JP2008118567A - Ofdm receiving device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、移動体通信システムや無線LANシステム等に適用されるOFDM受信装置に関する。 The present invention relates to an OFDM receiver applied to a mobile communication system, a wireless LAN system, and the like.
近年、地上波テレビジョン放送システムのデジタル化が研究されている。欧州と日本においては、地上波テレビジョン放送システムの伝送方式としてOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)変調方式が採用されている。このOFDM方式は、広域信号を互いに直交する多数の搬送波で伝送することにより、地上波テレビジョン放送において必須の伝送条件であるマルチパス伝播路における遅延干渉特性を改善できる利点を有している。 In recent years, the digitization of terrestrial television broadcasting systems has been studied. In Europe and Japan, an OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) modulation method is adopted as a transmission method for a terrestrial television broadcasting system. This OFDM system has an advantage that delay interference characteristics in a multipath propagation path, which is an essential transmission condition in terrestrial television broadcasting, can be improved by transmitting a wide-area signal with a large number of carriers orthogonal to each other.
送信装置においては、変調された多数の搬送波を一括して逆フーリエ変換をすることによりOFDM信号を生成する。OFDM信号は伝送シンボル単位で伝送される。伝送シンボル(OFDMシンボル)は、マルチパスによるシンボル間干渉を避けるために、有効シンボルの前にガードインターバルを付加した形式で送信される。ガードインターバルは、有効シンボルの終端部分の波形をそのまま有効シンボル期間の前部にコピーしたものである。 In the transmission apparatus, an OFDM signal is generated by performing inverse Fourier transform on a large number of modulated carriers at once. The OFDM signal is transmitted in transmission symbol units. A transmission symbol (OFDM symbol) is transmitted in a format in which a guard interval is added before an effective symbol in order to avoid intersymbol interference due to multipath. The guard interval is obtained by copying the waveform at the end of the effective symbol as it is to the front of the effective symbol period.
受信装置では、受信した伝送シンボルから、有効シンボルを切り出し、切り出した有効シンボルをフーリエ変換することで、有効シンボルから各搬送波を分離する。なお、フーリエ変換には、高速変換アルゴリズムであるFFT(Fast Fourier Transform)が用いられる。 The receiving apparatus separates each carrier wave from the effective symbol by cutting out the effective symbol from the received transmission symbol and Fourier-transforming the extracted effective symbol. In addition, FFT (Fast Fourier Transform) which is a high-speed transformation algorithm is used for Fourier transformation.
有効シンボルの切り出しには、切り出し位置(期間)を示すFFT(時間)窓が設定された有効シンボル抽出部が採用される。FFT窓は有効シンボル期間長に設定されている。ガードインターバルが、有効シンボルの終端部分の波形をそのまま有効シンボル期間の前部にコピーしたものであるので、FFT窓をカードインターバル期間を含むようないずれの時間位置に設定しても、元の有効シンボル期間のデータを抽出することができ、FFTの直交性を維持することができる。従って、マルチパスの遅延時間がガードインターバル期間以内であれば、FFT窓の位置を適宜設定することにより、マルチパスの影響を受けていない有効シンボルを抽出可能である。 An effective symbol extraction unit in which an FFT (time) window indicating the extraction position (period) is set is employed for extracting effective symbols. The FFT window is set to the effective symbol period length. Since the guard interval is obtained by copying the waveform of the end portion of the effective symbol as it is to the front of the effective symbol period, the original effective period can be set regardless of the time position including the card interval period. Data of symbol periods can be extracted, and FFT orthogonality can be maintained. Therefore, if the multipath delay time is within the guard interval period, it is possible to extract effective symbols that are not affected by the multipath by appropriately setting the position of the FFT window.
しかしながら、FFT窓が隣接シンボルを含む位置までずれて設定された場合には、シンボル間干渉が生じ、FFTの直交性を維持することができなくなってしまう。このため、良好な受信品質を得るためには、FFT窓の設定位置を的確に制御することが必要である。 However, when the FFT window is set so as to be shifted to a position including the adjacent symbol, intersymbol interference occurs, and the orthogonality of the FFT cannot be maintained. For this reason, in order to obtain good reception quality, it is necessary to accurately control the setting position of the FFT window.
そこで、特許文献1においては、FFT窓を制御する回路を設け、FFT窓の位置変更と受信品質の検証を繰り返すことで、FFT窓の設定位置を連続的に制御する方法が採用される。なお、受信品質は、OFDMシンボルをFFT回路に与え、FFT回路からの出力を用いることで検証可能である。
Therefore,
特に、走行中の自動車内等で受信が行われる移動体通信においては、建物等の反射によって異なる複数の方向から電波が到来し、受信波が相互に干渉しあって、受信信号が時間的に大きく変動するフェージング現象が発生する。このような場合においては、FFT窓を連続的且つ的確に制御することが重要であり、特許文献1の手法はこの点で有効である。
In particular, in mobile communication where reception is performed in a running car or the like, radio waves arrive from a plurality of different directions due to reflection of buildings, etc., and the received waves interfere with each other, and the received signal is temporally A fading phenomenon that fluctuates greatly occurs. In such a case, it is important to control the FFT window continuously and accurately, and the method of
しかしながら、特許文献1においては、受信品質の検証を繰り返すために、FFT回路にOFDMシンボルを繰り返し供給する必要があり、少なくとも1シンボル分の伝送シンボルを保持するバッファメモリが必要である。このようなメモリを備える必要から、特許文献1の装置は回路規模が大きいという問題があった。
本発明は、比較的小さい回路規模でFFT窓を最適位置に連続的に制御し、良好な受信品質を得ることができるOFDM受信装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an OFDM receiver capable of continuously controlling the FFT window to an optimum position with a relatively small circuit scale and obtaining good reception quality.
