JP2004165990A - Ofdm-signal receiving apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing:直交周波数分割多重)伝送方式を用いて伝送された信号を受信する受信装置に関し、より特定的には、ガード期間長を超える遅延時間のマルチパス干渉が存在する場合に発生するシンボル間干渉の影響を軽減するとともに、ガード期間長を下回る遅延時間のマルチパス干渉に対する耐性を高める受信装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
OFDM伝送方式は、伝送するデジタルデータによって互いに直交する多数のキャリアを変調し、それらの変調波を多重して伝送する方式である。OFDM伝送方式においては、使用するキャリアの数を数百から数千と多くするとシンボル時間が極めて長くなることに加え、有効シンボル期間後部の信号の複製をガード期間信号として有効シンボル期間の前に付加することにより、マルチパス干渉の影響を受けにくくするという特徴を有している。
【0003】
しかしながら、ガード期間長を超える遅延時間のマルチパス干渉が存在する場合、シンボル間干渉が生じ、受信性能が劣化する。
【0004】
信号処理によりマルチパス伝送路の伝送路特性を推定し、これを打ち消すようにトランスバーサルフィルタのフィルタ係数を制御することで、マルチパス干渉をキャンセルする手法が考案されている(例えば、特許文献1及び特許文献2参照)。
【0005】
以下、従来技術に関して、図面を用いて説明する。
図8は、上記文献において前提としている伝送方式のパイロット信号配置を示す模式図である。欧州の地上デジタル放送方式であるDVB−T(Digital Video Broadcasting − Terrestrial)方式や、日本の地上デジタル放送方式であるISDB−T(IntegratedServices Digital Broadcasting − Terrestrial)方式が、このパイロット信号配置に該当する。
【0006】
図8中の白丸は、制御情報(DVB−TにおけるTPS(Transmission Parameter Signaling)や、ISDB−TにおけるTMCC(Transmission Multiplexing Configuration Control))や付加情報(ISDB−TにおけるAC(Auxiliary Channel))を含めたデータキャリアであり、黒丸は分散的に配置されたパイロットキャリア(SP(Scattered Pilot))である。
【0007】
また、図8において、横軸(周波数軸)のkはキャリアのインデックスを表わし、縦軸(時間軸)のiはシンボルのインデックスを表わす。このときSP信号は、次の(1)式を満たすインデックスk=kpのキャリアを用いて伝送される(ただし、式中のmodは剰余演算を表わし、pは非負整数である)。
【数1】
【0008】
また、SP信号は擬似ランダム符号系列に基づいて変調されており、その振幅及び位相は、配置されるキャリアのインデックスkのみによって決定され、シンボルのインデックスiには依存しない。
【0009】
図9は、従来のOFDM信号受信装置2の構成例を示すブロック図である。
【0010】
図9において、アンテナ1により受信された信号は、OFDM信号受信装置2内部のチューナ21に供給される。
【0011】
チューナ21は、アンテナから供給される受信信号に対して、所望のサービスを含むOFDM信号の抽出、RF(Radio Frequency:無線周波数)帯域からIF(Intermediate Frequency:中間周波数)帯域への周波数変換、ゲイン調整等を行う。チューナ21の出力は、OFDM信号復調部22に供給される。
【0012】
OFDM信号復調部22は、チューナ21の出力を復調することにより伝送されたデジタルデータを復元した後、誤り訂正復号処理を施すことにより伝送路において加えられた外乱等に起因する伝送誤りを訂正する。OFDM信号復調部22の出力は、情報源復号部23に供給される。
【0013】
情報源復号部23は、OFDM信号復調部22の出力を、映像、音声等のデータに分離した後、データ伸張処理を施す。情報源復号部23の出力は、サービス提示部24に供給される。
【0014】
サービス提示部24は、情報源復号部23の出力の内、映像情報をCRT(Cathode Ray Tube:陰極線管)等に表示し、音声情報をスピーカ等から出力することにより、所望のサービスを利用者に提供する。
【0015】
図10は、特許文献1に開示されているOFDM信号受信装置中のOFDM信号復調部22aの構成を示すブロック図である。
【0016】
図10において、直交復調回路2201は、チューナ21の出力を直交復調することにより、IF帯域から基底帯域(以下、ベースバンド)へ周波数変換するとともに、実信号をI(In phase:同相)軸成分とQ(Quadrature phase:直交位相)軸成分とからなる複素数信号に変換する。直交復調回路2201の出力は、減算器2202の第1の入力及びFFT(FastFourier Transform:高速フーリエ変換)回路2208aに供給される。
【0017】
減算器2202は、直交復調回路2201の出力からFIRフィルタ2203の出力を減じることにより、マルチパス干渉を打ち消す。減算器2202の出力は、FIRフィルタ2203の第1の入力及びFFT回路2204に供給される。
【0018】
FIRフィルタ2203は、係数更新回路2214aから供給されるフィルタ係数に基づき減算器2202の出力にフィルタリング処理を施す。FIRフィルタ2203の出力は、減算器2202の第2の入力に供給される。
【0019】
FFT回路2204は、減算器2202の出力から有効シンボル期間長分の信号を切り出し、FFTすることにより、減算器2202の出力を時間領域から周波数領域に変換する。FFT回路2204の出力は、複素除算回路2206の第1の入力及び複素除算回路2215の第1の入力に供給される。
【0020】
SP発生回路2205、複素除算回路2206、及び補間回路2207で構成されるブロック(第1の伝送路特性推定部)は、減算器2202の出力において観測される系の伝送路特性Z(ω)を推定する。第1の伝送路特性推定部の具体的な構成を以下に説明する。
【0021】
SP発生回路2205は、FFT回路2204の出力に同期して、その振幅及び位相が既知である規定のSP信号を発生する。SP発生回路2205の出力は、複素除算回路2206の第2の入力に供給される。
【0022】
複素除算回路2206は、FFT回路2204の出力に含まれる受信SP信号をSP発生回路2205の出力で除することにより、SP信号が配置されたキャリアに対する伝送路特性を求める。複素除算回路2206の出力Zp(ω)は、補間回路2207に供給される。
【0023】
補間回路2207は、複素除算回路2206の出力Zp(ω)を補間し、信号帯域全体に対する伝送路特性を推定する。補間回路2207の出力Z0(ω)は、残差算出回路2212aの第1の入力及び複素除算回路2215の第2の入力に供給される。
【0024】
一方、FFT回路2208aは、直交復調回路2201の出力から有効シンボル期間長分の信号を切り出し、FFTすることにより、直交復調回路2201の出力を時間領域から周波数領域に変換する。FFT回路2208aの出力は、複素除算回路2210の第1の入力に供給される。
【0025】
SP発生回路2209、複素除算回路2210、及び補間回路2211で構成されるブロック(第2の伝送路特性推定部)は、減算器2202の入力において観測される系の伝送路特性F(ω)を推定する。第2の伝送路特性推定部の具体的な構成を以下に説明する。
【0026】
SP発生回路2209は、FFT回路2208aの出力に同期して、その振幅及び位相が既知である規定のSP信号を発生する。SP発生回路2209の出力は、複素除算回路2210の第2の入力に供給される。
【0027】
複素除算回路2210は、FFT回路2208aの出力に含まれる受信SP信号をSP発生回路2209の出力で除することにより、SP信号が配置されたキャリアに対する伝送路特性を求める。複素除算回路2210の出力Fp(ω)は補間回路2211に供給される。
【0028】
補間回路2211は、複素除算回路2210の出力Fp(ω)を補間し、信号帯域全体に対する伝送路特性を推定する。補間回路2211の出力F0(ω)は残差算出回路2212aの第2の入力に供給される。
【0029】
次に、残差算出回路2212aは、補間回路2207の出力Z0(ω)及び補間回路2211の出力F0(ω)からキャンセル残差E(ω)を算出する。残差算出回路2212aの出力は、IFFT回路2213に供給される。
【0030】
IFFT回路2213は、残差算出回路2212aの出力E(ω)をIFFTすることにより、周波数領域での残差E(ω)を時間領域での残差e(t)に変換する。IFFT回路2213の出力は、係数更新回路2214aに供給される。
【0031】
係数更新回路2214aは、IFFT回路2213の出力e(t)から、所定の係数更新式に基づいてフィルタ係数w(t)を算出する。係数更新回路2214の出力は、FIRフィルタ2203の第2の入力に供給される。
【0032】
複素除算回路2215は、FFT回路2204の出力を補間回路2207の出力Z0(ω)で除することにより、信号が伝送路で受けた振幅及び位相の歪を補償する。複素除算回路2215の出力は、判定回路2216に供給される。
【0033】
判定回路2216は、複素除算回路2215の出力をそれぞれのキャリアの変調方式に対応した正規の信号点配置に基づき判定し、判定データに変換する。判定回路2216の出力は、ビタビ復号回路2217に供給される。
【0034】
ビタビ復号回路2217は、判定回路2216の出力に対して最尤復号処理の一種であるビタビ復号処理を施す。ビタビ復号回路2217の出力は、RS(Reed−Solomon:リードソロモン)復号回路2218に供給される。
【0035】
RS復号回路2218は、ビタビ復号回路2217の出力にRS復号処理を施す。RS復号回路2218の出力は、OFDM信号復調部22aの出力として、情報源復号部23に供給される。
【0036】
次に、OFDM信号復調部22aにおける減算器2202においてマルチパス干渉成分が打ち消される条件について説明する。
【0037】
まず、マルチパス伝送路の伝達関数をH(ω)とすると、減算器2202の入力において観測される系の伝送路特性F(ω)は(2)式で表される。
【数2】
【0038】
また、FIRフィルタ2203の伝達関数はフィルタ係数w(t)のフーリエ変換対であり、これをW(ω)とすると、減算器2202の出力において観測される系の伝送路特性Z(ω)は(3)式で表される。
【数3】
【0039】
(3)式より、マルチパス干渉成分が打ち消される条件は(4)式となるので、
【数4】
キャンセル残差E(ω)を(5)式のように定義し、
【数5】
(5)式に(2)式及び(3)式を代入し、E(ω)をF(ω)及びZ(ω)で表わすと、(6)式が得られる。
【数6】
【0040】
残差算出回路2212aは、(6)式のZ(ω)としては補間回路2207の出力Z0(ω)を用い、F(ω)としては補間回路2211の出力F0(ω)を用いることにより、キャンセル残差E(ω)を算出する。
【0041】
さらに、係数更新回路2214aでの係数更新式を(7)式で定義する。
【数7】
【0042】
ただし、(7)式中のw_old(t)は更新前の係数、μは1以下の定数である。
【0043】
以上の構成によって、図10のOFDM信号復調部22aにおいては、マルチパス伝送路の伝達関数H(ω)とFIRフィルタ2203の伝達関数W(ω)との差分であるキャンセル残差E(ω)が、0に収束するようにフィードバック制御が動作し、マルチパス干渉がキャンセルされる。
【0044】
図11は、特許文献2に開示されているOFDM信号受信装置におけるOFDM信号復調部22bの構成を示すブロック図である。
【0045】
図11に示すOFDM信号復調部22bは、減算器2202の入力において観測される系の伝送路特性F(ω)の代わりに、FIRフィルタ2203の伝達関数W(ω)を用いてキャンセル残差を求める点で、図10に示すOFDM信号復調部22aと相違する。なお、図11において、図10に示したOFDM信号復調部22aと同様の機能を有する部分については、同一の参照符号を付し、機能及び動作の説明を省略する。
【0046】
図11において、補間回路2207の出力Z0(ω)は、残差算出回路2212bの第1の入力及び複素除算回路2215の第2の入力に供給される。
【0047】
FFT回路2208bは、係数更新回路2214aの出力w(t)をFFTすることにより、FIRフィルタ2203の伝達関数W(ω)を算出する。FFT回路2208bの出力は、残差算出回路2212bの第2の入力に供給される。
【0048】
残差算出回路2212bは、補間回路2207の出力Z0(ω)及びFFT回路2208bの出力W(ω)からキャンセル残差E(ω)を算出する。残差算出回路2212bの出力は、IFFT回路2213に供給される。
