JP5647871B2 - OFDM signal retransmission apparatus - Google Patents

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本発明は、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing:直交周波数分割多重)方式を用いるデジタル放送やデジタル伝送のOFDM信号受信装置に関し、特に、デジタル放送や無線LANなどにおいて電波を受信する際に問題となる遅延時間がGI(Guard Interval)長を越えるマルチパスが受信される環境においても送信データを正しく受信して再送信することのできるOFDM信号再送信装置に関する。   The present invention relates to an OFDM signal receiving apparatus for digital broadcasting and digital transmission using an OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) system, and in particular, a delay that becomes a problem when receiving radio waves in digital broadcasting or wireless LAN. The present invention relates to an OFDM signal retransmission apparatus capable of correctly receiving and retransmitting transmission data even in an environment where a multipath whose time exceeds a GI (Guard Interval) length is received.

図8は、通常のOFDM信号受信装置の構成を示すブロック図である。このOFDM信号受信装置200は、受信したOFDM信号を中間周波信号(IF信号)に変換する周波数変換部201と、このIF信号をアナログ−デジタル変換するA/D変換部202と、デジタルIF信号を等価ベースバンド信号に復調する直交復調部203と、等価ベースバンド信号からGIを検出して除去するGI除去部204と、GI除去を施した等価ベースバンド信号に対して所定のFFT(Fast Fourier Transform)ウィンドウサイズでFFT処理を施し、周波数領域信号に変換するFFT部205と、パイロット信号を用いてFFT部205から入力される周波数領域信号のキャリアシンボルからチャネル応答を推定するチャネル推定部206と、推定されたチャネル応答を用いてFFT部205から出力される周波数領域信号を等化するチャネル等化部207と、チャネル等化を施した周波数領域信号について所定の変調方式に従うデマッピングを施すデマッピング部208と、デマッピングして得られるパラレルデータ信号をシリアルデータ信号に変換し、送信元のビット列の信号を復元するパラレルシリアル変換部209とを備えている。   FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of a normal OFDM signal receiving apparatus. This OFDM signal receiving apparatus 200 includes a frequency converter 201 that converts a received OFDM signal into an intermediate frequency signal (IF signal), an A / D converter 202 that performs analog-digital conversion on the IF signal, and a digital IF signal. An orthogonal demodulator 203 that demodulates an equivalent baseband signal, a GI remover 204 that detects and removes GI from the equivalent baseband signal, and a predetermined FFT (Fast Fourier Transform) for the equivalent baseband signal subjected to GI removal ) FFT unit 205 that performs FFT processing with a window size and converts it to a frequency domain signal; channel estimation unit 206 that estimates a channel response from a carrier symbol of a frequency domain signal input from FFT unit 205 using a pilot signal; The frequency domain signal output from the FFT unit 205 using the estimated channel response A channel equalization unit 207 for equalization, a demapping unit 208 for performing demapping in accordance with a predetermined modulation method for the frequency domain signal subjected to channel equalization, and a parallel data signal obtained by demapping is converted into a serial data signal And a parallel-serial conversion unit 209 that restores the signal of the transmission source bit string.

つまり、通常のOFDM信号受信装置200は、送信元から受信点までの伝送路の遅延広がりがGI長以内の場合、チャネル等化部207により、チャネル等化が可能である。一方で、通常のOFDM信号受信装置200では、GI長を越える遅延波を等化する機能は無いため、チャネルの遅延広がりがGI長を越える場合、シンボル間干渉及びキャリヤ間干渉の発生により受信特性が著しく損なわれることになる。   That is, the normal OFDM signal receiving apparatus 200 can perform channel equalization by the channel equalization unit 207 when the delay spread of the transmission path from the transmission source to the reception point is within the GI length. On the other hand, the normal OFDM signal receiving apparatus 200 does not have a function of equalizing a delayed wave exceeding the GI length. Therefore, when the delay spread of the channel exceeds the GI length, reception characteristics due to occurrence of inter-symbol interference and inter-carrier interference. Will be significantly impaired.

一方、時間領域においてマルチパスをキャンセルする仕組みを有するOFDM信号受信装置も存在する。図9は、遅延時間がGI長を越えるマルチパスを等化可能なOFDM信号受信装置の構成を示すブロック図である。このOFDM信号受信装置300は、受信したOFDM信号を中間周波信号(IF信号)に変換する周波数変換部301と、このIF信号をアナログ−デジタル変換するA/D変換部302と、デジタルIF信号を等価ベースバンド信号に復調する直交復調部303と、マルチパスをキャンセルする減算部304と、マルチパスのレプリカを生成する適応フィルタ部305と、GI除去を施した等価ベースバンド信号に対して所定のFFTウィンドウサイズでFFT処理を施し、周波数領域信号に変換するFFT部306と、パイロット信号を用いてFFT部306から入力される周波数領域信号のキャリアシンボルからチャネル応答を推定するチャネル推定部307と、推定されたチャネル応答を用いてFFT部306から出力される周波数領域信号を等化するチャネル等化部308と、チャネル等化を施した周波数領域信号について所定の変調方式に従うデマッピングを施すデマッピング部309と、デマッピングして得られるパラレルデータ信号をシリアルデータ信号に変換し、送信元のビット列の信号を復元するパラレルシリアル変換部313と、デマッピングして得られるパラレルデータ信号をマッピングしてキャリアシンボルを再生するマッピング部310と、FFT部306から出力される周波数領域信号を、マッピング部310から出力されるキャリアシンボルで除算することで等化後の周波数特性を算出する除算部311と、等化後の周波数特性を用いて主波成分を除いたインパルス応答を生成し、適応フィルタ305に対してフィルタ係数を適応的に決定させるフィルタ係数制御部312とを備えている。   On the other hand, there is an OFDM signal receiving apparatus having a mechanism for canceling multipath in the time domain. FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of an OFDM signal receiving apparatus capable of equalizing a multipath whose delay time exceeds the GI length. The OFDM signal receiving apparatus 300 includes a frequency converter 301 that converts a received OFDM signal into an intermediate frequency signal (IF signal), an A / D converter 302 that performs analog-digital conversion on the IF signal, and a digital IF signal. A quadrature demodulator 303 that demodulates to an equivalent baseband signal, a subtractor 304 that cancels multipath, an adaptive filter 305 that generates a multipath replica, and an equivalent baseband signal that has undergone GI removal are subjected to predetermined processing. An FFT unit 306 that performs FFT processing with an FFT window size and converts the signal into a frequency domain signal; a channel estimation unit 307 that estimates a channel response from a carrier symbol of a frequency domain signal input from the FFT unit 306 using a pilot signal; The frequency output from the FFT unit 306 using the estimated channel response A channel equalization unit 308 that equalizes the region signal, a demapping unit 309 that performs demapping according to a predetermined modulation method on the frequency domain signal subjected to channel equalization, and a parallel data signal obtained by demapping is converted into serial data A parallel-serial conversion unit 313 that converts the signal into a signal and restores the signal of the transmission source bit string, a mapping unit 310 that maps a parallel data signal obtained by demapping and reproduces a carrier symbol, and an FFT unit 306 A division unit 311 for calculating a frequency characteristic after equalization by dividing the frequency domain signal to be divided by a carrier symbol output from the mapping unit 310, and an impulse obtained by removing the main wave component using the frequency characteristic after equalization Generating a response and allowing the adaptive filter 305 to adaptively determine the filter coefficients And a filter coefficient controller 312.

つまり、時間領域においてマルチパスをキャンセルする仕組みを有するOFDM信号受信装置300は、送信元から受信点までのチャネル応答のうち、主波成分を除いたインパルス応答を適応フィルタ305に与えることにより、マルチパスをキャンセルすることが可能である。しかし、このOFDM信号受信装置300は、より長い遅延時間のマルチパスを等化するために適応フィルタにおけるフィルタ係数の次数を大きくしなければならないという問題が生じる。また、主波よりも早く到来するマルチパス(先行波)を等化するためには、図9の構成に加えてさらに適応フィルタが必要となるという問題がある。   That is, the OFDM signal receiving apparatus 300 having a mechanism for canceling multipaths in the time domain provides the adaptive filter 305 with an impulse response excluding the main wave component from the channel response from the transmission source to the reception point, and thereby It is possible to cancel the pass. However, the OFDM signal receiving apparatus 300 has a problem that the order of the filter coefficient in the adaptive filter has to be increased in order to equalize a multipath having a longer delay time. Further, in order to equalize a multipath (preceding wave) that arrives earlier than the main wave, there is a problem that an adaptive filter is required in addition to the configuration of FIG.

