JP2001177500A - Ofdm受信装置 - Google Patents

Ofdm受信装置

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JP2001177500A
JP2001177500A JP2000087570A JP2000087570A JP2001177500A JP 2001177500 A JP2001177500 A JP 2001177500A JP 2000087570 A JP2000087570 A JP 2000087570A JP 2000087570 A JP2000087570 A JP 2000087570A JP 2001177500 A JP2001177500 A JP 2001177500A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 十分な信号強度(CN比)を有し、かつガー
ドインターバル時間以上の遅延時間を有する遅延波を除
去した有効シンボル信号を抽出すること。 【解決手段】 OFDM変調信号の自己相関を検出する
自己相関検出手段14a,14bと、該自己相関検出手
段の検出結果に基づいて前記OFDM変調信号のガード
インターバル時間以上遅延した信号成分を除去する遅延
等化手段16と、 該遅延等化手段の出力信号から変
調時に挿入されたガードインターバル信号を取り除き、
有効シンボル信号を抽出して復調するOFDM復調手段
17とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、日本や欧州にお
ける地上波ディジタルTV放送のようにOFDM変調さ
れた信号の受信装置に関し、特に車載用として好適なダ
イバーシチ受信型のOFDM受信装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、地上波ディジタルTV放送に代表
されるディジタルのオーディオ信号や映像信号の伝送
(変調)方式としてOFDM( Orthogonal Frequenc
y Division Multiplexing、直交周波数分割多重)に
よるマルチキャリア(多搬送波)変調方式が実用化され
つつある。この変調方式による放送は、符号化したデー
タを分割して千から数千以上の搬送波に振り分け、多重
化して伝送する。図13にOFDM送信装置の構成ブロ
ック図を、図14にOFDMによる変調過程を概念的に
示す。
【0003】図13において、OFDM変調手段191
は、入力されるディジタル信号をQPSK等の変調を行
う変調手段192と、変調された直列信号を並列信号に
変換する直/並列変換手段(S/P)193と、変換さ
れた並列信号を逆フーリエ変換する高速逆フーリエ変換
手段(IFFT)194と、逆フーリエ変換された信号
を直列系列に変換し、時間信号として出力する並/直列
変換手段(P/S)195と、変換された信号にガード
インターバルを挿入するガードインターバル挿入手段1
96とから構成されている。また、197は送信手段
(TX)、198はアンテナである。
【0004】上記構成において、入力されたディジタル
信号が変調手段192により所定の変調方式(例えば、
QPSK変調)で情報変調されることにより得られた変
調シンボルは、図14に示すように、直/並列変換手段
(S/P)193により、より低速の変調シンボル列、
すなわち、一定周波数間隔(Δf)で並んだN個のそれ
ぞれ互いに直交する搬送波の変調シンボル列に変換され
る。この変調シンボル列は、高速逆フーリエ変換手段
(IFFT)194により高速逆フーリエ変換(IFF
T)され、更に、並/直列変換手段(P/S)195に
より波形合成され、直交する時間軸信号の同相成分(以
下Iと記す。)と、直交成分(以下、Qと記す。)が生
成される。
【0005】さらに、ガードインターバル挿入手段19
6により所定時間(有効シンボル時間)Tsで区切られ
た信号の末尾の所定時間分(ガードインターバル時間)
Tgを上記時間軸信号I,Qの開始部にコピーして挿入
し、これをガードインターバルとする。このようにガー
ドインターバルが挿入された時間軸信号が、ガードイン
ターバル挿入手段66からベースバンド時系列信号とし
て生成される。
【0006】このガードインターバルは受信時に生じる
遅延波妨害(干渉)の対策のために挿入されるもので、
マルチパス環境下での信号の相対遅延による隣接シンボ
ル干渉を吸収するシンボルである。ここで、(Tg+T
s)時間の時間軸信号が1単位のOFDMシンボルとし
て扱われ、受信時の処理によってこのガードインターバ
ルが除去されてTs時間の信号のみが有効シンボル信号
として抽出され、復調されるものである。そして、ガー
ドインターバル挿入手段196により生成されたベース
バンド時系列信号は、D/A変換手段を含む送信手段
(TX)197で所定の搬送波に乗せられ、電力増幅し
た後アンテナ198から空間に輻射される。
【0007】つぎに、図15に基本的なOFDM受信装
置の構成を、図16にOFDMによる復調過程を概念的
に示す。図15において、OFDM受信装置は、アンテ
ナ212と、受信手段(REC)213と、OFDM復
調手段211とを有している。また、OFDM復調手段
211は、受信した信号からガードインターバルを除去
して有効シンボル信号を抽出する有効シンボル抽出手段
214、有効シンボル信号を並列信号に変換する直/並
列変換手段(S/P)215、並列信号をフーリエ変換
する高速フーリエ変換手段(FFT)216、直列信号
に変換する並/直列変換手段(P/S)217および復
調手段218を有している。
【0008】図15において、アンテナ212によって
捕捉された信号電波は受信手段(REC)213によっ
て増幅、周波数変換され、ベースバンド時系列信号とし
て出力され、OFDM復調手段211によって復調され
る。OFDM復調手段211では、図16に示すよう
に、有効シンボル抽出手段214において、受信したO
FDMシンボルを参照し、Ts時間だけ離れた2つのシ
