JP2008078916A - Ofdm broadcast receiver and ofdm broadcast relay device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、直交周波数分割多重(Orthogonal Frequency Division Multiplexing:OFDM)方式によるデジタル放送信号を受信するOFDM放送受信装置及びその受信信号を再送信するOFDM放送中継装置に関する。 The present invention relates to an OFDM broadcast receiving apparatus that receives a digital broadcast signal by an Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) system and an OFDM broadcast relay apparatus that retransmits the received signal.
現在、日本の地上デジタルテレビジョン放送では、ISDB−T(Integrated Services Digital Broadcasting for Terrestrial)と呼ばれる規格が定められており、変調方式にOFDM方式を採用することによって、情報伝達速度の高速化を実現するとともに、ゴーストのない画像を提供している。OFDM方式では、周波数軸上で互いに直交する複数のサブキャリアそれぞれにデータを割り当てて変調を行う(ISDB−Tのモード3ではサブキャリア数は5617本である)。OFDM無線通信システムの送信側では、周波数領域の信号を時間領域の信号に変換するための逆高速フーリエ変換(Inverse Fast Fourier Transformation:IFFT)処理を行い、受信側では時間領域の信号を周波数領域の信号に戻すための高速フーリエ変換(Fast Fourier Transformation:FFT)処理を行う。
Currently, in Japanese terrestrial digital television broadcasting, a standard called ISDB-T (Integrated Services Digital Broadcasting for Terrestrial) is established, and by adopting the OFDM method as a modulation method, the information transmission speed is increased. In addition, it provides images without ghosting. In the OFDM system, modulation is performed by assigning data to each of a plurality of subcarriers orthogonal to each other on the frequency axis (in ISDB-
従来の干渉除去技術としては、フェージング環境における受信特性の向上やマルチパス干渉除去のためのダイバーシチ技術、マルチパス干渉及び希望波とは相関のない同一チャンネルの干渉波を除去するアダプティブアレーアンテナ技術、単一周波数ネットワーク(Single Frequency Network:SFN)放送波中継局における回り込み干渉除去のための回り込み干渉除去技術などが知られている。 Conventional interference cancellation techniques include diversity techniques for improving reception characteristics and multipath interference cancellation in fading environments, multipath interference and adaptive array antenna technology that eliminates interference waves on the same channel that do not correlate with the desired signal, A sneak interference removal technique for removing sneak interference in a single frequency network (SFN) broadcast wave relay station is known.
ところで、従来のOFDM放送中継装置には、特許文献1で記載されるように、ダイバーシチ合成を行うものも存在している。従来のダイバーシチを用いた中継装置では、OFDM信号は、受信部から1以上の系統の受信信号として入力され、ベースバンドデジタル信号への変換、直交検波を経て高速フーリエ変換される。高速フーリエ変換された信号は、ダイバーシチ合成され、逆高速フーリエ変換が行われる。その後、OFDM信号は、送信部において、直交変調、所望の周波数への変換が行われ、再送信される。この中継局送受信装置では系統毎のキャリアデータから系統毎の伝送路の周波数応答を計算し、この周波数応答よりダイバーシチ合成に使用するキャリア対応の重み付け係数を算出している。
以上のように、特許文献1に開示されているようなダイバーシチを用いた中継装置では、受信性能に優れる反面、アンテナ数の増加に伴って、高速フーリエ変換及びその後段におけるダイバーシチ合成に使用するキャリア対応の重み付け係数の計算量が増加する。このため、地上デジタル放送のように5000本以上ものサブキャリアを使用する無線通信システムにおいて、受信機の回路規模が膨大なものになってしまう。
As described above, in the relay device using diversity as disclosed in
加えて、キャリア数分の高速フーリエ変換及び逆高速フーリエ変換を行うためにはキャリア数分の時間軸のデータが必要であり、地上デジタル放送では数シンボル分の時間データとなってしまうことがある。そうすると中継装置における遅延時間が非常に大きくなり、受信周波数と送信周波数が同じであるSFNにおける遅延時間が数μ秒という条件を満たさなくなり、SFNが成り立たなくなってしまう。 In addition, in order to perform fast Fourier transform and inverse fast Fourier transform for the number of carriers, time axis data for the number of carriers is required, and in digital terrestrial broadcasting, time data for several symbols may be obtained. . Then, the delay time in the relay apparatus becomes very large, the delay time in SFN having the same reception frequency and transmission frequency does not satisfy the condition of several microseconds, and SFN does not hold.
そこで、本発明の目的は、回路規模を効果的に削減し、処理遅延がなくSFNにも適用可能なOFDM放送受信装置及びOFDM放送中継装置を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an OFDM broadcast receiving apparatus and an OFDM broadcast relay apparatus that can effectively reduce the circuit scale and can be applied to SFN without processing delay.