また、図9に示すOFDM信号受信装置が時間領域においてマルチパスをキャンセルするのに対して、周波数領域でマルチパスを等化するOFDM信号受信装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に示されている従来のOFDM信号受信装置は、図8に示す通常のOFDM信号受信装置200では受信不能となってしまう大きさのガードインターバルを越えるマルチパスを等化可能であり、適応フィルタにおけるフィルタ係数の次数を大きくしなければならないという問題を解消することができる。   In addition, the OFDM signal receiving apparatus shown in FIG. 9 cancels multipaths in the time domain, whereas an OFDM signal receiving apparatus that equalizes multipaths in the frequency domain is known (see, for example, Patent Document 1). . The conventional OFDM signal receiver shown in Patent Document 1 can equalize multipaths exceeding a guard interval of a size that cannot be received by the normal OFDM signal receiver 200 shown in FIG. The problem of having to increase the order of the filter coefficient in the adaptive filter can be solved.

周波数領域でGIを越えるマルチパスを等化可能なOFDM信号再送信装置100を構成した中継装置がある。図7は、遅延時間がGI長を越えるマルチパスを等化可能な従来からのOFDM信号再送信装置の概略構成を示すブロック図である。   There is a relay apparatus that constitutes an OFDM signal retransmission apparatus 100 capable of equalizing multipaths exceeding GI in the frequency domain. FIG. 7 is a block diagram showing a schematic configuration of a conventional OFDM signal retransmission apparatus capable of equalizing a multipath whose delay time exceeds the GI length.

図7に示すOFDM信号再送信装置100は、受信アンテナ101を介して所定の送信元から送信されたOFDM信号を受信して希望波の周波数帯域外の不要な信号成分を除去するバンドパスフィルタ102と、周波数変換部103と、A/D変換部104と、直交復調部105と、周波数領域等化部106と、OFDM復調部107と、等化係数算出部108と、キャリアシンボル選択部109と、IFFT部110と、GI付加部111と、直交変調部112と、D/A変換部113と、周波数変換部114と、バンドパスフィルタ115と、送信アンテナ116とを備える。   An OFDM signal retransmission apparatus 100 shown in FIG. 7 receives a OFDM signal transmitted from a predetermined transmission source via a reception antenna 101 and removes an unnecessary signal component outside the frequency band of a desired wave. A frequency conversion unit 103, an A / D conversion unit 104, an orthogonal demodulation unit 105, a frequency domain equalization unit 106, an OFDM demodulation unit 107, an equalization coefficient calculation unit 108, a carrier symbol selection unit 109, IFFT section 110, GI adding section 111, orthogonal modulation section 112, D / A conversion section 113, frequency conversion section 114, bandpass filter 115, and transmission antenna 116.

周波数変換部103、A/D変換部104及び直交復調部105は、それぞれ図9に示す周波数変換部301、A/D変換部302及び直交復調部303に対応する。また、周波数領域等化部106は、周波数領域で適応等化する機能部であり、後続するOFDM復調部107から得られる周波数領域信号から等化誤差を求め、等化係数の算出を行う等化係数算出部108によって制御される。OFDM復調部107は、チャネル推定部307、チャネル等化部308及びデマッピング部309からなる処理部に対応する。等化係数算出部108は、図9に示すマッピング部310、除算部311及びフィルタ係数制御部312からなる処理部に対応する。   The frequency conversion unit 103, the A / D conversion unit 104, and the orthogonal demodulation unit 105 correspond to the frequency conversion unit 301, the A / D conversion unit 302, and the orthogonal demodulation unit 303 shown in FIG. The frequency domain equalization unit 106 is a functional unit that performs adaptive equalization in the frequency domain, and obtains an equalization error from the frequency domain signal obtained from the subsequent OFDM demodulation unit 107, and performs equalization coefficient calculation. It is controlled by the coefficient calculation unit 108. The OFDM demodulation unit 107 corresponds to a processing unit including a channel estimation unit 307, a channel equalization unit 308, and a demapping unit 309. The equalization coefficient calculation unit 108 corresponds to a processing unit including the mapping unit 310, the division unit 311, and the filter coefficient control unit 312 illustrated in FIG.

キャリアシンボル選択部109は、OFDM復調部107から得られるチャネル等化後のキャリアシンボルと、等化係数算出部108内のマッピング部(図9に示すマッピング部310に対応する)から得られるキャリアシンボルの切り替えを行う機能部である。   Carrier symbol selection section 109 receives carrier symbols after channel equalization obtained from OFDM demodulation section 107, and carrier symbols obtained from a mapping section (corresponding to mapping section 310 shown in FIG. 9) in equalization coefficient calculation section 108. It is a functional unit that performs switching.

IFFT部110は、入力されるキャリアシンボルに対して逆FFT処理を施し、デジタル時間領域信号に変換する。   IFFT section 110 performs inverse FFT processing on the input carrier symbol and converts it to a digital time domain signal.

GI付加部111は、変換されたデジタル時間領域信号に対してGIを付加する。   The GI adding unit 111 adds a GI to the converted digital time domain signal.

直交変調部112は、GIを付加したデジタル時間領域信号に対して所定の直交変調を施す。   The quadrature modulation unit 112 performs predetermined quadrature modulation on the digital time domain signal to which the GI is added.

D/A変換部113は、直交変調を施したデジタル時間領域信号をアナログ時間領域信号に変換する。   The D / A converter 113 converts the digital time domain signal subjected to quadrature modulation into an analog time domain signal.

周波数変換部114は、アナログ時間領域信号を無線周波信号(RF信号)に変換し、再送信するOFDM信号を生成する。   The frequency converter 114 converts the analog time domain signal into a radio frequency signal (RF signal) and generates an OFDM signal to be retransmitted.

バンドパスフィルタ115は、送信アンテナ116を介して再送信する際に余分な帯域を除去する機能を有する。   The bandpass filter 115 has a function of removing an extra band when retransmitting via the transmission antenna 116.

つまり、図7に示すOFDM信号再送信装置100では、受信アンテナ101より出力された受信信号は、フィーダーケーブル(図示せず)を通して、バンドパスフィルタ102に入力され、希望波の周波数帯域外の不要な信号成分が除去される。バンドパスフィルタ102の出力信号は周波数変換部103に入力され、その出力レベルが一定になるようにAGC(自動利得制御)が施された後、周波数変換される。   That is, in the OFDM signal retransmission apparatus 100 shown in FIG. 7, the reception signal output from the reception antenna 101 is input to the bandpass filter 102 through a feeder cable (not shown), and is unnecessary outside the frequency band of the desired wave. Signal components are removed. The output signal of the band-pass filter 102 is input to the frequency conversion unit 103, subjected to AGC (automatic gain control) so that the output level becomes constant, and then frequency-converted.

OFDM復調部107が有するデマッピング部(デマッピング部309に対応)が出力するパラレルデータは、再マッピング部(マッピング部310に対応)に入力されキャリアシンボルが再生される。この再マッピング部の出力する再生シンボル或いはチャネル等化部(チャネル等化部308に対応)の出力するチャネル等化後のキャリアシンボルの一方が選択され、送信シンボルが出力される。キャリアシンボル選択部109の出力はIFFT部110に入力される。   The parallel data output from the demapping unit (corresponding to the demapping unit 309) included in the OFDM demodulating unit 107 is input to the remapping unit (corresponding to the mapping unit 310), and carrier symbols are reproduced. One of the reproduction symbol output from the remapping unit or the carrier symbol after channel equalization output from the channel equalization unit (corresponding to the channel equalization unit 308) is selected, and a transmission symbol is output. The output of carrier symbol selection section 109 is input to IFFT section 110.

