JP3782237B2

JP3782237B2 - OFDM signal demodulator

Info

Publication number: JP3782237B2
Application number: JP17099998A
Authority: JP
Inventors: 政幸高田; 俊二中原; 徹黒田; 道宏上原; 健一土田
Original assignee: Japan Broadcasting Corp
Current assignee: Japan Broadcasting Corp
Priority date: 1998-06-18
Filing date: 1998-06-18
Publication date: 2006-06-07
Anticipated expiration: 2018-06-18
Also published as: JP2000013353A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ＯＦＤＭ(Orthogonal Frequency Division Multiplexing ：直交周波数分割多重）信号の復調装置に係り、特にその軟判定データを得る復号装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＯＦＤＭ信号を受信し復号する場合、１６ＱＡＭ(Quadrature Amplitude Modulation) や６４ＱＡＭなどのＱＡＭ系のディジタル変調方法においては、図３に示すようにＯＦＤＭ受信信号３０の時間波形をＦＦＴ(Fast Fourier Transform)回路３１をへて各搬送波毎の複素データを求め、これを別途パイロットシンボル抽出回路３２および各搬送波の参照シンボルを推定する参照シンボル推定回路３３を介して求めた振幅位相基準データ（参照データ）を基準に、各搬送波毎に復調データを等化する復調データ等化回路３４において等化することによって前述の複素データを補正し、得られた補正複素データを各搬送波毎にデマッピング回路３５で位相空間上にデマッピングをすることによりビット毎の軟判定データ３６を得、これをビタビ復号器（図示されず）などの軟判定復号回路に入力して軟判定復号を行っていた。なお一例として１６ＱＡＭの場合の位相空間図を図５に示す。
【０００３】
またＤＱＰＳＫ(Differential Quarternary Phase Shift Keying) などの差動復調系のディジタル変調方法においては、図４に示すように図３と同様に、ＯＦＤＭ受信信号４０の時間波形をＦＦＴ回路４１をへて各搬送波毎の複素データを求め、１シンボル遅延回路４２で求めた各搬送波の前シンボルと差動復調回路４３で各搬送波毎に差動復調を行い、得られた複素データをデマッピング回路４４を用いて位相空間上で各搬送波毎にデマッピングして軟判定データ４５を得、これをビタビ復号器（図示されず）などの軟判定復号回路に入力して軟判定復号を行っていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、マルチパスやフェージングなどの妨害がある場合、遅延波のレベルや遅延時間などの影響により伝送路の周波数特性が歪み、ＯＦＤＭ信号の各搬送波の振幅位相特性が異なってくる。例として、マルチパス妨害がある場合の伝送路の周波数振幅特性を図６（ｂ）に示す。この周波数振幅特性はパイロットシンボルから推定して得たものである。振幅の小さい搬送波においては、Ｃ／Ｎが低いため信頼性が低いはずであるが、位相空間上の送信信号点に近いところに受信シンボルがある場合や隣同士のシンボルでビットが同じとき、つまり隣同士でビットが０である場合や１である場合に、その間に受信シンボルがあると、０．０または１．０と判定するため、信頼性が高くなり、効果的な軟判定復号を行うことができなかった。
【０００５】
なお図６は伝送路の周波数特性を示す図で（ａ）は妨害がない場合、（ｂ）はマルチパス妨害がある場合で図の横軸は搬送波番号、縦軸は参照データの振幅（任意単位）を示す。
【０００６】
本発明は上述の課題を解決するため、ＱＡＭ系の復調方法においてはパイロットシンボルから得られた参照シンボルの振幅を軟判定のための信頼度情報として利用することの可能な、また差動系の復調方法においては前シンボルの振幅を１に規格化して差動復調して軟判定復号を行うことの可能なＯＦＤＭ信号復調装置を提供せんとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
これら目的を達成するため、ＱＡＭ系にかかるＯＦＤＭ信号を復調する本発明第１のＯＦＤＭ信号復調装置は、当該装置が：ＯＦＤＭ信号を復調するＯＦＤＭ信号復調装置において、当該装置が：受信ＯＦＤＭ信号から各搬送波の複素データを得るＦＦＴ回路と；得られた複素データからフレーム構成のうちパイロットシンボルの位置に相当する複素データを抽出するパイロットシンボル抽出回路と；抽出されたパイロットシンボルから各搬送波の振幅位相基準となる参照シンボルを推定する参照シンボル推定回路と；前記ＦＦＴ回路によって得られた各搬送波の複素データの振幅および位相を前記参照シンボル推定回路によって得られた参照シンボルにより等化する復調データ等化回路とを具備し、参照シンボル推定回路によって得られた参照シンボルを軟判定復号の信頼度情報として利用するよう構成したことを特徴とするものである。
【０００８】
また、ＱＡＭ系にかかるＯＦＤＭ信号を復調する本発明第２のＯＦＤＭ信号復調装置は、当該装置が：ＯＦＤＭ信号を復調するＯＦＤＭ信号復調装置において、当該装置が：受信ＯＦＤＭ信号から各搬送波の複素データを得るＦＦＴ回路と；得られた複素データからフレーム構成のうちパイロットシンボルの位置に相当する複素データを抽出するパイロットシンボル抽出回路と；抽出されたパイロットシンボルから各搬送波の振幅位相基準となる参照シンボルを推定する参照シンボル推定回路と；前記ＦＦＴ回路によって得られた各搬送波の複素データの振幅および位相を前記参照シンボル推定回路によって得られた参照シンボルにより等化する復調データ等化回路と；前記復調データ等化回路の出力である複素データを送信シンボル点へシンボル判定するシンボル判定回路と；該シンボル判定回路の出力を前記参照シンボル推定回路によって推定された参照シンボルにより伝送路の周波数特性をかけてシンボルの値を変換するシンボル変換回路と；前記参照シンボルの振幅を１に規格化しこれで前記ＦＦＴ回路の出力複素データを補正する復調データ補正回路と；前記シンボル変換回路および前記復調データ補正回路両出力を使用して各搬送波の信頼度を計算する信頼度計算回路と；該計算回路から得られた値を前記シンボル判定回路によりシンボル判定された各ビットの信頼度とする信頼度付加回路とを具備し、該信頼度付加回路の出力を軟判定データとするよう構成されたことを特徴とするものである。
【０００９】
さらにまた差動ディジタル変調にかかるＯＦＤＭ信号を復調する本発明第３のＯＦＤＭ信号復調装置は、当該装置が：受信ＯＦＤＭ信号から各搬送波の複素データを得るＦＦＴ回路と；各搬送波の受信シンボルを１シンボル遅延させる１シンボル遅延回路と；遅延された受信シンボルの振幅を１に規格化するシンボル振幅規格化回路と；前記ＦＦＴ回路および前記規格化回路両出力の出力信号を用いて複素データを差動復調する差動復調回路とを具備し、該差動復調回路で得られた複素データのＩ軸およびＱ軸のレベルを軟判定復号の信頼度情報として使用するよう構成したことを特徴とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下添付図面を参照し実施例により本願発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１にＱＡＭ系のディジタル変調方法に係る本発明ＯＦＤＭ信号復調装置第１の実施例構成ブロック線図を示す。