【0049】
次に、OFDM信号復調部22bにおける減算器2202においてマルチパス干渉成分が打ち消される条件について説明する。
【0050】
図11に示すOFDM信号復調部22bにおいても、図10の場合と同様に(2)〜(5)式が成立するので、
(5)式に(2)式及び(3)式を代入し、E(ω)をW(ω)及びZ(ω)で表わすと、(8)式が得られる。
【数8】
【0051】
残差算出回路2212bは、(8)式のZ(ω)としては補間回路2207の出力Z0(ω)を用い、W(ω)としてはFFT回路2208bの出力を用いることにより、キャンセル残差E(ω)を算出する。
【0052】
以上の構成によって、図11のOFDM信号復調部22bにおいても、マルチパス伝送路の伝達関数H(ω)とFIRフィルタ2203の伝達関数W(ω)との差分であるキャンセル残差E(ω)が、0に収束するようにフィードバック制御が動作し、マルチパス干渉がキャンセルされる。
【0053】
一方、ビタビ復号処理の入力である判定データの生成に、推定された伝送路特性を利用することで、ガード期間長を下回る遅延時間のマルチパス干渉に対する耐性を高める手法が考案されている(例えば、非特許文献1参照)。
【0054】
図12は、非特許文献1に開示されているOFDM信号受信装置中のOFDM信号復調部22cの構成を示すブロック図である。図12において、図10に示したOFDM信号復調部22aと同様の機能を有する部分については、同一の参照符号を付す。
【0055】
直交復調回路2201は、チューナ21の出力を直交復調することにより、IF帯域からベースバンドへ周波数変換するとともに、実信号をI軸成分とQ軸成分とからなる複素数信号に変換する。直交復調回路2201の出力は、FFT回路2204に供給される。
【0056】
FFT回路2204は、直交復調回路2201の出力から有効シンボル期間長分の信号を切り出し、FFTすることにより、直交復調回路2201の出力を時間領域から周波数領域に変換する。FFT回路2204の出力は、複素除算回路2206の第1の入力及び複素除算回路2215の第1の入力に供給される。
【0057】
SP発生回路2205、複素除算回路2206、及び補間回路2207で構成されるブロック(伝送路特性推定部)は、直交復調回路2201の出力において観測される系の伝送路特性F(ω)を推定する。伝送路特性推定部の具体的な構成を以下に説明する。
【0058】
SP発生回路2205は、FFT回路2204の出力に同期して、その振幅及び位相が既知である規定のSP信号を発生する。SP発生回路2205の出力は、複素除算回路2206の第2の入力に供給される。
【0059】
複素除算回路2206は、FFT回路2204の出力に含まれる受信SP信号をSP発生回路2205の出力で除することにより、SP信号が配置されたキャリアに対する伝送路特性を求める。複素除算回路2206の出力Fp(ω)は、補間回路2207に供給される。
【0060】
補間回路2207は、複素除算回路2206の出力Fp(ω)を補間し、信号帯域全体に対する伝送路特性を推定する。補間回路2207の出力F0(ω)は、複素除算回路2215の第2の入力及び信頼性算出回路2219aに供給される。
【0061】
複素除算回路2215は、FFT回路2204の出力を補間回路2207の出力F0(ω)で除することにより、信号が伝送路で受けた振幅及び位相の歪を補償する。複素除算回路2215の出力は、判定回路2216に供給される。
【0062】
判定回路2216は、複素除算回路2215の出力をそれぞれのキャリアの変調方式に対応した正規の信号点配置に基づき判定し、判定データに変換する。判定回路2216の出力は、重み付け回路2220の第1の入力に供給される。
【0063】
信頼性算出回路2219aは、補間回路2207の出力から複素除算回路2215の出力の信頼性を算出する。信頼性算出回路2219aの出力は、重み付け回路2220の第2の入力に供給される。
【0064】
重み付け回路2220は、信頼性算出回路2219aの出力に基づき判定回路2216の出力である判定データに重み付けを行う。重み付け回路2220の出力は、ビタビ復号回路2217に供給される。
【0065】
ビタビ復号回路2217は、判定回路2216の出力に対して最尤復号処理の一種であるビタビ復号処理を施す。ビタビ復号回路2217の出力は、RS復号回路2218に供給される。
【0066】
RS復号回路2218は、ビタビ復号回路2217の出力にRS復号処理を施す。RS復号回路2218の出力は、OFDM信号復調部22aの出力として、情報源復号部23に供給される。
【0067】
次に、図12のOFDM信号復調部22cにおいてマルチパス干渉に対する耐性を高める原理について図13を用いて説明する。
【0068】
マルチパス干渉がない場合のOFDM信号のスペクトラムは、図13(a)に示すように、信号帯域内において平坦な特性を有する。
【0069】
これに対して遅延波による干渉が加わると、図13(b)に示すように、周期的なレベルの低下が発生し、さらにチューナの熱雑音等の雑音が加わると、図13(c)に示すようになる。
【0070】
このときレベルが低下したキャリアに関しては、C/N(Carrier to Noise Ratio:信号対雑音比)が低下し、誤り率特性が劣化する。
【0071】
そこで、信頼性算出回路2219aでは、伝送路特性推定結果である補間回路2207の出力のレベルを算出し、重み付け回路2220では、そのレベルに基づき判定回路2216の出力である判定データに重み付けを行う。
【0072】
より具体的には、レベルの小さなキャリアに対応する判定データに関しては、対応するビットデータが0である尤度と1である尤度とが近くなるよう補正を加える。極端な場合には判定データを消失とする、すなわち、対応するビットデータが0である尤度と1である尤度とを等しくすることにより、当該キャリアに対応する判定データがビタビ復号回路2217内部におけるメトリック算出に影響を与えないようにする。
【0073】
以上の構成によって、図12のOFDM信号復調部22cにおいては、レベルの小さなキャリアに対応する判定データの信頼性を下げることにより、マルチパス干渉に対する耐性を高めることができる。
【0074】
【特許文献1】
特開2001−292120号公報
【特許文献2】
特開2002−111625号公報
【非特許文献1】
中原、外3名、「マルチパス伝送路における64QAM−OFDM信号の軟判定復号法の検討」、映像情報メディア学会技術報告、1998年6月、第22巻、第34号、p.1−6
【0075】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、図10のOFDM信号復調部22aあるいは図11のOFDM信号復調部22bの構成と図12のOFDM信号復調部22cの構成とを単純に組み合わせた場合について考える。すなわち、OFDM信号復調部22aまたは22bにおける補間回路2207の後段に、信頼性算出回路2219aを設け、判定回路2216とビタビ復号回路2217との間に重み付け回路2220を設けた場合について考える。
【0076】
このとき、図10のOFDM信号復調部22aあるいは図11のOFDM信号復調部22bの構成によって、マルチパス干渉によってレベルが低下したキャリアが持ち上げられ、OFDM信号のスペクトラムは図13(d)に示すように平坦な特性となる。しかし同時に、元々平坦であった雑音のスペクトラムも持ち上げられてしまう。
【0077】
つまり、図10のOFDM信号復調部22aあるいは図11のOFDM信号復調部22bの構成に対して、図12のOFDM信号復調部22cの構成を単純に組み合わせた構成では、OFDM信号のスペクトラムを補正することはできるが、マルチパス干渉によってレベルが低下したキャリアのC/Nを改善することはできない。
【0078】
その結果、C/Nが低下したキャリアを検出することができなくなるため、「レベルの小さなキャリアに対応する判定データの信頼性を下げることにより、マルチパス干渉に対する耐性を高める」いう効果を発揮することができない。
【0079】
それゆえ、本発明の目的は、ガード期間長を超える遅延時間のマルチパス干渉が存在する場合に発生するシンボル間干渉の影響を軽減するとともに、ガード期間長を下回る遅延時間のマルチパス干渉に対する耐性を高めるOFDM信号受信装置を提供することである。
【0080】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
上記の課題を解決するために、本発明に係わるOFDM信号受信装置は、以下のように構成される。
第1の発明は、OFDM(Orthogonal Frequency D
ivision Multiplexing:直交周波数分割多重)伝送方式を用いて伝送された信号を受信する受信装置であって、
入力信号からマルチパス干渉成分を減じる減算器と、
減算器の出力に対してフィルタリング処理を行うことにより、マルチパス干渉成分を生成するフィルタ手段と、
時間領域の信号である減算器の出力を周波数領域の信号へと変換するFFT(Fast Fourier Transform:高速フーリエ変換)手段と、
FFT手段の出力から、減算器の出力において観測される系の伝送路特性を推定する第1の伝送路特性推定部と、
減算器の入力において観測される系の伝送路特性を推定する第2の伝送路特性推定部と、
第1の伝送路特性推定部の出力及び第2の伝送路特性推定部の出力からキャンセル残差を算出する残差算出手段と、
残差算出手段の出力を、時間領域の信号に変換するIFFT(InverseFast Fourier Transform:逆高速フーリエ変換)手段と、
IFFT手段の出力から、フィルタ手段の係数を生成する係数更新手段と、
FFT手段の出力を第1の伝送路特性推定部の出力で除することにより、伝送路歪の影響を補償する除算手段と、
除算手段の出力を正規の信号点配置に基づき判定し、判定データに変換する判定手段と、
第2の伝送路特性推定部の出力から除算手段の出力の信頼性を算出する信頼性算出手段と、
信頼性算出手段の出力に基づき判定データに重み付けを行う重み付け手段と、
重み付け手段の出力をビタビ復号するビタビ復号手段とを備える。
【0081】
第2の発明は、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing:直交周波数分割多重)伝送方式を用いて伝送された信号を受信する受信装置であって、
入力信号からマルチパス干渉成分を減じる減算器と、
減算器の出力に対してフィルタリング処理を行うことにより、マルチパス干渉成分を生成するフィルタ手段と、
時間領域の信号である減算器の出力を周波数領域の信号へと変換するFFT(Fast Fourier Transform:高速フーリエ変換)手段と、
FFT手段の出力から、減算器の出力において観測される系の伝送路特性を推定する伝送路特性推定部と、
フィルタリング手段の伝達関数を算出する伝達関数算出部と、
伝送路特性推定部の出力及び伝達関数算出部の出力からキャンセル残差を算出する残差算出手段と、
残差算出手段の出力を、時間領域の信号に変換するIFFT(InverseFast Fourier Transform:逆高速フーリエ変換)手段と、
IFFT手段の出力から、フィルタ手段の係数を生成する係数更新手段と、
FFT手段の出力を伝送路特性推定部の出力で除することにより、伝送路歪の影響を補償する除算手段と、
除算手段の出力を正規の信号点配置に基づき判定し、判定データに変換する判定手段と、
伝送路特性推定部の出力及び伝達関数算出部の出力から除算手段の出力の信頼性を算出する信頼性算出手段と、
信頼性算出手段の出力に基づき判定データに重み付けを行う重み付け手段と、
重み付け手段の出力をビタビ復号するビタビ復号手段とを備える。
【0082】
第3の発明は、第2の発明において、伝達関数算出部が、係数更新手段の出力をFFT(Fast Fourier Transform:高速フーリエ変換)することにより、フィルタリング手段の伝達関数を算出することを特徴とする。
【0083】
第4の発明は、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing:直交周波数分割多重)伝送方式を用いて伝送された信号を受信する受信装置であって、
入力信号からマルチパス干渉成分を減じる減算器と、
減算器の出力に対してフィルタリング処理を行うことにより、マルチパス干渉成分を生成する第1のフィルタ手段と、
減算器の出力に対してフィルタリング処理を行うことにより、マルチパス干渉成分のうち遅延時間が所定の時間よりも短い成分のみを生成する第2のフィルタ手段と、
減算器の出力に第2のフィルタ手段の出力を加える加算器と、
減算器の出力において観測される系の伝送路特性を推定する第1の伝送路特性推定部と、
減算器の入力において観測される系の伝送路特性を推定する第2の伝送路特性推定部と、
第1の伝送路特性推定部の出力及び第2の伝送路特性推定部の出力からキャンセル残差を算出する残差算出手段と、
