JP4119763B2 - 干渉抑制装置及び干渉抑制システム - Google Patents

干渉抑制装置及び干渉抑制システム Download PDF

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【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動体通信の技術分野に関し、特に、直交周波数分割多重(OFDM:Orthogonal Frequency Division Multiplex)された信号(以下、「OFDM信号」と称す。)を良好に受信するための干渉抑制装置及び干渉抑制システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
移動体通信環境では、送信機から無線送信された信号は、地面や建物その他の障害物により反射され、複数の伝搬経路を通じて受信機に到達する。従って、そのようなマルチパス伝搬環境であっても、信号を良好に受信できるようシステムを構築する必要がある。マルチキャリア伝送方式はこのような趣旨に沿う技術であり、とりわけ直交周波数分割多重(OFDM)方式は当該技術分野で特に有望視されている。
【0003】
OFDM方式で伝送される信号は、一連のOFDMシンボル系列より成り、各OFDMシンボルは、ガードインターバル(GI)とそれ以降の有効シンボル区間を含む。OFDM方式は、原理的には、受信信号に含まれる複数のパス(マルチパス)どうしの間の遅延量が、ガードインターバルの範疇にあるならば、受信信号を高品質に復元することを可能にする。しかしながら、受信信号中にガードインターバルを超えて遅れて到来するパスが存在すると、シンボル間干渉に起因して、受信信号の品質が急激に劣化してしまう。従って、ガードインターバルが、総てのパスに関する遅延量を包含するように設定されるならば、そのような不都合は生じないかもしれない。しかしながら、ガードインターバルを過度に長くすることは、伝送容量を大きくし、周波数を有効に利用する等の観点から好ましいことではない。
【0004】
この点に関し、非特許文献1及び2に開示されているように、マルチパス干渉キャンセラ(MPIC)を用いて、ガードインターバルを超えて遅れて到来するパスによる干渉を低減させる技術がある。しかしながら、このような手法は、復調後の各サブキャリアの信号を仮判定し、チャネル推定結果を加味することで、歪みの少ない信号(レプリカ)を推定し、それを用いて再度フーリエ変換及び復調処理等を行うことを要する。従って、干渉を低減させるための演算負担が大きく、回路規模や消費電力等も大きくなってしまうという問題点がある。
【0005】
【非特許文献1】
上杉、「OFDM用マルチパス干渉キャンセラの基本性能」、2002年電子情報通信総合大会、B−5−182
【0006】
【非特許文献2】
須山、鈴木、府川、「ガードインターバルを超える遅延プロファイルのマルチパス環境に対するOFDM受信方式」、2002年電子情報通信総合大会、B−5−169
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
本願の課題は、OFDM方式に対応した受信装置に用いて好適な干渉抑制装置及び干渉抑制システムを提供することである。
【0008】
本願の別の課題は、OFDM信号を受信する受信装置における、干渉を低減させるための演算負担を従来よりも軽減することの可能な干渉抑制装置及び干渉抑制システムを提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、
OFDM信号のフーリエ変換を行う受信装置に使用される干渉抑制装置であって、
前記フーリエ変換を行うための第1の時間枠及び第2の時間枠を設定するタイミング設定手段と、
前記第1の時間枠にてフーリエ変換を行う第1フーリエ変換手段と、
前記第1の時間枠とは別に設定される前記第2の時間枠にてフーリエ変換を行う第2フーリエ変換手段と、
前記第1及び第2フーリエ変換手段からそれぞれ出力される信号を、前記OFDM信号のサブキャリア毎に加算することで、出力信号を形成する加算手段
を有することを特徴とする干渉抑制装置
が、提供される。
【0010】
【発明の実施の形態】
[第1実施例]
図1は、本願第1実施例による干渉抑制装置を含む受信装置のブロック図を示す。受信装置100は、無線信号を受信するアンテナ部102と、このアンテナ部102に接続された無線部104を有する。無線部104では、帯域制限処理及び周波数変換等のフロントエンドとしての処理が行われる。受信装置100は、無線部104からのアナログ信号をディジタル信号に変換するアナログディジタル変換部106を有する。受信装置100は、アナログディジタル変換部106の出力に接続されるタイミング部108を有し、これは、OFDM信号に含まれるパスに関するタイミングの判定等を行う。受信装置100は、アナログディジタル変換部106の出力に接続される高速フーリエ変換部110を有し、これは、タイミング部108からのタイミング情報を利用して、高速フーリエ変換を行う。受信装置100は、フーリエ変換部110の出力に接続され、更なる復調処理を行う復調部112を有する。主に、フーリエ変換部110及びタイミング部108は、本願第1実施例による干渉抑制装置114を形成する。
