JP4684308B2 - Demodulator - Google Patents
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Description
本発明は、直交周波数分割多重(Orthogonal Frequency Division Multiplexing;略称:OFDM)方式の復調装置に関する。 The present invention, an orthogonal frequency division multiplexing (Orthogonal Frequency Division Multiplexing; abbreviation: OFDM) relates to the demodulation equipment scheme.
多数のキャリアを使用し、情報を分散させて伝送する直交周波数分割多重(以下「OFDM」という)方式のディジタル放送の受信において、その放送による情報の伝送路状況を推定する手段として、遅延時間に対する遅延波受信電力量の特性を表す遅延プロファイルの算出が挙げられる。この遅延プロファイルは、現在受信している到来パス(伝送路)環境を知ることができ、このため、例えば山岳等の反射による遅延波が混在するマルチパス環境や、単一周波数ネットワーク(Single Frequency Network;略称:SFN)によって発生するマルチパス環境下において、遅延パスの成分がシンボル間干渉を起こさない、即ち、全てのパス成分がガードインターバルの範囲内に入るような高速フーリエ変換(Fast Fourier Transform;略称:FFT)窓の開始位置を決定する手段として用いることができる。遅延プロファイルに関する従来の技術として、例えば以下のものがある。 As a means of estimating the transmission path condition of information by the broadcast in the reception of orthogonal frequency division multiplexing (hereinafter referred to as “OFDM”) type digital broadcast that uses a large number of carriers and transmits information in a distributed manner, Calculation of a delay profile representing the characteristics of the delay wave reception power amount is given. This delay profile can be used to know the current incoming path (transmission path) environment. For this reason, for example, a multipath environment in which delayed waves due to reflections from mountains, etc. are mixed, or a single frequency network (Single Frequency Network). In a multipath environment generated by abbreviation: SFN), the components of the delay path do not cause intersymbol interference, that is, all the path components fall within the range of the guard interval (Fast Fourier Transform; (Abbreviation: FFT) can be used as means for determining the start position of the window. Examples of conventional techniques related to the delay profile include the following.
従来例として、この技術は、特殊な電波や受信機を用いることなく、既存の電波を利用して情報伝送路の伝播条件を求めることを目的とし、その構成として、FFT演算器によりベースバンド信号に対してFFT処理を行って周波数軸信号に変換し、このFFT演算器の出力の周波数軸信号から周波数軸上に配置されている、振幅・位相等化用のスキャッタードパイロット(SP)信号(以下「パイロット信号」という)のみをパイロット信号抽出器によって抜き出す。続いて、振幅・位相周波数特性検出器によって、振幅・位相等化用のパイロット信号を補間し、振幅、位相に関するそれぞれの周波数特性信号を生成し出力する。逆高速フーリエ変換(Inverse Fast Fourier Transform;略称:IFFT)演算器によって、振幅・位相周波数特性検出器の出力の時間軸信号を求め、遅延時間に対する遅延波受信電力量を検出する。このようにして検出された電力量を遅延プロファイルとして、予め決められた形式で表示器に表示し、必要ならばデータ保存器に保存しておく(例えば、特許文献1参照)。 As an example of the prior art, this technology aims to obtain the propagation conditions of an information transmission path using existing radio waves without using special radio waves or receivers. Is subjected to FFT processing to be converted to a frequency axis signal, and a scattered pilot (SP) signal for amplitude / phase equalization is arranged on the frequency axis from the frequency axis signal output from the FFT calculator. (Hereinafter referred to as “pilot signal”) is extracted by a pilot signal extractor. Subsequently, the amplitude / phase frequency characteristic detector interpolates the pilot signal for amplitude / phase equalization to generate and output respective frequency characteristic signals related to the amplitude and phase. An inverse fast Fourier transform (abbreviation: IFFT) computing unit obtains a time axis signal of the output of the amplitude / phase frequency characteristic detector, and detects a delay wave reception power amount with respect to a delay time. The power amount detected in this way is displayed as a delay profile on a display device in a predetermined format, and if necessary, stored in a data storage device (see, for example, Patent Document 1).
OFDM方式ディジタル放送の受信における従来の遅延プロファイルの生成技術、または遅延プロファイルの利用技術は以上のように構成され、特殊な電波や受信機を用いることなく情報伝送路の伝播条件を求めることができるといった効果を奏するが、パイロット信号はサブキャリア成分12個おきにしか挿入されていないので、既知のSP信号のみを用いた場合、遅延プロファイル結果を用いたマルチパス検出範囲は、観測可能な時間範囲がシンボル長に比べて非常に短いという問題がある。 The conventional delay profile generation technique or delay profile utilization technique in the reception of OFDM digital broadcasting is configured as described above, and the propagation condition of the information transmission path can be obtained without using a special radio wave or receiver. However, since the pilot signal is inserted only every 12 subcarrier components, when only a known SP signal is used, the multipath detection range using the delay profile result is an observable time range. Is very short compared to the symbol length.
本発明は、マルチパス検出範囲が広く、最適な位置にフーリエ変換用の時間窓位置を設定可能な復調装置を提供することを目的とする。 The present invention relates to a multi-path detection range is wide, and an object thereof is to provide a configurable demodulation equipment time window position for the Fourier transform to the optimum position.
本発明の復調装置は、受信したOFDM信号をフーリエ変換して、当該フーリエ変換の結果得られるサブキャリア成分を出力するフーリエ変換部と、前記フーリエ変換部から出力された前記サブキャリア成分に含まれるパイロット信号を抽出するパイロット信号抽出部と、前記パイロット信号に対応する既知信号を生成して出力する既知信号生成部と、前記パイロット信号抽出部で抽出された前記パイロット信号を、前記既知信号生成部から出力された前記既知信号で除算して前記パイロット信号に対応する伝送路特性を算出する第1除算部と、前記第1除算部で算出された前記パイロット信号の前記伝送路特性と、前記フーリエ変換部から出力された前記サブキャリア成分を逆フーリエ変換して得られる結果とに基づいて遅延プロファイルを生成し、当該遅延プロファイルにおける最も遅延する到来波の到来時間である最大遅延時間に対応する信号および前記遅延プロファイルにおける最も先行する到来波の到来時間である最小遅延時間に対応する信号を出力する遅延プロファイル生成部と、前記第1除算部で算出された前記パイロット信号の伝送路特性に対して、時間方向および周波数方向への内挿を行い、前記サブキャリア成分に対応する伝送路特性を出力する内挿フィルタ部と、前記遅延プロファイル生成部から出力された前記最小遅延時間に対応する信号に基づいて、前記フーリエ変換部におけるフーリエ変換を行うタイミングを制御するタイミング信号を出力するタイミング同期部と、前記フーリエ変換部から出力された前記サブキャリア成分を、前記内挿フィルタ部から出力された前記サブキャリア成分に対応する伝送路特性で除算して復調信号を出力する第2除算部とを備え、前記フーリエ変換部は、前記タイミング信号に応じて前記フーリエ変換を行い、前記内挿フィルタ部は、前記最大遅延時間に対応する信号に基づいて前記周波数方向への内挿に使用する周波数内挿フィルタの通過帯域を設定し、前記周波数内挿フィルタを使用して、前記周波数方向への内挿を行い、前記遅延プロファイル生成部は、前記第1除算部で算出された前記パイロット信号の前記伝送路特性と、前記フーリエ変換部から出力された前記サブキャリア成分のうち、前記第1除算部で前記伝送特性が算出されたパイロット信号を含むシンボルとは別のシンボルに含まれる前記サブキャリア成分を逆フーリエ変換して得られる結果とに基づいて、前記遅延プロファイルを生成することを特徴とする。 The demodulator according to the present invention includes a Fourier transform unit that performs Fourier transform on the received OFDM signal and outputs a subcarrier component obtained as a result of the Fourier transform, and the subcarrier component output from the Fourier transform unit. A pilot signal extraction unit that extracts a pilot signal, a known signal generation unit that generates and outputs a known signal corresponding to the pilot signal, and the pilot signal extracted by the pilot signal extraction unit A first division unit that calculates a transmission line characteristic corresponding to the pilot signal by dividing by the known signal output from the first transmission part, the transmission line characteristic of the pilot signal calculated by the first division part, and the Fourier A delay profile based on a result obtained by performing an inverse Fourier transform on the subcarrier component output from the converter; Generate and output a signal corresponding to the maximum delay time that is the arrival time of the most delayed arrival wave in the delay profile and a signal corresponding to the minimum delay time that is the arrival time of the most preceding arrival wave in the delay profile The transmission path characteristics of the pilot signal calculated by the profile generator and the first division section are interpolated in the time direction and the frequency direction, and the transmission path characteristics corresponding to the subcarrier components are output. An interpolation filter unit, and a timing synchronization unit that outputs a timing signal for controlling the timing of performing the Fourier transform in the Fourier transform unit based on the signal corresponding to the minimum delay time output from the delay profile generation unit; The subcarrier component output from the Fourier transform unit is converted into the interpolation filter unit. And a second division unit that outputs a demodulated signal by dividing by a transmission path characteristic corresponding to the subcarrier component output from the subcarrier component, the Fourier transform unit performs the Fourier transform according to the timing signal, The interpolation filter unit sets a passband of a frequency interpolation filter used for interpolation in the frequency direction based on a signal corresponding to the maximum delay time, and uses the frequency interpolation filter to set the frequency There line interpolation in the direction, the delay profile generator, said transmission channel characteristic of said pilot signal calculated in said first division unit, among the subcarrier component output from the Fourier transform unit, A result obtained by performing an inverse Fourier transform on the subcarrier component included in a symbol different from the symbol including the pilot signal for which the transmission characteristic is calculated by the first division unit. The delay profile is generated based on the results .
