JP6110650B2 - Wraparound canceller and relay device - Google Patents
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Description
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における中継局または中継装置に関わり、特に、SFN(Single Frequency Network)における放送波中継局の送受アンテナ間での電波の回り込みを除去するための回り込みキャンセラに関する。 The present invention relates to a relay station or a relay apparatus in digital broadcasting or digital transmission using an OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) system, and in particular, between a transmitting and receiving antenna of a broadcast wave relay station in SFN (Single Frequency Network). The present invention relates to a sneak canceller for removing a sneak current of radio waves in the network.
回り込みキャンセラは、受信信号の周波数と同一周波数で再送信を行うSFN放送波中継局において、受信信号に含まれる、送受アンテナ間結合により生じる回り込み波成分をキャンセルし、上位局信号のみを再送信するための装置である。 The sneak canceller cancels the sneak wave component generated by the coupling between the transmitting and receiving antennas included in the received signal in the SFN broadcast wave relay station that retransmits at the same frequency as the frequency of the received signal, and retransmits only the upper station signal. It is a device for.
回り込みは、送信アンテナから放射された電波の一部が回り込み伝搬路を通った後、上位局波を受信する受信アンテナで受信されて生じるものであり、回り込みキャンセラの内部で、回り込み伝搬路と同じ伝送特性の回路を実現すれば、回り込み波のレプリカ信号を生成することができる。 The sneak occurs when a part of the radio wave radiated from the transmitting antenna passes through the sneak path and is received by the receiving antenna that receives the higher-order local wave, and is the same as the sneak path within the sneak canceller. If a circuit with transmission characteristics is realized, a replica signal of a sneak wave can be generated.
回り込みキャンセラは、当該装置内部で生成した回り込み波のレプリカ信号を受信信号から減算することにより回り込みをキャンセルし、上位局信号のみを取り出す装置である(例えば、特許文献1〜6を参照)。 The sneak canceller is a device that cancels sneak by subtracting a sneak wave replica signal generated inside the device from a received signal, and extracts only the upper station signal (see, for example, Patent Documents 1 to 6).
一方、OFDM方式を用いたデジタル伝送としては、VHF帯を使用するマルチメディア放送の運用および検討がなされている。VHF帯を使用するマルチメディア放送とUHF帯を使用した地上デジタル放送を比較すると、伝送パラメータ等は概ね共通しているものの、マルチメディア放送では、地上デジタル放送よりも伝送帯域幅が広いという特徴がある。特に、複数のセグメントをガードバンド無しで同一地点から送信する連結送信時には、この傾向が顕著となる。 On the other hand, as digital transmission using the OFDM system, multimedia broadcasting using the VHF band has been operated and studied. Comparing multimedia broadcasting using the VHF band and terrestrial digital broadcasting using the UHF band, although transmission parameters and the like are generally the same, multimedia broadcasting has a characteristic that the transmission bandwidth is wider than that of terrestrial digital broadcasting. is there. In particular, this tendency becomes remarkable at the time of concatenated transmission in which a plurality of segments are transmitted from the same point without a guard band.
このようなマルチメディア放送では、送信装置は、複数のセグメント信号をガードバンド無しで送信する連結送信時に、それぞれのセグメント信号に位相補正(位相回転補正)を加えている。これは、送信装置が、複数のセグメント信号を位相補正を加えることなく一括してIFFT(Inverse Fast Fourier Transform:逆高速フーリエ変換)し、OFDM信号を送信し、受信装置が、所望のセグメント信号を選択してFFT(Fast Fourier Transform:高速フーリエ変換)し復調を行うとすると、複数のセグメント信号の中心周波数と、選択したセグメント信号の中心周波数とが異なるため、復調が行われる受信信号に位相回転による不連続が生じ、正しい復調を行うことができなくなるからである。 In such multimedia broadcasting, the transmission device adds phase correction (phase rotation correction) to each segment signal at the time of concatenated transmission in which a plurality of segment signals are transmitted without a guard band. This is because the transmitting device collectively performs IFFT (Inverse Fast Fourier Transform) on a plurality of segment signals without applying phase correction, transmits an OFDM signal, and the receiving device transmits a desired segment signal. If you select, perform FFT (Fast Fourier Transform), and perform demodulation, the center frequency of multiple segment signals differs from the center frequency of the selected segment signal, so phase rotation is performed on the received signal to be demodulated. This is because discontinuity due to the above occurs and correct demodulation cannot be performed.
このため、マルチメディア放送へ従来の回り込みキャンセラを適用する場合を想定すると、回り込みキャンセラは、送信装置が複数のセグメント信号をガードバンド無しで送信する連結送信時に、それぞれのセグメント信号に位相補正が加わっていることを考慮する必要がある。 For this reason, assuming a case where a conventional wraparound canceller is applied to multimedia broadcasting, the wraparound canceller adds phase correction to each segment signal at the time of concatenated transmission in which the transmitter transmits a plurality of segment signals without a guard band. It is necessary to consider that.
そこで、本発明は前記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、複数の単位送信波が連結された放送波を受信する際に、送受アンテナ間結合による回り込みを除去するとともに、マルチパスによる歪みを等化する回り込みキャンセラおよびそれを用いて上位局波を良好かつ安定に中継する中継装置を提供することにある。 Therefore, the present invention has been made to solve the above-described problems, and its purpose is to eliminate wraparound due to coupling between the transmitting and receiving antennas when receiving a broadcast wave in which a plurality of unit transmission waves are connected, An object of the present invention is to provide a sneak canceller that equalizes distortion caused by multipath and a relay device that relays a higher-order station wave favorably and stably using the same.
前記目的を達成するために、請求項1の回り込みキャンセラは、送信側によりセグメント単位で位相回転補正されて連結送信された放送波のOFDM信号を受信し、前記受信したOFDM信号に含まれる回り込みのレプリカ信号を生成するFBF(Feed Back Filter)と、前記受信したOFDM信号から回り込みのレプリカ信号をキャンセルした後の信号のマルチパスによる歪みを等化するFFF(Feed Forward Filter)と、前記FBFおよびFFFを制御するためのフィルタ係数を生成するフィルタ係数制御部とを備える回り込みキャンセラにおいて、前記フィルタ係数制御部が、前記FFFにより等化されたOFDM信号から有効シンボル期間のOFDM信号を抽出する有効シンボル期間抽出部と、前記有効シンボル期間抽出部により抽出されたOFDM信号をFFT(Fast Fourier Transform)し、キャリヤシンボルに変換するFFT部と、前記FFT部により変換されたキャリヤシンボルのチャネル応答を算出するチャネル応答算出部と、前記チャネル応答算出部により算出されたチャネル応答に基づいて、等化誤差を算出する等化誤差算出部と、前記等化誤差算出部により算出された等化誤差から、前記FFFにて用いるフィルタ係数を算出するFFF係数算出部と、前記チャネル応答算出部により算出されたチャネル応答に基づいて、キャンセル残差を算出するキャンセル残差算出部と、前記キャンセル残差算出部により算出されたキャンセル残差から、前記FBFにて用いるフィルタ係数を算出するFBF係数算出部と、を備え、前記チャネル応答算出部が、振幅および位相が既知のパイロット信号を生成するパイロット信号生成部と、前記パイロット信号生成部により生成されたパイロット信号に、前記送信側と同じ位相回転補正を施し、前記パイロット信号の位相を補償する位相補償部と、前記FFT部により変換されたキャリヤシンボルのうちの所定のパイロット信号を、前記位相補償部により位相が補償されたパイロット信号で除算する除算部と、前記除算部による除算結果をシンボル方向およびキャリヤ方向に補間し、補間後の前記除算結果を前記チャネル応答として出力する補間部と、を備えることを特徴とする。 To achieve the above object, the wraparound canceller according to claim 1 receives an OFDM signal of a broadcast wave that is concatenated and transmitted by performing phase rotation correction on a segment basis by a transmitting side , and a wraparound canceller included in the received OFDM signal. FBF (Feed Back Filter) that generates a replica signal, FFF (Feed Forward Filter) that equalizes distortion due to multipath of a signal after canceling a wraparound replica signal from the received OFDM signal, and the FBF and FFF An effective symbol period in which the filter coefficient control unit extracts an OFDM signal having an effective symbol period from the OFDM signal equalized by the FFF The O extracted by the extraction unit and the effective symbol period extraction unit FFT (Fast Fourier Transform) performed on the DM signal and converted into a carrier symbol, a channel response calculator for calculating a channel response of the carrier symbol converted by the FFT unit, and a channel response calculator An equalization error calculation unit that calculates an equalization error based on a channel response; an FFF coefficient calculation unit that calculates a filter coefficient used in the FFF from the equalization error calculated by the equalization error calculation unit; Based on the channel response calculated by the channel response calculation unit, a cancellation residual calculation unit for calculating a cancellation residual, and a filter coefficient used in the FBF from the cancellation residual calculated by the cancellation residual calculation unit and a FBF coefficient calculation unit for calculating a, the channel response calculation section, amplitude and phase are known Pas A pilot signal generation unit that generates a lot signal, a phase compensation unit that performs the same phase rotation correction as the transmission side on the pilot signal generated by the pilot signal generation unit, and compensates the phase of the pilot signal; and the FFT A division unit that divides a predetermined pilot signal of the carrier symbols converted by the unit by a pilot signal whose phase is compensated by the phase compensation unit, and the division result by the division unit is interpolated in the symbol direction and the carrier direction. An interpolation unit that outputs the division result after interpolation as the channel response.
