JP2006067195A - Device and method for receiving ofdm - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the desired dynamic range of an A/D converter by reducing peak amplitude. <P>SOLUTION: Receiving means groups 105, 106, 107, 108 include a plurality of receiving means having an antenna and a means for converting the frequency of a signal obtained from the antenna. An adding means 109 adds the signals which is received by the plurality of receiving means. A digital converting means 110 converts the signal added by the adding means into a digital signal. A comparing means 113 compares the amplitude value or power value of the signal added by the adding means with a threshold. A changing means 109 is arranged between the receiving means and the adding means and changes the phase of at least one of a plurality of output signals from the plurality of receiving means, based on the comparison result of the comparing means. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、無線通信システムで使用する受信装置に関し、特に複数チャネルを同時に受信するOFDM受信装置に関する。   The present invention relates to a receiving apparatus used in a wireless communication system, and more particularly to an OFDM receiving apparatus that simultaneously receives a plurality of channels.

無線信号が建物の壁などに反射されるため、無線伝搬は厳しい伝搬歪み(フェージング:fading)を受ける環境下にある。したがって、複数のアンテナを用いて受信性能を向上することができるダイバーシティ受信装置、アダプティブアレイ受信装置など、伝搬歪みに強い受信方式が検討されている。また、さらに厳しい伝搬歪みが存在しても高速伝送を行えるMIMO(Multi-input Multi-output)伝送が注目されている。
これらのシステムでは、受信装置は、複数のアンテナ、複数の無線部、複数のA/D変換器を備え、それぞれのアンテナで受信した受信信号を前記複数のA/D変換器によってディジタル信号に変換した後、ディジタル信号処理により様々な方法で伝搬歪みを補償する。しかし、この受信装置は、複数の無線部、複数のA/D変換器を必要とし、これらの実装面積が大幅に増加してしまう問題がある。
Since a radio signal is reflected on a building wall or the like, radio propagation is in an environment subject to severe propagation distortion (fading). Accordingly, reception schemes that are resistant to propagation distortion, such as diversity receivers and adaptive array receivers that can improve reception performance using a plurality of antennas, are being studied. Further, MIMO (Multi-input Multi-output) transmission that can perform high-speed transmission even when severe propagation distortion exists has been attracting attention.
In these systems, the receiving apparatus includes a plurality of antennas, a plurality of radio units, and a plurality of A / D converters, and the received signals received by the respective antennas are converted into digital signals by the plurality of A / D converters. After that, propagation distortion is compensated by various methods by digital signal processing. However, this receiving apparatus requires a plurality of radio units and a plurality of A / D converters, and there is a problem that the mounting area thereof is greatly increased.

この問題を解決するために、複数アンテナの各受信信号の中心周波数を少しずつ、ずらして合成し、一括してA/D変換する受信装置が提案されている。この受信装置によれば、必要とされるA/D変換器の個数を大幅に削減することができるため、実装面積を小さくすることができる。
しかし、複数チャネルの受信信号を合成すると、合成した受信信号の位相関係が同相となった場合にピーク振幅が大きくなる可能性がある。OFDM信号は、特にもともとピーク振幅が大きいため、複数チャネルを合成することによりピーク振幅が著しく大きくなる可能性がある。ピーク振幅が大きくなると、A/D変換器の所要ダイナミックレンジを大きくする必要があり、ダイナミックレンジを大きくした分の消費電力が増加してしまうという問題がある。
In order to solve this problem, a receiving apparatus has been proposed in which the center frequencies of the received signals of a plurality of antennas are slightly shifted and combined, and A / D conversion is performed collectively. According to this receiving apparatus, since the number of A / D converters required can be greatly reduced, the mounting area can be reduced.
However, when the received signals of a plurality of channels are combined, the peak amplitude may increase when the phase relationship of the combined received signals is in phase. Since the OFDM signal has a particularly large peak amplitude from the beginning, there is a possibility that the peak amplitude may be significantly increased by combining a plurality of channels. When the peak amplitude is increased, it is necessary to increase the required dynamic range of the A / D converter, and there is a problem that the power consumption increases as the dynamic range is increased.

この問題を解決するために、OFDM信号のピーク振幅を低減する装置として、送信側で送信波形のピーク振幅を測定し、ピーク振幅が大きいときには各サブキャリアから生成される時間波形を回転させてピーク振幅を低減する装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特開平9−107345号公報
In order to solve this problem, as a device for reducing the peak amplitude of the OFDM signal, the peak amplitude of the transmission waveform is measured on the transmission side, and when the peak amplitude is large, the time waveform generated from each subcarrier is rotated and the peak is rotated. An apparatus for reducing the amplitude has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
JP-A-9-107345

しかし、受信側において複数のアンテナで受信した信号を合成する場合にピーク電力を低減する方法は提案されていない。このように、従来の複数チャネルを一括してA/D変換するOFDM受信機では、複数チャネルの受信信号が同相で合成されるとピーク振幅が著しく大きくなるという問題がある。   However, a method for reducing the peak power when combining signals received by a plurality of antennas on the receiving side has not been proposed. As described above, the conventional OFDM receiver that performs A / D conversion on a plurality of channels collectively has a problem that the peak amplitude is remarkably increased when the reception signals of the plurality of channels are combined in phase.