参照番号１０はＯＦＤＭの受信信号であり、ノイズのような波形のＯＦＤＭ信号が入力される。ブロック番号１1 はＯＦＤＭ受信信号を復調するためのＦＦＴ回路である。ブロック番号１２はフレームの中からパイロットシンボルを抽出するためのパイロットシンボル抽出回路、ブロック番号１３は離散されて挿入されているパイロットシンボルから各キャリアの振幅位相基準となる参照データを推定するための参照シンボル推定回路である。ブロック番号１４は参照シンボル推定回路１３から得られた参照シンボルによってＦＦＴ回路１１から得られた各搬送波のシンボル（複素データ）の振幅および位相を補正（等化）する復調データ等化回路である。ブロック番号１５は復調データ等化回路１４で得られた複素データをデマッピングし軟判定データを得るためのデマッピング回路である。ブロック番号１６は参照シンボル推定回路１３から各搬送波の信頼度を計算する信頼度計算回路である。ブロック番号１７はデマッピング回路１５によって得られた軟判定データを信頼度計算回路１６によって得られた信頼度によって、各搬送波毎に各ビットの信頼度を補正する信頼度補正回路である。参照番号１８は信頼度補正回路１７によって補正された軟判定データである。この軟判定データがビタビ軟判定復号器などの軟判定誤り訂正回路（図示されず）に入力される。なお、本復調装置の構成では、周波数同期やフレーム同期などの同期回路やクロック再生回路および周波数インターリーブ、時間インターリーブなどのインターリーブ回路、誤り訂正以降の復号回路などは省略している。
【００１１】
次に図１に従って本発明第１の実施例の動作を説明する。まずＯＦＤＭ受信信号１０をＦＦＴ回路１１によってＦＦＴし各搬送波の複素データを得る。ＦＦＴ回路１１によって得られた複素データからパイロットシンボル抽出回路１２によって、フレーム構成のうちパイロットシンボルの位置に相当する複素データを抽出する。例えば、図７（ａ）のように、フレーム構成のなかにパイロットシンボルが分散して挿入されている場合は（図の白ヌキ丸印はデータシンボル、黒丸印はパイロットシンボルを示している）、パイロットシンボルの位置に相当する受信シンボル（複素データ）を抽出する。図７（ｂ）のフレーム構成の場合は、時間方向に周期的に挿入されているパイロットシンボルを抽出する。１６ＱＡＭや６４ＱＡＭなどのＱＡＭ系変調方法においては、ＱＡＭの各シンボルを判定するために振幅位相の基準となるシンボル（参照シンボル）が必要であるため、参照シンボル推定回路１３において回路１２で抽出されたパイロットシンボルから各搬送波の参照シンボルを推定する。
【００１２】
例えば、図７（ａ）のようなフレーム構成の場合、時間方向には受信されたパイロットシンボルの値をそのままホールドしたり、直線補完したりし、周波数方向には、受信されたパイロットシンボルの値をＦＩＲ(Finite Impulse Response：有限インパルス応答）フィルターなどのＬＰＦ(Low Pass Filter) によってフィルタリングすることによってパイロットシンボルが送信されている搬送波間の搬送波の参照シンボルを推定する方法などがある。また、図７（ｂ）のフレーム構成の場合は、受信したパイロットシンボルをそのまま参照シンボルとしてもよいし、時間方向に線形補完して求めてもよい。図６は分散されて挿入されているパイロットシンボルから推定して得られた伝送路の周波数特性（振幅）の例を示している。
【００１３】
図６（ａ）は妨害がない場合の例であり、送信したパイロットシンボルによって規格化しているため振幅は１である。図６（ｂ）は、マルチパス妨害がある場合の伝送路の周波数特性（振幅）の例を示している。マルチパス妨害があると、遅延波の振幅と遅延時間などによって伝送路の周波数特性が乱れ、振幅が０に近い搬送波がある場合がある。このような搬送波で受信されるデータは、Ｃ／Ｎが低いため信頼性が低く、誤り易い搬送波であると見ることができる。
【００１４】
次に、回路１４においては、ＦＦＴ回路１１によって得られた各搬送波の複素データを回路１３によって得られた参照シンボルによって伝送路特性を補正（つまり等化）し、補正後の複素データ（シンボル）を得る。ｉ番目のキャリアの複素データを（Ｘｄｉ，Ｙｄｉ）と表すことにする。得られた複素データをデマッピング回路１５によってデマッピングし軟判定データを得る。例えば、各搬送波が１６ＱＡＭで変調されている場合は図５に示すような位相空間図となる。図５の横軸はＩデータに相当し、縦軸はＱデータに相当する。データシンボルを白ヌキ丸で示し、パイロットシンボルを黒丸で示している。１６ＱＡＭの場合、デジタル信号は２⁴＝１６個のシンボルで伝送される。ビットをｂ０，ｂ１，ｂ２，ｂ３で表すと、１シンボルは（ｂ０，ｂ１，ｂ２，ｂ３）と表される。なお、ここではｂ０，ｂ２がＩデータに対応し、ｂ１，ｂ３がＱデータに対応している。回路１４により得られた複素データの実部をＩデータ、虚部をＱデータとすると、得られた複素データはこの位相空間上に存在する。
【００１５】
デマッピング回路１５によるデマッピングの例を図８に示す。図８の横軸は、図５のＩ軸およびＱ軸を表す。図８（ａ）において、データシンボルのＩ軸データを（ｂ０，ｂ２）、Ｑ軸データを（ｂ１，ｂ３）と表すとＩ軸データ、Ｑ軸データとも（１，０）は−３，（１，１）は−１，（０，１）は１，（０，０）は３となる。Ｉ軸データの（ｂ０，ｂ２）およびＱ軸データの（ｂ１，ｂ３）の各ビットを分けて考えると、データシンボルが−３のとき、ｂ０，ｂ１は１でｂ２，ｂ３は０、データシンボルが−１のときｂ０，ｂ１は１でｂ２，ｂ３は１、データシンボルが１のときｂ０，ｂ１は０でｂ２，ｂ３は１、データシンボルが３のときｂ０，ｂ１は０でｂ２，ｂ３は０となる。
図８（ｂ）の縦軸は受信シンボルのＩ軸のレベルまたはＱ軸のレベルに対するｂ０、またはｂ１の軟判定出力であり、図８（ｃ）は同様にｂ２、またはｂ３の軟判定出力である。
【００１６】
回路１４から得られたＩデータ、Ｑデータは実数（実際の回路では８ビットなどに量子化された値）であり、図８（ｂ）及び図８（ｃ）によってＩデータ、Ｑデータに対応するｂ０，ｂ１，ｂ２，ｂ３の軟判定データ（実数、例えば０〜１の実数、実際には３から４ビットに量子化された値）を得る（硬判定の場合は０または１の値）。図８（ｂ）及び図８（ｃ）の場合、隣同士０のビットにおいては軟判定データは０．０であり、同様に隣同士１のビットにおいては軟判定データは１．０である。隣同士で０と１で異なる場合、図８の例では、その軟判定データは直線的に変わる。例えば、複素データが（Ｉ，Ｑ）＝（０．６，１．２）の場合、軟判定データは（ｂ０，ｂ１，ｂ２，ｂ３）＝（０．２，０．０，１．０，０．９）となる。この値が回路１７に渡される。回路１６では、回路１３によって推定された参照シンボルから各搬送波の信頼度を計算する。回路１３によって伝送路の周波数特性が分かるので、回路１６による信頼度（Ｒｐｉ）の計算方法としては、各搬送波に相当する参照シンボル（Xiref, Yiref) の振幅を信頼度とする方法がある。つまり、ｉ番目の搬送波の信頼度Ｒｐｉとして、次式を用いる。
【数１】

