JP2001217802A - Ofdm信号復調用シンボルタイミング検出回路 - Google Patents
Ofdm信号復調用シンボルタイミング検出回路Info
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Abstract
FFT演算用の時間窓を設定するために必要なシンボル
タイミングの検出精度を向上させることである。 【解決手段】 シンボルタイミングを検出するために利
用していた従来の第1の相関信号S1を遅延回路22で
遅延し、第2の相関信号S2を得る。第1の相関信号S
1と第2の相関信号S2は加算回路23で加算され、第
3の相関信号S3を出力する。第3の相関信号S3のピ
ークはS1よりも強化されているので、S3の最大ピー
クを検出回路24で検出することによりピーク位置検出
の誤差率を大幅に改善できる。
Description
システムに用いるOFDM(直交周波数分割多重、Orth
ogonal Frequency Division Multiplexing )信号の復
調のために必要なシンボルタイミングを検出する検出回
路の改良に関する。
ア毎に、入力信号をQPSK(Quadarature Phase Shif
t Keying)等で変調を行い、それにより得られた信号に
対して逆高速フーリエ変換(IFFT)を行うことでO
FDM変調波信号を生成する。一方、受信側では受信し
たOFDM変調波信号に対して高速フーリエ変換(FF
T)を行った後、復調を行う。従って、受信側ではFF
T用の時間窓を設定するための受信信号のシンボルタイ
ミングを得る必要がある。OFDM伝送方式では通常ガ
ードインターバル(GI)と呼ばれるIFFT出力の繰
り返し信号や、信号系列の先頭部分にプリアンブルと呼
ばれる既知信号を付加して送信し、受信側ではこの信号
区間での相関を利用しタイミングを検出する手法が一般
的である。
を検出することによりシンボルタイミングを検出する従
来の手法の構成例を示す。図3において、OFDM受信
信号a1は遅延回路a2に入力される。遅延回路a2で
はTw時間だけ上記受信信号が遅延される。ここで、T
wはOFDM信号の変調及び復調に用いるIFFT及び
FFTの時間窓の時間幅である。遅延回路a2の出力信
号は複素共役信号生成回路a3に入力される。該回路a
3からの複素共役信号は、乗算回路a4で上記受信信号
a1と乗算される。乗算回路a4の出力信号は移動平均
フィルタa6に入力される。移動平均フィルタa6では
上記出力信号のTw時間の平均化が行われる。移動平均
フィルタa6の出力信号は自乗演算回路a8に入力さ
れ、自乗演算出力信号に変換される。一方、OFDM受
信信号a1は自乗演算回路a5に入力され、自乗演算出
力信号に変換され、その自乗演算出力信号は移動平均フ
ィルタa7に入力される。移動平均フィルタa7では該
自乗演算出力信号のTw時間の平均化が行われる。移動
平均フィルタa7の出力信号は、自乗演算回路a9に入
力され、自乗演算出力信号に変換される。除算回路a1
0では、自乗演算回路a8の出力信号を自乗演算回路a
9の出力信号で除算する。除算回路a10の出力信号
(相関ピーク)はあるしきい値と比較され、しきい値よ
り大きい値が検出されたら、その時刻から一定の時間内
での最大値をバッファa11に蓄える。ピーク位置検出
回路a12ではバッファ内の値から除算回路a10の出
力信号のピーク位置を検出し、そのピーク位置からタイ
ミング信号生成回路a13でシンボルタイミングをとる
ための信号を生成する。
フェージングやゴースト等の妨害に強い変調方式であ
り、移動体通信向けに応用が検討されてきている。OF
DM受信装置では、受信信号に対してFFT演算を行う
ため、FFT演算用の時間窓を設定する必要があり、そ
のためにシンボルタイミングの検出精度の向上が求めら
れる。
FDM受信信号の相関性が高い系列部分を利用するため
に受信信号に対し遅延信号を生成し、OFDM受信信号
と遅延信号の相関のピークからタイミングを検出してい
た。しかし、この手法だけでは受信信号電力に対する雑
音電力の割合が高くなると、相関のピークが鈍り、タイ
ミング検出の精度が劣化する。
に対する雑音電力の割合が高くなっても相関のピークの
鈍りが少ない、OFDM復調用シンボルタイミング検出
回路を提供することを目的とする。
め、本発明のOFDM信号復調用シンボルタイミング検
出回路は、受信OFDM信号と、その所定時間遅延信号
とから第1の相関信号を演算する相関演算手段と、上記
第1の相関信号を所定時間遅延させて第2の相関信号を
得る遅延手段と、上記第1の相関信号と第2の相関信号
とを加算して第3の相関信号を得る加算手段と、上記第
3の相関信号の所定時間内のピーク値から受信OFDM
信号の復調用シンボルタイミングを検出する検出手段
と、を備えたことを要旨とする。
受信OFDM信号を所定時間遅延させる第1の遅延回路
と、第1の遅延回路の出力信号の共役複素信号を得るた
