JP5682382B2 - Receiving device, transmitting device, and correction method related to discrete sample timing thereof - Google Patents
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Description
本発明は,受信装置,送信装置およびその離散サンプルタイミングに係る補正方法に関する。 The present invention relates to a receiving apparatus, a transmitting apparatus, and a correction method related to the discrete sample timing.
直交周波数分割多重(OFDM),直交周波数分割多元接続(OFDMA),単一キャリア周波数分割多重(SC−OFDM),単一キャリア周波数分割多元接続(SC−FDMA)方式では,送信装置が,複数のサブキャリアである周波数領域信号を逆離散フーリエ変換(IDFT)して時間領域信号を生成し,アップコンバートして通信媒体に送出し,受信装置が,受信信号をダウンコンバートし,時間領域信号を離散フーリエ変換(DFT)して複数の周波数領域信号を生成し,それぞれの信号を復調する。SC−OFDMとSC−FDMAでは,上記に加えて,送信装置が時間領域信号を離散フーリエ変換して複数の周波数領域信号を生成し,送信装置が複数の周波数領域信号を逆離散フーリエ変換して1つの時間領域信号を生成する。 In orthogonal frequency division multiplexing (OFDM), orthogonal frequency division multiple access (OFDMA), single carrier frequency division multiplexing (SC-OFDM), and single carrier frequency division multiple access (SC-FDMA) schemes, Frequency domain signals that are subcarriers are subjected to inverse discrete Fourier transform (IDFT) to generate time domain signals, up-converted and sent to the communication medium, and the receiving device down-converts the received signals and discretes the time-domain signals. A plurality of frequency domain signals are generated by Fourier transform (DFT), and each signal is demodulated. In SC-OFDM and SC-FDMA, in addition to the above, the transmission apparatus generates a plurality of frequency domain signals by performing discrete Fourier transform on the time domain signal, and the transmission apparatus performs inverse discrete Fourier transform on the plurality of frequency domain signals. One time domain signal is generated.
これらの通信方式に適用される受信装置は,受信信号をダウンコンバートしてベースバンドのアナログ信号を生成し,それをアナログデジタル変換(ADC)してデジタルの離散的なベースバンド信号(離散ベースバンド信号)を生成する。そして,この時間領域信号である離散ベースバンド信号に離散フーリエ変換を行って複数のサブキャリアに対応する周波数領域信号を生成し,各サブキャリアの周波数領域信号について復調,復号処理を行うか,複数の周波数領域信号を逆離散フーリエ変換により時間領域信号を生成しそれを復調,復号処理する。 A receiving apparatus applied to these communication systems down-converts a received signal to generate a baseband analog signal, which is converted from analog to digital (ADC) to form a digital discrete baseband signal (discrete baseband signal). Signal). Then, discrete Fourier transform is performed on the discrete baseband signal, which is a time domain signal, to generate a frequency domain signal corresponding to a plurality of subcarriers, and a frequency domain signal of each subcarrier is demodulated and decoded. A time domain signal is generated from the frequency domain signal by inverse discrete Fourier transform, and demodulated and decoded.
高速フーリエ変換(FFT)を含む離散フーリエ変換(DFT)は,離散ベースバンド信号のうちDFTウインドウタイミングの離散ベースバンド信号を,所定の演算によりDFT処理する。DFT対象の離散ベースバンド信号をDFTウインドウのタイミングに正しく同期させることは必須であり,DFTウインドウのタイミングに正しく同期していない場合は,DFT処理した信号が大きな歪みを有し正しく復調することができない。 In discrete Fourier transform (DFT) including fast Fourier transform (FFT), DFT processing is performed on a discrete baseband signal at a DFT window timing among the discrete baseband signals by a predetermined calculation. It is essential to correctly synchronize the DFT target discrete baseband signal with the DFT window timing. If the DFT target discrete baseband signal is not correctly synchronized with the DFT window timing, the DFT-processed signal may have a large distortion and be correctly demodulated. Can not.
DFTウインドウタイミングの同期検出方法には,ガードインターバルの自己相関性を利用して自己相関値が最も大きくなるタイミングに基づいてDFTウインドウタイミングを検出する方法や,連続するプリアンブルシンボルを既知のシンボルパターンと相関値をとりその相関値が最も大きくなるタイミングに基づいてDFTウインドウタイミングを検出する方法などがある。 The DFT window timing synchronization detection method includes a method of detecting DFT window timing based on the timing at which the autocorrelation value is maximized by utilizing the autocorrelation of the guard interval, and a method of detecting consecutive preamble symbols as known symbol patterns. There is a method of taking a correlation value and detecting the DFT window timing based on the timing when the correlation value becomes the largest.
OFDM,OFDMA,SC−FDMAなどについては,以下の文献に記載されている。 OFDM, OFDMA, SC-FDMA, and the like are described in the following documents.
また,OFDMA方式やSC−FDMA方式においては,複数の端末にサブキャリアを割り当てるので,各端末間で送信信号のタイミングにずれが生じる。そのため,各端末からの受信信号の直交性を確保するために,端末の送信タイミングを調整可能にすることが提案されている。例えば,OFDMAを採用するWiMAXでは1/4サンプルタイミングの調整を行うことが規格化されている。 Further, in the OFDMA system and the SC-FDMA system, subcarriers are allocated to a plurality of terminals, so that there is a difference in the timing of transmission signals between the terminals. Therefore, it has been proposed that the transmission timing of a terminal can be adjusted in order to ensure orthogonality of received signals from each terminal. For example, in WiMAX that employs OFDMA, it is standardized to adjust 1/4 sample timing.
上記の方法によりDFTウインドウタイミングの同期をとっても,離散ベースバンド信号のサンプル点での同期をとることはできるが,DFTウインドウタイミングの1サンプル未満の小数ずれについてまで同期をとることは容易ではない。例えば,上記の方法によりDFTウインドウタイミングのずれを1サンプル未満まで検出しても,ADCでサンプリングされる前のベースバンド信号に微少な遅延を与える回路を設けることは困難である。 Even if the DFT window timing is synchronized by the above method, it is possible to achieve synchronization at the sample point of the discrete baseband signal, but it is not easy to synchronize even a decimal shift of less than one sample of the DFT window timing. For example, even if a DFT window timing shift is detected to less than one sample by the above method, it is difficult to provide a circuit that gives a slight delay to the baseband signal before being sampled by the ADC.
そこで,本発明の目的は,DFTウインドウタイミングが1サンプル未満のずれを有する場合でも,受信信号を適切に補正することができる受信装置及び補正方法を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a receiving apparatus and a correction method capable of appropriately correcting a received signal even when the DFT window timing has a deviation of less than one sample.
本発明の別の目的は,DFTウインドウタイミングの1サンプル未満のずれを検出する受信装置及び補正方法を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a receiving apparatus and a correction method for detecting a deviation of less than one sample of DFT window timing.
本発明のさらに別の目的は,受信装置側でDFTウインドウタイミングの1サンプル未満のずれが発生しないようにした送信装置とその補正方法を提供することにある。 Still another object of the present invention is to provide a transmitting apparatus and a correcting method thereof in which a DFT window timing shift of less than one sample does not occur on the receiving apparatus side.
受信装置の第1の側面は,直交周波数分割多重方式または直交周波数分割多元接続方式の受信装置において,
時間領域信号を所定のサンプリングレートでサンプリングした離散時間領域信号のうち離散フーリエ変換ウインドウ内の離散時間領域信号を離散フーリエ変換して複数のサブキャリアに対応する周波数領域信号を生成する離散フーリエ変換部と,
前記離散フーリエ変換ウインドウの1サンプル未満の小数ずれに起因する位相変動量及び振幅変動量であって,前記小数ずれ量と前記サブキャリアの順番とに応じた位相変動量及び振幅変動量に基づいて,前記複数の周波数領域信号をそれぞれ補正する補正部とを有する。
The first aspect of the receiving device is an orthogonal frequency division multiplexing or orthogonal frequency division multiple access receiving device.
A discrete Fourier transform unit that generates a frequency domain signal corresponding to a plurality of subcarriers by performing discrete Fourier transform on a discrete time domain signal within a discrete Fourier transform window among discrete time domain signals obtained by sampling the time domain signal at a predetermined sampling rate. When,
A phase variation amount and an amplitude variation amount due to a fractional shift of less than one sample in the discrete Fourier transform window, based on the phase variation amount and the amplitude variation amount according to the decimal shift amount and the order of the subcarriers. And a correction unit for correcting each of the plurality of frequency domain signals.
第1の側面によれば,1サンプル未満のずれ(小数ずれ)による位相変動量,振幅変動量を補正することができる。 According to the first aspect, it is possible to correct the phase fluctuation amount and the amplitude fluctuation amount due to a deviation (decimal deviation) of less than one sample.
本実施の形態は,例えば,送信装置が複数のサブキャリアである周波数領域信号を逆離散フーリエ変換して時間領域信号を生成しアップコンバートして通信媒体に送出し,受信装置が受信信号をダウンコンバートし時間領域信号を離散フーリエ変換して複数の周波数領域信号を生成するような通信方式に適用される。 In this embodiment, for example, a transmission device performs inverse discrete Fourier transform on a frequency domain signal that is a plurality of subcarriers to generate a time domain signal, up-converts it, and sends it to a communication medium. The present invention is applied to a communication method in which a time domain signal is converted and a discrete Fourier transform is performed to generate a plurality of frequency domain signals.
