JP2012114508A

JP2012114508A - Ｏｆｄｍ信号再送信装置

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Publication number: JP2012114508A
Application number: JP2010259402A
Authority: JP
Inventors: Tomoaki Takeuchi; 知明竹内; Hiroyuki Hamazumi; 啓之濱住; Kazuhiko Shibuya; 一彦澁谷
Original assignee: Nippon Hoso Kyokai NHK; Japan Broadcasting Corp
Current assignee: Japan Broadcasting Corp
Priority date: 2010-11-19
Filing date: 2010-11-19
Publication date: 2012-06-14
Anticipated expiration: 2030-11-19
Also published as: JP5647871B2

Abstract

【課題】送信元のＯＦＤＭ信号を適応等化して再送信するＯＦＤＭ信号再送信装置を提供する。
【解決手段】ＯＦＤＭ信号再送信装置１０は、入力されるＯＦＤＭ信号を周波数領域で等化して時間領域信号に変換する周波数領域等化部１３１５と、当該時間領域信号に対応する周波数領域で等化した周波数領域信号に対してチャネル等化を施すＯＦＤＭ復調部１９２３と、前記ＯＦＤＭ復調部から入力される周波数領域信号、チャネル応答および再生シンボルを用いて求める等化誤差信号から、前記周波数領域等化部の等化係数を算出する等化係数算出部２４２９と、前記周波数領域等化部から得られる前記時間領域信号からＯＦＤＭシンボルを抽出するＯＦＤＭシンボル抽出部１６とを備え、前記ＯＦＤＭシンボルから、再送信するＯＦＤＭ信号を生成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing:直交周波数分割多重）方式を用いるデジタル放送やデジタル伝送のＯＦＤＭ信号受信装置に関し、特に、デジタル放送や無線ＬＡＮなどにおいて電波を受信する際に問題となる遅延時間がＧＩ（Guard Interval）長を越えるマルチパスが受信される環境においても送信データを正しく受信して再送信することのできるＯＦＤＭ信号再送信装置に関する。

図８は、通常のＯＦＤＭ信号受信装置の構成を示すブロック図である。このＯＦＤＭ信号受信装置２００は、受信したＯＦＤＭ信号を中間周波信号（ＩＦ信号）に変換する周波数変換部２０１と、このＩＦ信号をアナログ−デジタル変換するＡ／Ｄ変換部２０２と、デジタルＩＦ信号を等価ベースバンド信号に復調する直交復調部２０３と、等価ベースバンド信号からＧＩを検出して除去するＧＩ除去部２０４と、ＧＩ除去を施した等価ベースバンド信号に対して所定のＦＦＴ（Fast Fourier Transform）ウィンドウサイズでＦＦＴ処理を施し、周波数領域信号に変換するＦＦＴ部２０５と、パイロット信号を用いてＦＦＴ部２０５から入力される周波数領域信号のキャリアシンボルからチャネル応答を推定するチャネル推定部２０６と、推定されたチャネル応答を用いてＦＦＴ部２０５から出力される周波数領域信号を等化するチャネル等化部２０７と、チャネル等化を施した周波数領域信号について所定の変調方式に従うデマッピングを施すデマッピング部２０８と、デマッピングして得られるパラレルデータ信号をシリアルデータ信号に変換し、送信元のビット列の信号を復元するパラレルシリアル変換部２０９とを備えている。

つまり、通常のＯＦＤＭ信号受信装置２００は、送信元から受信点までの伝送路の遅延広がりがＧＩ長以内の場合、チャネル等化部２０７により、チャネル等化が可能である。一方で、通常のＯＦＤＭ信号受信装置２００では、ＧＩ長を越える遅延波を等化する機能は無いため、チャネルの遅延広がりがＧＩ長を越える場合、シンボル間干渉及びキャリヤ間干渉の発生により受信特性が著しく損なわれることになる。