【0011】
タイミング部108は、アナログディジタル変換部106の出力信号を利用して相関計算を行う相関部116を有する。タイミング部108は、相関計算部116の出力に接続されるタイミング判定部118を有する。タイミング判定部118は、相関計算の結果に基づいて、受信信号に含まれる複数のパスのタイミングや遅延量を判定する。タイミング部108は、タイミング判定部118に接続された第1及び第2のFFT窓設定部120,122を有する。第1及び第2のFFT窓設定部120,122は、タイミング判定部118で判定された様々なパスに関するタイミングを利用して、高速フーリエ変換(FFT:Fast Fourier Transformation)を行うための時間枠又は窓(window)を設定する。本実施例では、2つの時間枠にわたってフーリエ変換が行われるので、それらを設定するために2つのFFT窓設定部が用意されている。
【0012】
フーリエ変換部110は、アナログディジタル変換部106の出力に接続される直列並列変換部124を有し、これは、アナログディジタル変換部196からの直列の信号系列を、サブキャリア数に関連する複数の並列の信号系列に変換する。フーリエ変換部110は、直列並列変換部124の並列出力に接続される第1高速フーリエ変換部126を有し、これは、並列出力に対して第1のFFT窓設定部120にて設定された第1の時間枠で高速フーリエ変換を行う。フーリエ変換部110は、直列並列変換部124の並列出力に接続される第2高速フーリエ変換部128を有し、これは、並列出力に対して第2のFFT窓設定部122にて設定された第2の時間枠で高速フーリエ変換を行う。
【0013】
フーリエ変換部110は、第1及び第2高速フーリエ変換部126,128からの出力をサブキャリア毎に加算する複数の加算部130を有する。第2高速フーリエ変換部128と加算部130との間には、各加算部130毎に位相調整部132が設けられている。位相調整部132で調整される位相は、第1及び第2の時間枠の間の時間差Tに基づいて設定される。位相調整部132にて位相を調整することで、異なる時間枠でそれぞれ高速フーリエ変換された信号が、加算部130にて各成分毎に同相で加算されるようにすることが可能になる。なお、各位相調整部132では、サブキャリア毎に設定された位相が使用される。i番目のサブキャリアに対して調整される位相φは、
φ=2πf
により計算され、ここで、fはサブキャリアの周波数であり、Tは第1及び第2の時間枠の間の時間差を示す。なお、本実施例では位相調整部132を第2高速フーリエ変換部128の出力に接続しているが、第1高速フーリエ変換部126の側に設けることも可能である。また、位相調整部を双方の出力に設けて位相を調整することも可能である。受信信号が位相変調されている場合には、第1及び第2のFFT処理の開始時点のずれに応じた移相量(例えば、ガードインターバルGIの長さに相当する移相量)を、各周波数に対応する信号のそれぞれについて補償する必要もある。いずれにせよ、各高速フーリエ変換部からの出力を、加算部130にてサブキャリア毎に同相で加算することができればよい。フーリエ変換部110は、各加算部130の出力に接続される並列直列変換器134を有し、これは、並列の信号系列を直列の信号系列に変換し、それを後段の復調部112に与える。
【0014】
以下、図1及び図2を参照しながら、本実施例における動作を説明する。図2は、OFDM信号とフーリエ変換の時間枠との関係を示す図である。説明を簡単にするため、先ず、OFDM信号中に2つのパス202,204が存在し、それらの間の時間差がガードインターバルの範疇に収まっているものとする。図中2つのパス202,204が別々に描かれているが、実際にはOFDM信号中に混在している。
【0015】
先ず、タイミング判定部118は、相関計算により受信信号中に2つのパスが含まれていることを判定し、それらのタイミングに関する情報を見出す。この情報に基づいて、第1FFT窓設定部120では、先行するパス202のOFDMシンボルに対するガードインターバルTgの終了時点から、一定期間にわたる第1の時間枠Wを設定する。この一定期間は、OFDMシンボルの有効シンボル区間である1/fの期間に等しく、ここで、fはサブキャリアどうしの間隔を表す周波数である。第1高速フーリエ変換部126では、この第1の時間枠Wのタイミングで高速フーリエ変換が行われる。目下の例では受信信号に、先行するパス202と、遅延しているパス204が含まれている。先行するパス202に関しては、有効シンボル区間と第1の時間枠Wとが一致している。遅延しているパス204に関しては、有効シンボル区間と第1の時間枠Wとは一致していない。しかし、第1の時間枠Wに含まれるパス204のガードインターバルの部分は、後続の有効シンボル区間の末尾部分の複製である。従って、第1の時間枠Wの範囲内には、同一のシンボルに関する信号のみが存在することとなる。従って、第1高速フーリエ変換部126は、シンボル間干渉を生じることなく計算を行い、出力信号を加算部130に与えることができる。
