JP2000165344A - Ofdm通信装置 - Google Patents

Ofdm通信装置

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JP2000165344A
JP2000165344A JP10336109A JP33610998A JP2000165344A JP 2000165344 A JP2000165344 A JP 2000165344A JP 10336109 A JP10336109 A JP 10336109A JP 33610998 A JP33610998 A JP 33610998A JP 2000165344 A JP2000165344 A JP 2000165344A
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reception
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JP10336109A
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English (en)
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Hiroaki Sudo
浩章 須藤
Daichi Imamura
大地 今村
Kimihiko Ishikawa
公彦 石川
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 周波数選択性フェージング下でも正確な
位相補償を行うこと。 【解決手段】 パイロットキャリア抽出手段104が受
信信号中からパイロットキャリアを抽出し、キャリア毎
に分け、レベル検出器105〜108が各パイロットキ
ャリアの受信レベルを検出し、キャリア選択器109が
周波数フェージング等の影響により受信レベルが落ち込
んでいるパイロットキャリア以外のキャリアの受信レベ
ルを平均化器110に出力し、平均化器110が平均化
処理し、アークタンジェント演算器111が入力された
受信レベルから受信信号の位相回転量を算出し、この位
相回転量に基づいて位相補償器112が受信信号に対し
て位相補償を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、OFDM通信装置
に関し、特に移動体通信システムにおけるOFDM通信
装置及びその位相回転量算出方法に関する。
【0002】
【従来の技術】以下、図4から図5を用いて、従来のO
FDM通信装置について説明する。図4は、従来のOF
DM通信装置の受信系の概略構成を示す要部ブロック図
であり、図5は、OFDM送受信信号の概略構成を示す
模式図である。
【0003】従来のOFDM通信装置では、受信信号
は、A/D変換器401によってディジタル信号に変換
され、FFT回路402によってFFT処理され、同期
検波器403で同期検波が行われる。
【0004】受信信号は、図5に示すように、シンボル
同期確立のために信号の先頭に配置されたパイロットシ
ンボルの他に、受信信号に対して位相補償を行うための
パイロットキャリアが含まれている。ここでは、図5に
示すように、4キャリア含まれているものとする。
【0005】このような構成を持つ受信信号は、パイロ
ットキャリア抽出手段404によって、ビット毎に所定
の出力がなされ、一番目のパイロットキャリアのビット
はレベル検出器405へ出力され、以下同様に、二番目
のパイロットキャリアのビットはレベル検出器406
へ、三番目のパイロットキャリアのビットはレベル検出
器407へ、四番目のパイロットキャリアはレベル検出
器408へ、パイロットキャリア以外のビット、すなわ
ち受信信号中のユーザ・データに関するビットは位相補
償器411へ、それぞれ出力される。
【0006】キャリア毎に別々のレベル検出器に入力さ
れたパイロットキャリアは、レベル検出器405〜40
8によってキャリア毎に受信レベルが検出され、平均化
器409によって全パイロットキャリアの受信レベルの
平均値が算出される。
【0007】平均化器409の出力である全パイロット
キャリアの受信レベルの平均値に対しては、アークタン
ジェント演算器410によってアークタンジェント演算
が行われ、受信信号の位相回転量が得られる。
【0008】パイロットキャリア抽出手段404によっ
てパイロットキャリアが分離された受信信号の残り、す
なわちユーザ・データは、位相補償器411によって、
アークタンジェント演算器410の出力である位相回転
量に応じた位相補償が行われる。
【0009】このように、従来のOFDM通信装置は、
送信信号に挿入されたパイロットキャリアの平均受信レ
ベルから受信信号の位相回転量を算出する。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
OFDM通信装置においては、以下の問題がある。すな