本発明の一態様のOFDM受信装置は、入力されたOFDM時間波形をフーリエ変換処理するフーリエ変換手段と、前記OFDM時間波形の全帯域から制限する帯域を選択すると共に、選択した帯域に帯域制限してダウンコンバートする帯域制限手段と、帯域制限してダウンコンバートする帯域制限手段と、前記帯域制限手段によって帯域制限されたOFDM時間波形を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶されたOFDM時間波形の読出し位置を規定するFFT窓に従って、前記記憶手段から前記OFDM時間波形を読み出して、読み出したOFDM時間波形の受信品質を判定する受信品質判定手段と、前記FFT窓を制御すると共に、前記受信品質判定手段から所定の判定結果を得るためのFFT窓を前記フーリエ変換手段に設定するFFT窓発生手段とを具備したものである。 An OFDM receiver according to an aspect of the present invention selects a Fourier transform unit that performs a Fourier transform process on an input OFDM time waveform, a band that is restricted from the entire band of the OFDM time waveform, and restricts the band to the selected band. Band-limiting means for down-converting, band-limiting means for band-limiting and down-converting, storage means for storing the OFDM time waveform band-limited by the band-limiting means, and OFDM time waveform stored in the storage means The OFDM time waveform is read from the storage means in accordance with an FFT window that defines the read position of the received signal, the reception quality judgment means for judging the reception quality of the read OFDM time waveform, the FFT window is controlled, and the reception quality An FFT window for obtaining a predetermined determination result from the determination means is set in the Fourier transform means. It is obtained by and a FFT window generating means.
本発明によれば、比較的小さい回路規模でFFT窓を最適位置に連続的に制御し、良好な受信品質を得ることができるという効果を有する。 According to the present invention, it is possible to continuously control the FFT window to the optimum position with a relatively small circuit scale and obtain a good reception quality.
以下、図面を参照して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の実施の形態)
図1は本発明の第1の実施の形態に係るOFDM受信装置を示すブロック図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing an OFDM receiving apparatus according to the first embodiment of the present invention.
図1において、信号受信部10は、アンテナ11、チューナ12、AGC回路13、A/D変換器14及び直交検波回路15によって構成されている。アンテナ11にはOFDM信号が誘起する。アンテナ11で受信されたOFDM信号は、チューナ12に供給される。チューナ12は、入力された無線周波数帯のOFDM信号をIF(中間周波数)帯のOFDM信号に周波数変換してAGC回路13に出力する。
In FIG. 1, the
AGC回路13は、チューナ12の出力の信号レベルが一定になるように制御する。AGC回路13の出力はA/D変換器14に与えられ、A/D変換器14は、アナログOFDM信号をデジタル信号に変換して直交検波回路15に出力する。直交検波回路15は、入力されたOFDM信号をベースバンドのOFDM信号に変換して出力する。
The
直交検波回路15からのOFDM信号はFFT部16に供給されると共に、帯域制限回路30にも供給される。直交検波回路15の出力は時間領域のOFDM信号である。このOFDM信号は、有効シンボルの終端部分が先頭側にコピーされたガードインターバルを有して構成されている。即ち、時間領域のOFDM信号の1シンボルは、先頭のガード期間にガードインターバルが配置され後方の有効シンボル期間に有効シンボルが配置された構成である。
The OFDM signal from the
FFT部16は、後述する時間窓設定部26によって有効シンボル期間幅のFFT窓が設定され、このFFT窓によって指定された期間(以下、FFT窓期間という)の信号を抽出する。これにより、ガード期間分が除去された有効シンボルが得られる。FFT窓期間をガード期間長以内でずらしても有効シンボルを抽出することができる。即ち、FFT窓期間をマルチパスの遅延時間に応じて制御することで、マルチパスの影響を回避した有効シンボルを得ることができる。従って、有効シンボルを切り出すためのFFT窓の設定が受信品質に大きな影響を及ぼすことになる。
The
FFT部16は、有効シンボルに対してFFT処理を施すことで、時間領域の信号を周波数領域の信号に変換する。FFT部16の出力はデータ復調部17に供給される。データ復調部17は、入力された信号に対して、送信側において施された変調処理の逆処理を行って、元のデータを復元する。例えば、OFDMシンボルの各サブキャリアはPSK変調又はQAM変調等の変調方式によって変調されており、データ復調部17はこれらの変調方式に対応した復調処理によって元のデータを復元する。
The
本実施の形態においては、FFT窓を最適な設定とするために、直交検波回路15の出力を用いて、FFT窓の設定の有効性を判定する。即ち、FFT窓の設定を変えながら、実際に有効シンボルを切り出す。バッファメモリ37は、時間領域のOFDM信号の1シンポルデータを記憶し、FFT窓の設定を変えながら有効シンボルを切り出して読み出す。切出した有効シンボルの受信品質を求めることで、FFT窓の設定の有効性を判定するのである。
In the present embodiment, in order to set the FFT window to the optimum setting, the effectiveness of the setting of the FFT window is determined using the output of the
