JP2006080762A - Delay profile creating circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、各キャリアがDQPSK(Differential Quadrature Phase Shift Keying)などの差動変調方式で変調され、直交周波数分割多重信号として送受信する場合において、受信側での遅延波の状態を観測する、いわゆる遅延プロファイルを作成する遅延プロファイル作成回路に関する。 In the present invention, when each carrier is modulated by a differential modulation method such as DQPSK (Differential Quadrature Phase Shift Keying) and is transmitted and received as an orthogonal frequency division multiplexed signal, a so-called delay state is observed that observes the state of a delayed wave on the receiving side. The present invention relates to a delay profile creation circuit for creating a profile.
無線を使用した送受信では、電波が建築物に反射し、遅延して到達するマルチパス妨害が大きな問題となる。直交周波数分割多重信号による地上波デジタル放送では、この遅延波を測定するために、SP(Scattered Pilot)と呼ばれるパイロット信号などを利用している。 In radio transmission / reception, multipath interference, which is delayed by radio waves reflected on a building, is a major problem. In terrestrial digital broadcasting using orthogonal frequency division multiplexing signals, a pilot signal called SP (Scattered Pilot) is used to measure this delayed wave.
そのようなパイロット信号を多く使用すると伝送効率が低下するので、パイロット信号をできるだけ使用しない無線通信が望ましい。特に、移動体通信では、各キャリアがDQPSKなどの差動変調方式で変調され、かつ、直交周波数分割多重信号とした通信が使用される。かかる通信では、パイロット信号が存在しないため、効率がよくなる。 When such a lot of pilot signals are used, the transmission efficiency is lowered. Therefore, wireless communication that uses as little pilot signals as possible is desirable. In particular, in mobile communication, communication in which each carrier is modulated by a differential modulation scheme such as DQPSK and an orthogonal frequency division multiplexed signal is used. In such communication, since there is no pilot signal, efficiency is improved.
パイロット信号を用いた直交周波数分割多重信号では、一般に、高速フーリエ変換を行い、パイロット信号を抽出し、抽出したパイロット信号から遅延プロファイルが作成されている。パイロット信号を用いない直交周波数分割多重信号では、統計処理を使用して遅延プロファイルを作成することが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、統計処理を使用して遅延プロファイルを作成した場合でも、統計処理のために相当の時間を要するため、時間的な応答が速いとは言えず、その結果、即座に対応する必要がある移動体通信に向いているとは言えない。 However, even if a delay profile is created using statistical processing, it takes a considerable amount of time for statistical processing, so it cannot be said that the temporal response is fast, and as a result, it is necessary to respond immediately. It cannot be said that it is suitable for physical communication.
本発明の目的は、伝送効率を劣化することなく、時間的な応答が速い、移動体通信に好適な遅延プロファイル作成回路を提供することである。 An object of the present invention is to provide a delay profile creation circuit suitable for mobile communication that has a quick temporal response without deteriorating transmission efficiency.
本発明による遅延プロファイル作成回路は、
差動変調方式による直交周波数分割多重信号の遅延プロファイルを作成する遅延プロファイル作成回路であって、
前記直交周波数分割多重信号を直交復調し及び高速フーリエ変換を行う直交復調及び高速フーリエ変換手段と、
前記直交復調及び高速フーリエ変換手段の出力に基づいて、隣接キャリア間の偏角差を算出する偏角差算出手段と、
前記偏角差と所定の値とを比較する比較手段と、
前記偏角差と所定の値との比較結果に基づいて位相回転角を決定する位相回転角決定手段と、
前記位相回転角決定手段の出力に基づいて前記直交周波数分割多重信号を位相回転する位相回転手段と、
位相回転された前記直交周波数分割多重信号の窓関数処理する窓関数処理手段と、
窓関数処理された前記直交周波数分割多重信号を逆フーリエ変換して前記遅延プロファイルを取得する手段とを具えることを特徴とする。
The delay profile creation circuit according to the present invention includes:
A delay profile creation circuit for creating a delay profile of an orthogonal frequency division multiplexed signal by a differential modulation method,
Orthogonal demodulation and fast Fourier transform means for performing orthogonal demodulation and fast Fourier transform on the orthogonal frequency division multiplexed signal;
Declination difference calculating means for calculating the declination difference between adjacent carriers based on the output of the orthogonal demodulation and fast Fourier transform means;
A comparing means for comparing the deviation difference with a predetermined value;
Phase rotation angle determination means for determining a phase rotation angle based on a comparison result between the deviation angle difference and a predetermined value;
Phase rotation means for phase rotating the orthogonal frequency division multiplex signal based on the output of the phase rotation angle determination means;
Window function processing means for processing a window function of the orthogonal frequency division multiplexed signal whose phase has been rotated;
Means for obtaining the delay profile by performing inverse Fourier transform on the orthogonal frequency division multiplexed signal subjected to window function processing.
