JP2003069527A - Ｏｆｄｍ送信機およびｏｆｄｍ受信機 - Google Patents
Ｏｆｄｍ送信機およびｏｆｄｍ受信機Info
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- JP2003069527A JP2003069527A JP2001255106A JP2001255106A JP2003069527A JP 2003069527 A JP2003069527 A JP 2003069527A JP 2001255106 A JP2001255106 A JP 2001255106A JP 2001255106 A JP2001255106 A JP 2001255106A JP 2003069527 A JP2003069527 A JP 2003069527A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 線形性に優れていない部品を採用しても、性
能的に十分な線形性を確保することができるOFDM送信機
およびOFDM受信機を提供すること。 【解決手段】 本発明に係るOFDM送信機は、シリアル／
パラレル変換部１と、逆高速フーリエ変換部（IFFT）２
と、ガード・インターバル付加部３と、非線形補正部４
と、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）５と、Ｄ／Ａコンバー
タ（ＤＡＣ）６と、直交変調部７と、局部発振器８と、
中間周波増幅器（ＩＦ）９と、高周波増幅器（ＲＦ）１
０とを備えている。非線形補正部４は、OFDM送信機内の
各部で発生される非線形歪みを原因とする入出力信号の
非線形特性が線形特性に近づくように、IFFT２での処理
前に補正関数を用いて補正するため、線形性に優れてい
ない部品を利用しても、OFDM送信機全体として線形動作
が可能になる。
能的に十分な線形性を確保することができるOFDM送信機
およびOFDM受信機を提供すること。 【解決手段】 本発明に係るOFDM送信機は、シリアル／
パラレル変換部１と、逆高速フーリエ変換部（IFFT）２
と、ガード・インターバル付加部３と、非線形補正部４
と、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）５と、Ｄ／Ａコンバー
タ（ＤＡＣ）６と、直交変調部７と、局部発振器８と、
中間周波増幅器（ＩＦ）９と、高周波増幅器（ＲＦ）１
０とを備えている。非線形補正部４は、OFDM送信機内の
各部で発生される非線形歪みを原因とする入出力信号の
非線形特性が線形特性に近づくように、IFFT２での処理
前に補正関数を用いて補正するため、線形性に優れてい
ない部品を利用しても、OFDM送信機全体として線形動作
が可能になる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、OFDM(直交周波数
分割多重：Orthogonal Frequency Division Multiplex)
変調方式で変調されたOFDM信号を送信するOFDM送信機
と、受信されたOFDM信号を変調前の信号に復調するOFDM
受信機と、に関する。
分割多重：Orthogonal Frequency Division Multiplex)
変調方式で変調されたOFDM信号を送信するOFDM送信機
と、受信されたOFDM信号を変調前の信号に復調するOFDM
受信機と、に関する。
【０００２】
【従来の技術】次世代の移動通信方式や無線ＬＡＮ方式
の一つに、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multi
plex)変調方式と呼ばれるものがある。OFDM変調方式
は、送信データを直並列変換して複数のサブキャリア信
号にそれぞれ重畳した後、逆フーリエ変換して得られる
OFDM信号を送信するものである。
の一つに、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multi
plex)変調方式と呼ばれるものがある。OFDM変調方式
は、送信データを直並列変換して複数のサブキャリア信
号にそれぞれ重畳した後、逆フーリエ変換して得られる
OFDM信号を送信するものである。
【０００３】OFDM変調方式では、複数の搬送波（サブキ
ャリア信号）を利用してデータを伝送するため、従来の
周波数分割多重（ＦＤＭ：Frequency Division Multipl
ex）変調方式に比べて周波数利用効率が高くなり、マル
チパス干渉にも強いという利点がある。
ャリア信号）を利用してデータを伝送するため、従来の
周波数分割多重（ＦＤＭ：Frequency Division Multipl
ex）変調方式に比べて周波数利用効率が高くなり、マル
チパス干渉にも強いという利点がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、OFDM変
調方式では、送信データを複数のサブキャリア信号に重
畳するため、信号の最大振幅が平均的な振幅に比べて大
きくなり、また、各サブキャリア信号に変調する際、振
幅方向に情報を持たせるＱＡＭ方式を用いるため、電波
を送受信するＲＦアナログ回路の入出力特性に線形性が
要求される。
調方式では、送信データを複数のサブキャリア信号に重
畳するため、信号の最大振幅が平均的な振幅に比べて大
きくなり、また、各サブキャリア信号に変調する際、振
幅方向に情報を持たせるＱＡＭ方式を用いるため、電波
を送受信するＲＦアナログ回路の入出力特性に線形性が
要求される。
【０００５】その理由は、ＲＦアナログ回路内のパワー
アンプなどが非線形動作すると、信号波形に歪みが生
じ、送信信号に不要な高調波が重畳されるためである。