本発明の復調装置によれば、受信したOFDM信号がフーリエ変換部によってフーリエ変換されてサブキャリア成分が出力される。このサブキャリア成分に含まれるパイロット信号がパイロット信号抽出部によって抽出され、抽出されたパイロット信号が、既知信号生成部から出力される既知信号で第1除算部によって除算されてパイロット信号に対応する伝送路特性が算出される。このパイロット信号の伝送路特性と、フーリエ変換部から出力されたサブキャリア成分の逆フーリエ変換の結果とに基づいて、遅延プロファイル生成部によって遅延プロファイルが生成され、遅延プロファイルにおける最大遅延時間に対応する信号および最小遅延時間に対応する信号が出力される。 According to the demodulator of the present invention, the received OFDM signal is Fourier transformed by the Fourier transform unit, and the subcarrier component is output. The pilot signal included in the subcarrier component is extracted by the pilot signal extraction unit, and the extracted pilot signal is divided by the first division unit by the known signal output from the known signal generation unit and transmitted corresponding to the pilot signal. Road characteristics are calculated. A delay profile is generated by the delay profile generator based on the transmission path characteristics of the pilot signal and the result of the inverse Fourier transform of the subcarrier component output from the Fourier transformer, and corresponds to the maximum delay time in the delay profile. A signal corresponding to the signal and the minimum delay time is output.
このように遅延プロファイル生成部は、受信したOFDM信号をフーリエ変換して得られるサブキャリア成分に含まれるパイロット信号、すなわちフーリエ変換後のパイロット信号と、前記サブキャリア成分の全て、すなわちフーリエ変換後の全ての受信信号とを利用して遅延プロファイルを生成するので、フーリエ変換後のパイロット信号のみを利用して遅延プロファイルを生成する場合に比べて、マルチパス検出範囲を広げることができる。これによって遅延プロファイルを精度良く、広範囲に渡って生成することができる。 In this way, the delay profile generator generates a pilot signal included in a subcarrier component obtained by Fourier transform of the received OFDM signal, that is, a pilot signal after Fourier transform, and all of the subcarrier components, that is, after Fourier transform. Since the delay profile is generated using all the received signals, the multipath detection range can be expanded compared to the case where the delay profile is generated using only the pilot signal after the Fourier transform. As a result, the delay profile can be accurately generated over a wide range.
このような遅延プロファイルにおける最大遅延時間に対応する信号に基づいて、内挿フィルタ部で周波数内挿フィルタの通過帯域が設定されるので、周波数内挿フィルタの通過帯域が過度に広くなることを防ぐことができる。また遅延プロファイルにおける最小遅延時間に対応する信号に基づいて、タイミング同期部によってタイミング信号が出力され、このタイミング信号に応じてフーリエ変換部によってフーリエ変換が行われるので、フーリエ変換部でフーリエ変換を行う同期タイミングを調整しながら周波数内挿フィルタの通過帯域を制御することができる。したがって、周波数内挿フィルタの通過帯域を必要最小限に抑えることができるので、最適な位置にフーリエ変換用の時間窓位置を設定することができる。つまり、同期タイミングを最適に制御することができる。 Since the pass band of the frequency interpolation filter is set by the interpolation filter unit based on the signal corresponding to the maximum delay time in such a delay profile, the pass band of the frequency interpolation filter is prevented from becoming excessively wide. be able to. Also, based on the signal corresponding to the minimum delay time in the delay profile, the timing synchronization unit outputs a timing signal, and the Fourier transform is performed by the Fourier transform unit in accordance with this timing signal, so the Fourier transform unit performs the Fourier transform. The pass band of the frequency interpolation filter can be controlled while adjusting the synchronization timing. Accordingly, since the pass band of the frequency interpolation filter can be minimized, the time window position for Fourier transform can be set at an optimum position. That is, the synchronization timing can be optimally controlled.
このような周波数内挿フィルタを使用して、第1除算部で算出されたパイロット信号の伝送路特性に対して、内挿フィルタ部で周波数方向への内挿が行われるので、不要な雑音成分が周波数内挿フィルタを通過することを抑制することができる。このようにして周波数方向への内挿が行われるとともに時間方向への内挿が行われて、内挿フィルタ部からサブキャリア成分に対応する伝送路特性が出力され、このサブキャリア成分に対する伝送路特性で、フーリエ変換部から出力されたサブキャリア成分が第2除算部で除算されて、復調信号が出力される。したがって、不要な雑音成分が周波数内挿フィルタを通過することによる受信性能の劣化を軽減することができる。 Using such a frequency interpolation filter, the pilot signal transmission path characteristics calculated by the first division unit are interpolated in the frequency direction by the interpolation filter unit. Can be prevented from passing through the frequency interpolation filter. In this way, the interpolation in the frequency direction and the interpolation in the time direction are performed, and the transmission path characteristic corresponding to the subcarrier component is output from the interpolation filter unit, and the transmission path for this subcarrier component By characteristics, the subcarrier component output from the Fourier transform unit is divided by the second division unit, and a demodulated signal is output. Therefore, it is possible to reduce the deterioration in reception performance due to unnecessary noise components passing through the frequency interpolation filter.
また遅延プロファイル生成部は、第1除算部で算出されたパイロット信号の伝送路特性と、フーリエ変換部から出力されたサブキャリア成分のうち、第1除算部で伝送特性が算出されたパイロット信号を含むシンボルとは別のシンボルに含まれるサブキャリア成分を逆フーリエ変換して得られる結果とに基づいて、遅延プロファイルを生成する。このように遅延プロファイル生成処理を、2つのシンボルにわたって時系列に行うことによって、遅延プロファイル生成部を小形化し、復調装置を小形化することが可能である。In addition, the delay profile generation unit includes the pilot signal whose transmission characteristic is calculated by the first division unit among the transmission path characteristic of the pilot signal calculated by the first division unit and the subcarrier component output from the Fourier transform unit. A delay profile is generated based on a result obtained by performing an inverse Fourier transform on a subcarrier component included in a symbol different from the included symbol. Thus, by performing the delay profile generation process in time series over two symbols, it is possible to downsize the delay profile generation unit and downsize the demodulation device.
以下、本発明の適用例を実施の形態により説明するが、その前に、OFDM伝送方式について説明する。 Hereinafter, an application example of the present invention will be described by way of an embodiment, but before that, an OFDM transmission system will be described.
