JP3973488B2

JP3973488B2 - OFDM signal transmitter

Info

Publication number: JP3973488B2
Application number: JP2002152820A
Authority: JP
Inventors: 敏志西尾
Original assignee: Kenwood KK
Current assignee: Kenwood KK
Priority date: 2002-05-27
Filing date: 2002-05-27
Publication date: 2007-09-12
Anticipated expiration: 2022-05-27
Also published as: JP2003348041A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＯＦＤＭ信号の送信装置に関し、特に、シンボル間の不連続によるスプリアス抑圧のための窓関数処理に係る演算量を低減する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、電力線通信は屋外配電線や屋内電灯線などの電力を供給するため配設している電力線を利用して情報を伝送するものであり、通信線路を新たに敷設する必要がなく通信料金の低コスト化が可能であるため、これまで種々の方式が検討されてきた。電力線通信では、上記のような利点がある一方で、雑音などによる伝送特性劣悪な電力線を使用するため、雑音に強い通信方式を用いる必要がある。
【０００３】
直交周波数分割多重（Orthogonal Frequency Division Multiplexing、以下ＯＦＤＭと記す）通信方式は、１チャネルのデータを複数の搬送波に分散させて伝送するマルチキャリア変調方式の一種であり、データが複数の搬送波に分散されるため雑音による全データ欠落の確率が低くなり、従って上述の電力線通信に適した通信方式として知られている。なお、ＯＦＤＭ通信は、無線ＬＡＮやディジタルテレビ放送などにも用いられるが、ここでは電力線通信を例にして以下説明する。
【０００４】
図３は、電力線通信装置における従来のＯＦＤＭ信号の送信装置の構成例を示す機能ブロック図である。この図に示すＯＦＤＭ信号の送信装置は、送信データを各周波数成分が一部重複しつつ直交する複数の搬送波に分散して所定の被変調信号を生成するシンボルマッパ１０と、シリアルデータをパラレルデータに変換するＳ／Ｐ変換回路２０と、逆フーリエ変換手段としての逆高速フーリエ変換器（Inverse Fast Fourier Transform、以下ＩＦＦＴと記す）３０と、パラレルデータをシリアルデータに変換するＰ／Ｓ変換回路４０と、伝送路（電力線）分岐からの反射波によるマルチパスの影響を軽減するガードインターバル（guard interval、以下ＧＩと記す）付加回路５０とを順次接続し、更に、切替器６０ａと６０ｂ間にてＧＩ付加回路５０からの出力をルート切り分けし、その一方のルートに設けた窓関数処理部１００と、当該送信装置の統括的な制御を司る制御部７０とを備えて構成される。
【０００５】
また、前記窓関数処理部１００は、乗算器１０１と窓関数Ｗ_（ｎ）係数テーブル１０２とを備える。乗算器１０１は二つの入力と一つの出力を有し、一方の入力には切替器６０ａを介して到来するＧＩ付加回路５０の出力を接続し、他方の入力には窓関数Ｗ_（ｎ）係数テーブル１０２の出力を接続する。そして乗算器１０１０の出力は切替器６０ｂに接続する。
また、前記制御部７０は、後述するサンプル数（ｓ）をカウントするサンプル計数部７１と、後述するシンボル時間領域の先頭部及び後尾部に窓関数をかけるべき時間窓を生成する窓生成部７２と、前記サンプル計数部７１がカウントしたサンプル数（ｓ）を予め対応付けて定めたサンプル番号（ｎ）に置換するｓ／ｎ変換部７３とを備える。
【０００６】
この図に示すＯＦＤＭ信号の送信装置は以下のように機能する。なお、OFDM方式の概要については、例えば「伊丹誠、ＯＦＤＭ変調技術、トリケップス、2000年3月」等に詳細に記載されているので、ここでは要点のみ説明する。
