JP2003152672A - Method and device for demodulating multi-carrier - Google Patents

Method and device for demodulating multi-carrier

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JP2003152672A
JP2003152672A JP2001352639A JP2001352639A JP2003152672A JP 2003152672 A JP2003152672 A JP 2003152672A JP 2001352639 A JP2001352639 A JP 2001352639A JP 2001352639 A JP2001352639 A JP 2001352639A JP 2003152672 A JP2003152672 A JP 2003152672A
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JP
Japan
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matrix
subcarriers
complex
columns
rows
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Application number
JP2001352639A
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Japanese (ja)
Inventor
Tokusho Suzuki
徳祥 鈴木
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Toyota Central R&D Labs Inc
Original Assignee
Toyota Central R&D Labs Inc
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a multi-carrier demodulator in which an error rate is not considerably deteriorated even when a delayed wave having a delay time difference exceeding a guard interval arrives. SOLUTION: In a use symbol extracting part 31, M' points (L<=M'<(NTGI/T) are extracted from the end of a valid symbol from N+(NTGI/T) compound digital signals. In such a case, T+TGI-(M'T/N) is greater than the time difference from the latest delayed wave. In a first matrix operation and linear operation part 321, A general inverse matrix (L rows and M' columns) of a matrix (L<M') of M' rows and L columns, in which (q) rows and (p) columns are exp(2πjkp nq /N), is found from a set kp } of numbers of L subcarriers and a set nq } of sampling number of M' points, and a column vector composed of a complex signal X(kp1 ) of L' subcarriers is provided by calculating the matrix of L' rows and M' columns extracting rows corresponding to the set kp1 } of numbers of L' pilot carriers. A waveform x'(nq ) of L' pilot carriers is generated and a complex signal X(kp2 ) of remaining L-L' subcarriers is found from M' complex numbers x(nq )-x'(nq ).

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はマルチキャリア復調
方法及びマルチキャリア復調装置に関する。本発明は遅
延波の影響の大きい場所でのOFDM受信に特に有効で
ある。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a multicarrier demodulation method and a multicarrier demodulation device. The present invention is particularly effective for OFDM reception in a place where the influence of delayed waves is large.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えばOFDM変調方式において、遅延
波の重畳による直交性の崩れを防止する為、有効シンボ
ルの前に、ガードインターバルとよばれる波形を付加し
ている。このガードインターバルは、例えば有効シンボ
ルの末尾1/4を付加し、1シンボルを5/4倍とし
て、ガードインターバル長以下の遅延波に対しては復調
時に影響を受けないようにするものである。この際、有
効シンボル長の「ウインドウ」をかけることより、有効
シンボル長分の波形が復調に用いられる。
2. Description of the Related Art For example, in an OFDM modulation system, a waveform called a guard interval is added before an effective symbol in order to prevent collapse of orthogonality due to superposition of delayed waves. For this guard interval, for example, the trailing quarter of the effective symbol is added, and one symbol is multiplied by 5/4 so that delayed waves having a guard interval length or less are not affected during demodulation. At this time, by multiplying the "window" of the effective symbol length, the waveform for the effective symbol length is used for demodulation.

【0003】さて近年、広帯域なファイバートゥーザホ
ームに匹敵する広帯域な移動体通信システムの開発のた
めに、マルチメディア移動アクセス推進協議会が設立さ
れた。この協議会が提唱するMMAC(Multimedia Mob
ile Access Communication System)においては、5GHz
帯移動アクセスとして、52本のサブキャリア(うち4本
はパイロットキャリア)となるキャリア配置を提案して
いる。これを図4に示す。
In recent years, the Multimedia Mobile Access Promotion Council was established to develop a broadband mobile communication system comparable to a broadband fiber to the home. MMAC (Multimedia Mob) advocated by this council
ile access communication system)
For band mobile access, we propose a carrier arrangement with 52 subcarriers (of which 4 are pilot carriers). This is shown in FIG.

【0004】図4は、MMACで採用されているサブキ
ャリアとその中のパイロットキャリアの位置を示す図で
ある。キャリア番号kは−31≦k≦32の整数であ
り、k=0のサブキャリアはいわゆるDCキャリアであ
る。また、MMACではk=−21、−7、7、21を
パイロットキャリア(図4で太線の矢印、PC1〜PC4
とし、 受信側で振幅及び位相情報を逐次監視するよう
にしている。k=−31〜−27、0、27〜32の1
2本のキャリアはヌルキャリアであり、ガードバンドを
形成するヌルキャリアNGB1、NGB2及びDCヌルキャリ
アNDCである。これらは図4で破線の矢印で示した。残
りの実線の48本の矢印は、パイロットキャリアでな
い、実際にデータ送信のために用いられるサブキャリア
である。
FIG. 4 is a diagram showing the positions of subcarriers adopted in MMAC and pilot carriers in them. The carrier number k is an integer of −31 ≦ k ≦ 32, and the subcarrier with k = 0 is a so-called DC carrier. In MMAC, k = -21, -7, 7, 21 are pilot carriers (thick arrows in FIG. 4, P C1 to P C4 ).
Then, the receiving side sequentially monitors the amplitude and phase information. k = −31 to −27, 0, 1 of 27 to 32
The two carriers are null carriers, which are a null carrier N GB1 , N GB2 and a DC null carrier N DC which form a guard band. These are indicated by dashed arrows in FIG. The remaining 48 solid-line arrows are subcarriers that are not pilot carriers and are actually used for data transmission.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】さて、マルチパスの影
響によりガードインターバルを越える遅延時間差を持つ
遅延波が到来すると、誤り率が大きく劣化するという問
題がある。このような場合、ガードインターバル長を大
きくとる必要が有るが、これは通信の冗長さを増すこと
となり、通信効率を落とす結果となる。
When a delayed wave having a delay time difference exceeding the guard interval arrives due to the influence of multipath, the error rate is greatly deteriorated. In such a case, it is necessary to increase the guard interval length, but this increases communication redundancy and results in deterioration of communication efficiency.

【0006】ところでOFDMにおいては、上記図4の
ような、N本のキャリアの帯域を使用する場合でもヌル
キャリアを有するものが多用されている。更にパイロッ
トキャリアは容易に位相情報を得やすいので、ここのみ
先に分離復調することで、残余の実際のデータ送信のた
めのサブキャリアの分離復調がより確実に実行できるこ
とに本願発明者は想到した。
[0006] By the way, in OFDM, a carrier having a null carrier is often used even when a band of N carriers as shown in Fig. 4 is used. Further, since the pilot carrier can easily obtain the phase information, the inventor of the present application has conceived that the separation and demodulation of the subcarriers for the remaining actual data transmission can be executed more reliably by separating and demodulating only the pilot carrier first. .

【0007】そこで本発明は、ヌルキャリアを有し、パ
イロットキャリアを有するマルチキャリア通信におい
て、より短いシンボル長から有効キャリアを全て復調で
きることに着目し、遅延波による波形歪みの生じている
信号部分を用いずに、有効キャリアを分離復調すること
で、ガードインターバルを越える遅延時間差を持つ遅延
波が到来するマルチバスの影響下でも誤り率が大きく劣
化しない復調方法及び復調装置を提供することを目的と
する。
Therefore, the present invention focuses on the fact that all the effective carriers can be demodulated from a shorter symbol length in a multicarrier communication having a null carrier and a pilot carrier. An object of the present invention is to provide a demodulation method and a demodulation device in which an error rate is not significantly deteriorated even under the influence of a multibus in which a delayed wave having a delay time difference exceeding a guard interval arrives by separating and demodulating an effective carrier without using it. To do.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決する
為、請求項1に記載の手段によれば、有効シンボル長が
T、N本のサブキャリアの隣り合う周波数間隔が1/T
で、N−L本(L≦N)のサブキャリアがヌルキャリア
であり、L本のサブキャリアのうちパイロットキャリア
がL'本(L'<L)であるマルチキャリア変調信号を受
信し、各サブキャリアに分離復調するマルチキャリア復
調方法において、遅延波の遅延時間差を推定し、推定さ
れた遅延時間差を基に、遅延波による波形歪みの生じて
いる部分を含まないように有効シンボル長Tから長さT
M/N(L≦M≦N)の使用シンボルとなる部分を決定
し、サンプリング間隔T/Nで直交復調された複素ディ
ジタル信号から、使用シンボル部分M点を用いて、L'
本のパイロットキャリアを分離復調し、当該分離復調さ
れたL'本のパイロットキャリアを用いて復調前の使用
シンボルとなる部分からL'本のパイロットキャリアの
成分を削除し、L'本のパイロットキャリアの成分を削
除した復調前の使用シンボルとなる部分から残りのL−
L'本のサブキャリアを分離復調することを特徴とす
る。ここで分離復調手段としては、下記の複素行列演算
によるものであっても良く、また、本願発明者の別の出
願である特願2001−298078によっても良い。
また、L=Nの場合は、ヌルキャリアの無い、全サブキ
ャリアを使用した通信であることはもちろんである。こ
れらは請求項2の手段でも同様である。
In order to solve the above-mentioned problems, according to the means of claim 1, the effective symbol length is T and the adjacent frequency interval of N subcarriers is 1 / T.
, N−L (L ≦ N) subcarriers are null carriers, and pilot carriers of L subcarriers are L ′ (L ′ <L). In a multi-carrier demodulation method that separates and demodulates into subcarriers, the delay time difference of the delay wave is estimated, and based on the estimated delay time difference, the effective symbol length T is adjusted so as not to include the portion where the waveform distortion due to the delay wave is generated. Length T
A part to be used symbols of M / N (L ≦ M ≦ N) is determined, and from the complex digital signal orthogonally demodulated at the sampling interval T / N, using the used symbol part M points, L ′
And demodulating the pilot pilot carriers of the present number, deleting the components of the L'number of pilot carriers from the part to be used symbols before demodulation using the L'number of pilot carriers that have been separated and demodulated, and From the part which becomes the used symbol before demodulation in which the component of
It is characterized in that L ′ subcarriers are separated and demodulated. Here, the separating and demodulating means may be one by the following complex matrix calculation, or may be Japanese Patent Application No. 2001-298078 which is another application of the inventor of the present application.
In addition, when L = N, it goes without saying that the communication uses all subcarriers without a null carrier. The same applies to the means of claim 2.