本実施の形態においては、帯域制限回路30は、OFDM信号のシンボルデータを帯域制限した後に、バッファメモリ37に供給するようになっている。帯域制限回路30は、入力されたOFDM信号を任意の帯域に帯域制限する。例えば、帯域制限回路30は、OFDMシンボルの全帯域の1/8の帯域に制限する。これにより、バッファメモリ37として1/8の容量のものを採用することができる。この場合でも、受信品質の確認精度は若干低下するが、FFT窓の設定の違いによる受信品質の優劣の判定は可能であるものと考えられる。
In the present embodiment, the band limiting circuit 30 supplies the
バッファメモリ37は、FFT窓発生手段を構成する時間窓制御部25からの書き込み指示により、帯域制限回路30から入力された帯域制限済みOFDM信号を記憶する。また、時間窓制御部25からの読み出し指示により、記憶された帯域制限済みOFDM信号を有効性判定部20に出力するようになっている。時間窓制御部25からの読み出し指示は、FFT部16に設定されるFFT窓期間に相当する期間(以下、判定窓期間という)の読み出しを指示するものである。バッファメモリ37は判定窓期間のシンボルデータを有効性判定部20に出力する。
The
有効性判定部20は、入力されたシンボルデータから受信品質を検証することで、判定窓期間の有効性を判定する。そして、有効性判定部20は、受信品質が良好であるか不良であるかの判定結果を時間窓制御部25に出力する。例えば、有効性判定部20は、受信品質が所定の閾値よりも良好なシンボルデータが得られる判定窓期間を時間窓制御部25に指示する。なお、有効性判定部20は、最も受信品質が良好なシンボルデータが得られる判定窓期間を時間窓制御部25に指示するようにしてもよい。有効性判定途中においては、有効性判定部20は、判定窓期間を切換えるための制御信号を時間窓制御部25に与えることもできる。
The
時間窓制御部25は、有効性判定部20から判定窓期間を切換えるための指示及び有効性の判定結果が与えられる。時間窓制御部25は、判定窓期間を切換えるための指示が与えられると、この指示に基づいてバッファメモリ37からの読み出し指示を行うようになっている。
The time
また、時間窓制御部25は、有効性の判定結果が与えられると、この判定結果に基づいて時間窓設定部26を制御するようになっている。時間窓設定部26は、時間窓制御部25に制御されて、FFT窓を設定するようになっている。
In addition, when an effectiveness determination result is given, the time
このように時間窓制御部25で判定窓期間を変化させながら、バッファメモリ37からシンボルデータを読出し、有効性判定部20で有効性を判定するという一連の処理を繰返すことで最適なFFT窓が得られる。
As described above, an optimum FFT window is obtained by repeating a series of processes of reading the symbol data from the
図2は帯域制限回路30の具体的な構成を示すブロック図である。図2に示すように、帯域制限回路30は帯域制限部21及びダウンサンプリング部22によって構成されている。帯域制限部21は、入力されたベースバンドのデジタルOFDM信号を帯域制限する。ダウンサンプリング部22は、待機制限されたOFDM信号を更にダウンサンプリングする。これにより、バッファメモリ37には、1シンボル中の所定の帯域のシンボルデータのみが供給される。
FIG. 2 is a block diagram showing a specific configuration of the band limiting circuit 30. As shown in FIG. 2, the band limiting circuit 30 includes a
図3は図1中の有効性判定部20の具体的な構成の一例を示すブロック図である。図3の例はバッファ37から入力されたシンボルデータをFFT処理して、受信品質を検証する例である。この場合には、時間窓設定部26は、時間窓制御部25に制御されて判定窓期間を指定するための判定窓をFFT部31に設定するようになっている。
FIG. 3 is a block diagram showing an example of a specific configuration of the
図3において、FFT部31は、FFT部16と同様の構成である。即ち、FFT部31は、バッファメモリ37からのシンボルデータに対して判定窓期間を設定して有効シンボルを抽出する。FFT部31は、抽出した判定窓期間の有効シンボルをFFT処理することによって、時間領域のOFDM信号を周波数領域の信号に変換する。周波数領域に変換された信号は受信品質測定回路32に供給される。
In FIG. 3, the
本実施の形態においては、FFT部31に入力されるシンボルは帯域制限されていることから、FFT部31が処理するサンプル数は、FFT部16が処理するサンプルするよりも少ない。従って、窓制御用のFFT部31が演算時に必要とする作業用メモリのサイズを縮小することができる。
In the present embodiment, since the symbols input to the
受信品質測定回路32は、入力された信号について、受信品質を測定する。例えば、受信品質測定回路32は、FFT部31からの周波数領域のOFDM信号を等化した後、S/N(信号対雑音比)データを算出する。このS/Nデータは、この時点に受信したOFDM信号から判定窓期間を用いて抽出した有効シンボルに対して、復調用のFFT演算によって得られる信号の受信品質を示す受信品質データとなる。
The reception
受信品質測定回路32からの受信品質データは受信品質判定回路33に供給される。受信品質判定回路33は、受信品質測定回路32からの受信品質データの値を所定の基準値と比較する。受信品質判定回路33は、受信品質データの値と基準値との比較によって、受信データが基準を満たし受信品質良好であるか、基準を満たさず受信品質不良であるかを判定する。受信品質判定回路33は、判定結果を時間窓制御部25に供給するようになっている。
Reception quality data from the reception
この場合には、時間窓制御部25は、受信品質判定回路33の判定結果に基づいて、判定窓期間及びFFT窓期間を制御する。即ち、受信品質の判定途中においては、時間窓制御部25は、判定窓期間を順次切換えて、バッファメモリ37に読み出し指示を与えると共に、FFT部31に判定窓期間を設定する。受信品質の判定が終了すると、時間窓制御部25は、判定結果によって受信品質が良好であるものと示された判定窓期間を、FFT窓期間としてFFT部16に設定するようになっている。
In this case, the time
次に、図4のフローチャートを参照してFFT窓の窓位置の決定処理について説明する。なお、図4は有効性判定部20として図3の回路を採用した場合の例を示している。 Next, the processing for determining the window position of the FFT window will be described with reference to the flowchart of FIG. 4 shows an example in which the circuit of FIG.