図６は、シンボルマッパ１０が出力する信号のスペクトルを示す図である。この例では、ｎ個の搬送波を用いるＯＦＤＭ信号を生成する場合のスペクトルを示しており、周波数利用効率を上げるために各スペクトルは隣接するスペクトルの一部と重複するように配置される。即ち、シンボルマッパ１０が送信データを図６に示すような周波数成分を有し互いに直交する複数の搬送波に分散して所定の被変調信号（例えば、直交振幅変調（ＱＡＭ）、或いは、位相変調（ＰＳＫ））を生成し出力すると、これをＳ／Ｐ変換回路２０がパラレル信号に変換する。
【０００７】
この被変調信号は、各搬送波の発生タイミングのずれ（位相のずれ）に起因して正確な直交性が保証されないが、この各搬送波をＩＦＦＴ変換器３０により時間領域の信号に変換することにより、上記発生タイミングのずれが補正されることが知られており、理想的なＯＦＤＭ信号が多重化波形として出力される。そしてＯＦＤＭ信号は、次のＰ／Ｓ変換回路４０によりシリアル信号に戻され、ＧＩ付加回路５０によりマルチパスの影響を受けにくい信号に加工される。
【０００８】
ここで、ＧＩ付加回路５０からの出力信号と、窓関数処理部１００からの出力信号について説明する。
図４（ａ）は、ＧＩ付加回路５０からの出力信号の例を示し、（ｂ）は窓関数処理部１００からの出力信号の例を示すイメージ図である。つまり、ＧＩ付加回路５０ではこの図（ａ）に示す如く、各シンボルにガードインターバルと呼ばれる期間を設けシンボル間干渉による劣化を防いでいる。この期間の信号は、シンボル後尾の所定部分をコピーして先頭に付加したもので、このためガードインターバルと有効シンボルとは連続した信号となる。これにより、反射による遅延時間がガードインターバルの時間内であれば、前シンボルからの干渉は無く、同一シンボル内での干渉だけになる。この場合、各複数の搬送波はフラットフェージングを受けた場合に相当するが、前シンボルとのシンボル間干渉を受けた場合と比較して、劣化が少なくなる。
【０００９】
このＧＩ付加回路５０からの出力信号は、切替器６０ａ及び６０ｂにより、スルー出力する場合と窓関数処理部１００を介する場合とに切り分けられる。この切替器６０ａ及び６０ｂへの切替信号は制御部７０から供給する。
ここで、前記図４（ａ）には、１シンボル当たり１００サンプルの例を示したが、この例を用いて制御部７０の動作を説明する。即ち、制御部７０では、サンプル計数部７１にて、シンボルのサンプル数をカウントしており、このカウント値が窓生成部７２に供給される。窓生成部７２は、サンプル数のカウント値（Ｓ）が１〜８と９３〜１００のときに、前記切替器６０ａ及び６０ｂに接点２側を選択し、９〜９２の間は接点１側を選択するよう切替信号を出力する。つまり、シンボルの先頭部及び後尾部について窓関数処理部１００を介するルートを経て、ＯＦＤＭ変調信号出力がなされる。
【００１０】
また、ｓ／ｎ変換部７３は、前記窓生成部７２による窓期間のサンプル数（Ｓ）を、予め対応付けて定めたサンプル番号（ｎ）に置換し、これをｎ情報として窓関数処理部１００の窓関数Ｗ_（ｎ）係数テーブル１０２に与える。例えば、先頭部にあっては（Ｓ）が“１”のときは（ｎ）を“８”に、（Ｓ）が“２”のときは（ｎ）を“７”にというように置換し、中央部となる（Ｓ）が“９”〜“９２”のときは（ｎ）を“０”に置換する。また、後尾部にあっては先頭部とは逆に（Ｓ）が“９９”のときは（ｎ）を“７”に、（Ｓ）が“１００”のときは（ｎ）を“８”にというように置換する。
【００１１】
次に、窓関数処理部１００について説明する。ＯＦＤＭ変調信号はシンボル間が不連続であるためにスプリアス成分が出現してしまう。そこで、時間的に切り出したデータ区間の前後で不連続を防ぐために窓関数がかけられる。つまり、シンボルの先頭部と後尾部のサンプルに対し、所定の重み付け係数をかけてシンボルの両側が滑らかに“０”に近付くようにしてシンボル間の不連続を抑え、スプリアスを抑圧している。窓関数には様々なものが考えられており、例えば、Hanning窓、Hamming窓、Blackman-harris窓などがある。ここで、良く使われる窓関数としてHanning窓を例にすると、以下のような式で表わされる。
【数１】

