JP5340199B2 - Multi-carrier modulation apparatus and demodulation apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce an error of an equalization coefficient by calculating high accurate frequency characteristics even though the frequency characteristics are changed by a filter etc. <P>SOLUTION: A framing unit 10 of a multicarrier modulation device 1 configures a frame by a preamble and a data symbol by disposing preamble data at its outer side in addition to a sub-channel through which real data is transmitted. A frame is subjected to orthogonal modulation after multiplexing via an FB, and then transmitted to a multicarrier demodulation device 2 as a signal of multicarrier. By interpolation, extrapolation, and weighted averaging, an equalizer 90-1 of the multicarrier demodulation device 2 calculates the frequency characteristics of an intermediate spot in an area where the frequency characteristics are varied by an HPF etc. using preamble data disposed at an outer side of the sub-channel through which the real data is transmitted. Thus, high accurate frequency characteristics can be acquired, and an error of the equalization coefficient can be reduced. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、マルチキャリア伝送方式を用いた変調装置及び復調装置に関し、特に、プリアンブルを用いて等化係数を求める技術に関するものである。   The present invention relates to a modulation device and a demodulation device using a multicarrier transmission system, and more particularly to a technique for obtaining an equalization coefficient using a preamble.

従来、デジタル放送の分野では、大容量伝送への要求が高まるにつれてマルチキャリア伝送方式が注目されている。マルチキャリア伝送方式は、高速の信号を複数の低速の信号に分割し、直交性を利用することにより周波数軸上にて信号のオーバーラップを許容し、複数のサブチャネルにてデータを伝送するものである。このマルチキャリア伝送方式には、例えば、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)、FBMC(Filter Bank based Multicarrier)がある。   Conventionally, in the field of digital broadcasting, multi-carrier transmission schemes have attracted attention as demand for large-capacity transmission increases. Multi-carrier transmission method divides high-speed signal into multiple low-speed signals, uses orthogonality to allow overlap of signals on the frequency axis, and transmits data on multiple subchannels It is. Examples of this multicarrier transmission method include OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) and FBMC (Filter Bank based Multicarrier).

OFDM(直交波周波数分割多重方式)では、サブチャネルの信号を多重するためにIFFT(Inverse Fast Fourier Transform:高速逆フーリエ変換)を用いており、分離するためにFFT(Fast Fourier Transform:高速フーリエ変換)を用いている。また、サブチャネルの信号を等化するためにCP(Cyclic Prefix:サイクリックプレフィックス、GI(Guard Interval:ガードインターバル)ともいう。)を用いており、等化は1タップの周波数領域において行われるから、マルチパス妨害に対して非常にロバストである。すなわち、CP期間以下の遅延波であれば、シンボル間干渉は発生しないため、各サブチャネルの信号はフラットフェージングの状態になったものとみなすことができ、複素係数を乗算してレベル及び位相を補正することにより、等化(1タップの周波数領域等化)を行うことが可能となる。   In OFDM (orthogonal frequency division multiplexing), IFFT (Inverse Fast Fourier Transform) is used to multiplex subchannel signals, and FFT (Fast Fourier Transform) is used to separate signals. ) Is used. In addition, CP (Cyclic Prefix: GI (Guard Interval)) is used to equalize subchannel signals, and equalization is performed in the frequency region of 1 tap. Very robust against multipath interference. That is, since intersymbol interference does not occur if the delay wave is shorter than the CP period, the signal of each subchannel can be regarded as being in a flat fading state, and the level and phase are multiplied by complex coefficients. By performing correction, equalization (one-tap frequency domain equalization) can be performed.

一方、FBMC(フィルターバンクを用いたマルチキャリア方式)にはOFDMでは得られないメリットがある。FBMCの第1のメリットは、サブチャネルの信号を多重及び分離するためにフィルターバンク(FB)を用いており、各サブチャネルの阻止域での減衰量を任意に設定したフィルターを設計することができる点にある。OFDMでは、阻止域の減衰量は13dBであり、任意に設計することができない。このため、FBMCでは、他の信号との間に必要なガードバンドを狭い範囲で生成することができ、周波数利用効率を良くすることができる。フィルターバンクとしてCMFB(Cosine-Modulated Filter Bank:コサイン変調フィルターバンク)を用いる場合、プロトタイプフィルターを設計すればよく、各サブチャネルのフィルターを個別に設計する必要がない(非特許文献1を参照)。   On the other hand, FBMC (multi-carrier scheme using a filter bank) has a merit that cannot be obtained by OFDM. The first advantage of FBMC is that a filter bank (FB) is used to multiplex and demultiplex subchannel signals, and a filter in which the attenuation in the stopband of each subchannel is arbitrarily set can be designed. It is in the point that can In OFDM, the attenuation in the stopband is 13 dB and cannot be arbitrarily designed. For this reason, in FBMC, a guard band required between other signals can be generated in a narrow range, and frequency use efficiency can be improved. When CMFB (Cosine-Modulated Filter Bank) is used as a filter bank, it is only necessary to design a prototype filter, and it is not necessary to design each subchannel filter individually (see Non-Patent Document 1).

また、FBMCでは、等化のために、例えば、復調側でオーバーサンプルした分析フィルターバンクの出力信号(変調側に備えた合成フィルターバンクへの入力信号に対して2倍のサンプル数で処理を行う分析フィルターバンクの出力信号)に対し、サブチャネル毎に等化を行う等化器を用いている(非特許文献2を参照)。FBMCの第2のメリットは、等化のためにCPを必要としないため、周波数利用効率を良くすることができる点にある。   Further, in FBMC, for equalization, for example, the output signal of the analysis filter bank oversampled on the demodulation side (processing is performed with twice the number of samples with respect to the input signal to the synthesis filter bank provided on the modulation side) For the output signal of the analysis filter bank, an equalizer that performs equalization for each subchannel is used (see Non-Patent Document 2). The second merit of FBMC is that frequency use efficiency can be improved because CP is not required for equalization.

変調側に比べ2倍のサンプル数の信号に対しサブチャネル毎に等化を行う等化器の例として、FIR(Finite Impulse Response:有限インパルス応答)形式の等化器がある。このFIR形式の等化器を用いて、平均二乗誤差の観点から等化係数を求める手法が開示されている(非特許文献3を参照)。しかし、この手法では、特にタップ数が大きくなるにつれて、実装コストが高くなるという問題があった。   As an example of an equalizer that performs equalization for each subchannel with respect to a signal having twice the number of samples as compared with the modulation side, there is an equalizer of FIR (Finite Impulse Response) type. A technique for obtaining an equalization coefficient from the viewpoint of mean square error using this FIR equalizer is disclosed (see Non-Patent Document 3). However, this method has a problem that the mounting cost increases as the number of taps increases.

また、各サブチャネルのうちの複数ポイントについて伝送路の周波数特性を求め、複数ポイントの周波数特性から各サブチャネルの等化係数を求める手法が開示されている(特許文献1、非特許文献4を参照)。この手法は、各サブチャネルについて複素3タップの等化係数を求める場合に、各サブチャネルの中心周波数に対する1ポイントと、隣接するサブチャネルとの境界にあたる中間地点の周波数に対する2ポイントとの合計3ポイントの周波数特性を用いて、等化係数を求めるものである。この手法によれば、等化係数を求める処理の複雑度を低減させながら、劣化の少ない等化を実現することができる。   Further, a technique is disclosed in which frequency characteristics of a transmission path are obtained for a plurality of points of each subchannel, and an equalization coefficient of each subchannel is obtained from the frequency characteristics of the plurality of points (see Patent Document 1 and Non-Patent Document 4). reference). In this method, when a complex 3-tap equalization coefficient is obtained for each subchannel, a total of 3 points including 1 point with respect to the center frequency of each subchannel and 2 points with respect to a frequency at an intermediate point that is a boundary between adjacent subchannels. The equalization coefficient is obtained using the frequency characteristics of the points. According to this method, it is possible to realize equalization with less deterioration while reducing the complexity of the process for obtaining the equalization coefficient.

しかし、この手法では、各サブチャネルの等化係数を求めるために、3ポイントの周波数特性が必要であるから、等化器は、フィルターバンクの周波数分解能よりも高い分解能で処理を行うことになる。このため、等化を行う手段とは別に周波数特性を求める手段が必要になり、全体として構成が複雑になるという問題があった。例えば、時間領域にて伝送路の伝達関数を求め、周波数特性を求める手法が開示されているが(非特許文献5を参照)、全体として構成が複雑になり実効コストが高くなるという問題があった。   However, in this method, since three-point frequency characteristics are required to obtain the equalization coefficient of each subchannel, the equalizer performs processing with a resolution higher than the frequency resolution of the filter bank. . For this reason, a means for obtaining frequency characteristics is required in addition to the means for performing equalization, and there is a problem that the configuration becomes complicated as a whole. For example, although a method for obtaining a transfer function of a transmission line in the time domain and obtaining a frequency characteristic is disclosed (see Non-Patent Document 5), there is a problem that the configuration becomes complicated as a whole and the effective cost increases. It was.

一方、前述の非特許文献4を基本にして改良を加えた手法も開示されている(非特許文献6を参照)。この手法は、周波数特性を求める処理を簡略化するため、各サブチャネルに対して1タップの複素数乗算を行う等化器の等化係数を、既知のプリアンブルを用いてMSE(Mean Squared Error:平均自乗誤差)基準により求め、これをサブチャネルにおける中心周波数の等化器の周波数特性とする。そして、隣接サブチャネルの境界にあたる中間地点の等化器の周波数特性については、隣接サブチャネルの中心周波数における等化器の周波数特性を用いて内挿により求めるものである。   On the other hand, an improved technique based on the above-mentioned Non-Patent Document 4 is also disclosed (see Non-Patent Document 6). In this method, in order to simplify the process of obtaining the frequency characteristics, an equalizer coefficient for performing a 1-tap complex multiplication for each subchannel is used as an MSE (Mean Squared Error: average) using a known preamble. It is obtained by a square error) standard, and this is used as the frequency characteristic of the equalizer of the center frequency in the subchannel. Then, the frequency characteristics of the equalizer at the intermediate point corresponding to the boundary of the adjacent subchannel are obtained by interpolation using the frequency characteristics of the equalizer at the center frequency of the adjacent subchannel.

(従来の等化手法の例)
以下、従来技術における等化手法の例について、等価低域系モデルを用いて具体的に説明する。前述の非特許文献4と同様に、合成用のCMFB及びSMFB(Sine-Modulated Filter Bank:サイン変調フィルターバンク)を備えたマルチキャリア変調装置、及び分析用のCMFB及びSMFBを備えたマルチキャリア復調装置によるシステム構成において、図1に示すように、FBMCによりマルチキャリア伝送を行うものとする。図1に示す構成の詳細については後述する。サブチャネル毎の等化器は、複素3タップの等化係数を用いるものとする。また、FBのサイズMを128とし、プロトタイプフィルターについては、タップ長L=512、阻止域端周波数f=1.5/Mとして、前述の非特許文献1に記載のアルゴリズムを用いて設計することとする。
(Example of conventional equalization method)
Hereinafter, an example of an equalization method in the prior art will be specifically described using an equivalent low-frequency system model. Similar to Non-Patent Document 4 described above, a multicarrier modulation apparatus including CMFB and SMFB (Sine-Modulated Filter Bank) for synthesis, and a multicarrier demodulation apparatus including CMFB and SMFB for analysis In the system configuration according to FIG. 1, as shown in FIG. 1, multicarrier transmission is performed by FBMC. Details of the configuration shown in FIG. 1 will be described later. The equalizer for each subchannel uses a complex 3-tap equalization coefficient. Further, the size M of the FB is set to 128, and the prototype filter is designed using the algorithm described in Non-Patent Document 1 with the tap length L h = 512 and the stopband edge frequency f S = 1.5 / M. I decided to.

(従来のマルチキャリア変調装置)
ガードバンドを確保するため、この等化手法では、PAM信号xk[m],x2M-1-k[m](mはシンボル番号を示し、kは対応するサブチャネルの位置をDCに近い方から数えた番号を示す。0≦k≦(M−1)=127である。) のうち、77<k<M=128についてはガードバンドとし、xk[m]=0,x2M-1-k[m]=0とする。サブチャネル番号は、0〜255であり、0〜127をkで表し、128〜255を2M−1−kで表す。
(Conventional multi-carrier modulation device)
In order to secure a guard band, this equalization method uses PAM signals x k [m], x 2M-1-k [m] (m represents a symbol number, and k represents the position of the corresponding subchannel close to DC. (0 ≦ k ≦ (M−1) = 127). 77 <k <M = 128 is a guard band, and x k [m] = 0, x 2M− 1-k [m] = 0. The subchannel number is 0 to 255, 0 to 127 is represented by k, and 128 to 255 is represented by 2M-1-k.

このようなPAM信号は、CMFB及びSMFBにて処理され直交変調されることにより、マルチキャリアの信号として、マルチキャリア変調装置から伝送路を介してマルチキャリア復調装置へ送信される。   Such a PAM signal is processed by CMFB and SMFB and orthogonally modulated, so that it is transmitted as a multicarrier signal from the multicarrier modulation apparatus to the multicarrier demodulation apparatus via the transmission path.

ここで、伝送路のインパルス応答を[1 0 0 0 0 0 0 0.3*exp(jφ)]の(つまり遅延7サンプル、レベル0.3倍の遅延波のある)2波モデルとし、各サブチャネルの等化係数をMMSE(Minimum Mean Square Errors)規範に基づいて推定する手法(以下、mmse−ASCETという。)と、各サブチャネルにおける複数ポイント(ここでは3ポイント)の周波数特性から、各サブチャネルの等化係数を求める手法(以下、pointwise−ASCETという。)との間で比較を行う。具体的には、プリアンブル長を10,20,30シンボルと変化させ、それぞれの等化手法を用いた場合のC/N対BER特性をシミュレーションにより求める。尚、プリアンブルを含む1000シンボルを周期とするフレームがマルチキャリアの信号として送信されるものとし、反射波の位相φについては、0から20度ずつ変化させ、BER特性の悪いものを選択することとする。   Here, the impulse response of the transmission line is a two-wave model of [1 0 0 0 0 0 0 0.3 * exp (jφ)] (that is, a delay 7 samples, a delay wave of 0.3 times level), From the method of estimating the equalization coefficient of the subchannel based on the MMSE (Minimum Mean Square Errors) standard (hereinafter referred to as mmse-ASSET) and the frequency characteristics of a plurality of points (here, 3 points) in each subchannel, Comparison is made with a method for obtaining an equalization coefficient of a subchannel (hereinafter referred to as pointwise-ASCET). Specifically, the preamble length is changed to 10, 20, and 30 symbols, and the C / N vs. BER characteristics when the respective equalization methods are used are obtained by simulation. It is assumed that a frame having a cycle of 1000 symbols including a preamble is transmitted as a multicarrier signal, and the phase φ of the reflected wave is changed by 0 to 20 degrees to select one having a poor BER characteristic. To do.

図15は、従来技術を用いた場合のシミュレーション結果(1)を示すグラフである。このシミュレーション結果(1)は、入力データが16−PAMの信号であり、2波モデルの場合を示している。図中、「ptws−30」は、プリアンブル長を30シンボルとし、pointwise−ASCETにより等化係数を求めたときのC/N対BER特性を表しており、「mmse−30」は、プリアンブル長を30シンボルとし、mmse−ASCETにより等化係数を求めたときのC/N対BER特性を表している。「ptws−20」「ptws−10」は、プリアンブル長をそれぞれ20,10シンボルとし、pointwise−ASCETにより等化係数を求めたときのC/N対BER特性を表しており、「mmse−20」「mmse−10」は、プリアンブル長をそれぞれ20,10シンボルとし、mmse−ASCETにより等化係数を求めたときのC/N対BER特性を表している。   FIG. 15 is a graph showing a simulation result (1) when the conventional technique is used. This simulation result (1) shows a case where the input data is a 16-PAM signal and is a two-wave model. In the figure, “ptws-30” represents the C / N vs. BER characteristic when the preamble length is 30 symbols and the equalization coefficient is obtained by pointwise-ASCET, and “mmse-30” represents the preamble length. The C / N vs. BER characteristic when 30 symbols are used and the equalization coefficient is obtained by mmse-ASCET is shown. “Ptws-20” and “ptws-10” represent C / N vs. BER characteristics when the preamble length is 20 and 10 symbols, respectively, and the equalization coefficient is obtained by pointwise-ASCET, and “mmse-20”. “Mmse-10” represents the C / N vs. BER characteristics when the preamble length is 20 and 10 symbols, respectively, and the equalization coefficient is obtained by mmse-ASCET.

図15のシミュレーション結果(1)によれば、「mmse−30」の特性が「ptws−20」に近いから、mmse−ASCETにより30シンボルのプリアンブルを用いた場合の特性が、pointwise−ASCETにより20シンボルのプリアンブルを用いて得られることがわかる。また、「mmse−20」の特性が「ptws−10」に近いから、mmse−ASCETにより20シンボルのプリアンブルを用いた場合の特性が、pointwise−ASCETにより10シンボルのプリアンブルを用いて得られることがわかる。また、「ptws−10」「mmse−10」の特性から、10シンボルのプリアンブルを用いた場合であっても、pointwise−ASCETの方がmmse−ASCETよりも劣化が少ないことがわかる。したがって、pointwise−ASCETによる等化手法(各サブチャネルにおける複数ポイントの周波数特性から等化係数を求める手法)の方がmmse−ASCETよりも、少ないプリアンブルにより良好な特性を得ることができるから、有効であるといえる。   According to the simulation result (1) of FIG. 15, since the characteristic of “mmse-30” is close to “ptws-20”, the characteristic when the 30-symbol preamble is used by mmse-ASCET is 20 by pointwise-ASCET. It can be seen that it is obtained using the symbol preamble. Further, since the characteristics of “mmse-20” are close to “ptws-10”, the characteristics when 20-symbol preamble is used by mmse-ASCET can be obtained by using 10-symbol preamble by pointwise-ASCET. Recognize. Further, it can be seen from the characteristics of “ptws-10” and “mmse-10” that even when a 10-symbol preamble is used, the pointwise-ASCET is less deteriorated than the mmse-ASCET. Therefore, the pointwise-ASCET equalization method (method for obtaining the equalization coefficient from the frequency characteristics of a plurality of points in each subchannel) can obtain better characteristics with less preamble than mmse-ASCET. You can say that.