【0009】また、請求項2に記載の手段によれば、有
効シンボル長がT、有効シンボル長の前に付加されたガ
ードインターバル長がTGI、N本のサブキャリアの隣り
合う周波数間隔が1/Tで、N−L本(L≦N)のサブ
キャリアがヌルキャリアであり、L本のサブキャリアの
うちパイロットキャリアがL'本(L'<L)であるマル
チキャリア変調信号を受信し、各サブキャリアに分離復
調するマルチキャリア復調方法において、遅延波の遅延
時間差を推定し、推定された遅延時間差を基に、遅延波
による波形歪みの生じている部分を含まないように有効
シンボル長とガードインターバル長の和T+TGIから長
さTM'/N(L≦M'≦N+(NTGI/T))の使用シン
ボル部分を決定したのち、サンプリング間隔T/Nで直
交復調された複素ディジタル信号から、使用シンボル部
分M'点を用いて、L'本のパイロットキャリアを分離復
調し、当該分離復調されたL'本のパイロットキャリア
を用いて復調前の使用シンボル部分M'点についてL'本
のパイロットキャリアの成分を削除し、L'本のパイロ
ットキャリアの成分を削除した復調前の使用シンボル部
分M'点から残りのL−L'本のサブキャリアを分離復調
することを特徴とする。
According to the second aspect of the invention, the effective symbol length is T, the guard interval length added before the effective symbol length is T GI , and the adjacent frequency interval of N subcarriers is 1. / T, a multi-carrier modulated signal in which N−L (L ≦ N) subcarriers are null carriers and L ′ subcarriers (L ′ <L) are pilot carriers among the L subcarriers are received. In a multi-carrier demodulation method that separates and demodulates each subcarrier, the delay time difference of the delay wave is estimated, and based on the estimated delay time difference, the effective symbol length is adjusted so that the portion in which the waveform distortion due to the delay wave is generated is not included. After determining the use symbol portion of the length from the sum T + T GI of the guard interval length TM '/ N (L ≦ M ' ≦ N + (NT GI / T)) and, orthogonally demodulated by the sampling interval T / N complex From the digital signal, L'pieces of pilot carriers are separated and demodulated by using the use symbol portion M'points, and L'is used for the use symbol portion M'points before demodulation using the separated and demodulated L'pieces of pilot carriers. The present invention is characterized in that the remaining LL subcarriers are separated and demodulated from the used symbol portion M'before demodulation in which the components of'the pilot carriers are deleted and the components of the L'carriers are deleted. To do.

【0010】また、請求項3に記載の手段によれば、有
効シンボル長がT、N本のサブキャリアの隣り合う周波
数間隔が1/Tで、N−L本(L≦N)のサブキャリア
がヌルキャリアであり、L本のサブキャリアのうちパイ
ロットキャリアがL'本(L'<L)であるマルチキャリ
ア変調信号を受信し、各サブキャリアに分離復調するマ
ルチキャリア復調装置において、サンプリング間隔T/
Nで直交復調されたN個の複素ディジタル信号を得る直
交復調及びサンプリング部と、遅延波の遅延時間差を推
定する遅延時間差推定部と、当該遅延時間差推定部の遅
延時間差から、遅延波による波形歪みの生じている部分
を含まないようにN個の複素ディジタル信号のうち使用
シンボルとしてM個(L≦M≦N)の複素ディジタル信
号を抽出する使用シンボル抽出部と、当該使用シンボル
抽出部の出力するM個の複素ディジタル信号を用いて
L'本のパイロットキャリアを分離復調するための線形
演算式であるL'行M列の複素行列を計算する第1の行
列演算部と、当該第1の行列演算部の求めたL'行M列
の複素行列とM個の複素ディジタル信号による長さMの
列ベクトルとを乗じてL'本のパイロットキャリアを分
離復調する第1の線形演算部と、当該第1の線形演算部
により分離復調されたL'本のパイロットキャリアとM
個の複素ディジタル信号を用いて、L'本のパイロット
キャリアの影響を削除された、残りL−L'本のサブキ
ャリアの波形から成る新たなM個の複素ディジタル信号
を生成する波形成分除去部と、波形成分除去部の出力す
る新たなM個の複素ディジタル信号を用いて残りL−
L'本のサブキャリアを分離復調するための線形演算式
であるL−L'行M列の複素行列を計算する第2の行列
演算部と、当該第2の行列演算部の求めたL−L'行M
列の複素行列と新たなM個の複素ディジタル信号による
長さMの列ベクトルとを乗じてL−L'本のサブキャリ
アを分離復調する第2の線形演算部とを有することを特
徴とする。
According to the third aspect of the invention, the effective symbol length is T, the frequency interval between N subcarriers adjacent to each other is 1 / T, and NL (L≤N) subcarriers. Is a null carrier and a pilot carrier of L subcarriers has L ′ lines (L ′ <L), and a multicarrier demodulation device that separates and demodulates into each subcarrier is sampled at a sampling interval. T /
A quadrature demodulation and sampling unit for obtaining N complex digital signals quadrature-demodulated by N, a delay time difference estimation unit for estimating a delay time difference of a delay wave, and a waveform distortion due to the delay wave from the delay time difference of the delay time difference estimation unit. Of the complex digital signals of N (L ≦ M ≦ N) out of the N complex digital signals so as not to include the portion where And a first matrix operation unit for calculating a complex matrix of L ′ rows and M columns, which is a linear operation expression for separating and demodulating L ′ pilot carriers using M complex digital signals. A first linear calculation for separating and demodulating L ′ pilot carriers by multiplying the complex matrix of L ′ rows and M columns obtained by the matrix calculation unit and a column vector of length M by M complex digital signals Section, L ′ pilot carriers separated and demodulated by the first linear operation section, and M
Waveform component removing unit for generating new M complex digital signals composed of the waveforms of the remaining LL 'subcarriers in which the influence of the L'pilot carriers has been eliminated using the complex digital signals. And using the new M complex digital signals output from the waveform component removing unit, the remaining L-
A second matrix calculation unit that calculates a complex matrix of L−L ′ rows and M columns, which is a linear calculation formula for separating and demodulating L ′ subcarriers, and L− obtained by the second matrix calculation unit. L'row M
A second linear operation unit for separating and demodulating LL 'subcarriers by multiplying a complex matrix of columns and a new M-column vector of M complex digital signals. .