IFFT部110は、キャリアシンボル選択部109の出力するキャリアシンボルに対してIFFT処理を施し、時間領域信号に変換する。GI付加部111はOFDMシンボルの先頭にGIを付加し、直交変調部112に送出する。   IFFT section 110 performs IFFT processing on the carrier symbol output from carrier symbol selection section 109 and converts it to a time domain signal. The GI adding unit 111 adds a GI to the head of the OFDM symbol and sends it to the orthogonal modulation unit 112.

直交変調部112は入力される等価ベースバンド信号に直交変調処理を施し、デジタルIF信号に変換して出力する。直交変調部112の出力するデジタルIF信号はD/A変換部113により、IF信号に変換され出力される。D/A変換部1113の出力するIF信号は周波数変換部114により、RF帯に周波数変換され、一定レベルになるように増幅して出力する。周波数変換部114の出力するRF信号はバンドパスフィルタ115に入力され帯域外の不要輻射成分が除去される。バンドパスフィルタ115で帯域外の不要な成分が除去された送信信号はフィーダーケーブル(図示せず)を通して送信アンテナ116に供給され電波となって放射される。   The quadrature modulation unit 112 performs quadrature modulation processing on the input equivalent baseband signal, converts it to a digital IF signal, and outputs it. The digital IF signal output from the quadrature modulation unit 112 is converted into an IF signal by the D / A conversion unit 113 and output. The IF signal output from the D / A converter 1113 is frequency-converted to the RF band by the frequency converter 114, and is amplified and output so as to have a constant level. The RF signal output from the frequency converter 114 is input to the bandpass filter 115, and unnecessary radiation components outside the band are removed. The transmission signal from which unnecessary components outside the band are removed by the band-pass filter 115 is supplied to the transmission antenna 116 through a feeder cable (not shown) and radiated as a radio wave.

尚、デマッピング及び再マッピングによるしきい値判定処理は、入力されるキャリアシンボルに最も近い既知の送信シンボルに置き換える処理である。この処理には等化誤差や白色雑音を除去できるという利点があるが、なくてもよい。   Note that the threshold determination process by demapping and remapping is a process of replacing with a known transmission symbol closest to the input carrier symbol. This process has the advantage of eliminating equalization errors and white noise, but may not be necessary.

ここでレベルの大きいGI内マルチパスが受信される環境について考える。このような受信環境では、受信信号はサブキャリアによって信号電力が著しく低下するため、そのサブキャリアによって伝送される信号は誤り率が大きくなる。このデータ誤りについては、誤り訂正において消失化させたり、信頼度重み付けを行うことにより受信特性を改善できることが知られている。   Here, consider an environment in which a multilevel GI multipath with a high level is received. In such a reception environment, since the signal power of the received signal is significantly reduced by the subcarrier, the error rate of the signal transmitted by the subcarrier increases. About this data error, it is known that the reception characteristic can be improved by erasing or performing reliability weighting in error correction.

特開2004−343546号公報JP 2004-343546 A

レベルの大きいGI内マルチパスが受信される受信環境において、従来のOFDM信号再送信装置100を用いたOFDM信号の再送信を行う場合、このOFDM信号再送信装置100は、伝搬路の歪みを全て等化するため、OFDM信号再送信装置100で受信した際に有していた伝搬路の情報が失われる。よって、このOFDM信号再送信装置100により再送信された信号を受信する受信装置(例えば、図8参照)は、誤り訂正復号を行う際に伝搬路情報を利用することができないため、受信特性の更なる改善が期待できないという問題があった。   When retransmitting an OFDM signal using the conventional OFDM signal retransmitting apparatus 100 in a reception environment where a multipath within a GI with a large level is received, the OFDM signal retransmitting apparatus 100 reduces all the distortions of the propagation path. Because of equalization, the information on the propagation path that was received when the signal was received by the OFDM signal retransmission apparatus 100 is lost. Therefore, a receiving apparatus (for example, see FIG. 8) that receives a signal retransmitted by the OFDM signal retransmitting apparatus 100 cannot use propagation path information when performing error correction decoding. There was a problem that further improvement could not be expected.

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、レベルの大きいGI内マルチパスが受信される環境においても、受信側で遅延時間がGIを越えるマルチパスによる信号品質の劣化を改善できるよう、OFDM信号を再送信するOFDM信号再送信装置を提供することにある。   The present invention has been made to solve such a problem, and the object of the present invention is to improve the signal quality of the multipath whose delay time exceeds the GI on the receiving side even in an environment where a multi-level GI multipath is received at a high level. An object of the present invention is to provide an OFDM signal retransmission apparatus that retransmits an OFDM signal so that degradation of the signal can be improved.

本発明の第1態様のOFDM信号再送信装置は、送信元のOFDM信号を適応等化して再送信するOFDM信号再送信装置であって、入力されるOFDM信号を、該OFDM信号のFFTウィンドウサイズの2のべき乗倍のサイズでFFT処理を施して周波数領域信号に変換し、該周波数領域信号について、GI長を越えるマルチパスによる周波数特性歪みを等化した信号を、前記FFTウィンドウサイズの2のべき乗倍のサイズでIFFT処理して時間領域信号に変換する周波数領域等化部と、前記周波数領域等化部から得られる時間領域信号を、前記OFDM信号のFFTウィンドウサイズでFFT処理を施して周波数領域信号に変換し、該周波数領域信号に対してチャネル等化を施すOFDM復調部と、前記OFDM復調部から入力される周波数領域信号、チャネル応答および再生シンボルを用いて求める等化誤差信号から、前記周波数領域等化部の等化係数を算出する等化係数算出部と、前記周波数領域等化部から得られる前記時間領域信号からOFDMシンボルを抽出するOFDMシンボル抽出部と、前記OFDMシンボルから、再送信するOFDM信号を生成する再送信信号生成手段と、を備えることを特徴とする。 The OFDM signal retransmission apparatus according to the first aspect of the present invention is an OFDM signal retransmission apparatus for adaptively retransmitting an OFDM signal of a transmission source, and an input OFDM signal is converted into an FFT window size of the OFDM signal. FFT processing is performed with a size that is a power of 2 and converted to a frequency domain signal. A signal obtained by equalizing frequency characteristic distortion due to multipath exceeding the GI length is equalized to the FFT window size of 2 for the frequency domain signal . A frequency domain equalization unit that converts to a time domain signal by performing IFFT processing with a power-multiplied size, and a time domain signal obtained from the frequency domain equalization unit is subjected to FFT processing with an FFT window size of the OFDM signal to obtain a frequency into a region signal, the OFDM demodulation unit that performs channel equalization with respect to the frequency-domain signal, is input from the OFDM demodulator An equalization coefficient calculation unit for calculating an equalization coefficient of the frequency domain equalization unit from an equalization error signal obtained using a frequency domain signal, a channel response, and a reproduction symbol, and the frequency domain equalization unit An OFDM symbol extraction unit that extracts an OFDM symbol from a time domain signal, and a retransmission signal generation unit that generates an OFDM signal to be retransmitted from the OFDM symbol.

