JP2009044338A - Ofdm receiver and ofdm receiving method - Google Patents
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Description
本発明はOFDM受信装置及びOFDM受信方法に関する。特に、RF帯のOFDM信号を受信及び前処理してベースバンドOFDM信号を生成するRF処理部と、前記ベースバンドOFDM信号に多重されたパイロット信号に基づき該ベースバンドOFDM信号に重畳された歪み成分を補償する歪み補償部と、該歪み補償されたOFDM信号をOFDM復調する復調部とを備えるOFDM受信装置及びOFDM受信方法に適用して好適である。 The present invention relates to an OFDM receiving apparatus and an OFDM receiving method. In particular, an RF processing unit that receives and preprocesses an RF band OFDM signal to generate a baseband OFDM signal, and a distortion component superimposed on the baseband OFDM signal based on a pilot signal multiplexed on the baseband OFDM signal The present invention is suitable for application to an OFDM receiving apparatus and an OFDM receiving method that include a distortion compensating unit that compensates for OFDM and a demodulating unit that OFDM-demodulates the distortion-compensated OFDM signal.
OFDM通信方式は無線LANシステム(IEEE802.11a)や地上波ディジタル放送で使用されており、更に、家庭内ホームネットワークに向けての無線通信システムとして、ミリ波帯においてOFDM方式を用いた高速伝送の技術開発が進められている。現状では10GHz以下の周波数が逼迫していることから、将来はミリ波帯の一般利用に向けて大きな期待がなされている。 The OFDM communication system is used in a wireless LAN system (IEEE802.11a) and terrestrial digital broadcasting. Further, as a wireless communication system for a home network in a home, high-speed transmission using the OFDM system in the millimeter wave band is used. Technology development is underway. At present, since the frequency of 10 GHz or less is tight, there are high expectations for general use of the millimeter wave band in the future.
OFDM通信はマルチキャリアを用いて情報を伝送する技術であり、多数のサブキャリアにガードタイムを設けて伝送するため、マルチパス環境におけるフェージングの影響を受けにくいという特徴を有する。一方、OFDM通信では、受信復調の際にサブキャリア間の直交性が崩れると、受信誤り率が大幅に劣化する。マルチパスによるパス遅延はガードタイムを設けることである程度防げるが、搬送波fcの周波数が想定以上にずれた場合には、受信誤り率に大きな影響が生じる。以下、詳細に説明する。 OFDM communication is a technique for transmitting information using multicarriers, and has a characteristic that it is not easily affected by fading in a multipath environment because it transmits a number of subcarriers with guard times. On the other hand, in OFDM communication, if the orthogonality between subcarriers is lost during reception demodulation, the reception error rate is greatly degraded. Path delay due to multipath can be prevented to some extent by providing a guard time, but if the frequency of the carrier wave fc deviates more than expected, the reception error rate is greatly affected. This will be described in detail below.
図10は従来技術を説明する図で、OFDM通信装置の基本的な構成を示している。図10(A)はOFDM送信装置のブロック図で、該OFDM送信装置は、OFDM変調部10と、RF増幅部20とから構成される。図において、送信I,Qデータをシンボルマッパ11で各サブキャリアを変調するためのN個の複素シンボル列に変換すると共に、該変換した複素シンボル列を直並列変換器(S/P)12で並列信号に変換し、更に離散フーリェ逆変換部(IFFT)13により一括逆フーリェ変換して、N個のODFMシンボル標本値を生成する。更に、該生成したN個のODFMシンボル標本値を並直列変換部(P/S)14で直列(時間)信号に変換し、複素ベースバンドOFDM信号を生成すると共に、そ出力を実数化部(RE)15で実数化し、RF増幅部20に加える。RF増幅部20では、複素ベースバンドOFDM信号の実部に搬送波(fc)を掛け合わせてその出力をBPF23に通し、RF帯域OFDM信号を生成する。これをRFアンプ(RFA)24で増幅し、アンテナより送信する。
FIG. 10 is a diagram for explaining the prior art, and shows a basic configuration of an OFDM communication apparatus. FIG. 10A is a block diagram of an OFDM transmission apparatus, which includes an
図10(B)はODM受信装置のブロック図で、該ODM受信装置はRFフロントエンド部(RFFE)30と、OFDM復調部40とから構成される。図において、アンテナで受信したRF帯域のOFDM信号を低雑音アンプ(LNA)31で増幅して後、I,Q信号成分に分離及びミキサ34a,34bで周波数をダウンコンバートして複素ベースバンドOFDM信号に変換し、これを標本化部35で標本化して複素信号列を生成する。更に、この複素信号列を直並列変換部(S/P)41でN個の並列信号に変換し、該変換したN個の標本値に対して離散フーリェ変換(FFT)を行うことにより、各サブキャリアを変調している複素シンボル列を抽出する。該抽出した複素シンボル列を並直列変換部(P/S)43で直列信号系列に変換し、これらをデータ判定部44で判定することにより受信データを復調する。
FIG. 10B is a block diagram of the ODM receiving apparatus, and the ODM receiving apparatus includes an RF front end unit (RFFE) 30 and an
このように、OFDM通信では送信側でローカル発振器(fc)21によりアップコン
バートしたRF帯域のOFDM信号を、受信側独自のローカル発振器(fc)32によりダウンコンバートしてOFDM復調するため、ローカル発振器21/32の発振精度や同期回路の同期性能が十分ではなかったり、あるいは通信装置の移動に伴うドップラー効果によって両周波数fc間に誤差(位相雑音)が生じる。
In this way, in OFDM communication, the OFDM signal in the RF band up-converted by the local oscillator (fc) 21 on the transmission side is down-converted by the local oscillator (fc) 32 unique to the reception side to perform OFDM demodulation. / 32 oscillation accuracy and synchronization performance of the synchronization circuit are not sufficient, or an error (phase noise) occurs between the two frequencies fc due to the Doppler effect accompanying movement of the communication device.
