りのパスサンプルを除去することを特徴とする。 In addition, (4) the noise removing means uses another subcarrier channel based on a path sample selected without being removed on a delay profile obtained by inverse fast Fourier transform processing of one subcarrier channel estimation value group. A path sample having the same timing as the path sample selected on the reference delay profile is selected on the delay profile obtained by the inverse fast Fourier transform processing of the estimated value group, and the remaining path samples are removed. And
また、（５）前記基準となる１つのサブキャリアチャネル推定値群の逆高速フーリエ変換処理により得られる遅延プロファイルを選定する手段として、各サブキャリアチャネル推定値群における各サブキャリアのチャネル推定値の平均電力又は信号対雑音比が最大となるサブキャリアチャネル推定値群を選定することを特徴とする。 (5) As a means for selecting a delay profile obtained by inverse fast Fourier transform processing of one reference subcarrier channel estimation value group, the channel estimation value of each subcarrier in each subcarrier channel estimation value group A subcarrier channel estimation value group having a maximum average power or signal-to-noise ratio is selected.
ある信号に対して逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）処理、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理を連続して行うと、ＦＦＴサイズに拘わらず、元の信号が完全に復元される。従って、全サブキャリアのチャネル推定値うち一部のサブキャリアのチャネル推定値を切り出して上述のように雑音除去処理を行うことができる。 When an inverse fast Fourier transform (IFFT) process and a fast Fourier transform (FFT) process are continuously performed on a certain signal, the original signal is completely restored regardless of the FFT size. Therefore, the channel estimation values of some subcarriers among the channel estimation values of all subcarriers can be cut out and the noise removal process can be performed as described above.
全サブキャリアのチャネル推定値に対して雑音除去処理を行うには、サブキャリアのチャネル推定値の切り出しパターンを複数用意し、切り出しパターン単位で雑音除去処理を行う。この場合、各サブキャリアのチャネル推定値がいずれかの切り出しパターンに含まれるようにし、あるサブキャリアが重複して複数の切り出しパターンに含まれていてもよい。 In order to perform noise removal processing on channel estimation values of all subcarriers, a plurality of cutout patterns of channel estimation values of subcarriers are prepared, and noise removal processing is performed in units of cutout patterns. In this case, the channel estimation value of each subcarrier may be included in one of the cutout patterns, and a certain subcarrier may be included in a plurality of cutout patterns.
この場合、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）処理においてダミー信号を挿入する必要がないため、遅延プロファイルにおいて各パスの信号成分が鋭いピークとして現れ、雑音成分のみを確実に除去することができ、サブキャリア数が２のべき乗でない場合でも、遅延プロファイルの雑音除去処理を適正に行い、各サブキャリアのチャネル推定値の精度を向上させることができる。 In this case, since it is not necessary to insert a dummy signal in the inverse fast Fourier transform (IFFT) process, the signal component of each path appears as a sharp peak in the delay profile, and only the noise component can be reliably removed. Even when the number is not a power of 2, it is possible to appropriately perform the noise removal processing of the delay profile and improve the accuracy of the channel estimation value of each subcarrier.
また、１つのサブキャリアチャネル推定値群の遅延プロファイルを基準として、他のサブキャリアチャネル推定値群の遅延プロファイル上の雑音を除去することにより、演算量を削減することができる。更に、信号対雑音（ＳＮ）比の高いチャネル推定値が含まれているサブキャリアチャネル推定値群の遅延プロファイルを基準とすることにより、他の信号対雑音（ＳＮ）比の低いサブキャリアチャネル推定値群の遅延プロファイルにおける雑音除去処理をより正確に行うことができる。 Also, the amount of calculation can be reduced by removing noise on the delay profile of another subcarrier channel estimation value group with reference to the delay profile of one subcarrier channel estimation value group. Further, by using a delay profile of a subcarrier channel estimation value group including a channel estimation value having a high signal-to-noise (SN) ratio as a reference, another subcarrier channel estimation having a low signal-to-noise (SN) ratio is performed. It is possible to more accurately perform the noise removal process in the delay profile of the value group.
図１は本発明による雑音成分除去を行うチャネル推定部の構成を示す。同図において、チャネル推定部１−１は、前段の高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理部４−５（図４参照）から入力される各サブキャリアの既知のパイロット信号の受信信号に対して、そのパイロットレプリカとの相関演算を行うことにより、仮のチャネル推定値を算出する。 FIG. 1 shows the configuration of a channel estimator for removing noise components according to the present invention. In the figure, the channel estimation unit 1-1 applies the received signal of the known pilot signal of each subcarrier input from the fast Fourier transform (FFT) processing unit 4-5 (see FIG. 4) in the previous stage. A temporary channel estimation value is calculated by performing a correlation operation with the pilot replica.
