JP3846356B2 - Orthogonal frequency division multiplexing receiver and reception method - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、直交周波数分割多重(OFDM:Orthogonal Frequency Division Multiplexing)方式の受信装置及び受信方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、マルチメディア通信サービスの需要が急増し、デジタル無線通信によるマルチメディア移動通信システムの検討も盛んである。高速伝送及びマルチパスに有効な伝送方式として、OFDM方式が、マルチメディア移動通信システム及び高速無線LANにおいて採用されている。
【0003】
OFDM方式は、広帯域信号を互いに直交する多数の搬送波(以下「サブキャリア」という)で伝送することにより、デジタル無線通信において、マルチパス伝搬路における耐遅延干渉特性を改善できる等の特徴がある。また、このOFDM方式は、伝送データを複数のサブキャリアに分散して伝送しているため、誤り訂正を組み合わせることにより、マルチパス歪などの周波数選択性の伝送路歪に対して優れた伝送特性を示すことが知られている。
【0004】
ところで、デジタル無線通信にあっては、移動中受信のような厳しい受信条件下において、更に伝送特性を向上させる方法として、OFDMのサブキャリア単位でダイバーシチ受信を行うことが提案されている。代表的なダイバーシチ受信方式としては、合成ダイバーシチ又は選択ダイバーシチがある。
【0005】
図1は、合成ダイバーシチを用いた従来の受信装置の構成図である。また、図2は、選択ダイバーシチを用いた従来の受信装置の構成図である。
【0006】
図1及び図2に表された従来の受信装置によれば、2系統のOFDM復調装置で得られる復調データを、OFDMのサブキャリア単位で受信電力に応じて選択又は合成する。この場合、2系統の伝送路応答は異なるため、周波数選択性の伝送路歪を改善することができる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の一般的なOFDMダイバーシチ受信装置によれば、複数系統の復調データを合成又は選択する際の評価指標として、受信電力の大きさを用いている。このとき、デジタル無線通信において同一チャネル干渉波を受けている場合などは、受信電力の大きい系統が必ずしも受信品質が良いとは限らない。更に、同一チャネル干渉波の受信電力が大きい場合、OFDM受信信号の復調ができなくなることもある。
【0008】
そこで、本発明は、同一チャネル干渉波が存在する(所望波より干渉波の方が強くても)マルチパス伝搬環境下においても、同一チャネル干渉波の妨害を受けることなくサブキャリア単位の合成又は選択ダイバーシチを行うことができ、受信品質を向上させることができるOFDM方式の受信装置及び受信方法を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明における直交周波数分割多重方式の受信装置によれば、
複数のグループに分割されたサブアレー毎に、直交周波数分割多重方式の受信信号を受信する複数のアンテナと、複数の受信信号に対する重み係数を、複数の受信信号及び参照信号に基づき計算する重み係数計算手段と、各受信信号に重み係数を乗算する乗算手段と、乗算された積の受信信号を加算する加算手段と、加算された和の受信信号を、時間領域から周波数領域に変換してサブキャリア単位のキャリア受信信号を導出する高速フーリエ変換手段とを有し、サブアレーごとに得られるサブキャリア受信信号を、サブキャリア単位で空間ダイバーシチ処理するダイバーシチ処理手段と、ダイバーシチ処理されたサブキャリア受信信号における振幅及び位相を補正する補正手段と、を具備することを特徴とする。
【0010】
本発明の構成によれば、各サブアレーで同一チャネル干渉波を抑圧し、その干渉波の抑圧された各サブアレーの出力信号をそれぞれFFT回路で時間領域から周波数領域に変換してサブキャリア毎の信号を取り出し、サブキャリア単位でのダイバーシチ処理を行う2段階の受信方式である。これにより、同一チャネル干渉波が存在する環境においても、同一チャネル干渉波を除去することより、ダイバーシチ受信することが可能となり、受信品質を向上するようになる。
【0011】
本発明の他の実施形態によれば、N(≧3)個のアンテナは、K(≧2)個のサブアレーに分割されることも好ましい。
【0012】
本発明の他の実施形態によれば、複数のアンテナは、サブアレー毎の出力信号間の相関性が最小となるように配置されることも好ましい。
【0013】
本発明の他の実施形態によれば、重み係数計算手段は、受信信号の各相関行列を導出する相関行列推定手段と、各相関行列及び参照信号によって、信号干渉雑音比が最大となるように重み係数を計算する重み係数演算手段と、を具備することも好ましい。
【0014】