このような位相雑音は全てのサブキャリアに一様に重畳する結果、全サブキャリア間でサブキャリア間干渉(ICI:Inter Carrier Interference)を引き起こされ、この場合の復調シンボルは、希望するシンボルのみならず、同一のOFDMシンボル内のその他のすべてのサブキャリアで伝送されるシンボルからの干渉を受けることになる。 As a result of uniformly superimposing such phase noise on all subcarriers, intercarrier interference (ICI) is caused between all subcarriers. In this case, if the demodulated symbols are only the desired symbols. Instead, it receives interference from symbols transmitted on all other subcarriers in the same OFDM symbol.
なお、従来は、既知の振幅・位相特性を有するパイロット信号を利用して位相雑音をキャンセルする場合に、受信IF信号の受信レベルに応じて最適なC/Nのパイロット信号を抽出すべくパイロット信号抽出フィルタの通過帯域幅を適応的に変化させる伝送信号処理装置が知られている(特許文献1)。
本発明は上記従来技術の問題点に鑑みなされたもので、その目的は、簡単な構成により送受間の周波数偏差に基づく受信OFDM信号の歪みを有効にキャンセル可能なOFDM受信装置及びOFDM受信方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art. An object of the present invention is to provide an OFDM receiving apparatus and OFDM receiving method capable of effectively canceling distortion of a received OFDM signal based on a frequency deviation between transmission and reception with a simple configuration. It is to provide.
本発明の第1の態様によるOFDM受信装置は、RF帯のOFDM信号を受信及び前処理してベースバンドOFDM信号を生成するRF処理部と、前記ベースバンドOFDM信号に多重されたパイロット信号に基づき該ベースバンドOFDM信号に重畳された歪み成分を補償する歪み補償部と、該歪み補償されたOFDM信号をOFDM復調する復調部とを備えるOFDM受信装置において、前記歪み補償部は、前記ベースバンドOFDM信号をフィルタに通してOFDM主信号成分を抽出するOFDM主信号成分抽出部と、前記ベースバンドOFDM信号を離散フーリェ変換して周波数成分信号に変換し、そのうちの前記パイロット信号の周波数成分を取り出して該周波数成分を周波数0の位置に再配置すると共に、該再配置したパイロット信号成分をフーリェ逆変換して時間信号に変換し、既知のパイロット信号に基づき前記時間信号に変換したパイロット信号に重畳されている歪み成分を補償するための歪み補償信号を生成する歪み補償信号生成部と、前記抽出したOFDM主信号成分に重畳された歪み成分を前記生成した歪み補償信号によりキャンセルする歪みキャンセル部とを備えるものである。本発明によれば、パイロット信号に重畳した歪み成分を効率よく検出してOFDM主信号成分に重畳した歪み成分を時系列に一括補償できるため、歪み補償処理及び回路構成が簡単である。 An OFDM receiver according to a first aspect of the present invention is based on an RF processing unit that receives and preprocesses an RF band OFDM signal to generate a baseband OFDM signal, and a pilot signal multiplexed on the baseband OFDM signal. An OFDM receiver comprising: a distortion compensation unit that compensates for distortion components superimposed on the baseband OFDM signal; and a demodulation unit that performs OFDM demodulation on the distortion-compensated OFDM signal, wherein the distortion compensation unit includes the baseband OFDM An OFDM main signal component extraction unit that extracts the OFDM main signal component by passing the signal through a filter, and converts the baseband OFDM signal into a frequency component signal by discrete Fourier transform, and extracts the frequency component of the pilot signal The frequency component is rearranged at the position of frequency 0, and the rearranged pilot is Distortion compensation signal generation for generating a distortion compensation signal for compensating for a distortion component superimposed on a pilot signal converted to a time signal based on a known pilot signal by converting the signal component into a Fourier signal by inverse Fourier transform And a distortion cancellation unit that cancels the distortion component superimposed on the extracted OFDM main signal component by the generated distortion compensation signal. According to the present invention, the distortion component superimposed on the pilot signal can be efficiently detected and the distortion component superimposed on the OFDM main signal component can be collectively compensated in time series, so that the distortion compensation processing and the circuit configuration are simple.