【0011】また、請求項4に記載の手段によれば、請
求項3に記載のマルチキャリア復調装置において、Mを
固定とし、第1の行列演算部に替えて、L'行M列の複
素行列を記憶した第1の記憶部とし、第2の行列演算部
に替えて、L−L'行M列の複素行列を記憶した第2の
記憶部とし、第1の線形演算部は第1の記憶部が出力す
るL'行M列の複素行列を用い、第2の線形演算部は第
2の記憶部が出力するL−L'行M列の複素行列を用い
ることとしたことを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the multicarrier demodulating apparatus according to the third aspect, M is fixed and a complex matrix of L'rows and M columns is used instead of the first matrix operation unit. A first storage unit that stores a matrix, a second storage unit that stores a complex matrix of L−L ′ rows and M columns in place of the second matrix calculation unit, and the first linear calculation unit is the first storage unit. Is used, and the second linear operation unit uses the complex matrix of L−L ′ rows and M columns output from the second storage unit. And

【0012】また、請求項5に記載の手段によれば、有
効シンボル長がT、有効シンボル長の前に付加されたガ
ードインターバル長がTGI、N本のサブキャリアの隣り
合う周波数間隔が1/Tで、N−L本(L≦N)のサブ
キャリアがヌルキャリアであり、L本のサブキャリアの
うちパイロットキャリアがL'本(L'<L)であるマル
チキャリア変調信号を受信し、各サブキャリアに分離復
調するマルチキャリア復調装置において、サンプリング
間隔T/Nで直交復調されたN+(NTGI/T)個の複素
ディジタル信号を得る直交復調及びサンプリング部と、
遅延波の遅延時間差を推定する遅延時間差推定部と、当
該遅延時間差推定部の遅延時間差から、遅延波による波
形歪みの生じている部分を含まないようにN+(NTGI
/T)個の複素ディジタル信号のうち使用シンボルとし
てM'個(L≦M'≦N+(NTGI/T))の複素ディジタ
ル信号を抽出する使用シンボル抽出部と、当該使用シン
ボル抽出部の出力するM'個の複素ディジタル信号を用
いてL'本のパイロットキャリアを分離復調するための
線形演算式であるL'行M'列の複素行列を計算する第1
の行列演算部と、当該第1の行列演算部の求めたL'行
M'列の複素行列とM'個の複素ディジタル信号による長
さM'の列ベクトルとを乗じてL'本のパイロットキャリ
アを分離復調する第1の線形演算部と、当該第1の線形
演算部により分離復調されたL'本のパイロットキャリ
アとM'個の複素ディジタル信号を用いて、L'本のパイ
ロットキャリアの影響を削除された、残りL−L'本の
サブキャリアの波形から成る新たなM'個の複素ディジ
タル信号を生成する波形成分除去部と、波形成分除去部
の出力する新たなM'個の複素ディジタル信号を用いて
残りL−L'本のサブキャリアを分離復調するための線
形演算式であるL−L'行M'列の複素行列を計算する第
2の行列演算部と、当該第2の行列演算部の求めたL−
L'行M'列の複素行列と新たなM'個の複素ディジタル
信号による長さM'の列ベクトルとを乗じてL−L'本の
サブキャリアを分離復調する第2の線形演算部とを有す
ることを特徴とする。
Further, according to the means of claim 5, the effective symbol length is T, the guard interval length added before the effective symbol length is T GI , and the adjacent frequency interval of N subcarriers is 1. / T, a multi-carrier modulated signal in which N−L (L ≦ N) subcarriers are null carriers and L ′ subcarriers (L ′ <L) are pilot carriers among the L subcarriers are received. In a multi-carrier demodulation device that separates and demodulates each subcarrier, a quadrature demodulation and sampling unit that obtains N + (NT GI / T) complex digital signals that have been quadrature demodulated at a sampling interval T / N,
The delay time difference estimator that estimates the delay time difference between the delay waves, and the delay time difference of the delay time difference estimator is such that N + (NT GI
/ T) of the complex digital signals, M '(L≤M'≤N + (NT GI / T)) complex digital signals are extracted as used symbols, and an output of the used symbol extractor. Calculating a complex matrix of L ′ rows and M ′ columns, which is a linear arithmetic expression for separating and demodulating L ′ pilot carriers using M ′ complex digital signals
Matrix calculator, and the L'row M'column complex matrix obtained by the first matrix calculator and the column vector of length M'by M'complex digital signals are multiplied by L'pilots. A first linear operation unit that separates and demodulates the carrier, and L ′ pilot carrier signals that are separated and demodulated by the first linear operation unit and M ′ complex digital signals are used to generate L ′ pilot carrier signals. The waveform component removing unit that generates new M ′ complex digital signals composed of the waveforms of the remaining L−L ′ subcarriers whose influence has been deleted, and the new M ′ number of outputs of the waveform component removing unit. A second matrix operation unit for calculating a complex matrix of L-L 'rows and M'columns, which is a linear operation formula for separating and demodulating the remaining LL' subcarriers using a complex digital signal; L− obtained by the matrix operation unit of 2
A second linear operation unit for separating and demodulating LL 'subcarriers by multiplying a complex matrix of L'row M'columns and a column vector of length M'by new M'complex digital signals; It is characterized by having.

【0013】また、請求項6に記載の手段によれば、請
求項5に記載のマルチキャリア復調装置において、M'
を固定とし、第1の行列演算部に替えて、L'行M'列の
複素行列を記憶した第1の記憶部とし、第2の行列演算
部に替えて、L−L'行M'列の複素行列を記憶した第2
の記憶部とし、第1の線形演算部は第1の記憶部が出力
するL'行M'列の複素行列を用い、第2の線形演算部は
第2の記憶部が出力するL−L'行M'列の複素行列を用
いることとしたことを特徴とする。
Further, according to the means of claim 6, in the multicarrier demodulating device of claim 5, M '
Is fixed, the first matrix operation unit is replaced with a first storage unit that stores a complex matrix of L ′ rows and M ′ columns, and the second matrix operation unit is replaced with LL ′ rows M ′. Second memorized complex matrix of columns
, The first linear operation unit uses a complex matrix of L ′ rows and M ′ columns output from the first storage unit, and the second linear operation unit outputs L−L output from the second storage unit. It is characterized in that a complex matrix of'row M'columns is used.

【0014】[0014]

【作用及び発明の効果】OFDM変調されたN本のサブ
キャリアのうち、L本の有効キャリア(L<N)を復調
するには、後述する一般逆行列が存在すれば良く、少な
くともL点以上のサンプリング点を必要としている。し
かし、必ずしもN点を用いる必要はない。すると、ガー
ドインターバルよりも大きい遅延波が到来した場合は、
その遅延時間による波形の歪みが生じることによる影響
が、例えば有効シンボル中末尾からM点(L≦M<N)
のサンプリング点に及ばなければ当該M点のサンプリン
グ点を用いてL本の有効キャリア(L<N)を復調する
ことが可能と言える。即ち、有効キャリアを分離復調す
る以前に、遅延波による波形歪みの影響を取り除くこと
も可能である。これはノイズの影響も受けるので、あく
までも理想である。こうして、ガードインターバルを越
える遅延波が到来した場合でも、誤り率が大きく劣化し
ない復調方法及び復調装置とすることができる。この
際、パイロットキャリア(L'本)と呼ばれるサブキャ
リアを先にM点のサンプリング点を用いて、位相等の情
報とともに得ることで、残りL−L'本のサブキャリア
の分離復調がより正確になる。即ち、本発明は、M点
(L≦M<N)のサンプリング点から2段階の分離復調
により、初めに等化による信頼性の高いL'本のパイロ
ットキャリアを分離復調し、L'本のパイロットキャリ
アの成分を除去した後、残りL−L'本のサブキャリア
の分離復調において当該L'本のパイロットキャリアの
情報(位相等)を用いるものである(請求項1、2、
3、4、5、6)。また、ガードインターバルよりも小
さい遅延波しか到来しない場合は、有効シンボルのN点
のサンプリング点よりも多くのサンプリング点を用いる
ことで、ノイズの影響を抑えることも可能である(請求
項2、5、6)。これらのうち、パケット伝送における
同一パケット内等、遅延波の到来状況が大きく変化しな
い期間でM点又はM'点を固定する場合は、行列演算に
替えて当該複素行列を予め記憶しておくことで、復調装
置における演算時間(受信から複調までのタイムラグ)
を短縮することができる。また、当該複素行列は、N及
びMの値により一意に決まるため、予め記憶しておき、
Mの値に応じて読みだして用いることを可能である。
In order to demodulate L effective carriers (L <N) of N OFDM-modulated subcarriers, a general inverse matrix to be described later should exist, and at least L points or more. Need sampling points of. However, it is not always necessary to use N points. Then, if a delayed wave larger than the guard interval arrives,
The influence of the waveform distortion caused by the delay time is, for example, M points from the end of the effective symbol (L ≦ M <N).
It can be said that it is possible to demodulate L effective carriers (L <N) by using the M sampling points if the sampling points are not reached. That is, it is possible to remove the influence of the waveform distortion due to the delayed wave before separating and demodulating the effective carrier. This is ideal because it is also affected by noise. Thus, it is possible to provide a demodulation method and a demodulation device in which the error rate does not significantly deteriorate even when a delayed wave that exceeds the guard interval arrives. At this time, by obtaining the subcarriers called pilot carriers (L 'lines) together with the information such as the phase by using M sampling points first, the separation and demodulation of the remaining LL' subcarriers is more accurate. become. That is, according to the present invention, by separating and demodulating in two steps from M points (L ≦ M <N) sampling points, L ′ pilot carriers having high reliability due to equalization are first separated and demodulated, and L ′ pilot carriers are then demodulated. After removing the component of the pilot carrier, the information (phase etc.) of the L ′ pilot carriers is used in the separation and demodulation of the remaining LL ′ subcarriers (claims 1, 2).
3, 4, 5, 6). When only delayed waves smaller than the guard interval arrive, the influence of noise can be suppressed by using more sampling points than N sampling points of the effective symbol (claims 2, 5). , 6). Of these, if the M point or M'point is fixed during a period in which the arrival state of the delayed wave does not change significantly, such as in the same packet in packet transmission, the complex matrix should be stored in advance instead of matrix calculation. Then, the calculation time in the demodulator (time lag from reception to monotone)
Can be shortened. Since the complex matrix is uniquely determined by the values of N and M, it is stored in advance,
It can be read out and used according to the value of M.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】まず、一般逆行列について説明す
る。OFDM系のキャリアにおいては、第n点(nは0
からN−1までの整数)での波形x(n)が、次の式
(1)を満たすものを考える。なお、X(k)は第k(k
は0からN−1までの整数)のサブキャリアが有するシ
ンボルである。また、x(n)、X(k)ともに複素数であ
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, a general inverse matrix will be described. In the OFDM system carrier, the nth point (n is 0
Consider that the waveform x (n) with the integers from 1 to N-1 satisfies the following expression (1). Note that X (k) is the k-th (k
Is a symbol included in subcarriers of 0 to N−1). Further, both x (n) and X (k) are complex numbers.