本発明によれば、隣接キャリア間の偏角差を所定の値と比較することによって位相回転角を算出し、位相回転した結果から遅延プロファイルを作成するので、DQPSKなどの差動変調方式による伝送において、抽出したパイロット信号から遅延プロファイルが作成される場合や統計処理を使用して遅延プロファイルを作成した場合に比べて時間的応答の速い遅延プロファイルを取得することができる。その結果、伝送効率を劣化することなく、時間的な応答が速い、移動体通信に好適な遅延プロファイル作成することができる。 According to the present invention, a phase rotation angle is calculated by comparing a deviation angle difference between adjacent carriers with a predetermined value, and a delay profile is created from the result of the phase rotation. Therefore, transmission using a differential modulation method such as DQPSK is performed. Therefore, it is possible to obtain a delay profile having a quicker time response than when a delay profile is created from the extracted pilot signal or when a delay profile is created using statistical processing. As a result, it is possible to create a delay profile suitable for mobile communication with quick temporal response without deteriorating transmission efficiency.
好適には、前記位相回転手段が、前記直交周波数分割多重信号を時計回りに45°回転する第1回転手段と、前記直交周波数分割多重信号を、前記第1回転手段の処理時間に対応する時間だけ遅延させる遅延手段と、前記位相回転角決定手段の出力に基づいて、前記第1回転手段の出力と前記遅延手段の出力のうちのいずれか一方を選択する選択手段と、前記位相回転角決定手段の出力に基づいて、前記選択手段の出力を位相回転する第2回転手段とを有する。このように、第1回転手段の処理時間に対応する時間だけ遅延させる遅延手段を設けることによって、データ時間を揃えることができ、その結果、後処理がしやすい状態で、伝送効率を劣化することなく、時間的な応答が速い、移動体通信に好適な遅延プロファイル作成することができる。 Preferably, the phase rotation unit rotates the orthogonal frequency division multiplex signal clockwise by 45 °, and the orthogonal frequency division multiplex signal has a time corresponding to the processing time of the first rotation unit. Delay means for delaying only by the delay, selection means for selecting one of the output of the first rotation means and the output of the delay means based on the output of the phase rotation angle determination means, and the phase rotation angle determination And second rotation means for rotating the phase of the output of the selection means based on the output of the means. Thus, by providing the delay means for delaying by the time corresponding to the processing time of the first rotating means, the data time can be made uniform, and as a result, the transmission efficiency is deteriorated in a state in which post-processing is easy. In addition, it is possible to create a delay profile suitable for mobile communication and having a quick temporal response.
更に好適には、前記選択手段の出力を、時計回りに0°,90°,180°又は反時計回りに90°位相回転する。このように位相回転の種類を4種類にすることによって、メモリ素子などで回路を構成する場合には、小さいメモリ容量で構成することができ、その結果、全体の回路規模を小さくしながら、時間的な応答が速い、移動体通信に好適な遅延プロファイル作成することができる。 More preferably, the output of the selection means is rotated by 0 °, 90 °, 180 ° clockwise or 90 ° counterclockwise. In this way, when the circuit is configured with memory elements or the like by using four types of phase rotation, the circuit can be configured with a small memory capacity, and as a result, time is reduced while reducing the overall circuit scale. A delay profile suitable for mobile communication can be created.
