JP3796420B2 - OFDM receiver circuit - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主に無線通信に用いられるOFDM(直交周波数分割多重)信号を受信して復調するOFDM受信回路に関し、特に高速信号伝送と高周波数利用効率とを実現するOFDM受信回路に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のOFDM受信回路は、図4又は図5に示すように構成されている。
図4に示すOFDM受信回路の場合、受信されたOFDM信号は、直交検波器51において発振器52から出力されるキャリア信号により、ベースバンド複素OFDM信号に変換される。
【0003】
このベースバンド複素OFDM信号は、フィルタ(LPF)53,54により不要波成分を除去された後、A/D変換器55,56によりディジタル信号に変換される。
A/D変換器55,56から出力されるディジタルのベースバンド複素OFDM信号は、フーリエ変換器(FFT)57により、離散フーリエ変換されて、サブキャリア毎の変調信号に分離される。サブキャリア毎の変調信号は、サブキャリア復調器58によって復調される。サブキャリア復調器58の出力に送信側の伝送したデータが得られる。
【0004】
図5に示すOFDM受信回路においては、直交検波の回路がディジタル化されている。このOFDM受信回路の場合、受信されたOFDM信号は周波数変換器71において発振器72から出力される局部発振信号を用いて周波数変換され、ディジタル直交検波用のキャリア周波数に変換される。
周波数変換器71で周波数変換されたOFDM受信信号は、フィルタ73を通って不要波成分を除去された後、A/D変換器74によりディジタル信号に変換される。
【0005】
A/D変換器74から出力されるディジタルのOFDM受信信号は、ディジタル直交検波器75により直交検波される。ディジタル直交検波器75の出力に、ディジタルのベースバンド複素OFDM信号が得られる。
このベースバンド複素OFDM信号は、フーリエ変換器76により、離散フーリエ変換されて、サブキャリア毎の変調信号に分離される。サブキャリア毎の変調信号は、サブキャリア復調器77によって復調される。サブキャリア復調器77の出力に送信側の伝送したデータが得られる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
前述のようなOFDM受信回路においては、A/D変換の前にエイリアジング回避のために、不要波である高調波を除去するためのフィルタ(LPF)が用いられている。
また、従来の一般的なOFDM受信回路においては、図6(a)に示すように急峻なフィルタ特性を有するフィルタを用いて高調波を除去することを想定している。
【0007】
しかしながら、現実にはこのように急峻なフィルタ特性を有するフィルタは実現不可能である。そこで、実際にはOFDM信号に含まれる多数のサブキャリアのうち外側に位置する特定のキャリアを使用しないようにしている。
これにより、隣接チャネルや隣接バンドとの実質的な周波数間隔を広げることができるので、フィルタに要求される特性が緩和される。しかし、外側に位置する特定のキャリアを使用できないので、周波数利用効率が犠牲になる。高い周波数利用効率と急峻なフィルタの実現性とを両立させることは困難である。
【0008】
一方、A/D変換器をオーバーサンプリング動作させ、かつフーリエ変換(FFT)の演算ポイント数を大きく取ることにより、不要波のエイリアジングによる被干渉を回避することが可能である。その場合、不要波を除去するために用いられるフィルタの特性は図6(b)に示すように緩和される。
しかし、高速の信号をOFDM信号として伝送する場合には、A/D変換器をオーバーサンプリング動作させるために、著しく動作速度の速いA/D変換器を用いる必要があり、消費電力の増大や実現性の面で問題がある。
【0009】
また、互いに周波数をずらした複数のOFDM信号を並列的に用いることにより高速の信号伝送が可能になる。しかし、その場合には複数のOFDM信号が互いに混信しないように、図6(c)に示すようなガードバンドを設ける必要がある。ガードバンドを設けると、周波数の利用効率が低下するのは避けられない。本発明は、高速の信号伝送と高い周波数利用効率との両方を実現することが可能なOFDM受信回路を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
請求項1のOFDM受信回路は、受信したOFDM信号を複数のN系列に分波する分波器と、互いに周波数同期が確立したキャリア信号を出力するN個の発振器と、前記N個の発振器に共通の基準信号を与える基準信号発振器と、前記分波器から出力されるN系列のOFDM信号のそれぞれと、前記N個の発振器のそれぞれから出力される信号とを入力してベースバンドの複素OFDM信号を出力するN個の直交検波器と、前記直交検波器が出力する複素OFDM信号から不要波成分を除去するN対のフィルタと、前記フィルタの出力する複素OFDM信号をディジタル信号に変換するN対のA/D変換器と、前記対のA/D変換器が出力するディジタルの複素OFDM信号を入力して離散フーリエ変換を行い、サブキャリア毎の変調信号を出力するN個のフーリエ変換器と、前記フーリエ変換器が出力するサブキャリア毎の変調信号を復調するサブキャリア復調器とを設けたことを特徴とするOFDM受信回路において、前記N個の発振器は受信したOFDM信号に含まれるサブキャリア間隔のM倍(Mは自然数)に相当する周波数間隔のキャリア信号を出力出力し、前記N個のフーリエ変換器が離散フーリエ変換を行う帯域を前記周波数間隔よりも広くすることを特徴とする。
【0011】
請求項1では、受信すべきOFDM信号の帯域を分割して帯域毎に信号を処理する。これにより、A/D変換器の動作速度が著しく高速になるのを回避することができる。
しかし、送信側でOFDM信号を帯域分割するだけでは、前述のように(図6(c)参照)複数のOFDM信号が互いに混信しないようにガードバンドを設ける必要があり、周波数利用効率をあげられないという問題がある。
【0012】
そこで、請求項1では分割受信するOFDM信号の間隔をOFDM信号のサブキャリア間隔のM倍(Mは自然数)とし、それぞれのOFDM信号が重なり合わないように配慮する。更に、分割された複数のOFDM信号を直交検波するためのキャリアを発生する複数の発振器相互で周波数同期を確立する。これにより、複数にOFDM信号を分割し、あたかも1つの広帯域なOFDM信号を復調したように処理できる。従って、ガードバンドの設置が不要になり高い周波数利用効率を実現できる。
