JP2003309537A - 直交周波数分割多重方式の受信装置及び受信方法 - Google Patents
直交周波数分割多重方式の受信装置及び受信方法Info
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Abstract
ル干渉波の妨害を受けることなくサブキャリア単位の合
成又は選択ダイバーシチを行うことができ、受信品質を
向上させるOFDM方式の受信装置及び受信方法を提供
する。 【解決手段】 複数のサブアレー毎の複数のアンテナ
(10、11)と、複数の受信信号に対する重み係数を
計算する重み係数計算部(80)と、各受信信号に重み
係数を乗算する乗算部(81)と、乗算された積の受信
信号を加算する加算部(82)と、加算された和の受信
信号を時間領域から周波数領域に変換してサブキャリア
単位のサブキャリア受信信号を導出するFFT(2)
と、を有し、サブキャリア単位でダイバーシチ処理する
ダイバーシチ処理部(30、31、32)と、振幅及び
位相を補正する補正部(4)とを具備する。
Description
重(OFDM:Orthogonal Frequency DivisionMultipl
exing)方式の受信装置及び受信方法に関する。
要が急増し、デジタル無線通信によるマルチメディア移
動通信システムの検討も盛んである。高速伝送及びマル
チパスに有効な伝送方式として、OFDM方式が、マル
チメディア移動通信システム及び高速無線LANにおい
て採用されている。
する多数の搬送波(以下「サブキャリア」という)で伝
送することにより、デジタル無線通信において、マルチ
パス伝搬路における耐遅延干渉特性を改善できる等の特
徴がある。また、このOFDM方式は、伝送データを複
数のサブキャリアに分散して伝送しているため、誤り訂
正を組み合わせることにより、マルチパス歪などの周波
数選択性の伝送路歪に対して優れた伝送特性を示すこと
が知られている。
移動中受信のような厳しい受信条件下において、更に伝
送特性を向上させる方法として、OFDMのサブキャリ
ア単位でダイバーシチ受信を行うことが提案されてい
る。代表的なダイバーシチ受信方式としては、合成ダイ
バーシチ又は選択ダイバーシチがある。
受信装置の構成図である。また、図2は、選択ダイバー
シチを用いた従来の受信装置の構成図である。
よれば、2系統のOFDM復調装置で得られる復調デー
タを、OFDMのサブキャリア単位で受信電力に応じて
選択又は合成する。この場合、2系統の伝送路応答は異
なるため、周波数選択性の伝送路歪を改善することがで
きる。
一般的なOFDMダイバーシチ受信装置によれば、複数
系統の復調データを合成又は選択する際の評価指標とし
て、受信電力の大きさを用いている。このとき、デジタ
ル無線通信において同一チャネル干渉波を受けている場
合などは、受信電力の大きい系統が必ずしも受信品質が
良いとは限らない。更に、同一チャネル干渉波の受信電
力が大きい場合、OFDM受信信号の復調ができなくな
ることもある。
存在する(所望波より干渉波の方が強くても)マルチパ
ス伝搬環境下においても、同一チャネル干渉波の妨害を
受けることなくサブキャリア単位の合成又は選択ダイバ
ーシチを行うことができ、受信品質を向上させることが
できるOFDM方式の受信装置及び受信方法を提供する
ことを目的とする。
数分割多重方式の受信装置によれば、複数のグループに
分割されたサブアレー毎に、直交周波数分割多重方式の
受信信号を受信する複数のアンテナと、複数の受信信号
に対する重み係数を計算する重み係数計算手段と、各受
信信号に重み係数を乗算する乗算手段と、乗算された積
の受信信号を加算する加算手段と、加算された和の受信
信号を、時間領域から周波数領域に変換してサブキャリ
ア単位のキャリア受信信号を導出する高速フーリエ変換
手段とを有し、サブキャリア単位でサブキャリア受信信
号をダイバーシチ処理するダイバーシチ処理手段と、ダ
イバーシチ処理されたサブキャリア受信信号における振
幅及び位相を補正する補正手段と、を具備することを特
徴とする。
一チャネル干渉波を抑圧し、その干渉波の抑圧された各
サブアレーの出力信号をそれぞれFFT回路で時間領域
から周波数領域に変換してサブキャリア毎の信号を取り
出し、サブキャリア単位でのダイバーシチ処理を行う2
段階の受信方式である。これにより、同一チャネル干渉
