JP5062839B2 - Ofdm受信装置およびofdm中継装置 - Google Patents
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Description
最適な位置からずれると、シンボル間干渉が増加する。また、FFT窓位置が頻繁に変動すると、等化器が追従できず出力信号が劣化したり、装置遅延時間の変動が発生したりし、特に中継装置において問題となる。
また、伝送シンボル期間において最大相関値よりも所定値だけ低く設定された閾値以上となる相関値の時間位置のうち最も早い時間位置にウィンドウ開始位置を設定するものが知られる(例えば、特許文献2参照)。
前記GI相関ピークの位置のずれを検出するピーク位置誤差算出部と、
前記遅延プロファイルに基づく主波位置のずれとGI相関ピーク位置のずれとから1つを選択あるいは両者を重み付き合成してタイミング同期制御手段に与える誤差切替/合成部と、を備える。
前記FFT演算部でのFFT窓位置を、現時点で検出されている前記主波の有効シンボル区間から所定量時間的に進めさせる窓位置最適制御部と、
前記FFTされた信号に対して、前記主波に続くマルチパス波が前記伝送路推定部における周波数内挿フィルタの通過帯域に収まるように、時間領域におけるn(nは整数)サンプル分の遅延に相当する位相回転を施してから前記伝送路推定部に出力する回転補正部と、
前記伝送路推定部で推定された伝送路特性を用いて、前記FFTされた信号を等化し、シンボル判定する等化判定部と、
前記等化判定部で判定されたシンボルをIFFTし、送出すべきOFDM信号を生成する第2のIFFT部と、
前記遅延プロファイルに対して、実質的に前記nサンプル分の遅延をキャンセルする遅延を与える回転再補正部と、を備えてなり、
前記主波検出部は、前記nサンプル分の遅延がキャンセルされた前記遅延プロファイルから主波を検出するようにする。
D/A変換器2は、デジタル時間信号sdをアナログ信号soutに変換し、アナログ信号を出力する。
FFT演算器3は、デジタル時間信号sdに対してFFT演算処理を行い、デジタル周波数信号sfを伝送路推定部4へ出力する。
伝送路推定部4は、SP抽出器10と、時間内挿器11と、周波数外挿器12と、周波数内挿器13とを備える。
時間内挿器11は、SP抽出器10で抽出されたパイロット信号間の時間方向の内挿を行い、周波数外挿器12へ出力する。
周波数外挿器12は、帯域外の周波数方向の外挿を行い、周波数内挿器13へ出力する。
周波数内挿器13は周波数方向の内挿を行い、IFFT演算器5へ出力する。
主波位置検出器6は、遅延プロファイル信号DPF(T,i)から主波位置MAINposを検出し、位相誤差算出器7へ出力する。主波位置検出器6の詳細については、図3から図5を用いて説明する。
最大ピーク位置MAXposよりも前にTHRpを超えるピーク値が存在する場合(図4)は、先行波が存在すると見なし、先行波位置FIRSTposを主波位置MAINposとする。
最大ピーク位置MAXposよりも前にTHRpを超えるピーク値が存在しない場合(図5)は,先行波が存在しないと見なし、最大ピーク位置MAXposを主波位置MAINposとする。
VCO9は、制御信号に基づき所定のクロックを発生し、A/D変換器1、D/A変換器2やカウンタ等へ出力する。電源投入直後から最初の制御信号が得られるまでの間、VCO9は自走(フリーラン)する。
カウンタは、電源投入後に最初に検出されたMAINposのタイミングで一度だけリセットされ、あるいはMAINposが検出される都度そのタイミングでリセットされ、VCO9のクロックをFFTサイズ(ポイント数)で決まる分周比で分周し、FFT演算器3で必要な基準タイミング(シンボルタイミング)を生成する。
なお、本例において、遅延プロファイル信号DPFから生成したタップ係数を有するフィルタ(等化器)をA/D変換器1とD/A変換器2の間に設けてもよい。
A/D変換器1とD/A変換器2とFFT演算器3と伝送路推定部4とIFFT演算器5と主波位置検出器6と位相誤差算出器7とVCO制御器8とVCO9は、第一の実施例と同一であるため説明は省略する。
ガード相関ピーク検出部14は、有効シンボル長遅延器23と、乗算器24と、移動平均算出器25と、ピーク検出器26と、を備える。
乗算器24は、信号sdと、s’dの複素共役信号s’d *との乗算を行い、両者の相関信号Gcorを算出し、移動平均算出器25へ出力する。
ピーク位置検出器26は、シンボル期間内でのG ̄corの最大値を検出し、ピークピーク位置信号GPposをピーク位置誤差算出器15へ出力する。