ンボル信号をTg時間にわたり積和を計算して自己相関
信号を発生し、これを基準信号とする。続いてOFDM
シンボルの基準信号(自己相関信号)のピーク(最大
値)を検出し、自己相関信号のピークに基づいて挿入さ
れたガードインターバルの開始時期を検出し、このガー
ドインターバルを除去して有効シンボルのI、Qを抽出
する。
【0009】次いで、直/並列変換手段(S/P)21
5により有効シンボル信号を並列信号に変換し、変換さ
れた並列信号を高速フーリエ変換手段(FFT)216
により高速フーリエ変換(FFT)してΔfずつ周波数
のずれたN個の搬送波の変調シンボルを取り出す。この
ように取り出された変調シンボルを並/直列変換手段
(P/S)217により直列状の時間系列に変換してか
ら、復調手段218により所定の方式で復調して、ディ
ジタル信号を復号する。
【0010】以上のように、受信したOFDMシンボル
の基準信号(自己相関信号)のピーク(最大値)を検出
し、自己相関信号のピークに基づいて有効シンボルを抽
出するので、基準信号が正確に検出されないと、抽出し
た有効シンボルに隣接するOFDMシンボルのデータが
含まれることとなり、ビット誤りが発生するという問題
がある。一方、OFDM変調による放送信号を自動車等
で移動しながら受信する場合、フェージングの影響を受
けてしまい、受信信号レベルが変動するので、基準信号
を正確に発生できなくなる。その結果、前述のようなビ
ット誤りが発生するので、移動受信時にはダイバーシチ
受信によりレベル変動を抑制するようにしている。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した従
来のOFDM受信装置において、ダイバーシチ受信を行
うようにしても、OFDMシンボルのガードインターバ
ル時間(Tg)以上に遅延した遅延波が混入している
と、隣接した有効シンボルが干渉して復調後のビット誤
りが多くなってしまうという問題があった。本発明はこ
のような事情に鑑みてなされたものであり、OFDM変
調信号のフーリエ変換処理手段の前段に遅延等化手段を
設けることにより、十分な信号強度を有し、かつガード
インターバル時間以上の遅延時間を有する遅延波を除去
した有効シンボル信号を抽出することができるOFDM
受信装置を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のOFDM受信装置は、OFDM変調信号の自
己相関を検出する自己相関検出手段と、該自己相関検出
手段の検出結果に基づいて前記OFDM変調の信号のガ
ードインターバル時間以上遅延した信号成分を除去する
遅延等化手段と、該遅延等化手段の出力信号から変調時
に挿入されたガードインターバル信号を取り除き、有効
シンボル信号を抽出して復調するOFDM復調手段とを
有することを特徴とする。
【0013】本発明のOFDM受信装置では、自己相関
検出手段によりOFDM変調信号の自己相関が検出さ
れ、該自己相関検出手段の検出結果に基づいて遅延等化
手段により前記OFDM変調の信号のガードインターバ
ル時間以上遅延した信号成分が除去される。さらに、O
FDM復調手段により、前記遅延等化手段の出力信号か
ら変調時に挿入されたガードインターバル信号が取り除
かれ、有効シンボル信号が抽出されて復調される。
【0014】また、本発明のOFDM受信装置は、前記
遅延等化手段は、前記自己相関検出手段が検出した自己
相関値のうち、最大自己相関値以外の極大自己相関値の
前記最大自己相関値からの遅延時間と、前記極大自己相
関値から算出した複素振幅係数とに基づいて前記遅延等
化手段の出力信号を負帰還させる複数の帰還手段を備え
たことを特徴とする。
【0015】本発明のOFDM受信装置では、前記遅延
等化手段が有する複数の帰還手段により、前記自己相関
検出手段が検出した自己相関値のうち、最大自己相関値
以外の極大自己相関値の前記最大自己相関値からの遅延
時間と、前記極大自己相関値から算出した複素振幅係数
とに基づいて前記遅延等化手段の出力信号が負帰還され
る。
【0016】また、本発明のOFDM受信装置は、前記
自己相関検出手段は、該自己相関検出手段に供給される
信号を有効シンボル時間だけ遅延させた遅延信号を出力
する有効シンボル時間遅延手段と、前記自己相関検出手
段に供給される信号から複素共役信号を生成して出力す
る複素共役信号生成手段と、前記遅延信号と前記複素共
役信号とを乗算する乗算手段と、該乗算手段の乗算結果
を所定時間だけ累算する累算手段とを有することを特徴
とする。
【0017】本発明のOFDM受信装置では、前記自己
相関検出手段において、有効シンボル時間遅延手段によ
り該自己相関検出手段に供給される信号を有効シンボル
時間だけ遅延させた遅延信号が出力され、複素共役信号
生成手段により前記自己相関検出手段に供給される信号
から複素共役信号が生成され出力される。さらに、乗算
手段により前記遅延信号と前記複素共役信号とが乗算さ
れ、累算手段により前記乗算手段の乗算結果が所定時間
だけ累算される。
【0018】また、本発明のOFDM受信装置は、前記
OFDM復調手段は、前記自己相関検出手段にて検出さ
れた自己相関値のうち、最大値を示す最大自己相関値が
検出された時点を基準として、前記遅延等化手段の出力
信号からガードインターバル信号を取り除き、有効シン
ボル信号を抽出することを特徴とする。
【0019】本発明のOFDM受信装置では、前記OF
DM復調手段により、前記自己相関検出手段にて検出さ
れた自己相関値のうち最大値を示す最大自己相関値が検
出された時点を基準として、前記遅延等化手段の出力信
号からガードインターバル信号が取り除かれ、有効シン
ボル信号が抽出される。
【0020】
【発明の実施の形態】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。本発明の各実施の形
態に係るOFDM受信装置は、OFDM変調信号の有効
シンボルをFFT演算するFFT演算手段の前段に、ア
ンテナダイバーシチを行うダイバーシチ合成手段と、受
