JP2007202082A - Ofdm demodulating device and method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、直交周波数分割多重(OFDM)信号を復調するOFDM復調装置及びその方法に関する。 The present invention relates to an OFDM demodulator and method for demodulating an Orthogonal Frequency Division Multiplex (OFDM) signal.
近年、デジタルデータを変調する方式として、直交周波数分割多重(Orthogonal Frequency Division Multiplexing;OFDM)方式(以下、OFDM方式という。)と呼ばれる変調方式が提案されている。このOFDM方式は、伝送帯域内に多数の直交する副搬送波(サブキャリア)を設け、各サブキャリアの振幅及び位相にPSK(Phase Shift Keying)やQAM(Quadrature Amplitude Modulation)によりデータを割り当てて、デジタル変調する方式である。 In recent years, a modulation scheme called an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) scheme (hereinafter referred to as an OFDM scheme) has been proposed as a scheme for modulating digital data. In this OFDM system, a number of orthogonal subcarriers (subcarriers) are provided in a transmission band, and data is allocated to the amplitude and phase of each subcarrier by PSK (Phase Shift Keying) or QAM (Quadrature Amplitude Modulation) Modulation method.
OFDM方式は、マルチパス妨害の影響を強く受ける地上デジタル放送に適用することが広く検討されている。OFDM方式を採用した地上デジタル放送としては、例えば、DVB−T(Digital Video Broadcasting - Terrestrial)、ISDB−T(Integrated Services Digital Broadcasting - Terrestrial)、ISDB−TSB(ISDB-T Sound Broadcasting)といった規格がある。 The OFDM system is widely studied to be applied to terrestrial digital broadcasting that is strongly affected by multipath interference. As terrestrial digital broadcasting adopting the OFDM system, for example, there are standards such as DVB-T (Digital Video Broadcasting-Terrestrial), ISDB-T (Integrated Services Digital Broadcasting-Terrestrial), ISDB- TSB (ISDB-T Sound Broadcasting). is there.
OFDM方式による送信信号は、図13に示すように、OFDMシンボルと呼ばれるシンボル単位で伝送される。このOFDMシンボルは、送信時にIFFT(Inverse Fast Fourier Transform)演算が行われる信号期間である有効シンボルと、この有効シンボルの後半の一部分の波形がそのままコピーされたガードインターバルとから構成されている。このガードインターバルは、OFDMシンボルの前半部分に設けられており、例えば、有効シンボルの1/4や1/8の時間長の信号とされている。 As shown in FIG. 13, a transmission signal by the OFDM scheme is transmitted in symbol units called OFDM symbols. This OFDM symbol is composed of an effective symbol that is a signal period during which IFFT (Inverse Fast Fourier Transform) calculation is performed at the time of transmission, and a guard interval in which a waveform in the latter half of the effective symbol is copied as it is. This guard interval is provided in the first half of the OFDM symbol, and is, for example, a signal having a time length of 1/4 or 1/8 of the effective symbol.
このようなOFDM信号を受信するOFDM受信装置では、FFT(Fast Fourier Transform)演算回路によりFFT演算が行われることによって、受信したOFDM信号の復調が行われる。OFDM受信装置は、有効シンボルとガードインターバルとから構成されるOFDMシンボルに対して、OFDMシンボルの境界位置を検出し、検出したシンボル境界位置から有効シンボルと同一の長さの演算範囲(FFTウィンドウ)を定め、このFFTウィンドウにより定められた部分のデータをOFDMシンボルから特定してFFT演算を行う。 In an OFDM receiver that receives such an OFDM signal, the received OFDM signal is demodulated by performing an FFT operation by an FFT (Fast Fourier Transform) operation circuit. The OFDM receiver detects an OFDM symbol boundary position with respect to an OFDM symbol composed of an effective symbol and a guard interval, and an operation range (FFT window) having the same length as the effective symbol from the detected symbol boundary position And the FFT operation is performed by specifying the data of the portion determined by the FFT window from the OFDM symbol.
ところで、地上波放送は、マルチパス環境下の伝送路である。つまり、受信位置の周囲の地形や建物等の周辺環境によって、遅延波による妨害を強く受け、OFDM受信装置により受信された信号は、複数の遅延波が合成された合成波となってしまう。 By the way, terrestrial broadcasting is a transmission path under a multipath environment. That is, the signal received by the OFDM receiver is strongly combined with a plurality of delayed waves due to strong interference from delayed waves depending on the surrounding terrain around the reception position and surrounding environment such as a building.
このように、マルチパス環境下の伝送路では、複数のパスが存在するために複数のシンボル境界が存在することになるが、通常、最先に到達したパスのシンボル境界位置に基づきFFTウィンドウ位置を設定することによって、シンボル間干渉が存在しないようにする。 Thus, in a transmission path under a multipath environment, there are a plurality of symbol boundaries because there are a plurality of paths. Usually, the FFT window position is based on the symbol boundary position of the path that has arrived first. Is set so that there is no intersymbol interference.
ここで、このFFT演算位置を定めるFFTウィンドウの位置の設定方法について説明する(特許文献1,2を参照)。
Here, a method for setting the position of the FFT window for determining the FFT calculation position will be described (see
FFTウィンドウを設定する第1の方法としては、FFT演算が行われる前のOFDM信号を遅延させて、ガードインターバル部分の波形とOFDMシンボルの後半の波形(すなわち、ガードインターバルのコピー元の信号波形)との相関性を求め、シンボル境界位置を検出する方法がある。この方法では、自己相関関数のピーク値が示す時間が、各パスのOFDMシンボルの境界となる。そこで、最先に到達したパスのシンボル境界位置に基づきFFTウィンドウのトリガーを発生し、シンボル同期をとる。 As a first method for setting the FFT window, the OFDM signal before the FFT operation is delayed, and the waveform of the guard interval portion and the latter half of the OFDM symbol (that is, the signal waveform of the guard interval copy source) There is a method for obtaining the correlation between the symbol boundary position and detecting the symbol boundary position. In this method, the time indicated by the peak value of the autocorrelation function is the boundary between the OFDM symbols of each path. Therefore, an FFT window trigger is generated based on the symbol boundary position of the path that has arrived first, and symbol synchronization is achieved.