また、請求項2の回り込みキャンセラは、請求項1に記載の回り込みキャンセラにおいて、前記チャネル応答算出部が、前記パイロット信号生成部および位相補償部の代わりに補償済みパイロット信号生成部を備え、前記補償済みパイロット信号生成部が、既知の振幅を有し、既知の位相に前記送信側と同じ位相回転補正が施されたパイロット信号を生成し、前記除算部が、前記FFT部により変換されたキャリヤシンボルのうちの所定のパイロット信号を、前記補償済みパイロット信号生成部により生成されたパイロット信号で除算する、ことを特徴とする。 The wraparound canceller according to claim 2 is the wraparound canceller according to claim 1 , wherein the channel response calculation unit includes a compensated pilot signal generation unit instead of the pilot signal generation unit and the phase compensation unit, The completed pilot signal generation unit generates a pilot signal having a known amplitude, the phase of which is the same as that of the transmission side and having the known phase, and the division unit converts the carrier symbol converted by the FFT unit. The predetermined pilot signal is divided by the pilot signal generated by the compensated pilot signal generation unit.
また、請求項3の回り込みキャンセラは、請求項1に記載の回り込みキャンセラにおいて、前記チャネル応答算出部に代わる新たなチャネル応答算出部が、振幅および位相が既知のパイロット信号を生成するパイロット信号生成部と、前記パイロット信号生成部により生成されたパイロット信号に、前記送信側と同じ位相回転補正を施し、前記パイロット信号の位相を補償する第1の位相補償部と、前記FFT部により変換されたキャリヤシンボルのうちの所定のパイロット信号を、前記第1の位相補償部により位相が補償されたパイロット信号で除算する第1の除算部と、前記第1の除算部による除算結果をシンボル方向およびキャリヤ方向に補間し、補間したチャネル応答として出力する補間部と、前記FFT部により変換されたキャリヤシンボルを、前記補間部により補間されたチャネル応答で除算し、チャネル等化する第2の除算部と、前記第2の除算部によりチャネル等化されたキャリヤシンボルから信号空間上におけるユークリッド距離が最も小さい既知の送信シンボルを、送信シンボルの推定値として判定する判定部と、前記判定部により判定された送信シンボルの推定値に、前記送信側と同じ位相回転補正を施し、前記送信シンボルの推定値の位相を補償する第2の位相補償部と、前記FFT部により変換されたキャリヤシンボルを、前記第2の位相補償部により位相が補償された送信シンボルの推定値で除算し、除算結果を前記チャネル応答として出力する第3の除算部と、を備えることを特徴とする。 A wraparound canceller according to claim 3 is the wraparound canceller according to claim 1, wherein a new channel response calculation unit in place of the channel response calculation unit generates a pilot signal having a known amplitude and phase. A first phase compensation unit that performs the same phase rotation correction on the pilot signal generated by the pilot signal generation unit as the transmission side and compensates for the phase of the pilot signal, and the carrier converted by the FFT unit. A first division unit that divides a predetermined pilot signal of symbols by a pilot signal whose phase is compensated by the first phase compensation unit, and a division result obtained by the first division unit as a symbol direction and a carrier direction And an interpolation unit that outputs the interpolated channel response and a carrier converted by the FFT unit. The symbol is divided by the channel response interpolated by the interpolation unit, and a second division unit for channel equalization, and the Euclidean distance in the signal space from the carrier symbol channel equalized by the second division unit is the largest. A determination unit that determines a small known transmission symbol as an estimation value of a transmission symbol, and an estimation value of the transmission symbol that is subjected to the same phase rotation correction as that of the transmission side on the estimation value of the transmission symbol determined by the determination unit wherein the second phase compensating portion for compensating the phase, the converted carrier symbols by the FFT unit, divided by the estimate of the transmitted symbol whose phase is compensated by the second phase compensating section, the division result of And a third division unit that outputs a channel response.
また、請求項4の回り込みキャンセラは、請求項3に記載の回り込みキャンセラにおいて、前記新たなチャネル応答算出部が、前記判定部および第2の位相補償部の代わりに新たな判定部を備え、前記新たな判定部が、前記第2の除算部によりチャネル等化されたキャリヤシンボルから、信号空間上におけるユークリッド距離が最も小さい既知の送信シンボルに対して前記送信側と同じ位相回転補正が施された推定値を、送信シンボルの推定値として判定し、前記第3の除算部が、前記FFT部により変換されたキャリヤシンボルを、前記新たな判定部により判定された送信シンボルの推定値で除算し、除算結果を前記チャネル応答として出力する、ことを特徴とする。 The wraparound canceller according to claim 4 is the wraparound canceller according to claim 3 , wherein the new channel response calculation unit includes a new determination unit instead of the determination unit and the second phase compensation unit, The new determination unit performs the same phase rotation correction as that of the transmission side on the known transmission symbol having the smallest Euclidean distance in the signal space from the carrier symbol channel-equalized by the second division unit. The estimated value is determined as an estimated value of the transmission symbol, and the third division unit divides the carrier symbol converted by the FFT unit by the estimated value of the transmission symbol determined by the new determination unit, The division result is output as the channel response.
また、請求項5の回り込みキャンセラは、請求項4に記載の回り込みキャンセラにおいて、前記新たなチャネル応答算出部が、前記パイロット信号生成部および第1の位相補償部の代わりに補償済みパイロット信号生成部を備え、前記補償済みパイロット信号生成部が、既知の振幅を有し、既知の位相に前記送信側と同じ位相回転補正が施されたパイロット信号を生成し、前記第1の除算部が、前記FFT部により変換されたキャリヤシンボルのうちの所定のパイロット信号を、前記補償済みパイロット信号生成部により生成されたパイロット信号で除算する、ことを特徴とする。 The wraparound canceller according to claim 5 is the wraparound canceller according to claim 4 , wherein the new channel response calculation unit is a compensated pilot signal generation unit instead of the pilot signal generation unit and the first phase compensation unit. And the compensated pilot signal generation unit generates a pilot signal having a known amplitude and having a known phase subjected to the same phase rotation correction as that of the transmission side, and the first division unit includes A predetermined pilot signal of the carrier symbols converted by the FFT unit is divided by the pilot signal generated by the compensated pilot signal generation unit.
さらに、請求項6の中継装置は、請求項1から5までのいずれか一項に記載の回り込みキャンセラを用いることを特徴とする。 Furthermore, a relay apparatus according to a sixth aspect uses the wraparound canceller according to any one of the first to fifth aspects.
以上のように、本発明によれば、複数の単位送信波が連結された放送波を受信する際に、送受アンテナ間結合による回り込みを除去するとともに、マルチパスによる歪みを等化する回り込みキャンセラおよびそれを用いて上位局波を良好かつ安定に中継する中継装置を提供することができる。 As described above, according to the present invention, when receiving a broadcast wave in which a plurality of unit transmission waves are connected, a wraparound canceller that eliminates wraparound due to coupling between transmitting and receiving antennas and equalizes distortion due to multipath, and By using this, it is possible to provide a relay device that relays the upper station wave favorably and stably.
以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて詳細に説明する。本発明の実施形態による回り込みキャンセラは、セグメント単位で位相補正が施され複数の単位送信波が連結された放送波を送信側から受信し、直交復調後の信号から回り込みのレプリカ信号を除去し、FFF(Feed Forward Filter)にてマルチパスによる歪みを等化する装置であり、回り込みのレプリカ信号を生成するFBF(Feed Back Filter)にて用いるフィルタ係数、およびFFFにて用いるフィルタ係数を生成するフィルタ係数制御部が、送信側によりセグメント単位で施された位相補正成分を考慮してチャネル応答を推定することを特徴とする。本発明の実施形態による回り込みキャンセラのフィルタ係数制御部は、位相補正成分を考慮して推定したチャネル応答から、マルチパス歪み成分を除去したチャネル応答を生成し、FBFのフィルタ係数を生成する。また、フィルタ係数制御部は、位相補正成分を考慮して推定したチャネル応答から低域成分を抽出して伝搬路特性のみが含まれるチャネル応答を生成し、FFFのフィルタ係数を生成する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The wraparound canceller according to the embodiment of the present invention receives a broadcast wave in which a plurality of unit transmission waves are connected by phase correction on a segment basis, removes a wraparound replica signal from the signal after orthogonal demodulation, A device that equalizes distortion caused by multipath by an FFF (Feed Forward Filter), a filter coefficient used by an FBF (Feed Back Filter) that generates a wraparound replica signal, and a filter that generates a filter coefficient used by the FFF The coefficient control unit is characterized in that the channel response is estimated in consideration of the phase correction component applied in segment units by the transmission side. The filter coefficient control unit of the wraparound canceller according to the embodiment of the present invention generates a channel response from which the multipath distortion component is removed from the channel response estimated in consideration of the phase correction component, and generates an FBF filter coefficient. Further, the filter coefficient control unit extracts a low-frequency component from the channel response estimated in consideration of the phase correction component, generates a channel response including only the propagation path characteristic, and generates an FFF filter coefficient.
