JP2000188585A - Ofdm受信装置 - Google Patents
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Abstract
なアンテナダイバーシチを行うこと。 【解決手段】 レベル検出器120〜123が各アンテ
ナのキャリア毎の受信レベルを検出し、判定器115〜
117及びスイッチ124〜127及び減算器130〜
132がアンテナ毎に最低受信レベルとなったキャリア
を抽出し、減算器133及び判定器118が各アンテナ
の最低受信レベルキャリアの受信レベルを比較して、最
低受信レベルが最も高いアンテナを選択するようにアン
テナ切替器103を制御する。
Description
重方式(Orthogonal Frequency
Division Multiplexing;以下、
OFDMという)を用いたディジタル移動体通信に使用
する受信装置に関する。
信装置について説明する。図11は、従来のOFDM受
信装置の構成を示すブロック図である。
01,1102を切り替える。アナログミキサ1104
は、受信信号に極部発振信号を混合してダウンコンバー
トする。A/D変換器1105はアナログ信号をディジ
タル信号に変換する。
散フーリエ変換(DiscreteFourier T
ransform;以下、DFTという)を行う。遅延
検波器1107〜1110は、入力信号に対し遅延検波
を行う。判定器1111〜1115は、入力された信号
に対し判定を行う。Parallel−Serial変
換器(以下、P/S変換器という)1116は、複数系
列の入力信号を1つの系列の信号に変換する。
てレベル検出を行う。スイッチ1118は、制御信号に
応じて入力された信号を切り替えて出力する。メモリ1
119、1120は、それぞれアンテナ毎のレベル情報
を格納する。ディジタル減算器1121は、減算処理を
行う。
07〜1110の構成を説明する。図12は、遅延検波
器の構成を示すブロック図である。遅延器1201は、
入力信号を1シンボル遅らせ、出力する。乗算器120
2は、遅延器1201の出力信号と入力信号を乗算し、
遅延検波信号として出力する。
作について説明する。ここで、キャリア数は4とする。
された受信信号は、アンテナ切替器1103によって選
択出力される。アンテナ切替器1103は、判定器11
15の判定結果によって制御される。
テナ切替器1103の出力する高周波帯信号に極部発振
信号を混合させ、ダウンコンバートする。その後受信信
号は、A/D変換器1105へ送られ、ディジタル信号
に変換される。
05の出力したディジタル信号にDFT演算を施し、4
つのキャリアそれぞれによって伝送された4つのベース
バンド信号を得る。
スバンド信号は、それぞれ遅延検波器1107〜111
0によって遅延検波が行われ、それぞれの遅延検波信号
が得られる。
式を用いた場合について説明したが、同期検波方式を用
いてもよい。
〜1114によって判定され、判定後の遅延検波信号が
得られる。これらをP/S変換器1116が1系統の信
号に変換し、復調信号が得られる。
器1105の出力信号の二乗和演算を行い、平均受信レ
ベルを検出する。この検出はアンテナ毎に行われ、スイ
ッチ1118によって、アンテナ1101の平均レベル
情報はメモリ1119に、アンテナ1102の平均レベ
ル情報はメモリ1120に、それぞれ格納される。
9に格納されたアンテナ1101選択時のレベル情報と
メモリ1120に格納されたアンテナ1102選択時の
レベル情報を減算処理し、判定器1115が、どちらの
アンテナの受信レベルの方が強いかを判定し、その結果
はアンテナ切替器1103に出力される。
いて、メッセージの前には、既知参照信号であるパイロ
ットシンボルが付加されており、アンテナ選択を行うた
めのレベル測定は、このメッセージの前に付加されたパ
イロットシンボルを用いて行う。
述べたが、キャリア数をさらに8、16、32、64・
・・と増大させた場合についても同様の構成と採ること
ができる。また、アンテナ数は2とした場合について説
明したが、アンテナ数をさらに増大させた場合について
も、アンテナ数と同数のメモリ(上記では1119、1
120の2つ)を設けることにより、同様の構成を採る
ことができる。
装置においては、以下の問題がある。
って振幅及び位相変動が異なるいわゆる周波数選択性フ
ェージングが発生する。特に、信号伝送速度が高くなり
伝送帯域が広くなった場合にこの影響は大きくなる。
合、各キャリアによって大きくフェージング変動が異な
るため、各キャリアによって大きく回線品質が異なる。
よって、DFT前の平均受信レベルによってアンテナ選
択を行っても最適なアンテナ選択とはならず、誤り率特
性を改善するというダイバーシチ効果が低下するという
問題がある。
あり、周波数選択性フェージング発生時に適切なアンテ
ナダイバーシチを行うOFDM受信装置を提供すること
を目的とする。
線の誤り率特性は一般に回線品質が最も悪いキャリアに
引きづられ回線全体が悪くなるため、周波数選択性フェ
ージングにより特定のキャリアだけ受信レベルが大きく
落ち込んでいる場合、回線平均受信レベルに応じてアン
テナ選択を行うのは適切でないことに鑑み、各アンテナ
のキャリア毎の受信レベルを検出し、アンテナ毎に最低
受信レベルとなったキャリアを抽出し、各アンテナの最
低受信レベルキャリアの受信レベルを比較し、最低受信
レベルが最も高いアンテナを選択するこすることによっ