わち、周波数選択性フェージング下では、特定周波数だ
けがフェージングの影響を受けるため、回線全体で受信
レベルが落ちるのではなく、いずれかのパイロットキャ
リアの受信レベルのみがフェージングの影響により大き
く落ち込むことが考えられる。このような場合に、全パ
イロットキャリアの受信レベルの平均値を取ると、算出
結果は大きく落ち込んだキャリアの受信レベルに引きず
られるため、受信レベルの検出精度が落ち、更には受信
信号の位相回転量の検出精度が下がる。
【0011】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり、周波数選択性フェージング下でも正確な位相回転
量を算出することができるOFDM通信装置及びその位
相回転量算出方法を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明の骨子は、周波数
選択性フェージング等の影響によって受信レベルが著し
く落ち込んだパイロットキャリアは、位相回転量算出に
用いないことによって、位相回転量の算出精度を高める
ことである。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明の第1の態様に係るOFD
M通信装置は、OFDM方式で無線送信された信号の受
信信号中から複数のパイロットキャリアを抽出するパイ
ロットキャリア抽出手段と、この抽出されたパイロット
キャリアの各受信レベルを検出するレベル検出手段と、
前記複数のパイロットキャリアの中から受信レベルが任
意のしきい値を上回るキャリア又は相対的に受信レベル
が大きいキャリアを選択するキャリア選択手段と、この
選択されたキャリアの受信レベルに基づいて前記受信信
号の位相回転量を算出する位相回転量算出手段と、を具
備する構成を採る。
【0014】この構成によれば、パイロットキャリアの
うち受信レベルが落ち込んでいないキャリアの受信レベ
ルに基づいて受信信号の位相回転量を算出するため、周
波数選択性フェージングによりいずれかのパイロットキ
ャリアのみが著しく落ち込んでいる場合でもその影響を
受けずに正確に受信信号の位相回転量を算出することが
できる。
【0015】本発明の第2の態様に係るOFDM通信装
置は、第1の態様において、前記キャリア選択手段で選
択されたキャリアの受信レベルを平均化する平均化部を
有し、この受信レベルの平均値に基づいて前記位相回転
量算出手段は前記受信信号の位相回転量を算出する構成
を採る。
【0016】この構成によれば、パイロットキャリアの
うち受信レベルが落ち込んでいないキャリアの受信レベ
ルの平均値から受信信号の位相回転量を算出するため、
周波数選択性フェージングによりいずれかのパイロット
キャリアのみが著しく落ち込んでいる場合でもその影響
を受けずに正確に受信信号の位相回転量を算出すること
ができる。
【0017】本発明の第3の態様に係るOFDM通信装
置は、第1の態様において、前記キャリア選択手段は、
前記抽出されたパイロットキャリアを所定のキャリア数
単位に分離し、この各キャリア数単位の中で最も受信レ
ベルが大きいキャリアをそれぞれ選択する構成を採る。
【0018】この構成によれば、簡易にパイロットキャ
リアのうち受信レベルが落ち込んでいるキャリアを受信
信号の位相回転量算出から除外することができるため、
装置を簡素化することができる。
【0019】本発明の第4の態様に係る基地局装置は、
OFDM方式で無線送信された信号の受信信号中から複
数のパイロットキャリアを抽出するパイロットキャリア
抽出手段と、この抽出されたパイロットキャリアの各受
信レベルを検出するレベル検出手段と、この検出された
キャリア毎の受信レベルに対して各受信レベルの大きさ
に応じた重み付けを行う重み付け手段と、この重み付け
された受信レベルに基づいて前記受信信号の位相回転量
を算出する位相回転量算出手段と、を具備する構成を採
る。
【0020】この構成によれば、パイロットキャリアの
うち、受信レベルが落ち込んでいるキャリアの受信レベ
ルの影響は小さく、受信レベルが落ち込んでいないキャ
リアの受信レベルの影響は大きく、反映させた上で受信
信号の位相回転量を算出するため、周波数選択性フェー
ジングによりいずれかのパイロットキャリアのみが著し
く落ち込んでいる場合でもその影響を受けずに正確に受
信信号の位相回転量を算出することができる。
【0021】本発明の第5の態様に係る基地局装置は、
第1の態様から第4の態様のいずれかにおけるOFDM
通信装置を具備する構成を採る。
【0022】この構成によれば、周波数選択性フェージ
ングによる影響を除去することができるため、回線品質
を良好に保つことができる。
【0023】本発明の第6の態様に係る通信端末装置
は、第1の態様から第4の態様のいずれかにおけるOF
DM通信装置を具備する構成を採る。
【0024】この構成によれば、周波数選択性フェージ
ングによる影響を除去することができるため、回線品質
を良好に保つことができる。