〔実施例1の回り込みキャンセラ〕
まず、実施例1の回り込みキャンセラについて説明する。図1は、実施例1の回り込みキャンセラの構成を示すブロック図である。この回り込みキャンセラ1は、周波数変換部11、A/D(アナログ/デジタル)変換部12、直交復調部13、減算部14、FFF15、FBF16、直交変調部17、D/A(デジタル/アナログ)変換部18、周波数変換部19およびフィルタ係数制御部20を備えている。
[Wraparound canceller of Example 1]
First, the wraparound canceller according to the first embodiment will be described. FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of the wraparound canceller according to the first embodiment. The wraparound canceller 1 includes a
回り込みキャンセラ1が、送信側にてセグメント単位で位相補正が施され複数の単位送信波が連結された放送波を受信すると、周波数変換部11は、受信信号をIF帯の信号に変換して出力する。周波数変換部11の出力するIF信号はA/D変換部12へ入力される。A/D変換部12は、周波数変換部11から入力されるアナログのIF信号を、図示しない同期再生部から供給されるサンプリングクロックを用いてデジタル信号に変換し、デジタルIF信号として出力する。A/D変換部12の出力するデジタルIF信号は直交復調部13へ入力される。直交復調部13は、A/D変換部12から入力されるデジタルIF信号を直交復調し、等価ベースバンド信号として出力する。直交復調部13の出力する等価ベースバンド信号は減算部14へ入力される。
When the wraparound canceller 1 receives a broadcast wave in which a phase correction is performed on a transmission side and a plurality of unit transmission waves are connected, the
尚、A/D変換部12と直交復調部13の順序を逆にして構成するようにしてもよい。この場合、直交復調部13が、アナログIF信号を直交復調してI,Qの等価ベースバンド信号を出力し、2つのA/D変換部12が、直交復調部13から入力されるI,Qの等価ベースバンド信号を用いてデジタル信号にそれぞれ変換する。
Note that the A /
減算部14は、直交復調部13から入力される等価ベースバンド信号から、FBF16から入力される回り込みのレプリカ信号を減算することにより、回り込みをキャンセルした等価ベースバンド信号を出力する。減算部14の出力する等価ベースバンド信号はFFF15へ入力される。FFF15は、減算部14から入力される等価ベースバンド信号に対し、フィルタ係数制御部20から入力されるFFF15のフィルタ係数を用いてフィルタ処理を行うことにより、マルチパスの歪みを等化した等価ベースバンド信号を出力する。FFF15の出力する等価ベースバンド信号は3分配され、直交変調部17、フィルタ係数制御部20およびFBF16へそれぞれ入力される。FBF16は、FFF15から入力される等価ベースバンド信号に対し、フィルタ係数制御部20から入力されるFBF16のフィルタ係数を用いてフィルタ処理を行うことにより、回り込みのレプリカ信号を出力する。FBF16の出力する回り込みのレプリカ信号は減算部14へ入力される。
The
直交変調部17は、FFF15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信号として出力する。直交変調部17の出力するデジタルIF信号はD/A変換部18へ入力される。D/A変換部18は、直交変調部17から入力されるデジタルIF信号をアナログ信号に変換し、IF信号として出力する。D/A変換部18の出力するIF信号は周波数変換部19へ入力される。周波数変換部19は、D/A変換部18から入力されるIF信号をRF帯の送信信号に変換し、外部へ出力する。
The
フィルタ係数制御部20は、FFF15から出力された等価ベースバンド信号を入力し、FFF15のフィルタ係数およびFBF16のフィルタ係数を生成して出力する。フィルタ係数制御部20の出力するFFF15のフィルタ係数はFFF15へ入力され、FBF16のフィルタ係数はFBF16へ入力される。
The filter
フィルタ係数制御部20は、有効シンボル期間抽出部21、FFT部22、周波数特性算出部(チャネル応答算出部)23、キャンセル残差算出部29、IFFT部30、乗算部31、加算部32、遅延部33、等化誤差算出部34、IFFT部35、乗算部36、加算部37、遅延部38および畳み込み演算部39を備えている。IFFT部30、乗算部31、加算部32および遅延部33はFBF係数生成部を構成し、IFFT部35、乗算部36、加算部37、遅延部38および畳み込み演算部39はFFF係数生成部を構成する。
The filter
有効シンボル期間抽出部21は、FFF15から入力される等価ベースバンド信号から、1つのOFDM伝送シンボル期間のうち有効シンボル期間に相当する期間の信号を抽出し出力する。有効シンボル期間抽出部21の出力する有効シンボル期間の時間領域のOFDM信号はFFT部22へ入力される。FFT部22は、有効シンボル期間抽出部21から入力される有効シンボル期間の時間領域のOFDM信号をFFTし、周波数領域信号であるキャリヤシンボルに変換し出力する。FFT部22の出力するキャリヤシンボルは周波数特性算出部23へ入力される。
The effective symbol
周波数特性算出部23は、FFT部22から入力されるキャリヤシンボルから、送信側によりセグメント単位で施された位相補正成分を考慮したチャネル応答を推定し、推定したチャネル応答からマルチパス歪み成分を除去したチャネル応答を生成して出力し、推定したチャネル応答から伝搬路特性のみが含まれるチャネル応答を生成して出力する。周波数特性算出部23の出力するマルチパス歪み成分を除去したチャネル応答はキャンセル残差算出部29へ入力され、伝搬路特性のみが含まれるチャネル応答は等化誤差算出部34へ入力される。
The frequency
周波数特性算出部23は、位相補償部24、チャネル推定部25、LPF(Low Pass Filter:ローパスフィルタ)部26、除算部27およびFFT窓位置補正部28を備えている。位相補償部24は、FFT部22から入力されるキャリヤシンボルに、送信側によりセグメント単位で施された位相補正成分の符号を逆にした位相回転補正量を乗算(複素乗算)することにより、位相を補償する。すなわち、送信側とは逆の位相補正を加えることにより、キャリヤシンボルの位相を補償する。位相補償部24の出力するキャリヤシンボルはチャネル推定部25へ入力される。
The frequency
チャネル推定部25は、位相補償部24から入力されるキャリヤシンボルから、チャネル応答を推定して出力する。これにより、送信側によりセグメント単位で施された位相補正成分を考慮したチャネル応答が推定される。チャネル推定部25の出力するチャネル応答は2分配され、一方がLPF部26へ、他方が除算部27へそれぞれ入力される。
The
LPF部26は、チャネル推定部25から入力されるチャネル応答から低域成分を抽出して出力する。LPF部26の出力するチャネル応答の低域成分は2分配され、一方が除算部27へ、他方がFFT窓位置補正部28へそれぞれ入力される。除算部27は、OFDM信号のサブキャリヤ毎に、チャネル推定部25から入力されるチャネル応答を、LPF部26から入力されるチャネル応答の低域成分で除算することにより、チャネル応答からマルチパス歪み成分を除去して出力する。除算部27の出力するマルチパス歪み成分を除去したチャネル応答はキャンセル残差算出部29へ入力される。
The
尚、LPF部26の出力するチャネル応答の低域成分は、主波とFFF15によって等化可能な遅延時間範囲のマルチパス成分のみが含まれるチャネル応答を示し、除算部27の出力するマルチパス歪み成分を除去したチャネル応答は、主波とFBF16によってそのレプリカを生成可能な遅延時間範囲の回り込み波成分のみが含まれるチャネル応答を示す。詳細については後述する。
The low-frequency component of the channel response output from the
FFT窓位置補正部28は、LPF部26から入力されるチャネル応答の低域成分に含まれる、有効シンボル期間と有効シンボル期間抽出部21において抽出される有効シンボル期間との間のずれによる位相回転成分を補正して、FFT窓位置のずれによる位相回転成分を補正したチャネル応答であって伝搬路特性のみが含まれるチャネル応答を出力する。FFT窓位置補正部28の出力するFFT窓位置のずれによる位相回転成分を補正したチャネル応答であって伝搬路特性のみが含まれるチャネル応答は等化誤差算出部34へ入力される。
The FFT window
キャンセル残差算出部29は、除算部27から入力されるマルチパス歪み成分を除去したチャネル応答から、実際の回り込み伝搬路特性とFBF16にて実現している伝搬路特性との間の差分であるキャンセル残差(周波数領域信号)を算出して出力する。キャンセル残差算出部29の出力する回り込みのキャンセル残差はIFFT部30へ入力される。IFFT部30は、キャンセル残差算出部29から入力される回り込みのキャンセル残差をIFFTし、回り込み伝搬路のインパルス応答の変化分に変換して出力する。IFFT部30の出力する回り込み伝搬路のインパルス応答の変化分は乗算部31へ入力される。乗算部31は、IFFT部30から入力される回り込み伝搬路のインパルス応答の変化分に、予め定められた定数を乗算して出力する。乗算部31の出力信号は加算部32へ入力される。加算部32は、遅延部33から入力される単位係数更新時間前のFBF16のフィルタ係数に、乗算部31から入力される回り込み伝搬路のインパルス応答の変化分を加算し、FBF16のフィルタ係数として出力する。加算部32の出力するFBF16のフィルタ係数は2分配され、一方がFBF16へ、他方が遅延部33へそれぞれ入力される。
The cancellation
等化誤差算出部34は、FFT窓位置補正部28から入力される、FFT窓位置のずれによる位相回転成分が補正されたチャネル応答であって伝搬路特性のみが含まれるチャネル応答を入力し、実際に行われるべき等化処理とFFF15により実現している等化処理との間の差分である等化誤差を算出して出力する。等化誤差算出部34の出力する等化誤差はIFFT部35へ入力される。IFFT部35は、等化誤差算出部34から入力される等化誤差をIFFTし、等化誤差のインパルス応答の変化分に変換して出力する。IFFT部35が出力する等化誤差のインパルス応答の変化分は乗算部36へ入力される。乗算部36は、IFFT部35から入力される等化誤差のインパルス応答の変化分に、予め定められた定数を乗算して出力する。乗算部36の出力信号は加算部37へ入力される。加算部37は、遅延部38から入力される単位係数更新時間前のFFF15のフィルタ係数に、乗算部36から入力される等化誤差のインパルス応答の変化分を加算し、FFF15のフィルタ係数として出力する。加算部37の出力するFFF15のフィルタ係数は2分配され、一方が畳み込み演算部39へ、他方が遅延部38へそれぞれ入力される。