また、第2の方法としては、OFDMシンボルの特定の位置に散在されている特定電力且つ特定位相のスキャッタードパイロット信号(SP信号)を利用する方法がある。この方法では、OFDM信号からSP信号を抽出して変調成分を取り除いた後、時間方向補間フィルタ及び周波数方向補間フィルタで補間することにより、OFDMシンボル内の全てのサブキャリアの伝送路特性を推定する。そして、推定された伝送路特性に対してIFFT演算を行うことにより、各パスの信号強度が表された遅延プロファイルを生成し、最先に到達したパスに基づいて、OFDMシンボルの境界を求める。そして、このシンボル境界位置に基づきFFTウィンドウのトリガーを発生し、シンボル同期をとる。 As a second method, there is a method of using a scattered pilot signal (SP signal) having a specific power and a specific phase scattered at specific positions of the OFDM symbol. In this method, the SP signal is extracted from the OFDM signal, the modulation component is removed, and then the channel characteristics of all subcarriers in the OFDM symbol are estimated by interpolation using a time direction interpolation filter and a frequency direction interpolation filter. . Then, IFFT calculation is performed on the estimated transmission path characteristics to generate a delay profile indicating the signal strength of each path, and an OFDM symbol boundary is obtained based on the path that has arrived first. Then, an FFT window trigger is generated based on the symbol boundary position to achieve symbol synchronization.
しかしながら、このような従来のOFDM受信装置では、SP信号が一定周波数且つ無変調の連続波(Continuous Wave)による妨害(以下、CW妨害という。)を受けている場合には、伝送路特性の推定精度が劣化するため、等化性能が劣化してしまい、さらに、推定された伝送路特性から生成される遅延プロファイルの推定精度も劣化してしまうという問題があった。 However, in such a conventional OFDM receiving apparatus, when the SP signal is disturbed by a continuous wave having a constant frequency and no modulation (hereinafter referred to as CW interference), estimation of transmission path characteristics is performed. Since the accuracy is degraded, the equalization performance is degraded, and further, the estimation accuracy of the delay profile generated from the estimated transmission path characteristics is also degraded.
本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、CW妨害に対する耐性の強化を図ったOFDM復調装置及びその方法を提供することを目的とする。 The present invention has been proposed in view of such a conventional situation, and an object of the present invention is to provide an OFDM demodulator and method for enhancing resistance against CW interference.
上述した目的を達成するために、本発明に係るOFDM復調装置は、所定の帯域内の複数のサブキャリアに対して情報が分割されて直交変調されることにより生成された伝送シンボルを伝送単位とし、特定の電力であって且つ特定の位相とされたパイロット信号が上記伝送シンボル内の所定のサブキャリアに離散的に挿入された直交周波数分割多重(OFDM)信号を復調するOFDM復調装置であって、上記OFDM信号の各伝送シンボルから有効シンボル期間分の演算範囲を設定し、設定した演算範囲をフーリエ変換するフーリエ変換手段と、上記フーリエ変換手段によりフーリエ変換された信号のサブキャリア毎の電力に基づいて、一定周波数且つ無変調の連続波による妨害の有無を判定し、妨害が存在する場合には、妨害が存在するサブキャリアを検出する妨害検出手段と、上記フーリエ変換手段によりフーリエ変換された信号から上記伝送シンボル毎に上記パイロット信号を抽出し、抽出した上記パイロット信号を時間方向及び周波数方向に補間することにより上記伝送シンボル内の全てのサブキャリアの伝送路特性を推定する伝送路特性推定手段と、上記伝送路特性推定手段により推定された上記伝送路特性の一部のデータを抽出するデータ抽出手段と、上記データ抽出手段により抽出された伝送路特性を上記伝送シンボル毎に逆フーリエ変換することにより遅延プロファイルを生成する逆フーリエ変換手段と、上記逆フーリエ変換手段により生成された上記遅延プロファイルに基づいて、上記演算範囲を制御するウィンドウ再生手段とを備え、上記データ抽出手段は、上記妨害検出手段により妨害が存在すると判定された場合、妨害が存在するサブキャリア以外のサブキャリアからデータを抽出することを特徴とする。 In order to achieve the above-described object, the OFDM demodulator according to the present invention uses transmission symbols generated by dividing and orthogonally modulating information for a plurality of subcarriers within a predetermined band as transmission units. An OFDM demodulator for demodulating an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) signal in which a pilot signal having a specific power and a specific phase is discretely inserted into predetermined subcarriers in the transmission symbol, The calculation range for the effective symbol period is set from each transmission symbol of the OFDM signal, the Fourier transform means for Fourier transforming the set computation range, and the power for each subcarrier of the signal Fourier transformed by the Fourier transform means Based on the above, it is determined whether or not there is interference by a constant frequency and unmodulated continuous wave. The interference detection means for detecting the subcarrier, the pilot signal is extracted for each transmission symbol from the signal Fourier-transformed by the Fourier transform means, and the transmission is performed by interpolating the extracted pilot signal in the time direction and the frequency direction. Transmission line characteristic estimation means for estimating transmission line characteristics of all subcarriers in the symbol, data extraction means for extracting a part of the transmission line characteristic data estimated by the transmission line characteristic estimation means, and the data An inverse Fourier transform unit that generates a delay profile by performing an inverse Fourier transform on the transmission path characteristics extracted by the extraction unit for each transmission symbol, and the calculation based on the delay profile generated by the inverse Fourier transform unit. Window reproducing means for controlling the range, and the data extracting means comprises If it is determined that the interference by the interference detecting means are present, and extracts the data from the subcarriers other than subcarriers interference is present.
