JP2005260705A - Ofdm modem - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、直交周波数分割多重(OFDM:Orthogonal Frequency Division Multiplex)伝送方式による無線LAN(Local Area Network)等に用いるOFDM変復調装置に関する。 The present invention relates to an OFDM modulation / demodulation apparatus used for a wireless local area network (LAN) or the like based on an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) transmission system.
一般に、OFDM変復調装置は、相手方から受信したOFDM信号を復調する復調部と、OFDM信号を変調して相手方に送信する変調部とによって構成されている。そして、従来技術によるOFDM信号の復調部として、OFDM信号に生じた周波数誤差を推定して補正する自動周波数制御部と、該自動周波数制御部によって補正されたOFDM信号のパケット中の各シンボル期間毎にフーリエ変換処理を行うフーリエ変換処理部とを備えた構成が知られている(例えば、特許文献1参照)。 In general, an OFDM modulation / demodulation apparatus includes a demodulation unit that demodulates an OFDM signal received from a counterpart, and a modulation unit that modulates the OFDM signal and transmits it to the counterpart. Then, as an OFDM signal demodulating unit according to the prior art, an automatic frequency control unit that estimates and corrects a frequency error occurring in the OFDM signal, and for each symbol period in the packet of the OFDM signal corrected by the automatic frequency control unit A configuration including a Fourier transform processing unit that performs Fourier transform processing is known (for example, see Patent Document 1).
このような従来技術では、自動周波数制御部は、OFDM信号のパケット(フレーム)の先頭側に設けられた既知のトレーニングシンボル(既知シンボル)を用いて周波数誤差を推定し、信号処理によってこの周波数誤差に応じた位相回転を行う構成となっていた。このとき、OFDM信号のパケット先頭には短時間のショートトレーニングシンボルと長時間のロングトレーニングシンボルとが設けられているから、自動周波数制御部は、例えばショートトレーニングシンボルを用いて大きな周波数誤差を補正(調整)する粗調整を行った後に、ロングトレーニングシンボルを用いて残余の小さな周波数誤差を補正する微調整を行っていた。 In such a conventional technique, the automatic frequency control unit estimates a frequency error using a known training symbol (known symbol) provided on the head side of the packet (frame) of the OFDM signal, and this frequency error is performed by signal processing. It was the structure which performs the phase rotation according to. At this time, since a short short training symbol and a long long training symbol are provided at the beginning of the packet of the OFDM signal, the automatic frequency control unit corrects a large frequency error using, for example, the short training symbol ( After the coarse adjustment, the fine adjustment for correcting the small residual frequency error was performed using the long training symbol.
ところで、空間を伝播するOFDM信号は伝播路の特性に応じてそのローカル周波数が一般的にずれる(シフトする)から、従来技術のOFDM変復調装置では、自動周波数制御部を用いて常に周波数誤差を補正する必要がある。このとき、自動周波数制御部は、OFDM信号の周波数のずれ幅が大きな場合(例えばキャリア間隔の半分程度の周波数がずれる場合)に対処するために、例えば粗調整と微調整とのように、周波数誤差の調整行程を2回行う必要があった。 By the way, since the local frequency of OFDM signals propagating in space generally shifts (shifts) in accordance with the characteristics of the propagation path, the conventional OFDM modulation / demodulation device always corrects the frequency error using an automatic frequency control unit. There is a need to. At this time, in order to cope with a case where the frequency shift width of the OFDM signal is large (for example, when the frequency is shifted by about half of the carrier interval), the automatic frequency control unit performs frequency adjustment such as rough adjustment and fine adjustment. The error adjustment process had to be performed twice.
一方、粗調整に用いるショートトレーニングシンボルは、信号エッジの検出、受信電界強度(RSSI:Receive Signal Strength Indicator)の計測、自動利得制御、アンテナ切換等の各種の処理にも使用されている。このため、粗調整にショートトレーニングシンボルを用いたときには、これらの処理に用いるショートトレーニングシンボルが不足する傾向があり、RSSIの計測、自動利得制御等の処理精度が低下するという問題がある。 On the other hand, the short training symbol used for coarse adjustment is also used for various processes such as signal edge detection, reception field strength (RSSI) measurement, automatic gain control, and antenna switching. For this reason, when short training symbols are used for coarse adjustment, short training symbols used for these processes tend to be insufficient, and there is a problem that processing accuracy such as RSSI measurement and automatic gain control is lowered.