本発明の他の実施形態によれば、相関行列推定手段は、受信信号の複素共役を求める複素共役計算手段と、受信信号と、複素共役計算手段より導出された値との相関値を計算する相関値計算手段と、を具備することも好ましい。
【0015】
本発明の他の実施形態によれば、ダイバーシチ処理手段は、サブキャリア受信信号の振幅値及び位相から重み係数を算出する算出手段と、サブキャリア受信信号毎に重み係数を掛けて、サブキャリア単位で合成する合成ダイバーシチ手段と、を具備することも好ましい。
【0016】
本発明の他の実施形態によれば、ダイバーシチ処理手段は、サブキャリア受信信号の振幅値を算出する算出手段と、最大受信振幅を得たサブキャリア受信信号に相当するサブアレーを選択する選択手段と、を具備することも好ましい。
【0017】
本発明の他の実施形態によれば、補正手段は、ダイバーシチ処理手段より選択又は合成されたサブキャリア受信信号の中のパイロット信号を用いて伝搬路推定を行い、推定された推定値を記憶する記憶手段と、ダイバーシチ処理手段より選択又は合成されたサブキャリア受信信号毎の受信データ信号と、記憶手段より記憶された同一サブキャリアの伝播路推定値との比を、サブキャリア毎に算出する算出手段と、を具備することも好ましい。
【0018】
本発明の直交周波数分割多重方式の受信方法によれば、
複数のグループに分割されたサブアレー毎に、複数のアンテナを用いて直交周波数分割多重方式の受信信号を受信する段階と、複数の受信信号に対する重み係数を、複数の受信信号及び参照信号に基づき計算する段階と、各受信信号に重み係数を乗算する段階と、乗算された積の受信信号を加算する段階と、加算された和の受信信号を、高速フーリエ変換により時間領域から周波数領域に変換してサブキャリア単位のサブキャリア受信信号を導出する段階とを有し、サブアレーごとに得られるサブキャリア受信信号を、サブキャリア単位で空間ダイバーシチ処理する段階と、ダイバーシチ処理されたサブキャリア受信信号における振幅及び位相を補正する段階と、を有することを特徴とする。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下では、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
【0020】
図3は、合成ダイバーシチを用いた本発明の受信装置の構成図である。図3は、図1と比較して、OFDM信号を受信するサブアレー毎に高速フーリエ変換(FFT:Fast Fourier Transform)回路2を有する。そして、FFT回路2の前段部において、複数のグループに分割されたサブアレー毎に、複数のアンテナ10と、該アンテナ10による受信信号から重み係数を計算する重み係数計算部80と、各受信信号に重み係数を乗算する乗算部81と、乗算された積の受信信号を加算する加算部82とを有する。
【0021】
このとき、重み係数計算部80は、サブアレー毎の重み係数が、受信信号及び参照信号よりサブアレーの出力信号の信号干渉雑音比(SINR:desired Signal to Interference-plus-Noise Ratio)を最大とするように導出する。
【0022】
図4は、本発明の重み係数計算部80の機能構成図である。重み係数計算部80は、受信信号の各相関行列を導出する相関行列推定部801と、各相関行列及び参照信号によって、信号干渉雑音比が最大となるように重み係数を計算する重み係数演算部802とを有する。また、相関行列推定部801は、受信信号の複素共役を求める複素共役計算部8011と、受信信号と複素共役計算部より導出された値との相関値を計算する相関値計算部8012とを有する。
【0023】
更に、図3の他の構成部分について説明する。FFT回路2は、時間軸上のOFDM変調波を周波数軸上のデータに変換し、サブキャリア単位の振幅及び位相を示すサブキャリア受信信号(ベースバンドのI、Qチャネル信号)を導出する。その複数のサブキャリア受信信号は、重み係数算出部30に入力される。重み係数算出部30は、サブキャリア毎にサブキャリア受信信号の相関行列を計算し、この相関行列の最大固有値に対する固有ベクトルを計算する。この固有ベクトルを、対応するサブキャリアの重み係数ベクトルとする。そして、重み係数算出部30は、各サブキャリアの重み付け係数を乗算部31へ出力する。乗算部31によって、サブキャリア受信信号毎に重み係数が掛けられ、加算部32によってサブキャリア単位で合成される。
【0024】
次に、補正部4は、サブキャリア毎に合成ダイバーシチ回路で合成されたサブキャリア受信信号における振幅及び位相を、サブキャリア毎の伝搬路応答を推定して補正する。この伝搬路推定は、事前に保存された既知の各サブキャリアのパイロット信号を用いて行われる。
【0025】
この補正部4は、記憶部と、算出部とを有する。記憶部は、ダイバーシチ処理部より選択又は合成されたサブキャリア受信信号の中のパイロット信号を用いて伝搬路推定を行い、推定された推定値を記憶する。また、算出部は、ダイバーシチ処理手段より選択又は合成されたサブキャリア受信信号毎の受信データ信号と、前記記憶手段より記憶された同一サブキャリアの伝播路推定値との比を、サブキャリア毎に算出する。
【0026】
