JP2001237797A - Ｏｆｄｍパケット通信用復調装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明はＯＦＤＭパケット通信用復調装置に
おいて受信処理によって信号に雑音成分が付加される場
合でもスループットを大幅に低下することなく高精度に
チャネル特性を推定しＯＦＤＭ信号を高品質に復調する
ことを目的とする。 【解決手段】 受信信号に含まれるチャネル推定用信号
からチャネル特性を推定する第１のチャネル推定手段１
０９と受信信号に含まれる特定変調信号に対して第１の
チャネル推定手段１０９が推定したチャネル特性を用い
て等化処理及び同期検波処理を行う第１の同期検波手段
１１０とそれが出力する検波信号を硬判定する硬判定手
段１１１と硬判定結果及び特定変調信号を用いてチャネ
ル特性を推定する第２のチャネル推定手段１１２と第１
のチャネル推定手段１０９と第２のチャネル推定手段１
１２の推定結果を合成した結果を用いて受信信号の等化
処理及び同期検波処理を行う第２の同期検波手段１１４
とを設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、直交周波数分割多
重（ＯＦＤＭ：Orthogonal Frequency DivisionMultipl
exing）方式を用いるディジタル無線通信システムに用
いられるＯＦＤＭパケット通信用復調装置に関し、特
に、受信したＯＦＤＭ信号の複数サブキャリアの信号成
分が通ってきたチャネルの特性をそれぞれ推定し、サブ
キャリア毎にチャネル特性の推定結果を利用して高品質
の復調を行うＯＦＤＭパケット通信用復調装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ＯＦＤＭ方式では、互いに周波数が異な
る多数のサブキャリアを重畳して信号を多重伝送してい
る。受信装置においては、受信したＯＦＤＭ信号からそ
れぞれのサブキャリアの信号成分を分離するために、高
速フーリエ変換（ＦＦＴ）を用いるのが一般的である。

【０００３】実際に伝送されるＯＦＤＭ信号において
は、多数のサブキャリアの信号成分が各々のＯＦＤＭシ
ンボルに重畳されて配置されている。また、受信側では
高速フーリエ変換を用いて周波数の違いでそれぞれのサ
ブキャリアの信号成分を分離するので、各サブキャリア
の信号が配置される各シンボル内の位置は重要ではな
い。つまり、受信装置が高速フーリエ変換に用いるＦＦ
Ｔウインドウのタイミングの中に１シンボルの全てのサ
ブキャリアの情報が含まれていればそのＯＦＤＭ信号を
正しく復調することができる。

【０００４】そこで、一般にＯＦＤＭ方式では送信する
ＯＦＤＭ信号に１シンボル毎にガードインターバルを付
加する。そして、ガードインターバルの期間ではそれに
隣接する１シンボルのデータ部分を循環的に拡張した信
号を送信する。すなわち、ガードインターバル及びそれ
に隣接する１シンボルのＯＦＤＭ信号には、１シンボル
の全てのサブキャリアの成分が循環的に現れる。

【０００５】このため、受信装置においては受信したＯ
ＦＤＭ信号の各シンボルのタイミングと各サブキャリア
の分離に用いるＦＦＴウインドウのタイミングとが多少
ずれたとしても、１シンボルの中でＦＦＴウインドウか
ら外れた成分と同一の成分がガードインターバルの信号
としてＦＦＴウインドウ内に現れるため、全てのサブキ
ャリアの成分をＦＦＴウインドウ内で検出することがで
きる。

【０００６】したがって、ＯＦＤＭ方式では、ガードイ
ンターバル内に収まる程度のタイミングのずれが発生し
た場合でも、隣接シンボルからの干渉を受けることなく
復調することができる。このため、ＯＦＤＭ方式では伝
送路で生じた遅延波によってマルチパス干渉が生じる場
合であっても、その影響を受けにくい。従来のＯＦＤＭ
パケット通信用復調装置は、例えば図４のように構成さ
れる。このＯＦＤＭパケット通信用復調装置は、例えば
図２に（２）として示すようなバーストフォーマットの
ＯＦＤＭ信号を受信することを想定している。

【０００７】図４に示すＯＦＤＭパケット通信用復調装
置の動作について、以下に説明する。アンテナ２０１で
受信されたＯＦＤＭ信号は、受信回路２０２に入力され
る。受信回路２０２は入力されたＯＦＤＭ信号に対して
受信処理を行う。すなわち、受信回路２０２は周波数変
換，フィルタリング，直交検波等の処理を行い受信信号
を複素ベースバンド信号として出力する。受信回路２０
２から出力された複素ベースバンド信号は、同期処理回
路２０３に入力される。

【０００８】同期処理回路２０３は、入力される複素ベ
ースバンド信号に含まれる同期用信号（図２のＳ１）を
用いて搬送波周波数誤差およびシンボルタイミングを検
出する。そして、検出した搬送波周波数誤差情報に基づ
き複素ベースバンド信号に対して搬送波周波数誤差補正
処理を施す。同期処理回路２０３は、搬送波周波数誤差
の補正された複素ベースバンド信号及び検出されたシン
ボルタイミングを示す信号をガードインターバル除去回
路２０４に出力する。

