JP5235857B2 - OFDM signal combining receiver - Google Patents

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Description

本発明は、OFDM方式を用いるデジタル放送またはデジタル伝送のOFDM信号合成用受信装置に関し、特に、デジタル放送または無線LANなどにおいて電波を受信する際に問題となるフェージングおよび干渉波の対策のために、アダプティブアレーアンテナ技術またはダイバーシティ受信技術を適用するOFDM信号合成用受信装置に関する。   The present invention relates to a receiver for OFDM signal synthesis for digital broadcasting or digital transmission using the OFDM system, and in particular, for countermeasures against fading and interference waves that are problematic when receiving radio waves in digital broadcasting or wireless LAN, etc. The present invention relates to a receiving apparatus for combining OFDM signals to which an adaptive array antenna technique or a diversity receiving technique is applied.

OFDM信号用アダプティブアレーアンテナ技術として、例えば、特許文献1および2に記載のものが知られており、これらはいずれも放送波中継用の装置へ応用することを目的としている。これらの技術を用いた放送波中継用の干渉除去装置は、送信側の設備であることから、低計算量で処理を行うことよりも、高精度な干渉除去特性を得ることが求められる。しかし、この放送波中継用の干渉除去装置は、極端に劣悪な受信環境で用いられることは想定されていない。特に、SFN(Single Frequency Network)環境のサービスエリアは、レベルが高く、GI(Guard Interval)内であるが遅延時間が長いマルチパス波の影響を受ける環境であることから、十分な干渉除去特性を得ることができないことがあるという問題がある。また、最適化すべき重み係数の数がサブキャリヤ数とブランチ数との積となり、計算量が多くなるという問題もある。   As an adaptive array antenna technique for OFDM signals, for example, those described in Patent Documents 1 and 2 are known, and these are all intended to be applied to a broadcast wave relay device. Since an interference canceling apparatus for relaying broadcast waves using these techniques is a transmission-side facility, it is required to obtain a highly accurate interference canceling characteristic rather than performing processing with a low calculation amount. However, this broadcast wave relay interference canceller is not expected to be used in an extremely poor reception environment. In particular, the service area of the SFN (Single Frequency Network) environment is an environment that is affected by multipath waves that have a high level and are within the GI (Guard Interval) but have a long delay time. There is a problem that there are things that cannot be obtained. Another problem is that the number of weighting factors to be optimized is the product of the number of subcarriers and the number of branches, which increases the amount of calculation.

これに対し、前述のOFDM信号用アダプティブアレー技術を受信機へ応用することを想定した場合、低コスト化を実現するために、受信機には、より簡易な構成かつ少ない計算量で所要のBER(Bit Error Rate:ビット誤り率)が得られること、また、より劣悪な受信環境でも動作できることが求められる。   On the other hand, when it is assumed that the above-described adaptive array technology for OFDM signals is applied to a receiver, in order to realize a reduction in cost, the receiver has a BER with a simpler configuration and less calculation amount. It is required that (Bit Error Rate) can be obtained and that it can operate in a worse reception environment.

放送波中継用の装置では、干渉除去後に所要のBERが得られることが最低条件であり、干渉による伝送特性の劣化をいかに抑圧するかが求められる。これに対し、サービスエリアにおける受信用の装置では、干渉除去後に所要のBERが得られればよい。このように、放送波中継用の装置とサービスエリアにおける受信用の装置とでは、OFDM信号用アダプティブアレー技術に対する要求条件が大きく異なっている。   In a broadcast wave relay device, the minimum requirement is that a required BER is obtained after interference removal, and it is required how to suppress the deterioration of transmission characteristics due to interference. On the other hand, the receiving device in the service area only needs to obtain a required BER after interference cancellation. As described above, the requirements for the OFDM signal adaptive array technology are greatly different between the broadcast wave relay device and the reception device in the service area.

一方、非特許文献1および2に、時間領域で信号を合成するPre−FFT型のOFDM信号用アダプティブアレー技術が記載されている。非特許文献1の技術は、移動受信を想定したものであり、希望波以外の到来波を全て抑圧することができる。また、非特許文献2の技術は、固定受信を想定したものであり、遅延時間がGIを越えるマルチパス波のみを抑圧することができる。これらはいずれも、少ない計算量で処理を行うことができる。   On the other hand, Non-Patent Documents 1 and 2 describe a pre-FFT type adaptive array technology for OFDM signals that synthesizes signals in the time domain. The technique of Non-Patent Document 1 assumes mobile reception, and can suppress all incoming waves other than the desired wave. The technique of Non-Patent Document 2 assumes fixed reception, and can suppress only multipath waves whose delay time exceeds GI. All of these can be processed with a small amount of calculation.

しかしながら、非特許文献1および2に記載の技術は、いずれもGIが有効シンボルの後部と同一であるというOFDM信号の特徴を利用するものである。このため、干渉波が希望波と同一方式で、GI比が同じである場合には、干渉波を抑圧できないことがあるという問題がある。例えば、希望波と干渉波のシンボル同期位置またはフレーム同期位置が一致する場合には、希望波と干渉波を区別することができず、干渉波を抑圧することができなくなる。   However, the techniques described in Non-Patent Documents 1 and 2 both use the feature of the OFDM signal that the GI is the same as the rear part of the effective symbol. For this reason, when the interference wave is the same method as the desired wave and the GI ratio is the same, there is a problem that the interference wave may not be suppressed. For example, if the symbol synchronization position or the frame synchronization position of the desired wave and the interference wave match, the desired wave and the interference wave cannot be distinguished, and the interference wave cannot be suppressed.

一方、本出願と同一の出願人により出願された、本出願時に未公開の特願2008−232846号に記載のOFDM信号合成用受信装置が提案されている。このOFDM信号合成用受信装置は、アレー合成部が、時間領域で重み付け合成を行いアレー合成信号を生成し、チャネル等化部が、周波数領域でチャネル等化後のキャリヤシンボルを生成し、重み係数制御部が、予め定められたパイロット信号などをIFFTして得られる時間領域信号を参照信号とし、アレー合成のために用いる重み係数を、アレー合成信号と参照信号との間の誤差が最小となるように最適化によって求めるものである。これにより、低計算量で処理を行うことができ、劣悪な受信環境においても効果的に干渉波を抑圧することができる。   On the other hand, there has been proposed an OFDM signal combining receiver described in Japanese Patent Application No. 2008-232846, which was filed by the same applicant as the present application and has not been published at the time of the present application. In this OFDM signal combining receiver, the array combining unit performs weighted combining in the time domain to generate an array combined signal, and the channel equalizing unit generates carrier symbols after channel equalization in the frequency domain. The control unit uses a time domain signal obtained by IFFT of a predetermined pilot signal or the like as a reference signal, and a weight coefficient used for array synthesis minimizes an error between the array synthesized signal and the reference signal. Is obtained by optimization. Thereby, processing can be performed with a low calculation amount, and interference waves can be effectively suppressed even in a poor reception environment.

特許第3759448号公報Japanese Patent No. 3759448 特開2005−295506号公報JP 2005-295506 A

堀智、菊間信良、稲垣直樹、「OFDMにおけるガード区間を利用したMMSEアダプティブアレー」、信学論、J85−B(9):1608−1615、Sep 2002Satoshi Hori, Nobuyoshi Kikuma, Naoki Inagaki, “MMSE Adaptive Array Using Guard Interval in OFDM”, Theory of Science, J85-B (9): 1608-1615, Sep 2002 堀智、菊間信良、稲垣直樹、「ガード区間を超える到来波のみを抑圧する固定受信のためのOFDM用MMSEアダプティブアレー」、信学論、J86−B(9):1934−1940、2003Satoshi Hori, Nobuyoshi Kikuma, Naoki Inagaki, “MMSE Adaptive Array for Fixed Reception for Suppressing Only Incoming Waves Exceeding Guard Interval”, IEICE, J86-B (9): 1934-1940, 2003

しかしながら、このOFDM信号合成用受信装置は、劣悪な受信環境に対する耐性を有しているが、放送が休止して干渉波のみが送信されている状態で動作しているときに、放送が開始して希望波の送信が始まると、希望波の受信電力が干渉波の受信電力よりも大きくなった場合であっても、希望波と干渉波のシンボル同期位置またはフレーム同期位置などが一致しているときには、本来受信すべき希望波を抑圧してしまい、干渉波を受信し続けてしまうことがあるという問題があった。   However, this OFDM signal synthesizing receiver has resistance against a poor reception environment, but broadcasting starts when the broadcasting is stopped and only interference waves are transmitted. When the desired wave transmission starts, even if the received power of the desired wave is greater than the received power of the interference wave, the symbol synchronization position or the frame synchronization position of the desired wave and the interference wave match. Sometimes, there is a problem that the desired wave that should be received is suppressed and the interference wave is continuously received.

図13は、干渉波のみが送信されている状態におけるOFDM信号合成用受信装置の合成指向特性の例を示す図である。この合成指向特性は、受信アンテナの素子間隔を搬送波周波数における波長の半分の長さとし、干渉波の到来角度を0度とした場合において、放送が休止して干渉波のみが送信されている状態の特性を示している。この場合、OFDM信号合成用受信装置は、干渉波のみを受信している状態で同期を確立し、同期確立状態になっているから、干渉波を希望波とみなして信号を復調してしまう。   FIG. 13 is a diagram illustrating an example of the combined directivity characteristics of the OFDM signal combining receiver in a state where only the interference wave is transmitted. This combined directivity characteristic is such that when the element spacing of the receiving antenna is half the wavelength at the carrier frequency and the arrival angle of the interference wave is 0 degrees, the broadcast is paused and only the interference wave is transmitted. The characteristics are shown. In this case, the receiving apparatus for synthesizing the OFDM signal establishes synchronization in a state where only the interference wave is received, and is in a synchronization established state, and thus demodulates the signal by regarding the interference wave as a desired wave.

この状態で放送が開始し、希望波の送信が始まり、希望波の受信電力が干渉波の受信電力よりも大きくなった状態を想定する。ただし、希望波の到来角度は90度とする。このような状態では、OFDM信号合成用受信装置は、干渉波を抑圧して希望波を受信することが望ましい。   It is assumed that broadcasting starts in this state, transmission of the desired wave starts, and the received power of the desired wave is greater than the received power of the interference wave. However, the arrival angle of the desired wave is 90 degrees. In such a state, it is desirable for the OFDM signal combining receiver to receive the desired wave while suppressing the interference wave.

しかしながら、希望波と干渉波のシンボル同期位置またはフレーム同期位置などが一致している場合には、同期ずれが起こらないから、OFDM信号合成用受信装置は、以前から継続して同期が確立しているものと判定し、希望波が到来しているにもかかわらず、干渉波を希望波とみなして信号を復調する。つまり、OFDM信号合成用受信装置は、放送が開始する前からの同期確立状態が継続し、干渉波を受信し続けるべく動作する。したがって、干渉波を抑圧することができず、希望波を受信することができない。これは、図13に示した合成指向特性の例が示すように、希望波の到来角度(90度)にヌルが形成されているため、希望波の受信電力が干渉波の受信電力よりも大きい場合であっても、希望波を抑圧してしまい、結果として、干渉波を受信し続けてしまうからである。   However, if the symbol synchronization position or the frame synchronization position of the desired wave and the interference wave match, there will be no synchronization shift. Therefore, the OFDM signal synthesizing receiver has continuously established synchronization. Even if the desired wave has arrived, the interference wave is regarded as the desired wave and the signal is demodulated. That is, the OFDM signal synthesizing receiving apparatus operates so as to continue to receive the interference wave while the synchronization establishment state continues before the broadcast starts. Therefore, the interference wave cannot be suppressed and the desired wave cannot be received. This is because, as shown in the example of the combined directivity shown in FIG. 13, a null is formed at the arrival angle (90 degrees) of the desired wave, so the received power of the desired wave is greater than the received power of the interference wave. Even in this case, the desired wave is suppressed, and as a result, the interference wave is continuously received.

ここで、放送が休止して干渉波のみが送信されている状態から、放送が開始して希望波の送信が始まった状態に変化した場合、OFDM信号合成用受信装置は、その状態変化を検知し、同期再生部を初期化すると共に、アレー合成を行うための重み係数を算出する重み係数算出部を初期化することができれば、すなわち、OFDM信号合成用受信装置を電源立上げ状態にすることができれば、前述の問題は解決し、本来受信すべき希望波を抑圧することなく、干渉波を抑圧して希望波を受信することが可能となる。ここで、初期化とは、OFDM信号合成用受信装置の電源立上げ時における同様の処理を行うことをいい、例えば、メモリに記憶されたデータを削除したり、算出結果を用いることなく、予め設定された初期値を用いて最初から算出したりすることをいう。   Here, when the broadcast is paused and only the interference wave is transmitted, when the broadcast starts and the transmission of the desired wave starts, the OFDM signal combining receiver detects the state change. Then, if the synchronous reproduction unit can be initialized and the weighting factor calculation unit for calculating the weighting factor for performing array combining can be initialized, that is, the OFDM signal combining receiving device is set to the power-up state. If it is possible, the above-mentioned problem is solved, and it is possible to receive the desired wave while suppressing the interference wave without suppressing the desired wave that should be received. Here, initialization means performing the same processing at the time of power-up of the OFDM signal synthesis receiver, for example, without deleting the data stored in the memory or using the calculation result in advance. It means calculating from the beginning using the set initial value.

なお、希望波と干渉波のシンボル位置などが一致していない場合には、同期ずれが起こるから、OFDM信号合成用受信装置は、同期が確立していないものと判定し、希望波が反映された新たな同期情報を生成し復調を行うことができる。この場合、希望波は抑圧されることなく、干渉波が抑圧され希望波が受信されるから、前述の問題は生じない。   If the symbol position of the desired wave does not match the symbol position of the interference wave, a synchronization error occurs. Therefore, the OFDM signal combining receiver determines that synchronization is not established, and the desired wave is reflected. New synchronization information can be generated and demodulated. In this case, since the desired wave is not suppressed, the interference wave is suppressed and the desired wave is received, the above problem does not occur.

そこで、本発明はかかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、本来受信すべき希望波を抑圧し続けることなく、希望波を受信するために干渉波を抑圧することが可能なOFDM信号合成用受信装置を提供することにある。   Therefore, the present invention has been made to solve such a problem, and the object thereof is to suppress the interference wave in order to receive the desired wave without continuously suppressing the desired wave to be received. Another object of the present invention is to provide an OFDM signal combining receiver.

上記目的を達成するために、請求項1の発明は、複数のアレー素子で構成されるアレーアンテナによってOFDM波を受信し、ビット列を出力するOFDM信号合成用受信装置であって、受信したOFDM波の等価ベースバンド信号を、時間領域において重み付けにより合成し、アレー合成信号を生成する希望波受信用アレー合成部と、前記希望波受信用アレー合成部により生成されたアレー合成信号を復調し、ビット列を出力する復調部と、前記復調部におけるチャネル等化またはシンボル再生により得られたキャリヤシンボル、およびチャネル推定により得られた周波数特性に基づいて、時間領域の参照信号を生成し、前記アレー合成信号と前記時間領域の参照信号との間の誤差が最小となるように最適化し、前記希望波受信用アレー合成部における重み付けのために用いる、干渉波を抑圧するための希望波受信用重み係数を算出する重み係数算出部と、前記時間領域の等価ベースバンド信号に基づいて同期を再生し、同期が確立しているか否かを示す同期確立状態信号を生成する同期再生部と、前記時間領域の等価ベースバンド信号に基づいて、D/U(Desired to Undesired signal ratio)を測定するD/U測定部と、前記同期再生部により生成された同期確立状態信号に基づいて、同期が確立していることを判定し、前記D/U測定部により測定されたD/Uが負であることを判定し、前記重み係数算出部および前記同期再生部を初期化する制御部と、を備えたことを特徴とする。   In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 is an OFDM signal synthesizing receiver that receives an OFDM wave by an array antenna including a plurality of array elements and outputs a bit string. The equivalent baseband signal is synthesized by weighting in the time domain to generate an array synthesized signal, and the desired signal receiving array synthesizing unit, and the array synthesized signal generated by the desired signal receiving array synthesizing unit are demodulated, and a bit string Generating a time domain reference signal based on the frequency characteristic obtained by channel demodulation and the carrier symbol obtained by channel equalization or symbol reproduction in the demodulation unit, and the array combined signal And the reference signal in the time domain are optimized so that the error is minimized, A weighting factor calculating unit for calculating a weighting factor for receiving a desired wave for suppressing an interference wave, used for weighting in the unit, and reproducing synchronization based on the equivalent baseband signal in the time domain to establish synchronization. A synchronization reproduction unit that generates a synchronization establishment state signal indicating whether or not a D / U measurement unit that measures a D / U (Desired to Undesired signal ratio) based on the equivalent baseband signal in the time domain, Based on the synchronization establishment state signal generated by the synchronization reproduction unit, it is determined that synchronization is established, the D / U measured by the D / U measurement unit is determined to be negative, And a control unit for initializing the weighting coefficient calculation unit and the synchronous reproduction unit.