図1は,OFDM,SC-OFDM方式の受信装置の構成図である。受信装置は,アンテナで受信した高周波の受信波RxをキャリアクロックCCLKでダウンコンバートするミキサ10と,ベースバンドのアナログの時間領域信号S10をサンプリングクロックSCLKに同期してサンプリングしデジタルの離散時間領域信号S11に変換するアナログデジタル変換器(ADC)11とを有する。さらに,受信装置は,離散時間領域信号S11の離散フーリエ変換ウインドウのタイミングを検出するDFTタイミング検出部12と,それからのDFTウインドウタイミング信号S12に応じて,DFTウインドウ内の離散時間領域信号S11を離散フーリエ変換(DFT)し複数のサブキャリアの周波数領域信号S13を出力するDFT部13とを有する。複数のサブキャリアの周波数領域信号S13は,それぞれ,復調部14にて復調,復号され,受信データRxdが生成される。
FIG. 1 is a block diagram of an OFDM and SC-OFDM receiver. The receiving apparatus includes a
受信装置は,既知のデータを有するパイロット信号を復調して得たパイロット信号の位相変動に基づいてキャリアクロックCCLKの周波数を自動的に制御する自動周波数制御部(AFC)15を有し,AFC15は,複数のパイロット信号の位相の変化から周波数誤差を求め,当該周波数誤差をなくすようにキャリアクロックCCLKを生成する発振器OSC1の周波数を制御する。つまり,AFC15が発振器OSC1に与えている信号S15は,例えば周波数を制御する制御電圧である。さらに,AFC15は,このキャリアクロックCCLKの周波数の制御に連動して,サンプリングクロックSCLKを生成する発振器OSC2の周波数も制御する。これにより,サンプリングクロックSCLKのサンプリングレートが周波数領域信号S10の周期に整合される。
The receiving apparatus includes an automatic frequency control unit (AFC) 15 that automatically controls the frequency of the carrier clock CCLK based on the phase variation of the pilot signal obtained by demodulating the pilot signal having known data. The frequency error is obtained from the phase change of the plurality of pilot signals, and the frequency of the oscillator OSC1 that generates the carrier clock CCLK is controlled so as to eliminate the frequency error. That is, the signal S15 that the
この受信装置において,DFT13は,ADC11でサンプリングされた離散的な時間領域信号S11のうちDFTウインドウ内の離散時間領域信号にDFT演算を行って,サブキャリア毎の周波数領域信号S13を生成する。AFC15により時間領域信号S11は適切な周波数に制御される一方,DFT演算のDFTウインドウのタイミングは,DFTタイミング検出部12が検出したタイミングに制御される。DFTタイミング検出部12は,ガードインターバルの自己相関値が最大になるタイミングや,プリアンブルの同期パターンの相関値が最大になるタイミングなどに基づいてDFTウインドウの最適なタイミングを検出する。
In this receiving apparatus, the
しかし,DFTタイミング検出部12は,離散的な時間領域信号S11に対して求めた相関値を利用するので,その相関値により制御されるDFTウインドウのタイミングの精度は,1サンプルの精度に限られ,1サンプル未満の小数ずれの精度は得られない。その結果,DFTウインドウのタイミングは,1サンプル未満の小数ずれ(具体的には0からプラスマイナス0.5サンプルの範囲のずれ)を伴う。このような小数ずれしたDFTウインドウでDFTされた周波数領域信号S13の位相と振幅は,小数ずれによる誤差(位相,振幅変位量)を有する。
However, since the
図2は,OFDMA,SC-FDMA方式の受信装置の構成図である。図1の受信装置と同様に,ミキサ10,ADC11,DFTタイミング検出部12,DFT13,復調部14,AFC15などを有し,さらに,DFTされた複数のサブキャリアの周波数領域信号S13の所定の信号を逆DFTするIDFT16を有する。このIDFT部16を有する構成が,図1の受信装置と異なる。
FIG. 2 is a block diagram of an OFDMA, SC-FDMA receiver. As in the receiving apparatus of FIG. 1, the
したがって,OFDMA,SC-FDMA方式の受信装置の場合も,OFDM,SC-OFDM方式の受信装置と同様に,DFTウインドウのタイミングに1サンプル未満の小数ずれが生じ,DFTされた複数のサブキャリアの周波数領域信号S13の位相と振幅には小数ずれによる誤差が発生する。 Therefore, in the case of OFDMA and SC-FDMA receivers as well, as in OFDM and SC-OFDM receivers, the DFT window timing is shifted by a fraction of one sample, and multiple DFT subcarriers are An error due to a decimal shift occurs in the phase and amplitude of the frequency domain signal S13.
図3は,OFDM,OFDMA,SC-OFDM,SC-DFMAの複数のサブキャリアと複数のシンボルとの関係例を示す図である。この例では,複数のシンボルSm+1〜Sm+9それぞれに,複数のサブキャリアSC0〜SC7が挿入され,そのうち,シンボルSm+2,Sm+8には全てのサブキャリアにパイロットが挿入され,それ以外のシンボルSm+1,Sm+3〜Sm+7,Sm+9のサブキャリアにはデータが変調されている。 FIG. 3 is a diagram illustrating a relationship example between a plurality of subcarriers of OFDM, OFDMA, SC-OFDM, and SC-DFMA and a plurality of symbols. In this example, a plurality of subcarriers SC 0 to SC 7 are inserted into each of a plurality of symbols S m + 1 to S m + 9 , of which pilots are inserted into all subcarriers in symbols S m + 2 and S m + 8 , and the others Data is modulated on the subcarriers of symbols S m + 1 , S m + 3 to S m + 7 , and S m + 9 .
パイロット信号は,既知データをサブキャリアで変調した信号であり,受信装置は,パイロット信号の位相と振幅に基づいて,伝搬路特性や,DFTウインドウのサンプル点ずれなどを検出する。また,前後するサンプル点間の前述の相関値から1サンプル未満の小数ずれをある程度検出することができる。 The pilot signal is a signal obtained by modulating known data with subcarriers, and the receiving apparatus detects propagation path characteristics, sample point deviation of the DFT window, and the like based on the phase and amplitude of the pilot signal. Further, it is possible to detect a decimal shift of less than one sample to some extent from the above-described correlation value between the preceding and following sample points.
次に,DFT演算について説明する。DFT(離散フーリエ変換)の演算は,DFT演算の離散点の数であるポイント数がNの場合,N個の複素数列x0〜xN−1に対して以下の演算を行うことによりN個の複素数列X0〜XN−1を求める演算であることが知られている。
Xj=Σ(k=0〜N−1)xke{(−2π/N)jk}
そして,OFDMまたはOFDMA方式での時間領域信号を周波数領域信号に変換するDFT演算においても,この演算が行われる。この演算式は,以下の行列式で表すことができる。
Next, DFT calculation will be described. When the number of points, which is the number of discrete points in the DFT calculation, is N, the DFT (discrete Fourier transform) calculation is performed by performing the following calculation on N complex number sequences x 0 to x N−1 . it is known that the a calculation for obtaining a
X j = Σ (k = 0 to N−1) x k e {(−2π / N) jk}
This calculation is also performed in the DFT calculation for converting the time domain signal into the frequency domain signal in the OFDM or OFDMA system. This arithmetic expression can be expressed by the following determinant.
図4は,DFT演算の行列式を示す図である。図4(A)では,x0〜xN−1は,DFT演算される時間領域信号のサンプル点0〜N−1の値である。そして,W0〜W(N−1)^2は,時間領域信号x0〜xN−1に乗算される回転因子である。さらに,X0〜XN−1はDFT演算された周波数領域信号である。この周波数領域信号X0〜XN−1は,それぞれ異なる周波数0,f,2f,3f〜(N−1)fと,それぞれの位相と振幅を有する。なお,(N−1)^2は,(N−1)2を意味する。
FIG. 4 is a diagram illustrating a determinant of DFT calculation. In FIG. 4A, x 0 to x N−1 are values of sample points 0 to N−1 of the time domain signal to be DFT-calculated. W 0 to W (N−1) ^ 2 are twiddle factors multiplied by the time domain signals x 0 to x N−1 . Further, X 0 to X N−1 are frequency domain signals obtained by DFT calculation. The frequency domain signals X 0 ~X N-1 have
つまり,このDFT行列式では,DFTウインドウのポイント数がN点(0〜N−1),サブキャリア(周波数)の数もN個(0〜N−1)である。ポイント数はDFT演算対象のサンプル点数であり,オーバーサンプルがなく全てのサンプル点がポイントになる場合はDFTウインドウ内のサンプル点が全てDFT演算対象になる。 That is, in this DFT determinant, the number of points in the DFT window is N points (0 to N-1), and the number of subcarriers (frequency) is N (0 to N-1). The number of points is the number of sample points subject to DFT computation. If there are no oversamples and all sample points are points, all sample points in the DFT window are subject to DFT computation.
そして,図4(B)には,DFTポイント数がN=8の例を示している。つまり,DFTウインドウ内の時間域信号のサンプル点x0〜x7に,回転因子W0〜W49を乗算して周波数域信号X0〜X7が求められる。 FIG. 4B shows an example in which the number of DFT points is N = 8. That is, the frequency domain signals X 0 to X 7 are obtained by multiplying the sampling points x 0 to x 7 of the time domain signal in the DFT window by the twiddle factors W 0 to W 49 .
図5は,DFT演算の回転因子WNを説明する図である。図5(A)は,DFTポイント数がNの場合の回転因子W0〜WN−1を示している。回転因子WNは,角度0°のW0から角度2π/Nずつ時計回りに回転する位相成分を有する。図5(B)は,DFTポイント数が8の場合の回転因子W0〜W7を示している。この場合は角度0°から45°ずつ時計回りに回転する位相成分を有する。
FIG. 5 is a diagram for explaining the twiddle factor W N of the DFT calculation. FIG. 5A shows twiddle factors W 0 to W N−1 when the number of DFT points is N. Twiddle factors W N has a phase component which rotates clockwise from W 0 angle 0 ° by the angle 2 [pi / N. FIG. 5B shows twiddle factors W 0 to W 7 when the number of DFT points is eight. In this case, it has a phase component that rotates clockwise from the
以上より,図4,5の回転因子W0〜WN−1が,上記のDFT演算式のe{(−2π/N)jk}に対応していることが理解できる。 From the above, it can be understood that the twiddle factors W 0 to W N−1 in FIGS. 4 and 5 correspond to e {(−2π / N) jk} in the above DFT arithmetic expression.
図6は,フーリエ変換(FT)演算後の周波数領域信号X0〜X7のQ成分(sin)の8つのサブキャリアの信号波形を示す図である。この図から,上記の回転因子W0〜WN−1の位相の意味が理解される。FT演算ではDFT演算と異なり連続点に対する演算であるので,図6に示されるように,FT演算後の周波数領域信号X0〜X7は連続点からなる波形として認識することができる。一方,DFT演算の場合は,サンプル点SP0-SP8という離散点での値に対する演算であり,求められる周波数領域信号も離散点のデータになる。 FIG. 6 is a diagram illustrating signal waveforms of eight subcarriers of the Q component (sin) of the frequency domain signals X 0 to X 7 after the Fourier transform (FT) calculation. From this figure, the meaning of the phase of the twiddle factors W 0 to W N-1 is understood. Unlike the DFT calculation, the FT calculation is an operation for continuous points. Therefore, as shown in FIG. 6, the frequency domain signals X 0 to X 7 after the FT calculation can be recognized as a waveform composed of continuous points. On the other hand, in the case of the DFT calculation, the calculation is performed on the values at the discrete points of the sample points SP0 to SP8, and the obtained frequency domain signal is also discrete point data.
この図に示される通り,各周波数領域信号X0〜X7の周波数は,X0が0(DC),X1〜X7がf〜7fであるので,同じ8つのサンプリング点SP0〜SP7でそれぞれのサブキャリアの位相が異なる。例えば,図6に示されるように以下の通りである。
X1:0,π/4,2π/4,3π/4,4π/4,5π/4,6π/4,7π/4
X2:0,2π/4,4π/4,6π/4,8π/4,10π/4,12π/4,14π/4
X3:0,3π/4,6π/4,9π/4,12π/4,15π/4,18π/4,21π/4
X4:0,4π/4,8π/4,12π/4,16π/4,20π/4,24π/4,28π/4
X5:0,5π/4,10π/4,15π/4,20π/4,25π/4,30π/4,35π/4
X6:0,6π/4,12π/4,18π/4,24π/4,30π/4,36π/4,42π/4
X7:0,7π/4,14π/4,21π/4,28π/4,35π/4,42π/4,49π/4
このように,各サブキャリアの周波数が0,f〜7fの関係にあるので,各サンプリング点での位相も異なる。上記の位相は,回転因子W0〜W49の位相成分と符号は逆であるが一致している。
As shown in this figure, the frequency of each frequency domain signals X 0 to X 7 are, X 0 is 0 (DC), since
X 1 : 0, π / 4, 2π / 4, 3π / 4, 4π / 4, 5π / 4, 6π / 4, 7π / 4
X 2 : 0, 2π / 4, 4π / 4, 6π / 4, 8π / 4, 10π / 4, 12π / 4, 14π / 4
X 3 : 0,3π / 4, 6π / 4, 9π / 4, 12π / 4, 15π / 4, 18π / 4, 21π / 4
X 4 : 0,4π / 4, 8π / 4, 12π / 4, 16π / 4, 20π / 4, 24π / 4, 28π / 4
X 5 : 0,5π / 4, 10π / 4, 15π / 4, 20π / 4, 25π / 4, 30π / 4, 35π / 4
X 6 : 0,6π / 4, 12π / 4, 18π / 4, 24π / 4, 30π / 4, 36π / 4, 42π / 4
X 7 : 0,7π / 4, 14π / 4, 21π / 4, 28π / 4, 35π / 4, 42π / 4, 49π / 4
Thus, since the frequency of each subcarrier has a relationship of 0, f to 7f, the phase at each sampling point is also different. The above phase coincides with the phase components of the twiddle factors W 0 to W 49 although the signs are opposite.