(従来のマルチキャリア復調装置)
一方、マルチキャリア復調装置としては、ダイレクトコンバージョン方式の受信回路を用いたものが多くの無線システムにて実用化されている。ダイレクトコンバージョン方式では、ヘテロダイン方式にて必要な中間周波数帯のBPF(SAWフィルター等)が不要であり、全半導体集積化に適した構成とすることができる。しかし、受信周波数と局部発振周波数が同じであるため、漏洩した局部発振波が自己検波によってDCオフセットとなってしまう。このため、DCオフセットが大きな課題になっている。そこで、広帯域な信号のシステムでは、HPF(High Pass Filter:高域通過RCフィルター)を用いてDCオフセットを除去する簡易な手法が用いられている。この手法は、W−CDMA用受信機等で実用化されている。例えば、遮断周波数がベースバンドIQ信号帯域の1%程度のHPF(AC結合なので1次RCフィルターの特性を有するフィルター)を用いている(非特許文献7を参照)。
(Conventional multi-carrier demodulator)
On the other hand, as a multicarrier demodulator, a device using a direct conversion type receiving circuit has been put into practical use in many radio systems. The direct conversion method does not require an intermediate frequency band BPF (SAW filter or the like) necessary for the heterodyne method, and can be configured to be suitable for all semiconductor integration. However, since the reception frequency and the local oscillation frequency are the same, the leaked local oscillation wave becomes a DC offset by self-detection. For this reason, the DC offset is a big problem. Therefore, in a wideband signal system, a simple method for removing a DC offset using an HPF (High Pass Filter) is used. This technique has been put to practical use in W-CDMA receivers and the like. For example, an HPF having a cutoff frequency of about 1% of the baseband IQ signal band (a filter having the characteristics of a first-order RC filter because of AC coupling) is used (see Non-Patent Document 7).

(k=0(0番目及び255番目)のサブチャネル)
前述の従来技術における等化手法の例に挙げたシステムには、k=0(0番目及び255番目)のサブチャネルは使用しないこととし、前述のダイレクトコンバージョン方式の受信回路を適用して構成した場合を想定する。
(K = 0 (0th and 255th) subchannels)
The system given as an example of the above-described equalization technique in the prior art does not use k = 0 (0th and 255th) subchannels, and is configured by applying the direct conversion system receiving circuit described above. Assume a case.

図14は、従来技術において、k=0(0番目及び255番目)のサブチャネルは使用しない場合におけるフレーム内のデータ配置を示す図である。図14に示すように、マルチキャリア変調装置において構成されるフレームは、プリアンブル及びデータシンボルからなる。縦軸は時間(シンボル)の方向を示し、横軸は周波数(サブチャネル)の方向を示している。尚、横軸はk=0〜127であり、左から右へ向けて、0番目から127番目のサブチャネルのデータが配置されており、右から左へ向けて、128番目から255番目のサブチャネルのデータが配置されている。プリアンブル及びデータシンボルにおいて、最もDC寄りのサブチャネル(k=0(0番目及び255番目)のサブチャネル)のデータは0である(x0[m]=0,x255[m]=0)。ガードバンドは、k=78〜127,128〜177のサブチャネルに配置されている。 FIG. 14 is a diagram showing a data arrangement in a frame when the k = 0 (0th and 255th) subchannels are not used in the prior art. As shown in FIG. 14, a frame configured in the multicarrier modulation apparatus is composed of a preamble and a data symbol. The vertical axis indicates the direction of time (symbol), and the horizontal axis indicates the direction of frequency (subchannel). The horizontal axis is k = 0 to 127, the data of the 0th to 127th subchannels are arranged from left to right, and the 128th to 255th subchannels are arranged from right to left. Channel data is arranged. In the preamble and data symbol, the data of the subchannel closest to DC (k = 0 (0th and 255th) subchannel) is 0 (x 0 [m] = 0, x 255 [m] = 0). . The guard bands are arranged in the subchannels of k = 78 to 127 and 128 to 177.

図16は、k=0(0番目及び255番目)のサブチャネルを使用しない従来技術におけるシミュレーション結果(2)を示すグラフである。このシミュレーション結果(2)は、入力データが16−PAMの信号であり、2波モデルの場合を示している。(a)は、マルチキャリア復調装置に備えたHPFの遮断周波数がサブチャネル間隔の0.5倍の場合、(b)は、HPFの遮断周波数がサブチャネル間隔の1倍の場合をそれぞれ示している。図中、「ptws−30」「mmse−30」「ptws−20」「mmse−20」「ptws−10」「mmse−10」は、図15と同様の等化手法及びプリアンブル長を示している。   FIG. 16 is a graph showing a simulation result (2) in the prior art that does not use the k = 0 (0th and 255th) subchannels. This simulation result (2) shows a case where the input data is a 16-PAM signal and is a two-wave model. (A) shows the case where the cutoff frequency of the HPF provided in the multicarrier demodulator is 0.5 times the subchannel interval, and (b) shows the case where the cutoff frequency of the HPF is 1 times the subchannel interval. Yes. In the figure, “ptws-30”, “mmse-30”, “ptws-20”, “mmse-20”, “ptws-10”, and “mmse-10” indicate the same equalization technique and preamble length as in FIG. .

図16のシミュレーション結果(2)によれば、HPFの遮断周波数がサブチャネル間隔の0.5倍の場合(a)も1倍の場合(b)も、pointwise−ASCETによる等化手法の方がmmse−ASCETによる等化手法よりも、BER特性が大きく劣化していることがわかる。これは、pointwise−ASCETによる等化手法では、DCオフセットを除去するHPFが影響して、DC寄りの領域において内挿(k=0のサブチャネルとk=1のサブチャネルとの間の中間地点の周波数特性については外挿、またはk=1のサブチャネルにおける中心周波数の周波数特性で代用)による周波数特性の推定が正しく行われないため、等化係数の誤差が大きくなり、DC寄りのサブチャネルのBER特性が劣化するからである。   According to the simulation result (2) in FIG. 16, the pointwise-ASCET equalization method is better when the HPF cutoff frequency is 0.5 times the subchannel interval (a) or 1 time (b). It can be seen that the BER characteristics are greatly deteriorated as compared with the equalization method by mmse-ASCET. This is because, in the pointwise-ASCET equalization method, the HPF that removes the DC offset affects the interpolation in the region closer to the DC (the intermediate point between the k = 0 subchannel and the k = 1 subchannel). The frequency characteristic is not estimated correctly by extrapolation or by substituting the frequency characteristic of the center frequency in the subchannel of k = 1), so that the error of the equalization coefficient becomes large and the DC-oriented subchannel This is because the BER characteristics of the above deteriorate.

図17は、図16(a)の「ptws−30」において、C/N=45dBのときのシミュレーション結果(3)を示すグラフである。このシミュレーション結果(3)は、入力データが16−PAMの信号、2波モデル、HPFの遮断周波数がサブチャネル間隔の0.5倍の場合において、「ptws−30」のC/N=45dBにおけるサブチャネル毎の誤り率を示している。横軸はサブチャネル番号に対応したk、縦軸はxk[m],x2M-1-k[m]の平均シンボル誤り率である。図17のシミュレーション結果(3)によれば、kの小さいDC付近のサブチャネルの領域(0番目及び255番目付近のサブチャネルの領域)で、シンボル誤り率が大きくなっていることがわかる。 FIG. 17 is a graph showing the simulation result (3) when C / N = 45 dB in “ptws-30” in FIG. This simulation result (3) shows that when the input data is a 16-PAM signal, the two-wave model, and the cutoff frequency of the HPF is 0.5 times the subchannel spacing, the C / N = 45 dB of “ptws-30” The error rate for each subchannel is shown. The horizontal axis is k corresponding to the subchannel number, and the vertical axis is the average symbol error rate of x k [m], x 2M-1-k [m]. According to the simulation result (3) in FIG. 17, it can be seen that the symbol error rate is large in the subchannel region near DC with a small k (the subchannel region near the 0th and 255th).

図18は、k=0,1(0番目、1番目、254番目及び255番目)のサブチャネルは使用しない従来技術におけるシミュレーション結果(4)を示すグラフである。このシミュレーション結果(4)は、入力データが16−PAMの信号、2波モデル、HPFの遮断周波数がサブチャネル間隔の2倍の場合を示している。図中、「ptws−30」「mmse−30」「ptws−20」「mmse−20」「ptws−10」「mmse−10」は、図15及び図16と同様の等化手法及びプリアンブル長を示している。   FIG. 18 is a graph showing a simulation result (4) in the prior art in which k = 0, 1 (0th, 1st, 254th, and 255th) subchannels are not used. This simulation result (4) shows a case where the input data is a 16-PAM signal, a two-wave model, and the cutoff frequency of the HPF is twice the subchannel interval. In the figure, “ptws-30”, “mmse-30”, “ptws-20”, “mmse-20”, “ptws-10”, and “mmse-10” have the same equalization method and preamble length as those in FIG. 15 and FIG. Show.

図18のシミュレーション結果(4)によれば、HPFの遮断周波数がサブチャネル間隔の2倍の場合には、k=0に加えてk=1(0番目及び255番目に加えて1番目及び254番目)のサブチャネルを使用しなくても、BER=10−4において図15に示した特性と比較すると、BER特性が劣化していることがわかる。 According to the simulation result (4) in FIG. 18, when the cutoff frequency of the HPF is twice the subchannel interval, k = 1 in addition to k = 0 (the first and 254 in addition to the 0th and 255th). Even if the sub-channel of (th) is not used, it can be seen that the BER characteristics are degraded when compared with the characteristics shown in FIG. 15 at BER = 10 −4 .

国際公開第2005/091583号International Publication No. 2005/091583

L Lin, et al.,“ Cosine-Modulated Multitone for Very-High-Speed Digital Subscriber Lines”, EURASIP Journal on Advances in Signal Processing, Volume 2006, Article ID 19329L Lin, et al., “Cosine-Modulated Multitone for Very-High-Speed Digital Subscriber Lines”, EURASIP Journal on Advances in Signal Processing, Volume 2006, Article ID 19329 J Alhava, et al.,“Adaptive Sine-Modulated/Cosine-Modulated Filter Bank Equalizer for Transmultiplexers”, ECCTD’01 - European Conference on Circuit Theory and Design, August 28-31, 2001, Espoo, FinlandJ Alhava, et al., “Adaptive Sine-Modulated / Cosine-Modulated Filter Bank Equalizer for Transmultiplexers”, ECCTD’01-European Conference on Circuit Theory and Design, August 28-31, 2001, Espoo, Finland 広崎,“An analysis of automatic equalizers for orthogonally multiplexed QAM systems”, IEEE Trans. Commun., vol. 28, pp. 73-83, January 1980Hirosaki, “An analysis of automatic equalizers for orthogonally multiplexed QAM systems”, IEEE Trans. Commun., Vol. 28, pp. 73-83, January 1980 T Ihalainen, et al.,“Channel Equalization in Filter Bank Based Multicarrier Modulation for Wireless Communications”, EURASIP Journal on Advances in Signal Processing Volume 2007, Article ID 49389T Ihalainen, et al., “Channel Equalization in Filter Bank Based Multicarrier Modulation for Wireless Communications”, EURASIP Journal on Advances in Signal Processing Volume 2007, Article ID 49389 Y Yuan, et al.,“Frequency domain equalization in single carrier transmission: filter bank approach”, EURASIP Journal on Applied Signal Processing, Vol. 2007 (2007)Y Yuan, et al., “Frequency domain equalization in single carrier transmission: filter bank approach”, EURASIP Journal on Applied Signal Processing, Vol. 2007 (2007) K Izumi, et al.,“ Performance Evaluation of Wavelet OFDM Using ASCET”, 11th IEEE International Symposium on Power Line Communications and its Applications (ISPLC 2007), pp. 245-250, MAR 26-28, 2007 Pisa ITALYK Izumi, et al., “Performance Evaluation of Wavelet OFDM Using ASCET”, 11th IEEE International Symposium on Power Line Communications and its Applications (ISPLC 2007), pp. 245-250, MAR 26-28, 2007 Pisa ITALY J Ryynanen, et al.,“A single-chip multimode receiver for GSM900, DCS1800, PCS1900, and WCDMA”, IEEE Journal of Solid-State Circuits Vol. 38, Issue. 4, pp.594-602, (Apr. 2003)J Ryynanen, et al., “A single-chip multimode receiver for GSM900, DCS1800, PCS1900, and WCDMA”, IEEE Journal of Solid-State Circuits Vol. 38, Issue. 4, pp.594-602, (Apr. 2003 )

このように、従来技術の等化手法は、プリアンブルデータから、各サブチャネルにおける中心周波数の周波数特性を求め、サブチャネル間の中間地点については、線形補間等の内挿により周波数特性を求め、内挿により求められない中間地点については、外挿または代用により求め、これらの周波数特性からサブチャネルの等化係数を求めるものである。   Thus, the prior art equalization method obtains the frequency characteristic of the center frequency in each subchannel from the preamble data, and obtains the frequency characteristic by interpolation such as linear interpolation at the intermediate point between the subchannels. The intermediate points that cannot be obtained by the interpolation are obtained by extrapolation or substitution, and the subchannel equalization coefficients are obtained from these frequency characteristics.

しかしながら、マルチキャリア復調装置にはDCオフセットを除去するためにHPF等が用いられることから、HPF等が影響して、DC寄りの領域では周波数特性が大きく変化してしまう。このため、DC寄りの領域では等化係数の誤差が大きくなり、BER特性が劣化してしまうという問題があった。   However, since HPF or the like is used to remove the DC offset in the multicarrier demodulator, the frequency characteristics greatly change in a region close to DC due to the influence of HPF or the like. For this reason, there is a problem that the error of the equalization coefficient becomes large in the region near DC, and the BER characteristic is deteriorated.

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、プリアンブルデータを用いて周波数特性を求め、周波数特性から等化係数を求める際に、フィルター等により周波数特性が変化する場合であっても、精度の高い周波数特性を算出し、等化係数の誤差を軽減することが可能なマルチキャリア変調装置及びマルチキャリア復調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 its purpose is to obtain a frequency characteristic using preamble data, and when the equalization coefficient is obtained from the frequency characteristic, the frequency characteristic is changed by a filter or the like. Therefore, an object of the present invention is to provide a multicarrier modulation device and a multicarrier demodulation device capable of calculating frequency characteristics with high accuracy and reducing errors in equalization coefficients.

上記目的を達成するために、本発明によるマルチキャリア変調装置は、サブチャネルの等化係数を算出するために用いるプリアンブルデータが配置されたプリアンブル、及び、ビット列のデータが実データとして配置されたデータシンボルを用いてフレームを構成し、マルチキャリアの信号として伝送路を介して送信するマルチキャリア変調装置と、前記マルチキャリアの信号を受信し、所定周波数の信号をフィルター処理により除去し、前記プリアンブルデータに基づいてサブチャネルにおける伝送路の周波数特性を算出し、前記周波数特性に基づいて等化係数を算出し、前記等化係数に基づいて、前記受信した信号を等化し、元のビット列に復元するマルチキャリア復調装置と、を備えたシステムの前記マルチキャリア変調装置において、前記実データが配置されたサブチャネルに、前記プリアンブルデータを配置すると共に、前記実データが配置されていないサブチャネルのうち、前記実データが配置されたサブチャネルに隣接するサブチャネルに、前記プリアンブルデータを配置し、プリアンブルを生成するプリアンブル生成部と、前記プリアンブル生成部により生成されたプリアンブル及び前記データシンボルを用いてフレームを構成するフレーム構成部と、前記フレーム構成部により構成されたフレームのサブチャネル毎の信号を合成するフィルターバンクと、前記フィルターバンクにより多重された信号を直交変調する直交変調部と、を備えたことを特徴とする。   In order to achieve the above object, the multi-carrier modulation apparatus according to the present invention includes a preamble in which preamble data used for calculating subchannel equalization coefficients is arranged, and data in which bit string data is arranged as actual data. A multi-carrier modulation apparatus that configures a frame using symbols and transmits the multi-carrier signal as a multi-carrier signal via a transmission line; receives the multi-carrier signal; removes a signal of a predetermined frequency by filtering; and the preamble data The frequency characteristic of the transmission path in the sub-channel is calculated based on the above, the equalization coefficient is calculated based on the frequency characteristic, the received signal is equalized based on the equalization coefficient, and is restored to the original bit string In the multicarrier modulation device of the system comprising a multicarrier demodulation device The preamble data is arranged in a subchannel where the actual data is arranged, and the preamble is assigned to a subchannel adjacent to the subchannel where the actual data is arranged among subchannels where the actual data is not arranged. A preamble generation unit that arranges data and generates a preamble; a frame configuration unit that configures a frame using the preamble generated by the preamble generation unit and the data symbol; and a sub of a frame configured by the frame configuration unit A filter bank that synthesizes signals for each channel, and an orthogonal modulation unit that orthogonally modulates a signal multiplexed by the filter bank.

さらに、本発明によるマルチキャリア復調装置は、前記マルチキャリア変調装置からマルチキャリアの信号を受信し、元のビット列に復元するマルチキャリア復調装置において、前記マルチキャリアの信号を直交復調する直交復調部と、前記直交復調部により直交復調された信号から所定周波数の信号を除去するフィルターと、前記フィルターからの信号をサブチャネル毎の信号に分離するフィルターバンクと、前記フィルターバンクにより分離された信号を等化する等化部と、を備え、前記等化部が、前記実データが配置されたサブチャネルのプリアンブルデータ、及び、前記実データが配置されていないサブチャネルのうち、前記実データが配置されたサブチャネルに隣接するサブチャネルのプリアンブルデータに基づいて、前記プリアンブルデータが配置されたサブチャネルにおける中心周波数の伝送路周波数特性を算出し、前記プリアンブルデータが配置されたサブチャネルのうち、隣接する2つのサブチャネルにおける中心周波数の伝送路周波数特性に基づいて、前記隣接する2つのサブチャネルにおける中間地点の伝送路周波数特性を算出する周波数特性算出部と、前記周波数特性算出部により算出された伝送路周波数特性に基づいて、前記実データが配置されたサブチャネルの等化係数を算出する等化係数算出部と、前記等化係数算出部により算出された等化係数に基づいて、前記フィルターバンクにより分離された信号を等化する等化処理部と、を備えたことを特徴とする。   Furthermore, the multicarrier demodulator according to the present invention is a multicarrier demodulator that receives a multicarrier signal from the multicarrier modulator and restores the original bit sequence, and an orthogonal demodulator that orthogonally demodulates the multicarrier signal; A filter that removes a signal of a predetermined frequency from the signal demodulated by the orthogonal demodulator, a filter bank that separates the signal from the filter into a signal for each subchannel, and a signal separated by the filter bank, etc. An equalization unit, and the equalization unit includes the real data among the preamble data of the subchannel in which the real data is arranged and the subchannel in which the real data is not arranged. Based on the preamble data of the subchannel adjacent to the subchannel. Calculating the channel frequency characteristic of the center frequency in the subchannel in which the data is arranged, and based on the channel frequency characteristic of the center frequency in the two adjacent subchannels among the subchannels in which the preamble data is arranged, A frequency characteristic calculation unit that calculates a transmission line frequency characteristic at an intermediate point in the two adjacent subchannels, and a subchannel in which the actual data is arranged based on the transmission line frequency characteristic calculated by the frequency characteristic calculation unit An equalization coefficient calculation unit that calculates an equalization coefficient of the equalization coefficient, and an equalization processing unit that equalizes the signal separated by the filter bank based on the equalization coefficient calculated by the equalization coefficient calculation unit. It is characterized by having.