【0016】
一方、第2FFT窓設定部122では、タイミング判定部118からの情報に基づいて、遅延しているパス204のOFDMシンボルの先頭から、一定期間にわたる第2の時間枠Wを設定する。このような時間枠を利用しても受信信号を復調することが可能である。この一定期間も、OFDM有効シンボル区間である1/fの期間に等しい。第2高速フーリエ変換部128では、この第2の時間枠Wのタイミングで高速フーリエ変換が行われる。2つのパス202,204に関し、有効シンボル区間と第2の時間枠Wは一致していないが、シンボル間干渉を生じることなく高速フーリエ変換の計算を行うことが可能である。上述したように、OFDMシンボルのガードインターバルの部分には、後続の有効シンボル区間の末尾部分が複製されているためである。従って、第2高速フーリエ変換部128も、シンボル間干渉に影響されずに、出力信号を加算部130に与えることができる。
【0017】
以後、加算部130及び位相調整部132により、各高速フーリエ変換部126,128からの出力が同相で合成され、並列直列変換部134により変換された直列の信号系列が、後段の復調部112に与えられる。
【0018】
次に、受信信号に含まれるパス202,206の内、遅延しているパス206の遅延量がガードインターバルTを超えていることを想定する。この場合に、第1FFT窓設定部120で設定される第1の時間枠Wは、上記の場合と同様に、先行するパスのガードインターバルの終了時点から一定期間(1/f)に等しく設定される。従って、先行するパス202に関しては、第1の時間枠Wと有効シンボル区間とが一致している。しかしながら、遅延しているパス206に対しては、第1の時間枠W内に、隣接するシンボルの信号が含まれている。このため、第1高速フーリエ変換部126の出力に、シンボル間干渉の影響Nが導入されることとなる。
【0019】
第2FFT窓設定部122で設定される第2の時間枠W’は、遅延しているパス206のOFDMシンボルの先頭から一定期間(1/f)に等しく設定される。遅延しているパス206に関しては、第2の時間枠W’の範囲内に、同一のシンボルに関する信号のみが含まれている。しかしながら、先行するパス202に対しては、第2の時間枠W’内に隣接するシンボルの信号が含まれている。このため、第2高速フーリエ変換部128の出力には、シンボル間干渉の影響Nが導入される。
【0020】
加算部130は、シンボル間干渉の影響を受けた信号どうしを加算することとなる。この加算部130で加算された加算信号には、第1及び第2の時間枠W,W’の共通する区間で算出された同一シンボルの信号成分Sと、シンボル間干渉によるノイズ成分Nが含まれる。同一シンボルの信号成分Sに関しては、加算部130等により同相で加算され、加算される前よりも大きな振幅(理想的には2倍)にすることが可能である。ノイズ成分Nに関しては、第1の時間枠WによるFFT計算で導入されたシンボル間干渉成分Nと、第2の時間枠W’によるFFT計算で導入されたシンボル間干渉成分Nとが加算される。これらのシンボル間干渉成分N,Nは、何らの相関性も有しないので、各シンボル間干渉成分は、互いに無関係な振幅及び位相を有する。両者を加算した後に、たとえノイズ成分の振幅が増加したとしても、その増加する比率は、信号成分Sの振幅が増加する比率ほど大きなものではない。したがって、加算部130からの加算出力は、加算する前の信号よりも良好な信号品質を有し、例えば良好な信号雑音比S/Nや信号干渉比S/(S+I)等を有する。
【0021】
本実施例による効果は、上記のようにガードインターバルを超えて遅れて到来するパスが受信信号に含まれている場合に顕著であるが、遅延量がガードインターバルの範疇に収まる場合にも有利な効果を奏する。上述したように、第1の時間枠W及び第2の時間枠Wは、時間的にずれている。このため、第1の時間枠WでのFFT計算でのみ導入される熱雑音成分Nと、第2の時間枠WでのFFT計算でのみ導入される熱雑音成分Nも、互いに相関性はなく、独立した振幅及び位相を有する。加算部130にてこれら熱雑音成分NとNを加算した場合も、加算後の熱雑音成分に関する振幅は、加算する前の各振幅の絶対値を加算したものより小さくなる。従って、本実施例によれば、異なる時間枠でフーリエ変換された信号を同相加算することで、シンボル間干渉や熱雑音その他の雑音成分を抑制することが可能になる。
【0022】
[第2実施例]