一方、時間領域においてマルチパスをキャンセルする仕組みを有するＯＦＤＭ信号受信装置も存在する。図９は、遅延時間がＧＩ長を越えるマルチパスを等化可能なＯＦＤＭ信号受信装置の構成を示すブロック図である。このＯＦＤＭ信号受信装置３００は、受信したＯＦＤＭ信号を中間周波信号（ＩＦ信号）に変換する周波数変換部３０１と、このＩＦ信号をアナログ−デジタル変換するＡ／Ｄ変換部３０２と、デジタルＩＦ信号を等価ベースバンド信号に復調する直交復調部３０３と、マルチパスをキャンセルする減算部３０４と、マルチパスのレプリカを生成する適応フィルタ部３０５と、ＧＩ除去を施した等価ベースバンド信号に対して所定のＦＦＴウィンドウサイズでＦＦＴ処理を施し、周波数領域信号に変換するＦＦＴ部３０６と、パイロット信号を用いてＦＦＴ部３０６から入力される周波数領域信号のキャリアシンボルからチャネル応答を推定するチャネル推定部３０７と、推定されたチャネル応答を用いてＦＦＴ部３０６から出力される周波数領域信号を等化するチャネル等化部３０８と、チャネル等化を施した周波数領域信号について所定の変調方式に従うデマッピングを施すデマッピング部３０９と、デマッピングして得られるパラレルデータ信号をシリアルデータ信号に変換し、送信元のビット列の信号を復元するパラレルシリアル変換部３１３と、デマッピングして得られるパラレルデータ信号をマッピングしてキャリアシンボルを再生するマッピング部３１０と、ＦＦＴ部３０６から出力される周波数領域信号を、マッピング部３１０から出力されるキャリアシンボルで除算することで等化後の周波数特性を算出する除算部３１１と、等化後の周波数特性を用いて主波成分を除いたインパルス応答を生成し、適応フィルタ３０５に対してフィルタ係数を適応的に決定させるフィルタ係数制御部３１２とを備えている。

つまり、時間領域においてマルチパスをキャンセルする仕組みを有するＯＦＤＭ信号受信装置３００は、送信元から受信点までのチャネル応答のうち、主波成分を除いたインパルス応答を適応フィルタ３０５に与えることにより、マルチパスをキャンセルすることが可能である。しかし、このＯＦＤＭ信号受信装置３００は、より長い遅延時間のマルチパスを等化するために適応フィルタにおけるフィルタ係数の次数を大きくしなければならないという問題が生じる。また、主波よりも早く到来するマルチパス（先行波）を等化するためには、図９の構成に加えてさらに適応フィルタが必要となるという問題がある。

また、図９に示すＯＦＤＭ信号受信装置が時間領域においてマルチパスをキャンセルするのに対して、周波数領域でマルチパスを等化するＯＦＤＭ信号受信装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に示されている従来のＯＦＤＭ信号受信装置は、図８に示す通常のＯＦＤＭ信号受信装置２００では受信不能となってしまう大きさのガードインターバルを越えるマルチパスを等化可能であり、適応フィルタにおけるフィルタ係数の次数を大きくしなければならないという問題を解消することができる。

周波数領域でＧＩを越えるマルチパスを等化可能なＯＦＤＭ信号再送信装置１００を構成した中継装置がある。図７は、遅延時間がＧＩ長を越えるマルチパスを等化可能な従来からのＯＦＤＭ信号再送信装置の概略構成を示すブロック図である。

図７に示すＯＦＤＭ信号再送信装置１００は、受信アンテナ１０１を介して所定の送信元から送信されたＯＦＤＭ信号を受信して希望波の周波数帯域外の不要な信号成分を除去するバンドパスフィルタ１０２と、周波数変換部１０３と、Ａ／Ｄ変換部１０４と、直交復調部１０５と、周波数領域等化部１０６と、ＯＦＤＭ復調部１０７と、等化係数算出部１０８と、キャリアシンボル選択部１０９と、ＩＦＦＴ部１１０と、ＧＩ付加部１１１と、直交変調部１１２と、Ｄ／Ａ変換部１１３と、周波数変換部１１４と、バンドパスフィルタ１１５と、送信アンテナ１１６とを備える。

周波数変換部１０３、Ａ／Ｄ変換部１０４及び直交復調部１０５は、それぞれ図９に示す周波数変換部３０１、Ａ／Ｄ変換部３０２及び直交復調部３０３に対応する。また、周波数領域等化部１０６は、周波数領域で適応等化する機能部であり、後続するＯＦＤＭ復調部１０７から得られる周波数領域信号から等化誤差を求め、等化係数の算出を行う等化係数算出部１０８によって制御される。ＯＦＤＭ復調部１０７は、チャネル推定部３０７、チャネル等化部３０８及びデマッピング部３０９からなる処理部に対応する。等化係数算出部１０８は、図９に示すマッピング部３１０、除算部３１１及びフィルタ係数制御部３１２からなる処理部に対応する。

キャリアシンボル選択部１０９は、ＯＦＤＭ復調部１０７から得られるチャネル等化後のキャリアシンボルと、等化係数算出部１０８内のマッピング部（図９に示すマッピング部３１０に対応する）から得られるキャリアシンボルの切り替えを行う機能部である。