【００１２】
次に、図５は、窓関数Ｗ_（ｎ）係数テーブル１０２に記憶した窓関数の例を示す表である。このHanning窓を用いてＧＩ付加回路５０からの出力信号の先頭部と後尾部の予め対応付けられたサンプル毎に、上述の数式１で求めた係数Ｗ（ｎ）を乗算器１０１にて乗算することでシンボル間の不連続を抑えるのである。
これにより、切替器６０からのＯＦＤＭ変調信号出力は、図４（ｂ）に示すイメージの如く、両側が滑らかに“０”に近付いたものになる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来のＯＦＤＭ信号の送信装置においては、以下に示すような問題点があった。つまり、窓関数の係数Ｗ（ｎ）を乗算するための乗算器が必要となる。乗算器は乗算のための演算量が多く、ＯＦＤＭ信号によるデータ伝送速度などが乗算器の演算処理速度により制限されてしまうことになり、高速な演算処理速度の演算器が用いられることになるが、これにより送信装置の高コスト化や高消費電力化を招いていた。
【００１４】
本発明はこのような問題点を解決するためになされたものであり、乗算器を用いることなくＯＦＤＭ変調信号のシンボル間の不連続性を抑えたＯＦＤＭ信号の送信装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明に係わるＯＦＤＭ信号の送信装置の請求項１の発明は、少なくとも送信データを各周波数成分が一部重複しつつ直交する複数の搬送波に分散して所定の被変調信号を生成するシンボルマッパと、前記被変調信号を時間領域において多重化しＯＦＤＭ信号を出力する逆フーリエ変換手段とを備えると共に、シンボル間の不連続によるスプリアス抑圧のための窓関数処理手段とを具備するＯＦＤＭ信号の送信装置において、前記窓関数処理手段は、窓関数処理を施すべき入力信号に対し所定の加算量の加算演算を行なう加算器と、窓関数処理を施すべき入力信号をシフト可能に保持するシフトレジスタと、前記シフトレジスタからの出力を符号反転し前記加算器に所定の加算量として供給する符号反転器と、前記加算器またはシフトレジスタの出力を選択切替するスイッチ手段と、窓関数処理を施すべき入力信号中のサンプルに応じた窓関数値を予め近似演算式に置換してシフト量とスイッチ選択先で表わした窓関数制御テーブルとを備えたことを特徴とするＯＦＤＭ信号の送信装置。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図示した実施の形態例に基づいて本発明を詳細に説明する。
図１は本発明に係わるＯＦＤＭ信号の送信装置の実施の形態例を示す機能ブロック図である。なお、上述の図３に示したものと同様の機能ブロックについては同一の符号を付してその説明を省略する。
【００１７】
この例に示すＯＦＤＭ信号の送信装置は、上述の図３に示したものと窓関数処理部の構成が異なる。即ち、窓関数処理部１は、切替器６０ａの接点２を介してＧＩ付加回路５０の出力信号が入力される加算器２及びシフトレジスタ３と、前記シフトレジスタ３の出力を符号反転して前記加算器のもう一方の入力に供給する符号反転器４と、前記加算器２の出力を接点１に接続し、前記シフトレジスタ３の出力を接点２に接続した切替器５（スイッチ手段）と、制御部７０からのｎ情報に基づき前記加算器２、シフトレジスタ３及び切替器５を制御する窓関数Ｗ（ｎ）制御テーブル６とを備えて構成する。
【００１８】
また、前記窓関数Ｗ（ｎ）制御テーブル６には予め次のような情報を記憶しておく。
図２は、前記窓関数Ｗ（ｎ）制御テーブルに記憶しておく情報を説明するための図であり、（ａ）は本発明に係る場合の窓関数の数値例を示し、（ｂ）は（ａ）の数値に対応した記憶情報（制御テーブル）である。
ここで、図５に示したHanning窓の例を用いて、本発明に係るＯＦＤＭ信号の送信装置の窓関数Ｗ（ｎ）制御テーブルに記憶すべき情報の求め方を説明する。まず、Hanning窓の例に示した窓関数の係数値を２^−ｋと、１又は０との加算にて表わした値に近似する。例えば、Hanning窓の例においてｎ＝１の時の係数値Ｗ（ｎ）は“０．９５６７７２７２９”であるが、これを１＋（−２^−５）で表わせる値“０．９６８７５”に近似して定め、制御テーブル６にはシフトレジスタ３へのシフト量と切替器５のスイッチ選択先を記憶しておくのである。このようにして、ｋの値からシフトレジスタ３のシフト量を定め、これと加算する値が１のときは切替器５の選択先を加算器２とし、０のときは選択先をシフトレジスタ３とするよう定めるのである。
【００１９】
この図に示すＯＦＤＭ信号の送信装置は、以下のように機能する。即ち、送信データを、シンボルマッパ１０、Ｓ／Ｐ変換回路２０、ＩＦＦＴ３０、Ｐ／Ｓ変換回路４０、及びＧＩ付加回路５０を経て、ＯＦＤＭ変調信号（シンボル）にする。次に、制御部７０は、サンプル係数部７１がカウントする値に基づき窓生成部７２が切替器６０ａ及び６０ｂに切替信号を出力する。図４（ａ）に示したものを例にすれば、切替器６０ａ及び６０ｂは、前記シンボルの先頭部（ｓが１〜８）と後尾部（ｓが９３〜１００）は窓係数処理部１を介するよう接点２側を選択し、シンボルの中央部（ｓが９〜９２）は接点１側を選択する。
【００２０】