図6において,DFTウインドウのタイミングは,例えばサンプル点SP0-SP1のタイミングに整合していなければならない。DFTウインドウのタイミングが,1サンプル遅れたサンプル点SP1-SP8のタイミングに整合する場合は,DFTウインドウにサンプルずれが生じていることになる。さらに,最適なサンプル点のタイミングにDFTウインドウのタイミングが合わせられたとしても,1サンプル未満の小数ずれ(0〜±0.5サンプルずれ)が発生していると,DFTされた周波数領域信号の位相と振幅には誤差が発生する。 In FIG. 6, the timing of the DFT window must match the timing of the sample points SP0-SP1, for example. If the timing of the DFT window matches the timing of the sample points SP1 to SP8 delayed by one sample, it means that there is a sample shift in the DFT window. Furthermore, even if the timing of the DFT window is adjusted to the timing of the optimal sample point, if a fractional deviation of less than one sample (0 to ± 0.5 sample deviation) occurs, the phase of the DFT frequency domain signal An error occurs in the amplitude.
図7は,本発明者が実験等により見出した,1サンプル未満の小数ずれによるサブキャリアの位相と振幅の変位を示す図である。図7には,コンスタレーション上に,原点Oを中心とする基準円RCが示されている。図6の周波数領域信号X0〜X7であるサブキャリア全てに対してサンプリング点がピーク値をとる場合は,全てのサブキャリアの信号点は,基準円RC上に位置する。そして,DFTウインドウにサンプル点ずれ(1サンプル単位のずれ)が生じると,基準円RC上を回転する。 FIG. 7 is a diagram showing the subcarrier phase and amplitude displacement due to a fractional shift of less than one sample, as found by experiments by the present inventors. FIG. 7 shows a reference circle RC centered on the origin O on the constellation. If the sampling point is a peak value for all subcarriers are frequency domain signals X 0 to X 7 of Figure 6, the signal points of all subcarriers are positioned on the reference circle RC. When a sample point shift (shift by 1 sample unit) occurs in the DFT window, it rotates on the reference circle RC.
一方,例えば,被変調成分のI,QがI=-1, Q=-1 (-1/√2,-1/√2)の場合,DFTウインドウにサンプルずれがない場合は,その信号点はCD1になる。そして,DFTウインドウに1サンプル未満の小数ずれがあると,各サブキャリアの信号点は破線で示した変位円C1,C2,C3上に変位する。しかも,その変位する位置はサブキャリアの順番により異なり,サブキャリの順に変位円C1,C2,C3上に並ぶ。例えば,小数ずれ量tがt=0.5の場合は変位円C2上に変位し,その変位の位置はサブキャリアの順であることが見いだされた。 On the other hand, for example, when I and Q of the modulated component are I = -1, Q = -1 (-1 / √2, -1 / √2), if there is no sample shift in the DFT window, the signal point Becomes CD1. If there is a decimal shift of less than one sample in the DFT window, the signal point of each subcarrier is displaced on the displacement circles C1, C2, and C3 indicated by broken lines. In addition, the displacement positions differ depending on the order of the subcarriers, and are arranged on the displacement circles C1, C2, and C3 in the order of the subcarriers. For example, it was found that when the decimal shift amount t is t = 0.5, it is displaced on the displacement circle C2, and the position of the displacement is in the order of subcarriers.
さらに,変位円C1,C2,C3は,基準円RCに内接する円であり,基準円の半径Rを1とすると,その半径mは小数ずれ量t(t=0〜1.0)に対して,
m={1−cos(πt)}/2
となることが,発明者により見いだされた。つまり,半径mが小さい変位円C3の小数ずれ量tはt<0.5であり,半径m=0.5の変位円C2の小数ずれ量tはt=0.5であり,半径mが大きい変位円C1の小数ずれ量tはt>0.5である。
Further, the displacement circles C1, C2, and C3 are inscribed in the reference circle RC. When the radius R of the reference circle is 1, the radius m is smaller than the decimal shift amount t (t = 0 to 1.0).
m = {1-cos (πt)} / 2
Was found by the inventor. That is, the fractional deviation t of the displacement circle C3 having a small radius m is t <0.5, the decimal deviation t of the displacement circle C2 having a radius m = 0.5 is t = 0.5, and the decimal of the displacement circle C1 having a large radius m is t = 0.5. The shift amount t is t> 0.5.
また,複数のサブキャリア(一例として8サブキャリアSC0-SC7,8ポイント数)は,この変位円C1,C2,C3上に順番に且つ均等に並び,DC成分の周波数f0のサブキャリアSC0は小数ずれが生じても基準円RC上の信号点CD1にあり,周波数f1-f7のサブキャリアSC1-SC7は変位円C1,C2,C3上に順番に且つ均等に並ぶ。例えば,変位円C3の場合では,周波数f6のサブキャリアSC6は,信号点CD2に変位していた。 Further, a plurality of subcarriers (for example, 8 subcarriers SC0 to SC7, the number of 8 points) are sequentially and evenly arranged on the displacement circles C1, C2, and C3, and the subcarrier SC0 having the DC component frequency f0 is a decimal number. Even if a deviation occurs, the signal is located at the signal point CD1 on the reference circle RC, and the subcarriers SC1-SC7 having the frequencies f1-f7 are sequentially and evenly arranged on the displacement circles C1, C2, C3. For example, in the case of the displacement circle C3, the subcarrier SC6 having the frequency f6 has been displaced to the signal point CD2.
サブキャリアSC6は,小数点ずれがなければ信号点CD1にあるが,小数ずれがあると変位円C3上の信号点CD2に変位する。つまり,振幅がRであるところanに変位し,位相が5π/4であるところ5π/4−θnに変位する。従って,このような場合は,サブキャリアSC6の振幅をR/an倍し,位相を−θn回転する振幅補正と位相補正をすることにより,小数ずれがない状態での信号点CD1の振幅と位相を得ることができる。 Subcarrier SC6 is at signal point CD1 if there is no decimal point shift, but is displaced to signal point CD2 on displacement circle C3 if there is a decimal shift. That is, when the amplitude is R, it is displaced to an, and when the phase is 5π / 4, it is displaced to 5π / 4-θn. Therefore, in such a case, the amplitude and phase of the signal point CD1 in the state where there is no decimal shift are obtained by multiplying the amplitude of the subcarrier SC6 by R / an and performing amplitude correction and phase correction by rotating the phase by −θn. Can be obtained.
このように,同じ小数ずれ量tでも,サブキャリアの番号によって図6に示したとおり位相量に違いが生じ,サブキャリアの番号によって変位円上の位置も異なる。この理由は必ずしも確かではないが,サンプル点の小数ずれによりサンプル点でサブキャリア信号のピーク位置からずれることで,その位相と振幅が変位するものと推察される。 In this way, even with the same decimal shift amount t, the phase amount varies as shown in FIG. 6 depending on the subcarrier number, and the position on the displacement circle also varies depending on the subcarrier number. The reason for this is not necessarily certain, but it is presumed that the phase and amplitude are displaced by the deviation of the sample point from the peak position of the subcarrier signal due to the fractional deviation of the sample point.
図8は,1サンプル未満の小数ずれによるサブキャリアの位相と振幅の変位を示す別の図である。この例は,サブキャリアの被変調成分が信号点CD11にある例で,その場合に,DFTウインドウに小数ずれが発生すると,サブキャリアは変位円C1,C2,C3上のサブキャリアの番号に応じた位置に変位する。例えば,変位円C3の場合では,周波数f6のサブキャリアSC6は,信号点CD12に変位する。この場合は,振幅がRであるところanになり,位相が7π/4であるところ7π/4−θnになっている。従って,この場合も,サブキャリアSC6の振幅をR/an倍し,位相を−θn回転する振幅補正と位相補正をすることにより,小数ずれがない状態の振幅と位相を得ることができる。 FIG. 8 is another diagram showing the displacement of the phase and amplitude of the subcarrier due to the decimal shift of less than one sample. In this example, the modulated component of the subcarrier is at the signal point CD11. In this case, if a decimal shift occurs in the DFT window, the subcarrier corresponds to the subcarrier number on the displacement circles C1, C2, and C3. Displace to the position. For example, in the case of the displacement circle C3, the subcarrier SC6 having the frequency f6 is displaced to the signal point CD12. In this case, when the amplitude is R, it is an, and when the phase is 7π / 4, it is 7π / 4-θn. Therefore, also in this case, the amplitude and phase without a decimal shift can be obtained by multiplying the amplitude of the subcarrier SC6 by R / an and performing amplitude correction and phase correction by rotating the phase by −θn.
この補正量は,図7の例と同じであり,サブキャリアの被変調成分にかかわらず図中に示された原点O,信号点CD11,CD12を頂点とする三角形と変位円の半径mと回転角φnから,補正量R/an,θnを求めることができる。なお,半径mは小数ずれ量tからm={1−cos(πt)}/2で求められるので,前述の相関値などにより小数ずれ量tを求めておくことが望ましい。また,回転角φnは,変位円をサブキャリアの数で等分割して得られるので,サブキャリアの番号に依存する。以下,補正量R/an,θnを求める演算について説明する。 This correction amount is the same as in the example of FIG. 7, and the origin O, the signal points CD11 and CD12 shown in FIG. The correction amounts R / an and θn can be obtained from the angle φn. Since the radius m is obtained from the decimal deviation amount t by m = {1-cos (πt)} / 2, it is desirable to obtain the decimal deviation amount t from the above-described correlation value. The rotation angle φn is obtained by equally dividing the displacement circle by the number of subcarriers, and therefore depends on the subcarrier number. Hereinafter, the calculation for obtaining the correction amounts R / an and θn will be described.
図9は,本実施の形態における補正量を求める演算を説明する図である。図9は,サブキャリアSCnの受信信号点An(In,Qn)を元の信号点R(Ri,Rq)に復元する例を示している。この例では,サブキャリアの数は64個であり,図9中には変位円C2(t=0.5),C3(t<0.5)が示され,基準円は省略されている。 FIG. 9 is a diagram for explaining the calculation for obtaining the correction amount in the present embodiment. FIG. 9 shows an example in which the reception signal point An (In, Qn) of the subcarrier SCn is restored to the original signal point R (Ri, Rq). In this example, the number of subcarriers is 64. In FIG. 9, displacement circles C2 (t = 0.5) and C3 (t <0.5) are shown, and the reference circle is omitted.
