JP2002290367A - 帯域分割復調方法及びofdm受信機 - Google Patents

帯域分割復調方法及びofdm受信機

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JP2002290367A
JP2002290367A JP2001087278A JP2001087278A JP2002290367A JP 2002290367 A JP2002290367 A JP 2002290367A JP 2001087278 A JP2001087278 A JP 2001087278A JP 2001087278 A JP2001087278 A JP 2001087278A JP 2002290367 A JP2002290367 A JP 2002290367A
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frequency
unit
signal
ofdm
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Yoshiyuki Hata
善之 畑
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Hitachi Kokusai Electric Inc
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00Modulated-carrier systems
    • H04L27/26Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2647Arrangements specific to the receiver only
    • H04L27/2649Demodulators
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    • H04L27/2649Demodulators
    • H04L27/26524Fast Fourier transform [FFT] or discrete Fourier transform [DFT] demodulators in combination with other circuits for demodulation

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来のOFDM受信機は、中心周波数が各々
異なる帯域通過フィルタを帯域分割数分だけ開発しなけ
ればならず、不経済であるという問題点があったが、本
発明は、帯域通過フィルタの特性を同一にすることで、
開発費を軽減して経済的に構成できる帯域分割復調方法
及びOFDM受信機を提供する。 【解決手段】 同相分配器201でRF信号を帯域分割
数に同相分配し、局部発振器401〜403及び周波数
変換部404で、受信したRF信号の全帯域幅を帯域分
割数で割った帯域幅を単位帯域幅とし、単位帯域幅の整
数倍だけ段階的にずらすように分配された各信号に対し
て周波数変換を行い、BPF(1)202で周波数変換さ
れた各信号を同一特性で帯域通過させてから、OFDM
復調部106でOFDM復調する帯域分割復調方法及び
OFDM受信機である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高速無線LAN等
に用いられるマルチキャリアCDMA伝送システムのO
FDM(Orthogonal Frequency Division Multiple:直
交周波数多重変調)通信方式における受信機に係り、特
にBPFの種類を減らし、BPFの開発費を軽減して、
経済的に構成できるOFDM受信機に関する。
【0002】
【従来の技術】欧州の地上波のデジタル放送に使用され
ているOFDM(Orthogonal Frequency Division Mult
iple:直交周波数多重変調)方式とは、QAM(Quadrat
ure Amplitude Modulation:直交振幅変調)又はQPS
K(Quadrature Phase Shift Keying:直交位相変調)さ
れた数千もの搬送波を束にして使う変復調方式である。
【0003】まず、OFDM受信機の一般的な理論的構
成例について、図6を使って説明する。図6は、一般的
なOFDM受信機の理論的構成例を示すブロック図であ
る。一般的なOFDM受信機は、図6に示すように、高
周波の無線(Radio Frequency:RF)信号を受信する
アンテナ100と、第1のローカル周波数信号を発振す
る局部発振器(1)101と、RF信号に第1のローカル
周波数信号を乗算して後続の構成の仕様に合わせた中間
周波である第1の中間(Intermediate Frequency:I
F)周波数帯f1に変換する周波数変換部102と、出
力が常に所望の一定電力レベルになるように入力信号を
増幅或いは減衰するAGC部103と、第2のローカル
周波数信号を発振する局部発振器(2)104と、AGC
部103の出力信号に第2のローカル周波数信号を乗算
して後続の構成の仕様に合わせて周波数を下げた中間周
波である第2のIF周波数帯f2に変換する周波数変換
部105と、第2のIF周波数帯信号をOFDM復調す
るOFDM復調部106と、OFDM復調部106から
出力される並列信号を直列信号に変換し復調データとし
て出力するP/S変換器107とから構成されている。
【0004】そして、一般的なOFDM受信機の動作と
しては、高周波のRF信号がアンテナ100より入力さ
れ、周波数変換部102で局部発振器(1)101からの
ローカル周波数信号と乗算されて中間周波である第1の
IF周波数帯f1に変換され、AGC部103で一定電
力レベルになるように増幅或いは減衰され、周波数変換
部105で局部発振器(2)104からのローカル周波数
信号と乗算されて周波数を下げた第2のIF周波数帯f
