JP2005303440A - Multicarrier receiving system and receiver - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a multicarrier receiver of an OFDM systm or a DMT system having a guard interval (hereinafter, GI) in which only symbols subjected to interblock interference in the GI are removed when a received block signal is demodulated and symbols not subjected to interblock interference in the GI are utilized in demodulation in order to enhance noise resistance characteristics. <P>SOLUTION: In the multicarrier receiver of the OFDM systm or the DMT system having a GI as a first solution, symbols not subjected to interblock interference in the GI and effective symbols related to those symbols are added and averaged. In the multicarrier receiver of the OFDM system or the DMT system having a GI as a second solution, the range of GI not subjected to interblock interference is recognized, sliding Fourier transform is carried out in that range and results the transformation are added and averaged. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、ガードインターバルを保有するOFDMシステムやDMTシステムのマルチキャリア受信機に関する。   The present invention relates to a multicarrier receiver of an OFDM system or a DMT system having a guard interval.

近年、通信分野で最も注目されている変調方式としてマルチキャリア変調方式であるOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplex)システムが挙げられる。また、OFDMシステムの適応例として、電話線を使った通信方法であるADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)はOFDMシステムとほぼ同等の方式であるDMT(Discrete MultiTone)システムを採用している。   In recent years, an OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplex) system, which is a multicarrier modulation system, can be cited as a modulation system that has attracted the most attention in the communication field. As an application example of the OFDM system, an ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line), which is a communication method using a telephone line, adopts a DMT (Discrete Multiple Tone) system, which is a system substantially equivalent to the OFDM system.

図1に伝送路2波モデルである場合のGIを保有するOFDMシステムやDMTシステムのマルチキャリア受信機において受信する受信信号を示す。まず、図1において、ガードインターバル(以下GI)長をTg、有効シンボル長(ブロック長)をMとする。また、図1は直接波、その直接波に対してτだけ遅延した遅延波とその2波の合成波(受信信号)を表している。GIを保有するOFDMシステムやDMTシステムのマルチキャリア送信機により送信される送信信号は、有効シンボル長がMであるシンボルに、GI長がTgであるGIが付加された構成の信号である。即ち、有効シンボル長がMであるシンボルの後半部分であるTgの長さのシンボルのコピーを有効シンボル長がMであるシンボルの先頭部分にGIとして挿入した構成の信号が連続するものである。図1において、10は(i−1)番目とi番目のブロック信号が合成した部分であり、この部分はブロック間干渉(InterBlock Interference:以下IBI)と呼ばれている。また、11と12はi番目のブロック信号自身での合成部分であり、この部分は符号間干渉(InterSymbol Interference:以下ISI)と呼ばれている。 FIG. 1 shows a received signal received by a multi-carrier receiver of an OFDM system or DMT system having a GI in the case of a transmission path two-wave model. First, in FIG. 1, the guard interval (hereinafter referred to as GI) length is Tg, and the effective symbol length (block length) is M. FIG. 1 shows a direct wave, a delayed wave delayed by τ with respect to the direct wave, and a composite wave (received signal) of the two waves. A transmission signal transmitted by a multicarrier transmitter of an OFDM system or DMT system having a GI is a signal in which a GI having a GI length of Tg is added to a symbol having an effective symbol length of M. That is, a signal having a configuration in which a copy of a symbol having a length of Tg, which is the latter half of a symbol having an effective symbol length of M, is inserted as a GI at the head portion of a symbol having an effective symbol length of M is continuous. In FIG. 1, reference numeral 10 denotes a portion obtained by combining the (i−1) -th and i-th block signals, and this portion is called interblock interference (hereinafter referred to as IBI). Further, 11 and 12 are combined parts of the i-th block signal itself, and this part is called intersymbol interference (hereinafter referred to as ISI).