本発明の第2の態様によるOFDM受信装置は、RF帯のOFDM信号を受信及び前処理してベースバンドOFDM信号を生成するRF処理部と、前記ベースバンドOFDM信号に多重されたパイロット信号に基づき該ベースバンドOFDM信号に重畳された歪み成分を補償する歪み補償部と、該歪み補償されたOFDM信号をOFDM復調する復調部とを備えるOFDM受信装置において、前記歪み補償部は、前記ベースバンドOFDM信号を離散フーリェ変換して周波数成分信号に変換するフーリェ変換部と、前記変換した周波数成分信号のうちのOFDM主信号に係る部分を取り出して離散フーリェ逆変換により時間信号に変換するOFDM主信号成分抽出部と、前記変換した周波数成分信号のうちのパ
イロット信号に係る部分を取り出して該パイロット信号成分を周波数0の位置に再配置すると共に、該再配置したパイロット信号成分をフーリェ逆変換により時間信号に変換し、既知のパイロット信号に基づき前記時間信号に変換したパイロット信号に重畳されている歪み成分を補償するための歪み補償信号を生成する歪み補償信号生成部と、前記抽出したOFDM主信号成分に重畳された歪み成分を前記生成した歪み補償信号によりキャンセルする歪みキャンセル部とを備えるものである。本発明では、フィルタ回路を使用しないため、OFDM主信号成分とパイロット信号成分とを高い精度で分離できる。
An OFDM receiver according to a second aspect of the present invention is based on an RF processing unit that receives and preprocesses an RF band OFDM signal and generates a baseband OFDM signal, and a pilot signal multiplexed on the baseband OFDM signal. An OFDM receiver comprising: a distortion compensation unit that compensates for distortion components superimposed on the baseband OFDM signal; and a demodulation unit that performs OFDM demodulation on the distortion-compensated OFDM signal, wherein the distortion compensation unit includes the baseband OFDM A Fourier transform unit for transforming the signal into a frequency component signal by performing discrete Fourier transform, and an OFDM main signal component for extracting a portion related to the OFDM main signal from the converted frequency component signal and converting it into a time signal by inverse discrete Fourier transform An extraction unit and a portion related to the pilot signal in the converted frequency component signal are extracted. The pilot signal component is rearranged at a position of frequency 0, and the rearranged pilot signal component is converted into a time signal by Fourier inverse transform, and converted into the time signal based on a known pilot signal. A distortion compensation signal generation unit that generates a distortion compensation signal for compensating the superimposed distortion component, and a distortion cancellation unit that cancels the distortion component superimposed on the extracted OFDM main signal component by the generated distortion compensation signal Are provided. In the present invention, since the filter circuit is not used, the OFDM main signal component and the pilot signal component can be separated with high accuracy.
本発明の第3の態様によるOFDM受信装置は、RF帯のOFDM信号を受信及び前処理してベースバンドOFDM信号を生成するRF処理部と、前記ベースバンドOFDM信号に多重されたパイロット信号に基づき該ベースバンドOFDM信号に重畳された歪み成分を補償する歪み補償部と、該歪み補償されたOFDM信号をOFDM復調する復調部とを備えるOFDM受信装置において、前記歪み補償部は、前記ベースバンドOFDM信号を第1のフィルタに通してOFDM主信号成分を抽出するOFDM主信号成分抽出部と、前記ベースバンドOFDM信号を第2のフィルタに通してパイロット信号に係る成分を抽出し、該抽出したパイロット信号成分が周波数0の位置にくるまで該パイロット信号成分を周波数変換すると共に、既知のパイロット信号に基づき前記周波数変換したパイロット信号に重畳されている歪み成分を補償するための歪み補償信号を生成する歪み補償信号生成部と、前記抽出したOFDM主信号成分に重畳された歪み成分を前記生成した歪み補償信号によりキャンセルする歪みキャンセル部とを備えるものである。本発明では、全ての信号処理を時間軸で行うため、回路構成が簡単である。 An OFDM receiver according to a third aspect of the present invention is based on an RF processing unit that receives and pre-processes an RF band OFDM signal to generate a baseband OFDM signal, and a pilot signal multiplexed on the baseband OFDM signal. An OFDM receiver comprising: a distortion compensation unit that compensates for distortion components superimposed on the baseband OFDM signal; and a demodulation unit that performs OFDM demodulation on the distortion-compensated OFDM signal, wherein the distortion compensation unit includes the baseband OFDM An OFDM main signal component extracting unit for extracting an OFDM main signal component by passing a signal through a first filter; and extracting a component related to a pilot signal by passing the baseband OFDM signal through a second filter; The pilot signal component is frequency-converted until the signal component reaches the position of frequency 0, and the known A distortion compensation signal generator for generating a distortion compensation signal for compensating for a distortion component superimposed on the pilot signal frequency-converted based on a pilot signal; and a distortion component superimposed on the extracted OFDM main signal component And a distortion canceling unit that cancels using the generated distortion compensation signal. In the present invention, since all signal processing is performed on the time axis, the circuit configuration is simple.
