JP2010268274A - Semiconductor integrated circuit and reception signal processing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体集積回路及び受信信号処理方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor integrated circuit and a received signal processing method.
地上デジタル放送では、移動受信の際に搬送波周波数が偏移するドップラーシフトの影響を考慮した復調処理が行われている。
地上デジタル放送規格ISDB−T(Integrated Services Digital Broadcasting-Terrestrial)のOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)フレームには、一定間隔でパイロット信号であるSP(Scattered Pilot)信号が挿入されている。従来、フーリエ変換後の受信信号から抽出されたパイロット信号を用いて、移動受信によって搬送波周波数に加わる周波数(ドップラー周波数)を推定する手法が知られている。
In digital terrestrial broadcasting, demodulation processing is performed in consideration of the influence of Doppler shift in which the carrier frequency shifts during mobile reception.
SP (Scattered Pilot) signals, which are pilot signals, are inserted at regular intervals in OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) frames of the terrestrial digital broadcasting standard ISDB-T (Integrated Services Digital Broadcasting-Terrestrial). Conventionally, a technique for estimating a frequency (Doppler frequency) added to a carrier frequency by mobile reception using a pilot signal extracted from a received signal after Fourier transform is known.
しかし、従来では、パイロット信号からドップラー周波数を精度よく求めることはできないという問題があった。
上記の点を鑑みて、本発明は、ドップラー周波数を精度よく求めることが可能な半導体集積回路及び受信信号処理方法を提供することを目的とする。
However, conventionally, there has been a problem that the Doppler frequency cannot be accurately obtained from the pilot signal.
In view of the above points, an object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit and a received signal processing method capable of accurately obtaining a Doppler frequency.
上記目的を達成するために、以下のような半導体集積回路が提供される。
この半導体集積回路は、フーリエ変換後の受信信号に含まれるパイロット信号を逆フーリエ変換して、第1のインパルス応答を算出する第1の逆フーリエ変換部と、前記受信信号に含まれるデータ信号から求められる伝送路応答値と、前記パイロット信号とを合わせて逆フーリエ変換して、第2のインパルス応答を算出する第2の逆フーリエ変換部と、前記第2のインパルス応答をもとに、所定の長さ以上のマルチパスが発生しているか否かを判定するマルチパス判定部と、前記所定の長さ以上の前記マルチパスの発生が検出された場合、前記第2のインパルス応答の最大値の位置をもとに、前記第1のインパルス応答における主波位置を特定する主波位置特定部と、前記主波位置を特定した前記第1のインパルス応答を用いて、主波と先行波または遅延波との間の遅延量をもとに、シンボル間における前記パイロット信号の周波数の違いに起因した前記第1のインパルス応答の位相差を補正する位相差補正部と、前記位相差補正部により補正された前記第1のインパルス応答と、異なるシンボルにおける前記第1のインパルス応答との間の位相回転量を算出する位相偏差算出部と、前記位相回転量をもとに、ドップラー周波数を算出するドップラー周波数算出部と、を有する。
In order to achieve the above object, the following semiconductor integrated circuit is provided.
The semiconductor integrated circuit includes: a first inverse Fourier transform unit that calculates a first impulse response by performing inverse Fourier transform on a pilot signal included in a received signal after Fourier transform; and a data signal included in the received signal. Based on the second inverse Fourier transform unit that calculates a second impulse response by performing inverse Fourier transform on the obtained transmission path response value and the pilot signal, and based on the second impulse response. A multipath determination unit that determines whether or not a multipath longer than the predetermined length has occurred, and when the occurrence of the multipath longer than the predetermined length is detected, the maximum value of the second impulse response Based on the position of the first wave, the main wave position specifying unit for specifying the main wave position in the first impulse response and the first impulse response specifying the main wave position are used to Alternatively, a phase difference correction unit that corrects a phase difference of the first impulse response caused by a difference in frequency of the pilot signal between symbols based on a delay amount with respect to a delayed wave, and the phase difference correction unit A phase deviation calculation unit that calculates a phase rotation amount between the first impulse response corrected by the above and the first impulse response in a different symbol, and calculates a Doppler frequency based on the phase rotation amount A Doppler frequency calculation unit.
開示の半導体集積回路及び受信信号処理方法によれば、ドップラー周波数を精度よく求めることが可能となる。 According to the disclosed semiconductor integrated circuit and received signal processing method, the Doppler frequency can be obtained with high accuracy.