また、本発明に係るOFDM復調方法は、所定の帯域内の複数のサブキャリアに対して情報が分割されて直交変調されることにより生成された伝送シンボルを伝送単位とし、特定の電力であって且つ特定の位相とされたパイロット信号が上記伝送シンボル内の所定のサブキャリアに離散的に挿入された直交周波数分割多重(OFDM)信号を復調するOFDM復調方法であって、上記OFDM信号の各伝送シンボルから有効シンボル期間分の演算範囲を設定し、設定した演算範囲をフーリエ変換するフーリエ変換工程と、上記フーリエ変換工程にてフーリエ変換された信号のサブキャリア毎の電力に基づいて、一定周波数且つ無変調の連続波による妨害の有無を判定し、妨害が存在する場合には、妨害が存在するサブキャリアを検出する妨害検出工程と、上記フーリエ変換工程にてフーリエ変換された信号から上記伝送シンボル毎に上記パイロット信号を抽出し、抽出した上記パイロット信号を時間方向及び周波数方向に補間することにより上記伝送シンボル内の全てのサブキャリアの伝送路特性を推定する伝送路特性推定工程と、上記伝送路特性推定工程にて推定された上記伝送路特性の一部のデータを抽出するデータ抽出工程と、上記データ抽出工程にて抽出された伝送路特性を上記伝送シンボル毎に逆フーリエ変換することにより遅延プロファイルを生成する逆フーリエ変換工程と、上記逆フーリエ変換工程にて生成された上記遅延プロファイルに基づいて、上記演算範囲を制御するウィンドウ再生工程とを有し、上記データ抽出工程では、上記妨害検出工程にて妨害が存在すると判定された場合、妨害が存在するサブキャリア以外のサブキャリアからデータを抽出することを特徴とする。 In addition, the OFDM demodulation method according to the present invention uses a transmission symbol generated by dividing and orthogonally modulating information for a plurality of subcarriers within a predetermined band as a transmission unit, and has a specific power. An OFDM demodulation method for demodulating an Orthogonal Frequency Division Multiplex (OFDM) signal in which a pilot signal having a specific phase is discretely inserted into predetermined subcarriers in the transmission symbol, wherein each transmission of the OFDM signal is performed. Based on the Fourier transform step of Fourier transforming the set computation range for the effective symbol period from the symbol, and the Fourier transform of the signal subjected to Fourier transform in the Fourier transform step, a constant frequency and Judgment to detect the presence of disturbances due to unmodulated continuous waves and to detect subcarriers with disturbances, if any And extracting the pilot signal for each transmission symbol from the signal subjected to Fourier transformation in the Fourier transform step, and interpolating the extracted pilot signal in the time direction and the frequency direction to A transmission line characteristic estimation step for estimating the transmission line characteristic of the subcarrier, a data extraction step for extracting a part of the transmission line characteristic data estimated in the transmission line characteristic estimation step, and the data extraction step. Inverse Fourier transform process for generating a delay profile by performing inverse Fourier transform on the transmission path characteristics extracted for each transmission symbol, and the calculation range based on the delay profile generated in the inverse Fourier transform process A window reproduction process for controlling the disturbance, and in the data extraction process, there is a disturbance in the disturbance detection process. If it is determined that that, and extracts the data from the subcarriers other than subcarriers interference is present.
また、本発明に係るOFDM復調装置は、所定の帯域内の複数のサブキャリアに対して情報が分割されて直交変調されることにより生成された伝送シンボルを伝送単位とし、特定の電力であって且つ特定の位相とされたパイロット信号が上記伝送シンボル内の所定のサブキャリアに離散的に挿入された直交周波数分割多重(OFDM)信号を復調するOFDM復調装置であって、上記OFDM信号を上記伝送シンボル単位でフーリエ変換するフーリエ変換手段と、上記フーリエ変換手段によりフーリエ変換された信号のサブキャリア毎の電力に基づいて、一定周波数且つ無変調の連続波による妨害の有無を判定し、妨害が存在する場合には、妨害が存在するサブキャリアを検出する妨害検出手段と、上記妨害検出手段により妨害が存在すると判定された場合に、上記OFDM信号のうち、妨害が存在するサブキャリアの周波数の信号を除去する妨害除去手段とを備えることを特徴とする。 Also, the OFDM demodulator according to the present invention uses a transmission symbol generated by dividing and orthogonally modulating information for a plurality of subcarriers within a predetermined band as a transmission unit, and has a specific power. An OFDM demodulator for demodulating an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) signal in which a pilot signal having a specific phase is discretely inserted into predetermined subcarriers in the transmission symbol, the OFDM signal being transmitted Based on the Fourier transform means that performs Fourier transform in symbol units, and the power for each subcarrier of the signal Fourier-transformed by the Fourier transform means, the presence / absence of interference due to a constant frequency and unmodulated continuous wave is determined, and interference exists. If there is a disturbance by the interference detection means for detecting the subcarrier in which the interference exists, and the interference detection means, If it is a constant, among the OFDM signals, characterized in that it comprises a interference removing means for removing a signal of a frequency of the subcarrier interference is present.
また、本発明に係るOFDM復調方法は、所定の帯域内の複数のサブキャリアに対して情報が分割されて直交変調されることにより生成された伝送シンボルを伝送単位とし、特定の電力であって且つ特定の位相とされたパイロット信号が上記伝送シンボル内の所定のサブキャリアに離散的に挿入された直交周波数分割多重(OFDM)信号を復調するOFDM復調方法であって、上記OFDM信号を上記伝送シンボル単位でフーリエ変換するフーリエ変換工程と、上記フーリエ変換工程にてフーリエ変換された信号のサブキャリア毎の電力に基づいて、一定周波数且つ無変調の連続波による妨害の有無を判定し、妨害が存在する場合には、妨害が存在するサブキャリアを検出する妨害検出工程と、上記妨害検出工程にて妨害が存在すると判定された場合に、上記OFDM信号のうち、妨害が存在するサブキャリアの周波数の信号を除去する妨害除去工程とを有することを特徴とする。 In addition, the OFDM demodulation method according to the present invention uses a transmission symbol generated by dividing and orthogonally modulating information for a plurality of subcarriers within a predetermined band as a transmission unit, and has a specific power. An OFDM demodulation method for demodulating an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) signal in which a pilot signal having a specific phase is discretely inserted into predetermined subcarriers in the transmission symbol, the OFDM signal being transmitted Based on the Fourier transform step of performing Fourier transform in symbol units and the power of each subcarrier of the signal Fourier-transformed in the Fourier transform step, the presence or absence of interference by a continuous wave of a constant frequency and unmodulated is determined. If present, the interference detection step for detecting the subcarrier in which the interference is present, and the interference detection step determines that the interference is present If it, among the OFDM signal, and having an interference removing step of removing a signal of a frequency of the subcarrier interference is present.