【0013】
請求項2のOFDM受信回路は、受信したOFDM信号を複数のN系列に分波する分波器と、互いに周波数同期が確立したキャリア信号を出力するN個の発振器と、前記N個の発振器に共通の基準信号を与える基準信号発振器と、前記分波器から出力されるN系列のOFDM信号のそれぞれを、前記N個の発振器のそれぞれから出力される信号を用いて周波数変換するN個の周波数変換器と、前記周波数変換器から出力されるOFDM信号から不要波成分を除去するN個のフィルタと、前記フィルタの出力するOFDM信号をディジタル信号に変換するN個のA/D変換器と、前記A/D変換器から出力されるディジタルのOFDM信号を入力してディジタル直交検波を実施し、ベースバンドの複素OFDM信号を出力するN個のディジタル直交検波器と、前記ディジタル直交検波器の出力する複素OFDM信号を離散フーリエ変換してサブキャリア毎の変調信号を出力するN個のフーリエ変換器と、前記フーリエ変換器の出力するサブキャリア毎の変調信号を復調するサブキャリア復調器とを設けたことを特徴とするOFDM受信回路において、前記N個の発振器は受信したOFDM信号に含まれるサブキャリア間隔のM倍(Mは自然数)に相当する周波数間隔のキャリア信号を出力出力し、前記N個のフーリエ変換器が離散フーリエ変換を行う帯域を前記周波数間隔よりも広くすることを特徴とする。
【0014】
請求項2では、請求項1と同様に受信すべきOFDM信号の帯域を分割して帯域毎に信号を処理する。これにより、A/D変換器の動作速度が著しく高速になるのを回避することができる。また、分割受信するOFDM信号の間隔をOFDM信号のサブキャリア間隔のM倍(Mは自然数)とし、それぞれのOFDM信号が重なり合わないように配慮する。
【0015】
更に、分割された複数のOFDM信号を周波数変換するために用いる局部発振信号を発生する複数の発振器相互で周波数同期を確立する。これにより、複数にOFDM信号を分割し、あたかも1つの広帯域なOFDM信号を復調したように処理できる。従って、ガードバンドの設置が不要になり高い周波数利用効率を実現できる。
【0016】
また、請求項1又は請求項2のOFDM受信回路では、前記N個の発振器に共通の基準信号を与える基準信号発振器を設けている
基準信号発振器から出力される1つの基準信号をN個の発振器で共通に利用することにより、N個の発振器がそれぞれ出力する信号の周波数を互いに同期させることができる。また、例えばPLL(位相同期ループ)回路を用いて各発振器を構成することにより、互いに周波数が異なりしかも周波数間隔が一定の信号をN個の発振器からそれぞれ出力することができる。
【0017】
【発明の実施の形態】
(第1の実施の形態)
本発明のOFDM受信回路の1つの実施の形態について、図1及び図3を参照して説明する。この形態は、請求項1に対応する。
図1はこの形態のOFDM受信回路を示すブロック図である。図3はこの形態の信号のスペクトル配置を示すスペクトル図である。
【0018】
この形態では、請求項1の分波器,発振器,直交検波器,フィルタ,A/D(アナログ/ディジタル)変換器,フーリエ変換器及びサブキャリア復調器は、それぞれ分波器11,発振器(14,15),直交検波器(12,13),ローパスフィルタ(16〜19),A/D変換器(20〜23),フーリエ変換器(24,25)及びサブキャリア復調器26に対応する。また、基準信号発振器は基準発振器27に対応する。
【0019】
図1を参照すると、このOFDM受信回路は分波器11,直交検波器12,13,発振器14,15,ローパスフィルタ16〜19,A/D変換器20〜23,フーリエ変換器24,25,サブキャリア復調器26及び基準発振器27を備えている。
この形態では、受信したOFDM信号を2つの系統に分割し、2つの系統でそれぞれ信号を処理する場合を想定している。すなわち、図3(a),(b)にハッチングを施して示す各領域RL,RUのように、受信した信号の帯域を上下の2つの領域に分割し、帯域毎に信号を処理する。
【0020】
分波器11は受信されたOFDM信号を2つに分波して2つの信号処理系統にそれぞれOFDM信号を出力する。すなわち、一方のOFDM信号は直交検波器12に入力され、他方のOFDM信号は直交検波器13に入力される。
直交検波器12,13は、それぞれ発振器14,15が出力するキャリア信号を用いてOFDM信号の直交検波を行う。この直交検波により、ベースバンドの複素OFDM信号が得られる。すなわち、実数成分(I信号)と虚数成分(Q信号)とで構成されるOFDM信号が直交検波器12,13からそれぞれ出力される。
【0021】
発振器14が出力するキャリア信号と発振器15が出力するキャリア信号との間には、予め定めた周波数差Δfdが存在している。この周波数差Δfdは、受信したOFDM信号におけるサブキャリア間隔の整数倍になっている。また、分割された各帯域の信号が互いに重なり合わないように周波数差Δfdが定めてある。
【0022】
更に、周波数差Δfdが変動しないように、2つの発振器14,15の間でキャリア信号の周波数同期を確立してある。この例では、発振器14,15をPLL回路で構成してあり、基準発振器27が出力する基準信号を2つの発振器14,15に共通の基準信号として与えている。
直交検波器12から出力されるベースバンドの複素OFDM信号は、不要波成分(高調波)を除去するためにローパスフィルタ16,17に入力される。同様に、直交検波器13から出力されるベースバンドの複素OFDM信号は、不要波成分を除去するためにローパスフィルタ18,19に入力される。
【0023】
また、ローパスフィルタ16,17から出力される複素OFDM信号はA/D変換器20,21でディジタル信号に変換され、ローパスフィルタ18,19から出力される複素OFDM信号はA/D変換器22,23でディジタル信号に変換される。
更に、A/D変換器20,21から出力されるディジタルの複素OFDM信号はフーリエ変換器24でフーリエ変換され、サブキャリア毎の変調信号に分離される。同様に、A/D変換器22,23から出力されるディジタルの複素OFDM信号はフーリエ変換器25でフーリエ変換され、サブキャリア毎の変調信号に分離される。
【0024】
フーリエ変換器24から出力される変調信号は、受信OFDM信号の中で図3に示される半分の領域RLに含まれる各サブキャリアの成分であり、フーリエ変換器25から出力される変調信号は、受信OFDM信号の中で図3に示される半分の領域RUに含まれる各サブキャリアの成分である。