本発明の第2態様のOFDM信号再送信装置は、送信元のOFDM信号を適応等化して再送信するOFDM信号再送信装置であって、入力されるOFDM信号を、該OFDM信号のFFTウィンドウサイズの2のべき乗倍のサイズでFFT処理を施して周波数領域信号に変換し、該周波数領域信号について、GI長を越えるマルチパスによる周波数特性歪みを等化した信号を、前記FFTウィンドウサイズの2のべき乗倍のサイズでIFFT処理して時間領域信号に変換する周波数領域等化部と、前記周波数領域等化部から得られる時間領域信号を、前記OFDM信号のFFTウィンドウサイズでFFT処理を施して周波数領域信号に変換し、該周波数領域信号に対してチャネル等化を施すOFDM復調部と、前記OFDM復調部から入力される周波数領域信号、チャネル応答および再生シンボルを用いて求める等化誤差信号から、前記周波数領域等化部の等化係数を算出する等化係数算出部と、前記周波数領域等化部から得られる前記時間領域信号からOFDMシンボルのうち有効シンボル長に相当する時間幅の有効シンボルを抽出する有効シンボル算出部と、前記有効シンボルに対してガードインターバル(GI)を付加するGI付加部と、前記GIを付加した有効シンボルから、再送信するOFDM信号を生成する再送信信号生成手段と、を備えることを特徴とする。 An OFDM signal retransmission apparatus according to a second aspect of the present invention is an OFDM signal retransmission apparatus that adaptively retransmits an OFDM signal as a transmission source, and converts an input OFDM signal into an FFT window size of the OFDM signal. FFT processing is performed with a size that is a power of 2 and converted to a frequency domain signal. A signal obtained by equalizing frequency characteristic distortion due to multipath exceeding the GI length is equalized to the FFT window size of 2 for the frequency domain signal . A frequency domain equalization unit that converts to a time domain signal by performing IFFT processing with a power-multiplied size, and a time domain signal obtained from the frequency domain equalization unit is subjected to FFT processing with an FFT window size of the OFDM signal to obtain a frequency into a region signal, the OFDM demodulation unit that performs channel equalization with respect to the frequency-domain signal, is input from the OFDM demodulator An equalization coefficient calculation unit for calculating an equalization coefficient of the frequency domain equalization unit from an equalization error signal obtained using a frequency domain signal, a channel response, and a reproduction symbol, and the frequency domain equalization unit An effective symbol calculation unit that extracts an effective symbol having a time width corresponding to an effective symbol length from OFDM symbols from a time domain signal, a GI addition unit that adds a guard interval (GI) to the effective symbol, and the GI And a retransmission signal generating means for generating an OFDM signal to be retransmitted from the added effective symbol.

本発明によれば、レベルの大きいGI内マルチパスが受信される環境においても、受信側で遅延時間がGIを越えるマルチパスによる信号品質の劣化を改善できるようになる。   According to the present invention, even in an environment where a multi-level GI multipath is received, it is possible to improve signal quality degradation due to a multipath whose delay time exceeds the GI on the receiving side.

本発明による実施例1のOFDM信号再送信装置のブロック図である。1 is a block diagram of an OFDM signal retransmission apparatus according to a first embodiment of the present invention. 本発明による実施例2のOFDM信号再送信装置のブロック図である。It is a block diagram of the OFDM signal retransmission apparatus of Example 2 according to the present invention. (a),(b)は、OFDM信号再送信装置が受信する遅延プロファイル及び周波数特性を示す図である。(A), (b) is a figure which shows the delay profile and frequency characteristic which an OFDM signal retransmission apparatus receives. (a),(b)は、従来のOFDM信号再送信装置が再送信する遅延プロファイル及び周波数特性を示す図である。(A), (b) is a figure which shows the delay profile and frequency characteristic which the conventional OFDM signal retransmission apparatus retransmits. (a),(b)は、本発明による実施例1及び実施例2のOFDM信号再送信装置が再送信する遅延プロファイル及び周波数特性を示す図である。(A), (b) is a figure which shows the delay profile and frequency characteristic which the OFDM signal retransmission apparatus of Example 1 and Example 2 by this invention retransmits. 本発明による実施例1のOFDM信号再送信装置と従来からのOFDM信号再送信装置におけるBER特性の比較例である。It is a comparative example of the BER characteristic in the OFDM signal retransmission apparatus of Example 1 by this invention, and the conventional OFDM signal retransmission apparatus. 遅延時間がGI長を越えるマルチパスを等化可能な従来からのOFDM信号再送信装置の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the conventional OFDM signal retransmission apparatus which can equalize the multipath where delay time exceeds GI length. 従来からの通常のOFDM信号受信装置の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the conventional normal OFDM signal receiver. 遅延時間がGI長を越えるマルチパスを等化可能な従来からのOFDM信号受信装置の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the conventional OFDM signal receiver which can equalize the multipath where delay time exceeds GI length.

以下、図面を参照して、本発明によるOFDM信号再送信装置の実施形態について説明する。まず、本発明による実施例1のOFDM信号再送信装置を説明する。   Hereinafter, embodiments of an OFDM signal retransmission apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. First, the OFDM signal retransmission apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described.

〔実施例1〕
図1は、本発明による実施例1のOFDM信号再送信装置のブロック図である。実施例1のOFDM信号再送信装置10は、図7と同様のバンドパスフィルタ(BPF)及び周波数変換部(図示せず)を介して得られるIF信号を受信してA/D変換を施すA/D変換部11と、直交復調部12と、周波数領域等化部1315(FFT部13、等化部14及びIFFT部15)と、OFDM復調部1923(GI除去部19、FFT部20、チャネル等化部21、チャネル推定部22及びデマッピング部23)と、等化係数算出部2429(マッピング部24、第1除算部25、第2除算部26、等化誤差算出部27、遅延プロファイル算出部28及び領域変換部29)と、OFDMシンボル抽出部16と、直交変調部17と、D/A変換部18とを備え、その後再送信信号を伝送するために、図7と同様に、周波数変換及びバンドパスフィルタ(BPF)が施される。
[Example 1]
FIG. 1 is a block diagram of an OFDM signal retransmission apparatus according to a first embodiment of the present invention. The OFDM signal retransmission apparatus 10 according to the first embodiment receives an IF signal obtained through a bandpass filter (BPF) and a frequency conversion unit (not shown) similar to those in FIG. 7 and performs A / D conversion. / D conversion unit 11, orthogonal demodulation unit 12, frequency domain equalization unit 1315 (FFT unit 13, equalization unit 14 and IFFT unit 15), OFDM demodulation unit 1923 (GI removal unit 19, FFT unit 20, channel) Equalization unit 21, channel estimation unit 22 and demapping unit 23) and equalization coefficient calculation unit 2429 (mapping unit 24, first division unit 25, second division unit 26, equalization error calculation unit 27, delay profile calculation) Unit 28 and region conversion unit 29), OFDM symbol extraction unit 16, orthogonal modulation unit 17, and D / A conversion unit 18, and then transmits the retransmission signal in the same manner as in FIG. conversion Fine band-pass filter (BPF) is applied.

入力側の周波数変換(図7に示す周波数変換部103に対応)は、入力信号を周波数変換しIF信号に変換する。この周波数変換部の出力するIF信号がA/D変換部11へ入力される。   The frequency conversion on the input side (corresponding to the frequency conversion unit 103 shown in FIG. 7) converts the frequency of the input signal into an IF signal. The IF signal output from the frequency converter is input to the A / D converter 11.

A/D変換部11は、入力されるIF信号をA/D変換しデジタルIF信号を出力する。A/D変換部11の出力するデジタルIF信号は直交復調部12に入力される。   The A / D converter 11 performs A / D conversion on the input IF signal and outputs a digital IF signal. The digital IF signal output from the A / D converter 11 is input to the quadrature demodulator 12.

直交復調部12は、A/D変換部11から入力されるデジタルIF信号を直交復調し、等価ベースバンド信号を出力する。直交復調部12の出力する等価ベースバンド信号は周波数領域等化部へ入力される。   The quadrature demodulation unit 12 performs quadrature demodulation on the digital IF signal input from the A / D conversion unit 11 and outputs an equivalent baseband signal. The equivalent baseband signal output from the orthogonal demodulation unit 12 is input to the frequency domain equalization unit.

周波数領域等化部1315は、等化係数算出部の領域変換部29から入力される等化係数を用いて、直交復調部12から入力される等価ベースバンド信号を周波数領域において等化し、時間領域の等価ベースバンド信号を出力する。周波数領域等化部のIFFT部15の出力は2分配され、一方がOFDM復調部のGI除去部19へ、他方がOFDMシンボル抽出部16へ入力される。   The frequency domain equalization unit 1315 equalizes the equivalent baseband signal input from the quadrature demodulation unit 12 in the frequency domain using the equalization coefficient input from the region conversion unit 29 of the equalization coefficient calculation unit, and performs time domain The equivalent baseband signal is output. The output of the IFFT unit 15 of the frequency domain equalization unit is divided into two, one being input to the GI removal unit 19 of the OFDM demodulation unit and the other being input to the OFDM symbol extraction unit 16.

OFDM復調部1923は、等価ベースバンド信号をOFDM復調し、FFT後のキャリアシンボル、チャネル応答及びデマッピング後のパラレル信号を等化係数算出部2429へ出力する。   The OFDM demodulator 1923 OFDM demodulates the equivalent baseband signal, and outputs the carrier symbol after FFT, the channel response, and the parallel signal after demapping to the equalization coefficient calculator 2429.