更に、補正されたサブキャリア受信信号は、復調部5により復調され、パラレルシリアル変換部6によりシリアル信号に戻され、そのシリアル信号を復号部7により復号される。復号部7は、デインタリーブ回路により、送信側で符号化されたインタリーブ回路の逆の処理を行う。処理されたデータは、後段のビタビデコーダ回路に渡され、ビタビデコードされる。更に、ビタビデコード回路の出力データは、誤り訂正回路に入力され、送信側の符号器の逆の処理を行う。処理されたデータは、出力端子よりTS(Transport Stream)信号として出力される。
【0027】
図5は、選択ダイバーシチを用いた本発明の受信装置の構成図である。図4は、図2と比較して、FFT回路2の前段部において、図3及び図4と同様の回路を構成したものである。
【0028】
図5によれば、アンテナ1毎に備えられたFFT回路2により、サブキャリア単位のサブキャリア受信信号が導出される。その複数のサブキャリア受信信号は、比較部33へ入力される。比較部33は、サブキャリア毎に各サブアレーの受信信号振幅を比較し、受信信号振幅の大きいサブアレーを選択するための制御信号をセレクタ34へ出力する。セレクタ34は、最大受信振幅を得たサブキャリア受信信号に相当するアンテナの受信信号を選択する。その後の処理は、図3と同様である。
【0029】
図6は、本発明による第1のアレイアンテナを上部から見た配置図である。本発明によれば、サブアレー毎のアンテナ素子数と、その配置とは、サブアレー毎の出力信号間の相関性が最小となるように設定される。図6によれば、12本のアンテナ素子が、4本毎に3つのサブアレーとして分割されている。また、各サブアレーは、アンテナシステムの中心から互いに120°の位置に配置されている。
【0030】
図7は、本発明による第2のアレイアンテナを上部から見た配置図である。図7によれば、16本のアンテナ素子が、4行4列の正方形状に配置されている。但し、受信装置内では、4本毎に4つのサブアレーとして分割されている。
【0031】
図8は、本発明による第3のアレイアンテナを上部から見た配置図である。図8によれば、6本のアンテナ素子が、2行3列の長方形状に配置されている。但し、受信装置内では、中央の1列が2つのサブアレーによって共有されている。即ち、N(≧3)個のアンテナは、K(≧2)個のサブアレーに分割することができる。
【0032】
図9は、本発明による第4のアレイアンテナを上部から見た配置図である。図9によれば、図7と同様に、16本のアンテナ素子が、4行4列の正方形状に配置されている。但し、受信装置内では、第1行及び第2行による第1のサブアレーと、第2行及び第3行による第2のサブアレーと、第3行及び第4行による第3のサブアレーとに分割されている。
【0033】
前述した本発明の種々の実施形態によれば、本発明の技術思想及び見地の範囲の種々の変更、修正及び省略が、当業者によれば容易に行うことができる。特に、前述においては、装置構成について詳細に説明したが、方法として実現できることは、当業者によれば容易に想到できる。前述の説明はあくまで例であって、何ら制約しようとするものではない。本発明は、特許請求の範囲及びその均等物として限定するものにのみ制約される。
【0034】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明のOFDM方式の受信装置及び受信方法によれば、同一チャネル干渉波が存在するマルチパス伝搬環境下においても、同一チャネル干渉波の妨害を受けることなくサブキャリア単位の合成又は選択ダイバーシチを行うことができ、受信品質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】合成ダイバーシチを用いた従来の受信装置の構成図である。
【図2】選択ダイバーシチを用いた従来の受信装置の構成図である。
【図3】合成ダイバーシチを用いた本発明の受信装置の構成図である。
【図4】本発明の重み係数計算部80の機能構成図である。
【図5】選択ダイバーシチを用いた本発明の受信装置の構成図である。
【図6】本発明による第1のアレイアンテナを上部から見た配置図である。
【図7】本発明による第2のアレイアンテナを上部から見た配置図である。
【図8】本発明による第3のアレイアンテナを上部から見た配置図である。
【図9】本発明による第4のアレイアンテナを上部から見た配置図である。
【符号の説明】
1 アンテナ素子
10、11 サブアレーにグループ化されたアンテナ素子
2 FFT、高速フーリエ変換部
30 重み係数算出部
31 乗算部
32 加算部
33 比較部、ダイバーシチ制御部
34 セレクタ
4 補正部
5 復調部
6 パラレル/シリアル変換部
7 復号部
80 重み係数計算部
801 相関行列推定部
8011 複素共役計算部
8012 相関値計算部
802 重み係数演算部
803 参照信号発生部
81 乗算部
82 加算部
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) receiving apparatus and receiving method.