て、落ち込みが大きいキャリアを含む回線を選択しない
ようにアンテナダイバーシチを行うことである。
M受信装置は、OFDM方式で送信された信号を受信す
る時に受信信号のキャリア毎の受信レベルを検出するレ
ベル検出手段と、このレベル検出手段の検出結果を基に
複数のアンテナを切り替えて用いる選択手段と、を具備
する構成を採る。
において、キャリア毎の受信レベルを把握することがで
きるため、キャリア毎の受信レベルの落ち込み具合を鑑
みてアンテナを選択することができ、適切なダイバーシ
チをすることができる。
置は、第1の態様において、前記レベル検出手段の検出
結果から受信レベルが最も低いキャリアを抽出する抽出
手段と、この抽出手段が抽出したアンテナ毎の最低受信
レベルキャリアの中で受信レベルが最も高いキャリアを
受信したアンテナを選択するように前記選択手段を制御
する制御手段と、を具備する構成を採る。
において、一キャリアでも受信レベルが大きく落ち込ん
だキャリアを有し回線全体の品質が落ちている回線を選
択しないようにすることができるため、周波数選択性フ
ェージング下でも適切なアンテナダイバーシチを行うこ
とができる。
置は、第1の態様において、前記レベル検出手段の検出
結果の検波処理後の位相誤差が最も大きいキャリアを抽
出する抽出手段と、この抽出手段が抽出したアンテナ毎
の最大誤差を有するキャリアの中で誤差が最も小さいキ
ャリアを受信したアンテナを選択するように前記選択手
段を制御する制御手段と、を具備する構成を採る。
において、アンテナ選択の精度が向上するため、適切な
ダイバーシチを行うことができ、誤り率特性を改善する
ことができる。
置は、第1の態様において、前記レベル検出手段の検出
結果からアンテナ毎の平均を取り各アンテナの平均受信
レベルを算出する算出手段と、前記レベル検出手段の検
出結果からアンテナ毎の最低受信レベルキャリアを抽出
する抽出手段と、この抽出手段の出力の中の最大受信レ
ベルと最低受信レベルとの差を算出し、この差としきい
値との比較結果がしきい値の方が小さい場合にはアンテ
ナ毎の最低受信レベルキャリアの中で受信レベルが最も
高いキャリアを受信したアンテナを選択し、しきい値の
方が大きい場合にはアンテナ毎の平均受信レベルが最大
のアンテナを選択するように前記選択手段を制御する制
御手段と、を具備する構成を採る。
において、アンテナ毎の最低レベルとなったキャリアに
おける受信レベル間の差が小さく、アンテナ毎の最低レ
ベルキャリアがほぼ一様に落ち込んでいる場合でも、適
切なダイバーシチを行うことができ、誤り率特性を改善
することができる。
置は、OFDM方式で送信された信号を受信する時に受
信信号を複数の周波数帯域に分割する分割手段と、この
周波数帯毎の受信レベルを検出するレベル検出手段と、
このレベル検出手段の検出結果を基に複数のアンテナを
切り替えて用いる選択手段と、を具備する構成を採る。
において、周波数帯域毎の受信レベルを把握することが
できるため、周波数帯域毎の受信レベルの落ち込み具合
を鑑みてアンテナを選択することができ、適切なダイバ
ーシチをすることができる。
置は、第5の態様において、前記レベル検出手段の検出
結果から受信レベルが最も低い帯域を抽出する抽出手段
と、この抽出手段が抽出したアンテナ毎の最低受信レベ
ルとなる帯域の中で受信レベルが最も高い帯域を受信し
たアンテナを選択するように前記選択手段を制御する制
御手段と、を具備する構成を採る。
において、アンテナ毎の最低レベル帯域の受信レベルが
最も高いアンテナを選択することにより、適切なダイバ
ーシチを行うことができ、誤り率特性を改善することが
できると同時に、復調に要するシンボル数を低減するこ
とができる。
置は、第5の態様又は第6の態様において、前記分割手
段は、分割後の信号を間引く間引き手段を有する構成を
採る。
において、DFTに必要なサンプリング周波数を低減さ
せ、演算量を減らすことができる。
置は、第6の態様又は第7の態様において、前記抽出手
段は、平均受信レベルが最も低い帯域を抽出する構成を
採る。
において、アンテナ選択の精度を向上させ、誤り率特性
を改善することができる。
8の態様のいずれかのOFDM受信装置を用いるOFD
M方式移動体通信システム用の端末装置である。
において、周波数選択性フェージング発生時でも適切な
アンテナダイバーシチが行われ、回線品質を良好に保つ
ことができる。
装置のダイバーシチ方法は、OFDM方式で送信された
信号を受信する時に受信信号のキャリア毎の受信レベル
を検出するレベル検出工程と、このレベル検出工程の検
出結果を基に複数のアンテナを切り替えて用いる選択工
程と、を具備するようにした。
において、キャリア毎の受信レベルを把握することがで
きるため、キャリア毎の受信レベルの落ち込み具合を鑑
みてアンテナを選択することができ、適切なダイバーシ
チをすることができる。
装置のダイバーシチ方法は、第10の態様において、前
記レベル検出工程の検出結果から受信レベルが最も低い
キャリアを抽出する抽出工程と、この抽出工程が抽出し
たアンテナ毎の最低受信レベルキャリアの中で受信レベ
ルが最も高いキャリアを受信したアンテナを選択するよ
うに前記選択工程を制御する制御工程と、を具備するよ
うにした。
において、一キャリアでも受信レベルが大きく落ち込ん
だキャリアを有し回線全体の品質が落ちている回線を選
択しないようにすることができるため、周波数選択性フ
ェージング下でも適切なアンテナダイバーシチを行うこ
とができる。