OFDM伝送方式は、互いに周波数が直交する複数の搬送波(以下「サブキャリア成分」ともいう。)を用いて送信装置において送信データを変調して伝送し、受信装置において送信データを受信して復調する伝送方式である。 In the OFDM transmission method, transmission data is modulated and transmitted by a transmission device using a plurality of carriers whose frequencies are orthogonal to each other (hereinafter also referred to as “subcarrier components”), and the transmission data is received and demodulated by a reception device. Transmission method.
OFDM伝送方式を用いたシステムでは、送信装置において送信データを各サブキャリア成分の変調方式に応じた信号点配置に割り振る。次に、前記各サブキャリア成分に対して逆フーリエ変換を行い、さらに、互いに周波数が直交する複数のサブキャリア成分を多重化して信号を生成する。その後、多重化した信号(以下「多重信号」という)の最後尾の一部をガード区間として多重信号の先頭に付加する。そして、ガード区間を付加した多重信号を所定の周波数帯域に周波数変換して送信する。 In a system using the OFDM transmission method, transmission data is allocated to signal point arrangements according to the modulation method of each subcarrier component in a transmission device. Next, an inverse Fourier transform is performed on each subcarrier component, and a plurality of subcarrier components whose frequencies are orthogonal to each other are multiplexed to generate a signal. Thereafter, a part of the tail of the multiplexed signal (hereinafter referred to as “multiplexed signal”) is added to the head of the multiplexed signal as a guard interval. Then, the multiplexed signal to which the guard interval is added is frequency-converted into a predetermined frequency band and transmitted.
他方、OFDM伝送方式を用いたシステムにおける受信装置は、受信したOFDM信号を所定の周波数帯域に周波数変換し、ガード区間の位置を特定して同期を確立する。次に、OFDM信号におけるシンボル毎にガード区間長分の信号を除去した後、当該シンボルに対してフーリエ変換を行って各サブキャリア成分を算出し、当該各サブキャリア成分を復調して送信データを再生する。 On the other hand, a receiving apparatus in a system using the OFDM transmission scheme frequency-converts the received OFDM signal into a predetermined frequency band, specifies the position of the guard interval, and establishes synchronization. Next, after removing a signal corresponding to the guard interval length for each symbol in the OFDM signal, Fourier transform is performed on the symbol to calculate each subcarrier component, and each subcarrier component is demodulated to transmit transmission data. Reproduce.
サブキャリア成分の復調は、当該サブキャリア成分における振幅および位相の変化量を演算し、当該演算結果に基づいて送信時の信号点配置を再現することにより行う。振幅および位相の変化量の演算を容易にするため、変化量の演算の基準となる既知の信号、すなわちパイロット信号を特定のサブキャリア成分を使って送信する方式が広く用いられている。例えば、日本における地上ディジタルテレビジョン放送方式では、周波数方向においてサブキャリア成分12個おきに、また、時間方向においては4シンボルおきにパイロット信号が周期的に挿入されている。受信装置では、パイロット信号に基づいて振幅および位相の変化量を算出し、サブキャリア成分の復調を行う。なお、日本における地上ディジタルテレビジョン放送方式では、パイロット信号をスキャッタード・パイロット(Scattered Pilot)信号と呼ぶ。また、以下、説明の便宜上、送信装置においてOFDM信号に挿入されるパイロット信号を「送信パイロット信号」といい、受信装置において受信されたOFDM信号におけるパイロット信号を「受信パイロット信号」ともいう。 The demodulation of the subcarrier component is performed by calculating the amount of change in amplitude and phase in the subcarrier component and reproducing the signal point arrangement at the time of transmission based on the calculation result. In order to facilitate the calculation of the amount of change in amplitude and phase, a known method for transmitting a known signal, ie, a pilot signal, which is a reference for calculating the amount of change using a specific subcarrier component is widely used. For example, in the digital terrestrial television broadcasting system in Japan, pilot signals are periodically inserted every 12 subcarrier components in the frequency direction and every 4 symbols in the time direction. The receiving apparatus calculates amplitude and phase variations based on the pilot signal and demodulates the subcarrier component. In the terrestrial digital television broadcasting system in Japan, the pilot signal is referred to as a scattered pilot signal. Hereinafter, for convenience of explanation, a pilot signal inserted into an OFDM signal in a transmission apparatus is referred to as a “transmission pilot signal”, and a pilot signal in the OFDM signal received in a reception apparatus is also referred to as a “reception pilot signal”.
<第1の実施の形態>
図1は、本発明の第1の実施の形態である復調装置100の構成を示すブロック図である。復調装置100は、受信アンテナ1、チューナ部2、A/D(Analog/Digital)変換部3、直交復調回路部4、FFT回路部5、タイミング同期回路部6、固定位相回転除去部7、遅延調整回路部8、パイロット抽出回路部9、第1除算回路部10、既知信号生成回路部11、時間内挿フィルタ部12、遅延プロファイル生成回路部13、周波数内挿フィルタ部14、第2除算回路部15およびデータ再生部16を備えて構成される。本発明の参考形態である復調方法は、復調装置100によって実行される。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a
チューナ部2は、受信アンテナ1から入力された放送電波(RF信号)から所望のOFDM方式ディジタル放送を選局し、所定周波数および所定レベルの中間周波(Intermediate Frequency;略称:IF)信号に変換する。チューナ部2は、IF信号をA/D変換部3に与える。A/D変換部3は、チューナ部2から与えられるIF信号を、アナログ信号からディジタル信号へ変換し、ディジタル信号を直交復調回路部4に与える。
The
直交復調回路部4は、A/D変換部3から与えられるディジタル信号を直交復調して、I信号(同相成分)およびQ信号(直交成分)に分割した直交復調信号を出力する。直交復調回路部4は、直交復調信号であるI信号およびQ信号をFFT回路部5およびタイミング同期回路部6に与える。
The quadrature demodulation circuit unit 4 performs quadrature demodulation on the digital signal supplied from the A /
フーリエ変換部であるFFT回路部5は、直交復調回路部4から与えられるI信号およびQ信号を、時間軸信号から周波数軸信号に高速フーリエ変換する。さらに述べると、FFT回路部5は、直交復調回路部4から与えられる直交復調信号を、後述するタイミング同期回路部6から入力されるタイミング信号に基づいて高速フーリエ変換して、直交復調信号に含まれるサブキャリア成分を固定位相回転除去部7に与える。FFT回路部5によって高速フーリエ変換をして前記サブキャリア成分を出力する工程は、フーリエ変換工程に相当する。
The
固定位相回転除去部7は、FFT回路部5から与えられるサブキャリア成分毎に、当該サブキャリア成分の周波数に比例した固定値の位相回転成分を除去する。固定位相回転除去部7は、固定値の位相回転成分を除去したサブキャリア成分を遅延調整回路部8、パイロット抽出回路部9および遅延プロファイル生成回路部13に与える。
The fixed phase rotation removal unit 7 removes, for each subcarrier component given from the
遅延調整回路部8は、固定位相回転除去部7から与えられるサブキャリア成分と、パイロット抽出回路部9、第1除算回路部10、既知信号生成回路部11、時間内挿フィルタ部12、遅延プロファイル生成回路部13および周波数内挿フィルタ部14において処理をされた前記サブキャリア成分に対応する信号とが、第2除算回路部15に同じタイミングで入力するように所定時間だけ遅延した後、固定位相回転除去部7から与えられるサブキャリア成分を第2除算回路部15に与える。パイロット信号抽出部であるパイロット抽出回路部9は、固定位相回転除去部7から与えられるサブキャリア成分に含まれる受信パイロット信号を抽出し、第1除算回路部10に与える。パイロット抽出回路部9によって、前記サブキャリア成分に含まれる受信パイロット信号を抽出する工程は、パイロット信号抽出工程に相当する。
The delay adjustment circuit unit 8 includes a subcarrier component given from the fixed phase rotation removal unit 7, a pilot extraction circuit unit 9, a first division circuit unit 10, a known signal
復調装置100には、送信装置においてOFDM信号中に挿入された送信パイロット信号が既知信号として予め設定されているので、復調装置100において、既知信号である送信パイロット信号と受信パイロット信号とを比較することによって、受信パイロット信号に対応する伝送路特性を演算することができる。
In
具体的には、既知信号生成部である既知信号生成回路部11において、パイロット抽出回路部9における受信パイロット信号の出力に同期したタイミングで、既知信号である送信パイロット信号を生成して出力し、第1除算回路部10に与える。既知信号生成回路部11によって、既知信号である送信パイロット信号を生成して出力する工程は、既知信号生成工程に相当する。第1除算部である第1除算回路部10では、パイロット抽出回路部9から与えられた受信パイロット信号を、既知信号生成回路部11から与えられた送信パイロット信号で除算することによって、各受信パイロット信号に対応する伝送路特性を演算し、当該伝送路特性を時間内挿フィルタ部12および遅延プロファイル生成回路部13に与える。第1除算回路部10によって、前記受信パイロット信号を前記送信パイロット信号で除算して、各受信パイロット信号に対応する伝送路特性を算出する工程は、第1除算工程に相当する。
Specifically, in the known signal
第1除算回路部10で演算された伝送路特性は、受信パイロット信号に対してのみ得られるので、全てのサブキャリア成分に対して伝送路特性を得るには、フィルタリングによる内挿処理が必要となる。以下に、フィルタリングによる内挿処理の必要性について具体的に説明する。 Since the channel characteristics calculated by the first divider circuit unit 10 are obtained only for the received pilot signal, interpolation processing by filtering is required to obtain channel characteristics for all subcarrier components. Become. Below, the necessity of the interpolation process by filtering is demonstrated concretely.