残差算出手段の出力を、時間領域の信号に変換するIFFT(InverseFast Fourier Transform:逆高速フーリエ変換)手段と、
IFFT手段の出力から、第1のフィルタ手段及び第2のフィルタ手段の係数を生成する係数更新手段と、
時間領域の信号である加算器の出力を周波数領域の信号へと変換するFFT(Fast Fourier Transform:高速フーリエ変換)手段と、
FFT手段の出力から、加算器の出力において観測される系の伝送路特性を推定する第3の伝送路特性推定部と、
FFT手段の出力を第3の伝送路特性推定部の出力で除することにより、伝送路歪の影響を補償する除算手段と、
除算手段の出力を正規の信号点配置に基づき判定し、判定データに変換する判定手段と、
第3の伝送路特性推定部の出力から除算手段の出力の信頼性を算出する信頼性算出手段と、
信頼性算出手段の出力に基づき判定データに重み付けを行う重み付け手段と、
重み付け手段の出力をビタビ復号するビタビ復号手段とを備える。
【0084】
第5の発明は、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing:直交周波数分割多重)伝送方式を用いて伝送された信号を受信する受信装置であって、
入力信号からマルチパス干渉成分を減じる減算器と、
減算器の出力に対してフィルタリング処理を行うことにより、マルチパス干渉成分を生成する第1のフィルタ手段と、
減算器の出力に対してフィルタリング処理を行うことにより、マルチパス干渉成分のうち遅延時間が所定の時間よりも短い成分のみを生成する第2のフィルタ手段と、
減算器の出力に第2のフィルタ手段の出力を加える加算器と、
減算器の出力において観測される系の伝送路特性を推定する第1の伝送路特性推定部と、
第1のフィルタリング手段の伝達関数を算出する伝達関数算出部と、
第1の伝送路特性推定部の出力及び伝達関数算出部の出力からキャンセル残差を算出する残差算出手段と、
残差算出手段の出力を、時間領域の信号に変換するIFFT(InverseFast Fourier Transform:逆高速フーリエ変換)手段と、
IFFT手段の出力から、第1のフィルタ手段及び第2のフィルタ手段の係数を生成する係数更新手段と、
時間領域の信号である加算器の出力を周波数領域の信号へと変換するFFT(Fast Fourier Transform:高速フーリエ変換)手段と、
FFT手段の出力から、加算器の出力において観測される系の伝送路特性を推定する第2の伝送路特性推定部と、
FFT手段の出力を第2の伝送路特性推定部の出力で除することにより、伝送路歪の影響を補償する除算手段と、
除算手段の出力を正規の信号点配置に基づき判定し、判定データに変換する判定手段と、
第2の伝送路特性推定部の出力から除算手段の出力の信頼性を算出する信頼性算出手段と、
信頼性算出手段の出力に基づき判定データに重み付けを行う重み付け手段と、
重み付け手段の出力をビタビ復号するビタビ復号手段とを備える。
【0085】
第6の発明は、第5の発明において、伝達関数算出部が、係数更新手段の出力をFFT(Fast Fourier Transform:高速フーリエ変換)することにより、第1のフィルタリング手段の伝達関数を算出することを特徴とする。
【0086】
第7の発明は、第4または第5の発明において、所定の時間が、入力信号のガード期間長に等しいことを特徴とする。
【0087】
以上のように本発明によるOFDM信号受信装置は、マルチパス干渉をキャンセルする前の伝送路特性から信頼性を算出し、その算出結果に基づき判定結果に重み付けを行う、あるいは、シンボル間干渉を引き起こすマルチパス成分、つまりガード期間長を超える遅延時間のマルチパス成分のみをキャンセルすることにより、ガード期間長を超える遅延時間のマルチパス干渉が存在する場合に発生するシンボル間干渉の影響を軽減するとともに、ガード期間長を下回る遅延時間のマルチパス干渉に対する耐性を高めることができる。
【0088】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態に係るOFDM信号受信装置の構成は、従来のものと同様であるので、図9を援用する。また、パイロット信号配置についても同様であるので、図8を援用する。
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態におけるOFDM信号受信装置2中のOFDM信号復調部22dの構成を示すブロック図である。
【0089】
図1において、図10に示すOFDM信号復調部22aと同様の機能を有する部分については、同一の参照符号を付す。直交復調回路2201は、チューナ21の出力を直交復調することにより、IF帯域からベースバンドへ周波数変換するとともに、実信号をI軸成分とQ軸成分とからなる複素数信号に変換する。直交復調回路2201の出力は、減算器2202の第1の入力及びFFT回路2208aに供給される。
【0090】
減算器2202は、直交復調回路2201の出力からFIRフィルタ2203の出力を減じることにより、マルチパス干渉を打ち消す。減算器2202の出力は、FIRフィルタ2203の第1の入力及びFFT回路2204に供給される。
【0091】
FIRフィルタ2203は、係数更新回路2214aから供給されるフィルタ係数に基づき減算器2202の出力にフィルタリング処理を施す。FIRフィルタ2203の出力は、減算器2202の第2の入力に供給される。
【0092】
FFT回路2204は、減算器2202の出力から有効シンボル期間長分の信号を切り出し、FFTすることにより、減算器2202の出力を時間領域から周波数領域に変換する。FFT回路2204の出力は、複素除算回路2206の第1の入力、及び複素除算回路2215の第1の入力に供給される。
【0093】
SP発生回路2205、複素除算回路2206、及び補間回路2207で構成されるブロック(第1の伝送路特性推定部)は、減算器2202の出力において観測される系の伝送路特性Z(ω)を推定する。第1の伝送路特性推定部の具体的な構成を以下に説明する。
【0094】
SP発生回路2205は、FFT回路2204の出力に同期して、その振幅及び位相が既知である規定のSP信号を発生する。SP発生回路2205の出力は、複素除算回路2206の第2の入力に供給される。
【0095】
複素除算回路2206は、FFT回路2204の出力に含まれる受信SP信号をSP発生回路2205の出力で除することにより、SP信号が配置されたキャリアに対する伝送路特性を求める。複素除算回路2206の出力Zp(ω)は、補間回路2207に供給される。
【0096】
補間回路2207は、複素除算回路2206の出力Zp(ω)を補間し、信号帯域全体に対する伝送路特性を推定する。補間回路2207の出力Z0(ω)は残差算出回路2212aの第1の入力及び複素除算回路2215の第2の入力に供給される。
【0097】
一方、FFT回路2208aは、直交復調回路2201の出力から有効シンボル期間長分の信号を切り出し、FFTすることにより、直交復調回路2201の出力を時間領域から周波数領域に変換する。FFT回路2208aの出力は、複素除算回路2210の第1の入力に供給される。
【0098】
SP発生回路2209、複素除算回路2210、及び補間回路2211で構成されるブロック(第2の伝送路特性推定部)は、減算器2202の入力において観測される系の伝送路特性F(ω)を推定する。第2の伝送路特性推定部の具体的な構成を以下に説明する。
【0099】
SP発生回路2209は、FFT回路2208aの出力に同期して、その振幅及び位相が既知である規定のSP信号を発生する。SP発生回路2209の出力は、複素除算回路2210の第2の入力に供給される。
【0100】
複素除算回路2210は、FFT回路2208aの出力に含まれる受信SP信号をSP発生回路2209の出力で除することにより、SP信号が配置されたキャリアに対する伝送路特性を求める。複素除算回路2210の出力Fp(ω)は、補間回路2211に供給される。
【0101】
補間回路2211は、複素除算回路2210の出力Fp(ω)を補間し、信号帯域全体に対する伝送路特性を推定する。補間回路2211の出力F0(ω)は、残差算出回路2212aの第2の入力及び信頼性算出回路2219aに供給される。
【0102】
次に、残差算出回路2212aは、補間回路2207の出力Z0(ω)及び補間回路2211の出力F0(ω)からキャンセル残差E(ω)を算出するもので、その出力はIFFT回路2213に供給される。
【0103】
IFFT回路2213は、残差算出回路2212aの出力E(ω)をIFFTすることにより、周波数領域での残差E(ω)を時間領域での残差e(t)に変換する。IFFT回路2213の出力は、係数更新回路2214aに供給される。
【0104】
係数更新回路2214aは、IFFT回路2213の出力e(t)から、所定の係数更新式に基づいてフィルタ係数w(t)を算出する。係数更新回路2214aの出力は、FIRフィルタ2203の第2の入力に供給される。
【0105】
複素除算回路2215は、FFT回路2204の出力を補間回路2207の出力で除することにより、信号が伝送路で受けた振幅及び位相の歪を補償する。複素除算回路2215の出力は、判定回路2216に供給される。
【0106】
判定回路2216は、複素除算回路2215の出力をそれぞれのキャリアの変調方式に対応した正規の信号点配置に基づき判定し、判定データに変換する。判定回路2216の出力は、重み付け回路2220の第1の入力に供給される。
【0107】
ここで、前述のDVB−TやISDB−Tでは、データキャリアの変調方式として、QPSK(Quarternary Phase Shift Keying:4相位相変調)、16QAM(Quadrature Amplitude Modulation:直交振幅変調)、64QAM等が適用される。
【0108】
なお図1中には示していないが、判定回路2216で処理するデータキャリアの変調方式は、受信信号中に含まれる制御情報(DVB−TにおけるTPSやISDB−TにおけるTMCC)を復調することで得られる。
【0109】
信頼性算出回路2219aは、補間回路2211の出力から複素除算回路2215の出力の信頼性を算出する。信頼性算出回路2219aの出力は、重み付け回路2220の第2の入力に供給される。
【0110】
重み付け回路2220は、信頼性算出回路2219aの出力に基づき判定回路2216の出力である判定データに重み付けを行う。重み付け回路2220の出力は、ビタビ復号回路2217に供給される。
【0111】
ビタビ復号回路2217は、判定回路2216の出力に対して最尤復号処理の一種であるビタビ復号処理を施す。ビタビ復号回路2217の出力は、RS復号回路2218に供給される。
【0112】
RS復号回路2218は、ビタビ復号回路2217の出力にRS復号処理を施す。RS復号回路2218の出力は、OFDM信号復調部22aの出力として、情報源復号部23に供給される。
【0113】
次に、OFDM信号復調部22dにおける減算器2202においてマルチパス干渉成分が打ち消される条件について説明する。
【0114】
まず、マルチパス伝送路の伝達関数をH(ω)とすると、減算器2202の入力において観測される系の伝送路特性F(ω)は(9)式で表される。
【数9】
【0115】
また、FIRフィルタ2203の伝達関数はフィルタ係数w(t)のフーリエ変換対であり、これをW(ω)とすると、減算器2202の出力において観測される系の伝送路特性Z(ω)は(10)式で表される。
【数10】
【0116】
(10)式より、マルチパス干渉成分が打ち消される条件は(11)式となるので、
【数11】
キャンセル残差E(ω)を(12)式のように定義し、
【数12】
(12)式に(9)式及び(10)式を代入し、E(ω)をF(ω)及びZ(ω)で表わすと、(13)式が得られる。
【数13】
【0117】
残差算出回路2212aは、(13)式のZ(ω)としては補間回路2207の出力Z0(ω)を用い、F(ω)としては補間回路2211の出力F0(ω)を用いることにより、キャンセル残差E(ω)を算出する。
【0118】
さらに、係数更新回路2214aでの係数更新式を(14)式で定義する。
【数14】
【0119】
ただし、(14)式中のw_old(t)は更新前の係数、μは1以下の定数である。
【0120】
以上の構成によって、図1のOFDM信号復調部22dにおいては、マルチパス伝送路の伝達関数H(ω)とFIRフィルタ2203の伝達関数W(ω)との差分であるキャンセル残差E(ω)が、0に収束するようにフィードバック制御が動作し、マルチパス干渉がキャンセルされる。
【0121】
また、本実施の形態において、信頼性算出回路2219aは補間回路2211の出力のレベルを算出するが、補間回路2211の出力は、マルチパス干渉をキャンセルする前の伝送路特性F(ω)であるので、信頼性算出回路2219aでは、マルチパス干渉によってレベルが低下したキャリア、すなわちC/Nが低下したキャリアを正確に検出することができる。
【0122】