【0025】本発明の第7の態様に係るOFDM通信方
法は、OFDM方式で無線送信された信号の受信信号中
から複数のパイロットキャリアを抽出し、この抽出され
たパイロットキャリアの各受信レベルを検出し、前記複
数のパイロットキャリアの中から受信レベルが任意のし
きい値を上回るキャリア又は相対的に受信レベルが大き
いキャリアを選択し、この選択されたキャリアの受信レ
ベルに基づいて前記受信信号の位相回転量を算出するよ
うにした。
【0026】この構成によれば、パイロットキャリアの
うち受信レベルが落ち込んでいないキャリアの受信レベ
ルに基づいて受信信号の位相回転量を算出するため、周
波数選択性フェージングによりいずれかのパイロットキ
ャリアのみが著しく落ち込んでいる場合でもその影響を
受けずに正確に受信信号の位相回転量を算出することが
できる。
【0027】本発明の第8の態様に係るOFDM通信装
置は、OFDM方式で無線送信された信号の受信信号中
から複数のパイロットキャリアを抽出し、この抽出され
たパイロットキャリアの各受信レベルを検出し、この検
出されたキャリア毎の受信レベルに対して各受信レベル
の大きさに応じた重み付けを行い、この重み付けされた
受信レベルに基づいて前記受信信号の位相回転量を算出
するようにした。
【0028】この構成によれば、パイロットキャリアの
うち、受信レベルが落ち込んでいるキャリアの受信レベ
ルの影響は小さく、受信レベルが落ち込んでいないキャ
リアの受信レベルの影響は大きく、反映させた上で受信
信号の位相回転量を算出するため、周波数選択性フェー
ジングによりいずれかのパイロットキャリアのみが著し
く落ち込んでいる場合でもその影響を受けずに正確に受
信信号の位相回転量を算出することができる。
【0029】以下、本発明の実施の形態について、図面
を参照して詳細に説明する。
【0030】(実施の形態1)本実施の形態に係るOF
DM通信装置は、4つのパイロットキャリアのうち受信
レベルの高い2キャリアだけを平均化し位相回転量を算
出するものである。
【0031】以下、図1を用いて、本実施の形態に係る
OFDM通信装置について説明する。図1は、本発明の
実施の形態1に係るOFDM通信装置の概略構成を示す
要部ブロック図である。
【0032】図1において、A/D変換器101は、受
信信号をディジタル信号に変換し、高速フーリエ変換
(FFT)器102は、ディジタル信号に変換された受
信信号に対してFFT処理を行い、同期検波器103
は、FFT処理後の受信信号に対して同期検波処理を行
う。
【0033】パイロットキャリア抽出手段404は、同
期検波処理後の受信信号をビット毎に所定の出力、すな
わち、一番目のパイロットキャリアのビットはレベル検
出器105へ、二番目のパイロットキャリアのビットは
レベル検出器106へ、三番目のパイロットキャリアの
ビットはレベル検出器107へ、四番目のパイロットキ
ャリアはレベル検出器108へ、パイロットキャリア以
外のビットは位相補償器112へ、それぞれ出力する。
【0034】レベル検出器105〜108はそれぞれ、
入力された各パイロットキャリアの受信レベルを検出
し、キャリア選択器109は、全パイロットキャリア
(ここでは4キャリア)の中から受信信号の位相回転量
算出に用いる受信レベルが良好な任意のキャリア(ここ
では2キャリア)を選択する。この選択方法については
後に詳述する。
【0035】平均化器110は、入力された複数系列の
信号の各受信レベルの平均値を算出し、アークタンジェ
ント演算器111は、入力された受信レベルの平均値に
対してアークタンジェント演算を行って位相回転量を算
出し、位相補償器112は、アークタンジェント演算器
111の算出した位相回転量に基づいて受信信号の位相
回転を補償する。
【0036】次いで、上記構成を有するOFDM通信装
置の動作について説明する。
【0037】受信信号は、A/D変換器101によって
ディジタル信号に変換され、FFT回路102によって
FFT処理され、同期検波器103で同期検波が行われ
る。
【0038】同期検波処理された受信信号は、パイロッ
トキャリア抽出手段104によってパイロットキャリア
が抽出され、抽出されたパイロットキャリアはキャリア
毎にレベル検出器105〜108に入力される。パイロ
ットキャリア以外の受信信号、すなわちユーザ・データ
は位相補償器112へ入力される。
【0039】パイロットキャリアは、キャリア毎にレベ
ル検出器105〜108によって受信レベルが検出さ
れ、キャリア選択器109によって受信状態が良好なキ
ャリア(ここでは2キャリア)が選択される。この選択
方法については後述する。選択されたキャリアの受信レ
ベルは、平均化器110によって平均化処理される。
【0040】平均化器110の出力である選択されたパ
イロットキャリアの受信レベルの平均値に対しては、ア
ークタンジェント演算器111によってアークタンジェ
ント演算が行われ、受信信号の位相回転量が得られる。
【0041】パイロットキャリア抽出手段104によっ