本発明に係るOFDM復調装置及びその方法によれば、CW妨害が存在する場合であっても、伝送路特性の推定精度や遅延プロファイルの推定精度が劣化することを防止することができる。 According to the OFDM demodulating apparatus and method according to the present invention, it is possible to prevent the estimation accuracy of transmission path characteristics and the estimation accuracy of delay profiles from deteriorating even when CW interference exists.
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, specific embodiments to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings.
まず、第1の実施の形態におけるOFDM受信装置のブロック構成図を図1に示す。 First, FIG. 1 shows a block diagram of an OFDM receiving apparatus according to the first embodiment.
図1に示すように、第1の実施の形態におけるOFDM受信装置10は、アンテナ11と、チューナ12と、バンドパスフィルタ(BPF)13と、A/D変換回路14と、DCキャンセル回路15と、デジタル直交復調回路16と、FFT演算回路17と、伝送路特性推定回路18と、CW妨害検出回路19と、データ抽出回路20と、IFFT演算回路21と、ウィンドウ再生回路22と、伝送路特性補償回路23と、伝送路復号回路24とを備えている。
As shown in FIG. 1, the
OFDM送信装置から送信された送信波は、OFDM受信装置10のアンテナ11により受信され、RF信号としてチューナ12に供給される。
A transmission wave transmitted from the OFDM transmitter is received by the
アンテナ11により受信されたRF信号は、乗算器12a及び局部発振器12bからなるチューナ12によりIF信号に周波数変換され、BPF13に供給される。
The RF signal received by the
チューナ12から出力されたIF信号は、BPF13によりフィルタリングされた後、A/D変換回路14によりデジタル化される。デジタル化されたIF信号は、DCキャンセル回路15によりDC成分が除去され、デジタル直交復調回路16に供給される。
The IF signal output from the
デジタル直交復調回路16は、所定の周波数(キャリア周波数)のキャリア信号を用いて、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。このデジタル直交復調回路16から出力されるベースバンドのOFDM信号は、FFT演算が行われる前のいわゆる時間領域の信号である。このことから、以下、直交復調後でFFT演算が行われる前のベースバンド信号をOFDM時間領域信号と呼ぶ。OFDM時間領域信号は、直交復調された結果、実軸成分(Iチャンネル信号)と、虚軸成分(Qチャネル信号)とを含んだ複素信号となる。デジタル直交復調回路16から出力されるOFDM時間領域信号は、FFT演算回路17に供給される。
The digital
FFT演算回路17は、OFDM時間領域信号に対してFFT演算を行い、各サブキャリアに直交変調されているデータを抽出して出力する。このFFT演算回路17から出力される信号は、FFT演算が行われた後のいわゆる周波数領域の信号である。このことから、以下、FFT演算が行われた後の信号をOFDM周波数領域信号と呼ぶ。
The
FFT演算回路17は、1つのOFDMシンボルから有効シンボル長の範囲(例えば2048サンプル)の信号を抜き出し、すなわち、1つのOFDMシンボルからガードインターバル分の範囲を除き、抜き出した2048サンプルのOFDM時間領域信号に対してFFT演算を行う。具体的にその演算開始位置は、OFDMシンボルの境界から、ガードインターバルの終了位置までの間のいずれかの位置となる。この演算範囲のことをFFTウィンドウと呼ぶ。
The
このように、FFT演算回路17から出力されたOFDM周波数領域信号は、OFDM時間領域信号と同様に、実軸成分(Iチャンネル信号)と、虚軸成分(Qチャネル信号)とからなる複素信号となっている。この複素信号は、例えば、16QAM方式や64QAM方式等で直交振幅変調された信号である。OFDM周波数領域信号は、伝送路特性推定回路18、CW妨害検出回路19、及び伝送路特性補償回路23に供給される。
As described above, the OFDM frequency domain signal output from the
伝送路特性推定回路18は、OFDM周波数領域信号から抽出したSP信号に基づき、伝送路特性を推定する。
The transmission path
ここで、ISDB−T規格で採用されているSP信号のOFDMシンボル内における配置パターンを図2に示す。 Here, FIG. 2 shows an arrangement pattern in the OFDM symbol of the SP signal adopted in the ISDB-T standard.
ISDB−T規格では、サブキャリア方向(周波数方向)に12本のサブキャリアに1本の割合でBPSK変調されたSP信号が挿入されている。さらに、ISDB−T規格では、SP信号の挿入位置をOFDMシンボル毎に3サブキャリアずつ周波数方向にシフトさせている。その結果、OFDMシンボル方向(時間方向)の同一のサブキャリアに対して、4OFDMシンボルに1回の割合でSP信号が挿入されることとなる。このように、ISDB−T規格では、SP信号を空間的に散在させた状態でOFDMシンボルに挿入し、本来の情報に対するSP信号の冗長度を低くしている。 In the ISDB-T standard, an SP signal that is BPSK modulated at a ratio of 1 to 12 subcarriers is inserted in the subcarrier direction (frequency direction). Further, in the ISDB-T standard, the SP signal insertion position is shifted in the frequency direction by 3 subcarriers for each OFDM symbol. As a result, the SP signal is inserted once every 4 OFDM symbols with respect to the same subcarrier in the OFDM symbol direction (time direction). As described above, in the ISDB-T standard, SP signals are inserted into OFDM symbols in a spatially dispersed state, thereby reducing the redundancy of the SP signal with respect to the original information.
