JP6586057B2 - OFDM signal receiving method and OFDM signal receiver - Google Patents

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Description

本発明は、OFDM通信技術に関する。   The present invention relates to OFDM communication technology.

無線通信システムの普及により、マイクロ波帯を中心として周波数資源の不足が顕在化しており、高い周波数利用効率を達成するための伝送技術が求められている。周波数利用効率向上のアプローチの1つとしては、アダプティブアレーアンテナを用いた空間フィルタリングにより、複数の無線信号を同一時間、同一周波数、同一地点において重畳する手法が有力である。   With the widespread use of wireless communication systems, a shortage of frequency resources has become apparent, especially in the microwave band, and transmission techniques for achieving high frequency utilization efficiency are required. One approach for improving frequency utilization efficiency is to superimpose a plurality of radio signals at the same time, at the same frequency and at the same point by spatial filtering using an adaptive array antenna.

アダプティブアレーにおける合成アルゴリズムは多種多様なものが存在する。これらの中で、アレー処理のためのオーバーヘッド削減の観点、並びに異なる無線通信システム間の空間フィルタリングを行う観点から、ブラインド型アダプティブアレーアルゴリズムを使用することが望ましい。ブラインド型アダプティブアレーアルゴリズムは、空間フィルタリング対象となる干渉波の信号型式を不問とする。すなわち、ブラインド型アダプティブアレーアルゴリズムは、アダプティブアレーにおける重み係数を算出するために、既知信号を必要としないアルゴリズムである。このようなアルゴリズムとしては、PI(Power Inversion)やMRC(Maximum Ratio Combining)などが広く知られている。   There are many different synthesis algorithms in the adaptive array. Among these, it is desirable to use a blind adaptive array algorithm from the viewpoint of reducing overhead for array processing and performing spatial filtering between different wireless communication systems. The blind adaptive array algorithm does not ask the signal type of the interference wave to be spatially filtered. In other words, the blind adaptive array algorithm is an algorithm that does not require a known signal in order to calculate a weighting coefficient in the adaptive array. As such an algorithm, PI (Power Inversion), MRC (Maximum Ratio Combining), etc. are widely known.

上記のような周波数帯域分割伝送手法としては、周波数利用効率の高さからOFDM(Orthogonal Frequency Domain Multiplexing)によるマルチキャリア伝送が近年盛んに利用されている(例えば非特許文献1、非特許文献2)。OFDMはFFT(Fast Fourier Transform)/IFFT(Inverse FFT)を使用した伝送方式であり、送信側でCP(Cyclic Prefix)をシンボル先頭に付与し、受信側でCPを除去することで、反射に起因する遅延波によるシンボル間干渉を防ぐことが可能であるため、遅延波対応という観点でも無線伝送に適する伝送方式とされている。   As a frequency band division transmission method as described above, multi-carrier transmission by OFDM (Orthogonal Frequency Domain Multiplexing) has been actively used in recent years due to high frequency utilization efficiency (for example, Non-Patent Document 1 and Non-Patent Document 2). . OFDM is a transmission method that uses FFT (Fast Fourier Transform) / IFFT (Inverse FFT), and CP (Cyclic Prefix) is added to the head of the symbol on the transmitting side, and CP is removed on the receiving side. Since it is possible to prevent intersymbol interference due to the delayed wave, the transmission method is suitable for wireless transmission from the viewpoint of delay wave compatibility.

ただし、OFDM復調をして各サブキャリア成分を抽出するには、シンボル伝送における時間的なシンボル先頭位置を検出し、CPを除去し、FFT区間を設定する、いわゆる時間同期処理が必須である。CPはデータ部分との連続性が保たれるように設置されるため、FFT区間はCPの範囲内であれば多少前方にオフセットされてもOFDM復調は可能ではあるが、シンボル間干渉耐力とのトレードオフとなる。またCPの範囲を越えてFFT区間の先頭位置を誤設定した場合はOFDM復調ができなくなる。   However, in order to extract each subcarrier component by performing OFDM demodulation, so-called time synchronization processing in which a temporal symbol head position in symbol transmission is detected, CP is removed, and an FFT interval is set is essential. Since the CP is installed so as to maintain continuity with the data part, if the FFT interval is within the range of the CP, OFDM demodulation is possible even if offset slightly forward, but the inter-symbol interference tolerance There is a trade-off. Also, if the start position of the FFT section is set incorrectly beyond the CP range, OFDM demodulation cannot be performed.