[0002]
[Prior art]
In recent years, the demand for multimedia communication services has increased rapidly, and studies on multimedia mobile communication systems using digital wireless communication have been actively conducted. As a transmission method effective for high-speed transmission and multipath, the OFDM method is employed in multimedia mobile communication systems and high-speed wireless LANs.
[0003]
The OFDM scheme is characterized in that, by transmitting a wideband signal with a large number of carrier waves (hereinafter referred to as “subcarriers”) orthogonal to each other, it is possible to improve resistance to delay interference in a multipath propagation path in digital wireless communication. In addition, since this OFDM method transmits transmission data distributed over a plurality of subcarriers, combining it with error correction provides excellent transmission characteristics against frequency selective transmission line distortion such as multipath distortion. It is known to show.
[0004]
By the way, in digital wireless communication, it has been proposed to perform diversity reception in units of OFDM subcarriers as a method for further improving transmission characteristics under severe reception conditions such as reception during movement. A typical diversity reception method includes combining diversity or selection diversity.
[0005]
FIG. 1 is a configuration diagram of a conventional receiving apparatus using combining diversity. FIG. 2 is a configuration diagram of a conventional receiving apparatus using selection diversity.
[0006]
According to the conventional receiving apparatus shown in FIG. 1 and FIG. 2, the demodulated data obtained by the two OFDM demodulating apparatuses are selected or combined according to the received power in units of OFDM subcarriers. In this case, since the transmission path responses of the two systems are different, frequency selective transmission path distortion can be improved.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to a conventional general OFDM diversity receiver, the magnitude of received power is used as an evaluation index when combining or selecting demodulated data of a plurality of systems. At this time, when receiving a co-channel interference wave in digital wireless communication, a system with high reception power does not necessarily have good reception quality. Furthermore, when the reception power of the co-channel interference wave is large, the OFDM reception signal may not be demodulated.
[0008]
Therefore, the present invention can combine subcarriers in a multipath propagation environment in which co-channel interference waves exist (even if the interference wave is stronger than the desired wave), without being disturbed by co-channel interference waves. An object of the present invention is to provide an OFDM reception apparatus and reception method that can perform selection diversity and improve reception quality.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
According to the orthogonal frequency division multiplexing receiver of the present invention,
For each subarray divided into a plurality of groups, a plurality of antennas that receive orthogonal frequency division multiplexing received signals, and a weighting factor calculation that calculates weighting factors for the plurality of received signals based on the plurality of received signals and reference signals Means, multiplying means for multiplying each received signal by a weighting factor, adding means for adding the received signals of the multiplied products, and converting the sum of the received signals from the time domain to the frequency domain to subcarriers A fast Fourier transform means for deriving a unit carrier reception signal, a diversity processing means for spatially diversity-subdividing the subcarrier reception signal obtained for each subarray, and a diversity-processed subcarrier reception signal Correction means for correcting the amplitude and phase.