伝送路特性推定回路18は、OFDM周波数領域信号から情報成分を取り除いてSP信号のみを抽出し、抽出したSP信号と基準SP信号との差を求めることにより、変調成分を取り除く。変調成分が取り除かれたSP信号は、SP信号が挿入されたサブキャリアの伝送路特性を表している。そして、伝送路特性推定回路18は、変調成分が取り除かれたSP信号に対して時間方向補間処理を行い、OFDMシンボル毎に、SP信号が配置されているサブキャリアの伝送路特性を推定する。その結果、図3に示すように、全てのOFDMシンボルに対して、周波数方向に3サブキャリア毎、伝送路特性を推定することができる。続いて、伝送路特性推定回路18は、図4に示すように、時間方向に補間したSP信号を3倍オーバーサンプリングすることにより周波数方向補間処理を行い、OFDMシンボル内の全てのサブキャリアの伝送路特性を推定する。
The transmission path
伝送路特性推定回路18は、このようにして推定された伝送路特性をデータ抽出回路20及び伝送路特性補償回路23に供給する。
The transmission line
CW妨害検出回路19は、OFDM周波数領域信号のサブキャリア毎に電力を計算し、このサブキャリア毎の電力に基づいてCW妨害が存在するサブキャリアを検出する。そして、CW妨害検出回路19は、CW妨害の有無を示すCW妨害検出フラグと最大電力サブキャリア番号とを、データ抽出回路20に供給する。なお、このCW妨害検出回路19についての詳細は後述する。
The CW
データ抽出回路20は、伝送路特性推定回路18で推定された伝送路特性のうち、一部のデータを抽出し、抽出した伝送路特性をIFFT演算回路21に供給する。通常、データ抽出回路20は、図5に示すように、中心サブキャリアを含む3サブキャリア毎に、2の冪乗個のデータを抽出する。但し、CW妨害が存在する場合には、後段における遅延プロファイルの推定精度が劣化するのを防止するため、データ抽出回路20は、CW妨害の存在するサブキャリアを避けた範囲からデータを抽出する。なお、このデータ抽出回路20についての詳細は後述する。
The
IFFT演算回路21は、データ抽出回路20から供給された伝送路特性に対してIFFT演算を行うことにより、各パスの信号強度が表された遅延プロファイルを生成し、生成した遅延プロファイルをウィンドウ再生回路22に供給する。
The
ウィンドウ再生回路22は、OFDM周波数領域信号のうち、最先に到達したパスのシンボル境界を検出し、検出したシンボル境界位置に基づき、FFT演算回路17に対してFFT演算範囲を特定する。ウィンドウ再生回路22は、IFFT演算回路21から供給された遅延プロファイルを用いて、最先に到達したパスのシンボル境界を検出する。そして、ウィンドウ再生回路22は、FFT演算範囲に基づいて演算開始タイミングを示すトリガーを発生し、発生したトリガーをFFT演算回路17に供給する。
The
伝送路特性補償回路23は、伝送路特性推定回路18で推定された伝送路特性を用いて、OFDM周波数領域信号の位相等化及び振幅等化を行う。伝送路特性補償回路23は、位相等化及び振幅等化がされたOFDM周波数領域信号を伝送路復号回路24に供給する。
The transmission line
伝送路復号回路24は、位相等化及び振幅等化がされたOFDM周波数領域信号に対して、キャリア復調、デインターリーブ、デマッピング、デパンクチャ、ビタビ復号、誤り訂正処理等を行い、トランスポートストリームを出力する。
The transmission
以上のようなOFDM受信装置10では、地上デジタル放送として放送されたOFDM信号を受信及び復調し、復調した信号を伝送路復号し、例えば音声や映像信号が含まれているトランスポートストリームを出力することができる。
The
以下、上述したCW妨害検出回路19及びデータ抽出回路20について、詳細に説明する。
Hereinafter, the CW
まず、CW妨害検出回路19のブロック構成図の第1の例を図6に示す。
First, a first example of a block configuration diagram of the CW
図6に示すCW妨害検出回路19において、電力計算回路31は、共役複素計算器31a及び複素乗算器31bからなり、サブキャリア毎の電力を計算する。1シンボル積分器32は、サブキャリア毎の電力を1シンボルの全てのサブキャリアについて積分し、1シンボル分の総電力を求める。スケーリング回路33は、この総電力をスケーリング処理した値をCW妨害判定閾値として比較器35に供給する。最大電力サブキャリア探索回路34は、電力が最大であるサブキャリアを探索し、その最大電力を比較器35に供給すると共に、最大電力サブキャリア番号をデータ抽出回路20(図1)に供給する。比較器35は、最大電力とCW妨害判定閾値とを比較してCW妨害の有無を判定し、CW妨害の有無を示すCW妨害検出フラグをデータ抽出回路20(図1)に供給する。
In the CW
このように、図6に示すCW妨害検出回路19では、1シンボル内で電力が最大であるサブキャリアにおける最大電力と、1シンボル分の総電力に基づいて計算されたCW妨害判定閾値とを比較し、CW妨害の有無を判定する。
As described above, the CW
続いて、CW妨害検出回路19のブロック構成図の第2の例を図7に示す。この図7において、図6と同様の構成については同一符号を付して詳細な説明を省略する。
Next, a second example of a block configuration diagram of the CW
図7に示すCW妨害検出回路19において、Nシンボル期間判定回路36は、比較器35から供給された1シンボルの比較結果をNシンボル分(Nは2以上の整数)蓄積し、Nシンボル分の比較結果に基づいてCW妨害の有無を判定する。例えば、Nシンボル期間判定回路36は、Nシンボル連続して最大電力がCW妨害判定閾値を超えた場合に、CW妨害が存在すると判定する。Nシンボル期間判定回路36は、CW妨害の有無を示すCW妨害検出フラグと最大電力サブキャリア番号とをデータ抽出回路20(図1)に供給する。
In the CW
このように、図7に示すCW妨害検出回路19では、1シンボル内で電力が最大であるサブキャリアにおける最大電力と、1シンボル分の総電力に基づいて計算されたCW妨害判定閾値とを比較し、Nシンボル分の比較結果に基づいてCW妨害の有無を判定する。このように、図7ではNシンボル分の比較結果を用いてCW妨害の有無を判定するため、図6よりもCW妨害検出の信頼性を向上させることができる。
As described above, the CW
続いて、CW妨害検出回路19のブロック構成図の第3の例を図8に示す。この図8において、図6と同様の構成については同一符号を付して詳細な説明を省略する。
Next, a third example of a block configuration diagram of the CW
図8に示すCW妨害検出回路19において、Nシンボル積分器37は、サブキャリア毎の電力を1シンボルの全てのサブキャリアについて積分し、さらにそれをNシンボル分(Nは2以上の整数)について積分することにより、Nシンボル分の総電力を求める。サブキャリア毎電力積分器38は、サブキャリア毎の電力をNシンボル分について積分し、Nシンボル分の電力とサブキャリア番号とを最大電力サブキャリア探索回路34に供給する。
In the CW
このように、図8に示すCW妨害検出回路19では、Nシンボル内で電力が最大であるサブキャリアにおける最大電力と、Nシンボル分の総電力に基づいて計算されたCW妨害判定閾値とを比較し、CW妨害の有無を判定する。このように、図8ではNシンボル分の電力に基づいてCW妨害の有無を判定するため、図6よりもCW妨害検出の信頼性を向上させることができる。