まず,サブキャリアSCの番号nと小数ずれ量tが既知とする。基準円の半径をRとし,n番目のサブキャリアSCnの受信信号点An(In,Qn)の原点Oからの振幅をanとし,変位円C3での位相回転量をφnとし,小数ずれ量tから求まる変位円の半径をmR(R=1ならm)とする。位相回転量φnは,φn=2π/nであり,また,変位円C3の中心OXとコンスタレーションの原点Oとの距離は,(1-m)Rである。 First, it is assumed that the subcarrier SC number n and the decimal shift amount t are known. The radius of the reference circle is R, the amplitude from the origin O of the reception signal point An (In, Qn) of the nth subcarrier SCn is an, the phase rotation amount at the displacement circle C3 is φn, and the fractional deviation t Let mR (m if R = 1) be the radius of the displacement circle obtained from. The phase rotation amount φn is φn = 2π / n, and the distance between the center OX of the displacement circle C3 and the origin O of the constellation is (1-m) R.
そこで,受信信号点An(In,Qn),変位円C3の中心OX,原点Oからなる三角形について,余弦の定理により,以下のように振幅補正量R/anを求めることができる。
an2=(mR)2+((1-m)R)2-2mR(1-mR)cos(π-φn)
= R2 (2m2-2m+1+(2m-2m2)cosφn) (1)
よって,以下の式が導かれる。
R/an=1/((2m2-2m+1+(2m-2m2)cosφn))1/2 (2)
次に,受信信号点An(In,Qn),信号点R(Ri,Rq),原点Oからなる三角形について,スチュワートの定理により以下の式が導ける。
(mR)2 = (m an2 + (1-m)x2)/(m+(1-m)) - (m((1-m)R)2 + (1-m)(mR)2)/(m+(1-m))
= m an2+ (1-m)x2 - mR2 + m2R2
その結果,
(1-m)x2 = -m an2+ mR2 (3)
そして,式(1),(3)より,次の式が導かれる。
x2 = 2m2an2 (1- cosφn )/(2m2 -2m +1 + (2m - m2)cosφn) (4)
n番目のサブキャリアSCnの受信信号点An(In,Qn)と本来の信号点R(Ri,Rq)を原点Oからのベクトルで考えると,内積の定義から次の式が導かれる
R・an = |R| |an| cos θn = (Ri In + Rq Qn) (5)
さらに,余弦の定理から次の式が導かれ,上記の式(5)を代入すると次の通りである。
x2 = R2 + an2 - 2R an cos θn
= R2 + an2 -2(Ri In + Rq Qn) (6)
式(6)に式(1)(4)のRとxを代入してanの式にまとめると,
2(Ri In + Rq Qn) = R2+ an2 - x2
= 2an2(1- m + mcosφn )/(2m2 -2m +1 + (2m - m2)cosφn) (7)
となり,式(3)と(5)から次の式が得られる。
|R| |an| cosθn = an2 (1- m + mcosφn )/(2m2 -2m +1 + (2m - m2)cosφn) (8)
この式(8)に式(2)を代入してanの式とすると,次の通りである。
cosθn = (an2 (1- m + mcosφn)/(2m2 -2m +1 + (2m - m2)cosφn))/(|R| |an| )
= (an2(1-m+mcosφn)/(2m2-2m+1+(2m-m2)cosφn))/(an2/(2m2-2m+1+(2m-2m2)cos(φn)(1/2))
= ((1-m+mcosφn)/(2m2-2m+1+ (2m-m2)cosφn))/(1/(2m2-2m+1+(2m-2m2)cos(φn)(1/2)) (9)
上記の式(2)が振幅の補正量,式(9)が位相の補正量になり,いずれも小数ずれ量tから求まる半径mと,サブキャリアの番号nから求まる回転角φnにより定まる定数である。上記の演算結果は,図7,8の変位円C1,C2,C3のいずれでも同様であり,小数ずれ量tが0≦t≦1.0の場合に同様の補正量により信号点の補正が可能である。
Therefore, the amplitude correction amount R / an can be obtained from the received signal point An (In, Qn), the center OX of the displacement circle C3, and the origin O by the cosine theorem as follows.
an 2 = (mR) 2 + ((1-m) R) 2 -2mR (1-mR) cos (π-φn)
= R 2 (2m 2 -
Therefore, the following formula is derived.
R / an = 1 / ((2m 2 -
Next, the following equation can be derived from Stewart's theorem for the triangle consisting of the received signal point An (In, Qn), signal point R (Ri, Rq), and origin O.
(mR) 2 = (m an 2 + (1-m) x 2 ) / (m + (1-m))-(m ((1-m) R) 2 + (1-m) (mR) 2 ) / (m + (1-m))
= m an 2 + (1-m) x 2 -mR 2 + m 2 R 2
as a result,
(1-m) x 2 = -m an 2 + mR 2 (3)
From the equations (1) and (3), the following equation is derived.
x 2 = 2m 2 an 2 (1-cosφn) / (2m 2 -
When the received signal point An (In, Qn) and the original signal point R (Ri, Rq) of the nth subcarrier SCn are considered as vectors from the origin O, the following equation is derived from the definition of the inner product:
R ・ an = | R | | an | cos θn = (Ri In + Rq Qn) (5)
Furthermore, the following equation is derived from the cosine theorem, and the above equation (5) is substituted as follows.
x 2 = R 2 + an 2 - 2R an cos θn
= R 2 + an 2 -2 (Ri In + Rq Qn) (6)
Substituting R and x in Equations (1) and (4) into Equation (6) and putting them into an equation,
2 (Ri In + Rq Qn) = R 2 + an 2 -x 2
= 2an 2 (1- m + mcosφn) / (2m 2 -
The following equation is obtained from equations (3) and (5).
| R | | an | cosθn = an 2 (1- m + mcosφn) / (2m 2 -
Substituting equation (2) into equation (8) to make an equation is as follows.
cosθn = (an 2 (1- m + mcosφn) / (2m 2 -
= (an 2 (1-m + mcosφn) / (2m 2 -
= ((1-m + mcosφn) / (2m 2 -
The above equation (2) is the amplitude correction amount, and equation (9) is the phase correction amount, both of which are constants determined by the radius m obtained from the fractional shift amount t and the rotation angle φn obtained from the subcarrier number n. is there. The above calculation results are the same in any of the displacement circles C1, C2, and C3 in FIGS. 7 and 8. When the decimal shift amount t is 0 ≦ t ≦ 1.0, the signal point can be corrected with the same correction amount. is there.
[第1の実施の形態]
図10は,OFDM方式の送信装置と受信装置の概略構成図である。送信装置MS1が送信データをシリアルパラレル変換器S/Pでシリアルパラレル変換しそれぞれを複数のサブキャリアで変調し,それらの周波数領域信号をIDFT34が逆離散フーリエ変換して時間領域信号を生成し高周波回路36でアップコンバートして通信媒体に送出し,受信装置BSが受信信号を高周波回路10でダウンコンバートし,その時間領域信号をDFT13で離散フーリエ変換して複数の周波数領域信号を生成する。複数の周波数領域信号から復調された受信データがパラレルシリアル変換される。
[First Embodiment]
FIG. 10 is a schematic configuration diagram of an OFDM transmission apparatus and reception apparatus. Transmitter MS1 serial-parallel converts transmission data with serial-parallel converter S / P, modulates each with a plurality of subcarriers, and
図11は,OFDMA方式の送信装置と受信装置の概略構成図である。図10と異なり,複数の送信装置MS1,MS2〜MSnが複数のサブキャリアである周波数領域信号をシェアして,受信装置BSにデータを送信する。それ以外の構成は,図10と同等である。 FIG. 11 is a schematic configuration diagram of an OFDMA transmission device and a reception device. Unlike FIG. 10, a plurality of transmission devices MS1, MS2 to MSn share frequency domain signals that are a plurality of subcarriers, and transmit data to the reception device BS. Other configurations are the same as those in FIG.
図12は,第1の実施の形態におけるOFDMまたはOFDMA受信装置の構成図である。図1の受信装置と同様に,ミキサ10,アナログデジタル変換部(ADC)11,DFTタイミング検出部12,DFT13,復調部14,AFC15,発振器OSC1,OSC2を有する。そして,図12の受信装置は,小数ずれ量tから各サブキャリアの周波数領域信号S13の位相変動量と振幅変動量として位相補正量θnと振幅補正量R/anとを生成する位相・振幅補正量生成部19を有する。
FIG. 12 is a configuration diagram of an OFDM or OFDMA receiver according to the first embodiment. Similar to the receiving apparatus of FIG. 1, the apparatus includes a
この位相補正量θnと振幅補正量R/anとは,全てのサブキャリア毎に生成される。さらに,OFDM受信装置は,位相・振幅補正量生成部19が生成する位相補正量θnにより各サブキャリアの位相を回転して補正する位相補正部17と,振幅補正量R/anにより各サブキャリアの振幅を補正する振幅補正部18とを有する。これらの補正部17,18により,小数ずれ量tとサブキャリアの番号とに応じて異なる位置に変位していた受信信号点An(In,Qn)が,本来の信号点R(Ri,Rq)に補正される。
The phase correction amount θn and the amplitude correction amount R / an are generated for every subcarrier. Further, the OFDM receiver includes a
上記の位相補正部17と振幅補正部18は,その補正の順番が逆になっても良い。また,小数ずれ量tは,DFTタイミング検出部12が,前述のガードインターバルの自己相関値やプリアンブルの同期シンボルの相関値から求める。そして,DFTタイミング検出部12は最も理想的なDFTウインドウのタイミングに近いサンプル点のタイミングにあわせているものとする。ただし,小数ずれ量t(<±0.5)のずれは調整できていない。なお,伝搬路推定量に対する補償のための位相補正や振幅補正は,上記の補正とは別に行われるが,本願の実施の形態とは独立な事象に基づくので,伝搬路推定による位相補正や振幅補正についての説明は省略する。
The correction order of the
図13は,位相・振幅補正量生成部の構成図である。位相振幅補正部19は,小数ずれ量tを与えられ,小数ずれ量tからm={1−cos(πt)}/2により変位円の半径mRを求める。そして,各サブキャリアSCn(nは順番)に対して,その変位円の半径mRの係数mと,変位円内の角度φnの余弦値cosφnとから,前述の演算を行う回路により,I成分とQ成分の位相補正量cosθn,sinθnと,振幅補正量R/anとを生成する。この演算回路は,図13に示されるように,加算器(+),乗算器(×),減算器(−),除算器(÷),逆数器(1/x),平方根器(√),cosからsinに変換する変換器190などで構成される。
FIG. 13 is a configuration diagram of the phase / amplitude correction amount generation unit. The phase
また,位相・振幅補正量生成部19は,図13のような演算回路ではなく,予め小数ずれ量tとサブキャリアSCnの回転角φnとから演算で求めた位相補正量と振幅補正量を,小数ずれ量tとサブキャリアの番号nに対応付けたテーブルを記録媒体に記録しておき,そのテーブルを参照することで生成するようにしても良い。
Further, the phase / amplitude correction
図14は,位相補正部17と振幅補正部18の構成図である。位相補正部17は,DFT13でDFTされた各サブキャリアSC1-SCnの周波数領域信号S13それぞれを位相補正量θnで位相回転する位相回転器17−1〜17−nを有する。さらに,振幅補正部18は,位相補正された各サブキャリアの信号それぞれに振幅補正量R/a1〜R/anを乗じる乗算器18−1〜18−nを有する。図14の構成では,複数のサブキャリアの周波数領域信号S13を並列に位相補正,振幅補正しているが,シリアルに位相補正,振幅補正してもよい。また,位相補正を振幅補正の後で行っても良い。
FIG. 14 is a configuration diagram of the
図15は,位相補正部,振幅補正部の位相回転器と乗算器の構成を示す図である。位相回転器17-nは,4個の乗算器(×)と1個の加算器(+)と1個の減算器(+)とを有する。そして,位相回転器17-nには,周波数領域信号のI成分のデータとQ成分のデータとが入力され,4つの乗算器で位相補正量cosθn,sinθnとそれぞれ乗算され,その乗算値が加算器と減算器で加算または減算される。 FIG. 15 is a diagram illustrating a configuration of a phase rotator and a multiplier of the phase correction unit and the amplitude correction unit. The phase rotator 17-n has four multipliers (×), one adder (+), and one subtractor (+). The phase rotator 17-n receives the I component data and the Q component data of the frequency domain signal, is multiplied by the phase correction amounts cos θn and sin θn, respectively, by four multipliers, and the multiplication value is added. Is added or subtracted by a subtracter and a subtracter.