【００１７】
参照シンボルの振幅が小さければ、その搬送波のＣ／Ｎは低いので信頼性が低く、振幅が大きければ信頼性が高いことになる。デマッピング回路１５によって得られた軟判定データと信頼度計算回路１６によって得られた各搬送波毎の信頼度情報を使って軟判定データの信頼度を信頼度補正回路１７によって補正する。回路１６によって得られた値が小さいときは信頼性が低いので、軟判定データとしては０または１である確からしさが低いことを意味する。つまり０．５に近づけるべきであると考えられる。よって、信頼度補正回路１７の計算方法としては例えば、デマッピング回路１５によって得られた値から０．５を引き、信頼度計算回路１６によって得られた値を掛け、その後０．５を足すという方法がある。つまり、次式で表される補正を行う。
bion＝(biin −0.5)×Rpi ＋0.5 n＝0,1,2,3 （16ＱＡＭの場合）
ここで、bionはｉ番目の搬送波で、ｎ番目のビットの補正後の軟判定データ、biinはｉ番目の搬送波で、ｎ番目のビットの補正前の軟判定データ、Ｒｐｉはｉ番目のキャリアの信頼度である。補正回路１７によって補正された軟判定データ１８はビタビ軟判定復号器などの軟判定誤り訂正復号回路に入れる。
【００１８】
参照シンボル推定回路１３は、本実施例では、送信側のパイロットシンボルで受信側のパイロットシンボルを規格化しているため振幅が１であるが、送信側のパイロットシンボルで規格化しなくてもよいし、各搬送波の受信シンボルを全搬送波で平均化した値を基準としてもよいし、各搬送波の受信シンボルを全搬送波時間方向に平均化した値を基準としてもよい。
【００１９】
信頼度計算回路１６は、本実施例では、受信パイロットシンボルから推定して得た参照シンボルの振幅を信頼度Ｒｐｉとしたが、信頼度が１以上の場合は１に固定してもよい。また、振幅の２乗を信頼度としてもよい。もちろんこの場合も信頼度が１以上の場合は１に固定してもよい。各搬送波の信頼度を計算する際、回路１３で各搬送波の受信シンボルを全搬送波時間方向に平均化していない場合、回路１６で平均化した後、その値を基準として規格化した参照シンボルの振幅などを信頼度としてもよい。
【００２０】
信頼度計算回路１６によって信頼度Ｒｐｉを求める際、参照シンボル推定回路１３によって得られた参照シンボルとパイロットシンボル抽出回路によって得られたパイロットシンボルとの差（ユークリッド距離）が予め定めた閾値より大きい搬送波およびその搬送波近傍の搬送波においては、信頼度Ｒｐｉを０としてもよい。参照シンボルの平均振幅が１の場合、前記閾値は例えば０．５とする。
【００２１】
ＱＡＭ系のディジタル変調方法に係る本発明ＯＦＤＭ信号復調装置第２の実施例構成ブロック線図を図１２に示す。図１との構成の違いは、デマッピング回路１５がシンボル判定回路１２５に代わったこと、復調データ補正回路１２７が追加されたこと、シンボル変換回路１２６が追加されたこと、各搬送波の信頼度計算回路１２９の内容が変更されたこと、各ビットの信頼度補正回路１７が信頼度付加回路１２８に変わったことである。各部分について、図１２に基づき動作を説明する。
【００２２】
復調データ等化回路１２４で等化された複素データ（Ｘｄｉ，Ｙｄｉ）はシンボル判定回路１２５へ入力される。回路１２５では入力された複素データを送信シンボル点へシンボル判定する。ここでシンボル判定された複素データを
【外１】

とする。例えば、１６ＱＡＭの場合、
【外２】

は、−３，−１，１，３のうちの１つの値をとる。シンボル変換回路１２６は、回路１２５からの複素データを参照シンボル推定回路１２３によって得られた伝送路の推定値によって変換する。つまり、回路１２５からの複素データ
【外３】

に、推定した伝送路特性をかける。その結果の複素データを
【外４】

とする。
【００２３】
一方、複素データ補正回路１２７では回路１２３から得られた参照シンボルの振幅を１に規格化し（位相情報は保持）複素データを得る。得られた復調データを（Ｘｈｉ，Ｙｈｉ）とする。信頼度計算回路１２９では回路１２６からの複素データと回路１２７からの複素データによって、ｉ番目の搬送波の信頼度Ｒｐｉを計算する。ｉ番目の搬送波の信頼度Ｒｐｉとしては、次式を用いる。
【数２】

この値を、各ビットの信頼度付加回路１２８に入力し、信頼度計算回路１２９から得られた値を回路１２５によってシンボル判定された各ビットの信頼度とし軟判定データ１３０とする。このデータをビタビ軟判定復号器などの軟判定誤り訂正復号回路（図示されず）に入れ軟判定復号を行う。
【００２４】
次に、差動系のディジタル変調方法に係る本発明ＯＦＤＭ信号復調装置第３の実施例構成ブロック線図を図２に示す。参照番号２０は受信信号であり、ノイズのような波形のＯＦＤＭ信号が入力される。ブロック番号２１はＯＦＤＭを復調するためのＦＦＴ回路である。ブロック番号２２は差動復調を行うため、各搬送波の受信シンボルを１シンボル遅延させる１シンボル遅延回路である。ブロック番号２３は遅延された受信シンボルの振幅を１に規格化する受信シンボル振幅規格化回路である。ブロック番号２４はＦＦＴ回路２１から得られた各搬送波のシンボル（複素データ）を回路２３から得られた前シンボルの振幅を１に規格化した複素データで割ることによって差動復調を行う差動復調回路である。ブロック番号２５は得られた複素データをデマッピングし軟判定データを得るためのデマッピング回路である。この回路によって得られた軟判定データ２６がビタビ軟判定復号器などの軟判定誤り訂正回路（図示されず）に入力される。なお、この図も図１と同様、同期回路、インターリーブ回路、誤り訂正以降の復号回路などは省略している。
【００２５】
次に図２に従ってこの実施例の動作を説明する。まずＯＦＤＭの受信信号２０をＦＦＴ回路２１によってＦＦＴし各搬送波の複素データを得る。ＦＦＴ回路２１によって得られた複素データから１シンボル遅延回路２２によって、各搬送波の受信シンボルを１シンボル遅延させ、回路２３によって１シンボル遅延させた受信シンボル（複素データ）の振幅を１に規格化する。つまり、次式のように変換する。
【数３】