ＩＦＦＴ部１１０は、入力されるキャリアシンボルに対して逆ＦＦＴ処理を施し、デジタル時間領域信号に変換する。

ＧＩ付加部１１１は、変換されたデジタル時間領域信号に対してＧＩを付加する。

直交変調部１１２は、ＧＩを付加したデジタル時間領域信号に対して所定の直交変調を施す。

Ｄ／Ａ変換部１１３は、直交変調を施したデジタル時間領域信号をアナログ時間領域信号に変換する。

周波数変換部１１４は、アナログ時間領域信号を無線周波信号（ＲＦ信号）に変換し、再送信するＯＦＤＭ信号を生成する。

バンドパスフィルタ１１５は、送信アンテナ１１６を介して再送信する際に余分な帯域を除去する機能を有する。

つまり、図７に示すＯＦＤＭ信号再送信装置１００では、受信アンテナ１０１より出力された受信信号は、フィーダーケーブル（図示せず）を通して、バンドパスフィルタ１０２に入力され、希望波の周波数帯域外の不要な信号成分が除去される。バンドパスフィルタ１０２の出力信号は周波数変換部１０３に入力され、その出力レベルが一定になるようにＡＧＣ（自動利得制御）が施された後、周波数変換される。

ＯＦＤＭ復調部１０７が有するデマッピング部（デマッピング部３０９に対応）が出力するパラレルデータは、再マッピング部（マッピング部３１０に対応）に入力されキャリアシンボルが再生される。この再マッピング部の出力する再生シンボル或いはチャネル等化部（チャネル等化部３０８に対応）の出力するチャネル等化後のキャリアシンボルの一方が選択され、送信シンボルが出力される。キャリアシンボル選択部１０９の出力はＩＦＦＴ部１１０に入力される。

ＩＦＦＴ部１１０は、キャリアシンボル選択部１０９の出力するキャリアシンボルに対してＩＦＦＴ処理を施し、時間領域信号に変換する。ＧＩ付加部１１１はＯＦＤＭシンボルの先頭にＧＩを付加し、直交変調部１１２に送出する。

直交変調部１１２は入力される等価ベースバンド信号に直交変調処理を施し、デジタルＩＦ信号に変換して出力する。直交変調部１１２の出力するデジタルＩＦ信号はＤ／Ａ変換部１１３により、ＩＦ信号に変換され出力される。Ｄ／Ａ変換部１１１３の出力するＩＦ信号は周波数変換部１１４により、ＲＦ帯に周波数変換され、一定レベルになるように増幅して出力する。周波数変換部１１４の出力するＲＦ信号はバンドパスフィルタ１１５に入力され帯域外の不要輻射成分が除去される。バンドパスフィルタ１１５で帯域外の不要な成分が除去された送信信号はフィーダーケーブル（図示せず）を通して送信アンテナ１１６に供給され電波となって放射される。

尚、デマッピング及び再マッピングによるしきい値判定処理は、入力されるキャリアシンボルに最も近い既知の送信シンボルに置き換える処理である。この処理には等化誤差や白色雑音を除去できるという利点があるが、なくてもよい。

ここでレベルの大きいＧＩ内マルチパスが受信される環境について考える。このような受信環境では、受信信号はサブキャリアによって信号電力が著しく低下するため、そのサブキャリアによって伝送される信号は誤り率が大きくなる。このデータ誤りについては、誤り訂正において消失化させたり、信頼度重み付けを行うことにより受信特性を改善できることが知られている。

特開２００４−３４３５４６号公報

レベルの大きいＧＩ内マルチパスが受信される受信環境において、従来のＯＦＤＭ信号再送信装置１００を用いたＯＦＤＭ信号の再送信を行う場合、このＯＦＤＭ信号再送信装置１００は、伝搬路の歪みを全て等化するため、ＯＦＤＭ信号再送信装置１００で受信した際に有していた伝搬路の情報が失われる。よって、このＯＦＤＭ信号再送信装置１００により再送信された信号を受信する受信装置（例えば、図８参照）は、誤り訂正復号を行う際に伝搬路情報を利用することができないため、受信特性の更なる改善が期待できないという問題があった。

本発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、レベルの大きいＧＩ内マルチパスが受信される環境においても、受信側で遅延時間がＧＩを越えるマルチパスによる信号品質の劣化を改善できるよう、ＯＦＤＭ信号を再送信するＯＦＤＭ信号再送信装置を提供することにある。

本発明の第１態様のＯＦＤＭ信号再送信装置は、送信元のＯＦＤＭ信号を適応等化して再送信するＯＦＤＭ信号再送信装置であって、入力されるＯＦＤＭ信号を周波数領域で等化して時間領域信号に変換する周波数領域等化部と、当該時間領域信号に対応する周波数領域で等化した周波数領域信号に対してチャネル等化を施すＯＦＤＭ復調部と、前記ＯＦＤＭ復調部から入力される周波数領域信号、チャネル応答および再生シンボルを用いて求める等化誤差信号から、前記周波数領域等化部の等化係数を算出する等化係数算出部と、前記周波数領域等化部から得られる前記時間領域信号からＯＦＤＭシンボルを抽出するＯＦＤＭシンボル抽出部と、前記ＯＦＤＭシンボルから、再送信するＯＦＤＭ信号を生成する再送信信号生成手段と、を備えることを特徴とする。