GIを保有するOFDMシステムやDMTシステムのマルチキャリア受信機において受信した上記の合成信号を復調する場合、まず、その信号の先頭部分を検出する。それにより検出した先頭部分からGIである10と11は切り取られる。残ったシンボル12を高速フーリエ変換(Fast Fourier Transform:以下FFT)により復調を行う。 When demodulating the above synthesized signal received by a multicarrier receiver of an OFDM system or DMT system that possesses a GI, first, the head portion of the signal is detected. As a result, GIs 10 and 11 are cut off from the detected head portion. The remaining symbol 12 is demodulated by fast Fourier transform (FFT).

また、既存の特許文献ではGIを保有するOFDMシステムのマルチキャリア受信機において受信した上記の合成信号を復調する場合、まず、その信号の先頭部分を検出する。その信号の先頭部分から有効シンボルの最後尾部分までの範囲で、ISIが最小となるM長であるシンボル列を検出するFFT取り込み窓位置の算出方法について提供されており、その方法を用いてFFT取り込み窓位置を算出、出力された信号に対して、FFTにより復調を行う受信方式および受信装置がある(例えば、特許文献1参照)。 Further, in the existing patent document, when demodulating the above synthesized signal received by a multicarrier receiver of an OFDM system having a GI, first, the head portion of the signal is detected. An FFT capture window position calculation method for detecting a symbol string having an M length that minimizes ISI in the range from the head portion of the signal to the tail portion of the effective symbol is provided. There is a receiving method and a receiving apparatus that perform demodulation by FFT on a signal obtained by calculating and outputting a capture window position (see, for example, Patent Document 1).

また、既存の非特許文献2ではGIを保有するOFDMシステムのマルチキャリア受信機において受信した上記の合成信号を復調する場合、まず、その信号の先頭部分の検出を行い、その後、適応フィルタにより最大遅延時間τを求める。τがGI長以内の場合、FFT処理開始時刻を直接波のGI終了直後と、最大遅延時間の遅延は野GI先頭に設定し、それらの出力信号の位相差を調整後に、それらの信号を合成する。この方法により雑音への耐性を持たせることができる。
上田健二、尾知博著 「OFDMシステム技術とMATLABシミュレーション解説」(株)トリケップス 2002年 静野隆之、須山聡、鈴木博、府川和彦 「処理区間を適応制御する複数のFFTを用いたOFDM受信方式」電子情報通信学会総合大会、B−5−74、2004年 特開2004−32030号公報
Further, in the existing non-patent document 2, when the above synthesized signal received by the multi-carrier receiver of the OFDM system having GI is demodulated, first the head portion of the signal is detected, and then the maximum is detected by an adaptive filter. The delay time τ is obtained. If τ is within the GI length, set the FFT processing start time immediately after the end of the GI of the direct wave and the delay of the maximum delay time to the top of the field GI, adjust the phase difference of those output signals, and then synthesize those signals To do. With this method, noise resistance can be provided.
Kenji Ueda and Tomohiro Oo “Explanation of OFDM system technology and MATLAB simulation” Trikes, Inc. 2002 Takayuki Shizuno, Satoshi Suyama, Hiroshi Suzuki, Kazuhiko Fukawa “OFDM reception system using multiple FFTs to adaptively control the processing interval” IEICE General Conference, B-5-74, 2004 Japanese Patent Laid-Open No. 2004-32030

GIを保有するOFDMシステムやDMTシステムのマルチキャリア受信機において、伝送路の影響によりIBIの影響を受けたシンボルとISIの影響を受けたシンボルを含むブロック信号を受信する。従来のGIを保有するOFDMシステムやDMTシステムの受信機において、上記のブロック信号を復調する場合、まず、その信号の先頭部分を検出する。それにより検出した先頭部分からGI長のシンボルは切り取られる。それに伴い、GIにおけるIBIに侵されていないシンボルも切り取られる。また、上記の特開2004−32030号公報の方法を用いた場合であっても、GIにおけるIBIに侵されていないシンボルと有効シンボルにおいて、ISIが最小となるM長であるシンボル列に含まれないシンボルはFFTによる復調には用いられない。   In a multicarrier receiver of an OFDM system or DMT system having a GI, a block signal including a symbol affected by IBI due to the influence of a transmission path and a symbol affected by ISI is received. In the case of demodulating the block signal in a conventional OFDM system or DMT system receiver having a GI, first the head portion of the signal is detected. As a result, the GI-length symbol is cut out from the detected head portion. Accordingly, symbols that are not violated by IBI in GI are also cut out. Even in the case of using the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-32030, symbols that are not affected by IBI in GI and effective symbols are included in a symbol string having an M length that minimizes ISI. The missing symbols are not used for demodulation by FFT.