信したOFDM変調信号のうち所定時間以上遅延した信
号成分(遅延波)を除去する遅延等化手段とを設け、十
分な信号強度を有し、遅延の大きな信号を除去したOF
DM変調信号の有効シンボル信号を抽出することができ
るようにしたことを特徴としている。以下、本発明の各
実施の形態に係るOFDM受信装置ではアンテナ素子数
を2とした場合について説明する。
【0021】図1に本発明の第1の実施の形態に係るO
FDM受信装置の構成を示す。同図において、本実施の
形態に係るOFDM受信装置は、#1系統のOFDM変
調された信号を捕捉するアンテナ11aと、アンテナ1
1aと相互に離間して配置され#2系統のOFDM変調
された信号を捕捉するアンテナ11bと、受信手段12
a,12bと、受信手段12a,12bの出力信号の位
相を補正してから合成する信号合成手段100と、複数
の受信手段12a,12bの出力信号間の相互相関を検
出する相互相関検出手段13と、受信手段12aの出力
信号の自己相関を検出する自己相関検出手段14aと、
受信手段12bの出力信号の自己相関を検出する自己相
関検出手段14bと、自己相関検出手段14a,14b
の検出結果及び相互相関検出手段13の検出結果に基づ
いて信号合成手段100の合成出力から所定時間以上、
遅延した信号成分を除去する遅延等化手段16と、OF
DM復調手段17とを有している。
【0022】ここで、相互相関検出手段13と信号合成
手段100とがダイバーシチ合成手段15を構成し、相
互相関検出手段13の検出結果に基づいて、受信手段1
2a,12bの出力信号の位相を補正してから合成する
というダイバーシチ合成を行う。また、自己相関検出手
段14a,14bは、本発明の第1の自己相関検出手段
に相当する。なお、OFDM復調手段17の具体的な構
成は、既知のOFDM復調手段211と同じである。
【0023】上記構成において、アンテナ11a、アン
テナ11bにより受信した信号は、それぞれ、受信手段
12a、12bで増幅、周波数変換されてベースバンド
信号に変換された後、それぞれ#1系統、#2系統の信
号としてダイバーシチ合成手段15に入力される。ダイ
バーシチ合成手段15では、相互相関検出手段13の検
出結果に基づいて受信手段12a,12bの各出力信号
が同位相となるように信号合成手段100で位相補正さ
れ、ダイバーシチ合成される。
【0024】次いで遅延等化手段16では、自己相関検
出手段14a,14bの検出結果及び相互相関検出手段
13の検出結果に基づいて信号合成手段100の合成出
力から所定時間以上、具体的にはOFDM変調信号のガ
ードインターバル時間以上遅延した信号成分が除去され
る。遅延等化手段16の出力信号は、OFDM復調手段
18において、フーリエ変換され、変調時に挿入された
ガードインターバルが取り除かれ、有効シンボルが抽出
されて復調される。
【0025】次に図1における信号合成手段100の具
体的構成を図2に示す。同図において、信号合成手段1
00は移相手段21,22と、加算手段23とを有して
いる。同図において、受信手段12a,12bの各出力
信号は移相手段21、22において相互相関検出手段1
3の検出結果(相互相関値)を参照して互いに同相とな
るように位相補正され、加算手段23において加算され
て合成され、遅延等化手段16に出力される。このよう
に、同位相でダイバーシチ合成すると、合成出力の電力
を最大にすることができる。
【0026】次に、図1における遅延等化手段16の具
体的構成を図3に示す。同図に示す遅延等化手段16
は、2信号までの遅延等化が行える構成となっている。
図3において、遅延等化手段16は、加算手段31と、
加算手段31の出力を所定時間、遅延させる遅延手段3
2、35と、遅延手段32、35の出力信号の複素振幅
をそれぞれ、補正する複素振幅補正手段33、36と、
複素振幅補正手段33、36の位相をそれぞれ、補正す
る移相手段34、37と、遅延手段32,35における
遅延時間を算出する遅延時間算出手段39と、複素振幅
補正手段33,36における振幅補正量である複素振幅
係数を算出する複素振幅係数算出手段40と、移相手段
34、37における移相量を算出する位相係数算出手段
41と、供給された自己相関値の中から最大値と極大値
を探索する最大極大自己相関探索手段38とを有してい
る。
【0027】図3に示す遅延等化手段16は2つまでの
信号の遅延等化を行う構成であり、遅延手段32と、複
素振幅補正手段33と、移相手段34とにより構成され
る信号の負帰還手段により、一の信号の遅延信号が除去
され、また、遅延手段35と、複素振幅補正手段36
と、移相手段37とにより構成される信号の負帰還手段
により、もう一つの遅延信号が除去される。
【0028】最大極大自己相関探索手段38は、自己相
関検出手段14a,14bからそれぞれ自己相関値が供
給されると、それらの中から自己相関の最大値と極大値
を探索し、自己相関の最大値と極大値に関する制御信号
を遅延時間算出手段39と、複素振幅係数算出手段40
と、位相係数算出手段41に送出する。例えば、信号合
成手段100の出力に3つのOFDM変調信号が含まれ
ていると、1つの最大自己相関値と2つの極大自己相関
値が検出され、極大自己相関値を発生させる要因となっ
た遅延信号を除去するために、これらに関する制御情報
が送出される。
【0029】最大極大自己相関探索手段38からの制御
信号を受けて、遅延時間算出手段39は前記の最大自己
相関値を基準として、最大自己相関値以外の極大自己相
関値の中で、除去すべき2つの遅延信号に対応する極大
自己相関値が検出された時点までの時間を算出して、こ
れを遅延時間としてそれぞれ遅延手段32、35に送出
する。ここで、算出された遅延時間が所定時間、具体的
にはOFDM変調信号に含まれるガードインターバル時
間より短いときには、送出する遅延時間を零とする。
【0030】また、複素振幅係数算出手段40は、最大
極大自己相関探索手段38からの制御信号を受けると、
最大自己相関値を基準として、最大自己相関値以外の極
大自己相関値の中で除去すべき2つの遅延信号に対応す