めの第1の演算回路と、上記共役複素信号と受信OFD
M信号とを乗算する乗算回路と、上記乗算回路の出力信
号を移動平均する第1の移動平均回路と、受信OFDM
信号の自乗演算を行う第1の自乗演算回路と、上記第1
の自乗演算回路の出力信号を移動平均する第2の移動平
均回路と、上記第1の移動平均回路の出力信号の自乗演
算を行う第2の自乗演算回路と、上記第2の移動平均回
路の出力信号の自乗演算を行う第3の自乗演算回路と、
上記第2の自乗演算回路の出力信号を、第3の自乗演算
回路の出力信号で除算する除算回路と、で構成してもよ
い。
前記加算手段からの第3の相関信号のピーク値を検出す
る検出回路と、上記ピーク値を保持する保持回路と、上
記ピーク値検出から所定時間内に上記ピーク値より高い
ピーク値を検出されない時にピークタイミングを出力す
るタイミング制御回路と、上記ピークタイミングに応答
してシンボルタイミング信号を生成するタイミング信号
生成回路と、から成るように構成してもよい。
信号と受信信号をTw時間遅延させた遅延信号から受信
信号と遅延信号との相関を表す相関信号を生成し、相関
信号のピーク位置からのみシンボルタイミングを検出し
ていたため、ピーク位置が変動しやすいということが問
題であった。
に示すように、受信OFDM信号とその所定時間遅延信
号との相関を表す第1の相関信号S1と、該第1の相関
信号S1を所定時間遅延させた第2の相関信号S2と、
を加算した第3の相関信号S3のピークから前記シンボ
ルタイミングの検出を行う方法を実施する。
原理的構成を示す。同図において、21は相関演算回路
で、受信OFDM信号とその所定時間遅延信号との相関
を表す第1の相関信号S1を生成する。第1の相関信号
S1は所定時間T3毎にピークP1を示す。
上記時間T3だけ遅延させて第2の相関信号S2を生成
する。
第2の相関信号S2を加算して第3の相関信号S3を生
成する。
を時間T3だけ遅延させているので、第2の相関信号S
2のピークP2は第1の相関信号S1の対応するピーク
P1の時間T3だけ遅れて表れる。従って第1及び第2
の相関信号S1,S2の和で表される第3の相関信号S
3はS1とS2のピーク位置が重なる時刻に大きな値の
ピークP3を有することになる。
所定時間内の上記ピークP3から受信OFDM信号の復
調用シンボルタイミングを検出する。
タイミングを検出するために利用していた第1の相関信
号S1のピークP1を、第3の相関信号S3のピークP
3を得ることによってより強化することにより、ピーク
位置検出の誤差を大幅に削減してシンボルタイミングの
検出精度を向上させている。
く、本発明のOFDM信号復調用シンボルタイミング検
出回路の一実施例を図4を参照して説明する。図4にお
いて、1は入力信号(受信OFDM信号)、2は遅延回
路、3は共役複素信号生成回路、4は乗算回路、5は自
乗回路、6及び7は移動平均フィルタ、8及び9は自乗
回路、10は除算回路であり、これら回路2〜10は前
記相関演算回路21を構成する。11は遅延回路で、前
記遅延回路22に相当し、12は加算器で、前記加算回
路23に相当する。
ッファ、16はタイミング制御部、17はタイミング信
号生成回路で、これら回路13〜17により、前記検出
回路24が構成されている。
1は遅延回路2に入力される。遅延回路2では時間T1
だけ受信OFDM信号1が遅延される。ここでT1は、
例えば、受信OFDM信号1のプリアンブルにおける短
いOFDMシンボルの時間である。遅延回路2の出力信
号は共役複素信号生成回路3に入力される。該回路3か
らの共役複素出力信号は受信OFDM信号1と乗算回路
4で複素乗算される。乗算回路4の出力信号は移動平均
フィルタ6に入力される。該フィルタ6では時間T2の
平均化が行われる。ここでT2は、例えば、受信OFD
M信号1のプリアンブルにおける短いOFDMシンボル
時間の3倍の時間である。フィルタ6の出力信号は自乗
回路8に入力される。また、受信OFDM信号1は自乗
回路5で自乗される。自乗回路5の出力信号は移動平均
フィルタ7で時間T2の平均が求められる。該フィルタ
7の出力信号は自乗回路9に入力される。除算回路10
では、自乗回路8の出力信号を自乗回路9の出力信号で
除算する正規化演算が行われ、第1の相関信号S1が出
力される。S1は、例えば、下記のように定義される。
され、所定時間T3遅延され、第2の相関信号S2に変
換される。第2の相関信号S2は第1の相関信号S1と
加算器12で加算され、第3の相関信号S3を生成す
る。
4に入力され、前記ピークP3よりシンボルタイミング
を検出する。
3は比較器13であるしきい値と比較され、しきい値S
を越えた値の信号はバッファ15の値と比較器14で比
較され、バッファ15の値より大きい値であればバッフ
ァ15に新しい値の信号として保持される。タイミング
制御部16では、新たな値の信号がバッファ15に蓄え
られた時点から、ある一定時間Tのタイミングをカウン