また、本発明の第１態様のＯＦＤＭ信号再送信装置において、前記周波数領域等化部は、前記入力されるＯＦＤＭ信号のキャリヤ間隔の２のべき乗分の１の周波数間隔で等化することを特徴とする。

本発明の第２態様のＯＦＤＭ信号再送信装置は、送信元のＯＦＤＭ信号を適応等化して再送信するＯＦＤＭ信号再送信装置であって、入力されるＯＦＤＭ信号を周波数領域で等化して時間領域信号に変換する周波数領域等化部と、当該時間領域信号に対応する周波数領域で等化した周波数領域信号に対してチャネル等化を施すＯＦＤＭ復調部と、前記ＯＦＤＭ復調部から入力される周波数領域信号、チャネル応答および再生シンボルを用いて求める等化誤差信号から、前記周波数領域等化部の等化係数を算出する等化係数算出部と、前記周波数領域等化部から得られる前記時間領域信号からＯＦＤＭシンボルのうち有効シンボル長に相当する時間幅の有効シンボルを抽出する有効シンボル算出部と、前記有効シンボルに対してガードインターバル（ＧＩ）を付加するＧＩ付加部と、前記ＧＩを付加した有効シンボルから、再送信するＯＦＤＭ信号を生成する再送信信号生成手段と、を備えることを特徴とする。

また、本発明の第２態様のＯＦＤＭ信号再送信装置において、前記周波数領域等化部は、前記入力されるＯＦＤＭ信号のキャリヤ間隔の２のべき乗分の１の周波数間隔で等化することを特徴とする。

本発明によれば、レベルの大きいＧＩ内マルチパスが受信される環境においても、受信側で遅延時間がＧＩを越えるマルチパスによる信号品質の劣化を改善できるようになる。

本発明による実施例１のＯＦＤＭ信号再送信装置のブロック図である。本発明による実施例２のＯＦＤＭ信号再送信装置のブロック図である。（ａ），（ｂ）は、ＯＦＤＭ信号再送信装置が受信する遅延プロファイル及び周波数特性を示す図である。（ａ），（ｂ）は、従来のＯＦＤＭ信号再送信装置が再送信する遅延プロファイル及び周波数特性を示す図である。（ａ），（ｂ）は、本発明による実施例１及び実施例２のＯＦＤＭ信号再送信装置が再送信する遅延プロファイル及び周波数特性を示す図である。本発明による実施例１のＯＦＤＭ信号再送信装置と従来からのＯＦＤＭ信号再送信装置におけるＢＥＲ特性の比較例である。遅延時間がＧＩ長を越えるマルチパスを等化可能な従来からのＯＦＤＭ信号再送信装置の概略構成を示すブロック図である。従来からの通常のＯＦＤＭ信号受信装置の概略構成を示すブロック図である。遅延時間がＧＩ長を越えるマルチパスを等化可能な従来からのＯＦＤＭ信号受信装置の概略構成を示すブロック図である。

以下、図面を参照して、本発明によるＯＦＤＭ信号再送信装置の実施形態について説明する。まず、本発明による実施例１のＯＦＤＭ信号再送信装置を説明する。

〔実施例１〕
図１は、本発明による実施例１のＯＦＤＭ信号再送信装置のブロック図である。実施例１のＯＦＤＭ信号再送信装置１０は、図７と同様のバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）及び周波数変換部（図示せず）を介して得られるＩＦ信号を受信してＡ／Ｄ変換を施すＡ／Ｄ変換部１１と、直交復調部１２と、周波数領域等化部１３１５（ＦＦＴ部１３、等化部１４及びＩＦＦＴ部１５）と、ＯＦＤＭ復調部１９２３（ＧＩ除去部１９、ＦＦＴ部２０、チャネル等化部２１、チャネル推定部２２及びデマッピング部２３）と、等化係数算出部２４２９（マッピング部２４、第１除算部２５、第２除算部２６、等化誤差算出部２７、遅延プロファイル算出部２８及び領域変換部２９）と、ＯＦＤＭシンボル抽出部１６と、直交変調部１７と、Ｄ／Ａ変換部１８とを備え、その後再送信信号を伝送するために、図７と同様に、周波数変換及びバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）が施される。

入力側の周波数変換（図７に示す周波数変換部１０３に対応）は、入力信号を周波数変換しＩＦ信号に変換する。この周波数変換部の出力するＩＦ信号がＡ／Ｄ変換部１１へ入力される。