図2は、パイロット信号の配置を示す図である。図2には、日本の地上ディジタルテレビジョン放送方式に使用されるOFDM信号におけるパイロット信号の配置を示している。図2において、紙面に向かって左右方向は周波数方向を表し、上下方向は時間方向を表す。また図2の黒丸は、パイロット信号を表し、白丸はパイロット信号以外のサブキャリア成分を表している。また図2の実線で囲まれた部分は、k(kは自然数)番目のサブキャリアを表し、破線で囲まれた部分はi(iは自然数)番目のシンボルを表し、実線で囲まれた部分と破線で囲まれた部分とが交差する部分は、i番目のシンボルにおけるk番目のサブキャリア成分を表している。 FIG. 2 is a diagram showing an arrangement of pilot signals. FIG. 2 shows the arrangement of pilot signals in the OFDM signal used in the Japanese terrestrial digital television broadcasting system. In FIG. 2, the left-right direction toward the paper surface represents the frequency direction, and the up-down direction represents the time direction. Also, the black circles in FIG. 2 represent pilot signals, and the white circles represent subcarrier components other than pilot signals. 2 represents the k (k is a natural number) subcarrier, the part surrounded by a broken line represents the i (i is a natural number) symbol, and the part surrounded by the solid line And the portion surrounded by the broken line represent the k-th subcarrier component in the i-th symbol.
パイロット信号は、図2に示すように、周波数方向においてサブキャリア成分12個おきに、また、時間方向においては4シンボルおきに挿入されている。従って、このパイロット信号に基づいて演算される伝送路特性から、全てのサブキャリア成分に対する伝送路特性を算出するには、一般に時間方向および周波数方向の内挿処理が必要となる。 As shown in FIG. 2, the pilot signal is inserted every 12 subcarrier components in the frequency direction and every 4 symbols in the time direction. Therefore, in order to calculate the transmission path characteristics for all subcarrier components from the transmission path characteristics calculated based on this pilot signal, interpolation processing in the time direction and the frequency direction is generally required.
内挿フィルタ部である時間内挿フィルタ部12は、第1除算回路部10から与えられた、受信パイロット信号に対応する伝送路特性に対して、前記内挿処理のうち、時間方向の内挿処理を行う。時間内挿フィルタ部12において、受信パイロット信号に対応する伝送路特性を時間方向に内挿することによって、当該パイロット信号が含まれるサブキャリア周波数成分の各々に対応する伝送路特性が得られる。時間内挿フィルタ部12は、時間方向に内挿処理を行った結果を周波数内挿フィルタ部14に与える。
The time
前記内挿処理のうち、周波数方向の内挿処理は、周波数内挿フィルタ部14において行われる。ここで、周波数内挿フィルタ部14のフィルタ特性としては、到来波成分が通過する通過帯域があれば十分であり、当該通過帯域が不必要に広い場合、不要な雑音成分もフィルタを通過してしまうので、復調の性能が劣化してしまう。このような復調の性能の劣化を防止するには、周波数方向の内挿フィルタの通過帯域を必要最小限にする必要がある。そのためには、前記FFT回路部5において高速フーリエ変換を行うタイミング(以下「同期タイミング」という)の最適化と、前記周波数方向の内挿に使用する周波数内挿フィルタの通過帯域の最適化とを併せて行うことが有効となる。
Among the interpolation processes, the frequency-direction interpolation process is performed in the frequency
同期タイミングの最適化は、当該受信装置に最も先行して到来した到来波のシンボル位置、および最も遅延して到来した到来波のシンボル位置と前記同期タイミングとの時間差に基づいて行うことができる。周波数内挿フィルタの通過帯域の最適化は、同期タイミングおよび当該同期タイミングから最も時間差が大きい到来波の遅延時間に基づいて行うことができる。そこで、前記最適化に必要な信号を、遅延プロファイル生成回路部13で生成する。なお、FFT回路部5から出力される各サブキャリア成分の振幅および位相は、伝送路におけるマルチパス、受信装置における位相雑音および残留周波数誤差だけでなく高速フーリエ変換を行うタイミングにも依存する。以下に、遅延プロファイル生成回路部13において生成する信号の基礎となる、同期タイミングおよび前記遅延時間について説明する。
The optimization of the synchronization timing can be performed based on the symbol position of the incoming wave that has arrived the earliest for the receiving apparatus and the time difference between the symbol position of the incoming wave that has arrived the latest and the synchronization timing. Optimization of the pass band of the frequency interpolation filter can be performed based on the synchronization timing and the delay time of the arrival wave having the largest time difference from the synchronization timing. Therefore, a signal necessary for the optimization is generated by the delay profile
図3は、復調装置100における同期タイミングおよび遅延時間を説明するための図である。以下の説明では、理解を容易にするために、受信装置までの到来時間、すなわち送信装置から送信された信号が受信装置に到来して受信されるまでの時間に、異なる2つの到来波、すなわち第1到来波および第2到来波を受信したと仮定する。第1および第2到来波は、それぞれ、ガード区間とi番目のシンボルとから成る。なお、当該受信装置においては、各到来波が加算された信号が受信波となるので、隣接シンボル間の干渉(以下「シンボル間干渉」ともいう)が発生しないようなタイミングで、高速フーリエ変換を行う必要がある。そこで、まず、図3(a)を参照して、フーリエ変換を行うタイミング、すなわち同期タイミングの設定について説明する。
FIG. 3 is a diagram for explaining the synchronization timing and delay time in the
図3(a)は、異なる到来時間で受信した第1および第2到来波ならびに受信波を模式的に示す図である。図3(a)には、第1到来波および第2到来波が加算された信号として受信波が示されているが、前後の網掛け部分は、シンボル間干渉が発生する部分である。そのため、隣接するシンボルと干渉することがない高速フーリエ変換を行うデータ区間は、例えば、図3(a)に示されるような第1データ区間、第2データ区間および第3データ区間となる。なお、第1〜第3データ区間の各区間長は、ガード区間を付加する前のシンボル長であり、その区間の始点は同期タイミングによって決定される。 FIG. 3A is a diagram schematically showing first and second incoming waves and received waves received at different arrival times. FIG. 3A shows a received wave as a signal obtained by adding the first incoming wave and the second incoming wave. The front and rear shaded portions are portions where intersymbol interference occurs. For this reason, the data sections for performing the fast Fourier transform that does not interfere with adjacent symbols are, for example, the first data section, the second data section, and the third data section as shown in FIG. Each section length of the first to third data sections is a symbol length before adding the guard section, and the start point of the section is determined by the synchronization timing.