時間窓制御部25は、バッファメモリ37に読み出し指示を与えると共に、時間窓設定部26を制御して判定窓の窓位置を決定させる。図4のステップS1において、判定窓の初期設定が行われる。時間窓設定部26は、時間窓制御部25に制御されて、判定窓を初期窓位置に設定する。ステップS2では、時間窓制御部25に制御されて、帯域制限回路30からのOFDMシンボルがバッファメモリ37に書き込まれる。
The time
次にステップS3において、FFT部31は、初期の判定窓期間のOFDM信号を、バッファメモリ37から読み出す。FFT部31は、読み出したOFDM信号に対してFFT演算を施す。FFT部31においては、帯域制限済みOFDM信号が時間領域の信号から周波数領域の信号に変換される。
Next, in step S <b> 3, the
周波数領域の信号に変換されたOFDM信号は、受信品質測定回路32に与えられる。受信品質測定回路32は、FFT部31からの周波数領域のOFDM信号を等化した後、S/Nを算出する(ステップS5)。このS/Nデータが受信品質を示す受信品質データとなる。
The OFDM signal converted into the frequency domain signal is supplied to the reception
この受信品質データが例えば所定の閾値よりも高い受信品質を示すものである場合には、設定された判定窓の窓位置が良好であること、即ち、この判定窓の窓位置をFFT窓と設定することで、十分な受信品質が得られることを示している。そこで、この場合には、受信品質判定回路33は、受信品質が良好であることを示す信号を時間窓制御部25に出力する。そうすると、時間窓制御部25は、判定窓の窓位置をFFT窓に設定するように、時間窓設定部26を制御する。こうして、時間窓設定部26によって、良好な受信品質が得られるFFT窓が設定される。
If this reception quality data indicates reception quality higher than a predetermined threshold, for example, the window position of the set determination window is good, that is, the window position of this determination window is set as the FFT window. This shows that sufficient reception quality can be obtained. Therefore, in this case, the reception
一方、フェージング等の影響によって、初期窓位置では受信品質が不良であることがある。この場合には、受信品質データは、例えば所定の閾値よりも低い受信品質を示すものとなる。受信品質判定回路33は、受信品質が不良であることを示す信号を時間窓制御部25に出力する。そうすると、時間窓制御部25は、処理をステップS7に移行して、窓位置変更回数が規定回数を超過しているか否かを判定した後に、超過していなければ、ステップS8において、判定窓の窓位置を変更させる。
On the other hand, reception quality may be poor at the initial window position due to the influence of fading or the like. In this case, the reception quality data indicates reception quality lower than a predetermined threshold, for example. The reception
時間窓設定部26は、前回の判定窓位置とは異なる窓位置をFFT部31に設定する。こうして、FFT部31は、ステップS3において、バッファメモリ37に保持されたOFDM信号を新たに設定された判定窓期間において切り出す。以後、ステップS2〜S9の処理が繰り返される。
The time
即ち、時間窓制御部25は、受信品質が良好という判定結果が得られるまで、判定窓位置を順次切換える。そして、時間窓設定部26において、良好な受信品質が得られる判定窓期間をFFT窓期間としてFFT部16に設定する。
That is, the time
なお、ステップS9において判定窓をFFT窓として設定した場合、又はステップS7において窓位置の変更回数が所定数を超過した場合には、処理をステップS2に戻して、次の1シンボル分をバッファメモリ37に書き込んで、ステップS3〜S9の処理を繰り返す。 If the determination window is set as an FFT window in step S9, or if the number of window position changes exceeds a predetermined number in step S7, the process returns to step S2, and the next one symbol is stored in the buffer memory. 37, and the processing of steps S3 to S9 is repeated.
FFT部16は、時間窓設定部26によって設定されたFFT窓に従って、直交検波回路15からのOFDM信号から有効シンボルを切り出し、有効シンボルに対してFFT演算を施す。こうして、時間領域のOFDM信号が周波数領域の信号に変換される。FFT部16の出力はデータ復調部17に供給される。データ復調部17は、入力された信号に対して、送信側において施された変調処理の逆処理を行って、元のデータを復元する。こうして、データ復調部17から復調後のデータが出力される。
The
このように、本実施の形態においては、FFT窓の有効性判定のためにOFDM信号を保持するバッファメモリに対して、帯域制限回路によって帯域制限した後のOFDM信号を供給する。これにより、バッファメモリの容量を低減することができると共に、FFT窓の有効性判定に用いるFFT回路を縮小することが可能である。 Thus, in the present embodiment, the OFDM signal after being band-limited by the band-limiting circuit is supplied to the buffer memory holding the OFDM signal for determining the validity of the FFT window. As a result, the capacity of the buffer memory can be reduced, and the FFT circuit used for determining the validity of the FFT window can be reduced.
なお、図4の例においては、ステップS6において受信品質判定を行い、受信品質が良好と判定した場合に判定窓をFFT窓に設定したが、規定範囲で判定窓をシフトさせるようにしてもよい。即ち、判定窓を所定の帯域内で順次シフトさせ、各判定窓における受信品質結果を保持し、最良の判定結果が得られる判定窓をFFT窓に設定するようにしてもよい。例えば、8箇所の異なる窓位置を順次シフトさせ、受信品質が最も良好ないずれか1つの窓位置を決定してもよい。 In the example of FIG. 4, the reception quality is determined in step S6, and the determination window is set to the FFT window when it is determined that the reception quality is good. However, the determination window may be shifted within a specified range. . That is, the determination window may be sequentially shifted within a predetermined band, the reception quality result in each determination window may be retained, and the determination window that obtains the best determination result may be set as the FFT window. For example, eight different window positions may be sequentially shifted to determine any one window position with the best reception quality.
また、いずれの窓位置においても良好な受信品質が得られないものと判定した場合には、FFT部16に設定するFFT窓の窓位置として、前シンボル時の設定を用いてもよく、初期設定の窓位置を用いてよい。また、図4では、1シンボル毎に窓位置を設定する例を示したが、所定の周期毎に窓位置を設定するようにしてもよい。
If it is determined that good reception quality cannot be obtained at any window position, the setting at the time of the previous symbol may be used as the window position of the FFT window set in the
(第1の実施の形態の変形例)
図5は第1の実施の形態の変形例に係り、予め規定された判定窓の複数の窓位置において、受信品質の検証を行う場合の動作フローを示すフローチャートである。図5において図4と同一の手順については同一符号を付して説明を省略する。
(Modification of the first embodiment)
FIG. 5 is a flowchart showing an operation flow in the case of verifying reception quality at a plurality of predetermined window positions of a determination window according to a modification of the first embodiment. In FIG. 5, the same steps as those in FIG.