本発明は、GIを保有するOFDMシステムやDMTシステムのマルチキャリア受信機において、受信したブロック信号を復調する場合、GIにおけるIBIに侵されたシンボルである10のみを取り除き、GIにおけるIBIに侵されていないシンボルである11を復調に活かすことで雑音に耐性を持たせることを目的とする。   In the present invention, when demodulating a received block signal in an OFDM system or DMT system multicarrier receiver that possesses a GI, only the symbol 10 that has been affected by the IBI in the GI is removed, and the IBI in the GI is affected. The object is to make noise resistant by using 11 which is not a symbol for demodulation.

本発明は上記の目的を達成するための一つ目の手段として下記の方法を取る。GIを保有するOFDMシステムやDMTシステムのマルチキャリア受信機において、受信した信号からGIにおけるIBIに侵されていないシンボルの範囲を認識し、GIにおけるIBIに侵されていないシンボルとそのシンボルと関連する有効シンボルを抜き出し、加算平均処理部21においてそれぞれ関連のあるシンボル同士を加算平均処理する。さらに、加算平均処理部の出力信号はFFT部23においてFFTにより復調される。   The present invention takes the following method as a first means for achieving the above object. In a multi-carrier receiver of an OFDM system or a DMT system that possesses GI, the range of symbols that are not affected by IBI in GI is recognized from the received signal, and the symbols that are not affected by IBI in GI and the symbols are related The effective symbols are extracted, and the addition averaging processing unit 21 performs addition averaging processing on the respective related symbols. Further, the output signal of the averaging unit is demodulated by FFT in the FFT unit 23.

本発明は上記の目的を達成するための二つ目の手段として下記の方法を取る。GIを保有するOFDMシステムやDMTシステムのマルチキャリア受信機において、受信した信号からGIにおけるIBIに侵されていないシンボルの範囲を認識し、そのシンボルの先頭部分から有効シンボルの最後尾部分の範囲におけるシンボルに対してSLIDING FFT部42でスライディング高速フーリエ変換(以下SLIDING FFT)を行う。さらに、加算平均処理部43において、SLIDING FFT部42の出力信号に対してそれぞれ関連のあるシンボル同士を加算平均処理する。 The present invention adopts the following method as a second means for achieving the above object. In a multi-carrier receiver of an OFDM system or DMT system that possesses a GI, the range of a symbol that is not affected by IBI in the GI is recognized from the received signal, and the range from the head of the symbol to the end of the effective symbol A sliding fast Fourier transform (hereinafter referred to as SLIDING FFT) is performed on the symbol by the SLIDING FFT unit 42. Further, the addition averaging processing unit 43 performs addition averaging processing on symbols related to the output signal of the SLIDING FFT unit 42.

以上説明した本発明の手段を用いると、GIにおいてIBIに侵されていないシンボルとそのシンボルと関連する有効シンボルに対する雑音耐性を得ることができる。また、上記で説明した本発明における2つの手段は同等の雑音耐性を得ることができる。本発明の目的を達成するための一つ目の手段は加算平均処理部21後に、FFT部23において1回のみFFT処理を行えばよいので、非特許文献2の方法より単純な回路で同様の効果を得ることができる。 By using the above-described means of the present invention, it is possible to obtain noise immunity for a symbol that is not affected by IBI in GI and an effective symbol associated with the symbol. Further, the two means in the present invention described above can obtain equivalent noise resistance. The first means for achieving the object of the present invention is to perform the FFT processing only once in the FFT unit 23 after the addition average processing unit 21. An effect can be obtained.