更に、制御部７０は、ｓ／ｎ変換部７３により、カウントしたサンプル数（ｓ）に対して予め対応付けられたサンプル番号（ｎ）に変換し、窓関数処理部１に供給する。具体的には、ｓ／ｎ変換部７３は、シンボル先頭部において（ｓ１／ｎ８）、（ｓ２／ｎ７）、（ｓ３／ｎ６）、（ｓ４／ｎ５）、（ｓ５／ｎ４）、（ｓ６／ｎ３）、（ｓ７／ｎ２）、（ｓ８／ｎ１）を対応付けている。また、シンボル後尾部においては（ｓ９３／ｎ１）、（ｓ９４／ｎ２）、（ｓ９５／ｎ３）、（ｓ９６／ｎ４）、（ｓ９７／ｎ５）、（ｓ９８／ｎ６）、（ｓ９９／ｎ７）、（ｓ１００／ｎ８）を対応付けている。なお、ｓが９から９２までに対しては、ｎを０に対応付けておけば良い。
【００２１】
つまり、窓関数処理部１では、制御部７０からのｎ情報に基づき窓関数Ｗ（ｎ）制御テーブル６が前記加算器２、シフトレジスタ３及び切替器５を制御することで、シンボルの先頭部と後尾部に対し窓関数をかけた場合と同様の処理を施す。
例えばｎ＝１の時は、シフトレジスタ３がＧＩ付加回路５０からの出力信号を５回（５ビット分）右シフトし、シフトされたその値は符号反転器４にて符号反転された後、加算器２の一方の入力に供給される。そして、加算器２はＧＩ付加回路５０からの出力信号と符号反転器４からの出力信号とを加算する。また、切替器５は接点１側を選択して加算器２の出力を切替器６０ｂの接点２に供給するよう動作する。
また、ｎ＝７の時は、シフトレジスタ３がＧＩ付加回路５０からの出力信号を５回（５ビット分）右シフトし、切替器５は接点２側を選択してシフトレジスタ３の出力を切替器６０ｂの接点２に供給するよう動作する。
そして、ｎ＝８の時は、シフトレジスタ３は値を“０”にリセットし、切替器５は接点２側を選択してシフトレジスタ３の出力を切替器６０ｂの接点２に供給するよう動作する。
【００２２】
このように窓関数処理部１が機能するので、切替器６０からのＯＦＤＭ変調信号出力は、図４（ｂ）に示すイメージの如く、両側が滑らかに“０”に近付いたものになる。こうして、乗算器を用いてHanning窓の係数をかけた従来のものとほぼ同等の窓関数処理効果を得られる。
【００２３】
以上のように、本発明に係わるＯＤＦＭ信号の送信装置は、窓関数処理部１に、加算器２とシフトレジスタ３と切替器５とを設け、これらをサンプル番号（ｎ）に対応させて制御すべく窓関数Ｗ（ｎ）制御テーブル６に制御情報を記憶して構成し窓関数処理を行なうようにしたので、乗算器を用いた場合に比べて演算量が大幅に少なくて済む。
【００２４】
【発明の効果】
以上のように本発明に係わるＯＤＦＭ信号の送信装置は、窓関数処理を施すべき入力信号（シンボル先頭部及び後尾部）に対し所定の加算量の加算演算を行なう加算器と、窓関数処理を施すべき入力信号をシフト可能に保持するシフトレジスタと、前記シフトレジスタからの出力を符号反転し前記加算器に所定の加算量として供給する符号反転器と、前記加算器またはシフトレジスタの出力を選択切替するスイッチ手段と、サンプルに対して窓関数処理を施すべき係数値Ｗ（ｎ）を２^−ｋと、１又は０との加算で表わせる値に近似し、この近似値に応じたシフト量とスイッチ選択先を記憶した窓関数制御テーブルとを有する窓関数処理手段を用いて構成し、乗算器を用いることなく、窓関数をかけたのと同様のＯＦＤＭ変調信号出力を得られるよう動作するので、送信するデータの伝送速度が高速化しても送信装置の高コスト化や高消費電力化を招くことなく、ＯＦＤＭ変調信号のシンボル間の不連続性を抑えたＯＦＤＭ信号の送信装置が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るＯＦＤＭ信号の送信装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る窓関数処理部における制御テーブルの例を示す図である。（ａ）は、シンボル番号ｎに対応する係数値Ｗ（ｎ）と、その係数値を近似演算式に表わした例を示し、（ｂ）は、（ａ）の係数値に相当する制御情報として実際にテーブルに記憶される内容を示す図である。
【図３】従来のＯＦＤＭ信号の送信装置の構成例を示すブロック図である。
【図４】窓関数処理を説明するためのイメージ図である。（ａ）は、ＧＩ付加回路からの出力を示し、（ｂ）は窓関数処理部からの出力を示す。
【図５】ハニング窓の係数値の例を示す図である。
【図６】シンボルマッパの出力信号例を示す図である。
【符号の説明】
１・・・窓関数処理部
２・・・加算器
３・・・シフトレジスタ
４・・・符号反転器
５・・・切替器
６・・・窓関数Ｗ（ｎ）制御テーブル
１０・・・シンボルマッパ
２０・・・シリアル／パラレル（Ｓ／Ｐ）変換回路
３０・・・逆高速フーリエ変換器（ＩＦＦＴ）
４０・・・パラレル／シリアル（Ｐ／Ｓ）変換回路
５０・・・ガードインターバル（ＧＩ）付加回路
６０ａ、６０ｂ・・・切替器
７０・・・制御部
７１・・・サンプル数（ｓ）計数部
７２・・・窓生成部
７３・・・サンプル数／サンプル番号（ｓ／ｎ）変換部
１００・・・窓関数処理部
１０１・・・乗算器
１０２・・・窓関数Ｗ（ｎ）係数テーブル[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an OFDM signal transmission apparatus, and more particularly to a technique for reducing the amount of computation related to window function processing for suppressing spurious due to discontinuity between symbols.