【０００９】ガードインターバル除去回路２０４は、検
出されたシンボルタイミングの情報に基づいて、複素ベ
ースバンド信号からガードインターバルの成分を除去す
る。実際には、入力される複素ベースバンド信号の１Ｏ
ＦＤＭシンボル毎に、１ＯＦＤＭシンボル長からガード
インターバルの信号長に相当する時間幅を差し引いた時
間幅のＦＦＴウインドウを形成し、このＦＦＴウインド
ウを通る信号成分だけを抽出する。したがって、ガード
インターバルの除去された複素ベースバンド信号がガー
ドインターバル除去回路２０４から出力される。

【００１０】ガードインターバル除去回路２０４の出力
する複素ベースバンド信号は、フーリエ変換回路２０５
に入力される。フーリエ変換回路２０５は、入力される
複素ベースバンド信号に対して１ＯＦＤＭシンボル毎に
高速フーリエ変換処理を行う。フーリエ変換により、入
力された複素ベースバンド信号に含まれる多数のサブキ
ャリアのそれぞれの信号成分が互いに分離されてフーリ
エ変換回路２０５から出力される。

【００１１】フーリエ変換回路２０５が出力する複素ベ
ースバンド信号は、サブキャリア毎に同期検波回路２０
９に入力される。同期検波回路２０９は、入力される複
素ベースバンド信号の同期検波を行い検波信号を出力す
る。また、高品質の復調を可能にするために、同期検波
回路２０９はサブキャリア毎にフェージング等のチャネ
ル特性に起因する振幅変動および位相回転を補正する。
この補正を実現するためには、実際のチャネル特性を推
定する必要がある。

【００１２】チャネル特性を推定するために、チャネル
推定用シンボル抽出回路２０６，平滑化回路２０７，チ
ャネル推定回路２０８が設けてある。チャネル推定用シ
ンボル抽出回路２０６は、フーリエ変換回路２０５が出
力する複素ベースバンド信号をサブキャリア毎に入力
し、チャネル推定用信号（図２のＳ２）を抽出する。こ
のチャネル推定用信号は既知信号である。

【００１３】チャネル推定用シンボル抽出回路２０６が
抽出したチャネル推定用信号は、平滑化回路２０７に入
力される。平滑化回路２０７は、入力されたチャネル推
定用信号から雑音成分を低減するために、そのチャネル
推定用信号を時間方向あるいは周波数方向に平滑化す
る。平滑化されたチャネル推定用信号は、サブキャリア
毎に平滑化回路２０７から出力されチャネル推定回路２
０８に入力される。

【００１４】なお、平滑化回路２０７に入力されるチャ
ネル推定用信号に含まれる雑音成分は、受信回路２０２
において受信信号に付加される熱雑音等の成分である。
チャネル推定回路２０８は、平滑化回路２０７から入力
されるサブキャリア毎のチャネル推定用信号に基づい
て、受信したＯＦＤＭ信号が通ってきた伝送路のチャネ
ルの状態をサブキャリア毎に推定する。

【００１５】すなわち、チャネル推定用信号は既知信号
であるため、チャネル推定回路２０８は平滑化回路２０
７から入力されるチャネル推定用信号をそれの既知信号
と比較して受信した信号に伝送路上で付加された振幅変
動および位相回転をチャネル毎に推定する。チャネル推
定回路２０８の推定したチャネル特性を参照することに
より、例えば、各々のサブキャリアの振幅や位相がフェ
ージングによってどのような影響を受けているかを知る
ことができる。

【００１６】同期検波回路２０９は、チャネル推定回路
２０８がサブキャリア毎に推定したチャネル特性の情報
を入力して、フェージング等のチャネル特性に起因する
振幅変動および位相回転を補正する。同期検波回路２０
９が出力する検波信号は、識別回路２１０に入力され
る。識別回路２１０は、同期検波回路２０９から入力さ
れる検波信号に含まれるデータ信号（図２のＳ４）に対
してシンボルの判定を行い、その判定結果を出力する。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】前述のように、ＯＦＤ
Ｍバースト信号を同期検波する場合には、通常、ＯＦＤ
Ｍバ一スト信号の先頭に設けられる既知のチャネル推定
用信号（Ｓ２）を用いてサブキャリア毎に各チャネルの
特性を推定し、その推定結果を用いてフーリエ変換後の
各サブキャリアの信号に対して等化処理および同期検波
処理を行う。

【００１８】ところが、一般に、周波数変換や直交検波
等を行う受信処理部においては熱雑音等の雑音成分が受
信信号に付加されるため、上述のようなチャネル推定用
信号のみを用いてチャネル特性を推定するだけでは正確
にチャネルの特性を推定することは不可能である。すな
わち、受信信号に付加される熱雑音等の雑音成分によっ
てチャネル特性の推定誤差が生じる。

【００１９】このチャネル特性の推定誤差は、不完全な
等化処理および同期検波処理の原因となるため、結果的
に符号誤り率特性に劣化が生じてしまう。従来の装置で
は、このチャネル特性の推定誤差を小さくするために、
例えば図４の平滑化回路２０７を用いて受信信号の平滑
化を行い雑音成分の抑圧を行っていた。ところで、チャ
ネル推定用信号に対して時間方向に平滑化を行う場合に
は、図２に示すように伝送する１つのパケットの複数の
ＯＦＤＭシンボルに同一のチャネル推定用信号（Ｓ２
(1)，Ｓ２(2)）を割り当てておき、受信装置においては
受信した複数のＯＦＤＭシンボルに渡ってチャネル推定
用信号をサブキャリア毎に時間方向に対して平滑化する
のが一般的である。つまり、それぞれのサブキャリアに
ついて、チャネル推定用信号Ｓ２(1)とチャネル推定用
信号Ｓ２(2)とを平滑化する。