[0010]
According to the configuration of the present invention, the co-channel interference wave is suppressed in each subarray, and the output signal of each subarray in which the interference wave is suppressed is converted from the time domain to the frequency domain by the FFT circuit, respectively. Is a two-stage reception method in which diversity processing is performed in units of subcarriers. As a result, even in an environment where co-channel interference waves exist, diversity reception can be performed by removing the co-channel interference waves, and reception quality can be improved.
[0011]
According to another embodiment of the present invention, N (≧ 3) antennas are also preferably divided into K (≧ 2) sub-arrays.
[0012]
According to another embodiment of the present invention, it is also preferable that the plurality of antennas be arranged so that the correlation between output signals for each sub-array is minimized.
[0013]
According to another embodiment of the present invention, the weighting factor calculation means is configured so that the signal interference noise ratio is maximized by the correlation matrix estimation means for deriving each correlation matrix of the received signal, and each correlation matrix and the reference signal. It is also preferable to comprise weighting factor calculation means for calculating the weighting factor.
[0014]
According to another embodiment of the present invention, the correlation matrix estimation means calculates a complex conjugate calculation means for obtaining a complex conjugate of the received signal, and calculates a correlation value between the received signal and a value derived from the complex conjugate calculation means. And a correlation value calculating means.
[0015]
According to another embodiment of the present invention, the diversity processing means includes a calculating means for calculating a weighting factor from the amplitude value and phase of the subcarrier received signal, and a weighting factor is multiplied for each subcarrier received signal. It is also preferable to comprise a synthesis diversity means for synthesizing with.
[0016]
According to another embodiment of the present invention, the diversity processing means includes a calculating means for calculating an amplitude value of the subcarrier received signal, and a selecting means for selecting a subarray corresponding to the subcarrier received signal that has obtained the maximum received amplitude. It is also preferable to comprise.
[0017]
According to another embodiment of the present invention, the correction unit performs propagation channel estimation using the pilot signal in the subcarrier reception signal selected or combined by the diversity processing unit, and stores the estimated value. Calculation for calculating, for each subcarrier, the ratio of the received data signal for each subcarrier received signal selected or combined by the storage means and the diversity processing means and the propagation path estimated value of the same subcarrier stored by the storage means And means.
[0018]
According to the orthogonal frequency division multiplexing reception method of the present invention,
For each subarray divided into a plurality of groups, a step of receiving an orthogonal frequency division multiplexing reception signal using a plurality of antennas and a weighting factor for the plurality of reception signals are calculated based on the plurality of reception signals and reference signals A step of multiplying each received signal by a weighting factor, a step of adding the received signals of the multiplied products, and converting the sum of the received signals from the time domain to the frequency domain by fast Fourier transform. Deriving a subcarrier reception signal in units of subcarriers, and performing a spatial diversity process on the subcarrier reception signal obtained for each subarray in units of subcarriers, and an amplitude in the diversity-processed subcarrier reception signal And correcting the phase.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0020]
FIG. 3 is a configuration diagram of the receiving apparatus of the present invention using the combining diversity. FIG. 3 has a Fast Fourier Transform (FFT) circuit 2 for each sub-array that receives an OFDM signal, as compared with FIG. Then, in the preceding stage of the FFT circuit 2, for each sub-array divided into a plurality of groups, a plurality of antennas 10, a weighting factor calculation unit 80 for calculating a weighting factor from a reception signal by the antenna 10, and each reception signal A multiplication unit 81 that multiplies the weight coefficient and an addition unit 82 that adds reception signals of the multiplied products.
[0021]
At this time, the weighting factor calculator 80 maximizes the signal interference noise ratio (SINR) of the output signal of the subarray from the received signal and the reference signal. To derive.
[0022]
FIG. 4 is a functional configuration diagram of the weighting coefficient calculation unit 80 of the present invention. The weighting factor calculation unit 80 is a correlation matrix estimation unit 801 that derives each correlation matrix of the received signal, and a weighting factor calculation unit that calculates the weighting factor so that the signal interference noise ratio is maximized by each correlation matrix and the reference signal. 802. The correlation matrix estimation unit 801 includes a complex conjugate calculation unit 8011 that calculates a complex conjugate of the received signal, and a correlation value calculation unit 8012 that calculates a correlation value between the received signal and a value derived from the complex conjugate calculation unit. .