[0002]
[Prior art]
For example, in power line communication, information is transmitted using power lines that are installed to supply power such as outdoor distribution lines and indoor light lines, and there is no need to newly install communication lines. Since the cost can be reduced, various methods have been studied so far. While power line communication has the advantages as described above, a power line with poor transmission characteristics due to noise or the like is used. Therefore, it is necessary to use a communication system that is resistant to noise.
[0003]
Orthogonal Frequency Division Multiplexing (hereinafter referred to as OFDM) communication method is a type of multi-carrier modulation method in which data of one channel is distributed and transmitted over a plurality of carriers, and the data is distributed over a plurality of carriers. Therefore, the probability of loss of all data due to noise is reduced, and therefore, it is known as a communication method suitable for the power line communication described above. Note that OFDM communication is also used for wireless LAN, digital television broadcasting, and the like. Here, power line communication will be described as an example.
[0004]
FIG. 3 is a functional block diagram showing a configuration example of a conventional OFDM signal transmission apparatus in a power line communication apparatus. The OFDM signal transmitting apparatus shown in this figure includes a symbol mapper 10 that generates a predetermined modulated signal by distributing transmission data to a plurality of orthogonal carriers, with each frequency component partially overlapping, and serial data as parallel data. An S / P conversion circuit 20 for converting the data into an inverse fast Fourier transform (hereinafter referred to as IFFT) 30 as an inverse Fourier transform means, and a P / S conversion circuit 40 for converting parallel data into serial data. Are connected sequentially to a guard interval (hereinafter referred to as GI) additional circuit 50 for reducing the influence of multipath due to a reflected wave from a transmission line (power line) branch, and further between the