FFT窓位置制御部16は、A/D変換器1の出力信号に対して、マルチパスによる影響を軽減するようなFFT窓を設定する。以下、FFT窓位置制御16について図9を用いて説明する。
回転補正器17では、FFT窓制御部16で発生した回転量Aの補正と、伝送路推定部5での周波数内挿器13(周波数領域フィルタ)の最適化を一緒に行う。周波数内挿フィルタの最適化について図11を用いて説明する。
最適化を行うためには、−LGI/2よりもマージンαだけ少し後ろに主波が来るように、シフトさせればよい。先ほどの回転量Aと合わせると、回転補正器17でのシフト量Bは、
図13に等化判定部18の構成を示す。等化判定部18は複素除算器27と判定器28とを備える。
図15は遅延プロファイルが正しく算出された例(図15(a))と正しく算出されなかった例(図15(b))を示したものである。遅延プロファイルの信頼できるかの可否判定は、例えば、遅延プロファイルDPFのシンボル差分のシンボル期間総和
本例の等化装置では、入力信号sinからアナログ信号soutにいたる間にFFT演算を伴うが、その窓位置が主波位置に対してサブサンプル精度で同期しているので、シンボル間干渉や非線形歪、雑音等でサブキャリア間の直交性が悪化した信号に対して、通常のサンプル精度の同期に比べ信号品質の改善が見込める。
なお、本例では、検出結果Dframeと判定結果DDPFの両方が1でなくなったときに直ちにεGを採用するものとして説明したが、両方が1でなくなった最初の1シンボル目は誤差ε=0として今の同期タイミングを維持し、2シンボル目以降でεG採用するようにしてもよい。
重み付け制御器30はDframeとDDPFの状態に応じて重み付け係数w(0≦w≦1)を生成し、減算器31と乗算器33へ出力する。εDにw、εDに1−wの重みが与えられ、両者が加算されたものがεとなる。重み付け係数wの生成について、図20を用いて説明する。
2…D/A変換器
3…FFT演算器
4…伝送路推定部
5…IFFT演算器
6…主波位置検出器
7…位相誤差算出器
8…VCO制御器
9…VCO
10…SP抽出器
11…時間内挿器
12…周波数外挿器
13…周波数内挿器
14…ガード相関ピーク検出部
15…ピーク位置誤差算出部
16…FFT窓位置制御器
17…フレーム同期検出器
18…回転補正器
19…等化判定部
20…回転再補正器
21…遅延プロファイル判定器
22…誤差切替器
23…有効シンボル長遅延器
24…乗算器
25… 期間の移動平均算出器
26…ピーク検出器
27…複素除算器
28…判定器
29…誤差合成部
30…重み付け制御器
31…減算器
32…乗算器
33…乗算器
34…加算器
Claims (2)
- 受信したOFDM信号をFFTするFFT演算部と、前記FFTされた信号から伝送路を推定する伝送路推定部と、推定された伝送路特性をIFFTして遅延プロファイルを出力するIFFT演算部と、前記遅延プロファイルから主波を検出する主波検出部と、前記受信したOFDM信号に対してガードインターバル相関を行いGI相関ピークを検出するGI相関ピーク検出部と、前記GI相関ピークの位置のずれを検出するピーク位置誤差算出部と、前記遅延プロファイルに基づく主波位置のずれとGI相関ピーク位置のずれとから1つを選択あるいは両者を重み付き合成して出力する誤差切替/合成部と、前記誤差切替/合成部から出力されたずれに基づきサンプルクロックの周波数または位相を制御してサブサンプル精度でタイミング同期制御を行うタイミング同期制御手段と、前記FFT演算部でのFFT窓位置を、現時点で検出されている前記主波の有効シンボル区間から所定量時間的に進めさせる窓位置最適制御部と、前記FFTされた信号に対して、前記主波に続くマルチパス波が前記伝送路推定部における周波数内挿フィルタの通過帯域に収まるように、時間領域におけるn(nは整数)サンプル分の遅延に相当する位相回転を施してから前記伝送路推定部に出力する回転補正部と、前記遅延プロファイルに対して、実質的に前記nサンプル分の遅延をキャンセルする遅延を与える回転再補正部と、を備え、前記主波検出部は、前記nサンプル分の遅延がキャンセルされた前記遅延プロファイルから主波を検出することを特徴とするOFDM受信装置。
- 請求項1に記載のOFDM受信装置と、前記伝送路推定部で推定された伝送路特性を用いて、前記FFTされた信号を等化し、シンボル判定する等化判定部と、
前記等化判定部で判定されたシンボルをIFFTし、送出すべきOFDM信号を生成する第2のIFFT部と、を備えたOFDM中継装置。
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