例えば、第1データ区間の場合には、受信波において、i−1番目のシンボルとi番目のシンボルとの間でシンボル間干渉が発生しない境界を同期タイミングとしている。また第3データ区間の場合は、第1到来波におけるガード区間の最後尾を同期タイミングとしている。そして、この第3データ区間の最後尾は、受信波において、i+1番目のシンボルとi番目のシンボルとの間でシンボル間干渉が発生しない境界に位置している。また、第2データ区間に対応する同期タイミングは、前記第1データ区間に対応する同期タイミングと前記第3データ区間に対応する同期タイミングとの間に設けられている。このように、同期タイミングは唯一決定されるものではなく、シンボル間干渉が発生しないという条件のもとで、到来波の到来時間差に依存した時間範囲以内であればよい。従って、例えば図3(a)において、第2データ区間の同期タイミングは、第1データ区間の同期タイミングと第3データ区間の同期タイミングとの間であればどこに設けてもよい。 For example, in the case of the first data period, the boundary at which no inter-symbol interference occurs between the (i−1) -th symbol and the i-th symbol in the received wave is set as the synchronization timing. In the case of the third data section, the last timing of the guard section in the first incoming wave is set as the synchronization timing. The tail end of the third data section is located at a boundary where no intersymbol interference occurs between the i + 1-th symbol and the i-th symbol in the received wave. The synchronization timing corresponding to the second data interval is provided between the synchronization timing corresponding to the first data interval and the synchronization timing corresponding to the third data interval. In this way, the synchronization timing is not uniquely determined, and may be within a time range depending on the arrival time difference of the incoming waves under the condition that no intersymbol interference occurs. Therefore, for example, in FIG. 3A, the synchronization timing of the second data interval may be provided anywhere between the synchronization timing of the first data interval and the synchronization timing of the third data interval.
次に、図3(a)において第1〜第3データ区間に含まれるデータを高速フーリエ変換して得られる信号に対応する遅延プロファイルについて説明する。図3(b)は、第1データ区間に含まれるデータを高速フーリエ変換して得られる信号に対応する遅延プロファイルを模式的に示す図である。図3(c)は、第2データ区間に含まれるデータを高速フーリエ変換して得られる信号に対応する遅延プロファイルを模式的に示す図である。図3(d)は、第3データ区間に含まれるデータを高速フーリエ変換して得られる信号に対応する遅延プロファイルを模式的に示す図である。図3(b),図3(c),図3(d)において、横軸は高速フーリエ変換を行うデータ区間の始点に対する各到来波のガード区間最後尾、すなわちi番目のシンボルの先頭位置に対応する遅延時間を表し、縦軸は各到来波に対応する電力を表している。 Next, a delay profile corresponding to a signal obtained by performing fast Fourier transform on data included in the first to third data sections in FIG. FIG. 3B is a diagram schematically showing a delay profile corresponding to a signal obtained by fast Fourier transforming data included in the first data section. FIG. 3C is a diagram schematically showing a delay profile corresponding to a signal obtained by fast Fourier transforming data included in the second data section. FIG. 3D is a diagram schematically showing a delay profile corresponding to a signal obtained by fast Fourier transforming data included in the third data section. 3 (b), 3 (c), and 3 (d), the horizontal axis indicates the tail end of the guard interval of each incoming wave with respect to the start point of the data interval for performing fast Fourier transform, that is, the start position of the i-th symbol. The corresponding delay time is represented, and the vertical axis represents the power corresponding to each incoming wave.
遅延プロファイルとは、マルチパス環境下における遅延波に対応する情報、例えば遅延時間、電力値などをいうが、本実施の形態においては、送信装置からFFT回路部5の出力に至るまでの伝送路を経た受信信号に対応する遅延時間および受信電力を当該遅延プロファイルとして扱う。
The delay profile refers to information corresponding to a delayed wave in a multipath environment, for example, a delay time, a power value, etc. In this embodiment, a transmission path from the transmission device to the output of the
図3(b)では、第1データ区間に対応する同期タイミングと第1到来波におけるガード区間最後尾との差aが、第1到来波の同期タイミングに対する遅延時間となり、第1到来波のスペクトルが遅延時間aの位置に現れる。同様に、図3(c)では、第2データ区間に対応する同期タイミングと第1到来波におけるガード区間最後尾との差bが、同期タイミングに対する第1到来波の遅延時間となり、第1到来波のスペクトルが遅延時間bの位置に現れる。図3(d)では、第3データ区間に対応する同期タイミングと、第1到来波におけるガード区間最後尾とが一致しているため、第1到来波のスペクトルが遅延時間0の位置に現れ、第2到来波のスペクトルが、各到来波の到来時間差に相当する量tだけ離れた位置に現れる。なお、第1データ区間および第2データ区間の場合も、第2到来波のスペクトルは、第1到来波のスペクトルに対してtだけ離れた位置に現れる。 In FIG. 3B, the difference a between the synchronization timing corresponding to the first data interval and the last guard interval in the first incoming wave is the delay time with respect to the synchronization timing of the first incoming wave, and the spectrum of the first incoming wave Appears at the position of the delay time a. Similarly, in FIG. 3C, the difference b between the synchronization timing corresponding to the second data interval and the last guard interval in the first arrival wave is the delay time of the first arrival wave with respect to the synchronization timing, and the first arrival time is reached. The wave spectrum appears at the position of the delay time b. In FIG. 3 (d), since the synchronization timing corresponding to the third data interval coincides with the end of the guard interval in the first incoming wave, the spectrum of the first incoming wave appears at the position of the delay time 0, The spectrum of the second incoming wave appears at a position separated by an amount t corresponding to the arrival time difference of each incoming wave. Note that, also in the first data section and the second data section, the spectrum of the second incoming wave appears at a position away from the spectrum of the first incoming wave by t.