ステップS5において、受信品質測定回路32は受信品質を測定する。この受信品質データは、測定に用いられた判定窓に関する情報と共に図示しないメモリに記憶される。次のステップS10において、検証すべき全ての判定窓について、検証が終了したか否かが判定される。即ち、検証に用いる判定窓の窓位置として予め設定された複数個所の窓位置が規定されており、これらの窓位置の全てについて検証が行われたか否かが判定される。
In step S5, the reception
全窓位置の検証が終了していない場合には、処理をステップS8に移行して、新たな判定窓位置を設定してステップS3に処理を戻す。全窓位置の検証が終了した場合には、処理をステップS6に移行して、受信品質判定回路33において、記憶された全窓位置についての検証結果(受信品質データ)の中に、所定の基準値を満たす良品質な受信品質データが含まれるか否かを判定する。
If the verification of all window positions is not completed, the process proceeds to step S8, a new determination window position is set, and the process returns to step S3. If the verification of the full window position is completed, the process proceeds to step S6, and the reception
ステップS6において、記憶された全窓位置の検証結果に良品質なものが含まれていないと判定された場合には、処理をステップS2に戻す。ステップS2では、バッファメモリ37に記憶されている帯域制限済みのOFDM信号を破棄し、その時点で受信され帯域制限されたOFDM信号をバッファメモリ37に書き込む。そして、以降の処理を繰り返す。
If it is determined in step S6 that the stored verification results for all window positions do not include good quality, the process returns to step S2. In
一方、ステップS6において、記憶された全窓位置の検証結果に良品質なものが含まれていると判定された場合には、記憶されたデータの中から最良の受信品質を示す受信品質データを探し、その受信品質データに対応する判定窓を最適な判定窓と決定する。次いで、時間窓設定部26によって、最適な判定窓の窓位置をFFT窓としてFFT部16に設定する(ステップS9)。
On the other hand, if it is determined in step S6 that the stored verification results for all window positions include good quality, reception quality data indicating the best reception quality is stored from the stored data. The determination window corresponding to the received quality data is determined as the optimum determination window. Next, the window position of the optimum determination window is set in the
なお、ステップS6において、測定した受信品質データと設定した品質判定の基準値が大きくかけ離れて、良判定の判定条件を満たさない場合には、永久に良好と判定されず無限ループとなりFFT窓が更新されないという状態に陥ることがある。そこで、好適な基準値の設定やタイムアウト処理等を設けて、これを回避する必要がある。 In step S6, when the measured reception quality data and the set reference value for quality judgment are largely different and do not satisfy the judgment condition for good judgment, it is not judged as good forever and becomes an infinite loop and the FFT window is updated. It may fall into a state where it is not done. Therefore, it is necessary to avoid this by providing a suitable reference value setting, timeout processing, and the like.
このように、この変形例では、全ての窓位置での検証結果に基づいて、最良の受信品質が得られる窓期間をFFT窓に設定しており、良好な受信品質のデータ復調を行うことができる。 As described above, in this modification, the window period during which the best reception quality is obtained is set to the FFT window based on the verification results at all the window positions, and data demodulation with good reception quality can be performed. it can.
(第2の実施の形態)
図6は本発明の第2の実施の形態を示すブロック図である。図6において図1と同一の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。
(Second Embodiment)
FIG. 6 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention. In FIG. 6, the same components as those in FIG.
第1の実施の形態においては、帯域制限回路30は、OFDM信号を任意の帯域に帯域制限してバッファメモリ37に記憶させた。これに対し、本実施の形態は、制限する帯域を指定することによって、受信品質の検証精度を向上させることを可能にしたものである。
In the first embodiment, the band limiting circuit 30 limits the OFDM signal to an arbitrary band and stores it in the
本実施の形態は帯域制限回路30に代えて帯域制限回路50を採用した点が第1の実施の形態と異なる。帯域制限回路50は直交検波回路15からのOFDM信号を帯域制限する。この場合には、帯域制限回路50は、例えば、S/N又はビット誤り率の情報等を用いて、受信状態が良好な帯域に帯域制限する。帯域制限回路50は、FFT部16の出力を用いることで、受信状態は判断する。
This embodiment is different from the first embodiment in that a
図7は図6中の帯域制限回路50の具体的な構成を示すブロック図である。
FIG. 7 is a block diagram showing a specific configuration of the
帯域別受信状態測定回路51には、FFT回路16から周波数領域のOFDM信号が入力される。帯域別受信状態測定回路51は、入力された周波数領域のOFDM信号の各帯域毎に、電力、S/N又はビット誤り率等を用いて受信状態を測定する。帯域別受信状態測定回路51は、各帯域毎の受信状態を示す信号を帯域選択回路52に出力する。
The frequency domain OFDM signal is input from the
帯域選択回路52は、帯域別受信状態測定回路51から入力された受信状態を示す信号を用いて、受信状態の良好な周波数帯域を選択し、その帯域(以下、選択帯域という)を示す信号を周波数シフト回路53に出力する。 The band selection circuit 52 uses the signal indicating the reception state input from the band-specific reception state measurement circuit 51 to select a frequency band having a good reception state, and outputs a signal indicating the band (hereinafter referred to as a selection band). Output to the frequency shift circuit 53.
直交検波回路15からの時間領域のOFDM信号は周波数シフト回路53を介してローパスフィルタ54に与えられる。ローパスフィルタ54は、入力されたOFDM信号を帯域制限し、ダウンサンプリング部55は、ローパスフィルタ54の出力をダウンサンプリングする。即ち、ローパスフィルタ54及びダウンサンプリング部55は帯域制限回路30と同様の構成である。周波数シフト回路53は、帯域選択回路52から選択帯域を示す信号が与えられて、直交検波回路15から入力されたOFDM信号の選択帯域がローパスフィルタ54の通過帯域となるように周波数シフトする。ダウンサンプリング部55の出力は、バッファメモリ37に供給される。
The time-domain OFDM signal from the
こうして、帯域制限回路50は、ベースバンドのOFDM信号から受信状態の良好な周波数帯域を選択し、それ以外の周波数帯域を制限する。
Thus, the
このように構成された実施の形態においては、バッファメモリ37に保持させるOFDM信号の帯域制限の手法が第1の実施の形態と異なる。
In the embodiment configured as described above, the method for limiting the bandwidth of the OFDM signal held in the
バッファメモリ37に保持されるOFDM信号は、受信状態が良好な帯域のシンボルデータであり、結果として判定窓の有効性の判定精度を向上させることができる。
The OFDM signal held in the
他の作用、効果は第1の実施の形態と同様である。 Other operations and effects are the same as those of the first embodiment.