【００２６】
ここで、（Ｘｎ_i,s-1,Ｙｎ_i,s-1）はｉ番目の搬送波で（ｓ−１）番目の受信シンボルの振幅を１に規格化した複素データ、（Ｘ_i,s-1,Ｙ_i,s-1）はｉ番目の搬送波で（ｓ−１）番目の受信シンボルである。次にブロック番号２４の差動復調回路によって差動復調を行う。この際、ブロック番号２１によって得られた各搬送波の複素データ（Ｘ_i,s-1,Ｙ_i,s-1）をブロック番号２３の回路によって得られた複数データ（Ｘｎ_i,s-1,Ｙｎ_i,s-1）で除算することにより、差動復調後の複素データ（Ｘｄ_i,s，Ｙｄ_i,s）を求める。この複素データは次式で求められる。
【数４】

得られた複素データ（Ｘｄ_i,s，Ｙｄ_i,s）をブロック番号２５のデマッピング回路によってデマッピングし軟判定データを得る。デマッピングの例を図１１に示す。
【００２７】
図１１において横軸はＩ軸およびＱ軸を表す。図１１（ａ）において、送信データシンボルのＩデータを（ｂ０）、Ｑデータを（ｂ１）とすると、Ｉデータ、Ｑデータとも（１）のときは−１，（０）のときは１である。図１１（ｂ）の縦軸は受信シンボルのＩデータのレベルまたはＱデータのレベルに対するｂ０またはｂ１の軟判定出力である。デマッピング回路で得られた軟判定データはビタビ軟判定復号器などの軟判定誤り訂正復号回路に入れ軟判定復号を行う。
【００２８】
最后にＱＡＭ系のディジタル変調方法に係り、さらにインターリーブ回路がある場合の本発明ＯＦＤＭ信号復調装置の第４の実施例構成ブロック線図を図９に示す。
６４ＱＡＭなどの多値変調方法で復号しインターリーブを行い軟判定データを得る場合、軟判定データとしては通常３ビットから４ビット必要であるため、デマッピングした後のビット数は１８ビットから２４ビットとビット数が多くなる。一方、複素データはＩデータ、Ｑデータとも６〜８ビット程度なので１２ビットから１６ビット程度となる。よってインターリーブ回路はデマッピング回路よりも先の複素データの段階で行った方が回路規模が小さくてよいと考えられる。第４の実施例の場合、６４ＱＡＭの場合でも、Ｉデータ、Ｑデータはそれぞれ６ビット程度でよいと考えられ、また、信頼度情報は４ビット程度でよいと考えられるので、複素データのビット数は各搬送波当たり１６ビットとなり、従来のインターリーブ回路と同程度の規模で実施できると考えられる。
【００２９】
図１０にインターリーブ回路で使用するＲＡＭの１ワードを１６ビットとした場合の１ワードのビットの使い方の例を示す。このように、各搬送波毎に複素データと信頼度情報を１つのワードとして扱うことにより、本発明実施例の場合でも従来と同様にインターリーブを行うことができる。図９は、インターリーブ回路がある場合の実施例であり、ブロック番号９４の復調データ等化回路とデマッピング回路９７の間にインターリーブ回路９５があり、各搬送波毎に複素データと信頼度情報を一緒に扱ってインターリーブを行うことができる。
この例では、１ワード１６ビットの場合を示したが、１６ビットを８ビットずつに分割し、１ワード８ビットのＲＡＭをパラレルに使用することにより、同様に実施することができる。
【００３０】
【発明の効果】
以上詳細に説明してきたように、本発明装置によれば、ＯＦＤＭ信号を受信し復号する場合、マルチパス妨害やフェージング妨害があっても、軟判定誤り訂正復号を効果的に行うことが可能なＯＦＤＭ信号復調装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＱＡＭ系のディジタル変調方法に係る本発明装置第１の実施例構成ブロック線図である。
【図２】差動系のディジタル変調方法に係る本発明装置第３の実施例構成ブロック線図である。
【図３】ＱＡＭ系のディジタル変調方法に係る従来例装置の構成ブロック線図である。
【図４】差動系のディジタル変調方法に係る従来例装置の構成ブロック線図である。
【図５】１６ＱＡＭの位相空間図の例を示す図である。
【図６】伝送路の周波数特性で、（ａ）は妨害がない場合、（ｂ）はマルチパス妨害がある場合の例を示す。
【図７】ＯＦＤＭフレーム構成例１（ａ）、構成例２（ｂ）をそれぞれ示す。
【図８】１６ＱＡＭの場合の受信シンボルとビットの関係（ａ）、１６ＱＡＭの場合の受信シンボルとｂ０，ｂ１の軟判定データの対応例（ｂ）、１６ＱＡＭの場合の受信シンボルとｂ２，ｂ３の軟判定データの対応例（ｃ）を示す図である。
【図９】ＱＡＭ系のディジタル変調方法に係り、さらにインターリーブ回路がある場合の本発明装置第４の実施例構成ブロック線図である。
【図１０】ＲＡＭの１ワードへの複素データ割り当て方法の従来例（ａ）と本発明例（ｂ）を示す。
【図１１】ＤＱＰＳＫの場合の受信シンボルとビットの関係（ａ）と受信シンボルｂ０，ｂ１軟判定データの対応例（ｂ）を示す。
【図１２】ＱＡＭ系のディジタル変調方法に係る本発明装置第２の実施例構成ブロック線図である。
【符号の説明】
１０，２０，３０，４０，９０，１２０ＯＦＤＭ受信信号
１１，２１，３１，４１，９１，１２１ＦＦＴ回路
１２，３２，９２，１２２パイロットシンボル抽出回路
１３，３３，９３，１２３参照シンボル推定回路
１４，３４，９４，１２４復調データ等化回路
１５，２５，３５，４４，９７デマッピング回路
１６，９６，１２９信頼度計算回路
１７，９８信頼度補正回路
１８，２６，３６，４５，９９，１３０軟判定データ
２２，４２１シンボル遅延回路
２３受信シンボル振幅規格化回路
２４，４３差動復調回路
９５インターリーブ回路
９８信頼度補正回路
１２５シンボル判定回路
１２６シンボル変換回路
１２７復調データ補正回路
１２８信頼度付加回路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) signal demodulating device, and more particularly to a decoding device for obtaining soft decision data.
[0002]
[Prior art]
When receiving and decoding an OFDM signal, in a QAM digital modulation method such as 16QAM (Quadrature Amplitude Modulation) or 64QAM, the time waveform of the OFDM received signal 30 is converted into an FFT (Fast Fourier Transform) circuit 31 as shown in FIG. Then, complex data for each carrier is obtained, and this is used as a reference based on the amplitude phase reference data (reference data) obtained through the pilot symbol extraction circuit 32 and the reference symbol estimation circuit 33 for estimating the reference symbol of each carrier separately. The above-mentioned complex data is corrected by equalizing the demodulated data for each carrier wave in the demodulated data equalizing circuit 34, and the obtained corrected complex data is phase-spaced by the demapping circuit 35 for each carrier wave. By performing demapping, soft decision data 36 for each bit is obtained, and this is converted into a Viterbi decoder (not shown). The soft decision decoding circuit performs the soft decision decoding. As an example, a phase space diagram in the case of 16QAM is shown in FIG.
[0003]
In addition, in a differential modulation digital modulation method such as DQPSK (Differential Quarternary Phase Shift Keying), as shown in FIG. 4, the time waveform of the OFDM received signal 40 is passed through the FFT circuit 41 to each carrier wave as in FIG. Complex data for each carrier is obtained, the previous symbol of each carrier obtained by the 1-symbol delay circuit 42 and the differential demodulation circuit 43 performs differential demodulation for each carrier wave, and the obtained complex data is used by the demapping circuit 44. Soft decision data 45 is obtained by demapping for each carrier wave in the phase space, and this is input to a soft decision decoding circuit such as a Viterbi decoder (not shown) to perform soft decision decoding.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, when there is interference such as multipath or fading, the frequency characteristics of the transmission path are distorted due to the influence of the level of delay wave, delay time, etc., and the amplitude and phase characteristics of each carrier wave of the OFDM signal are different. As an example, FIG. 6B shows the frequency amplitude characteristics of the transmission line when there is multipath interference. This frequency amplitude characteristic is obtained by estimation from pilot symbols. In a carrier wave with a small amplitude, the reliability should be low because the C / N is low, but when there is a received symbol near the transmission signal point in the phase space or when the bits are the same in adjacent symbols, When the adjacent bits are 0 or 1 and there is a received symbol between them, it is determined to be 0.0 or 1.0, so that reliability is improved and effective soft decision decoding is performed. I couldn't.
[0005]
6A and 6B are diagrams showing the frequency characteristics of the transmission path. FIG. 6A shows the case where there is no interference, FIG. 6B shows the case where there is multipath interference, the horizontal axis in the figure is the carrier number, and the vertical axis is the amplitude of the reference data (arbitrary Unit).
[0006]
In order to solve the above-described problem, the present invention can use the amplitude of a reference symbol obtained from a pilot symbol as reliability information for soft decision in a QAM demodulation method. The demodulation method is intended to provide an OFDM signal demodulator capable of performing soft decision decoding by differentially demodulating the amplitude of the previous symbol to 1.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve these objects, a first OFDM signal demodulating apparatus of the present invention for demodulating an OFDM signal according to a QAM system is an OFDM signal demodulating apparatus in which the apparatus demodulates an OFDM signal. An FFT circuit that obtains complex data of each carrier; a pilot symbol extraction circuit that extracts complex data corresponding to the position of the pilot symbol in the frame configuration from the obtained complex data; and an amplitude phase of each carrier from the extracted pilot symbols A reference symbol estimation circuit for estimating a reference symbol serving as a reference; demodulated data equalization for equalizing the amplitude and phase of the complex data of each carrier wave obtained by the FFT circuit with the reference symbol obtained by the reference symbol estimation circuit And obtained by a reference symbol estimation circuit The irradiation symbol is characterized in that it has configured to utilize as reliability information of the soft-decision decoding.
[0008]
The second OFDM signal demodulating apparatus of the present invention for demodulating an OFDM signal according to the QAM system is an OFDM signal demodulating apparatus in which the apparatus demodulates the OFDM signal, and the apparatus is: complex data of each carrier wave from the received OFDM signal. A pilot symbol extracting circuit for extracting complex data corresponding to the position of the pilot symbol in the frame configuration from the obtained complex data; a reference symbol serving as an amplitude phase reference for each carrier from the extracted pilot symbol A demodulated data equalization circuit for equalizing the amplitude and phase of the complex data of each carrier wave obtained by the FFT circuit with the reference symbol obtained by the reference symbol estimation circuit; The complex data that is the output of the data equalization circuit is transferred to the transmission symbol point. A symbol determination circuit for determining a voltage; a symbol conversion circuit for converting the value of the reference symbol by applying a frequency characteristic of a transmission line to the output of the symbol determination circuit by a reference symbol estimated by the reference symbol estimation circuit; A demodulation data correction circuit that normalizes the amplitude to 1 and corrects the output complex data of the FFT circuit; and a reliability that calculates the reliability of each carrier wave using both the symbol conversion circuit and the output of the demodulation data correction circuit A calculation circuit; and a reliability adding circuit that uses the value obtained from the calculation circuit as the reliability of each bit determined by the symbol determination circuit, and outputs the reliability adding circuit as soft decision data It is characterized by being comprised.