本発明による遅延プロファイル作成回路の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明による遅延プロファイル作成回路の実施の形態を示す図である。この遅延プロファイル作成回路は、受信信号の入力端子1と、隣接キャリア間除算回路2と、後に説明する乗算結果から偏角のみを算出する偏角算出器3と、比較器4と、回転角レジスタ5と、位相回転回路6と、窓関数処理回路7と、逆フーリエ変換器8と、遅延プロファイルデータの出力端子9とを具える。
An embodiment of a delay profile creation circuit according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a delay profile creation circuit according to the present invention. This delay profile creation circuit includes a received
隣接キャリア間除算回路2は、隣接キャリア間で除算を行い、直交復調及び高速フーリエ変換器2aと、遅延回路2bと、乗算器2cとを有する。位相回転回路6は、回転角レジスタ8からの制御信号により位相回転を行い、遅延回路6aと、位相回転器6bと、選択回路6cと、位相回転器6dとを有する。
The adjacent
遅延回路2bは、1キャリア遅延した後に複素共役をとり、かかる複素共役は、乗算器2cにおいて1キャリア前の信号の複素共役信号と乗算される。偏角算出器3は、乗算器2cの乗算結果から偏角差のみを算出する。比較器4は、偏角差を所定の角度と比較し、例えば図2に示すような回転角レジスタ増分を出力する。
The
回転角レジスタ5は、位相回転回路6に対して制御信号(3ビット)を出力する。遅延回路6aは、位相回転器6bの処理時間に応じた遅延回路であり、位相回転器6bは、入力信号に対して時計回りに45°回転したものを出力する。選択回路6cは、回転角レジスタ5からの入力に応じて遅延回路6aの出力と位相回転器6bの出力のうちのいずれか一方を選択する。位相回転器6dは、回転角レジスタ5の出力に応じて選択回路6cの出力を時計回りに0°,90°,180°又は反時計回りに90°のいずれかの角度で回転する。
The rotation angle register 5 outputs a control signal (3 bits) to the phase rotation circuit 6. The
窓関数処理回路7は、適切な窓関数により逆フーリエ変換の前処理を行う。逆フーリエ変換器8は、窓関数処理回路7の出力をdB表示に換算し、出力端子9から遅延プロファイルデータを出力する。
The window
本実施の形態の動作を、図2も用いながらπ/4シフトDQPSKの差動変調方式について説明する。復調前の直交周波数分割多重信号が入力端子1に入力されると、直交復調及び高速フーリエ変換器2aは、直交周波数分割多重信号を直交復調し、高速フーリエ変換を行い、変調前の信号に変換する。
The operation of this embodiment will be described using a π / 4 shift DQPSK differential modulation system with reference to FIG. When the orthogonal frequency division multiplexed signal before demodulation is input to the
変調前の信号に戻された信号は、遅延回路2bで1キャリア分遅延するのと同時に複素共役信号に変換される。乗算器2cは、直交復調及び高速フーリエ変換器2aの出力と、1キャリア前の信号の複素共役信号とを乗算する。すなわち、入力信号を1キャリア前の信号との除算を行う。振幅成分は、不要であるために複素共役と乗算する。偏角算出器3は、乗算器2cの演算結果から偏角差のみを取り出す。比較器4において、図2に示すように偏角差の大きさに応じて回転角レジスタ5の増分を決定する。
The signal returned to the signal before modulation is delayed by one carrier in the
復調前の直交周波数分割多重信号は、遅延回路6a及び位相回転器6bにも入力され、位相回転器6bでは、入力された信号に対して時計回りに45°回転させる演算を行い、遅延回路6aでは、位相回転器6bの処理時間に応じた遅延を行う。選択回路6cは、回転角レジスタ5からの1ビット信号により遅延回路6aの出力と位相回転器6bの演算結果のうちのいずれか一方を選択する。
The orthogonal frequency division multiplex signal before demodulation is also input to the