装置のダイバーシチ方法は、第10の態様において、前
記レベル検出工程の検出結果の検波処理後の位相誤差が
最も大きいキャリアを抽出する抽出工程と、この抽出工
程が抽出したアンテナ毎の最大誤差を有するキャリアの
中で誤差が最も小さいキャリアを受信したアンテナを選
択するように前記選択工程を制御する制御工程と、を具
備するようにした。
において、アンテナ選択の精度が向上するため、適切な
ダイバーシチを行うことができ、誤り率特性を改善する
ことができる。
装置のダイバーシチ方法は、第10の態様において、前
記レベル検出工程の検出結果からアンテナ毎の平均を取
り各アンテナの平均受信レベルを算出する算出工程と、
前記レベル検出工程の検出結果からアンテナ毎の最低受
信レベルキャリアを抽出する抽出工程と、この抽出工程
の出力の中の最大受信レベルと最低受信レベルとの差を
算出し、この差としきい値との比較結果がしきい値の方
が小さい場合にはアンテナ毎の最低受信レベルキャリア
の中で受信レベルが最も高いキャリアを受信したアンテ
ナを選択し、しきい値の方が大きい場合にはアンテナ毎
の平均受信レベルが最大のアンテナを選択するように前
記選択工程を制御する制御工程と、を具備するようにし
た。
において、アンテナ毎の最低レベルとなったキャリアに
おける受信レベル間の差が小さく、アンテナ毎の最低レ
ベルキャリアがほぼ一様に落ち込んでいる場合でも、適
切なダイバーシチを行うことができ、誤り率特性を改善
することができる。
装置のダイバーシチ方法は、OFDM方式で送信された
信号を受信する時に受信信号を複数の周波数帯域に分割
する分割工程と、この周波数帯毎の受信レベルを検出す
るレベル検出工程と、このレベル検出工程の検出結果を
基に複数のアンテナを切り替えて用いる選択工程と、を
具備するようにした。
において、周波数帯域毎の受信レベルを把握することが
できるため、周波数帯域毎の受信レベルの落ち込み具合
を鑑みてアンテナを選択することができ、適切なダイバ
ーシチをすることができる。
装置のダイバーシチ方法は、第14の態様において、前
記レベル検出工程の検出結果から受信レベルが最も低い
帯域を抽出する抽出工程と、この抽出工程が抽出したア
ンテナ毎の最低受信レベルとなる帯域の中で受信レベル
が最も高い帯域を受信したアンテナを選択するように前
記選択工程を制御する制御工程と、を具備するようにし
た。
において、アンテナ毎の最低レベル帯域の受信レベルが
最も高いアンテナを選択することにより、適切なダイバ
ーシチを行うことができ、誤り率特性を改善することが
できると同時に、復調に要するシンボル数を低減するこ
とができる。
装置のダイバーシチ方法は、第14の態様又は第15の
態様において、前記分割工程は、分割後の信号を間引く
間引き工程を有するようにした。
において、DFTに必要なサンプリング周波数を低減さ
せ、演算量を減らすことができる。
装置のダイバーシチ方法は、第15の態様又は第16の
態様において、前記抽出工程は、平均受信レベルが最も
低い帯域を抽出するようにした。
において、アンテナ選択の精度を向上させ、誤り率特性
を改善することができる。
して詳細に説明する。なお、以下のいずれの実施の形態
においても、既知参照信号はパイロットシンボルである
場合について説明する。
発明の実施の形態1に係るOFDM受信装置の構成と動
作を説明する。図1は、本発明の実施の形態1に係るO
FDM受信装置の構成を示すブロック図である。
1,102を切り替える。アナログミキサ104は、受
信信号に極部発振信号を混合してダウンコンバートす
る。A/D変換器105はアナログ信号をディジタル信
号に変換する。
Tを行う。遅延検波器107〜110は、入力信号に対
し遅延検波を行う。判定器111〜118は、入力され
た信号に対し判定を行う。P/S変換器119は、複数
系列の入力信号を1つの系列の信号に変換する。
の信号に対してレベル検出を行う。スイッチ124〜1
27は、アンテナ選択のタイミングを示す制御信号又は
後述する判定器の出力に応じて入力された信号を切り替
えて出力する。メモリ128、129は、それぞれアン
テナ毎のレベル情報を格納する。ディジタル減算器13
0〜133は、減算処理を行う。
作について説明する。ここで、キャリア数は4とする。
た受信信号は、アンテナ切替器103によって選択出力
される。アンテナ切替器103は、判定器118の判定
結果によって制御される。
ナ切替器103の出力する高周波帯信号に極部発振信号
を混合させ、ダウンコンバートする。その後受信信号
は、A/D変換器105へ送られ、ディジタル信号に変
換される。
の出力したディジタル信号にDFT演算を施し、4つの
キャリアそれぞれによって伝送された4つのベースバン
ド信号を得る。
バンド信号は、それぞれ遅延検波器107〜110によ
って遅延検波が行われ、それぞれの遅延検波信号が得ら
れる。
式を用いた場合について説明したが、同期検波方式を用
いてもよい。
114によって判定され、判定後の遅延検波信号が得ら
れる。これらをP/S変換器119が1系統の信号に変
換し、復調信号が得られる。
T後の信号の二乗和演算を行い、キャリア毎の受信レベ
ルを検出する。
20の出力するキャリア1のレベル情報と、レベル検出
器121の出力するキャリア2のレベル情報と、を減算
処理し、判定器115が大小判定する。判定結果はスイ
ッチ124へ出力され、スイッチ124は、レベル検出
器120の出力するキャリア1のレベル情報と、レベル
検出器121の出力するキャリア2のレベル情報と、の