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、相手方に向けて周波数誤差を相殺するOFDM信号を送信し、相手方の粗調整を省くことができるOFDM変復調装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide an OFDM modulation / demodulation apparatus capable of transmitting an OFDM signal for canceling a frequency error toward the other party and omitting the other party's coarse adjustment. It is to provide.
上述した課題を解決するために、請求項1の発明は、相手方から受信したOFDM信号を復調する復調部と、OFDM信号を変調して相手方に送信する変調部とからなるOFDM変復調装置において、前記復調部は、OFDM信号に生じた周波数誤差を推定する周波数誤差推定部と、該周波数誤差推定部による周波数誤差推定値を補正する周波数誤差補正部と、該周波数誤差補正部によって補正されたOFDM信号のパケット中の各シンボル期間毎にフーリエ変換処理を行うフーリエ変換処理部とを備える構成とし、前記変調部は、相手方との間の伝播路による周波数誤差を相殺するように、前記復調部の周波数誤差推定部による周波数誤差推定値を用いて相手方に向けて送信するOFDM信号の周波数をシフトする周波数シフト部を備える構成としたことを特徴としている。 In order to solve the above-mentioned problem, the invention of claim 1 is an OFDM modulation / demodulation apparatus comprising a demodulator that demodulates an OFDM signal received from a counterpart and a modulator that modulates the OFDM signal and transmits the modulated OFDM signal to the counterpart. The demodulator includes a frequency error estimator that estimates a frequency error generated in the OFDM signal, a frequency error corrector that corrects a frequency error estimated value by the frequency error estimator, and an OFDM signal that is corrected by the frequency error corrector. A Fourier transform processing unit that performs a Fourier transform process for each symbol period in the packet, and the modulation unit has a frequency of the demodulation unit so as to cancel a frequency error due to a propagation path with the other party. A frequency shift unit that shifts the frequency of the OFDM signal transmitted toward the other party using the frequency error estimated value by the error estimation unit is provided. It is characterized in that was formed.
請求項2の発明では、前記周波数誤差推定部は、OFDM信号のうち各パケットに設けられた既知シンボルを用いて各パケット毎の周波数誤差を推定する自動周波数制御器によって構成し、前記周波数シフト部は、該自動周波数制御器による周波数誤差推定値を用いて相手方に向けて送信するOFDM信号の周波数を各パケット毎にシフトさせる構成としている。 According to a second aspect of the present invention, the frequency error estimation unit includes an automatic frequency controller that estimates a frequency error for each packet using a known symbol provided in each packet in the OFDM signal, and the frequency shift unit Is configured to shift the frequency of the OFDM signal transmitted to the other party for each packet by using the frequency error estimated value by the automatic frequency controller.
請求項3の発明では、前記OFDM信号は、各パケット毎に短時間のショートトレーニングシンボルと該ショートトレーニングシンボルの後に設けられた長時間のロングトレーニングシンボルとからなる既知シンボルを有し、前記自動周波数制御器は、前記ショートトレーニングシンボルを用いて周波数誤差を推定した後に、前記ロングトレーニングシンボルを用いて周波数誤差を推定する構成としている。 In the invention of claim 3, the OFDM signal has a known symbol comprising a short training symbol of a short time and a long training symbol of a long time provided after the short training symbol for each packet, and the automatic frequency The controller is configured to estimate the frequency error using the long training symbol after estimating the frequency error using the short training symbol.