位相回転器6dは、回転角レジスタ5の2ビット信号により位相回転した結果を出力する。本実施の形態では、位相回転は、時計回りに0°,90°,180°と、反時計回りに90°の4回転である。したがって、制御ビットとしては2ビットで十分である。
The
回転角レジスタ5の増分は、図2に示すように−180°から+180°まで45°ずつ変化する。例えば、回転角レジスタ5の値が−135°とした場合、選択回路6cでは位相回転器6bの出力を選択し、位相回転器6dでは、−90°すなわち時計回りに90°回転することによって−135°を得る。−180°の回転角は、+180°の回転角と同一である。
The increment of the rotation angle register 5 changes by 45 ° from −180 ° to + 180 ° as shown in FIG. For example, when the value of the
他の例を挙げると、90°の場合は、選択回路6cは、遅延回路6aの出力を選択し、位相回転器6dでは、反時計回りに90°回転することによって90°の位相回転を実現する。このようにして求めた位相信号から伝達関数を推定する。
As another example, in the case of 90 °, the
窓関数処理回路7では、伝達関数の推定値から窓関数処理を行い、逆フーリエ変換器8では、逆フーリエ変換を行うことによってデシベル(dB)表示を行い、遅延プロファイルを完成する。
The window
ここで、図3のように伝達関数の位相として10°ずつ異なった位相となる場合を考える。図4は、π/4シフトDQPSKで変調された信号を受信したときの一例で、図1の直交復調及び高速フーリエ変換器2aで復調したときのマップであり、(1),(2),(3),(4),(5)の順に受信している。各キャリアの差分を求めると、以下のようになる。
(i)(2)−(1)=235°−45°=190°=−170°
(ii)(3)−(2)=155°−235°=−80°
(iii)(4)−(3)=75°−155°=−80°
(iv)(5)−(4)=355°−75°=280°=−80°
Here, consider a case where the phase of the transfer function is different by 10 ° as shown in FIG. FIG. 4 is an example when a signal modulated by π / 4 shift DQPSK is received, and is a map when demodulated by the orthogonal demodulation and fast Fourier transformer 2a of FIG. 1, and (1), (2), (3), (4), and (5) are received in this order. The difference between each carrier is calculated as follows.
(I) (2)-(1) = 235 ° -45 ° = 190 ° = −170 °
(Ii) (3)-(2) = 155 ° -235 ° = −80 °
(Iii) (4)-(3) = 75 ° -155 ° = −80 °
(Iv) (5)-(4) = 355 ° -75 ° = 280 ° = −80 °
図2の表から回転角レジスタ5の増分を求めると、
(i)−180°
(ii)−90°
(iii)−90°
(iv)−90°
となる。最初の値を0として増分値から補正値を求めると、
(i)−180°
(ii)+90°
(iii)0°
(iv)+90°
となる。(2),(3),(4),(5)について補正後の偏角値を求めると、
(2)235°−(−180°)=415°=55°
(3)155°−(+90°)=65°
(4)75°−0°=75°
(5)355°−(−90°)=455°=85°
となる。
Obtaining the increment of the rotation angle register 5 from the table of FIG.
(I) -180 °
(Ii) -90 °
(Iii) -90 °
(Iv) -90 °
It becomes. When the correction value is obtained from the increment value with the first value set to 0,
(I) -180 °
(Ii) + 90 °
(Iii) 0 °
(Iv) + 90 °
It becomes. When the declination value after correction for (2), (3), (4), (5) is obtained,
(2) 235 ° − (− 180 °) = 415 ° = 55 °
(3) 155 ° − (+ 90 °) = 65 °
(4) 75 ° -0 ° = 75 °
(5) 355 ° − (− 90 °) = 455 ° = 85 °
It becomes.