本発明の第4の態様によるOFDM受信装置は、RF帯のOFDM信号を受信及び前処理してベースバンドOFDM信号を生成するRF処理部と、前記ベースバンドOFDM信号に多重されたパイロット信号に基づき該ベースバンドOFDM信号に重畳された歪み成分を補償する歪み補償部と、該歪み補償されたOFDM信号をOFDM復調する復調部とを備えるOFDM受信装置において、前記歪み補償部は、前記ベースバンドOFDM信号を第1のフィルタに通してOFDM主信号成分を抽出するOFDM主信号成分抽出部と、前記ベースバンドOFDM信号に含まれるパイロット信号成分が周波数0の位置にくるまで該ベースバンドOFDM信号を周波数変換し、該周波数変換した信号を第2のフィルタに通してパイロット信号に係る成分を抽出すると共に、既知のパイロット信号に基づき前記抽出したパイロット信号に重畳されている歪み成分を補償するための歪み補償信号を生成する歪み補償信号生成部と、前記抽出したOFDM主信号成分に重畳された歪み成分を前記生成した歪み補償信号によりキャンセルする歪みキャンセル部とを備えるものである。本発明では、先にパイロット信号成分をダウンコンバートするため、該パイロット信号成分の抽出を比較的簡単なLPFで行える。 An OFDM receiver according to a fourth aspect of the present invention is based on an RF processing unit that receives and pre-processes an RF band OFDM signal to generate a baseband OFDM signal, and a pilot signal multiplexed on the baseband OFDM signal. An OFDM receiver comprising: a distortion compensation unit that compensates for distortion components superimposed on the baseband OFDM signal; and a demodulation unit that performs OFDM demodulation on the distortion-compensated OFDM signal, wherein the distortion compensation unit includes the baseband OFDM An OFDM main signal component extraction unit that extracts the OFDM main signal component by passing the signal through the first filter, and the frequency of the baseband OFDM signal until the pilot signal component included in the baseband OFDM signal is at a position of frequency 0 The frequency-converted signal is passed through the second filter and the pilot signal is applied And a distortion compensation signal generator for generating a distortion compensation signal for compensating a distortion component superimposed on the extracted pilot signal based on a known pilot signal, and the extracted OFDM main signal component And a distortion cancellation unit that cancels the superimposed distortion component using the generated distortion compensation signal. In the present invention, since the pilot signal component is first down-converted, the pilot signal component can be extracted with a relatively simple LPF.
本発明の第5の態様によるOFDM受信方法は、RF帯のOFDM信号を受信及び前処理してベースバンドOFDM信号を生成し、前記ベースバンドOFDM信号に多重されたパイロット信号に基づき該ベースバンドOFDM信号に重畳された歪み成分を補償し、該歪み補償されたOFDM信号をOFDM復調するOFDM受信方法において、前記歪み補償部は、前記ベースバンドOFDM信号をフィルタに通してOFDM主信号成分を抽出し、前記ベースバンドOFDM信号を離散フーリェ変換して周波数成分信号に変換し、そのうちの前記パイロット信号の周波数成分を取り出して該周波数成分を周波数0の位置に再配置すると共に、該再配置したパイロット信号成分をフーリェ逆変換して時間信号に変換し、既知のパイロット信号に基づき前記時間信号に変換したパイロット信号に重畳されている歪み成分を補償するための歪み補償信号を生成し、前記抽出したOFDM主信号成分に重畳された歪み成分を前記生成した歪み補償信号によりキャンセルするものである。 An OFDM reception method according to a fifth aspect of the present invention receives and pre-processes an RF band OFDM signal to generate a baseband OFDM signal, and the baseband OFDM signal is based on a pilot signal multiplexed on the baseband OFDM signal. In an OFDM reception method for compensating for a distortion component superimposed on a signal and OFDM demodulating the distortion-compensated OFDM signal, the distortion compensation unit extracts the OFDM main signal component by passing the baseband OFDM signal through a filter. The baseband OFDM signal is subjected to discrete Fourier transform to be converted into a frequency component signal, and the frequency component of the pilot signal is extracted, and the frequency component is rearranged at the position of frequency 0, and the rearranged pilot signal is The components are Fourier transformed and converted to a time signal, based on a known pilot signal. Generating a distortion compensation signal for compensating for the distortion component superimposed on the pilot signal converted into the time signal, and canceling the distortion component superimposed on the extracted OFDM main signal component by the generated distortion compensation signal. To do.
以上述べた如く本発明によれば、簡単な構成により送受間の周波数偏差に基づく受信OFDM信号の歪みを有効にキャンセル可能なため、この種のOFDM受信装置を小型かつ安価に提供できる。 As described above, according to the present invention, the distortion of the received OFDM signal based on the frequency deviation between transmission and reception can be effectively canceled with a simple configuration, and thus this type of OFDM receiving apparatus can be provided in a small size and at low cost.
以下、添付図面に従って本発明の複数の実施の形態を詳細に説明する。なお、全図を通して同一符号は同一又は相当部分を示すものとする。図1は実施の形態によるOFDM送信装置のブロック図で、OFDM主信号(データ信号)にパイロット信号を付加して送信する場合を示している。なお、OFDM変調部10とRF増幅部20とについての基本的な構成は上記図10(A)で述べたものと同様でよい。また、このOFDM送信装置の構成は以下に述べる第1〜第4の実施の形態によるOFDM受信装置の説明に共通して用いられるものである。
Hereinafter, a plurality of embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Note that the same reference numerals denote the same or corresponding parts throughout the drawings. FIG. 1 is a block diagram of an OFDM transmission apparatus according to an embodiment, and shows a case where a pilot signal is added to an OFDM main signal (data signal) for transmission. The basic configuration of the
図1において、N個の送信データとP(例えば1)個のパイロットデータとからなる(N+P)個のビット列をシンボルマッパ11で(N+P)個の複素シンボル列に変換して後、直並列変換器12で並列信号に変換すると共に、離散フーリェ逆変換部(IFFT)13で一括逆フーリェ逆変換し、こうして(N+P)個のODFMシンボル標本値を生成する。これらを並直列変換部14で直列(時間)信号に変換して後、得られた複素ベースバンドOFDM信号の実部に搬送波(fc)を掛け合わせRF帯域OFDM信号を生成する。これをRFアンプ(RFA)24で増幅し、アンテナより送信する。
In FIG. 1, (N + P) bit strings composed of N transmission data and P (for example, 1) pilot data are converted into (N + P) complex symbol strings by a symbol mapper 11 and then serial-parallel converted. The parallel signal is converted by the
挿入図(a)に一例のパイロット信号配置を示す。ここでは、中心周波数fcとするOFDM主信号(データ信号)の部分から少なくとも1サンプル(基本周波数f0分)以上離れた周波数fpの位置にパイロット信号PLを置いている。挿入図(b)に他のパイロット信号配置例を示す。ここでは、パイロット信号PLも含めた全帯域の中心周波数fcの位置にパイロット信号成分PLとガードバンドGBとを配置している。なお、ガードバンドGBは、ディジタルフィルタなどによる帯域分離を容易(確実)ならしめるためのものであり、必ずしもガードバンドGBを設けなくても良い。また、以下の各実施の形態の説明では挿入図(a)の周波数配置の場合を説明するが、他の周波数配置の場合も同様の考え方で処理できる。 An example of pilot signal arrangement is shown in the inset (a). Here, pilot signal PL is placed at a position of frequency fp that is at least one sample (basic frequency f 0 minutes) or more away from the portion of OFDM main signal (data signal) having center frequency fc. Inset (b) shows another pilot signal arrangement example. Here, pilot signal component PL and guard band GB are arranged at the position of center frequency fc of the entire band including pilot signal PL. The guard band GB is for facilitating (reliable) band separation by a digital filter or the like, and the guard band GB is not necessarily provided. Further, in the following description of each embodiment, the case of the frequency arrangement of the inset (a) will be described, but the case of other frequency arrangements can be processed in the same way.