チャネル推定部１−１から出力される各サブキャリアの仮のチャネル推定値の中から、それぞれ２のべき乗の数（２n，２m）のサブキャリアのチャネル推定値群を切り出して各逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）処理部１−２１，１−２２へ入力し、各逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）処理部１−２１，１−２２はそれぞれ２のべき乗の数（２n，２m）のサブキャリアのチャネル推定値群に対して逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）処理を行う。 A group of subcarrier channel estimates of powers of 2 (2 n , 2 m ) is extracted from the temporary channel estimates of each subcarrier output from the channel estimator 1-1 to obtain each inverse high speed. Fourier transform (IFFT) processing units 1-21, 1-22 are input to the inverse fast Fourier transform (IFFT) processing units 1-21, 1-22, each of which is a power of 2 (2 n , 2 m ). Inverse fast Fourier transform (IFFT) processing is performed on the subcarrier channel estimation value group.
各逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）処理部１−２１，１−２２により逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）した後のそれぞれの遅延プロファイルに対して、各雑音パス除去部１−３１，１−３２においてそれぞれ電力値が最大のサンプルを検出し、この電力値が最大のサンプルと電力値の差が規定値以上のサンプルを雑音成分と見なしてゼロの値に置き換える。このようにサブキャリアチャネル推定値群毎に雑音除去した遅延プロファイルを、各高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理部１−４１，１−４２により高速フーリエ変換（ＦＦＴ）することにより、雑音除去したチャネル推定値が得られる。 For each delay profile after the inverse fast Fourier transform (IFFT) by the inverse fast Fourier transform (IFFT) processing units 1-21 and 1-22, the noise path removal units 1-31 and 1-32 respectively. A sample having the maximum power value is detected, and a sample having a difference between the maximum power value and the power value equal to or larger than a specified value is regarded as a noise component and replaced with a zero value. The delay profile from which noise is removed for each subcarrier channel estimation value group in this way is subjected to fast Fourier transform (FFT) by the respective fast Fourier transform (FFT) processing units 1-41 and 1-42. A value is obtained.
図２は、各サブキャリアのチャネル推定値を２種類の切り出しパターンにより切り出す様子を示している。ここで、第１の切り出しパターン及び第２の切り出しパターンにより切り出されるサブキャリアのチャネル推定値を、それぞれ第１のサブキャリアチャネル推定値群及び第２のサブキャリアチャネル推定値群と称する。 FIG. 2 shows how the channel estimation values of each subcarrier are cut out using two types of cutout patterns. Here, channel estimation values of subcarriers cut out by the first cutout pattern and the second cutout pattern are referred to as a first subcarrier channel estimation value group and a second subcarrier channel estimation value group, respectively.
第１のサブキャリアチャネル推定値群は、サブキャリア番号＃０からサブキャリア番号＃（２n−１）までの２n個のサブキャリアチャネル推定値群を含むように切り出し、第２のサブキャリアチャネル推定値群は、サブキャリア番号＃（Ｎ−２m）からサブキャリア番号＃（Ｎ−１）までの２m個のサブキャリアチャネル推定値群を含むように切り出す。ここで、Ｎはサブキャリアの総数、ｍ，ｎはＮ以下の整数である。 The first subcarrier channel estimation value group is cut out to include 2 n subcarrier channel estimation value groups from subcarrier number # 0 to subcarrier number # (2 n −1), and the second subcarrier The channel estimation value group is cut out to include 2 m subcarrier channel estimation value groups from subcarrier number # (N−2 m ) to subcarrier number # (N−1). Here, N is the total number of subcarriers, and m and n are integers less than or equal to N.
図３はサブキャリア数が７６８の場合の本発明の雑音成分除去によるチャネル推定部の構成例を示す。チャネル推定部３−１から出力される７６８個の仮のサブキャリアチャネル推定値に対して、第１の切り出しパターンにより、サブキャリア番号の先頭から５１２個のサブキャリアチャネル推定値を切り出し、第２の切り出しパターンにより、最後尾のサブキャリア番号から５１２個のサブキャリアチャネル推定値の切り出し、それぞれ、第１及び第２のサブキャリアチャネル推定値群とする。ここで、７６８個のサブキャリアチャネル推定値の中間の２５６個のサブキャリアチャネル推定値は、第１及び第２のサブキャリアチャネル推定値群に重複して含まれている。 FIG. 3 shows a configuration example of a channel estimation unit by noise component removal according to the present invention when the number of subcarriers is 768. For the 768 provisional subcarrier channel estimation values output from the channel estimation unit 3-1, 512 subcarrier channel estimation values are extracted from the beginning of the subcarrier number by the first extraction pattern, and the second From the last subcarrier number, 512 subcarrier channel estimation values are extracted from the last subcarrier number, and set as first and second subcarrier channel estimation value groups, respectively. Here, 256 subcarrier channel estimation values in the middle of the 768 subcarrier channel estimation values are redundantly included in the first and second subcarrier channel estimation value groups.