2に変換されOFDM復調部106に出力される。
【0005】そして、OFDM復調部106では、一般
的な論理的動作として、ある程度高速な周期でサンプリ
ングされて入力信号がデジタル信号に変換され、直交検
波されて同相成分と直交成分(I,Q)のベースバンド
信号が生成され、I,Q各信号に対して直列−並列変換
が為され、各並列信号が離散フーリエ変換されてから、
各タイミングのI,Q各信号を使って復号が行われ、復
号データが並列に出力される。そして、OFDM復調部
106から出力される並列の復号データがP/S変換器
107で並列−直列変換されて、復調データとして出力
されるようになっている。
【0006】しかし、図6のように理諭的に構成したO
FDM受信機では、伝送するデータ速度が高速な場合
に、OFDM復調部106内部で直交検波によりI,Q
各成分のベースバンド信号を生成する構成や、I,Q各
成分を離散フーリエ変換する構成におけるハードウェア
の処理速度が、現在の技術では不足しているために、図
6の構成のままでは実現困難な場合がある。
【0007】そこで、この様な処理速度の問題を解決す
る一般的な解決策として、並列処理を用いる場合があ
る。並列処理とは、一般的には、高速動作が要求される
部分を時分割し、それぞれにハードウェアを割り当て、
ハードウェア構成を増やす事により時間軸に対して並列
に処理を行う方法として知られている。そこで、OFD
M受信機では、この並列処理の概念を時分割ではなく、
周波数帯域の帯域分割に用い、扱う周波数帯域全体を複
数の周波数帯域に分割し、それぞれの周波数帯域にハー
ドウェアを割り当て、ハードウェア構成を増やす事によ
り周波数軸に対して並列に処理を行うことによって、高
速動作が要求される部分を現在存在するハードウェアの
処理速度で実現できるようにしている。
【0008】次に、図6に示した論理構成を実現する従
来のOFDM受信機の構成例について、図7を使って説
明する。図7は、従来のOFDM受信機の実現レベルで
の構成例を示すブロック図である。尚、図7では、4つ
の並列処理に帯域分割した場合の構成例を示している。
従来のOFDM受信機の実現レベルの構成は、図7に示
すように、論理構成で説明した構成であるアンテナ10
0と局部発振器(1)101と周波数変換部102とAG
C部103と、上記説明した並列処理を実現するため
の、同相分配部201と、4分割して周波数帯域を取り
出すためのBPF(1)202、BPF(2)203、BPF
(3)204、BPF(4)205と、各系列に対応して、ロ
ーカル周波数信号を発振する局部発振器(3)206、局
部発振器(4)207、局部発振器(5)208、局部発振器
(6)209と、各系列において帯域制限した信号に各系
列におけるローカル周波数信号を乗算して第2のIF周
波数帯f2に変換する周波数変換部105と、各系列毎
に第2のIF周波数帯信号をOFDM復調するOFDM
復調部106と、OFDM復調部106から出力される
並列信号を直列信号に変換し復調データとして出力する
P/S部210とから構成されている。
【0009】尚、BPF(1)202、BPF(2)203、
BPF(3)204、BPF(4)205は、それぞれ異なる
中心周波数で、帯域幅として、OFDM受信機で扱う帯
域幅全体(ここでは仮に、BWとする)の1/4の帯域
幅を持つ帯域通過フィルタである。例えば、BPF(1)
202の中心周波数をfa、BPF(2)203の中心周
波数をfb、BPF(3)204の中心周波数をfc、B
PF(4)205の中心周波数をfdとし、各フィルタの
帯域幅をBW/4とする。
【0010】また、周波数変換部105による変換後の
第2の中間周波数をf2とすると、局部発振器(3)20
6、局部発振器(4)207、局部発振器(5)208、局部
発振器(6)209における各発振周波数は、各系列のB
PFの中心周波数に対応し、各々fa−f2、fb−f
2、fc−f2、fd−f2である。
【0011】次に、従来のOFDM受信機の動作につい
て、図7,図8を使って説明する。図8は、従来のOF
DM受信機における各部からの出力信号の周波数スペク
トルを示す説明図である。従来のOFDM受信機の動作
は、高周波のRF信号がアンテナ100より入力され、
周波数変換部102で局部発振器(1)101からのロー
カル周波数信号と乗算されて中間周波である第1のIF
周波数帯f1に変換され、AGC部103で一定電力レ
ベルになるように増幅或いは減衰され、同相分配器20
1で4つに同相分配して信号a1〜a4が各系列に出力され
る。この時、同相分配部201から出力される信号aの
周波数スペクトルを図8(a)に示す。
【0012】そして、第1の系列では、分配器出力信号
a1が、BPF(1)202で、第1の周波数faを中心周
波数とし、帯域幅BW/4で帯域制限が施され、図8
(b)に示すような周波数特性の信号bが出力される。
また、第2の系列では、分配器出力信号a2が、BPF
(2)203で、第2の周波数fbを中心周波数とし、帯
域幅BW/4で帯域制限が施され、図8(c)に示すよ
うな周波数特性の信号cが出力される。同様に、第3,
4の系列では、分配器出力信号a3,a4が、BPF(3)20
4又はBPF(4)205で、第3の周波数fc又は第4
の周波数fdを中心周波数とし、帯域幅BW/4で帯域
制限が施され、図8(d),(e)に示すような周波数
特性の信号d,eが出力される。
【0013】そして、各系列では、各BPFからの出力
信号が、各周波数変換部105で各々対応する局部発振
器(3)206又は局部発振器(4)207又は局部発振器
(5)208又は局部発振器(6)209からのローカル周波
数信号と乗算されて周波数を下げた第2のIF周波数帯
f2に変換され、各OFDM復調部106に出力され
る。
【0014】そして、各OFDM復調部106では、一
般的な論理的動作として、ある程度高速な周期でサンプ
リングされて入力信号がデジタル信号に変換され、直交
検波されて同相成分と直交成分(I,Q)のベースバン