The equalization
畳み込み演算部39は、乗算部40およびデジタルSAW(Surface Acoustic Wave filter:表面波フィルタ)フィルタ係数格納部41を備えている。デジタルSAWフィルタ係数格納部41は、アナログのSAWフィルタと同等の阻止域減衰量を持つデジタルフィルタのフィルタ係数を格納するものであり、予め決められたフィルタ長の予め決められたフィルタ係数を格納する。乗算部40は、加算部37から入力されるFFF15のフィルタ係数と、デジタルSAWフィルタ係数格納部41から入力される予め定められたフィルタ係数とを畳み込み演算して出力する。乗算部40の出力するFFF15のフィルタ係数はFFF15へ入力される。
The
以上のように、図1に示した実施例1の回り込みキャンセラ1によれば、フィルタ係数制御部20に備えた周波数特性算出部23の位相補償部24は、FFF15からの等価ベースバンド信号のキャリヤシンボルに、送信側によりセグメント単位で施された位相補正成分の符号を逆にした位相回転補正量を乗算する、すなわち、送信側とは逆の位相補正を加えることにより、キャリヤシンボルの位相を補償するようにした。そして、チャネル推定部25は、位相補償部24からのキャリヤシンボルからチャネル応答を推定するようにした。これにより、送信側によりセグメント単位で施された位相補正成分を考慮したチャネル応答を推定することができる。
As described above, according to the wraparound canceller 1 of the first embodiment illustrated in FIG. 1, the
そして、LPF部26は、推定されたチャネル応答から低域成分を抽出し、除算部27は、推定されたチャネル応答を、抽出された低域成分で除算することにより、マルチパス歪み成分を除去したチャネル応答を生成し、キャンセル残差算出部29から遅延部33までの構成部は、マルチパス歪み成分を除去したチャネル応答からFBF16のフィルタ係数を生成するようにした。また、FFT窓位置補正部28は、抽出されたチャネル応答の低域成分に含まれる、有効シンボル期間と有効シンボル期間抽出部21において抽出される有効シンボル期間との間のずれによる位相回転成分を補正して、FFT窓位置のずれによる位相回転成分が補正されたチャネル応答であって伝搬路特性のみが含まれるチャネル応答を生成し、等化誤差算出部34から畳み込み演算部39までの構成部は、伝搬路特性のみが含まれるチャネル応答からFFF15のフィルタ係数を生成するようにした。
Then, the
これにより、回り込みキャンセラ1は、セグメント単位で位相補正が施され複数の単位送信波が連結された放送波を送信側から受信した場合に、FBF16が、位相補正成分を考慮したチャネル応答から生成されたFBF16のフィルタ係数を用いてフィルタ処理を行うことにより、回り込みのレプリカ信号を生成し、減算部14は、受信信号が直交復調された信号から回り込みのレプリカ信号を除去し、FFF15は、位相補正成分を考慮したチャネル応答から生成されたFFF15のフィルタ係数を用いて、減算部14からの信号に対しフィルタ処理を行うことにより、マルチパスの歪みを等化する。したがって、複数の単位送信波が連結された放送波を受信する際に、送受アンテナ間結合による回り込みを除去するとともに、マルチパスによる歪みを等化することが可能となる。
As a result, the wraparound canceller 1 generates the
〔実施例2の回り込みキャンセラ〕
次に、実施例2の回り込みキャンセラについて説明する。図2は、実施例2の回り込みキャンセラの構成を示すブロック図である。この回り込みキャンセラ2は、周波数変換部11、A/D変換部12、直交復調部13、減算部14、FFF15、FBF16、直交変調部17、D/A変換部18、周波数変換部19およびフィルタ係数制御部42を備えている。図1に示した実施例1の回り込みキャンセラ1と実施例2の回り込みキャンセラ2とを比較すると、実施例2の回り込みキャンセラ2は、実施例1の回り込みキャンセラ1に備えたフィルタ係数制御部20とは異なるフィルタ係数制御部42を備えている点で相違する。回り込みキャンセラ2のフィルタ係数制御部42以外の構成部については、実施例1の回り込みキャンセラ1と同様であるから、説明を省略する。
[Sneak canceller of Example 2]
Next, a wraparound canceller according to the second embodiment will be described. FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of the wraparound canceller according to the second embodiment. The sneak canceller 2 includes a
フィルタ係数制御部42は、FFF15から等価ベースバンド信号を入力し、FFF15のフィルタ係数およびFBF16のフィルタ係数を生成して出力する。フィルタ係数制御部42の出力するFFF15のフィルタ係数はFFF15へ入力され、FBF16のフィルタ係数はFBF16へ入力される。
The filter
フィルタ係数制御部42は、有効シンボル期間抽出部21、FFT部22、周波数特性算出部43、キャンセル残差算出部29、IFFT部30、乗算部31、加算部32、遅延部33、等化誤差算出部34、IFFT部35、乗算部36、加算部37、遅延部38および畳み込み演算部39を備え、周波数特性算出部43は、チャネル推定部44、LPF部26、除算部27およびFFT窓位置補正部28を備えている。図1に示した実施例1のフィルタ係数制御部20と実施例2のフィルタ係数制御部42とを比較すると、実施例2のフィルタ係数制御部42における周波数特性算出部43は、実施例1のフィルタ係数制御部20における周波数特性算出部23に備えた位相補償部24およびチャネル推定部25の代わりにチャネル推定部44を備えており、位相補償部24を備えていない点で相違する。フィルタ係数制御部42のチャネル推定部44以外の構成部については、実施例1のフィルタ係数制御部20と同様であるから、説明を省略する。
The filter
周波数特性算出部43のチャネル推定部44は、FFT部22から入力されるキャリヤシンボルから、送信側によりセグメント単位で施された位相補正成分を考慮したSP(Scattered Pilot:スキャタードパイロット)信号を用いてチャネル応答を推定する。この場合、基準となるSP信号に、送信側によりセグメント単位で施された位相補正成分と同じ位相回転補正量を乗算することにより、位相を補償する。すなわち、SP信号に送信側と同じ位相補正を加えることにより、SP信号の位相を補償する。これにより、送信側によりセグメント単位で施された位相補正成分を考慮したチャネル応答を推定することができる。チャネル推定部44の出力するチャネル応答は2分配され、一方が除算部27へ、他方がLPF部26へそれぞれ入力される。
The
以上のように、図2に示した実施例2の回り込みキャンセラ2によれば、フィルタ係数制御部42に備えた周波数特性算出部43のチャネル推定部44は、FFT部22からのキャリヤシンボルから、送信側によりセグメント単位で施された位相補正成分を考慮したSP信号を用いてチャネル応答を推定するようにした。
As described above, according to the wraparound canceller 2 of the second embodiment illustrated in FIG. 2, the
これにより、回り込みキャンセラ2は、回り込みキャンセラ1と同様に、セグメント単位で位相補正が施され複数の単位送信波が連結された放送波を送信側から受信した場合に、FBF16が、位相補正成分を考慮したチャネル応答から生成されたFBF16のフィルタ係数を用いてフィルタ処理を行うことにより、回り込みのレプリカ信号を生成し、減算部14は、受信信号が直交復調された信号から回り込みのレプリカ信号を除去し、FFF15は、位相補正成分を考慮したチャネル応答から生成されたFFF15のフィルタ係数を用いて、減算部14からの信号に対しフィルタ処理を行うことにより、マルチパスの歪みを等化する。したがって、複数の単位送信波が連結された放送波を受信する際に、送受アンテナ間結合による回り込みを除去するとともに、マルチパスによる歪みを等化することが可能となる。
As a result, the wraparound canceller 2, like the wraparound canceller 1, receives a broadcast wave in which a phase correction is performed on a segment basis and a plurality of unit transmission waves are connected from the transmission side, the
以下、図1に示した実施例1の回り込みキャンセラ1および図2に示した実施例2の回り込みキャンセラ2について、その動作を地上デジタル音声放送に適用した場合について説明する。ただし、以下は原理的な説明であり、周波数変換、A/D変換、D/A変換、直交変復調、送受信部などの基本的な部分の説明を省略するものとし、同期再生は十分な精度で実現されるものとする。これらの構成部は公知の技術であるため、説明は省略する。 Hereinafter, the case where the operation of the wraparound canceller 1 of the first embodiment shown in FIG. 1 and the wraparound canceller 2 of the second embodiment shown in FIG. 2 are applied to terrestrial digital audio broadcasting will be described. However, the following is a description of the principle, and description of basic parts such as frequency conversion, A / D conversion, D / A conversion, quadrature modulation / demodulation, and transmission / reception unit is omitted, and synchronous reproduction is performed with sufficient accuracy. It shall be realized. Since these components are well-known techniques, description thereof is omitted.