(第3の実施の形態)
図8は本発明の第3の実施の形態を示すブロック図である。図8において図6と同一の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。第1及び第2の実施の形態においては、窓制御部内に窓位置の有効性を判定する回路であるFFT部等を備えた例を示した。本実施の形態においては、窓位置の有効性を判定するFFT部を、本線系のFFT部16によって兼用する例を示している。
(Third embodiment)
FIG. 8 is a block diagram showing a third embodiment of the present invention. In FIG. 8, the same components as those of FIG. In the first and second embodiments, an example in which an FFT unit or the like, which is a circuit for determining the validity of the window position, is provided in the window control unit. In the present embodiment, an example is shown in which the FFT unit for determining the validity of the window position is also used by the main
本実施の形態は、窓位置の有効性を判定するFFT部を省略する。直交検波回路15の出力はセレクタ61を介してFFT部16に供給される。セレクタ61には、バッファメモリ37の出力も与えられる。セレクタ61は、時間窓制御部64に制御されて、直交検波回路15からのOFDM信号又はバッファメモリ37に記憶された帯域制限済みOFDM信号を選択的にFFT部16に出力する。
In this embodiment, the FFT unit for determining the validity of the window position is omitted. The output of the
即ち、セレクタ61は、窓位置の制御期間には、バッファメモリ37の出力を選択し、OFDM信号の復調時には直交検波回路15の出力を選択する。窓位置の制御期間は、FFT部16において、データ復調のためのFFT演算が行われていない空き(アイドル)時間に設定される。セレクタ61によって、FFT部16及びデータ復調部17の回路資源が、データ復調用と窓制御用として、時分割で使用可能となる。
That is, the selector 61 selects the output of the
FFT部16は時間窓設定部26に設定されたFFT窓によって、有効シンボル期間長のデータを抽出し、FFT処理してデータ復調部17に出力する。データ復調部17は周波数領域のOFDM信号を等化した後、復調する。データ復調部17は、復調結果を出力すると共に、窓制御期間においては、等化後のデータからS/Nデータを算出して、受信品質を示すデータとして窓制御部62の受信品質判定部63に供給する。
The
受信品質判定部63は、窓制御期間に受信品質データが与えられ、受信品質データの値を所定の基準値と比較する。受信品質判定回路63は、受信品質データの値と基準値との比較によって、受信データが基準を満たし受信品質良好であるか、基準を満たさず受信品質不良であるかを判定する。受信品質判定回路63は、判定結果を時間窓制御部64に供給するようになっている。データ復調部17から受信品質データが出力されるので、窓制御部62内に受信品質測定回路を設ける必要がない。
Reception quality determination unit 63 is provided with reception quality data during the window control period, and compares the value of reception quality data with a predetermined reference value. The reception quality determination circuit 63 determines whether the reception data satisfies the standard and the reception quality is good by comparing the value of the reception quality data with the reference value, or the reception quality is poor without satisfying the standard. The reception quality determination circuit 63 supplies the determination result to the time window control unit 64. Since reception quality data is output from the
時間窓制御部64は、時間窓制御部25と同様にバッファメモリ37及び時間窓設定部26を制御する。時間窓制御部64は、受信品質判定部63から受信品質の判定結果が与えられると、この判定結果に基づいて時間窓設定部26を制御するようになっている。
Similar to the time
次に、このように構成された実施の形態の動作について図9及び図10を参照して説明する。図9はFFT部16におけるFFT処理のタイムスケジュールの一例を示す説明図である。また、図10は窓制御部62によるFFT窓の窓位置の制御方法を示すフローチャートである。
Next, the operation of the embodiment configured as described above will be described with reference to FIGS. FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating an example of a time schedule for FFT processing in the
直交検波回路15から時間領域OFDM信号が出力され、バッファメモリ37に帯域制限されたOFDM信号が保持されることは第1の実施の形態と同様である。本実施の形態においては、直交検波回路15からのOFDM信号及びバッファメモリ37からのOFDM信号はセレクタ61を介してFFT部16に供給されるようになっている。
The time-domain OFDM signal is output from the
即ち、本実施の形態においては、直交検波回路15からのOFDM信号だけでなく、FFT窓の窓位置の制御のためにバッファメモリ37に記憶させたOFDM信号についても、本線系のFFT部16に供給するようになっている。FFT部16は、出力データを得るためのFFT処理(以下、復調用FFT処理という)とFFT窓の有効性判定のためのFFT処理(以下、窓制御用FFT処理という)とを時分割に行う。図9はFFT部16における時分割処理を説明するものである。
That is, in the present embodiment, not only the OFDM signal from the
図9に示すように、FFT部16は復調用FFT処理(復調処理)の空き時間に、窓制御用FFT処理(窓制御1,2…)を行う。図9の例では、各空き時間中に、FFT窓の窓位置を切換えて、夫々2つの窓位置においてFFT窓の有効性を判定したことを示している。
As shown in FIG. 9, the
図10は窓御部の方法を示している。図10において図4と同一の手順には同一符号を付して説明を省略する。 FIG. 10 shows the window control method. In FIG. 10, the same steps as those in FIG.