遅延プロファイル生成部である遅延プロファイル生成回路部13は、第1除算回路部10から与えられるパイロット信号の伝送路特性に基づいて、送信装置から送信されたデータに対応する信号がFFT回路部5の出力に至るまでの伝送路に対応する遅延時間対受信電力を演算し、また固定位相回転除去部7から与えられるサブキャリア成分に基づいて前記遅延時間対受信電力を演算し、これらの遅延時間対受信電力に基づいて前記最適化に必要な信号を出力する。
The delay profile
図4は、本発明の第1の実施の形態における遅延プロファイル生成回路部13の構成を示すブロック図である。遅延プロファイル生成回路部13は、信号ソート部21、第1逆フーリエ変換部22a、第2逆フーリエ変換部22b、第1相対レベル演算部23a、第2相対レベル演算部23b、到来波判定部24、最大遅延波判定部25、最大遅延時間演算部26および同期タイミングオフセット演算部27を備えて構成される。
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of the delay profile
信号ソート部21は、第1除算回路部10から与えられるパイロット信号の伝送路特性を周波数の高い順または低い順に並べる。ただし、パイロット信号の配置が、図2に示すようにシンボル毎にオフセットしている場合は、受信パイロット信号の周波数が受信シンボルによって変化してしまう。従って、このような場合には、現在の受信シンボルよりも以前に受信したシンボルのパイロット信号も利用し、信号ソート部21の出力において、受信パイロット信号の周波数が変化しないようにする。例えば、パイロット信号が図2に示すように時間方向に4シンボルおきに配置される場合は、現在の受信シンボルを含めて過去4シンボル分のパイロット信号をソートする。
The
第1逆フーリエ変換部22aは、信号ソート部21によって周波数の高い順または低い順に並べられたパイロット信号に対応する伝送路特性に対して逆フーリエ変換を行い、当該逆フーリエ変換の結果に対応する信号を第1相対レベル演算部23aに与える。
The first inverse
第1相対レベル演算部23aは、第1逆フーリエ変換部22aから与えられる信号、すなわちパイロット信号の伝送路特性に対応する信号の振幅または振幅の2乗値を演算して、当該演算の結果を到来波判定部24に与える。ここで、第1相対レベル演算部23aの出力、すなわち前記振幅または振幅の2乗値は、前記遅延プロファイルにおける遅延時間対受信電力に相当する。
The first relative
到来波判定部24は、第1相対レベル演算部23aから与えられた演算結果、すなわち前記振幅または振幅の2乗値のうち、予め定めるしきい値よりも大きな成分を、到来波に対応する成分(以下「到来波成分」ともいう)と判定し、当該到来波成分が存在する時間軸上の位置と同期タイミングとの相対的時間差を遅延時間として、最大遅延波判定部25に与える。ただし、本実施の形態において、最も先行する到来波、図3(a)では第1到来波におけるガード区間の最後尾を同期タイミングとしてフーリエ変換した場合、当該最も先行する到来波は最も遅延時間の小さい到来波として検出される。本実施の形態では、遅延時間が負の値として得られた到来波が存在する場合には、i+1番目のシンボルとのシンボル間干渉が発生していることを意味する。
The incoming
第2逆フーリエ変換部22bは、固定位相回転除去部7から出力されたサブキャリア成分全てに対して逆フーリエ変換を行う。さらに述べると、第2逆フーリエ変換部22bでは、サブキャリア毎に異なる位相回転成分をキャンセルするために、サブキャリア成分のI信号(同相成分)の2乗値とQ信号(直交成分)の2乗値とを加算した値を用いて逆フーリエ変換を行う。サブキャリア成分の固定位相回転成分については、固定位相回転除去部7で取り除かれている。第2逆フーリエ変換部22bは、逆フーリエ変換の結果に対応する信号を第2相対レベル演算部23bに与える。
The second inverse
第2相対レベル演算部23bは、第2逆フーリエ変換部22bから与えられる全てのサブキャリア成分についての逆フーリエ変換の結果に対応する信号の振幅または振幅の2乗値を演算して、当該演算の結果を最大遅延波判定部25に与える。ここで、第2相対レベル演算部23bの出力、すなわち前記振幅または振幅の2乗値は、前記遅延プロファイルにおける遅延時間対受信電力に相当する。
The second relative
第2逆フーリエ変換部22bにおける逆フーリエ変換の元信号、すなわち固定位相回転除去部7から出力されたサブキャリア成分は、既知信号ではないので、前記I信号(同相成分)の2乗値とQ信号(直交成分)の2乗値とを用いて行った逆フーリエ変換の結果からは、明確なマルチパス位置を特定することが難しい。しかし、第2フーリエ変換部22bでは、第1逆フーリエ変換部22aのようにパイロット信号のみを用いた逆フーリエ変換をする場合に比べて、逆フーリエ変換される信号の周波数が高いので、パイロット信号のみを用いた逆フーリエ変換をする場合よりも広い周波数帯域についての情報を得ることが可能である。たとえば、信号ソート部21でソートされた過去4シンボル分のパイロット信号の伝送路特性が第1逆フーリエ変換部22aに与えられる場合、パイロット信号は、周波数方向においてサブキャリア成分12個おきに周期的に挿入されているので、第2逆フーリエ変換部22bにおける逆フーリエ変換の結果からは、パイロット信号のみを用いた逆フーリエ変換をする場合の3倍の周波数帯域についての情報を得ることが可能である。したがって、マルチパス検出範囲を広げることができるので、最適な位置にFFT用の時間窓位置を設定することができる。
Since the original signal of the inverse Fourier transform in the second inverse
第1逆フーリエ変換部22aにおいて、パイロット信号を用いて行った逆フーリエ変換の結果から検出されたマルチパス信号は、ディジタル信号の特性から、折り返し成分が観測されている可能性がある。
In the first inverse
したがって最大遅延波判定部25は、到来波判定部24から与えられる遅延時間に基づいて、最も遅延時間の大きな到来波成分を求め、その到来波成分の折り返し成分に相当する遅延時間の位置に、ピークと思われる成分が存在しないか否かを、第2相対レベル演算部23bから与えられる前記遅延時間対受信電力に基づいて判定する。前記到来波成分の折り返し成分に相当する位置にピークと思われる成分が存在すると判定した場合、最大遅延波判定部25は、前記最も遅延時間の大きな到来波成分の次に遅延時間の大きな到来波成分を求め、前述のようにして、折り返し成分に相当する遅延時間の位置にピークと思われる成分が存在するか否かを判定する。この判定は、前記到来波成分の折り返し成分に相当する位置にピークと思われる成分が存在しないと判定されるまで続けられる。
Therefore, the maximum delay
最大遅延波判定部25は、前記到来波成分の折り返し成分に相当する位置にピークと思われる成分が存在しないと判定すると、その到来波成分を最大遅延波成分と判定し、その判定結果を最大遅延時間演算部26および同期タイミングオフセット演算部27に与える。また最大遅延波判定部25は、到来波判定部24から与えられる遅延時間をそのまま最大遅延時間演算部26および同期タイミングオフセット演算部27に与える。
If the maximum delay
最大遅延時間演算部26は、最大遅延波判定部25から与えられる判定結果に基づいて、最大遅延波判定部25を介して到来波判定部24から与えられた遅延時間のうち、最も遅延時間の大きな最大遅延波成分の遅延時間に対応する信号(以下「フィルタ帯域制御信号」ともいう)を周波数内挿フィルタ部14に与える。
Based on the determination result given from the maximum delay
同期タイミングオフセット演算部27は、最大遅延波判定部25を介して到来波判定部24から与えられる遅延時間に基づいて、最も遅延時間の小さな到来波成分である最小遅延波成分を判定し、その最小遅延波成分の遅延時間に対応する信号(以下「タイミングオフセット調整信号」ともいう)をタイミング同期回路部6に与える。なお、前記遅延時間と前記フィルタ帯域制御信号の大きさ、例えば電力値、電流値および電圧値などとの関係、または前記遅延時間と前記タイミングオフセット調整信号の大きさ、例えば電力値、電流値および電圧値などとの関係は、例えば、比例関係となるように設定することができる。
The synchronization timing offset
このように遅延プロファイル生成回路部13によって、前記パイロット信号の前記伝送路特性と、前記サブキャリア成分を逆フーリエ変換して得られる結果とに基づいて遅延プロファイルを生成し、前記最大遅延時間に対応する信号および前記最小遅延時間に対応する信号を出力する工程は、遅延プロファイル生成工程に相当する。
In this way, the delay profile
内挿フィルタ部である周波数内挿フィルタ部14は、最大遅延時間演算部26から与えられた前記フィルタ帯域制御信号に基づいて、時間内挿フィルタ部12において時間方向への内挿が行われた同一周波数の各サブキャリア成分に対応する伝送路特性に対して、最大の遅延時間に対応する到来波が通過するのに必要かつ十分なフィルタのうち最も狭帯域な通過帯域を持つ内挿フィルタを選択する。そして、選択した内挿フィルタに基づいて周波数方向の内挿処理を行う。時間内挿フィルタ部12および周波数内挿フィルタ部14によって、受信パイロット信号に対応する伝送路特性に対して、時間方向の内挿処理および周波数方向の内挿処理をそれぞれ行う工程は、内挿工程に相当する。
The frequency
前述の時間内挿フィルタ部12および周波数内挿フィルタ部14における内挿処理によって、全てのサブキャリア成分に対する伝送路特性を得ることができる。なお、上述した周波数内挿フィルタ部14は、例えば、低域を通過するローパスフィルタによって構成することができる。
Through the interpolation processing in the time
タイミング同期部であるタイミング同期回路部6は、直交復調回路部4から与えられる直交復調信号および同期タイミングオフセット演算部27から与えられるタイミングオフセット調整信号に応じて、フーリエ変換を行うタイミングに対応する情報を生成し、当該情報に対する信号をタイミング信号としてFFT回路部5に与える。タイミング同期回路部6によって、フーリエ変換を行うタイミングに対応する情報を生成し、当該情報に対する信号をタイミング信号として出力する工程は、タイミング同期工程に相当する。
The timing synchronization circuit unit 6, which is a timing synchronization unit, is information corresponding to the timing at which Fourier transform is performed according to the orthogonal demodulated signal given from the orthogonal demodulation circuit unit 4 and the timing offset adjustment signal given from the synchronization timing offset
