JP5473751B2 - Ofdm信号合成用受信装置 - Google Patents
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Description
まず、実施例1によるOFDM信号合成用受信装置の全体構成について説明する。実施例1は、アレー合成信号から算出した希望波信号電力と、受信信号と参照信号との間の相互相関ベクトルのノルムから算出した干渉波信号電力とによってD/Uを測定し、D/UのdB値が負の場合に同期再生部および重み係数算出部を初期化する。
次に、実施例2によるOFDM信号合成用受信装置の全体構成について説明する。実施例2は、重み係数の要素間の位相差から求めた希望波信号電力と、受信信号と参照信号との間の相互相関ベクトルのノルムから算出した干渉波信号電力とによってD/Uを測定し、D/UのdB値が負の場合に同期再生部および重み係数算出部を初期化する。
次に、図1および図2に示したアレー合成部14について詳細に説明する。アレー素子数分の直交復調部13が出力する等価ベースバンド信号であるアレー合成信号のベクトルを以下に示す。
次に、図1に示した実施例1のD/U算出部152について詳細に説明する。前述のとおり、D/U算出部152は、希望波電力算出部151の出力する希望波信号電力と重み係数算出部17の出力する相互相関ベクトルとを用いて、受信信号のD/Uを算出する。希望波電力算出部151は、以下の式により、希望波信号電力PDを算出する。
次に、図2に示した実施例2のD/U算出部153について詳細に説明する。前述のとおり、D/U算出部153は、重み係数算出部17の出力する重み係数から希望波信号電力を算出し、重み係数算出部17の出力する相互相関ベクトルから干渉波信号電力を算出し、受信信号のD/Uを算出する。
次に、図1および図2に示した復調部16について詳細に説明する。図6は、復調部16の構成を示すブロック図である。この復調部16は、GI除去部161、FFT部162、チャネル推定部163、チャネル等化部164、シンボル再生部169、パラレルシリアル変換部166およびMER算出部168を備えている。復調部16は、同期再生部18から入力される同期情報に基づいて、各種の処理を行う。
次に、図6に示したチャネル推定部163について詳細に説明する。図7は、チャネル推定部163の構成を示すブロック図である。このチャネル推定部163は、パイロット抽出部201、パイロット生成部202、除算部203および補間部204を備えている。
次に、図6に示したチャネル等化部164について詳細に説明する。図8は、チャネル等化部164の構成を示すブロック図である。このチャネル等化部164は、除算部211を備えている。
次に、図6に示したシンボル再生部169のデマッピング部165および再マッピング部167について詳細に説明する。
次に、図6に示したMER算出部168について詳細に説明する。MER算出部168は、チャネル等化部164から入力されるチャネル等化後のキャリヤシンボルZkと、再マッピング部167から入力されるシンボル再生後のキャリヤシンボルDkとを用いて、以下の式で定義されるMERを算出する。
ETR 290:Measurement guidelines for DVB Systems, ETSI Technical Report, may 1997
次に、図1および図2に示した重み係数算出部17について詳細に説明する。前述のとおり、重み係数算出部17は、アレー素子数分の直交復調部13から入力される等価ベースバンド信号、復調部16から入力されるキャリヤシンボルおよび周波数特性を用いて、相互相間ベクトルおよび重み係数を算出し、制御部19から入力される初期化制御信号に基づいて、重み係数算出処理をリセットして初期化する。
次に、図9に示したOFDM再変調部176により生成される参照信号の詳細について説明する。OFDM再変調部176は、乗算部175から入力される周波数領域の参照信号を、IFFTにより時間領域の参照信号に変換する。OFDM再変調部176は、以下の式に示す処理を行う。
次に、自己相関行列算出部171により算出される自己相関行列、逆行列算出部172により算出される自己相関行列の逆行列、相互相関ベクトル算出部177により算出される相互相関ベクトル、および乗算部178により算出される重み係数について詳細に説明する。
次に、図1および図2に示した同期再生部18について詳細に説明する。図10は、同期再生部18の構成を示すブロック図である。この同期再生部18は、シンボル同期部181、フレーム同期部182、クロック同期部183、周波数同期部184および同期確立状態生成部185を備えている。
次に、図10に示したシンボル同期部181の詳細について説明する。図11は、シンボル同期部181の構成を示すブロック図である。このシンボル同期部181は、遅延部186、複素共役部187、乗算部188、移動平均フィルタ189、絶対値算出部190、最大値検出部191およびインデックス生成部192を備えている。
次に、図1および図2に示した制御部19について詳細に説明する。図13は、制御部19の処理を示すフローチャートである。制御部19は、以下の(a)〜(c)のいずれかの場合に、初期化制御信号を生成し、重み係数算出部17および同期再生部18をリセットして初期化する。
