JP2007134783A - 直交周波数分割多重信号の受信装置および受信方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】受信信号から抽出されたパイロット信号の値を、パイロット信号の既知の値(sm,n)で除算して伝送路の特性値を求め(3)、フーリエ変換のタイミングの変化したことを検出し(5)、この検出結果に基づいて、伝送路の特性値を元データとして時間方向の内挿または選択を行って補間データを生成する(4)。
【選択図】図1
Description
複数の搬送波に情報が割り振られて変調されることにより生成された有効シンボルと、この有効シンボルの一部の信号波形が複写されることによって生成されたガードインターバルとが含まれたシンボルを伝送単位とし、シンボル毎に異なる周波数位置に挿入され、送信時の値が既知のパイロット信号が上記シンボル内に含まれた直交周波数分割多重信号を受信する受信装置であって、
所望の周波数に周波数変換を行うことで得られた受信信号を前記シンボル単位でフーリエ変換するフーリエ変換手段と、
前記フーリエ変換手段の出力からパイロット信号を抽出するパイロット抽出手段と、
前記パイロット抽出手段で抽出されたパイロット信号の値を、該パイロット信号の既知の値で除算して各シンボルの各パイロット信号に対する伝送路の特性値を算出する除算手段と、
前記フーリエ変換手段におけるフーリエ変換のタイミングが変化したことを検出するタイミング変更検出手段と、
前記タイミング変更検出手段で検出されたタイミング変化に応じて、前記除算手段から出力された各シンボルの各パイロット信号に対する伝送路特性値を元データとする時間方向の補間を行って補間データを生成し、生成した補間データを前記除算手段からの元データとともに出力する時間方向補間手段と、
前記時間方向補間手段の出力を元データとする周波数方向の内挿を行って内挿データを生成し、生成された内挿データを前記時間方向補間手段からの元データとともに出力する周波数方向補間手段と、
前記フーリエ変換手段の出力を前記周波数方向補間手段の出力で除算し、搬送波ごとに復調を行う等化手段とを備え、
前記時間方向補間手段は、時間的に前後に位置する元データのうち、補間により生成しようとする補間データが含まれるシンボルと同じタイミングでフーリエ変換されたシンボルに含まれるパイロット信号を用いて生成された元データを用い、かつ補間により生成しようとする補間データが含まれるシンボルと異なるタイミングでフーリエ変換されたシンボルに含まれるパイロット信号を用いて生成された元データを用いずに、前記補間を行うことを特徴とする受信装置を提供する。
以下、補間により生成しようとするデータ(補間データ)に対し、時間的に前に位置し、かつ最も近い元データと、時間的に後に位置し、かつ最も近い元データを用いて直線内挿により、補間データを生成する場合を想定する。
本発明は、このような課題の解決を図るものである。
図1はこの発明の実施の形態1による受信装置を示すブロック図である。図示の受信装置は、値(振幅および位相)が既知のパイロット信号が挿入された直交周波数分割多重信号を受信するものであって、既知信号提供手段11と、アンテナ12に接続されたチューナ13と、A/D変換部14と、デジタル直交復調部15と、フーリエ変換部1と、パイロット抽出部2と、除算部3と、時間方向補間部4と、タイミング変更検出部5と、周波数方向補間部6と、等化部7とを有し、等化部7の出力が搬送波の復調信号である。
既知信号提供手段11は、パイロット信号の送信時の値(振幅および位相)を提供するものであり、例えば送信時の値自体を記憶するメモリ、或いは送信時の値を生成する生成多項式や生成規則を記憶するメモリを含む。
放送局から放送されたデジタルテレビジョン放送の放送波は、受信装置のアンテナ12により受信され、RF信号としてチューナ13に供給される。チューナ13は、RF信号をIF信号に周波数変換し、A/D変換部14はチューナ13からのIF信号をデジタル化する。デジタル直交復調部15は、デジタル化されたIF信号を直交復調し、ベースバンドのOFDM信号を出力する。
フーリエ変換部1は、供給される信号に対し、シンボル単位で所定のタイミングでフーリエ変換し、即ちフーリエ変換タイミング信号FTSによって定められた信号区間をフーリエ変換し、フーリエ変換の結果を出力する。
除算部3は、パイロット抽出部2の出力を、既知信号提供手段11からのパイロット信号の既知信号(既知の値を表す信号)で除算することにより、各シンボルの各パイロット信号に対する伝送路の特性値(周波数応答)を算出する。