図2は第1の実施の形態によるOFDM受信装置のブロック図で、OFDM主信号成分(データ信号部分)に重畳した歪み成分を、受信パイロット信号と既知のパイロット信号とに基づき生成した歪み補償信号により補償する歪み補償部の第1の実施態様を示している。なお、RFフロントエンド部30とOFDM復調部40とについての基本的な構成は上記図10(B)で述べたものと同様で良い。図において、50Aは第1の実施の形態による歪み補償部、51はディジタルローパスフィルタ(LPF)、52は遅延回路、53は高速離散フーリェ変換部(FFT)、54は0シフト部、55は離散フーリェ逆変換部(IFFT)、56は歪み補償信号生成部(1/α)、60は乗算部である。
FIG. 2 is a block diagram of the OFDM receiver according to the first embodiment. A distortion compensation signal generated by generating a distortion component superimposed on an OFDM main signal component (data signal portion) based on a received pilot signal and a known pilot signal. 1 shows a first embodiment of a distortion compensator that compensates for The basic configuration of the RF
図3は第1の実施の形態によるOFDM受信装置の動作説明図で、以下、図2,図3を参照して第1の実施の形態による歪み補償部50Aの動作を説明する。入力のベースバンドOFDM信号{図3(a)}を2系統に分け、その一方をLPF51に通してパイロット信号成分を除いたOFDM主信号成分{図3(b)}のみを抽出し、後述のパイロット信号処理で生じる遅延と処理時間を合わせるため、該抽出したOFDM主信号成分を一時的に遅延回路52に保持する。
FIG. 3 is a diagram for explaining the operation of the OFDM receiver according to the first embodiment. Hereinafter, the operation of the
ベースバンドOFDM信号のもう一方は、FFT53により周波数成分信号に変換して後、パイロット信号成分とガードバンド成分{図3(c)}とを取り出し、これらを該パイロット信号成分の周波数が0Hzとなる様に0シフト(再配置){(図3(d)}する
。また、これに伴い、ガードバンド部よりも上の範囲の各周波数成分には「0」を挿入することで、IFFT処理のポイント数を次段のIFFT55における所要のIFFTポイント数に合わせる。そして、これをIFFT55によりフーリェ逆変換するとパイロット信号PLについての時間信号(DC信号){図3(e)}が得られる。
The other of the baseband OFDM signals is converted into a frequency component signal by
このパイロット信号PLは周波数偏差に基づく他の全サブキャリアからのキャリア間干渉(ICI)を略一様に受けており、逆に他の各サブキャリもパイロット信号を含む残りの他の全サブキャリアからのキャリア間干渉を略一様に受けている。そこで、歪み補償信号生成部56では既知のパイロット信号レベルに基づいて受信パイロット信号の歪み成分αを求め、例えばその逆数(1/α)をOFDM主信号成分に乗算することでOFDM主信号成分の歪み成分を除去する。
This pilot signal PL receives inter-carrier interference (ICI) from all other subcarriers based on the frequency deviation substantially uniformly. Conversely, each of the other subcarriers also receives from all the other subcarriers including the pilot signal. Inter-carrier interference is received almost uniformly. Therefore, the distortion compensation
図4は第2の実施の形態によるOFDM受信装置のブロック図で、本発明による歪み補償部の第2の実施態様を示している。図において、50Bは第2の実施の形態による歪み補償部、57は離散フーリェ変換部(FFT)、58は0挿入部、55a,55bは離散フーリェ逆変換部(IFFT)、54は0シフト部、56は歪み補償信号生成部(1/α)、60は乗算部である。 FIG. 4 is a block diagram of an OFDM receiver according to the second embodiment, and shows a second embodiment of the distortion compensator according to the present invention. In the figure, 50B is a distortion compensation unit according to the second embodiment, 57 is a discrete Fourier transform unit (FFT), 58 is a 0 insertion unit, 55a and 55b are discrete Fourier inverse transform units (IFFT), and 54 is a 0 shift unit. , 56 are distortion compensation signal generators (1 / α), and 60 is a multiplier.