switches

60a and 60b. The output from the GI addition circuit 50 is divided into routes, the window function processing unit 100 provided in one of the routes, and the overall control of the transmission device. And a controller 70 that governs.
[0005]
The window function processing unit 100 includes a multiplier 101 and a window function W _(n) coefficient table 102. The multiplier 101 has two inputs and one output, one input is connected to the output of the GI addition circuit 50 that arrives via the switch 60a, and the other input is a window function W _(n) coefficient. Connect the output of table 102. The output of the multiplier 1010 is connected to the switch 60b.
The control unit 70 also includes a sample counting unit 71 that counts the number of samples (s), which will be described later, and a window generation unit 72 that generates a time window in which a window function is to be applied to the head and tail of a symbol time region, which will be described later. And an s / n conversion unit 73 that replaces the sample number (s) counted by the sample counting unit 71 with a sample number (n) determined in advance in association with each other.
[0006]
The OFDM signal transmitting apparatus shown in this figure functions as follows. The outline of the OFDM scheme is described in detail in, for example, “Makoto Itami, OFDM modulation technology, Trikeps, March 2000”, and only the main points will be described here.
FIG. 6 is a diagram illustrating a spectrum of a signal output from the symbol mapper 10. In this example, a spectrum in the case of generating an OFDM signal using n carriers is shown, and each spectrum is arranged so as to overlap with a part of an adjacent spectrum in order to increase frequency use efficiency. That is, the symbol mapper 10 disperses the transmission data into a plurality of carrier waves having frequency components as shown in FIG. 6 and orthogonal to each other to obtain a predetermined modulated signal (for example, quadrature amplitude modulation (QAM) or phase modulation ( PSK)) is generated and output, the S / P conversion circuit 20 converts it into a parallel signal.
[0007]
This modulated signal is not guaranteed to have the correct orthogonality due to the occurrence timing shift (phase shift) of each carrier wave, but by converting each carrier wave to a signal in the time domain by the IFFT converter 30, It is known that the occurrence timing shift is corrected, and an ideal OFDM signal is output as a multiplexed waveform. The OFDM signal is converted back to a serial signal by the next P / S conversion circuit 40 and processed into a signal that is not easily affected by multipath by the GI addition circuit 50.
[0008]
Here, an output signal from the GI addition circuit 50 and an output signal from the window function processing unit 100 will be described.
4A illustrates an example of an output signal from the GI addition circuit 50, and FIG. 4B is an image diagram illustrating an example of an output signal from the window function processing unit 100. That is, in the GI addition circuit 50, a period called a guard interval is provided for each symbol, as shown in FIG. The signal in this period is a signal in which a predetermined part at the end of the symbol is copied and added to the head, so that the guard interval and the effective symbol are continuous signals. Thus, if the delay time due to reflection is within the guard interval, there is no interference from the previous symbol, and only interference within the same symbol. In this case, each of the plurality of carriers corresponds to a case where flat fading is received, but the deterioration is reduced as compared with a case where intersymbol interference with the previous symbol is received.
[0009]
The output signal from the GI addition circuit 50 is divided into a case of through output and a case of passing through the window function processing unit 100 by the

switches

60a and 60b. Switching signals to the

switchers

60a and 60b are supplied from the control unit 70.
Here, FIG. 4A shows an example of 100 samples per symbol. The operation of the control unit 70 will be described using this example. That is, in the control unit 70, the sample counting unit 71 counts the number of symbol samples, and this count value is supplied to the window generation unit 72. When the count value (S) of the number of samples is 1 to 8 and 93 to 100, the window generator 72 selects the contact 2 side for the

switches

60a and 60b, and the contact 1 side is selected between 9 and 92. A switching signal is output to select. That is, the OFDM modulated signal is output through the route via the window function processing unit 100 for the head and tail of the symbol.
[0010]
Further, the s / n conversion unit 73 replaces the sample number (S) of the window period by the window generation unit 72 with a sample number (n) determined in advance, and uses this as the n information as a window function processing unit. 100 window functions W _(n) are given to the coefficient table 102. For example, when (S) is “1” at the top, (n) is replaced with “8”, and when (S) is “2”, (n) is replaced with “7”. When (S) at the center is “9” to “92”, (n) is replaced with “0”. Also, at the tail, contrary to the head, when (S) is “99”, (n) is “7”, and when (S) is “100”, (n) is “8”. And so on.
[0011]
Next, the window function processing unit 100 will be described. Since the OFDM modulation signal has discontinuous symbols, spurious components appear. Therefore, a window function is applied to prevent discontinuity before and after the data segment cut out in time. That is, a predetermined weighting coefficient is applied to the head and tail samples of the symbol so that both sides of the symbol approach “0” smoothly to suppress discontinuity between symbols and suppress spurious. Various window functions are considered, for example, Hanning window, Hamming window, Blackman-harris window and the like. Here, taking the Hanning window as an example of a frequently used window function, it is expressed by the following equation.
[Expression 1]