Ａ／Ｄ変換部１１は、入力されるＩＦ信号をＡ／Ｄ変換しデジタルＩＦ信号を出力する。Ａ／Ｄ変換部１１の出力するデジタルＩＦ信号は直交復調部１２に入力される。

直交復調部１２は、Ａ／Ｄ変換部１１から入力されるデジタルＩＦ信号を直交復調し、等価ベースバンド信号を出力する。直交復調部１２の出力する等価ベースバンド信号は周波数領域等化部へ入力される。

周波数領域等化部１３１５は、等化係数算出部の領域変換部２９から入力される等化係数を用いて、直交復調部１２から入力される等価ベースバンド信号を周波数領域において等化し、時間領域の等価ベースバンド信号を出力する。周波数領域等化部のＩＦＦＴ部１５の出力は２分配され、一方がＯＦＤＭ復調部のＧＩ除去部１９へ、他方がＯＦＤＭシンボル抽出部１６へ入力される。

ＯＦＤＭ復調部１９２３は、等価ベースバンド信号をＯＦＤＭ復調し、ＦＦＴ後のキャリアシンボル、チャネル応答及びデマッピング後のパラレル信号を等化係数算出部２４２９へ出力する。

等化係数算出部２４２９は、ＯＦＤＭ復調部１９２３から入力される周波数領域信号のキャリアシンボル、チャネル応答及びパラレル信号の再生シンボルを用いて求める等化誤差信号から、等化係数を算出し、周波数領域等化部１３１５へ出力する。

ＯＦＤＭシンボル抽出部１６は、周波数領域等化部１３１５の出力する等価ベースバンド信号のうち、有効シンボルとＧＩからなるＯＦＤＭシンボルに相当する信号を抽出し直交変調部１７へ入力する。

直交変調部１７は、ＯＦＤＭシンボル抽出部１６から入力される等価ベースバンド信号を直交変調し、デジタルＩＦ信号をＤ／Ａ変換部１８へ入力する。

Ｄ／Ａ変換部１８は、デジタルＩＦ信号をＤ／Ａ変換する。Ｄ／Ａ変換して得られるＩＦ信号は、再送信信号伝送するために、図７と同様に、周波数変換及びバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）が施される。

周波数領域等化部１３１５は、ＦＦＴ部１３と、等化部１４と、ＩＦＦＴ部１５とを備えている。

ＦＦＴ部１３は、直交復調部１２から入力される等価ベースバンド信号をＦＦＴウィンドウサイズの２のべき乗倍のサイズでＦＦＴ処理を施し、入力されるＯＦＤＭ信号のキャリヤ間隔の２のべき乗分の１の周波数間隔の周波数領域信号に変換する。

等化部１４は、ＦＦＴ部１３の出力する周波数領域信号を等化係数算出部２４２９から入力される等化係数で除算することで周波数特性歪みを等化する。等化部１４の出力は、ＦＦＴ部１３と同じサイズでＩＦＦＴ処理を施し、時間領域信号に変換し、等価ベースバンド信号をＯＦＤＭ復調部１９２３へ出力する。

ＯＦＤＭ復調部１９２３は、ＧＩ除去部１９と、ＦＦＴ部２０と、チャネル推定部２２と、チャネル等化部２１と、デマッピング部２３とを備えている。

ＧＩ除去部１９は、周波数領域等化部１３１５から入力される等価ベースバンド信号からＧＩを除去し、ＯＦＤＭ信号の有効シンボル期間に相当する時間幅の等価ベースバンド信号を出力する。

ＦＦＴ部２０は、ＧＩ除去部１９から入力される有効シンボル期間の等価ベースバンド信号をＯＦＤＭ信号のＦＦＴウィンドウサイズでＦＦＴ処理を施し、キャリアシンボルに変換する。ＦＦＴ部２０の出力は３分配され、チャネル等化部２１、チャネル推定部２２及び等化係数算出部２４２９へ出力される。

チャネル推定部２２は、ＦＦＴ部２０から入力されるキャリアシンボルからチャネル応答を推定して出力する。チャネル推定部２２の出力するチャネル応答は２分配され、一方をチャネル等化部２１へ、他方を等化係数算出部２４２９へ出力する。

チャネル等化部２１は、ＦＦＴ部２０から入力されるキャリアシンボルをチャネル推定部２２から入力されるチャネル応答で除算し、チャネル等化を行う。チャネル等化部２１の出力する等化後のキャリアシンボルはデマッピング部２３へ入力される。

デマッピング部２３は、等化後のキャリアシンボルをデマッピングし、パラレル信号を出力する。デマッピング部２３の出力は等化係数算出部２４２９へ入力される。

等化係数算出部２４２９は、周波数特性算出部２４２６と、等化誤差算出部２７と、遅延プロファイル算出部２８と、領域変換部２９とを備えている。

ＯＦＤＭ復調部１９２３から入力される周波数領域信号のキャリアシンボル、チャネル応答及びパラレル信号の再生シンボルは、周波数特性算出部２４２６へ入力され、等化後の周波数特性を算出する。周波数特性算出部２４２６の出力は等化誤差算出部２７へ入力される。