〔位相補償部:実施例1〕
まず、図1に示した実施例1の回り込みキャンセラ1に備えた位相補償部24について詳細に説明する。送信側にてセグメント単位で施される位相補正成分の位相回転補正量は、予め決められた値であり、モード、ガードインターバル比、および伝送信号の中心周波数とセグメントの中心周波数との間の差により、ARIB STD−B29「地上デジタル音声放送の伝送方式」表4.3−1シンボル毎の送信側位相回転補償量」に示されている。この表に記載されている位相回転補償量(位相回転補正量)をφとすると、位相補償部24は、FFT部22から入力されるキャリヤシンボルに対し、位相回転補正量φの符号を逆にした補正量(−φ)の位相回転を施し、位相を補償する。
[Phase Compensator: Example 1]
First, the
位相補償部24による位相補償前後のキャリヤシンボルをそれぞれ
とすると、位相補償部24の入出力は次式で表すことができる。
Then, the input / output of the
〔チャネル推定部:実施例1〕
次に、図1に示した実施例1の回り込みキャンセラ1に備えたチャネル推定部25について詳細に説明する。図9は、地上デジタルテレビジョン放送の放送方式であるISDB−T(Integrated Services Digital Broadcasting-Terrestrial)方式およびDVB−T(Digital Video Broadcasting-Terrestrial)方式において、特定のシンボルの特定のサブキャリヤに割り当てられているSPの配置を示す図である。図9において、SPを黒丸で、データシンボルなどのその他のキャリヤシンボルを白抜きの丸で示している。以下、SPの配置について、連続するシンボルにおけるサブキャリヤ方向の間隔をNf、同一のサブキャリヤにおけるシンボル方向の間隔をNtとする。SPは、その振幅と位相が予め決められているため、受信側の回り込みキャンセラ1においても同じ信号を生成することができる。実施例2の回り込みキャンセラ2についても同様である。
[Channel estimation unit: Example 1]
Next, the
(第1の構成)
図3は、実施例1におけるチャネル推定部25の第1の構成を示すブロック図である。このチャネル推定部25−1は、SP信号(パイロット信号)抽出部45、SP信号(パイロット信号)生成部46、除算部47および補間部48を備えており、図9に示したSPを用いてチャネル応答を推定する。
(First configuration)
FIG. 3 is a block diagram illustrating a first configuration of the
SPに割り当てられているサブキャリヤのシンボル番号をi、サブキャリヤ番号をkとすると、iとkの関係は、次式で表すことができる。
SP信号抽出部45は、位相補償部24からキャリヤシンボルを入力し、キャリヤシンボルからSP信号を抽出し、除算部47に出力する。SP信号生成部46は、送信側における信号生成時のSP信号と同一の振幅および位相の基準SP信号を生成し、除算部47に出力する。除算部47は、SP信号抽出部45により抽出されたSP信号を、SP信号生成部46により生成された基準SP信号で除算し、チャネル応答を補間部48に出力する。補間部48は、除算部47により生成されたチャネル応答をシンボル方向およびキャリヤ方向に補間する。
The SP
ここで、SP信号抽出部45により抽出されるSP信号を
とし、SP信号生成部46により生成される基準SP信号を
とすると、シンボル番号ip、サブキャリヤ番号kpにおけるチャネル応答
は、次式で表される。
And the reference SP signal generated by the
The channel response at symbol number i p and subcarrier number k p
Is expressed by the following equation.
尚、チャネル推定部25−1は、チャネル応答を算出するための基準信号として、ISDB−T方式で採用されているSPを用いるようにしたが、本発明は、これに限定されるものではない。振幅および位相が既知の信号であって、受信側の回り込みキャンセラ1において生成可能な他のキャリヤシンボルを基準信号として用いるようにしてもよい。後述するチャネル推定部25−2およびチャネル推定部44−1〜44−4についても同様である。 The channel estimation unit 25-1 uses the SP adopted in the ISDB-T method as the reference signal for calculating the channel response, but the present invention is not limited to this. . Another carrier symbol that has a known amplitude and phase and can be generated by the wraparound canceller 1 on the receiving side may be used as the reference signal. The same applies to the channel estimation unit 25-2 and the channel estimation units 44-1 to 44-4 described later.
(第2の構成)
図4は、実施例1におけるチャネル推定部25の第2の構成を示すブロック図である。このチャネル推定部25−2は、チャネル等化部49、判定部55および除算部56を備えている。以下、シンボル番号iは省略する。
(Second configuration)
FIG. 4 is a block diagram illustrating a second configuration of the
チャネル等化部49は、SP信号(パイロット信号)抽出部50、SP信号(パイロット信号)生成部51、除算部52、補間部53および除算部54を備えている。SP信号抽出部50は、位相補償部24からのキャリヤシンボルを入力し、キャリヤシンボルからSP信号を抽出し、除算部52に出力する。SP信号生成部51は、送信側における信号生成時のSP信号と同一の振幅および位相の基準SP信号を生成し、除算部52に出力する。除算部52は、SP信号抽出部50により抽出されたSP信号を、SP信号生成部51により生成された基準SP信号で除算し、補間部53に出力する。補間部53は、除算部52により生成されたチャネル応答をシンボル方向およびキャリヤ方向に補間する。除算部54は、位相補償部24からのキャリヤシンボルのうちのSP信号以外のキャリヤシンボル(以下、データシンボルという。)Ykを、補間部53から入力されるチャネル応答Fkで除算することにより、チャネル等化を行う。
The
チャネル等化部49によるチャネル等化後のデータシンボルをZkとすると、Zkは、次式で表される。
判定部55は、除算部54からチャネル等化後のキャリヤシンボルを入力し、以下の式(5)に示すように、等化後のキャリヤシンボルから信号空間上におけるユークリッド距離が最も小さい既知の送信シンボルを、送信シンボルの推定値
として出力する。
となる。
The
Output as.
It becomes.
除算部56は、以下の式(6)に示すように、位相補償部24からのキャリヤシンボルYkを、判定部55からの送信シンボルの推定値
で除算し、チャネル応答Fkを求める。
In division, and obtains the channel response F k.
これにより、送信シンボルの推定値
をSPと同様に基準信号として用いることで、チャネル応答Fkを求めることができる。
This gives an estimate of the transmitted symbol
Is used as a reference signal in the same manner as SP, so that the channel response F k can be obtained.