[0012]
Next, FIG. 5 is a table showing an example of the window function stored in the window function W _(n) coefficient table 102. Using this Hanning window, the multiplier 101 multiplies the coefficient W (n) obtained by the above-described equation 1 for each sample associated in advance with the head and tail of the output signal from the GI addition circuit 50. This suppresses the discontinuity between symbols.
As a result, the output of the OFDM modulation signal from the switcher 60 is such that both sides smoothly approach “0” as shown in the image of FIG.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional OFDM signal transmitting apparatus described above has the following problems. That is, a multiplier for multiplying the window function coefficient W (n) is required. Multipliers have a large amount of computation for multiplication, and the data transmission rate by the OFDM signal is limited by the computation processing speed of the multiplier, and an arithmetic unit with a high computation processing speed is used. As a result, high cost and high power consumption of the transmission apparatus have been invited.
[0014]
The present invention has been made to solve such problems, and an object of the present invention is to provide an OFDM signal transmitting apparatus that suppresses discontinuity between symbols of an OFDM modulated signal without using a multiplier. To do.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the invention of claim 1 of the OFDM signal transmitting apparatus according to the present invention is characterized in that at least transmission data is distributed to a plurality of orthogonal carrier waves while partially overlapping each frequency component to obtain a predetermined modulated signal. A symbol mapper for generating a signal; an inverse Fourier transform unit for multiplexing the modulated signal in the time domain and outputting an OFDM signal; and a window function processing unit for suppressing spurious due to discontinuity between symbols. In the OFDM signal transmitting apparatus, the window function processing means is capable of shifting an adder that performs an addition operation of a predetermined addition amount on an input signal to be subjected to window function processing, and an input signal to be subjected to window function processing. A shift register for holding, a sign inverter for sign-inverting an output from the shift register and supplying the adder as a predetermined addition amount, Switch means for selectively switching the output of the calculator or shift register, and the window function value corresponding to the sample in the input signal to be subjected to the window function processing are replaced with approximate arithmetic expressions in advance and expressed by the shift amount and the switch selection destination An OFDM signal transmission apparatus comprising: a window function control table.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on the illustrated embodiment.
FIG. 1 is a functional block diagram showing an embodiment of an OFDM signal transmitting apparatus according to the present invention. The same functional blocks as those shown in FIG. 3 described above are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
[0017]
The OFDM signal transmitting apparatus shown in this example is different from that shown in FIG. 3 in the configuration of the window function processing unit. That is, the window function processing unit 1 reverses the sign of the output of the adder 2 and the shift register 3 to which the output signal of the GI addition circuit 50 is input via the contact 2 of the switch 60a, and the output of the shift register 3. A sign inverter 4 to be supplied to the other input of the adder, a switch 5 (switch means) in which the output of the adder 2 is connected to the contact 1 and the output of the shift register 3 is connected to the contact 2; A window function W (n) control table 6 for controlling the adder 2, the shift register 3 and the switch 5 based on n information from the control unit 70 is provided.
[0018]
The window function W (n) control table 6 stores the following information in advance.
FIG. 2 is a diagram for explaining information stored in the window function W (n) control table. FIG. 2A shows a numerical example of the window function according to the present invention, and FIG. It is the storage information (control table) corresponding to the numerical value of (a).
Here, how to obtain information to be stored in the window function W (n) control table of the OFDM signal transmitting apparatus according to the present invention will be described using the example of the Hanning window shown in FIG. First, the coefficient value of the window function shown in the example of the Hanning window is approximated to a value represented by addition of 2- ^k and 1 or 0. For example, in the example of the Hanning window, the coefficient value W (n) when n = 1 is “0.956777729”, which is approximated to the value “0.96875” that can be expressed by 1 + (− 2 ⁻⁵ ). The control table 6 stores the shift amount to the shift register 3 and the switch selection destination of the switch 5. In this way, the shift amount of the shift register 3 is determined from the value of k. When the value to be added is 1, the selection destination of the switch 5 is the adder 2, and when the value is 0, the selection destination is the shift register 3. It is determined that
[0019]
The OFDM signal transmitting apparatus shown in this figure functions as follows. That is, the transmission data is converted into an OFDM modulated signal (symbol) through the symbol mapper 10, the S / P conversion circuit 20, the IFFT 30, the P / S conversion circuit 40, and the GI addition circuit 50. Next, in the control unit 70, the window generation unit 72 outputs a switching signal to the

switches

60 a and 60 b based on the value counted by the sample coefficient unit 71. Taking the example shown in FIG. 4 (a) as an example, the