図3は、本願第2実施例による干渉抑制装置を含む受信装置のブロック図を示す。受信装置300は、無線信号を受信するアンテナ部302と、このアンテナ部302に接続された無線部304を有する。無線部304では、帯域制限処理及び周波数変換等のフロントエンドとしての処理が行われる。受信装置300は、無線部304からのアナログ信号をディジタル信号に変換するアナログディジタル変換部306を有する。受信装置300は、アナログディジタル変換部306の出力に接続されるタイミング部308を有し、OFDM信号に含まれるパスに関するタイミングの判定等を行う。受信装置300は、アナログディジタル変換部306の出力に接続され、受信信号を補償する受信信号補償部312を有する。受信装置100は、受信信号補償部312の出力信号に接続されるフーリエ変換部310を有し、これは、タイミング部308からのタイミング情報を利用して、高速フーリエ変換を行う。受信信号補償部312は、本願第2実施例による干渉抑制装置に相当する。
【0023】
受信信号補償部312は、加算部314を有し、この加算部314の出力は、後段のフーリエ変換部310に接続される。加算部314は、4つの入力を有し、その内の1つは、主信号乗算器316の出力に接続される。第1乗算器316は、アナログディジタル変換部306の出力に、所定の重み係数wを乗算し、それを出力する。受信信号補償部312は、直列に接続された第1遅延部318、第2遅延部320及び第3遅延部322を有し、第1遅延部318の入力は、アナログディジタル変換部306の出力に接続される。第1遅延部318は、入力された信号を所定の第1期間Tだけ遅延させ、第2遅延部320は所定の第2期間Tだけ、第3遅延部322は所定の第3期間Tだけ遅延させる。
【0024】
受信信号補償部312は、第1遅延部318の出力に接続された第1乗算器324を有し、これは、入力された信号に所定の重み係数wを乗算し、それを加算部314の第2の入力に与える。受信信号補償部312は、第2遅延部320の出力に接続された第2乗算器326を有し、これは、入力された信号に所定の重み係数wを乗算し、それを加算部314の第3の入力に与える。受信信号補償部312は、第3遅延部322の出力に接続された第3乗算器328を有し、これは、入力された信号に所定の重み係数wを乗算し、それを加算部314の第4の入力に与える。
【0025】
図4は、OFDM信号に含まれる2つのパスの間の関係を示す図である。説明の便宜上、受信信号に2つのパス402と404が含まれており、遅延しているパス404は、ガードインターバルGIを超えて遅れて到来しているものとする。受信装置300で行われる高速フーリエ変換は、所定の時間枠Wにて行われ、これは、先行するパス402のOFDMシンボルのガードインターバルGIの終了時点から、有効シンボル区間に相当する一定期間(1/f)であるように、タイミング部308にて設定される。
【0026】
所定の時間枠Wは、先行するパス402に対しては有効シンボル区間に一致する。しかしながら、所定の時間枠Wは、遅延しているパス404に対しては、隣接するシンボルの信号Iを包含している。高速フーリエ変換部330におけるFFT計算では、この信号Iに起因して、シンボル間干渉が生じてしまう。
【0027】
ところで、OFDMシンボルでは、ガードインターバルに続く有効シンボル区間の末尾部分を複製したものが、そのガードインターバルを形成している。従って、遅延しているパス404の中のシンボル間干渉を生じさせる信号Iは、信号Iを含むOFDMシンボルのガードインターバルにも含まれている。これは、信号Bとして図示されている。更に、先行するパス402の中にも、信号Iと同じものが存在する。1つは、信号Iに対して、パス間の遅延量Tだけ先行した時点の信号Aであり、もう1つは、そのOFDMシンボルのガードインターバルに含まれている信号Cである。信号Iと信号Aとの間の遅延量は、上述したように、パス間の遅延量Tである。信号Iと信号Bとの間の遅延量は、有効シンボル区間(1/f)に等しく、この区間とパス間の遅延量Tとの差分をTとする(T=1/f−T)。更に、信号Iと信号Cとの間の遅延量は、有効シンボル区間(1/f)とパス間の遅延量(T)との和に等しい。なお、信号Bと信号Cとの間の遅延量Tは、信号Iと信号Aとの間の遅延量Tに等しい。このように、シンボル間干渉の原因となる信号Iと同一の信号は、受信信号を所定の期間だけ遅延させることで得られる。従って、受信信号を適切に遅延させ、重み付けして加算すれば、シンボル間干渉を低減させることが可能になる。
【0028】
図3を参照するに、先ず、第1遅延部318では、パス間の遅延量Tだけ遅延させる。従って、第1遅延部318及び第1乗算部324は、先行するパス402の信号Aを利用して、干渉を抑制しようとする信号経路に相当する。第2遅延部320では、更にTの期間だけ遅延させる。上述したように、パス間の遅延量TとTを加算すると、有効シンボル区間(1/f)に等しくなる。従って、第2遅延部320及び第2乗算部326は、遅延しているパス404の信号Bを利用して、干渉を抑制しようとする信号経路に相当する。第3遅延部322では、更にTの期間だけ遅延させる。第3遅延部322及び第2乗算部328は、先行するパス402の信号Cを利用して、干渉を抑制しようとする信号経路に相当する。