また、請求項2の発明は、請求項1に記載のOFDM信号合成用受信装置において、前記D/U測定部が、前記重み係数算出部により算出された希望波受信用重み係数に基づいて、希望波を抑圧するための干渉波受信用重み係数を算出する干渉波受信用重み係数算出部と、前記干渉波受信用重み係数算出部により算出された干渉波受信用重み係数を用いて、前記等価ベースバンド信号を時間領域において重み付けにより合成し、アレー合成信号を生成する干渉波受信用アレー合成部と、前記希望波受信用アレー合成部により生成されたアレー合成信号の電力を、希望波電力として算出する希望波電力算出部と、前記干渉波受信用アレー合成部により生成されたアレー合成信号の電力を、干渉波電力として算出する干渉波電力算出部と、前記希望波電力算出部により算出された希望波電力および前記干渉波電力算出部により算出された干渉波電力からD/Uを算出するD/U算出部と、を備えたことを特徴とする。   Further, the invention of claim 2 is the OFDM signal combining receiver according to claim 1, wherein the D / U measurement unit is based on the desired wave reception weight coefficient calculated by the weight coefficient calculation unit. An interference wave reception weight coefficient calculating unit that calculates an interference wave reception weight coefficient for suppressing a desired wave, and using the interference wave reception weight coefficient calculated by the interference wave reception weight coefficient calculation unit, An equivalent baseband signal is synthesized by weighting in the time domain to generate an array composite signal, and an array signal for interference wave reception and the power of the array composite signal generated by the array synthesis unit for desired signal reception A desired wave power calculation unit that calculates as the interference wave power, and an interference wave power calculation unit that calculates, as the interference wave power, the power of the array combined signal generated by the interference wave receiving array combining unit, Characterized by comprising a D / U calculation unit from the interference wave power calculated by the desired signal power is calculated and the interference wave power calculation unit by the wave power calculation unit for calculating a D / U, a.

また、請求項3の発明は、請求項1に記載のOFDM信号合成用受信装置において、前記重み係数算出部が、前記時間領域の等価ベースバンド信号における自己相関行列を算出する自己相関行列算出部と、前記自己相関行列算出部により算出された自己相関行列の逆行列を算出する逆行列算出部と、前記時間領域の等価ベースバンド信号および前記時間領域の参照信号から相互相関ベクトルを算出する相互相関ベクトル算出部と、前記逆行列算出部により算出された自己相関行列の逆行列に、前記相互相関ベクトル算出部により算出された相互相関ベクトルを乗算し、希望波受信用重み係数を求める乗算部と、を備えたことを特徴とする。   The invention according to claim 3 is the OFDM signal combining receiver according to claim 1, wherein the weighting factor calculation unit calculates an autocorrelation matrix in the time domain equivalent baseband signal. An inverse matrix calculation unit that calculates an inverse matrix of the autocorrelation matrix calculated by the autocorrelation matrix calculation unit, and a cross correlation vector that calculates a cross correlation vector from the time domain equivalent baseband signal and the time domain reference signal A correlation vector calculation unit and a multiplication unit for multiplying the inverse matrix of the autocorrelation matrix calculated by the inverse matrix calculation unit by the cross correlation vector calculated by the cross correlation vector calculation unit to obtain a desired wave reception weight coefficient And.

また、請求項4の発明は、請求項2に記載のOFDM信号合成用受信装置において、前記D/U測定部の干渉波受信用重み係数算出部が、前記重み係数算出部により算出された希望波受信用重み係数と直交する直交ベクトルを算出する直交ベクトル算出部と、前記直交ベクトル算出部により算出された直交ベクトルに、前記時間領域の等価ベースバンド信号における自己相関行列の逆行列を乗算し、干渉波受信用重み係数を求める乗算部と、を備えたことを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the OFDM signal synthesizing receiver according to the second aspect, wherein the interference wave receiving weighting factor calculating unit of the D / U measuring unit is calculated by the weighting factor calculating unit. An orthogonal vector calculation unit that calculates an orthogonal vector orthogonal to a wave reception weighting factor, and the orthogonal vector calculated by the orthogonal vector calculation unit is multiplied by an inverse matrix of an autocorrelation matrix in the time domain equivalent baseband signal. And a multiplication unit for obtaining a weighting factor for interference wave reception.

また、請求項5の発明は、請求項1に記載のOFDM信号合成用受信装置において、前記同期再生部が、前記時間領域の等価ベースバンド信号に基づいてシンボル同期再生を行い、シンボル同期が確立しているか否かを示す状態信号を生成するシンボル同期部と、前記時間領域の等価ベースバンド信号に基づいてフレーム同期再生を行い、フレーム同期が確立しているか否かを示す状態信号を生成するフレーム同期部と、前記時間領域の等価ベースバンド信号に基づいてクロック同期再生を行い、クロック同期が確立しているか否かを示す状態信号を生成するクロック同期部と、前記時間領域の等価ベースバンド信号に基づいて周波数同期再生を行い、周波数同期が確立しているか否かを示す状態信号を生成する周波数同期部と、前記シンボル同期部、フレーム同期部、クロック同期部および周波数同期部により生成された全ての状態信号が、同期が確立していることを示している場合、同期が確立していることを示す同期確立状態信号を生成し、前記状態信号のうちの少なくとも1つの信号が、同期が確立していないことを示している場合、同期が確立していないことを示す同期確立状態信号を生成する同期確立状態生成部と、を備えることを特徴とする。   The invention according to claim 5 is the OFDM signal combining receiver according to claim 1, wherein the synchronization reproduction section performs symbol synchronization reproduction based on the time domain equivalent baseband signal to establish symbol synchronization. A status signal indicating whether or not frame synchronization is established by performing a frame synchronization reproduction based on the time base equivalent baseband signal and a symbol synchronization unit for generating a status signal indicating whether or not A frame synchronization unit, a clock synchronization unit that performs clock synchronization recovery based on the time domain equivalent baseband signal and generates a status signal indicating whether clock synchronization is established, and the time domain equivalent baseband signal. A frequency synchronization unit that performs frequency-synchronized reproduction based on the signal and generates a status signal indicating whether or not frequency synchronization is established; and Synchronization status signal indicating that synchronization is established when all status signals generated by the synchronization unit, frame synchronization unit, clock synchronization unit, and frequency synchronization unit indicate that synchronization is established And a synchronization establishment state generation unit that generates a synchronization establishment state signal indicating that synchronization is not established when at least one of the state signals indicates that synchronization is not established. And.

また、請求項6の発明は、請求項1に記載のOFDM信号合成用受信装置において、前記復調部は、チャネル等化により得たキャリヤシンボルおよびシンボル再生により得たキャリヤシンボルに基づいてMER(Modulation Error Ratio)を算出し、前記制御部が、前記同期再生部により生成された同期確立状態信号に基づいて、同期が確立していることを判定し、かつ、前記D/U測定部により測定されたD/Uが所定期間の間負であることを判定した場合、前記同期確立状態信号に基づいて、同期が確立していないことを判定し、かつ、前記同期が確立していない状態で所定時間経過したことを判定した場合、または、前記同期確立状態信号に基づいて、同期が確立していることを判定し、かつ、前記復調部により算出されたMERに基づいて、所定期間の間、前記MERが所定値よりも小さいと判定した場合、前記重み係数算出部および前記同期再生部を初期化する、ことを特徴とする。   According to a sixth aspect of the present invention, in the OFDM signal synthesizing receiver according to the first aspect, the demodulating unit performs MER (Modulation) based on a carrier symbol obtained by channel equalization and a carrier symbol obtained by symbol reproduction. Error Ratio) is calculated, the control unit determines that synchronization is established based on the synchronization establishment state signal generated by the synchronization reproduction unit, and is measured by the D / U measurement unit. When it is determined that the D / U is negative for a predetermined period, it is determined based on the synchronization establishment state signal that synchronization is not established, and the synchronization is not established. When it is determined that time has elapsed, or based on the synchronization establishment state signal, it is determined that synchronization is established, and the demodulation unit Based on the calculated MER, when it is determined that the MER is smaller than a predetermined value for a predetermined period, the weight coefficient calculation unit and the synchronous reproduction unit are initialized.

以上のように、本発明によれば、干渉波のみが送信されている状態から、希望波の送信が始まって希望波の受信電力が干渉波の受信電力よりも大きくなった状態への変化を検出し、重み係数算出部および同期再生部を初期化するようにした。これにより、OFDM信号合成用受信装置は、電源立上げ時と同様に動作するから、重み係数算出部は、予め設定された初期値の希望波受信用重み係数を出力し、そして、受信している希望波および干渉波に応じた新たな希望波受信用重み係数を算出するようになる。また、希望波受信用アレー合成部は、新たな希望波受信用重み係数を用いて、受信している希望波に応じたアレー合成信号を生成するようになる。また、同期再生部は、同期再生処理をリセットし、受信している希望波および干渉波に応じた新たな同期再生を行うようになる。したがって、本来受信すべき希望波を抑圧することなく、希望波を受信するために干渉波を抑圧することが可能となる。   As described above, according to the present invention, the change from the state in which only the interference wave is transmitted to the state in which the transmission of the desired wave starts and the reception power of the desired wave becomes larger than the reception power of the interference wave. Detecting and initializing the weighting factor calculation unit and the synchronous reproduction unit. As a result, the receiving apparatus for OFDM signal synthesis operates in the same manner as when the power is turned on, so that the weighting factor calculation unit outputs and receives a desired initial receiving weighting factor for the initial value. A new desired wave receiving weighting coefficient corresponding to the desired wave and the interference wave is calculated. Further, the desired wave receiving array combining unit generates an array combined signal corresponding to the received desired wave using a new desired wave receiving weighting coefficient. In addition, the synchronous reproduction unit resets the synchronous reproduction process and performs new synchronous reproduction according to the received desired wave and interference wave. Accordingly, it is possible to suppress the interference wave in order to receive the desired wave without suppressing the desired wave that should be received.

本発明の実施形態によるOFDM信号合成用受信装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the receiver for OFDM signal synthesis by embodiment of this invention. 復調部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of a demodulation part. チャネル推定部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of a channel estimation part. チャネル等化部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of a channel equalization part. 重み係数算出部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of a weighting coefficient calculation part. 干渉波受信用重み係数算出部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the weighting coefficient calculation part for interference wave reception. 同期再生部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of a synchronous reproduction | regeneration part. シンボル同期部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of a symbol synchronizer. シンボル同期部において生成されるインデックスの変遷を説明する図である。It is a figure explaining the transition of the index produced | generated in a symbol synchronization part. 制御部の処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process of a control part. 図1のOFDM信号合成用受信装置によるシミュレーション結果を説明する図である。It is a figure explaining the simulation result by the receiver for OFDM signal synthesis of FIG. (1)は通常時の動作を説明する図である。(2)は希望波停波時(放送休止時)の動作を説明する図である。(3)は希望波送信開始後(放送開始後)の動作(本発明が解決すべき課題)を説明する図である。(1) is a figure explaining the operation | movement at the normal time. (2) is a diagram for explaining the operation when the desired wave is stopped (when broadcasting is suspended). (3) is a diagram for explaining the operation after the start of desired wave transmission (after the start of broadcasting) (the problem to be solved by the present invention). 干渉波のみが送信されている状態におけるOFDM信号合成用受信装置の合成指向特性の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the synthetic | combination directional characteristic of the receiver for OFDM signal synthesis | combination in the state in which only the interference wave is transmitted.

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。図1は、本発明の実施形態によるOFDM信号合成用受信装置の構成を示すブロック図である。このOFDM信号合成用受信装置1は、アンテナ10、周波数変換部11、A/D変換部12、直交復調部13、希望波受信用アレー合成部14、D/U(Desired to Undesired signal ratio:DU比)測定部15、復調部16、重み係数算出部17、同期再生部18および制御部19を備えている。周波数変換部11、A/D変換部12および直交復調部13は、アンテナ10のアレー素子と同じ数の構成になっている。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an OFDM signal combining receiver according to an embodiment of the present invention. This OFDM signal combining receiver 1 includes an antenna 10, a frequency converting unit 11, an A / D converting unit 12, an orthogonal demodulating unit 13, a desired wave receiving array combining unit 14, a D / U (Desired to Unsigned signal ratio: DU). Ratio) measuring unit 15, demodulating unit 16, weighting factor calculating unit 17, synchronous reproduction unit 18 and control unit 19. The frequency conversion unit 11, the A / D conversion unit 12, and the orthogonal demodulation unit 13 have the same number of configurations as the array elements of the antenna 10.

アレー素子数分の周波数変換部11は、アンテナ10を介して受信したOFDM波の信号をIF信号に周波数変換する。アレー素子数分の周波数変換部11の出力するIF信号はそれぞれA/D変換部12へ入力される。アレー素子数分のA/D変換部12は、周波数変換部11から入力されるIF信号をデジタルIF信号にA/D変換する。アレー素子数分のA/D変換部12の出力するデジタルIF信号はそれぞれ直交復調部13に入力される。アレー素子数分の直交復調部13は、A/D変換部12から入力されるデジタルIF信号を直交復調し、等価ベースバンド信号を生成する。アレー素子数分の直交復調部13の出力する等価ベースバンド信号は4分配され、希望波受信用アレー合成部14、D/U測定部15、重み係数算出部17および同期再生部18へ入力される。   Frequency converters 11 corresponding to the number of array elements frequency-convert OFDM signal received through antenna 10 into IF signals. The IF signals output from the frequency converters 11 corresponding to the number of array elements are respectively input to the A / D converter 12. The A / D converters 12 corresponding to the number of array elements A / D convert the IF signals input from the frequency converter 11 into digital IF signals. The digital IF signals output from the A / D converters 12 corresponding to the number of array elements are respectively input to the orthogonal demodulator 13. The number of orthogonal demodulation units 13 corresponding to the number of array elements orthogonally demodulates the digital IF signal input from the A / D conversion unit 12 to generate an equivalent baseband signal. The equivalent baseband signals output from the quadrature demodulation units 13 corresponding to the number of array elements are divided into four and input to the desired wave receiving array combining unit 14, the D / U measuring unit 15, the weighting factor calculating unit 17, and the synchronous reproduction unit 18. The

希望波受信用アレー合成部14は、重み係数算出部17から入力される希望波受信用重み係数(干渉波成分を抑圧するための重み係数)を用いて、アレー素子数分の直交復調部13から入力される等価ベースバンド信号を時間領域で合成する。希望波受信用アレー合成部14の出力する希望波受信用にアレー合成された等価ベースバンド信号(希望波成分を含む等価ベースバンド信号、アレー合成信号)は2分配され、一方がD/U測定部15へ、他方が復調部16へ入力される。   The desired wave receiving array synthesizing unit 14 uses the desired wave receiving weight coefficient (weight coefficient for suppressing the interference wave component) input from the weight coefficient calculating unit 17, and the orthogonal demodulation units 13 corresponding to the number of array elements. The equivalent baseband signal input from is synthesized in the time domain. An equivalent baseband signal (equivalent baseband signal including a desired wave component, array synthesized signal) which is array-synthesized for receiving a desired wave output from the desired-wave receiving array synthesizing unit 14 is divided into two parts, one of which is D / U measurement. The other part is input to the demodulator 16.

希望波受信用アレー合成部14は、アレー素子数分の乗算部141、加算部142および複素共役部143を備えている。複素共役部143は、重み係数算出部17から入力される希望波受信用重み係数の複素共役値を算出する。複素共役部143の出力する希望波受信用重み係数の複素共役値は、アレー素子数分の乗算部141へ入力される。アレー素子数分の乗算部141は、アレー素子数分の直交復調部13から入力される等価ベースバンド信号に、複素共役部143から入力される希望波受信用重み係数の複素共役値を乗算する。アレー素子数分の乗算部141が出力する、希望波受信用重み係数の複素共役値が乗算された等価ベースバンド信号は加算部142へ入力される。加算部142は、アレー素子数分の乗算部141の出力する、希望波受信用重み係数の複素共役値が乗算された等価ベースバンド信号を加算し、希望波受信用にアレー合成された等価ベースバンド信号を生成する。加算部142の出力する希望波受信用にアレー合成された等価ベースバンド信号は2分配され、一方がD/U測定部15へ、他方が復調部16へ入力される。   The desired wave receiving array synthesizing unit 14 includes a multiplying unit 141, an adding unit 142, and a complex conjugate unit 143 corresponding to the number of array elements. The complex conjugate unit 143 calculates the complex conjugate value of the desired wave reception weight coefficient input from the weight coefficient calculation unit 17. The complex conjugate value of the desired wave receiving weight coefficient output from the complex conjugate section 143 is input to the multiplication sections 141 corresponding to the number of array elements. Multipliers 141 corresponding to the number of array elements multiply the equivalent baseband signals input from orthogonal demodulator 13 corresponding to the number of array elements by the complex conjugate value of the desired wave reception weight coefficient input from complex conjugate section 143. . The equivalent baseband signal multiplied by the complex conjugate value of the weighting coefficient for receiving the desired wave, which is output from the multipliers 141 corresponding to the number of array elements, is input to the adder 142. Adder 142 adds the equivalent baseband signal multiplied by the complex conjugate value of the desired wave reception weighting coefficient output from multiplier 141 for the number of array elements, and is equivalent to an equivalent base array synthesized for receiving the desired wave Generate a band signal. The equivalent baseband signal array-synthesized for receiving the desired wave output from the adder 142 is divided into two, one being input to the D / U measuring unit 15 and the other being input to the demodulator 16.