[0009]
Furthermore, the third OFDM signal demodulating apparatus of the present invention for demodulating an OFDM signal related to differential digital modulation includes: an FFT circuit that obtains complex data of each carrier from the received OFDM signal; and 1 received symbol of each carrier. A symbol delay circuit for delaying symbols; a symbol amplitude normalization circuit for normalizing the amplitude of the delayed received symbol to 1; and differential output of complex data using output signals of both the FFT circuit and the normalization circuit And a differential demodulating circuit for demodulating, wherein the I-axis and Q-axis levels of the complex data obtained by the differential demodulating circuit are used as reliability information for soft decision decoding It is.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a first embodiment of an OFDM signal demodulator according to the present invention relating to a QAM digital modulation method.
Reference numeral 10 is an OFDM received signal, and an OFDM signal having a waveform like noise is inputted. Block number 11 is an FFT circuit for demodulating the OFDM received signal. A block number 12 is a pilot symbol extraction circuit for extracting pilot symbols from the frame, and a block number 13 is a reference for estimating reference data serving as an amplitude phase reference for each carrier from the discretely inserted pilot symbols. It is a symbol estimation circuit. A block number 14 is a demodulated data equalization circuit that corrects (equalizes) the amplitude and phase of each carrier symbol (complex data) obtained from the FFT circuit 11 with the reference symbol obtained from the reference symbol estimation circuit 13. Block number 15 is a demapping circuit for demapping complex data obtained by the demodulated data equalization circuit 14 to obtain soft decision data. A block number 16 is a reliability calculation circuit that calculates the reliability of each carrier wave from the reference symbol estimation circuit 13. A block number 17 is a reliability correction circuit that corrects the reliability of each bit for each carrier wave based on the reliability obtained by the reliability calculation circuit 16 from the soft decision data obtained by the demapping circuit 15. Reference numeral 18 is soft decision data corrected by the reliability correction circuit 17. This soft decision data is input to a soft decision error correction circuit (not shown) such as a Viterbi soft decision decoder. In the configuration of the demodulator, a synchronization circuit such as frequency synchronization and frame synchronization, a clock recovery circuit, an interleave circuit such as frequency interleaving and time interleaving, and a decoding circuit after error correction are omitted.
[0011]
Next, the operation of the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. First, the received OFDM signal 10 is FFTed by an FFT circuit 11 to obtain complex data of each carrier wave. From the complex data obtained by the FFT circuit 11, the pilot symbol extraction circuit 12 extracts complex data corresponding to the position of the pilot symbol in the frame configuration. For example, as shown in FIG. 7A, when pilot symbols are dispersed and inserted in the frame configuration (the white circles in the figure indicate data symbols and the black circles indicate pilot symbols), A received symbol (complex data) corresponding to the position of the pilot symbol is extracted. In the case of the frame configuration in FIG. 7B, pilot symbols periodically inserted in the time direction are extracted. In a QAM modulation method such as 16QAM or 64QAM, a symbol (reference symbol) that serves as a reference for the amplitude phase is necessary to determine each symbol of QAM. Therefore, the symbol is extracted by the circuit 12 in the reference symbol estimation circuit 13. A reference symbol for each carrier is estimated from the pilot symbols.
[0012]
For example, in the case of the frame configuration as shown in FIG. 7A, the value of the received pilot symbol is held in the time direction as it is, or the value of the received pilot symbol is displayed in the frequency direction. There is a method of estimating a reference symbol of a carrier wave between carrier waves on which pilot symbols are transmitted by filtering the signal with an LPF (Low Pass Filter) such as a FIR (Finite Impulse Response) filter. 7B, the received pilot symbol may be used as a reference symbol as it is, or may be obtained by linear interpolation in the time direction. FIG. 6 shows an example of the frequency characteristic (amplitude) of the transmission line obtained by estimation from the dispersedly inserted pilot symbols.
[0013]
FIG. 6A shows an example where there is no interference, and the amplitude is 1 because it is normalized by the transmitted pilot symbols. FIG. 6B shows an example of the frequency characteristic (amplitude) of the transmission line when there is multipath interference. If there is multipath interference, the frequency characteristics of the transmission path may be disturbed by the amplitude and delay time of the delayed wave, and there may be a carrier wave whose amplitude is close to zero. Data received using such a carrier wave can be regarded as a carrier wave with low C / N and thus low reliability and error.
[0014]
Next, the circuit 14 corrects (that is, equalizes) the transmission path characteristics of the complex data of each carrier wave obtained by the FFT circuit 11 with the reference symbol obtained by the circuit 13, and then corrects the complex data (symbol) after the correction. Get. The complex data of the i-th carrier is represented as (Xdi, Ydi). The obtained complex data is demapped by the demapping circuit 15 to obtain soft decision data. For example, when each carrier wave is modulated by 16QAM, a phase space diagram as shown in FIG. 5 is obtained. The horizontal axis in FIG. 5 corresponds to I data, and the vertical axis corresponds to Q data. Data symbols are indicated by white circles, and pilot symbols are indicated by black circles. In the case of 16QAM, the digital signal is 2 ^Four = 16 symbols are transmitted. When bits are represented by b0, b1, b2, b3, one symbol is represented by (b0, b1, b2, b3). Here, b0 and b2 correspond to I data, and b1 and b3 correspond to Q data. If the real part of the complex data obtained by the circuit 14 is I data and the imaginary part is Q data, the obtained complex data exists in this phase space.
[0015]
An example of demapping by the demapping circuit 15 is shown in FIG. 8 represents the I axis and the Q axis in FIG. In FIG. 8A, when the I-axis data of the data symbol is represented as (b0, b2) and the Q-axis data is represented as (b1, b3), (1,0) for both the I-axis data and the Q-axis data is -3, ( 1, 1) is -1, (0, 1) is 1, and (0, 0) is 3. Considering each bit of (b0, b2) of I-axis data and (b1, b3) of Q-axis data separately, when the data symbol is -3, b0 and b1 are 1, b2 and b3 are 0, and data symbol When b is 0, b1 is 1 and b2 and b3 are 1, b0 and b1 are 0 and b2 and b3 are 1 and b0 and b1 are 0 and b2 and b3 when the data symbol is 3, respectively. Becomes 0.
The vertical axis in FIG. 8B is the soft decision output of b0 or b1 with respect to the I-axis level or Q-axis level of the received symbol, and FIG. 8C is the soft decision output of b2 or b3. is there.
[0016]
The I data and Q data obtained from the circuit 14 are real numbers (values quantized to 8 bits or the like in an actual circuit), and correspond to the I data and Q data according to FIGS. 8B and 8C. B0, b1, b2 and b3 soft decision data (real number, for example, a real number of 0 to 1, actually a value quantized from 3 to 4 bits) is obtained (0 or 1 in the case of hard decision) . In the case of FIG. 8B and FIG. 8C, the soft decision data is 0.0 for the bits adjacent to each other, and similarly, the soft decision data is 1.0 for the bits adjacent to each other. In the example of FIG. 8, when the neighbors differ by 0 and 1, the soft decision data changes linearly. For example, when the complex data is (I, Q) = (0.6, 1.2), the soft decision data is (b0, b1, b2, b3) = (0.2, 0.0, 1.0, 0.9). This value is passed to the circuit 17. The circuit 16 calculates the reliability of each carrier from the reference symbols estimated by the circuit 13. Since the frequency characteristics of the transmission path are known by the circuit 13, the reliability (Rpi) calculation method by the circuit 16 includes a method in which the reliability of the amplitude of the reference symbol (Xiref, Yiref) corresponding to each carrier wave is used. That is, the following equation is used as the reliability Rpi of the i-th carrier.
[Expression 1]