小さい方を出力する。
22の出力するキャリア3のレベル情報と、レベル検出
器123の出力するキャリア4のレベル情報と、を減算
処理し、判定器116が大小判定する。判定結果はスイ
ッチ125へ出力され、スイッチ125は、レベル検出
器122の出力するキャリア3のレベル情報と、レベル
検出器123の出力するキャリア4のレベル情報と、の
小さい方を出力する。
出力するキャリア1又はキャリア2のレベル情報と、ス
イッチ125の出力するキャリア3又はキャリア4のレ
ベル情報と、を減算処理し、判定器117が大小判定す
る。判定結果はスイッチ126へ出力され、スイッチ1
26は、スイッチ124の出力とスイッチ125の出力
の小さい方を出力する。
1〜4の中で最も小さいレベル情報を抽出できたことに
なる。
最も低いキャリアのレベル情報は、アンテナ101選択
時であればメモリ128に、アンテナ102選択時であ
ればメモリ129に、それぞれ格納される。
格納されたアンテナ101選択時の最小受信レベル情報
とメモリ129に格納されたアンテナ102選択時の最
小受信レベル情報を減算処理し、判定器118が大小判
定を行う。判定結果は、アンテナ切替器103に出力さ
れ、アンテナ毎の最低受信レベルキャリアの受信レベル
が最も高いアンテナを選択するように制御される。
いては、メッセージの前には、既知参照信号であるパイ
ロットシンボルが付加されており、アンテナ選択を行う
ためのレベル測定は、このメッセージの前に付加された
パイロットシンボルを用いて行う。
述べたが、キャリア数をさらに8、16、32、64・
・・と増大させた場合についても同様の構成と採ること
ができる。また、アンテナ数は2とした場合について説
明したが、アンテナ数をさらに増大させた場合について
も、アンテナ数と同数のメモリ(上記では128、12
9の2つ)を設けることにより、同様の構成を採ること
ができる。
数によって振幅及び位相変動が異なるいわゆる周波数選
択性フェージングが生じ、各キャリアによって回線品質
が大きく異なる。
いキャリアの回線品質が支配的になる、すなわち回線品
質が最も悪いキャリアに引きづられ、回線全体の品質が
悪くなる。
係るOFDM受信装置おいては、各アンテナにおいてキ
ャリア毎にDFT後のレベル検出を行い、最低レベルと
なったキャリアを選択し、各アンテナにおいて最低レベ
ルとなったキャリアについてレベルを比較し、レベルが
最も高いアンテナを選択することにより、一キャリアで
も受信レベルが大きく落ち込んだキャリアを有し回線全
体の品質が落ちている回線を選択しないようにすること
ができるため、周波数選択性フェージング下でも適切な
アンテナダイバーシチを行うことができる。
係るOFDM受信装置は、実施の形態1に係るOFDM
受信装置と同様の構成を有し、但しレベル検出器の検出
する受信レベルの替わりに復調後の判定誤差を用いてア
ンテナ選択を行うものである。
OFDM受信装置の構成と動作について説明する。図2
は、本発明の実施の形態2に係るOFDM受信装置の構
成を示すブロック図である。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。
実施の形態1に係るOFDM受信装置と比べて、レベル
検出器120〜123が除かれ、替わりに減算器201
〜204が加えられた構成を採る。
7〜110の出力する遅延検波信号と、それぞれの遅延
検波信号が判定器111〜114で判定された後の信号
との差を算出する。
誤差は、実施の形態1のキャリア1のレベル情報と同様
に、スイッチ124及び減算器130へ出力される。以
下、同様にキャリア1〜4の判定誤差の大小判定が行わ
れ、スイッチ126は判定誤差が最も大きいキャリアの
判定誤差を出力する。
レベルが低くなるとともに、位相誤差も大きくなるた
め、受信レベル情報だけでなく位相誤差情報も用いるこ
とによって、回線品質推定の精度を向上させることがで
きる。
ンテナ選択を行うことによって適切なダイバーシチを行
うことができ、誤り率特性を改善することができる。
係るOFDM受信装置は、実施の形態1に係るOFDM
受信装置と同様の構成を有し、但しアンテナ毎の最小レ
ベルキャリアの受信レベル差がしきい値未満である時
は、平均受信レベルが大きい方のアンテナを選択するも
のである。
キャリアにおける受信レベル間の差が小さい場合は、ア
ンテナ毎の最低レベルキャリアがほぼ一様に落ち込んで
いると考えられるので、アンテナ毎の最低レベルキャリ
アの落ち込みが激しいアンテナは避けるようにアンテナ
選択を行うという実施の形態1に係るダイバーシチが行
えないことに鑑みたものである。
OFDM受信装置の構成と動作について説明する。図3
は、本発明の実施の形態3に係るOFDM受信装置の構
成を示すブロック図である。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。
が最も低いキャリアを抽出し、判定器118がアンテナ
毎の最低レベルキャリアの中で受信レベルが最も高いキ
ャリアを含むアンテナを抽出するところまでは実施の形
態1と同様である。
23の出力からアンテナ毎の平均受信レベルを算出す
る。スイッチ302は、アンテナ選択のタイミングを示
す制御信号に応じて切り替えを行い、積算器301の出
力を、アンテナ101選択時にはメモリ303に、アン
テナ102選択時にはメモリ304に、それぞれ格納す
る。減算器305は、メモリ303に格納されたアンテ