請求項4の発明では、前記相手方は、受信したOFDM信号を復調する復調部を備え、該相手方の復調部は、OFDM信号中のショートトレーニングシンボルでは周波数誤差の推定を行わず、ロングトレーニングシンボルを用いて周波数誤差を推定する構成としている。
In the invention of
請求項1の発明によれば、変調部は復調部の周波数誤差推定部による周波数誤差推定値を用いて相手方に向けて送信するOFDM信号の周波数をシフトする周波数シフト部を備える構成としたから、変調部はOFDM信号の周波数をシフトさせて相手方との間の伝播路による周波数誤差を相殺することができる。これにより、相手方は伝播路による周波数誤差の影響が少ないOFDM信号を受信することができるから、相手方の復調部では、例えば大きな周波数誤差を補正する粗調整を省くことができる。このため、粗調整用の時間をRSSIの計測、自動利得制御等の処理に用いることができ、これらの処理精度を高めることができる。 According to the invention of claim 1, the modulation unit includes a frequency shift unit that shifts the frequency of the OFDM signal transmitted toward the other party using the frequency error estimation value by the frequency error estimation unit of the demodulation unit. The modulator can shift the frequency of the OFDM signal to cancel out the frequency error due to the propagation path with the other party. As a result, the counterpart can receive an OFDM signal that is less affected by the frequency error due to the propagation path, and therefore, the counterpart demodulator can omit rough adjustment for correcting a large frequency error, for example. For this reason, the time for rough adjustment can be used for processing such as RSSI measurement and automatic gain control, and the processing accuracy can be improved.
請求項2の発明によれば、周波数誤差推定部は、OFDM信号のうち各パケットに設けられた既知シンボルを用いて各パケット毎の周波数誤差を推定する自動周波数制御器によって構成し、周波数シフト部は、該自動周波数制御器による周波数誤差推定値を用いて相手方に向けて送信するOFDM信号の周波数を各パケット毎にシフトさせる構成としたから、自動周波数制御器は、既知シンボルの相関演算等を行うことによって各パケット毎に周波数誤差を推定することができると共に、周波数シフト部は、自動周波数制御器による周波数誤差推定値だけ送信するOFDM信号を予めシフトさせることができる。これにより、相手方で受信したOFDM信号には伝播路による周波数誤差が加わるから、相手方は周波数誤差が相殺されたOFDM信号を受信することができる。
According to the invention of
請求項3の発明によれば、OFDM信号は、各パケット毎に短時間のショートトレーニングシンボルと該ショートトレーニングシンボルの後に設けられた長時間のロングトレーニングシンボルとからなる既知シンボルを有し、自動周波数制御器は、前記ショートトレーニングシンボルを用いて周波数誤差を推定した後に、前記ロングトレーニングシンボルを用いて周波数誤差を推定する構成としたから、自動周波数制御器は、ショートトレーニングシンボルを用いて大きな周波数誤差を推定する粗調整を行うことができ、ロングトレーニングシンボルを用いて小さな周波数誤差を推定する微調整を行うことができる。 According to the invention of claim 3, the OFDM signal has a known symbol composed of a short training symbol of a short time and a long training symbol of a long time provided after the short training symbol for each packet, and has an automatic frequency. Since the controller is configured to estimate the frequency error using the long training symbol after estimating the frequency error using the short training symbol, the automatic frequency controller uses the short training symbol to increase the frequency error. Can be performed, and fine adjustment can be performed to estimate a small frequency error using a long training symbol.
請求項4の発明によれば、相手方の復調部は、OFDM信号中のショートトレーニングシンボルでは周波数誤差の推定を行わず、ロングトレーニングシンボルを用いて周波数誤差を推定する構成としている。このとき、相手方は伝播路による周波数誤差がないOFDM信号を受信することができるから、相手方の復調部では、ショートトレーニングシンボルを用いた粗調整を省くことができ、ロングトレーニングシンボルを用いた微調整だけで十分に周波数誤差を補正することができる。また、相手方の復調部は粗調整を省くことができるから、その分の時間をRSSIの計測、自動利得制御等の処理に用いることができ、これらの処理精度を高めることができる。