第2除算部である第2除算回路部15は、遅延調整回路部8で遅延された各サブキャリア成分を、周波数内挿フィルタ部14から出力されたサブキャリア成分に対応する伝送路特性で除算し、各サブキャリア成分を復調する。第2除算回路部15によって、前記遅延調整回路部8で遅延された各サブキャリア成分を、周波数内挿フィルタ部14から出力されたサブキャリア成分に対応する伝送路特性で除算して復調信号を出力する工程は、第2除算工程に相当する。データ再生部16では、第2除算回路部15で復調されたサブキャリア成分の信号点配置から送信データを再生し、この送信データを再生データとして出力する。
The second
以上のように本実施の形態によれば、遅延プロファイル生成回路部13は、受信したOFDM信号をFFT回路部5でフーリエ変換して得られるサブキャリア成分に含まれるパイロット信号、すなわちフーリエ変換後のパイロット信号と、FFT回路部5でフーリエ変換して得られるサブキャリア成分の全て、すなわちフーリエ変換後の全ての受信信号とを利用して遅延プロファイルを生成するので、フーリエ変換後のパイロット信号のみを利用して遅延プロファイルを生成する場合に比べて、マルチパス検出範囲を広げることができる。これによって遅延プロファイルを精度良く、広範囲に渡って生成することができる。
As described above, according to the present embodiment, the delay profile
このような遅延プロファイルにおける最大遅延時間に対応する信号に基づいて、周波数内挿フィルタ部14で周波数内挿フィルタの通過帯域が設定されるので、周波数内挿フィルタの通過帯域が過度に広くなることを防ぐことができる。また遅延プロファイルにおける最小遅延時間に対応する信号に基づいて、タイミング同期回路部6によってタイミング信号が出力され、このタイミング信号に応じてFTT回路部5でフーリエ変換が行われるので、FFT回路部5でフーリエ変換を行う同期タイミングを調整しながら周波数内挿フィルタの通過帯域を制御することができる。したがって、周波数内挿フィルタの通過帯域を必要最小限に抑えることができるので、最適な位置にフーリエ変換用の時間窓位置を設定することができる。
Since the pass band of the frequency interpolation filter is set by the frequency
このような周波数内挿フィルタを使用して、第1除算回路部10で算出されたパイロット信号の伝送路特性に対して、周波数内挿フィルタ部14で周波数方向への内挿が行われるので、不要な雑音成分が周波数内挿フィルタを通過することを抑制することができる。このようにして周波数内挿フィルタ部14で周波数方向への内挿が行われるとともに、時間内挿フィルタ部12で時間方向への内挿が行われて、サブキャリア成分に対応する伝送路特性が出力される。このサブキャリア成分に対する伝送路特性で、FFT回路部5から出力されたサブキャリア成分が第2除算回路部15で除算されて、復調信号が出力される。したがって、不要な雑音成分が周波数内挿フィルタを通過することによる受信性能の劣化を軽減することができる。
Using such a frequency interpolation filter, the frequency
<第2の実施の形態>
図5は、本発明の第2の実施の形態における遅延プロファイル生成回路部13Aの構成を示すブロック図である。本実施の形態の遅延プロファイル生成回路部13Aの構成は、前述の第1の実施の形態の遅延プロファイル生成回路部13の構成と類似しているので、異なる部分についてのみ説明し、対応する部分には同一の参照符を付して重複する説明を省略する。
<Second Embodiment>
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of the delay profile
前述の第1の実施の形態では、遅延プロファイル生成回路部13による遅延プロファイル生成におけるパイロット信号の処理と全サブキャリアを用いた処理とは、同じシンボルに対して行われるが、伝送路歪の変動が急峻でない場合、遅延プロファイル生成におけるパイロット信号の処理と全サブキャリアを用いた処理とは、同じシンボルに対して行う必要は無い。そこで本実施の形態では、パイロット信号による遅延プロファイル生成処理と、受信したサブキャリア成分全てを用いる遅延プロファイル生成処理とを、それぞれ異なるシンボルを用いて行う。具体的には、本実施の形態における遅延プロファイル生成回路部13Aは、第1除算回路部10で算出されたパイロット信号の伝送路特性と、FFT回路部5から出力されたサブキャリア成分のうち、第1除算回路部10で伝送特性が算出されたパイロット信号を含むシンボルとは別のシンボルに含まれるサブキャリア成分を逆フーリエ変換して得られる結果とに基づいて、遅延プロファイルを生成する。
In the first embodiment described above, the pilot signal processing and the processing using all subcarriers in the delay profile generation by the delay profile
遅延プロファイル生成回路部13Aは、信号ソート部21、逆フーリエ変換部22、相対レベル演算部23、到来波判定部24、最大遅延波判定部25、最大遅延時間演算部26、同期タイミングオフセット演算部27および入力信号切換スイッチ部28を備えて構成される。
The delay profile
入力信号切換スイッチ部28は、2つの入力端子、すなわち第1および第2入力端子28a,28bと1つの出力端子28cとを備える。第1入力端子28aには、信号ソート部21から出力されたパイロット信号が入力され、第2入力端子28bには、固定位相回転除去部7から出力された各サブキャリア成分が入力される。入力信号切換スイッチ部28は、後述する最大遅延波判定部25Aから与えられる切換信号に応じて、第1入力端子28aと出力端子28cとが接続される状態と、第2入力端子28bと出力端子28cとが接続される状態とを切換える。
The input signal
第1入力端子28aと出力端子28cとが接続される状態では、信号ソート部21からのパイロット信号が逆フーリエ変換部22に与えられ、第2入力端子28bと出力端子28cとが接続される状態では、固定位相回転除去部7からの各サブキャリア成分が逆フーリエ変換部22に与えられる。
In a state where the
逆フーリエ変換部22に、信号ソート部21からのパイロット信号が与えられると、逆フーリエ変換部22および相対レベル演算部23は、前述の第1の実施の形態の遅延プロファイル生成回路部13における第1逆フーリエ変換部22aおよび第1相対レベル演算部23aと同様の処理をする。これによって、パイロット信号の伝送路特性に対応する信号の振幅または振幅の2乗値の演算結果、すなわち遅延プロファイルにおける遅延時間対受信電力が到来波判定部24に与えられる。
When the pilot signal from the
到来波判定部24は、前述の第1の実施の形態と同様の処理をして、到来波成分が存在する時間軸上の位置と同期タイミングとの相対的時間差を遅延時間として、最大遅延波判定部25Aに与える。最大遅延波判定部25Aは、到来波判定部24から前記相対的時間差が遅延時間として与えられると、入力信号切換スイッチ部28における接続状態を切換える切換信号を、入力信号切換スイッチ部28に与える。入力信号切換スイッチ部28では、前記切換信号に応じて、第1入力端子28aと出力端子28cとが接続される状態から、第2入力端子28bと出力端子28cとが接続される状態に切換わる。
The incoming
また逆フーリエ変換部22に、固定位相回転除去部7からの各サブキャリア成分が与えられると、逆フーリエ変換部22および相対レベル演算部23は、前述の第1の実施の形態の遅延プロファイル生成回路部13における第2逆フーリエ変換部22bおよび第2相対レベル演算部23bと同様の処理をする。これによって、全てのサブキャリア成分についての逆フーリエ変換の結果に対応する信号の振幅または振幅の2乗値の演算結果、すなわち遅延プロファイルにおける遅延時間対受信電力が最大遅延波判定部25Aに与えられる。
Further, when each subcarrier component from the fixed phase rotation removal unit 7 is given to the inverse
最大遅延波判定部25Aは、到来波判定部24から与えられる遅延時間と相対レベル演算部23から与えられる遅延時間対受信電力とに基づいて、最も遅延時間の大きな到来波成分、すなわち最大遅延波を判定し、判定結果を最大遅延時間演算部26および同期タイミングオフセット演算部27に与える。また最大遅延波判定部25Aは、到来波判定部24から前記相対的時間差が遅延時間として与えられると、入力信号切換スイッチ部28における接続状態を切換える切換信号を、入力信号切換スイッチ部28に与える。入力信号切換スイッチ部28では、前記切換信号に応じて、第2入力端子28bと出力端子28cとが接続される状態から、第1入力端子28aと出力端子28cとが接続される状態に切換わる。
Based on the delay time given from the incoming
以上のように本実施の形態の復調装置によれば、遅延プロファイル生成回路部13Aは、第1除算回路部10で算出されたパイロット信号の伝送路特性と、FFT回路部5から出力されたサブキャリア成分のうち、第1除算回路部10で伝送特性が算出されたパイロット信号を含むシンボルとは別のシンボルに含まれるサブキャリア成分を逆フーリエ変換して得られる結果とに基づいて、遅延プロファイルを生成する。つまり、本実施の形態では、パイロット信号による遅延プロファイル生成処理と、受信したサブキャリア成分全てを用いる遅延プロファイル生成処理とは、互いに異なるシンボルに対して行われる。
As described above, according to the demodulating device of the present embodiment, the delay profile
このように遅延プロファイル生成処理を、2つのシンボルにわたって時系列に行うことによって、遅延プロファイル生成回路部13Aを小形化し、復調装置を小形化することが可能である。たとえば本実施の形態のように、逆フーリエ変換部22および相対レベル演算部23を1つずつ設け、入力信号切換スイッチ部28で入力される信号を切換える構成にすることができるので、第1の実施の形態における遅延プロファイル生成回路部13に比べて、逆フーリエ変換部22および相対レベル演算部23の数を2分の1(1/2)に削減することができ、回路規模を2分の1(1/2)に抑えることができる。このように遅延プロファイル生成回路部13Aを小形化することができるので、復調装置を小形化することができる。
Thus, by performing the delay profile generation process in time series over two symbols, the delay profile