波が存在する環境においても、同一チャネル干渉波を除
去することより、ダイバーシチ受信することが可能とな
り、受信品質を向上するようになる。
3)個のアンテナは、K(≧2)個のサブアレーに分割
されることも好ましい。
ンテナは、サブアレー毎の出力信号間の相関性が最小と
なるように配置されることも好ましい。
計算手段は、受信信号の各相関行列を導出する相関行列
推定手段と、各相関行列及び参照信号によって、信号干
渉雑音比が最大となるように重み係数を計算する重み係
数演算手段と、を具備することも好ましい。
推定手段は、受信信号の複素共役を求める複素共役計算
手段と、受信信号と、複素共役計算手段より導出された
値との相関値を計算する相関値計算手段と、を具備する
ことも好ましい。
シチ処理手段は、サブキャリア受信信号の振幅値及び位
相から重み係数を算出する算出手段と、サブキャリア受
信信号毎に重み係数を掛けて、サブキャリア単位で合成
する合成ダイバーシチ手段と、を具備することも好まし
い。
シチ処理手段は、サブキャリア受信信号の振幅値を算出
する算出手段と、最大受信振幅を得たサブキャリア受信
信号に相当するサブアレーを選択する選択手段と、を具
備することも好ましい。
は、ダイバーシチ処理手段より選択又は合成されたサブ
キャリア受信信号の中のパイロット信号を用いて伝搬路
推定を行い、推定された推定値を記憶する記憶手段と、
ダイバーシチ処理手段より選択又は合成されたサブキャ
リア受信信号毎の受信データ信号と、記憶手段より記憶
された同一サブキャリアの伝播路推定値との比を、サブ
キャリア毎に算出する算出手段と、を具備することも好
ましい。
法によれば、複数のグループに分割されたサブアレー毎
に、複数のアンテナを用いて直交周波数分割多重方式の
受信信号を受信する段階と、複数の受信信号に対する重
み係数を計算する段階と、各受信信号に重み係数を乗算
する段階と、乗算された積の受信信号を加算する段階
と、加算された和の受信信号を、高速フーリエ変換によ
り時間領域から周波数領域に変換してサブキャリア単位
のサブキャリア受信信号を導出する段階と、を有し、サ
ブキャリア単位でサブキャリア受信信号をダイバーシチ
処理する段階と、ダイバーシチ処理されたサブキャリア
受信信号における振幅及び位相を補正する段階と、を有
することを特徴とする。
明の実施の形態について説明する。
の受信装置の構成図である。図3は、図1と比較して、
OFDM信号を受信するサブアレー毎に高速フーリエ変
換(FFT:Fast Fourier Transform)回路2を有す
る。そして、FFT回路2の前段部において、複数のグ
ループに分割されたサブアレー毎に、複数のアンテナ1
0と、該アンテナ10による受信信号から重み係数を計
算する重み係数計算部80と、各受信信号に重み係数を
乗算する乗算部81と、乗算された積の受信信号を加算
する加算部82とを有する。
レー毎の重み係数が、受信信号及び参照信号よりサブア
レーの出力信号の信号干渉雑音比(SINR:desired
Signal to Interference-plus-Noise Ratio)を最大と
するように導出する。
能構成図である。重み係数計算部80は、受信信号の各
相関行列を導出する相関行列推定部801と、各相関行
列及び参照信号によって、信号干渉雑音比が最大となる
ように重み係数を計算する重み係数演算部802とを有
する。また、相関行列推定部801は、受信信号の複素
共役を求める複素共役計算部8011と、受信信号と複
素共役計算部より導出された値との相関値を計算する相
関値計算部8012とを有する。
る。FFT回路2は、時間軸上のOFDM変調波を周波
数軸上のデータに変換し、サブキャリア単位の振幅及び
位相を示すサブキャリア受信信号(ベースバンドのI、
Qチャネル信号)を導出する。その複数のサブキャリア
受信信号は、重み係数算出部30に入力される。重み係
数算出部30は、サブキャリア毎にサブキャリア受信信
号の相関行列を計算し、この相関行列の最大固有値に対
する固有ベクトルを計算する。この固有ベクトルを、対
応するサブキャリアの重み係数ベクトルとする。そし
て、重み係数算出部30は、各サブキャリアの重み付け
係数を乗算部31へ出力する。乗算部31によって、サ
ブキャリア受信信号毎に重み係数が掛けられ、加算部3
2によってサブキャリア単位で合成される。