この発明は、上記問題点に鑑み、複数チャネルを一括してA/D変換するOFDM受信機において、ピーク振幅を低減しA/D変換器の所要ダイナミックレンジを削減することができるOFDM受信装置を提供することを目的とする。   In view of the above problems, the present invention provides an OFDM receiver that can reduce peak amplitude and reduce a required dynamic range of an A / D converter in an OFDM receiver that collectively performs A / D conversion of a plurality of channels. The purpose is to provide.

本発明のOFDM受信装置によれば、複数のアンテナ及び複数の周波数変換手段を使用してOFDM信号を受信するOFDM受信装置において、アンテナ及び当該アンテナから取得した信号の周波数を変換する周波数変換手段を含む受信手段を複数有する受信手段群と、前記複数の受信手段により受信された信号を加算する加算手段と、前記加算手段により加算された信号をディジタル信号に変換するディジタル変換手段と、前記加算手段により加算された信号の振幅値若しくは電力値を閾値と比較する比較手段と、前記受信手段と前記加算手段との間に配設され、前記比較手段による比較結果に基づいて、前記複数の受信手段からの複数の出力信号の内、少なくともいずれか1つの位相を変更する位相変更手段を具備することを特徴とする。   According to the OFDM receiving apparatus of the present invention, in the OFDM receiving apparatus that receives an OFDM signal using a plurality of antennas and a plurality of frequency converting means, the frequency converting means for converting the frequency of the signal acquired from the antenna and the antenna is provided. A receiving means group including a plurality of receiving means, an adding means for adding the signals received by the plurality of receiving means, a digital converting means for converting the signal added by the adding means into a digital signal, and the adding means Comparing means for comparing the amplitude value or power value of the signal added by the step with a threshold value, the receiving means and the adding means, and the plurality of receiving means based on the comparison result by the comparing means Comprising phase changing means for changing at least one of the plurality of output signals from

本発明のOFDM受信方法によれば、複数のアンテナ及び複数の周波数変換手段を使用してOFDM信号を受信するOFDM受信方法において、アンテナ及び当該アンテナから取得した信号の周波数を変換する周波数変換手段を含む受信手段を複数有する受信手段群で、アンテナから取得した信号の周波数を変換し、前記複数の受信手段により受信された信号を加算し、前記加算された信号をディジタル信号に変換し、前記加算された信号の振幅値若しくは電力値を閾値と比較し、前記振幅値若しくは電力値と前記閾値との比較結果に基づいて、前記複数の受信手段からの複数の出力信号の内、少なくともいずれか1つの位相を変更することを特徴とする。   According to the OFDM receiving method of the present invention, in the OFDM receiving method for receiving an OFDM signal using a plurality of antennas and a plurality of frequency converting means, the antenna and the frequency converting means for converting the frequency of the signal acquired from the antenna are provided. A receiving means group including a plurality of receiving means including: converting a frequency of a signal acquired from an antenna; adding the signals received by the plurality of receiving means; converting the added signal into a digital signal; The amplitude value or power value of the received signal is compared with a threshold value, and at least one of the plurality of output signals from the plurality of receiving means is based on the comparison result between the amplitude value or power value and the threshold value. One phase is changed.

本発明のOFDM受信装置によれば、複数チャネルを一括してA/D変換するOFDM受信機において、ピーク振幅を低減しA/D変換器の所要ダイナミックレンジを削減することができる。   According to the OFDM receiver of the present invention, the peak amplitude can be reduced and the required dynamic range of the A / D converter can be reduced in the OFDM receiver that collectively performs A / D conversion on a plurality of channels.

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態に係るOFDM受信装置及びOFDM受信方法について詳細に説明する。
(第1の実施形態)
本実施形態のOFDM受信装置は、図1に示すように、複数のアンテナ101〜104、各アンテナに対応して1つずつ設けられた周波数変換部105〜108、合成部109、A/D変換部110、直交復調部111、復調部112、比較部113を備えている。
Hereinafter, an OFDM receiving apparatus and an OFDM receiving method according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(First embodiment)
As shown in FIG. 1, the OFDM receiving apparatus according to the present embodiment includes a plurality of antennas 101 to 104, frequency conversion units 105 to 108, one combining unit 109, and A / D conversion provided for each antenna. Unit 110, quadrature demodulation unit 111, demodulation unit 112, and comparison unit 113.

複数のアンテナ101〜104は、OFDM信号を受信するためのアンテナである。アンテナ101〜104で受信された受信信号は、それぞれ異なる伝搬環境により異なる無線歪みを受けている。本実施形態ではアンテナ本数は4本として説明するが、本数は4本にこだわらず複数本であればよい。   The plurality of antennas 101 to 104 are antennas for receiving an OFDM signal. The reception signals received by the antennas 101 to 104 are subjected to different radio distortion due to different propagation environments. In the present embodiment, the number of antennas is described as four, but the number of antennas is not limited to four and may be a plurality of antennas.