以下、本発明の半導体集積回路及び受信信号処理方法の一観点である実施の形態を、図面を参照して説明する。
図1は、本実施の形態の半導体集積回路の主要部の構成を示す図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments as aspects of a semiconductor integrated circuit and a received signal processing method of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a main part of the semiconductor integrated circuit according to the present embodiment.
半導体集積回路10は、たとえば、地上デジタル放送用のOFDM信号の復調用LSI(Large Scale Integrated circuit)である。
半導体集積回路10は、パイロット信号記憶部11と、逆フーリエ変換部12と、インパルス応答保持部13と、インパルス応答遅延部14と、最大値位置検出部15と、位相差補正部16と、位相偏差算出部17と、ドップラー周波数算出部18と、を有している。
The semiconductor integrated
The semiconductor
また、半導体集積回路10は、サブキャリア群記憶部19と、伝送路応答値生成部20と、逆フーリエ変換部21と、インパルス応答保持部22と、最大値位置検出部23と、マルチパス判定部24と、主波位置特定部25と、を有している。
In addition, the semiconductor integrated
パイロット信号記憶部11は、フーリエ変換(たとえば、FFT(Fast Fourier Transform))後の受信信号に含まれるサブキャリア群のうち、パイロット信号を保持する。
図2は、地上デジタル放送におけるOFDMフレームの構成を示す図である。
The pilot
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of an OFDM frame in digital terrestrial broadcasting.
横軸はサブキャリア番号であり、周波数方向を表している。また、縦軸はシンボル番号であり、時間方向を表している。図中で、黒丸はパイロット信号であるSP信号Ds、白丸はデータ信号Daである。 The horizontal axis is the subcarrier number and represents the frequency direction. The vertical axis is the symbol number and represents the time direction. In the figure, black circles are SP signals Ds that are pilot signals, and white circles are data signals Da.
地上デジタル放送で用いられているパイロット信号であるSP信号Dsは、周波数方向に、12キャリアごとに挿入されており、時間方向に、4シンボルごとに挿入されている。 The SP signal Ds, which is a pilot signal used in terrestrial digital broadcasting, is inserted every 12 carriers in the frequency direction and every 4 symbols in the time direction.
逆フーリエ変換部12は、パイロット信号記憶部11に保持されたパイロット信号を、逆フーリエ変換(たとえば、IFFT(Inverse FFT))をすることでインパルス応答を算出する。
The inverse Fourier
図3は、インパルス応答の一例を示す図である。
図3(A)は、n−2番目のシンボルにおけるインパルス応答の例を示し、図3(B)は、n番目のシンボルにおけるインパルス応答の例を示している。図3において、横軸は時間、縦軸は電力である。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of an impulse response.
FIG. 3A shows an example of an impulse response in the (n−2) th symbol, and FIG. 3 (B) shows an example of an impulse response in the nth symbol. In FIG. 3, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents power.
ここで得られるインパルス応答は、伝送路のマルチパス応答を示すことから、遅延プロファイルと呼ばれている。
移動受信が行われている場合、フェージングによる影響で位相回転が生じ、異なるシンボル間で得られたインパルス応答は、異なる値となる。このときの位相回転量は、搬送波が受けるドップラー周波数と比例する。そのため、ドップラー周波数は、一定期間におけるシンボル間のインパルス応答の位相回転量から算出することが可能である。
The impulse response obtained here is called a delay profile because it indicates the multipath response of the transmission path.
When mobile reception is performed, phase rotation occurs due to fading, and impulse responses obtained between different symbols have different values. The amount of phase rotation at this time is proportional to the Doppler frequency received by the carrier wave. Therefore, the Doppler frequency can be calculated from the phase rotation amount of the impulse response between symbols in a certain period.
図4は、異なるシンボル間のインパルス応答の位相差の一例を示す図である。
ここでは、n−2番目のシンボルのインパルス応答の最大値In-2と、n番目のシンボルのインパルス応答の最大値Inの間の位相差を示している。図4にて、ΔΘは、フェージングによる位相回転量を示している。さらに、図2に示したようにシンボルごとにSP信号の周波数がシフトされている場合には、SP信号の周波数の違いによる位相差ΔΦが加わる。したがって、インパルス応答の最大値In-2と、インパルス応答の最大値Inの間の位相差は、ΔΘ+ΔΦとなる。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a phase difference of an impulse response between different symbols.