【００２０】また、周波数方向に平滑化を行う場合に
は、互いに周波数の異なる複数のサブキャリアの間でチ
ャネル推定用信号を平滑化する。しかし、その場合には
チャネルの周波数特性のサブキャリア間の違いが抑圧さ
れてチャネル特性の推定能力が劣化するため、劣化を最
小限にとどめるため、一般的に平滑化はなるべく狭い周
波数範囲内で移動平均やフィルタリング等により行われ
る。

【００２１】ところが、時間方向に平滑化を行う場合に
は、雑音成分を十分に抑圧しようとすると、多数のチャ
ネル推定用信号を１つのパケットに含めて伝送しなけれ
ばならず、パケットの中で実際に伝送する情報量に対し
てチャネル推定用信号の占める割合が増大し、そのオー
バヘッドによってシステムのスループットが著しく低下
することになる。

【００２２】また、周波数方向に平滑化を行う場合に
は、雑音成分を十分に抑圧しようとすると、互いに周波
数が異なる多数のサブキャリアの信号を互いに平均化す
ることになるため、広い周波数範囲に渡ってサブキャリ
ア間の周波数の違いによる各チャネルの周波数特性まで
必要以上に平滑化され、雑音成分が十分に抑圧されたと
してもチャネルの推定精度が著しく低下するのは避けら
れない。

【００２３】本発明は、上述のようなＯＦＤＭパケット
通信用復調装置において、受信処理によって信号に雑音
成分が付加される場合であってもスループットを大幅に
低下することなく高精度にチャネル特性を推定しＯＦＤ
Ｍ信号を高品質に復調することを目的とする。

【００２４】

【課題を解決するための手段】請求項１のＯＦＤＭパケ
ット通信用復調装置は、受信した直交周波数分割多重信
号を入力してベースバンド信号を生成する受信手段と、
前記ベースバンド信号に対してタイミング及び搬送波周
波数の同期処理を行う同期処理手段と、同期処理された
ベースバンド信号を入力し、そのベースバンド信号に含
まれる複数サブキャリアのそれぞれの信号成分を分離し
て出力するフーリエ変換手段とを備えるＯＦＤＭパケッ
ト通信用復調装置において、前記フーリエ変換手段によ
ってサブキャリア毎に分離された受信信号から、それに
含まれる既知信号であるチャネル推定用信号を抽出する
チャネル推定用信号抽出手段と、前記チャネル推定用信
号抽出手段によって抽出された前記チャネル推定用信号
を用いてサブキャリア毎にチャネル特性を推定する第１
のチャネル推定手段と、前記フーリエ変換手段によって
サブキャリア毎に分離された受信信号から、特定期間に
現れる特定変調信号を抽出する特定信号抽出手段と、前
記特定信号抽出手段が抽出した特定変調信号に対して、
前記第１のチャネル推定手段が推定したチャネル特性の
情報を用いて、サブキャリア毎に等化処理及び同期検波
処理を行う第１の同期検波手段と、前記第１の同期検波
手段が出力する検波信号の符号を硬判定する硬判定手段
と、前記硬判定手段の判定結果及び前記特定信号抽出手
段によって抽出された特定変調信号を用いて、サブキャ
リア毎にチャネル特性を推定する第２のチャネル推定手
段と、前記第１のチャネル推定手段が推定した第１のチ
ャネル特性と、前記第２のチャネル推定手段が推定した
第２のチャネル特性とに基づいて、最終チャネル特性の
情報を生成する特性合成手段と、前記フーリエ変換手段
によってサブキャリア毎に分離された受信信号に対し
て、前記特性合成手段が生成した最終チャネル特性の情
報を用いてサブキャリア毎に等化処理及び同期検波処理
を行い検波信号を出力する第２の同期検波手段とを設け
たことを特徴とする。

【００２５】フーリエ変換手段から出力されるサブキャ
リア毎の受信信号に熱雑音等に起因する雑音成分が付加
されている場合には、この受信信号には周波数選択性フ
ェージングに起因してサブキャリア毎に異なった振幅位
相変動を生じるとともに、雑音成分に起因するランダム
な振幅位相変動が生じる。従って、受信信号に含まれる
チャネル推定用信号（既知信号）の振幅と位相から各サ
ブキャリアのチャネル特性を推定するだけでは十分な精
度でチャネル特性を推定できない。そこで、請求項１で
は２系統の処理によってそれぞれチャネル特性を推定
し、それらの推定結果を合成して最終チャネル特性を得
る。

【００２６】すなわち、請求項１のチャネル推定用信号
抽出手段は、前記フーリエ変換手段によってサブキャリ
ア毎に分離された受信信号から、それに含まれる既知信
号であるチャネル推定用信号を抽出する。また、第１の
チャネル推定手段は前記チャネル推定用信号抽出手段に
よって抽出された前記チャネル推定用信号を用いてサブ
キャリア毎にチャネル特性を推定する。