周波数変換部105〜108は、それぞれアンテナ101〜104に接続して各アンテナが受け取った受信信号をIF(intermediate-frequency)信号に周波数変換する。各周波数変換部105〜108は、互いの受信信号が重ならないように、IF信号の中心周波数をずらして設定する。この中心周波数をずらす量は、通信方式と無線機の能力に依るが、一般的には一括してA/D変換するので余り周波数が離れすぎない方が好ましく、通常はチャネル間隔程度ずらす。この設定により複数の受信信号を干渉させることなく合成でき、一括してA/D変換することができるようになる。   Frequency converters 105 to 108 are connected to antennas 101 to 104, respectively, and perform frequency conversion of received signals received by the respective antennas into IF (intermediate-frequency) signals. Each frequency conversion section 105-108 sets the center frequency of the IF signal by shifting so that the received signals do not overlap each other. The amount by which the center frequency is shifted depends on the communication method and the capability of the wireless device. However, since the A / D conversion is generally performed at a time, it is preferable that the frequencies are not too far apart. With this setting, a plurality of received signals can be combined without causing interference, and A / D conversion can be performed collectively.

合成部109は、各周波数変換部105〜108が周波数変換した信号の全てを入力し合成する。この合成時に合成部109は、各周波数変換部105〜108からの各入力信号の位相を回転させ全ての入力信号を加算する。この処理により複数の受信信号を合成した後の信号のピーク振幅を低減することができるので、一括してA/D変換することができるようになる。合成部109の詳細は後に図2を参照して説明する。   The synthesizer 109 inputs and synthesizes all the signals frequency-converted by the frequency converters 105 to 108. At the time of this synthesis, the synthesis unit 109 rotates the phases of the input signals from the frequency conversion units 105 to 108 and adds all the input signals. By this processing, the peak amplitude of the signal after combining a plurality of received signals can be reduced, so that A / D conversion can be performed collectively. Details of the combining unit 109 will be described later with reference to FIG.

A/D変換部110は、合成部109の出力信号を入力し、この入力信号をディジタル信号に変換する。合成部109の出力信号はピーク振幅が低減されているため、A/D変換部110の所要ダイナミックレンジは、アンテナ本数が1本の時よりも大幅に増加させる必要は無くなる。したがって、余計な消費電力が掛からなくて済む。   The A / D converter 110 receives the output signal of the synthesizer 109 and converts this input signal into a digital signal. Since the peak amplitude of the output signal of the combining unit 109 is reduced, the required dynamic range of the A / D conversion unit 110 does not need to be significantly increased as compared with the case where the number of antennas is one. Therefore, no extra power consumption is required.

直交復調部111は、A/D変換部110の出力信号であるディジタル信号を入力して、ディジタル信号をI/Q信号に分離してベースバンド信号を得る。分離する場合、1本のアンテナからの信号は直接ベースバンド波形を得ることができるが、残りの3本のアンテナからの信号はIF信号の中間周波数がずれているためにさらに周波数変換を行う。すなわち、直交復調部111は、残りの3本のアンテナからの信号を、IF信号の周波数分だけ周波数変換した後に、各信号のチャネルが重ならないようにさらにそれぞれ異なる周波数変換を行う。ここで、各信号にIF信号信号の周波数分だけ周波数変換した後の各信号の周波数は異なるので、この周波数変換後に各信号に行う周波数変換はそれぞれ異なる。このようにして、直交復調部111は、4本のアンテナからの全ての信号をベースバンド信号に変換する。   The orthogonal demodulator 111 receives a digital signal that is an output signal of the A / D converter 110 and separates the digital signal into an I / Q signal to obtain a baseband signal. In the case of separation, the signal from one antenna can directly obtain a baseband waveform, but the signals from the remaining three antennas are further subjected to frequency conversion because the intermediate frequency of the IF signal is shifted. That is, the orthogonal demodulator 111 performs frequency conversion on the signals from the remaining three antennas by the frequency of the IF signal, and further performs different frequency conversions so that the channels of the signals do not overlap. Here, since the frequency of each signal after frequency conversion of each signal by the frequency of the IF signal signal is different, the frequency conversion performed on each signal after this frequency conversion is different. In this way, the quadrature demodulator 111 converts all signals from the four antennas into baseband signals.

復調部112は、同期処理、OFDM信号復調のためのFFT処理、歪み補正処理などを行う。また、復調部112は、合成部109から、各アンテナに対応する位相回転の変化量を受け取ることにより、位相回転量を考慮した歪み補正を行う。これにより、合成部109が受信途中で位相回転量を変えた場合でも位相回転量を考慮した歪み補正を行うことができる。また合成部109は、位相回転量が変化したことのみを復調部112に通知しても良い。この場合、復調部112は、位相回転量の変化をトリガにして歪み補正量を再計算することができる。   The demodulator 112 performs synchronization processing, FFT processing for OFDM signal demodulation, distortion correction processing, and the like. Further, the demodulator 112 receives a change amount of the phase rotation corresponding to each antenna from the combining unit 109, thereby performing distortion correction considering the phase rotation amount. Thereby, even when the synthesizing unit 109 changes the phase rotation amount during reception, it is possible to perform distortion correction in consideration of the phase rotation amount. The combining unit 109 may notify the demodulation unit 112 only that the phase rotation amount has changed. In this case, the demodulation unit 112 can recalculate the distortion correction amount by using the change in the phase rotation amount as a trigger.