上記目的を達成するため、本発明は、OFDM方式の放送信号を受信する複数の受信部と、複数系統に配置され、前記複数の受信部から出力される放送信号をデジタル信号に変換する複数のアナログ−デジタル変換部と、前記複数のアナログ−デジタル変換部それぞれから出力されるデジタル信号を入力して固有値分解を行い、前記複数の系統それぞれの固有値と当該固有値に対応する固有ベクトルとを算出する固有値分解部と、前記固有値分解部で得られる前記複数系統それぞれの固有ベクトルに基づいて合成ウェイトを生成する合成ウェイト生成部と、前記複数のアナログ−デジタル変換部それぞれから出力されるデジタル信号が分配供給され、それぞれ前記合成ウェイトに基づいて当該デジタル信号を重み付けして合成する複数のビーム合成部と、前記複数のビーム合成部それぞれの出力をダイバーシチ合成するダイバーシチ合成部とを具備するようにしている。 In order to achieve the above object, the present invention provides a plurality of receivers that receive OFDM broadcast signals, and a plurality of receivers that are arranged in a plurality of systems and that convert broadcast signals output from the plurality of receivers into digital signals. An eigenvalue for performing eigenvalue decomposition by inputting a digital signal output from each of the analog-digital conversion unit and the plurality of analog-digital conversion units, and calculating eigenvalues of the plurality of systems and eigenvectors corresponding to the eigenvalues Distributing and supplying digital signals output from the decomposing unit, a synthetic weight generating unit that generates synthetic weights based on the eigenvectors of the plurality of systems obtained by the eigenvalue decomposing unit, and the plurality of analog-digital converting units, respectively. , A plurality of beads for weighting and synthesizing the digital signal based on the synthesis weight, respectively. A combining unit, and adapted to and a diversity combining unit for diversity combining the plurality of beamforming units of each output.
このようにして、各受信部で受信された各系統の受信信号に対して固有値分解を行い、これにより得られた固有値に対応した固有ベクトルに基づいて合成ウェイトを生成し、当該合成ウェイトにより各系統のデジタル信号の重み付けをして合成した後、各ビーム合成部からの出力をダイバーシチ合成するようにしている。 In this way, eigenvalue decomposition is performed on the received signal of each system received by each receiving unit, a composite weight is generated based on the eigenvector corresponding to the eigenvalue obtained thereby, and each system is generated using the composite weight. After the digital signals are weighted and combined, the outputs from the beam combining units are diversity combined.
本発明では、受信される各系統のデジタル信号の固有ベクトルを用いてデジタル信号の重み付けをして合成をした後、ダイバーシチ合成を行っているため、従来のダイバーシチを用いた中継装置におけるベースバンドデジタル信号の高速フーリエ変換処理及び逆高速フーリエ変換処理を回避することができ、回路規模の効果的な縮小及び処理遅延の回避が可能となる。 In the present invention, since the digital signal is weighted and combined using the eigenvectors of the received digital signals of each system, and then the diversity combining is performed, the baseband digital signal in the conventional relay device using diversity The fast Fourier transform process and the inverse fast Fourier transform process can be avoided, and the circuit scale can be effectively reduced and the processing delay can be avoided.
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態に係るOFDM放送中継装置の概略構成を示すブロック図である。図1において、OFDM放送中継装置は、OFDM放送受信装置100と、デジタル信号をアナログ信号へ変換するデジタル−アナログ変換装置8と、アップコンバータ9と、送信アンテナ10とから構成されている。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an OFDM broadcast relay apparatus according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, the OFDM broadcast relay apparatus includes an OFDM
OFDM放送受信装置100は、N系統の受信アンテナ1−1〜1−Nと、ダウンコンバータ2−1〜2−Nと、アナログ信号をデジタル信号へ変換するアナログ−デジタル変換装置3−1〜3−Nと、デジタル信号の固有値と当該固有値に対応する固有ベクトルを算出する固有値分解部4と、算出された固有ベクトルに基づいて合成ウェイトを生成するウェイト生成部5と、生成された合成ウェイトに基づいてデジタル信号を重み付けして合成するビーム合成部6−1〜6−Nと、ダイバーシチ合成を行うダイバーシチ合成部7とから構成されている。すなわち、OFDM放送受信装置100において、受信アンテナ1−1〜1−Nにより受信されたOFDM信号は、ダウンコンバータ2−1〜2−Nによって周波数変換され、アナログ−デジタル変換装置3−1〜3−Nを経て、ビーム合成部6−1〜6−Nに伝達される。また、アナログ−デジタル変換装置3−1〜3−Nから出力されたデジタル信号は、固有値分解部4により当該デジタル信号の固有値と当該固有値に対応する固有ベクトルが算出され、この固有ベクトルからウェイト生成部5によりビーム合成部6−1〜6−Nに対する合成ウェイトが生成される。ビーム合成部6−1〜6−Nは、生成された合成ウェイトに基づき、デジタル信号を重み付けして合成する。この出力は、ダイバーシチ合成部7でダイバーシチ合成される。
The OFDM broadcast receiving
上記構成における、OFDM放送中継装置の処理動作を説明する。 The processing operation of the OFDM broadcast relay apparatus with the above configuration will be described.