【００２７】特定信号抽出手段は、前記フーリエ変換手
段によってサブキャリア毎に分離された受信信号から特
定期間に現れる特定変調信号を抽出する。第１の同期検
波手段は、前記特定信号抽出手段が抽出した特定変調信
号に対して、前記第１のチャネル推定手段が推定したチ
ャネル特性の情報を用いて、サブキャリア毎に等化処理
及び同期検波処理を行う。

【００２８】硬判定手段は、前記第１の同期検波手段が
出力する検波信号の符号を硬判定する。第２のチャネル
推定手段は、前記硬判定手段の判定結果及び前記特定信
号抽出手段によって抽出された特定変調信号を用いて、
サブキャリア毎にチャネル特性を推定する。特性合成手
段は、前記第１のチャネル推定手段が既知のチャネル推
定用信号から推定した第１のチャネル特性と、前記第２
のチャネル推定手段が特定変調信号から推定した第２の
チャネル特性とに基づいて、最終チャネル特性の情報を
生成する。

【００２９】特定信号抽出手段が抽出する特定変調信号
は既知信号ではないため、前記第１のチャネル推定手段
が既知のチャネル推定用信号から推定した第１のチャネ
ル特性の情報を用いて、特定変調信号に第１の同期検波
手段で等化処理および同期検波処理を施し、その結果を
硬判定手段で硬判定する。第２のチャネル推定手段は、
前記硬判定手段の判定結果及び抽出された特定変調信号
を用いて、サブキャリア毎に第２のチャネル特性を推定
することができる。

【００３０】請求項１では、２系統の処理でそれぞれ得
られたチャネル特性を合成することにより、高精度なチ
ャネル推定結果を得ることが可能である。チャネル推定
用信号の雑音成分を低減するためにパケットに含まれる
チャネル推定用信号のシンボル数を増やす必要がないの
で、システムのスループットの低下を防止できる。請求
項２は、請求項１のＯＦＤＭパケット通信用復調装置に
おいて、前記特定信号抽出手段が、伝送する主データの
変調方式に比べて低速の変調方式で変調された低速変調
信号を前記特定変調信号として抽出することを特徴とす
る。

【００３１】受信した既知のチャネル推定用信号から推
定された第１のチャネル特性の推定精度はあまり高くな
いため、既知信号でない特定変調信号を第１の同期検波
手段を介して硬判定手段に入力して判定する際には誤判
定が生じる可能性がある。しかし、請求項２では前記特
定変調信号として低速変調信号を用いるため、硬判定手
段が誤判定する可能性は小さくなる。従って、第２のチ
ャネル特性の推定精度が改善される。

【００３２】請求項３は、請求項１のＯＦＤＭパケット
通信用復調装置において、前記特性合成手段が、前記第
１のチャネル推定手段の推定した第１のチャネル特性
と、前記第２のチャネル推定手段の推定した第２のチャ
ネル特性とのそれぞれに信号品質に応じた重み付けを行
った結果を合成して前記最終チャネル特性の情報を生成
することを特徴とする。

【００３３】請求項３では、第１のチャネル特性と、第
２のチャネル特性とをそれぞれの信号品質に応じた重み
付けを行ってから合成するので、最終チャネル特性の推
定精度が改善される。例えば、チャネル推定に用いる信
号のシンボル数が多くなるに従って熱雑音等の雑音成分
が抑圧され、その雑音成分に起因するチャネル特性の推
定精度の劣化が少なくなると考えられる。従って、第１
のチャネル特性の推定に２シンボルのチャネル推定用信
号を利用し、第２のチャネル特性の推定に１シンボルの
特定変調信号を利用する場合には、利用する信号のシン
ボル数を考慮して、第１のチャネル特性の信号品質が第
２のチャネル特性の信号品質に比べて大きくなるように
重み付けすればよい。

【００３４】請求項４は、請求項１のＯＦＤＭパケット
通信用復調装置において、受信信号に含まれる前記チャ
ネル推定用信号を複数シンボルについて、もしくは複数
のサブキャリアの成分について平滑化する平滑化手段を
設けたことを特徴とする。請求項４では平滑化手段がチ
ャネル推定用信号を平滑化するので、受信処理によって
受信信号に付加される熱雑音等の雑音成分を低減し、第
１のチャネル特性の推定精度を改善することができる。

【００３５】

【発明の実施の形態】本発明のＯＦＤＭパケット通信用
復調装置の１つの実施の形態について、図１〜図３を参
照して説明する。この形態は全ての請求項に対応する。
図１はこの形態のＯＦＤＭパケット通信用復調装置の構
成を示すブロック図である。図２はＯＦＤＭ信号のバー
ストフォーマットの例を示す模式図である。図３は位相
平面上の受信信号及び基準信号点の配置例を示す位相平
面図である。

【００３６】この形態では、請求項１のチャネル推定用
信号抽出手段，第１のチャネル推定手段，特定信号抽出
手段，第１の同期検波手段，硬判定手段，第２のチャネ
ル推定手段，特性合成手段及び第２の同期検波手段は、
それぞれチャネル推定用シンボル抽出回路１０６，チャ
ネル推定回路１０９，低速変調信号抽出回路１０７，同
期検波回路１１０，硬判定回路１１１，チャネル推定回
路１１２，重み付け合成回路１１３及び同期検波回路１
１４に対応する。また、請求項４の平滑化手段は平滑化
回路１０８に対応する。