る極大自己相関値との比をそれぞれ算出して、これを複
素振幅係数としてそれぞれ複素振幅補正手段33,36
に送出する。ここで、遅延時間算出手段39と複素振幅
係数算出手段40においては、自己相関検出手段14
a,14bからそれぞれ供給される自己相関値を参照し
て、遅延時間と複素振幅補正係数を算出する。
【0031】更に、位相係数算出手段41は、最大極大
自己相関探索手段38からの制御信号を受けると、最大
自己相関値以外の極大自己相関値の中で除去すべき2つ
の遅延信号に対応する位相係数を、相互相関検出手段1
3から供給される相互相関値を参照して算出し、それぞ
れ移相手段34、37に送出する。このとき、除去すべ
き遅延信号に対応する極大自己相関値が最大自己相関値
と同じ自己相関検出手段14a(または14b)にて検
出されたとき位相回転が零となるような位相係数が算出
され、これ以外の場合には相互相関値の位相をキャンセ
ルするよう位相回転を与える位相係数が算出される。
【0032】遅延手段32、35は遅延時間算出手段3
9により与えられる遅延時間に基づいて入力信号を遅延
させる。ここで、与えられる遅延時間が零のときは、遅
延信号の遅延時間がOFDM変調信号のガードインター
バル時間以下であり、除去する必要がないので、入力信
号を遅延させずに、振幅が零の信号を出力する。複素振
幅補正手段33、36は、複素振幅係数算出手段40に
より与えられる複素振幅係数に基づいて振幅補正を行
う。
【0033】移相手段34、37は、位相係数算出手段
41により与えられた位相係数に基づいて入力信号の位
相補正を行う。このように、遅延手段32(35)、複
素振幅補正手段33(36)及び移相手段34(37)
からなる負帰還手段を経て加算手段31の出力が負帰還
され、同じ加算手段31の入力に供給される。
【0034】図1に示す構成において、信号合成手段1
00のダイバーシチ合成出力信号は、加算手段31に与
えられ、加算手段31の出力は、遅延時間算出手段39
及び複素振幅係数算出手段40により与えられた遅延時
間及び複素振幅係数に基づいて遅延手段32、35及び
複素振幅補正手段33、36により、遅延時間調整及び
振幅調整が行われ、移相手段34、37に出力される。
【0035】さらに、移相手段34、37では、位相係
数算出手段41により与えられた位相係数により位相補
正がなされ、この遅延時間調整、振幅補正及び位相補正
が行われた信号が逆極性で加算手段31で加算される。
この結果、信号合成手段100のダイバーシチ合成出力
からOFDM変調信号のガードインターバル時間以上遅
延した信号成分が除去され、この不要波が除去された信
号がOFDM復調手段17に出力される。
【0036】次に、図1における相互相関検出手段13
の具体的構成を図4に示す。図4において、相互相関検
出手段13は、相互相関検出手段13に供給される信号
のうち、比較すべき2つの信号のうちの一の信号から複
素共役信号を生成して出力する複素共役信号生成手段6
0と、複素共役信号生成手段60により生成された複素
共役信号と前記比較すべき2つの信号のうちの他の信号
とを乗算処理する乗算手段61と、乗算手段61による
乗算処理結果を所定時間だけ累算する累算手段62とを
有している。
【0037】上記構成において、相互相関検出手段13
では、入力端子130、131を介して相互相関検出手
段13に供給される信号のうち、比較すべき2つの信号
のうちの一の信号(入力端子131より入力される信
号)が複素共役信号生成手段60に入力され、この結
果、複素共役信号生成手段60により複素共役信号が生
成され、出力される。この複素共役信号生成手段60に
より得られた複素共役信号と前記比較すべき2つの信号
のうちの他の信号とが乗算手段61により乗算処理され
る。
【0038】さらに、乗算手段61により得られた乗算
処理結果が累算手段62により所定時間だけ累算され、
累算結果である相互相関値が、出力端子132より信号
合成手段15、または遅延等化手段に16にそれぞれ出
力される。
【0039】次に、図1における自己相関検出手段14
a(または14b)の具体的構成を図5に示す。図5に
おいて、自己相関検出手段14a(または14b)は、
自己相関検出手段14a(または14b)に供給される
信号を有効シンボル時間だけ遅延させた遅延信号を出力
する有効シンボル時間遅延手段50と、自己相関検出手
段14a(または14b)に供給される信号から複素共
役信号を生成して出力する複素共役信号生成手段51
と、前記遅延信号と前記複素共役信号とを乗算する乗算
手段52と、乗算手段52の乗算結果を所定時間だけ累
算する累算手段53とを有している。
【0040】上記構成において、自己相関検出手段14
a(または14b)では、有効シンボル時間遅延手段5
0により入力端子134より自己相関検出手段に供給さ
れる信号が有効シンボル時間だけ遅延させられた遅延信
号が出力され、また、複素共役信号生成手段51により
入力端子134より供給される信号から複素共役信号が
生成され出力される。前記遅延信号と前記複素共役信号
とが乗算手段52により乗算され、乗算手段52の乗算
結果が累算手段53により所定時間だけ累算される。さ
らに、累算手段53の累算結果である相互相関値が出力
端子135より遅延等化手段16に出力される。
【0041】つぎに、図6および図7を参照して上述の
構成によるOFDM受信装置のOFDM変調信号のデー
タ構成と遅延波の除去動作について説明する。図6はO
FDM変調信号のデータ構成と自己相関検出信号との関
係を示している。OFDM変調時に有効シンボルの末尾
部分の所定時間分の信号をガードインターバルとして有
効シンボルのヘッド部分にコピーし、ガードインターバ
ルと有効シンボルの和の信号をOFDMシンボルとして
送信する。
【0042】したがって、復調時にはコピーされたガー
ドインターバルを除去して有効シンボル信号を抽出する
必要があるが、自己相関検出手段により受信信号の自己
相関をとると、ガードインターバルの信号開始時に自己