N系統の受信アンテナ1−1〜1−Nにより互いに独立して受信されたRF(Radio Frequency:無線周波数)帯のOFDM信号は、系統毎にダウンコンバータ2−1〜2−NによってIF(Intermediate Frequency:中間周波数)帯に周波数変換され、アナログ−デジタル変換装置3−1〜3−Nを経て、デジタルベースバンド信号に変換される。デジタルベースバンド信号となったOFDM信号の一部は固有値分解部4にて、固有値分解が施される。固有値分解部4は、アナログ−デジタル変換装置3−1〜3−Nの出力であるN個の受信信号をベクトルとする受信信号ベクトルの相関行列を求め、N個の固有値λ1〜λN及びN個の固有値λ1〜λNに対応する固有ベクトルを求める。ウェイト生成部5は、各固有値に対応する固有ベクトルに基づいてN個からなるビーム合成部6−1〜6−Nに対する合成ウェイトを生成する。
The RF signals in the RF (Radio Frequency) band received independently by the N receiving antennas 1-1 to 1-N are IF (Intermediate) by the down converters 2-1 to 2-N for each system. The frequency is converted into a frequency (intermediate frequency) band, and converted into a digital baseband signal through the analog-digital conversion devices 3-1 to 3 -N. A part of the OFDM signal that has become a digital baseband signal is subjected to eigenvalue decomposition in the
各ビーム合成部には、アナログ−デジタル変換装置3−1〜3−Nから出力された各系統のデジタルベースバンド信号が入力されている。各ビーム合成部は、ウェイト生成部5で生成されたN個の合成ウェイトに基づき、デジタルベースバンド信号を重み付けして合成する。このとき、各ビーム合成部では、各デジタルベースバンド信号同士が直交したビームが形成され、ダイバーシチ合成部7へ出力される。
Each beam combining unit receives the digital baseband signal of each system output from the analog-digital conversion devices 3-1 to 3 -N. Each beam synthesis unit weights and synthesizes the digital baseband signal based on the N synthesis weights generated by the
ダイバーシチ合成部7では、各ビーム合成部によって合成された各ビームに対応する信号成分をダイバーシチ合成し、デジタル−アナログ変換装置8へ出力する。このとき、各ビームに対応する信号成分のダイバーシチ合成には、最大比合成や等利得合成など、ダイバーシチ合成において一般的な合成方法を採用する。
In the
デジタル−アナログ変換装置8へ出力されたデジタルベースバンド信号は、デジタル−アナログ変換装置8とアップコンバータ9を経てOFDM信号に変換され、送信アンテナ10から放射される。
The digital baseband signal output to the digital-
以上のように、上記第1の実施形態では、各受信アンテナの受信信号に対して固有値分解を行い、当該固有値と対応した固有ベクトルに基づいて生成した合成ウェイトによりデジタルベースバンド信号の重み付けをして合成し、その出力をダイバーシチ合成している。 As described above, in the first embodiment, the eigenvalue decomposition is performed on the received signal of each receiving antenna, and the digital baseband signal is weighted by the combined weight generated based on the eigenvector corresponding to the eigenvalue. The output is combined with diversity.
したがって、高速フーリエ変換処理及び逆高速フーリエ変換処理を回避することができるため、回路規模の小型化が可能である。さらに、高速の信号処理が可能となるため、処理遅延によるSFNの破綻を防ぐことが可能であり、SFN用途のOFDM放送受信装置及びOFDM放送中継装置を実現できる。 Therefore, since the fast Fourier transform process and the inverse fast Fourier transform process can be avoided, the circuit scale can be reduced. Furthermore, since high-speed signal processing is possible, it is possible to prevent the failure of SFN due to processing delay, and an OFDM broadcast receiving apparatus and OFDM broadcast relay apparatus for SFN can be realized.
(第2の実施形態)
図2は、本発明の第2の実施形態に係るOFDM放送中継装置の概略構成を示すブロック図である。なお、図2において、図1と同一部分には同一符号を付して示し、ここでは重複する説明を省略する。
(Second Embodiment)
FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of an OFDM broadcast relay apparatus according to the second embodiment of the present invention. 2, the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted here.