[0023]
Further, other components of FIG. 3 will be described. The FFT circuit 2 converts the OFDM modulated wave on the time axis into data on the frequency axis, and derives subcarrier reception signals (baseband I and Q channel signals) indicating the amplitude and phase in subcarrier units. The plurality of subcarrier reception signals are input to the weighting factor calculation unit 30. The weighting factor calculation unit 30 calculates a correlation matrix of the subcarrier reception signal for each subcarrier, and calculates an eigenvector for the maximum eigenvalue of this correlation matrix. Let this eigenvector be the weighting coefficient vector of the corresponding subcarrier. Then, the weighting coefficient calculation unit 30 outputs the weighting coefficient of each subcarrier to the multiplication unit 31. The multiplication unit 31 multiplies each subcarrier received signal by a weighting coefficient, and the addition unit 32 synthesizes it in units of subcarriers.
[0024]
Next, the correcting unit 4 corrects the amplitude and phase in the subcarrier reception signal combined by the combining diversity circuit for each subcarrier by estimating the propagation path response for each subcarrier. This propagation path estimation is performed using a known pilot signal of each subcarrier stored in advance.
[0025]
The correction unit 4 includes a storage unit and a calculation unit. The storage unit performs propagation channel estimation using the pilot signal in the subcarrier reception signal selected or combined by the diversity processing unit, and stores the estimated value. Further, the calculation unit calculates, for each subcarrier, a ratio between the reception data signal for each subcarrier reception signal selected or combined by the diversity processing unit and the propagation path estimated value of the same subcarrier stored in the storage unit. calculate.
[0026]
Further, the corrected subcarrier received signal is demodulated by the demodulator 5, converted back to a serial signal by the parallel-serial converter 6, and the serial signal is decoded by the decoder 7. The decoding unit 7 performs reverse processing of the interleave circuit encoded on the transmission side by the deinterleave circuit. The processed data is transferred to the subsequent Viterbi decoder circuit and Viterbi-decoded. Further, the output data of the Viterbi decoding circuit is input to the error correction circuit, and the reverse processing of the encoder on the transmission side is performed. The processed data is output as a TS (Transport Stream) signal from the output terminal.
[0027]
FIG. 5 is a configuration diagram of a receiving apparatus of the present invention using selection diversity. FIG. 4 shows a circuit similar to that shown in FIGS. 3 and 4 in the preceding stage of the FFT circuit 2 as compared with FIG.
[0028]
According to FIG. 5, subcarrier reception signals in units of subcarriers are derived by the FFT circuit 2 provided for each antenna 1. The plurality of subcarrier reception signals are input to the comparison unit 33. The comparison unit 33 compares the reception signal amplitude of each subarray for each subcarrier, and outputs a control signal for selecting a subarray having a large reception signal amplitude to the selector 34. The selector 34 selects an antenna reception signal corresponding to the subcarrier reception signal for which the maximum reception amplitude is obtained. The subsequent processing is the same as in FIG.
[0029]
FIG. 6 is a layout view of the first array antenna according to the present invention as viewed from above. According to the present invention, the number of antenna elements for each subarray and its arrangement are set so that the correlation between output signals for each subarray is minimized. According to FIG. 6, twelve antenna elements are divided into three subarrays every four. Each subarray is arranged at a position of 120 ° from the center of the antenna system.
[0030]
FIG. 7 is a layout view of the second array antenna according to the present invention as viewed from above. According to FIG. 7, 16 antenna elements are arranged in a square shape of 4 rows and 4 columns. However, in the receiving apparatus, every four lines are divided into four subarrays.
[0031]
FIG. 8 is a layout view of the third array antenna according to the present invention as viewed from above. According to FIG. 8, six antenna elements are arranged in a rectangular shape with 2 rows and 3 columns. However, in the receiving apparatus, one central column is shared by two subarrays. That is, N (≧ 3) antennas can be divided into K (≧ 2) subarrays.
[0032]
FIG. 9 is a layout view of the fourth array antenna according to the present invention as viewed from above. According to FIG. 9, as in FIG. 7, 16 antenna elements are arranged in a square shape of 4 rows and 4 columns. However, in the receiving apparatus, it is divided into a first subarray by the first row and the second row, a second subarray by the second row and the third row, and a third subarray by the third row and the fourth row. Has been.