重み付け回路2220は、信頼性算出回路2219aの出力に基づき判定回路2216の出力である判定データに重み付けを行う。より具体的には、レベルの小さなキャリアに対応する判定データに関しては、対応するビットデータが0である尤度と1である尤度とが近くなるよう補正を加える。さらに極端な場合には判定データを消失とする、すなわち、対応するビットデータが0である尤度と1である尤度とを等しくすることにより、当該キャリアに対応する判定データがビタビ復号回路2217内部におけるメトリック算出に影響を与えないようにする。
【0123】
以上の構成によって、第1の実施形態に係るOFDM信号復調部22dでは、レベルの小さなキャリアに対応する判定データの信頼性を下げることにより、マルチパス干渉に対する耐性を高めることが可能となる。
【0124】
(第2の実施形態)
図2は、本発明の第2の実施形態におけるOFDM信号受信装置2中のOFDM信号復調部22eの構成を示すブロック図である。図2において、図1と同一部分には同一符号を付して示す。
【0125】
図2に示すOFDM信号復調部22eは、減算器2202の入力において観測される系の伝送路特性F(ω)の代わりに、FIRフィルタ2203の伝達関数W(ω)を用いてキャンセル残差を求める点で、図1に示すOFDM信号復調部22dと相違する。
【0126】
図2において、補間回路2207の出力Z0(ω)は、複素除算回路2215の第2の入力、残差算出回路2212bの第1の入力及び信頼性算出回路2219bの第1の入力に供給される。
【0127】
FFT回路2208bは、係数更新回路2214aの出力w(t)をFFTすることにより、FIRフィルタ2203の伝達関数W(ω)を算出する。FFT回路2208bの出力は、残差算出回路2212bの第2の入力及び信頼性算出回路2219bの第2の入力に供給される。
【0128】
残差算出回路2212bは、補間回路2207の出力Z0(ω)及びFFT回路2208bの出力W(ω)からキャンセル残差E(ω)を算出する。残差算出回路221bの出力は、IFFT回路2213に供給される。
【0129】
信頼性算出回路2219bは、補間回路2207の出力及びFFT回路2208bの出力から複素除算回路2215の出力の信頼性を算出する。信頼性算出回路2219bの出力は、重み付け回路2220の第2の入力に供給される。他の構成及び動作は、図1と同一であるので説明を省略する。
【0130】
次に、OFDM信号復調部22aにおける減算器2202においてマルチパス干渉成分が打ち消される条件について説明する。
【0131】
図2に示すOFDM信号復調部22eにおいても、図1の場合と同様に(9)〜(12)式が成立するので、(12)式に(9)式及び(10)式を代入し、E(ω)をW(ω)及びZ(ω)で表わすと、(15)式が得られる。
【数15】
【0132】
残差算出回路2212bは、(15)式のZ(ω)としては補間回路2207の出力Z0(ω)を用い、W(ω)としてはFFT回路2208bの出力を用いることにより、キャンセル残差E(ω)を算出する。
【0133】
以上の構成によって、図2のOFDM信号復調部22eにおいては、マルチパス伝送路の伝達関数H(ω)とFIRフィルタ2203の伝達関数W(ω)との差分であるキャンセル残差E(ω)が、0に収束するようにフィードバック制御が動作し、マルチパス干渉がキャンセルされる。
【0134】
また上記の結果、FFT回路2208bの出力W(ω)はマルチパス伝送路の伝達関数H(ω)と等しくなり、補間回路2207の出力Z0(ω)はマルチパス干渉成分が除去された系の伝送路特性となる。そこで信頼性算出回路2219bでは、Z0(ω)とW(ω)との和としてマルチパス干渉の影響を受けた系の伝送路特性を算出し、そのレベルを算出することにより、マルチパス干渉によってレベルが低下したキャリア、すなわちC/Nが低下したキャリアを正確に検出することができる。
【0135】
このように、図2のOFDM信号復調部22eにおいては、レベルの小さなキャリアに対応する判定データの信頼性を下げることにより、マルチパス干渉に対する耐性を高めることができる。
【0136】
また、第2の実施形態によれば、第1の実施形態に比して、SP発生回路2209、複素除算回路2210、補間回路2211を省略することができ、ハードウェアの規模を削減することができる。
【0137】
(第3の実施形態)
図3は、本発明の第3の実施形態におけるOFDM信号受信装置2中のOFDM信号復調部22fの構成を示すブロック図である。図3において、図1と同一部分には同一符号を付して示す。
【0138】
図3に示すOFDM信号復調部22fの特徴は、図1におけるOFDM信号復調部22dに加算器2221及び第2のFIRフィルタ2222を追加したことである。なお、第2のFIRフィルタ2222と区別するために、FIRフィルタ2203を第1のFIRフィルタと呼ぶことにするが、図1の場合と同一機能を有するので、図3上、同一の符号で示す。
【0139】
図3において、直交復調回路2201は、チューナ21の出力を直交復調することにより、IF帯域からベースバンドへ周波数変換するとともに、実信号をI軸成分とQ軸成分とからなる複素数信号に変換する。直交復調回路2201の出力は、減算器2202の第1の入力及びFFT回路2208aに供給される。
【0140】
減算器2202は、直交復調回路2201の出力からFIRフィルタ2203の出力を減じることにより、マルチパス干渉を打ち消す。減算器2202の出力は、FIRフィルタ2203の第1の入力、FFT回路2204、加算器2221の第1の入力、及び第2のFIRフィルタ2222の第1の入力に供給される。
【0141】
第1のFIRフィルタ2203は、係数更新回路2214bから供給されるフィルタ係数に基づき減算器2202の出力にフィルタリング処理を施す。第1のFIRフィルタ2203の出力は、減算器2202の第2の入力に供給される。
【0142】
加算器2221は、減算器2202の出力に第2のFIRフィルタ2222の出力を加える。加算器2221の出力は、FFT回路2223に供給される。
【0143】
第2のFIRフィルタ2222は、係数更新回路2214bから供給されるフィルタ係数に基づき減算器2202の出力にフィルタリング処理を施すことにより、マルチパス干渉成分のうち遅延時間が所定の時間よりも短い成分のみを生成する。第2のFIRフィルタ2222の出力は、加算器2221の第2の入力に供給される。
【0144】
係数更新回路2214bは、IFFT回路2213の出力e(t)から、所定の係数更新式に基づいてフィルタ係数w(t)を算出する。係数更新回路2214bの第1の出力はFIRフィルタ2203の第2の入力に供給され、第2の出力はFIRフィルタ2222の第2の入力に供給される。
【0145】
ここで、係数更新回路2214bの第1の出力はw(t)そのものであるが、第2の出力は、w(t)から上記の所定の時間よりも短い遅延時間に対応する部分のみを抽出したものである。
【0146】
FFT回路2223は、加算器2221の出力から有効シンボル期間長分の信号を切り出し、FFTすることにより、加算器2221の出力を時間領域から周波数領域に変換する。FFT回路2223の出力は、複素除算回路2225の第1の入力及び複素除算回路2215の第1の入力に供給される。
【0147】
SP発生回路2224、複素除算回路2225、及び補間回路2226で構成されるブロック(第3の伝送路特性推定部)は、加算器2221の出力において観測される系の伝送路特性を推定する。第3の伝送路特性推定部の具体的な構成及び動作は、SP発生回路2205、複素除算回路2206、及び補間回路2207で構成される第1の伝送路特性推定部、あるいは、SP発生回路2209、複素除算回路2210、及び補間回路2211で構成される第2の伝送路特性推定部と同様であるので説明を省略する。
【0148】
複素除算回路2215は、FFT回路2223の出力を補間回路2226の出力で除することにより、信号が伝送路で受けた振幅及び位相の歪を補償する。複素除算回路2215の出力は、判定回路2216に供給される。
【0149】
判定回路2216は、複素除算回路2215の出力をそれぞれのキャリアの変調方式に対応した正規の信号点配置に基づき判定し、判定データに変換する。判定回路2216の出力は、重み付け回路2220の第1の入力に供給される。
【0150】
信頼性算出回路2219aは、補間回路2226の出力から複素除算回路2215の出力の信頼性を算出する。信頼性算出回路2219の出力は、重み付け回路2220の第2の入力に供給される。
【0151】
重み付け回路2220は、信頼性算出回路2219aの出力に基づき判定回路2216の出力である判定データに重み付けを行う。重み付け回路2220の出力は、ビタビ復号回路2217に供給される。
【0152】
ビタビ復号回路2217は、判定回路2216の出力に対して最尤復号処理の一種であるビタビ復号処理を施す。ビタビ復号回路2217の出力は、RS復号回路2218に供給される。
【0153】
RS復号回路2218は、ビタビ復号回路2217の出力にRS復号処理を施す。RS復号回路2218の出力は、OFDM信号復調部22fの出力として、情報源復号部23に供給される。
【0154】
他の構成及び動作は、図1と同一であるので説明を省略する。
【0155】
以上の構成によって、図3のOFDM信号復調部22fにおいては、減算器2202及び第1のFIRフィルタ2203によって、一旦マルチパス干渉をキャンセルするが、加算器2221及び第2のFIRフィルタ2222によって、マルチパス干渉成分のうち遅延時間が所定の時間よりも短い成分のみ、再び付加する。
【0156】
ここで、上記の所定の時間としてはガード期間長を選ぶことが望ましく、この場合、減算器2202、第1のFIRフィルタ2203、加算器2221、及び第2のFIRフィルタ2222で構成されるブロックは、シンボル間干渉を引き起こすマルチパス成分、つまりガード期間長を超える遅延時間のマルチパス成分のみをキャンセルすることになる。
【0157】
一方、信頼性算出回路2219aは補間回路2226の出力のレベルを算出するが、補間回路2226の出力は、遅延時間が所定の時間よりも短いマルチパス成分が付加された伝送路特性であるので、信頼性算出回路2219aでは、マルチパス干渉によってレベルが低下したキャリア、すなわちC/Nが低下したキャリアを正確に検出することができる。
【0158】
以上の構成により、第3の実施形態によれば、ガード期間長を超える遅延時間のマルチパス干渉が存在する場合に発生するシンボル間干渉の影響を軽減するとともに、ガード期間長を下回る遅延時間のマルチパス干渉に対する耐性を高めることが可能となる。
【0159】
(第4の実施形態)
図4は、本発明の第4の実施形態におけるOFDM信号受信装置2中のOFDM信号復調部22gの構成を示すブロック図である。図4において、図2及び図3と同一部分には同一符号を付して示す。
【0160】
図4に示すOFDM信号復調部22gは、減算器2202の入力において観測される系の伝送路特性F(ω)の代わりに、FIRフィルタ2203の伝達関数W(ω)を用いてキャンセル残差を求める点で、図3に示すOFDM信号復調部22fと相違する。
【0161】
つまり、図4に示すOFDM信号復調部22gと図3に示すOFDM信号復調部22fとの関係は、図2に示すOFDM信号復調部22eと図1に示すOFDM信号復調部22dとの関係と同様であるので、詳細な構成及び動作の説明は省略する。図4において、第2の伝送路特性推定部と記したブロックは、図3の第3の伝送路特性推定ブロックと対応する。
【0162】
以上の構成により本実施の形態によれば、第3の実施の形態に比して、SP発生回路2209、複素除算回路2210、補間回路2211を省略することができ、ハードウェアの規模を削減することができる。
【0163】
(第5の実施形態)
図5は、本発明の実施形態に係るマルチパス除去装置3の構成例を示すブロック図である。マルチパス除去装置3は、マルチパスキャンセル機能を有しない従来のOFDM信号受信装置4に前置して接続される。
【0164】
図5において、アンテナ1により受信された信号は、マルチパス除去装置3内部のチューナ31に供給される。
【0165】
チューナ31は、アンテナから供給される受信信号に対して、所望のサービスを含むOFDM信号の抽出、RF帯域からIF帯域への周波数変換、ゲイン調整等を行う。チューナ31の出力は、マルチパス等化部32に供給される。
【0166】
マルチパス等化部32は、チューナ31の出力からマルチパス干渉を除去する。マルチパス等化部32の出力は、アップコンバータ33に供給される。
【0167】
アップコンバータ33は、マルチパス等化部32の出力を再びRF帯域に周波数変換する。アップコンバータ33の出力は、マルチパス除去装置3の出力として従来のOFDM信号受信装置4に供給される。
【0168】
図6は、本発明の第5の実施形態におけるマルチパス除去装置3中のマルチパス等化部32aの構成を示すブロック図である。図6において、図3に示すOFDM信号復調部22fと同一部分には、同一符号を付して示す。