ダイバーシチ回路で合成されたサブキャリア受信信号に
おける振幅及び位相を、サブキャリア毎の伝搬路応答を
推定して補正する。この伝搬路推定は、事前に保存され
た既知の各サブキャリアのパイロット信号を用いて行わ
れる。
する。記憶部は、ダイバーシチ処理部より選択又は合成
されたサブキャリア受信信号の中のパイロット信号を用
いて伝搬路推定を行い、推定された推定値を記憶する。
また、算出部は、ダイバーシチ処理手段より選択又は合
成されたサブキャリア受信信号毎の受信データ信号と、
前記記憶手段より記憶された同一サブキャリアの伝播路
推定値との比を、サブキャリア毎に算出する。
は、復調部5により復調され、パラレルシリアル変換部
6によりシリアル信号に戻され、そのシリアル信号を復
号部7により復号される。復号部7は、デインタリーブ
回路により、送信側で符号化されたインタリーブ回路の
逆の処理を行う。処理されたデータは、後段のビタビデ
コーダ回路に渡され、ビタビデコードされる。更に、ビ
タビデコード回路の出力データは、誤り訂正回路に入力
され、送信側の符号器の逆の処理を行う。処理されたデ
ータは、出力端子よりTS(Transport Stream)信号と
して出力される。
の受信装置の構成図である。図4は、図2と比較して、
FFT回路2の前段部において、図3及び図4と同様の
回路を構成したものである。
FFT回路2により、サブキャリア単位のサブキャリア
受信信号が導出される。その複数のサブキャリア受信信
号は、比較部33へ入力される。比較部33は、サブキ
ャリア毎に各サブアレーの受信信号振幅を比較し、受信
信号振幅の大きいサブアレーを選択するための制御信号
をセレクタ34へ出力する。セレクタ34は、最大受信
振幅を得たサブキャリア受信信号に相当するアンテナの
受信信号を選択する。その後の処理は、図3と同様であ
る。
ナを上部から見た配置図である。本発明によれば、サブ
アレー毎のアンテナ素子数と、その配置とは、サブアレ
ー毎の出力信号間の相関性が最小となるように設定され
る。図6によれば、12本のアンテナ素子が、4本毎に
3つのサブアレーとして分割されている。また、各サブ
アレーは、アンテナシステムの中心から互いに120°
の位置に配置されている。
ナを上部から見た配置図である。図7によれば、16本
のアンテナ素子が、4行4列の正方形状に配置されてい
る。但し、受信装置内では、4本毎に4つのサブアレー
として分割されている。
ナを上部から見た配置図である。図8によれば、6本の
アンテナ素子が、2行3列の長方形状に配置されてい
る。但し、受信装置内では、中央の1列が2つのサブア
レーによって共有されている。即ち、N(≧3)個のア
ンテナは、K(≧2)個のサブアレーに分割することが
できる。
ナを上部から見た配置図である。図9によれば、図7と
同様に、16本のアンテナ素子が、4行4列の正方形状
に配置されている。但し、受信装置内では、第1行及び
第2行による第1のサブアレーと、第2行及び第3行に
よる第2のサブアレーと、第3行及び第4行による第3
のサブアレーとに分割されている。
ば、本発明の技術思想及び見地の範囲の種々の変更、修
正及び省略が、当業者によれば容易に行うことができ
る。特に、前述においては、装置構成について詳細に説
明したが、方法として実現できることは、当業者によれ
ば容易に想到できる。前述の説明はあくまで例であっ
て、何ら制約しようとするものではない。本発明は、特
許請求の範囲及びその均等物として限定するものにのみ
制約される。
OFDM方式の受信装置及び受信方法によれば、同一チ
ャネル干渉波が存在するマルチパス伝搬環境下において
も、同一チャネル干渉波の妨害を受けることなくサブキ
ャリア単位の合成又は選択ダイバーシチを行うことがで
き、受信品質を向上させることができる。
成図である。
成図である。
構成図である。
る。
構成図である。
見た配置図である。
見た配置図である。
見た配置図である。
見た配置図である。
子 2 FFT、高速フーリエ変換部 30 重み係数算出部 31 乗算部 32 加算部 33 比較部、ダイバーシチ制御部 34 セレクタ 4 補正部 5 復調部 6 パラレル/シリアル変換部 7 復号部 80 重み係数計算部 801 相関行列推定部 8011 複素共役計算部 8012 相関値計算部 802 重み係数演算部 803 参照信号発生部 81 乗算部 82 加算部