[0033]
According to the above-described various embodiments of the present invention, various changes, modifications, and omissions of the technical idea and scope of the present invention can be easily made by those skilled in the art. In particular, in the above description, the device configuration has been described in detail, but it can be easily conceived by those skilled in the art that it can be realized as a method. The above description is merely an example, and is not intended to be restrictive. The invention is limited only as defined in the following claims and the equivalents thereto.
[0034]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the receiving apparatus and reception method of the OFDM system of the present invention, even in a multipath propagation environment where co-channel interference waves exist, sub-channels are not affected by co-channel interference waves. Carrier unit combining or selection diversity can be performed, and reception quality can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a conventional receiving apparatus using combining diversity.
FIG. 2 is a configuration diagram of a conventional receiving apparatus using selection diversity.
FIG. 3 is a configuration diagram of a receiving apparatus according to the present invention that uses combining diversity;
FIG. 4 is a functional configuration diagram of a weight coefficient calculation unit 80 according to the present invention.
FIG. 5 is a configuration diagram of a receiving apparatus of the present invention using selection diversity.
FIG. 6 is a layout view of a first array antenna according to the present invention as viewed from above.
FIG. 7 is a layout view of a second array antenna according to the present invention as viewed from above.
FIG. 8 is a layout view of a third array antenna according to the present invention as viewed from above.
FIG. 9 is a layout view of a fourth array antenna according to the present invention as viewed from above.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Antenna element 10 and 11 Antenna element 2 FFT grouped, Fast Fourier transform part 30 Weight coefficient calculation part 31 Multiplication part 32 Addition part 33 Comparison part, Diversity control part 34 Selector 4 Correction part 5 Demodulation part 6 Parallel / Serial conversion unit 7 Decoding unit 80 Weight coefficient calculation unit 801 Correlation matrix estimation unit 8011 Complex conjugate calculation unit 8012 Correlation value calculation unit 802 Weight coefficient calculation unit 803 Reference signal generation unit 81 Multiplication unit 82 Addition unit

Claims (9)

直交周波数分割多重方式の受信装置において、
複数のグループに分割されたサブアレー毎に、
前記直交周波数分割多重方式の受信信号を受信する複数のアンテナと、
前記複数の受信信号に対する重み係数を、複数の受信信号及び参照信号に基づき計算する重み係数計算手段と、
前記各受信信号に前記重み係数を乗算する乗算手段と、
前記乗算された積の受信信号を加算する加算手段と、
前記加算された和の受信信号を、時間領域から周波数領域に変換してサブキャリア単位のサブキャリア受信信号を導出する高速フーリエ変換手段と
を有し、
サブアレーごとに得られる前記サブキャリア受信信号を、サブキャリア単位で空間ダイバーシチ処理するダイバーシチ処理手段と、
前記ダイバーシチ処理された前記サブキャリア受信信号における振幅及び位相を補正する補正手段と
を具備することを特徴とする受信装置。
In the orthogonal frequency division multiplexing receiver,
For each subarray divided into multiple groups,
A plurality of antennas for receiving the reception signal of the orthogonal frequency division multiplexing system;
Weighting factor calculating means for calculating weighting factors for the plurality of received signals based on the plurality of received signals and the reference signal ;
Multiplying means for multiplying each received signal by the weighting factor;
Adding means for adding received signals of the multiplied products;
Fast Fourier transform means for deriving a subcarrier received signal in subcarrier units by converting the summed received signal from the time domain to the frequency domain;
Diversity processing means for performing spatial diversity processing on a subcarrier basis for the subcarrier received signal obtained for each subarray ;
A receiving apparatus comprising: correction means for correcting an amplitude and a phase in the diversity-processed subcarrier reception signal.
N(≧3)個の前記アンテナは、K(≧2)個の前記サブアレーに分割されることを特徴とする請求項1に記載の受信装置。The receiving apparatus according to claim 1, wherein the N (≧ 3) antennas are divided into K (≧ 2) subarrays. 前記複数のアンテナは、前記サブアレー毎の出力信号間の相関性が最小となるように配置されることを特徴とする請求項1に記載の受信装置。The receiving apparatus according to claim 1, wherein the plurality of antennas are arranged so that a correlation between output signals of the subarrays is minimized. 前記重み係数計算手段は、
前記受信信号の各相関行列を導出する相関行列推定手段と、
前記各相関行列及び参照信号によって、信号干渉雑音比が最大となるように重み係数を計算する重み係数演算手段と
を具備することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の受信装置。
The weight coefficient calculation means includes:
Correlation matrix estimation means for deriving each correlation matrix of the received signal;
The weight coefficient calculation means for calculating a weight coefficient so that a signal interference noise ratio is maximized by each correlation matrix and the reference signal is provided. Receiver device.