ここで、図2における中継装置と図1における中継装置との相違点は、図2における中継装置では、固有値分解部4で得られた固有ベクトルのうち、最大固有値に対応する固有ベクトルのみから合成ウェイトを生成し、当該合成ウェイトに基づいてビーム合成部6において各デジタルベースバンド信号の重み付けして合成する点である。
Here, the difference between the relay device in FIG. 2 and the relay device in FIG. 1 is that, in the relay device in FIG. 2, the composite weight is obtained from only the eigenvector corresponding to the maximum eigenvalue among the eigenvectors obtained by the
図2における中継装置では、アナログ−デジタル変換装置3−1〜3−Nからのデジタルベースバンド信号は、ビーム合成部6へ出力される。また、アナログ−デジタル変換装置3−1〜3−Nからのデジタルベースバンド信号は、固有値分解部4にて固有値分解を施され、各系統のデジタルベースバンド信号の固有値と当該固有値に対応する固有ベクトルが算出される。合成ウェイト生成部5は、算出された固有ベクトルのうち最大固有値に対応する固有ベクトルに基づいて合成ウェイトを生成し、ビーム合成部6へ出力する。ビーム合成部6では、生成された合成ウェイトに基づいてデジタルベースバンド信号の重み付けをして合成する。合成された信号は、デジタル−アナログ変換装置8、アップコンバータ9を経てOFDM信号に変換され、送信アンテナ10から放射される。
In the relay apparatus in FIG. 2, digital baseband signals from the analog-digital conversion apparatuses 3-1 to 3 -N are output to the
以上のように、上記第2の実施形態によれば、各アンテナの受信信号に対して固有値分解を行い、当該固有値に基づいた固有ベクトルのうち最大固有値に対応する固有ベクトルのみから生成される合成ウェイトでビーム合成を行うため、ビーム合成部6が1系統のみで十分となり、かつダイバーシチ合成部7が不要となる。
As described above, according to the second embodiment, the eigenvalue decomposition is performed on the reception signal of each antenna, and the combined weight generated from only the eigenvector corresponding to the maximum eigenvalue among eigenvectors based on the eigenvalue. Since beam combining is performed, only one
したがって、従来の中継装置と比べ、回路規模のさらなる小型化及び信号処理の高速化が可能となる。 Therefore, the circuit scale can be further reduced and the signal processing speed can be increased as compared with the conventional relay device.
なお、図2おけるOFDM放送受信装置100では、合成ウェイト生成部5において、算出されたN個の固有ベクトルのうち最大固有値に対応する固有ベクトルのみに基づいて合成ウェイトを生成する例について説明したが、合成ウェイトを最大固有値に対応する固有ベクトルからのみ生成する必要はなく、最大固有値から規定個数の固有値に対応する固有ベクトルから合成ウェイトを生成するようにしてもよい。各受信アンテナにより受信された信号をベクトルの要素とした受信ベクトルの相関行列の固有値の大きさは、それぞれの直交ビームに含まれる電力を反映していることより、最大固有値の作るビームに所望信号の電力成分が一番含まれ、順次第2固有値、第3固有値と順番となっている。したがって、大きな固有値に対応する固有ベクトルから選択していくことにより、ビーム合成部の数を減少することができ、回路規模の小型化が可能となる。
In the OFDM broadcast receiving
なお、図2における中継装置は、比較的フェージング変動の小さな安定した伝搬路環境ではあるが、ダイバーシチ装置がなければサービス上問題がある場合に最適な構成である。 Note that the relay device in FIG. 2 is a stable propagation path environment with relatively small fading fluctuation, but is an optimal configuration when there is a problem in service without a diversity device.
(第3の実施形態)
図3は、本発明の第3の実施形態に係るOFDM放送中継装置の概略構成を示すブロック図である。なお、図3において、図1と同一部分には同一符号を付して示し、ここでは重複する説明を省略する。
図3における中継装置では、アナログ−デジタル変換装置3−1〜3−Nから出力されるデジタルベースバンド信号は、ビーム合成部6に伝達される。また、アナログ−デジタル変換装置3−1〜3−Nの出力に基づき、固有値分解部4は固有値と当該固有値に対応する固有ベクトルを算出する。この固有ベクトルは比較部12においてメモリ11に記録されている最適ウェイトと比較される。その結果がウェイト生成部5へ出力され、ウェイト生成部5は比較部12による比較の結果えられたウェイトからビーム合成部6に対する合成ウェイトを生成する。デジタルベースバンド信号は、ビーム合成部6で合成ウェイトに基づき重み付けされて合成される。ビーム合成部6の出力は、ダイバーシチ合成部7でダイバーシチ合成され、デジタル−アナログ変換装置8、アップコンバータ9を経て、送信アンテナ10から送信される。
(Third embodiment)
FIG. 3 is a block diagram showing a schematic configuration of an OFDM broadcast relay apparatus according to the third embodiment of the present invention. In FIG. 3, the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted here.
In the relay apparatus in FIG. 3, digital baseband signals output from the analog-digital conversion apparatuses 3-1 to 3 -N are transmitted to the
上記構成について、より具体的な説明を行う。
アナログ−デジタル変換装置3−1〜3−Nを通過してデジタルベースバンド信号となったOFDM信号の一部は、固有値分解部4において、固有値分解が施される。固有値分解部4は、アナログ−デジタル変換装置3−1〜3−Nの出力であるN個の受信信号をベクトルとする受信信号ベクトルの相関行列を求め、N個の固有値λ1〜λN及びN個の固有値λ1〜λNに対応する固有ベクトルを求める。
The above configuration will be described more specifically.