ド信号が生成され、I,Q各信号に対して直列−並列変
換が為され、各並列信号が離散フーリエ変換されてか
ら、各タイミングのI,Q各信号を使って復号が行わ
れ、復号データが並列に出力され、各OFDM復調部1
06から出力される並列の復号データがP/S変換器2
10で並列−直列変換されて、復調データとして出力さ
れるようになっている。
【0015】図7に示した並列構成のOFDM受信機で
は、復調部分を4つの回路に分割した事により、ハード
ウェア構成が4倍に増加してしまうが、各部の動作速度
をそれぞれ1/4に低速化する事ができ、OFDM受信
機を現在存在するハードウェアの処理速度で実現できる
ようになる。
【0016】尚、OFDM受信機に関する従来技術とし
ては、平成12年2月18日公開の特開2000−49
744「伝送帯域分割変復調装置及びその方法」(出願
人:日本ビクター株式会社、発明者:高岡勝美)があ
る。この従来技術は、マルチキャリア伝送システムに関
し、送信側では、伝送帯域を帯域分割し、該帯域分割数
に対応して情報を変調し、該変調した信号を分割した帯
域に応じて異なる周波数で周波数変換し、合成して送信
し、受信側では、受信信号の伝送帯域を帯域分割し、該
分割帯域に対応して通過させた信号を、分割された帯域
に応じて異なる周波数で周波数変換し、各周波数変換さ
れた信号を復調し、復調された分割数相当の信号をシリ
アル変換する伝送帯域分割変復調装置及びその方法であ
り、これにより、システムの構築を比較的容易にできる
ものである。
【0017】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のOFDM受信機では、帯域分割並列処理のために受
信信号を周波数軸上でそれぞれの帯域に抽出する必要が
あり、各々中心周波数が異なるBPFを帯域分割数だけ
具備する必要がある。BPFはスプリアスの除去や符号
間干渉を避けるために不可欠であり、この種のBPFに
は一般的にSAWフィルタが使われるが、中心周波数が
各々異なるSAWフィルタを帯域分割数分だけ開発しな
ければならず、不経済であるという問題点があった。
【0018】本発明は上記実情に鑑みて為されたもの
で、帯域分割による並列処理を行うOFDM受信機にお
ける帯域通過フィルタの特性を同一にすることで、帯域
通過フィルタの開発費を軽減して経済的に構成できる帯
域分割復調方法及びOFDM受信機を提供することを目
的とする。
【0019】
【課題を解決するための手段】上記従来例の問題点を解
決するための本発明は、受信したRF信号の伝送帯域を
複数に帯域分割し、帯域分割された信号毎にOFDM復
調し、復調結果を合成する帯域分割復調方法において、
受信したRF信号を帯域分割数に同相分配し、受信した
RF信号の全帯域幅を帯域分割数で割った帯域幅を単位
帯域幅とし、単位帯域幅の整数倍だけ段階的にずらすよ
うに分配された各信号に対して周波数変換し、周波数変
換された各信号を同一特性のフィルタリングで帯域通過
させて帯域分割を行い、帯域通過された信号をOFDM
復調するものなので、帯域分割による並列処理のための
帯域通過フィルタの特性を同一にすることで、帯域通過
フィルタの開発費を軽減して経済的な構成で実現でき
る。
【0020】上記従来例の問題点を解決するための本発
明は、受信したRF信号の伝送帯域を複数に帯域分割
し、帯域分割された信号毎にOFDM復調し、復調結果
を合成するOFDM受信機において、RF信号を受信
し、帯域分割数に同相分配する分配部と、受信したRF
信号の全帯域幅を帯域分割数で割った帯域幅を単位帯域
幅とし、単位帯域幅の整数倍だけ段階的にずらすように
分配された各信号に対して周波数変換を行う周波数変換
部と、周波数変換された各信号を同一特性で帯域通過さ
せるバンドパスフィルタ部と、帯域通過された信号をO
FDM復調するOFDM復調部と、OFDM復調部から
の出力を合成して復調データを出力する合成部とを有す
るものなので、帯域分割による並列処理を実現するため
の帯域通過フィルタの特性を同一にすることで、帯域通
過フィルタの開発費を軽減して経済的な構成を実現でき
る。
【0021】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面
を参照しながら説明する。尚、以下で説明する機能実現
手段は、当該機能を実現できる手段であれば、どのよう
な回路又は装置であっても構わず、また機能の一部又は
全部をソフトウェアで実現することも可能である。更
に、機能実現手段を複数の回路によって実現してもよ
く、複数の機能実現手段を単一の回路で実現してもよ
い。
【0022】本発明に係る帯域分割復調方法は、受信し
たRF信号を帯域分割数に同相分配し、受信したRF信
号の全帯域幅を帯域分割数で割った帯域幅を単位帯域幅
とし、単位帯域幅の整数倍だけ段階的にずらすように分
配された各信号に対して周波数変換し、周波数変換され
た各信号を同一特性のフィルタリングで帯域通過させて
帯域分割を行い、帯域通過された信号をOFDM復調す
るものなので、帯域分割による並列処理を実現するため
の帯域通過フィルタの特性を同一にすることで、帯域通
過フィルタの開発費を軽減して経済的な構成を実現でき
るものである。
【0023】また、本発明に係るOFDM受信機は、R
F信号を受信し、帯域分割数に同相分配する分配部と、
受信したRF信号の全帯域幅を帯域分割数で割った帯域
幅を単位帯域幅とし、単位帯域幅の整数倍だけ段階的に
ずらすように分配された各信号に対して周波数変換を行
う周波数変換部と、周波数変換された各信号を同一特性
で帯域通過させるバンドパスフィルタ部と、帯域通過さ
れた信号をOFDM復調するOFDM復調部と、OFD
M復調部からの出力を合成して復調データを出力する合
成部とを有するものなので、帯域分割による並列処理を
実現するための帯域通過フィルタの特性を同一にするこ
とで、帯域通過フィルタの開発費を軽減して経済的な構
成を実現できるものである。
【0024】尚、本発明の実施の形態における各手段部