すなわち、ＲＦアナログ回路が非線形動作すると、個々
のサブキャリア信号から発生される高調波が、他のサブ
キャリア信号の波形を劣化させるおそれがある。
アンプなどが非線形動作すると、信号波形に歪みが生
じ、送信信号に不要な高調波が重畳されるためである。
すなわち、ＲＦアナログ回路が非線形動作すると、個々
のサブキャリア信号から発生される高調波が、他のサブ
キャリア信号の波形を劣化させるおそれがある。
【０００６】このような問題を避けるためには、ＲＦア
ナログ回路を構成する各部品に線形性に優れたものを採
用すればよいが、システムのコストアップになる。ま
た、デジタル的な信号処理を行うためには、送受信機の
内部に、多ビットのＤ／ＡコンバータやＡ／Ｄコンバー
タが設けなければならないが、線形性のよいＤ／Ａコン
バータやＡ／Ｄコンバータを実現するのは技術的に困難
である。
ナログ回路を構成する各部品に線形性に優れたものを採
用すればよいが、システムのコストアップになる。ま
た、デジタル的な信号処理を行うためには、送受信機の
内部に、多ビットのＤ／ＡコンバータやＡ／Ｄコンバー
タが設けなければならないが、線形性のよいＤ／Ａコン
バータやＡ／Ｄコンバータを実現するのは技術的に困難
である。
【０００７】本発明は、このような点に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、線形性に優れていない部品を
採用しても、性能的に十分な線形性を確保することがで
きるOFDM送信機およびOFDM受信機を提供することにあ
る。
ものであり、その目的は、線形性に優れていない部品を
採用しても、性能的に十分な線形性を確保することがで
きるOFDM送信機およびOFDM受信機を提供することにあ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明は、OFDM（Orthogonal Frequency Divis
ion Multiplex）変調方式で変調されたOFDM信号を送信
するOFDM送信機において、デジタル送信データを直並列
変換して複数のサブキャリア信号に重畳した後、逆フー
リエ変換してOFDM信号を生成するIFFT手段と、前記OFDM
信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換手段と、前記
アナログ信号に基づいてＲＦ信号を生成するＲＦ手段
と、前記Ｄ／Ａ変換手段でアナログ信号に変換する前
に、前記OFDM送信機内の各部における入出力信号の非線
形特性が線形特性に近づくように補正処理を行う非線形
補正手段と、を備える。
ために、本発明は、OFDM（Orthogonal Frequency Divis
ion Multiplex）変調方式で変調されたOFDM信号を送信
するOFDM送信機において、デジタル送信データを直並列
変換して複数のサブキャリア信号に重畳した後、逆フー
リエ変換してOFDM信号を生成するIFFT手段と、前記OFDM
信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換手段と、前記
アナログ信号に基づいてＲＦ信号を生成するＲＦ手段
と、前記Ｄ／Ａ変換手段でアナログ信号に変換する前
に、前記OFDM送信機内の各部における入出力信号の非線
形特性が線形特性に近づくように補正処理を行う非線形
補正手段と、を備える。
【０００９】また、本発明は、OFDM変調方式で変調され
た信号を受信して復調処理を行うOFDM受信機において、
受信信号を増幅するＲＦ手段と、前記ＲＦ手段で増幅さ
れた受信信号をデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換手
段と、前記デジタルデータをフーリエ変換して元のデジ
タル送信データを復元するＦＦＴ手段と、前記Ａ／Ｄ変
換手段でデジタル信号に変換した後に、前記OFDM受信機
内の各部における入出力信号の非線形特性が線形特性に
近づくように補正処理を行う非線形補正手段と、を備え
る。
た信号を受信して復調処理を行うOFDM受信機において、
受信信号を増幅するＲＦ手段と、前記ＲＦ手段で増幅さ
れた受信信号をデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換手
段と、前記デジタルデータをフーリエ変換して元のデジ
タル送信データを復元するＦＦＴ手段と、前記Ａ／Ｄ変
換手段でデジタル信号に変換した後に、前記OFDM受信機
内の各部における入出力信号の非線形特性が線形特性に
近づくように補正処理を行う非線形補正手段と、を備え
る。
【００１０】本発明では、OFDM送信機内の各部における
入出力信号の非線形特性をデジタル信号の状態で補正で
きるため、線形性に優れた高価な部品を使用しなくて
も、線形性に優れたOFDM送信機を実現できる。
入出力信号の非線形特性をデジタル信号の状態で補正で
きるため、線形性に優れた高価な部品を使用しなくて
も、線形性に優れたOFDM送信機を実現できる。
【００１１】本発明では、OFDM受信機内の各部における
入出力信号の非線形特性をデジタル信号の状態で補正で
きるため、線形性に優れた高価な部品を使用しなくて
も、線形性に優れたOFDM受信機を実現できる。
入出力信号の非線形特性をデジタル信号の状態で補正で
きるため、線形性に優れた高価な部品を使用しなくて
も、線形性に優れたOFDM受信機を実現できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るOFDM送信機お
よびOFDM受信機について、図面を参照しながら具体的に
説明する。
よびOFDM受信機について、図面を参照しながら具体的に
説明する。
【００１３】（第１の実施形態）図１は本発明に係るOF