The
メモリ11には所望(親局送信所)方向からの信号のみを受信したときの最適ウェイトが記憶されている。この最適ウェイトは、例えば中継局送信機を設置して、干渉波がない状態において親局送信所からの受信信号のみを受信したときのウェイトを記憶させればよい。
The
続いて比較部12は、固有値分解部4の出力であるN個の固有ベクトルwi(i=1〜N)とメモリ11に記憶されている最適ウェイトwoptとの比較を行う。比較部12は、固有値分解部4からの出力であるN個の固有ベクトルwiと最適ウェイトwoptとのノルム
Subsequently, the
を算出し、このノルムが最小となる固有ベクトルをウェイトとしてウェイト生成部5に出力する。
And the eigenvector having the smallest norm is output to the
ウェイト生成部5は、ノルムが最小となるときの固有ベクトルからビーム合成部6に対する合成ウェイトを生成する。こうして、アナログ−デジタル変換装置3−1〜3−Nからのデジタルベースバンド信号は、ビーム合成部6においてウェイト生成部5で生成された合成ウェイトに基づいて重み付けされて合成される。合成された信号は、デジタル−アナログ変換装置8、アップコンバータ9を経てOFDM信号に変換され、送信アンテナ10から放射される。
The
以上のように、上記第3の実施形態によれば、各受信アンテナ1−1〜1−Nの受信信号に対して固有値分解を行い、当該固有値に基づいた固有ベクトルとメモリ11が記録する親局送信所からの信号のみを受信したときの固有ベクトルとを比較することで、親局送信所からの放送波に対応した固有ベクトルと最も類似した固有ベクトルに基づいて合成ウェイトを生成し、当該合成ウェイトによりデジタルベースバンド信号を重み付けして合成するようにしている。
As described above, according to the third embodiment, eigenvalue decomposition is performed on the received signals of the receiving antennas 1-1 to 1-N, and the eigenvectors based on the eigenvalues and the master station recorded in the
したがって、干渉波や偶発的なマルチパスなどによって劣化した受信信号のうち、最適な信号のみを取り出すことが可能となるため、偶発的なマルチパスや干渉波が出現した劣悪な環境下であっても安定した中継放送が実現できるOFDM放送受信装置及びOFDM放送中継装置を提供することが可能である。 Therefore, since it is possible to extract only the optimum signal among the received signals that have deteriorated due to interference waves or accidental multipaths, the situation is a poor environment in which accidental multipaths or interference waves appear. In addition, it is possible to provide an OFDM broadcast receiving apparatus and an OFDM broadcast relay apparatus that can realize stable relay broadcast.
(第4の実施形態)
図4は、本発明の第4の実施形態に係るOFDM放送中継装置の概略構成を示すブロック図である。なお、図4において、図3と同一部分には同一符号を付して示し、ここでは重複する説明を省略する。
(Fourth embodiment)
FIG. 4 is a block diagram showing a schematic configuration of an OFDM broadcast relay apparatus according to the fourth embodiment of the present invention. In FIG. 4, the same parts as those in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted here.
図4における中継装置と図3における中継装置の相違点は、図4における中継装置では、ビーム合成部6−1〜6−m(mはN以下の自然数)と、ビーム合成部6−1〜6−mからの信号をダイバーシチ合成するダイバーシチ合成部7とが設置されている点である。
The difference between the relay apparatus in FIG. 4 and the relay apparatus in FIG. 3 is that, in the relay apparatus in FIG. 4, beam combining units 6-1 to 6-m (m is a natural number equal to or less than N) and beam combining units 6-1 to 6-1. A
図4における中継装置では、アナログ−デジタル変換装置3−1〜3−Nを通過してデジタルベースバンド信号となったOFDM信号の一部は固有値分解部4にて、固有値分解が施される。固有値分解部4は、アナログ−デジタル変換装置3−1〜3−Nの出力であるN個の受信信号をベクトルとする受信信号ベクトルの相関行列を求め、N個の固有値λ1〜λN及びN個の固有値λ1〜λNに対応する固有ベクトルを求める。メモリ11には所望方向(親局送信所)からの信号のみを受信したときの最適ウェイトが記憶されている。
In the relay apparatus in FIG. 4, the
続いて比較部12は、固有値分解部4の出力であるN個の固有ベクトルwi(i=1〜N)とメモリ11に記憶されている最適ウェイトwintとを比較する。比較部12は、固有値分解部4からの出力であるN個の固有ベクトルwiと最適ウェイトwintとのノルム
Subsequently, the
を算出し、この算出されたノルムのうち小さいほうからm個を抽出し、さらに抽出したm個のノルムが設定した閾値以下であるか否かを判定する。m個のノルム全てが閾値以下である場合には、比較部12は、m個のノルムに対応した固有ベクトルをウェイトとしてウェイト生成部5へ出力する。一方、抽出したm個のノルムのうち1個が閾値以下である場合には、比較部12は、式(2)で示すノルムの小さいほうから1個を抽出し、当該ノルムに対応した固有ベクトルをウェイトとしてウェイト生成部5へ出力する。そして、ノルムが閾値を越える(m−1)個の固有ベクトルについては、そのウェイトをゼロベクトルとしてウェイト生成部5へ出力する。