【数1】 [Equation 1]

【0016】数1は、言わばN個の複素数x(n)から成
る列ベクトルが、n+1行k+1列の成分がWN -knであ
るN行N列の行列とN個の複素数X(k)から成る列ベク
トルの積であることを示す。数1の左辺をベクトル、右
辺を行列とベクトルの積と考えて、n+1行k+1列の
成分がWN -knであるN行N列の行列の逆行列、即ちk+
1行n+1列の成分がWN knであるN行N列の行列を数
1の両辺に左から乗ずれば、当該行列とN個の複素数x
(n)から成る列ベクトルの積によりN個の複素数X(k)か
ら成る列ベクトルが得られる。これがOFDMで通常用
いられている変調側のN点逆離散フーリエ変換(IDF
T)と復調側のN点離散フーリエ変換(DFT)の関係
である。
Equation 1 is, so to speak, a column vector consisting of N complex numbers x (n), an N × N matrix whose n + 1 × k + 1 column component is W N -kn , and N complex numbers X (k). It is a product of column vectors consisting of. Considering the left side of Equation 1 as a vector and the right side as a product of a matrix and a vector, an inverse matrix of an N-by-N matrix in which an element at n + 1 row and k + 1 column is W N -kn, that is, k +
If an N-row N-column matrix whose 1-row n + 1-column component is W N kn is multiplied from both sides of Equation 1 from the left, the matrix and N complex numbers x
The product of column vectors of (n) yields a column vector of N complex numbers X (k). This is an N-point inverse discrete Fourier transform (IDF) on the modulation side that is usually used in OFDM.
T) and the N-point discrete Fourier transform (DFT) on the demodulation side.

【0017】今、N個のサブキャリアのうちヌルシンボ
ル(X(k)=0となるもの)がN−L個(L<N)ある
とすると、数1の右辺はN行L列の行列と、X(k)が0
でないL個の複素数X(kp)から成る列ベクトルの積とな
る。そこで更に、波形を示すN個の複素数x(n)のう
ち、M個(L≦M<N、例えばN−MからN−1までの
整数nq)についてのみ着目すると、M個の複素数x(nq)
から成る列ベクトルが、q行p列がWN -kpnqのM行L列
の行列とL個の複素数X(kp)から成る列ベクトルの積で
あることになる。即ち、次のとおりである。
Now, assuming that there are N−L (L <N) null symbols (where X (k) = 0) out of N subcarriers, the right side of Equation 1 is a matrix of N rows and L columns. And X (k) is 0
Is a product of column vectors consisting of L complex numbers X (k p ). Therefore, further focusing on only M (L ≦ M <N, for example, an integer n q from N−M to N−1) out of N complex numbers x (n) showing a waveform, the M number of complex numbers x (n q )
Will be the product of a column vector consisting of L complex numbers X (k p ) and a matrix of M rows and L columns of q N and p columns of W N -kpnq . That is, it is as follows.

【数2】 [Equation 2]

【0018】当該q行p列がWN -kpnqのM行L列の行列
Aの階数(rank)がLであれば(A*A)-1*として得られ
るL行M列の行列(一般逆行列)が存在する。ただしA
*はAの共役転置行列であってL行M列であり、A*Aは
L行L列の行列である。数2の左辺をベクトル、右辺を
行列とベクトルの積と考えて、当該一般逆行列(A*A)
-1*を数2の両辺に左から乗ずれば、当該行列とM個
の複素数x(nq)から成る列ベクトルの積によりL個の複
素数X(kp)から成る列ベクトルが得られる。これが本願
発明で用いる復調側の線形演算である。また、一般逆行
列(A*A)-1*を求めることが本願発明の行列演算であ
る。即ち、本願における行列演算部で(A*A)-1*を求
め、線形演算部でM個の複素数x(nq)から成る列ベクト
ルに(A *A)-1*を左から乗ずる。
The q-th row and the p-th column are WN -kpnqM-by-L matrix of
If the rank of A is L, then (A*A)-1A*Obtained as
There is a matrix of L rows and M columns (general inverse matrix). However, A
*Is a conjugate transposed matrix of A, has L rows and M columns, and A*A is
It is a matrix of L rows and L columns. The left side of Equation 2 is a vector, and the right side is
Considering the product of matrix and vector, the general inverse matrix (A*A)
-1A*Multiplying both sides of Equation 2 from the left, the matrix and M
Complex number x (nq), The product of the column vectors
Prime X (kp) Is obtained. This is the application
It is a linear operation on the demodulation side used in the invention. Also, general retrograde
Row (A*A)-1A*Is the matrix operation of the present invention.
It That is, (A*A)-1A*Seeking
Therefore, M complex numbers x (nqColumn vector consisting of
To Le (A *A)-1A*Take from the left.

【0019】また、当該q行p列がWN -kpnqのM行L列
の行列Aの階数(rank)がLより小さい場合でも、次のよ
うにして画一的にL行M列の行列を求め、当該行列とM
個の複素数x(nq)から成る列ベクトルの積によりL個の
複素数から成る列ベクトルが得られる。M行L列の行列
Aの階数(rank)をr(r≦L)とすると、行列Aは適当
なユニタリ行列U(ただしM行M列)とV(ただしL行
L列)を用いて次のような「対角化」を行うことができ
る(特異値分解定理、又はAutonne-Eckart-Young定
理)。
Even when the rank (rank) of the matrix A of M rows and L columns of W N -kpnq whose q rows and p columns is smaller than L, the matrix of L rows and M columns is uniformly set as follows. And the matrix and M
The product of column vectors of x complex numbers x (n q ) yields a column vector of L complex numbers. Assuming that the rank (rank) of the matrix A having M rows and L columns is r (r ≦ L), the matrix A is calculated by using an appropriate unitary matrix U (where M rows and M columns) and V (where L rows and L columns). It is possible to perform "diagonalization" such as (singular value decomposition theorem or Autonne-Eckart-Young theorem).

【数3】 [Equation 3]

【0020】ここでσ1、σ2、…、σrは正であってM
行L列の行列Aの0でない特異値であり、L行L列の行
列A*Aの0でない固有値はσ1 2、σ2 2、…、σr 2とな
る。そこで、一般逆行列A+を次のように求める。A+
L行M列の行列である。
Where σ 1 , σ 2 , ..., σ r are positive and M
The non-zero singular values of the matrix L of row L columns and the non-zero eigenvalues of the matrix A * A of L rows and L columns are σ 1 2 , σ 2 2 , ..., σ r 2 . Therefore, the general inverse matrix A + is obtained as follows. A + is a matrix of L rows and M columns.