【００３７】図１に示すＯＦＤＭパケット通信用復調装
置は、図２に（１）として示すバーストフォーマットの
ＯＦＤＭ信号を受信することを想定して構成されてい
る。図２を参照すると、このＯＦＤＭ信号には１シンボ
ルの同期用信号Ｓ１，２シンボルのチャネル推定用信号
Ｓ２(1)，Ｓ２(2)，１シンボルの低速変調信号Ｓ３及び
データ信号Ｓ４が含まれている。

【００３８】また、各々のシンボルにはそれぞれガード
インターバルが付加されている。ガードインターバルの
区間には、それに隣接するシンボルのデータを循環的に
拡張した内容が現れる。２シンボルのチャネル推定用信
号Ｓ２(1)，Ｓ２(2)は受信装置が予め把握している既知
信号であり、チャネル推定用信号Ｓ２(1)とチャネル推
定用信号Ｓ２(2)とは同一の内容になっている。

【００３９】低速変調信号Ｓ３は、伝送する情報を含む
データ信号Ｓ４に対する変調方式に比べて低速の変調方
式で変調された信号であり、既知信号ではない。例え
ば、データ信号Ｓ４の変調にＱＰＳＫ（Quadrature Pha
se Shift Keying：４相位相シフトキーイング）を用い
る場合にはそれよりも低速のＢＰＳＫ（Binary Phase S
hift Keying：２相位相シフトキーイング）を低速変調
信号Ｓ３の変調に用いればよい。

【００４０】図１を参照すると、このＯＦＤＭパケット
通信用復調装置にはアンテナ１０１，受信回路１０２，
同期処理回路１０３，ガードインターバル除去回路１０
４，フーリエ変換回路１０５，チャネル推定用シンボル
抽出回路１０６，低速変調信号抽出回路１０７，平滑化
回路１０８，チャネル推定回路１０９，同期検波回路１
１０，硬判定回路１１１，チャネル推定回路１１２，重
み付け合成回路１１３，同期検波回路１１４及び識別回
路１１５が備わっている。

【００４１】アンテナ１０１で受信されたＯＦＤＭ信号
は、受信回路１０２に入力される。受信回路１０２は、
入力されたＯＦＤＭ信号に対し、周波数変換，フィルタ
リング，直交検波等の受信処理を行い、受信信号を複素
ベースバンド信号として出力する。

【００４２】同期処理回路１０３は、受信回路１０２が
出力する受信信号（複素ベースバンド信号）を入力し、
その信号に含まれる同期用信号（プリアンブル信号）Ｓ
１を用いて搬送波の周波数誤差及びシンボルタイミング
を検出する。そして、検出した搬送波周波数誤差情報を
用いて受信処理後の複素ベースバンド信号に対して搬送
波周波数誤差補正処理を行う。同期処理回路１０３は、
搬送波周波数誤差が補正された複素ベースバンド信号
と、検出したシンボルタイミングの信号とを出力する。

【００４３】ガードインターバル除去回路１０４は、入
力される受信信号からガードインターバルを除去する。
具体的には、ガードインターバル除去回路１０４は同期
処理回路１０３から入力されるシンボルタイミングの信
号に従ったタイミングで形成されるＦＦＴウインドウに
同期処理回路１０３から入力される複素ベースバンド信
号を通して、１ＯＦＤＭシンボル毎にガードインターバ
ルの除去された信号を抽出する。ＦＦＴウインドウの時
間幅は、１ＯＦＤＭシンボル長からガードインターバル
の時間幅を差し引いた長さに定められる。

【００４４】従って、ガードインターバル除去回路１０
４によってガードインターバルの除去された複素ベース
バンド信号がフーリエ変換回路１０５に入力される。フ
ーリエ変換回路１０５は、ガードインターバル除去回路
１０４から入力される複素ベースバンド信号に対して１
ＯＦＤＭシンボル毎に高速フーリエ変換処理を実施す
る。従って、フーリエ変換回路１０５の出力にはサブキ
ャリア毎に分離された複素ベースバンド信号が得られ
る。

【００４５】フーリエ変換回路１０５から出力されるサ
ブキャリア毎に分離された複素ベースバンド信号は、同
期検波回路１１４によって同期検波される。また、同期
検波回路１１４は受信信号に現れるフェージング等のチ
ャネル特性に起因する振幅変動及び位相回転を補正す
る。この補正を行うために、サブキャリア毎のチャネル
特性を推定する必要がある。

【００４６】チャネル特性を推定するために、図１のＯ
ＦＤＭパケット通信用復調装置にはチャネル推定用シン
ボル抽出回路１０６，低速変調信号抽出回路１０７，平
滑化回路１０８，チャネル推定回路１０９，同期検波回
路１１０，硬判定回路１１１，チャネル推定回路１１２
及び重み付け合成回路１１３を設けてある。図１に示す
ように、この回路には２つのチャネル推定回路１０９，
１１２が設けてある。チャネル推定回路１０９は、受信
信号に含まれるチャネル推定用信号（図２のＳ２(1)，
Ｓ２(2)）に基づいてチャネル特性を推定する。また、
チャネル推定回路１１２は受信信号に含まれる低速変調
信号（図２のＳ３）に基づいてチャネル特性を推定す
る。