M is extracted from the smaller norms of the calculated norms, and it is further determined whether or not the extracted m norms are equal to or less than a set threshold value. When all the m norms are equal to or less than the threshold value, the
ウェイト生成部5は、比較部12から出力されたウェイトからビーム合成部61〜6mに対する合成ウェイトを生成し、ビーム合成部6−1〜6−mへ出力する。ビーム合成部6−1〜6−mにおいて、デジタルベースバンド信号は生成された合成ウェイトに基づいて重み付けされて合成される。ウェイト生成部5にゼロベクトルが出力された場合には、合成ウェイトがゼロとして生成され、その合成ウェイトにより重み付けされるビーム合成部からは信号が出力されない。
The
ビーム合成部6−1〜6−mで合成された信号は、ダイバーシチ合成部7でダイバーシチ合成され、デジタル−アナログ変換装置8、アップコンバータ9を経て送信アンテナ10にて送信される。
The signals combined by the beam combining units 6-1 to 6 -m are combined by the
以上のように、上記第4の実施形態によれば、各アンテナの受信信号に対して固有値分解を行い、当該固有値に対応する固有ベクトルとメモリ11が記録する親局送信所からの信号のみを受信したときの固有ベクトルとを比較することで、親局送信所からの信号に類似した複数の固有ベクトルから合成ウェイトを生成し、当該合成ウェイトに基づきデジタルベースバンド信号の重み付けをして合成し、その出力をダイバーシチ合成するようにしている。
As described above, according to the fourth embodiment, eigenvalue decomposition is performed on the received signal of each antenna, and only the eigenvector corresponding to the eigenvalue and the signal from the master station transmitting station recorded in the
したがって、干渉波や偶発的なマルチパスなどによって劣化した受信信号のうち、最適な信号のみを取り出すことが可能となるため、偶発的なマルチパスや干渉波が出現した劣悪な環境下であっても安定した中継放送が実現できるOFDM放送受信装置及びOFDM放送中継装置を提供することが可能である。 Therefore, since it is possible to extract only the optimum signal among the received signals that have deteriorated due to interference waves or accidental multipaths, the situation is a poor environment in which accidental multipaths or interference waves appear. In addition, it is possible to provide an OFDM broadcast receiving apparatus and an OFDM broadcast relay apparatus that can realize stable relay broadcast.
また、本発明の第3の実施形態に係るOFDM放送中継装置とは異なり、最適固有値ベクトルのみならず複数のベクトル信号を合成するため、さらにC/Nを改善することが可能となる。 Further, unlike the OFDM broadcast relay apparatus according to the third embodiment of the present invention, since not only the optimal eigenvalue vector but also a plurality of vector signals are combined, the C / N can be further improved.
(第5の実施形態)
図5は、本発明の第5の実施形態に係るOFDM放送中継装置の概略構成を示すブロック図である。なお、図5において、図1と同一部分には同一符号を付して示し、ここでは重複する説明を省略する。
(Fifth embodiment)
FIG. 5 is a block diagram showing a schematic configuration of an OFDM broadcast relay apparatus according to the fifth embodiment of the present invention. In FIG. 5, the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted here.
図5における中継装置では、アナログ−デジタル変換装置3−1〜3−Nから出力されるデジタルベースバンド信号は、ビーム合成部6−1〜6−Nに伝達される。また、アナログ−デジタル変換装置3−1〜3−Nの出力に基づき、固有値分解部4で固有値と当該固有値に対応する固有ベクトルの算出が行われ、この結果がウェイト生成部5及び比較部12へ出力される。ウェイト生成部5は、入力された固有ベクトルからビーム合成部6−1〜6−Nに対する合成ウェイトを生成し、ビーム合成部6−1〜6−Nに出力する。
In the relay apparatus in FIG. 5, digital baseband signals output from the analog-digital conversion apparatuses 3-1 to 3-N are transmitted to the beam combining units 6-1 to 6-N. The eigenvalue
一方、比較部12は、入力された固有ベクトルとメモリ11に記憶されるウェイトとを比較し、その結果に基づき、ビーム合成部6−1〜6−Nの出力を切断する第1の系統切断スイッチ13−1〜13−N及びダイバーシチ合成部7の出力を切断する第2の系統切断スイッチ14を制御する。ビーム合成部6−1〜6−Nで合成され、第1の系統切断スイッチ13−1〜13−Nを通過した信号はダイバーシチ合成部7でダイバーシチ合成され、第2の系統切断スイッチ14を通過し、デジタル−アナログ変換装置8に出力される。その後、アップコンバータ9を経て、送信アンテナ10で送信される。
On the other hand, the
上記構成について、より具体的な説明を行う。 The above configuration will be described more specifically.