比較部113は、例えばシンボル単位で合成部109の出力信号の振幅値若しくは電力値を読み込んで、予め設定しておいた閾値と比較し、閾値よりも大きいときにはピーク振幅が大きいと判断し、合成部109の各アンテナに対応する位相回転量を決定する。予め設定しておいた閾値としては、例えば図1のA/D変換部110が飽和しないレベルとする。比較部113は、各アンテナ101〜104に対応する信号ごとに位相回転量を決定する。位相回転量は、予め決められたパターンを順番に切り替えても良いし、ランダムに切り替えても良い。また、比較部113は、位相回転量の決定をパケットごとに行ってもよい。
比較部113はA/D変換器を含んでいる。比較部113内のA/D変換器はA/D変換部110よりは低い精度でも実用に耐えると期待できるので、比較部113内のA/D変換器はA/D変換部110よりも量子化ビット幅を小さく設定してもよい。この結果、OFDM受信装置の回路規模を小さくすることができ、さらにOFDM受信装置の消費電力も小さくすることができる。
The comparing unit 113 reads the amplitude value or power value of the output signal of the combining unit 109, for example, in symbol units, compares the value with a preset threshold value, determines that the peak amplitude is large when the value is larger than the threshold value, and combines A phase rotation amount corresponding to each antenna of unit 109 is determined. The threshold value set in advance is, for example, a level at which the A / D conversion unit 110 in FIG. 1 is not saturated. The comparison unit 113 determines the phase rotation amount for each signal corresponding to each of the antennas 101 to 104. The phase rotation amount may be switched in order from a predetermined pattern or may be switched randomly. Further, the comparison unit 113 may determine the phase rotation amount for each packet.
The comparison unit 113 includes an A / D converter. Since the A / D converter in the comparison unit 113 can be expected to withstand practical use even with a lower accuracy than the A / D conversion unit 110, the A / D converter in the comparison unit 113 is more quantum than the A / D conversion unit 110. The bit width may be set small. As a result, the circuit scale of the OFDM receiver can be reduced, and the power consumption of the OFDM receiver can also be reduced.

次に、合成部109の詳細を図2を参照して説明する。
合成部109は、各周波数変換部105〜108の各出力信号をそれぞれ入力する位相回転制御部201〜204、各位相回転制御部201〜204が出力した各信号を加算する加算部205を備えている。
Next, details of the combining unit 109 will be described with reference to FIG.
The synthesizing unit 109 includes a phase rotation control unit 201 to 204 that inputs each output signal of each frequency conversion unit 105 to 108, and an addition unit 205 that adds each signal output from each phase rotation control unit 201 to 204. Yes.

各位相回転制御部201〜204は、比較部113で決定された、各アンテナ101〜104に対応する信号ごとの位相回転量をそれぞれ入力して、これらの位相回転量にしたがって各入力信号の位相を回転する。   Each phase rotation control unit 201-204 inputs the phase rotation amount for each signal corresponding to each antenna 101-104 determined by the comparison unit 113, and the phase of each input signal according to these phase rotation amounts. Rotate.

位相回転制御部201〜204が位相を回転させるときの大きさは、位相回転制御部201〜204の全てが同じ場合には合成部109の出力信号の振幅値若しくは電力値のピーク振幅には変化がない。このため位相回転制御部201〜204は、全てが同じ位相だけ回転しないようにする。また、位相回転制御部201〜204は、必ずしも全てが位相を回転させる必要はない。   The magnitude when the phase rotation control unit 201-204 rotates the phase changes to the amplitude value of the output signal of the synthesis unit 109 or the peak amplitude of the power value when all of the phase rotation control units 201-204 are the same. There is no. For this reason, the phase rotation control units 201 to 204 do not rotate all by the same phase. Further, it is not always necessary for the phase rotation control units 201 to 204 to rotate the phase.

また、位相回転制御部201〜204は、それぞれ復調部112に位相回転量を出力する。   Moreover, the phase rotation control units 201 to 204 each output the phase rotation amount to the demodulation unit 112.

加算部205は、各位相回転制御部201〜204の出力信号を入力して、これらの信号を加算する。また、加算部205は、加算した信号をA/D変換部110及び比較部113に出力する。   The adder 205 receives the output signals of the phase rotation controllers 201 to 204 and adds these signals. Further, the addition unit 205 outputs the added signal to the A / D conversion unit 110 and the comparison unit 113.

上記の例では比較部113が位相回転量を決定して合成部109へ出力した。しかし、これに限らず比較部113は、例えばシンボル単位で合成部109の出力信号の振幅値若しくは電力値を読み込んで、予め設定しておいた閾値と比較し、この比較結果を合成部109へ出力するようにしてもよい。即ち、比較部113は、閾値よりも大きいときにはピーク振幅が大きいと判断する。   In the above example, the comparison unit 113 determines the phase rotation amount and outputs it to the synthesis unit 109. However, the present invention is not limited to this, and the comparison unit 113 reads the amplitude value or power value of the output signal of the synthesis unit 109, for example, in symbol units, compares it with a preset threshold value, and sends the comparison result to the synthesis unit 109. You may make it output. That is, the comparison unit 113 determines that the peak amplitude is large when it is larger than the threshold value.