[0017]
If the amplitude of the reference symbol is small, the C / N of the carrier wave is low, so the reliability is low, and if the amplitude is large, the reliability is high. The reliability of the soft decision data is corrected by the reliability correction circuit 17 using the soft decision data obtained by the demapping circuit 15 and the reliability information for each carrier wave obtained by the reliability calculation circuit 16. When the value obtained by the circuit 16 is small, the reliability is low, which means that the probability that the soft decision data is 0 or 1 is low. In other words, it should be close to 0.5. Therefore, as a calculation method of the reliability correction circuit 17, for example, 0.5 is subtracted from the value obtained by the demapping circuit 15, the value obtained by the reliability calculation circuit 16 is multiplied, and then 0.5 is added. There is a way. That is, the correction expressed by the following equation is performed.
bion = (biin -0.5) x Rpi +0.5 n = 0, 1, 2, 3 (in the case of 16QAM)
Here, bion is the i-th carrier, soft decision data after correction of the n-th bit, biin is the i-th carrier, soft decision data before correction of the n-th bit, and Rpi is the i-th carrier. It is reliability. The soft decision data 18 corrected by the correction circuit 17 is input to a soft decision error correction decoding circuit such as a Viterbi soft decision decoder.
[0018]
In the present embodiment, the reference symbol estimation circuit 13 has an amplitude of 1 because the pilot symbol on the reception side is standardized with the pilot symbol on the transmission side, but may not be standardized with the pilot symbol on the transmission side. A value obtained by averaging received symbols of each carrier with all carriers may be used as a reference, or a value obtained by averaging received symbols of each carrier in all carrier time directions may be used as a reference.
[0019]
In the present embodiment, the reliability calculation circuit 16 uses the amplitude of the reference symbol estimated from the received pilot symbol as the reliability Rpi, but may be fixed to 1 when the reliability is 1 or more. Further, the square of the amplitude may be used as the reliability. Of course, in this case, if the reliability is 1 or more, it may be fixed to 1. When calculating the reliability of each carrier wave, if the received symbol of each carrier wave is not averaged in the entire carrier time direction by the circuit 13, after the averaging by the circuit 16, the amplitude of the reference symbol normalized based on that value It is good also as reliability.
[0020]
When the reliability Rpi is calculated by the reliability calculation circuit 16, the carrier wave in which the difference (Euclidean distance) between the reference symbol obtained by the reference symbol estimation circuit 13 and the pilot symbol obtained by the pilot symbol extraction circuit is larger than a predetermined threshold. The reliability Rpi may be set to 0 for a carrier in the vicinity of the carrier. When the average amplitude of the reference symbol is 1, the threshold is set to 0.5, for example.
[0021]
FIG. 12 shows a block diagram of the configuration of a second embodiment of the OFDM signal demodulator according to the present invention relating to the QAM digital modulation method. The difference from the configuration in FIG. 1 is that the demapping circuit 15 is replaced with the symbol determination circuit 125, the demodulated data correction circuit 127 is added, the symbol conversion circuit 126 is added, and the reliability calculation of each carrier wave. That is, the contents of the circuit 129 are changed, and the reliability correction circuit 17 for each bit is changed to the reliability addition circuit 128. The operation of each part will be described with reference to FIG.
[0022]
Complex data (Xdi, Ydi) equalized by the demodulated data equalization circuit 124 is input to the symbol determination circuit 125. The circuit 125 determines the symbol of the input complex data as a transmission symbol point. Here, the complex data subjected to symbol determination
[Outside 1]