【数4】 [Equation 4]

【0021】このように、数4の一般逆行列A+を用い
れば、M行L列の行列Aの階数(rank)rがLに等しくな
い場合でも、一般逆行列A+とM個の複素数x(nq)から
成る列ベクトルの積によりL個の複素数から成る列ベク
トルが得られる。これは最小2乗法によりL個の複素数
X(kp)の近似解を求めることと考えて良い。また、以上
の説明と全く同様にして、N個を越えるM'個の波形か
らL個の複素数X(kp)を求める場合も、一般逆行列を求
めることができるのは同様である。
As described above, if the general inverse matrix A + of the equation 4 is used, even if the rank (r) r of the matrix A of M rows and L columns is not equal to L, the general inverse matrix A + and M complex numbers are used. The product of column vectors of x (n q ) yields a column vector of L complex numbers. This can be thought of as obtaining an approximate solution of L complex numbers X (k p ) by the method of least squares. Further, in the same manner as the above description, when the L complex numbers X (k p ) are obtained from the M ′ waveforms exceeding N, the general inverse matrix can be obtained.

【0022】〔第1実施例〕図1は本願の具体的な第1
の実施例に係るマルチキャリア復調装置100の構成を
示すブロック図である。マルチキャリア復調装置100
は、直交復調及びサンプリング部10、プリアンブル抽
出部21、同期確立部22、遅延時間差推定部23、サ
ブキャリア位相・振幅推定部24、使用シンボル抽出部
31、第1の行列演算及び線形演算部321、パイロッ
トキャリア波形生成部33、パイロットキャリア波形除
去部34、第2の行列演算及び線形演算部322、伝搬
路特性等化部25、シンボル判定部26から成る。以
下、本実施例ではプリアンブル(パイロットシンボル)
を有し、ガードインターバルを有するOFDM変調波か
らデータを復調する復調装置を示す。キャリア数はN
本、うち有効キャリアをL本(L<N)、パイロットキ
ャリアをL'本(L'<L)とする。
[First Embodiment] FIG. 1 shows a concrete first embodiment of the present invention.
3 is a block diagram showing a configuration of a multicarrier demodulation device 100 according to the embodiment of FIG. Multicarrier demodulator 100
Is an orthogonal demodulation / sampling unit 10, a preamble extraction unit 21, a synchronization establishment unit 22, a delay time difference estimation unit 23, a subcarrier phase / amplitude estimation unit 24, a used symbol extraction unit 31, a first matrix calculation / linear calculation unit 321. , A pilot carrier waveform generator 33, a pilot carrier waveform remover 34, a second matrix calculator / linear calculator 322, a channel characteristic equalizer 25, and a symbol determiner 26. Hereinafter, in this embodiment, the preamble (pilot symbol)
2 illustrates a demodulation device that demodulates data from an OFDM modulated wave having a guard interval. The number of carriers is N
The number of valid carriers is L (L <N) and the number of pilot carriers is L ′ (L ′ <L).

【0023】本実施例は請求項1乃至3及び5の具体的
な実施例に当たる。マルチキャリア復調装置100の構
成と請求項3及び請求項5の構成との対応は、以下の通
りである。即ち、第1の行列演算及び線形演算部321
が第1の行列演算部と第1の線形演算部に、パイロット
キャリア波形生成部33とパイロットキャリア波形除去
部34が波形成分除去部に、第2の行列演算及び線形演
算部322が第2の行列演算部と第2の線形演算部にそ
れぞれ対応する。
This embodiment corresponds to a concrete embodiment of claims 1 to 3 and 5. Correspondence between the configuration of the multicarrier demodulation device 100 and the configurations of claims 3 and 5 is as follows. That is, the first matrix calculation and linear calculation unit 321
Is the first matrix operation unit and the first linear operation unit, the pilot carrier waveform generation unit 33 and the pilot carrier waveform removal unit 34 are the waveform component removal units, and the second matrix operation and linear operation unit 322 is the second It corresponds to the matrix operation unit and the second linear operation unit, respectively.

【0024】直交復調及びサンプリング部10にて、い
わゆる同相成分I及び直交成分Qのディジタル信号列が
形成される。即ち、有効シンボル長がT、有効シンボル
長の前に付加されたガードインターバル長がTGIとし
て、サンプリング間隔T/Nで直交復調されたN+(N
GI/T)個の複素ディジタル信号の実部と虚部であ
る。この出力のうち、プリアンブル(パイロット信号)
をプリアンブル抽出部21で検出する。こうして、プリ
アンブル(パイロット信号)を有するシンボル区間の情
報から、同期確立部22で復調装置全体の同期が図られ
る。また、遅延時間差推定部23で最も遅い遅延波との
時間差が検出される。また、サブキャリア位相・振幅推
定部24により各サブキャリアの位相・振幅情報が検出
され、等化のための情報が出力される。
The quadrature demodulation and sampling section 10 forms a so-called in-phase component I and quadrature component Q digital signal sequence. That is, the effective symbol length is T, and the guard interval length added before the effective symbol length is T GI , and orthogonal demodulation is performed at the sampling interval T / N N + (N
The real and imaginary parts of the T GI / T) complex digital signals. Of this output, the preamble (pilot signal)
Is detected by the preamble extraction unit 21. In this way, the synchronization establishing unit 22 synchronizes the entire demodulator from the information of the symbol section including the preamble (pilot signal). Further, the delay time difference estimation unit 23 detects the time difference with the latest delayed wave. Further, the subcarrier phase / amplitude estimation unit 24 detects the phase / amplitude information of each subcarrier and outputs the information for equalization.

【0025】同期確立部22の同期信号と、遅延時間差
推定部23の最も遅い遅延波との時間差の情報により、
使用シンボル抽出部31では、同相成分I及び直交成分
Qのディジタル信号列から、例えばつぎのように使用シ
ンボルを抽出する。即ち、N+(NTGI/T)個の複素デ
ィジタル信号の実部と虚部から、有効シンボルの末尾か
らM'点(L≦M'<N+(NTGI/T))を抽出する。こ
こでT+TGI−(M'T/N)は、最も遅い遅延波との
時間差よりも大きい。
According to the information on the time difference between the synchronization signal of the synchronization establishing section 22 and the latest delayed wave of the delay time difference estimating section 23,
The used symbol extraction unit 31 extracts a used symbol from the digital signal sequence of the in-phase component I and the quadrature component Q as follows, for example. That is, M ′ points (L ≦ M ′ <N + (NT GI / T)) are extracted from the end of the effective symbol from the real and imaginary parts of the N + (NT GI / T) complex digital signals. Here, T + T GI − (M′T / N) is larger than the time difference from the latest delayed wave.

【0026】次に、使用シンボル抽出部31のM'個の
複素数x(nq)と、遅延時間差推定部23の最も遅い遅延
波との時間差の情報が第1の行列演算及び線形演算部3
21に出力される。第1の行列演算及び線形演算部32
1では、L本の有効キャリアの番号の集合{kp}集合
と、M'点のサンプリング番号の集合{nq}から、q行
p列がexp(2πjkpnq/N)のM'行L列の行列A(L≦
M')の一般逆行列(L行M'列)を計算する。L<M'
であるので、A*をAの共役転置行列として、(A*A) -1
*として得られる。尚、M'行L列の行列AのrankがL
以下の場合は、上述の特異値分解定理による。次に得ら
れた一般逆行列の、L'本のパイロットキャリアの番号
の集合{kp1}に対応する行を抜き出し、L'行M'列の
行列を求める。このように当該L'行M'列の行列をM'
個の複素数x(nq)に乗じて、L'本のパイロットキャリ
アの複素信号X(kp1)が得られる。こうして、最も遅い
遅延波の影響をも受けない区間から、L'本のパイロッ
トキャリア(キャリア番号{kp1})を復調することが
可能となる。
Next, the M'pieces of the used symbol extractor 31 are
Complex number x (nq) And the slowest delay of the delay time difference estimation unit 23
Information on the time difference from the wave is the first matrix calculation and linear calculation unit 3
21 is output. First matrix calculation and linear calculation unit 32
In 1, a set of numbers of L effective carriers {kp}set
And the set of sampling numbers of M'points {nq} To line q
p columns are exp (2πjkpnq/ N) M'row L matrix A (L ≤
Compute the generalized inverse matrix (L row, M'column) of M '). L <M '
Therefore, A*Is the conjugate transposed matrix of A, and (A*A) -1
A*Obtained as. In addition, the rank of the matrix A of M ′ rows and L columns is L
The following cases are based on the above singular value decomposition theorem. Got next
Number of L'pilot carriers in the generalized inverse matrix
Set of {kp1}, And extract the row corresponding to
Find the matrix. Thus, the matrix of the L'row M'column is M '
Complex numbers x (nq), L'pilot carrier
A complex signal X (kp1) Is obtained. Thus the slowest
From the section that is not affected by the delayed wave,
Carrier (carrier number {kp1}) Can be demodulated
It will be possible.