等化係数算出部2429は、OFDM復調部1923から入力される周波数領域信号のキャリアシンボル、チャネル応答及びパラレル信号の再生シンボルを用いて求める等化誤差信号から、等化係数を算出し、周波数領域等化部1315へ出力する。   The equalization coefficient calculation unit 2429 calculates an equalization coefficient from the equalization error signal obtained using the carrier symbol of the frequency domain signal input from the OFDM demodulation unit 1923, the channel response, and the reproduction symbol of the parallel signal. The data is output to the equalization unit 1315.

OFDMシンボル抽出部16は、周波数領域等化部1315の出力する等価ベースバンド信号のうち、有効シンボルとGIからなるOFDMシンボルに相当する信号を抽出し直交変調部17へ入力する。   The OFDM symbol extraction unit 16 extracts a signal corresponding to an OFDM symbol composed of an effective symbol and a GI from the equivalent baseband signal output from the frequency domain equalization unit 1315 and inputs the signal to the orthogonal modulation unit 17.

直交変調部17は、OFDMシンボル抽出部16から入力される等価ベースバンド信号を直交変調し、デジタルIF信号をD/A変換部18へ入力する。   The orthogonal modulation unit 17 performs orthogonal modulation on the equivalent baseband signal input from the OFDM symbol extraction unit 16 and inputs the digital IF signal to the D / A conversion unit 18.

D/A変換部18は、デジタルIF信号をD/A変換する。D/A変換して得られるIF信号は、再送信信号伝送するために、図7と同様に、周波数変換及びバンドパスフィルタ(BPF)が施される。   The D / A converter 18 D / A converts the digital IF signal. The IF signal obtained by D / A conversion is subjected to frequency conversion and a band-pass filter (BPF) in the same manner as in FIG. 7 in order to transmit a retransmission signal.

周波数領域等化部1315は、FFT部13と、等化部14と、IFFT部15とを備えている。   The frequency domain equalization unit 1315 includes an FFT unit 13, an equalization unit 14, and an IFFT unit 15.

FFT部13は、直交復調部12から入力される等価ベースバンド信号をFFTウィンドウサイズの2のべき乗倍のサイズでFFT処理を施し、入力されるOFDM信号のキャリヤ間隔の2のべき乗分の1の周波数間隔の周波数領域信号に変換する。   The FFT unit 13 performs an FFT process on the equivalent baseband signal input from the quadrature demodulation unit 12 with a size that is a power of 2 of the FFT window size, and is 1/2 of the carrier interval of the input OFDM signal. Convert to frequency domain signal with frequency interval.

等化部14は、FFT部13の出力する周波数領域信号を等化係数算出部2429から入力される等化係数で除算することで周波数特性歪みを等化する。等化部14の出力は、FFT部13と同じサイズでIFFT処理を施し、時間領域信号に変換し、等価ベースバンド信号をOFDM復調部1923へ出力する。   The equalization unit 14 equalizes the frequency characteristic distortion by dividing the frequency domain signal output from the FFT unit 13 by the equalization coefficient input from the equalization coefficient calculation unit 2429. The output of the equalization unit 14 is subjected to IFFT processing with the same size as that of the FFT unit 13, converted into a time domain signal, and an equivalent baseband signal is output to the OFDM demodulation unit 1923.

OFDM復調部1923は、GI除去部19と、FFT部20と、チャネル推定部22と、チャネル等化部21と、デマッピング部23とを備えている。   The OFDM demodulation unit 1923 includes a GI removal unit 19, an FFT unit 20, a channel estimation unit 22, a channel equalization unit 21, and a demapping unit 23.

GI除去部19は、周波数領域等化部1315から入力される等価ベースバンド信号からGIを除去し、OFDM信号の有効シンボル期間に相当する時間幅の等価ベースバンド信号を出力する。   The GI removal unit 19 removes the GI from the equivalent baseband signal input from the frequency domain equalization unit 1315, and outputs an equivalent baseband signal having a time width corresponding to the effective symbol period of the OFDM signal.

FFT部20は、GI除去部19から入力される有効シンボル期間の等価ベースバンド信号をOFDM信号のFFTウィンドウサイズでFFT処理を施し、キャリアシンボルに変換する。FFT部20の出力は3分配され、チャネル等化部21、チャネル推定部22及び等化係数算出部2429へ出力される。   The FFT unit 20 performs an FFT process on the equivalent baseband signal in the effective symbol period input from the GI removal unit 19 with the FFT window size of the OFDM signal, and converts it into a carrier symbol. The output of the FFT unit 20 is divided into three and output to the channel equalization unit 21, the channel estimation unit 22, and the equalization coefficient calculation unit 2429.

チャネル推定部22は、FFT部20から入力されるキャリアシンボルからチャネル応答を推定して出力する。チャネル推定部22の出力するチャネル応答は2分配され、一方をチャネル等化部21へ、他方を等化係数算出部2429へ出力する。   The channel estimation unit 22 estimates a channel response from the carrier symbol input from the FFT unit 20 and outputs it. The channel response output from the channel estimation unit 22 is divided into two, and one is output to the channel equalization unit 21 and the other is output to the equalization coefficient calculation unit 2429.

チャネル等化部21は、FFT部20から入力されるキャリアシンボルをチャネル推定部22から入力されるチャネル応答で除算し、チャネル等化を行う。チャネル等化部21の出力する等化後のキャリアシンボルはデマッピング部23へ入力される。   The channel equalization unit 21 divides the carrier symbol input from the FFT unit 20 by the channel response input from the channel estimation unit 22 to perform channel equalization. The equalized carrier symbol output from the channel equalization unit 21 is input to the demapping unit 23.

デマッピング部23は、等化後のキャリアシンボルをデマッピングし、パラレル信号を出力する。デマッピング部23の出力は等化係数算出部2429へ入力される。   The demapping unit 23 demaps the equalized carrier symbol and outputs a parallel signal. The output of the demapping unit 23 is input to the equalization coefficient calculation unit 2429.

等化係数算出部2429は、周波数特性算出部2426と、等化誤差算出部27と、遅延プロファイル算出部28と、領域変換部29とを備えている。   The equalization coefficient calculation unit 2429 includes a frequency characteristic calculation unit 2426, an equalization error calculation unit 27, a delay profile calculation unit 28, and a region conversion unit 29.

OFDM復調部1923から入力される周波数領域信号のキャリアシンボル、チャネル応答及びパラレル信号の再生シンボルは、周波数特性算出部2426へ入力され、等化後の周波数特性を算出する。周波数特性算出部2426の出力は等化誤差算出部27へ入力される。   The carrier symbol of the frequency domain signal, the channel response, and the reproduction symbol of the parallel signal input from the OFDM demodulator 1923 are input to the frequency characteristic calculator 2426 to calculate the equalized frequency characteristic. The output of the frequency characteristic calculator 2426 is input to the equalization error calculator 27.

等化誤差算出部27は周波数特性算出部2426の出力する等化後の周波数特性から1を減じ、等化誤差を算出して等化誤差信号を生成する。等化誤差算出部27の出力は遅延プロファイル算出部28へ入力される。   The equalization error calculation unit 27 subtracts 1 from the equalized frequency characteristic output from the frequency characteristic calculation unit 2426, calculates an equalization error, and generates an equalization error signal. The output of the equalization error calculation unit 27 is input to the delay profile calculation unit 28.

遅延プロファイル算出部28は、等化誤差信号を用いて遅延プロファイルを算出し、領域変換部29へ出力する。領域変換部29は遅延プロファイルをFFTウィンドウサイズの2のべき乗倍のサイズで時間領域から周波数領域へ変換して、等化係数を周波数領域等化部1315へ入力する。   The delay profile calculation unit 28 calculates a delay profile using the equalization error signal and outputs the delay profile to the region conversion unit 29. The domain transform unit 29 transforms the delay profile from the time domain to the frequency domain with a power of 2 times the FFT window size, and inputs the equalization coefficient to the frequency domain equalization unit 1315.