According to the invention of
以下、本発明の実施の形態によるOFDM変復調装置を添付図面に従って詳細に説明する。 Hereinafter, an OFDM modulation / demodulation device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図において、1は例えばアクセスポイント等をなすOFDM変復調装置としての第1の通信機で、該通信機1は、後述するように、相手方(第2の通信機31)から受信したOFDM信号を復調する復調部2と、OFDM信号を変調して相手方に送信する変調部16とによって大略構成されている。
In the figure, reference numeral 1 denotes a first communication device as an OFDM modulation / demodulation device that forms an access point, for example. The communication device 1 demodulates an OFDM signal received from the other party (second communication device 31), as will be described later. The demodulating
2は通信機1の復調部で、該復調部2は、後述のIQ信号検波器8、A/D変換器10、FFT回路15等によって構成されている。ここで、IQ信号検波器8の前段側にはアンテナ3から受信された高周波信号(RF信号)を増幅する低雑音増幅器4が設けられると共に、該低雑音増幅器4の後段側はミキサ5と自動利得制御器6(以下、AGC6という)とを介してIQ信号検波器8に接続されている。そして、ミキサ5は局部発振器7から出力される局部発信信号LOを用いて高周波信号を中間周波信号(IF信号)にダウンコンバートし、該中間周波信号はAGC6によって一定の利得に調整された後にIQ信号検波器8に入力される構成となっている。
また、IQ信号検波器8は、その入力側がAGC6を介してミキサ5に接続されると共に、可変周波数発振器9に接続されており、可変周波数発振器9による発信信号Soを用いて中間周波信号IFを直交検波し、I信号(同相信号)とQ信号(直交信号)とからなるベースバンドのOFDM信号を出力している。
The
10はIQ信号検波器8の出力側に接続されたA/D変換器で、該A/D変換器10は、IQ信号検波器8から出力されるアナログ信号をなすベースバンドのOFDM信号をディジタル信号に変換している。
11はA/D変換器10の出力側に接続された周波数誤差処理回路で、該周波数誤差処理回路11は、後述のトレーニングシンボル検出器12、AFC13および位相回転器14によって大略構成されている。
12はOFDM信号のうち各パケットの先頭に設けられたトレーニングシンボルを検出するトレーニングシンボル検出器で、該トレーニングシンボル検出器12は、図3に示すようにOFDM信号のうち各パケットの先頭に設けられた既知シンボルとしてのショートトレーニングシンボルSTとロングトレーニングシンボルLTとを検出している。
13はトレーニングシンボル検出器12に接続された周波数誤差推定部としての自動周波数制御器(以下、AFC13という)で、該AFC13は、トレーニングシンボル検出器12によって抽出されたショートトレーニングシンボルSTまたはロングトレーニングシンボルLTを用いて周波数誤差Δfに対応した位相差Δθを演算(推定)している。
具体的には、AFC13に例えば周波数誤差の推定用に予め決められたショートトレーニングシンボルSTが入力されたときには、AFC13は、該ショートトレーニングシンボルSTを既知シンボルS0として記憶すると共に、該ショートトレーニングシンボルSTに続けて入力され該シンボルST自身を遅延させた次なるショートトレーシングシンボルSTを他の既知シンボルS1として認識する。そして、AFC13は、以下の数1に示すように、これら既知シンボルS0,S1の自己相関を演算(積分演算)すると共に、この積分値を用いて周波数誤差Δfに対応した位相差Δθを算出する。
Specifically, when, for example, a short training symbol ST predetermined for estimating a frequency error is input to the AFC 13, the AFC 13 stores the short training symbol ST as a known symbol S0 and also stores the short training symbol ST. Next, the next short tracing symbol ST that has been input and delayed the symbol ST itself is recognized as another known symbol S1. Then, the
AFC13にロングトレーニングシンボルLTが入力されたときにも、ショートトレーニングシンボルSTが入力されたときと同様の手順を繰返すことによって、周波数誤差Δfに対応した位相差Δθを算出することができる。
Even when the long training symbol LT is input to the
なお、ロングトレーニングシンボルLTを用いるときには、例えばショートトレーニングシンボルSTによって算出された位相差Δθを用いて、一方の既知シンボルS0の位相を補正(シフト)した後に、他方の既知シンボルS1との位相差Δθを演算してもよい。これにより、短時間のショートトレーニングシンボルSTを用いるときには、大きな周波数誤差Δfに対応した粗調整用の位相差Δθを算出し、長時間のロングトレーニングシンボルLTを用いるときには、粗調整用の位相差Δθ(周波数誤差Δf)に対して残余となった微調整用の位相差Δθを算出することができる。この場合、AFC13は、これらの粗調整用の位相差Δθと微調整用の位相差Δθとを加算して、合計の位相差Δθを後述の位相回転器14に向けて出力するものである。