〔チャネル推定部:実施例2〕
次に、図2に示した実施例2の回り込みキャンセラ2に備えたチャネル推定部44について詳細に説明する。
(第1の構成)
図5は、実施例2におけるチャネル推定部44の第1の構成を示すブロック図である。このチャネル推定部44−1は、SP信号抽出部45、SP信号生成部46、除算部47、補間部48および位相補償部57を備えており、図9に示したSPを用いてチャネル応答を推定する。図3に示した実施例1のチャネル推定部25−1と実施例2のチャネル推定部44−1とを比較すると、チャネル推定部44−1は、SP信号生成部46と除算部47との間に位相補償部57を備えている点でチャネル推定部25−1と相違する。SP信号抽出部45、SP信号生成部46、除算部47および補間部48については説明済みであるから、ここでは説明を省略する。
[Channel estimation unit: Example 2]
Next, the
(First configuration)
FIG. 5 is a block diagram illustrating a first configuration of the
位相補償部57は、送信側がセグメント単位に位相補正を施す処理と同じ処理を、SP信号生成部46により生成された基準SP信号に対して行う。すなわち、位相補償部57は、SP信号生成部46から入力される基準SP信号に、送信側によりセグメント単位で施された位相補正成分の位相回転補正量を乗算することにより、位相を補償する。すなわち、送信側による位相補正と同じ補正を加えることにより、基準SP信号の位相を補償する。位相補償部57の出力する基準SP信号は除算部47へ入力される。
The
前述のとおり、送信側にてセグメント単位で施される位相補正成分の位相回転補正量は予め決められた値である。この位相回転補正量をφとし、位相補償部57による位相補償前後のSP信号をそれぞれ
とすると、位相補償部57の入出力は次式で表すことができる。
Then, the input / output of the
(第2の構成)
図6は、実施例2におけるチャネル推定部44の第2の構成を示すブロック図である。このチャネル推定部44−2は、SP信号抽出部45、除算部47、補間部48および補償済みSP信号(補償済みパイロット信号)生成部58を備えており、図9に示したSPを用いてチャネル応答を推定する。図5に示したチャネル推定部44−1とこのチャネル推定部44−2とを比較すると、チャネル推定部44−2は、チャネル推定部44−1に備えたSP信号生成部46および位相補償部57の代わりに、補償済みSP信号生成部58を備えている点で相違する。SP信号抽出部45、除算部47および補間部48については説明済みであるから、ここでは説明を省略する。
(Second configuration)
FIG. 6 is a block diagram illustrating a second configuration of the
SP信号は予め決められた値であり、また、前述したとおり、送信側にてセグメント単位で施される位相補正成分の位相回転補正量も予め決められた値である。このため、補償済みSP信号生成部58は、予め決められた位相回転補正量分の位相補償済みのSP信号を基準SP信号として生成することができる。具体的には、補償済みSP信号生成部58は、既知の振幅を有し、既知の位相に対して送信側と同じ位相回転補正量分の位相補償がされたSP信号を基準SP信号として生成する。補償済みSP信号生成部58の出力する位相補償済みの基準SP信号は除算部47へ入力される。これにより、位相補償部57が不要となるため、全サブキャリヤまたは全SPに対する位相補償の処理が不要となり、回路規模を削減することができる。さらに、従来の回り込みキャンセラに対して回路を追加する必要がなく、予め決められている値を用いてSPの位相を回転するだけでよいという利点も有する。
The SP signal is a predetermined value, and as described above, the phase rotation correction amount of the phase correction component applied in units of segments on the transmission side is also a predetermined value. For this reason, the compensated SP
(第3の構成)
図7は、実施例2におけるチャネル推定部44の第3の構成を示すブロック図である。このチャネル推定部44−3は、チャネル等化部59、判定部55、乗算部(位相補償部)61および除算部56を備えている。また、チャネル等化部59は、SP信号抽出部50、SP信号生成部51、位相補償部60、除算部52、補間部53および除算部54を備えている。図4に示した実施例1のチャネル推定部25−2と実施例2のチャネル推定部44−3とを比較すると、チャネル推定部44−3は、SP信号生成部51と除算部52との間に位相補償部60を備え、判定部55と除算部56との間に乗算部61を備えている点でチャネル推定部25−2と相違する。SP信号抽出部50、SP信号生成部51、除算部52、補間部53、除算部54、判定部55および除算部56については説明済みであるから、ここでは説明を省略する。
(Third configuration)
FIG. 7 is a block diagram illustrating a third configuration of the
位相補償部60は、図5に示した位相補償部57と同様に、送信側がセグメント単位に位相補正を施す処理と同じ処理を、SP信号生成部51により生成された基準SP信号に対して行う。位相補償部60の出力する基準SP信号は除算部52へ入力される。位相補償部60は位相補償部57と同様であるから、その詳細の説明を省略する。
Similarly to the
乗算部61は、送信側がセグメント単位に位相補正を施す処理と同じ処理を、判定部55からの送信シンボルの推定値に対して行う。すなわち、乗算部61は、判定部55から入力される送信シンボルの推定値に、送信側によりセグメント単位で施された位相補正成分の位相回転補正量を乗算することにより、位相を補償する。すなわち、送信側による位相補正と同じ補正を加えることにより、送信シンボルの推定値の位相を補償する。乗算部61の出力する送信シンボルの推定値は除算部56へ入力される。
前述のとおり、送信側にてセグメント単位で施される位相補正成分の位相回転補正量は予め決められた値である。この位相回転補正量をφとし、乗算部61による位相補償前後の送信シンボルの推定値をそれぞれ
とすると、乗算部61の入出力は次式で表すことができる。
Then, the input / output of the
(第4の構成)
図8は、実施例2におけるチャネル推定部44の第4の構成を示すブロック図である。このチャネル推定部44−4は、チャネル等化部59、判定部(補償済み判定部)62および除算部56を備えている。また、チャネル等化部59は、SP信号抽出部50、SP信号生成部51、位相補償部60、除算部52、補間部53および除算部54を備えている。図7に示したチャネル推定部44−3とこのチャネル推定部44−4とを比較すると、チャネル推定部44−4は、チャネル推定部44−3に備えた判定部55および乗算部61の代わりに、判定部62を備えている点で相違する。チャネル等化部59の各構成部、および除算部56については説明済みであるから、ここでは説明を省略する。
(Fourth configuration)
FIG. 8 is a block diagram illustrating a fourth configuration of the
判定部55,62におけるシンボル判定値は予め決められた値であり、また、前述したとおり、位相回転補正量も予め決められた値である。このため、判定部62は、予め決められた位相回転補正量分の位相補償済みのシンボル判定値を生成することができる。具体的には、判定部62は、除算部54からチャネル等化後のキャリヤシンボルを入力し、等化後のキャリヤシンボルから、信号空間上におけるユークリッド距離が最も小さい既知の送信シンボルを特定し、特定した送信シンボルに対応する位相補償済みの送信シンボル、すなわち、送信側と同じ位相回転補正量分の位相補償がされた送信シンボルを、送信シンボルの推定値として判定し出力する。判定部62の出力する位相補償済みの送信シンボルの推定値は除算部56へ入力される。これにより、位相補償を行う乗算部61が不要となるため、全サブキャリヤに対する位相補償の処理が不要となり、回路規模を削減することができる。さらに、従来の回り込みキャンセラに対して回路を追加する必要がなく、予め決められている値を用いて送信シンボルの推定値の位相を回転するだけでよいという利点も有する。
The symbol determination values in the
尚、図8に示したチャネル推定部44−4において、チャネル等化部59に備えたSP信号生成部51および位相補償部60の代わりに、図6に示した補償済みSP信号生成部58を備えるようにしてもよい。これにより、位相補償を行う位相補償部57が不要になるため、回路規模を一層削減することができる。
In the channel estimation unit 44-4 shown in FIG. 8, the compensated SP
〔チャネル応答の遅延時間分離:実施例1,2〕
次に、図1,2に示した実施例1,2の回り込みキャンセラ1,2に備えたLPF部26および除算部27について詳細に説明する。図10は、LPF部26の第1の構成を示すブロック図である。LPF部26−1は、チャネル推定部25,44から入力されるチャネル応答の低域成分を抽出する。
[Channel response delay time separation: Examples 1 and 2]
Next, the
図11は、LPF部26の第2の構成を示すブロック図である。このLPF部26−2は、IFFT部63、窓関数部64およびFFT部65を備えている。IFFT部63は、チャネル推定部25,44から入力されるチャネル応答をIFFTし、時間領域表現である遅延プロファイルに変換する。窓関数部64は、IFFT部63により変換された遅延プロファイルについて、後段のFFT部65によって等化可能な遅延時間範囲の成分に所定の窓関数を乗算する。FFT部65は、窓関数部64により乗算された遅延時間範囲の成分をFFTし、再び周波数領域表現であるチャネル応答に変換する。これにより、LPF部26−2は、図10に示したLPF部26−1と同等に、チャネル応答の低域成分を抽出することができる。
FIG. 11 is a block diagram showing a second configuration of the
LPF部26−1,26−2の入出力は次式で表すことができる。
は、サブキャリヤ番号kについて、チャネル応答の低域成分である、主波とFFF15によって等化可能な遅延時間範囲のマルチパス成分のみが含まれるチャネル応答を示す。
Input / output of the LPF units 26-1 and 26-2 can be expressed by the following equation.
Indicates a channel response including only a multipath component in the delay time range that can be equalized by the main wave and the
除算部27は、以下の式に示すように、チャネル推定部25,44から入力されるチャネル応答Fkを、LPF部26−1,26−2から入力されるチャネル応答の低域成分(主波とFFF15によって等化可能な遅延時間範囲のマルチパス成分のみが含まれるチャネル応答)
で除算し、
OFDM信号のサブキャリヤ毎のサブキャリヤ番号kについて、マルチパス歪み成分を除去したチャネル応答である、主波とFBF16によってそのレプリカを生成可能な遅延時間範囲の回り込み波成分のみが含まれるチャネル応答
を生成する。
Divide by
For the subcarrier number k for each subcarrier of the OFDM signal, the channel response is a channel response from which a multipath distortion component is removed, and includes a main wave and a sneak wave component in a delay time range in which a replica can be generated by the
Is generated.