周波数特性算出部2426は、マッピング部24と、第1除算器25と、第2除算器26とを備えている。   The frequency characteristic calculation unit 2426 includes a mapping unit 24, a first divider 25, and a second divider 26.

OFDM復調部1923から入力されるパラレル信号は、マッピング部24へ入力される。マッピング部24は、パラレル信号をマッピングし、キャリアシンボルを第1除算器25へ出力する。   The parallel signal input from the OFDM demodulator 1923 is input to the mapping unit 24. The mapping unit 24 maps the parallel signal and outputs the carrier symbol to the first divider 25.

第1除算器25は、OFDM復調部1923から入力されるキャリアシンボルをマッピング部24から入力されるキャリアシンボルで除算することで等化後の周波数特性を算出して第2除算器26へ出力する。   The first divider 25 calculates the equalized frequency characteristic by dividing the carrier symbol input from the OFDM demodulator 1923 by the carrier symbol input from the mapping unit 24 and outputs the calculated frequency characteristic to the second divider 26. .

第2除算器2は、第1除算器25から入力される等化後の周波数特性をOFDM復調部1923から入力されるチャネル応答で除算することで、GI内マルチパスによる歪みが分離された周波数特性を等化誤差算出部27へ出力する。
The second divider 2 6 is divided by the channel response to be input to the frequency characteristic of the equalized input from the first divider 25 from the OFDM demodulator 1923, distortion caused by GI in a multi-path is separated The frequency characteristic is output to the equalization error calculation unit 27.

遅延プロファイル算出部28は、既存の方法で実現することができるが、例えば、等化誤差算出部27から入力される等化誤差信号に対してIFFT処理を施し、時間領域の等化誤差信号へ変換するIFFT部と、このIFFT部から得られる時間領域の等化誤差信号に予め規定した適応係数を乗じる適応係数乗算部と、この適応係数乗算部から入力される時間領域の等化誤差信号に、逐次算出する遅延プロファイルを単位更新時間ずつ遅延させて調整するいわゆるリーク処理を施した遅延プロファイルを加算することで遅延プロファイルを更新して出力する加算部とから構成することができる(図示せず)。尚、等化誤差信号とは、チャネル等化処理前の周波数領域信号をシンボル再生後の周波数領域信号で除算した結果から1を減じることで得られる誤差信号である。この場合、領域変換部29は、遅延プロファイル算出部28から得られる遅延プロファイルをFFTウィンドウサイズの2のべき乗倍のサイズで時間領域から周波数領域へ変換するFFT処理を施し、この周波数領域の等化係数を周波数領域等化部1315に送出する。   The delay profile calculation unit 28 can be realized by an existing method. For example, the delay profile calculation unit 28 performs an IFFT process on the equalization error signal input from the equalization error calculation unit 27 to obtain an equalization error signal in the time domain. An IFFT unit to be converted, an adaptive coefficient multiplier for multiplying a time domain equalization error signal obtained from the IFFT unit by a predetermined adaptive coefficient, and a time domain equalization error signal input from the adaptive coefficient multiplier The delay profile can be configured by adding a delay profile subjected to so-called leak processing for adjusting the delay profile to be sequentially calculated by delaying the unit by a unit update time (not shown). ). The equalization error signal is an error signal obtained by subtracting 1 from the result of dividing the frequency domain signal before channel equalization processing by the frequency domain signal after symbol reproduction. In this case, the domain transform unit 29 performs an FFT process for transforming the delay profile obtained from the delay profile calculation unit 28 from the time domain to the frequency domain at a power of 2 times the FFT window size, and equalizes the frequency domain. The coefficient is sent to the frequency domain equalization unit 1315.

尚、OFDM復調部1923についての更なる詳細な説明は公知技術であるため省略する。また、周波数領域等化部1315、等化係数算出部2429の周波数特性算出部2426、等化誤差算出部27、遅延プロファイル算出部28及び領域変換部29は、時間領域ではなく、周波数領域で等化する処理を実現するものであり、特許文献1の技術を応用することもできる。   Further detailed description of the OFDM demodulating unit 1923 is omitted because it is a known technique. Further, the frequency domain equalization unit 1315, the frequency characteristic calculation unit 2426 of the equalization coefficient calculation unit 2429, the equalization error calculation unit 27, the delay profile calculation unit 28, and the region conversion unit 29 are equal in the frequency domain, not in the time domain. The technique of patent document 1 can also be applied.

ただし、本実施例のOFDM信号再送信装置10は、周波数領域等化部1315における等化部14(以下、「第1等化部」と称する)と、OFDM復調部1923におけるチャネル等化部21(以下、「第2等化部」と称する)と2つの等化機能ブロックを有するが、図7に示す従来の構成とは異なり、OFDM復調部1923から出力される信号を用いて外部に伝送する再送信信号を生成するものではなく、周波数領域等化部1315のIFFT部15から出力される信号を用いて、外部に伝送する再送信信号を生成する。   However, the OFDM signal retransmission apparatus 10 of the present embodiment includes an equalization unit 14 in the frequency domain equalization unit 1315 (hereinafter referred to as a “first equalization unit”) and a channel equalization unit 21 in the OFDM demodulation unit 1923. (Hereinafter referred to as “second equalization unit”) has two equalization functional blocks. However, unlike the conventional configuration shown in FIG. 7, it is transmitted to the outside using a signal output from the OFDM demodulation unit 1923. The retransmission signal to be transmitted to the outside is generated using the signal output from the IFFT unit 15 of the frequency domain equalization unit 1315.

第1等化部(等化部14)は、遅延時間がGIを越えるマルチパスによる周波数特性歪みを等化するものである。図8に示すような通常のOFDM信号受信装置200には、この第1等化部(等化部14)と同等の機能が設けられていないため、このようなOFDM信号受信装置200に向けて再送信するためにも、必要な処理である。   The first equalization unit (equalization unit 14) equalizes frequency characteristic distortion due to multipath with a delay time exceeding GI. A normal OFDM signal receiving apparatus 200 as shown in FIG. 8 does not have a function equivalent to that of the first equalization unit (equalization unit 14). This process is also necessary for retransmission.

一方、第2等化部(チャネル等化部21)は、チャネル推定部22でパイロット信号を用いて求める周波数特性歪みを等化するものである。図8に示すような通常のOFDM信号受信装置200には第1等化部と同等の機能を有するチャネル等化部207が設けられている。   On the other hand, the second equalization unit (channel equalization unit 21) equalizes the frequency characteristic distortion obtained by the channel estimation unit 22 using the pilot signal. A normal OFDM signal receiving apparatus 200 as shown in FIG. 8 is provided with a channel equalization unit 207 having a function equivalent to that of the first equalization unit.

よって、例えば家庭内での再送信の場合などに設けられるOFDM信号再送信装置と再送信信号を受信する通常のOFDM信号受信装置200との間に大きな劣化要因が存在しない場合には、OFDM信号再送信装置において第2等化部によるチャネル等化を行うことは必ずしも必要ではない。むしろ、このような環境下のOFDM信号の再送信では、以下に述べるような問題がある。   Therefore, for example, when there is no major deterioration factor between the OFDM signal retransmission apparatus provided in the case of retransmission at home and the normal OFDM signal reception apparatus 200 that receives the retransmission signal, the OFDM signal It is not always necessary to perform channel equalization by the second equalization unit in the retransmission apparatus. Rather, the retransmission of OFDM signals under such circumstances has the following problems.

例えば、レベルの大きいGI内マルチパスが受信される環境について考える。このような受信環境では、受信信号はサブキャリアによって信号電力が著しく低下するため、そのサブキャリアによって伝送される信号は誤り率が大きくなる。よって、GI内のマルチパスの伝搬路特性についてはOFDM信号再送信装置側で等化せずに受信装置側で等化させたほうが、より受信性能を改善することができる。尚、通常のOFDM信号受信装置200にて、チャネル等化部207と協動して動作する誤り訂正部(図示せず)において消失化させたり、信頼度重み付けを行うことにより受信特性を改善できることが知られている。   For example, consider an environment in which a multilevel GI multipath is received. In such a reception environment, since the signal power of the received signal is significantly reduced by the subcarrier, the error rate of the signal transmitted by the subcarrier increases. Therefore, the reception performance can be further improved by equalizing the multipath propagation path characteristics in the GI on the receiving apparatus side without equalizing on the OFDM signal retransmission apparatus side. In the normal OFDM signal receiving apparatus 200, it is possible to improve reception characteristics by eliminating or performing reliability weighting in an error correction unit (not shown) that operates in cooperation with the channel equalization unit 207. It has been known.