分と図1の各部との対応を示すと、分配部はアンテナ1
00,局部発振器(1)101,周波数変換部102,A
GC部103に相当し、周波数変換部は局部発振器(7)
401,局部発振器(8)402,局部発振器(9)403及
び周波数変換部404に相当し、バンドパスフィルタ部
はBPF(1)202-1〜202-4に相当しており、OF
DM復調部は、周波数変換部105及び局部発振器(3)
206及びOFDM復調部106に相当し、合成部は、
P/S部210に相当している。
【0025】まず、本発明の実施の形態に係るOFDM
受信機の第1の構成例について図1を使って説明する。
図1は、本発明に係るOFDM受信機の第1の構成例を
示す構成ブロック図である。尚、図1では、4つの並列
処理に帯域分割した場合の構成例を示している。また、
図7と同様の構成をとる部分については同一の符号を付
して説明する。本実施の形態に係るOFDM受信機の第
1の構成例(以降、第1のOFDM受信機と呼ぶ)は、
従来のOFDM受信機と同様の構成である、アンテナ1
00と、局部発振器(1)101と、周波数変換部102
と、AGC部103と、同相分配器(図では、H)20
1と、局部発振器(3)206と、各系列における周波数
変換部105と、OFDM復調部106と、P/S部
(図では、P/S)210とに加えて、本発明の特徴部
分である局部発振器(7)401、局部発振器(8)402、
局部発振器(9)403と、各系列における周波数変換部
404-1〜404-3と、BPF(1)202-1〜202-4
とから構成されている。
【0026】本発明の第1のOFDM受信機における各
部について説明する。アンテナ100は、無線(Radio
Frequency:RF)信号を受信するアンテナである。局
部発振器(1)101は、第1のローカル周波数信号を発
振する局部発振器である。周波数変換部102は、高周
波のRF信号に第1のローカル周波数信号を乗算して第
1の中間(Intermediate Frequency:IF)周波数帯に
変換する周波数変換部である。ここで、第1のIF周波
数帯は、後続のAGC部103及びBPF(1)202等
における仕様で、実現が可能又は簡単である中間周波数
帯である。AGC部103は、出力が常に所望の一定電
力レベルになるように入力信号を増幅或いは減衰する自
動利得制御(Automatic Gain Control:AGC)増幅器
である。同相分配器201は、入力信号を同相で帯域分
割数である4系列に分配出力する分配器である。
【0027】BPF(1)202は、従来と同様に、第1
の周波数faを中心周波数とし、装置全体で扱う帯域幅
をBWとした場合に、帯域幅BW/4で帯域制限を施す
帯域通過フィルタである。このBW/4が請求項で示し
た単位帯域幅である。尚、各系列に配置されたBPF
(1)202-1〜202-4は、全て上記特性を有する帯域
通過フィルタである。局部発振器(3)206は、従来と
同様に、周波数変換部105による変換後の第2の中間
周波数をf2とすると、局部発振器(3)206における
発振周波数は、BPF(1)202の中心周波数に対応
し、fa−f2である。周波数変換部105は、従来と
同様に、入力信号に局部発振器(3)206からのローカ
ル周波数信号を乗算して第2のIF周波数帯f2に変換
する周波数変換部である。
【0028】OFDM復調部106は、従来と同様に、
各系列毎に第2のIF周波数帯信号をOFDM復調する
OFDM復調部である。ここで、OFDM復調部106
の内部構成例について、図2を使って簡単に説明する。
図2は、本発明のOFDM受信機のOFDM復調部10
6の内部構成例を示すブロック図である。本発明のOF
DM受信機のOFDM復調部106の内部は、入力信号
をデジタル信号に変換するA/D変換器301と、デジ
タル信号をI,Qのベースバンド信号に直交検波し、そ
れぞれ出力するデジタル直交復調器302と、I,Q各
々のベースバンド信号を直列−並列変換するS/P部3
03とS/P部304と、並列出力される各I,Qの信
号を離散フーリエ変換するDFT部305とDFT部3
06と、各タイミングにおけるI,Q信号を復号して復
号データを出力する復号回路307とから構成されてい
る。
【0029】本発明のOFDM受信機のOFDM復調部
106の動作は、入力信号がA/D変換器301でデジ
タル信号に変換され、デジタル直交復調器302でI,
Qのベースバンド信号に直交検波され、それぞれの信号
がS/P部303又はS/P部304で直列−並列変換
され、DFT部305又はDFT部306で離散フーリ
エ変換され、各復号回路307でそれぞれ入力された
I,Q信号を復号して復号データを出力するようになっ
ている。
【0030】P/S部210は、各系列のOFDM復調
部106から並列に出力される復号データを直列データ
に変換し、復調データとして出力する並列−直列変換部
である。
【0031】以降、本発明の特徴部分として設けられた
部分について説明する。局部発振器(7)401は、同相
分配器201からの出力信号aを単位帯域幅BW/4の
1倍であるBW/4だけずらす為のローカル信号を出力
する発振器である。局部発振器(8)402は、同相分配
部201からの出力信号aを単位帯域幅BW/4の2倍
であるBW/2だけずらす為のローカル信号を出力する
発振器である。局部発振器(9)403は、同相分配部2
01からの出力信号aを単位帯域幅BW/4の3倍であ
る3BW/4だけずらす為のローカル信号を出力する発
振器である。各系列の周波数変換部404-2〜404-4
は、同相分配器201からの出力信号aに局部発振器
(7)401又は局部発振器(8)402又は局部発振器(9)
403からのローカル信号を乗算して周波数帯域を各々
BW/4,BW/2,3・BW/4だけずらした信号に
周波数変換して出力するものである。
【0032】次に、本発明の第1のOFDM受信機の動
作について、図1,図3を使って説明する。図3は、本