アナログ−デジタル変換装置3−1〜3−Nを通過してデジタルベースバンド信号となったOFDM信号の一部は固有値分解部4にて、固有値分解が施される。固有値分解部4は、アナログ−デジタル変換装置3−1〜3−Nの出力であるN個の受信信号をベクトルとする受信信号ベクトルの相関行列を求め、N個の固有値λ1〜λN及びN個の固有値λ1〜λNに対応する固有ベクトルを求める。ここで算出された固有ベクトルは、ウェイト生成部5及び比較部12へ出力される。
A part of the OFDM signal that has passed through the analog-to-digital conversion devices 3-1 to 3-N and has become a digital baseband signal is subjected to eigenvalue decomposition by the
ウェイト生成部5は、算出された固有ベクトルからビーム合成部6−1〜6−Nに対する合成ウェイトを生成する。
The
一方、比較部12は、固有値分解部4の出力であるN個の固有ベクトルwi(i=1〜N)とメモリ11に記憶されている最適ウェイトwintとの比較を行う。このとき、メモリ11には干渉信号のみを受信したときの受信ウェイトが記憶されており、この受信ウェイトには、例えば中継局送受信装置を設置した状態で、親局送信所からの放送波がない状態において受信を行ったときのウェイトを記憶させればよい。
On the other hand, the
比較部12では、固有値分解部4からの出力であるN個の固有ベクトルwiと最適ウェイトwintとのノルム
In the
が算出され、このノルムが設定した閾値を超えるか否かの判定が行われる。全てのノルムが閾値以下であれば、比較部12は第1の系統切断スイッチ13−1〜13−Nに対してON(つまり接続)となるよう制御信号を発信する。逆にある固有値に対応する固有ベクトルのノルムが閾値を超えた場合には、その固有値に対応した固有ベクトルによるビーム合成部の出力を切断するように第1の系統切断スイッチ13−1〜13−Nに制御信号を送る。
Is calculated, and it is determined whether or not the norm exceeds a set threshold value. If all norms are equal to or less than the threshold value, the
さらに、比較部12には、第2の系統切断スイッチ14が接続さられている。比較部12は、N個の固有ベクトルwiと最適ウェイトwintとのノルムの計算結果において、最大固有値に対応する固有ベクトルと最適ウェイトとのノルムが閾値を超えた場合には、ダイバーシチ合成部7からの出力を切断するように第2の系統切断スイッチ14に制御信号を送る。
Furthermore, a second
以上のように、上記第5の実施形態によれば、各受信アンテナの受信信号に対して固有値分解を行い、算出される固有値と当該固有値に対応する固有ベクトルとから合成ウェイトを生成する。また、算出された固有ベクトルとメモリ11が記録する所望の親局送信所からの信号がないときの固有ベクトルとを比較することにより、算出された固有ベクトルが所定の条件を満たさない場合に、第1の系統切断スイッチ13−1〜13−Nによるビーム合成部からの出力の切断、又は、第2の系統切断スイッチ14によるダイバーシチ合成部7殻の出力の切断を行うようにしている。
As described above, according to the fifth embodiment, eigenvalue decomposition is performed on the received signal of each receiving antenna, and a composite weight is generated from the calculated eigenvalue and the eigenvector corresponding to the eigenvalue. When the calculated eigenvector does not satisfy a predetermined condition by comparing the calculated eigenvector with the eigenvector recorded in the
したがって、干渉波が多く含まれている信号成分をある程度除去できるために、遅延波と干渉波の合計が受信アンテナ数Nよりも多くなった場合であっても効率的に干渉波成分を抑圧することが可能となる。また、所望の親局送信所からの信号を十分に受信できない状況において、所望でない干渉波を中継放送してしまうという問題を回避することが可能となる。 Therefore, since a signal component containing a large amount of interference waves can be removed to some extent, the interference wave components are efficiently suppressed even when the sum of the delay wave and the interference wave exceeds the number N of receiving antennas. It becomes possible. In addition, it is possible to avoid the problem of relaying undesired interference waves in a situation where signals from a desired master station transmitting station cannot be sufficiently received.
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、実施形態に示されている全構成要素からいく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.
100…OFDM放送受信装置、1−1〜1−N…受信アンテナ、2−1〜2−N…ダウンコンバータ、3−1〜3−N…アナログ−デジタル変換装置、4…固有値分解部、5…ウェイト生成部、6,6−1〜6−N…ビーム合成部、7…ダイバーシチ合成部、8…デジタル−アナログ変換装置、9…アップコンバータ、10…送信アンテナ、11…メモリ、12…比較部、13−1〜13−N…第1の系統切断スイッチ、14…第2の系統切断スイッチ
DESCRIPTION OF
Claims (7)
複数系統に配置され、前記複数の受信部から出力される放送信号をデジタル信号に変換する複数のアナログ−デジタル変換部と、
前記複数のアナログ−デジタル変換部それぞれから出力されるデジタル信号を入力して固有値分解を行い、前記複数の系統それぞれの固有値と当該固有値に対応する固有ベクトルとを算出する固有値分解部と、
前記固有値分解部で得られる前記複数系統それぞれの固有ベクトルに基づいて合成ウェイトを生成する合成ウェイト生成部と、
前記複数のアナログ−デジタル変換部それぞれから出力されるデジタル信号が分配供給され、それぞれ前記合成ウェイトに基づいて当該デジタル信号を重み付けして合成する複数のビーム合成部と、
前記複数のビーム合成部それぞれの出力をダイバーシチ合成するダイバーシチ合成部と
を具備することを特徴とするOFDM放送受信装置。 A plurality of receiving units for receiving broadcast signals of an Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) system;
A plurality of analog-to-digital converters that are arranged in a plurality of systems and convert broadcast signals output from the plurality of receivers into digital signals;
An eigenvalue decomposition unit that performs eigenvalue decomposition by inputting a digital signal output from each of the plurality of analog-digital conversion units, and calculates eigenvalues of each of the plurality of systems and eigenvectors corresponding to the eigenvalues;
A combined weight generation unit that generates a combined weight based on the eigenvectors of each of the plurality of systems obtained by the eigenvalue decomposition unit;
A plurality of beam combining units that distribute and supply the digital signals output from each of the plurality of analog-digital conversion units, and weight and combine the digital signals based on the combination weights;
An OFDM broadcast receiving apparatus comprising: a diversity combining unit that performs diversity combining on outputs of the plurality of beam combining units.