DM送信機の第１の実施形態のブロック図である。図１の
OFDM送信機は、シリアル／パラレル変換部１と、逆高速
フーリエ変換部（IFFT）２と、ガード・インターバル付
加部３と、非線形補正部４と、ローパスフィルタ（ＬＰ
Ｆ）５と、Ｄ／Ａコンバータ（ＤＡＣ）６と、直交変調
部７と、局部発振器８と、中間周波増幅器（ＩＦ）９
と、高周波増幅器（ＲＦ）１０と、アンテナ１１と、を
備えている。
DM送信機の第１の実施形態のブロック図である。図１の
OFDM送信機は、シリアル／パラレル変換部１と、逆高速
フーリエ変換部（IFFT）２と、ガード・インターバル付
加部３と、非線形補正部４と、ローパスフィルタ（ＬＰ
Ｆ）５と、Ｄ／Ａコンバータ（ＤＡＣ）６と、直交変調
部７と、局部発振器８と、中間周波増幅器（ＩＦ）９
と、高周波増幅器（ＲＦ）１０と、アンテナ１１と、を
備えている。
【００１４】シリアル／パラレル変換部１は、畳み込み
符号化を終えた送信データ（Ｉ信号とＱ信号）を直並列
変換し、サブキャリア数に応じて均等に分割する。IFFT
２は、分割された各送信データ列に対してベースバンド
変調（例えば、QPSK変調）を施した後、逆フーリエ変換
して、時間軸信号に変換する。
符号化を終えた送信データ（Ｉ信号とＱ信号）を直並列
変換し、サブキャリア数に応じて均等に分割する。IFFT
２は、分割された各送信データ列に対してベースバンド
変調（例えば、QPSK変調）を施した後、逆フーリエ変換
して、時間軸信号に変換する。
【００１５】ガード・インターバル付加部３は、変換後
の時間軸信号に、干渉の影響を除去するためのガード・
インターバル信号を付加したベースバンド信号を生成す
る。
の時間軸信号に、干渉の影響を除去するためのガード・
インターバル信号を付加したベースバンド信号を生成す
る。
【００１６】非線形補正部４は、OFDM送信機内の各部で
発生される非線形歪みを補正する。具体的には、送信デ
ータを構成するＩ信号とＱ信号のベクトル長ｘに基づい
て、AM/AM歪みとAM/PM歪みの逆関数を求める。ここで、
AM/AM歪みとは振幅方向の歪みであり、AM/PM歪みとは位
相方向の歪みである。
発生される非線形歪みを補正する。具体的には、送信デ
ータを構成するＩ信号とＱ信号のベクトル長ｘに基づい
て、AM/AM歪みとAM/PM歪みの逆関数を求める。ここで、
AM/AM歪みとは振幅方向の歪みであり、AM/PM歪みとは位
相方向の歪みである。
【００１７】非線形補正部４で補正された信号は、ＬＰ
Ｆ５でノイズが除去された後、ＤＡＣ６でアナログ信号
に変換されて直交変調部７に入力される。
Ｆ５でノイズが除去された後、ＤＡＣ６でアナログ信号
に変換されて直交変調部７に入力される。
【００１８】直交変調部７は、ガード・インターバル信
号が付加されたベースバンド信号に対して、局部発振器
８から供給されるキャリア信号を用いて直交変調を施
す。直交変調されたOFDM信号は、ＩＦ９とＲＦ１０を経
て、所望の伝送周波数帯域に周波数変換される。
号が付加されたベースバンド信号に対して、局部発振器
８から供給されるキャリア信号を用いて直交変調を施
す。直交変調されたOFDM信号は、ＩＦ９とＲＦ１０を経
て、所望の伝送周波数帯域に周波数変換される。
【００１９】図２はOFDM送信機内の各部（ＤＡＣ６やＩ
Ｆ９など）の入出力特性を示す図であり、図中の実線Ａ
はOFDM送信機内の各部（ＤＡＣ６やＩＦ９など）の非線
形特性を示す曲線、実線Ｂは実線Ａとは逆特性の補正関
数の特性曲線、実線Ｃは補正後の特性曲線である。図示
のように、実線Ａの特性を持つ信号に対して、実線Ｂの
特性の関数で補正することにより、実線Ｃのような線形
な特性が得られる。
Ｆ９など）の入出力特性を示す図であり、図中の実線Ａ
はOFDM送信機内の各部（ＤＡＣ６やＩＦ９など）の非線
形特性を示す曲線、実線Ｂは実線Ａとは逆特性の補正関
数の特性曲線、実線Ｃは補正後の特性曲線である。図示
のように、実線Ａの特性を持つ信号に対して、実線Ｂの
特性の関数で補正することにより、実線Ｃのような線形
な特性が得られる。
【００２０】図３はAM/PM歪みの特性曲線を示す図であ
り、横軸は振幅、縦軸は位相回転量を表している。図示
のように、振幅が大きくなるにつれて位相回転量が大き
くなる。図３のようなAM/PM歪みは、Ｉ信号およびＱ信
号に対して（１）式に示すような回転の行列を掛け合わ
せることにより、相殺することができる。
り、横軸は振幅、縦軸は位相回転量を表している。図示
のように、振幅が大きくなるにつれて位相回転量が大き
くなる。図３のようなAM/PM歪みは、Ｉ信号およびＱ信
号に対して（１）式に示すような回転の行列を掛け合わ
せることにより、相殺することができる。
【数１】
非線形補正部４は、ＤＡＣ６で発生される歪みのよう
に、Ｉ／Ｑ信号のそれぞれで独立に発生する歪みに対し
てはＩ／Ｑ信号のそれぞれごとに独立した補正関数を用
いて補正を行う。また、ＩＦ９やＲＦ１０のように、Ｉ
／Ｑ信号の両成分に対して一括して発生する歪みに対し
ては、AM/AM歪みやAM/PM歪みに対する補正関数を（Ｉ，
Ｑ）ベクトルを対象として補正を行う。
に、Ｉ／Ｑ信号のそれぞれで独立に発生する歪みに対し
てはＩ／Ｑ信号のそれぞれごとに独立した補正関数を用
いて補正を行う。また、ＩＦ９やＲＦ１０のように、Ｉ
／Ｑ信号の両成分に対して一括して発生する歪みに対し
ては、AM/AM歪みやAM/PM歪みに対する補正関数を（Ｉ，
Ｑ）ベクトルを対象として補正を行う。
【００２１】図４は非線形補正部４の内部構成を示すブ
ロック図である。図４の非線形補正部４は、（２）式に
示す補正関数の係数ベクトルＡ＝（ａ0，ａ1，ａ2，
…）を予め記憶しておく不揮発性メモリ１２と、このメ
モリから係数ベクトルを読み出して補正関数を生成し、