【００４７】チャネル推定用シンボル抽出回路１０６
は、フーリエ変換回路１０５が出力する受信信号からそ
れに含まれるチャネル推定用信号（図２のＳ２(1)，Ｓ
２(2)）をそれぞれのサブキャリアについて抽出する。
平滑化回路１０８は、チャネル推定用シンボル抽出回路
１０６が抽出したチャネル推定用信号を入力してその平
滑化処理を行う。この平滑化処理は、受信回路１０２に
おいて受信信号に付加される熱雑音等の雑音成分を抑圧
するために行われる。

【００４８】実際の平滑化処理は、時間軸方向で互いに
異なる位置にある複数の信号を平均化するか、もしくは
互いに周波数が異なる複数の信号を平均化することによ
って実現される。例えば、図２に示すように１つのパケ
ットに同一のチャネル推定用信号Ｓ２(1)，Ｓ２(2)が複
数のＯＦＤＭシンボルに渡って現れる場合には、チャネ
ル推定用信号Ｓ２(1)とチャネル推定用信号Ｓ２(2)とを
サブキャリア毎に平均化することにより、時間軸方向で
互いに異なる位置にある複数の信号を平均化することが
できる。

【００４９】また、複数のサブキャリアの信号を平均化
すれば互いに周波数が異なる複数の信号を平均化するこ
とができる。但し、その場合には検出されるチャネル特
性の周波数に応じた違いが抑圧されて推定精度が劣化す
るため、劣化を最小限にとどめるためになるべく狭い周
波数範囲内で移動平均やフィルタリング等により平滑化
処理を行うのが望ましい。

【００５０】なお、フーリエ変換回路１０５が行うフー
リエ変換は線形変換の一種であるため、フーリエ変換回
路１０５を通る前の受信信号についてチャネル推定用信
号の平滑化を行うこともできる。その場合には、図１の
平滑化回路１０８を省略し、その代わりの別の平滑化回
路を受信回路１０２とフーリエ変換回路１０５との間に
設ければよい。

【００５１】チャネル推定回路１０９は、平滑化回路１
０８によって平滑化されたサブキャリア毎のチャネル推
定用信号を入力し、それに基づいてチャネル特性をサブ
キャリア毎に推定する。すなわち、受信信号に含まれる
チャネル推定用信号はチャネル推定回路１０９が予め把
握している既知信号であるため、チャネル推定回路１０
９が把握している既知信号と受信信号のチャネル推定用
信号とを比較することにより、伝送経路上でフェージン
グなどによって受信信号に生じた振幅や位相の変化をチ
ャネル特性として検出することができる。

【００５２】一方、低速変調信号抽出回路１０７はフー
リエ変換回路１０５が出力する受信信号を入力し、それ
に含まれる低速変調信号（図２のＳ３）をサブキャリア
毎に抽出する。すなわち、図２に示すようなバーストフ
ォーマットの特定位置に現れる１ＯＦＤＭシンボルの信
号を低速変調信号として抽出する。チャネル推定回路１
１２は、低速変調信号抽出回路１０７の抽出した低速変
調信号に基づいてチャネル特性を推定するが、低速変調
信号は既知信号ではないため、その信号だけからチャネ
ル特性を推定することはできない。そこで、同期検波回
路１１０及び硬判定回路１１１を設けてある。

【００５３】同期検波回路１１０は、低速変調信号抽出
回路１０７が抽出したサブキャリア毎の低速変調信号に
対して、フェージング等のチャネル特性に起因する振幅
変動及び位相回転を補正するとともに同期検波を行う。
この補正の際に、チャネル推定回路１０９が推定したチ
ャネル特性の情報を利用する。同期検波回路１１０は、
低速変調信号の検波信号を出力する。

【００５４】硬判定回路１１１は、同期検波回路１１０
が出力する低速変調信号の検波信号を入力してその符号
を硬判定し、その判定結果をチャネル推定回路１１２に
与える。硬判定回路１１１の硬判定について、図３
（１）の例で説明する。この例では、低速変調信号の変
調方式としてＢＰＳＫを用いる場合を想定している。Ｂ
ＰＳＫ変調された低速変調信号の場合、同期検波回路１
１０から出力される検波信号は、本来、図３に示す位相
平面上で予め定まった基準信号点Ｓａ，Ｓｂのいずれか
の位置に現れる。

【００５５】しかし、同期検波回路１１０が処理する信
号に雑音成分が含まれている場合には、同期検波回路１
１０が出力する検波信号には雑音成分に応じた振幅位相
変動が生じる。そして、例えば図３（１）のＲ１，Ｒ２
の点に受信信号が現れる。そこで硬判定回路１１１は、
図３（１）の場合には、点Ｒ１の位置に現れた受信信号
をその点に最も近い基準信号点Ｓａに対応する符号（例
えば「０」）として判定する。また、点Ｒ２の位置に現
れた受信信号はその点に最も近い基準信号点Ｓｂに対応
する符号（例えば「１」）として判定する。この硬判定
により、雑音によって生じた振幅位相変動が除去され
る。