フーリエ変換器24,25から出力される各サブキャリアの変調信号は、サブキャリア復調器26で復調され、出力データとしてサブキャリア復調器26から出力される。
【0025】
この例では、フーリエ変換器24,25における演算ポイント数(FFTウインドゥ)を分割された各領域RL,RUの帯域に比べて大きくしてある。このため、不要波を除去するローパスフィルタ16〜19に要求されるフィルタ特性は、図3に示すように緩やかな特性で構わない。
図1のOFDM受信回路は、図3に示す2つの領域RL,RUを合わせた広帯域のOFDM信号を受信することができる。しかも、2つの領域RL,RUの間にガードバンドを設ける必要がないので、高い周波数利用効率が実現する。
【0026】
もちろん、受信したOFDM信号の帯域を3以上の領域に分割して領域毎に信号を処理することもできる。
(第2の実施の形態)
本発明のOFDM受信回路のもう1つの実施の形態について、図2を参照して説明する。この形態は、請求項2に対応する。
【0027】
図2はこの形態のOFDM受信回路を示すブロック図である。この形態は、第1の実施の形態の変形例であり、直交検波をディジタル回路で実施するように構成が変更されている。
この形態では、請求項2の分波器,発振器,周波数変換器,フィルタ,A/D変換器,ディジタル直交検波器,フーリエ変換器及びサブキャリア復調器は、それぞれ分波器31,発振器(34,35),周波数変換器(32,33),ローパスフィルタ(36,37),A/D変換器(38,39),ディジタル直交検波器(40,41),フーリエ変換器(42,43)及びサブキャリア復調器44に対応する。また、基準信号発振器は基準発振器45に対応する。
【0028】
図2を参照すると、このOFDM受信回路は分波器31,周波数変換器32,33,発振器34,35,ローパスフィルタ36,37,A/D変換器38,39,ディジタル直交検波器40,41,フーリエ変換器42,43,サブキャリア復調器44及び基準発振器45を備えている。
この形態では、第1の実施の形態と同様に受信したOFDM信号を2つの系統に分割し、2つの系統でそれぞれ信号を処理する場合を想定している。すなわち、図3(a),(b)にハッチングを施して示す各領域RL,RUのように、受信した信号の帯域を上下の2つの領域に分割し、帯域毎に信号を処理する。
【0029】
分波器31は受信されたOFDM信号を2つに分波して2つの信号処理系統にそれぞれOFDM信号を出力する。すなわち、一方のOFDM信号は周波数変換器32に入力され、他方のOFDM信号は周波数変換器33に入力される。
周波数変換器32,33は、それぞれ発振器34,35が出力するキャリア信号を用いてOFDM信号の周波数をディジタル直交検波で使用するキャリア周波数に変換する。
【0030】
発振器34が出力するキャリア信号と発振器35が出力するキャリア信号との間には、予め定めた周波数差Δfdが存在している。この周波数差Δfdは、受信したOFDM信号におけるサブキャリア間隔の整数倍になっている。また、分割された各帯域の信号が互いに重なり合わないように周波数差Δfdが定めてある。
【0031】
更に、周波数差Δfdが変動しないように、2つの発振器34,35の間でキャリア信号の周波数同期を確立してある。この例では、発振器34,35をPLL回路で構成してあり、基準発振器45が出力する基準信号を2つの発振器34,35に共通の基準信号として与えている。
周波数変換器32で周波数変換されたOFDM信号はローパスフィルタ36で不要波成分を除去された後、A/D変換器38でディジタル信号に変換される。同様に、周波数変換器33で周波数変換されたOFDM信号はローパスフィルタ37で不要波成分を除去された後、A/D変換器39でディジタル信号に変換される。
【0032】
また、A/D変換器38から出力されるディジタルのOFDM信号はディジタル直交検波器40で直交検波され、ディジタルのベースバンド複素OFDM信号になる。A/D変換器39から出力されるディジタルのOFDM信号はディジタル直交検波器41で直交検波され、ディジタルのベースバンド複素OFDM信号になる。
【0033】
更に、ディジタル直交検波器40から出力されるディジタルの複素OFDM信号はフーリエ変換器42でフーリエ変換され、サブキャリア毎の変調信号に分離される。同様に、ディジタル直交検波器41から出力されるディジタルの複素OFDM信号はフーリエ変換器43でフーリエ変換され、サブキャリア毎の変調信号に分離される。
【0034】
フーリエ変換器42から出力される変調信号は、受信OFDM信号の中で図3に示される半分の領域RLに含まれる各サブキャリアの成分であり、フーリエ変換器43から出力される変調信号は、受信OFDM信号の中で図3に示される半分の領域RUに含まれる各サブキャリアの成分である。
フーリエ変換器42,43から出力される各サブキャリアの変調信号は、サブキャリア復調器44で復調され、出力データとしてサブキャリア復調器44から出力される。
【0035】
この例では、フーリエ変換器42,43における演算ポイント数(FFTウインドゥ)を分割された各領域RL,RUの帯域に比べて大きくしてある。このため、不要波を除去するローパスフィルタ36,37に要求されるフィルタ特性は、図3に示すように緩やかな特性で構わない。
【0036】
図2のOFDM受信回路は、図3に示す2つの領域RL,RUを合わせた広帯域のOFDM信号を受信することができる。しかも、2つの領域RL,RUの間にガードバンドを設ける必要がないので、高い周波数利用効率が実現する。
【0037】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のOFDM受信回路によれば、A/D変換器の動作速度を著しく高くすることなく、高速信号伝送と高周波数利用効率とを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施の形態のOFDM受信回路を示すブロック図である。
【図2】第2の実施の形態のOFDM受信回路を示すブロック図である。
【図3】第1の実施の形態の信号のスペクトル配置を示すスペクトル図である。
【図4】従来例のOFDM受信回路を示すブロック図である。
【図5】従来例のOFDM受信回路を示すブロック図である。
【図6】従来例の信号のスペクトル配置を示すスペクトル図である。
【符号の説明】
11 分波器
12,13 直交検波器
14,15 発振器
16,17,18,19 ローパスフィルタ
20,21,22,23 A/D変換器
24,25 フーリエ変換器
26 サブキャリア復調器