この補正関数を用いて補正処理を行う補正処理部１３と
を有する。
ロック図である。図４の非線形補正部４は、（２）式に
示す補正関数の係数ベクトルＡ＝（ａ0，ａ1，ａ2，
…）を予め記憶しておく不揮発性メモリ１２と、このメ
モリから係数ベクトルを読み出して補正関数を生成し、
この補正関数を用いて補正処理を行う補正処理部１３と
を有する。
【数２】
不揮発性メモリ１２には、OFDM送信機の製造時や出荷時
などに、OFDM送信機の歪み特性を実際に計測した結果に
基づいて計算した補正関数の係数ベクトルを予め格納し
ておく。非線形補正部４は、OFDM送信機の電源投入時や
リセット時などに、不揮発性メモリ１２からデータを読
み出して補正処理を行う。
などに、OFDM送信機の歪み特性を実際に計測した結果に
基づいて計算した補正関数の係数ベクトルを予め格納し
ておく。非線形補正部４は、OFDM送信機の電源投入時や
リセット時などに、不揮発性メモリ１２からデータを読
み出して補正処理を行う。
【００２２】なお、非線形補正部４の内部構成は、図４
に示したものに限定されない。例えば、図５は非線形補
正部４の第１の変形例の内部構成を示すブロック図であ
り、不揮発性メモリ１２に記憶される内容が図４と異な
っている。図５の不揮発性メモリ１２は、関数自体すな
わち（１）式の演算結果を記憶する。非線形補正部４
は、Ｉ信号およびＱ信号を補正したＩ'信号およびＱ'信
号を不揮発性メモリ１２から読み出す。
に示したものに限定されない。例えば、図５は非線形補
正部４の第１の変形例の内部構成を示すブロック図であ
り、不揮発性メモリ１２に記憶される内容が図４と異な
っている。図５の不揮発性メモリ１２は、関数自体すな
わち（１）式の演算結果を記憶する。非線形補正部４
は、Ｉ信号およびＱ信号を補正したＩ'信号およびＱ'信
号を不揮発性メモリ１２から読み出す。
【００２３】図５の場合、非線形補正部４で関数演算を
行わなくて済むため、補正処理を高速に行うことができ
る。
行わなくて済むため、補正処理を高速に行うことができ
る。
【００２４】ただし、あらゆるＩ信号およびＱ信号の組
み合わせに対する関数演算結果Ｉ'信号およびＱ'信号を
不揮発性メモリ１２に格納しておくと、不揮発性メモリ
１２のメモリ容量が増えてしまう。
み合わせに対する関数演算結果Ｉ'信号およびＱ'信号を
不揮発性メモリ１２に格納しておくと、不揮発性メモリ
１２のメモリ容量が増えてしまう。
【００２５】そこで、図６に示すように、関数ｆ（ｘ）
を離散的にサンプリングしたデータのみ不揮発性メモリ
１２に格納してもよい。図６の非線形補正部４は、不揮
発性メモリ１２と補正処理部１３の他に、補間処理部１
４を有する。補間処理部１４は、Ｉ信号およびＱ信号を
一定間隔でサンプリングした値ごとに、関数演算結果を
不揮発性メモリ１２に格納しておく。
を離散的にサンプリングしたデータのみ不揮発性メモリ
１２に格納してもよい。図６の非線形補正部４は、不揮
発性メモリ１２と補正処理部１３の他に、補間処理部１
４を有する。補間処理部１４は、Ｉ信号およびＱ信号を
一定間隔でサンプリングした値ごとに、関数演算結果を
不揮発性メモリ１２に格納しておく。
【００２６】このように、第１の実施形態では、OFDM送
信機内の各部で発生される非線形歪みを原因とする入出
力信号の非線形特性が線形特性に近づくように、IFFT２
での処理後に補正関数を用いて補正するようにしたた
め、線形性に優れていない部品を利用しても、OFDM送信
機全体として線形動作が可能になる。したがって、線形
性に優れた高価な部品を使用しなくて済み、また、線形
性が得られるような回路的な工夫を施す必要もなくな
り、部品コストおよび設計コストの削減が図れる。
信機内の各部で発生される非線形歪みを原因とする入出
力信号の非線形特性が線形特性に近づくように、IFFT２
での処理後に補正関数を用いて補正するようにしたた
め、線形性に優れていない部品を利用しても、OFDM送信
機全体として線形動作が可能になる。したがって、線形
性に優れた高価な部品を使用しなくて済み、また、線形
性が得られるような回路的な工夫を施す必要もなくな
り、部品コストおよび設計コストの削減が図れる。
【００２７】また、補正に必要なデータを不揮発性メモ
リ１２に格納しておき、電源投入時等にその不揮発性メ
モリ１２の内容を読み出して補正処理を行うようにすれ
ば、短時間で高精度の補正処理が行える。
リ１２に格納しておき、電源投入時等にその不揮発性メ
モリ１２の内容を読み出して補正処理を行うようにすれ
ば、短時間で高精度の補正処理が行える。
【００２８】なお、図１では、非線形補正部４をガード
インターバル付加部３とＬＰＦ５の間に設けたが、図１
以外の場所（例えば、シリアル／パラレル変換部１の前
段側）に非線形補正部４を設けてもよい。
インターバル付加部３とＬＰＦ５の間に設けたが、図１
以外の場所（例えば、シリアル／パラレル変換部１の前
段側）に非線形補正部４を設けてもよい。
【００２９】（第２の実施形態）第２の実施形態は、サ
ブキャリア信号間の出力ばらつきの補正を行うものであ
る。
ブキャリア信号間の出力ばらつきの補正を行うものであ
る。
【００３０】第２の実施形態のブロック構成は図１と同
じでもよいし、図１とは異なる位置（例えば、シリアル
／パラレル変換部１とIFFT２との間）に非線形補正部４
を配置してもよい。
じでもよいし、図１とは異なる位置（例えば、シリアル
／パラレル変換部１とIFFT２との間）に非線形補正部４
を配置してもよい。
【００３１】非線形補正部４は、例えばIFFT２により各
サブキャリア信号に変調を施す前に、サブキャリア信号
間のばらつきに対して補正を行う。ここで、OFDM信号
は、図７に示すように、±１０ＭＨｚの周波数範囲のベ
ースバンド信号以外に、不要な周波数成分を有する。こ