As described above, the CW
続いて、データ抽出回路20のブロック構成図を図9に示す。
Next, a block diagram of the
図9に示すデータ抽出回路20において、抽出開始位置決定回路41は、CW妨害検出フラグと最大電力サブキャリア番号とに基づいて、伝送路特性の一部のデータを抽出する際の抽出開始位置を決定する。通常、データ抽出回路20は、図5に示したように、中心サブキャリアを含む3サブキャリア毎に、2の冪乗個のデータを抽出するが、CW妨害が存在する場合には、抽出開始位置決定回路41は、CW妨害の存在するサブキャリア(最大電力サブキャリア)を避けた範囲からデータを抽出できるように、抽出開始位置を決定する。選択回路42は、決定された抽出開始位置から所定の間隔(3サブキャリア毎)で伝送路特性のデータを抽出し、抽出した伝送路特性をIFFT演算回路21(図1)に供給する。
In the
このように、データ抽出回路20では、CW妨害が存在する場合には、CW妨害の存在するサブキャリア(最大電力サブキャリア)を避けた範囲から伝送路特性のデータを抽出する。これにより、CW妨害により遅延プロファイルの推定精度が劣化するのを防止することができる。
As described above, the
次に、第2の実施の形態におけるOFDM受信装置のブロック構成図を図10に示す。なお、この図10において、図1と同様の構成については同一符号を付して詳細な説明を省略する。 Next, FIG. 10 shows a block configuration diagram of an OFDM receiving apparatus according to the second embodiment. In FIG. 10, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
図10に示すように、第2の実施の形態におけるOFDM受信装置50は、アンテナ11と、チューナ12と、バンドパスフィルタ(BPF)13と、A/D変換回路14と、DCキャンセル回路15と、デジタル直交復調回路16と、CW妨害除去回路52と、FFT演算回路17と、CW妨害検出回路51と、伝送路特性推定回路18と、同期回路53と、伝送路特性補償回路23と、伝送路復号回路24とを備えている。
As shown in FIG. 10, the
CW妨害検出回路51は、OFDM周波数領域信号のサブキャリア毎に電力を計算し、このサブキャリア毎の電力に基づいてCW妨害が存在するサブキャリアを検出する。そして、CW妨害検出回路51は、CW妨害の有無を示すCW妨害検出フラグと最大電力サブキャリアの周波数とを、CW妨害除去回路52に供給する。なお、このCW妨害検出回路51についての詳細は後述する。
The CW
CW妨害除去回路52は、CW妨害が存在する場合には、後段における伝送路特性の推定精度が劣化するのを防止するため、CW妨害が存在するサブキャリアの信号を除去する。なお、このCW妨害除去回路52についての詳細は後述する。
When there is CW interference, the CW
同期回路53は、OFDM時間領域信号やOFDM周波数領域信号を用いて、OFDMシンボルの境界位置を検出し、検出したシンボル境界位置に基づき、FFT演算の演算開始タイミングを示すトリガーを発生し、発生したトリガーをFFT演算回路17に供給する。また、同期回路53は、キャリア再生やタイミング再生も行う。同期回路53は、OFDM時間領域信号を遅延させたときのガードインターバル部分の波形の相関性から、シンボル境界位置検出、キャリア再生、タイミング再生を行うことができる。また、同期回路53は、OFDM周波数領域信号からSP信号を抽出し、そのSP信号のシンボル間での位相差から、キャリア再生、タイミング再生を行うこともできる。
The
以上のようなOFDM受信装置50では、地上デジタル放送として放送されたOFDM信号を受信及び復調し、復調した信号を伝送路復号し、例えば音声や映像信号が含まれているトランスポートストリームを出力することができる。
In the
以下、上述したCW妨害検出回路51及びCW妨害除去回路52について、詳細に説明する。
Hereinafter, the CW
まず、CW妨害検出回路51のブロック構成図の一例を図11に示す。
First, an example of a block diagram of the CW
図11に示すCW妨害検出回路51において、電力計算回路61は、共役複素計算器61a及び複素乗算器61bからなり、サブキャリア毎の電力を計算する。1シンボル積分器62は、サブキャリア毎の電力を1シンボルの全てのサブキャリアについて積分し、1シンボル分の総電力を求める。スケーリング回路63は、この総電力をスケーリング処理した値をCW妨害判定閾値として比較器66に供給する。最大電力サブキャリア探索回路64は、電力が最大であるサブキャリアを探索し、その最大電力を比較器66に供給すると共に、最大電力サブキャリア番号を周波数換算器65に供給する。周波数換算器65は、最大電力サブキャリア番号を周波数に換算し、最大電力サブキャリアの周波数をCW妨害除去回路52(図10)に供給する。比較器66は、最大電力とCW妨害判定閾値とを比較してCW妨害の有無を判定し、CW妨害の有無を示すCW妨害検出フラグをCW妨害除去回路52(図10)に供給する。
In the CW
このように、図11に示すCW妨害検出回路51では、1シンボル内で電力が最大であるサブキャリアにおける最大電力と、1シンボル分の総電力に基づいて計算されたCW妨害判定閾値とを比較し、CW妨害の有無を判定する。
As described above, the CW
なお、図11に示すCW妨害検出回路51では、一例として図6と同様の構成としたが、図7や図8のような構成としても構わない。
Note that the CW
続いて、CW妨害除去回路52のブロック構成図の一例を図12に示す。
Next, an example of a block configuration diagram of the CW
図12に示すCW妨害除去回路52において、周波数可変ノッチフィルタ71は、OFDM時間領域信号のうち、最大電力サブキャリアの周波数における信号を除去し、除去後のOFDM時間領域信号をセレクタ72に供給する。セレクタ72は、CW妨害検出フラグに従い、CW妨害が存在しない場合には周波数可変ノッチフィルタ71を通過していないOFDM時間領域信号を選択し、CW妨害が存在する場合には周波数可変ノッチフィルタ71を通過したOFDM時間領域信号を選択し、FFT演算回路17(図10)に供給する。
In the CW
このように、図12に示すCW妨害除去回路52では、CW妨害が存在する場合には、CW妨害が存在するサブキャリアの周波数(最大電力サブキャリアの周波数)の信号をOFDM時間領域信号から除去する。これにより、伝送路特性の推定精度が劣化するのを防止することができる。
As described above, in the CW
以上、本発明を実施するための最良の形態について説明したが、本発明は上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは勿論である。 Although the best mode for carrying out the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. Of course.