また,振幅補正部の乗算器18nは,位相回転されたI成分のデータとQ成分のデータに振幅補正量R/anを乗算する。これにより,位相補正と振幅補正されたI,Q成分のデータが生成される。
The
図16は,OFDMA方式の送信装置と受信装置の構成を示す図である。この場合は,移動局MS1である送信装置は,時間領域信号をDFT30により複数のサブキャリアの周波数領域信号に変換し,IDFT34により逆DFTを行って多重化し,高周波回路36を介して送信する。一方,受信装置側の基地局BSでは,受信信号を高周波回路10でダウンコンバートし,DFT13がDFT処理して複数のサブキャリアの周波数領域信号を生成し,さらにIDFT16が逆DFT処理して,元の送信された送信データを生成する。
FIG. 16 is a diagram illustrating the configuration of an OFDMA transmission device and a reception device. In this case, the transmission apparatus which is the mobile station MS1 converts the time domain signal into a frequency domain signal of a plurality of subcarriers by the
図17は,SC-FDMA方式の送信装置と受信装置の構成を示す図である。SC-FDMA方式は,OFDMA方式における高いPAPRを抑制するものとして期待されている。SC-FDMA方式の無線通信システムでは,図17に示すように,移動局MS1,MS2〜MSnのそれぞれは,変調された時間領域信号をDFT30により複数のサブキャリアの周波数領域信号に変換し,各移動局に割り当てられた周波数帯域にのみ被変調成分をマッピングし,それ以外の周波数帯域には0(Null)をマッピングし,IDFT34により逆DFTを行って多重化し,高周波回路36を介して送信する。
FIG. 17 is a diagram illustrating a configuration of an SC-FDMA transmission device and a reception device. The SC-FDMA system is expected to suppress the high PAPR in the OFDMA system. In the SC-FDMA wireless communication system, as shown in FIG. 17, each of the mobile stations MS1, MS2 to MSn converts a modulated time domain signal into a frequency domain signal of a plurality of subcarriers by the
一方,受信装置側の基地局BSでは,受信信号を高周波回路10でダウンコンバートし,DFT13がDFT処理して複数のサブキャリアの周波数領域信号を生成し,各移動局MSに割り当てた周波数帯域のサブキャリア毎にIDFT16が逆DFT処理して,元の各移動局が送信した送信データを生成する。
On the other hand, in the base station BS on the receiving apparatus side, the received signal is down-converted by the high-
このように,SC-OFDMAやSC-FDMAにおいても,OFDM,OFDMAと同様に,DFTウインドウの1サンプル未満の小数ずれが発生し,それによる受信信号点の位相と振幅の変位が発生する。従って,上記で説明した位相補正と振幅補正は,SC-OFDM,SC-FDMA方式の受信装置にも適用することが有効である。 As described above, in SC-OFDMA and SC-FDMA, as in OFDM and OFDMA, a fractional shift of less than one sample in the DFT window occurs, resulting in a shift in the phase and amplitude of the received signal point. Therefore, it is effective to apply the phase correction and amplitude correction described above to SC-OFDM and SC-FDMA receivers.
図18は,第1の実施の形態におけるOFDMA,SC-FDMA方式の受信装置の構成図である。この受信装置は,図2に示した受信装置と同様に,ミキサ10,アナログデジタル変換部(ADC)11,DFTタイミング検出部12,DFT13,IDFT16,復調部14,AFC15,発振器OSC1,OSC2を有する。そして,図18の受信装置は,小数ずれ量tに基づいて各サブキャリアの位相補正量θnと振幅補正量R/anとを生成する位相および振幅補正量生成部19を有する。この位相補正量θnと振幅補正量R/anは,全てのサブキャリア毎に生成される。さらに,SC-FDMA受信装置は,位相・振幅補正量生成部19が生成する位相補正量θnにより各サブキャリアの位相を回転して補正する位相補正部17と,振幅補正量R/anにより各サブキャリアの振幅を補正する振幅補正部18とを有する。これらの補正部17,18により,小数ずれ量tとサブキャリアの番号とに応じて異なる位置に変位していた受信信号点An(In,Qn)が,本来の信号点R(Ri,Rq)に補正される。
FIG. 18 is a configuration diagram of an OFDMA, SC-FDMA receiver in the first embodiment. Similar to the receiving apparatus shown in FIG. 2, this receiving apparatus includes a
小数ずれ量tとサブキャリアの順番nとから位相補正量θnと振幅補正量R/anとを求める方法は,上記のOFDM,OFDMA受信装置と同じである。 The method for obtaining the phase correction amount θn and the amplitude correction amount R / an from the decimal shift amount t and the subcarrier order n is the same as that in the OFDM and OFDMA receiver described above.
図19は,第1の実施の形態における改良例を説明する図である。発明者によれば,受信信号点は,図7で説明した変位円C3上の信号点CD2ではなく,変位円C3と同じ半径で,2つの半円に分離した近接変位円C3’上の信号点CD2’となる。そこで,受信装置の改良例では,前述の変位円C3上に受信信号点が変位しているという前提で求めた位相補正量や振幅補正量を利用して補正する為に,受信信号点CD2’を変位円C3上の信号点CD2に調整する位相調整部を設ける。 FIG. 19 is a diagram for explaining an improvement example in the first embodiment. According to the inventor, the received signal point is not the signal point CD2 on the displacement circle C3 described in FIG. 7, but the signal on the adjacent displacement circle C3 ′ separated into two semicircles with the same radius as the displacement circle C3. It becomes point CD2 '. Therefore, in the improved example of the receiving apparatus, in order to perform correction using the phase correction amount and amplitude correction amount obtained on the assumption that the reception signal point is displaced on the displacement circle C3, the reception signal point CD2 ′ is used. Is provided to adjust the signal point CD2 on the displacement circle C3.
図19に示されるとおり,近接変位円C3'上において,信号点CD1と原点Oとを結ぶ半径(O-CD1)の時計方向の位置に並ぶ受信信号点CD2’に対しては位相調整量+dθだけ位相回転させ,反時計方向の位置に並ぶ受信信号点に対してはその逆方向の位相調整量-dθだけ位相回転させる。その後,上述の変位円C3に対する位相補正と振幅補正を行うのが好ましい。この位相調整量dθは微小な角度であるので,全てのサブキャリアに対して同じ値を使用しても良い。また,振幅についても微調整するのが好ましいが,非常に小さいので微調整しなくても許容できる。 As shown in FIG. 19, on the proximity displacement circle C3 ′, the phase adjustment amount + is applied to the reception signal point CD2 ′ aligned in the clockwise position of the radius (O−CD1) connecting the signal point CD1 and the origin O. The phase is rotated by dθ, and the received signal points arranged in the counterclockwise direction are rotated by the phase adjustment amount −dθ in the opposite direction. After that, it is preferable to perform phase correction and amplitude correction for the above-described displacement circle C3. Since the phase adjustment amount dθ is a minute angle, the same value may be used for all subcarriers. Also, it is preferable to finely adjust the amplitude, but it is acceptable even if it is not finely adjusted because it is very small.