D/U測定部15は、希望波受信用アレー合成部14から入力される希望波受信用にアレー合成された等価ベースバンド信号、重み係数算出部17から入力される希望波受信用重み係数および自己相関行列の逆行列を用いて、受信信号のD/Uを測定する。D/U測定部15の出力するD/Uは制御部19へ入力される。   The D / U measurement unit 15 includes an equivalent baseband signal that is array-synthesized for receiving a desired wave, which is input from the array unit for receiving desired signals 14, a weighting factor for receiving desired waves that is input from a weighting factor calculating unit 17, The D / U of the received signal is measured using the inverse matrix of the autocorrelation matrix. The D / U output from the D / U measuring unit 15 is input to the control unit 19.

D/U測定部15は、干渉波受信用重み係数算出部151、干渉波受信用アレー合成部152、希望波電力算出部153、干渉波電力算出部154およびD/U算出部155を備えている。希望波電力算出部153は、希望波受信用アレー合成部14から入力される希望波受信用にアレー合成された等価ベースバンド信号の電力を算出する。希望波電力算出部153の出力する希望波電力はD/U算出部155へ入力される。   The D / U measuring unit 15 includes an interference wave receiving weight coefficient calculating unit 151, an interference wave receiving array combining unit 152, a desired wave power calculating unit 153, an interference wave power calculating unit 154, and a D / U calculating unit 155. Yes. The desired wave power calculation unit 153 calculates the power of the equivalent baseband signal array-combined for receiving the desired wave input from the desired wave reception array combining unit 14. The desired wave power output from the desired wave power calculation unit 153 is input to the D / U calculation unit 155.

干渉波受信用重み係数算出部151は、重み係数算出部17から入力される希望波受信用重み係数および自己相関行列の逆行列を用いて、アレー合成により希望波成分を抑圧するための干渉波受信用重み係数を算出する。干渉波受信用重み係数算出部151の出力する干渉波受信用重み係数(希望波成分を抑圧するための重み係数)は干渉波受信用アレー合成部152へ入力される。   The interference wave reception weight coefficient calculation unit 151 uses the desired wave reception weight coefficient input from the weight coefficient calculation unit 17 and the inverse matrix of the autocorrelation matrix to interfere with the desired wave component by array synthesis. A reception weight coefficient is calculated. The interference wave reception weight coefficient (weight coefficient for suppressing the desired wave component) output from the interference wave reception weight coefficient calculation unit 151 is input to the interference wave reception array combining unit 152.

干渉波受信用アレー合成部152は、干渉波受信用重み係数算出部151から入力される希望波受信用重み係数を用いて、アレー素子数分の直交復調部13から入力される等価ベースバンド信号を時間領域で合成する。干渉波受信用アレー合成部152の出力する干渉波受信用にアレー合成された等価ベースバンド信号(干渉波成分を含む等価ベースバンド信号、アレー合成信号)は干渉波電力算出部154へ入力される。   The interference wave receiving array synthesizing unit 152 uses the desired wave receiving weight coefficient input from the interference wave receiving weight coefficient calculating unit 151 and uses the equivalent baseband signal input from the orthogonal demodulating units 13 corresponding to the number of array elements. Are synthesized in the time domain. The equivalent baseband signal (equivalent baseband signal including an interference wave component, array combined signal) synthesized for interference wave reception output from the interference wave reception array synthesis unit 152 is input to the interference wave power calculation unit 154. .

干渉波受信用アレー合成部152は、アレー素子数分の乗算部157、加算部158および複素共役部159を備えている。複素共役部159は、干渉波受信用重み係数算出部151から入力される干渉波受信用重み係数の複素共役値を算出する。複素共役部159の出力する干渉波受信用重み係数の複素共役値は、アレー素子数分の乗算部157へ入力される。アレー素子数分の乗算部157は、アレー素子数分の直交復調部13から入力される等価ベースバンド信号に、複素共役部159から入力される干渉波受信用重み係数の複素共役値を乗算する。アレー素子数分の乗算部157が出力する、干渉波受信用重み係数の複素共役値が乗算された等価ベースバンド信号は加算部158へ入力される。加算部158は、アレー素子数分の乗算部157の出力する、干渉波受信用重み係数の複素共役値が乗算された等価ベースバンド信号を加算し、干渉波受信用にアレー合成された等価ベースバンド信号を生成する。加算部158の出力する干渉波受信用にアレー合成された等価ベースバンド信号は干渉波電力算出部154へ入力される。   The interference wave receiving array synthesizing unit 152 includes multiplying units 157, adding units 158, and complex conjugate units 159 corresponding to the number of array elements. The complex conjugate unit 159 calculates a complex conjugate value of the interference wave reception weight coefficient input from the interference wave reception weight coefficient calculation unit 151. The complex conjugate value of the interference wave receiving weight coefficient output from the complex conjugate unit 159 is input to the multiplication units 157 corresponding to the number of array elements. Multipliers 157 for the number of array elements multiply the equivalent baseband signals input from orthogonal demodulator 13 for the number of array elements by the complex conjugate value of the interference wave receiving weight coefficient input from complex conjugate section 159. . The equivalent baseband signal multiplied by the complex conjugate value of the interference wave receiving weighting coefficient output from the multipliers 157 corresponding to the number of array elements is input to the adder 158. Adder 158 adds equivalent baseband signals multiplied by the complex conjugate value of the interference wave reception weight coefficient output from multipliers 157 for the number of array elements, and is equivalent to an equivalent base array-combined for interference wave reception. Generate a band signal. The equivalent baseband signal array-combined for receiving the interference wave output from the adder 158 is input to the interference wave power calculator 154.

干渉波電力算出部154は、干渉波受信用アレー合成部152から入力される干渉波受信用にアレー合成された等価ベースバンド信号の電力を算出する。干渉波電力算出部154の出力する干渉波電力はD/U算出部155へ入力される。   The interference wave power calculation unit 154 calculates the power of an equivalent baseband signal that is array-synthesized for interference wave reception and input from the interference wave reception array synthesis unit 152. The interference wave power output from the interference wave power calculation unit 154 is input to the D / U calculation unit 155.

D/U算出部155は、希望波電力算出部153から入力される希望波電力、および干渉波電力算出部154から入力される干渉波電力を用いて、受信信号のD/Uを算出する。D/U算出部155の出力するD/Uは制御部19へ入力される。   The D / U calculation unit 155 calculates the D / U of the received signal using the desired wave power input from the desired wave power calculation unit 153 and the interference wave power input from the interference wave power calculation unit 154. The D / U output from the D / U calculation unit 155 is input to the control unit 19.

復調部16は、同期再生部18から入力される同期情報を用いて、希望波受信用アレー合成部14から入力される希望波受信用にアレー合成された等価ベースバンド信号をOFDM復調し、ビット列を外部へ出力すると共に、チャネル等化後のキャリヤシンボル、周波数特性およびMER(Modulation Error Ratio:変調誤差比)を算出する。復調部16の出力するキャリヤシンボルおよび周波数特性は重み係数算出部17へ入力され、MERは制御部19へ入力される。   The demodulating unit 16 uses the synchronization information input from the synchronization reproducing unit 18 to OFDM-demodulate the equivalent baseband signal array-combined for receiving the desired wave input from the array combining unit 14 for receiving the desired wave, Is output to the outside, and the carrier symbol after channel equalization, frequency characteristics, and MER (Modulation Error Ratio) are calculated. The carrier symbol and frequency characteristic output from the demodulator 16 are input to the weight coefficient calculator 17 and the MER is input to the controller 19.

重み係数算出部17は、アレー素子数分の直交復調部13から入力される等価ベースバンド信号を用いて、自己相関行列の逆行列を算出し、等価ベースバンド信号、復調部16から入力されるキャリヤシンボルおよび周波数特性を用いて、希望波受信用重み係数を算出する。また、重み係数算出部17は、制御部19から入力される初期化制御信号に基づいて、処理をリセットして初期化し、OFDM信号合成用受信装置1の電源立上げ時と同様に、予め設定された初期値の希望波受信用重み係数および自己相関行列の逆行列を出力する。重み係数算出部17の出力する希望波受信用重み係数は、一方が希望波受信用アレー合成部14へ入力され、他方がD/U測定部15へ入力される。また、重み係数算出部17の出力する自己相関行列の逆行列はD/U測定部15へ入力される。   The weighting factor calculation unit 17 calculates an inverse matrix of the autocorrelation matrix using the equivalent baseband signals input from the orthogonal demodulation units 13 corresponding to the number of array elements, and is input from the equivalent baseband signal and demodulation unit 16. Using the carrier symbol and the frequency characteristic, a desired wave receiving weight coefficient is calculated. Also, the weighting factor calculation unit 17 resets and initializes the processing based on the initialization control signal input from the control unit 19 and sets in advance in the same manner as when the power of the OFDM signal combining receiver 1 is turned on. The initial value of the desired wave receiving weight coefficient and the inverse matrix of the autocorrelation matrix are output. One of the desired wave receiving weight coefficients output from the weight coefficient calculating unit 17 is input to the desired wave receiving array combining unit 14, and the other is input to the D / U measuring unit 15. Further, the inverse matrix of the autocorrelation matrix output from the weight coefficient calculation unit 17 is input to the D / U measurement unit 15.

同期再生部18は、アレー素子数分の直交復調部13から入力される等価ベースバンド信号を用いて同期再生を行い、フレーム、シンボル、クロックのタイミングおよび周波数オフセットを示す同期情報を生成し、同期確立状態または同期非確立状態を示す同期確立状態信号を生成する。また、同期再生部18は、制御部19から入力される初期化制御信号に基づいて、処理をリセットして初期化し、OFDM信号合成用受信装置1の電源立上げ時と同様の処理を行う。同期再生部18の出力する同期確立状態信号は制御部19へ入力され、同期情報は復調部16へ入力される。   The synchronous reproduction unit 18 performs synchronous reproduction using the equivalent baseband signals input from the orthogonal demodulation units 13 corresponding to the number of array elements, generates synchronous information indicating the timing of the frame, symbol, clock, and frequency offset, A synchronization establishment state signal indicating the establishment state or the synchronization non-establishment state is generated. The synchronous reproduction unit 18 resets and initializes the processing based on the initialization control signal input from the control unit 19, and performs the same processing as when the OFDM signal synthesizing receiver 1 is turned on. The synchronization establishment state signal output from the synchronization reproduction unit 18 is input to the control unit 19, and the synchronization information is input to the demodulation unit 16.

制御部19は、同期再生部18から入力される同期確立状態信号、D/U測定部15から入力されるD/U、および復調部16から入力されるMERを用いて、予め設定された条件を満足するか否かを判定し、重み係数算出部17および同期再生部18を初期化するための初期化制御信号を生成する。制御部19の出力する初期化制御信号は、一方が重み係数算出部17へ、他方が同期再生部18へ入力される。初期化制御信号を生成するための条件については後述する。   The control unit 19 uses a synchronization establishment state signal input from the synchronization reproduction unit 18, a D / U input from the D / U measurement unit 15, and a MER input from the demodulation unit 16 to set a predetermined condition. Is satisfied, and an initialization control signal for initializing the weighting factor calculation unit 17 and the synchronous reproduction unit 18 is generated. One of the initialization control signals output from the control unit 19 is input to the weight coefficient calculation unit 17 and the other is input to the synchronous reproduction unit 18. The conditions for generating the initialization control signal will be described later.

〔希望波受信用アレー合成部〕
次に、図1に示した希望波受信用アレー合成部14について詳細に説明する。アレー素子数分の直交復調部13の出力する等価ベースバンド信号のベクトルを以下に示す。

Figure 0005235857
ここで、tは時刻、Lはアンテナ10のアレー素子数を示す。また、上付きのTは転置を示す。 [Synthesizer for receiving desired signal]
Next, the desired wave receiving array combining unit 14 shown in FIG. 1 will be described in detail. Vectors of equivalent baseband signals output from the orthogonal demodulation units 13 corresponding to the number of array elements are shown below.
Figure 0005235857
Here, t represents time, and L represents the number of array elements of the antenna 10. Superscript T indicates transposition.

重み係数算出部17の出力する希望波受信用重み係数のベクトルを以下に示す。

Figure 0005235857
希望波受信用アレー合成部14は、以下の演算を行い、アレー合成信号として希望波受信用にアレー合成された等価ベースバンド信号を出力する。
Figure 0005235857
ここで、上付きのHは複素共役転置を示す。y(t)は、干渉波が抑圧され希望波成分が抽出されたアレー合成信号である。なお、前記式(3)には、図1に示した複素共役部143による処理が含まれる。 The vector of the desired wave receiving weighting coefficient output from the weighting coefficient calculating unit 17 is shown below.
Figure 0005235857
The desired wave receiving array synthesizing unit 14 performs the following calculation and outputs an equivalent baseband signal array-synthesized for receiving the desired wave as an array synthesized signal.
Figure 0005235857
Here, the superscript H indicates complex conjugate transpose. y (t) is an array composite signal in which the interference wave is suppressed and the desired wave component is extracted. The equation (3) includes processing by the complex conjugate unit 143 shown in FIG.

〔干渉波受信用アレー合成部〕
次に、図1に示したD/U測定部15の干渉波受信用アレー合成部152について詳細に説明する。干渉波受信用アレー合成部152は、希望波受信用アレー合成部14と同様の処理を行う。干渉波受信用重み係数算出部151の出力する干渉波受信用重み係数のベクトルを以下に示す。

Figure 0005235857
[Interference wave receiving array combiner]
Next, the interference wave receiving array combining unit 152 of the D / U measuring unit 15 shown in FIG. 1 will be described in detail. The interference wave receiving array combining unit 152 performs the same processing as the desired wave receiving array combining unit 14. The vector of the interference wave reception weight coefficient output from the interference wave reception weight coefficient calculation unit 151 is shown below.
Figure 0005235857

干渉波受信用アレー合成部152は、以下の演算を行い、アレー合成信号として干渉波受信用にアレー合成された等価ベースバンド信号を出力する。

Figure 0005235857
z(t)は、希望波が抑圧され干渉波成分が抽出されたアレー合成信号である。なお、前記式(5)には、図1に示した複素共役部159による処理が含まれる。 The interference wave receiving array combining unit 152 performs the following calculation, and outputs an equivalent baseband signal that is array combined for interference wave reception as an array combined signal.
Figure 0005235857
z (t) is an array combined signal in which the desired wave is suppressed and the interference wave component is extracted. The expression (5) includes processing by the complex conjugate unit 159 shown in FIG.

〔復調部〕
次に、図1に示した復調部16について詳細に説明する。図2は、復調部16の構成を示すブロック図である。この復調部16は、GI除去部161、FFT部162、チャネル推定部163、チャネル等化部164、シンボル再生部169、パラレルシリアル変換部166およびMER算出部168を備えている。復調部16は、同期再生部18から入力される同期情報に基づいて、各種の処理を行う。
(Demodulator)
Next, the demodulator 16 shown in FIG. 1 will be described in detail. FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the demodulator 16. The demodulation unit 16 includes a GI removal unit 161, an FFT unit 162, a channel estimation unit 163, a channel equalization unit 164, a symbol reproduction unit 169, a parallel / serial conversion unit 166, and a MER calculation unit 168. The demodulating unit 16 performs various processes based on the synchronization information input from the synchronous reproduction unit 18.

GI除去部161は、希望波受信用アレー合成部14から入力される希望波受信用にアレー合成された等価ベースバンド信号についてGIを除去し、有効シンボル期間に相当する時間の信号を抽出する。GI除去部161の出力する、有効シンボル期間における希望波受信用にアレー合成された等価ベースバンド信号はFFT部162へ入力される。   The GI removal unit 161 removes the GI from the equivalent baseband signal array-combined for receiving a desired wave input from the desired-wave reception array combining unit 14 and extracts a signal having a time corresponding to an effective symbol period. The equivalent baseband signal that is array-combined for receiving the desired wave in the effective symbol period and that is output from the GI removal unit 161 is input to the FFT unit 162.

FFT部162は、GI除去部161の出力する有効シンボル期間における希望波受信用にアレー合成された等価ベースバンド信号を、FFTにより周波数領域の信号であるキャリヤシンボルに変換する。FFT部162の出力するキャリヤシンボルは2分配され、一方がチャネル推定部163へ、他方がチャネル等化部164へ入力される。   The FFT unit 162 converts the equivalent baseband signal array-combined for receiving the desired wave in the effective symbol period output from the GI removal unit 161 into a carrier symbol that is a frequency domain signal by FFT. The carrier symbols output from the FFT unit 162 are divided into two, one being input to the channel estimation unit 163 and the other being input to the channel equalization unit 164.