27 基準発振器
31 分波器
32,33 周波数変換器
34,35 発振器
36,37 ローパスフィルタ
38,39 A/D変換器
40,41 ディジタル直交検波器
42,43 フーリエ変換器
44 サブキャリア復調器
45 基準発振器
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an OFDM receiving circuit that receives and demodulates an OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) signal mainly used for wireless communication, and more particularly to an OFDM receiving circuit that realizes high-speed signal transmission and high frequency utilization efficiency.
[0002]
[Prior art]
The conventional OFDM receiving circuit is configured as shown in FIG. 4 or FIG.
In the case of the OFDM receiving circuit shown in FIG. 4, the received OFDM signal is converted into a baseband complex OFDM signal by the carrier signal output from the oscillator 52 in the quadrature detector 51.
[0003]
The baseband complex OFDM signal is converted into a digital signal by A / D converters 55 and 56 after unnecessary wave components are removed by filters (LPF) 53 and 54.
The digital baseband complex OFDM signals output from the A / D converters 55 and 56 are subjected to discrete Fourier transform by a Fourier transformer (FFT) 57 and separated into modulated signals for each subcarrier. The modulated signal for each subcarrier is demodulated by a subcarrier demodulator 58. Data transmitted on the transmission side is obtained at the output of the subcarrier demodulator 58.
[0004]
In the OFDM receiving circuit shown in FIG. 5, the quadrature detection circuit is digitized. In the case of this OFDM receiving circuit, the received OFDM signal is frequency-converted by the frequency converter 71 using the local oscillation signal output from the oscillator 72 and converted to a carrier frequency for digital quadrature detection.
The OFDM reception signal frequency-converted by the frequency converter 71 is filtered by the A / D converter 74 after removing unnecessary wave components through the filter 73.
[0005]
The digital OFDM reception signal output from the A / D converter 74 is quadrature detected by a digital quadrature detector 75. A digital baseband complex OFDM signal is obtained at the output of the digital quadrature detector 75.
The baseband complex OFDM signal is discrete Fourier transformed by a Fourier transformer 76 and separated into modulated signals for each subcarrier. The modulated signal for each subcarrier is demodulated by a subcarrier demodulator 77. Data transmitted on the transmission side is obtained at the output of the subcarrier demodulator 77.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In the OFDM receiving circuit as described above, a filter (LPF) for removing harmonics which are unnecessary waves is used to avoid aliasing before A / D conversion.
Further, in the conventional general OFDM receiving circuit, it is assumed that harmonics are removed using a filter having a steep filter characteristic as shown in FIG.