また、本発明によるマルチキャリア復調装置は、前記等化部に備えた周波数特性算出部が、前記プリアンブルデータに基づいて、前記プリアンブルデータが配置されたサブチャネルにおける中心周波数の伝送路周波数特性を算出し、前記プリアンブルデータが配置されたサブチャネルの領域のうち、前記フィルターの影響を受けるとして予め設定された所定領域について、前記所定領域内の隣接する2つのサブチャネルにおける中間地点の第1の伝送路周波数特性を内挿により求め、前記中間地点の第2の伝送路周波数特性を外挿により求め、前記第1の伝送路周波数特性及び前記第2の伝送路周波数特性を重み付けにより平均化し、前記中間地点の伝送路周波数特性を算出し、前記プリアンブルデータが配置されたサブチャネルの領域のうち、前記所定領域を含まない領域について、前記所定領域を含まない領域内の隣接する2つのサブチャネルにおける中間地点の伝送路周波数特性を内挿により算出する、ことを特徴とする。   In the multicarrier demodulator according to the present invention, the frequency characteristic calculation unit provided in the equalization unit calculates the transmission line frequency characteristic of the center frequency in the subchannel in which the preamble data is arranged based on the preamble data. The first transmission of the intermediate point in two adjacent subchannels in the predetermined area for a predetermined area that is preset to be affected by the filter among the subchannel areas in which the preamble data is arranged Determining the path frequency characteristics by interpolation, determining the second transmission path frequency characteristics at the intermediate point by extrapolation, averaging the first transmission path frequency characteristics and the second transmission path frequency characteristics by weighting, and The transmission path frequency characteristic at the intermediate point is calculated and the subchannel area where the preamble data is arranged is calculated. , The region not including the predetermined region, is calculated by interpolation of the transmission channel frequency characteristic of the intermediate points in two adjacent sub-channel in the area not including the predetermined region, characterized in that.

また、本発明によるマルチキャリア復調装置は、前記内挿の重み及び外挿の重みが、前記内挿の重みと外挿の重みとの合計が2のべき乗の値になるように予め設定されている、ことを特徴とする。   In the multicarrier demodulator according to the present invention, the interpolation weight and the extrapolation weight are set in advance so that a sum of the interpolation weight and the extrapolation weight becomes a power of two. It is characterized by that.

また、本発明によるマルチキャリア復調装置は、前記フィルターを、抵抗及びコンデンサからなる1次フィルターとし、前記等化部に備えた周波数特性算出部が、前記プリアンブルデータが配置されたサブチャネルの領域のうち、前記所定領域について、前記1次フィルターによる周波数除去の特性に対応した周波数特性に近似するように、予め設定された内挿の重み及び外挿の重みに基づいて、前記所定領域内の隣接する2つのサブチャネルにおける中間地点の伝送路周波数特性を算出する、ことを特徴とする。   In the multicarrier demodulator according to the present invention, the filter is a primary filter composed of a resistor and a capacitor, and the frequency characteristic calculation unit provided in the equalization unit has a subchannel region in which the preamble data is arranged. Among the predetermined regions, the adjacent regions in the predetermined region are set based on preset interpolation weights and extrapolation weights so as to approximate frequency characteristics corresponding to the frequency removal characteristics of the primary filter. The transmission path frequency characteristic of the intermediate point in the two subchannels is calculated.

また、本発明によるマルチキャリア復調装置は、前記伝送路周波数特性の代わりに等化部周波数特性とする、ことを特徴とする。   The multicarrier demodulator according to the present invention is characterized in that an equalizer frequency characteristic is used instead of the transmission line frequency characteristic.

以上のように、本発明によれば、実データが配置されたサブチャネルに隣接したサブチャネルにも、プリアンブルデータが配置される。これにより、マルチキャリア復調装置は、実データが配置されたサブチャネルに隣接したサブチャネルについても、中心周波数の周波数特性を算出することができ、実データが配置された全てのサブチャネルについて、中間地点の周波数特性を内挿により算出することができる。したがって、実データが配置された全てのサブチャネルにおける中間地点の周波数特性を、内挿により求めた値を用いて算出することにより、精度の高い値とすることができる。つまり、等化係数の誤差を軽減することができ、BER特性の劣化を緩和することができる。また、例えばDCオフセットを除去するHPFをそのまま用いながら、本発明による少ない演算量の簡易な処理を追加するのみで、BER特性の劣化を改善することができる。   As described above, according to the present invention, preamble data is also arranged in a subchannel adjacent to a subchannel in which actual data is arranged. As a result, the multicarrier demodulator can calculate the frequency characteristics of the center frequency for subchannels adjacent to the subchannel where the actual data is arranged. The frequency characteristic of the point can be calculated by interpolation. Therefore, it is possible to obtain a highly accurate value by calculating the frequency characteristics of the intermediate points in all the subchannels in which the actual data is arranged using the values obtained by interpolation. That is, the error of the equalization coefficient can be reduced, and the deterioration of the BER characteristic can be reduced. Further, for example, while using the HPF for removing the DC offset as it is, the deterioration of the BER characteristic can be improved only by adding a simple process with a small amount of calculation according to the present invention.

本発明の実施形態によるマルチキャリア変調装置及びマルチキャリア復調装置を含む全体システムの構成を等価低域系モデルにより示したブロック図である。It is the block diagram which showed the structure of the whole system containing the multicarrier modulation apparatus and multicarrier demodulation apparatus by embodiment of this invention with the equivalent low-pass system model. マルチキャリア変調装置に備えたフレーム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 the framing part with which the multicarrier modulation apparatus was equipped. マルチキャリア復調装置に備えた等化器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 equalizer with which the multicarrier demodulation apparatus was equipped. フレーム内のデータ配置を示す図である。It is a figure which shows the data arrangement | positioning in a flame | frame. フレーム化部の処理を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the process of a flame | frame part. 等化器に備えた周波数特性算出部の処理を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the process of the frequency characteristic calculation part with which the equalizer was equipped. 周波数特性算出部により算出される周波数特性を説明する図である。It is a figure explaining the frequency characteristic calculated by the frequency characteristic calculation part. 周波数特性をy=(a/x)+bの式で近似した場合における中間地点の周波数特性を算出する手法を説明する図である。It is a figure explaining the method of calculating the frequency characteristic of an intermediate point in the case of approximating a frequency characteristic with the formula of y = (a / x) + b. 本発明の実施形態によるマルチキャリア変調装置及びマルチキャリア復調装置を用いた場合のシミュレーション結果(1)を示すグラフである。It is a graph which shows the simulation result (1) at the time of using the multicarrier modulation apparatus and multicarrier demodulation apparatus by embodiment of this invention. 本発明の実施形態によるマルチキャリア変調装置及びマルチキャリア復調装置を用いた場合のシミュレーション結果(2)を示すグラフである。It is a graph which shows the simulation result (2) at the time of using the multicarrier modulation apparatus and multicarrier demodulation apparatus by embodiment of this invention. 本発明の実施形態によるマルチキャリア変調装置及びマルチキャリア復調装置を用いた場合のシミュレーション結果(3)を示すグラフである。It is a graph which shows the simulation result (3) at the time of using the multicarrier modulation apparatus and multicarrier demodulation apparatus by embodiment of this invention. 本発明の実施形態によるマルチキャリア変調装置及びマルチキャリア復調装置を用いた場合のシミュレーション結果(4)を示すグラフである。It is a graph which shows the simulation result (4) at the time of using the multicarrier modulation apparatus and multicarrier demodulation apparatus by embodiment of this invention. 本発明の実施形態によるマルチキャリア変調装置及びマルチキャリア復調装置を用いた場合のシミュレーション結果(5)を示すグラフである。It is a graph which shows the simulation result (5) at the time of using the multicarrier modulation apparatus and multicarrier demodulation apparatus by embodiment of this invention. 従来技術におけるフレーム内のデータ配置を示す図である。It is a figure which shows the data arrangement | positioning in the flame | frame in a prior art. 従来技術を用いた場合のシミュレーション結果(1)を示すグラフである。It is a graph which shows the simulation result (1) at the time of using a prior art. 従来技術を用いた場合のシミュレーション結果(2)を示すグラフである。It is a graph which shows the simulation result (2) at the time of using a prior art. 従来技術を用いた場合のシミュレーション結果(3)を示すグラフである。It is a graph which shows the simulation result (3) at the time of using a prior art. 従来技術を用いた場合のシミュレーション結果(4)を示すグラフである。It is a graph which shows the simulation result (4) at the time of using a prior art.

本発明は、プリアンブル及びデータシンボルによりフレームを構成し、フレームを構成するサブチャネル毎のデータをFBにより多重し、直交変調してマルチキャリアの信号として送信するマルチキャリア変調装置と、マルチキャリア変調装置からマルチキャリアの信号を受信して直交復調し、フレームを構成するサブチャネル毎のデータに、FBにより分離し、プリアンブルデータを用いて伝送路の周波数特性を求め、周波数特性から等化係数を求めるマルチキャリア復調装置とを備えたシステムを前提にしている。マルチキャリア変調装置は、データシンボルにより実データが伝送されるサブチャネルに加え、それよりも外側のサブチャネルにもプリアンブルデータを配置する。マルチキャリア復調装置は、実データが伝送されるサブチャネルにおける中心周波数の周波数特性については、そのサブチャネルのプリアンブルデータを用いて算出し、実データが伝送されるサブチャネルよりも外側のサブチャネルにおける中心周波数の周波数特性についても、そのサブチャネルのプリアンブルデータを用いて算出する。実データが伝送されるサブチャネル間の中間地点における周波数特性については、隣接する2つのサブチャネルにおける中心周波数の周波数特性を用いて線形補間等の内挿により算出する。HPF等が影響して周波数特性が変化する領域のサブチャネルの中間地点における周波数特性については、隣接する2つのサブチャネルにおける中心周波数の周波数特性を用いて内挿により算出した値と、外挿により算出した値とを用いて、所定の重み付き平均を算出する。   The present invention relates to a multicarrier modulation apparatus that forms a frame with a preamble and data symbols, multiplexes data for each subchannel constituting the frame with FB, orthogonally modulates and transmits as a multicarrier signal, and a multicarrier modulation apparatus Multi-carrier signals are received and orthogonally demodulated, separated into data for each subchannel constituting the frame by FB, the frequency characteristics of the transmission path are obtained using the preamble data, and the equalization coefficient is obtained from the frequency characteristics A system including a multi-carrier demodulator is assumed. The multicarrier modulation apparatus arranges preamble data in subchannels outside the subchannel in which actual data is transmitted by data symbols. The multi-carrier demodulator calculates the frequency characteristics of the center frequency in the subchannel in which the actual data is transmitted using the preamble data of the subchannel, and in the subchannel outside the subchannel in which the actual data is transmitted. The frequency characteristic of the center frequency is also calculated using the preamble data of the subchannel. The frequency characteristic at the intermediate point between the subchannels in which the actual data is transmitted is calculated by interpolation such as linear interpolation using the frequency characteristic of the center frequency in the two adjacent subchannels. For the frequency characteristics at the midpoint of the subchannel in the region where the frequency characteristics change due to HPF or the like, the value calculated by interpolation using the frequency characteristics of the center frequency in two adjacent subchannels and the extrapolation A predetermined weighted average is calculated using the calculated value.

ここで、プリアンブルデータは、データシンボルにより実データが伝送されるサブチャネルに加え、それよりも外側のサブチャネルにも与えられるため、実データが伝送されるサブチャネル及びその外側のサブチャネルにおける全ての中間地点における周波数特性は、内挿により算出することができる。これにより、HPF等が影響して周波数特性が変化する領域のサブチャネルにおける中間地点の周波数特性は、隣接する2つのサブチャネルにおける中心周波数の周波数特性を用いた内挿による値及び外挿による値に基づいて算出することができるから、精度の高い値となる。したがって、等化係数の誤差を軽減することができ、BER特性の劣化を緩和することができる。つまり、DCオフセットを除去するHPF等をそのまま用いながら、本発明による少ない演算量の簡易な処理を追加するのみで、BER特性の劣化を改善することができる。   Here, the preamble data is given to the subchannel where the actual data is transmitted in addition to the subchannel where the actual data is transmitted by the data symbol, so all the subchannels where the actual data is transmitted and the subchannels outside the subchannel. The frequency characteristics at the intermediate point can be calculated by interpolation. As a result, the frequency characteristics of the intermediate point in the subchannel in the region where the frequency characteristics change due to the influence of HPF or the like are the values obtained by the interpolation using the frequency characteristics of the center frequency in the two adjacent subchannels and the values obtained by the extrapolation. Since it can be calculated based on the above, it becomes a highly accurate value. Therefore, the error of the equalization coefficient can be reduced and the deterioration of the BER characteristic can be reduced. That is, it is possible to improve the deterioration of the BER characteristic only by adding a simple process with a small amount of calculation according to the present invention while using the HPF or the like for removing the DC offset as it is.

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。
〔システム〕
まず、本発明の実施形態によるマルチキャリア変調装置及びマルチキャリア復調装置を含む全体システムについて説明する。図1は、全体システムの構成を等価低域系モデルにより示したブロック図である。このシステムは、パスバンド伝送を実現するマルチキャリア変調装置1及びマルチキャリア復調装置2により構成される。マルチキャリア変調装置1は、ビット列をフレーム化してプリアンブル及びデータシンボルからなるフレームを構成し、FBによりサブチャネル毎の信号を多重して直交変調し、マルチキャリアの信号を、伝送路3を介してマルチキャリア復調装置2へ送信する。マルチキャリア復調装置2は、マルチキャリア変調装置1から送信されたマルチキャリアの信号を、伝送路3を介して受信し、直交変調してFBによりサブチャネル毎の信号に分離し、等化を行ってデフレーム化し、元のビット列に復元する。
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
〔system〕
First, an overall system including a multicarrier modulation apparatus and a multicarrier demodulation apparatus according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the entire system using an equivalent low-frequency system model. This system includes a multicarrier modulation apparatus 1 and a multicarrier demodulation apparatus 2 that implement passband transmission. The multicarrier modulation apparatus 1 framing a bit string to form a frame composed of a preamble and a data symbol, multiplexing signals for each subchannel by the FB and performing orthogonal modulation, and transmitting the multicarrier signal via the transmission path 3 Transmit to the multi-carrier demodulator 2. The multicarrier demodulator 2 receives the multicarrier signal transmitted from the multicarrier modulator 1 via the transmission path 3, performs orthogonal modulation, separates the signal into subchannel signals by FB, and performs equalization. To deframe and restore the original bit string.

尚、図1は、等価低域系モデルにより示しているため、マルチキャリア変調装置1においてパスバンドの信号に変換する処理、マルチキャリア復調装置2においてパスバンドの信号をベースバンドIQ信号に変換する処理、周波数同期処理及びクロック同期処理等は省略してある。マルチキャリア復調装置2において、同期は確立されているものとする。また、マルチキャリア変調装置1及びマルチキャリア復調装置2において、CMFB及びSMFBのサイズをMとし、M=128とする。kは、対応するサブチャネルの位置をDCに近い方から数えた番号(サブチャネル番号に対応した番号)を示し、mは、シンボル番号を示す。   Since FIG. 1 shows an equivalent low-frequency model, the multicarrier modulation apparatus 1 converts the signal into a passband signal, and the multicarrier demodulation apparatus 2 converts the passband signal into a baseband IQ signal. Processing, frequency synchronization processing, clock synchronization processing, and the like are omitted. In the multicarrier demodulator 2, synchronization is assumed to be established. In the multicarrier modulation apparatus 1 and the multicarrier demodulation apparatus 2, the size of CMFB and SMFB is M, and M = 128. k indicates a number (corresponding to the subchannel number) obtained by counting the position of the corresponding subchannel from the side closer to DC, and m indicates a symbol number.

〔マルチキャリア変調装置〕
次に、図1に示したマルチキャリア変調装置1の構成について詳細に説明する。このマルチキャリア変調装置1は、フレーム化部10、減算器20−1、加算器20−2、乗算器30−1,30−2、合成CMFB40−1、合成SMFB40−2及び直交変調器50を備えている。
[Multi-carrier modulator]
Next, the configuration of multicarrier modulation apparatus 1 shown in FIG. 1 will be described in detail. The multicarrier modulation apparatus 1 includes a framing unit 10, a subtracter 20-1, an adder 20-2, multipliers 30-1 and 30-2, a combined CMFB 40-1, a combined SMFB 40-2, and an orthogonal modulator 50. I have.

フレーム化部10は、ビット列を入力し、シリアル信号のビット列を、1フレームのデータシンボルに収容されるデータ毎にパラレル信号に変換し、プリアンブル及びデータシンボルを生成してフレームを構成する。そして、フレーム化部10は、2M個のPAM信号の両端から(k+1)番目(0≦k<M)のデータであるPAM信号xk[m],x2M-1-k[m]を組にして、減算器20−1及び加算器20−2に出力する。ここで、フレーム化部10は、プリアンブルを生成する際に、データシンボルにより実データが伝送されるサブチャネルにプリアンブルデータを配置し、それ以外のサブチャネルにもプリアンブルデータを配置する。フレーム化部10の詳細については後述する。以下、フレーム長を1000シンボルとする。 The framing unit 10 receives a bit string, converts the bit string of the serial signal into a parallel signal for each data contained in one frame of data symbols, and generates a preamble and data symbols to form a frame. The framing unit 10 combines the (K + 1) th (0 ≦ k <M) PAM signals x k [m], x 2M-1-k [m] from both ends of the 2M PAM signals. To the subtracter 20-1 and the adder 20-2. Here, when generating the preamble, the framing unit 10 arranges the preamble data in the subchannel where the actual data is transmitted by the data symbol, and arranges the preamble data in the other subchannels. Details of the framing unit 10 will be described later. Hereinafter, the frame length is 1000 symbols.

減算器20−1は、フレーム化部10からPAM信号xk[m],x2M-1-k[m]を入力し、PAM信号xk[m]からPAM信号x2M-1-k[m]を減算し、減算結果を乗算器30−1に出力する。乗算器30−1は、減算器20−1から減算結果を入力し、減算結果に1/2を乗算し、差分の乗算結果((xk[m]−x2M-1-k[m])/2)を合成CMFB40−1に出力する。 Subtractor 20-1, the framing section 10 PAM signal x k [m], and enter the x 2M-1-k [m ], PAM signal from the PAM signal x k [m] x 2M- 1-k [ m] is subtracted, and the subtraction result is output to the multiplier 30-1. The multiplier 30-1 receives the subtraction result from the subtracter 20-1, multiplies the subtraction result by 1/2, and multiplies the difference ((x k [m] −x 2M-1-k [m] ) / 2) is output to the synthesized CMFB 40-1.

加算器20−2は、フレーム化部10からPAM信号xk[m],x2M-1-k[m]を入力し、PAM信号xk[m]及びPAM信号x2M-1-k[m]を加算し、加算結果を乗算器30−2に出力する。乗算器30−2は、加算器20−2から加算結果を入力し、加算結果に1/2を乗算し、和の乗算結果((xk[m]+x2M-1-k[m])/2)を合成SMFB40−2に出力する。 The adder 20-2 receives the PAM signal x k [m], x 2M-1-k [m] from the framing unit 10 and receives the PAM signal x k [m] and the PAM signal x 2M-1-k [m]. m] are added, and the addition result is output to the multiplier 30-2. The multiplier 30-2 receives the addition result from the adder 20-2, multiplies the addition result by 1/2, and the sum multiplication result ((x k [m] + x 2M-1-k [m]) / 2) is output to the combined SMFB 40-2.