When the long training symbol LT is used, for example, the phase difference Δθ calculated by the short training symbol ST is used to correct (shift) the phase of one known symbol S0 and then the phase difference from the other known symbol S1. Δθ may be calculated. Thereby, when using the short training symbol ST for a short time, the phase difference Δθ for coarse adjustment corresponding to the large frequency error Δf is calculated, and when using the long training symbol LT for a long time, the phase difference Δθ for coarse adjustment is calculated. It is possible to calculate the fine adjustment phase difference Δθ that remains with respect to (frequency error Δf). In this case, the
14はAFC13による周波数誤差推定値としての位相差Δθを補正する周波数誤差補正部としての復調側の位相回転器で、該位相回転器14は、OFDM信号の各シンボル(データシンボル等)に対して、その位相θを位相差Δθだけシフトさせて(ずらして)、後述のFFT回路15に入力している。
具体的には、位相回転器14は、第2の通信機31との間の伝播路(例えばドップラーシフト等)で生じた位相差Δθを補うために、受信したOFDM信号に正の位相差Δθが生じたときにはOFDM信号の位相θを位相差Δθだけ減算し(θ−Δθ)、OFDM信号に負の位相差(−Δθ)が生じたときにはOFDM信号の位相θを位相差Δθだけ加算する(θ+Δθ)。これにより、位相回転器14は、周波数誤差Δfを補正したOFDM信号を出力している。
Specifically, the
15は位相回転器14の出力側に接続され位相回転器14によって補正されたOFDM信号のパケット中の各シンボル期間毎にフーリエ変換処理を行うフーリエ変換処理部としての高速フーリエ変換回路(以下、FFT回路15という)で、該FFT回路15は、OFDM信号の各パケットが複数のシンボル期間(データシンボル等)を含むのに対して、同期処理部(図示せず)から出力される同期信号を用いてベースバンドのOFDM信号のパケット中の各シンボル期間毎にフーリエ変換処理を行っている。具体的には、同期処理部によってパケットの先頭で同期を確立した後は、内部で作られる一定間隔のトリガ信号を用いてFFT窓のタイミングを決定し、シンボル期間毎のフーリエ変換処理を行うものである。
そして、FFT回路15は、ベースバンドのOFDM信号を周波数領域に変換すると共に、この周波数領域に変換された信号を等化器(図示せず)に向けて出力する。このとき、等化器は、周波数領域に変換されたOFDM信号に対して、伝播路によって生じた振幅等の歪を補正(適応等化処理)する。これにより、この補正後の信号は、等化器の出力側に接続された検波回路(図示せず)を用いて各サブキャリアの変調方式に応じて検波、デマッピングされ、データ信号に復元されるものである。
The
16はOFDM信号を変調して相手方(第2の通信機31)に向けて送信する変調部で、該変調部16は、後述のIFFT回路17、D/A変換器18、直交変調器19、位相回転器23等によって構成されている。
16 is a modulation unit that modulates an OFDM signal and transmits it to the other party (second communication device 31). The
17はマッピングされたデータ信号に対して逆フーリエ変換処理を行う逆フーリエ変換処理部としての逆高速フーリエ変換回路(以下、IFFT回路17という)で、該IFFT回路17は、マッピング後のデータ信号を逆フーリエ変換してOFDM信号のデータシンボルを生成すると共に、各シンボル間にガードインターバルを付加している。
18は後述の変調側の位相回転器23を介してIFFT回路17の出力側に接続されたD/A変換器で、該D/A変換器18は、IFFT回路17から出力されるディジタル信号をなすOFDM信号をアナログ信号に変換している。
19はD/A変換器18の出力側に接続された直交変調器で、該直交変調器19は、可変周波数発振器9による発信信号Soを用いてI信号とQ信号からなるOFDM信号を中間周波信号(IF信号)に直交変調している。また、直交変調器19の出力側はミキサ20に接続され、該ミキサ20は、局部発振器7から出力される局部発信信号LOを用いて中間周波信号を高周波信号(RF信号)にアップコンバートする。そして、ミキサ20から出力される高周波信号は、電力増幅器21を用いて増幅され、アンテナ22を介して第2の通信機31に向けて送信されるものである。
23は相手方(第2の通信機31)との間の伝播路による周波数誤差Δfを相殺するように、AFC13による周波数誤差推定値(位相差Δθ)を用いて相手方に向けて送信するOFDM信号の周波数f(位相θ)をシフトする周波数シフト部としての変調側の位相回転器で、該変調側の位相回転器23は、OFDM信号の各シンボル(データシンボル等)に対して、周波数誤差Δfが作用する方向とは逆方向に向けてOFDM信号の位相θを位相差Δθだけシフトさせて(ずらして)、D/A変換器18に入力している。