時間方向補間部4は、上記の補間を行う際、時間的に前後に位置する元データのうち、補間により生成しようとする補間データが含まれるシンボルと同じタイミングでフーリエ変換されたシンボルに含まれるパイロット信号を用いて生成された元データを用いる一方、補間により生成しようとする補間データが含まれるシンボルと異なるタイミングでフーリエ変換されたシンボルに含まれるパイロット信号を用いて生成された元データを用いない。
このような補間は、「近傍点の選択による補間」とも呼ばれ、本願では単に「選択」と呼ばれることもある。
内挿は、例えば直線内挿により行われ、例えばFIRフィルタを用いることで行い得る。
周波数方向内挿により、各シンボルの全ての搬送波に対する、推定された伝送路の特性値を得ることができる。
実施の形態1では、フーリエ変換タイミングが変更された場合の伝送路の特性値の推定のための時間方向補間を、2つ以上の信号を用いた内挿処理またはいずれか1つの信号を選択する選択処理を切り替えて実現するよう構成されているが、次に、フーリエ変換タイミングが変更された場合に、フーリエ変換出力に発生する搬送波の位相回転を適切に補正し、その結果を利用した時間方向内挿処理によって伝送路の特性値の推定を行う実施の形態を示す。
位相補正部9は、タイミング変更検出部5でタイミング変化が検出されると、タイミング変更量検出部8から出力されるタイミング変更量に応じて、除算手段3から出力された伝送路の特性値の位相を補正し、位相補正された伝送路の特性値を、位相補正前の伝送路の特性値(除算部3の出力)とともに出力する。
周波数方向内挿により、各シンボルの全ての搬送波に対する、推定された伝送路の特性値を得ることができる。
Claims (8)
- 複数の搬送波に情報が割り振られて変調されることにより生成された有効シンボルと、この有効シンボルの一部の信号波形が複写されることによって生成されたガードインターバルとが含まれたシンボルを伝送単位とし、シンボル毎に異なる周波数位置に挿入され、送信時の値が既知のパイロット信号が上記シンボル内に含まれた直交周波数分割多重信号を受信する受信装置であって、
所望の周波数に周波数変換を行うことで得られた受信信号を前記シンボル単位でフーリエ変換するフーリエ変換手段と、
前記フーリエ変換手段の出力からパイロット信号を抽出するパイロット抽出手段と、
前記パイロット抽出手段で抽出されたパイロット信号の値を、該パイロット信号の既知の値で除算して各シンボルの各パイロット信号に対する伝送路の特性値を算出する除算手段と、
前記フーリエ変換手段におけるフーリエ変換のタイミングが変化したことを検出するタイミング変更検出手段と、
前記タイミング変更検出手段で検出されたタイミング変化に応じて、前記除算手段から出力された各シンボルの各パイロット信号に対する伝送路特性値を元データとする時間方向の補間を行って補間データを生成し、生成した補間データを前記除算手段からの元データとともに出力する時間方向補間手段と、
前記時間方向補間手段の出力を元データとする周波数方向の内挿を行って内挿データを生成し、生成された内挿データを前記時間方向補間手段からの元データとともに出力する周波数方向補間手段と、
前記フーリエ変換手段の出力を前記周波数方向補間手段の出力で除算し、搬送波ごとに復調を行う等化手段とを備え、
前記時間方向補間手段は、時間的に前後に位置する元データのうち、補間により生成しようとする補間データが含まれるシンボルと同じタイミングでフーリエ変換されたシンボルに含まれるパイロット信号を用いて生成された元データを用い、かつ補間により生成しようとする補間データが含まれるシンボルと異なるタイミングでフーリエ変換されたシンボルに含まれるパイロット信号を用いて生成された元データを用いずに、前記補間を行うことを特徴とする受信装置。 - 前記時間方向補間手段は、
補間により生成しようとする補間データに対し、時間的に前に位置し、かつ最も近い元データと、時間的に後に位置し、かつ最も近い元データが互いに同じタイミングでフーリエ変換されたシンボルに含まれるパイロット信号を用いて生成されたものである場合には、上記二つの元データを用いた内挿を行うことにより前記補間データを生成し、