チャネル推定部163は、FFT部162の出力するキャリヤシンボルから周波数特性(チャネル応答)を推定する。チャネル推定部163の出力する周波数特性は2分配され、一方がチャネル等化部164へ、他方が重み係数算出部17へ入力される。   Channel estimation section 163 estimates frequency characteristics (channel response) from the carrier symbols output from FFT section 162. The frequency characteristics output from the channel estimation unit 163 are divided into two, one being input to the channel equalization unit 164 and the other being input to the weighting factor calculation unit 17.

チャネル等化部164は、FFT部162から入力されるキャリヤシンボルを、チャネル推定部163から入力される周波数特性で除算することにより、チャネル等化を行う。チャネル等化部164の出力するチャネル等化後のキャリヤシンボルは2分配され、一方がシンボル再生部169へ、他方がMER算出部168へ入力される。   The channel equalization unit 164 performs channel equalization by dividing the carrier symbol input from the FFT unit 162 by the frequency characteristic input from the channel estimation unit 163. The channel equalized carrier symbols output from the channel equalization unit 164 are divided into two, one input to the symbol reproduction unit 169 and the other input to the MER calculation unit 168.

シンボル再生部169は、デマッピング部165および再マッピング部167を備えている。デマッピング部165は、チャネル等化部164の出力するチャネル等化後のキャリヤシンボルをデマッピングし、パラレル信号に変換する。デマッピング部165の出力するパラレル信号は2分配され、一方がパラレルシリアル変換部166へ、他方が再マッピング部167へ入力される。   The symbol reproduction unit 169 includes a demapping unit 165 and a remapping unit 167. The demapping unit 165 demaps the carrier symbol after channel equalization output from the channel equalization unit 164 and converts it to a parallel signal. The parallel signal output from the demapping unit 165 is divided into two, one being input to the parallel-serial conversion unit 166 and the other being input to the remapping unit 167.

再マッピング部167は、デマッピング部165から入力されるパラレル信号を再マッピングし、再生後のキャリヤシンボルを生成する。再マッピング部167の出力する再生後のキャリヤシンボルは2分配され、一方がMER算出部168へ、他方が重み係数算出部17へ入力される。   The remapping unit 167 remaps the parallel signal input from the demapping unit 165 and generates a carrier symbol after reproduction. The reproduced carrier symbols output from the remapping unit 167 are divided into two, one being input to the MER calculation unit 168 and the other being input to the weighting factor calculation unit 17.

ここで、復調部16は、再マッピング部167が再生したキャリヤシンボルを重み係数算出部17へ出力するようにしたが、チャネル等化部164がチャネル等化したキャリヤシンボルを重み係数算出部17へ出力するようにしてもよい。   Here, the demodulating unit 16 outputs the carrier symbol reproduced by the remapping unit 167 to the weighting factor calculating unit 17, but the carrier symbol that has been channel equalized by the channel equalizing unit 164 to the weighting factor calculating unit 17. You may make it output.

MER算出部168は、チャネル等化部164から入力されるチャネル等化後のキャリヤシンボルと、再マッピング部167から入力される再生後のキャリヤシンボルとを用いて、MERを算出する。MER算出部168の出力するMERは制御部19へ入力される。   The MER calculation unit 168 calculates MER using the channel equalized carrier symbol input from the channel equalization unit 164 and the reproduced carrier symbol input from the remapping unit 167. The MER output from the MER calculation unit 168 is input to the control unit 19.

パラレルシリアル変換部166は、デマッピング部165から入力されるパラレル信号をシリアル信号に変換し、ビット列を外部へ出力する。   The parallel-serial conversion unit 166 converts the parallel signal input from the demapping unit 165 into a serial signal, and outputs the bit string to the outside.

(チャネル推定部)
次に、図2に示したチャネル推定部163について詳細に説明する。図3は、チャネル推定部163の構成を示すブロック図である。このチャネル推定部163は、パイロット抽出部201、パイロット生成部202、除算部203および補間部204を備えている。
(Channel estimation part)
Next, the channel estimation unit 163 shown in FIG. 2 will be described in detail. FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of the channel estimation unit 163. The channel estimation unit 163 includes a pilot extraction unit 201, a pilot generation unit 202, a division unit 203, and an interpolation unit 204.

パイロット抽出部201は、FFT部162から入力されるキャリヤシンボルのうち、予め決められたシンボル番号およびサブキャリヤ番号のキャリヤシンボルとして伝送されたパイロット信号を抽出する。パイロット抽出部201の出力するパイロット信号は、受信パイロット信号として除算部203へ入力される。   Pilot extraction section 201 extracts a pilot signal transmitted as a carrier symbol having a predetermined symbol number and subcarrier number from the carrier symbols input from FFT section 162. The pilot signal output from pilot extraction section 201 is input to division section 203 as a received pilot signal.

パイロット生成部202は、予め決められた振幅および位相を持つパイロット信号を生成する。パイロット生成部202が出力するパイロット信号は除算部203へ入力される。   Pilot generating section 202 generates a pilot signal having a predetermined amplitude and phase. The pilot signal output from pilot generation section 202 is input to division section 203.

除算部203は、パイロット抽出部201から入力される受信パイロット信号を、パイロット生成部202から入力されるパイロット信号で除算し、パイロット信号が伝送されるシンボルおよびサブキャリヤにおける周波数特性を求める。除算部203が出力する周波数特性は補間部204へ入力される。   Dividing section 203 divides the received pilot signal input from pilot extracting section 201 by the pilot signal input from pilot generating section 202, and obtains frequency characteristics in symbols and subcarriers in which the pilot signal is transmitted. The frequency characteristic output from the division unit 203 is input to the interpolation unit 204.

補間部204は、除算部203から入力される、パイロット信号が伝送されるシンボルおよびサブキャリヤにおける周波数特性を、シンボル方向およびサブキャリヤ方向に補間し、OFDM信号の全サブキャリヤにおける周波数特性を算出する。   Interpolation section 204 interpolates the frequency characteristics of the symbols and subcarriers transmitted from the pilot signal, which are input from division section 203, in the symbol direction and subcarrier direction, and calculates the frequency characteristics of all subcarriers of the OFDM signal. .

ISDB−T方式において、パイロット信号であるSP(Scattered Pilot)に割り当てられたサブキャリヤは、シンボル番号をi、サブキャリヤ番号をkとすると、以下の式を満たす。

Figure 0005235857
ただし、modは剰余を示す。以下、前記式(6)を満足するi,kをそれぞれi,kとする。 In the ISDB-T system, subcarriers assigned to SP (Scattered Pilot), which is a pilot signal, satisfy the following expression, where the symbol number is i and the subcarrier number is k.
Figure 0005235857
However, mod indicates a remainder. In the following, i and k that satisfy the above equation (6) are assumed to be i p and k p , respectively.

ここで、図3に示したパイロット抽出部201をSP抽出部とし、パイロット生成部202をSP生成部とする。SP抽出部により抽出される受信SP信号をXip,kpとし、SP生成部により生成されるSP信号、すなわち、送信側のISDB−T変調器において生成されて送信されるSP信号(送信SP信号)をSip,kpとすると、シンボル番号i、サブキャリヤ番号kにおける周波数特性Uip,kpは、以下の式で表される。

Figure 0005235857
Here, the pilot extraction unit 201 shown in FIG. 3 is an SP extraction unit, and the pilot generation unit 202 is an SP generation unit. The reception SP signal extracted by the SP extraction unit is X ip, kp, and the SP signal generated by the SP generation unit, that is, the SP signal (transmission SP signal generated and transmitted by the ISDB-T modulator on the transmission side) ) Is S ip, kp , the frequency characteristics U ip, kp at symbol number i p and subcarrier number k p are expressed by the following equations.
Figure 0005235857

ここでは、ISDB−T方式で採用されているSP信号を基準信号とし、周波数特性を算出する方法を説明したが、振幅および位相が既知の信号であって、受信側において生成可能なシンボルであれば同様に、周波数特性を算出するための基準信号として利用することができる。すなわち、本発明は、周波数特性を算出するにあたり、基準信号としてSP信号を用いることに限定されるものではない。   Here, the method of calculating the frequency characteristics using the SP signal employed in the ISDB-T system as a reference signal has been described. However, any signal that has a known amplitude and phase and can be generated on the receiving side is used. Similarly, it can be used as a reference signal for calculating frequency characteristics. That is, the present invention is not limited to using the SP signal as the reference signal in calculating the frequency characteristics.

ところで、SP信号を用いて周波数特性を算出する場合、全てのシンボルおよびサブキャリヤにおける周波数特性を直接算出することができない。全てのシンボルおよびサブキャリヤにおける周波数特性を算出するためには、シンボルおよびサブキャリヤ方向に補間処理を行う必要がある。   By the way, when calculating the frequency characteristics using the SP signal, it is not possible to directly calculate the frequency characteristics of all symbols and subcarriers. In order to calculate the frequency characteristics of all symbols and subcarriers, it is necessary to perform interpolation processing in the symbol and subcarrier directions.

補間部204が行うシンボル方向の補間には、例えば最新値保持法または線形補間法を用いることができる。最新値保持法を用いる場合、以下の式により補間処理を行う。

Figure 0005235857
また、線形補間法を用いる場合、以下の式により補間処理を行う。
Figure 0005235857
For the interpolation in the symbol direction performed by the interpolation unit 204, for example, the latest value holding method or the linear interpolation method can be used. When the latest value holding method is used, interpolation processing is performed using the following formula.
Figure 0005235857
Further, when the linear interpolation method is used, interpolation processing is performed according to the following formula.
Figure 0005235857

一方、サブキャリヤ方向の補間には、例えば線形補間法を用いることができ、以下の式により補間処理を行う。

Figure 0005235857
On the other hand, for interpolation in the subcarrier direction, for example, a linear interpolation method can be used, and interpolation processing is performed by the following equation.
Figure 0005235857

(チャネル等化部)
次に、図2に示したチャネル等化部164について詳細に説明する。図4は、チャネル等化部164の構成を示すブロック図である。このチャネル等化部164は、除算部211を備えている。
(Channel Equalization Department)
Next, the channel equalization unit 164 shown in FIG. 2 will be described in detail. FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the channel equalization unit 164. As shown in FIG. The channel equalization unit 164 includes a division unit 211.

除算部211は、以下の式のように、FFT部162から入力されるキャリヤシンボルXを、チャネル推定部163から入力される周波数特性Uで除算し、チャネル等化を行う。

Figure 0005235857
ここで、Zはチャネル等化後のキャリヤシンボルを示す。 The division unit 211 performs channel equalization by dividing the carrier symbol X k input from the FFT unit 162 by the frequency characteristic U k input from the channel estimation unit 163 as in the following equation.
Figure 0005235857
Here, Z k represents a carrier symbol after channel equalization.

(シンボル再生部)
次に、図2に示したシンボル再生部169のデマッピング部165および再マッピング部167について詳細に説明する。
(Symbol playback part)
Next, the demapping unit 165 and the remapping unit 167 of the symbol reproduction unit 169 shown in FIG. 2 will be described in detail.

デマッピング部165は、チャネル等化部164から入力される、チャネル等化後のキャリヤシンボルから、送信されたキャリヤシンボルを推定し、複数ビットからなるパラレル信号を取り出す。再マッピング部167は、デマッピング部165から入力されるパラレル信号(複数ビットからなるパラレル信号)をキャリヤ変調し、キャリヤシンボルを再生する。ここで、前記式(11)は、以下の式で表すことができる。

Figure 0005235857
ただし、Tは送信キャリヤシンボル、Nは雑音成分を示す。 The demapping unit 165 estimates the transmitted carrier symbol from the carrier symbol after channel equalization input from the channel equalization unit 164, and extracts a parallel signal composed of a plurality of bits. The remapping unit 167 performs carrier modulation on the parallel signal (a parallel signal composed of a plurality of bits) input from the demapping unit 165 and reproduces a carrier symbol. Here, the formula (11) can be expressed by the following formula.
Figure 0005235857
Here, T k represents a transmission carrier symbol, and N k represents a noise component.

したがって、雑音成分Nが十分小さい場合は、以下の式で表すことができる。

Figure 0005235857
ここで、decはマッピングおよび再マッピングを示す関数であり、具体的には、与えられたキャリヤシンボルとの間のノルムが最も小さい送信キャリヤシンボルを返す関数である。これにより、シンボル再生部169は、チャネル等化後のキャリヤシンボルをデマッピング部165にてデマッピングし、再マッピング部167にて再マッピングすることにより、送信キャリヤシンボルを得ることができる。 Therefore, when the noise component N k is sufficiently small, it can be expressed by the following equation.
Figure 0005235857
Here, dec is a function indicating mapping and remapping, and specifically, a function that returns a transmission carrier symbol having the smallest norm with respect to a given carrier symbol. Thereby, symbol reproduction section 169 can obtain a transmission carrier symbol by demapping carrier symbol after channel equalization by demapping section 165 and remapping by remapping section 167.

(MER算出部)
次に、図2に示したMER算出部168について詳細に説明する。MER算出部168は、チャネル等化部164から入力される等化後のキャリヤシンボルZと、再マッピング部167から入力される再生後のキャリヤシンボルDとを用いて、以下の式で定義されるMERを算出する。

Figure 0005235857
ここで、Kは全サブキャリヤ数を示す。なお、MERの詳細については、下記の非特許文献を参照されたい。
ETR 290:Measurement guidelines for DVB Systems, ETSI Technical Report, may 1997 (MER calculation unit)
Next, the MER calculation unit 168 shown in FIG. 2 will be described in detail. The MER calculation unit 168 is defined by the following equation using the equalized carrier symbol Z k input from the channel equalization unit 164 and the regenerated carrier symbol D k input from the remapping unit 167. MER to be calculated is calculated.
Figure 0005235857
Here, K indicates the total number of subcarriers. For details of MER, refer to the following non-patent literature.
ETR 290: Measurement guidelines for DVB Systems, ETSI Technical Report, may 1997

〔重み係数算出部〕
次に、図1に示した重み係数算出部17について詳細に説明する。図5は、重み係数算出部17の構成を示すブロック図である。この重み係数算出部17は、自己相関行列算出部171、逆行列算出部172、パイロット挿入部173、乗算部174、OFDM再変調部175、相互相関ベクトル算出部176および乗算部177を備えている。
[Weight coefficient calculation unit]
Next, the weighting factor calculation unit 17 shown in FIG. 1 will be described in detail. FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of the weighting factor calculation unit 17. The weight coefficient calculation unit 17 includes an autocorrelation matrix calculation unit 171, an inverse matrix calculation unit 172, a pilot insertion unit 173, a multiplication unit 174, an OFDM remodulation unit 175, a cross correlation vector calculation unit 176, and a multiplication unit 177. .

自己相関行列算出部171は、アレー素子数分の直交復調部13から入力される等価ベースバンド信号を用いて、自己相関行列を算出する。自己相関行列算出部171の出力する自己相関行列は逆行列算出部172に入力される。逆行列算出部172は、自己相関行列算出部171から入力される自己相関行列の逆行列を算出する。逆行列算出部172の出力する自己相関行列の逆行列は2分配され、一方が乗算部177へ、他方がD/U測定部15へ入力される。   The autocorrelation matrix calculation unit 171 calculates an autocorrelation matrix using the equivalent baseband signal input from the orthogonal demodulation units 13 for the number of array elements. The autocorrelation matrix output from the autocorrelation matrix calculation unit 171 is input to the inverse matrix calculation unit 172. The inverse matrix calculation unit 172 calculates an inverse matrix of the autocorrelation matrix input from the autocorrelation matrix calculation unit 171. The inverse matrix of the autocorrelation matrix output from the inverse matrix calculation unit 172 is divided into two, one being input to the multiplication unit 177 and the other being input to the D / U measurement unit 15.

パイロット挿入部173は、復調部16から入力されるキャリヤシンボルに、既知のパイロット信号を挿入して新たなキャリヤシンボルを生成する。具体的には、キャリヤシンボルのうちパイロット信号に割り当てられたキャリヤシンボルを、既知のパイロット信号のキャリヤシンボルに置き換える。パイロット挿入部173の出力する新たなキャリヤシンボルは乗算部174へ入力される。乗算部174は、パイロット挿入部173から入力される新たなキャリヤシンボルに、復調部16から入力される周波数特性を乗算する。乗算部174の出力するキャリヤシンボルは、周波数領域の参照信号としてOFDM再変調部175へ入力される。   The pilot insertion unit 173 generates a new carrier symbol by inserting a known pilot signal into the carrier symbol input from the demodulation unit 16. Specifically, a carrier symbol assigned to a pilot signal among the carrier symbols is replaced with a carrier symbol of a known pilot signal. A new carrier symbol output from pilot insertion section 173 is input to multiplication section 174. Multiplication section 174 multiplies the new carrier symbol input from pilot insertion section 173 by the frequency characteristic input from demodulation section 16. The carrier symbol output from the multiplier 174 is input to the OFDM remodulator 175 as a frequency domain reference signal.