(a)同期再生部18により生成された同期確立状態信号から判断される、同期が確立していない状態(非確立状態)が所定時間継続した場合
(b)同期確立状態において、D/U測定部15により測定されたD/UのdB値が、所定期間の間、負(干渉波信号電力が希望波信号電力よりも大きい状態:D/Uの真値が1以下)である場合
(c)同期確立状態において、復調部16により算出されたMERが、所定期間の間、所定値未満の場合
次に、OFDM信号合成用受信装置1,2の動作について説明する。図14(1)は通常時の動作を説明する図であり、図14(2)は希望波停波時(放送休止時)の動作を説明する図であり、図14(3)は希望波送信開始後(放送開始後)の動作(本発明が解決すべき課題)を説明する図である。
以下、図14(2)の希望波停波時の状態から図14(3)の希望波送信開始後の状態に変化した場合について、OFDM信号合成用受信装置1,2の動作を説明する。OFDM信号合成用受信装置1,2の受信信号のうち、希望波の信号をD、干渉波の信号をUとし、直交復調部13により出力される等価ベースバンド信号をD+Uとする。図9に示した相互相関ベクトル算出部177により算出される相互相関ベクトルrxrは、受信信号(等価ベースバンド信号)D+U、参照信号rの複素共役r*として、rxr=(D+U)・r*=D・r*+U・r*である。
10 アンテナ
11 周波数変換部
12 A/D変換部
13 直交復調部
14 アレー合成部
15 D/U測定部
16 復調部
17 重み係数算出部
18 同期再生部
19 制御部
141,175,178,188 乗算部
142 加算部
143,187 複素共役部
151 希望波電力算出部
152,153 D/U算出部
154 ノルム算出部
155,203,211 除算部
156 位相差算出部
157 補正部
161 GI除去部
162 FFT部
163 チャネル推定部
164 チャネル等化部
165 デマッピング部
166 パラレルシリアル変換部
167 再マッピング部
168 MER算出部
169 シンボル再生部
171 自己相関行列算出部
172 逆行列算出部
173 シンボル再生部
174 パイロット挿入部
176 OFDM再変調部
177 相互相関ベクトル算出部
181 シンボル同期部
182 フレーム同期部
183 クロック同期部
184 周波数同期部
185 同期確立状態生成部
186 遅延部
189 移動平均フィルタ
190 絶対値算出部
191 最大値検出部
192 インデックス生成部
201 パイロット抽出部
202 パイロット生成部
204 補間部
Claims (2)
- 複数のアレー素子で構成されるアレーアンテナによってOFDM波を受信し、ビット列を出力するOFDM信号合成用受信装置であって、
受信したOFDM波の等価ベースバンド信号を、時間領域において重み付けにより合成し、アレー合成信号を生成するアレー合成部と、
前記アレー合成部により生成されたアレー合成信号をFFT(Fast Fourier Transform)し、チャネル等化してキャリヤシンボルを生成し、ビット列を出力する復調部と、
前記キャリヤシンボルをシンボル再生して得られたキャリヤシンボル、およびチャネル推定により得られた周波数特性に基づいて、時間領域の参照信号を生成し、前記等価ベースバンド信号と前記参照信号との間の相関を示す相互相関ベクトルを生成し、前記アレー合成信号と前記参照信号との間の誤差が最小となるように、前記アレー合成部にて用いる重み係数を算出する重み係数算出部と、
前記等価ベースバンド信号に基づいて同期を再生し、同期が確立しているか否かを示す同期確立状態信号を生成する同期再生部と、
前記OFDM波の受信信号のD/U(Desired to Undesired signal ratio)を測定するD/U測定部と、
前記同期再生部により生成された同期確立状態信号、及び前記D/U測定部により測定されたD/Uに基づいて、前記重み係数算出部および前記同期再生部を初期化する制御部と、を備え、
前記D/U測定部は、前記アレー合成部により生成されたアレー合成信号の電力を希望波信号電力として算出する希望波電力算出部、前記重み係数算出部により生成された相互相関ベクトルのノルムを干渉波信号電力として算出するノルム算出部、および、前記希望波信号電力を前記干渉波信号電力で除算してD/Uを求める除算部を備え、
前記制御部は、前記同期再生部により生成された同期確立状態信号から同期が確立していることを判定し、前記同期が確立している状態において前記D/U測定部により測定されたD/UのdB値が負であることを判定した場合に、前記重み係数算出部および前記同期再生部を初期化する、ことを特徴とするOFDM信号合成用受信装置。 - 請求項1に記載のOFDM信号合成用受信装置において、
前記D/U測定部は、前記希望波電力算出部の代わりに位相差算出部および補正部を備え、
前記位相差算出部は、前記アレー合成の重み付けのための各等価ベースバンド信号に対応した前記重み係数の要素間の位相差を算出し、
前記補正部は、前記位相差算出部により算出された位相差に基づいて、所定の関数により希望波信号電力を補正する、ことを特徴とするOFDM信号合成用受信装置。
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