時間窓制御部64は、FFT部16における復調用FFT処理期間に、セレクタ61に直交検波回路15の出力(セレクト0)を選択させ、FFT部16の空き時間にバッファメモリ37の出力(セレクト1)を選択させる。ステップS11では、時間窓制御部64によってセレクト0が選択される。次のステップS12において、時間窓制御部64は、FFT部16が空き(アイドル)時間であるか否かを判定する。
The time window control unit 64 causes the selector 61 to select the output of the quadrature detection circuit 15 (select 0) during the demodulation FFT processing period in the
いま、FFT部16の復調処理時間であるものとする。この場合には、時間窓制御部64は、セレクタ61にセレクト0を選択させる。これにより、直交検波回路15からのOFDM信号がFFT部16に供給される。FFT部16は、時間窓設定部26によって設定された本線用(復調用)のFFT窓を用いて、入力されたOFDM信号から有効シンボル期間長のデータを切り出すと共に、切り出したデータに対するFFT演算を行う。
Now, it is assumed that it is the demodulation processing time of the
ここで、FFT部16が、図9の窓制御1に示す空き時間になるものとする。この場合には、時間窓制御部64は、ステップS13においてセレクト1を選択する。これにより、バッファメモリ37からOFDMシンボルが読み出されて、FFT部16に供給される。
Here, it is assumed that the
FFT部16は、時間窓設定部26から窓制御のためのFFT窓の初期値が設定される。FFT部16は、ステップS4において、設定された窓制御用のFFT窓を用いて有効シンボル期間長のデータを抽出し、抽出したデータに対してFFT演算を実行する(図9の窓制御1)。これにより、時間領域のOFDM信号は周波数領域OFDM信号に変換される。FFT部16は、周波数領域OFDM信号をデータ復調部17に出力する。
In the
データ復調部17は、OFDM信号を復調すると共に、受信品質データを窓制御部62に出力する。窓制御部62の受信品質判定部63は、入力された受信品質データが所定の基準値を満たす良品質な受信品質データであるか否かの判定を行う(ステップS6)。 The data demodulator 17 demodulates the OFDM signal and outputs reception quality data to the window controller 62. The reception quality determination unit 63 of the window control unit 62 determines whether or not the input reception quality data is good quality reception quality data that satisfies a predetermined reference value (step S6).
いま、受信品質データが基準値を満足せず、受信品質が不良(図9のNG)であるものとする。この場合には、時間窓制御部64は、処理をステップS7に移行し、窓位置変更回数が超過しているか否かを判定した後、超過していなければ、窓制御用FFT処理に用いるFFT窓の窓位置を変更する。FFT部16の空き時間が終了していなければ、ステップS11,S12から処理をステップS13に移行し、時間窓制御部64はセレクト1を選択する。これにより、FFT部16は、新たに設定されたFFT窓を用いて、有効シンボル期間長のデータを切り出す(図9の窓制御2)。FFT部16は切り出したOFDMシンボルに対してFFT演算を施し、データ復調部17は受信品質データを出力する。
Now, it is assumed that the reception quality data does not satisfy the reference value and the reception quality is poor (NG in FIG. 9). In this case, the time window control unit 64 proceeds to step S7 and determines whether or not the number of window position changes has been exceeded. If not, the time window control unit 64 uses the FFT for window control FFT processing. Change the window position of the window. If the free time of the
図9の例は窓制御2における受信品質データも不良である例を示している。この場合には、時間窓制御部64は、更に窓位置を変更して(ステップS8)、有効性の判定を行う。ここで、FFT部16の空き時間が終了するものとする。この場合には、時間窓制御部64は、ステップS12において、アイドル状態でないことを検出し、セレクタ61にセレクト0を選択させる。これにより、FFT部16において、復調処理が継続される。なお、この場合には、復調用のFFT窓が用いられる。
The example of FIG. 9 shows an example in which the reception quality data in the
FFT部16の空き時間が再度到来すると、時間窓制御部64は、処理をステップS13に移行して、窓制御のための判定処理を続ける。以後、同様の動作を繰り返す。図9の例では、窓制御6の期間に設定されたFFT窓を用いて切り出された有効シンボル期間長のデータに対するFFT処理及び復調処理によって、受信品質が良好なデータが得られたことを示している。時間窓制御部64は、受信品質判定部63から受信品質が良好であることを示す信号が与えられて、そのときのFFT窓を本線系の処理に用いるFFT窓として設定するように制御を行う(ステップS9)。なお、次の空き時間には、ステップS2において新たなシンボルがバッファメモリ37に書き込まれて、同様の動作が繰り返される。
When the free time of the
こうして、時間窓設定部26は、指示されたFFT窓を直交検波回路15からのOFDM信号の切り出しに用いるFFT窓としてFFT部16に出力する。FFT部16は、復調処理期間において、指定されたFFT窓を用いてOFDM信号から有効シンボル期間長のデータを切り出し、OFDM演算を施す。データ復調部17は、入力された周波数領域のOFDM信号を復調して、元のデータを復元する。
In this way, the time
なお、測定した受信品質データと設定した品質判定の基準値が大きくかけ離れて受信品質が良不良の判定条件を満たさない場合には、ステップS6において永久に良判定とならず無限ループとなり復調用FFT処理に用いるFFT窓が更新されないことが考えられる。そこで、好適な基準値の設定を行うと共に、ステップS7等のタイムアウト処理を設けてこれを回避する手段が必要である。 When the measured reception quality data and the set reference value for quality determination are far apart from each other and the reception quality does not satisfy the determination condition for good or bad, in step S6, a good determination is not made forever but an infinite loop is generated. It is conceivable that the FFT window used for processing is not updated. Therefore, there is a need for a means for avoiding this by setting a suitable reference value and providing a time-out process such as step S7.