乗算部174の出力する周波数領域の参照信号は、周波数特性を用いて算出した信号であるから、参照信号には周波数特性が含まれる。重み係数算出部17は、この参照信号を用いて希望波受信用重み係数を算出する。ここで、希望波のマルチパスが受信される環境においても、重み係数算出部17は、希望波受信用アレー合成部14によって干渉波を除去することが可能な希望波受信用重み係数を算出することができる。つまり、干渉波は希望波受信用アレー合成部14によって除去され、マルチパスによる周波数特性歪みは復調部16のチャネル等化部164によって等化される。これにより、OFDM信号合成用受信装置1は、OFDM信号を良好に受信することができる。   Since the frequency domain reference signal output from the multiplier 174 is a signal calculated using the frequency characteristic, the reference signal includes the frequency characteristic. The weighting factor calculation unit 17 calculates a desired wave receiving weighting factor using this reference signal. Here, even in an environment where a multipath of a desired wave is received, the weighting factor calculating unit 17 calculates a desired wave receiving weighting factor by which the interference wave can be removed by the desired wave receiving array combining unit 14. be able to. That is, the interference wave is removed by the desired wave receiving array combining unit 14, and the frequency characteristic distortion due to multipath is equalized by the channel equalizing unit 164 of the demodulating unit 16. Thereby, the receiving apparatus 1 for OFDM signal synthesis can receive the OFDM signal satisfactorily.

OFDM再変調部175は、乗算部174から入力される周波数領域の参照信号をIFFTし、時間領域の参照信号にOFDM再変調する。OFDM再変調部175の出力する時間領域の参照信号は相互相関ベクトル算出部176へ入力される。   The OFDM remodulation unit 175 performs IFFT on the frequency domain reference signal input from the multiplication unit 174, and OFDM remodulates it to a time domain reference signal. The time domain reference signal output from OFDM remodulation section 175 is input to cross-correlation vector calculation section 176.

相互相関ベクトル算出部176は、アレー素子数分の直交復調部13から入力される等価ベースバンド信号と、OFDM再変調部175から入力される参照信号とを用いて、相互相関ベクトルを算出する。相互相関ベクトル算出部176の出力する相互相関ベクトルは乗算部177へ入力される。   Cross-correlation vector calculation section 176 calculates a cross-correlation vector using the equivalent baseband signal input from orthogonal demodulation sections 13 corresponding to the number of array elements and the reference signal input from OFDM remodulation section 175. The cross correlation vector output from the cross correlation vector calculation unit 176 is input to the multiplication unit 177.

乗算部177は、逆行列算出部172から入力される自己相関行列の逆行列に、相互相関ベクトル算出部176から入力される相互相関ベクトルを乗算し、希望波受信用重み係数を算出する。乗算部177の出力する希望波受信用重み係数は、一方が希望波受信用アレー合成部14へ入力され、他方がD/U測定部15へ入力される。
である。
Multiplier 177 multiplies the inverse matrix of the autocorrelation matrix input from inverse matrix calculator 172 by the cross-correlation vector input from cross-correlation vector calculator 176 to calculate a desired wave reception weight coefficient. One of the desired wave receiving weight coefficients output from the multiplier 177 is input to the desired wave receiving array combining unit 14 and the other is input to the D / U measuring unit 15.
It is.

(参照信号)
次に、図5に示したOFDM再変調部175により生成される参照信号の詳細について説明する。OFDM再変調部175は、乗算部174から入力される周波数領域の参照信号を、IFFTにより時間領域の参照信号に変換する。OFDM再変調部175は、以下の式に示す処理を行う。

Figure 0005235857
ここで、R,R,・・・,RK−1は周波数領域の参照信号を示し、r(t)は時間領域の参照信号を示す。 (Reference signal)
Next, details of the reference signal generated by OFDM remodulation section 175 shown in FIG. 5 will be described. The OFDM remodulator 175 converts the frequency domain reference signal input from the multiplier 174 into a time domain reference signal using IFFT. The OFDM remodulation unit 175 performs processing shown in the following equation.
Figure 0005235857
Here, R 0 , R 1 ,..., R K-1 represent frequency domain reference signals, and r (t) represents a time domain reference signal.

(自己相関行列、逆行列、相互相関ベクトル、希望波受信用重み係数)
次に、自己相関行列算出部171により算出される自己相関行列、逆行列算出部172により算出される自己相関行列の逆行列、相互相関ベクトル算出部176により算出される相互相関ベクトル、および乗算部177により算出される希望波受信用重み係数について詳細に説明する。
(Autocorrelation matrix, inverse matrix, cross-correlation vector, desired wave reception weight coefficient)
Next, the autocorrelation matrix calculated by the autocorrelation matrix calculation unit 171, the inverse matrix of the autocorrelation matrix calculated by the inverse matrix calculation unit 172, the cross correlation vector calculated by the cross correlation vector calculation unit 176, and the multiplication unit The desired wave reception weighting coefficient calculated by 177 will be described in detail.

アレー素子数分の直交復調部13から入力される等価ベースバンド信号の入力信号ベクトルを以下の式に示す。

Figure 0005235857
また、希望波受信用にアレー合成された信号を以下の式に示す。
Figure 0005235857
An input signal vector of an equivalent baseband signal input from the orthogonal demodulator 13 for the number of array elements is shown in the following equation.
Figure 0005235857
A signal synthesized by array for receiving a desired wave is shown in the following equation.
Figure 0005235857

重み係数算出部17は、前記式(17)の希望波受信用にアレー合成された信号y(t)と参照信号r(t)との間の自乗誤差が最小となるように、希望波受信用重み係数を最適化する。   The weighting factor calculation unit 17 receives the desired wave so that the square error between the signal y (t) synthesized for receiving the desired wave of the equation (17) and the reference signal r (t) is minimized. Optimize the weighting factor.

自乗誤差は、以下の式により定義される。

Figure 0005235857
ここで、E[・]は期待値演算を示す。 The square error is defined by the following equation.
Figure 0005235857
Here, E [•] indicates an expected value calculation.

前記式(18)の自乗誤差を最小にする希望波受信用重み係数woptは、以下の式で表される。

Figure 0005235857
ここで、Rxxはx(t)の自己相関行列を示し、rxrはx(t)とr(t)の相互相関ベクトルを示す。 The desired wave reception weighting coefficient w opt that minimizes the square error of the equation (18) is expressed by the following equation.
Figure 0005235857
Here, R xx represents an autocorrelation matrix of x (t), and r xr represents a cross-correlation vector of x (t) and r (t).

ここで、自己相関行列および相互相関ベクトルをそれぞれ以下の式で表し、

Figure 0005235857
Figure 0005235857
希望波受信用重み係数の更新間隔を例えば1シンボル間隔として、処理を行う。ただし、上付きの*は複素共役を示す。 Here, the autocorrelation matrix and the cross-correlation vector are respectively expressed by the following equations,
Figure 0005235857
Figure 0005235857
The processing is performed with the update interval of the desired wave reception weighting coefficient set to, for example, one symbol interval. However, the superscript * indicates a complex conjugate.

すなわち、自己相関行列算出部171は、等価ベースバンド信号の入力信号ベクトルx(t)を用いて、以下の式(22)の処理を行い、自己相間行列Rxx(n)を算出する。また、相互相関ベクトル算出部176は、等価ベースバンド信号の入力信号ベクトルx(t)および参照信号r(t)を用いて、以下の式(23)の処理を行い、相互相関ベクトルrxr(n)を算出する。

Figure 0005235857
Figure 0005235857
ここで、nは、希望波受信用重み係数の更新時間を示す。また、λは、0≦λ<1を満たす適応係数を示し、忘却係数と呼ばれる。さらに、前記式(22)および(23)における右辺の第2項の期待値演算は、希望波受信用重み係数の更新間隔、例えば1シンボルのうちで有効シンボル期間に相当する期間における期待値を示す。 That is, the autocorrelation matrix calculation unit 171 performs processing of the following formula (22) using the input signal vector x (t) of the equivalent baseband signal, and calculates the self-phase matrix R xx (n). Further, the cross-correlation vector calculation unit 176 performs processing of the following equation (23) using the input signal vector x (t) and the reference signal r (t) of the equivalent baseband signal, and the cross-correlation vector r xr ( n) is calculated.
Figure 0005235857
Figure 0005235857
Here, n represents the update time of the desired wave receiving weighting coefficient. Λ represents an adaptive coefficient that satisfies 0 ≦ λ <1 and is called a forgetting coefficient. Further, the expected value calculation of the second term on the right-hand side in the above equations (22) and (23) is the update interval of the desired wave receiving weighting coefficient, for example, the expected value in the period corresponding to the effective symbol period in one symbol. Show.

逆行列算出部172は、自己相関行列算出部171により算出された自己相間行列Rxx(n)の逆行列Rxx −1(n)を算出する。乗算部177は、逆行列算出部172により算出されたその逆行列Rxx −1(n)と、相互相関ベクトル算出部176により算出された相互相関ベクトルrxr(n)とを乗算し、希望波受信用重み係数w(n)を算出する。したがって、重み係数算出部17は、希望波受信用重み係数w(n)を、以下の式により求めることができる。

Figure 0005235857
The inverse matrix calculation unit 172 calculates an inverse matrix R xx −1 (n) of the self-phase matrix R xx (n) calculated by the autocorrelation matrix calculation unit 171. The multiplier 177 multiplies the inverse matrix R xx −1 (n) calculated by the inverse matrix calculator 172 and the cross-correlation vector r xr (n) calculated by the cross-correlation vector calculator 176 to obtain the desired A wave receiving weight coefficient w (n) is calculated. Therefore, the weight coefficient calculation unit 17 can obtain the desired wave reception weight coefficient w (n) by the following equation.
Figure 0005235857

〔干渉波受信用重み係数算出部〕
次に、図1に示したD/U測定部15の干渉波受信用重み係数算出部151について詳細に説明する。図6は、干渉波受信用重み係数算出部151の構成を示すブロック図である。この干渉波受信用重み係数算出部151は、直交ベクトル算出部221および乗算部222を備えている。
[Weight coefficient calculation unit for interference wave reception]
Next, the interference wave reception weight coefficient calculation unit 151 of the D / U measurement unit 15 shown in FIG. 1 will be described in detail. FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of the interference wave receiving weight coefficient calculation unit 151. The interference wave receiving weight coefficient calculation unit 151 includes an orthogonal vector calculation unit 221 and a multiplication unit 222.

干渉波受信用重み係数算出部151は、重み係数算出部17から入力される希望波受信用重み係数wおよび自己相関行列の逆行列Rxx −1を用いて、アレー合成により希望波成分が抑圧される干渉波受信用重み係数vを算出する。 The interference wave reception weight coefficient calculation unit 151 suppresses the desired wave component by array synthesis using the desired wave reception weight coefficient w input from the weight coefficient calculation unit 17 and the inverse matrix R xx −1 of the autocorrelation matrix. The interference wave receiving weight coefficient v is calculated.

直交ベクトル算出部221は、重み係数算出部17から入力される希望波受信用重み係数を用いて直交ベクトルを算出する。直交ベクトル算出部221の出力する直交ベクトルは乗算部222へ入力される。乗算部222は、直交ベクトル算出部221から入力される直交ベクトルに、重み係数算出部17から入力される自己相関行列の逆行列を乗算し、干渉波受信用重み係数を求める。乗算部222の求めた干渉波受信用重み係数は干渉波受信用アレー合成部152に入力される。   The orthogonal vector calculation unit 221 calculates an orthogonal vector using the desired wave reception weight coefficient input from the weight coefficient calculation unit 17. The orthogonal vector output from the orthogonal vector calculation unit 221 is input to the multiplication unit 222. The multiplier 222 multiplies the orthogonal vector input from the orthogonal vector calculator 221 by the inverse matrix of the autocorrelation matrix input from the weight coefficient calculator 17 to obtain an interference wave reception weight coefficient. The interference wave receiving weighting coefficient obtained by the multiplier 222 is input to the interference wave receiving array combining unit 152.

希望波受信用重み係数をwとすると、干渉波の到来方向ベクトルsは以下の式を満たす。すなわち、これらは直交の関係にある。

Figure 0005235857
前記式(25)を満たすsは、例えば以下の式により求めることができる。
Figure 0005235857
ここで、Lはアンテナ10のアレー素子数を示し、wは、干渉波受信用重み係数wの第l番目の要素を示す。 If the weighting factor for receiving a desired wave is w, the arrival direction vector s of the interference wave satisfies the following expression. That is, they are in an orthogonal relationship.
Figure 0005235857
For example, s satisfying the equation (25) can be obtained by the following equation.
Figure 0005235857
Here, L is indicates the number of array elements of the antenna 10, w l shows the l-th element of the interference wave receiving weighting factors w.

また、e,uは、以下の式により示すものである。

Figure 0005235857
Figure 0005235857
E and u are expressed by the following equations.
Figure 0005235857
Figure 0005235857

例えばL=2のとき、

Figure 0005235857
とすると、直交ベクトルsは、以下の式により求めることができる。
Figure 0005235857
For example, when L = 2,
Figure 0005235857
Then, the orthogonal vector s can be obtained by the following equation.
Figure 0005235857

したがって、干渉波に対して合成指向特性のビームを向け、アレー合成により希望波成分が抑圧される干渉波受信用重み係数は、以下の式により求めることができる。

Figure 0005235857
Therefore, the interference wave receiving weighting coefficient in which the beam having the combined directional characteristic is directed toward the interference wave and the desired wave component is suppressed by the array combination can be obtained by the following equation.
Figure 0005235857

〔同期再生部〕
次に、図1に示した同期再生部18について詳細に説明する。図7は、同期再生部18の構成を示すブロック図である。この同期再生部18は、シンボル同期部181、フレーム同期部182、クロック同期部183、周波数同期部184および同期確立状態生成部185を備えている。
[Synchronized playback section]
Next, the synchronized playback unit 18 shown in FIG. 1 will be described in detail. FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the synchronous playback unit 18. The synchronization reproduction unit 18 includes a symbol synchronization unit 181, a frame synchronization unit 182, a clock synchronization unit 183, a frequency synchronization unit 184, and a synchronization establishment state generation unit 185.

シンボル同期部181は、アレー素子数分の直交復調部13から入力される等価ベースバンド信号を用いて、シンボルの同期再生処理を行い、シンボル同期位置を示すインデックスの同期情報を生成し、同期が確立しているときは同期が確立していることを示す状態信号を、同期が確立していないときは同期が確立していないことを示す状態信号を生成する。シンボル同期部181の出力する同期情報(シンボル同期位置のインデックス)は復調部16へ入力され、状態信号は同期確立状態生成部185へ入力される。また、シンボル同期部181は、制御部19から入力される初期化制御信号に基づいて、シンボルの同期再生処理をリセットし、OFDM信号合成用受信装置1の電源立上げ時と同様の初期化処理を行う。   The symbol synchronization unit 181 performs symbol synchronous reproduction processing using the equivalent baseband signals input from the orthogonal demodulation units 13 corresponding to the number of array elements, generates index synchronization information indicating symbol synchronization positions, and performs synchronization. When it is established, a status signal indicating that synchronization is established is generated. When synchronization is not established, a status signal indicating that synchronization is not established is generated. Synchronization information (symbol synchronization position index) output from the symbol synchronization unit 181 is input to the demodulation unit 16, and a state signal is input to the synchronization establishment state generation unit 185. Further, the symbol synchronization unit 181 resets the symbol synchronous reproduction processing based on the initialization control signal input from the control unit 19, and performs the same initialization processing as when the OFDM signal synthesizing receiver 1 is powered on. I do.

フレーム同期部182は、アレー素子数分の直交復調部13から入力される等価ベースバンド信号を用いて、フレームの同期再生処理を行い、フレーム同期位置を示すインデックスの同期情報を生成し、同期が確立しているときは同期が確立していることを示す状態信号を、同期が確立していないときは同期が確立していないことを示す状態信号を生成する。フレーム同期部182の出力する同期情報(フレーム同期位置のインデックス)は復調部16へ入力され、状態信号は同期確立状態生成部185へ入力される。また、フレーム同期部182は、制御部19から入力される初期化制御信号に基づいて、フレームの同期再生処理をリセットし、OFDM信号合成用受信装置1の電源立上げ時と同様の初期化処理を行う。   The frame synchronization unit 182 uses the equivalent baseband signals input from the orthogonal demodulation units 13 corresponding to the number of array elements to perform frame synchronous reproduction processing, generates index synchronization information indicating the frame synchronization position, and When it is established, a status signal indicating that synchronization is established is generated. When synchronization is not established, a status signal indicating that synchronization is not established is generated. The synchronization information (frame synchronization position index) output from the frame synchronization unit 182 is input to the demodulation unit 16, and the state signal is input to the synchronization establishment state generation unit 185. Also, the frame synchronization unit 182 resets the synchronized playback process of the frame based on the initialization control signal input from the control unit 19, and performs the same initialization process as when the OFDM signal synthesizing receiver 1 is turned on. I do.