図5は第2の実施の形態によるOFDM受信装置の動作説明図で、以下、図4,図5を参照して第2の実施の形態による歪み補償部50Bの動作を説明する。入力のベースバンドOFDM信号{図5(a)}をFFT57により周波数成分信号に変換し、その一方よりOFDM主信号成分{図5(b)}を取り出すと共に、上位のパイロット信号成分の周波数位置に「0」を挿入し、IFFT55aにより時間軸のOFDM主信号{図5(c)}に変換する。
FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of the OFDM receiver according to the second embodiment. Hereinafter, the operation of the
FFT57のもう一方からは、パイロット信号成分とガードバンド成分{図5(d)}とを取り出し、これらを該パイロット信号成分の周波数が0Hzとなる様に0シフト{(図5(e)}すると共に、ガードバンド成分より上の範囲の周波数成分には「0」を挿入することで、IFFT処理のポイント数を次段のIFFT55bにおける所要のIFFTポイント数に合わせる。更に、これをIFFT55bで離散フーリェ逆変換すると、キャリア間干渉歪みを受けた受信パイロット信号PLについての時間信号(DCレベル){図5(f)}が得られる。
From the other side of the
図6は第3の実施の形態によるOFDM受信装置のブロック図で、本発明による歪み補償部の第3の実施態様を示している。図において、50Cは第3の実施の形態による歪み補償部、51はディジタルローパスフィルタ(LPF)、52は遅延回路、61はディジタルバンドパスフィルタ(BPF)、62は周波数のディジタルダウンコンバータ(DDC)、56は歪み補償信号生成部(1/α)、60は乗算部である。 FIG. 6 is a block diagram of an OFDM receiving apparatus according to the third embodiment, and shows a third embodiment of the distortion compensator according to the present invention. In the figure, 50C is a distortion compensation unit according to the third embodiment, 51 is a digital low-pass filter (LPF), 52 is a delay circuit, 61 is a digital bandpass filter (BPF), and 62 is a frequency digital down converter (DDC). , 56 are distortion compensation signal generators (1 / α), and 60 is a multiplier.
図7は第3の実施の形態によるOFDM受信装置の動作説明図で、以下、図6,図7を参照して第3の実施の形態による歪み補償部50Cの動作を説明する。入力のベースバンドOFDM信号{図7(a)}を2系統に分け、その一方をLPF51に通してパイロット信号成分を除いたOFDM主信号成分{図7(b)}のみを抽出し、後述のパイロット信号処理で生じる遅延と処理時間を合わせるため、該抽出したOFDM主信号成分を一時的に遅延回路52に保持する。
FIG. 7 is a diagram for explaining the operation of the OFDM receiver according to the third embodiment. Hereinafter, the operation of the
ベースバンドOFDM信号のもう一方は、BPF61に通してパイロット信号成分とガードバンド成分{図7(c)}とからなる部分のみを抽出し、これらを該パイロット信号成分の周波数が0Hzとなる様にDDC62によりダウンコンバート{図7(d)}する。また、これに伴い、ガードバンド成分より上の範囲の各周波数成分には「0」を挿入す
る。更に、この信号を時間軸で見ると1シンボル区間に渡って一定のDCレベルを有するような受信パイロット信号PLについての時間信号{図7(e)}が得られる。
The other part of the baseband OFDM signal is passed through the
この受信パイロット信号PLは周波数偏差に基づく他の全サブキャリアからのキャリア間干渉(ICI)を略一様に受けており、逆に他の各サブキャリもパイロット信号を含む残りの他の全サブキャリアからのキャリア間干渉を略一様に受けている。そこで、歪み補償信号生成部56では既知のパイロット信号レベルに基づいて受信パイロット信号の歪み成分αを求め、例えばその逆数(1/α)を受信OFDM主信号成分に乗算することで該OFDM主信号成分に重畳された歪み成分を除去する。
This received pilot signal PL is substantially uniformly subjected to inter-carrier interference (ICI) from all other subcarriers based on the frequency deviation, and conversely, each of the other subcarriers also includes the remaining other subcarriers including the pilot signal. The inter-carrier interference from is received almost uniformly. Therefore, the distortion compensation
図8は第4の実施の形態によるOFDM受信装置のブロック図で、本発明による歪み補償部の第4の実施態様を示している。図において、50Dは第4の実施の形態による歪み補償部、51aはディジタルローパスフィルタ(LPF)、52は遅延回路、62は周波数のディジタルダウンコンバータ(DDC)、51bはディジタルローパスフィルタ(LPF)、56は歪み補償信号生成部(1/α)、60は乗算部である。
FIG. 8 is a block diagram of an OFDM receiver according to the fourth embodiment, and shows a fourth embodiment of the distortion compensator according to the present invention. In the figure, 50D is a distortion compensation unit according to the fourth embodiment, 51a is a digital low pass filter (LPF), 52 is a delay circuit, 62 is a frequency digital down converter (DDC), 51b is a digital low pass filter (LPF),
図9は第4の実施の形態によるOFDM受信装置の動作説明図で、以下、図8,図9を参照して第4の実施の形態による歪み補償部50Dの動作を説明する。入力のベースバンドOFDM信号{図9(a)}を2系統に分け、その一方をLPF51aに通してパイロット信号成分を除いたOFDM主信号成分{図9(b)}のみを抽出し、遅延回路52に保持する。
FIG. 9 is a diagram for explaining the operation of the OFDM receiver according to the fourth embodiment. Hereinafter, the operation of the
ベースバンドOFDM信号のもう一方については、まずパイロット信号成分の周波数が0Hzとなる様にDDC62によりダウンコンバート{図9(c)}すると共に、これらをディジタルLPF51bに通してパイロット信号成分とガードバンド成分とを抽出する。この信号を時間軸で見ると、1シンボル区間に渡って一定のDCレベルを有するような受信パイロット信号PLについての時間信号{図9(d)}が得られ、この受信パイロット信号PLは周波数偏差に基づく他の全サブキャリアからのキャリア間干渉(ICI)を略一様に受けている。そこで、歪み補償信号生成部56では既知のパイロット信号レベルに基づいて受信パイロット信号の歪み成分αを求め、例えばその逆数(1/α)を受信OFDM主信号成分に乗算することで該OFDM主信号成分に重畳された歪み成分を除去する。
For the other of the baseband OFDM signals, first, the
なお、上記本発明の複数の実施の形態を述べたが、本発明思想を逸脱しない範囲内で各部の構成、制御、処理及びこれらの組合せの様々な変更が行えることは言うまでも無い。 In addition, although several embodiment of the said invention was described, it cannot be overemphasized that the change of the structure of each part, control, a process, and these combinations can be performed within the range which does not deviate from this invention.