発明のOFDM受信機における各部からの出力信号の周
波数スペクトルを示す説明図である。本発明の第1のO
FDM受信機の動作は、高周波のRF信号がアンテナ1
00より入力され、周波数変換部102で局部発振器
(1)101からのローカル周波数信号と乗算されて中間
周波である第1のIF周波数帯f1に変換され、AGC
部103で一定電力レベルになるように増幅或いは減衰
され、同相分配器201で4つに同相分配して信号a1〜
a4が各系列に出力される。この時、同相分配器201か
ら出力される信号aの周波数スペクトルを図3(a)に
示す。
【0033】そして、第1の系列では、分配器出力信号
a1がそのままBPF1(202)に入力される。一方、
第2の系列では、分配器出力信号a2が、周波数変換部4
04-2で局部発振器(7)401からのローカル周波数信
号と乗算されて、図3(b)に示すようにBW/4だけ
ずらした信号gに周波数変換されて出力される。同様に
第3の系列では、分配器出力信号a3が、周波数変換部4
04-3で局部発振器(8)402からのローカル周波数信
号と乗算されて、図3(c)に示すようにBW/2だけ
ずらした信号hに周波数変換されて出力され、第4の系
列では、分配器出力信号a4が、周波数変換部404-4で
局部発振器(9)403からのローカル周波数信号と乗算
されて、図3(d)に示すように3・BW/4だけずら
した信号iに周波数変換されて出力されることになる。
【0034】そして、各系列において、同相分配器出力
信号a1又は周波数変換された信号g,h,iが、BPF
(1)202-1〜202-4で、中心周波数fa、帯域幅B
W/4でフィルタリングされて出力され、図3(e)に
示す帯域幅の信号jが出力されることになる。これが、
請求項で説明した周波数変換された各信号が共通に有し
ている周波数帯域に相当している。
【0035】ここで、BPF(1)202-1〜202-4で
フィルタリングされた信号は、全て中心周波数fa、帯
域幅BW/4の信号ではあるが、その前段の周波数変換
部404でBW/4ずつシフトされていた信号であるか
ら、実は、同相分配器出力信号aを4つに帯域分割した
各周波数位置の信号であることが図3の網掛け部分から
解る。
【0036】そして、各系列では、各BPFからの出力
信号jが、各周波数変換部105で局部発振器(3)20
6からのローカル周波数信号と乗算されて周波数を下げ
た第2のIF周波数帯f2に変換され、各OFDM復調
部106に出力されて、各OFDM復調部106で直交
検波後復調され、P/S部210で並列−直列変換され
て、復調データとして出力されるようになっている。
【0037】次に、本発明の実施の形態に係るOFDM
受信機の別の構成例(第2の構成例)について図4を使
って説明する。図4は、本発明に係るOFDM受信機の
第2の構成例を示す構成ブロック図である。尚、図4で
は、4つの並列処理に帯域分割した場合の構成例を示し
ている。また、図1と同様の構成をとる部分については
同一の符号を付して説明する。本実施の形態に係るOF
DM受信機の第2の構成例(以降、第2のOFDM受信
機と呼ぶ)は、第1のOFDM受信機と同様の構成であ
る、アンテナ100と、AGC部103と、同相分配器
201と、局部発振器(3)206と、各系列における周
波数変換部105と、OFDM復調部106と、P/S
部210とに加えて、本発明の特徴部分である局部発振
器(10)501、局部発振器(11)502、局部発振器(12)
503、局部発振器(13)504と、各系列における周波
数変換部404-1〜404-4と、BPF(1)202-1〜
202-4とから構成されている。
【0038】ここで、第1のOFDM受信機では局部発
振器(1)101及び周波数変換部102の動作によっ
て、一旦第1のIF周波数帯に周波数変換してから、局
部発振器(7)401、局部発振器(8)402、局部発振器
(9)403及び各系列の周波数変換部404-1〜404-
3の動作によって周波数帯をずらしたが、図4に示す第
2のOFDM受信機では、局部発振器(10)501〜局部
発振器(13)504及び各系列の周波数変換部404-1〜
404-4の動作で、第1のIF周波数帯に周波数変換し
ながら更に周波数帯をずらすように構成している点が、
第1のOFDM受信機と異なる点である。
【0039】よって、図3に示した第1の系列の局部発
振器(10)501は、図1に示した第1のOFDM受信機
の局部発振器(1)101と同様の発振周波数であると考
えても良い。
【0040】本発明の第2のOFDM受信機の動作は、
高周波のRF信号がアンテナ100より入力され、AG
C部103で一定電力レベルになるように増幅或いは減
衰され、同相分配器201で4つに同相分配して信号a
1′〜a4′が各系列に出力される。そして、第1の系列
では、分配器出力信号a1′が周波数変換部404-1で局
部発振器(10)501からのローカル周波数信号と乗算さ
れて、中間周波である第1のIF周波数帯f1に変換さ
れて、信号fが出力される。一方、第2の系列では、分
配器出力信号a2′が、周波数変換部404-2で局部発振
器(11)502からのローカル周波数信号と乗算されて、
中間周波である第1のIF周波数帯f1に変換され更に
BW/4だけずらした信号gに周波数変換されて出力さ
れる。同様に第3の系列では、分配器出力信号a3′が、
周波数変換部404-3で局部発振器(12)503からのロ
ーカル周波数信号と乗算されて、中間周波である第1の
IF周波数帯f1に変換され更にBW/2だけずらした
信号hに周波数変換されて出力され、第4の系列では、
周波数変換部404-4で分配器出力信号a4′が、局部発
振器(13)504からのローカル周波数信号と乗算され
て、中間周波である第1のIF周波数帯f1に変換され
更に3BW/4だけずらした信号iに周波数変換されて
出力されることになる。
【0041】そして、各系列において、周波数変換され
た信号f,g,h,iが、BPF(1)202-1〜202-