以上から、補正後出力として、伝達関数と同様に10°ずつの位相差を持った偏角が出力される。したがって、回転角レジスタ5によって得られた値に基づいて受信信号を位相回転させることによって、上記のような連続した伝達関数を取得することができる。このようにして取得された伝達関数の値を窓関数処理し、逆フーリエ変換を行い、遅延プロファイルを取得することができる。
From the above, as the post-correction output, a declination having a phase difference of 10 ° is output as in the transfer function. Therefore, the continuous transfer function as described above can be acquired by rotating the phase of the received signal based on the value obtained by the
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、幾多の変更及び変形が可能である。
例えば、上記実施の形態では、π/4シフトDQPSKの場合について説明したが、DQPSK,BPSK等の変調方式でも同様な構成で実現することができる。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and many changes and modifications can be made.
For example, in the above embodiment, the case of π / 4 shift DQPSK has been described. However, a modulation scheme such as DQPSK or BPSK can also be realized with the same configuration.
1 入力端子
2 隣接キャリア間除算回路
2a 直交復調及び高速フーリエ変換器
2b,6a 遅延回路
2c 乗算器
6b,6d 位相回転器
6c 選択回路
3 偏角算出器
4 比較器
5 回転角レジスタ
6 位相回転回路
7 窓関数処理回路
8 逆フーリエ変換器
9 出力端子
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記直交周波数分割多重信号を直交復調し及び高速フーリエ変換を行う直交復調及び高速フーリエ変換手段と、
前記直交復調及び高速フーリエ変換手段の出力に基づいて、隣接キャリア間の偏角差を算出する偏角差算出手段と、
前記偏角差と所定の値とを比較する比較手段と、
前記偏角差と所定の値との比較結果に基づいて位相回転角を決定する位相回転角決定手段と、
前記位相回転角決定手段の出力に基づいて前記直交周波数分割多重信号を位相回転する位相回転手段と、
位相回転された前記直交周波数分割多重信号の窓関数処理する窓関数処理手段と、
窓関数処理された前記直交周波数分割多重信号を逆フーリエ変換して前記遅延プロファイルを取得する手段とを具えることを特徴とする遅延プロファイル作成回路。 A delay profile creation circuit for creating a delay profile of an orthogonal frequency division multiplexed signal by a differential modulation method,
Orthogonal demodulation and fast Fourier transform means for performing orthogonal demodulation and fast Fourier transform on the orthogonal frequency division multiplexed signal;
Declination difference calculating means for calculating the declination difference between adjacent carriers based on the output of the orthogonal demodulation and fast Fourier transform means;
A comparing means for comparing the deviation difference with a predetermined value;
Phase rotation angle determination means for determining a phase rotation angle based on a comparison result between the deviation angle difference and a predetermined value;
Phase rotation means for phase rotating the orthogonal frequency division multiplex signal based on the output of the phase rotation angle determination means;
Window function processing means for processing a window function of the orthogonal frequency division multiplexed signal whose phase has been rotated;
A delay profile generation circuit comprising: means for obtaining the delay profile by performing inverse Fourier transform on the orthogonal frequency division multiplexed signal subjected to window function processing.
前記直交周波数分割多重信号を時計回りに45°回転する第1回転手段と、
前記直交周波数分割多重信号を、前記第1回転手段の処理時間に対応する時間だけ遅延させる遅延手段と、
前記位相回転角決定手段の出力に基づいて、前記第1回転手段の出力と前記遅延手段の出力のうちのいずれか一方を選択する選択手段と、
前記位相回転角決定手段の出力に基づいて、前記選択手段の出力を位相回転する第2回転手段とを有することを特徴とする請求項1記載の遅延プロファイル作成回路。 The phase rotation means comprises:
First rotating means for rotating the orthogonal frequency division multiplexed signal by 45 ° clockwise;
Delay means for delaying the orthogonal frequency division multiplexed signal by a time corresponding to a processing time of the first rotating means;
Selection means for selecting one of the output of the first rotation means and the output of the delay means based on the output of the phase rotation angle determination means;
2. The delay profile creation circuit according to claim 1, further comprising second rotation means for phase-rotating the output of the selection means based on the output of the phase rotation angle determination means.
3. The delay profile generation circuit according to claim 2, wherein the output of the selection means is rotated in phase by 0 °, 90 °, 180 ° clockwise or 90 ° counterclockwise.
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