のような不要な周波数成分を除去するために、ＬＰＦ７
やバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）が用いられる。
サブキャリア信号に変調を施す前に、サブキャリア信号
間のばらつきに対して補正を行う。ここで、OFDM信号
は、図７に示すように、±１０ＭＨｚの周波数範囲のベ
ースバンド信号以外に、不要な周波数成分を有する。こ
のような不要な周波数成分を除去するために、ＬＰＦ７
やバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）が用いられる。
【００３２】ところが、ＬＰＦ７やＢＰＦは所望の信号
帯域（±１０ＭＨｚ）に対して平坦でない特性を持つた
め、フィルタリングした後のスペクトラム波形は、図８
に示すように、サブキャリア信号によってピーク値がば
らついてしまう。同様に、ＩＦ９やＲＦ１０も非線形な
特性を持つため、ＩＦ９やＲＦ１０の影響によっても、
ピーク値がばらついてしまう。
帯域（±１０ＭＨｚ）に対して平坦でない特性を持つた
め、フィルタリングした後のスペクトラム波形は、図８
に示すように、サブキャリア信号によってピーク値がば
らついてしまう。同様に、ＩＦ９やＲＦ１０も非線形な
特性を持つため、ＩＦ９やＲＦ１０の影響によっても、
ピーク値がばらついてしまう。
【００３３】そこで、非線形補正部４は、OFDM送信機内
部で発生されるサブキャリア信号間の出力ばらつきに対
して、ばらつきの逆特性を持つ関数を利用して、例えば
IFFT２より前段側で、送信データの位相および振幅を補
正する。
部で発生されるサブキャリア信号間の出力ばらつきに対
して、ばらつきの逆特性を持つ関数を利用して、例えば
IFFT２より前段側で、送信データの位相および振幅を補
正する。
【００３４】このように、第２の実施形態では、サブキ
ャリア信号間の出力ばらつきの原因となるOFDM送信機内
のＬＰＦ７等の非線形特性を、例えばIFFT２での処理前
に補正関数を用いて補正するため、サブキャリア信号間
の出力ばらつきを確実にキャンセルすることができる。
したがって、高価な部品を使ったり、回路構成を工夫し
て、ＬＰＦ７やＢＰＦ等を線形な特性にする必要がなく
なり、部品コストおよび設計コストの削減が図れる。
ャリア信号間の出力ばらつきの原因となるOFDM送信機内
のＬＰＦ７等の非線形特性を、例えばIFFT２での処理前
に補正関数を用いて補正するため、サブキャリア信号間
の出力ばらつきを確実にキャンセルすることができる。
したがって、高価な部品を使ったり、回路構成を工夫し
て、ＬＰＦ７やＢＰＦ等を線形な特性にする必要がなく
なり、部品コストおよび設計コストの削減が図れる。
【００３５】（第３の実施形態）第３の実施形態は、直
交変調する際に発生する角度ずれ（非直交性のずれ）に
対する補正を行うものである。
交変調する際に発生する角度ずれ（非直交性のずれ）に
対する補正を行うものである。
【００３６】第３の実施形態のブロック構成は図１と同
じでもよいし、図１とは異なる位置に非線形補正部４を
配置してもよい。
じでもよいし、図１とは異なる位置に非線形補正部４を
配置してもよい。
【００３７】直交変調部７で直交変調する際、図９に示
すように、Ｉ信号とＱ信号との位相差が９０度からずれ
るおそれがある。この角度ずれは、（Ｉ，Ｑ）ベクトル
に（３）式の行列を掛けて得られるベクトルと等価であ
る。
すように、Ｉ信号とＱ信号との位相差が９０度からずれ
るおそれがある。この角度ずれは、（Ｉ，Ｑ）ベクトル
に（３）式の行列を掛けて得られるベクトルと等価であ
る。
【数３】
この角度ずれを補正する行列は（４）式に示すものであ
る。
る。
【数４】
具体的には、（３）式の角度ずれを補正するには、
（５）式に示すように、（３）式の行列と（４）式の行
列とを掛け合わせればよい。
（５）式に示すように、（３）式の行列と（４）式の行
列とを掛け合わせればよい。
【数５】
そこで、本実施形態の非線形補正部４は、（４）式に示
す行列を用いて行列演算を行うことにより、直交変調す
る際に発生する角度ずれを補正する。これにより、角度
ずれを確実に補正できる。
す行列を用いて行列演算を行うことにより、直交変調す
る際に発生する角度ずれを補正する。これにより、角度
ずれを確実に補正できる。
【００３８】（第４の実施形態）第４の実施形態は、OF
DM受信機内の各部の入出力信号の非線形特性を補正する
ものである。
DM受信機内の各部の入出力信号の非線形特性を補正する
ものである。
【００３９】図１０は本発明に係るOFDM受信機の一実施
形態のブロック図である。図１０のOFDM受信機は、高周
波増幅器（ＲＦ）２１と、中間周波増幅器（ＩＦ）２２
と、直交復調部２３と、局部発振器２４と、Ａ／Ｄコン
バータ（ＡＤＣ）２５と、非線形補正部２６と、ローパ
スフィルタ（ＬＰＦ）２７と、ガード・インターバル除
去部２８と、高速フーリエ変換部（ＦＦＴ）２９と、パ
ラレル／シリアル変換部３０と、を備えている。
形態のブロック図である。図１０のOFDM受信機は、高周
波増幅器（ＲＦ）２１と、中間周波増幅器（ＩＦ）２２
と、直交復調部２３と、局部発振器２４と、Ａ／Ｄコン
バータ（ＡＤＣ）２５と、非線形補正部２６と、ローパ
スフィルタ（ＬＰＦ）２７と、ガード・インターバル除
去部２８と、高速フーリエ変換部（ＦＦＴ）２９と、パ
ラレル／シリアル変換部３０と、を備えている。
【００４０】受信信号は、ＩＦ２２にてＩＦ信号に変換
された後、直交復調部２３にて局部発振器２４からのキ
ャリア信号を用いて直交復調を施し、ベースバンドOFDM
信号として出力される。ベースバンドOFDM信号は、ＡＤ
Ｃ２５にてデジタル信号に変換され、ＬＰＦ２７で不要
な周波数成分が除去される。
された後、直交復調部２３にて局部発振器２４からのキ