And For example, in the case of 16QAM,
[Outside 2]

Takes one of the values -3, -1, 1, 3, and so on. The symbol conversion circuit 126 converts the complex data from the circuit 125 according to the transmission path estimation value obtained by the reference symbol estimation circuit 123. That is, complex data from the circuit 125
[Outside 3]

Is multiplied by the estimated transmission line characteristics. The resulting complex data
[Outside 4]

And
[0023]
On the other hand, the complex data correction circuit 127 normalizes the reference symbol amplitude obtained from the circuit 123 to 1 (holds phase information) to obtain complex data. The obtained demodulated data is assumed to be (Xhi, Yhi). The reliability calculation circuit 129 calculates the reliability Rpi of the i-th carrier wave based on the complex data from the circuit 126 and the complex data from the circuit 127. The following equation is used as the reliability Rpi of the i-th carrier.
[Expression 2]

This value is input to the reliability adding circuit 128 for each bit, and the value obtained from the reliability calculation circuit 129 is set as the reliability of each bit determined by the circuit 125 as the soft decision data 130. This data is put into a soft decision error correction decoding circuit (not shown) such as a Viterbi soft decision decoder to perform soft decision decoding.
[0024]
Next, FIG. 2 shows a block diagram of the configuration of a third embodiment of the OFDM signal demodulator according to the present invention relating to a differential digital modulation method. Reference numeral 20 is a received signal, and an OFDM signal having a waveform like noise is inputted. Block number 21 is an FFT circuit for demodulating OFDM. Block number 22 is a 1-symbol delay circuit that delays received symbols of each carrier by 1 symbol in order to perform differential demodulation. Block number 23 is a reception symbol amplitude normalization circuit that normalizes the amplitude of the delayed reception symbol to 1. The block number 24 is a differential demodulation that performs differential demodulation by dividing each carrier symbol (complex data) obtained from the FFT circuit 21 by complex data obtained by normalizing the amplitude of the previous symbol obtained from the circuit 23 to 1. Circuit. Block number 25 is a demapping circuit for demapping the obtained complex data to obtain soft decision data. Soft decision data 26 obtained by this circuit is input to a soft decision error correction circuit (not shown) such as a Viterbi soft decision decoder. In this figure, as in FIG. 1, the synchronization circuit, interleave circuit, decoding circuit after error correction, and the like are omitted.
[0025]
Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIG. First, an OFDM reception signal 20 is FFTed by an FFT circuit 21 to obtain complex data of each carrier wave. From the complex data obtained by the FFT circuit 21, the reception symbol of each carrier wave is delayed by 1 symbol by the 1 symbol delay circuit 22, and the amplitude of the reception symbol (complex data) delayed by 1 symbol by the circuit 23 is normalized to 1. . That is, it is converted as shown in the following equation.
[Equation 3]

[0026]
Where (Xn _{i, s-1,} Yn _{i, s-1} ) Is complex data in which the amplitude of the (s−1) th received symbol is normalized to 1 on the i-th carrier, (X _{i, s-1,} Y _{i, s-1} ) Is the (s-1) th received symbol on the i-th carrier. Next, differential demodulation is performed by the differential demodulation circuit of block number 24. At this time, the complex data (X _{i, s-1,} Y _{i, s-1} ) To a plurality of data (Xn) obtained by the circuit of block number 23 _{i, s-1,} Yn _{i, s-1} ) To divide the complex data after differential demodulation (Xd _{i, s} , Yd _{i, s} ) This complex data is obtained by the following equation.
[Expression 4]