ナ101選択時の平均受信レベル情報とメモリ304に
格納されたアンテナ102選択時の平均受信レベル情報
を減算処理し、判定器306が大小判定を行う。
力、すなわちアンテナ毎の最低レベルキャリアの受信レ
ベル間の差としきい値を減算処理し、判定器308が大
小判定を行う。判定器308は、判定結果をスイッチ3
09へ出力する。
ルキャリアの受信レベル差、すなわち減算器133の出
力がしきい値以下の場合、判定器306の出力、すなわ
ち平均受信レベルが大きい方のアンテナを用いるように
アンテナ切替器103を制御する。減算器133の出力
がしきい値以上であれば、すなわち受信レベルの落ち込
みが激しいキャリアがあれば、最も落ち込みの少ないキ
ャリアを含むアンテナを選択するようにアンテナ切替器
103を制御する。
リアの受信レベル間の差が小さい場合は、平均レベルが
高い方のアンテナを選択することによって適切なダイバ
ーシチを行うことができ、誤り率特性を改善することが
できる。
係るOFDM受信装置は、実施の形態1に係るOFDM
受信装置と同様の構成を有し、但しキャリア別の受信レ
ベルの替わりに帯域別の受信レベルを用いてアンテナ選
択を行い、受信レベル検出に必要なシンボルを低減する
ためのものである。
OFDM受信装置の構成と動作について説明する。図4
は、本発明の実施の形態4に係るOFDM受信装置の構
成を示すブロック図である。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。
ころまでは既に述べたので省略する。フィルター401
〜404は、A/D変換器105の出力を、DFT回路
106によるDFT処理前に、複数の帯域毎、ここでは
例えば4つの周波数帯域に、分割する。
数帯域の信号は、レベル検出器120によって受信レベ
ルが検出される。以下同様に、フィルター402の抽出
した2番目に低い周波数帯域の信号はレベル検出器12
1によって、フィルター403の抽出した2番目に高い
周波数帯域の信号はレベル検出器122によって、フィ
ルター404の抽出した最も高い周波数帯域の信号はレ
ベル検出器123によって、それぞれ受信レベルが検出
される。
大小判定が行われ、アンテナ101選択時の受信レベル
が最も低い帯域の受信レベル情報がメモリ128に格納
され、アンテナ102選択時の受信レベルが最も低い帯
域の受信レベル情報がメモリ129に格納される。
レベルを大小判定し、アンテナ毎の最低レベルが最も高
いアンテナを選ぶようにアンテナ切替器103を制御す
る。
行った場合、DFT回路は1シンボル毎に信号を出力す
るため、各アンテナ毎に少なくとも1シンボルのパイロ
ットシンボルが必要である。しかし、本実施の形態のよ
うにDFT前の信号を用いた場合、サンプリング周期毎
にレベル検出を行うことができるため、アンテナ選択の
ためのレベル検出に必要なシンボルを低減することがで
きる。
ガード区間を用いてレベル検出を行うこともできる。
ングによって複数の帯域に分け、帯域毎の受信レベルを
検出し、アンテナ毎に最低レベルとなる帯域を選択し、
アンテナ毎の最低レベル帯域の受信レベルが最も高いア
ンテナを選択することにより、適切なダイバーシチを行
うことができ、誤り率特性を改善することができると同
時に、復調に要するシンボル数を低減することができ
る。
係るOFDM受信装置は、実施の形態4に係るOFDM
受信装置と同様の構成を有し、但し間引回路によってD
FT処理に必要なサンプリング周波数を低減させるもの
である。
OFDM受信装置の構成と動作について説明する。図5
は、本発明の実施の形態5に係るOFDM受信装置の構
成を示すブロック図である。なお、図4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。
01〜403の出力信号のサンプリング周波数を低減す
る。ここでは、例えば、間引回路を3つ設け、フィルタ
ー404の出力である最も高い周波数帯域の信号に対し
てはサンプリング周波数の低減は行わないものとする。
最低レベル帯域を検出し、アンテナ毎の最低レベル帯域
の受信レベルが最も高いアンテナを選択するようにダイ
バーシチを行う。
信号のサンプリング周波数を低減することにより、DF
Tに必要なサンプリング周波数を低減させ、演算量を減
らすことができる。
係るOFDM受信装置は、実施の形態5に係るOFDM
受信装置と同様の構成を有し、但し平均受信レベルを用
いてアンテナ選択を行うものである。
OFDM受信装置の構成と動作について説明する。図6
は、本発明の実施の形態6に係るOFDM受信装置の構
成を示すブロック図である。なお、図5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。
20〜123の出力を積算して平均化処理を行って出力
する。以下、実施の形態5と同様に、アンテナ毎の最低
レベル帯域を検出し、アンテナ毎の最低レベル帯域の平
均受信レベルが最も高いアンテナを選択するようにダイ
バーシチを行う。
いてアンテナ選択を行うことにより、アンテナ選択の精
度を向上させ、誤り率特性を改善することができる。
係るOFDM受信装置は、上記実施の形態1又は実施の
形態3から6に係るOFDM受信装置と同様の構成を有
し、但しレベル検出器120〜123により簡素な構成
のものを採用し、より演算量を減らしたものである。
がQPSK変調された信号である場合について説明す
る。
Q成分の絶対値から包絡線情報を近似算出し、受信レベ