【００５６】なお、受信処理によって付加される熱雑音
等の影響によりチャネル推定回路１０９が推定したチャ
ネル特性の推定精度はあまり高くならない。従って、チ
ャネル推定回路１０９で生じる推定誤差により同期検波
回路１１０の出力する検波信号にも誤差が生じ、硬判定
回路１１１が誤判定する可能性がある。しかし、硬判定
回路１１１が判定する信号はＢＰＳＫ変調された低速変
調信号であるため、位相平面上の基準信号点の数が少な
く、受信信号の振幅及び位相に極端に大きな誤差が生じ
ない限り硬判定回路１１１が誤判定することはなく、正
しい硬判定を行うことができる。

【００５７】チャネル推定回路１１２は、硬判定回路１
１１が出力する硬判定結果と低速変調信号抽出回路１０
７の抽出した低速変調信号とを比較して、サブキャリア
毎にチャネル特性を推定する。すなわち、低速変調信号
の振幅及び位相が伝送路上でどのような影響を受けてい
るかをサブキャリア毎に検出する。図１のＯＦＤＭパケ
ット通信用復調装置においては、チャネル推定回路１０
９の出力及びチャネル推定回路１１２の出力に、それぞ
れチャネル特性の推定結果がサブキャリア毎に現れる。

【００５８】重み付け合成回路１１３は、チャネル推定
回路１０９が推定したチャネル特性の推定結果（第１の
チャネル特性）及びチャネル推定回路１１２が推定した
チャネル特性の推定結果（第２のチャネル特性）にそれ
ぞれの信号品質に応じた重み付けを行ってからそれらを
合成する。例えば、チャネル推定に用いる信号のシンボ
ル数が多くなるに従って熱雑音等の雑音成分が抑圧さ
れ、その雑音成分に起因するチャネル特性の推定精度の
劣化が少なくなると考えることができる。

【００５９】従って、例えば図２（１）に示すバースト
フォーマットのＯＦＤＭ信号を受信する場合には、２Ｏ
ＦＤＭシンボルのチャネル推定用信号を用いて第１のチ
ャネル特性を推定し、１ＯＦＤＭシンボルの低速変調信
号を用いて第２のチャネル特性を推定するので、第１の
チャネル特性の信号品質が第２のチャネル特性の信号品
質よりも高くなるように重み付けすればよい。

【００６０】具体的には、チャネル推定に利用する信号
のシンボル数を考慮して、第１のチャネル特性には
「２」の重み付けを行い、第２のチャネル特性には
「１」の重み付けを行えばよい。

【００６１】もちろん、このような重み付けは一例であ
り、異なる重み付けを行うこともできる。例えば、チャ
ネル推定に利用する信号のシンボル数の２乗に比例する
重み付けを行ったり、シンボル数の３乗に比例する重み
付けを行ってもよい。つまり、２種類のチャネル特性を
合成した結果として最も推定精度の高いチャネル特性が
得られるように重み付けすればよい。

【００６２】なお、ＯＦＤＭを用いるような高速ディジ
タル無線通信システムにおいては、１つのパケット内で
のフェージングの変動は無視できるほど小さくなるのが
一般的である。そのため、理想的には、１つのパケット
内の異なる時間位置に現れる複数の信号からそれぞれ推
定したチャネル特性の推定結果は同一になると考えられ
る。

【００６３】従って、チャネル推定用信号から推定した
第１のチャネル特性と、低速変調信号から推定した第２
のチャネル特性とを合成することにより、高精度なチャ
ネル推定結果を得ることが可能である。重み付け合成回
路１１３が第１のチャネル特性と第２のチャネル特性と
を合成した結果は、同期検波回路１１４の入力に印加さ
れる。

【００６４】同期検波回路１１４は、重み付け合成回路
１１３から入力される高精度なチャネル推定結果を用
い、フーリエ変換回路１０５から入力されるサブキャリ
ア毎の受信信号に対して、フェージング等のチャネル特
性に起因する振幅変動及び位相回転を補正するとともに
同期検波を行いその結果を検波信号として出力する。識
別回路１１５は、同期検波回路１１４が出力する検波信
号を入力し、検波信号の各々のサブキャリアの信号につ
いてシンボルの判定を行いその判定結果を復調出力とし
て出力する。

【００６５】例えば、受信したデータ信号（図２のＳ
４）がＱＰＳＫで変調されている場合には、識別回路１
１５は図３（２）の位相平面上で４つの基準信号点Ｓ
ａ，Ｓｂ，Ｓｃ，Ｓｄのうち各々の受信信号（Ｒ１，Ｒ
２）の点に最も近い１つの基準信号点に割り当てられた
符号を判定結果として出力する。

【００６６】なお、本発明のＯＦＤＭパケット通信用復
調装置が受信するＯＦＤＭ信号の構成としては、図２
（１）とは異なるバーストフォーマットを用いてもよい
し、各信号の変調方式についても必要に応じて変更して
もよい。また、低速変調信号Ｓ３の変調方式について
は、主データであるデータ信号Ｓ４の変調方式と同じ変
調方式であってもよいが、より低速の変調方式で低速変
調信号Ｓ３を変調した方が硬判定回路１１１で誤判定が
生じにくくなるため望ましい。