例えば、上述した第1の実施の形態では、CW妨害が存在する場合には、CW妨害の存在するサブキャリアを避けた範囲から伝送路特性のデータを抽出して遅延プロファイルを生成し、上述した第2の実施の形態では、CW妨害が存在する場合には、CW妨害の存在するサブキャリアの信号をOFDM時間領域信号から除去したが、これらを組み合わせても構わない。 For example, in the first embodiment described above, when CW interference exists, the transmission path characteristic data is extracted from the range avoiding the subcarrier in which CW interference exists, and the delay profile is generated. In the second embodiment, when CW interference is present, the subcarrier signal in which CW interference is present is removed from the OFDM time domain signal, but these may be combined.
10 OFDM受信装置、17 FFT演算回路、18 伝送路特性推定回路、19 CW妨害検出回路、20 データ抽出回路、21 IFFT演算回路、22 ウィンドウ再生回路、23 伝送路特性補償回路、50 OFDM受信装置、51 CW妨害検出回路、52 CW妨害除去回路、53 同期回路
DESCRIPTION OF
Claims (10)
上記OFDM信号の各伝送シンボルから有効シンボル期間分の演算範囲を設定し、設定した演算範囲をフーリエ変換するフーリエ変換手段と、
上記フーリエ変換手段によりフーリエ変換された信号のサブキャリア毎の電力に基づいて、一定周波数且つ無変調の連続波による妨害の有無を判定し、妨害が存在する場合には、妨害が存在するサブキャリアを検出する妨害検出手段と、
上記フーリエ変換手段によりフーリエ変換された信号から上記伝送シンボル毎に上記パイロット信号を抽出し、抽出した上記パイロット信号を時間方向及び周波数方向に補間することにより上記伝送シンボル内の全てのサブキャリアの伝送路特性を推定する伝送路特性推定手段と、
上記伝送路特性推定手段により推定された上記伝送路特性の一部のデータを抽出するデータ抽出手段と、
上記データ抽出手段により抽出された伝送路特性を上記伝送シンボル毎に逆フーリエ変換することにより遅延プロファイルを生成する逆フーリエ変換手段と、
上記逆フーリエ変換手段により生成された上記遅延プロファイルに基づいて、上記演算範囲を制御するウィンドウ再生手段とを備え、
上記データ抽出手段は、上記妨害検出手段により妨害が存在すると判定された場合、妨害が存在するサブキャリア以外のサブキャリアからデータを抽出する
ことを特徴とするOFDM復調装置。 A pilot symbol having a specific power and a specific phase is a transmission symbol generated by dividing the information for a plurality of subcarriers within a predetermined band and orthogonally modulated. An OFDM demodulator for demodulating an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) signal discretely inserted into predetermined subcarriers in a transmission symbol,
Fourier transform means for setting a computation range for the effective symbol period from each transmission symbol of the OFDM signal, and Fourier transforming the set computation range;
Based on the power of each subcarrier of the signal subjected to Fourier transform by the Fourier transform means, it is determined whether or not there is interference due to a constant frequency and unmodulated continuous wave, and if there is interference, the subcarrier where the interference exists Interference detection means for detecting
The pilot signal is extracted for each transmission symbol from the signal Fourier-transformed by the Fourier transform means, and transmission of all subcarriers in the transmission symbol is performed by interpolating the extracted pilot signal in the time direction and the frequency direction. Transmission path characteristic estimation means for estimating the path characteristics;
Data extraction means for extracting a part of the data of the transmission line characteristic estimated by the transmission line characteristic estimation means;
An inverse Fourier transform unit that generates a delay profile by performing an inverse Fourier transform on the transmission path characteristics extracted by the data extraction unit for each transmission symbol;
Window reproducing means for controlling the calculation range based on the delay profile generated by the inverse Fourier transform means,
The OFDM demodulator according to claim 1, wherein the data extraction means extracts data from subcarriers other than the subcarrier in which interference is present when the interference detection means determines that interference exists.