【0027】このL'本のパイロットキャリアの複素信
号X(kp1)は、パイロットキャリア波形生成部33に出
力される。パイロットキャリア波形生成部33では、パ
イロットキャリアの複素信号X(kp1)からM'点のパイロ
ットキャリアの波形であるx'(nq)を生成する。次に、
パイロットキャリア波形除去部34において、パイロッ
トキャリア波形生成部33が出力するM'点のパイロッ
トキャリアの波形であるx'(nq)を示すM'次の複素ベク
トルを、使用シンボル抽出部31が出力するM'個の複
素数x(nq)を示すM'次の複素ベクトルから減じること
で、当該M'点における、パイロットキャリアの波形を
除去した、のこりL−L'本のサブキャリアの波形であ
るM'個の複素数x(nq)−x'(nq)が得られる。
The L ′ pilot carrier complex signals X (k p1 ) are output to the pilot carrier waveform generator 33. The pilot carrier waveform generation unit 33 generates x ′ (n q ) which is the waveform of the pilot carrier at the M ′ point from the complex signal X (k p1 ) of the pilot carrier. next,
In the pilot carrier waveform removal unit 34, the used symbol extraction unit 31 outputs an M′-order complex vector indicating x ′ (n q ), which is the waveform of the pilot carrier at the point M ′ output from the pilot carrier waveform generation unit 33. By subtracting from the M′-th order complex vector indicating M ′ complex numbers x (n q ), the waveform of the pilot carrier at the M ′ point is removed and the waveform of the LL ′ subcarriers is removed. A certain number of M ′ complex numbers x (n q ) −x ′ (n q ) are obtained.

【0028】次に、パイロットキャリア波形除去部34
の出力するM'個の複素数x(nq)−x'(nq)と、遅延時間
差推定部23の最も遅い遅延波との時間差の情報が第2
の行列演算及び線形演算部322に出力される。第2の
行列演算及び線形演算部322では、L−L'本のサブ
キャリアの番号の集合{kp2}と、M'点のサンプリング
番号の集合{nq}から、q行p2列がexp(2πjkp2nq
N)のM'行L−L'列の行列A(L−L'<M')の一般逆
行列(L−L'行M'列)を計算する。L−L'<Mであ
るのでA*をAの共役転置行列として、(A*A)-1*
して得られる。このように当該逆行列をM'個の複素数
x(nq)に乗じて、L−L'本のサブキャリアの複素信号
X(kp2)が得られる。こうして、最も遅い遅延波の影響
をも受けない区間から、L−L'本の有効キャリアを復
調することが可能となる。このL−L'本のサブキャリ
アの複素信号X(kp2)は、伝搬路特性等化部25に出力
され、サブキャリア位相・振幅推定部24の出力する各
サブキャリアの位相・振幅情報によって等化処理が行わ
れたのち、シンボル判定器26で復調データ信号列とし
て出力される。
Next, the pilot carrier waveform removing unit 34
Information of the time difference between the M ′ complex numbers x (n q ) −x ′ (n q ) output from the delay time difference estimation unit 23 and the slowest delayed wave is
Is output to the matrix operation and linear operation unit 322. In the second matrix operation / linear operation unit 322, q rows and p2 columns are exp from the set {k p2 } of the numbers of the L−L ′ subcarriers and the set {n q } of the sampling numbers of M ′ points. (2πjk p2 n q /
The general inverse matrix (LL ′ row × M ′ column) of the matrix A (LL ′ <M ′) of M ′ row and LL ′ column of N) is calculated. L-L '<because by M a A * as a conjugate transpose matrix of A, obtained as * (A * A) -1 A . In this way, the inverse matrix is multiplied by M ′ complex numbers x (n q ) to obtain a complex signal X (k p2 ) of LL ′ subcarriers. In this way, it is possible to demodulate LL 'effective carriers from the section that is not affected by the slowest delayed wave. The complex signal X (k p2 ) of the L−L ′ subcarriers is output to the channel characteristic equalization unit 25, and the subcarrier phase / amplitude estimation unit 24 outputs the phase / amplitude information of each subcarrier. After the equalization process is performed, the symbol determiner 26 outputs the demodulated data signal sequence.

【0029】図2に、マルチキャリア復調装置100の
作用を示す。(a)のように、先行波に対し、ガードイ
ンターバルを越える遅延波が到来した場合は、有効シン
ボル長より短い使用シンボルによりL本のサブキャリア
の復調が可能である。また、(b)のように、先行波に
対し、ガードインターバルを越えない遅延波が到来した
場合は、有効シンボル長より長い使用シンボルにより、
よりS/N比を改善することが可能となる。
FIG. 2 shows the operation of the multicarrier demodulation device 100. As shown in (a), when a delayed wave that exceeds the guard interval arrives with respect to the preceding wave, it is possible to demodulate L subcarriers by using symbols that are shorter than the effective symbol length. Further, as shown in (b), when a delayed wave that does not exceed the guard interval arrives with respect to the preceding wave, a used symbol longer than the effective symbol length causes
It becomes possible to further improve the S / N ratio.

【0030】図3に、マルチキャリア復調装置100の
シミュレーションによる効果を示す。DCキャリアをヌ
ルとした図4の配置のL=52のサブキャリア(うち、
L'=4本がパイロットキャリア)を用い、TGI=T/
4、サブキャリア変調をQPSKとして、遅延波と所望
波を等電力とし、ビット当り電力/雑音電力密度を30d
B、移動によるドップラー周波数とシンボル長の積を0.0
0004とした。図3から、本願発明によれば、ガードイン
ターバルをT/8程度越える遅延波が(合計3T/8)
到来しても、誤り率が大きく劣化しない復調装置とする
ことができることがわかる。
FIG. 3 shows the effect of the simulation of the multicarrier demodulation device 100. The subcarriers of L = 52 in the arrangement of FIG. 4 in which the DC carrier is null (of which,
L '= 4 lines are pilot carriers) and T GI = T /
4. QPSK for subcarrier modulation, equal power for delayed wave and desired wave, power per bit / noise power of 30d
B, the product of Doppler frequency and symbol length due to movement is 0.0
[0004] From FIG. 3, according to the present invention, a delayed wave that exceeds the guard interval by about T / 8 is generated (total of 3T / 8).
It can be seen that a demodulation device can be provided in which the error rate does not significantly deteriorate even when it arrives.

【0031】〔変形例〕上記構成の第1の行列演算及び
線形演算部321と第2の行列演算及び線形演算部32
2に替えて、M'点のサンプリング番号の集合{nq}を
固定し、必要となるL'行M'列の複素行列、L−L'行
M'列の複素行列を記憶したメモリを各々有する第1の
演算部と第2の演算部を有する構成としても良い。これ
は本願の請求項4及び請求項6の実施例に当たる。当該
第1の演算部が第1の記憶部と第1の線形演算部に、当
該第2の演算部が第2の記憶部と第2の線形演算部に当
たる。
[Modification] The first matrix operation / linear operation unit 321 and the second matrix operation / linear operation unit 32 having the above configuration
Instead of 2, a set of sampling numbers {n q } at M'points is fixed, and a memory for storing the required complex matrix of L'row M'columns and complex matrix of LL'row M'columns is stored. It may be configured to include a first arithmetic unit and a second arithmetic unit that each have. This corresponds to the embodiments of claims 4 and 6 of the present application. The first arithmetic unit corresponds to the first storage unit and the first linear arithmetic unit, and the second arithmetic unit corresponds to the second storage unit and the second linear arithmetic unit.

【0032】上述の実施例、変形例に示した構成の他、
遅延時間差推定部23では、最も遅い遅延波との時間差
の情報として、遅延波の強度を考慮した時間差情報(遅
延分散)を出力しても良い。サブキャリア変調は、QP
SKに限定されず、他のPSK、或いはQAM等の変調
方式を用いるものについても本願発明は適用できる。
In addition to the configurations shown in the above-mentioned embodiment and modification,
The delay time difference estimation unit 23 may output time difference information (delay dispersion) considering the strength of the delayed wave as information on the time difference from the latest delayed wave. Subcarrier modulation is QP
The present invention is not limited to SK, and the present invention can be applied to those using other modulation methods such as PSK or QAM.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の具体的な実施例に係るマルチキャリア
復調装置100の構成を示すブロック図。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a multicarrier demodulation device 100 according to a specific embodiment of the present invention.