つまり、OFDM信号再送信装置が受信する信号の遅延プロファイル及び周波数特性が、図3に示されるような特性を有するとすると、図7に示すような従来のOFDM信号再送信装置100では、図4に示すように、GI内及びGI外のマルチパスの伝搬路特性について等化するため、通常のOFDM信号受信装置200が、GI内のマルチパスの伝搬路特性を利用した誤り訂正処理を行うことができない。一方、実施例1のOFDM信号再送信装置10によれば、GI内のマルチパスの伝搬路特性についてはOFDM信号再送信装置側で等化せずに受信装置側で等化させることになるため(図5参照)、図8に示すような従来のOFDM信号再送信装置100で誤り訂正処理を行う際にGI内のマルチパスの伝搬路特性を利用することができ、更に受信性能を改善できる。   That is, assuming that the delay profile and frequency characteristics of the signal received by the OFDM signal retransmission apparatus have characteristics as shown in FIG. 3, the conventional OFDM signal retransmission apparatus 100 as shown in FIG. As shown in FIG. 2, in order to equalize the multipath propagation path characteristics within and outside the GI, the normal OFDM signal receiving apparatus 200 performs error correction processing using the multipath propagation path characteristics within the GI. I can't. On the other hand, according to the OFDM signal retransmission apparatus 10 of the first embodiment, the multipath propagation path characteristics in the GI are equalized on the receiving apparatus side without being equalized on the OFDM signal retransmission apparatus side. (Refer to FIG. 5), when performing error correction processing in the conventional OFDM signal retransmitting apparatus 100 as shown in FIG. 8, the multipath propagation path characteristics in the GI can be used, and the reception performance can be further improved. .

図6は、本発明による実施例1のOFDM信号再送信装置と従来からのOFDM信号再送信装置におけるBER特性の比較例である。つまり、図6は、OFDM信号再送信装置の出力する再送信信号を受信機で受信することを想定した計算機シミュレーションにより求めた、OFDM信号再送信装置の入力信号のC/Nに対する受信機の内符号訂正後のビット誤り率特性を示している。ただし、遅延時間が10μs,D/Uが1dBの遅延波(GI内)および遅延時間が200μs,D/Uが15dBの遅延波(GI外)が受信されるものとしている。従来のOFDM信号再送信装置100を用いた場合、C/Nが充分大きくても所要BER(2×10−4)を下回らないため、受信不可であるのに対し、実施例1のOFDM信号再送信装置10を用いた場合、C/Nが大きくなれば所要BERを下回り、受信可となることが分かる。この効果は、以下に述べる実施例2のOFDM信号再送信装置50を用いた場合も同様である。 FIG. 6 is a comparative example of BER characteristics in the OFDM signal retransmission apparatus according to the first embodiment of the present invention and the conventional OFDM signal retransmission apparatus. In other words, FIG. 6 shows an example of the receiver with respect to the C / N of the input signal of the OFDM signal retransmission apparatus obtained by computer simulation assuming that the retransmission signal output from the OFDM signal retransmission apparatus is received by the receiver. The bit error rate characteristics after code correction are shown. However, it is assumed that a delay wave (within GI) with a delay time of 10 μs and D / U of 1 dB and a delay wave with a delay time of 200 μs and D / U of 15 dB (outside the GI) are received. When the conventional OFDM signal retransmission apparatus 100 is used, even if C / N is sufficiently large, it does not fall below the required BER (2 × 10 −4 ), so reception is impossible. When the transmission device 10 is used, it can be seen that if the C / N increases, the required BER falls below and reception is possible. This effect is the same when the OFDM signal retransmission apparatus 50 according to the second embodiment described below is used.

次に、本発明による実施例2のOFDM信号再送信装置を説明する。尚、同様な構成要素には同一の参照番号を付している。   Next, an OFDM signal retransmission apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described. Similar components are denoted by the same reference numerals.

〔実施例2〕
図2は、本発明による実施例2のOFDM信号再送信装置のブロック図である。実施例2のOFDM信号再送信装置50は、図7と同様のバンドパスフィルタ(BPF)及び周波数変換部(図示せず)を介して得られるIF信号を受信してA/D変換を施すA/D変換部11と、直交復調部12と、周波数領域等化部1315(FFT部13、等化部14及びIFFT部15)と、OFDM復調部1923(GI除去部19、FFT部20、チャネル等化部21、チャネル推定部22及びデマッピング部23)と、等化係数算出部2429(マッピング部24、第1除算部25、第2除算部26、等化誤差算出部27、遅延プロファイル算出部28及び領域変換部29)と、有効シンボル算出部51と、GI付加部52と、直交変調部17と、D/A変換部18とを備え、その後再送信信号を伝送するために、図7と同様に、周波数変換及びバンドパスフィルタ(BPF)が施される。
[Example 2]
FIG. 2 is a block diagram of an OFDM signal retransmission apparatus according to a second embodiment of the present invention. The OFDM signal retransmission apparatus 50 according to the second embodiment receives an IF signal obtained through a bandpass filter (BPF) and a frequency conversion unit (not shown) similar to those in FIG. 7 and performs A / D conversion. / D conversion unit 11, orthogonal demodulation unit 12, frequency domain equalization unit 1315 (FFT unit 13, equalization unit 14 and IFFT unit 15), OFDM demodulation unit 1923 (GI removal unit 19, FFT unit 20, channel) Equalization unit 21, channel estimation unit 22 and demapping unit 23) and equalization coefficient calculation unit 2429 (mapping unit 24, first division unit 25, second division unit 26, equalization error calculation unit 27, delay profile calculation) Unit 28 and region conversion unit 29), effective symbol calculation unit 51, GI addition unit 52, quadrature modulation unit 17, and D / A conversion unit 18, and then transmits a retransmit signal. Same as 7 , Frequency conversion and band-pass filter (BPF) is performed.

図1に示す実施例1のOFDM信号再送信装置10と、図2に示す実施例2のOFDM信号再送信装置50とを比較するに、実施例2では、OFDMシンボル抽出部16の代わりに有効シンボル抽出部51及びGI付加部52を備える点で異なっている。   Compared with the OFDM signal retransmission apparatus 10 of the first embodiment shown in FIG. 1 and the OFDM signal retransmission apparatus 50 of the second embodiment shown in FIG. 2, the second embodiment is effective in place of the OFDM symbol extraction unit 16. The difference is that a symbol extraction unit 51 and a GI addition unit 52 are provided.

有効シンボル抽出部51は、周波数領域等化部1315から入力される等価ベースバンド信号から有効シンボル期間に相当する時間幅の等価ベースバンド信号を抽出して出力する。このとき必ずしも有効シンボルに相当する期間の信号を抽出する必要はなく、GIを含んでもよい。   The effective symbol extraction unit 51 extracts and outputs an equivalent baseband signal having a time width corresponding to an effective symbol period from the equivalent baseband signal input from the frequency domain equalization unit 1315. At this time, it is not always necessary to extract a signal in a period corresponding to an effective symbol, and a GI may be included.

GI付加部52は、有効シンボル抽出部51から入力される等価ベースバンド信号の末尾と同一の信号をGIとして先頭に付加して出力する。   The GI adding unit 52 adds the same signal as the end of the equivalent baseband signal input from the effective symbol extracting unit 51 as the GI to output.

実施例1では、有効シンボル期間とGIを合わせたOFDMシンボルを抽出してこれを再送信信号としている。したがって、実施例1の構成は、実施例2の構成と比較すると、GI付加部52が不要であるという利点があるものの、OFDMシンボル抽出のためのタイミングに誤差がある場合には、再送信信号に不必要な不連続点が含まれてしまうことがある。   In the first embodiment, an OFDM symbol that combines the effective symbol period and the GI is extracted and used as a retransmission signal. Therefore, compared with the configuration of the second embodiment, the configuration of the first embodiment has an advantage that the GI adding unit 52 is unnecessary, but when there is an error in the timing for OFDM symbol extraction, the retransmission signal May include unnecessary discontinuities.