図20は,第1の実施の形態におけるOFDM,OFDMA受信装置の改良例を示す図である。図12の受信装置と異なり,位相調整部20がDFT13と復調部14との間に設けられている。この位相調整部20は,上記の位相調整量dθだけ各サブキャリアの位相を微調整する位相回転器である。ただし,位相回転器は,サブキャリアの順番に応じて位相調整量dθだけ正方向に位相回転するか,負方向に位相回転する。
FIG. 20 is a diagram illustrating an improved example of the OFDM / OFDMA receiver in the first embodiment. Unlike the receiving apparatus of FIG. 12, a
この位相調整部20は,図18のSC-OFDM,SC-FDMAの受信装置においても設けることが補正精度を高めるのに有効である。
Providing this
[第2の実施の形態]
図21は,第2の実施の形態におけるOFDM,OFDMA受信装置の構成図である。図21の受信装置は,複数の小数ずれ量それぞれに対応する位相変動量と振幅変動量で,DFTされた複数のサブキャリアの周波数領域信号を,それぞれ補正する複数の補正部40と,複数の補正部40により補正された補正後の周波数領域信号のうち,最も補正量が確からしい信号を弁別するタイミング弁別部42と,タイミング弁別部42が弁別した周波数領域信号を選択して後段の復調部14に出力する選択部44とを有する。図21では,受信信号をベースバンドにダウンコンバートするミキサや,自動周波数制御AFCなどが省略されている。
[Second Embodiment]
FIG. 21 is a configuration diagram of an OFDM / OFDMA receiver according to the second embodiment. The receiving apparatus of FIG. 21 includes a plurality of
つまり,複数の補正部40は,それぞれに割り当てられた小数ずれ量に対応して予め求められている位相変動量θnと振幅変動量R/anで,DFTされた複数のサブキャリアの周波数領域信号を補正する。そして,タイミング弁別部42は,複数の補正部40が出力する補正後の信号のうち,パイロット信号などの既知信号の位相と振幅が,本来のパイロット信号の位相と振幅に最も近いものを選択し,その選択された補正後の信号を,選択部44が選択して後段の復調部14に出力する。
In other words, the plurality of
複数の補正部40の小数ずれ量tは,0<t≦±0.5の範囲で所定の分解能毎の量である。例えば,+0.5,+0.4,+0.3,+0.2,+0.1,-0.1,-0.2,-0.3,-0.4,-0.5などである。各補正部での位相補正量と振幅補正量は,それぞれの小数ずれ量tに応じて,前述の演算により複数のサブキャリア毎に予め求められ,補正部40にそれぞれ設定されている。
The decimal shift amount t of the plurality of
図21には,OFDM,OFDMA受信装置の例が示されているが,SC-OFDM,SC-FDMA受信装置にも同様に適用可能である。SC-FDMA受信装置の場合は,選択部44と復調部14との間にIDFTが設けられる。
FIG. 21 shows an example of an OFDM / OFDMA receiver, but the present invention can be similarly applied to an SC-OFDM / SC-FDMA receiver. In the case of the SC-FDMA receiver, an IDFT is provided between the
[第3の実施の形態]
図22は,第3の実施の形態におけるOFDM,OFDMA受信装置の構成図である。図22の受信装置は,複数の小数ずれ量それぞれに対応する位相変動量と振幅変動量で,DFTされた複数のサブキャリアの周波数領域信号を,それぞれ補正する複数の補正部40と,複数の補正部40により補正された補正後の周波数領域信号のうち,最も補正量が確からしい信号を弁別するタイミング弁別部42とを有する。そして,タイミング弁別部42が弁別した小数ずれ量tにしたがって,発振器OSC2が生成するマスタークロックMCLKの位相を制御してサンプリングクロックSCLKを生成するサンプリングクロック位相制御部44を有する。図22では,受信信号をベースバンドにダウンコンバートするミキサや,自動周波数制御AFCなどが省略されている。
[Third Embodiment]
FIG. 22 is a configuration diagram of an OFDM / OFDMA receiver according to the third embodiment. The receiving apparatus of FIG. 22 includes a plurality of
複数の補正部40とタイミング弁別部42は,図21の第2の実施の形態の受信装置と同じである。一方で,図22の受信装置は,タイミング弁別器42が弁別した補正後の信号に対応する小数ずれ量tに基づいて,サンプリングクロック位相制御部44が,マスタークロックMCLKの位相を調整してサンプリングクロックSCLKを生成し,ADC11でのサンプル点の小数ずれをゼロ又は抑制する。その結果,DFTタイミング検出部12が相関値などにより検出するDFTウインドウには小数ずれがゼロにされるかまたは抑制される。そして,DFT13がDFTした周波数領域信号S13が後段の復調部14に出力される。
The plurality of correcting
図22には,OFDM,OFDMA受信装置の例が示されているが,SC-OFDM,SC-FDMA受信装置にも同様に適用可能である。SC-OFDM,SC-FDMA受信装置の場合は,選択部44と復調部14との間にIDFTが設けられる。
FIG. 22 shows an example of an OFDM / OFDMA receiver, but the present invention can be similarly applied to an SC-OFDM / SC-FDMA receiver. In the case of SC-OFDM and SC-FDMA receivers, an IDFT is provided between the
[第4の実施の形態]
図23は,第4の実施の形態におけるOFDM,OFDMA受信装置の構成図である。図23の受信装置は,図22と同様に,小数ずれ量tに応じて,ADC11のサンプリングクロックSCLKの位相を制御するサンプリングクロック位相制御部44を有する。そして,小数ずれ量tを生成する小数ずれ量生成部50を有する。
[Fourth Embodiment]
FIG. 23 is a block diagram of an OFDM / OFDMA receiver in the fourth embodiment. The receiving apparatus in FIG. 23 includes a sampling clock
小数ずれ量生成部50は,パイロット信号などの既知データを有する周波数領域信号S13の,小数ずれがない場合のその既知データに対応する周波数領域信号に対する位相変動量θnと振幅変動量R/anとに基づいて,DFT13でのDFTウインドウの1サンプル未満の小数ずれ量tを求める。この小数ずれ量生成部50による演算は,前述の小数ずれ量tから位相変動量θnと振幅変動量R/anを求めた演算の逆演算である。または,予め逆演算で求めた位相変動量θnと振幅変動量R/anと小数ずれ量tとの対応を示すテーブルを参照して,小数ずれ量tを求めるようにしても良い。
The decimal shift
なお,上記のパイロット信号の位相と振幅は,伝搬路補償後の位相と振幅を使用する。そして,伝搬路補償された位相と振幅と,小数ずれがない場合の位相と振幅との差分が,位相変動量,振幅変動量になる。 Note that the phase and amplitude after propagation path compensation are used as the phase and amplitude of the pilot signal. The difference between the phase and amplitude compensated for the propagation path and the phase and amplitude when there is no decimal shift becomes the phase variation amount and the amplitude variation amount.
そして,小数ずれ量生成部50が求めた小数ずれ量tに応じて,位相制御部44がマスタークロックMCLKの位相を調整して小数ずれのないサンプリングクロックSCLKを生成する。これにより,ADC11は,小数ずれのないサンプル点で離散的な時間領域信号を生成することができる。
Then, the
[第5の実施の形態]
図24は,第5の実施の形態におけるOFDM,OFDMA受信装置の構成図である。図24の受信装置は,図23と同様に,小数ずれ量tを生成する小数ずれ量生成部50を有する。上記したとおり,小数ずれ量生成部50は,パイロット信号などの既知データを有する周波数領域信号の位相変動量θnと振幅変動量R/anとから,小数ずれ量tを求める。
[Fifth Embodiment]
FIG. 24 is a configuration diagram of an OFDM / OFDMA receiver according to the fifth embodiment. The receiving apparatus in FIG. 24 includes a decimal shift
小数ずれ量生成部50を有することで,より正確に小数ずれ量tを求めることができる。そして,求めた小数ずれ量tに基づいて,DFT13によりDFTされた周波数領域信号を,第1の実施の形態(図12)に示した位相・振幅補正量生成部19と位相補正部17と振幅補正部18とで,位相補正および周波数補正する。
By including the decimal shift
パイロット信号は必ずしも全てのサブキャリアに内挿されているわけではないが,あるサブキャリアに内装されているパイロット信号から小数ずれ量tが検出すると,位相・振幅補正量生成部19により全てのサブキャリアに対する位相補正量θnと振幅補正量R/anを求めることができる。その結果,位相補正部17と振幅補正部18で各サブキャリアの信号の位相を補正し振幅を補正することができる。
The pilot signal is not necessarily interpolated in all subcarriers. However, when the decimal shift amount t is detected from the pilot signal built in a certain subcarrier, the phase / amplitude correction
[第6の実施の形態]
図25は,第6の実施の形態におけるSC-OFDM,SC-FDMA送信装置の構成図である。図16,17でSC-OFDM,SC-FDMA方式の場合の複数の移動局MSと基地局BSの基本的な構成について説明した。そこで説明したとおり,基地局BSは複数の移動局MSからそれぞれのタイミングで送信されてくる受信信号を受信し,DFT処理しさらにIDFT処理する。各移動局MSの送信タイミングのずれにより,基地局BSの受信装置において,DFTウインドウの小数点ずれがサブキャリア毎に異なる。そのため,サブキャリア間の直交性が崩れることになる。
[Sixth Embodiment]
FIG. 25 is a configuration diagram of an SC-OFDM / SC-FDMA transmission apparatus according to the sixth embodiment. 16 and 17, the basic configuration of a plurality of mobile stations MS and base station BS in the case of SC-OFDM and SC-FDMA systems has been described. As described there, the base station BS receives the received signals transmitted from the plurality of mobile stations MS at the respective timings, performs DFT processing, and further performs IDFT processing. Due to the transmission timing shift of each mobile station MS, the decimal point shift of the DFT window differs for each subcarrier in the receiving apparatus of the base station BS. Therefore, the orthogonality between subcarriers is lost.
そこで,図24に示した移動局MSでの送信装置は,送信データTxdを変調する変調部60と,DFT61と,IDFT64と,DAC65と,ミキサ66と,AFC67と,発振器OCS11,OSC12とに加えて,基地局での小数ずれに対応して逆補正する位相補正部63と,振幅補正部62とを有する。さらに,送信装置は,移動局MSの受信装置68が基地局BSから受信した移動局MSに対する小数ずれ量tに基づいて,逆補正すべき位相補正量-θnと振幅補正量an /Rとを生成する位相・振幅補正量生成部68を有する。
Therefore, the transmission apparatus in the mobile station MS shown in FIG. 24 includes a
位相・振幅補正量生成部68が生成する逆補正すべき位相補正量-θnと振幅補正量an/Rは,前述した小数ずれ量tから演算で求めた位相変動量θnとは位相方向が逆方向であり,振幅変動量R/anとは逆数の関係である。
The phase correction amount −θn and the amplitude correction amount an / R to be reversely corrected generated by the phase / amplitude correction
以上の実施の形態をまとめると,次の付記のとおりである。 The above embodiment is summarized as follows.
(付記1)
受信した時間領域信号を複数の周波数領域信号に変換する受信装置において,
前記時間領域信号を所定のサンプリングレートでサンプリングした離散時間領域信号のうち離散フーリエ変換ウインドウ内の離散時間領域信号を離散フーリエ変換して複数のサブキャリアに対応する前記周波数領域信号を生成する離散フーリエ変換部と,
前記離散フーリエ変換ウインドウの1サンプル未満の小数ずれに起因する位相変動量及び振幅変動量であって,前記小数ずれ量と前記サブキャリアの順番とに応じた位相変動量及び振幅変動量に基づいて,前記複数の周波数領域信号をそれぞれ補正する補正部とを有する受信装置。
(Appendix 1)
In a receiving device for converting a received time domain signal into a plurality of frequency domain signals,
Discrete Fourier transform that generates discrete frequency domain signals corresponding to a plurality of subcarriers by performing discrete Fourier transform on discrete time domain signals within a discrete Fourier transform window among discrete time domain signals obtained by sampling the time domain signal at a predetermined sampling rate. A conversion unit;
A phase variation amount and an amplitude variation amount due to a fractional shift of less than one sample in the discrete Fourier transform window, based on the phase variation amount and the amplitude variation amount according to the decimal shift amount and the order of the subcarriers. , A correction unit that corrects each of the plurality of frequency domain signals.
(付記2)
付記1において,
さらに,前記小数ずれ量と前記サブキャリアの順番とに基づいて,コンスタレーション上の前記小数ずれ量に対応する変位円上の前記サブキャリアの順番に対応する第1の信号点と,前記小数ずれがない場合の第2の信号点との位相差と振幅差を,前記位相変動量及び振幅変動量として求める位相振幅補正量生成部を有する受信装置。
(Appendix 2)
In
Further, based on the decimal shift amount and the order of the subcarriers, a first signal point corresponding to the order of the subcarriers on a displacement circle corresponding to the decimal shift amount on the constellation, and the decimal shift And a phase amplitude correction amount generation unit that obtains a phase difference and an amplitude difference from the second signal point when there is no difference as the phase variation amount and the amplitude variation amount.
(付記3)
付記2において,
前記変位円は,前記コンスタレーション上の原点を中心とする基準円に内接し,前記小数ずれ量に対応する半径を有する受信装置。
(Appendix 3)
In
The receiving device has a radius that is inscribed in a reference circle centered on the origin on the constellation and has a radius corresponding to the decimal shift amount.
(付記4)
付記3において,
前記変位円の半径mは,前記基準円の半径Rを1とし,前記小数ずれ量をt(0≦t≦1)とした場合,m={1−cos(πt)}/2である受信装置。
(Appendix 4)
In
The radius m of the displacement circle is m = {1-cos (πt)} / 2 where the radius R of the reference circle is 1 and the amount of decimal shift is t (0 ≦ t ≦ 1). apparatus.
(付記5)
付記2において,
さらに,前記複数のサブキャリアの周波数領域信号それぞれに,前記変位円に近接し前記小数ずれ発生時の複数のサブキャリアの周波数領域信号の信号点からなる近接変位円と前記変位円との位相差を微調整する位相調整部を有する受信装置。
(Appendix 5)
In
Further, for each of the frequency domain signals of the plurality of subcarriers, the phase difference between the displacement circle and the proximity displacement circle formed by the signal points of the frequency domain signals of the plurality of subcarriers adjacent to the displacement circle when the decimal shift occurs A receiving device having a phase adjustment unit for finely adjusting the frequency.