丸田、増野、杉山、“サブキャリア送信電力制御を用いたブラインド型アダプティブアレー”信学技報RCS、pp.129−134,2013年11月Maruta, Masuno, Sugiyama, “Blind Adaptive Array Using Subcarrier Transmission Power Control”, IEICE Tech. 129-134, November 2013 藤元、“OFDM受信用アダプティブアレー”信学論(B)、Vol.J95−B、No.9、pp.1015−1024、2012年9月1日Fujimoto, “Adaptive Array for OFDM Reception”, Science (B), Vol. J95-B, no. 9, pp. 1015-1024, September 1, 2012

非特許文献1に記載されているように、OFDMの時間同期を確立するために、トレーニング信号やプリアンブル信号と呼ばれる既知信号をパケット先頭に付与し、データ区間よりも低いSIR(信号対干渉電力比)でも同期できるようにすることは一般的である。しかしながら、この場合、SIR<<0dBあるいはSIR≒0dB環境において、時間同期を確立することは難しい。そのような環境下でOFDM伝送上で実施する場合、まず特定周波数帯域毎にブラインド型アダプティブアレー処理を行い空間フィルタリングを実施し、十分なSIRを確保してから、OFDM復調のための時間同期を取り、OFDM復調を行う流れが必要となる。   As described in Non-Patent Document 1, in order to establish OFDM time synchronization, a known signal called a training signal or a preamble signal is added to the head of a packet, and the SIR (signal-to-interference power ratio) is lower than that in the data interval. ) But it is common to be able to synchronize. However, in this case, it is difficult to establish time synchronization in an SIR << 0 dB or SIR≈0 dB environment. When implemented on OFDM transmission in such an environment, first, blind adaptive array processing is performed for each specific frequency band to perform spatial filtering, and after securing sufficient SIR, time synchronization for OFDM demodulation is performed. Therefore, a flow for performing OFDM demodulation is required.

非特許文献2に記載されているように、アダプティブアレー処理には復調のFFTの前段で行うpre−FFT方式とFFTの後段で行うpost−FFT方式がある。この中で、post−FFT方式の方が、通信品質の改善効果が大きいことが報告されており主流となっている。しかしながら、上記の時間同期は空間フィルタリングの前段で確立できていることが前提となっている。ブラインド型アダプティブアレー処理による空間フィルタリングの事後にOFDM復調を実施するための具体的手段については明らかにされていない。OFDM伝送をベースする場合は受信側ではOFDM復調のための時間同期を確立する前段で、サブキャリア単位に信号の受信帯域を分割し、各々に適切なアダプティブアレーアルゴリズムを適用する必要があり、アダプティブアレー処理を周波数領域で実施することが望ましい。しかしながら、OFDM復調のための時間同期が確立する前段ではシンボル先頭位置が不明である。このため、FFTを使用した周波数変換処理を行った場合にシンボルを跨ぐようにFFT区間を設定される場合もある。シンボルを跨ぐようにFFT区間を設定されてしまうと、そのシンボル境界における信号の連続性は失われ、フーリエ変換の必要条件である信号の周期性の担保ができなくなる。   As described in Non-Patent Document 2, adaptive array processing includes a pre-FFT method performed before the FFT of demodulation and a post-FFT method performed after the FFT. Of these, the post-FFT method has been reported to have a greater effect of improving the communication quality, and has become the mainstream. However, it is assumed that the above time synchronization can be established before the spatial filtering. The specific means for performing OFDM demodulation after the spatial filtering by the blind adaptive array processing is not disclosed. When OFDM transmission is used as a base, it is necessary to divide the reception band of the signal into subcarriers and apply an appropriate adaptive array algorithm to each of them before establishing time synchronization for OFDM demodulation on the receiving side. It is desirable to perform the array process in the frequency domain. However, the symbol head position is unknown at the previous stage where time synchronization for OFDM demodulation is established. For this reason, when the frequency conversion process using FFT is performed, the FFT section may be set so as to straddle the symbols. If the FFT interval is set so as to straddle the symbols, the continuity of the signal at the symbol boundary is lost, and the periodicity of the signal, which is a necessary condition for Fourier transform, cannot be secured.

上記事情に鑑み、本発明は、SIRが低い場合であっても受信されたOFDMシンボルの先頭位置とFFT区間の先頭位置との同期タイミングを検出できる技術の提供を目的としている。   In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a technique capable of detecting the synchronization timing between the head position of the received OFDM symbol and the head position of the FFT interval even when the SIR is low.

本発明の一態様は、OFDM信号を受信する第1ステップと、受信されたOFDM信号からガードインターバルを除去してFFT区間の信号を抽出する第2ステップと、抽出されたFFT区間のシンボルの不連続成分を周波数領域で抽出する第3ステップと、周波数領域で抽出されたFFT区間のシンボルの不連続成分を時間領域の信号に変換する第4ステップと、時間領域に変換されたFFT区間のシンボルの不連続成分に基づいて、OFDMシンボルのスタート位置とFFT区間の位置とのタイミングを検出する第5ステップと、OFDMシンボルのスタート位置とFFT区間の位置とのタイミングに基いて、前記ガードインターバルの除去タイミングをシフトする第6ステップとを有するOFDM信号受信方法である。   One aspect of the present invention includes a first step of receiving an OFDM signal, a second step of removing a guard interval from the received OFDM signal and extracting a signal in an FFT interval, and a symbol error in the extracted FFT interval. A third step of extracting continuous components in the frequency domain, a fourth step of converting discontinuous components of the FFT interval symbols extracted in the frequency domain into time domain signals, and FFT interval symbols converted to the time domain The fifth step of detecting the timing of the start position of the OFDM symbol and the position of the FFT section based on the discontinuous component of the above, and the timing of the guard interval based on the timing of the start position of the OFDM symbol and the position of the FFT section And a sixth step of shifting the removal timing.