合成CMFB40−1は、乗算器30−1から差分の乗算結果((xk[m]−x2M-1-k[m])/2)を入力し、段階的なフィルター処理を施し、入力したサブチャネル毎の信号を合成して多重する。合成CMFB40−1により多重された信号は、直交変調器50に出力される。合成SMFB40−2は、乗算器30−2から和の乗算結果((xk[m]+x2M-1-k[m])/2)を入力し、段階的なフィルター処理を施し、入力したサブチャネル毎の信号を合成して多重する。合成SMFB40−2により多重された信号は、直交変調器50に出力される。 The synthesis CMFB 40-1 inputs the difference multiplication result ((x k [m] −x 2M-1-k [m]) / 2) from the multiplier 30-1, performs stepwise filtering, and inputs the result. The signals for each subchannel are combined and multiplexed. The signal multiplexed by the combined CMFB 40-1 is output to the quadrature modulator 50. The synthesis SMFB 40-2 inputs the sum multiplication result ((x k [m] + x 2M-1-k [m]) / 2) from the multiplier 30-2, performs stepwise filtering, and inputs the result. The signals for each subchannel are combined and multiplexed. The signal multiplexed by the combined SMFB 40-2 is output to the quadrature modulator 50.

直交変調器50は、合成CMFB40−1及び合成SMFB40−2からFBを通過した信号をそれぞれ入力し、入力した信号を直交変調し、直交変調後のマルチキャリアの信号を、伝送路3を介してマルチキャリア復調装置2へ送信する。直交変調器50は、直交変調の処理を等価低域系の複素数で表現すると、乗算器51及び加算器52を備えている。乗算器51は、合成SMFB40−2からの信号にj(=√−1)を乗算し、加算器52は、乗算器51からの乗算結果の信号と、合成CMFB40−1からの信号とを加算する。加算器52による加算結果の信号は、マルチキャリアの信号として送信される。   The quadrature modulator 50 receives the signals that have passed through the FB from the combined CMFB 40-1 and the combined SMFB 40-2, performs quadrature modulation on the input signal, and transmits the multi-carrier signal after quadrature modulation via the transmission path 3. Transmit to the multi-carrier demodulator 2. The quadrature modulator 50 includes a multiplier 51 and an adder 52 when the quadrature modulation process is expressed by a complex number of an equivalent low-frequency system. The multiplier 51 multiplies the signal from the combined SMFB 40-2 by j (= √−1), and the adder 52 adds the signal resulting from the multiplication from the multiplier 51 and the signal from the combined CMFB 40-1. To do. The signal resulting from the addition by the adder 52 is transmitted as a multicarrier signal.

(フレーム化部の構成)
次に、図1に示したマルチキャリア変調装置1のフレーム化部10について詳細に説明する。図2は、フレーム化部10の構成を示すブロック図である。このフレーム化部10は、プリアンブル生成部11、データシンボル生成部12及びフレーム構成部13を備えている。前述のとおり、フレーム化部10は、ビット列を入力し、シリアル信号のビット列を1フレーム毎のパラレル信号に変換し、プリアンブル及びデータシンボルからなるフレームを構成し、PAM信号xk[m],x2M-1-k[m]を組にして出力する。
(Configuration of framing unit)
Next, the framing unit 10 of the multicarrier modulation apparatus 1 shown in FIG. 1 will be described in detail. FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of the framing unit 10. The framing unit 10 includes a preamble generation unit 11, a data symbol generation unit 12, and a frame configuration unit 13. As described above, the framing unit 10 receives a bit string, converts the bit string of the serial signal into a parallel signal for each frame, forms a frame including a preamble and data symbols, and generates a PAM signal x k [m], x Output 2M-1-k [m] as a set.

フレーム化部10のプリアンブル生成部11は、予め設定されたサブチャネル番号及びシンボル番号の位置に、データシンボルにより実データが伝送されるサブチャネルに加え、それよりも外側のサブチャネルにもプリアンブルデータを与えるように、マルチキャリア復調装置2においてサブチャネルにおける中心周波数の周波数特性を算出するための有効データであるプリアンブルデータを配置し、それ以外の位置に無効データである“0”を配置してガードバンドを生成し、1フレーム毎にプリアンブルを生成する。プリアンブルデータは、予め設定されたデータが用いられる。そして、プリアンブル生成部11は、生成したプリアンブルをフレーム構成部13に出力する。   The preamble generation unit 11 of the framing unit 10 adds the preamble data to the subchannels where the actual data is transmitted by the data symbols at the position of the preset subchannel number and symbol number, and also to the subchannels outside the subchannel. In the multicarrier demodulator 2, preamble data which is valid data for calculating the frequency characteristics of the center frequency in the subchannel is arranged, and “0” which is invalid data is arranged at other positions. A guard band is generated and a preamble is generated for each frame. As the preamble data, preset data is used. Then, the preamble generation unit 11 outputs the generated preamble to the frame configuration unit 13.

図4は、フレーム化部10により構成されるフレーム内のデータ配置を説明する図であり、従来技術におけるフレーム内のデータ配置を示す図14に対応している。プリアンブル生成部11は、図4に示すように、プリアンブルデータを配置し、プリアンブルを生成する。具体的には、プリアンブル生成部11は、データシンボルの領域に実データが配置されるk=1〜77(1番目から77番目及び178番目から254番目)のサブチャネルに、プリアンブルデータを配置し、さらに、実データが配置されるサブチャネルよりも外側のk=0(0番目及び255番目)のサブチャネル、すなわち、最もDC寄りのサブチャネルにもプリアンブルデータを配置する。また、プリアンブル生成部11は、k=78〜127(78番目から177番目)のサブチャネルに“0”を配置し、ガードバンドを生成する。   FIG. 4 is a diagram for explaining the data arrangement in the frame constituted by the framing unit 10 and corresponds to FIG. 14 showing the data arrangement in the frame in the prior art. As shown in FIG. 4, the preamble generation unit 11 arranges preamble data and generates a preamble. Specifically, the preamble generation unit 11 arranges the preamble data in the subchannels of k = 1 to 77 (1st to 77th and 178th to 254th) where the actual data is arranged in the data symbol area. Furthermore, preamble data is also arranged in k = 0 (0th and 255th) subchannels outside the subchannel in which actual data is arranged, that is, the subchannel closest to DC. Also, the preamble generation unit 11 arranges “0” in the subchannels of k = 78 to 127 (78th to 177th), and generates a guard band.

尚、プリアンブル生成部11は、実データが配置されるサブチャネルに加え、k=0(0番目及び255番目)のサブチャネルである最もDC寄りのサブチャネルにもプリアンブルデータを配置するようにしたが、これは、マルチキャリア復調装置2に備えたHPFを想定しているからである。本発明では、必ずしもDC寄りのサブチャネルにプリアンブルデータを配置する必要はなく、周波数特性が変化する原因となるフィルター等に応じて、必要な位置のサブチャネルにプリアンブルデータを配置すればよい。例えば、マルチキャリア復調装置2がLPF(Low Pass Filter)を備えている場合、プリアンブル生成部11は、実データが配置されるサブチャネルに加え、k=78,127(78番目、127番目、128番目及び177番目)のサブチャネルにもプリアンブルデータを配置するようにしてもよい。   In addition, the preamble generation unit 11 arranges the preamble data in the subchannel closest to DC, which is the k = 0 (0th and 255th) subchannel, in addition to the subchannel in which the actual data is arranged. However, this is because the HPF provided in the multicarrier demodulator 2 is assumed. In the present invention, it is not always necessary to arrange preamble data in a subchannel closer to DC, and it is only necessary to arrange preamble data in a subchannel at a necessary position according to a filter that causes a change in frequency characteristics. For example, when the multicarrier demodulator 2 includes an LPF (Low Pass Filter), the preamble generator 11 adds k = 78, 127 (78th, 127th, 128th) in addition to the subchannel in which the actual data is arranged. The preamble data may also be arranged in the (th and 177th) subchannels.

図2に戻って、データシンボル生成部12は、ビット列を入力し、ビット列のシリアル信号をパラレル信号に変換し、例えば、8−PAM信号にグレイ(Gray)符号化し、予め設定されたサブチャネル番号及びシンボル番号の位置にグレイ符号列及び“0”を配置し、ガードバンドを生成し、1フレーム毎にデータシンボルを生成する。そして、データシンボル生成部12は、生成したデータシンボルをフレーム構成部13に出力する。   Returning to FIG. 2, the data symbol generation unit 12 inputs a bit string, converts the serial signal of the bit string into a parallel signal, for example, gray-codes the 8-PAM signal, and sets a preset subchannel number. In addition, a Gray code string and “0” are arranged at the position of the symbol number, a guard band is generated, and a data symbol is generated for each frame. Then, the data symbol generation unit 12 outputs the generated data symbol to the frame configuration unit 13.

図4を参照して、データシンボル生成部12は、入力したビット列をグレイ符号化し、k=1〜77(1番目から77番目及び178番目から254番目)のサブチャネルにグレイ符号列を実データとして配置し、k=0(0番目及び255番目)のサブチャネルに“0”を配置する。また、データシンボル生成部12は、k=78〜127(78番目から177番目)のサブチャネルに“0”を配置し、ガードバンドを生成する。ここで、各シンボルに対する制限として、k=0(0番目及び255番目)のサブチャネルでは、DCオフセットを除去するために用いられるHPFの影響があるため、実データの伝送は行わない。すなわち、データシンボルについては、PAM信号x0[m],x255[m]=0とする。また、ガードバンドを確保するため、kが大きい部分でPAM信号xk[m],x2M-1-k[m]=0(77<k<128)とする。ここでの計算例では、サブチャネル間隔を0.75MHzとし、変調波の帯域が120MHzに収まるようにするため、77<k<128の範囲でPAM信号xk[m],x2M-1-k[m]=0としている。 Referring to FIG. 4, the data symbol generation unit 12 performs Gray coding on the input bit string, and converts the Gray code string to actual data in subchannels k = 1 to 77 (1st to 77th and 178th to 254th). And “0” is arranged in the subchannel of k = 0 (0th and 255th). In addition, the data symbol generation unit 12 arranges “0” in the subchannels of k = 78 to 127 (from the 78th to the 177th), and generates a guard band. Here, as a restriction on each symbol, in the subchannel of k = 0 (0th and 255th), since there is an influence of HPF used to remove the DC offset, actual data is not transmitted. That is, for data symbols, PAM signals x 0 [m], x 255 [m] = 0. In order to secure a guard band, PAM signals x k [m], x 2M-1-k [m] = 0 (77 <k <128) are set in a portion where k is large. In this calculation example, the PAM signal x k [m], x 2M-1- is set in the range of 77 <k <128 in order to set the subchannel interval to 0.75 MHz and the modulation wave band to be within 120 MHz. k [m] = 0.

図2に戻って、フレーム構成部13は、プリアンブル生成部11からプリアンブルを入力し、データシンボル生成部12からデータシンボルを入力し、図4に示すように、プリアンブル及びデータシンボルからなるフレームを構成する。そして、フレーム化部10は、2M個のPAM信号の両端から(k+1)番目(0≦k<M)のデータに相当するPAM信号xk[m],x2M-1-k[m]を組にして、減算器20−1及び加算器20−2に出力する。 Returning to FIG. 2, the frame configuration unit 13 inputs the preamble from the preamble generation unit 11 and the data symbol from the data symbol generation unit 12, and configures a frame composed of the preamble and the data symbol as shown in FIG. To do. The framing unit 10 then outputs PAM signals x k [m] and x 2M-1-k [m] corresponding to the (k + 1) th (0 ≦ k <M) data from both ends of the 2M PAM signals. A set is output to the subtracter 20-1 and the adder 20-2.

(フレーム化部の処理)
次に、図1及び図2に示したフレーム化部10の処理について詳細に説明する。図5は、フレーム化部10の処理を示すフロー図である。フレーム化部10のデータシンボル生成部12は、ビット列を入力してシリアル/パラレル変換し、8−PAM信号にグレイ符号化し、グレイ符号列を生成する(ステップS501)。ここで、シリアル信号のビット列は、1フレームのデータシンボルに収容されるデータの数である(1000−10)×2×(128−51)×3ビット毎にパラレル信号に変換される。
(Processing of framing part)
Next, the processing of the framing unit 10 shown in FIGS. 1 and 2 will be described in detail. FIG. 5 is a flowchart showing processing of the framing unit 10. The data symbol generation unit 12 of the framing unit 10 receives the bit string, performs serial / parallel conversion, performs gray coding on the 8-PAM signal, and generates a gray code string (step S501). Here, the bit string of the serial signal is converted into a parallel signal every (1000-10) × 2 × (128-51) × 3 bits, which is the number of data accommodated in one frame data symbol.

データシンボル生成部12は、グレイ符号列の所定位置に“0”を挿入し、256個単位のデータシンボルを生成する(ステップS502)。具体的には、データシンボル生成部12は、k=1〜77(1番目から77番目及び178番目から254番目)のサブチャネルにグレイ符号列である実データを配置し、k=0(0番目及び255番目)のサブチャネルである最もDC寄りのサブチャネルに“0”を配置し(ステップS503)、k=78〜127(78番目から177番目)のサブチャネルに“0”を配置してガードバンドを生成する(ステップS504)。このようにして、データシンボル生成部12により、1フレームを構成する1000シンボルのうち990シンボル長のデータシンボルが生成される。   The data symbol generator 12 inserts “0” at a predetermined position of the gray code string to generate 256 units of data symbols (step S502). Specifically, the data symbol generation unit 12 arranges real data that is a Gray code string in the subchannels of k = 1 to 77 (1st to 77th and 178th to 254th), and k = 0 (0 “0” is allocated to the sub-channel closest to the DC which is the (th and 255th) subchannels (step S503), and “0” is allocated to the subchannels of k = 78 to 127 (78th to 177th). A guard band is generated (step S504). In this way, the data symbol generator 12 generates data symbols having a length of 990 symbols out of 1000 symbols constituting one frame.

一方、プリアンブル生成部11は、データシンボルの領域に実データが配置されるk=1〜77(第1番目から77番目及び178番目から254番目)のサブチャネルに、プリアンブルデータを配置し、実データが配置されるサブチャネルよりも外側のk=0(0番目及び255番目)のサブチャネル、すなわち、最もDC寄りのサブチャネルにも、プリアンブルデータを配置する(ステップS505)。また、プリアンブル生成部11は、k=78〜127(78番目から177番目)のサブチャネルに“0”を配置し、ガードバンドを生成する(ステップS506)。このようにして、プリアンブル生成部11により、1フレームを構成する1000シンボルのうち10シンボル長のプリアンブルが生成される。ここで生成したプリアンブルは毎フレーム同じものを使用する。   On the other hand, the preamble generation unit 11 arranges the preamble data in the k = 1 to 77 (first to 77th and 178th to 254th) subchannels in which the actual data is arranged in the data symbol area. Preamble data is also arranged in k = 0 (0th and 255th) subchannels outside the subchannel in which data is arranged, that is, in the subchannel closest to DC (step S505). Also, the preamble generator 11 places “0” in the subchannels of k = 78 to 127 (from 78th to 177th), and generates a guard band (step S506). In this way, the preamble generator 11 generates a preamble having a length of 10 symbols out of 1000 symbols constituting one frame. The preamble generated here uses the same preamble every frame.

フレーム構成部13は、データシンボル生成部12により生成されたデータシンボルの前に、プリアンブル生成部11により生成されたプリアンブルを挿入し、フレームを構成する(ステップS507)。このようにして、フレーム構成部13により、1000シンボル長のフレームが構成される。   The frame configuration unit 13 inserts the preamble generated by the preamble generation unit 11 before the data symbol generated by the data symbol generation unit 12, and configures a frame (step S507). In this way, a frame having a symbol length of 1000 symbols is configured by the frame configuration unit 13.

以上のように、本発明の実施形態によるマルチキャリア変調装置1によれば、フレーム化部10のプリアンブル生成部11が、データシンボルにより実データが伝送されるサブチャネルに加え、それよりもDC寄りのサブチャネルにもプリアンブルデータを配置し、フレーム構成部13が、所定のサブチャネルに実データが配置されたデータシンボルと、プリアンブルデータが配置されたプリアンブルとによりフレームを構成するようにした。このように構成されたフレームは、サブチャネル毎にFBにて多重され直交変調され、マルチキャリアの信号としてマルチキャリア復調装置2へ送信される。これにより、マルチキャリア復調装置は、マルチキャリア変調装置1から送信されたマルチキャリアの信号を受信し、データシンボルにより実データが伝送される所定のサブチャネルのプリアンブルデータに加え、それよりもDC寄りのサブチャネルにも配置されたプリアンブルデータも用いることにより、HPF等が影響して周波数特性が変化する部分について、精度の高い周波数特性を算出することができる。マルチキャリア復調装置2の処理の詳細については後述する。したがって、等化係数の誤差を軽減することができ、BER特性の劣化を緩和することができる。   As described above, according to the multicarrier modulation device 1 according to the embodiment of the present invention, the preamble generation unit 11 of the framing unit 10 is closer to DC than the subchannel in which actual data is transmitted by data symbols. Preamble data is also arranged in the subchannels, and the frame configuration unit 13 configures a frame with data symbols in which actual data is arranged in predetermined subchannels and preambles in which the preamble data is arranged. The frame configured in this manner is multiplexed by FB for each subchannel, orthogonally modulated, and transmitted to the multicarrier demodulator 2 as a multicarrier signal. As a result, the multicarrier demodulator receives the multicarrier signal transmitted from the multicarrier modulator 1, and in addition to the preamble data of the predetermined subchannel in which the actual data is transmitted by the data symbol, is closer to the DC. By using also the preamble data arranged in the subchannels, it is possible to calculate a highly accurate frequency characteristic for a portion where the frequency characteristic changes due to the influence of HPF or the like. Details of the processing of the multicarrier demodulator 2 will be described later. Therefore, the error of the equalization coefficient can be reduced and the deterioration of the BER characteristic can be reduced.

〔マルチキャリア復調装置〕
次に、図1に示したマルチキャリア復調装置2の構成について詳細に説明する。このマルチキャリア復調装置2は、直交復調器60、分析CMFB70−1,70−3、分析SMFB70−2,70−4、減算器80−1,80−4、加算器80−2、加算反転器80−3、等化器90−1,90−2、実部抽出部100−1,100−2及びデフレーム化部110を備えている。
[Multi-carrier demodulator]
Next, the configuration of the multicarrier demodulator 2 shown in FIG. 1 will be described in detail. The multicarrier demodulator 2 includes an orthogonal demodulator 60, analysis CMFBs 70-1 and 70-3, analysis SMFBs 70-2 and 70-4, subtractors 80-1 and 80-4, an adder 80-2, and an addition inverter. 80-3, equalizers 90-1 and 90-2, real part extraction units 100-1 and 100-2, and a deframing unit 110 are provided.