この場合、合成部109内の位相回転制御部201〜204には、比較部113から比較結果のみが通知される。位相回転制御部201〜204は、比較部113から入力された比較結果が、合成部109の出力信号の振幅値若しくは電力値のピーク振幅が大きいことを示すとき(ピーク振幅が大きいと判断された場合)、これをトリガとして各入力信号の位相を回転させる。位相回転量については、位相回転制御部201〜204で個々に決めてもよいし、予め決められた手順に従って変えてもよい。   In this case, only the comparison result is notified from the comparison unit 113 to the phase rotation control units 201 to 204 in the synthesis unit 109. The phase rotation control units 201 to 204 indicate that the comparison result input from the comparison unit 113 indicates that the amplitude value of the output signal or the power value of the synthesis unit 109 is large (the peak amplitude is determined to be large). ), The phase of each input signal is rotated using this as a trigger. The phase rotation amount may be individually determined by the phase rotation control units 201 to 204, or may be changed according to a predetermined procedure.

以上に説明した本実施形態のOFDM受信装置及びOFDM受信方法によれば、複数チャネルで受信した信号を一括してA/D変換するOFDM受信機において、合成後の波形のピーク振幅を観測し、各受信信号に対して、ピーク振幅を低減するような位相回転を掛けることにより、A/D変換器の所要ダイナミックレンジを低減することができる。また、本実施形態及び以下に説明する全ての実施形態のOFDM受信装置は、送信装置は従来のままでも効果を奏する。   According to the OFDM receiver and OFDM reception method of the present embodiment described above, in the OFDM receiver that collectively performs A / D conversion on signals received through a plurality of channels, the peak amplitude of the combined waveform is observed, The required dynamic range of the A / D converter can be reduced by applying a phase rotation that reduces the peak amplitude to each received signal. In addition, the OFDM receivers according to the present embodiment and all the embodiments described below are effective even if the transmitter is the same as before.

(第2の実施形態)
本実施形態のOFDM受信装置は、合成部の構成のみが第1の実施形態と異なる。その他の装置部分は、第1の実施形態のOFDM受信装置と同様である。第1の実施形態と同様な装置部分は説明を省略する。
本実施形態の合成部315は、図3に示したように、遅延部301〜304、位相回転制御部305〜312、加算部313,314を備えている。
遅延部301〜304は、それぞれ周波数変換部105〜108に接続し、周波数変換部105〜108からそれぞれ出力された周波数変換された信号を次段の位相回転制御部305〜308に出力するタイミングを遅延させる。この遅延する時間は、例えば、遅延部301〜304に信号が入力された時から比較部113が処理して位相回転制御部305〜308及び位相回転制御部309〜312に指示を出す時までの時間に設定する。すなわち、比較部113が位相回転量を決定するまで待機した上で位相回転制御部305〜308が入力信号の位相を回転する。このようにして位相回転を行えば、A/D変換部110に入力される信号を全て適切な振幅に低減することができる。
(Second Embodiment)
The OFDM receiving apparatus of this embodiment is different from the first embodiment only in the configuration of the combining unit. Other device portions are the same as those of the OFDM receiver of the first embodiment. The description of the same device portion as in the first embodiment will be omitted.
As illustrated in FIG. 3, the synthesis unit 315 of the present embodiment includes delay units 301 to 304, phase rotation control units 305 to 312, and addition units 313 and 314.
The delay units 301 to 304 are connected to the frequency conversion units 105 to 108, respectively, and output the frequency converted signals output from the frequency conversion units 105 to 108 to the phase rotation control units 305 to 308 in the next stage. Delay. The delay time is, for example, from when a signal is input to the delay units 301 to 304 to when the comparison unit 113 processes and issues instructions to the phase rotation control units 305 to 308 and the phase rotation control units 309 to 312. Set to time. That is, the phase rotation control units 305 to 308 rotate the phase of the input signal after waiting for the comparison unit 113 to determine the phase rotation amount. If phase rotation is performed in this manner, all signals input to the A / D converter 110 can be reduced to an appropriate amplitude.

各位相回転制御部305〜312は、比較部113で決定された、各アンテナ101〜104に対応する信号ごとの位相回転量をそれぞれ入力して、これらの位相回転量にしたがって各入力信号の位相を回転する。ただし、各アンテナに対応する信号に接続している位相回転制御部は同じ位相回転量に設定する。すなわち、位相回転制御部305と309、位相回転制御部306と310、位相回転制御部307と311、位相回転制御部308と312は、それぞれ同じ位相回転量にしたがって各入力信号の位相を回転する。
また、第1の実施形態の位相回転制御部201〜204と同様に、位相回転制御部305〜308は、それぞれ復調部112に位相回転量を出力する。若しくは位相回転量の変化を通知する。
Each phase rotation control unit 305 to 312 inputs the phase rotation amount for each signal corresponding to each antenna 101 to 104 determined by the comparison unit 113, and the phase of each input signal according to these phase rotation amounts. Rotate. However, the phase rotation control unit connected to the signal corresponding to each antenna is set to the same phase rotation amount. That is, phase rotation control units 305 and 309, phase rotation control units 306 and 310, phase rotation control units 307 and 311 and phase rotation control units 308 and 312 rotate the phase of each input signal according to the same phase rotation amount. .
Further, similarly to the phase rotation control units 201 to 204 of the first embodiment, the phase rotation control units 305 to 308 each output the phase rotation amount to the demodulation unit 112. Alternatively, a change in phase rotation amount is notified.