23 of the OFDM signal transmitted to the other party using the frequency error estimated value (phase difference Δθ) by the
具体的には、位相回転器23は、第2の通信機31との間の伝播路で生じる位相差Δθを相殺するために、受信したOFDM信号に正の位相差Δθが生じたときには送信するOFDM信号の位相θを位相差Δθだけ減算し(θ−Δθ)、受信したOFDM信号に負の位相差(−Δθ)が生じたときには送信するOFDM信号の位相θを位相差Δθだけ加算する(θ+Δθ)。そして、位相回転器23から出力されたOFDM信号は直交変調器19によって直交変調されるから、送信されるOFDM信号は、位相差Δθに応じた周波数誤差Δfだけ予め決められた周波数fよりもシフトした周波数(f±Δf)を有するものである。
Specifically, the
31は第1の通信機1との間でOFDM信号を交信する例えばステーション等となす相手方としての第2の通信機で、該第2の通信機31は、第1の通信機1の復調部2、変調部16とほぼ同様の復調部32、変調部33によって構成されている。
但し、第2の通信機31の復調部32は、復調部2と異なり、周波数誤差Δf(位相差Δθ)の粗調整を省き、周波数誤差Δfの補正はロングトレーニングシンボルLTが入力されたときだけ行う構成となっている。また、第2の通信機31の変調部33も、変調部16と異なり、変調側の位相回転器が省かれ、送信用のOFDM信号に対しては位相シフトは行わない構成となっている。
However, unlike the
本実施の形態によるOFDM変復調装置は上述のように構成されるものであり、次にその作動について説明する。 The OFDM modulation / demodulation apparatus according to the present embodiment is configured as described above, and the operation thereof will be described next.
まず、第1の通信機1の復調動作について説明する。アンテナ3を用いて第2の通信機31からの高周波信号を受信すると、復調部2は、ミキサ5等を用いてこの高周波信号を中間周波信号に周波数変換した後に、IQ信号検波器8を用いて中間周波信号からI信号とQ信号とからなるベースバンドのOFDM信号を復調する。その後、A/D変換器10によってディジタル信号となったOFDM信号は、その位相が周波数誤差処理回路11を用いて伝播路による周波数誤差Δfに対応した位相差Δθだけ補正され、FFT回路15に入力される。これにより、OFDM信号は、FFT回路15を用いて各シンボル期間毎にフーリエ変換処理されると共に、等化処理、デマッピング等が行われることによって、データ信号に復元される。
First, the demodulation operation of the first communication device 1 will be described. When the high frequency signal is received from the
次に、第1の通信機1の変調動作について説明する。データ信号が入力されると、変調器16は該データ信号をマッピングした後に、逆フーリエ変換、ガードインターバルの付与等を行う。その後、アナログ信号に変換されたOFDM信号に対して、直交変調器19を用いて直交変調を行って中間周波信号を生成すると共に、ミキサ20を用いて中間周波信号を高周波信号にアップコンバートし、アンテナ22を用いて第2の通信機31に向けて送信する。
Next, the modulation operation of the first communication device 1 will be described. When a data signal is input, the
ここで、図1に示すように、第1,第2の通信機1,31間の伝播路によって正の周波数誤差(+Δf)が生じたときには、第1の通信機1の復調時には、復調部2は、この周波数誤差(+Δf)に対応した位相差(+Δθ)を補正してOFDM信号からデータ信号を復調する。
Here, as shown in FIG. 1, when a positive frequency error (+ Δf) is generated by the propagation path between the first and
一方、第1の通信機1の変調時には、変調部16は、伝播路による正の周波数誤差(+Δf)を相殺するように、OFDM信号の周波数を予め周波数の差分値(−Δf)だけ低下させる。これにより、第2の通信機31が第1の通信機1によるOFDM信号を受信したときには、第1の通信機1から送信されるOFDM信号の周波数が予め低下しているのに対し、第2の通信機31で受信したOFDM信号の周波数は、伝播路の周波数誤差(+Δf)によって上昇し、所定の周波数fに近い値となっている。このため、第2の通信機31は、ロングトレーニングシンボルを用いた周波数誤差の補正を行うだけで、確実に第1の通信機1からのOFDM信号を復調することができる。
On the other hand, at the time of modulation of the first communication device 1, the
なお、伝播路によって負の周波数誤差(−Δf)が生じるときも、上記と同様に、第1の通信機1の復調部2は、この周波数誤差(−Δf)を補正してOFDM信号からデータ信号を復調すると共に、変調部16は周波数誤差(−Δf)を相殺するように、OFDM信号の周波数を予め周波数の差分値(+Δf)だけ上昇させた状態で、送信するものである。
Even when a negative frequency error (−Δf) occurs due to the propagation path, the