マルチキャリア復調装置2は、マルチキャリア変調装置1により送信されたマルチキャリアの信号を、伝送路3を介して受信する。そして、直交復調器60は、受信したマルチキャリアの信号を入力し、ベースバンドIQ信号に変換する。直交復調の処理を等価低域系の複素数で表現すると、直交復調器60は、実部抽出部61(Re{・})及び虚部抽出部62(Im{・})を備えている。直交復調器60は、入力した信号を直交復調し、実部抽出部61において、入力した信号を実部判定して実部の信号を抽出し、虚部抽出部62において、入力した信号を虚部判定して虚部の信号を抽出する。すなわち、伝送路3を通過した信号を、等価低域系モデルにおいて実部の信号及び虚部の信号に分ける。   The multicarrier demodulator 2 receives the multicarrier signal transmitted by the multicarrier modulator 1 via the transmission path 3. Then, the quadrature demodulator 60 receives the received multicarrier signal and converts it into a baseband IQ signal. When the orthogonal demodulation processing is expressed by an equivalent low-frequency complex number, the orthogonal demodulator 60 includes a real part extraction unit 61 (Re {·}) and an imaginary part extraction unit 62 (Im {·}). The quadrature demodulator 60 performs quadrature demodulation on the input signal, the real part extraction unit 61 determines the real part of the input signal, extracts the real part signal, and the imaginary part extraction unit 62 converts the input signal to the imaginary part. The part is determined and an imaginary part signal is extracted. That is, the signal passing through the transmission line 3 is divided into a real part signal and an imaginary part signal in the equivalent low-frequency system model.

直交復調器60の出力である実部の信号及び虚部の信号は、図示しないHPFにより、DCオフセットが除去される。ここで、HPFは、例えば、抵抗及びコンデンサからなる1次RCフィルターを想定したIIR(Infinite Impulse Response:無限インパルス応答)フィルターである。そして、実部の信号は、分析CMFB70−1及び分析SMFB70−2に入力され、虚部の信号は、分析CMFB70−3及び分析SMFB70−4に入力される。   The DC offset is removed from the real part signal and the imaginary part signal which are the outputs of the quadrature demodulator 60 by an HPF (not shown). Here, the HPF is, for example, an IIR (Infinite Impulse Response) filter that assumes a first-order RC filter composed of a resistor and a capacitor. The real part signal is input to analysis CMFB 70-1 and analysis SMFB 70-2, and the imaginary part signal is input to analysis CMFB 70-3 and analysis SMFB 70-4.

分析CMFB70−1は、直交復調器60から実部の信号を入力し、プロトタイプフィルターとコサイン変調行列から得られるフィルターバンクを用いて段階的なフィルター処理を施し、入力した信号を分析してサブチャネル毎の信号に分離する。分析CMFB70−1により分離された信号は、減算器80−1,80−4に出力される。分析SMFB70−2は、直交復調器60から実部の信号を入力し、プロトタイプフィルターとサイン変調行列から得られるフィルターバンクを用いて段階的なフィルター処理を施し、入力した信号を分析してサブチャネル毎の信号に分離する。分析SMFB70−2により分離された信号は、加算器80−2及び加算反転器80−3に出力される。   The analysis CMFB 70-1 receives a real part signal from the quadrature demodulator 60, performs stepwise filtering using a filter bank obtained from a prototype filter and a cosine modulation matrix, analyzes the input signal, and subchannels Separate each signal. The signals separated by the analysis CMFB 70-1 are output to the subtracters 80-1 and 80-4. The analysis SMFB 70-2 receives the real part signal from the quadrature demodulator 60, performs stepwise filtering using a filter bank obtained from the prototype filter and the sine modulation matrix, analyzes the input signal, and subchannels Separate each signal. The signal separated by the analysis SMFB 70-2 is output to the adder 80-2 and the addition inverter 80-3.

分析CMFB70−3は、直交復調器60から虚部の信号を入力し、プロトタイプフィルターとコサイン変調行列から得られるフィルターバンクを用いて段階的なフィルター処理を施し、入力した信号を分析してサブチャネル毎の信号に分離する。分析CMFB70−3により分離された信号は、加算器80−2及び加算反転器80−3に出力される。分析SMFB70−4は、直交復調器60から虚部の信号を入力し、プロトタイプフィルターとサイン変調行列から得られるフィルターバンクを用いて段階的なフィルター処理を施し、入力した信号を分析してサブチャネル毎の信号に分離する。分析SMFB70−4により分離された信号は、減算器80−1,80−4に出力される。   The analysis CMFB 70-3 receives an imaginary part signal from the quadrature demodulator 60, performs stepwise filtering using a filter bank obtained from a prototype filter and a cosine modulation matrix, analyzes the input signal, and subchannels Separate each signal. The signal separated by the analysis CMFB 70-3 is output to the adder 80-2 and the addition inverter 80-3. The analysis SMFB 70-4 receives an imaginary part signal from the quadrature demodulator 60, performs stepwise filtering using a filter bank obtained from a prototype filter and a sine modulation matrix, analyzes the input signal, and subchannels Separate each signal. The signals separated by the analysis SMFB 70-4 are output to the subtracters 80-1 and 80-4.

減算器80−1は、サブチャネル毎に、分析CMFB70−1により分析CMFB処理された実部の信号から、分析SMFB70−4により分析SMFB処理された虚部の信号を減算し、減算結果I1を等化器90−1に出力する。加算器80−2は、サブチャネル毎に、分析SMFB70−2により分析SMFB処理された実部の信号、及び分析CMFB70−3により分析CMFB処理された虚部の信号を加算し、加算結果Q1を等化器90−1に出力する。加算反転器80−3は、サブチャネル毎に、分析SMFB70−2により分析SMFB処理された実部の信号、及び分析CMFB70−3により分析CMFB処理された虚部の信号を加算して反転し、反転結果Q2を等化器90−2に出力する。減算器80−4は、サブチャネル毎に、分析SMFB70−4により分析SMFB処理された虚部の信号から、分析CMFB70−1により分析CMFB処理された実部の信号を減算し、減算結果I2を等化器90−2に出力する。   For each subchannel, the subtracter 80-1 subtracts the imaginary part signal subjected to the analysis SMFB processing by the analysis SMFB 70-4 from the real part signal subjected to the analysis CMFB processing by the analysis CMFB 70-1, and obtains the subtraction result I1. It outputs to the equalizer 90-1. For each subchannel, the adder 80-2 adds the real part signal analyzed by the analysis SMFB 70-2 and the imaginary part signal analyzed by the analysis CMFB 70-3, and adds the addition result Q1. It outputs to the equalizer 90-1. For each subchannel, the addition inverter 80-3 adds and inverts the real part signal analyzed by the analysis SMFB 70-2 and the imaginary part signal analyzed by the analysis CMFB 70-3. The inversion result Q2 is output to the equalizer 90-2. The subtractor 80-4 subtracts the real part signal subjected to the analysis CMFB processing by the analysis CMFB 70-1 from the imaginary part signal subjected to the analysis SMFB processing by the analysis SMFB 70-4 for each sub-channel, and obtains the subtraction result I2. It outputs to the equalizer 90-2.

等化器90−1は、減算器80−1から信号I1を、加算器80−2から信号Q1をそれぞれ入力し、信号I1,Q1を組の信号(I1,Q1)として扱い、プリアンブルデータを用いて、サブチャネルにおける中心周波数の周波数特性及び隣接するサブチャネルの中間地点における周波数特性を算出し、これらの周波数特性に基づいてサブチャネルの等化係数を算出し、等化係数を用いて実データの信号(I1,Q1)を等化し、等化信号を実部抽出部100−1に出力する。等化器90−2は、減算器80−4から信号I2を、加算反転器80−3から信号Q2をそれぞれ入力し、信号I2,Q2を組の信号(I2,Q2)として扱い、プリアンブルデータを用いて、サブチャネルにおける中心周波数の周波数特性及び隣接するサブチャネルの中間地点における周波数特性を算出し、サブチャネルの等化係数を算出し、等化係数を用いて実データの信号(I2,Q2)を等化し、等化信号を実部抽出部100−2に出力する。等化器90−1,90−2の詳細については後述する。   The equalizer 90-1 receives the signal I1 from the subtractor 80-1 and the signal Q1 from the adder 80-2, treats the signals I1 and Q1 as a pair of signals (I1 and Q1), and converts the preamble data. The frequency characteristic of the center frequency in the subchannel and the frequency characteristic at the intermediate point of the adjacent subchannel are calculated, and the equalization coefficient of the subchannel is calculated based on these frequency characteristics. The data signals (I1, Q1) are equalized, and the equalized signal is output to the real part extraction unit 100-1. The equalizer 90-2 receives the signal I2 from the subtractor 80-4 and the signal Q2 from the addition inverter 80-3, treats the signals I2 and Q2 as a pair of signals (I2 and Q2), and preamble data. Is used to calculate the frequency characteristic of the center frequency in the subchannel and the frequency characteristic at the intermediate point of the adjacent subchannel, calculate the equalization coefficient of the subchannel, and use the equalization coefficient to determine the actual data signal (I2, Q2) is equalized, and the equalized signal is output to the real part extraction unit 100-2. Details of the equalizers 90-1 and 90-2 will be described later.

実部抽出部100−1は、等化器90−1から等化信号を入力し、等化信号を実部判定して実部の信号を抽出し、抽出した実部の信号を元のPAM信号xk[m]に相当する受信信号としてデフレーム化部110に出力する。実部抽出部100−2は、等化器90−2から等化信号を入力し、等化信号を実部判定して実部の信号を抽出し、抽出した実部の信号を元のPAM信号x2M-1-k[m]に相当する受信信号としてデフレーム化部110に出力する。 The real part extraction unit 100-1 receives the equalization signal from the equalizer 90-1, determines the real part of the equalization signal, extracts the real part signal, and converts the extracted real part signal into the original PAM. The received signal corresponding to signal x k [m] is output to deframer 110. The real part extraction unit 100-2 receives the equalized signal from the equalizer 90-2, determines the real part of the equalized signal, extracts the real part signal, and converts the extracted real part signal into the original PAM. The received signal corresponding to signal x 2M-1-k [m] is output to deframer 110.

デフレーム化部110は、実部抽出部100−1から受信信号xk[m]を、実部抽出部100−2から受信信号x2M-1-k[m]をそれぞれ入力し、2M個のサブチャネルの信号を1シンボルとしたフレームをデフレーム化し、プリアンブルとデータシンボルとに分けてデータシンボルから実データを抽出し、実データのグレイ符号列を復号し、復号した1フレーム毎のパラレル信号をシリアル信号に変換し、シリアル信号のビット列を出力する。 Deframing section 110 receives reception signal x k [m] from real part extraction section 100-1, and receives reception signal x 2M-1-k [m] from real section extraction section 100-2. A frame with one sub-channel signal as one symbol is deframed, divided into a preamble and a data symbol, real data is extracted from the data symbol, a gray code string of the real data is decoded, and the decoded parallel data for each frame The signal is converted into a serial signal and a bit string of the serial signal is output.

(等化器の構成)
次に、図1に示したマルチキャリア変調装置2の等化器90−1,90−2について詳細に説明する。図3は、等化器90−1の構成を示すブロック図である。この等化器90−1は、周波数特性算出部91、等化係数算出部92及び等化処理部93を備えている。前述のとおり、等化器90−1は、入力した信号I1,Q1を組の信号(I1,Q1)として扱い、プリアンブルデータを用いて、サブチャネルにおける中心周波数の周波数特性及び隣接するサブチャネルにおける中間地点の周波数特性を算出し、サブチャネルの等化係数を算出し、組の信号(I1,Q1)を等化する。等化器90−2の構成は、等化器90−1の構成と同様である。
(Equalizer configuration)
Next, the equalizers 90-1 and 90-2 of the multicarrier modulation apparatus 2 shown in FIG. 1 will be described in detail. FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of the equalizer 90-1. The equalizer 90-1 includes a frequency characteristic calculation unit 91, an equalization coefficient calculation unit 92, and an equalization processing unit 93. As described above, the equalizer 90-1 treats the input signals I1 and Q1 as a pair of signals (I1 and Q1), and uses the preamble data to determine the frequency characteristics of the center frequency in the subchannel and the adjacent subchannels. The frequency characteristic of the intermediate point is calculated, the equalization coefficient of the subchannel is calculated, and the pair of signals (I1, Q1) are equalized. The configuration of the equalizer 90-2 is the same as the configuration of the equalizer 90-1.

等化器90−1の周波数特性算出部91は、減算器80−1から信号I1を、加算器80−2から信号Q1をそれぞれ入力し、1タップの複素数乗算を行う等化器の等化係数を、入力したプリアンブルデータの信号(I1,Q1)と既知のプリアンブルデータを用いてMSE(Mean Squared Error:平均自乗誤差)基準により求め、その等化係数の逆数を算出し、サブチャネルにおける中心周波数の伝送路の周波数特性(伝送路周波数特性)ηk,i(i=1)を求める。図4に示したように、k=0〜77(0番目から77番目及び178番目から255番目)のサブチャネルにはプリアンブルデータが配置されているから、周波数特性算出部91は、プリアンブルデータを用いて、各サブチャネルにおける中心周波数の周波数特性を算出する。 The frequency characteristic calculation unit 91 of the equalizer 90-1 receives the signal I1 from the subtractor 80-1 and the signal Q1 from the adder 80-2, respectively, and equalizes the equalizer that performs one-tap complex multiplication. The coefficient is obtained by the MSE (Mean Squared Error) standard using the input preamble data signal (I1, Q1) and the known preamble data, and the reciprocal of the equalization coefficient is calculated. The frequency characteristic of the frequency transmission line (transmission line frequency characteristic) η k, i (i = 1) is obtained. As shown in FIG. 4, since preamble data is arranged in the subchannels of k = 0 to 77 (0th to 77th and 178th to 255th), the frequency characteristic calculation unit 91 converts the preamble data into The frequency characteristic of the center frequency in each subchannel is calculated.

そして、周波数特性算出部91は、サブチャネルにおける中心周波数の周波数特性に基づいて、隣接するサブチャネルにおける中間地点の周波数特性ηk,i(i=0,2)を算出する。具体的には、周波数特性算出部91は、HPF等によっても周波数特性がさほど変化しない周波数帯域について、隣接する2つのサブチャネルにおける中心周波数の周波数特性を用いて、線形補間等の内挿により、隣接するサブチャネルにおける中間地点の周波数特性を算出する。また、周波数特性算出部91は、HPF等によって周波数特性が変化する周波数帯域について、隣接する2つのサブチャネルにおける中心周波数の周波数特性を用いて、線形補間等の内挿により算出した値と、外挿により算出した値とに基づいて、所定の重み付きにて、隣接するサブチャネルにおける中間地点の周波数特性を算出する。尚、周波数特性算出部91の処理の詳細については後述する。 Then, the frequency characteristic calculation unit 91 calculates the frequency characteristic η k, i (i = 0, 2) of the intermediate point in the adjacent subchannel based on the frequency characteristic of the center frequency in the subchannel. Specifically, the frequency characteristic calculation unit 91 uses a frequency characteristic of a center frequency in two adjacent subchannels for a frequency band in which the frequency characteristic does not change so much even by HPF or the like, by interpolation such as linear interpolation. The frequency characteristic of the intermediate point in the adjacent subchannel is calculated. Further, the frequency characteristic calculation unit 91 uses a frequency characteristic of the center frequency in two adjacent subchannels for a frequency band in which the frequency characteristic changes due to HPF or the like, and a value calculated by interpolation such as linear interpolation, Based on the value calculated by the insertion, the frequency characteristic of the intermediate point in the adjacent subchannel is calculated with a predetermined weight. Details of the processing of the frequency characteristic calculation unit 91 will be described later.

これにより、周波数特性算出部91は、サブチャネルにおける中心周波数の周波数特性に加え、隣接するサブチャネルにおける中間地点の周波数特性も算出するようにしたから、合成CMFB40−1、合成SMFB40−2、分析CMFB70−1,70−3、分析SMFB70−2,70−4の周波数分解能よりも高い分解能で、伝送路の周波数特性を算出することができる。   As a result, the frequency characteristic calculation unit 91 calculates the frequency characteristic of the intermediate point in the adjacent subchannel in addition to the frequency characteristic of the center frequency in the subchannel, so that the combined CMFB 40-1, the combined SMFB 40-2, the analysis The frequency characteristics of the transmission path can be calculated with a resolution higher than the frequency resolution of the CMFBs 70-1 and 70-3 and the analysis SMFBs 70-2 and 70-4.

等化係数算出部92は、周波数特性算出部91から周波数特性ηk,i(i=0,1,2)、すなわち、サブチャネルにおける中心周波数の周波数特性ηk,i(i=1)及び隣接するサブチャネルにおける中間地点の周波数特性ηk,i(i=0,2)を入力し、これらの周波数特性ηk,i(i=0,1,2)に基づいて等化係数ekを算出し、等化処理部93に出力する。 The equalization coefficient calculation unit 92 receives the frequency characteristic η k, i (i = 0, 1, 2) from the frequency characteristic calculation unit 91, that is, the frequency characteristic η k, i (i = 1) of the center frequency in the subchannel. Frequency characteristics η k, i (i = 0, 2) of intermediate points in adjacent subchannels are input, and an equalization coefficient e k based on these frequency characteristics η k, i (i = 0, 1, 2) Is output to the equalization processing unit 93.

等化処理部93は、減算器80−1から信号I1を、加算器80−2から信号Q1をそれぞれ入力し、ガードバンドを除去し、実データの信号I1,Q1を1つのサブチャネルの受信信号(I1,Q1)として扱い、等化係数算出部92から等化係数ekを入力し、受信信号(I1,Q1)及び等化係数ekに基づいてFIRにより等化信号を算出し、PAM信号xk[m]の複素データとして実部抽出部100−1に出力する。 The equalization processing unit 93 receives the signal I1 from the subtracter 80-1 and the signal Q1 from the adder 80-2, removes the guard band, and receives the real data signals I1 and Q1 in one subchannel. treated as a signal (I1, Q1), enter the equalization coefficient e k from the equalization coefficient calculation unit 92 calculates the equalized signal by FIR based on the received signal (I1, Q1) and the equalization coefficient e k, The complex data of the PAM signal x k [m] is output to the real part extraction unit 100-1.

(周波数特性と等化係数の関係)
次に、図3に示した等化器90−1における等化係数算出部92の処理について詳細に説明する。等化器90−2における等化係数算出部92の処理も同様である。
(Relationship between frequency characteristics and equalization coefficient)
Next, the processing of the equalization coefficient calculation unit 92 in the equalizer 90-1 shown in FIG. 3 will be described in detail. The same applies to the processing of the equalization coefficient calculation unit 92 in the equalizer 90-2.

ここで、等化器90−1の等化処理部93による等化処理が、各サブチャネルについて、複素3タップの等化係数により行われるものとすると、k番目のサブチャネルにおける等化器90−1の伝達関数は以下の式で表される。

Figure 0005340199
zはz変換の変数であり、ck(−1),ck(0),ck(1)はそれぞれ等化係数ek(−1),ek(0),ek(1)の実部データ、sk(−1),sk(0),sk(1)はそれぞれ等化係数ek(−1),ek(0),ek(1)の虚部データである。カッコ内の−1,0,1は、複素3タップの等化係数におけるタップ番号に対応している。 Here, assuming that the equalization processing by the equalization processing unit 93 of the equalizer 90-1 is performed for each sub-channel with a complex 3-tap equalization coefficient, the equalizer 90 in the k-th sub-channel. The transfer function of −1 is expressed by the following equation.
Figure 0005340199
z is a variable of z transformation, and c k (−1), c k (0), c k (1) are equalization coefficients e k (−1), e k (0), e k (1), respectively. S k (−1), s k (0), s k (1) are imaginary part data of equalization coefficients e k (−1), e k (0), e k (1), respectively. It is. -1, 0, 1 in parentheses corresponds to the tap number in the equalization coefficient of the complex 3 taps.