以下、本発明の実施の形態として図2、図4に基づいて説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

図2は本発明における課題を解決するための一つ目の手段を用いたGIを保有するOFDMシステムやDMTシステムのマルチキャリア受信機を示す。本発明の実施の一形態であるマルチキャリア受信機20は受信した信号によりシンボルタイミング同期や伝送路遅延時間検知をした後、GIにおいてIBIに侵されているシンボルを除去したシリアル信号である受信信号を直並列変換部21によりパラレル信号に変換する。加算平均処理部22においては下記の処理を行う。図3にGIを保有するOFDMシステムやDMTシステムのマルチキャリア受信機で受信した1ブロック信号を示す。図3において、GI長をTg、有効シンボル長(ブロック長)をMとする。また、1ブロック信号は(Tg+M)個のシンボルを含んでいる。30はGIにおいてIBIに侵されているシンボル、31はGIにおいてIBIに侵されていないシンボル、32は31とは関連がない有効シンボル、33は31と関連がある有効シンボルとする。直並列変換部21の出力信号は図3において30を除去した構成の信号を1ブロック信号とする信号である。また、31と33でそれぞれ関連のあるシンボル同士を加算平均したシンボルを34とする。加算平均処理部22では、31と33でそれぞれ関連のあるシンボル同士を加算平均することで34を算出後、34を32の後半部分に結合した有効シンボル長Mのシンボル35を出力する。FFT部23では、加算平均処理部22の出力信号をFFTにより復調する。並直列変換部24では、FFT部23の出力信号であるパラレル信号をシリアル信号に変換する。 FIG. 2 shows a multicarrier receiver of an OFDM system or DMT system having a GI using the first means for solving the problems in the present invention. The multicarrier receiver 20 according to one embodiment of the present invention performs reception of a symbol timing synchronization or transmission path delay time based on a received signal, and then receives a received signal that is a serial signal from which a symbol affected by IBI is removed in the GI. Is converted into a parallel signal by the serial-parallel converter 21. The addition average processing unit 22 performs the following processing. FIG. 3 shows one block signal received by a multicarrier receiver of an OFDM system or DMT system that possesses GI. In FIG. 3, the GI length is Tg and the effective symbol length (block length) is M. One block signal includes (Tg + M) symbols. 30 is a symbol affected by IBI in GI, 31 is a symbol not affected by IBI in GI, 32 is a valid symbol not related to 31, and 33 is a valid symbol related to 31. The output signal of the serial / parallel conversion unit 21 is a signal in which a signal having 30 removed in FIG. In addition, a symbol obtained by averaging the symbols related to 31 and 33 is 34. The addition averaging processing unit 22 calculates 34 by adding and averaging related symbols in 31 and 33, and then outputs a symbol 35 having an effective symbol length M in which 34 is combined with the latter half of 32. The FFT unit 23 demodulates the output signal of the addition average processing unit 22 by FFT. The parallel-serial converter 24 converts the parallel signal that is the output signal of the FFT unit 23 into a serial signal.