加算部313は位相回転制御部305〜308からの4信号を入力し加算する。加算部314は位相回転制御部309〜312からの4信号を入力し加算する。そして、加算部313は加算した信号をA/D変換部110に出力し、加算部314は加算した信号を比較部113に出力する。   The adder 313 inputs and adds the four signals from the phase rotation controllers 305 to 308. The adder 314 inputs and adds four signals from the phase rotation controllers 309 to 312. Adder 313 outputs the added signal to A / D converter 110, and adder 314 outputs the added signal to comparator 113.

以上に説明した本実施形態のOFDM受信装置及びOFDM受信方法によれば、遅延部301〜304で遅延させた分だけ遅れて合成波形がA/D変換部110に入力されるので、比較部113によって先にピーク振幅判定された結果により、A/D変換部110に入力する合成波形のピーク電力を低減することができる。換言すれば、本実施形態のOFDM受信装置によれば、A/D変換部110に入力する波形を遅延させることにより、わずかな遅延でピーク振幅低減処理を行うことができる。   According to the OFDM receiver and OFDM reception method of the present embodiment described above, the combined waveform is input to the A / D converter 110 with a delay by the delay units 301 to 304, so that the comparison unit 113 Thus, the peak power of the combined waveform input to the A / D conversion unit 110 can be reduced based on the result of the peak amplitude determination performed earlier. In other words, according to the OFDM receiver of this embodiment, the peak amplitude reduction process can be performed with a slight delay by delaying the waveform input to the A / D converter 110.

(第3の実施形態)
本実施形態のOFDM受信装置は、復調部のみが第2の実施形態とは異なり、その他の装置部分は第2の実施形態と同様である。第2の実施形態と同様な装置部分は説明を省略する。本実施形態では、OFDM信号の特徴を利用して復調部が遅延部301〜304の遅延時間を調整する。
第2の実施形態では、比較部113でピーク振幅判定を行った後に、合成波形をA/D変換部110へ伝送することができるように合成部315でタイミングを調整を行う場合であったが、本実施形態ではOFDM信号の復調処理タイミングを考慮してタイミングを調整して復調処理を行う。
(Third embodiment)
The OFDM receiving apparatus of this embodiment is different from the second embodiment only in the demodulator, and the other apparatus parts are the same as those of the second embodiment. The description of the same device portion as that of the second embodiment is omitted. In the present embodiment, the demodulation unit adjusts the delay time of the delay units 301 to 304 using the characteristics of the OFDM signal.
In the second embodiment, after the peak amplitude determination is performed by the comparison unit 113, the timing is adjusted by the synthesis unit 315 so that the synthesized waveform can be transmitted to the A / D conversion unit 110. In this embodiment, the demodulation processing is performed by adjusting the timing in consideration of the demodulation processing timing of the OFDM signal.

復調部の説明に先立ち、OFDM信号の構成を図4を参照して説明する。図4は、OFDM信号の構成を示した図である。横軸は時間である。
OFDM信号は、図4に示したように、複数のOFDMシンボルで構成されている。各OFDMシンボルは、先頭に遅延波を吸収するためのガードタイムという冗長区間を有している。本来は復調側ではガードタイムを除いた区間をFFTウインドウとするのが理想であるが、通常は同期ずれ、フィルタなどの影響などを考慮して、OFDMシンボルの中の適切な区間をFFTウインドウとしている。本実施形態では、OFDMシンボルのうちのガードタイムを除いた区間をFFTウインドウとする。
Prior to the description of the demodulator, the structure of the OFDM signal will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a diagram showing a configuration of the OFDM signal. The horizontal axis is time.
As shown in FIG. 4, the OFDM signal is composed of a plurality of OFDM symbols. Each OFDM symbol has a redundant section called a guard time for absorbing a delayed wave at the head. Originally, on the demodulation side, it is ideal to set the section excluding the guard time as the FFT window, but usually the appropriate section in the OFDM symbol is used as the FFT window in consideration of the influence of synchronization loss, filter, etc. Yes. In the present embodiment, an interval excluding the guard time in the OFDM symbol is an FFT window.

次に、本実施形態のOFDM受信装置を図5を参照して説明する。
復調部512は、同期処理によりFFTウインドウのタイミングを知ることができる。したがって、復調部512は、復調部512のFFTウインドウのタイミング情報を合成部315内の遅延部301〜304に通知すること(図示せず)によって、合成部315にFFTウインドウ以外で位相回転量を切り替えさせることができる。
Next, the OFDM receiver of this embodiment will be described with reference to FIG.
The demodulator 512 can know the timing of the FFT window by the synchronization process. Therefore, the demodulation unit 512 notifies the timing information of the FFT window of the demodulation unit 512 to the delay units 301 to 304 in the synthesis unit 315 (not shown), so that the synthesis unit 315 receives the phase rotation amount other than the FFT window. Can be switched.

FFTウインドウ以外の区間は復調処理に用いられないので、この時間内に合成部315で変化させる位相回転量の切替えを行えれば復調処理に影響を与えずに済む。復調部512の同期処理によりFFTウインドウであるタイミングが分かるので、復調部512のFFTウインドウのタイミング情報を合成部315に通知する。合成部315はこの通知を受けてFFTウインドウ以外で位相回転量を切り替える。   Since sections other than the FFT window are not used for the demodulation process, if the phase rotation amount changed by the synthesis unit 315 can be switched within this time, the demodulation process is not affected. Since the timing of the FFT window is known by the synchronization processing of the demodulation unit 512, the timing information of the FFT window of the demodulation unit 512 is notified to the synthesis unit 315. In response to this notification, the synthesizer 315 switches the phase rotation amount other than the FFT window.