伝送路の伝達関数をHch(z)、伝送路の雑音のスペクトル密度をN0とすると、kのサブチャネルの等化器の周波数特性及び隣接するサブチャネルとの中間地点における等化器の周波数特性(等化器周波数特性)χk,iは、MSE基準では以下の式で表される。

Figure 0005340199
*は複素共役を表す。i=0,1,2であり、i=1のときのχk,1は、kのサブチャネルにおける中心周波数の等化器の周波数特性である。i=0のときのχk,0は、k−1のサブチャネルにおける中心周波数とkのサブチャネルにおける中心周波数との間における中間地点の等化器の周波数特性である。i=2のときのχk,2は、kのサブチャネルにおける中心周波数とk+1のサブチャネルにおける中心周波数との間における中間地点の等化器の周波数特性である。偶数番目のサブチャネルに対してω = 0、π/2、π、奇数のサブキャリアに対してω = π、3π/2、2πでのE(exp(jω))の値が、i=0,1,2のときのχk,iの値となるように、等化係数ek(−1),ek(0),ek(1)を定めることとする。 Assuming that the transfer function of the transmission line is H ch (z) and the spectral density of the noise of the transmission line is N 0 , the frequency characteristics of the equalizer of the k subchannels and the equalizer at the midpoint between the adjacent subchannels The frequency characteristic (equalizer frequency characteristic) χ k, i is expressed by the following expression in the MSE standard.
Figure 0005340199
* Represents a complex conjugate. χ k, 1 when i = 0, 1, 2 and i = 1 is the frequency characteristic of the equalizer of the center frequency in k subchannels. χ k, 0 when i = 0 is the frequency characteristic of the equalizer at the intermediate point between the center frequency in the k−1 subchannel and the center frequency in the k subchannel. χ k, 2 when i = 2 is the frequency characteristic of the equalizer at the intermediate point between the center frequency in the k subchannels and the center frequency in the k + 1 subchannels. The value of E k (exp (jω)) at ω = 0, π / 2, π for even-numbered subchannels and ω = π, 3π / 2, 2π for odd-numbered subcarriers is i = The equalization coefficients e k (−1), e k (0), and e k (1) are determined so as to be the value of χ k, i when 0, 1, and 2.

kのサブチャネルにおいて、等化係数ek(−1),ek(0),ek(1)と等化器の周波数特性χk,i(i=0,1,2)との間の関係は、偶数番目のサブチャネルの場合、以下の式で表される。

Figure 0005340199
また、奇数番目のサブチャネルの場合、以下の式で表される。
Figure 0005340199
In the k sub-channels, between the equalization coefficients e k (−1), e k (0), e k (1) and the frequency characteristics χ k, i (i = 0, 1, 2) of the equalizer In the case of an even-numbered subchannel, this relationship is expressed by the following equation.
Figure 0005340199
In the case of an odd-numbered subchannel, it is expressed by the following equation.
Figure 0005340199

ここで、伝送路の周波数特性ηk,1をkのサブチャネルにおける中心周波数の周波数特性、ηk,0をk−1のサブチャネルにおける中心周波数の周波数特性ηk-1,1とkのサブチャネルにおける中心周波数の周波数特性ηk,1との間における中間地点の周波数特性、ηk,2をkのサブチャネルにおける中心周波数の周波数特性ηk,1とk+1のサブチャネルにおける中心周波数の周波数特性ηk+1,1との間における中間地点の周波数特性とする。伝送路の周波数特性ηk,i(i=0,1,2)と等化器の周波数特性χk,i(i=0,1,2)とを、以下の式により近似する。

Figure 0005340199
以上の関係から、等化係数算出部92は、kのサブチャネルにおける中心周波数の周波数特性及びkのサブチャネル前後における中間地点の周波数特性、すなわち伝送路の周波数特性ηk,i(i=0,1,2)を用いて、kの等化係数ek(−1),ek(0),ek(1)を算出することができ、周波数特性ηk,i(i=0,1,2)は、周波数特性算出部91により算出される。以下、周波数特性算出部91が周波数特性を算出する処理について説明する。 Here, the frequency characteristic η k, 1 of the transmission line is the frequency characteristic of the center frequency in the k subchannels, and η k, 0 is the frequency characteristic η k−1,1 of the center frequency in the k−1 subchannel. frequency characteristics of the intermediate points in between the frequency characteristic eta k, 1 of the center frequencies in the sub-channel, eta k, 2 a center frequency in the frequency characteristic eta k, 1 and k + 1 sub-channel of the center frequency in subchannels k A frequency characteristic at an intermediate point between the frequency characteristic η k + 1,1 is used. The frequency characteristic η k, i (i = 0, 1, 2) of the transmission line and the frequency characteristic χ k, i (i = 0, 1 , 2) of the equalizer are approximated by the following equations.
Figure 0005340199
From the above relationship, the equalization coefficient calculation unit 92 performs the frequency characteristic of the center frequency in the k subchannels and the frequency characteristic of the intermediate point before and after the k subchannels, that is, the frequency characteristic η k, i (i = 0) of the transmission line. , 1, 2), the equalization coefficients e k (−1), e k (0), e k (1) of k can be calculated, and the frequency characteristic η k, i (i = 0, 1, 2) is calculated by the frequency characteristic calculator 91. Hereinafter, a process in which the frequency characteristic calculation unit 91 calculates the frequency characteristic will be described.

(等化器に備えた周波数特性算出部の処理)
図3に示した等化器90−1における周波数特性算出部91の処理について詳細に説明する。図6は、周波数特性算出部91の処理を示すフロー図であり、図7は、周波数特性算出部91により算出される周波数特性を説明する図である。等化器90−2における周波数特性算出部91の処理も同様である。図6を参照して、まず、周波数特性算出部91は、サブチャネルに配置されたプリアンブルデータを用いて、サブチャネルにおける中心周波数の周波数特性ηk,i(i=1)を算出する(ステップS601)。具体的には、周波数特性算出部91は、プリアンブルデータに基づいて、非特許文献2に記載された、1タップの等化係数を用いる等化器により等化係数を求める手順に従って、kのサブチャネルに配置された全てのプリアンブルデータを用いて、MMSEによってkのサブチャネルにおける等化係数を求め、この値を、伝送路の伝達関数の逆数に対応する周波数特性χk,i=1/ηk,i (i=1)の近似値とする。これにより、kのサブチャネルにおける中心周波数の周波数特性ηk,i(i=1)が算出される。同様に、周波数特性算出部91は、隣接するk−1のサブチャネル及びk+1のサブチャネルについても、その中心周波数の周波数特性ηk-1,i,ηk+1,i(i=1)の近似値を算出する。このようにして、プリアンブルデータが配置されたサブチャネルについて(k=0〜77(0番目から77番目及び178番目から255番目)のサブチャネル、図4を参照)、図7の黒塗りの丸印に示すように、中心周波数の周波数特性が算出される。
(Processing of the frequency characteristic calculation unit provided in the equalizer)
The processing of the frequency characteristic calculation unit 91 in the equalizer 90-1 shown in FIG. 3 will be described in detail. FIG. 6 is a flowchart showing the processing of the frequency characteristic calculation unit 91, and FIG. 7 is a diagram for explaining the frequency characteristic calculated by the frequency characteristic calculation unit 91. The processing of the frequency characteristic calculation unit 91 in the equalizer 90-2 is the same. Referring to FIG. 6, first, frequency characteristic calculation unit 91 calculates the frequency characteristic η k, i (i = 1) of the center frequency in the subchannel, using the preamble data arranged in the subchannel (step 1). S601). Specifically, the frequency characteristic calculation unit 91 performs k sub-reactions according to a procedure for obtaining an equalization coefficient by an equalizer using a 1-tap equalization coefficient described in Non-Patent Document 2 based on the preamble data. Using all the preamble data arranged in the channel, an equalization coefficient in k subchannels is obtained by MMSE, and this value is obtained as a frequency characteristic χ k, i = 1 / η corresponding to the reciprocal of the transfer function of the transmission path. An approximate value of k, i (i = 1) is assumed. Thus, the frequency characteristic η k, i (i = 1) of the center frequency in the k subchannels is calculated. Similarly, the frequency characteristic calculation unit 91 also performs frequency characteristics η k−1, i , η k + 1, i (i = 1) of the center frequency of the adjacent k−1 subchannels and k + 1 subchannels. The approximate value of is calculated. In this way, for the subchannels in which the preamble data is arranged (k = 0 to 77 (0th to 77th and 178th to 255th) subchannels, see FIG. 4), the black circles in FIG. As indicated by the mark, the frequency characteristic of the center frequency is calculated.

周波数特性算出部91は、隣接するサブチャネルにおける中間地点の周波数特性を算出するにあたり、その中間地点が、HPF等の影響を受けて周波数特性が変化する領域であるか否かを判定する(ステップS602)。具体的には、HPF等の影響を受けて周波数特性が変化する周波数領域が予め設定されており、周波数特性算出部91は、予め設定された領域に基づいて、周波数特性を算出する中間地点の周波数が、予め設定された領域に含まれる場合、周波数特性が変化する領域であると判定し、中間地点の周波数が、予め設定された領域に含まれない場合、周波数特性が変化する領域でないと判定する。   When calculating the frequency characteristic of the intermediate point in the adjacent sub-channel, the frequency characteristic calculation unit 91 determines whether or not the intermediate point is a region where the frequency characteristic changes due to the influence of HPF or the like (step) S602). Specifically, a frequency region in which the frequency characteristic changes under the influence of HPF or the like is set in advance, and the frequency characteristic calculation unit 91 calculates an intermediate point for calculating the frequency characteristic based on the preset region. When the frequency is included in a preset area, it is determined that the frequency characteristic is changed, and when the frequency at the intermediate point is not included in the preset area, the frequency characteristic is not changed. judge.

図7では、HPF等の影響を受けて周波数特性が変化する領域であるか否かを判定するために予め設定される領域は、k<2の周波数帯域とする。図7から、k<2の範囲の周波数帯域において、DCオフセットを除去するHPF等の影響が現れており、他の範囲の周波数帯域よりも周波数特性が下がっていることがわかる。   In FIG. 7, the region set in advance for determining whether or not the frequency characteristic is changed under the influence of HPF or the like is a frequency band of k <2. FIG. 7 shows that the influence of HPF or the like that removes the DC offset appears in the frequency band in the range of k <2, and the frequency characteristics are lower than those in the other frequency bands.

図6に戻って、周波数特性算出部91は、ステップS602において、周波数特性が変化する領域でないと判定した場合(ステップS602:N)、図7に示すように、kのサブチャネルにおける中心周波数の周波数特性ηk,1、及び隣接するk−1,k+1のサブチャネルにおける中心周波数の周波数特性ηk-1,1,ηk+1,1を用いて、以下の式により内挿を行い、中間地点の周波数特性ηk,0,ηk,2を算出する(ステップS603)。

Figure 0005340199
Returning to FIG. 6, when it is determined in step S602 that the frequency characteristic is not a region where the frequency characteristic changes (step S602: N), as shown in FIG. Using the frequency characteristic η k, 1 and the frequency characteristics η k−1,1 , η k + 1,1 of the center frequency in the adjacent k−1, k + 1 subchannels, interpolation is performed according to the following equation: The frequency characteristics η k, 0 and η k, 2 at the intermediate point are calculated (step S603).
Figure 0005340199

一方、周波数特性算出部91は、ステップS602において、周波数特性が変化する領域であると判定した場合(ステップS602:Y)、kのサブチャネルにおける中心周波数の周波数特性ηk,1、及び隣接するk−1,k+1のサブチャネルにおける中心周波数の周波数特性ηk-1,1,ηk+1,1を用いて、前記式(6)により内挿を行い、中間地点の内挿による周波数特性を算出し、以下の式により外挿を行い、中間地点の外挿による周波数特性を算出する。

Figure 0005340199
そして、周波数特性算出部91は、内挿により算出した中間地点の周波数特性と、外挿により算出した中間地点の周波数特性とを用いて、予め設定された内挿の重み及び外挿の重みにより重み付き平均を算出し、中間地点の周波数特性ηk,0,ηk,2を求める(ステップS604)。このようにして、図7に示すように、中間地点の周波数特性ηk,0,ηk,2が、図7の黒抜きの丸印が示す内挿により算出した中間地点の周波数特性と、バツ印が示す外挿により算出した中間地点の周波数特性とを用いて、重み付き平均により算出される。 On the other hand, when the frequency characteristic calculation unit 91 determines in step S602 that the frequency characteristic changes (step S602: Y), the frequency characteristic η k, 1 of the center frequency in the k subchannels and the adjacent frequency characteristic are adjacent to each other. Using the frequency characteristics η k−1,1 , η k + 1,1 of the center frequencies in the k−1, k + 1 subchannels, interpolation is performed according to the above equation (6), and the frequency characteristics are determined by interpolation at the intermediate point. Is calculated, and extrapolation is performed according to the following formula to calculate the frequency characteristic by extrapolation of the intermediate point.
Figure 0005340199
Then, the frequency characteristic calculation unit 91 uses the frequency characteristic of the intermediate point calculated by the interpolation and the frequency characteristic of the intermediate point calculated by the extrapolation, by the weights of interpolation and extrapolation set in advance. The weighted average is calculated, and the frequency characteristics η k, 0 , η k, 2 at the intermediate points are obtained (step S604). In this way, as shown in FIG. 7, the frequency characteristics η k, 0 , η k, 2 of the intermediate points are calculated by the interpolation shown by the black circles in FIG. The weighted average is calculated using the frequency characteristic of the intermediate point calculated by extrapolation indicated by the cross mark.

図6に戻って、周波数特性算出部91は、ステップS601〜ステップS604において算出した周波数特性ηk,i(i=0,1,2)を等化係数算出部92に出力する(ステップS605)。そして、等化係数算出部92が周波数特性ηk,i(i=0,1,2)を用いて等化係数を算出し、等化処理部93が等化係数を用いて等化信号を算出する。 Returning to FIG. 6, the frequency characteristic calculation unit 91 outputs the frequency characteristic η k, i (i = 0, 1, 2) calculated in steps S601 to S604 to the equalization coefficient calculation unit 92 (step S605). . The equalization coefficient calculation unit 92 calculates the equalization coefficient using the frequency characteristic η k, i (i = 0, 1, 2), and the equalization processing unit 93 converts the equalization signal using the equalization coefficient. calculate.

(内挿及び外挿の重み)
ここで、内挿により算出された周波数特性と、外挿により算出された周波数特性とを用いて、中間地点の周波数特性を算出する際の重みについて説明する。図8は、周波数特性をy=(a/x)+bの式で近似した場合における中間地点の周波数特性を算出する手法を説明する図である。DC寄りの所定領域の周波数特性は、1次RCフィルターの特性を有するHPFの影響によって変化する。このDC寄りの所定領域において変化する周波数特性が、図8に示すように、以下の式で表す曲線で近似できるものと仮定する。つまり、1次RCフィルターによる周波数除去特性が、以下の式に示す曲線に対応しているものと仮定する。

Figure 0005340199
yは周波数特性であり、xはサブチャネル番号に対応した番号でありkに相当する。a,bは定数とする。 (Weight of interpolation and extrapolation)
Here, the weight when calculating the frequency characteristic of the intermediate point using the frequency characteristic calculated by the interpolation and the frequency characteristic calculated by the extrapolation will be described. FIG. 8 is a diagram for explaining a method for calculating the frequency characteristic at the intermediate point when the frequency characteristic is approximated by the equation y = (a / x) + b. The frequency characteristic of the predetermined region near the DC changes due to the influence of the HPF having the characteristic of the primary RC filter. It is assumed that the frequency characteristic that changes in a predetermined region close to DC can be approximated by a curve represented by the following equation as shown in FIG. That is, it is assumed that the frequency rejection characteristic by the first-order RC filter corresponds to the curve shown in the following equation.
Figure 0005340199
y is a frequency characteristic, and x is a number corresponding to a subchannel number and corresponds to k. a and b are constants.

k−1,k,k+1の周波数特性をそれぞれy,y,yとし、隣接するk−1,kのサブチャネルにおける中間地点の周波数特性をyとする。また、周波数特性y,yを用いて内挿により算出した周波数特性をzとし(黒抜きの丸印)、周波数特性y,yを用いて外挿により算出した周波数特性をzとする(バツ印)。これらのデータは以下の式により表される。

Figure 0005340199
Figure 0005340199
Figure 0005340199
Figure 0005340199
The frequency characteristics of k−1, k, and k + 1 are y 1 , y 2 , and y 3 , respectively, and the frequency characteristic of an intermediate point in the adjacent k−1 and k subchannels is y 4 . Further, the frequency characteristic calculated by interpolation using the frequency characteristics y 1 and y 2 is z 1 (black circle), and the frequency characteristic calculated by extrapolation using the frequency characteristics y 2 and y 3 is z. 2 (X mark). These data are represented by the following equations.
Figure 0005340199
Figure 0005340199
Figure 0005340199
Figure 0005340199

前記式(10)が示す中間地点の周波数特性yを、前記式(11)が示す内挿により算出した周波数特性z及び前記式(12)が示す外挿により算出した周波数特性zから求める。外挿に対する内挿の重み付けをA(0≦A≦1)、すなわち、内挿の重みをA、外挿の重みを1−Aとして、yとの差をとると以下の式となる。

Figure 0005340199
式(13)が0になるようにAを決定するものとする。k=0,1のサブチャネルにおける中間地点の周波数特性を算出する場合は、(k=0のときの周波数):(k=1のときの周波数)=1:3であるから、x:Δx=3:2となる。したがって、式(13)が0になるのはA=3/8のときである。また、k=1,2のサブチャネルにおける中間地点の周波数特性を算出する場合は、(k=1のときの周波数):(k=2のときの周波数)=3:5であるから、x:Δx=5:2となる。したがって、式(13)が0になるのはA=9/16のときである。 The frequency characteristic y 4 at the intermediate point indicated by the expression (10) is calculated from the frequency characteristic z 1 calculated by the interpolation indicated by the expression (11) and the frequency characteristic z 2 calculated by the extrapolation indicated by the expression (12). Ask. Weighted interpolation for extrapolation A (0 ≦ A ≦ 1) , i.e., the weight of interpolation A, the weight of extrapolation as 1-A, the following equations taking the difference between the y 4.
Figure 0005340199
Assume that A is determined so that Equation (13) becomes zero. When calculating the frequency characteristic of the intermediate point in the subchannel of k = 0, 1, since (frequency when k = 0) :( frequency when k = 1) = 1: 3, x: Δx = 3: 2. Therefore, Equation (13) becomes 0 when A = 3/8. Further, when calculating the frequency characteristic of the intermediate point in the subchannel of k = 1, 2, since (frequency when k = 1) :( frequency when k = 2) = 3: 5, x : Δx = 5: 2. Therefore, equation (13) becomes 0 when A = 9/16.