上記OFDM信号の各伝送シンボルから有効シンボル期間分の演算範囲を設定し、設定した演算範囲をフーリエ変換するフーリエ変換工程と、
上記フーリエ変換工程にてフーリエ変換された信号のサブキャリア毎の電力に基づいて、一定周波数且つ無変調の連続波による妨害の有無を判定し、妨害が存在する場合には、妨害が存在するサブキャリアを検出する妨害検出工程と、
上記フーリエ変換工程にてフーリエ変換された信号から上記伝送シンボル毎に上記パイロット信号を抽出し、抽出した上記パイロット信号を時間方向及び周波数方向に補間することにより上記伝送シンボル内の全てのサブキャリアの伝送路特性を推定する伝送路特性推定工程と、
上記伝送路特性推定工程にて推定された上記伝送路特性の一部のデータを抽出するデータ抽出工程と、
上記データ抽出工程にて抽出された伝送路特性を上記伝送シンボル毎に逆フーリエ変換することにより遅延プロファイルを生成する逆フーリエ変換工程と、
上記逆フーリエ変換工程にて生成された上記遅延プロファイルに基づいて、上記演算範囲を制御するウィンドウ再生工程とを有し、
上記データ抽出工程では、上記妨害検出工程にて妨害が存在すると判定された場合、妨害が存在するサブキャリア以外のサブキャリアからデータを抽出する
ことを特徴とするOFDM復調方法。 A pilot symbol having a specific power and a specific phase is a transmission symbol generated by dividing the information for a plurality of subcarriers within a predetermined band and orthogonally modulated. An OFDM demodulation method for demodulating an Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) signal discretely inserted into predetermined subcarriers within a transmission symbol, comprising:
A Fourier transform step of setting a computation range for an effective symbol period from each transmission symbol of the OFDM signal, and Fourier transforming the set computation range;
Based on the power of each subcarrier of the signal subjected to the Fourier transform in the Fourier transform process, it is determined whether or not there is interference by a continuous wave having a constant frequency and no modulation. A jamming detection process for detecting carriers;
The pilot signal is extracted for each transmission symbol from the signal subjected to Fourier transform in the Fourier transform step, and all the subcarriers in the transmission symbol are interpolated in the time direction and the frequency direction by extracting the pilot signal. A transmission line characteristic estimation step for estimating the transmission line characteristic;
A data extraction step of extracting a part of the data of the transmission line characteristic estimated in the transmission line characteristic estimation step;
An inverse Fourier transform step of generating a delay profile by performing an inverse Fourier transform on the transmission path characteristics extracted in the data extraction step for each transmission symbol;
A window reproduction step for controlling the calculation range based on the delay profile generated in the inverse Fourier transform step;
In the data extraction step, when it is determined that interference exists in the interference detection step, data is extracted from subcarriers other than the subcarrier in which interference exists.
上記OFDM信号を上記伝送シンボル単位でフーリエ変換するフーリエ変換手段と、
上記フーリエ変換手段によりフーリエ変換された信号のサブキャリア毎の電力に基づいて、一定周波数且つ無変調の連続波による妨害の有無を判定し、妨害が存在する場合には、妨害が存在するサブキャリアを検出する妨害検出手段と、
上記妨害検出手段により妨害が存在すると判定された場合に、上記OFDM信号のうち、妨害が存在するサブキャリアの周波数の信号を除去する妨害除去手段と
を備えることを特徴とするOFDM復調装置。 A pilot symbol having a specific power and a specific phase is a transmission symbol generated by dividing the information for a plurality of subcarriers within a predetermined band and orthogonally modulated. An OFDM demodulator for demodulating an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) signal discretely inserted into predetermined subcarriers in a transmission symbol,
Fourier transform means for Fourier transforming the OFDM signal in units of the transmission symbols;
Based on the power of each subcarrier of the signal subjected to Fourier transform by the Fourier transform means, it is determined whether or not there is interference due to a constant frequency and unmodulated continuous wave, and if there is interference, the subcarrier where the interference exists Interference detection means for detecting
An OFDM demodulator comprising: an interference removal means for removing, from the OFDM signal, a signal having a frequency of a subcarrier in which interference exists when the interference detection means determines that interference exists.
上記伝送路特性推定手段により推定された上記伝送路特性に基づき、上記フーリエ変換手段によりフーリエ変換された信号を波形等化する波形等化手段と
をさらに備えることを特徴とする請求項8記載のOFDM復調装置。 The pilot signal is extracted for each transmission symbol from the signal Fourier-transformed by the Fourier transform means, and the transmission of all subcarriers in the transmission symbol is performed by interpolating the extracted pilot signal in the time direction and the frequency direction. Transmission path characteristic estimation means for estimating the path characteristics;
The waveform equalization means for equalizing the waveform of the signal Fourier-transformed by the Fourier transform means based on the transmission line characteristic estimated by the transmission path characteristic estimation means, further comprising: OFDM demodulator.
上記OFDM信号を上記伝送シンボル単位でフーリエ変換するフーリエ変換工程と、
上記フーリエ変換工程にてフーリエ変換された信号のサブキャリア毎の電力に基づいて、一定周波数且つ無変調の連続波による妨害の有無を判定し、妨害が存在する場合には、妨害が存在するサブキャリアを検出する妨害検出工程と、
上記妨害検出工程にて妨害が存在すると判定された場合に、上記OFDM信号のうち、妨害が存在するサブキャリアの周波数の信号を除去する妨害除去工程と
を有することを特徴とするOFDM復調方法。 A pilot signal having a specific power and a specific phase is obtained with a transmission symbol generated by dividing and orthogonally modulating information on a plurality of subcarriers within a predetermined band. An OFDM demodulation method for demodulating an Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) signal discretely inserted into predetermined subcarriers within a transmission symbol, comprising:
A Fourier transform step of Fourier transforming the OFDM signal in units of the transmission symbols;
Based on the power of each subcarrier of the signal subjected to the Fourier transform in the Fourier transform step, the presence / absence of interference by a continuous wave having a constant frequency and no modulation is determined. A jamming detection process for detecting carriers;
An OFDM demodulation method, comprising: a disturbance removal step of removing, from the OFDM signal, a signal of a subcarrier frequency in which interference exists when it is determined in the interference detection step that interference exists.
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