てパイロットキャリアが分離された受信信号の残り、す
なわちユーザ・データは、位相補償器112によって、
アークタンジェント演算器111の出力である位相回転
量に応じた位相補償が行われる。
【0042】このように、本実施の形態によれば、送信
信号に挿入されたパイロットキャリアのうち受信レベル
が落ち込んでいるキャリア以外のキャリアの受信レベル
を用いて受信信号の位相回転量を算出するため、周波数
選択性フェージングが位相回転量算出に及ぼす影響を除
去することができる。
【0043】以下、上記構成のうち、キャリア選択器1
09におけるパイロットキャリアの選択方法について説
明する。
【0044】既に述べたように、キャリア選択器109
の役割は、周波数選択性フェージング等の影響により受
信レベルが著しく落ち込んでいるパイロットキャリアの
受信レベルが平均化器110に入力されないようにする
ことであるため、その方法はいくつか考えられる。
【0045】以下、図2を用いて、キャリア選択器10
9の一構成例を説明する。図2において、減算器201
は、4つのパイロットキャリアのうち、一番目のパイロ
ットキャリアの受信レベルと二番目のパイロットキャリ
アの受信レベルとを減算処理し、判定部202において
大小判定し、この判定結果に基づいてセレクタ203は
受信レベルが大きい方のパイロットキャリアの受信レベ
ルを平均化器110に出力する。
【0046】三番目のパイロットキャリアと四番目のパ
イロットキャリアについても同様に、減算器204は、
4つのパイロットキャリアのうち、三番目のパイロット
キャリアの受信レベルと四番目のパイロットキャリアの
受信レベルとを減算処理し、判定部205において大小
判定し、この判定結果に基づいてセレクタ206は受信
レベルが大きい方のパイロットキャリアの受信レベルを
平均化器110に出力する。
【0047】このように、4つのパイロットキャリアの
受信レベルを、隣り合う2キャリアずつ比較し、それぞ
れ受信レベルの高い方を出力するようにすることによっ
て、受信レベルが落ち込んだキャリアは平均化器に入力
されないようにすることができるため、簡素な構成で位
相回転量算出の精度を高めることができる。
【0048】キャリア選択器109は、受信レベルが著
しく落ち込んでいるパイロットキャリアの受信レベルを
位相回転量算出から除去することが目的であるため、上
記2キャリアを選択する構成以外にも任意の構成を採る
ことができ、例えば、すべてのパイロットキャリアの受
信レベルを任意のしきい値とそれぞれ大小比較し、上回
るものだけを平均化器110に入力する、等の方法も考
えられる。
【0049】なお、キャリア選択器109におけるキャ
リア選択方法として、受信レベルが最も大きいパイロッ
トキャリアの受信レベルのみを用いる、等のキャリア選
択器109から出力される受信レベルが一キャリア分と
なるような選択方法が設定されれば、平均化器110を
省く構造とすることができる。
【0050】(実施の形態2)本実施の形態に係るOF
DM通信装置は、実施の形態1と同様の構成を有し、但
し重み付けをした上ですべてのパイロットキャリアの受
信レベルを位相回転量算出に用いるものである。
【0051】以下、図3を用いて、本実施の形態に係る
OFDM通信装置について説明する。図3は、本発明の
実施の形態2に係るOFDM通信装置の概略構成を示す
要部ブロック図である。なお、図1と同様の構成には同
じ符号を付し、詳しい説明は省略する。
【0052】レベル検出器105〜108によって検出
された4つのパイロットキャリアの受信レベルは、重み
付けされ、アークタンジェント演算器111に入力され
る。以下、この重み付けについて説明する。
【0053】レベル検出器105〜108の出力である
各受信レベルは、加算器301によって加算処理されて
パイロットキャリアの受信レベルの総和が算出され、除
算器302によって各受信レベルは受信レベル和によっ
て除されて各受信レベルの総和に対する割合が算出さ
れ、乗算器303によって各受信レベルの総和に対する
割合が各受信レベルに乗ぜられてそれぞれの受信レベル
の大きさに応じた重み付けがなされ、加算器304によ
って加算されて重み付けが加えられた受信レベルの平均
値が得られる。
【0054】このように、本実施の形態によれば、すべ
てのパイロットキャリアの受信レベルを用いて各受信レ
ベルの大きさの割合に応じた重み付けを行い、受信レベ
ルが大きいキャリアの受信レベルの影響は大きく反映さ
れ、受信レベルが小さいキャリアの受信レベルの影響は
小さく反映された平均受信レベルを用いて受信信号の位
相回転量を算出するため、周波数選択性フェージングが
位相回転量算出に及ぼす影響を低減することができる。
【0055】なお、上記実施の形態1及び実施の形態2
においては、受信信号中に含まれるパイロットキャリア
数が4キャリアの場合について説明したが、本発明はパ
イロットキャリア数に依らず適用することができる。