相関値が最大になるので、受信信号の自己相関値をモニ
タすることにより、OFDM受信装置において、OFD
Mシンボルの出力タイミングを認識することができる。
【0043】図7は遅延波を含むOFDM変調信号の遅
延波が合成波の有効シンボルに与える影響について示し
ている。同図において、本実施の形態に係るOFDM受
信装置において主波及び遅延波1及び遅延波2を受信し
たとする。受信した信号波のうち主波は自己相関の最大
値の検出により時刻t11からt21までの間で単位OFD
Mシンボルiを形成していることが認識され、OFDM
シンボルiの出力期間は、有効シンボルの出力期間とこ
の有効シンボルの末尾からコピーされた信号によるガー
ドインターバル期間とを含んでいる。
【0044】同様に、遅延波1は検出した自己相関値の
うち最大自己相関値に次いで大きい極大自己相関値の検
出によって時刻t12からt22までの間が、遅延波2は最
大自己相関値のさらにつぎの極大自己相関値の検出によ
って時刻t13からt23の間が単位OFDMシンボルiを
形成していることが認識される。ここで、遅延波1のO
FDMシンボル開始時期t12は、主波のガードインター
バル内にあるため直接の障害にはならない。ところが、
遅延波2は遅延時間が大きくOFDMシンボル開始時期
t13が主波のガードインターバル期間よりも遅れている
ため、有効シンボル検出後の合成波のシンボルiには、
遅延波2のシンボル(i−1)の末尾部分が含まれ、有
効シンボルにおける干渉領域となってしまう。
【0045】したがって、受信信号のうち主波のガード
インターバル期間よりも大きな遅延時間をもってOFD
Mシンボルが開始する遅延波を排除する必要があり、図
3を参照して既述したように遅延等化手段16における
負帰還手段によって遅延波が排除された信号がOFDM
復調手段17に入力され、該OFDM復調手段17によ
り良好な復調信号を得ることができる。
【0046】以上に説明したように、本発明の第1の実
施の形態に係るOFDM受信装置によれば、複数の受信
手段12a及び12bの出力信号のダイバーシチ合成前
に複数の受信手段12a及び12bの出力信号の相互相
関検出および自己相関検出を行い、前記相互相関検出結
果に基づいてダイバーシチ合成を行い、合成後の信号に
対して前記自己相関検出結果および前記相互相関検出結
果に基づいて遅延等化手段16によって不要波を除去す
るようにしたので、十分な信号強度を有し、かつOFD
M変調信号のガードインターバル時間以上の遅延時間を
有する遅延波(不要波)を除去した有効シンボル信号を
抽出することができるOFDM受信装置が得られる。
【0047】次に本発明の第2の実施の形態に係るOF
DM受信装置の構成を図8に示す。本実施の形態に係る
OFDM受信装置が第1の実施の形態に係るOFDM受
信装置と構成上、異なるのは、ダイバーシチ合成手段1
5による合成後の信号に対して自己相関検出手段81に
よって自己相関検出を行い、検出された自己相関値に基
づいて、受信信号のうち不要の信号成分を除去するよう
に遅延等化手段82を制御するように構成した点であ
り、その他の構成は同様であるので、同一の要素には同
一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【0048】同図において、本発明の第2の実施の形態
に係るOFDM受信装置は、#1系統のOFDM変調さ
れた信号を捕捉するアンテナ11aと、#2系統のOF
DM変調された信号を捕捉するアンテナ11bと、受信
手段12a,12bと、受信手段12a,12bの出力
信号の位相を補正してから合成する信号合成手段100
と、複数の受信手段12a,12bの出力信号間の相互
相関を検出する相互相関検出手段13と、信号合成手段
100の出力信号の自己相関を検出する自己相関検出手
段81と、自己相関検出手段81の検出結果に基づいて
信号合成手段100の合成出力から所定時間以上、遅延
した信号成分を除去する遅延等化手段82と、OFDM
復調手段17とを有している。なお、自己相関検出手段
81の構成は図5に示した自己相関検出手段14a(1
4b)の構成と同一であり、本発明の第2の自己相関検
出手段に相当する。
【0049】上記構成において、アンテナ11a、アン
テナ11bにより受信した信号は、それぞれ、受信手段
12a、12bで増幅、周波数変換されてベースバンド
信号に変換された後、それぞれ#1系統、#2系統の信
号としてダイバーシチ合成手段15に入力される。ダイ
バーシチ合成手段15では、相互相関検出手段13の検
出結果に基づいて受信手段12a,12bの各出力信号
が同位相となるように信号合成手段100で位相補正さ
れ、ダイバーシチ合成される。
【0050】次いで、遅延等化手段82では、自己相関
検出手段81の検出結果に基づいて信号合成手段100
の合成出力から所定時間以上、具体的にはOFDM変調
信号のガードインターバル時間以上遅延した信号成分が
除去される。遅延等化手段82の出力信号は、OFDM
復調手段17において、フーリエ変換され、変調時に挿
入されたガードインターバルが取り除かれ、有効シンボ
ルが抽出されて復調される。
【0051】次に、図8における遅延等化手段82の具
体的構成を図9に示す。同図に示す遅延等化手段82も
遅延等化手段16と同様に、2つの信号までの遅延等化
が行える構成となっている。図9において、遅延等化手
段16は、加算手段91と、加算手段91の出力を所定
時間、遅延させる遅延手段92、94と、遅延手段9
2、94の出力信号の複素振幅をそれぞれ、補正する複
素振幅補正手段93、95と、遅延手段92、94にお
ける遅延時間を算出する遅延時間算出手段97と、複素
振幅補正手段93、95における振幅補正量である複素
振幅係数を算出する複素振幅係数算出手段98と、供給
された自己相関値の中から最大値と極大値を探索する最
大極大自己相関探索手段96とを有している。
【0052】図3に示す遅延等化手段16の構成と比較
すると、遅延等化手段82では、相互相関値に基づいて
算出された位相係数による信号の位相補正を行わないこ