ャリア信号を用いて直交復調を施し、ベースバンドOFDM
信号として出力される。ベースバンドOFDM信号は、ＡＤ
Ｃ２５にてデジタル信号に変換され、ＬＰＦ２７で不要
な周波数成分が除去される。
【００４１】ガード・インターバル除去部２８は、OFDM
送信機内のガード・インターバル付加部で付加した信号
を除去する。ＦＦＴ２９は、ガード・インターバル除去
部２８の出力信号を周波数領域の受信データに変換する
とともに、周波数領域においてデマッピングし、各サブ
キャリア信号ごとにパラレルデータを生成する。パラレ
ル／シリアル変換部３０は、ＦＦＴ２９が生成したパラ
レルデータをシリアル変換した受信データを出力する。
送信機内のガード・インターバル付加部で付加した信号
を除去する。ＦＦＴ２９は、ガード・インターバル除去
部２８の出力信号を周波数領域の受信データに変換する
とともに、周波数領域においてデマッピングし、各サブ
キャリア信号ごとにパラレルデータを生成する。パラレ
ル／シリアル変換部３０は、ＦＦＴ２９が生成したパラ
レルデータをシリアル変換した受信データを出力する。
【００４２】非線形補正部２６は、OFDM受信機内の各部
（例えば、ＲＦ２１、ＩＦ２２、直交復調部２３および
ＡＤＣ２５など）で発生される非線形歪みを補正する。
補正する非線形歪みには、AM/AM歪みやAM/PM歪みなどが
含まれる。
（例えば、ＲＦ２１、ＩＦ２２、直交復調部２３および
ＡＤＣ２５など）で発生される非線形歪みを補正する。
補正する非線形歪みには、AM/AM歪みやAM/PM歪みなどが
含まれる。
【００４３】具体的には、ＡＤＣ２５で発生される歪み
のように、Ｉ／Ｑ信号のそれぞれで独立に発生する歪み
に対してはＩ／Ｑ信号のそれぞれごとに独立した補正関
数を用いて補正を行う。また、ＩＦ２２やＲＦ２１のよ
うに、Ｉ／Ｑ信号の両成分に対して一括して発生する歪
みに対しては、AM/AM歪みやAM/PM歪みに対する補正関数
を（Ｉ，Ｑ）ベクトルを対象として補正を行う。
のように、Ｉ／Ｑ信号のそれぞれで独立に発生する歪み
に対してはＩ／Ｑ信号のそれぞれごとに独立した補正関
数を用いて補正を行う。また、ＩＦ２２やＲＦ２１のよ
うに、Ｉ／Ｑ信号の両成分に対して一括して発生する歪
みに対しては、AM/AM歪みやAM/PM歪みに対する補正関数
を（Ｉ，Ｑ）ベクトルを対象として補正を行う。
【００４４】このように、第４の実施形態では、OFDM受
信機内の各部で発生される非線形歪みを原因とする入出
力信号の非線形特性を、IFFTでの処理前に補正関数を用
いて補正するようにしたため、非線形特性を精度よく補
正できる。したがって、線形性に優れた高価な部品を使
用しなくて済み、また、線形性が得られるような回路的
な工夫を施す必要もなくなり、部品コストおよび設計コ
ストの削減が図れる。
信機内の各部で発生される非線形歪みを原因とする入出
力信号の非線形特性を、IFFTでの処理前に補正関数を用
いて補正するようにしたため、非線形特性を精度よく補
正できる。したがって、線形性に優れた高価な部品を使
用しなくて済み、また、線形性が得られるような回路的
な工夫を施す必要もなくなり、部品コストおよび設計コ
ストの削減が図れる。
【００４５】なお、図１０では、非線形補正部２６をＡ
ＤＣ２５とＬＰＦ２７との間に設けたが、図１０以外の
場所（例えば、ＬＰＦ２７の後段側）に非線形補正部２
６を設けてもよい。
ＤＣ２５とＬＰＦ２７との間に設けたが、図１０以外の
場所（例えば、ＬＰＦ２７の後段側）に非線形補正部２
６を設けてもよい。
【００４６】（第５の実施形態）第３の実施形態は、直
交復調する際に発生する角度ずれ（非直交性のずれ）に
対する補正を行うものである。
交復調する際に発生する角度ずれ（非直交性のずれ）に
対する補正を行うものである。
【００４７】第５の実施形態のブロック構成は図１０と
同じである。直交復調部２３で直交復調する際、Ｉ信号
とＱ信号との位相差が９０度からずれるおそれがある。
非線形補正部２６は、この角度ずれを行列演算によって
補正する。行列演算は、（３）式と同様に、角度ずれの
方向とは逆方向にずれる行列を掛け合わせて行う。これ
により、Ｉ信号とＱ信号との位相差を９０度に維持する
ことができる。
同じである。直交復調部２３で直交復調する際、Ｉ信号
とＱ信号との位相差が９０度からずれるおそれがある。
非線形補正部２６は、この角度ずれを行列演算によって
補正する。行列演算は、（３）式と同様に、角度ずれの
方向とは逆方向にずれる行列を掛け合わせて行う。これ
により、Ｉ信号とＱ信号との位相差を９０度に維持する
ことができる。
【００４８】上述した第２〜第５の実施形態において
も、図４〜図６と同様に、補正に必要なデータを不揮発
性メモリ１２等に格納しておき、電源投入時等にその不
揮発性メモリ１２の内容を読み出して補正処理を行って
もよい。
も、図４〜図６と同様に、補正に必要なデータを不揮発
性メモリ１２等に格納しておき、電源投入時等にその不
揮発性メモリ１２の内容を読み出して補正処理を行って
もよい。
【００４９】（他の実施形態）第１〜第５の実施形態に
おいて、元になるＩ／Ｑ信号のデジタルデータの有効桁
数を増やした状態で上述した補正処理を行ってもよい。
おいて、元になるＩ／Ｑ信号のデジタルデータの有効桁
数を増やした状態で上述した補正処理を行ってもよい。
【００５０】例えば、OFDM送信機では、データの桁数は
最終的にはＤＡＣ６での有効桁数に制限されるが、補正
処理を行う時点では、ＤＡＣ６の有効桁数よりも多い桁
数のデータを用いて補正を行っても特に問題はない。そ
こで、ＬＰＦ２７を通過するまでの間、有効桁数を増や
して各処理を行う。
最終的にはＤＡＣ６での有効桁数に制限されるが、補正
処理を行う時点では、ＤＡＣ６の有効桁数よりも多い桁