ルを検出するものである。
|2)で求めることができるが、二乗和を求めるには比
較的多くの演算量を要す。そこで少ない演算量で済むよ
うに、Z=|I|+|Q|で近似的に算出することも考
えられるが、この近似式を用いると、最大(位相が45
°の時)で、二乗和√(|I|2+|Q|2)で算出した
値の1.414倍、すなわち約41%の誤差を生じ、誤
り率特性が劣化する。
より簡易に行うことができる乗算を用いた近似式を利用
する。すなわち、|I|>|Q|の場合はZ=|I|+
0.375×|Q|、|Q|>|I|の場合はZ=|Q
|+0.375×|I|、を近似式として用いる。
|の時、すなわち0≦θ≦45°の範囲、における位相
θと推定半径、すなわち振幅、の関係を理論計算で求め
た結果を示したグラフである。このグラフより、上記近
似式を用いることによって、二乗和で求めた場合に比べ
7%以内の誤差で包絡線情報を得ることができることが
わかる。
包絡線情報を求め、受信レベルを検出する、本実施の形
態に係るOFDM受信装置のレベル検出器について説明
する。図8は、本発明の実施の形態7に係るOFDM受
信装置のレベル検出器の構成を示すブロック図である。
とQ成分は、絶対値検出器801、802に入力され
る。絶対値検出器801、802は、入力信号の絶対値
を取り、減算器805及び加算器810へ出力する。I
成分とQ成分の選択は、スイッチ803、804により
行われる。減算器805の減算結果は判定器806によ
って判定され、判定結果はスイッチ803、804の制
御に反映される。
器808は、スイッチ804の出力をそれぞれ2ビット
及び3ビットシフトさせる。2ビットシフト器807と
3ビットシフト器808の出力は、加算器809によっ
て加算される。これにより、上記近似式における0.3
75の乗算処理がなされる。加算器810は、スイッチ
803の出力と加算器809の出力を加算し、包絡線情
報を出力する。
装置のレベル検出器の動作を説明する。
801,802によって絶対値を検出され、|I|と|
Q|が得られる。
力(|I|と|Q|)は、減算器805で減算処理さ
れ、その出力を用いて判定器806が大小判定を行う。
又、絶対値検出器801,802の出力(|I|と|Q
|)は、それぞれスイッチ803、804によって選択
され、出力される。スイッチ803、804は判定器8
06の判定結果に応じて出力する信号を選択する。
|I|>|Q|であれば|I|を出力し、|Q|>|I
|であれば|Q|を出力する。スイッチ804は、判定
器806の出力が|I|>|Q|であれば|Q|を出力
し、|Q|>|I|であれば|I|を出力する。すなわ
ち、スイッチ803は|I|と|Q|との大きい方を出
力し、スイッチ804は|I|と|Q|との小さい方を
出力する。
I|と|Q|の小さい方は、2ビットシフト器807と
3ビットシフト器808によってそれぞれ2ビットシフ
ト及び3ビットシフトされる。
ため、2ビットシフトでは0.25倍、3ビットシフト
では0.125倍となる。従って、2ビットシフト器8
07の出力信号の振幅は、スイッチ804の出力信号の
振幅の0.25倍であり、3ビットシフト器808の出
力信号の振幅は、スイッチ804の出力信号の振幅の
0.125倍となる。
807の出力信号(0.25×|I|又は0.25×|
Q|)と3ビットシフト器808の出力信号(0.12
5×|I|又は0.125×|Q|)を加算するため、
加算器809の出力信号は、0.375×|I|又は
0.375×|Q|となる。
の出力信号(|I|又は|Q|)と、加算器809の出
力信号(0.375×|I|又は0.375×|Q|)
と、を加算し、前記近似式による包絡線情報Zを得るこ
とができる。
受信装置は、受信レベルの検出に用いるレベル検出器
が、乗算器及びメモリを用いない簡素な構成を採り、包
絡線を求めてレベルを検出する方法を採るため、装置が
簡素化し、又、必要な演算量を減らすことができる。
算を行わず、回路上ではビットシフトで実現することが
できる簡単な乗算と、加算のみからなる近似式を用いる
ことで、更に必要な演算量を減らすことができる。
SK変調された信号である場合について説明している
が、入力信号をI成分・Q成分で処理する場合であれば
同様に適用することができる。
係るOFDM受信装置は、上記実施の形態1から7に係
るOFDM受信装置と同様の構成を有し、但し遅延検波
器に乗算器及びメモリを用いないようにして回路規模を
低減させたものである。
OFDM受信装置について説明する。図9は、本発明の
実施の形態8に係るOFDM受信装置の遅延検波器の構
成を示すブロック図である。本実施の形態に係る遅延検
波器は、位相を求める演算を減らすようにしている。
がQPSK変調された信号である場合について説明す
る。
対値検出器901、902により絶対値検出され、減算
器903へ出力される。
定器904に入力され、象限が判定される。以下、象限
判定器904について詳述する。
る場合、I、Qベースバンド信号の位相Θ=arcta
n(Q/I)を計算する必要があるが、このarcta
n(Q/I)は、以下の式に基づいて近似することが
できる。 arctan(Q/I)=|I|−|Q| −
|−|Q|との関係を示したグラフである。このように
Θ=|I|−|Q|で近似しても誤差は1.8°以内に
することができる。
て、|I|−|Q|≒−4Θ/π+1であれば第1象限
であると判定し、以下同様に、|I|−|Q|≒4Θ/
π−3であれば第2象限、|I|−|Q|≒−4Θ/π