switches

60a and 60b are arranged such that the head part (s is 1 to 8) and the tail part (s is 93 to 100) of the symbol are the window coefficient processing unit 1. The contact 2 side is selected so as to pass through, and the contact 1 side is selected for the central portion of the symbol (s is 9 to 92).
[0020]
Further, the control unit 70 converts the sample number (s) counted by the s / n conversion unit 73 into a sample number (n) associated in advance and supplies the sample number (n) to the window function processing unit 1. Specifically, the s / n converter 73 (s1 / n8), (s2 / n7), (s3 / n6), (s4 / n5), (s5 / n4), (s6 / n3), (s7 / n2), and (s8 / n1) are associated with each other. In the symbol tail, (s93 / n1), (s94 / n2), (s95 / n3), (s96 / n4), (s97 / n5), (s98 / n6), (s99 / n7), ( s100 / n8). For s from 9 to 92, n may be associated with 0.
[0021]
That is, in the window function processing unit 1, the window function W (n) control table 6 controls the adder 2, the shift register 3, and the switch 5 based on the n information from the control unit 70, so And the same processing as when the window function is applied to the tail.
For example, when n = 1, the shift register 3 right shifts the output signal from the GI addition circuit 50 five times (for 5 bits), and the shifted value is sign-inverted by the sign inverter 4. It is supplied to one input of the adder 2. The adder 2 adds the output signal from the GI addition circuit 50 and the output signal from the sign inverter 4. The switch 5 operates to select the contact 1 side and supply the output of the adder 2 to the contact 2 of the switch 60b.
When n = 7, the shift register 3 shifts the output signal from the GI addition circuit 50 to the right five times (5 bits), and the switch 5 selects the contact 2 side to output the output of the shift register 3. It operates to supply to the contact 2 of the switch 60b.
When n = 8, the shift register 3 resets the value to “0”, and the switch 5 operates to select the contact 2 side and supply the output of the shift register 3 to the contact 2 of the switch 60b. To do.
[0022]
Since the window function processing unit 1 functions in this way, the output of the OFDM modulation signal from the switcher 60 becomes smoothly close to “0” on both sides as shown in FIG. 4B. In this way, a window function processing effect almost equivalent to the conventional one obtained by multiplying the Hanning window coefficient using a multiplier can be obtained.
[0023]
As described above, the ODFM signal transmission apparatus according to the present invention is provided with the adder 2, the shift register 3, and the switch 5 in the window function processing unit 1, and controls them according to the sample number (n). Since the window function processing is performed by storing the control information in the window function W (n) control table 6 as much as possible, the amount of calculation can be significantly reduced compared to the case where a multiplier is used.
[0024]
【The invention's effect】
As described above, an ODFM signal transmission apparatus according to the present invention includes an adder that performs an addition operation of a predetermined addition amount on an input signal (symbol head and tail) to be subjected to window function processing, and window function processing. Select a shift register that holds the input signal to be shifted in a shiftable manner, a sign inverter that inverts the output from the shift register and supplies it to the adder as a predetermined addition amount, and an output from the adder or shift register The switch means for switching, and the coefficient value W (n) to be subjected to the window function processing on the sample are approximated to a value that can be expressed by addition of 2- ^k and 1 or 0, and the shift amount corresponding to this approximate value And a window function control means having a window function control table storing switch selection destinations, and without using a multiplier, an OFDM modulated signal output similar to that obtained by applying a window function can be obtained. Therefore, even if the transmission rate of data to be transmitted is increased, the transmission of OFDM signals with reduced discontinuity between symbols of the OFDM modulation signal without increasing the cost and power consumption of the transmission apparatus. A device can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of an OFDM signal transmission apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing an example of a control table in a window function processing unit according to the present invention. (A) shows an example in which the coefficient value W (n) corresponding to the symbol number n and the coefficient value are expressed in an approximate arithmetic expression, and (b) shows control information corresponding to the coefficient value of (a). It is a figure which shows the content actually stored in a table.
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration example of a conventional OFDM signal transmission apparatus.
FIG. 4 is an image diagram for explaining window function processing; (A) shows the output from the GI addition circuit, and (b) shows the output from the window function processing unit.
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of coefficient values of a Hanning window.
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of an output signal of a symbol mapper.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Window function process part 2 ... Adder 3 ... Shift register 4 ... Sign inverter 5 ... Switch 6 ... Window function W (n) control table 10 ... Symbol Mapper 20 ... serial / parallel (S / P) conversion circuit 30 ... inverse fast Fourier transform (IFFT)
40 ... Parallel / serial (P / S) conversion circuit 50 ... Guard interval (GI)

addition circuit

60a, 60b ... Switch 70 ... Control unit 71 ... Sample number (s) counting unit 72 ... Window generation unit 73 ... Sample number / sample number (s / n) conversion unit 100 ... Window function processing unit 101 ... Multiplier 102 ... Window function W (n) coefficient table

Claims

A symbol mapper that generates a predetermined modulated signal by dispersing at least transmission data into a plurality of orthogonal carriers with frequency components partially overlapping, and an inverse that multiplexes the modulated signal in the time domain and outputs an OFDM signal An OFDM signal transmission apparatus comprising: Fourier transform means; and window function processing means for suppressing spurious due to discontinuity between symbols.
The window function processing means includes an adder that performs an addition operation of a predetermined addition amount on an input signal to be subjected to window function processing, a shift register that holds an input signal to be subjected to window function processing in a shiftable manner, and the shift A sign inverter that reverses the output from the register and supplies the adder as a predetermined addition amount, a switch means for selectively switching the output of the adder or the shift register, and an input signal to be subjected to window function processing. An OFDM signal transmitting apparatus, comprising: a window function control table in which window function values corresponding to samples are replaced in advance with approximate arithmetic expressions and represented by shift amounts and switch selection destinations.