Here, the maximum value I n-2 of the impulse response of (n-2) th symbol, indicates the phase difference between the maximum value I n of the impulse response of the n th symbol. In FIG. 4, ΔΘ indicates the amount of phase rotation due to fading. Furthermore, when the frequency of the SP signal is shifted for each symbol as shown in FIG. 2, a phase difference ΔΦ due to the difference in the frequency of the SP signal is added. Therefore, a maximum value I n-2 of the impulse response, the phase difference between the maximum value I n of the impulse response becomes .DELTA..theta + .DELTA..PHI.
インパルス応答保持部13は、たとえば、メモリであり、逆フーリエ変換部12にて算出されたインパルス応答を保持し、インパルス応答遅延部14に出力する。また、インパルス応答保持部13は、そのインパルス応答を最大値位置検出部15に送り、最大値位置検出部15によって検出されたインパルス応答の最大値の位置を入力し、インパルス応答の最大値を位相偏差算出部17に出力する。
The impulse
インパルス応答遅延部14は、たとえば、メモリであり、インパルス応答保持部13から出力されたインパルス応答を保持し遅延させる。また、インパルス応答遅延部14は、入力したインパルス応答の最大値の位置を最大値位置検出部15から取得し、保持する。
The impulse
最大値位置検出部15は、インパルス応答保持部13で保持されたインパルス応答の最大値(最大電力)の位置を検出し、インパルス応答保持部13及びインパルス応答遅延部14に出力する。電力が最大の位置にあるものが、C/N比(Carrier to Noise Ratio)が最も良い主波の可能性が高い。
The maximum value
位相差補正部16は、インパルス応答遅延部14から出力されたインパルス応答の最大値に対して、図4で示したようなシンボル間のSP信号の周波数の違いによる位相差ΔΦを補正する。位相差ΔΦは、先行波(または遅延波)と主波との遅延量に応じた値となる。
The phase
位相差補正部16は、遅延量に応じた位相差ΔΦを算出するか、予めテーブルとして保持しておき、入力されるインパルス応答から遅延量を算出し、遅延量に応じた位相差ΔΦの逆位相(e-ΔΦ)を、インパルス応答の最大値に乗算する。これによって、シンボル間のSP信号の周波数の違いによる位相差ΔΦが、キャンセルされる。
The phase
位相偏差算出部17は、インパルス応答保持部13から、現在のシンボルのインパルス応答の最大値と、位相差補正部16により補正された以前のシンボルのインパルス応答の最大値から、位相回転量ΔΘを算出する。
The phase
図5は、算出される位相回転量の例を示す図である。
ここでは、図4で示したn−2番目のシンボルのインパルス応答の最大値In-2と、n番目のシンボルのインパルス応答の最大値Inと、位相差を求める様子を示している。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the calculated phase rotation amount.
Shown here is the maximum value I n-2 of the impulse response of (n-2) th symbols shown in FIG. 4, the maximum value I n of the impulse response of the n th symbol, the manner for obtaining the phase difference.
位相差補正部16により、SP信号のシンボル間の周波数の違いによる位相差ΔΦがキャンセルされているので、位相偏差算出部17では、フェージングによる位相回転量ΔΘのみが算出される。位相偏差算出部17は、位相回転量ΔΘを、最大値In-2と最大値Inの位相を求めてその差分を算出することにより算出するか、内積演算を用いて算出する。
Since the phase difference ΔΦ due to the frequency difference between the SP signal symbols is canceled by the phase
位相偏差算出部17で得られた位相回転量ΔΘは、ドップラー周波数fdと比例関係にある。そのため、ドップラー周波数算出部18は、位相回転量ΔΘに、所定の値を乗じることでドップラー周波数fdを算出する。
The phase rotation amount ΔΘ obtained by the phase
ところで、前述したように、地上デジタル放送規格ISDB−TのOFDMフレームでは、SP信号は、各シンボル中に12個間隔で挿入されている。そのため、1/24シンボル長以上のマルチパスが存在すると、逆フーリエ変換部12から出力されるインパルス応答に、折り返りが発生する可能性がある。
By the way, as described above, in the OFDM frame of the digital terrestrial broadcasting standard ISDB-T, SP signals are inserted at intervals of 12 in each symbol. Therefore, if a multipath having a length of 1/24 symbol or more exists, the impulse response output from the inverse
図6は、インパルス応答が折り返る様子を示す図である。
横軸は時間、縦軸は電力を示している。
図6では、先行波Ip、主波Im、遅延波Idxが順に現われている様子を示しているが、遅延波Idxは、遅延波Idが折り返ったものである。移動受信環境では、電力が時間とともに変動するため、遅延波Idの電力が、主波Imの電力よりも一時的に大きくなるような状況が生じる。そのため、主波Imの電力よりも大きい遅延波Idが折り返った場合、最大値位置検出部15では、遅延波Idxの位置を、主波Imの位置として検出してしまう。その場合、位相偏差算出部17は、正確な位相回転量ΔΘを算出できなくなり、ドップラー周波数算出部18は、正確なドップラー周波数fdを算出することができない。
FIG. 6 is a diagram illustrating a state in which the impulse response is folded.