4で、中心周波数fa、帯域幅BW/4でフィルタリン
グされて出力され、第1のOFDM受信機と同様に図3
(e)に示す帯域幅の信号jが出力されることになる。
以降の動作は、第1のOFDM受信機と同様である。
【0042】次に、上記第2のOFDM受信機を応用し
た別の構成例(第3の構成例)について図5を使って説
明する。図5は、本発明に係るOFDM受信機の第3の
構成例を示す構成ブロック図である。尚、図5では、4
つの並列処理に帯域分割した場合の構成例を示してい
る。また、図4と同様の構成をとる部分については同一
の符号を付して説明する。本実施の形態に係るOFDM
受信機の第3の構成例(以降、第3のOFDM受信機と
呼ぶ)は、第2のOFDM受信機と同様の構成である、
アンテナ100と、AGC部103と、同相分配器20
1と、P/S部210と、各系列における局部発振器(1
0)501、局部発振器(11)502、局部発振器(12)50
3、局部発振器(13)504と、周波数変換部404-1〜
404-4と、BPF(1)202-1〜202-4と、OFD
M復調部106′とから構成されている。
【0043】ここで、図4に示した第2のOFDM受信
機では、各系列においてBPF(1)202で帯域制限し
た後に、OFDM復調部106内で高速に行われるA/
D変換に対応するために、局部発振器(3)206及び周
波数変換部105の動作によって、周波数を下げた第2
のIF周波数帯に周波数変換したが、図5に示す第3の
OFDM受信機では、第2のIF周波数帯に周波数を下
げることなく第1のIF周波数帯のままOFDM復調部
106′に入力している。
【0044】よって、第3のOFDM受信機のOFDM
復調部106′では、構成としては、図2に示した構成
であるが、但し、A/D変換器301におけるデジタル
変換の仕様として、第2のOFDM受信機で用いていた
第2のIF周波数帯の為のサンプリングクロックよりも
低い周波数で、第1のIF周波数帯に合わせたサンプリ
ングクロックで動作を行う、いわゆるアンダーサンプリ
ング動作を行うことによって第1のIF周波数帯のまま
の入力IF信号を直接ベースバンドのデジタル信号に変
換する。この低い周波数によるアンダーサンプリング動
作の結果、周波数軸上で0Hz近傍に周波数変換された
デジタル信号が出力されることになり、後続のデジタル
直交復調器302には、周波数軸上で0Hz近傍に周波
数変換された目的信号が入力されてデジタル直交検波さ
れ、I,Qそれぞれのベースバンド信号に変換されるこ
とになる。
【0045】尚、図5に示した構成は、図4に示した第
2のOFDM受信機において、第2のIF周波数帯に変
換するための局部発振器(3)206及び周波数変換部1
05を削除した構成であるが、図1に示した第1のOF
DM受信機においても同様の構成が考えられる。
【0046】本発明の第3のOFDM受信機の動作は、
高周波のRF信号がアンテナ100より入力され、AG
C部103で一定電力レベルになるように増幅或いは減
衰され、同相分配器201で4つに同相分配して信号a
1′〜a4′が各系列に出力される。そして、第1の系列
では、分配器出力信号a1′が周波数変換部404-1で局
部発振器(10)501からのローカル周波数信号と乗算さ
れて、中間周波である第1のIF周波数帯f1に変換さ
れて、信号fが出力される。一方、第2の系列では、分
配器出力信号a2′が、周波数変換部404-2で局部発振
器(11)502からのローカル周波数信号と乗算されて、
中間周波である第1のIF周波数帯f1に変換され更に
BW/4だけずらした信号gに周波数変換されて出力さ
れる。同様に第3の系列では、分配器出力信号a3′が、
周波数変換部404-3で局部発振器(12)503からのロ
ーカル周波数信号と乗算されて、中間周波である第1の
IF周波数帯f1に変換され更にBW/2だけずらした
信号hに周波数変換されて出力され、第4の系列では、
周波数変換部404-4で分配器出力信号a4′が、局部発
振器(13)504からのローカル周波数信号と乗算され
て、中間周波である第1のIF周波数帯f1に変換され
更に3BW/4だけずらした信号iに周波数変換されて
出力されることになる。
【0047】そして、各系列において、周波数変換され
た信号f,g,h,iが、BPF(1)202-1〜202-
4で、中心周波数fa、帯域幅BW/4でフィルタリン
グされて出力され、第1のOFDM受信機と同様に図3
(e)に示すような帯域幅の信号jが抽出されて出力さ
れ、各OFDM復調部106′に入力されることにな
る。
【0048】そして、各OFDM復調部106′内で
は、A/D変換器301′で、入力された信号のIF周
波数よりも低い周波数でアンダーサンプリングされて、
周波数軸上で0Hz近傍に周波数変換されたデジタル信
号が出力され、デジタル直交復調器302でデジタル直
交検波されてI,Qそれぞれのベースバンド信号に変換
され、その後S/P部303,S/P部304でI,Q
それぞれが直列−並列変換され、DFT部305,DF
T部306でそれぞれDFT変換され、各復号回路30
7にてI,Q信号が復号され、最後にP/S部210で
並列−直列変換されて復調データが出力されるようにな
っている。
【0049】本発明の実施の形態に係るOFDM受信復
調方法及びOFDM受信機によれば、分配部で受信信号
を帯域分割数だけ同相分配し、分配された各信号に対し
て、帯域分割数に応じた帯域幅だけ段階的にずらしてお
いてから、中心周波数及び帯域幅が同一である1種類の
帯域通過フィルタでフィルタリングすることによって帯
域分割を実現し、各信号をOFDM復調するので、帯域
分割を実現するための帯域通過フィルタを同一特性の1
種類で構成でき、帯域通過フィルタの開発費を軽減して
経済的に構成できる効果がある。
【0050】本発明の実施の形態に係る第1のFDM受
信機によれば、同相分配器201で受信信号を帯域分割
数だけ同相分配し、分配された各信号に対して、局部発
振器(7)401〜局部発振器(9)403及び周波数変換部