【0169】
図6に示すマルチパス等化部32aの特徴は、図3におけるOFDM信号復調部22fに、直交変調回路3201を追加したことである。
【0170】
直交変調回路3201は、加算器2221の出力を直交変調することにより、ベースバンドからIF帯域へ周波数変換するとともに、I軸成分とQ軸成分とからなる複素数信号を実信号に変換する。直交変調回路3201の出力は、マルチパス等化部32aの出力としてアップコンバータ33に供給される。
【0171】
他の構成及び動作は、図3におけるOFDM信号復調部22fの場合と同一であるので説明を省略する。
【0172】
この構成により、第5の実施形態によれば、シンボル間干渉を引き起こすマルチパス成分、つまりガード期間長を超える遅延時間のマルチパス成分のみをキャンセルするので、マルチパスキャンセル機能を有しない従来のOFDM信号受信装置4を使用することが可能なだけでなく、従来のOFDM信号受信装置4が、レベルの小さなキャリアに対応する判定データの信頼性を下げることにより、マルチパス干渉に対する耐性を高める機能を有する場合、その機能を損なわずに、マルチパス除去装置3を追加することが可能となる。
【0173】
(第6の実施形態)
図7は、本発明の第6の実施形態におけるマルチパス除去装置3中のマルチパス等化部32bの構成を示すブロック図である。図7において、図4及び図6と同一部分には同一符号を付して示す。
【0174】
図7に示すマルチパス等化部32bは、減算器2202の入力において観測される系の伝送路特性F(ω)の代わりに、FIRフィルタ2203の伝達関数W(ω)を用いてキャンセル残差を求める点で、図6に示すマルチパス等化部32aと相違する。
【0175】
つまり、図7に示すマルチパス等化部32bと図6に示すマルチパス等化部32aとの関係は、図2に示すOFDM信号復調部22eと図1に示すOFDM信号復調部22dとの関係と同様である。したがって、詳細な構成及び動作の説明は省略する。
【0176】
以上の構成により、第6の実施形態によれば、第5の実施形態に比して、SP発生回路2209、複素除算回路2210、補間回路2211を省略することができ、ハードウェアの規模を削減することができる。
【0177】
なお、本発明の実施形態においては、信号帯域内に分散的に配置されたパイロットキャリアを含む伝送方式を例にとり説明したが、伝送路特性を推定するブロック(伝送路特性推定部)の構成を適宜変更することにより、全キャリアの振幅及び位相が既知であるパイロットシンボルが存在する伝送方式等、他の種類の伝送方式に対しても適用可能である。
【0178】
また、伝送方式によっては、ビタビ復号回路2217あるいはRS復号回路2218の前処理として一つ以上のインターリーブ処理を挿入することもあるが、これらは本発明の原理とは無関係であり、インターリーブ処理挿入の有無に関わらず、本発明の原理を適用することができることは言うまでもない。
【0179】
また、図には示していないが、OFDM信号復調部22及びマルチパス等化部32において使用しているデジタル信号処理のためのAD(Analog toDigital:アナログ−デジタル)変換器ならびにDA(Digitalto Analog:デジタル−アナログ)変換器の挿入位置は、本発明の原理とは無関係であり、AD変換器ならびにDA変換器の挿入位置に関わらず、本発明の原理を適用することができることは言うまでもない。
【0180】
最後に、本発明の実施形態においては、各々の構成要素が個別のハードウェアとして固有の機能を具現化するものとして説明したが、このような実現方法は本発明の原理とは無関係であり、本発明の構成要素の一部あるいは全体を、DSP(Digital Signal Processor:デジタル信号処理用プロセッサ)等の汎用ハードウェア上で実行されるソフトウェアとして具現化してもよいことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態におけるOFDM信号受信装置2中のOFDM信号復調部22dの構成を示すブロック図である。
【図2】本発明の第2の実施形態におけるOFDM信号受信装置2中のOFDM信号復調部22eの構成を示すブロック図である。
【図3】本発明の第3の実施形態におけるOFDM信号受信装置2中のOFDM信号復調部22fの構成を示すブロック図である。
【図4】本発明の第4の実施形態におけるOFDM信号受信装置2中のOFDM信号復調部22gの構成を示すブロック図である。
【図5】本発明の実施形態に係るマルチパス除去装置3の構成例を示すブロック図である。
【図6】本発明の第5の実施形態におけるマルチパス除去装置3中のマルチパス等化部32aの構成を示すブロック図である。
【図7】本発明の第6の実施形態におけるマルチパス除去装置3中のマルチパス等化部32bの構成を示すブロック図である。
【図8】従来技術及び本発明の実施形態に係わる伝送方式のパイロット信号配置を示す模式図である。
【図9】従来のOFDM信号受信装置2の構成例を示すブロック図である。
【図10】特許文献1に開示されているOFDM信号受信装置におけるOFDM信号復調部22aの構成を示すブロック図である。
【図11】特許文献2に開示されているOFDM信号受信装置におけるOFDM信号復調部22bの構成を示すブロック図である。
【図12】非特許文献1に開示されているOFDM信号受信装置におけるOFDM信号復調部22cの構成を示すブロック図である。
【図13】従来のOFDM信号受信装置中のOFDM信号復調部の動作を説明するための模式図である。
【符号の説明】
1…受信アンテナ
2,4…OFDM信号受信装置
3…マルチパス除去装置
21,31…チューナ
22…OFDM信号復調部
23…情報源復号部
24…サービス提示部
32…マルチパス等化部
33…アップコンバータ
2201…直交復調回路
2202…減算器
2203,2222…FIRフィルタ
2204,2208a,2208b,2223…FFT回路
2205,2209,2224…SP発生回路
2206,2210,2215,2225…複素除算回路
2207,2211,2226…補間回路
2212a,2212b…残差算出回路
2213…IFFT回路
2214a,2212b…係数更新回路
2216…判定回路
2217…ビタビ復号回路
2218…RS復号回路
2219a,2219b…信頼性算出回路
2220…重み付け回路
2221…加算器
3201…直交変調回路[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a receiving apparatus for receiving a signal transmitted using an OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) transmission scheme, and more specifically, to a multipath interference with a delay time exceeding a guard period length. The present invention relates to a receiving apparatus that reduces the influence of intersymbol interference that occurs when it exists, and that increases the resistance to multipath interference with a delay time shorter than the guard period length.
[0002]
[Prior art]
The OFDM transmission method is a method in which a large number of orthogonal carriers are modulated by digital data to be transmitted, and the modulated waves are multiplexed and transmitted. In the OFDM transmission system, if the number of carriers used is increased from several hundreds to several thousands, the symbol time becomes extremely long, and a copy of the signal after the effective symbol period is added as a guard period signal before the effective symbol period. By doing so, it is characterized in that it is hardly affected by multipath interference.
[0003]
However, if there is multipath interference with a delay time longer than the guard period length, intersymbol interference occurs and the reception performance deteriorates.
[0004]
A method has been devised for estimating the transmission path characteristics of a multipath transmission path by signal processing and controlling the filter coefficient of a transversal filter so as to cancel the transmission path characteristic, thereby canceling the multipath interference (for example, Patent Document 1). And Patent Document 2).
[0005]
Hereinafter, the related art will be described with reference to the drawings.
FIG. 8 is a schematic diagram showing a pilot signal arrangement of a transmission method assumed in the above document. The pilot signal arrangement includes a DVB-T (Digital Video Broadcasting-Terrestrial) system, which is a European terrestrial digital broadcasting system, and an ISDB-T (Integrated Services Digital Broadcasting-Terrestrial) system, which is a Japanese terrestrial digital broadcasting system.
[0006]
The white circles in FIG. 8 indicate control information (Transmission Parameter Signaling (TPS) in DVB-T), TMCC (Transmission Multiplexing Configuration Control) in ISDB-T, and AC (Auxiliary) in additional information (AC (Auxiliary) in ISDB-T). The solid circles are pilot carriers (SP (scattered pilot)) that are distributed.
[0007]
In FIG. 8, k on the horizontal axis (frequency axis) represents the index of the carrier, and i on the vertical axis (time axis) represents the index of the symbol. At this time, the SP signal is transmitted using a carrier having an index k = kp that satisfies the following equation (1) (where mod in the equation represents a remainder operation, and p is a non-negative integer).