(付記6)
付記1または2において,
さらに,前記補正部で補正された補正後の複数の周波数領域信号を逆離散フーリエ変換する逆離散フーリエ変換部を有する受信装置。
(Appendix 6)
In
Furthermore, the receiving apparatus which has an inverse discrete Fourier-transform part which carries out an inverse discrete Fourier transform of the several frequency domain signal after correction | amendment correct | amended by the said correction | amendment part.
(付記7)
受信した時間領域信号を複数の周波数領域信号に変換する受信装置において,
前記時間領域信号を所定のサンプリングレートでサンプリングした離散時間領域信号のうち離散フーリエ変換ウインドウ内の離散時間領域信号を離散フーリエ変換して複数のサブキャリアに対応する前記周波数領域信号を生成する離散フーリエ変換部と,
前記離散フーリエ変換ウインドウの1サンプル未満の小数ずれ量の複数候補毎に設けられ,前記小数ずれ量の候補に起因する位相変動量及び振幅変動量であって,前記小数ずれ量の候補と前記サブキャリアの順番とに応じた位相変動量及び振幅変動量に基づいて,前記複数の周波数領域信号をそれぞれ補正する複数の補正部と,
前記複数の補正部がそれぞれ補正した補正後の複数の周波数領域信号のうち,最も確からしい補正後の複数の周波数領域信号を選択する選択部とを有する受信装置。
(Appendix 7)
In a receiving device for converting a received time domain signal into a plurality of frequency domain signals,
Discrete Fourier transform that generates discrete frequency domain signals corresponding to a plurality of subcarriers by performing discrete Fourier transform on discrete time domain signals within a discrete Fourier transform window among discrete time domain signals obtained by sampling the time domain signal at a predetermined sampling rate. A conversion unit;
A phase variation amount and an amplitude variation amount that are provided for each of a plurality of decimal shift amount candidates of less than one sample in the discrete Fourier transform window and are caused by the decimal shift amount candidates. A plurality of correction units that respectively correct the plurality of frequency domain signals based on the phase fluctuation amount and the amplitude fluctuation amount according to the carrier order;
A receiving apparatus comprising: a selection unit that selects a plurality of corrected frequency domain signals that are most likely to be corrected among a plurality of corrected frequency domain signals respectively corrected by the plurality of correction units.
(付記8)
受信した時間領域信号を複数の周波数領域信号に変換する受信装置において,
前記時間領域信号をサンプリングクロックに同期してサンプリングして離散時間領域信号を生成するAD変換部と,
前記離散時間領域信号のうち離散フーリエ変換ウインドウ内の離散時間領域信号を離散フーリエ変換して複数のサブキャリアに対応する前記周波数領域信号を生成する離散フーリエ変換部と,
前記離散フーリエ変換ウインドウの1サンプル未満の小数ずれ量の複数候補毎に設けられ,前記小数ずれ量の候補に起因する位相変動量及び振幅変動量であって,前記小数ずれ量の候補と前記サブキャリアの順番とに応じた位相変動量及び振幅変動量に基づいて,前記複数の周波数領域信号をそれぞれ補正する複数の補正部と,
前記複数の補正部がそれぞれ補正した補正後の複数の周波数領域信号のうち,最も確からしいものの前記小数ずれ量にしたがって,前記サンプリングクロックの位相を調整するサンプリングクロック位相制御部とを有する受信装置。
(Appendix 8)
In a receiving device for converting a received time domain signal into a plurality of frequency domain signals,
An AD converter that samples the time domain signal in synchronization with a sampling clock to generate a discrete time domain signal;
A discrete Fourier transform unit that performs discrete Fourier transform on the discrete time domain signal within the discrete Fourier transform window of the discrete time domain signal to generate the frequency domain signal corresponding to a plurality of subcarriers;
A phase variation amount and an amplitude variation amount that are provided for each of a plurality of decimal shift amount candidates of less than one sample in the discrete Fourier transform window and are caused by the decimal shift amount candidates. A plurality of correction units that respectively correct the plurality of frequency domain signals based on the phase fluctuation amount and the amplitude fluctuation amount according to the carrier order;
And a sampling clock phase control unit that adjusts the phase of the sampling clock according to the fractional deviation amount of the most probable frequency domain signal corrected by the plurality of correction units.
(付記9)
付記7または8において,
前記複数の補正部は,それぞれの候補に対応する前記小数ずれ量と前記サブキャリアの順番とに基づいて,コンスタレーション上の前記小数ずれ量に対応する変位円上の前記サブキャリアの順番に対応する第1の信号点と,前記小数ずれがない場合の第2の信号点との位相差と振幅差を,前記位相変動量及び振幅変動量として,補正する受信装置。
(Appendix 9)
In
The plurality of correction units correspond to the order of the subcarriers on the displacement circle corresponding to the decimal shift amount on the constellation based on the decimal shift amount corresponding to each candidate and the order of the subcarriers. A receiving device that corrects a phase difference and an amplitude difference between a first signal point to be performed and a second signal point when there is no decimal shift as the phase variation amount and the amplitude variation amount.
(付記10)
付記9において,
前記変位円は,前記コンスタレーション上の原点を中心とする基準円に内接し,前記小数ずれ量に対応する半径を有する受信装置。
(Appendix 10)
In
The receiving device has a radius that is inscribed in a reference circle centered on the origin on the constellation and has a radius corresponding to the decimal shift amount.
(付記11)
受信した時間領域信号を複数の周波数領域信号に変換する受信装置において,
前記時間領域信号をサンプリングクロックに同期してサンプリングして離散時間領域信号を生成するAD変換部と,
前記離散時間領域信号のうち離散フーリエ変換ウインドウ内の離散時間領域信号を離散フーリエ変換して複数のサブキャリアに対応する前記周波数領域信号を生成する離散フーリエ変換部と,
既知データを有する前記周波数領域信号の,小数ずれがない場合の前記既知データに対応する周波数領域信号に対する位相変動量と振幅変動量とに基づいて,前記離散フーリエ変換ウインドウの1サンプル未満の小数ずれ量を求める小数ずれ量生成部とを有する受信装置。
(Appendix 11)
In a receiving device for converting a received time domain signal into a plurality of frequency domain signals,
An AD converter that samples the time domain signal in synchronization with a sampling clock to generate a discrete time domain signal;
A discrete Fourier transform unit that performs discrete Fourier transform on the discrete time domain signal within the discrete Fourier transform window of the discrete time domain signal to generate the frequency domain signal corresponding to a plurality of subcarriers;
A fractional deviation of the discrete Fourier transform window of less than one sample based on the phase fluctuation amount and the amplitude fluctuation amount with respect to the frequency domain signal corresponding to the known data when there is no decimal deviation of the frequency domain signal having known data A receiving apparatus including a decimal shift amount generation unit for obtaining the amount;
(付記12)
付記11において,
さらに,前記小数ずれ量生成部が求めた前記小数ずれ量にしたがって,前記サンプリングクロックの位相を調整するサンプリングクロック位相制御部を有する受信装置。
(Appendix 12)
In
And a sampling clock phase control unit that adjusts a phase of the sampling clock according to the decimal shift amount obtained by the decimal shift amount generation unit.
(付記13)
付記11において,
さらに,前記離散フーリエ変換ウインドウの1サンプル未満の小数ずれに起因する位相変動量及び振幅変動量であって,前記小数ずれ量と前記サブキャリアの順番とに応じた位相変動量及び振幅変動量に基づいて,前記複数の周波数領域信号をそれぞれ補正する補正部とを有する受信装置。
(Appendix 13)
In
Further, the phase fluctuation amount and the amplitude fluctuation amount due to the fractional deviation of less than one sample in the discrete Fourier transform window, and the phase fluctuation amount and the amplitude fluctuation amount according to the decimal deviation amount and the order of the subcarriers. And a correction unit that corrects each of the plurality of frequency domain signals.
(付記14)
付記11において,
前記小数ずれ量生成部は,前記既知データを有する周波数領域信号の位相差と振幅差に基づいて,前記コンスタレーション上の原点を中心とする基準円に内接する変位円の半径を求め,当該変位円の半径から前記小数ずれ量を求める受信装置。
(Appendix 14)
In
The decimal shift amount generation unit obtains a radius of a displacement circle inscribed in a reference circle centered on the origin on the constellation based on a phase difference and an amplitude difference of the frequency domain signal having the known data, and calculates the displacement A receiving device for obtaining the decimal shift amount from a radius of a circle.
(付記15)
受信した時間領域信号を所定のサンプリングレートでサンプリングした離散時間領域信号のうち離散フーリエ変換ウインドウ内の離散時間領域信号を離散フーリエ変換して複数のサブキャリアに対応する周波数領域信号を生成する離散フーリエ変換部を有する受信装置と,通信する送信装置において,
複数のサブキャリアでそれぞれ変調した複数の周波数領域信号を逆離散フーリエ変換する逆離散フーリエ変換部と,
前記受信装置において発生した前記離散フーリエ変換ウインドウの1サンプル未満の小数ずれに起因する位相変動量及び振幅変動量であって,前記小数ずれ量と前記サブキャリアの順番とに応じた位相変動量及び振幅変動量に基づいて,前記逆離散フーリエ変換部に入力される前記複数の周波数領域信号をそれぞれ補正する補正部を有する送信装置。
(Appendix 15)
Discrete Fourier transform that generates discrete frequency domain signals corresponding to multiple subcarriers by performing discrete Fourier transform on discrete time domain signals within the discrete Fourier transform window of discrete time domain signals obtained by sampling received time domain signals at a predetermined sampling rate In a transmission device that communicates with a reception device having a conversion unit,
An inverse discrete Fourier transform unit for performing inverse discrete Fourier transform on a plurality of frequency domain signals respectively modulated by a plurality of subcarriers;
A phase variation amount and an amplitude variation amount caused by a fractional shift of less than one sample of the discrete Fourier transform window generated in the receiving apparatus, the phase variation amount corresponding to the decimal shift amount and the order of the subcarriers; A transmission apparatus comprising: a correction unit that corrects each of the plurality of frequency domain signals input to the inverse discrete Fourier transform unit based on an amplitude fluctuation amount.
(付記16)
付記15において,
さらに,前記小数ずれ量と前記サブキャリアの順番とに基づいて,コンスタレーション上の前記小数ずれ量に対応する変位円における前記サブキャリアの順番に対応する第1の信号点と,前記小数ずれがない場合の第2の信号点との位相差と振幅差を,前記位相変動量及び振幅変動量として求める位相振幅補正量生成部を有する送信装置。
(Appendix 16)
In
Further, based on the decimal shift amount and the order of the subcarriers, a first signal point corresponding to the order of the subcarriers in a displacement circle corresponding to the decimal shift amount on the constellation and the decimal shift are A transmission apparatus comprising: a phase amplitude correction amount generation unit that obtains a phase difference and an amplitude difference from a second signal point when there is no phase difference as an amount of phase fluctuation and an amount of amplitude fluctuation.
(付記17)
付記16において,
前記変位円は,前記コンスタレーション上の原点を中心とする基準円に内接し,前記小数ずれ量に対応する半径を有する送信装置。
(Appendix 17)
In
The transmitting device, wherein the displacement circle is inscribed in a reference circle centered on the origin on the constellation and has a radius corresponding to the decimal shift amount.