【0029】
なお、図3に示す実施例では、シンボル間干渉の原因となる信号Iと同一の信号A,B,Cに関する信号経路の総てを加算部314に入力するよう図示されているが、このことは本発明に必須ではなく、それらの一部を利用することも可能である。
【0030】
ところで、図4で想定した高速フーリエ変換のための時間枠Wは、先行するパスの有効シンボル区間に適合するよう設定していた。しかしながら、これとは異なる時間枠を用いて高速フーリエ変換を行うことも可能である。例えば、図2で説明したように、時間枠は、遅延しているパスの先頭から一定期間とすることも可能である。
【0031】
図5は、そのような時間枠W’を採用した場合のOFDM信号に含まれる2つのパス502,504の間の関係を示す図である。この場合には、先行するパス502のガードインターバル内の信号Iが、シンボル間干渉の原因となる。図4で説明したのと同様に、この信号Iと同一の信号が、他の部分にも存在する。信号Iは、ガードインターバル内の信号であるため、そのガードインターバルに続く有効シンボル区間の末尾部分に、信号Iと同一の信号Bが存在する。更に、遅延しているパス504の中にも、信号Iと同じものが存在する。1つは、信号Iに対して、パス間の遅延量Tだけ遅延した時点の信号Aであり、もう1つは、その有効シンボル区間の末尾部分に含まれている信号Cである。信号Iと信号Aとの間の遅延量は、パス間の遅延量Tである。信号Iと信号Bとの間の遅延量は、有効シンボル区間(1/f)に等しく、この区間とパス間の遅延量Tとの差分をTとする(T=1/f−T)。更に、信号Iと信号Cとの間の遅延量は、有効シンボル区間(1/f)とパス間の遅延量(T)との和に等しい。なお、信号Bと信号Cとの間の遅延量Tは、信号Iと信号Aとの間の遅延量Tに等しい。このように、シンボル間干渉の原因となる信号Iと同一の信号は、受信信号を所定の期間だけ遅延させることで得られる。従って、図4で説明したのと同様にこの場合も、受信信号を適切に遅延させ、重み付けして加算すれば、シンボル間干渉を低減させることが可能になる。
【0032】
図6は、受信信号補償部の変形例を示す。受信信号補償部612は、加算部614を有し、この加算部614の出力は、後段のフーリエ変換部に接続される。加算部614は、4つの入力を有し、その内の1つは、主信号乗算器616の出力に接続される。第1乗算器616は、アナログディジタル変換部の出力に、所定の重み係数wを乗算し、それを出力する。受信信号補償部612は、直列に接続された第1遅延部618、第2遅延部620及び第3遅延部622を有し、第1遅延部618の入力は、アナログディジタル変換部の出力に接続される。第1遅延部618は、入力された信号を所定の第1期間だけ遅延させ、第2遅延部620は所定の第2期間だけ、第3遅延部622は所定の第3期間だけ遅延させる。
【0033】
受信信号補償部612は、第1遅延部618の出力に接続された第1乗算器624を有し、これは、入力された信号に所定の重み係数wを乗算し、それを加算部614の第2の入力に与える。受信信号補償部612は、第2遅延部620の出力に接続された第2乗算器626を有し、これは、入力された信号に所定の重み係数wを乗算し、それを加算部614の第3の入力に与える。受信信号補償部612は、第3遅延部622の出力に接続された第3乗算器628を有し、これは、入力された信号に所定の重み係数wを乗算し、それを加算部614の第4の入力に与える。
【0034】
更に、第1遅延部618の出力と第1乗算器624との間には第1スイッチ部630が設けられている。同様に、第2遅延部620の出力と第2乗算器626との間には第2スイッチ部632が、第3遅延部622の出力と第3乗算器628との間には第3スイッチ部634が設けられている。受信信号補償部612は、タイミング部からのタイミング情報を利用して、第1ないし第3スイッチ部630ないし634の開閉を制御する制御部636を有する。
【0035】
図4及び図5で説明したように、シンボル間干渉を生じさせる信号Iは、一定の期間内でのみ生じる。その一定の期間Tは、パス間の遅延差TからガードインターバルTを減算することによって得られる(T=T−T)。従って、加算部614にて、信号A,B,Cに関する信号経路の信号を加算する際に、その一定の期間(T)に合わせてスイッチ部の開閉を制御することが、干渉の抑制に有利である。例えば、干渉を生じさせる信号Iと同一内容の信号Aが得られる場合にのみスイッチ部630を閉じて、符号を反転する重み係数w1を乗じて加算部614に入力することが可能である。
【0036】
なお、本実施例では加算部314,614の後に高速フーリエ変換が行われるよう図示されているが、加算する前に高速フーリエ変換を行うことも可能である。例えば、各乗算部と加算部の間にそれぞれ高速フーリエ変換部を挿入することが可能である。また、各遅延部の出力と対応する乗算部との間に高速フーリエ変換部を設けることも可能である。
【0037】
[第3実施例]