図4は本発明における課題を解決するための二つ目の手段を用いたGIを保有するOFDMシステムやDMTシステムのマルチキャリア受信機を示す。本発明の実施の一形態であるマルチキャリア受信機40は受信した信号によりシンボルタイミング同期や伝送路遅延時間検知をした後、GIにおいてIBIに侵されているシンボルを除去したシリアル信号である受信信号を直並列変換41によりパラレル信号に変換する。SLIDING FFT部42では下記の処理を行う。図5にGIを保有するOFDMシステムやDMTシステムのマルチキャリア受信機で受信した1ブロック信号を示す。50はGIにおいてIBIに侵されているシンボル、51はGIにおいてIBIに侵されていないシンボル、52は有効シンボルとする。直並列変換部41の出力信号は図5において50を除去した構成の信号を1ブロック信号とする信号である。図5において、GI長をTg、有効シンボル長(ブロック長)をMとする。また、1ブロック信号は(Tg+M)個のシンボルを含んでいる。SLIDING FFT部42では51の先頭部分から52の最後尾部分の範囲におけるシンボルに対して、51の先頭部分から52の最後尾部分までM点FFTを行う。即ち、51の先頭部分から52の最後尾部分の範囲におけるシンボルに対して、SLIDING FFTを行う。加算平均処理部53ではSLIDING FFT部の出力信号に対してそれぞれ関連のあるシンボル同士を加算平均処理する。並直列変換部54では加算平均処理部53の出力信号であるパラレル信号をシリアル信号に変換する。 FIG. 4 shows a multicarrier receiver of an OFDM system or a DMT system having a GI using the second means for solving the problems in the present invention. The multi-carrier receiver 40 according to one embodiment of the present invention receives a received signal that is a serial signal obtained by removing symbols affected by IBI in the GI after performing symbol timing synchronization and transmission path delay time detection using the received signal. Is converted into a parallel signal by serial-parallel conversion 41. The SLIDING FFT unit 42 performs the following processing. FIG. 5 shows one block signal received by the multi-carrier receiver of the OFDM system or DMT system having GI. 50 is a symbol violated by IBI in GI, 51 is a symbol not violated by IBI in GI, and 52 is an effective symbol. The output signal of the serial-parallel conversion unit 41 is a signal in which a signal having a configuration in which 50 is removed in FIG. In FIG. 5, the GI length is Tg and the effective symbol length (block length) is M. One block signal includes (Tg + M) symbols. The SLIDING FFT unit 42 performs M-point FFT on the symbols in the range from the head portion of 51 to the tail portion of 52 from the head portion of 51 to the tail portion of 52. That is, SLIDING FFT is performed on the symbols in the range from the head portion of 51 to the tail portion of 52. The addition averaging processing unit 53 performs addition averaging processing on symbols related to the output signal of the SLIDING FFT unit. The parallel / serial converter 54 converts the parallel signal, which is the output signal of the averaging processor 53, into a serial signal.

伝送路2波モデルである場合のGIを保有するマルチキャリア受信機における受信信号を示す図である。It is a figure which shows the received signal in the multicarrier receiver which holds GI in the case of a transmission path 2 wave model. 本発明における課題を解決するための一つ目の手段を用いたGIを保有するマルチキャリア受信機のブロック図である。It is a block diagram of the multicarrier receiver which holds GI using the 1st means for solving the subject in this invention. 本発明における課題を解決するための一つ目の手段を示す図である。It is a figure which shows the 1st means for solving the subject in this invention. 本発明における課題を解決するための二つ目の手段を用いたGIを保有するマルチキャリア受信機のブロック図である。It is a block diagram of the multicarrier receiver which holds GI using the 2nd means for solving the subject in the present invention. 本発明における課題を解決するための二つ目の手段を示す図である。It is a figure which shows the 2nd means for solving the subject in this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 GIにおいてIBIに侵されているシンボル
11 GIにおいてIBIに侵されていないシンボル
12 有効シンボル
20 マルチキャリア受信機
21 直並列変換部
22 加算平均処理部
23 FFT部
24 並直列変換部
30 GIにおいてIBIに侵されているシンボル
31 GIにおいてIBIに侵されていないシンボル
32 31と関連がない有効シンボル
33 31と関連がある有効シンボル
34 31と33を加算平均処理したシンボル
35 32と34を結合したシンボル
40 マルチキャリア受信機
41 直並列変換部
42 SLIDING FFT部
43 加算平均処理部
44 並直列変換部
50 GIにおいてIBIに侵されているシンボル
51 GIにおいてIBIに侵されていないシンボル
52 有効シンボル
10 Symbols affected by IBI in GI 11 Symbols not affected by IBI in GI 12 Effective symbols 20 Multi-carrier receiver 21 Series-parallel converter 22 Addition averaging processor 23 FFT unit 24 Parallel-serial converter 30 IBI in GI Symbol 31 that is violated by IBI In symbol GI, symbol 32 that is not afflicted by IBI 32 symbol that is not related to 31 31 symbol 31 that is related to effective symbol 34 31 and 33 that are added and averaged 35 symbol that combines 32 and 34 40 Multi-Carrier Receiver 41 Series-Parallel Conversion Unit 42 SLIDING FFT Unit 43 Addition Averaging Processing Unit 44 Parallel-Serial Conversion Unit 50 Symbol Involved by IBI in GI 51 Symbol Unaffected by IBI in GI 52 Effective Symbol