前記相関行列推定手段は、
前記受信信号の複素共役を求める複素共役計算手段と、
前記受信信号と、前記複素共役計算手段より導出された値との相関値を計算する相関値計算手段と、
を具備することを特徴とする請求項4に記載の受信装置。
The correlation matrix estimation means includes
Complex conjugate calculation means for obtaining a complex conjugate of the received signal;
Correlation value calculation means for calculating a correlation value between the received signal and a value derived from the complex conjugate calculation means;
The receiving apparatus according to claim 4, further comprising:
前記ダイバーシチ処理手段は、
前記サブキャリア受信信号の振幅値及び位相から重み係数を算出する算出手段と、
前記サブキャリア受信信号毎に前記重み係数を掛けて、前記サブキャリア単位で合成する合成ダイバーシチ手段と
を具備することを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の受信装置。
The diversity processing means includes:
Calculating means for calculating a weighting factor from the amplitude value and phase of the subcarrier received signal;
6. The receiving apparatus according to claim 1, further comprising combining diversity means for multiplying the subcarrier received signal by the weighting coefficient and combining the signals in units of subcarriers.
前記ダイバーシチ処理手段は、
前記サブキャリア受信信号の振幅値を算出する算出手段と、
最大受信振幅を得た前記サブキャリア受信信号に相当する前記サブアレーを選択する選択手段と
を具備することを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の受信装置。
The diversity processing means includes:
Calculating means for calculating an amplitude value of the subcarrier received signal;
6. The receiving apparatus according to claim 1, further comprising selection means for selecting the sub-array corresponding to the sub-carrier received signal that has obtained the maximum reception amplitude.
前記補正手段は、 前記ダイバーシチ処理手段より選択又は合成されたサブキャリア受信信号の中のパイロット信号を用いて伝搬路推定を行い、推定された推定値を記憶する記憶手段と、
前記ダイバーシチ処理手段より選択又は合成されたサブキャリア受信信号毎の受信データ信号と、前記記憶手段より記憶された同一サブキャリアの伝播路推定値との比を、サブキャリア毎に算出する算出手段と
を具備することを特徴とする請求項6又は7に記載の受信装置。
The correction means performs a channel estimation using a pilot signal in a subcarrier reception signal selected or combined by the diversity processing means, and stores an estimated value,
Calculation means for calculating, for each subcarrier, a ratio between a reception data signal for each subcarrier reception signal selected or combined by the diversity processing means and a propagation path estimation value of the same subcarrier stored by the storage means; The receiving apparatus according to claim 6 or 7, further comprising:
直交周波数分割多重方式の受信方法において、
複数のグループに分割されたサブアレー毎に、
複数のアンテナを用いて前記直交周波数分割多重方式の受信信号を受信する段階と、
前記複数の受信信号に対する重み係数を、複数の受信信号及び参照信号に基づき計算する段階と、
前記各受信信号に前記重み係数を乗算する段階と、
前記乗算された積の受信信号を加算する段階と、
前記加算された和の受信信号を、高速フーリエ変換により時間領域から周波数領域に変換してサブキャリア単位のサブキャリア受信信号を導出する段階と
を有し、
サブアレーごとに得られる前記サブキャリア受信信号を、サブキャリア単位で空間ダイバーシチ処理する段階と、
前記ダイバーシチ処理された前記サブキャリア受信信号における振幅及び位相を補正する段階と
を有することを特徴とする受信方法。
In the reception method of the orthogonal frequency division multiplexing system,
For each subarray divided into multiple groups,
Receiving the orthogonal frequency division multiplexing received signal using a plurality of antennas;
Calculating a weighting factor for the plurality of received signals based on the plurality of received signals and a reference signal ;
Multiplying each received signal by the weighting factor;
Adding received signals of the multiplied products;
Transforming the summed received signal from the time domain to the frequency domain by fast Fourier transform to derive a subcarrier received signal in subcarrier units,
Spatial diversity processing of the subcarrier received signal obtained for each subarray in units of subcarriers ;
Correcting the amplitude and phase of the diversity-processed subcarrier received signal.
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