図7は、本願第3実施例による干渉抑制装置を含む受信装置のブロック図を示す。概して、本実施例は上記の第1及び第2実施例を結合させたものである。受信装置700は、無線信号を受信するアンテナ部702と、このアンテナ部702に接続された無線部704を有する。無線部704では、帯域制限処理及び周波数変換等のフロントエンドとしての処理が行われる。受信装置700は、無線部704からのアナログ信号をディジタル信号に変換するアナログディジタル変換部706を有する。受信装置700は、アナログディジタル変換部706の出力に接続されるタイミング部708を有し、これは、図1のタイミング部108に示すようなものであり、OFDM信号に含まれるパスに関するタイミングの判定等を行う。受信装置700は、アナログディジタル変換部706の出力に接続される受信信号補償部710を有し、これは、タイミング部708からのタイミング情報を利用して受信信号を補償する。受信装置700は、受信信号補償部710の出力に接続され、タイミング部708からのタイミング情報を利用して、高速フーリエ変換を行うフーリエ変換部712を有する。受信装置700は、フーリエ変換部712の出力に接続され、復調処理を行う復調部714を有する。
【0038】
受信信号補償部710は、ディジタルアナログ変換部706の出力に接続され、タイミング部708からのタイミング情報を利用して、受信信号の補償を行う第1補償部716を有する。同様に、受信信号補償部710は、ディジタルアナログ変換部706の出力に接続され、タイミング部708からのタイミング情報を利用して、受信信号の補償を行う第2補償部718を有する。第1及び第2補償部716,718の構成は、図3又は図6に示されるような受信信号補償部312,612と同様である。
【0039】
高速フーリエ変換部712は、第1補償部716の出力に接続され、タイミング部708からのタイミング情報を利用して、高速フーリエ変換を行う第1高速フーリエ変換部720を有する。同様に、高速フーリエ変換部712は、第2補償部718の出力に接続され、タイミング部708からのタイミング情報を利用して、高速フーリエ変換を行う第2高速フーリエ変換部722を有する。第1及び第2高速フーリエ変換部720,722からの各出力は、加算部724にて同相で加算され、復調部714に与えられる。
【0040】
本実施例では、第1高速フーリエ変換部720が、受信信号中の先頭パスのOFDMシンボルの有効シンボル区間に合わせて、高速フーリエ変換を行うように、タイミング部708が第1高速フーリエ変換部720にタイミング情報を与える。このようなフーリエ変換の時間枠に対しては、図4で説明したような位置関係にある信号I,A,B,Cが、シンボル間干渉を生じさせる。図3又は図6に示されるような受信信号補償部である第1補償部712は、そのような信号を抑制するよう形成されるものである。同様に、タイミング部708は、第2高速フーリエ変換部720が、受信信号中の最も遅延しているパスのOFDMシンボルの先頭から一定期間(有効シンボル区間)の間に高速フーリエ変換を行うように、第1高速フーリエ変換部722にタイミング情報を与える。このようなフーリエ変換の時間枠に対しては、図5で説明したような位置関係にある信号Iが、シンボル間干渉を生じさせる。図3又は図6に示されるような受信信号補償部である第2補償部718は、そのような信号を抑制するよう形成されるものである。
【0041】
本実施例によれば、受信信号補償部710にて干渉を生じさせる信号部分Iが抑制された後に、高速フーリエ変換部712にて異なるFFT窓で計算されたフーリエ変換出力が同相で加算されるので、いっそう効果的に干渉の抑制された信号を復調部714に与えることが可能になる。
【0042】
以上のように、本願実施例によれば、簡易な手法で干渉を抑制することが可能になり、そのための演算負担も少なくて済む。従って、従来懸念されていたような回路規模や電力消費の増大に関する問題を軽減させることが可能になる。本願実施例によれば、受信信号中にガードインターバルを超えて遅れて到来するパスが含まれていたとしても、効果的にシンボル間干渉を抑制することが可能になる。このことは、本願実施例によれば、現在設定されているガードインターバルを短くしたとしても、それを超えて遅れて到来するパスによる干渉を抑制し得ることを意味する。
【0043】
例えば、第2実施例によれば、パス間の遅延量が、設定されているガードインターバルの長さTの2以内であれば(遅延量が2Tの場合は、信号Iの部分がガードインターバルTの長さに等しくなる。)、シンボル間干渉を抑制することが可能である。従来の手法では、ガードインターバル長がTである場合に、パス間の遅延がT以内であればシンボル間干渉が充分に抑制されていた。本実施例によれば、ガードインターバル長をT/2にしたとしても、パス間の遅延がその2倍以内(T/2×2=T以内)であればシンボル間干渉を抑制することができる。すなわち、T以内のパスの遅延を許容するようにシステムを設計する際に、本願実施例によれば、ガードインターバルを従来の1/2にすることが可能になる。これにより、例えば伝送速度を向上させることが可能になる。