クロック同期部183は、アレー素子数分の直交復調部13から入力される等価ベースバンド信号を用いて、クロックの同期再生処理を行い、図示しない発振器へのクロック制御情報を生成し、同期が確立しているときは同期が確立していることを示す状態信号を、同期が確立していないときは同期が確立していないことを示す状態信号を生成する。クロック同期部183の出力するクロック制御情報は図示しない発振器へ入力され、状態信号は同期確立状態生成部185へ入力される。また、クロック同期部183は、制御部19から入力される初期化制御信号に基づいて、クロックの同期再生処理をリセットし、OFDM信号合成用受信装置1の電源立上げ時と同様の初期化処理を行う。   The clock synchronizer 183 uses the equivalent baseband signal input from the orthogonal demodulator 13 for the number of array elements to perform synchronous clock recovery processing, generates clock control information for an oscillator (not shown), and establishes synchronization. When the synchronization is established, a status signal indicating that synchronization is established is generated. When the synchronization is not established, a status signal indicating that synchronization is not established is generated. The clock control information output from the clock synchronization unit 183 is input to an oscillator (not shown), and the state signal is input to the synchronization establishment state generation unit 185. Also, the clock synchronization unit 183 resets the clock synchronous reproduction processing based on the initialization control signal input from the control unit 19 and performs the same initialization processing as when the OFDM signal synthesizing receiver 1 is powered on. I do.

周波数同期部184は、アレー素子数分の直交復調部13から入力される等価ベースバンド信号を用いて、周波数の同期再生処理を行い、等価ベースバンド信号の周波数オフセットを生成し、同期が確立しているときは同期が確立していることを示す状態信号を、同期が確立していないときは同期が確立していないことを示す状態信号を生成する。周波数同期部184の出力する周波数オフセットは同期情報として復調部16へ入力され、状態信号は同期確立状態生成部185へ入力される。また、周波数同期部184は、制御部19から入力される初期化制御信号に基づいて、周波数の同期再生処理をリセットし、OFDM信号合成用受信装置1の電源立上げ時と同様の初期化処理を行う。   The frequency synchronization unit 184 uses the equivalent baseband signals input from the orthogonal demodulation units 13 as many as the number of array elements, performs frequency synchronization reproduction processing, generates a frequency offset of the equivalent baseband signal, and establishes synchronization. When the synchronization is not established, a status signal indicating that synchronization is established is generated. When the synchronization is not established, a status signal indicating that synchronization is not established is generated. The frequency offset output from the frequency synchronization unit 184 is input to the demodulation unit 16 as synchronization information, and the state signal is input to the synchronization establishment state generation unit 185. Also, the frequency synchronization unit 184 resets the frequency synchronous reproduction process based on the initialization control signal input from the control unit 19 and performs the same initialization process as when the OFDM signal synthesizing receiver 1 is powered on. I do.

同期確立状態生成部185は、シンボル同期部181、フレーム同期部182、クロック同期部183および周波数同期部184からそれぞれ入力される状態信号に基づいて、同期確立状態信号を生成する。具体的には、同期確立状態生成部185は、入力された全ての状態信号が、同期が確立していることを示している場合、同期確立状態であることを示す同期確立状態信号を生成する。また、入力された状態信号のうちの少なくとも1つの状態信号が、同期が確立していないことを示している場合、同期非確立状態であることを示す同期確立状態信号を生成する。同期確立状態生成部185の出力する同期確立状態信号は制御部19へ入力される。   The synchronization establishment state generation unit 185 generates a synchronization establishment state signal based on the state signals input from the symbol synchronization unit 181, the frame synchronization unit 182, the clock synchronization unit 183, and the frequency synchronization unit 184, respectively. Specifically, the synchronization establishment state generation unit 185 generates a synchronization establishment state signal indicating that the synchronization is established when all the input state signals indicate that synchronization is established. . Further, when at least one of the input status signals indicates that synchronization is not established, a synchronization establishment status signal indicating that the synchronization is not established is generated. The synchronization establishment state signal output from the synchronization establishment state generation unit 185 is input to the control unit 19.

次に、図7に示したシンボル同期部181の詳細について説明する。図8は、シンボル同期部181の構成を示すブロック図である。このシンボル同期部181は、遅延部186、複素共役部187、乗算部188、移動平均フィルタ189、絶対値算出部190、最大値検出部191およびインデックス生成部192を備えている。   Next, details of the symbol synchronization unit 181 shown in FIG. 7 will be described. FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of the symbol synchronization unit 181. As shown in FIG. The symbol synchronization unit 181 includes a delay unit 186, a complex conjugate unit 187, a multiplication unit 188, a moving average filter 189, an absolute value calculation unit 190, a maximum value detection unit 191 and an index generation unit 192.

遅延部186は、アレー素子数分の直交復調部13から入力される等価ベースバンド信号に対し、有効シンボル長分の遅延処理を行う。遅延部186の出力する、遅延した等価ベースバンド信号は複素共役部187へ入力される。また、遅延部186は、制御部19から入力される初期化制御信号に基づいて、遅延処理をリセットして初期化する。複素共役部187は、遅延部186から入力される、遅延した等価ベースバンド信号の複素共役値を求める。複素共役部187の出力する、有効シンボル長分遅延した等価ベースバンド信号の複素共役値は乗算部188へ入力される。   The delay unit 186 performs delay processing for the effective symbol length on the equivalent baseband signal input from the orthogonal demodulation unit 13 for the number of array elements. The delayed equivalent baseband signal output from the delay unit 186 is input to the complex conjugate unit 187. Further, the delay unit 186 resets and initializes the delay process based on the initialization control signal input from the control unit 19. The complex conjugate unit 187 obtains a complex conjugate value of the delayed equivalent baseband signal input from the delay unit 186. The complex conjugate value of the equivalent baseband signal delayed by the effective symbol length output from the complex conjugate unit 187 is input to the multiplication unit 188.

乗算部188は、アレー素子数分の直交復調部13から入力される等価ベースバンド信号に、複素共役部187から入力される、有効シンボル長分遅延した等価ベースバンド信号の複素共役値を乗算する。乗算部188の出力する乗算結果は移動平均フィルタ189へ入力される。移動平均フィルタ189は、乗算部188から入力される乗算結果にGI長分の移動平均フィルタ処理を施し、移動平均値を算出する。また、移動平均フィルタ189は、制御部19から入力される初期化制御信号に基づいて、移動平均フィルタ処理をリセットして初期化する。移動平均フィルタ189の出力する移動平均値は絶対値算出部190へ入力される。   Multiplier 188 multiplies the equivalent baseband signal input from orthogonal demodulator 13 for the number of array elements by the complex conjugate value of the equivalent baseband signal delayed from effective symbol length input from complex conjugate unit 187. . The multiplication result output from the multiplier 188 is input to the moving average filter 189. The moving average filter 189 performs a moving average filter process for the GI length on the multiplication result input from the multiplication unit 188, and calculates a moving average value. The moving average filter 189 resets and initializes the moving average filter processing based on the initialization control signal input from the control unit 19. The moving average value output by the moving average filter 189 is input to the absolute value calculation unit 190.

絶対値算出部190は、移動平均フィルタ189から入力される移動平均値の絶対値を算出し、振幅値を求める。絶対値算出部190の出力する振幅値は最大値検出部191へ入力される。最大値検出部191は、絶対値算出部190により入力される振幅値について、時間軸上における所定の1シンボル期間のポイント数についての振幅値に対し、その最大値を検出し、その最大値の振幅を有するポイント番号をインデックスとして生成する。また、最大値検出部191は、制御部19から入力される初期化制御信号に基づいて、最大値検出処理をリセットして初期化する。最大値検出部191の出力するインデックスはインデックス生成部192へ入力される。   The absolute value calculation unit 190 calculates the absolute value of the moving average value input from the moving average filter 189 and obtains the amplitude value. The amplitude value output from the absolute value calculation unit 190 is input to the maximum value detection unit 191. The maximum value detection unit 191 detects the maximum value of the amplitude value input by the absolute value calculation unit 190 with respect to the amplitude value for the number of points in a predetermined one symbol period on the time axis. A point number having an amplitude is generated as an index. Further, the maximum value detection unit 191 resets and initializes the maximum value detection process based on the initialization control signal input from the control unit 19. The index output from the maximum value detection unit 191 is input to the index generation unit 192.

インデックス生成部192は、最大値検出部191から入力される、最大値の振幅を有するインデックスを用いて、同期が確立しているか否かを判定して状態信号を生成し、インデックスの同期情報(シンボル)を生成する。また、インデックス生成部192は、制御部19から入力される初期化制御信号に基づいて、インデックス生成処理をリセットして初期化する。インデックス生成部192の生成する同期情報(シンボル)は復調部16へ入力され、状態信号は同期確立状態生成部185へ入力される。   The index generation unit 192 uses the index having the maximum amplitude input from the maximum value detection unit 191 to determine whether synchronization has been established, generates a status signal, and generates index synchronization information ( Symbol). Further, the index generation unit 192 resets and initializes the index generation process based on the initialization control signal input from the control unit 19. The synchronization information (symbol) generated by the index generation unit 192 is input to the demodulation unit 16, and the state signal is input to the synchronization establishment state generation unit 185.

図9は、シンボル同期部181の最大値検出部191により生成され、インデックス生成部192へ入力されるインデックスの変遷を説明する図である。横軸が時間、縦軸がポイント番号のインデックスを示す。インデックス生成部192は、図9に示すように変遷するインデックスを入力する。インデックスi1の同期確立状態において、インデックスi1からインデックスi2,i3への変遷に対し、インデックスi2,i3は所定期間内で瞬時的に変遷したインデックスであると判定して無視し、インデックスi1の同期情報を出力し続ける。また、インデックスi1からi4への変遷に対し、インデックスi4は瞬時的に変遷したインデックスでないと判定し、同期が確立していないことを示す状態信号を生成して出力する。これにより、同期非確立状態となる。そして、インデックス生成部192は、所定期間内でインデックスi4の変化がない場合、インデックスi4の同期情報を生成して出力し、同期が確立していることを示す状態信号を生成して出力する。これにより、同期確立状態となる。このように、インデックス生成部192は、最大値検出部191から入力されるインデックスの所定期間内における変遷に基づいて、同期が確立していることを示す状態信号、または同期が確立していないことを示す状態信号を生成し、同期が確立しているときのインデックスを同期情報として出力する。   FIG. 9 is a diagram illustrating the transition of the index generated by the maximum value detection unit 191 of the symbol synchronization unit 181 and input to the index generation unit 192. The horizontal axis shows time, and the vertical axis shows the point number index. The index generation unit 192 inputs a transition index as shown in FIG. In the synchronization establishment state of index i1, with respect to the transition from index i1 to index i2, i3, it is determined that index i2, i3 is an index that has instantaneously changed within a predetermined period and is ignored, and the synchronization information of index i1 Will continue to be output. Further, in response to the transition from index i1 to i4, it is determined that index i4 is not an index that has instantaneously transitioned, and a status signal indicating that synchronization has not been established is generated and output. As a result, the synchronization is not established. Then, when there is no change in the index i4 within a predetermined period, the index generation unit 192 generates and outputs synchronization information of the index i4, and generates and outputs a status signal indicating that synchronization is established. Thereby, it will be in the synchronization establishment state. As described above, the index generation unit 192 indicates that the synchronization is established based on the transition of the index input from the maximum value detection unit 191 within a predetermined period, or the synchronization is not established. Is generated, and an index when synchronization is established is output as synchronization information.

なお、ここではシンボル同期部181の詳細についてのみ説明したが、フレーム同期部182、クロック同期部183および周波数同期部184についても、シンボル同期部181と同様の同期再生処理を行い、同期情報および状態信号を生成し、初期化制御信号に基づいて、同期再生処理をリセットして初期化する。   Although only the details of the symbol synchronization unit 181 have been described here, the frame synchronization unit 182, the clock synchronization unit 183, and the frequency synchronization unit 184 also perform synchronization reproduction processing similar to that of the symbol synchronization unit 181 to obtain the synchronization information and status. A signal is generated, and the synchronous reproduction processing is reset and initialized based on the initialization control signal.

〔希望波電力算出部、干渉波電力算出部、D/U算出部〕
次に、図1に示したD/U測定部15の希望波電力算出部153、干渉波電力算出部154およびD/U算出部155について詳細に説明する。希望波電力算出部153は、希望波受信用アレー合成部14から入力される希望波受信用にアレー合成された等価ベースバンド信号から、以下の式により希望波電力Pを算出する。

Figure 0005235857
また、干渉波電力算出部154は、干渉波受信用アレー合成部152から入力される干渉波受信用にアレー合成された等価ベースバンド信号から、以下の式により干渉波電力Pを算出する。
Figure 0005235857
ここで、E[・]は期待値演算を示す。 [Desired wave power calculation unit, interference wave power calculation unit, D / U calculation unit]
Next, the desired wave power calculation unit 153, the interference wave power calculation unit 154, and the D / U calculation unit 155 of the D / U measurement unit 15 illustrated in FIG. 1 will be described in detail. Desired wave power calculating portion 153 calculates a desired signal power P D from the array synthesized equivalent baseband signal for a desired wave received input from the desired wave receiving array combining section 14, by the following equation.
Figure 0005235857
Also, the interference wave power calculation unit 154, from the array synthesized equivalent baseband signal for the interference wave receiving input from the interference wave receiving array combining section 152 calculates the interference wave power P U by the following equation.
Figure 0005235857
Here, E [•] indicates an expected value calculation.

したがって、D/U算出部155は、以下の式により、受信信号の希望波電力および干渉波電力の比であるD/U Γを算出する。

Figure 0005235857
Therefore, D / U calculation section 155 calculates D / U Γ, which is the ratio of the desired wave power and the interference wave power of the received signal, using the following equation.
Figure 0005235857

〔制御部〕
次に、図1に示した制御部19について詳細に説明する。図10は、制御部19の処理を示すフローチャートである。制御部19は、以下の(a)〜(c)のいずれかの場合に、初期化制御信号を生成し、重み係数算出部17および同期再生部18をリセットして初期化する。
(a)同期再生部18により生成された同期確立状態信号にて、同期が確立していない状態(非確立状態)が所定時間継続した場合
(b)同期確立状態において、D/U測定部15により測定されたD/Uが、所定期間の間、負(干渉波の受信電力が希望波の受信電力よりも大きい状態)である場合
(c)同期確立状態において、復調部16により算出されたMERが、所定期間の間、所定値未満の場合
(Control part)
Next, the control unit 19 shown in FIG. 1 will be described in detail. FIG. 10 is a flowchart showing the processing of the control unit 19. In any of the following cases (a) to (c), the control unit 19 generates an initialization control signal, and resets and initializes the weight coefficient calculation unit 17 and the synchronous reproduction unit 18.
(A) When the state where synchronization is not established (non-established state) continues for a predetermined time in the synchronization establishment state signal generated by the synchronization reproduction unit 18 (b) In the synchronization establishment state, the D / U measurement unit 15 When the D / U measured by the above is negative for a predetermined period (the reception power of the interference wave is larger than the reception power of the desired wave) (c) calculated by the demodulator 16 in the synchronization establishment state When MER is less than a specified value for a specified period

放送が休止して干渉波のみが送信されているときに、放送が開始して希望波の送信が始まり、希望波の受信電力が干渉波の受信電力よりも大きくなった場合、(b)の状態となる。制御部19は、(b)の状態を判定することにより、初期化制御信号を生成し、重み係数算出部17および同期再生部18をリセットして初期化する。これにより、同期再生部18は、受信している希望波および干渉波に応じて新たな同期情報を生成し、重み係数算出部17は、予め設定された初期値の希望波受信用重み係数を出力し、復調部16は、同期再生部18により生成された同期情報に基づいて、受信している希望波および干渉波に応じた新たなキャリヤシンボルおよび周波数特性を算出する。そして、重み係数算出部17は、受信している希望波および干渉波の等価ベースバンド信号、並びに新たなキャリヤシンボルおよび周波数特性に基づいて、新たな希望波受信用重み係数を算出し、希望波受信用アレー合成部14は、受信している希望波が反映されたアレー合成信号を生成する。また、干渉波受信用重み係数算出部151は、新たな干渉波受信用重み係数を算出し、干渉波受信用アレー合成部152は、受信している干渉波が反映されたアレー合成信号を生成する。つまり、本来受信すべき希望波を抑圧し続けることなく、希望波を受信するために干渉波を抑圧することが可能となる。   When the broadcast is stopped and only the interference wave is transmitted, the broadcast is started and the transmission of the desired wave is started, and the reception power of the desired wave becomes larger than the reception power of the interference wave. It becomes a state. The control unit 19 determines the state of (b) to generate an initialization control signal, and resets and initializes the weighting factor calculation unit 17 and the synchronous reproduction unit 18. As a result, the synchronization reproducing unit 18 generates new synchronization information according to the received desired wave and interference wave, and the weighting factor calculating unit 17 sets a preset initial value of the desired wave receiving weighting factor. The demodulating unit 16 calculates a new carrier symbol and frequency characteristic corresponding to the received desired wave and interference wave based on the synchronization information generated by the synchronization reproducing unit 18. Then, the weight coefficient calculation unit 17 calculates a new desired wave reception weight coefficient based on the received equivalent baseband signal of the desired wave and the interference wave, and the new carrier symbol and frequency characteristic, and the desired wave. The receiving array synthesizing unit 14 generates an array synthesized signal reflecting the received desired wave. Also, the interference wave reception weight coefficient calculation unit 151 calculates a new interference wave reception weight coefficient, and the interference wave reception array combination unit 152 generates an array combined signal in which the received interference wave is reflected. To do. That is, it is possible to suppress the interference wave in order to receive the desired wave without continuously suppressing the desired wave to be received.