数のデータを用いて補正を行っても特に問題はない。そ
こで、ＬＰＦ２７を通過するまでの間、有効桁数を増や
して各処理を行う。
【００５１】また、OFDM受信機も、データの桁数は最終
的にはＡＤＣ２５での有効桁数に制限されるが、補正処
理を行う時点では、ＡＤＣ２５の有効桁数よりも多い桁
数で補正を行っても特に問題はない。そこで、ＡＤＣ２
５の後段側では有効桁数を増やして各処理を行う。
的にはＡＤＣ２５での有効桁数に制限されるが、補正処
理を行う時点では、ＡＤＣ２５の有効桁数よりも多い桁
数で補正を行っても特に問題はない。そこで、ＡＤＣ２
５の後段側では有効桁数を増やして各処理を行う。
【００５２】このように、有効桁数を増やして補正処理
を行うようにすれば、細かい単位で補正を行うことがで
き、精度の高い補正処理が可能になる。したがって、線
形性のよくない安価な部品を用いてOFDM送信機やOFDM受
信機を構成しても、線形的な特性が得られるように精度
よく補正することができる。
を行うようにすれば、細かい単位で補正を行うことがで
き、精度の高い補正処理が可能になる。したがって、線
形性のよくない安価な部品を用いてOFDM送信機やOFDM受
信機を構成しても、線形的な特性が得られるように精度
よく補正することができる。
【００５３】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、OFDM送信機またはOFDM受信機内の各部における入
出力信号の非線形特性が線形特性に近づくように補正処
理を行うようにしたため、線形性に優れていない部品を
利用した場合でも、線形性に優れたOFDM送信機またはOF
DM受信機を構成することができる。したがって、線形性
に優れた高価な部品を使用する必要がなくなる。
れば、OFDM送信機またはOFDM受信機内の各部における入
出力信号の非線形特性が線形特性に近づくように補正処
理を行うようにしたため、線形性に優れていない部品を
利用した場合でも、線形性に優れたOFDM送信機またはOF
DM受信機を構成することができる。したがって、線形性
に優れた高価な部品を使用する必要がなくなる。
【図１】本発明に係るOFDM送信機の第１の実施形態のブ
ロック図。
ロック図。
【図２】OFDM送信機内の各部の入出力特性を示す図。
【図３】AM/PM歪みの特性曲線を示す図。
【図４】非線形補正部の内部構成を示すブロック図。
【図５】非線形補正部の第１の変形例の内部構成を示す
ブロック図。
ブロック図。
【図６】関数を離散的にサンプリングしたデータのみ不
揮発性メモリ１２に格納するようにした非線形補正部の
ブロック図。
揮発性メモリ１２に格納するようにした非線形補正部の
ブロック図。
【図７】フィルタリング前のOFDM信号のスペクトラム
図。
図。
【図８】フィルタリング後のOFDM信号のスペクトラム
図。
図。
【図９】Ｉ信号とＱ信号との位相差が９０度からずれる
様子を示す図。
様子を示す図。
【図１０】本発明に係るOFDM受信機の一実施形態のブロ
ック図。
ック図。
１ シリアル／パラレル変換部
２ 逆高速フーリエ変換部（IFFT）
３ ガード・インターバル付加部
４，２６ 非線形補正部
５，２７ ローパスフィルタ（ＬＰＦ）
６ Ｄ／Ａコンバータ（ＤＡＣ）
７ 直交変調部
８，２４ 局部発振器
９，２２ 中間周波増幅器（ＩＦ）
１０，２１ 高周波増幅器（ＲＦ）
２５ Ａ／Ｄコンバータ（ＡＤＣ）
２３ 直交復調部
２８ ガード・インターバル除去部
２９ 高速フーリエ変換部（ＦＦＴ）
３０ パラレル／シリアル変換部
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 5K022 DD01 DD23 DD24 DD33 DD34
5K060 BB07 CC04 CC11 DD04 FF06
HH01 HH06 HH11 HH31 KK06
LL22 LL30
5K061 BB12 CC08 JJ07
Claims (9)
- 【請求項１】OFDM（Orthogonal Frequency Division Mu
ltiplex）変調方式で変調されたOFDM信号を送信するOFD
M送信機において、 デジタル送信データを直並列変換して複数のサブキャリ
ア信号に重畳した後、逆フーリエ変換してOFDM信号を生
成するIFFT手段と、 前記OFDM信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換手段
と、 前記アナログ信号に基づいてＲＦ信号を生成するＲＦ手
段と、 前記Ｄ／Ａ変換手段でアナログ信号に変換する前に、前
記OFDM送信機内の各部における入出力信号の非線形特性
が線形特性に近づくように補正処理を行う非線形補正手
段と、を備えることを特徴とするOFDM送信機。 - 【請求項２】前記非線形補正手段は、前記OFDM信号に含
まれる前記複数のサブキャリア信号それぞれの信号成分
の振幅ずれおよび位相ずれを補正することを特徴とする
請求項１に記載のOFDM送信機。 - 【請求項３】前記OFDM信号に対して所定周波数のキャリ
ア信号を用いて直交変調を施す直交変調手段を備え、 前記Ｄ／Ａ変換手段は、直交変調前のOFDM信号をアナロ
グ信号に変換し、 前記非線形補正手段は、直交変調を施す際に発生するデ
ジタル送信データの角度ずれを補正することを特徴とす
る請求項１または２に記載のOFDM送信機。 - 【請求項４】前記非線形補正手段が補正処理に用いる補
正係数または補正関数のデータを格納する記憶手段を備
え、 前記非線形補正手段は、前記記憶手段に格納されている
データに基づいて補正処理を行うことを特徴とする請求
項１〜３のいずれかに記載のOFDM送信機。 - 【請求項５】前記非線形補正手段は、前記Ｄ／Ａ変換手
段の入力ビット数よりも有効桁数の多いデータに基づい