また、復調部112と同様に、復調部512は、同期処理、OFDM信号復調のためのFFT処理、歪み補正処理などを行う。また、復調部512は、合成部315から、各アンテナに対応する位相回転の変化量を受け取ることにより、位相回転量を考慮した歪み補正を行う。これにより、合成部315が受信途中で位相回転量を変えた場合でも位相回転量を考慮した歪み補正を行うことができる。   Similarly to the demodulation unit 112, the demodulation unit 512 performs synchronization processing, FFT processing for OFDM signal demodulation, distortion correction processing, and the like. In addition, the demodulation unit 512 performs distortion correction in consideration of the phase rotation amount by receiving the change amount of the phase rotation corresponding to each antenna from the synthesis unit 315. As a result, even when the combining unit 315 changes the phase rotation amount during reception, distortion correction can be performed in consideration of the phase rotation amount.

以上に説明した実施形態のOFDM受信装置及びOFDM受信方法によれば、このように位相回転量を切り替えるタイミングを復調に用いられない区間(本実施形態では、ガードタイム)に設定することにより、復調処理に負担を掛けることなくピーク振幅を低減することができる。   According to the OFDM receiving apparatus and the OFDM receiving method of the embodiment described above, demodulation is performed by setting the timing for switching the phase rotation amount to a section (guard time in this embodiment) that is not used for demodulation. The peak amplitude can be reduced without imposing a burden on processing.

(第4の実施形態)
本実施形態のOFDM受信装置は、比較部113を取り除き復調部を変更したことが第2の実施形態と異なり、その他の装置部分は第3の実施形態と同様である。第3の実施形態と同様な装置部分は説明を省略する。
(Fourth embodiment)
Unlike the second embodiment, the OFDM receiving apparatus according to the present embodiment is different from the second embodiment in that the comparison unit 113 is removed and the demodulation unit is changed, and the other apparatus parts are the same as those in the third embodiment. The description of the same device portion as that of the third embodiment is omitted.

本実施形態のOFDM受信装置は、図6に示したように、復調部612から合成部315に2種類の情報が出力される。復調部612は、第3の実施形態で説明したタイミング情報を合成部315に通知すると共に、復調部612が予め設定しておいた閾値と比較し、閾値よりも大きい場合にはピーク振幅が大きいと判断する。すなわち、復調部612が比較部113が行っていた機能も行う。復調部612が予め設定しておいた閾値としては、例えば復調部612が本当に飽和してしまっている状態を検出するのであればAD変換器のダイナミックレンジの最大値とする。しかし、通常は安全策をとり、少し小さめの値に設定する。
また、復調部112と同様に、復調部612は、同期処理、OFDM信号復調のためのFFT処理、歪み補正処理などを行う。また、復調部612は、合成部315から、各アンテナに対応する位相回転の変化量を受け取ることにより、位相回転量を考慮した歪み補正を行う。これにより、合成部315が受信途中で位相回転量を変えた場合でも位相回転量を考慮した歪み補正を行うことができる。
As shown in FIG. 6, the OFDM receiving apparatus according to the present embodiment outputs two types of information from the demodulating unit 612 to the combining unit 315. The demodulator 612 notifies the timing information described in the third embodiment to the synthesizer 315 and compares it with a threshold set in advance by the demodulator 612. If the demodulator 612 is larger than the threshold, the peak amplitude is large. Judge. That is, the demodulator 612 also performs the function performed by the comparator 113. The threshold value preset by the demodulating unit 612 is, for example, the maximum value of the dynamic range of the AD converter if the demodulating unit 612 detects a state that is really saturated. However, usually take a safety measure and set it to a slightly smaller value.
Similarly to the demodulation unit 112, the demodulation unit 612 performs synchronization processing, FFT processing for OFDM signal demodulation, distortion correction processing, and the like. Further, the demodulator 612 receives the amount of change in phase rotation corresponding to each antenna from the combiner 315, thereby performing distortion correction in consideration of the amount of phase rotation. As a result, even when the combining unit 315 changes the phase rotation amount during reception, distortion correction can be performed in consideration of the phase rotation amount.

より詳細には、例えば、復調部612からタイミング情報を遅延部301〜304に出力し、合成部315にFFTウインドウ以外で位相回転量を切り替えさせる。さらに、復調部612が予め設定しておいた閾値よりも大きい場合にはピーク振幅が大きいと判断し、合成部315の各アンテナに対応する位相回転量を決定する。復調部612は、各アンテナ101〜104に対応する信号ごとに位相回転量を決定する。   More specifically, for example, the timing information is output from the demodulation unit 612 to the delay units 301 to 304, and the synthesis unit 315 is caused to switch the phase rotation amount other than the FFT window. Further, when the demodulation unit 612 is larger than a preset threshold value, it is determined that the peak amplitude is large, and the phase rotation amount corresponding to each antenna of the combining unit 315 is determined. Demodulation section 612 determines the amount of phase rotation for each signal corresponding to each antenna 101-104.