親局送信所の方向からの放送信号を受信したときの最適ウェイトを記憶する記憶手段と、
前記デジタル信号の固有ベクトルと前記最適ウェイトとのノルムを算出して比較し、有効な固有ベクトルを選定して前記合成ウェイト生成部に出力する比較手段と
を備えることを特徴とする請求項1記載のOFDM放送受信装置。 further,
Storage means for storing an optimum weight when receiving a broadcast signal from the direction of the master station transmitting station;
2. The OFDM according to claim 1, further comprising: a comparing unit that calculates and compares norms between the eigenvectors of the digital signal and the optimum weights, selects effective eigenvectors, and outputs the selected eigenvectors to the combined weight generation unit. Broadcast receiving device.
前記放送信号内に存在する、干渉波となりうる親局以外から信号を受信したときの固有ベクトルを記憶する記憶手段と、
前記複数系統それぞれのデジタル信号の固有ベクトルと前記記憶手段に記憶されている固有ベクトルとのノルムを算出し、当該ノルムが所定の閾値以下であるか否かを判定して有効な固有ベクトルを選定して前記合成ウェイト生成部に出力する比較手段と、
前記比較手段で得られるノルムが前記閾値を越えた場合に前記複数のビーム合成部からの出力を切断する第1のスイッチ手段と
を備え、
前記ダイバーシチ合成部は、前記第1のスイッチ手段を通過する信号をダイバーシチ合成することを特徴とする請求項1記載のOFDM放送受信装置。 further,
Storage means for storing eigenvectors when signals are received from other than the master station that can be an interference wave, present in the broadcast signal;
Calculating the norm of the eigenvectors of the digital signals of each of the plurality of systems and the eigenvectors stored in the storage means, determining whether the norm is equal to or less than a predetermined threshold and selecting an effective eigenvector, A comparison means for outputting to the composite weight generation unit;
First switching means for cutting off the outputs from the plurality of beam combining units when the norm obtained by the comparison means exceeds the threshold value,
2. The OFDM broadcast receiving apparatus according to claim 1, wherein the diversity combining unit performs diversity combining on the signal passing through the first switch means.
前記放送信号内に存在する、干渉波となりうる親局以外から信号を受信したときの固有ベクトルを記憶する記憶手段と、
前記複数系統それぞれのデジタル信号の固有ベクトルと前記記憶手段に記憶されている固有ベクトルとのノルムを算出し、当該ノルムが所定の閾値以下であるか否かを判定して有効な固有ベクトルを選定して前記合成ウェイト生成部に出力する比較手段と、
前記比較手段で得られる最大固有値をとるときのノルムが前記閾値を越えた場合に、前記ダイバーシチ合成部からの出力を切断する第2のスイッチ手段と
を備えることを特徴とする請求項1記載のOFDM放送受信装置。 further,
Storage means for storing eigenvectors when signals are received from other than the master station that can be an interference wave, present in the broadcast signal;
Calculating the norm of the eigenvectors of the digital signals of each of the plurality of systems and the eigenvectors stored in the storage means, determining whether the norm is equal to or less than a predetermined threshold and selecting an effective eigenvector, A comparison means for outputting to the composite weight generation unit;
The second switch means for cutting off the output from the diversity combining section when the norm when taking the maximum eigenvalue obtained by the comparison means exceeds the threshold value. OFDM broadcast receiver.
前記ダイバーシチ合成部から出力される放送信号を再送信する送信装置をさらに備えることを特徴とするOFDM放送中継装置。 An OFDM broadcast receiver according to any one of claims 1 to 6, comprising:
An OFDM broadcast relay apparatus, further comprising: a transmission apparatus that retransmits a broadcast signal output from the diversity combining unit.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011055213A (en) * | 2009-09-01 | 2011-03-17 | Fujitsu Ltd | Relay method and relay apparatus |
WO2014192732A1 (en) * | 2013-05-28 | 2014-12-04 | 日本電気株式会社 | Wireless station, wireless signal measuring method, and computer program |
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2006
- 2006-09-20 JP JP2006254704A patent/JP2008078916A/en active Pending
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