1 受信アンテナ、2 チューナ部、3 A/D変換部、4 直交復調回路部、5 FFT回路部、6 タイミング同期回路部、7 固定位相回転除去部、8 遅延調整回路部、9 パイロット抽出回路部、10 第1除算回路部、11 既知信号生成回路部、12 時間内挿フィルタ部、13,13A 遅延プロファイル生成回路部、14 周波数内挿フィルタ部、15 第2除算回路部、16 データ再生部、21 信号ソート部、22 逆フーリエ変換部、22a 第1逆フーリエ変換部、22b 第2逆フーリエ変換部、23 相対レベル演算部、23a 第1相対レベル演算部、23b 第2相対レベル演算部、24 到来波判定部、25,25A 最大遅延波判定部、26 最大遅延時間演算部、27 同期タイミングオフセット演算部、28 入力信号切換スイッチ部、100 復調装置。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Reception antenna, 2 Tuner part, 3 A / D conversion part, 4 Orthogonal demodulation circuit part, 5 FFT circuit part, 6 Timing synchronous circuit part, 7 Fixed phase rotation removal part, 8 Delay adjustment circuit part, 9 Pilot extraction circuit part 10 first division circuit unit, 11 known signal generation circuit unit, 12 time interpolation filter unit, 13, 13A delay profile generation circuit unit, 14 frequency interpolation filter unit, 15 second division circuit unit, 16 data reproduction unit, 21 signal sorting unit, 22 inverse Fourier transform unit, 22a first inverse Fourier transform unit, 22b second inverse Fourier transform unit, 23 relative level computation unit, 23a first relative level computation unit, 23b second relative level computation unit, 24 Arrival wave determination unit, 25, 25A Maximum delay wave determination unit, 26 Maximum delay time calculation unit, 27 Synchronization timing offset calculation unit, 28 Signal changeover switch unit, 100 demodulation device.
Claims (1)
前記フーリエ変換部から出力された前記サブキャリア成分に含まれるパイロット信号を抽出するパイロット信号抽出部と、
前記パイロット信号に対応する既知信号を生成して出力する既知信号生成部と、
前記パイロット信号抽出部で抽出された前記パイロット信号を、前記既知信号生成部から出力された前記既知信号で除算して前記パイロット信号に対応する伝送路特性を算出する第1除算部と、
前記第1除算部で算出された前記パイロット信号の前記伝送路特性と、前記フーリエ変換部から出力された前記サブキャリア成分を逆フーリエ変換して得られる結果とに基づいて遅延プロファイルを生成し、当該遅延プロファイルにおける最も遅延する到来波の到来時間である最大遅延時間に対応する信号および前記遅延プロファイルにおける最も先行する到来波の到来時間である最小遅延時間に対応する信号を出力する遅延プロファイル生成部と、
前記第1除算部で算出された前記パイロット信号の伝送路特性に対して、時間方向および周波数方向への内挿を行い、前記サブキャリア成分に対応する伝送路特性を出力する内挿フィルタ部と、
前記遅延プロファイル生成部から出力された前記最小遅延時間に対応する信号に基づいて、前記フーリエ変換部におけるフーリエ変換を行うタイミングを制御するタイミング信号を出力するタイミング同期部と、
前記フーリエ変換部から出力された前記サブキャリア成分を、前記内挿フィルタ部から出力された前記サブキャリア成分に対応する伝送路特性で除算して復調信号を出力する第2除算部とを備え、
前記フーリエ変換部は、前記タイミング信号に応じて前記フーリエ変換を行い、
前記内挿フィルタ部は、前記最大遅延時間に対応する信号に基づいて前記周波数方向への内挿に使用する周波数内挿フィルタの通過帯域を設定し、前記周波数内挿フィルタを使用して、前記周波数方向への内挿を行い、
前記遅延プロファイル生成部は、前記第1除算部で算出された前記パイロット信号の前記伝送路特性と、前記フーリエ変換部から出力された前記サブキャリア成分のうち、前記第1除算部で前記伝送特性が算出されたパイロット信号を含むシンボルとは別のシンボルに含まれる前記サブキャリア成分を逆フーリエ変換して得られる結果とに基づいて、前記遅延プロファイルを生成することを特徴とする復調装置。 A Fourier transform unit that performs a Fourier transform on the received OFDM signal and outputs a subcarrier component obtained as a result of the Fourier transform;
A pilot signal extraction unit that extracts a pilot signal included in the subcarrier component output from the Fourier transform unit;
A known signal generator for generating and outputting a known signal corresponding to the pilot signal;
A first divider that divides the pilot signal extracted by the pilot signal extractor by the known signal output from the known signal generator to calculate a transmission line characteristic corresponding to the pilot signal;
Generating a delay profile based on the transmission path characteristics of the pilot signal calculated by the first division unit and a result obtained by performing an inverse Fourier transform on the subcarrier component output from the Fourier transform unit; A delay profile generation unit that outputs a signal corresponding to the maximum delay time that is the arrival time of the most delayed arrival wave in the delay profile and a signal corresponding to the minimum delay time that is the arrival time of the most preceding arrival wave in the delay profile When,
An interpolation filter unit that performs interpolation in the time direction and the frequency direction on the transmission channel characteristics of the pilot signal calculated by the first division unit, and outputs a transmission channel characteristic corresponding to the subcarrier component; ,
A timing synchronization unit that outputs a timing signal for controlling the timing of performing the Fourier transform in the Fourier transform unit based on the signal corresponding to the minimum delay time output from the delay profile generation unit;
A second divider that divides the subcarrier component output from the Fourier transform unit by a transmission path characteristic corresponding to the subcarrier component output from the interpolation filter unit and outputs a demodulated signal;
The Fourier transform unit performs the Fourier transform according to the timing signal,
The interpolation filter unit sets a pass band of a frequency interpolation filter used for interpolation in the frequency direction based on a signal corresponding to the maximum delay time, and uses the frequency interpolation filter, There line interpolation in the frequency direction,
The delay profile generation unit includes the transmission characteristic of the pilot signal calculated by the first division unit and the transmission characteristic of the subcarrier component output from the Fourier transform unit by the first division unit. A demodulating apparatus that generates the delay profile based on a result obtained by performing inverse Fourier transform on the subcarrier component included in a symbol different from the symbol including the pilot signal calculated .
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