[0007]
However, in reality, a filter having such a steep filter characteristic cannot be realized. Therefore, in practice, a specific carrier located outside of a large number of subcarriers included in the OFDM signal is not used.
Thereby, since the substantial frequency interval with an adjacent channel or an adjacent band can be expanded, the characteristic requested | required of a filter is eased. However, since a specific carrier located outside cannot be used, frequency utilization efficiency is sacrificed. It is difficult to achieve both high frequency utilization efficiency and a steep filter feasibility.
[0008]
On the other hand, by causing the A / D converter to perform an oversampling operation and increasing the number of calculation points of Fourier transform (FFT), it is possible to avoid interference due to aliasing of unnecessary waves. In that case, the characteristics of the filter used to remove unwanted waves are relaxed as shown in FIG.
However, when transmitting a high-speed signal as an OFDM signal, it is necessary to use an A / D converter with a remarkably high operating speed in order to perform an oversampling operation of the A / D converter. There is a problem in terms of sex.
[0009]
In addition, high-speed signal transmission is possible by using a plurality of OFDM signals whose frequencies are shifted from each other in parallel. However, in this case, it is necessary to provide a guard band as shown in FIG. 6C so that a plurality of OFDM signals do not interfere with each other. If the guard band is provided, it is inevitable that the frequency utilization efficiency is lowered. An object of the present invention is to provide an OFDM receiver circuit capable of realizing both high-speed signal transmission and high frequency utilization efficiency.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
An OFDM receiver circuit according to claim 1 includes: a demultiplexer that demultiplexes a received OFDM signal into a plurality of N sequences; N oscillators that output carrier signals whose frequency synchronization has been established; and the N oscillators. A baseband complex OFDM by inputting a reference signal oscillator for providing a common reference signal, each of N series of OFDM signals output from the duplexer, and a signal output from each of the N oscillators. N quadrature detectors for outputting signals, N pairs of filters for removing unnecessary wave components from the complex OFDM signal output by the quadrature detector, and N for converting the complex OFDM signal output by the filter into a digital signal A pair of A / D converters and a digital complex OFDM signal output from the pair of A / D converters are input to perform discrete Fourier transform, and a modulation signal for each subcarrier is obtained. In the OFDM receiving circuit, the N oscillators are provided with N Fourier transformers to be operated and a subcarrier demodulator for demodulating a modulation signal for each subcarrier output from the Fourier transformer. A carrier signal having a frequency interval corresponding to M times the subcarrier interval included in the received OFDM signal (M is a natural number) is output and output, and a band in which the N Fourier transformers perform discrete Fourier transform is determined based on the frequency interval. It is also characterized by widening.
[0011]
In claim 1, the band of the OFDM signal to be received is divided and the signal is processed for each band. As a result, it is possible to avoid the operation speed of the A / D converter from becoming extremely high.
However, as described above (see FIG. 6 (c)), it is necessary to provide a guard band so that a plurality of OFDM signals do not interfere with each other only by dividing the band of the OFDM signal on the transmission side. There is no problem.
[0012]
Therefore, in claim 1, the interval between the OFDM signals to be dividedly received is set to M times the subcarrier interval of the OFDM signal (M is a natural number), and consideration is given so that the OFDM signals do not overlap each other. Furthermore, frequency synchronization is established among a plurality of oscillators that generate carriers for orthogonal detection of a plurality of divided OFDM signals. Thereby, it is possible to divide the OFDM signal into a plurality of parts and process as if one broadband OFDM signal was demodulated. Therefore, it is not necessary to install a guard band, and high frequency utilization efficiency can be realized.
[0013]
An OFDM receiver circuit according to claim 2 includes: a demultiplexer that demultiplexes a received OFDM signal into a plurality of N series; N oscillators that output carrier signals that have established frequency synchronization with each other; and the N oscillators. N frequencies for frequency-converting each of the reference signal oscillator for providing a common reference signal and the N series of OFDM signals output from the duplexer using signals output from the N oscillators A converter, N filters for removing unnecessary wave components from the OFDM signal output from the frequency converter, N A / D converters for converting the OFDM signal output from the filter into a digital signal, The digital OFDM signal output from the A / D converter is input, digital quadrature detection is performed, and N digital signals that output a baseband complex OFDM signal are output. An AC detector, a discrete Fourier transform of the complex OFDM signal output from the digital quadrature detector and N modulated Fourier transform signals for each subcarrier, and a subcarrier output from the Fourier transformer. In the OFDM receiving circuit provided with a subcarrier demodulator for demodulating the modulation signal, the N oscillators correspond to M times the subcarrier interval (M is a natural number) included in the received OFDM signal. A carrier signal having a frequency interval is output and output, and a band in which the N Fourier transformers perform discrete Fourier transform is wider than the frequency interval.
[0014]
In the second aspect, similarly to the first aspect, the band of the OFDM signal to be received is divided and the signal is processed for each band. As a result, it is possible to avoid the operation speed of the A / D converter from becoming extremely high. Further, the interval between the OFDM signals to be divided and received is set to M times the subcarrier interval of the OFDM signal (M is a natural number), and consideration is given so that the OFDM signals do not overlap each other.
[0015]
Further, frequency synchronization is established among a plurality of oscillators that generate local oscillation signals used for frequency conversion of the plurality of divided OFDM signals. Thereby, it is possible to divide the OFDM signal into a plurality of parts and process as if one broadband OFDM signal was demodulated. Therefore, it is not necessary to install a guard band, and high frequency utilization efficiency can be realized.