とと、供給される自己相関値が1つとなっていることが
異なるが、これ以外の構成においては同じである。ここ
で、遅延手段92と、複素振幅補正手段93とにより構
成される信号の負帰還手段により、一の遅延信号が除去
され、また、遅延手段94と、複素振幅補正手段95と
により構成される信号の負帰還手段により、もう1つの
遅延信号が除去される。
【0053】図9において、最大極大自己相関探索手段
96は、自己相関検出手段81から自己相関値が供給さ
れると、それらの中から自己相関の最大値と極大値とを
探索し、自己相関の最大値と極大値に関する制御信号を
遅延時間算出手段97と、複素振幅係数算出手段98に
送出する。最大極大自己相関探索手段38からの制御信
号を受けて、遅延時間算出手段97は前記の最大自己相関
値を基準として、最大自己相関値以外の極大自己相関値
の中で、除去すべき2つの遅延信号に対応する極大自己
相関値が検出された時点までの時間を算出して、これを
遅延時間としてそれぞれ遅延手段92,94に送出す
る。
【0054】ここで、算出された遅延時間が所定時間、
具体的にはOFDM変調信号に含まれるガードインター
バル時間より短い時には、送出する遅延時間を零とす
る。また、複素振幅係数算出手段98は、最大極大自己
相関探索手段96からの制御信号を受けると、最大自己
相関値を基準として、最大自己相関値以外の極大自己相
関値の中で除去すべき2つの遅延信号に対応する極大自
己相関値との比をそれぞれ算出して、これを複素振幅係
数としてそれぞれ複素振幅補正手段93、95に送出す
る。
【0055】ここで、遅延時間算出手段39と複素振幅
係数算出手段40においては、自己相関検出手段81か
ら供給される自己相関値を参照して、遅延時間と複素振
幅補正係数を算出する。遅延手段92、94は遅延時間
算出手段97により与えられる遅延時間に基づいて入力
信号を遅延させる。ここで、与えられる遅延時間が零の
ときは、遅延信号の遅延時間がOFDM変調信号のガー
ドインターバル時間以下であり、除去する必要がないの
で、入力信号を遅延させずに、振幅が零の信号を出力す
る。複素振幅補正手段93、95は、複素振幅係数算出
手段98により与えられる複素振幅係数に基づいて振幅
補正を行う。
【0056】このように遅延手段92(94)及び振幅
補正手段93(95)からなる負帰還手段を経て加算手
段91の出力が負帰還され、同じ加算手段91の入力に
供給される。図8に示す構成において、信号合成手段1
00のダイバーシチ合成出力信号は、加算手段91に与
えられ、加算手段91の出力は、遅延時間算出手段97
及び複素振幅係数算出手段98により与えられた遅延時
間及び複素振幅係数に基づいて遅延手段92、94及び
複素振幅補正手段93、95により、遅延時間調整及び
振幅調整が行われ、この遅延時間調整及び振幅補正が行
われた信号が逆極性で加算手段91で加算される。この
結果、信号合成手段100のダイバーシチ合成出力から
OFDM変調信号のガードインターバル時間以上遅延し
た信号成分が除去され、この不要波が除去された信号が
OFDM復調手段17に出力される。
【0057】以上に説明したように、本発明の第2の実
施の形態に係るOFDM受信装置によれば、複数の受信
手段12aおよび12bの出力信号のダイバーシチ合成
前に相互相関検出を行い、該相互相関検出結果に基づい
てダイバーシチ合成を行い、ダイバーシチ合成後の信号
に対して自己相関検出手段81により自己相関検出を行
い、該自己相関検出結果に基づいて遅延等化手段82に
よって不要波を除去するようにしたので、十分な信号強
度を有し、かつガードシンボル時間以上の遅延時間を有
する遅延波(不要波)を除去した有効シンボル信号を抽
出することができるOFDM受信装置が得られる。
【0058】次に、本発明の第3実施の形態に係るOF
DM受信装置の構成を図10に示す。本実施の形態に係
るOFDM受信装置が第1の実施の形態に係るOFDM
受信装置と構成上、異なるのは、信号合成手段101
が、相互相関検出手段13の検出出力のみではなく、自
己相関検出手段14a、14bの検出出力をも取り込ん
で、位相補正と共に振幅補正も行っている点であり、他
の構成は同様である。
【0059】図10において、本実施の形態に係るOF
DM受信装置は、#1系統のOFDM変調された信号を
捕捉するアンテナ11aと、#2系統のOFDM変調さ
れた信号を捕捉するアンテナ11bと、受信手段12
a,12bと、複数の受信手段12a,12bの出力信
号間の相互相関を検出する相互相関検出手段13と、受
信手段12aの出力信号の自己相関を検出する自己相関
検出手段14aと、受信手段12bの出力信号の自己相
関を検出する自己相関検出手段14bと、自己相関検出
手段14a,14bの検出結果及び相互相関検出手段1
3の検出結果に基づいて受信手段12a,12bの出力
信号の位相と振幅をそれぞれ補正してから合成する信号
合成手段101と、自己相関検出手段14a,14bの
検出結果及び相互相関検出手段13の検出結果に基づい
て信号合成手段101の合成出力から所定時間以上、遅
延した信号成分を除去する遅延等化手段16と、OFD
M復調手段17とを有している。
【0060】ここで、相互相関検出手段13と、自己相
関検出手段14a,14bと、信号合成手段101と
が、ダイバーシチ合成手段18を構成し、相互相関検出
手段13の検出結果に基づいて受信手段12a,12b
の出力信号の位相をそれぞれ補正し、続いて自己相関検
出手段14a,14bの検出結果に基づいて振幅を補正
してから合成するという、ダイバーシチ合成を行う。自
己相関検出手段14a,14bは、本発明の第1の自己
相関検出手段に相当する。
【0061】上記構成において、アンテナ11a、アン
テナ11bにより受信した信号は、それぞれ、受信手段
12a、12bで増幅、周波数変換されてベースバンド
信号に変換された後、それぞれ#1系統、#2系統の信
号としてダイバーシチ合成手段18に入力される。ダイ
バーシチ合成手段18の信号合成手段101では、相互
相関検出手段13及び自己相関検出手段14a,14b