補間により生成しようとする補間データに対し、時間的に前に位置し、かつ最も近い元データと、時間的に後に位置し、かつ最も近い元データのうちの一方が、補間により生成しようとする補間データが含まれるシンボルとは異なるタイミングでフーリエ変換されたシンボルに含まれるパイロット信号を用いて生成されたものであり、他方が、補間により生成しようとする補間データが含まれるシンボルと同じタイミングでフーリエ変換されたシンボルに含まれるパイロット信号を用いて生成されたものである場合には、当該同じタイミングでフーリエ変換されたシンボルに含まれるパイロット信号を用いて生成された元データを選択して、補間データとすることを特徴とする請求項1に記載の受信装置。 - 複数の搬送波に情報が割り振られて変調されることにより生成された有効シンボルと、この有効シンボルの一部の信号波形が複写されることによって生成されたガードインターバルとが含まれたシンボルを伝送単位とし、シンボル毎に異なる周波数位置に挿入され、送信時の値が既知のパイロット信号が上記シンボル内に含まれた直交周波数分割多重信号を受信する受信装置であって、
所望の周波数に周波数変換を行うことで得られた受信信号を前記シンボル単位でフーリエ変換するフーリエ変換手段と、
前記フーリエ変換手段の出力からパイロット信号を抽出するパイロット抽出手段と、
前記パイロット抽出手段で抽出されたパイロット信号の値を、該パイロット信号の既知の値で除算して各シンボルの各パイロット信号に対する伝送路の特性値を算出する除算手段と、
前記フーリエ変換手段におけるフーリエ変換のタイミングが変化したことを検出するタイミング変更検出手段と、
前記フーリエ変換のタイミングの変更量を検出するタイミング変更量検出手段と、
前記タイミング変更量検出手段から出力されるタイミング変更量に応じて、前記除算手段から出力された伝送路特性値の位相を、上記タイミング変化による影響を打ち消すように補正し、位相補正された伝送路の特性値と位相補正前の伝送路の特性値とを出力する位相補正手段と、
前記タイミング変更検出手段で検出されたタイミング変化に応じて、前記位相補正手段から出力された各シンボルの各パイロット信号に対する位相補正された伝送路特性値および位相補正前の伝送路特性値を元データとする時間方向の内挿を行って内挿データを生成し、生成した内挿データを前記除算手段からの元データとともに出力する時間方向補間手段と、
前記時間方向補間手段の出力を元データとする周波数方向の内挿を行って内挿データを生成し、生成された内挿データを前記時間方向補間手段からの元データとともに出力する周波数方向補間手段と、
前記フーリエ変換手段の出力を前記周波数方向補間手段の出力で除算し、搬送波ごとに復調を行う等化手段と
を備えたことを特徴とする受信装置。 - 前記位相補正手段は、各シンボル内の第n番目(nは1以上の自然数)の搬送波について前記位相補正量を下記の式
θn=2πnf0τ
(θnは、前記位相補正量、
f0は、各シンボル内の搬送周波数間隔、
τは、前記タイミング変更量検出手段で検出された前記タイミングの変更量)
により求めることを特徴とする請求項3に記載の受信装置。 - 複数の搬送波に情報が割り振られて変調されることにより生成された有効シンボルと、この有効シンボルの一部の信号波形が複写されることによって生成されたガードインターバルとが含まれたシンボルを伝送単位とし、シンボル毎に異なる周波数位置に挿入され、送信時の値が既知のパイロット信号が上記シンボル内に含まれた直交周波数分割多重信号を受信する受信方法であって、
所望の周波数に周波数変換を行うことで得られた受信信号を前記シンボル単位でフーリエ変換するフーリエ変換ステップと、
前記フーリエ変換ステップにおけるフーリエ変換の結果からパイロット信号を抽出するパイロット抽出ステップと、
前記パイロット抽出ステップで抽出されたパイロット信号を前記パイロット信号の送信時の値で除算して各シンボルの各パイロット信号に対する伝送路の特性値を算出する除算ステップと、
前記フーリエ変換ステップにおけるフーリエ変換のタイミングが変化したことを検出するタイミング変更検出ステップと、
前記タイミング変更検出ステップで検出されたタイミング変化に応じて、前記除算ステップにより得られた各シンボルの各パイロット信号に対する伝送路特性値を元データとする時間方向の補間を行って補間データを生成し、生成した補間データを前記除算ステップからの元データとともに出力する時間方向補間ステップと、
前記時間方向補間ステップにおける補間の結果を元データとする周波数方向の内挿を行って内挿データを生成し、生成された内挿データを前記時間方向補間ステップからの元データとともに出力する周波数方向補間ステップと、