このように、LPF部26−1,26−2および除算部27によれば、チャネル推定部25,44により推定されたチャネル応答Fkを、その低域成分(主波とFFF15によって等化可能な遅延時間範囲のマルチパス成分のみが含まれるチャネル応答)
と、
マルチパス歪み成分を除去したチャネル応答(主波とFBF16によってそのレプリカを生成可能な遅延時間範囲の回り込み波成分のみが含まれるチャネル応答)
とに分離することができる。詳細については、特開2004−320677号公報を参照されたい。
As described above, according to the LPF units 26-1 and 26-2 and the
When,
Channel response from which multipath distortion components have been removed (channel response including only the sneak wave component in the delay time range in which the replica can be generated by the main wave and FBF 16)
And can be separated. For details, refer to Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-320677.
〔回り込みキャンセル残差の算出およびFBFのフィルタ係数の更新:実施例1,2〕
次に、図1,2に示した実施例1,2の回り込みキャンセラ1,2に備えたキャンセル残差算出部29から遅延部33までについて詳細に説明する。キャンセル残差算出部29は、次式に示すように、サブキャリヤ番号kについての回り込みのキャンセル残差δWkを算出する。
Next, the details from the cancellation
IFFT部30は、キャンセル残差δWkをIFFT処理により時間領域信号に変換すると、次式に示すように、回り込み伝搬路のインパルス応答の変化分である回り込みキャンセル残差のインパルス応答δwを求めることができる。
現在の時刻をi、任意の離散時間をn、FBF16のフィルタ係数をw(i,n)とすると、乗算部31、加算部32および遅延部33は、次式に示すように、FBF16のフィルタ係数w(i+1,n)を更新する。
〔等化誤差の算出およびFFFのフィルタ係数の更新:実施例1,2〕
次に、図1,2に示した実施例1,2の回り込みキャンセラ1,2に備えた等化誤差算出部34から遅延部38までについて詳細に説明する。等化誤差算出部34は、次式に示すように、サブキャリヤ番号kについての等化誤差δHkを算出する。
Next, the equalization
IFFT部35は、等化誤差δHkをIFFT処理により時間領域信号に変換すると、次式に示すように、等化誤差のインパルス応答の変化分である等化誤差のインパルス応答δhを求めることができる。
現在の時刻をi、任意の離散時間をn、FFF15のフィルタ係数をh(i,n)とすると、乗算部36、加算部37および遅延部38は、次式に示すように、加算部37が出力するFFF15のフィルタ係数h(i+1,n)を更新する。
〔畳み込み演算部:実施例1,2〕
次に、図1,2に示した実施例1,2の回り込みキャンセラ1,2に備えた畳み込み演算部39について詳細に説明する。畳み込み演算部39の処理の目的は、FFF15の帯域幅が回り込みループとキャンセルループのいずれの帯域幅をも越えないようにすることにある。
[Convolution operation unit: Examples 1 and 2]
Next, the
畳み込み演算部39は、非適応フィルタであって、その帯域幅が回り込みループとキャンセルループのいずれの帯域幅をも越えない狭帯域フィルタをg(n)として予め定めておき、前記式(16)により生成されるFFF15のフィルタ係数h(n)に対し、次式に示すように、時間領域において畳み込み演算を行う。
一般に、非適応狭帯域フィルタをFFF15に縦続接続する場合、回り込みキャンセラ1,2による処理遅延が大きくなってしまう。しかし、前述のとおり、畳み込み演算部39においてフィルタ係数同士を時間領域で畳み込み演算するようにしたから、回り込みキャンセラ1,2による処理遅延が大きくなることはなく、FFF15の帯域幅が回り込みループとキャンセルループのいずれの帯域幅をも越えないようにすることができる。
In general, when a non-adaptive narrowband filter is connected in cascade to the
〔中継装置〕
次に、図1,2に示した実施例1,2の回り込みキャンセラ1,2を用いた中継装置について説明する。図12は、その中継装置の構成を示すブロック図である。この中継装置101は、受信アンテナ102、受信フィルタ103、受信変換部(受信部)104、回り込みキャンセラ1,2、送信変換部(送信部)105、PA(増幅部)106、送信フィルタ107および送信アンテナ108を備えている。
[Repeater]
Next, a relay device using the wraparound cancellers 1 and 2 of the first and second embodiments shown in FIGS. FIG. 12 is a block diagram showing the configuration of the relay device. The
実施例1,2の回り込みキャンセラ1,2を備えた放送波中継局の中継装置101は、上位局から送信された希望波を受信アンテナ102によって受信する。受信フィルタ103は、受信アンテナ102から出力された受信信号をフィーダーケーブルを介して入力し、希望波の周波数帯域外の不要な信号成分を除去する。受信変換部104は、受信フィルタ103の出力信号を入力し、その出力レベルが一定になるようにAGC増幅した後、周波数変換してIF信号を生成し出力する。このIF信号の中心周波数としては、37.15MHzが一般に用いられる。受信変換部104の出力するIF信号は、回り込みキャンセラ1,2へ入力される。
The
回り込みキャンセラ1,2は、受信変換部104からIF信号を入力する。回り込みキャンセラ1,2の周波数変換部11は、受信変換部104より入力されるIF信号を周波数変換し、第2のIF信号に変換して出力する。この第2のIF信号の中心周波数としては、512/63(8.127689)MHzが一般に用いられる。A/D変換部12は、周波数変換部11から第2のIF信号を入力してA/D変換し、デジタルIF信号を出力する。直交復調部13は、A/D変換部12からデジタルIF信号を入力して直交復調処理を施し、等価ベースバンド信号に変換して出力する。減算部14は、直交復調部13から等価ベースバンド信号を入力し、FBF16からの回り込みのレプリカ信号を逆相で合成し、FFF15に出力する。FFF15は、マルチパス成分を等化し、回り込みのキャンセルおよびマルチパスの等化が行われた等価ベースバンド信号として出力する。直交変調部17は、等価ベースバンド信号を入力して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。D/A変換部18は、直交変調部17からデジタルIF信号を入力し、第2のIF信号に変換して出力する。周波数変換部19は、D/A変換部18から第2のIF信号を入力し、IF信号に変換して出力する。
The wraparound cancellers 1 and 2 receive the IF signal from the
送信変換部105は、回り込みキャンセラ1,2の周波数変換部19からIF信号を入力し、RF帯に周波数変換し、一定レベルになるように増幅して出力する。PA106は、送信変換部105からRF帯の信号を入力し、所望の出力の送信信号を得るために電力増幅して出力する。送信フィルタ107は、PA106からRF帯の送信信号を入力し、帯域外の不要輻射成分を除去する。送信フィルタ107により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を介して送信アンテナ108に供給され、電波となって放射される。このように、図12に示した中継装置101によれば、回り込みキャンセラ1,2を用いることにより、上位局波を良好かつ安定に中継することができる。
The
1,2 回り込みキャンセラ
11,19 周波数変換部
12 A/D変換部
13 直交復調部
14 減算部
15 FFF
16 FBF
17 直交変調部
18 D/A変換部
20,42 フィルタ係数制御部
21 有効シンボル期間抽出部
22,65 FFT部
23,43 周波数特性算出部
24,57,60 位相補償部
25,44 チャネル推定部
26 LPF部
27,47,52,54,56 除算部
28 FFT窓位置補正部
29 キャンセル残差算出部
30,35,63 IFFT部
31,36,40,61 乗算部
32,37 加算部
33,38 遅延部
34 等化誤差算出部
39 畳み込み演算部
41 デジタルSAWフィルタ係数格納部
45,50 SP信号抽出部
46,51 SP信号生成部
48,53 補間部
49,59 チャネル等化部
55,62 判定部
58 補償済みSP信号生成部
64 窓関数部
101 中継装置
102 受信アンテナ
103 受信フィルタ
104 受信変換部
105 送信変換部
106 PA
107 送信フィルタ
108 送信アンテナ
1, 2
16 FBF
17 Quadrature modulation unit 18 D /
107 transmit
Claims (6)
前記フィルタ係数制御部が、
前記FFFにより等化されたOFDM信号から有効シンボル期間のOFDM信号を抽出する有効シンボル期間抽出部と、
前記有効シンボル期間抽出部により抽出されたOFDM信号をFFT(Fast Fourier Transform)し、キャリヤシンボルに変換するFFT部と、
前記FFT部により変換されたキャリヤシンボルのチャネル応答を算出するチャネル応答算出部と、
前記チャネル応答算出部により算出されたチャネル応答に基づいて、等化誤差を算出する等化誤差算出部と、
前記等化誤差算出部により算出された等化誤差から、前記FFFにて用いるフィルタ係数を算出するFFF係数算出部と、
前記チャネル応答算出部により算出されたチャネル応答に基づいて、キャンセル残差を算出するキャンセル残差算出部と、
前記キャンセル残差算出部により算出されたキャンセル残差から、前記FBFにて用いるフィルタ係数を算出するFBF係数算出部と、を備え、
前記チャネル応答算出部が、
振幅および位相が既知のパイロット信号を生成するパイロット信号生成部と、
前記パイロット信号生成部により生成されたパイロット信号に、前記送信側と同じ位相回転補正を施し、前記パイロット信号の位相を補償する位相補償部と、
前記FFT部により変換されたキャリヤシンボルのうちの所定のパイロット信号を、前記位相補償部により位相が補償されたパイロット信号で除算する除算部と、
前記除算部による除算結果をシンボル方向およびキャリヤ方向に補間し、補間後の前記除算結果を前記チャネル応答として出力する補間部と、
を備えることを特徴とする回り込みキャンセラ。 An FBF (Feed Back Filter) that receives a broadcast wave OFDM signal that has been transmitted in a concatenated manner with phase rotation correction performed by the transmission unit on a segment basis, and generates a wraparound replica signal included in the received OFDM signal; An FFF (Feed Forward Filter) that equalizes distortion due to multipath of a signal after canceling a wraparound replica signal from the OFDM signal, and a filter coefficient control unit that generates a filter coefficient for controlling the FBF and FFF In the wraparound canceller provided,
The filter coefficient control unit
An effective symbol period extraction unit that extracts an OFDM signal of an effective symbol period from the OFDM signal equalized by the FFF;
An FFT unit that performs FFT (Fast Fourier Transform) on the OFDM signal extracted by the effective symbol period extraction unit and converts the signal into a carrier symbol;
A channel response calculation unit for calculating a channel response of the carrier symbol converted by the FFT unit;
An equalization error calculation unit that calculates an equalization error based on the channel response calculated by the channel response calculation unit;
An FFF coefficient calculation unit for calculating a filter coefficient used in the FFF from the equalization error calculated by the equalization error calculation unit;