等化誤差算出部２７は周波数特性算出部２４２６の出力する等化後の周波数特性から１を減じ、等化誤差を算出して等化誤差信号を生成する。等化誤差算出部２７の出力は遅延プロファイル算出部２８へ入力される。

遅延プロファイル算出部２８は、等化誤差信号を用いて遅延プロファイルを算出し、領域変換部２９へ出力する。領域変換部２９は遅延プロファイルをＦＦＴウィンドウサイズの２のべき乗倍のサイズで時間領域から周波数領域へ変換して、等化係数を周波数領域等化部１３１５へ入力する。

周波数特性算出部２４２６は、マッピング部２４と、第１除算器２５と、第２除算器２６とを備えている。

ＯＦＤＭ復調部１９２３から入力されるパラレル信号は、マッピング部２４へ入力される。マッピング部２４は、パラレル信号をマッピングし、キャリアシンボルを第１除算器２５へ出力する。

第１除算器２５は、ＯＦＤＭ復調部１９２３から入力されるキャリアシンボルをマッピング部２４から入力されるキャリアシンボルで除算することで等化後の周波数特性を算出して第２除算器２６へ出力する。

第２除算器２５は、第１除算器２５から入力される等化後の周波数特性をＯＦＤＭ復調部１９２３から入力されるチャネル応答で除算することで、ＧＩ内マルチパスによる歪みが分離された周波数特性を等化誤差算出部２７へ出力する。

遅延プロファイル算出部２８は、既存の方法で実現することができるが、例えば、等化誤差算出部２７から入力される等化誤差信号に対してＩＦＦＴ処理を施し、時間領域の等化誤差信号へ変換するＩＦＦＴ部と、このＩＦＦＴ部から得られる時間領域の等化誤差信号に予め規定した適応係数を乗じる適応係数乗算部と、この適応係数乗算部から入力される時間領域の等化誤差信号に、逐次算出する遅延プロファイルを単位更新時間ずつ遅延させて調整するいわゆるリーク処理を施した遅延プロファイルを加算することで遅延プロファイルを更新して出力する加算部とから構成することができる（図示せず）。尚、等化誤差信号とは、チャネル等化処理前の周波数領域信号をシンボル再生後の周波数領域信号で除算した結果から１を減じることで得られる誤差信号である。この場合、領域変換部２９は、遅延プロファイル算出部２８から得られる遅延プロファイルをＦＦＴウィンドウサイズの２のべき乗倍のサイズで時間領域から周波数領域へ変換するＦＦＴ処理を施し、この周波数領域の等化係数を周波数領域等化部１３１５に送出する。

尚、ＯＦＤＭ復調部１９２３についての更なる詳細な説明は公知技術であるため省略する。また、周波数領域等化部１３１５、等化係数算出部２４２９の周波数特性算出部２４２６、等化誤差算出部２７、遅延プロファイル算出部２８及び領域変換部２９は、時間領域ではなく、周波数領域で等化する処理を実現するものであり、特許文献１の技術を応用することもできる。

ただし、本実施例のＯＦＤＭ信号再送信装置１０は、周波数領域等化部１３１５における等化部１４（以下、「第１等化部」と称する)と、ＯＦＤＭ復調部１９２３におけるチャネル等化部２１（以下、「第２等化部」と称する）と２つの等化機能ブロックを有するが、図７に示す従来の構成とは異なり、ＯＦＤＭ復調部１９２３から出力される信号を用いて外部に伝送する再送信信号を生成するものではなく、周波数領域等化部１３１５のＩＦＦＴ部１５から出力される信号を用いて、外部に伝送する再送信信号を生成する。

第１等化部（等化部１４）は、遅延時間がＧＩを越えるマルチパスによる周波数特性歪みを等化するものである。図８に示すような通常のＯＦＤＭ信号受信装置２００には、この第１等化部（等化部１４）と同等の機能が設けられていないため、このようなＯＦＤＭ信号受信装置２００に向けて再送信するためにも、必要な処理である。

一方、第２等化部（チャネル等化部２１）は、チャネル推定部２２でパイロット信号を用いて求める周波数特性歪みを等化するものである。図８に示すような通常のＯＦＤＭ信号受信装置２００には第１等化部と同等の機能を有するチャネル等化部２０７が設けられている。

よって、例えば家庭内での再送信の場合などに設けられるＯＦＤＭ信号再送信装置と再送信信号を受信する通常のＯＦＤＭ信号受信装置２００との間に大きな劣化要因が存在しない場合には、ＯＦＤＭ信号再送信装置において第２等化部によるチャネル等化を行うことは必ずしも必要ではない。むしろ、このような環境下のＯＦＤＭ信号の再送信では、以下に述べるような問題がある。