【0044】
上記の各実施例で説明したパスの数は、簡単のため2つであることを想定していたが、このことは本発明に必須ではなく、受信信号に2以上のパスが含まれる場合に本発明を適用することが可能である。その場合には、例えば第1の時間枠Wは、最も先行するパスの有効シンボル区間に適合するように設定される。また、第2の時間枠Wは、最も遅く到来するパスの先頭から始まるよう設定される。更に、第1及び第3実施例では、高速フーリエ変換部は2つであったが、更に多くのフーリエ変換部を用意して、様々な時間枠でFFT計算を算出し、それらを同相で加算することも可能である。
【0045】
以下、本発明が教示する手段を列挙する。
【0046】
(付記1) OFDM信号のフーリエ変換を行う受信装置に使用される干渉抑制装置であって、
前記フーリエ変換を行うための第1の時間枠及び第2の時間枠を設定するタイミング設定手段と、
前記第1の時間枠にてフーリエ変換を行う第1フーリエ変換手段と、
前記第1の時間枠とは別に設定される前記第2の時間枠にてフーリエ変換を行う第2フーリエ変換手段と、
前記第1及び第2フーリエ変換手段からそれぞれ出力される信号を、前記OFDM信号のサブキャリア毎に加算することで、出力信号を形成する加算手段
を有することを特徴とする干渉抑制装置。
【0047】
(付記2) 前記第1の時間枠が、前記OFDM信号に含まれる第1及び第2のパスの間で先行する方の第1のパスにおけるガードインターバルの終了時点以降の一定期間に等しく設定され、
前記第2の時間枠が、前記第2のパスにおけるガードインターバルの開始時点以降の一定期間に等しく設定されることを特徴とする付記1記載の干渉抑制装置。
【0048】
(付記3) OFDM信号のフーリエ変換を行う受信装置に使用される干渉抑制装置であって、
前記OFDM信号を所定の第1期間だけ遅延させる遅延手段と、
前記遅延手段の出力信号に重み因子を乗算する乗算手段と、
前記OFDM信号と前記乗算手段の出力信号とを加算し、前記フーリエ変換のための信号を出力する加算手段
を有することを特徴とする干渉抑制装置。
【0049】
(付記4) 前記所定の第1期間が、前記OFDM信号に含まれる第1のパス及び第2のパスの間の遅延量に等しく設定されることを特徴とする付記3記載の干渉抑制装置。
【0050】
(付記5) 前記所定の第1期間が、OFDMシンボルのガードインターバルの終了時点以降の有効シンボル区間に等しく設定されることを特徴とする付記3記載の干渉抑制装置。
【0051】
(付記6) 前記所定の第1期間が、前記OFDM信号に含まれる第1のパス及び第2のパスの間の遅延量と、OFDMシンボルのガードインターバルの終了時点以降の有効シンボル区間との和に等しく設定されることを特徴とする付記3記載の干渉抑制装置。
【0052】
(付記7) 更に、前記遅延手段を経由する信号経路の前記加算手段への接続を制御する制御手段を有することを特徴とする付記3記載の干渉抑制装置。
【0053】
(付記8) 前記制御手段が、所定の第2期間内に得られる前記乗算手段からの出力信号が、前記加算手段の出力信号に寄与するように、前記接続を制御するよう形成されることを特徴とする付記7記載の干渉抑制装置。
【0054】
(付記9) 前記所定の第2期間が、前記OFDM信号に含まれる第1のパス及び第2のパスの間の遅延量と、ガードインターバルとの差分に等しく設定されることを特徴とする付記8記載の干渉抑制装置。
【0055】
(付記10) 付記1記載の干渉抑制装置より成る第1手段と、付記3記載の干渉抑制装置より成る第2手段とを有する干渉抑制システムであって、
前記第1手段の出力信号が、前記第2手段に入力されるよう形成されることを特徴とする干渉抑制システム。
【0056】
(付記11) 各サブキャリア信号内にガードインターバルを含む、直交周波数分割多重された信号を受信する受信機において、
受信信号から直接波又は遅延波のうち少なくとも2波について基準タイミングを抽出するタイミング抽出手段と、
前記基準タイミングに基いて、前記2波のうち早い方については前記ガードインターバルを含まずにフーリエ変換処理を行い、前記2波のうち遅い方については、前記ガードインターバルの少なくとも一部を含んでフーリエ変換処理を行うフーリエ変換処理手段と、
を備えたことを特徴とする受信機。
【0057】
(付記12) 各サブキャリア信号の各シンボル間に後続シンボルの後部と同様の信号を挿入したガードインターバルを含む、直交周波数分割多重された信号を受信する受信機において、
受信信号のうち第1波と、その遅延波であって前記ガードインターバルの時間以上遅延した第2波についてそれぞれフーリエ変換処理を行うフーリエ変換処理手段と、
各フーリエ変換された信号を加算する加算手段と、
を備え、前記第2波についてのフーリエ変換の開始タイミングをガードインターバル内としたことを特徴とする受信機。