以上に説明した実施形態のOFDM受信装置及びOFDM受信方法によれば、比較部を新たに設けることなく復調部がピーク振幅値を求め、さらに復調部が位相回転量を切り替えるタイミングを復調に用いられない区間に設定することにより、復調処理に負担を掛けることなくピーク振幅を低減することができる。   According to the OFDM receiver and the OFDM reception method of the embodiment described above, the demodulation unit obtains the peak amplitude value without newly providing a comparison unit, and the timing at which the demodulation unit switches the phase rotation amount is used for demodulation. By setting the interval not to exist, the peak amplitude can be reduced without imposing a burden on the demodulation process.

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.

本発明の第1の実施形態にかかるOFDM受信装置のブロック図。1 is a block diagram of an OFDM receiving apparatus according to a first embodiment of the present invention. 図1の合成部のブロック図。The block diagram of the synthetic | combination part of FIG. 本発明の第2の実施形態での合成部のブロック図。The block diagram of the synthetic | combination part in the 2nd Embodiment of this invention. OFDM信号の構成を示す図。The figure which shows the structure of an OFDM signal. 本発明の第3の実施形態にかかるOFDM受信装置のブロック図。The block diagram of the OFDM receiver concerning the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施形態にかかるOFDM受信装置のブロック図。The block diagram of the OFDM receiver concerning the 4th Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

101,102,103,104…アンテナ、105,106,107,108…周波数変換部、109,315…合成部、110…A/D変換部、111…直交復調部、112,512,612…復調部、113…比較部、201,202,203,204,305,306,307,308,309,310,311,312…位相回転制御部、205,313,314…加算部、301,302,303,304…遅延部。   101, 102, 103, 104 ... antenna, 105, 106, 107, 108 ... frequency conversion unit, 109, 315 ... synthesis unit, 110 ... A / D conversion unit, 111 ... orthogonal demodulation unit, 112, 512, 612 ... demodulation 113, comparison unit 201, 202, 203, 204, 305, 306, 307, 308, 309, 310, 311, 312 ... phase rotation control unit, 205, 313, 314 ... addition unit, 301, 302, 303 304 delay units.

Claims (4)

複数のアンテナ及び複数の周波数変換手段を使用してOFDM信号を受信するOFDM受信装置において、
アンテナ及び当該アンテナから取得した信号の周波数を変換する周波数変換手段を含む受信手段を複数有する受信手段群と、
前記複数の受信手段により受信された信号を加算する加算手段と、
前記加算手段により加算された信号をディジタル信号に変換するディジタル変換手段と、
前記加算手段により加算された信号の振幅値若しくは電力値を閾値と比較する比較手段と、
前記受信手段と前記加算手段との間に配設され、前記比較手段による比較結果に基づいて、前記複数の受信手段からの複数の出力信号の内、少なくともいずれか1つの位相を変更する位相変更手段を具備することを特徴とするOFDM受信装置。
In an OFDM receiver that receives an OFDM signal using a plurality of antennas and a plurality of frequency conversion means,
A receiving means group having a plurality of receiving means including an antenna and a frequency converting means for converting the frequency of a signal acquired from the antenna;
Adding means for adding signals received by the plurality of receiving means;
Digital conversion means for converting the signal added by the addition means into a digital signal;
Comparison means for comparing the amplitude value or power value of the signal added by the addition means with a threshold value;
A phase change that is arranged between the receiving means and the adding means and changes at least one of the plurality of output signals from the plurality of receiving means based on the comparison result by the comparing means. An OFDM receiving apparatus comprising: means.
前記比較手段は、アナログ信号をディジタル信号に変換するA/D変換手段を含み、
該A/D変換手段の量子化ビット幅は、前記ディジタル変換手段の量子化ビット幅よりも小さいことを特徴とする請求項1に記載のOFDM受信装置。
The comparison means includes A / D conversion means for converting an analog signal into a digital signal,
2. The OFDM receiver according to claim 1, wherein the quantization bit width of the A / D conversion means is smaller than the quantization bit width of the digital conversion means.
前記位相変更手段は、前記OFDM信号のガードタイム内で位相を変更することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のOFDM受信装置。   The OFDM receiving apparatus according to claim 1 or 2, wherein the phase changing means changes the phase within a guard time of the OFDM signal. 複数のアンテナ及び複数の周波数変換手段を使用してOFDM信号を受信するOFDM受信方法において、
アンテナ及び当該アンテナから取得した信号の周波数を変換する周波数変換手段を含む受信手段を複数有する受信手段群で、アンテナから取得した信号の周波数を変換し、
前記複数の受信手段により受信された信号を加算し、
前記加算された信号をディジタル信号に変換し、
前記加算された信号の振幅値若しくは電力値を閾値と比較し、
前記振幅値若しくは電力値と前記閾値との比較結果に基づいて、前記複数の受信手段からの複数の出力信号の内、少なくともいずれか1つの位相を変更することを特徴とするOFDM受信方法。
In an OFDM reception method for receiving an OFDM signal using a plurality of antennas and a plurality of frequency conversion means,
In the receiving means group having a plurality of receiving means including an antenna and a frequency converting means for converting the frequency of the signal acquired from the antenna, the frequency of the signal acquired from the antenna is converted,
Adding signals received by the plurality of receiving means;
Converting the summed signal into a digital signal;
Comparing the amplitude value or power value of the added signal with a threshold,
An OFDM receiving method, comprising: changing at least one of a plurality of output signals from the plurality of receiving means based on a comparison result between the amplitude value or power value and the threshold value.
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