次に、各サブキャリアチャネル推定値群で独立に雑音除去処理を行う。具体的には、５１２個の各サブキャリアチャネル推定値を、各５１２ポイントの逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）処理部３−２１，３−２２により逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）処理し、複素遅延プロファイルを算出する。複素遅延プロファイルで電力が最大のサンプルを検出し、このサンプルとの電力の差が規定値以上のサンプルを雑音成分と見なしてゼロの値に置き換える。 Next, noise removal processing is performed independently for each subcarrier channel estimation value group. Specifically, 512 subcarrier channel estimation values are subjected to inverse fast Fourier transform (IFFT) processing by 512-point inverse fast Fourier transform (IFFT) processing units 3-21 and 3-22, and complex delay profiles are obtained. Is calculated. A sample having the maximum power in the complex delay profile is detected, and a sample whose power difference from the sample is equal to or greater than a predetermined value is regarded as a noise component and replaced with a zero value.
この雑音除去後の信号を各５１２ポイントの高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理部３−４１，３−４２により高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理することにより、雑音除去後の５１２個のサブキャリアチャネル推定値が得られる。最後に、各サブキャリアチャネル推定値群から得られるサブキャリアチャネル推定値を合成する。具体的には、各サブキャリアチャネル推定値群に重複して含まれているサブキャリアチャネル推定値について、各サブキャリアチャネル推定値群の値を平均化する。 The subtracted 512 subcarrier channel estimation values after noise removal are performed by fast Fourier transform (FFT) processing by the 512-point fast Fourier transform (FFT) processing units 3-41 and 3-42. Is obtained. Finally, subcarrier channel estimation values obtained from each subcarrier channel estimation value group are combined. Specifically, for each subcarrier channel estimation value that is included in each subcarrier channel estimation value group, the values of each subcarrier channel estimation value group are averaged.
前述の実施例１において、複素遅延プロファイルの各パスの信号成分は、各サブキャリアチャネル推定値群にまたがって含まれている。そのため、複素遅延プロファイルにおいて、各パスの信号成分がピークとして現れるサンプルは、各サブキャリアチャネル推定値群で共通である。従って、複素遅延プロファイル上で雑音成分と見なして除去するサンプルを選択する際、あるサブキャリアチャネル推定値群を基準とし、そのサブキャリアチャネル推定値群において選択されたサンプルを、その他のサブキャリアチャネル推定値群で選択することにより、演算量を削減することができる。 In the first embodiment, the signal component of each path of the complex delay profile is included across each subcarrier channel estimation value group. For this reason, in the complex delay profile, the sample in which the signal component of each path appears as a peak is common to each subcarrier channel estimation value group. Therefore, when selecting a sample to be removed as a noise component on the complex delay profile, a subcarrier channel estimation value group is used as a reference, and the sample selected in the subcarrier channel estimation value group is used as another subcarrier channel. By selecting the estimated value group, the amount of calculation can be reduced.
また、周波数選択性フェージング環境下では、チャネル推定値の電力は各サブキャリア間でばらつきがある。従って、信号対雑音（ＳＮ）比の高いチャネル推定値が含まれているサブキャリアチャネル推定値群を基準とすることにより、それ以外の、信号対雑音（ＳＮ）比の低いチャネル推定値が含まれているサブキャリアチャネル推定値群で、雑音除去処理をより正確に行うことができる。具体的には、各サブキャリアのチャネル推定値の平均電力が最大となるサブキャリアチャネル推定値群を基準とする。 Further, under the frequency selective fading environment, the power of the channel estimation value varies among the subcarriers. Therefore, by using a subcarrier channel estimation value group including a channel estimation value having a high signal-to-noise (SN) ratio as a reference, other channel estimation values having a low signal-to-noise (SN) ratio are included. The noise removal processing can be performed more accurately with the subcarrier channel estimation value group. Specifically, a group of subcarrier channel estimation values that maximizes the average power of channel estimation values of each subcarrier is used as a reference.
１−１ チャネル推定部
１−２１，１−２２ 逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）処理部
１−３１，１−３２ 雑音パス除去部
１−４１，１−４２ 高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理部
1-1 Channel estimation unit 1-21, 1-22 Inverse fast Fourier transform (IFFT) processing unit 1-31, 1-32 Noise path elimination unit 1-41, 1-42 Fast Fourier transform (FFT) processing unit
Claims (5)
該逆フーリエ変換処理により得られる遅延プロファイル上で電力が所定のしきい値より小さいパスサンプルを雑音成分と見なして除去する雑音除去手段と、
該雑音成分を除去した後の遅延プロファイルをフーリエ変換処理するフーリエ変換手段とを備えたＯＦＤＭ通信方式の受信装置において、
前記逆フーリエ変換手段は、各サブキャリアのチャネル推定値の中から切り出した２のべき乗の数のサブキャリアのチャネル推定値のみに対して逆高速フーリエ変換処理を行うことを特徴とするＯＦＤＭ通信方式の受信装置。 An inverse Fourier transform means for performing an inverse Fourier transform process on the channel estimation value of each subcarrier;
Noise removing means for treating a path sample whose power is smaller than a predetermined threshold on the delay profile obtained by the inverse Fourier transform processing as a noise component and removing it;
In an OFDM communication system receiver comprising Fourier transform means for Fourier transforming the delay profile after removing the noise component,
The inverse Fourier transform means performs an inverse fast Fourier transform process only on channel estimation values of powers of 2 subcarriers cut out from channel estimation values of each subcarrier. Receiver.
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