[0016]
In the OFDM receiver circuit according to claim 1 or 2, a reference signal oscillator for providing a common reference signal to the N oscillators is provided.
By commonly using one reference signal output from the reference signal oscillator among the N oscillators, the frequencies of the signals output from the N oscillators can be synchronized with each other. For example, by configuring each oscillator using a PLL (phase-locked loop) circuit, signals having different frequencies and constant frequency intervals can be output from the N oscillators.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
One embodiment of the OFDM receiving circuit of the present invention will be described with reference to FIGS. This form corresponds to claim 1.
FIG. 1 is a block diagram showing an OFDM receiving circuit of this form. FIG. 3 is a spectrum diagram showing the spectrum arrangement of a signal of this form.
[0018]
In this embodiment, the duplexer, the oscillator, the quadrature detector, the filter, the A / D (analog / digital) converter, the Fourier transformer, and the subcarrier demodulator according to claim 1 are respectively connected to the duplexer 11 and the oscillator (14). 15), quadrature detectors (12, 13), low-pass filters (16-19), A / D converters (20-23), Fourier transformers (24, 25), and subcarrier demodulator 26. The reference signal oscillator corresponds to the reference oscillator 27.
[0019]
Referring to FIG. 1, this OFDM receiver circuit includes a duplexer 11, quadrature detectors 12, 13, oscillators 14, 15, low-pass filters 16-19, A / D converters 20-23, Fourier transformers 24, 25, A subcarrier demodulator 26 and a reference oscillator 27 are provided.
In this embodiment, it is assumed that the received OFDM signal is divided into two systems and the signals are processed by the two systems. That is, as shown in the areas RL and RU shown by hatching in FIGS. 3A and 3B, the received signal band is divided into two upper and lower areas, and the signal is processed for each band.
[0020]
The demultiplexer 11 demultiplexes the received OFDM signal into two and outputs OFDM signals to the two signal processing systems. That is, one OFDM signal is input to the quadrature detector 12 and the other OFDM signal is input to the quadrature detector 13.
The quadrature detectors 12 and 13 perform quadrature detection of the OFDM signal using the carrier signals output from the oscillators 14 and 15, respectively. By this orthogonal detection, a baseband complex OFDM signal is obtained. That is, OFDM signals composed of a real component (I signal) and an imaginary component (Q signal) are output from the quadrature detectors 12 and 13, respectively.
[0021]
A predetermined frequency difference Δfd exists between the carrier signal output from the oscillator 14 and the carrier signal output from the oscillator 15. This frequency difference Δfd is an integral multiple of the subcarrier interval in the received OFDM signal. Further, the frequency difference Δfd is determined so that the divided signals of each band do not overlap each other.
[0022]
Further, frequency synchronization of the carrier signal is established between the two oscillators 14 and 15 so that the frequency difference Δfd does not fluctuate. In this example, the oscillators 14 and 15 are constituted by PLL circuits, and the reference signal output from the reference oscillator 27 is given to the two oscillators 14 and 15 as a common reference signal.
The baseband complex OFDM signal output from the quadrature detector 12 is input to the low-pass filters 16 and 17 in order to remove unnecessary wave components (harmonics). Similarly, the baseband complex OFDM signal output from the quadrature detector 13 is input to the low-pass filters 18 and 19 in order to remove unnecessary wave components.
[0023]
The complex OFDM signals output from the low-pass filters 16 and 17 are converted into digital signals by the A / D converters 20 and 21, and the complex OFDM signals output from the low-pass filters 18 and 19 are converted to the A / D converters 22, 23 is converted to a digital signal.
Further, the digital complex OFDM signals output from the A / D converters 20 and 21 are Fourier-transformed by the Fourier transformer 24 and separated into modulated signals for each subcarrier. Similarly, digital complex OFDM signals output from the A / D converters 22 and 23 are Fourier-transformed by a Fourier transformer 25 and separated into modulated signals for each subcarrier.
[0024]
The modulation signal output from the Fourier transformer 24 is a component of each subcarrier included in the half region RL shown in FIG. 3 in the received OFDM signal, and the modulation signal output from the Fourier transformer 25 is It is the component of each subcarrier included in the half region RU shown in FIG. 3 in the received OFDM signal.
The modulation signal of each subcarrier output from the Fourier transformers 24 and 25 is demodulated by the subcarrier demodulator 26 and output from the subcarrier demodulator 26 as output data.
[0025]
In this example, the number of calculation points (FFT window) in the Fourier transformers 24 and 25 is made larger than the band of each of the divided regions RL and RU. Therefore, the filter characteristics required for the low-pass filters 16 to 19 for removing unnecessary waves may be moderate characteristics as shown in FIG.
The OFDM receiving circuit in FIG. 1 can receive a broadband OFDM signal that combines the two regions RL and RU shown in FIG. In addition, since it is not necessary to provide a guard band between the two regions RL and RU, high frequency utilization efficiency is realized.
[0026]
Of course, it is also possible to divide the band of the received OFDM signal into three or more regions and process the signal for each region.
(Second Embodiment)
Another embodiment of the OFDM receiving circuit of the present invention will be described with reference to FIG. This form corresponds to claim 2.