かくして、本実施の形態では、変調部16は復調部2のAFC13による周波数誤差推定値(位相差Δθ)を用いて第2の通信機31に向けて送信するOFDM信号の周波数をシフトする位相回転器23を備える構成としたから、変調部16はOFDM信号の周波数をシフトさせて第2の通信機31との間の伝播路による周波数誤差Δfを相殺することができる。これにより、第2の通信機31は伝播路による周波数誤差Δfの影響が少ないOFDM信号を受信することができるから、第2の通信機31の復調部32では、例えば大きな周波数誤差を補正する粗調整を省くことができる。このため、粗調整用の時間をRSSIの計測、自動利得制御等の処理に用いることができ、これらの処理精度を高めることができる。
Thus, in the present embodiment, the
また、AFC13を用いてOFDM信号のうち各パケットに設けられたショートトレーニングシンボルST、ロングトレーニングシンボルLT等の既知シンボルを用いて各パケット毎の周波数誤差Δfを推定し、変調側の位相回転器23は、AFC13による周波数誤差推定値としての位相差Δθを用いて第2の通信機31に向けて送信するOFDM信号の周波数を各パケット毎にシフトさせる構成としたから、AFC13は、既知シンボルの相関演算等を行うことによって周波数誤差Δfを推定することができると共に、位相回転器23は、AFC13による位相差Δθだけ送信するOFDM信号を予めシフトさせることができる。これにより、第2の通信機31で受信したOFDM信号には伝播路による周波数誤差Δfが作用するから、第2の通信機31は周波数誤差Δfが相殺されたOFDM信号を受信することができる。
Further, the
また、OFDM信号は、各パケット毎に短時間のショートトレーニングシンボルSTと該ショートトレーニングシンボルSTの後に設けられた長時間のロングトレーニングシンボルLTとからなる既知シンボルを有し、AFC13は、ショートトレーニングシンボルSTを用いて周波数誤差Δfを推定した後に、ロングトレーニングシンボルLTを用いて周波数誤差Δfを推定する構成としたから、AFC13は、ショートトレーニングシンボルSTを用いて大きな周波数誤差Δf(位相差Δθ)を推定する粗調整を行うことができ、ロングトレーニングシンボルLTを用いて粗調整で残った残余の小さな周波数誤差Δfを推定する微調整を行うことができる。
The OFDM signal has a known symbol consisting of a short training symbol ST for a short time and a long training symbol LT for a long time provided after the short training symbol ST for each packet. Since the frequency error Δf is estimated using the long training symbol LT after the frequency error Δf is estimated using the ST, the
一方、第2の通信機31の復調部32は、OFDM信号中のショートトレーニングシンボルSTでは周波数誤差Δfの推定を行わず、ロングトレーニングシンボルLTを用いて周波数誤差Δfを推定する構成としている。このとき、第2の通信機31は伝播路による周波数誤差Δfの影響が少ないOFDM信号を受信することができるから、第2の通信機31の復調部32では、ショートトレーニングシンボルSTを用いた粗調整を省くことができ、ロングトレーニングシンボルLTを用いた微調整だけで十分に周波数誤差Δfを補正することができる。
On the other hand, the
なお、前記実施の形態では、第1の通信機1の復調部2と変調部16とは別々のアンテナ3,22を用いる構成としたが、例えばアンテナ共用器等を用いることによって復調部と変調部とで単一のアンテナを共用する構成としてもよい。
In the above embodiment, the
また、前記実施の形態では、AFC13を用いて周波数誤差Δfに対応した位相差Δθを算出し、位相回転器14,23を用いて該位相差Δθをシフトする構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、例えばAFC13を用いて周波数誤差Δfを算出し、該周波数誤差Δfだけ可変周波数発振器9の発信信号Soの周波数をシフトさせる(ずらす)構成としてもよい。この場合でも、OFDM信号の周波数誤差を補正、相殺することができる。
In the above embodiment, the
さらに、前記実施の形態では、ミキサ5,20を用いて高周波信号と中間周波信号との間でダウンコンバート、アップコンバートする構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、例えばこれらのミキサを省き、アンテナによって受信した信号を直接的に直交検波するダイレクトコンバージョンの構成としてもよい。
Further, in the above embodiment, the
1 第1の通信機(OFDM変復調装置)
2 復調部
11 周波数誤差処理回路
12 トレーニングシンボル検出器
13 AFC(周波数誤差推定部)
14 位相回転器(周波数誤差補正部)
15 FFT回路(フーリエ変換処理部)
16 変調部
17 IFFT回路
23 位相回転器(周波数シフト部)
31 第2の通信機(相手方)
32 復調部
33 変調部
1 First communication device (OFDM modem)
2
14 Phase rotator (frequency error correction unit)
15 FFT circuit (Fourier transform processing unit)
16
31 Second communication device (the other party)
32
Claims (4)
前記復調部は、OFDM信号に生じた周波数誤差を推定する周波数誤差推定部と、該周波数誤差推定部による周波数誤差推定値を補正する周波数誤差補正部と、該周波数誤差補正部によって補正されたOFDM信号のパケット中の各シンボル期間毎にフーリエ変換処理を行うフーリエ変換処理部とを備える構成とし、