制御部19は、同期再生部18から同期確立状態信号を入力し、同期確立状態信号が同期非確立状態を示しているか、または同期確立状態を示しているかを判定する(ステップS1001)。同期非確立状態を示していると判定した場合(ステップS1001:同期非確立)、非確立状態の同期確立状態信号を継続して入力したまま、所定時間経過したか否かを判定する(ステップS1002)。所定時間経過したことを判定した場合(ステップS1002:Y)、初期化制御信号を生成し、重み係数算出部17および同期再生部18に出力し(ステップS1005)、ステップS1001へ移行する。一方、所定時間経過していないと判定した場合(ステップS1002:N)、ステップS1001へ移行する。   The control unit 19 receives the synchronization establishment state signal from the synchronization reproduction unit 18, and determines whether the synchronization establishment state signal indicates a synchronization non-establishment state or a synchronization establishment state (step S1001). When it is determined that the synchronization non-established state is indicated (step S1001: synchronization non-established), it is determined whether or not a predetermined time has passed while the non-established synchronization established state signal is continuously input (step S1002). ). If it is determined that the predetermined time has elapsed (step S1002: Y), an initialization control signal is generated and output to the weighting factor calculation unit 17 and the synchronous reproduction unit 18 (step S1005), and the process proceeds to step S1001. On the other hand, when it is determined that the predetermined time has not elapsed (step S1002: N), the process proceeds to step S1001.

制御部19は、ステップS1001において、同期確立状態信号が同期確立状態を示していると判定した場合(ステップS1001:同期確立)、D/U測定部15から入力されるD/Uと0とを比較し、D/Uが所定期間の間負であるか否かを判定する(ステップS1003)。D/Uが負であると判定した場合(ステップS1003:Y)、すなわち、前記(b)のとおり、同期確立状態において干渉波の受信電力が希望波の受信電力よりも大きい場合、初期化制御信号を生成し、重み係数算出部17および同期再生部18に出力し(ステップS1005)、ステップS1001へ移行する。   When it is determined in step S1001 that the synchronization establishment state signal indicates the synchronization establishment state (step S1001: synchronization establishment), the control unit 19 calculates D / U and 0 input from the D / U measurement unit 15 as follows. A comparison is made to determine whether D / U is negative for a predetermined period (step S1003). When it is determined that D / U is negative (step S1003: Y), that is, as described in (b) above, when the reception power of the interference wave is larger than the reception power of the desired wave in the synchronization established state, initialization control is performed. A signal is generated and output to the weighting factor calculation unit 17 and the synchronous reproduction unit 18 (step S1005), and the process proceeds to step S1001.

制御部19は、ステップS1003において、D/Uが負でないと判定した場合(ステップS1003:N)、復調部16から入力されるMERと予め設定された所定値とを比較し、MERが所定期間の間、所定値未満であるか否かを判定し(ステップS1004)、所定値未満であると判定した場合(ステップS1004:Y)、初期化制御信号を生成し、重み係数算出部17および同期再生部18に出力し(ステップS1005)、ステップS1001へ移行する。所定値未満でないと判定した場合(ステップS1004:N)、ステップS1001へ移行する。   When the control unit 19 determines in step S1003 that D / U is not negative (step S1003: N), the control unit 19 compares the MER input from the demodulating unit 16 with a predetermined value, and the MER is in a predetermined period. Whether or not it is less than the predetermined value (step S1004). If it is determined that the value is less than the predetermined value (step S1004: Y), an initialization control signal is generated, and the weighting factor calculation unit 17 and the synchronization It outputs to the reproduction | regeneration part 18 (step S1005), and transfers to step S1001. When it is determined that the value is not less than the predetermined value (step S1004: N), the process proceeds to step S1001.

このように、制御部19は、前記(a)〜(c)を判定し、初期化制御信号を生成し、重み係数算出部17および同期再生部18をリセットして初期化する。特に、制御部19は、同期再生部18からの同期確立状態信号およびD/U測定部15からのD/Uに基づいて、同期確立状態におけるD/Uが負である状態を判定することにより、放送が休止して干渉波のみが送信されている状態から、放送が開始して希望波の送信が始まり、希望波の受信電力が干渉波の受信電力よりも大きくなったことを検知し、初期化制御信号を生成して重み係数算出部17および同期再生部18をリセットして初期化する。これにより、到来する希望波および干渉波に応じて、希望波受信用重み係数および干渉波受信用重み係数が算出され、アレー合成信号が生成される。つまり、本来受信すべき希望波を抑圧し続けることなく、希望波を受信するために干渉波を抑圧することが可能となる。   As described above, the control unit 19 determines (a) to (c), generates an initialization control signal, resets the weighting factor calculation unit 17 and the synchronous reproduction unit 18 and initializes them. In particular, the control unit 19 determines a state in which the D / U in the synchronization establishment state is negative based on the synchronization establishment state signal from the synchronization reproduction unit 18 and the D / U from the D / U measurement unit 15. From the state where the broadcast is paused and only the interference wave is transmitted, the broadcast starts and the transmission of the desired wave starts, and the reception power of the desired wave is detected to be greater than the reception power of the interference wave, An initialization control signal is generated to reset and initialize the weighting factor calculation unit 17 and the synchronous reproduction unit 18. Thus, the desired wave receiving weighting coefficient and the interference wave receiving weighting coefficient are calculated according to the incoming desired wave and interference wave, and an array composite signal is generated. That is, it is possible to suppress the interference wave in order to receive the desired wave without continuously suppressing the desired wave to be received.

次に、図10に示した制御部19による前記(b)の処理(同期確立状態において干渉波の受信電力が希望波の受信電力よりも大きい場合の処理、すなわち、ステップS1001:同期確立、ステップS1003:YおよびステップS1005の処理)とOFDM信号合成用受信装置1の動作との関係について詳細に説明する。図12(1)は通常時の動作を説明する図であり、図12(2)は希望波停波時(放送休止時)の動作を説明する図であり、図12(3)は希望波送信開始後(放送開始後)の動作(本発明が解決すべき課題)を説明する図である。   Next, the process (b) by the control unit 19 shown in FIG. 10 (process when the received power of the interference wave is larger than the received power of the desired wave in the synchronization established state, that is, step S1001: synchronization established, step The relationship between S1003: Y and the processing of step S1005) and the operation of the OFDM signal combining receiver 1 will be described in detail. 12 (1) is a diagram for explaining the normal operation, FIG. 12 (2) is a diagram for explaining the operation when the desired wave is stopped (when broadcasting is stopped), and FIG. 12 (3) is the desired wave. It is a figure explaining operation | movement (issue which this invention should solve) after transmission start (after broadcast start).

図12(1)において、放送が開始している通常時には、希望波および干渉波が送信され、希望波の受信電力が干渉波の受信電力よりも大きくなっている。OFDM信号合成用受信装置1の希望波受信用アレー合成部14によりアレー合成された信号の受信電力は、干渉波が抑圧されて希望波が反映された電力となり、干渉波受信用アレー合成部152によりアレー合成された信号の受信電力は、希望波が抑圧されて干渉波が反映された電力となる。したがって、OFDM信号合成用受信装置1は、希望波の信号を復調するから、正常に動作していることになる。   In FIG. 12 (1), at the normal time when broadcasting is started, the desired wave and the interference wave are transmitted, and the received power of the desired wave is larger than the received power of the interference wave. The reception power of the signals synthesized by the desired wave receiving array synthesizing unit 14 of the OFDM signal synthesizing receiver 1 becomes the power reflecting the desired wave by suppressing the interference wave, and the interference wave receiving array synthesizing unit 152. The received power of the signals combined by the array is the power in which the desired wave is suppressed and the interference wave is reflected. Therefore, since the OFDM signal combining receiver 1 demodulates the signal of the desired wave, it is operating normally.

また、図12(2)において、放送が休止している希望波停波時には、干渉波のみが送信されている。OFDM信号合成用受信装置1は、OFDM信号を受信する装置であるから、希望波受信用アレー合成部14によりアレー合成された信号の受信電力は、干渉波を希望波とみなした電力となり(干渉波の電力が希望波の電力となり)、干渉波受信用アレー合成部152によりアレー合成された信号の受信電力は、0に近い値となる。   In FIG. 12 (2), only the interference wave is transmitted when the desired wave is stopped when the broadcast is stopped. Since the OFDM signal combining receiver 1 is an apparatus that receives an OFDM signal, the received power of the signal combined by the desired signal receiving array combining unit 14 is a power that considers the interference wave as the desired wave (interference). The power of the wave becomes the power of the desired wave), and the received power of the signal combined by the interference wave receiving array combining unit 152 becomes a value close to zero.

また、図12(3)において、図12(2)の状態から放送が開始して希望波送信開始後には、図12(1)と同様に、希望波および干渉波が送信され、希望波の受信電力が干渉波の受信電力よりも大きくなっている。前述したとおり、希望波と干渉波のシンボル同期位置またはフレーム同期位置などが一致しているときには、従来のOFDM信号合成用受信装置は、以前から継続して同期が確立しているものと判定し、干渉波を希望波とみなして信号を復調する。つまり、従来のOFDM信号合成用受信装置は、放送が開始する前からの同期確立状態が継続し、本来受信すべき希望波を抑圧してしまい、干渉波を受信し続けてしまう。つまり、図1に示したOFDM信号合成用受信装置1において、重み係数算出部17および同期再生部18が初期化されない場合には(従来のOFDM信号合成用受信装置では)、希望波受信用アレー合成部14によりアレー合成された信号の受信電力は、希望波が抑圧されて干渉波が反映された電力となり、干渉波受信用アレー合成部152によりアレー合成された信号の受信電力は、干渉波が抑圧されて希望波が反映された電力となる。つまり、従来のOFDM信号合成用受信装置は、干渉波の信号を復調するから、正常に動作していないことになる。   Also, in FIG. 12 (3), after the broadcast starts from the state of FIG. 12 (2) and the desired wave transmission starts, the desired wave and the interference wave are transmitted as in FIG. The received power is larger than the received power of the interference wave. As described above, when the symbol synchronization position or frame synchronization position of the desired wave and the interference wave match, the conventional OFDM signal combining receiver determines that synchronization has been established from before. Then, the interference wave is regarded as a desired wave and the signal is demodulated. In other words, the conventional OFDM signal synthesizing receiving apparatus continues the synchronization establishment state before the broadcast starts, suppresses the desired wave to be originally received, and continues to receive the interference wave. That is, in the OFDM signal combining receiver 1 shown in FIG. 1, when the weighting factor calculation unit 17 and the synchronous reproduction unit 18 are not initialized (in the conventional OFDM signal combining receiver), the desired wave receiving array is used. The received power of the signals combined by the combining unit 14 is the power in which the desired wave is suppressed and the interference wave is reflected, and the received power of the signals combined by the interference wave receiving array combining unit 152 is the interference wave. Is suppressed to a power reflecting the desired wave. That is, the conventional OFDM signal combining receiver demodulates the interference wave signal, and thus does not operate normally.

図1に示した本発明の実施形態によるOFDM信号合成用受信装置1は、図12(2)の状態から図12(3)の状態に変化した場合、この変化を、図10に示したステップS1001およびステップS1003の処理によって検出する。すなわち、同期確立状態において、D/U測定部15により測定されたD/Uが、所定期間の間、負である状態(干渉波の受信電力が希望波の受信電力よりも大きい状態)を検出する。そして、初期化制御信号を生成し、重み係数算出部17および同期再生部18をリセットして初期化する。これにより、OFDM信号合成用受信装置1は、図12(1)に示した通常時の動作のとおり、本来受信すべき希望波を抑圧し続けることなく、希望波を受信するために干渉波を抑圧することができる。   When the OFDM signal combining receiver 1 according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 1 changes from the state of FIG. 12 (2) to the state of FIG. 12 (3), this change is indicated by the steps shown in FIG. Detection is performed by the processing of S1001 and step S1003. That is, in a synchronization established state, a state in which the D / U measured by the D / U measuring unit 15 is negative for a predetermined period (a state in which the interference wave received power is larger than the desired wave received power) is detected. To do. Then, an initialization control signal is generated, and the weighting factor calculation unit 17 and the synchronous reproduction unit 18 are reset and initialized. As a result, the OFDM signal synthesizing receiver 1 can receive the interference wave to receive the desired wave without continuing to suppress the desired wave to be originally received, as in the normal operation shown in FIG. Can be suppressed.

〔実験結果〕
次に、計算機シミュレーションにより得られたD/Uの実験結果について説明する。図11は、到来波間のD/Uと、図1に示したOFDM信号合成用受信装置1のD/U算出部155が出力するD/U(推定D/U)との間の関係を、計算機シミュレーションにより求めた実験結果を示している。この実験結果は、希望波と干渉波がともにISDB−Tによる信号であり、GI比も同一である場合において、希望波および干渉波の2波のうち、干渉波のみが到来している状態から、放送が開始して希望波の送信が始まるという状況を想定している。また、希望波と干渉波のシンボル同期位置は厳密に一致しているものとし、アンテナ10のアレー素子間隔は、搬送波周波数における波長の半分の長さとし、干渉波が0度から到来し、希望波が90度から到来するものとする。また、OFDM信号合成用受信装置1は、希望波が送信を開始する前は、干渉波のみが到来している状態で動作をしている。すなわち、OFDM信号合成用受信装置1は、干渉波を受信しているため、図11に示す座標軸であるD/Uは、実際のD/Uの逆数(dBでは正負が逆)の状態になっている。この状態から、放送が開始して希望波の送信が始まると、図11に示す特性となる。
〔Experimental result〕
Next, D / U experimental results obtained by computer simulation will be described. 11 shows the relationship between the D / U between the incoming waves and the D / U (estimated D / U) output from the D / U calculator 155 of the OFDM signal combining receiver 1 shown in FIG. The experimental results obtained by computer simulation are shown. This experimental result shows that when both the desired wave and the interference wave are signals by ISDB-T and the GI ratio is the same, only the interference wave of the two waves of the desired wave and the interference wave has arrived. It is assumed that the broadcast starts and the transmission of the desired wave begins. Further, it is assumed that the symbol synchronization positions of the desired wave and the interference wave are exactly the same, the array element interval of the antenna 10 is half the wavelength at the carrier frequency, the interference wave arrives from 0 degrees, and the desired wave Is assumed to come from 90 degrees. Further, the OFDM signal combining receiver 1 operates in a state where only an interference wave has arrived before the desired wave starts transmission. That is, since the OFDM signal combining receiver 1 receives an interference wave, the coordinate axis D / U shown in FIG. 11 is in an actual reciprocal number of D / U (positive and negative in dB are reversed). ing. From this state, when the broadcast starts and the transmission of the desired wave starts, the characteristics shown in FIG. 11 are obtained.

図11によれば、D/Uは、OFDM信号合成用受信装置1のD/U算出部155により正しく推定されていることがわかる。つまり、干渉波のみが到来している状態から希望波の送信が開始し、希望波の受信電力が干渉波の受信電力よりも大きくなった場合、OFDM信号合成用受信装置1によって、希望波が抑圧されていることが検知され、重み係数算出部17および同期再生部18がリセットされ初期化されることがわかる。つまり、OFDM信号合成用受信装置1によって、図12(1)に示したように、本来受信すべき希望波が抑圧されることがなく、通常時の動作のように、干渉波が抑圧されることがわかる。   As can be seen from FIG. 11, the D / U is correctly estimated by the D / U calculation unit 155 of the OFDM signal combining receiver 1. That is, when the transmission of the desired wave starts from the state where only the interference wave has arrived and the received power of the desired wave becomes larger than the received power of the interference wave, the OFDM signal combining receiver 1 generates the desired wave. It can be seen that suppression is detected, and that the weighting factor calculation unit 17 and the synchronous reproduction unit 18 are reset and initialized. That is, as shown in FIG. 12A, the desired signal to be received is not suppressed by the OFDM signal combining receiver 1, and the interference wave is suppressed as in the normal operation. I understand that.