404-2〜-4の動作によって、帯域分割数に応じた帯域
幅だけ段階的にずらしておいてから、中心周波数及び帯
域幅が同一である(同一特性の)1種類の帯域通過フィ
ルタ(BPF(1)202)でフィルタリングすることに
よって帯域分割を実現し、各信号をOFDM復調部10
6でOFDM復調するので、受信信号を帯域分割数に応
じた帯域幅だけずらす周波数変換によって、1種類の帯
域通過フィルタによるフィルタリングで実現でき、特性
の異なる帯域通過フィルタを帯域分割数分開発する必要
がなく開発コストの軽減ができて、経済的に構成できる
効果がある。
【0051】本発明の実施の形態に係る第2のFDM受
信機によれば、同相分配器201で受信信号を帯域分割
数だけ同相分配し、分配された各信号に対して、局部発
振器局部発振器(10)501〜局部発振器(13)504及び
周波数変換部404-1〜-4の動作によって、第1のIF
周波数帯に落としながら、帯域分割数に応じた帯域幅だ
け段階的にずらしておいてから、中心周波数及び帯域幅
が同一である(同一特性の)1種類の帯域通過フィルタ
(BPF(1)202)でフィルタリングすることによっ
て帯域分割を実現し、各信号をOFDM復調部106で
OFDM復調するので、受信信号を帯域分割数に応じた
帯域幅だけずらす周波数変換によって、1種類の帯域通
過フィルタによるフィルタリングで実現でき、特性の異
なる帯域通過フィルタを帯域分割数分開発する必要がな
く開発コストの軽減ができて、経済的に構成できる効果
がある。
【0052】また、第1のOFDM受信機及び第2のO
FDM受信機によれば、局部発振器(7)401〜403
又は局部発振器(10)501〜503、及び周波数変換部
404の動作によって分配された各信号を全帯域幅を帯
域分割数で割った単位帯域幅ずつ段階的にずらすように
周波数変換を行って、同一特性のBPF(1)202で帯
域通過させる事で、帯域通過後の信号を同一の周波数帯
の信号にするので、第2のIF用の局部発振器(局部発
振器(3)206)を各系列で共通化することができ、ハ
ード規模を削減できる効果がある。
【0053】また、BPF(1)202の種類を1種類に
絞った事により、BPFの特性ばらつきが減り、直交性
に敏感なOFDM波の受信に優位に働く構成となる。
【0054】また、本発明の実施の形態に係る第3のF
DM受信機によれば、局部発振器(10)501〜局部発振
器(13)504及び周波数変換部404の動作によって、
第1のIF周波数帯への変換及び帯域分割の為の周波数
変換を行い、BPF(1)202で帯域制限した後、その
まま第2のIF周波数帯信号に下げることなくOFDM
復調部106に入力し、A/D変換器301でアンダー
サンプリング技術を利用する事で、帯域通過フィルタ
(BPF(1)202)の開発が1種類で済むだけでな
く、OFDM信号を受信して復調する受信機における無
線部の回路規模を大幅に軽減でき、小型化、コスト削減
を図ることができる効果がある。
【0055】
【発明の効果】本発明によれば、受信したRF信号を帯
域分割数に同相分配し、受信したRF信号の全帯域幅を
帯域分割数で割った帯域幅を単位帯域幅とし、単位帯域
幅の整数倍だけ段階的にずらすように分配された各信号
に対して周波数変換し、周波数変換された各信号を同一
特性のフィルタリングで帯域通過させて帯域分割を行
い、帯域通過された信号をOFDM復調する帯域分割復
調方法としているので、帯域分割による並列処理のため
の帯域通過フィルタの特性を同一にすることで、帯域通
過フィルタの開発費を軽減して経済的な構成で実現でき
る効果がある。
【0056】本発明によれば、分配部がRF信号を受信
して帯域分割数に同相分配し、周波数変換部が受信した
RF信号の全帯域幅を帯域分割数で割った帯域幅を単位
帯域幅とし、単位帯域幅の整数倍だけ段階的にずらすよ
うに分配された各信号に対して周波数変換し、バンドパ
スフィルタ部が周波数変換された各信号を同一特性で帯
域通過させ、OFDM復調部が帯域通過された信号をO
FDM復調し、合成部がOFDM復調部からの出力を合
成して復調データを出力するOFDM受信機としている
ので、帯域分割による並列処理を実現するための帯域通
過フィルタの特性を同一にすることで、帯域通過フィル
タの開発費を軽減して経済的な構成を実現できる効果が
ある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るOFDM受信機の第1の構成例を
示す構成ブロック図である。
【図2】本発明のOFDM受信機のOFDM復調部の内
部構成例を示すブロック図である。
【図3】本発明のOFDM受信機における各部からの出
力信号の周波数スペクトルを示す説明図である。
【図4】本発明に係るOFDM受信機の第2の構成例を
示す構成ブロック図である。
【図5】発明に係るOFDM受信機の第3の構成例を示
す構成ブロック図である。
【図6】一般的なOFDM受信機の理論的構成例を示す
ブロック図である。
【図7】従来のOFDM受信機の実現レベルでの構成例
を示すブロック図である。
【図8】従来のOFDM受信機における各部からの出力
信号の周波数スペクトルを示す説明図である。
【符号の説明】
100…アンテナ、 101,104,…局部発振器、
103…AGC部、105…周波数変換部、 10
6,106′…OFDM復調部、 107…P/S変換
器、 201…同相分配器、 202…BPF(1)、
203…BPF(2)、 204…BPF(3)、 205…
BPF(4)、 206…局部発振器(3)、207…局部発
振器(4)、 208…局部発振器(5)、 209…局部発
振器(6)、 210…P/S部、 301…A/D変換
器、 302…デジタル直交復調器、 303,304
…S/P部、 305,306…DFT部、 307…
復号回路、 401…局部発振器(7)、 402…局部
発振器(8)、 403…局部発振器(9)、 404…周波
数変換部、 501…局部発振器(10)、 502…局部