前記変調部は、相手方との間の伝播路による周波数誤差を相殺するように、前記復調部の周波数誤差推定部による周波数誤差推定値を用いて相手方に向けて送信するOFDM信号の周波数をシフトする周波数シフト部を備える構成としたことを特徴とするOFDM変復調装置。 In an OFDM modulation / demodulation apparatus comprising a demodulator that demodulates an OFDM signal received from a counterpart and a modulator that modulates the OFDM signal and transmits the modulated OFDM signal to the counterpart,
The demodulator includes a frequency error estimator that estimates a frequency error generated in the OFDM signal, a frequency error corrector that corrects a frequency error estimate by the frequency error estimator, and an OFDM corrected by the frequency error corrector. A Fourier transform processing unit that performs Fourier transform processing for each symbol period in the signal packet;
The modulation unit shifts the frequency of the OFDM signal to be transmitted to the other party using the frequency error estimation value by the frequency error estimation unit of the demodulation unit so as to cancel out the frequency error due to the propagation path with the other party. An OFDM modulation / demodulation apparatus comprising a frequency shift unit.
前記周波数シフト部は、該自動周波数制御器による周波数誤差推定値を用いて相手方に向けて送信するOFDM信号の周波数を各パケット毎にシフトさせる構成としてなる請求項1に記載のOFDM変復調装置。 The frequency error estimation unit is configured by an automatic frequency controller that estimates a frequency error for each packet using a known symbol provided in each packet of the OFDM signal,
2. The OFDM modulation / demodulation apparatus according to claim 1, wherein the frequency shift unit is configured to shift the frequency of the OFDM signal transmitted to the other party for each packet using the frequency error estimation value by the automatic frequency controller.
前記自動周波数制御器は、前記ショートトレーニングシンボルを用いて周波数誤差を推定した後に、前記ロングトレーニングシンボルを用いて周波数誤差を推定する構成としてなる請求項2に記載のOFDM変復調装置。 The OFDM signal has a known symbol consisting of a short training symbol for a short time for each packet and a long training symbol for a long time provided after the short training symbol,
The OFDM modulation / demodulation apparatus according to claim 2, wherein the automatic frequency controller is configured to estimate a frequency error using the long training symbol after estimating a frequency error using the short training symbol.
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013005033A (en) * | 2011-06-13 | 2013-01-07 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Radio communication system and radio communication method |
JP7475419B2 (en) | 2016-12-21 | 2024-04-26 | 三菱電機株式会社 | COMMUNICATION SYSTEM, COMMUNICATION TERMINAL DEVICE, AND BASE STATION DEVICE |
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2004
- 2004-03-12 JP JP2004071159A patent/JP2005260705A/en active Pending
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