このように、1次RCフィルターの特性を有するHPFの影響によって変化する、DC寄りの領域における周波数特性が、式(8)の曲線で近似できるとすると、k=0,1のサブチャネルにおける中間地点の周波数特性を算出する場合、重みは、内挿の重み:外挿の重み=3:5に設定されるのが望ましい。また、k=1,2のサブチャネルにおける中間地点の周波数特性を算出する場合、重みは、内挿の重み:外挿の重み=9:7に設定されるのが望ましい。尚、本発明では、内挿の重み及び外挿の重みを前記の値に限定するものではなく、これ以外の値であってもよい。   As described above, assuming that the frequency characteristic in the region close to DC, which changes due to the influence of the HPF having the characteristic of the first-order RC filter, can be approximated by the curve of Expression (8), the intermediate in the subchannel of k = 0, 1 When calculating the frequency characteristic of a point, it is desirable that the weight is set to interpolation weight: extrapolation weight = 3: 5. Further, when calculating the frequency characteristic of the intermediate point in the subchannels of k = 1, 2, it is desirable that the weight is set to interpolation weight: extrapolation weight = 9: 7. In the present invention, the interpolation weight and the extrapolation weight are not limited to the above values, but may be other values.

以上のように、本発明の実施形態によるマルチキャリア復調装置2によれば、データシンボルにより実データが伝送されるサブチャネルよりもDC寄りのサブチャネルにもプリアンブルデータが配置されたマルチキャリアの信号をマルチキャリア変調装置1から受信する。そして、等化器90−1,90−2の周波数特性算出部91が、実データが伝送されるサブチャネル及びその外側のサブチャネルにおける中心周波数の周波数特性を、プリアンブルデータを用いて算出する。また、周波数特性算出部91が、HPF等の影響を受けない領域のサブチャネルの中間地点における周波数特性を、サブチャネルにおける中心周波数の周波数特性を用いて内挿により算出する。さらに、周波数特性算出部91が、HPF等の影響を受ける領域のサブチャネルの中間地点における周波数特性を算出する際に、サブチャネルにおける中心周波数の周波数特性を用いて内挿により算出すると共に外挿により算出した後、内挿の結果と外挿の結果とを重み付き平均によって算出するようにした。ここで、プリアンブルデータは、データシンボルにより実データが伝送されるサブチャネルに加え、それよりも外側のサブチャネルにも配置されているから、これらの全てのサブチャネルにおける中間地点の周波数特性は内挿により算出することができる。これにより、HPF等が影響して周波数特性が変化するサブチャネルの中間地点における周波数特性は、隣接するサブチャネルにおける中心周波数の周波数特性を用いた内挿による値と外挿による値とに基づいて算出されるから、外挿または代用により求めた従来技術に比べ、精度の高い値となる。したがって、等化係数の誤差を軽減することができ、BER特性の劣化を緩和することができる。   As described above, according to the multicarrier demodulation apparatus 2 according to the embodiment of the present invention, a multicarrier signal in which preamble data is arranged in a subchannel closer to DC than a subchannel in which actual data is transmitted by data symbols. Are received from the multicarrier modulation apparatus 1. Then, the frequency characteristic calculation unit 91 of the equalizers 90-1 and 90-2 calculates the frequency characteristic of the center frequency in the subchannel in which the actual data is transmitted and the subchannel outside the subchannel using the preamble data. Further, the frequency characteristic calculation unit 91 calculates the frequency characteristic at the midpoint of the subchannel in the region not affected by HPF or the like by interpolation using the frequency characteristic of the center frequency in the subchannel. Further, when the frequency characteristic calculation unit 91 calculates the frequency characteristic at the midpoint of the subchannel in the region affected by HPF or the like, the frequency characteristic calculation unit 91 calculates the frequency characteristic of the center frequency in the subchannel by interpolation and extrapolation. Then, the result of interpolation and the result of extrapolation are calculated by a weighted average. Here, since the preamble data is arranged not only in the subchannel in which the actual data is transmitted by the data symbols but also in the subchannels outside the subchannel, the frequency characteristics of the intermediate points in all these subchannels are internal. It can be calculated by insertion. As a result, the frequency characteristic at the intermediate point of the subchannel where the frequency characteristic changes due to the influence of HPF or the like is based on the value obtained by interpolation using the frequency characteristic of the center frequency in the adjacent subchannel and the value obtained by extrapolation. Since it is calculated, the value is more accurate than the conventional technique obtained by extrapolation or substitution. Therefore, the error of the equalization coefficient can be reduced and the deterioration of the BER characteristic can be reduced.

また、本発明の実施形態によるマルチキャリア復調装置2によれば、HPF等の影響を受けて周波数特性が変化する周波数帯域における中間地点の周波数特性の算出を、式(6)による内挿処理及び式(7)による外挿処理にて行うようにした。ここで、式(6)による内挿処理及び式(7)による外挿処理は、簡単な加減算、乗算及び除算にて演算することができる。これにより、DCオフセットを除去する簡易なHPF等をそのまま用いながら、少ない演算量の簡易な処理を追加するのみで、BER特性の劣化を改善することができる。   Further, according to the multicarrier demodulator 2 according to the embodiment of the present invention, the calculation of the frequency characteristic at the intermediate point in the frequency band in which the frequency characteristic changes due to the influence of HPF or the like is performed by the interpolation process according to the equation (6) and The extrapolation process according to the equation (7) is performed. Here, the interpolation process according to Expression (6) and the extrapolation process according to Expression (7) can be performed by simple addition / subtraction, multiplication and division. As a result, it is possible to improve the deterioration of the BER characteristic only by adding a simple process with a small amount of calculation while using a simple HPF or the like for removing the DC offset as it is.

また、本発明によるマルチキャリア復調装置2によれば、HPF等の影響を受けて周波数特性が変化する周波数帯域における中間地点の周波数特性を算出する際に、内挿及び外挿の重みとして、k=0,1のサブチャネルにおける中間地点の周波数特性を算出する場合、内挿の重み:外挿の重み=3:5を用いるようにした。また、k=1,2のサブチャネルにおける中間地点の周波数特性を算出する場合、内挿の重み:外挿の重み=9:7を用いるようにした。この場合、1次RCフィルターの特性を有するHPFの影響によって変化するDC寄りの領域における周波数特性が、前記式(8)で表す曲線で近似できる場合、算出される中間地点の周波数特性は前記式(8)に近い値になる。これにより、算出される中間地点の周波数特性は、精度の高い値になる。したがって、等化係数の誤差を一層軽減することができ、BER特性の劣化も一層緩和することができる。   Further, according to the multicarrier demodulator 2 according to the present invention, when calculating the frequency characteristic of the intermediate point in the frequency band where the frequency characteristic changes due to the influence of HPF or the like, k is used as the weight of interpolation and extrapolation. When calculating the frequency characteristics of the intermediate point in the subchannels of 0 and 1, interpolation weight: extrapolation weight = 3: 5 is used. Further, when calculating the frequency characteristic of the intermediate point in the subchannels of k = 1, 2, the interpolation weight: extrapolation weight = 9: 7 is used. In this case, when the frequency characteristic in the DC-closed region that changes due to the influence of the HPF having the characteristic of the first-order RC filter can be approximated by the curve represented by the equation (8), the calculated frequency characteristic of the intermediate point is the above equation. It becomes a value close to (8). Thereby, the frequency characteristic of the calculated intermediate point becomes a highly accurate value. Therefore, the error of the equalization coefficient can be further reduced, and the deterioration of the BER characteristic can be further alleviated.

また、本発明によるマルチキャリア復調装置2によれば、前述のとおり、内挿及び外挿の重みとして、k=0,1のサブチャネルにおける中間地点の周波数特性を算出する場合、内挿の重み:外挿の重み=3:5を用いるようにし、k=1,2のサブチャネルにおける中間地点の周波数特性を算出する場合、内挿の重み:外挿の重み=9:7を用いるようにした。内挿の重み及び外挿の重みの合計は8,16であるから、それぞれ2のべき乗になっている。したがって、内挿処理及び外挿処理は、加減算、定数倍及びビットシフト((1/2)のべき乗倍の演算)にて演算することができる。つまり、内挿の重み及び外挿の重みの合計を2のべき乗の値にすることにより、DCオフセットを除去する簡易なHPF等をそのまま用いながら、一層少ない演算量の簡易な処理を追加するのみで、BER特性の劣化を改善することができる。   Also, according to the multicarrier demodulator 2 of the present invention, as described above, when calculating the frequency characteristics of the intermediate point in the subchannel of k = 0, 1 as the interpolation and extrapolation weights, the interpolation weights : Extrapolation weight = 3: 5 is used, and when calculating the frequency characteristic of the intermediate point in the subchannel of k = 1, 2, the interpolation weight: extrapolation weight = 9: 7 is used. did. Since the total of the interpolation weight and the extrapolation weight is 8, 16, each is a power of 2. Therefore, the interpolation process and the extrapolation process can be performed by addition / subtraction, constant multiplication, and bit shift (calculation of power multiplication of (1/2)). That is, by adding the interpolation weight and the extrapolation weight to a power of 2, a simple HPF or the like that removes the DC offset is used as it is, and simple processing with a smaller amount of computation is added. Thus, it is possible to improve the deterioration of the BER characteristics.

(シミュレーション結果)
以下、図1に示した本発明の実施形態によるマルチキャリア変調装置1及びマルチキャリア復調装置2を用いた場合のシミュレーション結果について説明する。以下に示す図9〜図13のシミュレーション結果(1)〜(5)は、プロトタイプフィルターのタップ長L=512、阻止域端周波数f=1.5/Mとし、非特許文献1に記載のアルゴリズムにより求められたものである。また、以下に示す図9〜図11のシミュレーション結果(1)〜(3)において、本発明の実施形態によるマルチキャリア復調装置2の等化器90−1,等化器90−2に備えた周波数特性算出部91により、内挿及び外挿の重み付き平均が算出される際に、k=0,1のサブチャネルにおける中間地点の周波数特性は、内挿の重み:外挿の重み=1:4にて算出されたものである。また、k=1,2及びk=2,3のサブチャネルにおける中間地点の周波数特性は、内挿の重み:外挿の重み=1:1の均等にて算出されたものであり、それ以外の中間地点の周波数特性は、両側のサブチャネルにおける中心周波数の周波数特性から内挿により算出されたものである。
(simulation result)
Hereinafter, simulation results when the multicarrier modulation apparatus 1 and the multicarrier demodulation apparatus 2 according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 1 are used will be described. The simulation results (1) to (5) of FIGS. 9 to 13 shown below are described in Non-Patent Document 1 with the tap length L h = 512 of the prototype filter and the stopband edge frequency f S = 1.5 / M. It is obtained by the algorithm. Further, in the simulation results (1) to (3) shown in FIGS. 9 to 11 shown below, the equalizer 90-1 and the equalizer 90-2 of the multicarrier demodulator 2 according to the embodiment of the present invention are provided. When the weighted average of interpolation and extrapolation is calculated by the frequency characteristic calculation unit 91, the frequency characteristic of the intermediate point in the subchannel of k = 0, 1 is the weight of interpolation: the weight of extrapolation = 1. : Calculated at 4. Further, the frequency characteristics of the intermediate points in the subchannels of k = 1, 2 and k = 2, 3 are calculated with equality of interpolation weight: extrapolation weight = 1: 1, and other than that The frequency characteristic of the intermediate point is calculated by interpolation from the frequency characteristics of the center frequency in the subchannels on both sides.

図9は、シミュレーション結果(1)を示すグラフである。このシミュレーション結果(1)は、入力データが16−PAMの信号、伝送路のインパルス応答が[1 0 0 0 0 0 0 0.3*exp(jφ)]の(つまり遅延7サンプル、レベル0.3倍の遅延波のある)2波モデル、HPFの遮断周波数がサブチャネル間隔の0.5倍及び1倍の場合を示している。反射波の位相φについては、0から20度ずつ変化させ、BER特性の悪いものを選択することとする。(a)はプリアンブル長10の場合、(b)はプリアンブル長30の場合をそれぞれ示している。図中、「prop.−fc:0.5」は、本発明の実施形態を用いた場合において、HPFの遮断周波数がサブチャネル間隔の0.5倍のときのC/N対BER特性を表している。「conv.−fc:0.5」は、従来技術を用いた場合において、HPFの遮断周波数がサブチャネル間隔の0.5倍のときのC/N対BER特性を表している。「prop.−fc:1」は、本発明の実施形態を用いた場合において、HPFの遮断周波数がサブチャネル間隔の1倍のときのC/N対BER特性を表している。「conv.−fc:1」は、従来技術を用いた場合において、HPFの遮断周波数がサブチャネル間隔の1倍のときのC/N対BER特性を表している。   FIG. 9 is a graph showing the simulation result (1). This simulation result (1) shows that the input data is a 16-PAM signal and the impulse response of the transmission path is [1 0 0 0 0 0 0 0.3 * exp (jφ)] (that is, delay 7 samples, level 0. This shows a case of a two-wave model (with a triple delay wave), and HPF cutoff frequencies of 0.5 and 1 times the subchannel spacing. The phase φ of the reflected wave is changed by 0 to 20 degrees, and the one with poor BER characteristics is selected. (A) shows the case of preamble length 10, and (b) shows the case of preamble length 30. In the figure, “prop.-fc: 0.5” represents the C / N vs. BER characteristic when the cutoff frequency of the HPF is 0.5 times the subchannel interval when the embodiment of the present invention is used. ing. “Conv.-fc: 0.5” represents the C / N vs. BER characteristic when the cutoff frequency of the HPF is 0.5 times the subchannel interval in the case where the conventional technique is used. “Prop.-fc: 1” represents the C / N vs. BER characteristics when the cutoff frequency of the HPF is one time the subchannel interval when the embodiment of the present invention is used. “Conv.-fc: 1” represents the C / N vs. BER characteristic when the cutoff frequency of the HPF is one time the subchannel interval in the case where the conventional technique is used.

図9のシミュレーション結果(1)によれば、本発明の実施形態を用いることにより、(a)プリアンブル長が10の場合も(b)30の場合も、エラーフロア部分のBERが2/3程度に抑えられていることがわかる。また、組み合わせる誤り訂正の種類に依存するが、例えば、誤り訂正前の所要BERを10−4とすると、HPFの遮断周波数がサブチャネル間隔の0.5倍の場合、(a)プリアンブル長10のときは4dB以上、(b)プリアンブル長30のときは0.5dB程度の所要C/Nを改善できることがわかる。 According to the simulation result (1) of FIG. 9, by using the embodiment of the present invention, the BER of the error floor portion is about 2/3 regardless of whether the preamble length is 10 or (b) 30. It can be seen that Also, depending on the type of error correction to be combined, for example, if the required BER before error correction is 10 −4 , when the HPF cutoff frequency is 0.5 times the subchannel interval, (a) the preamble length of 10 It can be seen that the required C / N can be improved by 4 dB or more in the case of (b) when the preamble length is 30 and about 0.5 dB.

図10は、図9(b)のプリアンブル長30において、「prop.−fc:0.5」のC/N=45dBにおけるシミュレーション結果(2)を示すグラフである。図10のグラフは、入力データが16−PAMの信号、2波モデル、HPFの遮断周波数がサブチャネル間隔の0.5倍の場合において、「prop.−fc:0.5」のC/N=45dBにおけるサブチャネル毎の誤り率を示している。横軸はサブチャネル番号に対応したk、縦軸はxk[m],x2M-1-k[m]の平均シンボル誤り率である。 FIG. 10 is a graph showing a simulation result (2) at C / N = 45 dB of “prop.-fc: 0.5” in the preamble length 30 of FIG. 9B. The graph of FIG. 10 shows the C / N of “prop.-fc: 0.5” when the input data is a 16-PAM signal, the two-wave model, and the cutoff frequency of the HPF is 0.5 times the subchannel interval. = Shows the error rate for each subchannel at 45 dB. The horizontal axis is k corresponding to the subchannel number, and the vertical axis is the average symbol error rate of x k [m], x 2M-1-k [m].

図10のシミュレーション結果(2)によれば、図17に示した従来技術のシミュレーション結果(3)に比べ、シンボル誤り率が2/3程度に改善できることがわかる。   According to the simulation result (2) of FIG. 10, it can be seen that the symbol error rate can be improved to about 2/3 as compared with the simulation result (3) of the prior art shown in FIG.

図11は、シミュレーション結果(3)を示すグラフである。このシミュレーション結果(3)は、入力データが8−PAMの信号、2波モデル、HPFの遮断周波数がサブチャネル間隔の1倍、プリアンブル長10の場合を示している。図中、「prop.−fc:1」は、本発明の実施形態を用いた場合において、HPFの遮断周波数がサブチャネル間隔の1倍のときのC/N対BER特性を表している。「conv.−fc:1」は、従来技術を用いた場合において、HPFの遮断周波数がサブチャネル間隔の1倍のときのC/N対BER特性を表している。   FIG. 11 is a graph showing the simulation result (3). This simulation result (3) shows a case where the input data is an 8-PAM signal, a two-wave model, the cutoff frequency of the HPF is one subchannel interval, and the preamble length is 10. In the figure, “prop.-fc: 1” represents the C / N vs. BER characteristic when the cutoff frequency of the HPF is one time the subchannel interval when the embodiment of the present invention is used. “Conv.-fc: 1” represents the C / N vs. BER characteristic when the cutoff frequency of the HPF is one time the subchannel interval in the case where the conventional technique is used.

図11のシミュレーション結果(3)によれば、組み合わせる誤り訂正の種類に依存するが、例えば、誤り訂正前の所要BERを10−4とすると、0.5dB程度の所要C/Nを改善できることがわかる。 According to the simulation result (3) of FIG. 11, depending on the type of error correction to be combined, for example, if the required BER before error correction is 10 −4 , the required C / N of about 0.5 dB can be improved. Recognize.

また、以下に示す図12、図13のシミュレーション結果(4)(5)において、本発明の実施形態によるマルチキャリア復調装置2の等化器90−1,等化器90−2に備えた周波数特性算出部91により、内挿及び外挿の重み付き平均が算出される際に、k=0,1のサブチャネルにおける中間地点の周波数特性は、内挿の重み:外挿の重み=3:5にて算出されたものである。また、k=1,2のサブチャネルにおける中間地点の周波数特性は、内挿の重み:外挿の重み=9:7にて算出されたものであり、k=2,3のサブチャネルにおける中間地点の周波数特性は、内挿の重み:外挿の重み=1:1の均等にて算出されたものである。また、それ以外の中間地点の周波数特性は、両側のサブチャネルにおける中心周波数の周波数特性から内挿により算出されるものとする。   Further, in the simulation results (4) and (5) shown in FIGS. 12 and 13 shown below, the frequencies provided in the equalizer 90-1 and the equalizer 90-2 of the multicarrier demodulator 2 according to the embodiment of the present invention. When the characteristic calculation unit 91 calculates the weighted average of interpolation and extrapolation, the frequency characteristic of the intermediate point in the subchannel of k = 0, 1 is the weight of interpolation: the weight of extrapolation = 3: 5 is calculated. Further, the frequency characteristic of the intermediate point in the subchannel of k = 1, 2 is calculated by the weight of interpolation: weight of extrapolation = 9: 7, and the intermediate frequency in the subchannel of k = 2,3. The frequency characteristics of the points are calculated with an equality of interpolation weight: extrapolation weight = 1: 1. In addition, the frequency characteristics at other intermediate points are calculated by interpolation from the frequency characteristics of the center frequencies in the subchannels on both sides.