例えば、レベルの大きいＧＩ内マルチパスが受信される環境について考える。このような受信環境では、受信信号はサブキャリアによって信号電力が著しく低下するため、そのサブキャリアによって伝送される信号は誤り率が大きくなる。よって、ＧＩ内のマルチパスの伝搬路特性についてはＯＦＤＭ信号再送信装置側で等化せずに受信装置側で等化させたほうが、より受信性能を改善することができる。尚、通常のＯＦＤＭ信号受信装置２００にて、チャネル等化部２０７と協動して動作する誤り訂正部（図示せず）において消失化させたり、信頼度重み付けを行うことにより受信特性を改善できることが知られている。

つまり、ＯＦＤＭ信号再送信装置が受信する信号の遅延プロファイル及び周波数特性が、図３に示されるような特性を有するとすると、図７に示すような従来のＯＦＤＭ信号再送信装置１００では、図４に示すように、ＧＩ内及びＧＩ外のマルチパスの伝搬路特性について等化するため、通常のＯＦＤＭ信号受信装置２００が、ＧＩ内のマルチパスの伝搬路特性を利用した誤り訂正処理を行うことができない。一方、実施例１のＯＦＤＭ信号再送信装置１０によれば、ＧＩ内のマルチパスの伝搬路特性についてはＯＦＤＭ信号再送信装置側で等化せずに受信装置側で等化させることになるため（図５参照）、図８に示すような従来のＯＦＤＭ信号再送信装置１００で誤り訂正処理を行う際にＧＩ内のマルチパスの伝搬路特性を利用することができ、更に受信性能を改善できる。

図６は、本発明による実施例１のＯＦＤＭ信号再送信装置と従来からのＯＦＤＭ信号再送信装置におけるＢＥＲ特性の比較例である。つまり、図６は、ＯＦＤＭ信号再送信装置の出力する再送信信号を受信機で受信することを想定した計算機シミュレーションにより求めた、ＯＦＤＭ信号再送信装置の入力信号のＣ／Ｎに対する受信機の内符号訂正後のビット誤り率特性を示している。ただし、遅延時間が１０μｓ，Ｄ／Ｕが１ｄＢの遅延波（ＧＩ内）および遅延時間が２００μｓ，Ｄ／Ｕが１５ｄＢの遅延波（ＧＩ外）が受信されるものとしている。従来のＯＦＤＭ信号再送信装置１００を用いた場合、Ｃ／Ｎが充分大きくても所要ＢＥＲ(２×１０^−４)を下回らないため、受信不可であるのに対し、実施例１のＯＦＤＭ信号再送信装置１０を用いた場合、Ｃ／Ｎが大きくなれば所要ＢＥＲを下回り、受信可となることが分かる。この効果は、以下に述べる実施例２のＯＦＤＭ信号再送信装置５０を用いた場合も同様である。

次に、本発明による実施例２のＯＦＤＭ信号再送信装置を説明する。尚、同様な構成要素には同一の参照番号を付している。

〔実施例２〕
図２は、本発明による実施例２のＯＦＤＭ信号再送信装置のブロック図である。実施例２のＯＦＤＭ信号再送信装置５０は、図７と同様のバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）及び周波数変換部（図示せず）を介して得られるＩＦ信号を受信してＡ／Ｄ変換を施すＡ／Ｄ変換部１１と、直交復調部１２と、周波数領域等化部１３１５（ＦＦＴ部１３、等化部１４及びＩＦＦＴ部１５）と、ＯＦＤＭ復調部１９２３（ＧＩ除去部１９、ＦＦＴ部２０、チャネル等化部２１、チャネル推定部２２及びデマッピング部２３）と、等化係数算出部２４２９（マッピング部２４、第１除算部２５、第２除算部２６、等化誤差算出部２７、遅延プロファイル算出部２８及び領域変換部２９）と、有効シンボル算出部５１と、ＧＩ付加部５２と、直交変調部１７と、Ｄ／Ａ変換部１８とを備え、その後再送信信号を伝送するために、図７と同様に、周波数変換及びバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）が施される。

図１に示す実施例１のＯＦＤＭ信号再送信装置１０と、図２に示す実施例２のＯＦＤＭ信号再送信装置５０とを比較するに、実施例２では、ＯＦＤＭシンボル抽出部１６の代わりに有効シンボル抽出部５１及びＧＩ付加部５２を備える点で異なっている。

有効シンボル抽出部５１は、周波数領域等化部１３１５から入力される等価ベースバンド信号から有効シンボル期間に相当する時間幅の等価ベースバンド信号を抽出して出力する。このとき必ずしも有効シンボルに相当する期間の信号を抽出する必要はなく、ＧＩを含んでもよい。