(Equation 1)
[0008]
The SP signal is modulated based on a pseudo-random code sequence, and its amplitude and phase are determined only by the index k of the arranged carrier, and do not depend on the index i of the symbol.
[0009]
FIG. 9 is a block diagram showing a configuration example of a conventional OFDM
[0010]
In FIG. 9, a signal received by the
[0011]
The
[0012]
The OFDM
[0013]
The information
[0014]
The
[0015]
FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of an OFDM
[0016]
In FIG. 10, a
[0017]
The
[0018]
The
[0019]
The
[0020]
A block (first transmission path characteristic estimating unit) including the
[0021]
The
[0022]
The
[0023]
The
[0024]
On the other hand, the
[0025]
A block (second transmission path characteristic estimating unit) including the
[0026]
The
[0027]
The
[0028]
The
[0029]
Next, the
[0030]
The
[0031]
The
[0032]
The
[0033]
The
[0034]
The
[0035]
The
[0036]
Next, conditions under which the multipath interference component is canceled by the
[0037]
First, assuming that the transfer function of the multipath transmission path is H (ω), the transmission path characteristic F (ω) of the system observed at the input of the
(Equation 2)
[0038]
The transfer function of the
[Equation 3]
[0039]
From the equation (3), the condition for canceling the multipath interference component is the equation (4).
(Equation 4)
The cancellation residual E (ω) is defined as in equation (5),
(Equation 5)
By substituting equations (2) and (3) into equation (5) and expressing E (ω) by F (ω) and Z (ω), equation (6) is obtained.
(Equation 6)
[0040]
The
[0041]
Further, a coefficient updating equation in the
(Equation 7)
[0042]
Here, w_old (t) in the equation (7) is a coefficient before updating, and μ is a constant of 1 or less.
[0043]
With the above-described configuration, in the OFDM
[0044]
FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of an OFDM signal demodulation unit 22b in the OFDM signal receiving device disclosed in
[0045]
The OFDM signal demodulation unit 22b illustrated in FIG. 11 uses the transfer function W (ω) of the
[0046]
In FIG. 11, an output Z0 (ω) of the
[0047]
The
[0048]
The
[0049]
Next, conditions under which the multipath interference component is canceled by the
[0050]
In the OFDM signal demodulation unit 22b shown in FIG. 11, since the expressions (2) to (5) hold as in the case of FIG.
By substituting equations (2) and (3) into equation (5) and expressing E (ω) by W (ω) and Z (ω), equation (8) is obtained.
(Equation 8)
[0051]
The
[0052]
With the above configuration, also in the OFDM signal demodulation unit 22b of FIG. 11, the cancellation residual E (ω) which is the difference between the transfer function H (ω) of the multipath transmission path and the transfer function W (ω) of the
[0053]
On the other hand, a technique has been devised to increase the resistance to multipath interference with a delay time shorter than the guard period length by using the estimated transmission path characteristics for generating the determination data that is the input of the Viterbi decoding process (for example, , Non-Patent Document 1).
[0054]
FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of an OFDM
[0055]
The
[0056]
The
[0057]
A block (transmission path characteristic estimating unit) including the
[0058]
The
[0059]
The
[0060]
The
[0061]
The
[0062]
The
[0063]
The
[0064]
The
[0065]
The
[0066]
The
[0067]
Next, the principle of increasing the resistance to multipath interference in the OFDM
[0068]
The spectrum of the OFDM signal without multipath interference has a flat characteristic in the signal band as shown in FIG.
[0069]
On the other hand, when interference by a delayed wave is added, a periodic level drop occurs as shown in FIG. 13B, and when noise such as thermal noise of a tuner is further added, as shown in FIG. As shown.
[0070]
At this time, with respect to the carrier whose level has decreased, the C / N (Carrier to Noise Ratio: signal-to-noise ratio) decreases, and the error rate characteristics deteriorate.
[0071]
Therefore, the
[0072]
More specifically, with respect to the determination data corresponding to the carrier having a small level, the correction is performed so that the likelihood that the corresponding bit data is 0 and 1 is close. In an extreme case, the decision data is erased, that is, the likelihood that the corresponding bit data is 0 is equal to the likelihood that the corresponding bit data is 1, so that the decision data corresponding to the carrier is stored in the
[0073]
With the above configuration, the OFDM
[0074]
[Patent Document 1]
JP 2001-292120 A
[Patent Document 2]
JP 2002-11625A
[Non-patent document 1]
Nakahara, et al., “Study on Soft Decision Decoding Method for 64QAM-OFDM Signal on Multipath Transmission Path”, Technical Report of the Institute of Image Information and Television Engineers, June 1998, Vol. 22, No. 34, p. 1-6
[0075]
[Problems to be solved by the invention]
Here, a case is considered in which the configuration of the OFDM
[0076]
At this time, by the configuration of the OFDM
[0077]
That is, in a configuration in which the configuration of the OFDM
[0078]
As a result, it is not possible to detect a carrier having a reduced C / N, so that the effect of "reducing the reliability of the determination data corresponding to a low-level carrier and increasing the resistance to multipath interference" is exhibited. I can't.
[0079]
Therefore, an object of the present invention is to reduce the influence of inter-symbol interference that occurs when multipath interference having a delay time longer than the guard period length is present, and to reduce the resistance to multipath interference with a delay time shorter than the guard period length. To provide an OFDM signal receiving apparatus that enhances
[0080]
Means for Solving the Problems and Effects of the Invention
In order to solve the above problems, an OFDM signal receiving apparatus according to the present invention is configured as follows.
The first invention is based on OFDM (Orthogonal Frequency D).
A receiving apparatus for receiving a signal transmitted by using an multiplexing (i.e., multiplexing) transmission method.
A subtractor for subtracting a multipath interference component from the input signal;
Filter means for generating a multipath interference component by performing a filtering process on the output of the subtractor;
FFT (Fast Fourier Transform: Fast Fourier Transform) means for converting the output of the subtracter, which is a signal in the time domain, into a signal in the frequency domain;
A first transmission path characteristic estimator for estimating a transmission path characteristic of a system observed at an output of the subtractor from an output of the FFT means;
A second transmission path characteristic estimator for estimating a transmission path characteristic of a system observed at an input of the subtractor;
Residual calculation means for calculating a cancellation residual from an output of the first transmission path characteristic estimator and an output of the second transmission path characteristic estimator;
IFFT (Inverse Fast Fourier Transform: inverse fast Fourier transform) means for converting the output of the residual calculation means into a time domain signal;
Coefficient updating means for generating coefficients of the filter means from the output of the IFFT means;
Division means for compensating for the influence of transmission path distortion by dividing the output of the FFT means by the output of the first transmission path characteristic estimating unit;
Judgment means for judging the output of the dividing means based on the regular signal point arrangement, and converting it into judgment data,
Reliability calculating means for calculating the reliability of the output of the dividing means from the output of the second transmission path characteristic estimating section;
Weighting means for weighting the determination data based on the output of the reliability calculation means,
Viterbi decoding means for Viterbi decoding the output of the weighting means.
[0081]
A second invention is a receiving apparatus for receiving a signal transmitted using an OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) transmission system,
A subtractor for subtracting a multipath interference component from the input signal;
Filter means for generating a multipath interference component by performing a filtering process on the output of the subtractor;
FFT (Fast Fourier Transform: Fast Fourier Transform) means for converting the output of the subtracter, which is a signal in the time domain, into a signal in the frequency domain;
A channel characteristic estimator for estimating a channel characteristic of a system observed at an output of the subtractor from an output of the FFT means;
A transfer function calculating unit for calculating a transfer function of the filtering means,
Residual calculation means for calculating the cancellation residual from the output of the transmission path characteristic estimator and the output of the transfer function calculator,
IFFT (Inverse Fast Fourier Transform: inverse fast Fourier transform) means for converting the output of the residual calculation means into a time domain signal;
Coefficient updating means for generating coefficients of the filter means from the output of the IFFT means;
Division means for compensating for the influence of transmission path distortion by dividing the output of the FFT means by the output of the transmission path characteristic estimating unit;
Judgment means for judging the output of the dividing means based on the regular signal point arrangement, and converting it into judgment data,
Reliability calculating means for calculating the reliability of the output of the dividing means from the output of the transmission path characteristic estimating section and the output of the transfer function calculating section,
Weighting means for weighting the determination data based on the output of the reliability calculation means,
Viterbi decoding means for Viterbi decoding the output of the weighting means.
[0082]
According to a third aspect, in the second aspect, the transfer function calculating unit calculates a transfer function of the filtering unit by performing FFT (Fast Fourier Transform) on an output of the coefficient updating unit. I do.
[0083]
A fourth invention is a receiving apparatus for receiving a signal transmitted by using an OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) transmission system,
A subtractor for subtracting a multipath interference component from the input signal;
First filtering means for generating a multipath interference component by performing a filtering process on the output of the subtractor;
A second filter unit configured to generate only a component having a delay time shorter than a predetermined time among the multipath interference components by performing a filtering process on an output of the subtractor;
An adder for adding the output of the second filter means to the output of the subtractor;
A first transmission path characteristic estimator for estimating a transmission path characteristic of a system observed at an output of the subtractor;
A second transmission path characteristic estimator for estimating a transmission path characteristic of a system observed at an input of the subtractor;
Residual calculation means for calculating a cancellation residual from an output of the first transmission path characteristic estimator and an output of the second transmission path characteristic estimator;
IFFT (Inverse Fast Fourier Transform: inverse fast Fourier transform) means for converting the output of the residual calculation means into a time domain signal;
Coefficient updating means for generating coefficients of the first filter means and the second filter means from the output of the IFFT means;
FFT (Fast Fourier Transform: Fast Fourier Transform) means for converting the output of the adder, which is a signal in the time domain, into a signal in the frequency domain;
A third transmission path characteristic estimator for estimating, from the output of the FFT means, transmission path characteristics of the system observed at the output of the adder;
Division means for compensating for the influence of transmission path distortion by dividing the output of the FFT means by the output of the third transmission path characteristic estimator;
Judgment means for judging the output of the dividing means based on the regular signal point arrangement, and converting it into judgment data,
Reliability calculating means for calculating the reliability of the output of the dividing means from the output of the third transmission path characteristic estimating section;
Weighting means for weighting the determination data based on the output of the reliability calculation means,
Viterbi decoding means for Viterbi decoding the output of the weighting means.
[0084]
A fifth invention is a receiving apparatus for receiving a signal transmitted by using an OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) transmission system,
A subtractor for subtracting a multipath interference component from the input signal;
First filtering means for generating a multipath interference component by performing a filtering process on the output of the subtractor;
A second filter unit configured to generate only a component having a delay time shorter than a predetermined time among the multipath interference components by performing a filtering process on an output of the subtractor;
An adder for adding the output of the second filter means to the output of the subtractor;
A first transmission path characteristic estimator for estimating a transmission path characteristic of a system observed at an output of the subtractor;
A transfer function calculator for calculating a transfer function of the first filtering means;
Residual calculation means for calculating a cancellation residual from an output of the first transmission path characteristic estimator and an output of the transfer function calculator;
IFFT (Inverse Fast Fourier Transform: inverse fast Fourier transform) means for converting the output of the residual calculation means into a time domain signal;
Coefficient updating means for generating coefficients of the first filter means and the second filter means from the output of the IFFT means;
FFT (Fast Fourier Transform: Fast Fourier Transform) means for converting the output of the adder, which is a signal in the time domain, into a signal in the frequency domain;
A second transmission path characteristic estimator for estimating, from the output of the FFT means, the transmission path characteristic of the system observed at the output of the adder;
Division means for compensating for the influence of transmission path distortion by dividing the output of the FFT means by the output of the second transmission path characteristic estimator;
Judgment means for judging the output of the dividing means based on the regular signal point arrangement, and converting it into judgment data,
Reliability calculating means for calculating the reliability of the output of the dividing means from the output of the second transmission path characteristic estimating section;
Weighting means for weighting the determination data based on the output of the reliability calculation means,
Viterbi decoding means for Viterbi decoding the output of the weighting means.