発振器(11)、 503…局部発振器(12)、 504…局
部発振器(13)

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 受信したRF信号の伝送帯域を複数に帯
    域分割し、前記帯域分割された信号毎にOFDM復調
    し、前記復調結果を合成する帯域分割復調方法におい
    て、 受信したRF信号を前記帯域分割数に同相分配し、前記
    受信したRF信号の全帯域幅を前記帯域分割数で割った
    帯域幅を単位帯域幅とし、前記単位帯域幅の整数倍だけ
    段階的にずらすように前記分配された各信号に対して周
    波数変換し、前記周波数変換された各信号を同一特性の
    フィルタリングで帯域通過させて帯域分割を行い、前記
    帯域通過された信号をOFDM復調することを特徴とす
    る帯域分割復調方法。
  2. 【請求項2】 受信したRF信号の伝送帯域を複数に帯
    域分割し、前記帯域分割された信号毎にOFDM復調
    し、前記復調結果を合成するOFDM受信機において、 RF信号を受信し、前記帯域分割数に同相分配する分配
    部と、 前記受信したRF信号の全帯域幅を前記帯域分割数で割
    った帯域幅を単位帯域幅とし、前記単位帯域幅の整数倍
    だけ段階的にずらすように前記分配された各信号に対し
    て周波数変換を行う周波数変換部と、 前記周波数変換された各信号を同一特性で帯域通過させ
    るバンドパスフィルタ部と、 前記帯域通過された信号をOFDM復調するOFDM復
    調部と、 前記OFDM復調部からの出力を合成して復調データを
    出力する合成部とを有することを特徴とするOFDM受
    信機。
  3. 【請求項3】 前記バンドパスフィルタ部が、前記周波
    数変換された各信号が共通に有している周波数帯域を通
    過させる同一特性のバンドパスフィルタ部であることを
    特徴とする請求項2記載のOFDM受信機。
  4. 【請求項4】 受信したRF信号の伝送帯域を複数に帯
    域分割し、前記帯域分割された信号毎にOFDM復調
    し、前記復調結果を合成するOFDM受信機において、 RF信号を受信し、第1のIF周波数帯に変換する第1
    の周波数変換部と、 前記第1の周波数変換部からの出力信号をある一定の出
    力レベルに調整し出力するAGC部と、 前記AGC部からの出力を前記帯域分割数に同相分配す
    る同相分配器と、 前記同相分配器からの各出力に対して、前記受信したR
    F信号の全帯域幅を前記帯域分割数で割った帯域幅を単
    位帯域幅とし、前記単位帯域幅の整数倍だけ段階的にず
    らすように周波数変換を行う第2の周波数変換部と、 前記周波数変換された各信号を同一特性で帯域通過させ
    るバンドパスフィルタ部と、 前記各帯域通過信号を第2のlF周波数帯に周波数変換
    する第3の周波数変換部と、 前記各第3の周波数変換部からの出力をOFDM復調す
    るOFDM復調部と、前記各OFDM復調部からの出力
    を並列−直列変換して合成するP/S部とを有すること
    を特徴とするOFDM受信機。
  5. 【請求項5】 受信したRF信号の伝送帯域を複数に帯
    域分割し、前記帯域分割された信号毎にOFDM復調
    し、前記復調結果を合成するOFDM受信機において、 RF信号を受信し、ある一定の出力レベルに調整し出力
    するAGC部と、 前記AGC部からの出力を前記帯域分割数に同相分配す
    る同相分配器と、 前記同相分配器からの各出力に対して、第1のIF周波
    数帯に周波数変換し、前記受信したRF信号の全帯域幅
    を前記帯域分割数で割った帯域幅を単位帯域幅とし、前
    記単位帯域幅の整数倍だけ段階的にずらすように周波数
    変換を行う第4の周波数変換部と、 前記周波数変換された各信号を同一特性で帯域通過させ
    るバンドパスフィルタ部と、 前記各帯域通過信号を第2のIF周波数帯に周波数変換
    する第5の周波数変換部と、 前記各第5の周波数変換部からの出力をOFDM復調す
    るOFDM復調部と、前記各OFDM復調部からの出力
    を並列−直列変換して合成するP/S部とを有すること
    を特徴とするOFDM受信機。
  6. 【請求項6】 受信したRF信号の伝送帯域を複数に帯
    域分割し、前記帯域分割された信号毎にOFDM復調
    し、前記復調結果を合成するOFDM受信機において、 RF信号を受信し、ある一定の出力レベルに調整し出力
    するAGC部と、 前記AGC部からの出力を前記帯域分割数に同相分配す
    る同相分配器と、 前記同相分配器からの各出力に対して、第1のIF周波
    数帯に周波数変換し、前記受信したRF信号の全帯域幅
    を前記帯域分割数で割った帯域幅を単位帯域幅とし、前
    記単位帯域幅の整数倍だけ段階的にずらすように周波数
    変換を行う第4の周波数変換部と、 前記周波数変換された各信号を同一特性で帯域通過させ
    るバンドパスフィルタ部と、 前記バンドパスフィルタ部からの出力を入力し、前記入
    力信号の周波数に合わせて通常のサンプリング周波数よ
    り低い周波数でアンダーサンプリングしてデジタル信号
    に変換してOFDM復調するOFDM復調部と、 前記各OFDM復調部からの出力を並列−直列変換して
    合成するP/S部とを有することを特徴とするOFDM
    受信機。
  7. 【請求項7】 送信信号をOFDM変調して送信する送
    信機と、前記無線送信信号を受信し、OFDM復調する
    受信機を有するマルチキャリア伝送システムであって、 前記受信機が、請求項2乃至請求項6記載のOFDM受
    信機であることを特徴とするマルチキャリア伝送システ
    ム。
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