Claims (9)
- 【請求項1】 直交周波数分割多重方式の受信装置にお
いて、 複数のグループに分割されたサブアレー毎に、 前記直交周波数分割多重方式の受信信号を受信する複数
のアンテナと、 前記複数の受信信号に対する重み係数を計算する重み係
数計算手段と、 前記各受信信号に前記重み係数を乗算する乗算手段と、 前記乗算された積の受信信号を加算する加算手段と、 前記加算された和の受信信号を、時間領域から周波数領
域に変換してサブキャリア単位のサブキャリア受信信号
を導出する高速フーリエ変換手段とを有し、 前記サブキャリア単位で前記サブキャリア受信信号をダ
イバーシチ処理するダイバーシチ処理手段と、 前記ダイバーシチ処理された前記サブキャリア受信信号
における振幅及び位相を補正する補正手段とを具備する
ことを特徴とする受信装置。 - 【請求項2】 N(≧3)個の前記アンテナは、K(≧
2)個の前記サブアレーに分割されることを特徴とする
請求項1に記載の受信装置。 - 【請求項3】 前記複数のアンテナは、前記サブアレー
毎の出力信号間の相関性が最小となるように配置される
ことを特徴とする請求項1に記載の受信装置。 - 【請求項4】 前記重み係数計算手段は、 前記受信信号の各相関行列を導出する相関行列推定手段
と、 前記各相関行列及び参照信号によって、信号干渉雑音比
が最大となるように重み係数を計算する重み係数演算手
段とを具備することを特徴とする請求項1から3のいず
れか1項に記載の受信装置。 - 【請求項5】 前記相関行列推定手段は、 前記受信信号の複素共役を求める複素共役計算手段と、 前記受信信号と、前記複素共役計算手段より導出された
値との相関値を計算する相関値計算手段と、 を具備することを特徴とする請求項4に記載の受信装
置。 - 【請求項6】 前記ダイバーシチ処理手段は、 前記サブキャリア受信信号の振幅値及び位相から重み係
数を算出する算出手段と、 前記サブキャリア受信信号毎に前記重み係数を掛けて、
前記サブキャリア単位で合成する合成ダイバーシチ手段
とを具備することを特徴とする請求項1から5のいずれ
か1項に記載の受信装置。 - 【請求項7】 前記ダイバーシチ処理手段は、 前記サブキャリア受信信号の振幅値を算出する算出手段
と、 最大受信振幅を得た前記サブキャリア受信信号に相当す
る前記サブアレーを選択する選択手段とを具備すること
を特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の受
信装置。 - 【請求項8】 前記補正手段は、 前記ダイバーシチ処
理手段より選択又は合成されたサブキャリア受信信号の
中のパイロット信号を用いて伝搬路推定を行い、推定さ
れた推定値を記憶する記憶手段と、 前記ダイバーシチ処理手段より選択又は合成されたサブ
キャリア受信信号毎の受信データ信号と、前記記憶手段
より記憶された同一サブキャリアの伝播路推定値との比
を、サブキャリア毎に算出する算出手段とを具備するこ
とを特徴とする請求項6又は7に記載の受信装置。 - 【請求項9】 直交周波数分割多重方式の受信方法にお
いて、 複数のグループに分割されたサブアレー毎に、 複数のアンテナを用いて前記直交周波数分割多重方式の
受信信号を受信する段階と、 前記複数の受信信号に対する重み係数を計算する段階
と、 前記各受信信号に前記重み係数を乗算する段階と、 前記乗算された積の受信信号を加算する段階と、 前記加算された和の受信信号を、高速フーリエ変換によ
り時間領域から周波数領域に変換してサブキャリア単位
のサブキャリア受信信号を導出する段階とを有し、 前記サブキャリア単位で前記サブキャリア受信信号をダ
イバーシチ処理する段階と、 前記ダイバーシチ処理された前記サブキャリア受信信号
における振幅及び位相を補正する段階とを有することを
特徴とする受信方法。
Priority Applications (1)
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JP2002114677A JP3846356B2 (ja) | 2002-04-17 | 2002-04-17 | 直交周波数分割多重方式の受信装置及び受信方法 |
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