[0085]
In a sixth aspect based on the fifth aspect, the transfer function calculating section calculates a transfer function of the first filtering means by performing an FFT (Fast Fourier Transform) on an output of the coefficient updating means. It is characterized by.
[0086]
In a seventh aspect based on the fourth or fifth aspect, the predetermined time is equal to a guard period length of the input signal.
[0087]
As described above, the OFDM signal receiving apparatus according to the present invention calculates reliability from transmission path characteristics before canceling multipath interference, and weights a determination result based on the calculation result, or causes intersymbol interference. By canceling only the multipath component, that is, only the multipath component having a delay time longer than the guard period length, it is possible to reduce the influence of intersymbol interference that occurs when multipath interference having a delay time longer than the guard period length exists. In addition, it is possible to increase resistance to multipath interference with a delay time shorter than the guard period length.
[0088]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Since the configuration of the OFDM signal receiving apparatus according to the embodiment of the present invention is the same as that of the conventional one, FIG. 9 is referred to. Since the same applies to the pilot signal arrangement, FIG. 8 is referred to.
(1st Embodiment)
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of the OFDM
[0089]
In FIG. 1, portions having the same functions as those of the OFDM
[0090]
The
[0091]
The
[0092]
The
[0093]
A block (first transmission path characteristic estimating unit) including the
[0094]
The
[0095]
The
[0096]
The
[0097]
On the other hand, the
[0098]
A block (second transmission path characteristic estimating unit) including the
[0099]
The
[0100]
The
[0101]
The
[0102]
Next, the
[0103]
The
[0104]
The
[0105]
The
[0106]
The
[0107]
Here, in the above-described DVB-T and ISDB-T, QPSK (Quarterary Phase Shift Keying: quadrature phase modulation), 16QAM (Quadrature Amplitude Modulation), 64QAM, etc. are applied as a data carrier modulation method. You.
[0108]
Although not shown in FIG. 1, the modulation method of the data carrier processed by the
[0109]
The
[0110]
The
[0111]
The
[0112]
The
[0113]
Next, conditions under which the multipath interference component is canceled by the
[0114]
First, assuming that the transfer function of the multipath transmission path is H (ω), the transmission path characteristic F (ω) of the system observed at the input of the
(Equation 9)
[0115]
Further, the transfer function of the
(Equation 10)
[0116]
From the equation (10), the condition for canceling the multipath interference component is the equation (11).
[Equation 11]
The cancellation residual E (ω) is defined as in equation (12),
(Equation 12)
By substituting equations (9) and (10) into equation (12) and expressing E (ω) by F (ω) and Z (ω), equation (13) is obtained.
(Equation 13)
[0117]
The
[0118]
Further, the coefficient updating equation in the
[Equation 14]
[0119]
Here, w_old (t) in the equation (14) is a coefficient before updating, and μ is a constant of 1 or less.
[0120]
With the above configuration, in the OFDM
[0121]
In the present embodiment, the
[0122]
The
[0123]
With the above configuration, in the OFDM
[0124]
(Second embodiment)
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of the OFDM signal demodulation unit 22e in the OFDM
[0125]
The OFDM signal demodulation unit 22e shown in FIG. 2 uses the transfer function W (ω) of the
[0126]
In FIG. 2, an output Z0 (ω) of the
[0127]
The
[0128]
The
[0129]
The reliability calculation circuit 2219b calculates the reliability of the output of the
[0130]
Next, conditions under which the multipath interference component is canceled by the
[0131]
In the OFDM signal demodulation unit 22e shown in FIG. 2 as well, the expressions (9) to (12) are satisfied as in the case of FIG. 1, and therefore, the expressions (9) and (10) are substituted into the expression (12). When E (ω) is represented by W (ω) and Z (ω), equation (15) is obtained.
[Equation 15]
[0132]
The
[0133]
With the above configuration, in the OFDM signal demodulation unit 22e in FIG. 2, the cancellation residual E (ω) which is the difference between the transfer function H (ω) of the multipath transmission path and the transfer function W (ω) of the
[0134]
As a result, the output W (ω) of the
[0135]
As described above, in the OFDM signal demodulation unit 22e of FIG. 2, by reducing the reliability of the determination data corresponding to the low-level carrier, it is possible to increase the resistance to multipath interference.
[0136]
Further, according to the second embodiment, the
[0137]
(Third embodiment)
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of the OFDM signal demodulation unit 22f in the OFDM
[0138]
A feature of the OFDM signal demodulation unit 22f shown in FIG. 3 is that an
[0139]
In FIG. 3, a
[0140]
The
[0141]
The
[0142]
The
[0143]
The
[0144]
The
[0145]
Here, the first output of the
[0146]
The
[0147]
A block (third transmission path characteristic estimating unit) including the
[0148]
The
[0149]
The
[0150]
The
[0151]
The
[0152]
The
[0153]
The
[0154]
Other configurations and operations are the same as those in FIG.
[0155]
With the above configuration, in the OFDM signal demodulation unit 22f of FIG. 3, the multipath interference is temporarily canceled by the
[0156]
Here, it is desirable to select a guard period length as the predetermined time. In this case, a block composed of a
[0157]
On the other hand, the
[0158]
With the above configuration, according to the third embodiment, the effect of inter-symbol interference that occurs when multipath interference having a delay time longer than the guard period length is present is reduced, and the delay time less than the guard period length is reduced. It is possible to increase resistance to multipath interference.
[0159]
(Fourth embodiment)
FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of the OFDM
[0160]
The OFDM
[0161]
That is, the relationship between the OFDM
[0162]
According to the present embodiment with the above configuration, the
[0163]
(Fifth embodiment)
FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration example of the multipath removing apparatus 3 according to the embodiment of the present invention. The multipath removing device 3 is connected in front of a conventional OFDM signal receiving device 4 having no multipath canceling function.
[0164]
In FIG. 5, a signal received by the
[0165]
The
[0166]
The
[0167]
The up-
[0168]
FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of the multipath equalization unit 32a in the multipath removal device 3 according to the fifth embodiment of the present invention. 6, the same components as those of the OFDM signal demodulation unit 22f shown in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals.
[0169]
A feature of the multipath equalizer 32a shown in FIG. 6 is that a
[0170]
The
[0171]
Other configurations and operations are the same as those of the OFDM signal demodulation unit 22f in FIG.
[0172]
With this configuration, according to the fifth embodiment, only the multipath component that causes inter-symbol interference, that is, only the multipath component with a delay time longer than the guard period length is cancelled. In addition to being able to use the signal receiving device 4, the conventional OFDM signal receiving device 4 has a function of increasing the resistance to multipath interference by lowering the reliability of decision data corresponding to a low-level carrier. If so, the multipath removing device 3 can be added without impairing its function.
[0173]
(Sixth embodiment)
FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration of the
[0174]
The
[0175]
That is, the relationship between the
[0176]
With the above-described configuration, according to the sixth embodiment, the
[0177]
In the embodiment of the present invention, a transmission method including pilot carriers dispersedly arranged in a signal band has been described as an example. However, the configuration of a block (transmission path characteristic estimating unit) for estimating transmission path characteristics is described. By making appropriate changes, the present invention can be applied to other types of transmission systems such as a transmission system in which pilot symbols whose amplitudes and phases of all carriers are known are present.
[0178]
Further, depending on the transmission method, one or more interleaving processes may be inserted as pre-processing of the
[0179]
Although not shown in the figure, an AD (Analog to Digital) converter and a DA (Digital to Analog) for digital signal processing used in the OFDM
[0180]
Finally, in the embodiments of the present invention, each component is described as embodying a unique function as individual hardware, but such an implementation method is irrelevant to the principle of the present invention, It goes without saying that some or all of the components of the present invention may be embodied as software executed on general-purpose hardware such as a DSP (Digital Signal Processor).
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an OFDM
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of an OFDM signal demodulation unit 22e in an OFDM
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of an OFDM signal demodulation unit 22f in an OFDM
FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of an OFDM
FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration example of a multipath removing apparatus 3 according to the embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of a multipath equalization unit 32a in a multipath removal device 3 according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration of a
FIG. 8 is a schematic diagram showing a pilot signal arrangement of a transmission system according to the related art and the embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration example of a conventional OFDM
FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of an OFDM
FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of an OFDM signal demodulation unit 22b in the OFDM signal receiving device disclosed in
FIG. 12 is a block diagram illustrating a configuration of an OFDM
FIG. 13 is a schematic diagram for explaining an operation of an OFDM signal demodulation unit in a conventional OFDM signal receiving device.
[Explanation of symbols]
1 ... receiving antenna
2,4 ... OFDM signal receiver
3. Multipath removal device
21, 31… Tuner
22 ... OFDM signal demodulation unit
23 information source decoding unit
24 ... Service presentation part
32: Multipath equalizer
33 ... Up converter
2201 ... quadrature demodulation circuit
2202 ... Subtractor
2203, 2222 ... FIR filter
2204, 2208a, 2208b, 2223 ... FFT circuit
2205, 2209, 2224 ... SP generation circuit
2206, 2210, 2215, 2225 ... complex division circuit
2207, 2211, 2226 ... interpolation circuit
2212a, 2212b ... residual calculation circuit
2213 ... IFFT circuit
2214a, 2212b... Coefficient updating circuit
2216 ... judgment circuit
2217 ... Viterbi decoding circuit
2218 ... RS decoding circuit
2219a, 2219b ... Reliability calculation circuit
2220 ... weighting circuit
2221 ... Adder
3201 ... quadrature modulation circuit
Claims (7)
入力信号からマルチパス干渉成分を減じる減算器と、
前記減算器の出力に対してフィルタリング処理を行うことにより、前記マルチパス干渉成分を生成するフィルタ手段と、
時間領域の信号である前記減算器の出力を周波数領域の信号へと変換するFFT(Fast Fourier Transform:高速フーリエ変換)手段と、
前記FFT手段の出力から、前記減算器の出力において観測される系の伝送路特性を推定する第1の伝送路特性推定部と、
前記減算器の入力において観測される系の伝送路特性を推定する第2の伝送路特性推定部と、
前記第1の伝送路特性推定部の出力及び前記第2の伝送路特性推定部の出力からキャンセル残差を算出する残差算出手段と、
前記残差算出手段の出力を、時間領域の信号に変換するIFFT(Inverse Fast Fourier Transform:逆高速フーリエ変換)手段と、
前記IFFT手段の出力から、前記フィルタ手段の係数を生成する係数更新手段と、
前記FFT手段の出力を前記第1の伝送路特性推定部の出力で除することにより、伝送路歪の影響を補償する除算手段と、
前記除算手段の出力を正規の信号点配置に基づき判定し、判定データに変換する判定手段と、
前記第2の伝送路特性推定部の出力から前記除算手段の出力の信頼性を算出する信頼性算出手段と、
前記信頼性算出手段の出力に基づき前記判定データに重み付けを行う重み付け手段と、
前記重み付け手段の出力をビタビ復号するビタビ復号手段とを備える、OFDM信号受信装置。A receiving apparatus for receiving a signal transmitted using an OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) transmission method,
A subtractor for subtracting a multipath interference component from the input signal;
Filter means for generating the multipath interference component by performing a filtering process on the output of the subtractor,
FFT (Fast Fourier Transform: Fast Fourier Transform) means for converting the output of the subtractor, which is a signal in the time domain, into a signal in the frequency domain;
A first transmission path characteristic estimator for estimating a transmission path characteristic of a system observed at an output of the subtractor from an output of the FFT means;
A second transmission path characteristic estimator for estimating a transmission path characteristic of a system observed at an input of the subtractor;
Residual calculation means for calculating a cancellation residual from an output of the first transmission path characteristic estimator and an output of the second transmission path characteristic estimator;
IFFT (Inverse Fast Fourier Transform) means for converting the output of the residual calculation means into a signal in the time domain;
Coefficient updating means for generating a coefficient of the filter means from an output of the IFFT means;
Division means for compensating for the influence of transmission path distortion by dividing the output of the FFT means by the output of the first transmission path characteristic estimating section;
Judgment means for judging the output of the division means based on a regular signal point arrangement, and converting the data into judgment data,
Reliability calculating means for calculating the reliability of the output of the dividing means from the output of the second transmission path characteristic estimating section;
Weighting means for weighting the determination data based on the output of the reliability calculation means,
An OFDM signal receiving apparatus comprising: a Viterbi decoding unit that performs Viterbi decoding on the output of the weighting unit.