The horizontal axis represents time, and the vertical axis represents power.
FIG. 6 shows a state in which the preceding wave Ip, the main wave Im, and the delay wave Idx appear in this order, but the delay wave Idx is obtained by folding the delay wave Id. In the mobile reception environment, since the power fluctuates with time, a situation occurs in which the power of the delayed wave Id temporarily becomes larger than the power of the main wave Im. For this reason, when the delayed wave Id larger than the power of the main wave Im is turned back, the maximum value
そのため、図1に示す本実施の形態の半導体集積回路10は、以下のような機能をさらに有する。
サブキャリア群記憶部19は、フーリエ変換(たとえば、FFT)後の受信信号に含まれるパイロット信号及びデータ信号を含むサブキャリア群を保持する。サブキャリア群記憶部19は、各シンボルの全てのサブキャリアを保持してもよいし、一部のセグメントのサブキャリアを保持するようにしてもよい。
Therefore, the semiconductor integrated
The subcarrier
伝送路応答値生成部20は、サブキャリア群のうち、データ信号を仮判定して、送信信号点の仮判定値を求めたのち、受信したデータ信号を、仮判定値で割ることによって、伝送路の影響を示す伝送路応答値を生成する。仮判定は、たとえば、QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)や、16QAM(Quadrature Amplitude Modulation)、64QAMなどの変調方式に応じて、データ信号を硬判定することで仮判定値を生成する。
The transmission path response
逆フーリエ変換部21は、サブキャリア群記憶部19に保持されたパイロット信号と、データ信号から求められた伝送路応答値とを合わせて逆フーリエ変換(たとえば、IFFT)することで、インパルス応答を算出する。
The inverse
インパルス応答保持部22は、逆フーリエ変換部21で算出されたインパルス応答を保持し、最大値位置検出部23に出力する。
最大値位置検出部23は、入力されたインパルス応答の最大値の位置を検出し、インパルス応答の情報とともにマルチパス判定部24に出力する。データ信号を含めたサブキャリア群から求めたインパルス応答は、1/2シンボル長以内の遅延量のマルチパスであれば、パイロット信号のみから求めたインパルス応答と異なり、信号の折り返りが発生しない。したがって、最大値位置検出部23が検出したインパルス応答は、折り返りの影響を受けていない。
The impulse
The maximum value
マルチパス判定部24は、入力されたインパルス応答と、その最大値の位置(主波位置)とから、所定の長さ以上のマルチパスが発生しているか否かを判定する。具体的には、マルチパス判定部24は、先行波(遅延波)と主波がどれだけ離れているか検出することによって、マルチパスの長さを判定する。そして、マルチパス判定部24は、折り返りが発生する可能性のある長さ以上(たとえば、地上デジタル放送規格ISDB−TのOFDMフレームを受信する場合は1/24シンボル長以上)のマルチパスがあるか否かを判定する。
The
これにより、マルチパス判定部24は、パイロット信号のみから求めたインパルス応答に折り返りが発生するか否かを判定することができる。
そしてマルチパス判定部24は、判定結果を主波位置特定部25に出力する。また、マルチパス判定部24は、所定の長さ以上のマルチパスを検出した場合、最大値位置検出部23で検出されたインパルス応答の最大値の位置を主波位置特定部25に送る。マルチパス判定部24は、インパルス応答データ自体を主波位置特定部25に送るようにしてもよい。マルチパス判定部24は、所定の長さ以上のマルチパスを検出しない場合には、主波位置特定部25の機能を無効にする。
Thereby, the
Then, the
主波位置特定部25は、所定の長さ以上のマルチパスが検出された旨の判定結果を受信した場合、最大値位置検出部23で検出された最大値の位置をもとに、インパルス応答遅延部14より出力されるパイロット信号により求めたインパルス応答における主波位置を特定する。
When receiving a determination result indicating that a multipath of a predetermined length or longer has been detected, the main wave
図7は、主波位置を特定する様子を示す図である。
図7(A)は、データ信号を含めたサブキャリア群から求めたインパルス応答の最大値の位置Axを示している。縦軸は電力で、横軸はX(時間)である。横軸は実際には、IFFTポイントで表わされる。主波位置特定部25は、まず、時間軸(横軸X)を、パイロット信号のみから求められたインパルス応答の時間軸(横軸Y)と合わせるための変換を行い、図7(B)のように位置Ayを得る。これにより、パイロット信号のみから求められたインパルス応答との比較が可能になる。
FIG. 7 is a diagram illustrating how the main wave position is specified.