前記フーリエ変換ステップにおけるフーリエ変換の結果を前記周波数方向補間ステップにおける補間の結果で除算し、搬送波ごとに復調を行う等化ステップとを備え、
前記時間方向補間ステップは、時間的に前後に位置する元データのうち、補間により生成しようとする補間データが含まれるシンボルと同じタイミングでフーリエ変換されたシンボルに含まれるパイロット信号を用いて生成された元データを用い、かつ補間により生成しようとする補間データが含まれるシンボルと異なるタイミングでフーリエ変換されたシンボルに含まれるパイロット信号を用いて生成された元データを用いずに、前記補間を行うことを特徴とする受信方法。 - 前記時間方向補間ステップは、
補間により生成しようとする補間データに対し、時間的に前に位置し、かつ最も近い元データと、時間的に後に位置し、かつ最も近い元データが互いに同じタイミングでフーリエ変換されたシンボルに含まれるパイロット信号を用いて生成されたものである場合には、上記二つの元データを用いた内挿を行うことにより前記補間データを生成し、
補間により生成しようとする補間データに対し、時間的に前に位置し、かつ最も近い元データと、時間的に後に位置し、かつ最も近い元データのうちの一方が、補間により生成しようとする補間データが含まれるシンボルとは異なるタイミングでフーリエ変換されたシンボルに含まれるパイロット信号を用いて生成されたものであり、他方が、補間により生成しようとする補間データが含まれるシンボルと同じタイミングでフーリエ変換されたシンボルに含まれるパイロット信号を用いて生成されたものである場合には、当該同じタイミングでフーリエ変換されたシンボルに含まれるパイロット信号を用いて生成された元データを選択して、補間データとすることを特徴とする請求項5に記載の受信方法。 - 複数の搬送波に情報が割り振られて変調されることにより生成された有効シンボルと、この有効シンボルの一部の信号波形が複写されることによって生成されたガードインターバルとが含まれたシンボルを伝送単位とし、シンボル毎に異なる周波数位置に挿入され、送信時の値が既知のパイロット信号が上記シンボル内に含まれた直交周波数分割多重信号を受信する受信方法であって、
所望の周波数に周波数変換を行うことで得られた受信信号を前記シンボル単位でフーリエ変換するフーリエ変換ステップと、
前記フーリエ変換ステップにおけるフーリエ変換の結果からパイロット信号を抽出するパイロット抽出ステップと、
前記パイロット抽出ステップで抽出されたパイロット信号を前記パイロット信号の送信時の値で除算して各シンボルの各パイロット信号に対する伝送路の特性値を算出する除算ステップと、
前記フーリエ変換ステップにおけるフーリエ変換のタイミングが変化したことを検出するタイミング変更検出ステップと、
前記フーリエ変換のタイミングの変更量を検出するタイミング変更量検出ステップと、
前記タイミング変更量検出ステップにおいて検出されるタイミング変更量に応じて、前記除算ステップにおける除算の結果得られる伝送路特性値の位相を、上記タイミング変化による影響を打ち消すように補正し、位相補正された伝送路の特性値と位相補正前の伝送路の特性値とを出力する位相補正ステップと、
前記タイミング変更検出ステップで検出されたタイミング変化に応じて、前記位相補正ステップにおいて得られる、各シンボルの各パイロット信号に対する位相補正された伝送路特性値および位相補正前の伝送路特性値を元データとする時間方向の内挿を行って内挿データを生成し、生成した内挿データを前記除算ステップからの元データとともに出力する時間方向補間ステップと、
前記時間方向補間ステップにおける補間の結果を元データとする周波数方向の内挿を行って内挿データを生成し、生成された内挿データを前記時間方向補間ステップからの元データとともに出力する周波数方向補間ステップと、
前記フーリエ変換ステップにおけるフーリエ変換の結果を前記周波数方向補間ステップにおける補間の結果で除算し、搬送波ごとに復調を行う等化ステップと
を備えたことを特徴とする受信方法。 - 前記位相補正ステップは、各シンボル内の第n番目(nは1以上の自然数)の搬送波について前記位相補正量を下記の式
θn=2πnf0τ
(θnは、前記位相補正量、
f0は、各シンボル内の搬送周波数間隔、
τは、前記タイミング変更量検出ステップで検出された前記タイミングの変更量)
により求めることを特徴とする請求項7に記載の受信方法。
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