(付記18)
受信した時間領域信号を複数の周波数領域信号に変換する受信装置であって,
前記時間領域信号を所定のサンプリングレートでサンプリングした離散時間領域信号のうち離散フーリエ変換ウインドウ内の離散時間領域信号を離散フーリエ変換して複数のサブキャリアに対応する前記周波数領域信号を生成する離散フーリエ変換部を有する受信装置の離散サンプリングタイミングに係る補正方法において,
前記離散フーリエ変換ウインドウの1サンプル未満の小数ずれに起因する位相変動量及び振幅変動量であって,前記小数ずれ量と前記サブキャリアの順番とに応じた位相変動量及び振幅変動量に基づいて,前記複数の周波数領域信号をそれぞれ補正する受信装置の離散サンプルタイミングに係る補正方法。
(Appendix 18)
A receiving device for converting a received time domain signal into a plurality of frequency domain signals,
Discrete Fourier transform that generates discrete frequency domain signals corresponding to a plurality of subcarriers by performing discrete Fourier transform on discrete time domain signals within a discrete Fourier transform window among discrete time domain signals obtained by sampling the time domain signal at a predetermined sampling rate. In a correction method related to discrete sampling timing of a receiving apparatus having a conversion unit,
A phase variation amount and an amplitude variation amount due to a fractional shift of less than one sample in the discrete Fourier transform window, based on the phase variation amount and the amplitude variation amount according to the decimal shift amount and the order of the subcarriers. , A correction method according to discrete sample timing of a receiving apparatus that corrects each of the plurality of frequency domain signals.
10:ミキサ 11:ADC
13:DFT(離散フーリエ変換部) 17:位相補正部
18:振幅補正部 19:位相・振幅補正量生成部
10: Mixer 11: ADC
13: DFT (Discrete Fourier Transform unit) 17: Phase correction unit 18: Amplitude correction unit 19: Phase / amplitude correction amount generation unit
Claims (9)
前記時間領域信号を所定のサンプリングレートでサンプリングした離散時間領域信号のうち離散フーリエ変換ウインドウ内の離散時間領域信号を離散フーリエ変換して複数のサブキャリアに対応する前記周波数領域信号を生成する離散フーリエ変換部と,
前記離散フーリエ変換ウインドウの1サンプル未満の小数ずれに起因する位相変動量及び振幅変動量であって,前記小数ずれ量と前記サブキャリアの順番とに応じた位相変動量及び振幅変動量に基づいて,前記複数の周波数領域信号をそれぞれ補正する補正部とを有する受信装置。 In a receiving device for converting a received time domain signal into a plurality of frequency domain signals,
Discrete Fourier transform that generates discrete frequency domain signals corresponding to a plurality of subcarriers by performing discrete Fourier transform on discrete time domain signals within a discrete Fourier transform window among discrete time domain signals obtained by sampling the time domain signal at a predetermined sampling rate. A conversion unit;
A phase variation amount and an amplitude variation amount due to a fractional shift of less than one sample in the discrete Fourier transform window, based on the phase variation amount and the amplitude variation amount according to the decimal shift amount and the order of the subcarriers. , A correction unit that corrects each of the plurality of frequency domain signals.
さらに,前記小数ずれ量と前記サブキャリアの順番とに基づいて,コンスタレーション上の前記小数ずれ量に対応する変位円上の前記サブキャリアの順番に対応する第1の信号点と,前記小数ずれがない場合の第2の信号点との位相差と振幅差を,前記位相変動量及び振幅変動量として求める位相振幅補正量生成部を有する受信装置。 In claim 1,
Further, based on the decimal shift amount and the order of the subcarriers, a first signal point corresponding to the order of the subcarriers on a displacement circle corresponding to the decimal shift amount on the constellation, and the decimal shift And a phase amplitude correction amount generation unit that obtains a phase difference and an amplitude difference from the second signal point when there is no difference as the phase variation amount and the amplitude variation amount.
前記変位円は,前記コンスタレーション上の原点を中心とする基準円に内接し,前記小数ずれ量に対応する半径を有する受信装置。 In claim 2,
The receiving device has a radius that is inscribed in a reference circle centered on the origin on the constellation and has a radius corresponding to the decimal shift amount.
前記変位円の半径mは,前記基準円の半径Rを1とし,前記小数ずれ量をt(0≦t≦1)とした場合,m={1−cos(πt)}/2である受信装置。 In claim 3,
The radius m of the displacement circle is m = {1-cos (πt)} / 2 where the radius R of the reference circle is 1 and the amount of decimal shift is t (0 ≦ t ≦ 1). apparatus.
前記複数の周波数領域信号のうち,既知データを有する前記周波数領域信号の,小数ずれがない場合の前記既知データに対応する周波数領域信号に対する前記位相変動量と前記振幅変動量とに基づいて,前記離散フーリエ変換ウインドウの1サンプル未満の前記小数ずれ量を求める小数ずれ量生成部を有する受信装置。 In claim 1 ,
Wherein among the plurality of frequency domain signals, the frequency domain signal with known data, based on said amplitude variation and the phase variation amount with respect to the frequency domain signal corresponding to the known data when there is no fractional deviation, the receiver including a fractional shift quantity generation unit for determining the fractional amount of deviation of less than one sample of the discrete Fourier transform window.
前記時間領域信号を所定のサンプリングレートでサンプリングした離散時間領域信号のうち離散フーリエ変換ウインドウ内の離散時間領域信号を離散フーリエ変換して複数のサブキャリアに対応する前記周波数領域信号を生成する離散フーリエ変換部と,
前記離散フーリエ変換ウインドウの1サンプル未満の小数ずれ量の複数候補毎に設けられ,前記小数ずれ量の候補に起因する位相変動量及び振幅変動量であって,前記小数ずれ量の候補と前記サブキャリアの順番とに応じた位相変動量及び振幅変動量に基づいて,前記複数の周波数領域信号をそれぞれ補正する複数の補正部と,
前記複数の補正部がそれぞれ補正した補正後の複数の周波数領域信号のうち,最も確からしい補正後の複数の周波数領域信号を選択する選択部とを有する受信装置。 In a receiving device for converting a received time domain signal into a plurality of frequency domain signals,
Discrete Fourier transform that generates discrete frequency domain signals corresponding to a plurality of subcarriers by performing discrete Fourier transform on discrete time domain signals within a discrete Fourier transform window among discrete time domain signals obtained by sampling the time domain signal at a predetermined sampling rate. A conversion unit;
A phase variation amount and an amplitude variation amount that are provided for each of a plurality of decimal shift amount candidates of less than one sample in the discrete Fourier transform window and are caused by the decimal shift amount candidates. A plurality of correction units that respectively correct the plurality of frequency domain signals based on the phase fluctuation amount and the amplitude fluctuation amount according to the carrier order;
A receiving apparatus comprising: a selection unit that selects a plurality of corrected frequency domain signals that are most likely to be corrected among a plurality of corrected frequency domain signals respectively corrected by the plurality of correction units.
前記時間領域信号をサンプリングクロックに同期してサンプリングして離散時間領域信号を生成するAD変換部と,
前記離散時間領域信号のうち離散フーリエ変換ウインドウ内の離散時間領域信号を離散フーリエ変換して複数のサブキャリアに対応する前記周波数領域信号を生成する離散フーリエ変換部と,
前記離散フーリエ変換ウインドウの1サンプル未満の小数ずれ量の複数候補毎に設けられ,前記小数ずれ量の候補に起因する位相変動量及び振幅変動量であって,前記小数ずれ量の候補と前記サブキャリアの順番とに応じた位相変動量及び振幅変動量に基づいて,前記複数の周波数領域信号をそれぞれ補正する複数の補正部と,
前記複数の補正部がそれぞれ補正した補正後の複数の周波数領域信号のうち,最も確からしいものの前記小数ずれ量にしたがって,前記サンプリングクロックの位相を調整するサンプリングクロック位相制御部とを有する受信装置。 In a receiving device for converting a received time domain signal into a plurality of frequency domain signals,
An AD converter that samples the time domain signal in synchronization with a sampling clock to generate a discrete time domain signal;
A discrete Fourier transform unit that performs discrete Fourier transform on the discrete time domain signal within the discrete Fourier transform window of the discrete time domain signal to generate the frequency domain signal corresponding to a plurality of subcarriers;
A phase variation amount and an amplitude variation amount that are provided for each of a plurality of decimal shift amount candidates of less than one sample in the discrete Fourier transform window and are caused by the decimal shift amount candidates. A plurality of correction units that respectively correct the plurality of frequency domain signals based on the phase fluctuation amount and the amplitude fluctuation amount according to the carrier order;
And a sampling clock phase control unit that adjusts the phase of the sampling clock according to the fractional deviation amount of the most probable frequency domain signal corrected by the plurality of correction units.
複数のサブキャリアでそれぞれ変調した複数の周波数領域信号を逆離散フーリエ変換する逆離散フーリエ変換部と,
前記受信装置において発生した前記離散フーリエ変換ウインドウの1サンプル未満の小数ずれに起因する位相変動量及び振幅変動量であって,前記小数ずれ量と前記サブキャリアの順番とに応じた位相変動量及び振幅変動量に基づいて,前記逆離散フーリエ変換部に入力される前記複数の周波数領域信号をそれぞれ補正する補正部を有する送信装置。 Discrete Fourier transform that generates discrete frequency domain signals corresponding to multiple subcarriers by performing discrete Fourier transform on discrete time domain signals within the discrete Fourier transform window of discrete time domain signals obtained by sampling received time domain signals at a predetermined sampling rate In a transmission device that communicates with a reception device having a conversion unit,
An inverse discrete Fourier transform unit for performing inverse discrete Fourier transform on a plurality of frequency domain signals respectively modulated by a plurality of subcarriers;
A phase variation amount and an amplitude variation amount caused by a fractional shift of less than one sample of the discrete Fourier transform window generated in the receiving apparatus, the phase variation amount corresponding to the decimal shift amount and the order of the subcarriers; A transmission apparatus comprising: a correction unit that corrects each of the plurality of frequency domain signals input to the inverse discrete Fourier transform unit based on an amplitude fluctuation amount.
前記時間領域信号を所定のサンプリングレートでサンプリングした離散時間領域信号のうち離散フーリエ変換ウインドウ内の離散時間領域信号を離散フーリエ変換して複数のサブキャリアに対応する前記周波数領域信号を生成する離散フーリエ変換部を有する受信装置の離散サンプリングタイミングに係る補正方法において,
前記離散フーリエ変換ウインドウの1サンプル未満の小数ずれに起因する位相変動量及び振幅変動量であって,前記小数ずれ量と前記サブキャリアの順番とに応じた位相変動量及び振幅変動量に基づいて,前記複数の周波数領域信号をそれぞれ補正する受信装置の離散サンプルタイミングに係る補正方法。 A receiving device for converting a received time domain signal into a plurality of frequency domain signals,
Discrete Fourier transform that generates discrete frequency domain signals corresponding to a plurality of subcarriers by performing discrete Fourier transform on discrete time domain signals within a discrete Fourier transform window among discrete time domain signals obtained by sampling the time domain signal at a predetermined sampling rate. In a correction method related to discrete sampling timing of a receiving apparatus having a conversion unit,
A phase variation amount and an amplitude variation amount due to a fractional shift of less than one sample in the discrete Fourier transform window, based on the phase variation amount and the amplitude variation amount according to the decimal shift amount and the order of the subcarriers. , A correction method according to discrete sample timing of a receiving apparatus that corrects each of the plurality of frequency domain signals.
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