A cancellation residual calculation unit that calculates a cancellation residual based on the channel response calculated by the channel response calculation unit;
From the cancel residual calculated by said canceling residual calculating unit, and a FBF coefficient calculating unit that calculates a filter coefficient used by the FBF,
The channel response calculation unit
A pilot signal generator for generating a pilot signal of known amplitude and phase;
A phase compensation unit that performs the same phase rotation correction on the pilot signal generated by the pilot signal generation unit as the transmission side and compensates for the phase of the pilot signal;
A division unit that divides a predetermined pilot signal of the carrier symbols converted by the FFT unit by a pilot signal whose phase is compensated by the phase compensation unit;
An interpolation unit for interpolating a division result by the division unit in a symbol direction and a carrier direction, and outputting the division result after interpolation as the channel response;
A wraparound canceller characterized by comprising:
前記チャネル応答算出部が、前記パイロット信号生成部および位相補償部の代わりに補償済みパイロット信号生成部を備え、
前記補償済みパイロット信号生成部が、
既知の振幅を有し、既知の位相に前記送信側と同じ位相回転補正が施されたパイロット信号を生成し、
前記除算部が、
前記FFT部により変換されたキャリヤシンボルのうちの所定のパイロット信号を、前記補償済みパイロット信号生成部により生成されたパイロット信号で除算する、ことを特徴とする回り込みキャンセラ。 In the wraparound canceller according to claim 1 ,
The channel response calculation unit includes a compensated pilot signal generation unit instead of the pilot signal generation unit and the phase compensation unit,
The compensated pilot signal generator is
A pilot signal having a known amplitude and having a known phase subjected to the same phase rotation correction as that of the transmitting side;
The division unit is
A wraparound canceller that divides a predetermined pilot signal of the carrier symbols converted by the FFT unit by a pilot signal generated by the compensated pilot signal generation unit.
前記チャネル応答算出部に代わる新たなチャネル応答算出部が、
振幅および位相が既知のパイロット信号を生成するパイロット信号生成部と、
前記パイロット信号生成部により生成されたパイロット信号に、前記送信側と同じ位相回転補正を施し、前記パイロット信号の位相を補償する第1の位相補償部と、
前記FFT部により変換されたキャリヤシンボルのうちの所定のパイロット信号を、前記第1の位相補償部により位相が補償されたパイロット信号で除算する第1の除算部と、
前記第1の除算部による除算結果をシンボル方向およびキャリヤ方向に補間し、補間したチャネル応答として出力する補間部と、
前記FFT部により変換されたキャリヤシンボルを、前記補間部により補間されたチャネル応答で除算し、チャネル等化する第2の除算部と、
前記第2の除算部によりチャネル等化されたキャリヤシンボルから信号空間上におけるユークリッド距離が最も小さい既知の送信シンボルを、送信シンボルの推定値として判定する判定部と、
前記判定部により判定された送信シンボルの推定値に、前記送信側と同じ位相回転補正を施し、前記送信シンボルの推定値の位相を補償する第2の位相補償部と、
前記FFT部により変換されたキャリヤシンボルを、前記第2の位相補償部により位相が補償された送信シンボルの推定値で除算し、除算結果を前記チャネル応答として出力する第3の除算部と、
を備えることを特徴とする回り込みキャンセラ。 In the wraparound canceller according to claim 1,
A new channel response calculation unit replacing the channel response calculation unit ,
A pilot signal generator for generating a pilot signal of known amplitude and phase;
A first phase compensation unit that performs the same phase rotation correction on the pilot signal generated by the pilot signal generation unit as the transmission side and compensates the phase of the pilot signal;
A first division unit for dividing a predetermined pilot signal of the carrier symbols converted by the FFT unit by a pilot signal whose phase is compensated by the first phase compensation unit;
An interpolation unit for interpolating a division result by the first division unit in a symbol direction and a carrier direction, and outputting the interpolated channel response;
A second division unit for dividing the carrier symbol converted by the FFT unit by the channel response interpolated by the interpolation unit to equalize the channel;
A determination unit that determines a known transmission symbol having the smallest Euclidean distance in the signal space from the carrier symbol channel-equalized by the second division unit as an estimated value of the transmission symbol;
A second phase compensation unit that performs the same phase rotation correction as that on the transmission side to the estimated value of the transmission symbol determined by the determination unit, and compensates the phase of the estimated value of the transmission symbol;
The transformed carrier symbols by the FFT unit, divided by the estimate of the transmitted symbol whose phase is compensated by the second phase compensating portion, a third divider for outputting the division result as the channel response,
A wraparound canceller characterized by comprising:
前記新たなチャネル応答算出部が、前記判定部および第2の位相補償部の代わりに新たな判定部を備え、
前記新たな判定部が、
前記第2の除算部によりチャネル等化されたキャリヤシンボルから、信号空間上におけるユークリッド距離が最も小さい既知の送信シンボルに対して前記送信側と同じ位相回転補正が施された推定値を、送信シンボルの推定値として判定し、
前記第3の除算部が、
前記FFT部により変換されたキャリヤシンボルを、前記新たな判定部により判定された送信シンボルの推定値で除算し、除算結果を前記チャネル応答として出力する、ことを特徴とする回り込みキャンセラ。 In the wraparound canceller according to claim 3 ,
The new channel response calculation unit includes a new determination unit instead of the determination unit and the second phase compensation unit,
The new determination unit is
From the carrier symbol channel-equalized by the second division unit, an estimated value obtained by performing the same phase rotation correction as that of the transmission side with respect to a known transmission symbol having the smallest Euclidean distance in the signal space is obtained as a transmission symbol. As an estimate of
The third division unit is
The transformed carrier symbols by the FFT unit, the divided by the estimate of the transmitted symbol determined by the new diagnostic unit, and outputs the division result as the channel response, wraparound, wherein the canceller.
前記新たなチャネル応答算出部が、前記パイロット信号生成部および第1の位相補償部の代わりに補償済みパイロット信号生成部を備え、
前記補償済みパイロット信号生成部が、
既知の振幅を有し、既知の位相に前記送信側と同じ位相回転補正が施されたパイロット信号を生成し、
前記第1の除算部が、
前記FFT部により変換されたキャリヤシンボルのうちの所定のパイロット信号を、前記補償済みパイロット信号生成部により生成されたパイロット信号で除算する、ことを特徴とする回り込みキャンセラ。 In the wraparound canceller according to claim 4 ,
The new channel response calculation unit includes a compensated pilot signal generation unit instead of the pilot signal generation unit and the first phase compensation unit,
The compensated pilot signal generator is
A pilot signal having a known amplitude and having a known phase subjected to the same phase rotation correction as that of the transmitting side;
The first division unit is:
A wraparound canceller that divides a predetermined pilot signal of the carrier symbols converted by the FFT unit by a pilot signal generated by the compensated pilot signal generation unit.
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