10 OFDM変調部
20 RF増幅部(RFA)
30 RFフロントエンド部(RFFE)
40 OFM復調部
50 歪み補償部
54 0シフト部
56 歪み補償信号生成部
58 0挿入部
60 乗算部
62 ディジタルダウンコンバータ(DDC)
10
30 RF front end (RFFE)
40 OFM Demodulation Unit 50
Claims (5)
前記ベースバンドOFDM信号をフィルタに通してOFDM主信号成分を抽出するOFDM主信号成分抽出部と、
前記ベースバンドOFDM信号を離散フーリェ変換して周波数成分信号に変換し、そのうちの前記パイロット信号の周波数成分を取り出して該周波数成分を周波数0の位置に再配置すると共に、該再配置したパイロット信号成分をフーリェ逆変換して時間信号に変換し、既知のパイロット信号に基づき前記時間信号に変換したパイロット信号に重畳されている歪み成分を補償するための歪み補償信号を生成する歪み補償信号生成部と、
前記抽出したOFDM主信号成分に重畳された歪み成分を前記生成した歪み補償信号によりキャンセルする歪みキャンセル部とを備えること特徴とするOFDM受信装置。 An RF processing unit that receives and preprocesses an RF band OFDM signal to generate a baseband OFDM signal, and compensates for distortion components superimposed on the baseband OFDM signal based on a pilot signal multiplexed on the baseband OFDM signal In an OFDM receiver comprising a distortion compensation unit that performs and a demodulation unit that OFDM-demodulates the distortion-compensated OFDM signal, the distortion compensation unit includes:
An OFDM main signal component extracting unit that extracts the OFDM main signal component by passing the baseband OFDM signal through a filter;
The baseband OFDM signal is subjected to discrete Fourier transform to be converted into a frequency component signal, the frequency component of the pilot signal is extracted from the baseband OFDM signal, the frequency component is rearranged at the position of frequency 0, and the rearranged pilot signal component A distortion compensation signal generator for generating a distortion compensation signal for compensating for a distortion component superimposed on the pilot signal converted into the time signal based on a known pilot signal by performing Fourier inverse transform on ,
An OFDM receiving apparatus comprising: a distortion canceling unit that cancels a distortion component superimposed on the extracted OFDM main signal component by using the generated distortion compensation signal.
前記ベースバンドOFDM信号を離散フーリェ変換して周波数成分信号に変換するフーリェ変換部と、
前記変換した周波数成分信号のうちのOFDM主信号に係る部分を取り出して離散フーリェ逆変換により時間信号に変換するOFDM主信号成分抽出部と、
前記変換した周波数成分信号のうちのパイロット信号に係る部分を取り出して該パイロット信号成分を周波数0の位置に再配置すると共に、該再配置したパイロット信号成分をフーリェ逆変換により時間信号に変換し、既知のパイロット信号に基づき前記時間信号に変換したパイロット信号に重畳されている歪み成分を補償するための歪み補償信号を生成する歪み補償信号生成部と、
前記抽出したOFDM主信号成分に重畳された歪み成分を前記生成した歪み補償信号によりキャンセルする歪みキャンセル部とを備えること特徴とするOFDM受信装置。 An RF processing unit that receives and preprocesses an RF band OFDM signal to generate a baseband OFDM signal, and compensates for distortion components superimposed on the baseband OFDM signal based on a pilot signal multiplexed on the baseband OFDM signal In an OFDM receiver comprising a distortion compensation unit that performs and a demodulation unit that OFDM-demodulates the distortion-compensated OFDM signal, the distortion compensation unit includes:
A Fourier transform unit for transforming the baseband OFDM signal into a frequency component signal by performing discrete Fourier transform;
An OFDM main signal component extraction unit that extracts a portion related to the OFDM main signal from the converted frequency component signal and converts it into a time signal by discrete Fourier inverse transform;
Extracting a portion related to the pilot signal from the converted frequency component signal and rearranging the pilot signal component at a position of frequency 0, and converting the rearranged pilot signal component into a time signal by Fourier inverse transform; A distortion compensation signal generator for generating a distortion compensation signal for compensating for a distortion component superimposed on the pilot signal converted into the time signal based on a known pilot signal;
An OFDM receiving apparatus comprising: a distortion canceling unit that cancels a distortion component superimposed on the extracted OFDM main signal component by using the generated distortion compensation signal.