FIG. 7A shows the position Ax of the maximum value of the impulse response obtained from the subcarrier group including the data signal. The vertical axis is power, and the horizontal axis is X (time). The horizontal axis is actually represented by IFFT points. First, the main wave
たとえば、1seg、Mode3のOFDM規格が用いられる場合、変換式は以下のようになる。なお、以下の式では、一例として、データ信号を含めたサブキャリア群から求められるインパルス応答のIFFTのポイント数を256、パイロット信号のみから求められるインパルス応答のIFFTのポイント数を64としている。
For example, when the OFDM standard of 1 seg and
Ay=(Ax−256/2)×3−64/2
ここで、Ax−256/2は、主波のFFT窓位置からのずれ(ポイント数)を表している。FFTシフトしているので、FFT窓位置は、256/2にあるとしている。
Ay = (Ax-256 / 2) × 3-64 / 2
Here, Ax-256 / 2 represents the deviation (number of points) of the main wave from the FFT window position. Since the FFT shift is performed, the FFT window position is assumed to be 256/2.
図7(B)の下図の例では、先行波のインパルス応答が存在する位置B1に、FFT窓位置が合わされている。また、位置B2にあるインパルス応答は、位置B4のインパルス応答が折り返ったものであることが示されている。 In the example in the lower diagram of FIG. 7B, the FFT window position is aligned with the position B1 where the impulse response of the preceding wave exists. Further, it is shown that the impulse response at the position B2 is obtained by folding the impulse response at the position B4.
また、13seg、Mode3のOFDM規格が用いられる場合、変換式は以下のようになる。なお、以下の式では、一例として、データ信号を含めたサブキャリア群から求めたインパルス応答のIFFTのポイント数を256、パイロット信号のみから求めたインパルス応答のIFFTのポイント数も256としている。 When the 13seg, Mode3 OFDM standard is used, the conversion formula is as follows. In the following formula, for example, the number of IFFT points of impulse response obtained from the subcarrier group including the data signal is 256, and the number of IFFT points of impulse response obtained from the pilot signal alone is also 256.
Ay=(Ax−256/2)×12−256/2
主波位置特定部25は、上記のようにして求めた位置Ayとほぼ等しい位置にある、パイロット信号のみから求めたインパルス応答の位置を、主波位置として特定する。具体的には、主波位置特定部25は、図7(B)のように、位置Ayから所定の範囲(±α)内に存在するパイロット信号のみから求めたインパルス応答があるか否か検出する。αは、たとえば、IFFTポイントで、10ポイント以下程度とする。図7(B)の例では、パイロット信号のみから求めたインパルス応答の位置B1,B2,B3のうち、位置B2にあるインパルス応答が、上記の範囲内に存在する。したがって、主波位置特定部25は、位置B2に存在するインパルス応答を主波として特定する。
Ay = (Ax−256 / 2) × 12−256 / 2
The main wave
主波位置特定部25は、特定した主波の位置を位相差補正部16に通知する。
位相差補正部16は、たとえば、図7(B)の下側のようなインパルス応答が入力されている場合、インパルス応答が最大値である位置B3ではなく、主波位置特定部25から通知された位置B2を主波位置として採用する。
The main wave
For example, when an impulse response as shown in the lower side of FIG. 7B is input, the phase
これにより、移動受信の影響で一時的に最大電力となる位置B3にある主波以外の信号が、主波として認識されることが防止される。
位相差補正部16は、先行波の位置B1と、特定された主波の位置B2の折り返り元の位置B4間の遅延量dに応じて、位相差ΔΦを求め、位相差ΔΦの逆位相(e-ΔΦ)を、インパルス応答の主波の値に乗算する。これによって、シンボル間のSP信号の周波数の違いによる位相差ΔΦが、正しくキャンセルされる。
As a result, signals other than the main wave at the position B3 that temporarily has the maximum power due to the influence of mobile reception are prevented from being recognized as the main wave.