以上のように、図1に示した本発明の実施形態によるOFDM信号合成用受信装置1によれば、制御部19は、干渉波のみが送信されている状態から、希望波の送信が始まって希望波の受信電力が干渉波の受信電力よりも大きくなった状態への変化を検出するようにした。具体的には、制御部19は、同期再生部18からの同期確立状態信号に基づいて同期確立状態を判定し、同期確立状態において、D/U測定部15からのD/Uに基づいて、希望波の受信電力が干渉波の受信電力よりも大きい状態(D/Uが負の状態)を判定し、初期化制御信号を重み係数算出部17および同期再生部18に出力し、重み係数算出部17および同期再生部18をリセットして初期化するようにした。ここで、干渉波のみが送信されているときは同期確立状態になっており、その後、希望波の送信が始まって希望波の受信電力が干渉波の受信電力よりも大きくなったときは、同期確立状態のままでD/Uが負となるから、制御部19は、前述の状態変化を検出することができる。   As described above, according to the OFDM signal combining receiver 1 according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 1, the control unit 19 starts transmitting the desired wave from the state where only the interference wave is transmitted. A change to a state where the received power of the desired wave is larger than the received power of the interference wave is detected. Specifically, the control unit 19 determines the synchronization establishment state based on the synchronization establishment state signal from the synchronization reproduction unit 18, and in the synchronization establishment state, based on the D / U from the D / U measurement unit 15, It is determined whether the received power of the desired wave is greater than the received power of the interference wave (D / U is negative), and outputs an initialization control signal to the weighting factor calculation unit 17 and the synchronous reproduction unit 18 to calculate the weighting factor. The unit 17 and the synchronous playback unit 18 are reset and initialized. Here, when only the interference wave is transmitted, the synchronization is established. After that, when transmission of the desired wave starts and the received power of the desired wave becomes larger than the received power of the interference wave, the synchronization is established. Since D / U becomes negative in the established state, the control unit 19 can detect the above-described state change.

これにより、重み係数算出部17および同期再生部18は初期化され、同期再生部18は、新たな同期情報を生成し、重み係数算出部17は、初期値の希望波受信用重み係数を出力し、復調部16は、同期再生部18により生成された同期情報に基づいて、受信している希望波および干渉波に応じた新たなキャリヤシンボルおよび周波数特性を算出する。そして、重み係数算出部17は、受信している希望波および干渉波の等価ベースバンド信号、並びに新たなキャリヤシンボルおよび周波数特性に基づいて、新たな希望波受信用重み係数を算出し、希望波受信用アレー合成部14は、受信している希望波が反映されたアレー合成信号を生成すると共に、干渉波受信用重み係数算出部151は、新たな干渉波受信用重み係数を算出し、干渉波受信用アレー合成部152は、受信している干渉波が反映されたアレー合成信号を生成することができる。つまり、本来受信すべき希望波を抑圧し続けることなく、希望波を受信するために干渉波を抑圧することが可能となる。   As a result, the weighting factor calculation unit 17 and the synchronous reproduction unit 18 are initialized, the synchronous reproduction unit 18 generates new synchronization information, and the weighting factor calculation unit 17 outputs the initial value of the desired wave reception weighting factor. Then, the demodulator 16 calculates a new carrier symbol and frequency characteristic according to the received desired wave and interference wave based on the synchronization information generated by the synchronization reproducing unit 18. Then, the weight coefficient calculation unit 17 calculates a new desired wave reception weight coefficient based on the received equivalent baseband signal of the desired wave and the interference wave, and the new carrier symbol and frequency characteristic, and the desired wave. The receiving array combining unit 14 generates an array combined signal reflecting the received desired wave, and the interference wave receiving weighting factor calculating unit 151 calculates a new interference wave receiving weighting factor, and The wave receiving array combining unit 152 can generate an array combined signal in which the received interference wave is reflected. That is, it is possible to suppress the interference wave in order to receive the desired wave without continuously suppressing the desired wave to be received.

1 OFDM信号合成用受信装置
10 アンテナ
11 周波数変換部
12 A/D変換部
13 直交復調部
14 希望波受信用アレー合成部
15 D/U測定部
16 復調部
17 重み係数算出部
18 同期再生部
19 制御部
141,157,174,177,188,222 乗算部
142,158 加算部
143,159,187 複素共役部
151 干渉波受信用重み係数算出部
152 干渉波受信用アレー合成部
153 希望波電力算出部
154 干渉波電力算出部
155 D/U算出部
161 GI除去部
162 FFT部
163 チャネル推定部
164 チャネル等化部
165 デマッピング部
166 パラレルシリアル変換部
167 再マッピング部
168 MER算出部
169 シンボル再生部
171 自己相関行列算出部
172 逆行列算出部
173 パイロット挿入部
175 OFDM再変調部
176 相互相関ベクトル算出部
181 シンボル同期部
182 フレーム同期部
183 クロック同期部
184 周波数同期部
185 同期確立状態生成部
186 遅延部
189 移動平均フィルタ
190 絶対値算出部
191 最大値検出部
192 インデックス生成部
201 パイロット抽出部
202 パイロット生成部
203,211 除算部
204 補間部
221 直交ベクトル算出部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 OFDM signal combining receiver 10 Antenna 11 Frequency converter 12 A / D converter 13 Orthogonal demodulator 14 Desired wave receiving array combiner 15 D / U measuring unit 16 Demodulator 17 Weight coefficient calculator 18 Synchronous playback unit 19 Control units 141, 157, 174, 177, 188, 222 Multiplication units 142, 158 Addition units 143, 159, 187 Complex conjugate unit 151 Interference wave reception weight coefficient calculation unit 152 Interference wave reception array synthesis unit 153 Calculation of desired wave power Unit 154 interference wave power calculation unit 155 D / U calculation unit 161 GI removal unit 162 FFT unit 163 channel estimation unit 164 channel equalization unit 165 demapping unit 166 parallel serial conversion unit 167 remapping unit 168 MER calculation unit 169 symbol reproduction unit 171 Autocorrelation matrix calculation unit 172 Inverse matrix calculation unit 173 Pilot insertion Input unit 175 OFDM remodulation unit 176 Cross correlation vector calculation unit 181 Symbol synchronization unit 182 Frame synchronization unit 183 Clock synchronization unit 184 Frequency synchronization unit 185 Synchronization establishment state generation unit 186 Delay unit 189 Moving average filter 190 Absolute value calculation unit 191 Maximum value detection Unit 192 Index generation unit 201 Pilot extraction unit 202 Pilot generation unit 203, 211 Division unit 204 Interpolation unit 221 Orthogonal vector calculation unit

Claims (6)

複数のアレー素子で構成されるアレーアンテナによってOFDM波を受信し、ビット列を出力するOFDM信号合成用受信装置であって、
受信したOFDM波の等価ベースバンド信号を、時間領域において重み付けにより合成し、アレー合成信号を生成する希望波受信用アレー合成部と、
前記希望波受信用アレー合成部により生成されたアレー合成信号を復調し、ビット列を出力する復調部と、
前記復調部におけるチャネル等化またはシンボル再生により得られたキャリヤシンボル、およびチャネル推定により得られた周波数特性に基づいて、時間領域の参照信号を生成し、前記アレー合成信号と前記時間領域の参照信号との間の誤差が最小となるように最適化し、前記希望波受信用アレー合成部における重み付けのために用いる、干渉波を抑圧するための希望波受信用重み係数を算出する重み係数算出部と、
前記時間領域の等価ベースバンド信号に基づいて同期を再生し、同期が確立しているか否かを示す同期確立状態信号を生成する同期再生部と、
前記時間領域の等価ベースバンド信号に基づいて、D/U(Desired to Undesired signal ratio)を測定するD/U測定部と、
前記同期再生部により生成された同期確立状態信号に基づいて、同期が確立していることを判定し、前記D/U測定部により測定されたD/Uが負であることを判定し、前記重み係数算出部および前記同期再生部を初期化する制御部と、を備えたことを特徴とするOFDM信号合成用受信装置。
An OFDM signal combining receiver that receives an OFDM wave by an array antenna including a plurality of array elements and outputs a bit string,
An equivalent baseband signal of the received OFDM wave is synthesized by weighting in the time domain, and an array synthesis unit for receiving a desired wave to generate an array synthesis signal;
A demodulator that demodulates the array combined signal generated by the desired wave receiving array combiner and outputs a bit string;
Based on the carrier symbol obtained by channel equalization or symbol reproduction in the demodulator and the frequency characteristic obtained by channel estimation, a time domain reference signal is generated, and the array synthesized signal and the time domain reference signal are generated. A weighting factor calculation unit that calculates a weighting factor for receiving a desired wave for suppressing an interference wave, which is used for weighting in the array combining unit for receiving a desired wave, ,
A synchronization reproduction unit that reproduces synchronization based on the time domain equivalent baseband signal and generates a synchronization establishment state signal indicating whether synchronization is established;
A D / U measurement unit that measures a D / U (Desired to Undesired signal ratio) based on the equivalent baseband signal in the time domain;
Based on the synchronization establishment state signal generated by the synchronization reproduction unit, it is determined that synchronization is established, the D / U measured by the D / U measurement unit is determined to be negative, An OFDM signal combining receiver comprising: a weighting factor calculation unit; and a control unit that initializes the synchronous reproduction unit.
請求項1に記載のOFDM信号合成用受信装置において、
前記D/U測定部は、
前記重み係数算出部により算出された希望波受信用重み係数に基づいて、希望波を抑圧するための干渉波受信用重み係数を算出する干渉波受信用重み係数算出部と、
前記干渉波受信用重み係数算出部により算出された干渉波受信用重み係数を用いて、前記等価ベースバンド信号を時間領域において重み付けにより合成し、アレー合成信号を生成する干渉波受信用アレー合成部と、
前記希望波受信用アレー合成部により生成されたアレー合成信号の電力を、希望波電力として算出する希望波電力算出部と、
前記干渉波受信用アレー合成部により生成されたアレー合成信号の電力を、干渉波電力として算出する干渉波電力算出部と、
前記希望波電力算出部により算出された希望波電力および前記干渉波電力算出部により算出された干渉波電力からD/Uを算出するD/U算出部と、を備えたことを特徴とするOFDM信号合成用受信装置。
In the OFDM signal combining receiver according to claim 1,
The D / U measuring unit is
An interference wave receiving weight coefficient calculating unit for calculating an interference wave receiving weight coefficient for suppressing the desired wave based on the desired wave receiving weight coefficient calculated by the weight coefficient calculating unit;
An interference wave receiving array combining unit that generates an array combined signal by combining the equivalent baseband signal by weighting in the time domain using the interference wave receiving weighting factor calculated by the interference wave receiving weighting factor calculating unit. When,
A desired wave power calculating unit that calculates the power of the array combined signal generated by the desired wave receiving array combining unit as desired wave power;
An interference wave power calculating unit that calculates the power of the array combined signal generated by the array combining unit for receiving an interference wave as interference wave power;
An OFDM comprising: a desired wave power calculated by the desired wave power calculating unit; and a D / U calculating unit that calculates a D / U from the interference wave power calculated by the interference wave power calculating unit. Signal synthesis receiver.
請求項1に記載のOFDM信号合成用受信装置において、
前記重み係数算出部は、
前記時間領域の等価ベースバンド信号における自己相関行列を算出する自己相関行列算出部と、
前記自己相関行列算出部により算出された自己相関行列の逆行列を算出する逆行列算出部と、
前記時間領域の等価ベースバンド信号および前記時間領域の参照信号から相互相関ベクトルを算出する相互相関ベクトル算出部と、
前記逆行列算出部により算出された自己相関行列の逆行列に、前記相互相関ベクトル算出部により算出された相互相関ベクトルを乗算し、希望波受信用重み係数を求める乗算部と、を備えたことを特徴とするOFDM信号合成用受信装置。
In the OFDM signal combining receiver according to claim 1,
The weight coefficient calculation unit includes:
An autocorrelation matrix calculator that calculates an autocorrelation matrix in the time domain equivalent baseband signal;
An inverse matrix calculation unit for calculating an inverse matrix of the autocorrelation matrix calculated by the autocorrelation matrix calculation unit;
A cross-correlation vector calculating unit that calculates a cross-correlation vector from the time-domain equivalent baseband signal and the time-domain reference signal;
A multiplier for multiplying the inverse matrix of the autocorrelation matrix calculated by the inverse matrix calculator by the cross-correlation vector calculated by the cross-correlation vector calculator and obtaining a weighting factor for receiving a desired wave. An OFDM signal combining receiver characterized by the above.
請求項2に記載のOFDM信号合成用受信装置において、
前記D/U測定部の干渉波受信用重み係数算出部は、
前記重み係数算出部により算出された希望波受信用重み係数と直交する直交ベクトルを算出する直交ベクトル算出部と、
前記直交ベクトル算出部により算出された直交ベクトルに、前記時間領域の等価ベースバンド信号における自己相関行列の逆行列を乗算し、干渉波受信用重み係数を求める乗算部と、を備えたことを特徴とするOFDM信号合成用受信装置。
The OFDM signal combining receiver according to claim 2,
The interference wave receiving weight coefficient calculating unit of the D / U measuring unit is:
An orthogonal vector calculator that calculates an orthogonal vector that is orthogonal to the desired wave reception weight coefficient calculated by the weight coefficient calculator;
A multiplying unit that multiplies the orthogonal vector calculated by the orthogonal vector calculating unit by an inverse matrix of an autocorrelation matrix in the time domain equivalent baseband signal to obtain a weighting factor for interference wave reception. An OFDM signal synthesizing receiver.
請求項1に記載のOFDM信号合成用受信装置において、
前記同期再生部は、
前記時間領域の等価ベースバンド信号に基づいてシンボル同期再生を行い、シンボル同期が確立しているか否かを示す状態信号を生成するシンボル同期部と、
前記時間領域の等価ベースバンド信号に基づいてフレーム同期再生を行い、フレーム同期が確立しているか否かを示す状態信号を生成するフレーム同期部と、
前記時間領域の等価ベースバンド信号に基づいてクロック同期再生を行い、クロック同期が確立しているか否かを示す状態信号を生成するクロック同期部と、
前記時間領域の等価ベースバンド信号に基づいて周波数同期再生を行い、周波数同期が確立しているか否かを示す状態信号を生成する周波数同期部と、
前記シンボル同期部、フレーム同期部、クロック同期部および周波数同期部により生成された全ての状態信号が、同期が確立していることを示している場合、同期が確立していることを示す同期確立状態信号を生成し、前記状態信号のうちの少なくとも1つの信号が、同期が確立していないことを示している場合、同期が確立していないことを示す同期確立状態信号を生成する同期確立状態生成部と、を備えることを特徴とするOFDM信号合成用受信装置。
In the OFDM signal combining receiver according to claim 1,
The synchronized playback unit
A symbol synchronization unit that performs symbol synchronization reproduction based on the time domain equivalent baseband signal and generates a state signal indicating whether or not symbol synchronization is established;
A frame synchronization unit that performs frame synchronization reproduction based on the time domain equivalent baseband signal and generates a status signal indicating whether or not frame synchronization is established;
A clock synchronization unit that performs clock synchronization recovery based on the equivalent baseband signal in the time domain and generates a status signal indicating whether or not clock synchronization is established;
A frequency synchronization unit that performs frequency synchronization reproduction based on the time domain equivalent baseband signal and generates a state signal indicating whether or not frequency synchronization is established; and
If all the status signals generated by the symbol synchronization unit, the frame synchronization unit, the clock synchronization unit, and the frequency synchronization unit indicate that synchronization is established, synchronization establishment indicating that synchronization is established A synchronization establishment state that generates a state signal and generates a synchronization establishment state signal indicating that synchronization is not established if at least one of the state signals indicates that synchronization is not established; An OFDM signal combining receiver comprising: a generator.
請求項1に記載のOFDM信号合成用受信装置において、
前記復調部は、チャネル等化により得たキャリヤシンボルおよびシンボル再生により得たキャリヤシンボルに基づいてMER(Modulation Error Ratio)を算出し、
前記制御部は、
前記同期再生部により生成された同期確立状態信号に基づいて、同期が確立していることを判定し、かつ、前記D/U測定部により測定されたD/Uが所定期間の間負であることを判定した場合、
前記同期確立状態信号に基づいて、同期が確立していないことを判定し、かつ、前記同期が確立していない状態で所定時間経過したことを判定した場合、または、
前記同期確立状態信号に基づいて、同期が確立していることを判定し、かつ、前記復調部により算出されたMERに基づいて、所定期間の間、前記MERが所定値よりも小さいと判定した場合、
前記重み係数算出部および前記同期再生部を初期化する、ことを特徴とするOFDM信号合成用受信装置。
In the OFDM signal combining receiver according to claim 1,
The demodulation unit calculates MER (Modulation Error Ratio) based on the carrier symbol obtained by channel equalization and the carrier symbol obtained by symbol reproduction,
The controller is
Based on the synchronization establishment state signal generated by the synchronization reproduction unit, it is determined that synchronization is established, and the D / U measured by the D / U measurement unit is negative for a predetermined period. If you decide that
When determining that synchronization is not established based on the synchronization establishment state signal and determining that a predetermined time has elapsed in a state where the synchronization is not established, or
Based on the synchronization establishment state signal, it is determined that synchronization is established, and based on the MER calculated by the demodulator, it is determined that the MER is smaller than a predetermined value for a predetermined period. If
An OFDM signal synthesizing receiver characterized by initializing the weight coefficient calculation unit and the synchronous reproduction unit.
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