トし、その間に新たにバッファ15に新たな値の信号が
保持されなければ、カウントしたタイミング数からシン
ボルのタイミングを検出し、タイミング信号生成回路1
7で、タイミング制御のための信号を生成する。
のHYPERLAN Type2規格案によるOFDM信号
のプリアンブル部の信号形式を示す。このプリアンブル
部(例えば16μsec)は、A,B,Cフィールドから
構成され、本発明では、B又はA及びBフィールドの信
号区間A1での規格信号(受信OFDM信号)と遅延信
号との相関を利用し、上述したようにして得たピークP
a,Pbからシンボルタイミングを検出するが、図6に
そのシンボルタイミング検出率QとCNRとの関係を示
す。同図より、CNRが10dB以上であれば十分良好
な検出率Qが得られることが分かり、またBフィールド
だけを利用する場合Q1より、A及びBフィールドを利
用する場合Q2の方が改善度が良好となる。
量MM(n)によりシンボルタイミングを検出する場合
のタイミング(サンプリング数)とMM(n)の関係を
示す一例で、これは前述した検出回路24の動作を示し
ており、MaxpotMMはバッファ15に蓄えられた最大ピ
ーク値に相当し、またピーク検出幅は前記一定時間Tの
タイミングカウントに相当する。
に限定されないこと勿論である。また相関をとるために
利用されるプリアンブル部の構成についても同様であ
る。
来のOFDM信号復調用シンボルタイミング検出回路に
対し簡易な回路の追加のみで、シンボルタイミングの検
出精度を大幅に改善することができる。
検出回路の一例を示すブロック図である。
例を示す図である。
NRとの関係を示す図である。
である。
Claims (3)
- 【請求項1】 受信OFDM信号と、その所定時間遅延
信号とから第1の相関信号を演算する相関演算手段と、 上記第1の相関信号を所定時間遅延させて第2の相関信
号を得る遅延手段と、 上記第1の相関信号と第2の相関信号とを加算して第3
の相関信号を得る加算手段と、 上記第3の相関信号の所定時間内のピーク値から受信O
FDM信号の復調用シンボルタイミングを検出する検出
手段と、 を備えたことを特徴とするOFDM信号復調用シンボル
タイミング検出回路。 - 【請求項2】 前記第1の演算手段は、 受信OFDM信号を所定時間遅延させる第1の遅延回路
と、 第1の遅延回路の出力信号の共役複素信号を得るための
第1の演算回路と、 上記共役複素信号と受信OFDM信号とを乗算する乗算
回路と、 上記乗算回路の出力信号を移動平均する第1の移動平均
回路と、 受信OFDM信号の自乗演算を行う第1の自乗演算回路
と、 上記第1の自乗演算回路の出力信号を移動平均する第2
の移動平均回路と、 上記第1の移動平均回路の出力信号の自乗演算を行う第
2の自乗演算回路と、 上記第2の移動平均回路の出力信号の自乗演算を行う第
3の自乗演算回路と、 上記第2の自乗演算回路の出力信号を、第3の自乗演算
回路の出力信号で除算する除算回路と、で構成されたこ
とを特徴とする請求項1記載のOFDM信号復調用シン
ボルタイミング検出回路。 - 【請求項3】 前記検出回路は、 前記加算手段からの第3の相関信号のピーク値を検出す
る検出回路と、 上記ピーク値を保持する保持回路と、 上記ピーク値検出から所定時間内に上記ピーク値より高
いピーク値を検出されない時にピークタイミングを出力
するタイミング制御回路と、 上記ピークタイミングに応答してシンボルタイミング信
号を生成するタイミング信号生成回路と、から成ること
を特徴とする請求項1又は2記載のOFDM信号復調用
シンボルタイミング検出回路。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2000022459A JP2001217802A (ja) | 2000-01-31 | 2000-01-31 | Ofdm信号復調用シンボルタイミング検出回路 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2000022459A JP2001217802A (ja) | 2000-01-31 | 2000-01-31 | Ofdm信号復調用シンボルタイミング検出回路 |
Publications (1)
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ID=18548761
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country | Link |
---|---|
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- 2000-01-31 JP JP2000022459A patent/JP2001217802A/ja active Pending
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