The phase
その後、前述したように、位相偏差算出部17は、インパルス応答保持部13から現在のシンボルのインパルス応答の最大値と、位相差補正部16により補正された以前のシンボルのインパルス応答の最大値とから、位相回転量ΔΘを算出する。
Thereafter, as described above, the phase
そして、ドップラー周波数算出部18は、位相回転量ΔΘをもとに、ドップラー周波数fdを算出する。
このように、本実施の形態の半導体集積回路10では、データ信号とパイロット信号を含むサブキャリア群を用いて信号の折り返りの影響を受けないインパルス応答を算出し、その最大値の位置をもとに、正しい主波位置を特定している。これにより、インパルス応答の折り返りが生じる可能性のある所定長さ以上のマルチパスが発生した場合でも、正確にドップラー周波数を求めることができる。
Then, the Doppler
Thus, in the semiconductor integrated
以下、本実施の形態の半導体集積回路10による受信信号処理方法を、フローチャートによりまとめる。
図8は、本実施の形態の半導体集積回路による受信信号処理方法を示すフローチャートである。
Hereinafter, the received signal processing method by the semiconductor integrated
FIG. 8 is a flowchart showing a received signal processing method by the semiconductor integrated circuit of the present embodiment.
逆フーリエ変換部12は、フーリエ変換後の受信信号に含まれるパイロット信号を逆フーリエ変換して、インパルス応答を算出する(ステップS1)。最大値位置検出部15は、インパルス応答の最大値の位置を検出する(ステップS2)。また、インパルス応答遅延部14は、インパルス応答保持部13から出力されたインパルス応答を保持し遅延させる(ステップS3)。
The inverse
一方、逆フーリエ変換部21は、パイロット信号と、データ信号から求められた伝送路応答値とを合わせて逆フーリエ変換することで、インパルス応答を算出する(ステップS4)。最大値位置検出部23は、入力されたインパルス応答の最大値の位置を検出する(ステップS5)。その後、マルチパス判定部24は、入力されたインパルス応答と主波位置とから、所定の長さ以上のマルチパスが発生しているか否かを判定する(ステップS6,S7)。所定の長さ以上のマルチパスがある場合、主波位置特定部25は、最大値位置検出部23で検出された最大値の位置をもとに、インパルス応答遅延部14より出力されるインパルス応答における主波位置を特定する(ステップS8)。
On the other hand, the inverse
所定の長さ以上のマルチパスがない場合、または、主波位置特定後、位相差補正部16による位相差補正処理が行われる(ステップS9)。
所定の長さ以上のマルチパスがない場合、位相差補正部16は、インパルス応答遅延部14から出力されたインパルス応答の最大値の位置を主波位置として採用する。
When there is no multipath longer than the predetermined length, or after specifying the main wave position, a phase difference correction process by the phase
When there is no multipath longer than the predetermined length, the phase
一方、所定の長さ以上のマルチパスがある場合、位相差補正部16は、主波位置特定部25から通知された位置を主波位置として採用する。
そして、位相差補正部16は、先行波または遅延波の位置と主波の位置間の遅延量に応じて、位相差ΔΦを求め、位相差ΔΦの逆位相(e-ΔΦ)を、インパルス応答の主波の値に乗算する。これによって、シンボル間のSP信号の周波数の違いによる位相差ΔΦが、キャンセルされる。
On the other hand, when there is a multipath having a predetermined length or more, the phase
Then, the phase
その後、位相偏差算出部17は、インパルス応答保持部13から出力される現在のシンボルのインパルス応答の最大値と、位相差補正部16により補正された以前のシンボルのインパルス応答の最大値から、位相回転量ΔΘを算出する(ステップS10)。そして、ドップラー周波数算出部18は、位相回転量ΔΘをもとに、ドップラー周波数fdを算出する(ステップS11)。
Thereafter, the phase
このように、本実施の形態の受信信号処理方法では、データ信号とパイロット信号を含むサブキャリア群を用いて信号の折り返りの影響を受けないインパルス応答を算出し、その最大値の位置をもとに、正しい主波位置を特定している。これにより、折り返りが生じる可能性のあるマルチパスが発生した場合でも、正確にドップラー周波数を求めることができる。 Thus, in the received signal processing method of this embodiment, an impulse response that is not affected by signal folding is calculated using a subcarrier group including a data signal and a pilot signal, and the position of the maximum value is obtained. In addition, the correct main wave position is specified. As a result, the Doppler frequency can be accurately obtained even when a multipath that may cause aliasing occurs.