このように本実施の形態においても、狭帯域のOFDM信号を用いて最適なFFT窓の窓位置を検出しており、バッファメモリ37には帯域制限されたOFDM信号を保存させればよく、バッファメモリ37の容量を低減させることができる。また、本実施の形態においては、FFT部16が、復調用FFT処理と窓制御用FFT処理とを時分割で実施しており、1系統のFFT回路によって、最適な窓位置に制御可能であるという利点がある。また、周波数領域OFDM信号から受信品質データを測定する受信品質測定回路も省略することができる。これにより、回路規模を増大させることなく、最適窓位置への制御を連続的に行って、FFT窓を常時最適窓位置に設定することができる。
As described above, also in this embodiment, the optimum FFT window position is detected using the narrowband OFDM signal, and the
なお、データ復調部17において、FFT部16からの周波数領域のOFDM信号を等化し、復調し、更に誤り訂正処理を施すことも可能である。この場合には、データ復調部17による誤り訂正処理に用いたデータを利用することで、FFT部16の出力信号のビット誤り率を算出した結果を、受信品質データとして受信品質判定部63に供給してもよい。即ち、FFT窓の窓位置をFFT回路16の出力信号のビット誤り率に基づいて制御することができる。
Note that the
(第3の実施の形態の変形例)
図11は第3の実施の形態の変形例に係り、予め規定された判定窓の複数の窓位置において、受信品質の検証を行う場合の動作フローを示すフローチャートである。図11において図10と同一の手順については同一符号を付して説明を省略する。
(Modification of the third embodiment)
FIG. 11 is a flowchart showing an operation flow in a case where reception quality is verified at a plurality of window positions of a predetermined determination window according to a modification of the third embodiment. In FIG. 11, the same steps as those in FIG.
ステップS5において、受信品質測定回路32は受信品質を測定する。この受信品質データは、測定に用いられた判定窓に関する情報と共に図示しないメモリに記憶される。次のステップS20において、検証すべき全ての判定窓について、検証が終了したか否かが判定される。即ち、検証に用いる判定窓の窓位置として予め設定された複数個所の窓位置が規定されており、これらの窓位置の全てについて検証が行われたか否かが判定される。
In step S5, the reception
全窓位置の検証が終了していない場合には、処理をステップS8に移行して、新たな判定窓位置を設定してステップS11に処理を戻す。全窓位置の検証が終了した場合には、処理をステップS6に移行して、受信品質判定回路33において、記憶された全窓位置についての検証結果(受信品質データ)の中に、所定の基準値を満たす良品質な受信品質データが含まれるか否かを判定する。
If the verification of all window positions has not been completed, the process proceeds to step S8, a new determination window position is set, and the process returns to step S11. If the verification of the full window position is completed, the process proceeds to step S6, and the reception
ステップS6において、記憶された全窓位置の検証結果に良品質なものが含まれていないと判定された場合には、処理をステップS2に戻す。ステップS2では、バッファメモリ37に記憶されている帯域制限済みのOFDM信号を破棄し、その時点で受信され帯域制限されたOFDM信号をバッファメモリ37に書き込む。そして、以降の処理を繰り返す。
If it is determined in step S6 that the stored verification results for all window positions do not include good quality, the process returns to step S2. In
一方、ステップS6において、記憶された全窓位置の検証結果に良品質なものが含まれていると判定された場合には、記憶されたデータの中から最良の受信品質を示す受信品質データを探し、その受信品質データに対応する判定窓を最適な判定窓と決定する。次いで、時間窓設定部26によって、最適な判定窓の窓位置をFFT窓としてFFT部16に設定する(ステップS9)。
On the other hand, if it is determined in step S6 that the stored verification results for all window positions include good quality, reception quality data indicating the best reception quality is stored from the stored data. The determination window corresponding to the received quality data is determined as the optimum determination window. Next, the window position of the optimum determination window is set in the
このように、この変形例では、全ての窓位置での検証結果に基づいて、最良の受信品質が得られる窓期間をFFT窓に設定しており、良好な受信品質のデータ復調を行うことができる。 As described above, in this modification, the window period during which the best reception quality is obtained is set to the FFT window based on the verification results at all the window positions, and data demodulation with good reception quality can be performed. it can.
10…信号受信部、16…FFT部、17…データ復調部、19…窓制御部、20…有効性判定部、25…時間窓制御部、26…時間窓設定部、30…帯域制限回路、37…バッファメモリ。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記OFDM時間波形の全帯域から制限する帯域を選択すると共に、選択した帯域に帯域制限してダウンコンバートする帯域制限手段と、
前記帯域制限手段によって帯域制限されたOFDM時間波形を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶されたOFDM時間波形の読出し位置を規定するFFT窓に従って、前記記憶手段から前記OFDM時間波形を読み出して、読み出したOFDM時間波形の受信品質を判定する受信品質判定手段と、
前記FFT窓を制御すると共に、前記受信品質判定手段から所定の判定結果を得るためのFFT窓を前記フーリエ変換手段に設定するFFT窓発生手段と
を具備したことを特徴とするOFDM受信装置。 Fourier transform means for performing a Fourier transform process on the input OFDM time waveform;
Band limiting means for selecting a band to be limited from the entire band of the OFDM time waveform and band-limiting to the selected band and down-converting;
Storage means for storing the OFDM time waveform band-limited by the band-limiting means;
A reception quality determination unit that reads out the OFDM time waveform from the storage unit according to an FFT window that defines a readout position of the OFDM time waveform stored in the storage unit, and determines reception quality of the read OFDM time waveform;
An OFDM receiving apparatus comprising: an FFT window generating unit that controls the FFT window and sets an FFT window for obtaining a predetermined determination result from the reception quality determining unit in the Fourier transform unit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009081820A1 (en) * | 2007-12-20 | 2009-07-02 | Sharp Kabushiki Kaisha | Radio communication system, reception device, and reception method |
US8289834B2 (en) | 2009-05-26 | 2012-10-16 | Kabushiki Kaisha Toshiba | OFDM signal receiving system |
US8290076B2 (en) | 2009-06-30 | 2012-10-16 | Fujitsu Limited | Receiver, signal processing apparatus and receiving method |
-
2006
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