図12は、シミュレーション結果(4)を示すグラフである。このシミュレーション結果(4)は、前述した非特許文献7のように、HPFの遮断周波数をベースバンド帯域の1%で設計し、RCの誤差により遮断周波数が1.3%にずれた場合(「渡辺、外4名、“ WCDMAダイレクトコンバージョン受信機に適したカットオフ周波数オートチューニングの高速化”、電子情報通信学会技術研究報告ICD 2006-148、(Dec 2006)」で想定されているのと同様、RCのばらつきを±30%と想定した場合)のBER特性への影響を示している。また、このシミュレーション結果(4)は、入力データが8−PAMの信号、2波モデル、プリアンブル長10の場合を示している。(a)は反射の遅延が7サンプル、レベルが−10dBの場合、(b)は反射の遅延が46サンプル、レベルが−26dBの場合をそれぞれ示している。図中、「prop.−1.3%」は、本発明の実施形態を用いた場合において、HPFの遮断周波数がベースバンド帯域の1.3%のときのC/N対BER特性を表している。「conv.−1.3%」は、従来技術を用いた場合において、HPFの遮断周波数がベースバンド帯域の1.3%のときのC/N対BER特性を表している。「prop.−1%」は、本発明の実施形態を用いた場合において、HPFの遮断周波数がベースバンド帯域の1%のときのC/N対BER特性を表している。「conv.−1%」は、従来技術を用いた場合において、HPFの遮断周波数がベースバンド帯域の1%のときのC/N対BER特性を表している。   FIG. 12 is a graph showing the simulation result (4). This simulation result (4) shows that when the cutoff frequency of the HPF is designed to be 1% of the baseband band and the cutoff frequency is shifted to 1.3% due to an RC error (see “ Watanabe and 4 others, “High-speed cut-off frequency auto-tuning suitable for WCDMA direct conversion receiver”, IEICE Technical Report ICD 2006-148, (Dec 2006) ” , When the RC variation is assumed to be ± 30%). This simulation result (4) shows a case where the input data is an 8-PAM signal, a two-wave model, and a preamble length of 10. (A) shows a case where the reflection delay is 7 samples and the level is −10 dB, and (b) shows a case where the reflection delay is 46 samples and the level is −26 dB. In the figure, “prop.−1.3%” represents the C / N vs. BER characteristic when the cutoff frequency of the HPF is 1.3% of the baseband band when the embodiment of the present invention is used. Yes. “Conv.—1.3%” represents the C / N vs. BER characteristics when the cutoff frequency of the HPF is 1.3% of the baseband band when the conventional technique is used. “Prop.−1%” represents the C / N vs. BER characteristics when the cutoff frequency of the HPF is 1% of the baseband band when the embodiment of the present invention is used. “Conv.−1%” represents the C / N vs. BER characteristics when the cutoff frequency of the HPF is 1% of the baseband in the case where the conventional technique is used.

図12のシミュレーション結果(4)によれば、組み合わせる誤り訂正の種類に依存するが、例えば、誤り訂正前の所要BERを10−4とすると、RCの誤差によりHPFの遮断周波数がベースバンド帯域の1.3%になったとしても、(a)の場合0.5dB以上、(b)の場合3dB以上の所要C/Nを改善できることがわかる。 According to the simulation result (4) in FIG. 12, depending on the type of error correction to be combined, for example, if the required BER before error correction is 10 −4 , the cutoff frequency of the HPF is the baseband band due to the RC error. Even if it becomes 1.3%, it can be seen that the required C / N of 0.5 dB or more in the case of (a) and 3 dB or more in the case of (b) can be improved.

図13は、シミュレーション結果(5)を示すグラフである。このシミュレーション結果(5)は、図12に示したシミュレーション結果(4)と同様に、入力データが8−PAMの信号、2波モデル、プリアンブル長10の場合を示している。(a)は、図12(a)に対応しており、反射の遅延が7サンプル、レベルが−10dBの場合を示している。また、(b)は、図12(b)に対応しており、反射の遅延が46サンプル、レベルが−26dBの場合を示している。横軸はベースバンド帯域幅で規格化したHPFの遮断周波数であり、縦軸は固定劣化量である。   FIG. 13 is a graph showing the simulation result (5). This simulation result (5) shows the case where the input data is an 8-PAM signal, a two-wave model, and a preamble length of 10, as in the simulation result (4) shown in FIG. FIG. 12A corresponds to FIG. 12A and shows a case where the reflection delay is 7 samples and the level is −10 dB. FIG. 12B corresponds to FIG. 12B, and shows a case where the reflection delay is 46 samples and the level is −26 dB. The horizontal axis represents the cutoff frequency of HPF normalized by the baseband bandwidth, and the vertical axis represents the fixed deterioration amount.

図13のシミュレーション結果(5)によれば、(a)(b)のいずれの場合も、HPFの遮断周波数がずれたときの劣化量が改善されることがわかる。   According to the simulation result (5) in FIG. 13, it can be seen that the deterioration amount when the cutoff frequency of the HPF is shifted is improved in both cases (a) and (b).

尚、図3に示した等化器90−1の周波数特性算出部91は、HPF等の影響を受けるDC寄りの周波数帯域について、サブチャネルの中心周波数における伝送路の周波数特性を用いて、内挿処理、外挿処理及び重み付き処理を行うことにより、サブチャネルの中間地点における伝送路の周波数特性を求めるようにしたが、等化器の周波数特性を用いるようにしてもよい。すなわち、周波数特性算出部91は、各サブチャネルに対して1タップの複素数乗算を行う等化器の等化係数を、入力したプリアンブルデータと既知のプリアンブルデータとを用いてMSE基準により求め、これをサブチャネルの中心周波数における等化器の周波数特性とする。そして、HPF等の影響を受けるDC寄りの周波数帯域について、サブチャネルの中心周波数における等化器の周波数特性を用いて、伝送路の周波数特性と同様の内挿処理、外挿処理及び重み付き処理を行う。また、HPF等の影響を受けない周波数帯域については内挿処理を行うことにより、サブチャネルの中間地点における等化器の周波数特性を求める。そして、式(3)、(4)の関係から等化係数が導かれる。   Note that the frequency characteristic calculation unit 91 of the equalizer 90-1 shown in FIG. 3 uses the frequency characteristic of the transmission path at the center frequency of the subchannel for the frequency band near the DC affected by the HPF or the like. Although the frequency characteristics of the transmission path at the intermediate point of the subchannel are obtained by performing the insertion process, extrapolation process, and weighting process, the frequency characteristics of the equalizer may be used. That is, the frequency characteristic calculation unit 91 obtains an equalization coefficient of an equalizer that performs 1-tap complex multiplication for each subchannel by using the input preamble data and the known preamble data, based on the MSE standard. Is the frequency characteristic of the equalizer at the center frequency of the subchannel. Then, with respect to a frequency band closer to DC affected by HPF or the like, the frequency characteristics of the equalizer at the center frequency of the subchannel are used to perform interpolation processing, extrapolation processing, and weighting processing similar to the frequency characteristics of the transmission path. I do. Also, the frequency characteristics of the equalizer at the midpoint of the subchannel are obtained by performing interpolation processing for the frequency band not affected by HPF or the like. Then, the equalization coefficient is derived from the relationship of equations (3) and (4).

前述したとおり、伝送路の周波数特性は、図7に示したように、DC寄りの周波数帯域ではHPF等の影響を受けて徐々小さくなる。これに対し、等化器の周波数特性は、前記式(5)のように伝送路の周波数特性との間で逆数の関係にあるから、DC寄りの周波数帯域では徐々に大きくなる。この徐々に大きくなる特性領域において、内挿処理、外挿処理及び重み付き処理が行われる。これにより、伝送路の周波数特性を求める場合と同様に、周波数特性を精度高く求めることができる。また、等化係数の誤差を軽減し、BER特性の劣化を緩和することができる   As described above, the frequency characteristics of the transmission line gradually decrease under the influence of HPF or the like in the frequency band close to DC as shown in FIG. On the other hand, the frequency characteristic of the equalizer has a reciprocal relationship with the frequency characteristic of the transmission line as shown in the equation (5), and therefore gradually increases in the frequency band close to DC. In this gradually increasing characteristic region, interpolation processing, extrapolation processing, and weighting processing are performed. As a result, the frequency characteristic can be obtained with high accuracy as in the case of obtaining the frequency characteristic of the transmission line. In addition, the error of the equalization coefficient can be reduced, and the deterioration of the BER characteristic can be reduced.

1 マルチキャリア変調装置
2 マルチキャリア復調装置
3 伝送路
10 フレーム化部
11 プリアンブル生成部
12 データシンボル生成部
13 フレーム構成部
20−1,80−1,80−4 減算器
20−2,52,80−2 加算器
30−1,30−2,51 乗算器
40−1 合成CMFB
40−2 合成SMFB
50 直交変調器
60 直交復調器
61,100−1,100−2 実部抽出部
62 虚部抽出部
70−1,70−3 分析CMFB
70−2,70−4 分析SMFB
80−3 加算反転器
90−1,90−2 等化器
91 周波数特性算出部
92 等化係数算出部
93 等化処理部
110 デフレーム化部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Multicarrier modulation apparatus 2 Multicarrier demodulation apparatus 3 Transmission path 10 Framing part 11 Preamble generation part 12 Data symbol generation part 13 Frame structure part 20-1,80-1,80-4 Subtractor 20-2,52,80 -2 Adder 30-1, 30-2, 51 Multiplier 40-1 Synthesis CMFB
40-2 Synthetic SMFB
50 Quadrature Modulator 60 Quadrature Demodulator 61, 100-1, 100-2 Real Part Extractor 62 Imaginary Part Extractor 70-1, 70-3 Analysis CMFB
70-2, 70-4 Analysis SMFB
80-3 addition inverter 90-1, 90-2 equalizer 91 frequency characteristic calculation unit 92 equalization coefficient calculation unit 93 equalization processing unit 110 deframe conversion unit

Claims (6)

サブチャネルの等化係数を算出するために用いるプリアンブルデータが配置されたプリアンブル、及び、ビット列のデータが実データとして配置されたデータシンボルを用いてフレームを構成し、マルチキャリアの信号として伝送路を介して送信するマルチキャリア変調装置と、前記マルチキャリアの信号を受信し、所定周波数の信号をフィルター処理により除去し、前記プリアンブルデータに基づいてサブチャネルにおける伝送路の周波数特性を算出し、前記周波数特性に基づいて等化係数を算出し、前記等化係数に基づいて、前記受信した信号を等化し、元のビット列に復元するマルチキャリア復調装置と、を備えたシステムの前記マルチキャリア変調装置において、
前記実データが配置されたサブチャネルに、前記プリアンブルデータを配置すると共に、前記実データが配置されていないサブチャネルのうち、前記実データが配置されたサブチャネルに隣接するサブチャネルに、前記プリアンブルデータを配置し、プリアンブルを生成するプリアンブル生成部と、
前記プリアンブル生成部により生成されたプリアンブル及び前記データシンボルを用いてフレームを構成するフレーム構成部と、
前記フレーム構成部により構成されたフレームのサブチャネル毎の信号を合成するフィルターバンクと、
前記フィルターバンクにより多重された信号を直交変調する直交変調部と、
を備えたことを特徴とするマルチキャリア変調装置。
A frame is configured using a preamble in which preamble data used for calculating subchannel equalization coefficients is arranged, and a data symbol in which bit string data is arranged as actual data, and a transmission path as a multicarrier signal. A multi-carrier modulation apparatus that transmits the signal, receives the multi-carrier signal, removes a signal of a predetermined frequency by filtering, calculates a frequency characteristic of a transmission path in a sub-channel based on the preamble data, and In the multicarrier modulation apparatus of the system, comprising: a multicarrier demodulation apparatus that calculates an equalization coefficient based on characteristics, equalizes the received signal based on the equalization coefficient, and restores the original signal to an original bit string ,
The preamble data is arranged in a subchannel where the actual data is arranged, and the preamble is assigned to a subchannel adjacent to the subchannel where the actual data is arranged among subchannels where the actual data is not arranged. A preamble generator for arranging data and generating a preamble;
A frame configuration unit that configures a frame using the preamble generated by the preamble generation unit and the data symbol;
A filter bank that synthesizes signals for each sub-channel of the frame configured by the frame configuration unit;
An orthogonal modulation unit that orthogonally modulates a signal multiplexed by the filter bank;
A multi-carrier modulation apparatus comprising:
請求項1のマルチキャリア変調装置からマルチキャリアの信号を受信し、元のビット列に復元するマルチキャリア復調装置において、
前記マルチキャリアの信号を直交復調する直交復調部と、
前記直交復調部により直交復調された信号から所定周波数の信号を除去するフィルターと、
前記フィルターからの信号をサブチャネル毎の信号に分離するフィルターバンクと、
前記フィルターバンクにより分離された信号を等化する等化部と、を備え、
前記等化部は、
前記実データが配置されたサブチャネルのプリアンブルデータ、及び、前記実データが配置されていないサブチャネルのうち、前記実データが配置されたサブチャネルに隣接するサブチャネルのプリアンブルデータに基づいて、前記プリアンブルデータが配置されたサブチャネルにおける中心周波数の伝送路周波数特性を算出し、
前記プリアンブルデータが配置されたサブチャネルのうち、隣接する2つのサブチャネルにおける中心周波数の伝送路周波数特性に基づいて、前記隣接する2つのサブチャネルにおける中間地点の伝送路周波数特性を算出する周波数特性算出部と、
前記周波数特性算出部により算出された伝送路周波数特性に基づいて、前記実データが配置されたサブチャネルの等化係数を算出する等化係数算出部と、
前記等化係数算出部により算出された等化係数に基づいて、前記フィルターバンクにより分離された信号を等化する等化処理部と、を備えたことを特徴とするマルチキャリア復調装置。
A multicarrier demodulator that receives a multicarrier signal from the multicarrier modulator of claim 1 and restores the original bit sequence.
An orthogonal demodulator for orthogonally demodulating the multicarrier signal;
A filter for removing a signal of a predetermined frequency from the signal demodulated by the orthogonal demodulation unit;
A filter bank that separates the signal from the filter into signals for each subchannel;
An equalization unit for equalizing the signal separated by the filter bank,
The equalization unit
Based on the preamble data of the subchannel where the actual data is arranged, and the preamble data of the subchannel adjacent to the subchannel where the actual data is arranged among the subchannels where the actual data is not arranged, Calculate the transmission line frequency characteristics of the center frequency in the subchannel where the preamble data is arranged,
Of the subchannels in which the preamble data is arranged, a frequency characteristic for calculating a transmission line frequency characteristic at an intermediate point in the two adjacent subchannels based on a transmission line frequency characteristic of a center frequency in the two adjacent subchannels A calculation unit;
An equalization coefficient calculation unit that calculates an equalization coefficient of a subchannel in which the actual data is arranged based on the transmission path frequency characteristic calculated by the frequency characteristic calculation unit;
A multi-carrier demodulating apparatus comprising: an equalization processing unit that equalizes a signal separated by the filter bank based on the equalization coefficient calculated by the equalization coefficient calculation unit.
請求項2に記載のマルチキャリア復調装置において、
前記等化部に備えた周波数特性算出部は、
前記プリアンブルデータに基づいて、前記プリアンブルデータが配置されたサブチャネルにおける中心周波数の伝送路周波数特性を算出し、
前記プリアンブルデータが配置されたサブチャネルの領域のうち、前記フィルターの影響を受けるとして予め設定された所定領域について、前記所定領域内の隣接する2つのサブチャネルにおける中間地点の第1の伝送路周波数特性を内挿により求め、前記中間地点の第2の伝送路周波数特性を外挿により求め、前記第1の伝送路周波数特性及び前記第2の伝送路周波数特性を重み付けにより平均化し、前記中間地点の伝送路周波数特性を算出し、
前記プリアンブルデータが配置されたサブチャネルの領域のうち、前記所定領域を含まない領域について、前記所定領域を含まない領域内の隣接する2つのサブチャネルにおける中間地点の伝送路周波数特性を内挿により算出する、ことを特徴とするマルチキャリア復調装置。
The multicarrier demodulator according to claim 2,
The frequency characteristic calculation unit provided in the equalization unit,
Based on the preamble data, the transmission channel frequency characteristic of the center frequency in the subchannel in which the preamble data is arranged is calculated,
The first transmission path frequency at the intermediate point in two adjacent subchannels in the predetermined area for a predetermined area that is preset to be affected by the filter among the subchannel areas in which the preamble data is arranged The characteristic is obtained by interpolation, the second transmission line frequency characteristic at the intermediate point is obtained by extrapolation, the first transmission line frequency characteristic and the second transmission line frequency characteristic are averaged by weighting, and the intermediate point is obtained. Calculate the transmission line frequency characteristics of
Of the sub-channel regions where the preamble data is arranged, for the region not including the predetermined region, the transmission path frequency characteristics of the intermediate points in two adjacent sub-channels in the region not including the predetermined region are interpolated. A multi-carrier demodulator characterized by calculating.
請求項3に記載のマルチキャリア復調装置において、
前記内挿の重み及び外挿の重みは、前記内挿の重みと外挿の重みとの合計が2のべき乗の値になるように予め設定されている、ことを特徴とするマルチキャリア復調装置。
The multicarrier demodulator according to claim 3, wherein
The interpolating weight and the extrapolating weight are set in advance so that the sum of the interpolating weight and the extrapolating weight becomes a power of 2 value. .
請求項3に記載のマルチキャリア復調装置において、
前記フィルターを、抵抗及びコンデンサからなる1次フィルターとし、
前記等化部に備えた周波数特性算出部は、
前記プリアンブルデータが配置されたサブチャネルの領域のうち、前記所定領域について、前記1次フィルターによる周波数除去の特性に対応した周波数特性に近似するように、予め設定された内挿の重み及び外挿の重みに基づいて、前記所定領域内の隣接する2つのサブチャネルにおける中間地点の伝送路周波数特性を算出する、ことを特徴とするマルチキャリア復調装置。
The multicarrier demodulator according to claim 3, wherein
The filter is a primary filter composed of a resistor and a capacitor,
The frequency characteristic calculation unit provided in the equalization unit,
Preset interpolation weights and extrapolation are made so as to approximate the frequency characteristics corresponding to the frequency removal characteristics of the primary filter for the predetermined area among the subchannel areas in which the preamble data is arranged. A multi-carrier demodulator that calculates a transmission path frequency characteristic at an intermediate point in two adjacent subchannels in the predetermined area based on the weight of the predetermined frequency.
請求項2から5までのいずれか一項に記載のマルチキャリア復調装置において、
前記伝送路周波数特性の代わりに等化部周波数特性とする、ことを特徴とするマルチキャリア復調装置。
In the multicarrier demodulation device according to any one of claims 2 to 5,
A multicarrier demodulating apparatus characterized in that an equalizing unit frequency characteristic is used instead of the transmission line frequency characteristic.
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