ＧＩ付加部５２は、有効シンボル抽出部５１から入力される等価ベースバンド信号の末尾と同一の信号をＧＩとして先頭に付加して出力する。

実施例１では、有効シンボル期間とＧＩを合わせたＯＦＤＭシンボルを抽出してこれを再送信信号としている。したがって、実施例１の構成は、実施例２の構成と比較すると、ＧＩ付加部５２が不要であるという利点があるものの、ＯＦＤＭシンボル抽出のためのタイミングに誤差がある場合には、再送信信号に不必要な不連続点が含まれてしまうことがある。

そこで、実施例２では有効シンボル期間に相当する信号にＧＩを付加してこれを再送信信号としているため、有効シンボル期間抽出の際に、タイミングに誤差があることを考慮し、有効シンボル期間抽出のタイミングを早めて、ＧＩも含めて連続するシンボルを抽出し、周期拡張することにより再送信信号に不必要な不連続点が含まれることがなくなるという利点がある。

本発明による実施例２のＯＦＤＭ信号再送信装置５０によれば、図３〜図６を用いて説明した効果を得られるだけでなく、受信装置側で有効シンボル期間の抽出精度を高めることができるようになる。

本発明によれば、レベルの大きいＧＩ内マルチパスが受信される環境においても、受信側で遅延時間がＧＩを越えるマルチパスによる信号品質の劣化を改善できるので、ＯＦＤＭ信号を扱う再送信装置及び受信装置の用途に有用である。

１０ＯＦＤＭ信号再送信装置
１１Ａ／Ｄ変換部
１２直交復調部
１３ＦＦＴ部
１４等化部
１５ＩＦＦＴ部
１６ＯＦＤＭシンボル抽出部
１７直交変調部
１８Ｄ／Ａ変換部
１９ＧＩ除去部
２０ＦＦＴ部
２１チャネル等化部
２２チャネル推定部
２３デマッピング部
２４マッピング部
２５第１除算部
２６第２除算部
２７等化誤差算出部
２８遅延プロファイル算出部
２９領域変換部
５０ＯＦＤＭ信号再送信装置
５１有効シンボル抽出部
５２ＧＩ付加部
１３１５周波数領域等化部
１９２３ＯＦＤＭ復調部
２４２９等化係数算出部

Claims

送信元のＯＦＤＭ信号を適応等化して再送信するＯＦＤＭ信号再送信装置であって、
入力されるＯＦＤＭ信号を周波数領域で等化して時間領域信号に変換する周波数領域等化部と、
当該時間領域信号に対応する周波数領域で等化した周波数領域信号に対してチャネル等化を施すＯＦＤＭ復調部と、
前記ＯＦＤＭ復調部から入力される周波数領域信号、チャネル応答および再生シンボルを用いて求める等化誤差信号から、前記周波数領域等化部の等化係数を算出する等化係数算出部と、
前記周波数領域等化部から得られる前記時間領域信号からＯＦＤＭシンボルを抽出するＯＦＤＭシンボル抽出部と、
前記ＯＦＤＭシンボルから、再送信するＯＦＤＭ信号を生成する再送信信号生成手段と、
を備えることを特徴とするＯＦＤＭ信号再送信装置。
前記周波数領域等化部は、前記入力されるＯＦＤＭ信号のキャリヤ間隔の２のべき乗分の１の周波数間隔で等化することを特徴とする、請求項１に記載のＯＦＤＭ信号再送信装置。
送信元のＯＦＤＭ信号を適応等化して再送信するＯＦＤＭ信号再送信装置であって、
入力されるＯＦＤＭ信号を周波数領域で等化して時間領域信号に変換する周波数領域等化部と、
当該時間領域信号に対応する周波数領域で等化した周波数領域信号に対してチャネル等化を施すＯＦＤＭ復調部と、
前記ＯＦＤＭ復調部から入力される周波数領域信号、チャネル応答および再生シンボルを用いて求める等化誤差信号から、前記周波数領域等化部の等化係数を算出する等化係数算出部と、
前記周波数領域等化部から得られる前記時間領域信号からＯＦＤＭシンボルのうち有効シンボル長に相当する時間幅の有効シンボルを抽出する有効シンボル算出部と、
前記有効シンボルに対してガードインターバル（ＧＩ）を付加するＧＩ付加部と、
前記ＧＩを付加した有効シンボルから、再送信するＯＦＤＭ信号を生成する再送信信号生成手段と、
を備えることを特徴とするＯＦＤＭ信号再送信装置。
前記周波数領域等化部は、前記入力されるＯＦＤＭ信号のキャリヤ間隔の２のべき乗分の１の周波数間隔で等化することを特徴とする、請求項３に記載のＯＦＤＭ信号再送信装置。