【図2】マルチキャリア復調装置100の作用を示す概
念図、(a)はガードインターバルを越える遅延波が到
来した場合、(b)はガードインターバルを越えない遅
延波が到来した場合。
FIG. 2 is a conceptual diagram showing the operation of the multicarrier demodulation device 100, (a) shows a case where a delayed wave exceeding the guard interval arrives, and (b) shows a case where a delayed wave does not exceed the guard interval arrives.

【図3】マルチキャリア復調装置100の、遅延波と誤
り率の関係を示すシミュレーションの結果図。
FIG. 3 is a simulation result diagram showing a relationship between a delayed wave and an error rate of the multicarrier demodulation device 100.

【図4】パイロットキャリアの配置の一例を示す概念
図。
FIG. 4 is a conceptual diagram showing an example of an arrangement of pilot carriers.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 直交復調及びサンプリング部 21 プリアンブル抽出部 22 同期確立部 23 遅延時間差推定部 24 サブキャリア位相・振幅推定部 25 伝搬路特性等化部 26 シンボル判定部 31 使用シンボル抽出部 321 第1の行列演算及び線形演算部 322 第2の行列演算及び線形演算部 33 パイロットキャリア波形生成部 34 パイロットキャリア波形除去部 10 Quadrature demodulation and sampling section 21 Preamble extractor 22 Synchronization establishment section 23 Delay time difference estimator 24 Subcarrier phase / amplitude estimation unit 25 Channel characteristic equalizer 26 symbol determination unit 31 Used Symbol Extraction Unit 321 First Matrix Calculation and Linear Calculation Unit 322 Second matrix calculation and linear calculation unit 33 Pilot carrier waveform generator 34 Pilot Carrier Waveform Removal Unit