[0027]
FIG. 2 is a block diagram showing an OFDM receiving circuit of this form. This embodiment is a modification of the first embodiment, and the configuration is changed so that quadrature detection is performed by a digital circuit.
In this embodiment, the duplexer, the oscillator, the frequency converter, the filter, the A / D converter, the digital quadrature detector, the Fourier transformer, and the subcarrier demodulator according to claim 2 are respectively connected to the duplexer 31 and the oscillator (34). 35), frequency converter (32, 33), low pass filter (36, 37), A / D converter (38, 39), digital quadrature detector (40, 41), Fourier transformer (42, 43). And the subcarrier demodulator 44. The reference signal oscillator corresponds to the reference oscillator 45.
[0028]
Referring to FIG. 2, the OFDM receiving circuit includes a duplexer 31, frequency converters 32 and 33, oscillators 34 and 35, low-pass filters 36 and 37, A / D converters 38 and 39, and digital quadrature detectors 40 and 41. , Fourier transformers 42 and 43, a subcarrier demodulator 44, and a reference oscillator 45.
In this embodiment, it is assumed that the received OFDM signal is divided into two systems as in the first embodiment, and the signals are processed by the two systems, respectively. That is, as shown in the areas RL and RU shown by hatching in FIGS. 3A and 3B, the received signal band is divided into two upper and lower areas, and the signal is processed for each band.
[0029]
The demultiplexer 31 demultiplexes the received OFDM signal into two and outputs the OFDM signals to the two signal processing systems, respectively. That is, one OFDM signal is input to the frequency converter 32 and the other OFDM signal is input to the frequency converter 33.
The frequency converters 32 and 33 use the carrier signals output from the oscillators 34 and 35, respectively, to convert the frequency of the OFDM signal into a carrier frequency used in digital quadrature detection.
[0030]
A predetermined frequency difference Δfd exists between the carrier signal output from the oscillator 34 and the carrier signal output from the oscillator 35. This frequency difference Δfd is an integral multiple of the subcarrier interval in the received OFDM signal. Further, the frequency difference Δfd is determined so that the divided signals of each band do not overlap each other.
[0031]
Further, frequency synchronization of the carrier signal is established between the two oscillators 34 and 35 so that the frequency difference Δfd does not fluctuate. In this example, the oscillators 34 and 35 are composed of PLL circuits, and the reference signal output from the reference oscillator 45 is given to the two oscillators 34 and 35 as a common reference signal.
The OFDM signal frequency-converted by the frequency converter 32 is converted into a digital signal by an A / D converter 38 after an unnecessary wave component is removed by a low-pass filter 36. Similarly, the OFDM signal frequency-converted by the frequency converter 33 is converted to a digital signal by the A / D converter 39 after the unnecessary wave component is removed by the low-pass filter 37.
[0032]
The digital OFDM signal output from the A / D converter 38 is quadrature detected by the digital quadrature detector 40 to become a digital baseband complex OFDM signal. The digital OFDM signal output from the A / D converter 39 is quadrature detected by a digital quadrature detector 41 to become a digital baseband complex OFDM signal.
[0033]
Further, the digital complex OFDM signal output from the digital quadrature detector 40 is Fourier transformed by a Fourier transformer 42 and separated into modulated signals for each subcarrier. Similarly, a digital complex OFDM signal output from the digital quadrature detector 41 is Fourier-transformed by a Fourier transformer 43 and separated into modulated signals for each subcarrier.
[0034]
The modulation signal output from the Fourier transformer 42 is a component of each subcarrier included in the half region RL shown in FIG. 3 in the received OFDM signal, and the modulation signal output from the Fourier transformer 43 is It is the component of each subcarrier included in the half region RU shown in FIG. 3 in the received OFDM signal.
The modulated signal of each subcarrier output from the Fourier transformers 42 and 43 is demodulated by the subcarrier demodulator 44 and output from the subcarrier demodulator 44 as output data.
[0035]
In this example, the number of calculation points (FFT window) in the Fourier transformers 42 and 43 is made larger than the band of each of the divided regions RL and RU. Therefore, the filter characteristics required for the low-pass filters 36 and 37 for removing unnecessary waves may be moderate characteristics as shown in FIG.
[0036]
The OFDM receiver circuit of FIG. 2 can receive a wideband OFDM signal that combines the two regions RL and RU shown in FIG. In addition, since it is not necessary to provide a guard band between the two regions RL and RU, high frequency utilization efficiency is realized.
[0037]
【The invention's effect】
As described above, according to the OFDM receiver circuit of the present invention, high-speed signal transmission and high frequency utilization efficiency can be realized without significantly increasing the operation speed of the A / D converter.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating an OFDM receiver circuit according to a first embodiment.
FIG. 2 is a block diagram illustrating an OFDM receiver circuit according to a second embodiment.
FIG. 3 is a spectrum diagram showing a spectrum arrangement of a signal according to the first embodiment.
FIG. 4 is a block diagram showing a conventional OFDM receiving circuit.
FIG. 5 is a block diagram showing a conventional OFDM receiving circuit.
FIG. 6 is a spectrum diagram showing a spectrum arrangement of a signal of a conventional example.