The obtained complex data (Xd _{i, s} , Yd _{i, s} ) Is demapped by the demapping circuit of block number 25 to obtain soft decision data. An example of demapping is shown in FIG.
[0027]
In FIG. 11, the horizontal axis represents the I axis and the Q axis. In FIG. 11A, if the I data of the transmission data symbol is (b0) and the Q data is (b1), the I data and the Q data are both -1 when (1) and 1 when (0). is there. The vertical axis in FIG. 11 (b) is the soft decision output of b0 or b1 with respect to the I data level or Q data level of the received symbol. The soft decision data obtained by the demapping circuit is put into a soft decision error correction decoding circuit such as a Viterbi soft decision decoder and subjected to soft decision decoding.
[0028]
Finally, FIG. 9 shows a block diagram of the configuration of a fourth embodiment of the OFDM signal demodulating apparatus according to the present invention in the case of QAM type digital modulation method and further having an interleave circuit.
When soft decision data is obtained by decoding and interleaving using a multilevel modulation method such as 64QAM, the soft decision data normally requires 3 to 4 bits, so the number of bits after demapping varies from 18 to 24 bits. The number of bits increases. On the other hand, since complex data is about 6 to 8 bits for both I data and Q data, it is about 12 to 16 bits. Therefore, it is considered that the circuit scale may be smaller if the interleave circuit is performed at the complex data stage prior to the demapping circuit. In the case of the fourth embodiment, even in the case of 64QAM, it is considered that each of the I data and the Q data may be about 6 bits, and the reliability information is considered to be about 4 bits. Is 16 bits per carrier wave, and can be implemented on the same scale as a conventional interleave circuit.
[0029]
FIG. 10 shows an example of how to use one word bit when one word of RAM used in the interleave circuit is 16 bits. In this way, by handling complex data and reliability information as one word for each carrier wave, interleaving can be performed as in the conventional case even in the case of the embodiment of the present invention. FIG. 9 shows an embodiment in the case where there is an interleave circuit. An interleave circuit 95 is provided between the demodulated data equalization circuit of block number 94 and the demapping circuit 97, and complex data and reliability information are combined for each carrier wave. Can be interleaved.
In this example, the case of 16 bits per word is shown, but the same can be implemented by dividing 16 bits into 8 bits and using a RAM of 1 word and 8 bits in parallel.
[0030]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the apparatus of the present invention, when receiving and decoding an OFDM signal, it is possible to effectively perform soft decision error correction decoding even if there is multipath interference or fading interference. An OFDM signal demodulator can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a first embodiment of a device according to the present invention relating to a QAM digital modulation method;
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of a third embodiment of the device of the present invention related to a differential digital modulation method;
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a conventional apparatus according to a QAM digital modulation method;
FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of a conventional apparatus according to a differential digital modulation method.
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a 16QAM phase space diagram;
6A and 6B show frequency characteristics of a transmission line. FIG. 6A shows an example when there is no interference, and FIG. 6B shows an example when there is multipath interference.
FIG. 7 shows an OFDM frame configuration example 1 (a) and a configuration example 2 (b), respectively.
FIG. 8 is a relationship between received symbols and bits in the case of 16QAM (a), a correspondence example of received symbols in 16QAM and soft decision data in b0 and b1 (b), received symbols in 16QAM, and b2 and b3. It is a figure which shows the corresponding example (c) of soft decision data.
FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of a fourth embodiment of the device according to the present invention when a QAM digital modulation method is used and when an interleave circuit is further provided.
FIG. 10 shows a conventional example (a) and a present invention example (b) of a method for assigning complex data to one word of a RAM.
FIG. 11 shows a relation (a) between received symbols and bits in the case of DQPSK and a correspondence example (b) between the received symbols b0 and b1 soft decision data.
FIG. 12 is a block diagram showing the configuration of a second embodiment of the device of the present invention relating to a QAM digital modulation method;
[Explanation of symbols]
10, 20, 30, 40, 90, 120 OFDM received signal
11, 21, 31, 41, 91, 121 FFT circuit
12, 32, 92, 122 Pilot symbol extraction circuit
13, 33, 93, 123 Reference symbol estimation circuit
14, 34, 94, 124 Demodulated data equalization circuit
15, 25, 35, 44, 97 Demapping circuit
16, 96, 129 Reliability calculation circuit
17,98 Reliability correction circuit
18, 26, 36, 45, 99, 130 Soft decision data
22, 42 1 symbol delay circuit
23 Received symbol amplitude normalization circuit
24, 43 Differential demodulation circuit
95 Interleave circuit
98 Reliability Correction Circuit
125 symbol determination circuit
126 Symbol conversion circuit
127 Demodulated data correction circuit
128 Additional reliability circuit

Claims

In an OFDM signal demodulating apparatus that demodulates an OFDM signal, the apparatus includes: an FFT circuit that obtains complex data of each carrier from a received OFDM signal; and complex data corresponding to a pilot symbol position in a frame configuration from the obtained complex data. A pilot symbol extracting circuit for extracting; a reference symbol estimating circuit for estimating a reference symbol serving as an amplitude phase reference for each carrier from the extracted pilot symbols; and an amplitude and a phase of complex data of each carrier obtained by the FFT circuit A demodulated data equalization circuit for equalizing with reference symbols obtained by the reference symbol estimation circuit, and configured to use the reference symbols obtained by the reference symbol estimation circuit as reliability information for soft decision decoding An OFDM signal demodulator characterized by the above.

The apparatus further includes: a demapping circuit for obtaining soft decision data from complex data that is an output of the demodulated data equalization circuit; and calculating reliability of each carrier wave from the reference symbol estimated by the reference symbol estimation circuit 2. The OFDM signal demodulator according to claim 1, further comprising: a reliability calculation circuit; and a reliability correction circuit that corrects the soft decision data using reliability information obtained from the calculation circuit.

3. The OFDM signal demodulator according to claim 2, wherein when the output of the reliability calculation circuit exceeds an average level, the reliability correction circuit does not perform correction.

In the reliability calculation circuit, when the Euclidean distance between the reference symbol estimated by the reference symbol estimation circuit and the pilot symbol extracted by the pilot symbol extraction circuit is larger than a predetermined threshold, the reliability in the vicinity of the carrier is determined. The OFDM signal demodulator according to claim 2, wherein 0 is set.

In an OFDM signal demodulating apparatus that demodulates an OFDM signal, the apparatus includes: an FFT circuit that obtains complex data of each carrier from a received OFDM signal; and complex data corresponding to a pilot symbol position in a frame configuration from the obtained complex data. A pilot symbol extracting circuit for extracting; a reference symbol estimating circuit for estimating a reference symbol serving as an amplitude phase reference for each carrier from the extracted pilot symbols; and an amplitude and a phase of complex data of each carrier obtained by the FFT circuit A demodulated data equalizing circuit for equalizing with reference symbols obtained by the reference symbol estimating circuit; a symbol determining circuit for determining symbols of the complex data output from the demodulated data equalizing circuit as transmission symbol points; Circuit output by the reference symbol estimation circuit A symbol conversion circuit that converts a symbol value by applying a frequency characteristic of a transmission line with a fixed reference symbol; and a demodulation data correction that normalizes the amplitude of the reference symbol to 1 and corrects the output complex data of the FFT circuit A reliability calculation circuit that calculates the reliability of each carrier wave using outputs of both the symbol conversion circuit and the demodulated data correction circuit; a value obtained from the calculation circuit is subjected to symbol determination by the symbol determination circuit An OFDM signal demodulating apparatus comprising: a reliability adding circuit configured to provide reliability of each bit; and an output of the reliability adding circuit as soft decision data.

In an OFDM demodulator for demodulating a differential digitally modulated OFDM signal, the apparatus includes: an FFT circuit that obtains complex data of each carrier from a received OFDM signal; a one symbol delay circuit that delays a received symbol of each carrier by one symbol; A symbol amplitude normalization circuit that normalizes the amplitude of the delayed received symbol to 1, and a differential demodulation circuit that differentially demodulates complex data using output signals of both the FFT circuit and the normalization circuit. An OFDM signal demodulating device comprising: the I-axis and Q-axis levels of complex data obtained by the differential demodulation circuit are used as reliability information for soft decision decoding.