【0058】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、OFDM信号のガードインターバルを短く設定することが可能になる。また、OFDM信号を受信する受信装置における、干渉を低減させるための演算負担が、従来よりも軽減される。
【0059】
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本願第1実施例による干渉抑制装置を含む受信装置のブロック図を示す。
【図2】図2は、OFDM信号中のパスとフーリエ変換の時間枠との関係を示す図である。
【図3】図3は、本願第2実施例による干渉抑制装置を含む受信装置のブロック図を示す。
【図4】図4は、OFDM信号に含まれる2つのパスの間の関係を示す図である。
【図5】図5は、OFDM信号に含まれる2つのパスの間の関係を示す図である。
【図6】図6は、受信信号補償部の変形例のブロック図を示す。
【図7】図7は、本願第3実施例による干渉抑制装置を含む受信装置のブロック図を示す。
【符号の説明】
100 受信装置
102 アンテナ
104 無線部
106 アナログディジタル変換部
108 タイミング部
110 フーリエ変換部
112 復調部
114 干渉抑制装置
116 相関計算部
118 タイミング判定部
120 第1FFT窓設定部
122 第2FFT窓設定部
124 直列並列変換部
126 第1高速フーリエ変換部
128 第2高速フーリエ変換部
130 加算部
132 位相調整部
134 並列直列変換部
202,204,206 パス
300 受信装置
302 アンテナ
304 無線部
306 アナログディジタル変換部
308 タイミング部
310 フーリエ変換部
312 受信信号補償部
314 加算部
316,324,326,328 乗算部
318,320,322 遅延部
402,404 パス
502,504 パス
612 受信信号調整部
614 加算部
616,624,626,628 乗算部
618,620,622 遅延部
630,632,634 スイッチ部
636 制御部
700 受信装置
702 アンテナ
704 無線部
706 アナログディジタル変換部
708 タイミング部
710 受信信号補償部
712 フーリエ変換部
714 復調部
716 第1補償部
718 第2補償部
720 第1高速フーリエ変換部
722 第2高速フーリエ変換部
724 加算部

Claims (4)

  1. OFDM信号のフーリエ変換を行う受信装置に使用される干渉抑制装置であって、
    前記フーリエ変換を行うための第1の時間枠及び第2の時間枠を設定するタイミング設定手段と、
    前記第1の時間枠にてフーリエ変換を行う第1フーリエ変換手段と、
    前記第1の時間枠とは別に設定される前記第2の時間枠にてフーリエ変換を行う第2フーリエ変換手段と、
    前記第1及び第2フーリエ変換手段からそれぞれ出力される信号を、前記OFDM信号のサブキャリア毎に加算することで、出力信号を形成する加算手段
    を有し、
    前記第1の時間枠が、前記OFDM信号に含まれる第1及び第2のパスの間で先行する方の第1のパスにおけるガードインターバルの終了時点以降の一定期間に等しく設定され、
    前記第2の時間枠が、前記第2のパスにおけるガードインターバルの開始時点以降の一定期間に等しく設定されることを特徴とする干渉抑制装置。
  2. 前記OFDM信号を所定の第1期間だけ遅延させる遅延手段と、
    前記遅延手段の出力信号に重み因子を乗算する乗算手段と、
    前記OFDM信号と前記乗算手段の出力信号とを加算し、前記フーリエ変換のための信号を出力する加算手段と、
    前記遅延手段を経由する信号経路の前記加算手段への接続を制御する制御手段
    を有することを特徴とする請求項1に記載の干渉抑制装置。
  3. OFDM信号のフーリエ変換を行う受信装置に使用される干渉抑制装置であって、
    前記OFDM信号を所定の第1期間だけ遅延させる遅延手段と、
    前記遅延手段の出力信号に重み因子を乗算する乗算手段と、
    前記OFDM信号と前記乗算手段の出力信号とを加算し、前記フーリエ変換のための信号を出力する加算手段と、
    前記遅延手段を経由する信号経路の前記加算手段への接続を制御する制御手段と
    を有することを特徴とする干渉抑制装置。
  4. 各サブキャリア信号の各シンボル間に後続シンボルの後部と同様の信号を挿入したガードインターバルを含む、直交周波数分割多重された信号を受信する受信機において、
    受信信号のうち第1波と、その遅延波であって前記ガードインターバルの時間以上遅延した第2波についてそれぞれフーリエ変換処理を行うフーリエ変換処理手段と、
    各フーリエ変換された信号を加算する加算手段と、
    を備え、
    前記第2波についてのフーリエ変換の開始タイミングをガードインターバル内としたことを特徴とする受信機。
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