[Explanation of symbols]
11 demultiplexer 12, 13 quadrature detector 14, 15 oscillator 16, 17, 18, 19 low pass filter 20, 21, 22, 23 A / D converter 24, 25 Fourier transformer 26 subcarrier demodulator 27 reference oscillator 31 Demultiplexer 32, 33 Frequency converter 34, 35 Oscillator 36, 37 Low-pass filter 38, 39 A / D converter 40, 41 Digital quadrature detector 42, 43 Fourier transformer 44 Subcarrier demodulator 45 Reference oscillator

Claims (2)

受信したOFDM信号を複数のN系列に分波する分波器と、
互いに周波数同期が確立したキャリア信号を出力するN個の発振器と、
前記N個の発振器に共通の基準信号を与える基準信号発振器と、
前記分波器から出力されるN系列のOFDM信号のそれぞれと、前記N個の発振器のそれぞれから出力される信号とを入力してベースバンドの複素OFDM信号を出力するN個の直交検波器と、
前記直交検波器が出力する複素OFDM信号から不要波成分を除去するN対のフィルタと、
前記フィルタの出力する複素OFDM信号をディジタル信号に変換するN対のA/D変換器と、
前記対のA/D変換器が出力するディジタルの複素OFDM信号を入力して離散フーリエ変換を行い、サブキャリア毎の変調信号を出力するN個のフーリエ変換器と、
前記フーリエ変換器が出力するサブキャリア毎の変調信号を復調するサブキャリア復調器と
を設けたことを特徴とするOFDM受信回路において、
前記N個の発振器は受信したOFDM信号に含まれるサブキャリア間隔のM倍(Mは自然数)に相当する周波数間隔のキャリア信号を出力し、
前記N個のフーリエ変換器が離散フーリエ変換を行う帯域を前記周波数間隔よりも広く
することを特徴とするOFDM受信回路。
A demultiplexer for demultiplexing the received OFDM signal into a plurality of N series;
N oscillators that output carrier signals whose frequency synchronization is established with each other;
A reference signal oscillator for providing a common reference signal to the N oscillators;
N quadrature detectors for inputting each of the N-sequence OFDM signals output from the demultiplexer and the signals output from the N oscillators and outputting a baseband complex OFDM signal; ,
N pairs of filters for removing unnecessary wave components from the complex OFDM signal output by the quadrature detector;
N pairs of A / D converters for converting the complex OFDM signal output from the filter into a digital signal;
N Fourier transformers that input a digital complex OFDM signal output by the pair of A / D converters, perform a discrete Fourier transform, and output a modulation signal for each subcarrier;
An OFDM receiver circuit comprising: a subcarrier demodulator that demodulates a modulation signal for each subcarrier output by the Fourier transformer;
The N oscillators output carrier signals having frequency intervals corresponding to M times (M is a natural number) a subcarrier interval included in the received OFDM signal,
An OFDM receiving circuit, wherein a band in which the N Fourier transformers perform discrete Fourier transform is wider than the frequency interval.
受信したOFDM信号を複数のN系列に分波する分波器と、
互いに周波数同期が確立したキャリア信号を出力するN個の発振器と、
前記N個の発振器に共通の基準信号を与える基準信号発振器と、
前記分波器から出力されるN系列のOFDM信号のそれぞれを、前記N個の発振器のそれぞれから出力される信号を用いて周波数変換するN個の周波数変換器と、
前記周波数変換器から出力されるOFDM信号から不要波成分を除去するN個のフィルタと、
前記フィルタの出力するOFDM信号をディジタル信号に変換するN個のA/D変換器と、
前記A/D変換器から出力されるディジタルのOFDM信号を入力してディジタル直交検波を実施し、ベースバンドの複素OFDM信号を出力するN個のディジタル直交検波器と、
前記ディジタル直交検波器の出力する複素OFDM信号を離散フーリエ変換してサブキャリア毎の変調信号を出力するN個のフーリエ変換器と、
前記フーリエ変換器の出力するサブキャリア毎の変調信号を復調するサブキャリア復調器と
を設けたことを特徴とするOFDM受信回路において、
前記N個の発振器は受信したOFDM信号に含まれるサブキャリア間隔のM倍(Mは自然数)に相当する周波数間隔のキャリア信号を出力し、
前記N個のフーリエ変換器が離散フーリエ変換を行う帯域を前記周波数間隔よりも広く
することを特徴とするOFDM受信回路。
A demultiplexer for demultiplexing the received OFDM signal into a plurality of N series;
N oscillators that output carrier signals whose frequency synchronization is established with each other;
A reference signal oscillator for providing a common reference signal to the N oscillators;
N frequency converters for frequency-converting each of the N-sequence OFDM signals output from the duplexer using signals output from the N oscillators,
N filters for removing unnecessary wave components from the OFDM signal output from the frequency converter;
N A / D converters for converting the OFDM signal output from the filter into a digital signal;
N digital quadrature detectors that input a digital OFDM signal output from the A / D converter, perform digital quadrature detection, and output a baseband complex OFDM signal;
N Fourier transformers that perform discrete Fourier transform on the complex OFDM signal output from the digital quadrature detector and output a modulated signal for each subcarrier;
An OFDM receiver circuit comprising: a subcarrier demodulator that demodulates a modulation signal for each subcarrier output from the Fourier transformer;
The N oscillators output carrier signals having frequency intervals corresponding to M times (M is a natural number) a subcarrier interval included in the received OFDM signal,
An OFDM receiving circuit, wherein a band in which the N Fourier transformers perform discrete Fourier transform is wider than the frequency interval.
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