−3であれば第3象限、|I|−|Q|≒4Θ/π+1
であれば第4象限、と判定する。
出力を象限判定器904の判定結果に応じて変換し、位
相Θを求める。
出力と、変換器905の出力を1シンボル遅らせる遅延
器907の出力と、を減算し、遅延検波信号を出力す
る。
波器において、乗算器及びメモリを用いてarctan
(Q/I)の演算を行う替わりに、|I|と|Q|の減
算及び位相が属する象限の判定を行うことにより、必要
な演算量を削減し、回路規模を低減することができる。
SK変調された信号である場合について説明している
が、入力信号をI成分・Q成分で処理する場合であれば
同様に適用することができる。
OFDM方式無線通信においては、受信レベルが最も落
ち込んだキャリアに回線全体の品質が引きつられて落ち
るため、受信レベルが最も低いキャリアを含む信号を捕
らえたアンテナは用いないようにし、アンテナ毎の最低
受信レベルキャリアの受信レベルが最も高いキャリアを
含むアンテナを用いることによって、周波数選択性フェ
ージング下でも適切なアンテナダイバーシチを行うこと
ができる。
期を取るための位相算出においては、誤差の少ない簡単
な近似式を用いることによって、演算量の多い乗算器を
省く構造とし、受信装置全体での必要演算量を低減する
ことができ、信号処理速度を早めることができる。
知参照信号はパイロットシンボルに限らない。
周波数選択性フェージング発生時に適切なアンテナダイ
バーシチを行うことができる。
の構成を示すブロック図
の構成を示すブロック図
の構成を示すブロック図
の構成を示すブロック図
の構成を示すブロック図
の構成を示すブロック図
のレベル検出器で用いる包絡線情報算出近似式の理論計
算結果を示したグラフ
のレベル検出器の構成を示すブロック図
の遅延検波器の構成を示すブロック図
置の遅延検波器で用いる位相算出近似式の理論計算結果
を示したグラフ
ク図
を示すブロック図 101,102 アンテナ 103 アンテナ切替器 106 DFT回路 107〜110 遅延検波器 111〜118 判定器 120〜123 レベル検出器 128、129 メモリ 201〜204 減算器 301 積算器 302 スイッチ 303、304 メモリ 305 減算器 306 判定器 401〜404 フィルター 501〜503 間引回路 601〜604 積算器 801、802 絶対値検出器 807 2ビットシフト器 808 3ビットシフト器 901、902 絶対値検出器 904 象限判定器 905 変換器
Claims (17)
- 【請求項1】 OFDM方式で送信された信号を受信す
る時に受信信号のキャリア毎の受信レベルを検出するレ
ベル検出手段と、このレベル検出手段の検出結果を基に
複数のアンテナを切り替えて用いる選択手段と、を具備
することを特徴とするOFDM受信装置。 - 【請求項2】 前記レベル検出手段の検出結果から受信
レベルが最も低いキャリアを抽出する抽出手段と、この
抽出手段が抽出したアンテナ毎の最低受信レベルキャリ
アの中で受信レベルが最も高いキャリアを受信したアン
テナを選択するように前記選択手段を制御する制御手段
と、を具備することを特徴とする請求項1記載のOFD
M受信装置。 - 【請求項3】 前記レベル検出手段の検出結果の検波処
理後の位相誤差が最も大きいキャリアを抽出する抽出手
段と、この抽出手段が抽出したアンテナ毎の最大誤差を
有するキャリアの中で誤差が最も小さいキャリアを受信
したアンテナを選択するように前記選択手段を制御する
制御手段と、を具備することを特徴とする請求項1記載
のOFDM受信装置。 - 【請求項4】 前記レベル検出手段の検出結果からアン
テナ毎の平均を取り各アンテナの平均受信レベルを算出
する算出手段と、前記レベル検出手段の検出結果からア
ンテナ毎の最低受信レベルキャリアを抽出する抽出手段
と、この抽出手段の出力の中の最大受信レベルと最低受
信レベルとの差を算出し、この差としきい値との比較結
果がしきい値の方が小さい場合にはアンテナ毎の最低受
信レベルキャリアの中で受信レベルが最も高いキャリア
を受信したアンテナを選択し、しきい値の方が大きい場
合にはアンテナ毎の平均受信レベルが最大のアンテナを
選択するように前記選択手段を制御する制御手段と、を
具備することを特徴とする請求項1記載のOFDM受信
装置。 - 【請求項5】 OFDM方式で送信された信号を受信す
る時に受信信号を複数の周波数帯域に分割する分割手段
と、この周波数帯毎の受信レベルを検出するレベル検出
手段と、このレベル検出手段の検出結果を基に複数のア
ンテナを切り替えて用いる選択手段と、を具備すること
を特徴とするOFDM受信装置。 - 【請求項6】 前記レベル検出手段の検出結果から受信
レベルが最も低い帯域を抽出する抽出手段と、この抽出
手段が抽出したアンテナ毎の最低受信レベルとなる帯域
の中で受信レベルが最も高い帯域を受信したアンテナを
選択するように前記選択手段を制御する制御手段と、を
具備することを特徴とする請求項5記載のOFDM受信
装置。 - 【請求項7】 前記分割手段は、分割後の信号を間引く
間引き手段を有することを特徴とする請求項5又は請求
項6記載のOFDM受信装置。 - 【請求項8】 前記抽出手段は、平均受信レベルが最も
低い帯域を抽出することを特徴とする請求項6又は請求
項7記載のOFDM受信装置。 - 【請求項9】 請求項1から請求項8のいずれかに記載
のOFDM受信装置を用いたOFDM方式移動体通信シ