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 有効シンボル長がT、N本のサブキャリ
アの隣り合う周波数間隔が1/Tで、N−L本(L≦
N)のサブキャリアがヌルキャリアであり、L本のサブ
キャリアのうちパイロットキャリアがL'本(L'<L)
であるマルチキャリア変調信号を受信し、各サブキャリ
アに分離復調するマルチキャリア復調方法において、 遅延波の遅延時間差を推定し、推定された遅延時間差を
基に、遅延波による波形歪みの生じている部分を含まな
いように有効シンボル長Tから長さTM/N(L≦M≦
N)の使用シンボルとなる部分を決定し、 サンプリング間隔T/Nで直交復調された複素ディジタ
ル信号から、前記使用シンボル部分M点を用いて、L'
本のパイロットキャリアを分離復調し、 当該分離復調されたL'本のパイロットキャリアを用い
て復調前の前記使用シンボルとなる部分からL'本のパ
イロットキャリアの成分を削除し、 L'本のパイロットキャリアの成分を削除した復調前の
前記使用シンボルとなる部分から残りのL−L'本のサ
ブキャリアを分離復調することを特徴とするマルチキャ
リア復調方法。
1. An effective symbol length of T, N adjacent subcarriers having a frequency interval of 1 / T, and N−L (L ≦ L
N) subcarriers are null carriers, and among L subcarriers, L ′ pilot carriers (L ′ <L).
In a multi-carrier demodulation method that receives a multi-carrier modulated signal and separates and demodulates it into each sub-carrier, the delay time difference of the delayed wave is estimated, and the waveform distortion due to the delayed wave is generated based on the estimated delay time difference. Effective symbol length T to length TM / N (L ≦ M ≦
N), the portion to be the used symbol is determined, and L'is used from the complex digital signal orthogonally demodulated at the sampling interval T / N by using the use symbol portion M points.
And demodulate the pilot pilot carriers of the present number, and remove the components of the L ′ pilot carriers from the portion to be the used symbols before demodulation by using the L ′ pilot carriers that have been separated and demodulated to obtain L ′ pilots. A multi-carrier demodulation method, characterized in that the remaining LL 'subcarriers are separated and demodulated from a portion which becomes the use symbol before demodulation in which carrier components are deleted.
【請求項2】 有効シンボル長がT、有効シンボル長の
前に付加されたガードインターバル長がTGI、N本のサ
ブキャリアの隣り合う周波数間隔が1/Tで、N−L本
(L≦N)のサブキャリアがヌルキャリアであり、L本
のサブキャリアのうちパイロットキャリアがL'本(L'
<L)であるマルチキャリア変調信号を受信し、各サブ
キャリアに分離復調するマルチキャリア復調方法におい
て、 遅延波の遅延時間差を推定し、推定された遅延時間差を
基に、遅延波による波形歪みの生じている部分を含まな
いように有効シンボル長とガードインターバル長の和T
+TGIから長さTM'/N(L≦M'≦N+(NTGI
T))の使用シンボル部分を決定したのち、 サンプリング間隔T/Nで直交復調された複素ディジタ
ル信号から、前記使用シンボル部分M'点を用いて、L'
本のパイロットキャリアを分離復調し、 当該分離復調されたL'本のパイロットキャリアを用い
て復調前の前記使用シンボル部分M'点についてL'本の
パイロットキャリアの成分削除し、 L'本のパイロットキャリアの成分を削除した復調前の
前記使用シンボル部分M'点から残りのL−L'本のサブ
キャリアを分離復調することを特徴とするマルチキャリ
ア復調方法。
2. The effective symbol length is T, the guard interval length added before the effective symbol length is T GI , the adjacent frequency interval of N subcarriers is 1 / T, and NL (L ≦ L). N) subcarriers are null carriers, and among L subcarriers, pilot carriers are L ′ (L ′).
In a multi-carrier demodulation method of receiving a multi-carrier modulated signal of <L) and separating and demodulating each sub-carrier, a delay time difference of a delayed wave is estimated, and waveform distortion due to the delayed wave is estimated based on the estimated delay time difference. The sum T of the effective symbol length and the guard interval length so that the generated portion is not included
+ T GI to length TM '/ N (L≤M'≤N + (NT GI /
T)), the used symbol portion is determined, and then, from the complex digital signal orthogonally demodulated at the sampling interval T / N, using the used symbol portion M ′ point, L ′
And demodulating the pilot pilot carriers of the present number, and deleting the components of the pilot symbol carriers L'of the used symbol portion M'before demodulation using the demodulated and demodulated pilot carriers of the L'number of pilot carriers. A multicarrier demodulation method, characterized in that the remaining LL 'subcarriers are separated and demodulated from the used symbol portion M'before demodulation in which carrier components are deleted.
【請求項3】 有効シンボル長がT、N本のサブキャリ
アの隣り合う周波数間隔が1/Tで、N−L本(L≦
N)のサブキャリアがヌルキャリアであり、L本のサブ
キャリアのうちパイロットキャリアがL'本(L'<L)
であるマルチキャリア変調信号を受信し、各サブキャリ
アに分離復調するマルチキャリア復調装置において、 サンプリング間隔T/Nで直交復調されたN個の複素デ
ィジタル信号を得る直交復調及びサンプリング部と、 遅延波の遅延時間差を推定する遅延時間差推定部と、 当該遅延時間差推定部の遅延時間差から、遅延波による
波形歪みの生じている部分を含まないように前記N個の
複素ディジタル信号のうち使用シンボルとしてM個(L
≦M≦N)の複素ディジタル信号を抽出する使用シンボ
ル抽出部と、 当該使用シンボル抽出部の出力する前記M個の複素ディ
ジタル信号を用いてL'本のパイロットキャリアを分離
復調するための線形演算式であるL'行M列の複素行列
を計算する第1の行列演算部と、 当該第1の行列演算部の求めたL'行M列の複素行列と
前記M個の複素ディジタル信号による長さMの列ベクト
ルとを乗じてL'本のパイロットキャリアを分離復調す
る第1の線形演算部と、 当該第1の線形演算部により分離復調されたL'本のパ
イロットキャリアと前記M個の複素ディジタル信号を用
いて、L'本のパイロットキャリアの影響を削除され
た、残りL−L'本のサブキャリアの波形から成る新た
なM個の複素ディジタル信号を生成する波形成分除去部
と、 波形成分除去部の出力する前記新たなM個の複素ディジ
タル信号を用いて前記残りL−L'本のサブキャリアを
分離復調するための線形演算式であるL−L'行M列の
複素行列を計算する第2の行列演算部と、 当該第2の行列演算部の求めたL−L'行M列の複素行
列と前記新たなM個の複素ディジタル信号による長さM
の列ベクトルとを乗じてL−L'本のサブキャリアを分
離復調する第2の線形演算部とを有することを特徴とす
るマルチキャリア復調装置。
3. The effective symbol length is T, the adjacent frequency interval of N subcarriers is 1 / T, and NL (L ≦ L)
N) subcarriers are null carriers, and among L subcarriers, L ′ pilot carriers (L ′ <L).
In a multi-carrier demodulation device that receives a multi-carrier modulated signal that is and is separated and demodulated into sub-carriers, an orthogonal demodulation and sampling unit that obtains N complex digital signals that are orthogonally demodulated at a sampling interval T / N, and a delayed wave And a delay time difference estimator for estimating the delay time difference of M, and the delay time difference of the delay time difference estimator is used as M to be used symbols among the N complex digital signals so as not to include a portion in which the waveform distortion due to the delay wave is generated. Pieces (L
≦ M ≦ N) used symbol extraction unit for extracting a complex digital signal, and a linear operation for separating and demodulating L ′ pilot carriers using the M complex digital signals output by the used symbol extraction unit A first matrix operation unit for calculating a complex matrix of L ′ rows and M columns, which is an expression, a complex matrix of L ′ rows and M columns obtained by the first matrix operation unit, and a length of the M complex digital signals. A column vector of size M for separating and demodulating L ′ pilot carriers, and L ′ pilot carriers separated and demodulated by the first linear calculator and the M number of pilot carriers. A waveform component removing unit that uses the complex digital signal to generate new M complex digital signals composed of the waveforms of the remaining L−L ′ subcarriers in which the influence of the L ′ pilot carriers has been removed; Wave formation A complex matrix of LL ′ rows and M columns, which is a linear arithmetic expression for separating and demodulating the remaining LL ′ subcarriers using the new M complex digital signals output from the removing unit, is calculated. A second matrix operation unit, a complex matrix of L−L ′ rows and M columns obtained by the second matrix operation unit, and a length M based on the new M complex digital signals.
And a second linear operation unit for separating and demodulating LL ′ subcarriers by multiplying the column vector of
【請求項4】 請求項3に記載のマルチキャリア復調装
置において、 Mを固定とし、 前記第1の行列演算部に替えて、L'行M列の複素行列
を記憶した第1の記憶部とし、 前記第2の行列演算部に替えて、L−L'行M列の複素
行列を記憶した第2の記憶部とし、 前記第1の線形演算部は前記第1の記憶部が出力する
L'行M列の複素行列を用い、 前記第2の線形演算部は前記第2の記憶部が出力するL
−L'行M列の複素行列を用いることとしたことを特徴
とするマルチキャリア復調装置。
4. The multicarrier demodulator according to claim 3, wherein M is fixed, and the first storage unit stores a complex matrix of L ′ rows and M columns instead of the first matrix operation unit. , A second storage unit that stores a complex matrix of L−L ′ rows and M columns in place of the second matrix operation unit, and the first linear operation unit outputs L output from the first storage unit. 'A complex matrix of M rows is used, and the second linear operation unit outputs L output from the second storage unit.
A multicarrier demodulation device characterized by using a complex matrix of L ′ rows and M columns.
【請求項5】 有効シンボル長がT、有効シンボル長の
前に付加されたガードインターバル長がTGI、N本のサ
ブキャリアの隣り合う周波数間隔が1/Tで、N−L本
(L≦N)のサブキャリアがヌルキャリアであり、L本
のサブキャリアのうちパイロットキャリアがL'本(L'
<L)であるマルチキャリア変調信号を受信し、各サブ
キャリアに分離復調するマルチキャリア復調装置におい
て、 サンプリング間隔T/Nで直交復調されたN+(NTGI
/T)個の複素ディジタル信号を得る直交復調及びサン
プリング部と、 遅延波の遅延時間差を推定する遅延時間差推定部と、 当該遅延時間差推定部の遅延時間差から、遅延波による
波形歪みの生じている部分を含まないように前記N+
(NTGI/T)個の複素ディジタル信号のうち使用シンボ
ルとしてM'個(L≦M'≦N+(NTGI/T))の複素デ
ィジタル信号を抽出する使用シンボル抽出部と、 当該使用シンボル抽出部の出力する前記M'個の複素デ
ィジタル信号を用いてL'本のパイロットキャリアを分
離復調するための線形演算式であるL'行M'列の複素行
列を計算する第1の行列演算部と、 当該第1の行列演算部の求めたL'行M'列の複素行列と
前記M'個の複素ディジタル信号による長さM'の列ベク
トルとを乗じてL'本のパイロットキャリアを分離復調
する第1の線形演算部と、 当該第1の線形演算部により分離復調されたL'本のパ
イロットキャリアと前記M'個の複素ディジタル信号を
用いて、L'本のパイロットキャリアの影響を削除され
た、残りL−L'本のサブキャリアの波形から成る新た
なM'個の複素ディジタル信号を生成する波形成分除去
部と、 波形成分除去部の出力する前記新たなM'個の複素ディ
ジタル信号を用いて前記残りL−L'本のサブキャリア
を分離復調するための線形演算式であるL−L'行M'列
の複素行列を計算する第2の行列演算部と、 当該第2の行列演算部の求めたL−L'行M'列の複素行
列と前記新たなM'個の複素ディジタル信号による長さ
M'の列ベクトルとを乗じてL−L'本のサブキャリアを
分離復調する第2の線形演算部とを有することを特徴と
するマルチキャリア復調装置。
5. The effective symbol length is T, the guard interval length added before the effective symbol length is T GI , the adjacent frequency interval of N subcarriers is 1 / T, and N−L (L ≦ L). N) subcarriers are null carriers, and among L subcarriers, pilot carriers are L ′ (L ′).
In a multi-carrier demodulation device that receives a multi-carrier modulated signal of <L) and separates and demodulates it into each sub-carrier, orthogonally demodulated at a sampling interval T / N of N + (NT GI
/ T) Quadrature demodulation and sampling section for obtaining complex digital signals, delay time difference estimation section for estimating delay time difference of delay wave, and delay time difference of the delay time difference estimation section cause waveform distortion due to delay wave N + so as not to include the part
And use the symbol extractor for extracting complex digital signal (NT GI / T) M 'number (L ≦ M' as used symbols of the number of complex digital signal ≦ N + (NT GI / T )), the use symbol extractor A matrix calculation unit for calculating a complex matrix of L'row M'columns, which is a linear calculation formula for separating and demodulating L'pilot carriers using the M'complex digital signals output by the unit And L ′ rows and M ′ columns of the complex matrix obtained by the first matrix operation section and the M ′ column vector of length M ′ by the M ′ complex digital signals are multiplied to separate L ′ pilot carriers. By using the first linear operation unit for demodulation, the L ′ pilot carriers separated and demodulated by the first linear operation unit, and the M ′ complex digital signals, the influence of the L ′ pilot carriers is obtained. Deleted and left LL 'subkeys A waveform component removing unit for generating new M'complex digital signals composed of a rear waveform, and the remaining LL 'lines using the new M'complex digital signals output from the waveform component removing unit. Second matrix operation unit for calculating a complex matrix of L-L 'rows and M'columns, which is a linear operation formula for separating and demodulating the subcarriers of, and L-L' obtained by the second matrix operation unit. A second linear operation unit for separating and demodulating LL 'subcarriers by multiplying the complex matrix of row M'columns and the column vector of length M'by the new M'complex digital signals. A multi-carrier demodulation device having.
【請求項6】 請求項5に記載のマルチキャリア復調装
置において、 Mを固定とし、 前記第1の行列演算部に替えて、L'行M'列の複素行列
を記憶した第1の記憶部とし、 前記第2の行列演算部に替えて、L−L'行M'列の複素
行列を記憶した第2の記憶部とし、 前記第1の線形演算部は前記第1の記憶部が出力する
L'行M'列の複素行列を用い、 前記第2の線形演算部は前記第2の記憶部が出力するL
−L'行M'列の複素行列を用いることとしたことを特徴
とするマルチキャリア復調装置。
6. The multi-carrier demodulator according to claim 5, wherein M is fixed, and a first storage unit that stores a complex matrix of L ′ rows and M ′ columns instead of the first matrix calculation unit is stored. And a second storage unit that stores a complex matrix of L−L ′ rows and M ′ columns in place of the second matrix calculation unit, and the first linear calculation unit outputs the first storage unit. Using a complex matrix of L ′ rows and M ′ columns, the second linear operation unit outputs L output from the second storage unit.
A multicarrier demodulation device characterized by using a complex matrix of L ′ rows and M ′ columns.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008124948A (en) * 2006-11-15 2008-05-29 Nec Electronics Corp Wireless communication apparatus and communication processing circuit

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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