前記ベースバンドOFDM信号を第1のフィルタに通してOFDM主信号成分を抽出するOFDM主信号成分抽出部と、
前記ベースバンドOFDM信号を第2のフィルタに通してパイロット信号に係る成分を抽出し、該抽出したパイロット信号成分が周波数0の位置にくるまで該パイロット信号成分を周波数変換すると共に、既知のパイロット信号に基づき前記周波数変換したパイロット信号に重畳されている歪み成分を補償するための歪み補償信号を生成する歪み補償信号生成部と、
前記抽出したOFDM主信号成分に重畳された歪み成分を前記生成した歪み補償信号によりキャンセルする歪みキャンセル部とを備えること特徴とするOFDM受信装置。 An RF processing unit that receives and preprocesses an RF band OFDM signal to generate a baseband OFDM signal, and compensates for distortion components superimposed on the baseband OFDM signal based on a pilot signal multiplexed on the baseband OFDM signal In an OFDM receiver comprising a distortion compensation unit that performs and a demodulation unit that OFDM-demodulates the distortion-compensated OFDM signal, the distortion compensation unit includes:
An OFDM main signal component extracting unit that extracts the OFDM main signal component by passing the baseband OFDM signal through a first filter;
A component related to a pilot signal is extracted by passing the baseband OFDM signal through a second filter, and the pilot signal component is frequency-converted until the extracted pilot signal component reaches a position of frequency 0, and a known pilot signal A distortion compensation signal generator for generating a distortion compensation signal for compensating for a distortion component superimposed on the frequency-converted pilot signal based on
An OFDM receiving apparatus comprising: a distortion canceling unit that cancels a distortion component superimposed on the extracted OFDM main signal component by using the generated distortion compensation signal.
前記ベースバンドOFDM信号を第1のフィルタに通してOFDM主信号成分を抽出するOFDM主信号成分抽出部と、
前記ベースバンドOFDM信号に含まれるパイロット信号成分が周波数0の位置にくるまで該ベースバンドOFDM信号を周波数変換し、該周波数変換した信号を第2のフィルタに通してパイロット信号に係る成分を抽出すると共に、既知のパイロット信号に基づき前記抽出したパイロット信号に重畳されている歪み成分を補償するための歪み補償信号を生成する歪み補償信号生成部と、
前記抽出したOFDM主信号成分に重畳された歪み成分を前記生成した歪み補償信号によりキャンセルする歪みキャンセル部とを備えること特徴とするOFDM受信装置。 An RF processing unit that receives and preprocesses an RF band OFDM signal to generate a baseband OFDM signal, and compensates for distortion components superimposed on the baseband OFDM signal based on a pilot signal multiplexed on the baseband OFDM signal In an OFDM receiver comprising a distortion compensation unit that performs and a demodulation unit that OFDM-demodulates the distortion-compensated OFDM signal, the distortion compensation unit includes:
An OFDM main signal component extracting unit that extracts the OFDM main signal component by passing the baseband OFDM signal through a first filter;
The baseband OFDM signal is frequency-converted until the pilot signal component included in the baseband OFDM signal reaches the position of frequency 0, and the component related to the pilot signal is extracted by passing the frequency-converted signal through the second filter. And a distortion compensation signal generator for generating a distortion compensation signal for compensating for a distortion component superimposed on the extracted pilot signal based on a known pilot signal;
An OFDM receiving apparatus comprising: a distortion canceling unit that cancels a distortion component superimposed on the extracted OFDM main signal component by using the generated distortion compensation signal.
前記歪み補償部は、
前記ベースバンドOFDM信号をフィルタに通してOFDM主信号成分を抽出し、
前記ベースバンドOFDM信号を離散フーリェ変換して周波数成分信号に変換し、そのうちの前記パイロット信号の周波数成分を取り出して該周波数成分を周波数0の位置に再配置すると共に、該再配置したパイロット信号成分をフーリェ逆変換して時間信号に変換し、既知のパイロット信号に基づき前記時間信号に変換したパイロット信号に重畳されている歪み成分を補償するための歪み補償信号を生成し、
前記抽出したOFDM主信号成分に重畳された歪み成分を前記生成した歪み補償信号によりキャンセルする
こと特徴とするOFDM受信方法。 An RF band OFDM signal is received and preprocessed to generate a baseband OFDM signal, and a distortion component superimposed on the baseband OFDM signal is compensated based on a pilot signal multiplexed on the baseband OFDM signal. In an OFDM receiving method for OFDM demodulating a compensated OFDM signal,
The distortion compensator is
Passing the baseband OFDM signal through a filter to extract an OFDM main signal component;
The baseband OFDM signal is subjected to discrete Fourier transform to be converted into a frequency component signal, the frequency component of the pilot signal is extracted from the baseband OFDM signal, the frequency component is rearranged at the position of frequency 0, and the rearranged pilot signal component Is converted into a time signal by inverse Fourier transform, and a distortion compensation signal for compensating for a distortion component superimposed on the pilot signal converted into the time signal based on a known pilot signal is generated,
An OFDM receiving method, wherein a distortion component superimposed on the extracted OFDM main signal component is canceled by the generated distortion compensation signal.
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