ステム用の端末装置。 - 【請求項10】 OFDM方式で送信された信号を受信
する時に受信信号のキャリア毎の受信レベルを検出する
レベル検出工程と、このレベル検出工程の検出結果を基
に複数のアンテナを切り替えて用いる選択工程と、を具
備することを特徴とするOFDM受信装置のダイバーシ
チ方法。 - 【請求項11】 前記レベル検出工程の検出結果から受
信レベルが最も低いキャリアを抽出する抽出工程と、こ
の抽出工程が抽出したアンテナ毎の最低受信レベルキャ
リアの中で受信レベルが最も高いキャリアを受信したア
ンテナを選択するように前記選択工程を制御する制御工
程と、を具備することを特徴とする請求項10記載のO
FDM受信装置のダイバーシチ方法。 - 【請求項12】 前記レベル検出工程の検出結果の検波
処理後の位相誤差が最も大きいキャリアを抽出する抽出
工程と、この抽出工程が抽出したアンテナ毎の最大誤差
を有するキャリアの中で誤差が最も小さいキャリアを受
信したアンテナを選択するように前記選択工程を制御す
る制御工程と、を具備することを特徴とする請求項10
記載のOFDM受信装置のダイバーシチ方法。 - 【請求項13】 前記レベル検出工程の検出結果からア
ンテナ毎の平均を取り各アンテナの平均受信レベルを算
出する算出工程と、前記レベル検出工程の検出結果から
アンテナ毎の最低受信レベルキャリアを抽出する抽出工
程と、この抽出工程の出力の中の最大受信レベルと最低
受信レベルとの差を算出し、この差としきい値との比較
結果がしきい値の方が小さい場合にはアンテナ毎の最低
受信レベルキャリアの中で受信レベルが最も高いキャリ
アを受信したアンテナを選択し、しきい値の方が大きい
場合にはアンテナ毎の平均受信レベルが最大のアンテナ
を選択するように前記選択工程を制御する制御工程と、
を具備することを特徴とする請求項10記載のOFDM
受信装置のダイバーシチ方法。 - 【請求項14】 OFDM方式で送信された信号を受信
する時に受信信号を複数の周波数帯域に分割する分割工
程と、この周波数帯毎の受信レベルを検出するレベル検
出工程と、このレベル検出工程の検出結果を基に複数の
アンテナを切り替えて用いる選択工程と、を具備するこ
とを特徴とするOFDM受信装置のダイバーシチ方法。 - 【請求項15】 前記レベル検出工程の検出結果から受
信レベルが最も低い帯域を抽出する抽出工程と、この抽
出工程が抽出したアンテナ毎の最低受信レベルとなる帯
域の中で受信レベルが最も高い帯域を受信したアンテナ
を選択するように前記選択工程を制御する制御工程と、
を具備することを特徴とする請求項14記載のOFDM
受信装置のダイバーシチ方法。 - 【請求項16】 前記分割工程は、分割後の信号を間引
く間引き工程を有することを特徴とする請求項14又は
請求項15記載のOFDM受信装置のダイバーシチ方
法。 - 【請求項17】 前記抽出工程は、平均受信レベルが最
も低い帯域を抽出することを特徴とする請求項15又は
請求項16記載のOFDM受信装置のダイバーシチ方
法。
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WO2004095730A1 (ja) * | 2003-04-21 | 2004-11-04 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | 無線通信装置、送信装置、受信装置および無線通信システム |
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JP2014183529A (ja) * | 2013-03-21 | 2014-09-29 | Toshiba Corp | 信号検出装置、信号検出方法及び信号検出プログラム |
-
1998
- 1998-12-22 JP JP36542998A patent/JP3576415B2/ja not_active Expired - Fee Related
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EP1617568A1 (en) * | 2003-04-21 | 2006-01-18 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Radio communication apparatus, transmitter apparatus, receiver apparatus and radio communication system |
US7406055B2 (en) | 2003-04-21 | 2008-07-29 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Radio communication apparatus, transmitter apparatus, receiver apparatus and radio communication system |
EP1617568A4 (en) * | 2003-04-21 | 2009-07-01 | Mitsubishi Electric Corp | RADIO COMMUNICATION DEVICE, TRANSMITTER, RECEIVER AND RADIO COMMUNICATION SYSTEM |
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