て補正処理を行うことを特徴とする請求項１〜４のいず
れかに記載のOFDM送信機。 - 【請求項６】OFDM変調方式で変調された信号を受信して
復調処理を行うOFDM受信機において、 受信信号を増幅するＲＦ手段と、 前記ＲＦ手段で増幅された受信信号をデジタルデータに
変換するＡ／Ｄ変換手段と、 前記デジタルデータをフーリエ変換して元のデジタル送
信データを復元するＦＦＴ手段と、 前記Ａ／Ｄ変換手段でデジタル信号に変換した後に、前
記OFDM受信機内の各部における入出力信号の非線形特性
が線形特性に近づくように補正処理を行う非線形補正手
段と、を備えることを特徴とするOFDM受信機。 - 【請求項７】前記デジタルデータに対して所定周波数の
キャリア信号を用いて直交復調を施す直交復調手段を備
え、 前記ＦＦＴ手段は、直交復調後のデジタルデータをフー
リエ変換し、 前記非線形補正手段は、直交復調を施す際に発生したデ
ジタルデータの角度ずれを補正することを特徴とする請
求項６に記載のOFDM受信機。 - 【請求項８】前記非線形補正手段が非線形特性の補正処
理に用いる補正係数または補正関数のデータを格納する
記憶手段を備え、 前記非線形補正手段は、前記記憶手段に格納されている
データに基づいて補正処理を行うことを特徴とする請求
項６または７に記載のOFDM受信機。 - 【請求項９】前記非線形補正手段は、前記Ａ／Ｄ変換手
段の出力ビット数よりも有効桁数の多いデータに基づい
て補正処理を行うことを特徴とする請求項６〜８のいず
れかに記載のOFDM受信機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001255106A JP2003069527A (ja) | 2001-08-24 | 2001-08-24 | Ｏｆｄｍ送信機およびｏｆｄｍ受信機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001255106A JP2003069527A (ja) | 2001-08-24 | 2001-08-24 | Ｏｆｄｍ送信機およびｏｆｄｍ受信機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003069527A true JP2003069527A (ja) | 2003-03-07 |
Family
ID=19083140
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001255106A Pending JP2003069527A (ja) | 2001-08-24 | 2001-08-24 | Ｏｆｄｍ送信機およびｏｆｄｍ受信機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003069527A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005099146A1 (en) * | 2004-04-12 | 2005-10-20 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Transmitter and receiver for fast frequency hopping in an orthogonal frequency division multiplexing system |
| JP2008051816A (ja) * | 2006-08-25 | 2008-03-06 | Tektronix Inc | マグニチュード値決定方法及び装置 |
| WO2008152692A1 (ja) * | 2007-06-12 | 2008-12-18 | Fujitsu Limited | 周波数分割多重伝送装置 |
-
2001
- 2001-08-24 JP JP2001255106A patent/JP2003069527A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005099146A1 (en) * | 2004-04-12 | 2005-10-20 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Transmitter and receiver for fast frequency hopping in an orthogonal frequency division multiplexing system |
| JP2008051816A (ja) * | 2006-08-25 | 2008-03-06 | Tektronix Inc | マグニチュード値決定方法及び装置 |
| WO2008152692A1 (ja) * | 2007-06-12 | 2008-12-18 | Fujitsu Limited | 周波数分割多重伝送装置 |
| JP4868065B2 (ja) * | 2007-06-12 | 2012-02-01 | 富士通株式会社 | 周波数分割多重伝送装置 |
| US8369236B2 (en) | 2007-06-12 | 2013-02-05 | Fujitsu Limited | Frequency division multiplex transmission device |
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|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070810 |
|
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