以上のような半導体集積回路10は、たとえば、以下のようなOFDM受信システムに適用される。
図9は、OFDM受信システムの主要部の概略の構成を示す図である。
The semiconductor integrated
FIG. 9 is a diagram illustrating a schematic configuration of a main part of the OFDM reception system.
OFDM受信システム30は、チューナ31と、直交復調部32と、フーリエ変換部33と、伝送路等化部35と、ドップラー周波数推定部34と、デマッピング部36と、誤り訂正部37を有している。また、OFDM受信システム30は、MPEG−2(Moving Picture Experts Group phase 2)デコーダ(またはH.264デコーダ)38と、出力部39を有している。
The
チューナ31は、選局したRF(Radio Frequency)信号を、アンテナ31aを介して受信する。
直交復調部32は、受信した変調波を直交復調する。
The
The
フーリエ変換部33は、直交復調した受信信号に対してフーリエ変換(たとえば、FFT)を行い、周波数領域の信号に変換する。
ドップラー周波数推定部34は、図1で示した各構成を含み、フーリエ変換された受信信号から、ドップラー周波数を算出する。
The
The Doppler
伝送路等化部35は、ドップラー周波数推定部34により算出されたドップラー周波数に応じて、フーリエ変換された受信信号を等化する。これにより、伝送路による外乱を除去した送信信号が再現される。具体的には、受信信号を等化する際、伝送路等化部35は、パイロット信号から、伝送路推定値を求めるが、このとき用いるフィルタの係数を、ドップラー周波数に応じて変更する。ドップラー周波数は受信機の移動速度と比例するために、ドップラー周波数に応じてフィルタの係数を変更することで、移動速度に応じた伝送路推定値を求めることができ、送信信号が精度よく再現できる。
The transmission
デマッピング部36は、外乱が除去された送信信号の信号点位置を割り出し、送信信号のビットパターンを導き出す。
誤り訂正部37は、デマッピング部36の出力に対して、たとえば、リードソロモン符号や畳み込み符号を用いて、データの誤りを訂正する。
The
The
MPEG−2デコーダ38は、誤り訂正部37から出力された、MPEG−2形式で符号化されたデータを復号する。
出力部39は、たとえば、ディスプレイやスピーカであり、復号された映像データや音声データを出力する。
The MPEG-2
The
上記のようなOFDM受信システム30において、たとえば、図9のように、直交復調部32から誤り訂正部37までの各構成が、半導体集積回路40として提供される。なお、半導体集積回路40は、MPEG−2デコーダ38を含んでいてもよい。
In the
このようなOFDM受信システム30は、たとえば、地上デジタル放送受信装置や、地上デジタル放送が視聴可能な携帯端末などに適用可能である。前述したように、本実施の形態の半導体集積回路は、精度よくドップラー周波数を算出することができるので、携帯端末において適用するのに特に有用である。
Such an
以上、実施の形態に基づき、本発明の半導体集積回路及び受信信号処理方法の一観点について説明してきたが、これらは一例にすぎず、上記の記載に限定されるものではない。 As described above, one aspect of the semiconductor integrated circuit and the received signal processing method of the present invention has been described based on the embodiments. However, these are merely examples, and the present invention is not limited to the above description.