又、本発明の適用により算出精度が向上した受信信号の
位相回転量は、上記述べた位相補償以外に用いることも
できる。
【0056】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
周波数選択性フェージング下でも正確な位相回転量を算
出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1に係るOFDM通信装置
の概略構成を示す要部ブロック図
【図2】本発明の実施の形態1に係るOFDM通信装置
のキャリア選択器の一概略構成例を示す要部ブロック図
【図3】本発明の実施の形態2に係るOFDM通信装置
の概略構成を示す要部ブロック図
【図4】従来のOFDM通信装置の概略構成を示す要部
ブロック図
【図5】OFDM送受信信号の概略構成を示す模式図
【符号の説明】
104 パイロットキャリア抽出手段 105〜108 レベル検出器 109 キャリア選択器 110 平均化器 301 加算器 302 除算器 303 乗算器 304 加算器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石川 公彦 神奈川県横浜市港北区綱島東四丁目3番1 号 松下通信工業株式会社内 Fターム(参考) 5K022 DD13 DD18 DD19 DD33 DD43 DD44 5K046 AA05 DD11 EE16 EE42 EE55 EF05 EF46 EF52

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 OFDM方式で無線送信された信号の受
    信信号中から複数のパイロットキャリアを抽出するパイ
    ロットキャリア抽出手段と、この抽出されたパイロット
    キャリアの各受信レベルを検出するレベル検出手段と、
    前記複数のパイロットキャリアの中から受信レベルが任
    意のしきい値を上回るキャリア又は相対的に受信レベル
    が大きいキャリアを選択するキャリア選択手段と、この
    選択されたキャリアの受信レベルに基づいて前記受信信
    号の位相回転量を算出する位相回転量算出手段と、を具
    備することを特徴とするOFDM通信装置。
  2. 【請求項2】 前記キャリア選択手段で選択されたキャ
    リアの受信レベルを平均化する平均化部を有し、この受
    信レベルの平均値に基づいて前記位相回転量算出手段は
    前記受信信号の位相回転量を算出することを特徴とする
    請求項1記載のOFDM通信装置。
  3. 【請求項3】 前記キャリア選択手段は、前記抽出され
    たパイロットキャリアを所定のキャリア数単位に分離
    し、この各キャリア数単位の中で最も受信レベルが大き
    いキャリアをそれぞれ選択することを特徴とする請求項
    1記載のOFDM通信装置。
  4. 【請求項4】 OFDM方式で無線送信された信号の受
    信信号中から複数のパイロットキャリアを抽出するパイ
    ロットキャリア抽出手段と、この抽出されたパイロット
    キャリアの各受信レベルを検出するレベル検出手段と、
    この検出されたキャリア毎の受信レベルに対して各受信
    レベルの大きさに応じた重み付けを行う重み付け手段
    と、この重み付けされた受信レベルに基づいて前記受信
    信号の位相回転量を算出する位相回転量算出手段と、を
    具備することを特徴とするOFDM通信装置。
  5. 【請求項5】 請求項1から請求項4のいずれかに記載
    のOFDM通信装置を具備することを特徴とする基地局
    装置。
  6. 【請求項6】 請求項1から請求項4のいずれかに記載
    のOFDM通信装置を具備することを特徴とする通信端
    末装置。
  7. 【請求項7】 OFDM方式で無線送信された信号の受
    信信号中から複数のパイロットキャリアを抽出し、この
    抽出されたパイロットキャリアの各受信レベルを検出
    し、前記複数のパイロットキャリアの中から受信レベル
    が任意のしきい値を上回るキャリア又は相対的に受信レ
    ベルが大きいキャリアを選択し、この選択されたキャリ
    アの受信レベルに基づいて前記受信信号の位相回転量を
    算出することを特徴とするOFDM通信装置の位相回転
    量算出方法。
  8. 【請求項8】 OFDM方式で無線送信された信号の受
    信信号中から複数のパイロットキャリアを抽出し、この
    抽出されたパイロットキャリアの各受信レベルを検出
    し、この検出されたキャリア毎の受信レベルに対して各
    受信レベルの大きさに応じた重み付けを行い、この重み
    付けされた受信レベルに基づいて前記受信信号の位相回
    転量を算出することを特徴とするOFDM通信装置の位
    相回転量算出方法。
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