そこで、実施例2では有効シンボル期間に相当する信号にGIを付加してこれを再送信信号としているため、有効シンボル期間抽出の際に、タイミングに誤差があることを考慮し、有効シンボル期間抽出のタイミングを早めて、GIも含めて連続するシンボルを抽出し、周期拡張することにより再送信信号に不必要な不連続点が含まれることがなくなるという利点がある。   Therefore, in the second embodiment, GI is added to the signal corresponding to the effective symbol period and this is used as the retransmitted signal. Therefore, the effective symbol period is extracted in consideration of the timing error when extracting the effective symbol period. This is advantageous in that it eliminates unnecessary discontinuities in the retransmitted signal by extracting the continuous symbols including the GI and extending the cycle by advancing the timing.

本発明による実施例2のOFDM信号再送信装置50によれば、図3〜図6を用いて説明した効果を得られるだけでなく、受信装置側で有効シンボル期間の抽出精度を高めることができるようになる。   According to the OFDM signal retransmission apparatus 50 of the second embodiment of the present invention, not only the effects described with reference to FIGS. 3 to 6 can be obtained, but also the accuracy of extracting effective symbol periods can be increased on the receiving apparatus side. It becomes like this.

本発明によれば、レベルの大きいGI内マルチパスが受信される環境においても、受信側で遅延時間がGIを越えるマルチパスによる信号品質の劣化を改善できるので、OFDM信号を扱う再送信装置及び受信装置の用途に有用である。   According to the present invention, it is possible to improve signal quality degradation due to a multipath whose delay time exceeds the GI on the receiving side even in an environment where a large level GI multipath is received. Useful for receiver applications.

10 OFDM信号再送信装置
11 A/D変換部
12 直交復調部
13 FFT部
14 等化部
15 IFFT部
16 OFDMシンボル抽出部
17 直交変調部
18 D/A変換部
19 GI除去部
20 FFT部
21 チャネル等化部
22 チャネル推定部
23 デマッピング部
24 マッピング部
25 第1除算部
26 第2除算部
27 等化誤差算出部
28 遅延プロファイル算出部
29 領域変換部
50 OFDM信号再送信装置
51 有効シンボル抽出部
52 GI付加部
1315 周波数領域等化部
1923 OFDM復調部
2429 等化係数算出部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 OFDM signal retransmission apparatus 11 A / D conversion part 12 Orthogonal demodulation part 13 FFT part 14 Equalization part 15 IFFT part 16 OFDM symbol extraction part 17 Orthogonal modulation part 18 D / A conversion part 19 GI removal part 20 FFT part 21 Channel Equalization unit 22 Channel estimation unit 23 Demapping unit 24 Mapping unit 25 First division unit 26 Second division unit 27 Equalization error calculation unit 28 Delay profile calculation unit 29 Region conversion unit 50 OFDM signal retransmission apparatus 51 Effective symbol extraction unit 52 GI Addition Unit 1315 Frequency Domain Equalization Unit 1923 OFDM Demodulation Unit 2429 Equalization Coefficient Calculation Unit

Claims (2)

送信元のOFDM信号を適応等化して再送信するOFDM信号再送信装置であって、
入力されるOFDM信号を、該OFDM信号のFFTウィンドウサイズの2のべき乗倍のサイズでFFT処理を施して周波数領域信号に変換し、該周波数領域信号について、GI長を越えるマルチパスによる周波数特性歪みを等化した信号を、前記FFTウィンドウサイズの2のべき乗倍のサイズでIFFT処理して時間領域信号に変換する周波数領域等化部と、
前記周波数領域等化部から得られる時間領域信号を、前記OFDM信号のFFTウィンドウサイズでFFT処理を施して周波数領域信号に変換し、該周波数領域信号に対してチャネル等化を施すOFDM復調部と、
前記OFDM復調部から入力される周波数領域信号、チャネル応答および再生シンボルを用いて求める等化誤差信号から、前記周波数領域等化部の等化係数を算出する等化係数算出部と、
前記周波数領域等化部から得られる前記時間領域信号からOFDMシンボルを抽出するOFDMシンボル抽出部と、
前記OFDMシンボルから、再送信するOFDM信号を生成する再送信信号生成手段と、
を備えることを特徴とするOFDM信号再送信装置。
An OFDM signal retransmission apparatus that adaptively equalizes and retransmits a transmission source OFDM signal,
The input OFDM signal is converted into a frequency domain signal by performing FFT processing with a size that is a power of 2 of the FFT window size of the OFDM signal, and the frequency characteristic distortion of the frequency domain signal due to multipath exceeding the GI length and the frequency domain equalization unit which converts the IFFT processing to a time domain signal at an equalized signal, a power of two times the size of the FFT window size,
An OFDM demodulator for performing a time domain signal obtained from the frequency domain equalization unit, performing FFT processing on the FFT window size of the OFDM signal to convert it to a frequency domain signal , and performing channel equalization on the frequency domain signal; ,
An equalization coefficient calculation unit for calculating an equalization coefficient of the frequency domain equalization unit from an equalization error signal obtained using the frequency domain signal, the channel response and the reproduction symbol input from the OFDM demodulation unit;
An OFDM symbol extraction unit for extracting an OFDM symbol from the time domain signal obtained from the frequency domain equalization unit;
Retransmission signal generating means for generating an OFDM signal to be retransmitted from the OFDM symbol;
An OFDM signal retransmission apparatus comprising:
送信元のOFDM信号を適応等化して再送信するOFDM信号再送信装置であって、
入力されるOFDM信号を、該OFDM信号のFFTウィンドウサイズの2のべき乗倍のサイズでFFT処理を施して周波数領域信号に変換し、該周波数領域信号について、GI長を越えるマルチパスによる周波数特性歪みを等化した信号を、前記FFTウィンドウサイズの2のべき乗倍のサイズでIFFT処理して時間領域信号に変換する周波数領域等化部と、
前記周波数領域等化部から得られる時間領域信号を、前記OFDM信号のFFTウィンドウサイズでFFT処理を施して周波数領域信号に変換し、該周波数領域信号に対してチャネル等化を施すOFDM復調部と、
前記OFDM復調部から入力される周波数領域信号、チャネル応答および再生シンボルを用いて求める等化誤差信号から、前記周波数領域等化部の等化係数を算出する等化係数算出部と、
前記周波数領域等化部から得られる前記時間領域信号からOFDMシンボルのうち有効シンボル長に相当する時間幅の有効シンボルを抽出する有効シンボル算出部と、
前記有効シンボルに対してガードインターバル(GI)を付加するGI付加部と、
前記GIを付加した有効シンボルから、再送信するOFDM信号を生成する再送信信号生成手段と、
を備えることを特徴とするOFDM信号再送信装置。
An OFDM signal retransmission apparatus that adaptively equalizes and retransmits a transmission source OFDM signal,
The input OFDM signal is converted into a frequency domain signal by performing FFT processing with a size that is a power of 2 of the FFT window size of the OFDM signal, and the frequency characteristic distortion of the frequency domain signal due to multipath exceeding the GI length and the frequency domain equalization unit which converts the IFFT processing to a time domain signal at an equalized signal, a power of two times the size of the FFT window size,
An OFDM demodulator for performing a time domain signal obtained from the frequency domain equalization unit, performing FFT processing on the FFT window size of the OFDM signal to convert it to a frequency domain signal , and performing channel equalization on the frequency domain signal; ,
An equalization coefficient calculation unit for calculating an equalization coefficient of the frequency domain equalization unit from an equalization error signal obtained using the frequency domain signal, the channel response and the reproduction symbol input from the OFDM demodulation unit;
An effective symbol calculation unit that extracts an effective symbol having a time width corresponding to an effective symbol length among OFDM symbols from the time domain signal obtained from the frequency domain equalization unit;
A GI adding unit for adding a guard interval (GI) to the effective symbol;
Retransmission signal generation means for generating an OFDM signal to be retransmitted from the effective symbol to which the GI is added;
An OFDM signal retransmission apparatus comprising:
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