入力信号からマルチパス干渉成分を減じる減算器と、
前記減算器の出力に対してフィルタリング処理を行うことにより、前記マルチパス干渉成分を生成するフィルタ手段と、
時間領域の信号である前記減算器の出力を周波数領域の信号へと変換するFFT(Fast Fourier Transform:高速フーリエ変換)手段と、
前記FFT手段の出力から、前記減算器の出力において観測される系の伝送路特性を推定する伝送路特性推定部と、
前記フィルタリング手段の伝達関数を算出する伝達関数算出部と、
前記伝送路特性推定部の出力及び前記伝達関数算出部の出力からキャンセル残差を算出する残差算出手段と、
前記残差算出手段の出力を、時間領域の信号に変換するIFFT(Inverse Fast Fourier Transform:逆高速フーリエ変換)手段と、
前記IFFT手段の出力から、前記フィルタ手段の係数を生成する係数更新手段と、
前記FFT手段の出力を前記伝送路特性推定部の出力で除することにより、伝送路歪の影響を補償する除算手段と、
前記除算手段の出力を正規の信号点配置に基づき判定し、判定データに変換する判定手段と、
前記伝送路特性推定部の出力及び前記伝達関数算出部の出力から前記除算手段の出力の信頼性を算出する信頼性算出手段と、
前記信頼性算出手段の出力に基づき前記判定データに重み付けを行う重み付け手段と、
前記重み付け手段の出力をビタビ復号するビタビ復号手段とを備える、OFDM信号受信装置。A receiving apparatus for receiving a signal transmitted using an OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) transmission method,
A subtractor for subtracting a multipath interference component from the input signal;
Filter means for generating the multipath interference component by performing a filtering process on the output of the subtractor,
FFT (Fast Fourier Transform: Fast Fourier Transform) means for converting the output of the subtractor, which is a signal in the time domain, into a signal in the frequency domain;
A channel characteristic estimating unit for estimating a channel characteristic of a system observed at an output of the subtracter from an output of the FFT unit;
A transfer function calculating unit that calculates a transfer function of the filtering unit;
Residual calculation means for calculating a cancellation residual from the output of the transmission path characteristic estimator and the output of the transfer function calculator,
IFFT (Inverse Fast Fourier Transform) means for converting the output of the residual calculation means into a signal in the time domain;
Coefficient updating means for generating a coefficient of the filter means from an output of the IFFT means;
Division means for compensating for the influence of transmission path distortion by dividing the output of the FFT means by the output of the transmission path characteristic estimating section;
Judgment means for judging the output of the division means based on a regular signal point arrangement, and converting the data into judgment data,
A reliability calculation unit that calculates the reliability of the output of the division unit from the output of the transmission path characteristic estimation unit and the output of the transfer function calculation unit,
Weighting means for weighting the determination data based on the output of the reliability calculation means,
An OFDM signal receiving apparatus comprising: a Viterbi decoding unit that performs Viterbi decoding on the output of the weighting unit.
入力信号からマルチパス干渉成分を減じる減算器と、
前記減算器の出力に対してフィルタリング処理を行うことにより、前記マルチパス干渉成分を生成する第1のフィルタ手段と、
前記減算器の出力に対してフィルタリング処理を行うことにより、前記マルチパス干渉成分のうち遅延時間が所定の時間よりも短い成分のみを生成する第2のフィルタ手段と、
前記減算器の出力に前記第2のフィルタ手段の出力を加える加算器と、
前記減算器の出力において観測される系の伝送路特性を推定する第1の伝送路特性推定部と、
前記減算器の入力において観測される系の伝送路特性を推定する第2の伝送路特性推定部と、
前記第1の伝送路特性推定部の出力及び前記第2の伝送路特性推定部の出力からキャンセル残差を算出する残差算出手段と、
前記残差算出手段の出力を、時間領域の信号に変換するIFFT(Inverse Fast Fourier Transform:逆高速フーリエ変換)手段と、
前記IFFT手段の出力から、前記第1のフィルタ手段及び前記第2のフィルタ手段の係数を生成する係数更新手段と、
時間領域の信号である前記加算器の出力を周波数領域の信号へと変換するFFT(Fast Fourier Transform:高速フーリエ変換)手段と、
前記FFT手段の出力から、前記加算器の出力において観測される系の伝送路特性を推定する第3の伝送路特性推定部と、
前記FFT手段の出力を前記第3の伝送路特性推定部の出力で除することにより、伝送路歪の影響を補償する除算手段と、
前記除算手段の出力を正規の信号点配置に基づき判定し、判定データに変換する判定手段と、
前記第3の伝送路特性推定部の出力から前記除算手段の出力の信頼性を算出する信頼性算出手段と、
前記信頼性算出手段の出力に基づき前記判定データに重み付けを行う重み付け手段と、
前記重み付け手段の出力をビタビ復号するビタビ復号手段とを備える、OFDM信号受信装置。A receiving apparatus for receiving a signal transmitted using an OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) transmission method,
A subtractor for subtracting a multipath interference component from the input signal;
First filtering means for generating the multipath interference component by performing a filtering process on the output of the subtractor;
A second filter unit configured to generate only a component having a delay time shorter than a predetermined time in the multipath interference component by performing a filtering process on an output of the subtractor;
An adder for adding an output of the second filter means to an output of the subtractor;
A first transmission path characteristic estimating unit for estimating a transmission path characteristic of a system observed at an output of the subtracter;
A second transmission path characteristic estimator for estimating a transmission path characteristic of a system observed at an input of the subtractor;
Residual calculation means for calculating a cancellation residual from an output of the first transmission path characteristic estimator and an output of the second transmission path characteristic estimator;
IFFT (Inverse Fast Fourier Transform) means for converting the output of the residual calculation means into a signal in the time domain;
Coefficient updating means for generating coefficients of the first filter means and the second filter means from an output of the IFFT means;
FFT (Fast Fourier Transform: fast Fourier transform) means for converting the output of the adder, which is a signal in the time domain, into a signal in the frequency domain;
A third transmission path characteristic estimator for estimating a transmission path characteristic of a system observed at an output of the adder from an output of the FFT means;
Division means for compensating for the influence of transmission path distortion by dividing the output of the FFT means by the output of the third transmission path characteristic estimator;
Judgment means for judging the output of the division means based on a regular signal point arrangement, and converting the data into judgment data,
Reliability calculating means for calculating the reliability of the output of the dividing means from the output of the third transmission path characteristic estimating section;
Weighting means for weighting the determination data based on the output of the reliability calculation means,
An OFDM signal receiving apparatus comprising: a Viterbi decoding unit that performs Viterbi decoding on the output of the weighting unit.
入力信号からマルチパス干渉成分を減じる減算器と、
前記減算器の出力に対してフィルタリング処理を行うことにより、前記マルチパス干渉成分を生成する第1のフィルタ手段と、
前記減算器の出力に対してフィルタリング処理を行うことにより、前記マルチパス干渉成分のうち遅延時間が所定の時間よりも短い成分のみを生成する第2のフィルタ手段と、
前記減算器の出力に前記第2のフィルタ手段の出力を加える加算器と、
前記減算器の出力において観測される系の伝送路特性を推定する第1の伝送路特性推定部と、
前記第1のフィルタリング手段の伝達関数を算出する伝達関数算出部と、
前記第1の伝送路特性推定部の出力及び前記伝達関数算出部の出力からキャンセル残差を算出する残差算出手段と、
前記残差算出手段の出力を、時間領域の信号に変換するIFFT(Inverse Fast Fourier Transform:逆高速フーリエ変換)手段と、
前記IFFT手段の出力から、前記第1のフィルタ手段及び前記第2のフィルタ手段の係数を生成する係数更新手段と、
時間領域の信号である前記加算器の出力を周波数領域の信号へと変換するFFT(Fast Fourier Transform:高速フーリエ変換)手段と、
前記FFT手段の出力から、前記加算器の出力において観測される系の伝送路特性を推定する第2の伝送路特性推定部と、
前記FFT手段の出力を前記第2の伝送路特性推定部の出力で除することにより、伝送路歪の影響を補償する除算手段と、
前記除算手段の出力を正規の信号点配置に基づき判定し、判定データに変換する判定手段と、
前記第2の伝送路特性推定部の出力から前記除算手段の出力の信頼性を算出する信頼性算出手段と、
前記信頼性算出手段の出力に基づき前記判定データに重み付けを行う重み付け手段と、
前記重み付け手段の出力をビタビ復号するビタビ復号手段とを備える、OFDM信号受信装置。A receiving apparatus for receiving a signal transmitted using an OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) transmission method,
A subtractor for subtracting a multipath interference component from the input signal;
First filtering means for generating the multipath interference component by performing a filtering process on the output of the subtractor;
A second filter unit configured to generate only a component having a delay time shorter than a predetermined time in the multipath interference component by performing a filtering process on an output of the subtractor;
An adder for adding an output of the second filter means to an output of the subtractor;
A first transmission path characteristic estimating unit for estimating a transmission path characteristic of a system observed at an output of the subtracter;
A transfer function calculator for calculating a transfer function of the first filtering means;
A residual calculating unit that calculates a cancellation residual from an output of the first transmission path characteristic estimating unit and an output of the transfer function calculating unit;
IFFT (Inverse Fast Fourier Transform) means for converting the output of the residual calculation means into a signal in the time domain;
Coefficient updating means for generating coefficients of the first filter means and the second filter means from an output of the IFFT means;
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2002
- 2002-11-13 JP JP2002329715A patent/JP2004165990A/en active Pending
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KR100729727B1 (en) * | 2005-08-25 | 2007-06-18 | 한국전자통신연구원 | Interference Cancellation Method and Module for OFDMA Mobile Communication System |
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