10 半導体集積回路
11 パイロット信号記憶部
12,21 逆フーリエ変換部
13,22 インパルス応答保持部
14 インパルス応答遅延部
15,23 最大値位置検出部
16 位相差補正部
17 位相偏差算出部
18 ドップラー周波数算出部
19 サブキャリア群記憶部
20 伝送路応答値生成部
24 マルチパス判定部
25 主波位置特定部
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記受信信号に含まれるデータ信号から求められる伝送路応答値と、前記パイロット信号とを合わせて逆フーリエ変換して、第2のインパルス応答を算出する第2の逆フーリエ変換部と、
前記第2のインパルス応答をもとに、所定の長さ以上のマルチパスが発生しているか否かを判定するマルチパス判定部と、
前記所定の長さ以上の前記マルチパスの発生が検出された場合、前記第2のインパルス応答の最大値の位置をもとに、前記第1のインパルス応答における主波位置を特定する主波位置特定部と、
前記主波位置を特定した前記第1のインパルス応答を用いて、主波と先行波または遅延波との間の遅延量をもとに、シンボル間における前記パイロット信号の周波数の違いに起因した前記第1のインパルス応答の位相差を補正する位相差補正部と、
前記位相差補正部により補正された前記第1のインパルス応答と、異なるシンボルにおける前記第1のインパルス応答との間の位相回転量を算出する位相偏差算出部と、
前記位相回転量をもとに、ドップラー周波数を算出するドップラー周波数算出部と、
を有することを特徴とする半導体集積回路。 A first inverse Fourier transform unit that calculates a first impulse response by performing an inverse Fourier transform on the pilot signal included in the received signal after the Fourier transform;
A second inverse Fourier transform unit that calculates a second impulse response by performing an inverse Fourier transform on the transmission line response value obtained from the data signal included in the received signal and the pilot signal;
A multipath determination unit that determines whether or not a multipath of a predetermined length or more has occurred based on the second impulse response;
A main wave position that specifies a main wave position in the first impulse response based on the position of the maximum value of the second impulse response when occurrence of the multipath of the predetermined length or more is detected A specific part,
Using the first impulse response that specifies the main wave position, based on the delay amount between the main wave and the preceding wave or the delayed wave, the difference due to the difference in the frequency of the pilot signal between symbols A phase difference correction unit for correcting the phase difference of the first impulse response;
A phase deviation calculation unit that calculates a phase rotation amount between the first impulse response corrected by the phase difference correction unit and the first impulse response in a different symbol;
Based on the amount of phase rotation, a Doppler frequency calculation unit that calculates a Doppler frequency;
A semiconductor integrated circuit comprising:
第2の逆フーリエ変換部が、前記受信信号に含まれるデータ信号から求められる伝送路応答値と、前記パイロット信号とを合わせて逆フーリエ変換して、第2のインパルス応答を算出し、
マルチパス判定部が、前記第2のインパルス応答をもとに、所定の長さ以上のマルチパスが発生しているか否かを判定し、
主波位置特定部が、前記所定の長さ以上の前記マルチパスの発生が検出された場合、前記第2のインパルス応答の最大値の位置をもとに、前記第1のインパルス応答における主波位置を特定し、
位相差補正部が、前記主波位置を特定した前記第1のインパルス応答を用いて、主波と先行波または遅延波との間の遅延量をもとに、シンボル間における前記パイロット信号の周波数の違いに起因した前記第1のインパルス応答の位相差を補正し、
位相偏差算出部が、前記位相差補正部により補正された前記第1のインパルス応答と、異なるシンボルにおける前記第1のインパルス応答との間の位相回転量を算出し、
ドップラー周波数算出部が、前記位相回転量をもとにドップラー周波数を算出することを特徴とする受信信号処理方法。 The first inverse Fourier transform unit performs inverse Fourier transform on the pilot signal included in the received signal after the Fourier transform, and calculates a first impulse response,
A second inverse Fourier transform unit combining the transmission line response value obtained from the data signal included in the received signal and the pilot signal to perform an inverse Fourier transform to calculate a second impulse response;
The multipath determination unit determines whether or not a multipath of a predetermined length or more has occurred based on the second impulse response,
The main wave position specifying unit detects the main wave in the first impulse response based on the position of the maximum value of the second impulse response when the occurrence of the multipath having the predetermined length or more is detected. Identify the location,
The phase difference correction unit uses the first impulse response specifying the main wave position, and based on the delay amount between the main wave and the preceding wave or the delayed wave, the frequency of the pilot signal between symbols Correcting the phase difference of the first impulse response due to the difference of
A phase deviation calculator calculates a phase rotation amount between the first impulse response corrected by the phase difference correction unit and the first impulse response in a different symbol;
A received signal processing method, wherein the Doppler frequency calculation unit calculates a Doppler frequency based on the phase rotation amount.
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