の検出結果に基づいて受信手段12a,12bの各出力
信号が、所定の振幅になるように振幅補正され、かつ同
位相となるように位相補正されて、ダイバーシチ合成さ
れる。
【0062】次いで、遅延等化手段16では、相互相関
検出手段13の検出結果及び自己相関検出手段14a,
14bの検出結果に基づいて信号合成手段101のダイ
バーシチ合成出力から所定時間以上、具体的にはOFD
M変調信号のガードインターバル時間以上遅延した信号
成分が除去される。遅延等化手段16の出力信号は、O
FDM復調手段17において、フーリエ変換され、変調
時に挿入されたガードインターバルが取り除かれ、有効
シンボルが抽出されて復調される。
【0063】次に、図10における信号合成手段101
の具体的構成を図11に示す。同図において、信号合成
手段101は振幅補正手段111、113と、移相手段
112,114と、加算手段115とを有している。同
図において、受信手段12a,12bの各出力信号は、
自己相関検出手段14a,14bの検出結果に基づいて
振幅補正手段111、113により所定の振幅補正がな
され、この振幅補正された信号は、移相手段112、1
14において相互相関検出手段13の検出結果(相互相
関値)を参照して互いに同相となるように位相補正さ
れ、加算手段115において加算されて合成され、遅延
等化手段16に出力される。このとき、振幅補正手段1
11、113において、自己相関検出手段14a,14
bがそれぞれ検出した自己相関値の最大値に比例して振
幅補正がなされると、加算手段115が出力する合成出
力の搬送波電力対雑音電力比(CN比)を最大とするこ
とができる。
【0064】以上に説明したように、本発明の第3の実
施の形態に係るOFDM受信装置によれば、複数の受信
手段12a及び12bの出力信号のダイバーシチ合成前
に複数の受信手段12a及び12bの出力信号の相互相
関検出および自己相関検出を行い、前記相互相関検出結
果及び前記自己相関検出結果に基づいてダイバーシチ合
成を行い、合成後の信号に対して前記自己相関検出結果
および前記相互相関検出結果に基づいて遅延等化手段1
6によって不要波を除去するようにしたので、十分な信
号強度を有し、かつガードインターバル時間以上の遅延
時間を有する遅延波(不要波)を除去した有効シンボル
信号を抽出することができるOFDM受信装置が得られ
る。
【0065】次に、本発明の第4の実施の形態に係るO
FDM受信装置の構成を図12に示す。本発明の実施の
形態に係るOFDM受信装置が、第3の実施の形態に係
るOFDM受信装置と構成上、異なるのは、遅延等化手
段の制御入力として相互相関検出手段13、自己相関検
出手段14a,14bの検出出力を用いずに、信号合成
手段101によるダイバーシチ合成後の信号に対して、
自己相関検出手段81によって自己相関検出を行い、検
出された自己相関値を遅延等化手段82が制御入力とし
て利用し、ダイバーシチ合成後の信号のうち不要の信号
成分を除去するように構成した点であり、他の構成は同
様である。
【0066】図12において、#1系統のOFDM変調
された信号を捕捉するアンテナ11aと、#2系統のO
FDM変調された信号を捕捉するアンテナ11bと、受
信手段12a,12bと、複数の受信手段12a,12
bの出力信号間の相互相関を検出する相互相関検出手段
13と、受信手段12aの出力信号の自己相関を検出す
る自己相関検出手段14aと、受信手段12bの出力信
号の自己相関を検出する自己相関検出手段14bと、自
己相関検出手段14a,14bの検出結果及び相互相関
検出手段13の検出結果に基づいて受信手段12a,1
2bの出力信号の位相と振幅をそれぞれ補正してから合
成する信号合成手段101と、信号合成手段101の出
力信号の自己相関を検出する自己相関検出手段81と、
自己相関検出手段81の検出結果に基づいて信号合成手
段101の合成出力から所定時間以上、遅延した信号成
分を除去する遅延等化手段82と、OFDM復調手段1
7とを有している。
【0067】ここで、相互相関検出手段13と、自己相
関検出手段14a,14bと、信号合成手段101と
が、ダイバーシチ合成手段18を構成し、相互相関検出
手段13の検出結果に基づいて受信手段12a,12b
の出力信号の位相をそれぞれ補正し、続いて自己相関検
出手段14a,14bの検出結果に基づいて振幅を補正
してから合成するという、ダイバーシチ合成を行う。自
己相関検出手段14a,14bは、本発明の第1の自己
相関検出手段に相当し、自己相関検出手段81は本発明
の第2の自己相関検出手段に相当する。
【0068】上記構成において、アンテナ11a、アン
テナ11bにより受信した信号は、それぞれ、受信手段
12a、12bで増幅、周波数変換されてベースバンド
信号に変換された後、それぞれ#1系統、#2系統の信
号としてダイバーシチ合成手段18に入力される。ダイ
バーシチ合成手段18の信号合成手段101では、相互
相関検出手段13及び自己相関検出手段14a,14b
の検出結果に基づいて受信手段12a,12bの各出力
信号が所定の振幅になるように振幅補正され、かつ同位
相となるように位相補正されて、ダイバーシチ合成され
る。
【0069】次いで、遅延等化手段82では、相互相関
検出手段13の検出結果及び自己相関検出手段14a,
14bの検出結果に基づいて合成された信号合成手段1
01の合成出力から所定時間以上、具体的にはOFDM
変調信号のガードインターバル時間以上遅延した信号成
分が除去される。遅延等化手段82の出力信号は、OF
DM復調手段17において、フーリエ変換され、変調時
に挿入されたガードインターバルが取り除かれ、有効シ
ンボルが抽出されて復調される。
【0070】以上に説明したように、本発明の第4の実
施の形態に係るOFDM受信装置によれば、複数の受信
手段12a及び12bの出力信号のダイバーシチ合成前
に複数の受信手段12a及び12bの出力信号の相互相
関検出および自己相関検出を行い、前記相互相関検出結
果及び前記自己相関検出結果に基づいてダイバーシチ合