【００６７】

【発明の効果】以上説明したように本発明のＯＦＤＭパ
ケット通信用復調装置によれば、受信処理時に熱雑音等
の雑音成分が信号に付加される場合であっても、システ
ムのスループットを低下させること無く高精度にチャネ
ル推定を行いＯＦＤＭ信号を高品質に復調することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態のＯＦＤＭパケット通信用復調装置
の構成を示すブロック図である。

【図２】ＯＦＤＭ信号のバーストフォーマットの例を示
す模式図である。

【図３】位相平面上の受信信号及び基準信号点の配置例
を示す位相平面図である。

【図４】従来例のＯＦＤＭパケット通信用復調装置の構
成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１０１ アンテナ １０２ 受信回路 １０３ 同期処理回路 １０４ ガードインターバル除去回路 １０５ フーリエ変換回路 １０６ チャネル推定用シンボル抽出回路 １０７ 低速変調信号抽出回路 １０８ 平滑化回路 １０９ チャネル推定回路 １１０ 同期検波回路 １１１ 硬判定回路 １１２ チャネル推定回路 １１３ 重み付け合成回路 １１４ 同期検波回路 １１５ 識別回路 ２０１ アンテナ ２０２ 受信回路 ２０３ 同期処理回路 ２０４ ガードインターバル除去回路 ２０５ フーリエ変換回路 ２０６ チャネル推定用シンボル抽出回路 ２０７ 平滑化回路 ２０８ チャネル推定回路 ２０９ 同期検波回路 ２１０ 識別回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 守倉 正博 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 Ｆターム(参考） 5K022 DD01 DD13 DD19 DD33 DD34 DD42 5K028 AA01 BB04 KK03 MM19 NN01 NN47 SS12 SS14 5K047 AA03 BB01 CC01 HH01 HH04 HH11 MM12

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 受信した直交周波数分割多重信号を入力
   してベースバンド信号を生成する受信手段と、前記ベー
   スバンド信号に対してタイミング及び搬送波周波数の同
   期処理を行う同期処理手段と、同期処理されたベースバ
   ンド信号を入力し、そのベースバンド信号に含まれる複
   数サブキャリアのそれぞれの信号成分を分離して出力す
   るフーリエ変換手段とを備えるＯＦＤＭパケット通信用
   復調装置において、 前記フーリエ変換手段によってサブキャリア毎に分離さ
   れた受信信号から、それに含まれる既知信号であるチャ
   ネル推定用信号を抽出するチャネル推定用信号抽出手段
   と、 前記チャネル推定用信号抽出手段によって抽出された前
   記チャネル推定用信号を用いてサブキャリア毎にチャネ
   ル特性を推定する第１のチャネル推定手段と、 前記フーリエ変換手段によってサブキャリア毎に分離さ
   れた受信信号から、特定期間に現れる特定変調信号を抽
   出する特定信号抽出手段と、 前記特定信号抽出手段が抽出した特定変調信号に対し
   て、前記第１のチャネル推定手段が推定したチャネル特
   性の情報を用いて、サブキャリア毎に等化処理及び同期
   検波処理を行う第１の同期検波手段と、 前記第１の同期検波手段が出力する検波信号の符号を硬
   判定する硬判定手段と、 前記硬判定手段の判定結果及び前記特定信号抽出手段に
   よって抽出された特定変調信号を用いて、サブキャリア
   毎にチャネル特性を推定する第２のチャネル推定手段
   と、 前記第１のチャネル推定手段が推定した第１のチャネル
   特性と、前記第２のチャネル推定手段が推定した第２の
   チャネル特性とに基づいて、最終チャネル特性の情報を
   生成する特性合成手段と、 前記フーリエ変換手段によってサブキャリア毎に分離さ
   れた受信信号に対して、前記特性合成手段が生成した最
   終チャネル特性の情報を用いてサブキャリア毎に等化処
   理及び同期検波処理を行い検波信号を出力する第２の同
   期検波手段とを設けたことを特徴とするＯＦＤＭパケッ
   ト通信用復調装置。
2. 【請求項２】 請求項１のＯＦＤＭパケット通信用復調
   装置において、前記特定信号抽出手段が、伝送する主デ
   ータの変調方式に比べて低速の変調方式で変調された低
   速変調信号を前記特定変調信号として抽出することを特
   徴とするＯＦＤＭパケット通信用復調装置。
3. 【請求項３】 請求項１のＯＦＤＭパケット通信用復調
   装置において、前記特性合成手段が、前記第１のチャネ
   ル推定手段の推定した第１のチャネル特性と、前記第２
   のチャネル推定手段の推定した第２のチャネル特性との
   それぞれに信号品質に応じた重み付けを行った結果を合
   成して前記最終チャネル特性の情報を生成することを特
   徴とするＯＦＤＭパケット通信用復調装置。
4. 【請求項４】 請求項１のＯＦＤＭパケット通信用復調
   装置において、受信信号に含まれる前記チャネル推定用
   信号を複数シンボルについて、もしくは複数のサブキャ
   リアの成分について平滑化する平滑化手段を設けたこと
   を特徴とするＯＦＤＭパケット通信用復調装置。