Claims (4)

ガードインターバル(以下GI)を保有するOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplex)システムやDMT(Discrete MultiTone)システムのマルチキャリア受信機における受信方法において、受信した信号からGIにおけるブロック間干渉(InterBlock Interference:以下IBI)に侵されていないシンボルの範囲を認識し、GIにおけるIBIに侵されていないシンボルとそのシンボルと関連する有効シンボルを抜き出し、それぞれ関連のあるシンボルに対して加算平均する機能を備えていることを特徴とする受信方法。 In a reception method in a multicarrier receiver of an OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplex) system or a DMT (Discrete MultiTone) system having a guard interval (hereinafter referred to as GI), an interblock interference (GI) in a GI from a received signal is hereinafter referred to as an I block. It has the function of recognizing the range of symbols that are not violated, extracting the symbols that are not violated by IBI in GI, and the effective symbols associated with the symbols, and averaging each related symbol. A characteristic reception method. GIを保有するOFDMシステムやDMTシステムのマルチキャリア受信機において、受信した信号からGIにおけるIBIに侵されていないシンボルの範囲を認識し、GIにおけるIBIに侵されていないシンボルとそのシンボルと関連する有効シンボルを抜き出し、それぞれ関連のあるシンボルに対して加算平均する加算平均処理部と該加算平均処理部の出力信号を高速フーリエ変換(以下FFT)により復調するFFT部を備えていることを特徴とする受信装置。 In a multi-carrier receiver of an OFDM system or a DMT system that possesses GI, the range of symbols that are not affected by IBI in GI is recognized from the received signal, and the symbols that are not affected by IBI in GI and the symbols are related An addition average processing unit that extracts effective symbols and adds and averages the related symbols, and an FFT unit that demodulates an output signal of the addition average processing unit by fast Fourier transform (hereinafter referred to as FFT). Receiving device. GIを保有するOFDMシステムやDMTシステムのマルチキャリア受信機における受信方法において、受信した信号からGIにおけるIBIに侵されていないシンボルの範囲を認識し、GIにおけるIBIに侵されていないシンボルの先頭部分から有効シンボルの最後尾部分の範囲でスライディング高速フーリエ変換(以下SLIDING FFT)を行い、その結果に対して、それぞれ関連のあるシンボルを加算平均する機能を備えていることを特徴とする受信方法。 In a reception method in a multi-carrier receiver of an OFDM system or DMT system having a GI, a range of symbols that are not affected by IBI in GI is recognized from a received signal, and a leading portion of a symbol that is not affected by IBI in GI A receiving method comprising a function of performing sliding fast Fourier transform (hereinafter referred to as SLIDING FFT) in the range of the effective symbol to the end of the effective symbol, and adding and averaging the related symbols for the result. GIを保有するOFDMシステムやDMTシステムのマルチキャリア受信機において、受信した信号からGIにおけるIBIに侵されていないシンボルの範囲を認識し、GIにおけるIBIに侵されていないシンボルの先頭部分から有効シンボルの最後尾部分の範囲でSLIDING FFTを行うSLIDING FFT部と該SLIDING FFT部の出力信号においてそれぞれ関連のあるシンボルを加算平均する加算平均処理部を備えていることを特徴とする受信装置。
In a multicarrier receiver of an OFDM system or DMT system that possesses a GI, the range of symbols that are not affected by IBI in the GI is recognized from the received signal, and the effective symbol starts from the beginning of the symbol that is not affected by IBI in the GI. A receiving apparatus comprising: a SLIDING FFT unit that performs SLIDING FFT in a range of the last part of the signal; and an addition average processing unit that adds and averages related symbols in the output signals of the SLIDING FFT unit.
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