成を行い、合成後の信号に対して自己相関検出を行い、
該自己相関検出結果に基づいてダイバーシチ合成後の信
号から遅延等化手段82によって不要波を除去するよう
にしたので、十分な信号強度を有し、かつガードインタ
ーバル時間以上の遅延時間を有する遅延波(不要波)を
除去した有効シンボル信号を抽出することができるOF
DM受信装置が得られる。
【0071】以上、本発明の第1乃至第4の実施形態に
係るOFDM受信装置は、複数の受信信号をダイバーシ
チ合成を行ってから遅延等化手段により不要波を除去す
るように構成したものである。
【0072】以上、本発明の第1乃至第4の実施形態に
係るOFDM受信装置の動作を図面を参照して詳述して
きたが、本発明はこれらの実施形態に限られるものでは
なく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があ
っても本発明に含まれる。例えば、入力のアンテナ数は
2つに限られるものではなく、3つ以上のアンテナであ
っても本発明に含まれる。また、遅延等化手段において
は、2つの遅延信号を除去するように負帰還手段は2系
統としたが、これ以外の数の系統を含むようにしたもの
であってもよい。
【0073】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、OFDM復調手段の前段に遅延等化手段を設け、遅
延波を排除するようにしたので、充分なCN比をもった
出力信号を得ることができ、復調後のビット誤りをなく
すことができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施の形態に係るOFDM受
信装置の構成を示すブロック図。
【図2】 図1における信号合成手段の具体的構成を示
すブロック図。
【図3】 図1における遅延等化手段の具体的構成を示
すブロック図。
【図4】 図1における相互相関検出手段の具体的構成
を示すブロック図。
【図5】 図1における自己相関検出手段の具体的構成
を示すブロック図。
【図6】 OFDM変調信号のデータ構成と自己相関検
出信号との関係を示す説明図。
【図7】 遅延波を含むOFDM変調信号における遅延
波が合成波の有効シンボルに与える影響について示す説
明図。
【図8】 本発明の第2の実施形態に係るOFDM受信
装置の構成を示すブロック図。
【図9】 図8における遅延等化手段の具体的構成を示
すブロック図。
【図10】 本発明の第3の実施形態に係るOFDM受
信装置の構成を示すブロック図。
【図11】 図10における信号合成手段の具体的構成
を示すブロック図。
【図12】 本発明の第4の実施形態に係るOFDM受
信装置の構成を示すブロック図。
【図13】 OFDM送信装置の構成を示すブロック
図。
【図14】 OFDMによる変調過程を概念的に示した
説明図。
【図15】 従来の基本的なOFDM受信装置の構成を
示すブロック図。
【図16】 OFDMによる復調過程を概念的に示した
説明図。
【符号の説明】
11a、11b アンテナ 12a、12b 受信手段(REC) 13 相互相関検出手段 14a、14b、81 自己相関検出手段 15、18 ダイバーシチ合成手段 100、101 信号合成手段 16、82 遅延等化手段 17 OFDM復調手段 21、22、34、37、112,114 移相手段 23、31、91,115 加算手段 32,35,92、94 遅延手段 33,36,93,95 複素振幅補正手段 38、96 最大極大自己相関探索手段 39、97 遅延時間算出手段 40、98 複素振幅係数算出手段 41 位相係数算出手段 111、113 振幅補正手段 52、61 乗算手段 53、62 累算手段 50 有効シンボル時間遅延手段 51、60 複素共役信号生成手段

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 OFDM変調信号の自己相関を検出する
    自己相関検出手段と、 該自己相関検出手段の検出結果に基づいて前記OFDM
    変調の信号のガードインターバル時間以上遅延した信号
    成分を除去する遅延等化手段と、 該遅延等化手段の出力信号から変調時に挿入されたガー
    ドインターバル信号を取り除き、有効シンボル信号を抽
    出して復調するOFDM復調手段と、 を有することを特徴とするOFDM受信装置。
  2. 【請求項2】 前記遅延等化手段は、 前記自己相関検出手段が検出した自己相関値のうち、最
    大自己相関値以外の極大自己相関値の前記最大自己相関
    値からの遅延時間と、前記極大自己相関値から算出した
    複素振幅係数とに基づいて前記遅延等化手段の出力信号
    を負帰還させる帰還手段を備えたことを特徴とする請求
    項1に記載のOFDM受信装置。
  3. 【請求項3】 前記自己相関検出手段は、 該自己相関検出手段に供給される信号を有効シンボル時
    間だけ遅延させた遅延信号を出力する有効シンボル時間
    遅延手段と、 前記自己相関検出手段に供給される信号から複素共役信
    号を生成して出力する複素共役信号生成手段と、 前記遅延信号と前記複素共役信号とを乗算する乗算手段
    と、 該乗算手段の乗算結果を所定時間だけ累算する累算手段
    と、 を有することを特徴とする請求項1に記載のOFDM受
    信装置。
  4. 【請求項4】 前記OFDM復調手段は、 前記自己相関検出手段にて検出された自己相関値のう
    ち、最大値を示す最大自己相関値が検出された時点を基
    準として、前記遅延等化手段の出力信号からガードイン
    ターバル信号を取り除き、有効シンボル信号を抽出する
    ことを特徴とする請求項1に記載のOFDM受信装置。
JP2000087570A 2000-03-27 2000-03-27 Ofdm受信装置 Expired - Lifetime JP3696039B2 (ja)

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