本発明の一態様は、上記のOFDM受信方法であって、前記第3ステップにおいて、前記FFT区間の周波数領域の信号から自装置宛の所望波の帯域内の成分を除去する。   One aspect of the present invention is the above-described OFDM receiving method, wherein in the third step, a component in a band of a desired wave addressed to the own apparatus is removed from the frequency domain signal of the FFT interval.

本発明の一態様は、複数のアンテナからOFDM信号を受信するステップと、受信された前記OFDM信号に対して重み付けを行うステップと、重み付けされた複数の前記OFDM信号を合成するステップと、を有するOFDM信号受信方法である。   One aspect of the present invention includes a step of receiving OFDM signals from a plurality of antennas, a step of weighting the received OFDM signals, and a step of combining the plurality of weighted OFDM signals. This is an OFDM signal receiving method.

本発明の一態様は、上記のOFDM受信方法であって、復調信号のエラー検出を行うことにより、受信されたOFDM信号のシンボルと抽出されたFFT区間との同期が取れているか否かを判定するステップをさらに有する。   One aspect of the present invention is the above-described OFDM reception method, wherein error detection of a demodulated signal is performed to determine whether the symbol of the received OFDM signal is synchronized with the extracted FFT interval. Further comprising the step of:

本発明の一態様は、上記のOFDM受信方法であって、復調信号に含まれるユーザ信号を用いて、受信されたOFDM信号が自局宛であるか否かを判定するステップをさらに有する。   One aspect of the present invention is the above-described OFDM reception method, further comprising the step of determining whether or not the received OFDM signal is addressed to the own station using a user signal included in the demodulated signal.

本発明の一態様は、OFDM信号を受信するアンテナと、受信されたOFDM信号からガードインターバルを除去してFFT区間の信号を抽出する除去部と、抽出されたFFT区間のシンボルの不連続成分を周波数領域で抽出する抽出部と、周波数領域で抽出されたFFT区間のシンボルの不連続成分を時間領域の信号に変換する変換部と、時間領域に変換されたFFT区間のシンボルの不連続成分に基づいて、OFDMシンボルのスタート位置とFFT区間の位置とのタイミングを検出するタイミング検出部と、OFDMシンボルのスタート位置とFFT区間の位置とのタイミングに基いて、前記ガードインターバルの除去タイミングをシフトするタイミングシフト部とを備えるOFDM信号受信機である。   One aspect of the present invention includes an antenna that receives an OFDM signal, a removal unit that removes a guard interval from the received OFDM signal and extracts a signal in an FFT interval, and a discontinuous component of the extracted symbol in the FFT interval. An extraction unit that extracts in the frequency domain, a conversion unit that converts a discontinuous component of the FFT section extracted in the frequency domain into a signal in the time domain, and a discontinuous component of the symbol in the FFT section that is converted into the time domain Based on the timing of the OFDM symbol start position and the position of the FFT section, and the timing of the guard interval removal based on the timing of the OFDM symbol start position and the position of the FFT section. An OFDM signal receiver including a timing shift unit.

本発明により、SIRが低い場合であっても受信されたOFDMシンボルの先頭位置とFFT区間の先頭位置との同期タイミングを検出することが可能となる。   According to the present invention, even when the SIR is low, it is possible to detect the synchronization timing between the head position of the received OFDM symbol and the head position of the FFT interval.

本発明の第1の実施形態の受信機1の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the receiver 1 of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態の受信機1で受信するOFDM信号を示している。The OFDM signal received with the receiver 1 of the 1st Embodiment of this invention is shown. OFDM信号のシンボル同期の説明図である。It is explanatory drawing of the symbol synchronization of an OFDM signal. OFDM信号のシンボル同期の説明図である。It is explanatory drawing of the symbol synchronization of an OFDM signal. 本発明の第1の実施形態の受信機における不連続成分の抽出の説明図である。It is explanatory drawing of extraction of the discontinuous component in the receiver of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態の受信機101の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the receiver 101 of the 2nd Embodiment of this invention. OFDM信号の干渉波の説明図である。It is explanatory drawing of the interference wave of an OFDM signal. 本発明の第2の実施形態の受信機101の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the receiver 101 of the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態のシミュレーション結果を示している。The simulation result of the 2nd Embodiment of this invention is shown.

<第1の実施形態>
図1は、本発明の第1の実施形態の受信機1の構成を示すブロック図である。図1に示すように、本発明の第1の実施形態の受信機1は、A/D(Analog to Digital)変換部11、CP(Cyclic Prefix)除去部12、S/P(Serial to Parallel)変換部13、FFT(Fast Fourier Transform)部14、復調部15、復調正誤判定部16、所望サブキャリアヌル処理部17、IFFT(Inverse FFT)部18、P/S(Parallel to Serial)変換部19、タイミング検出部20及びCPタイミングシフト部21を備える。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a receiver 1 according to the first embodiment of this invention. As shown in FIG. 1, the receiver 1 according to the first embodiment of the present invention includes an A / D (Analog to Digital) conversion unit 11, a CP (Cyclic Prefix) removal unit 12, an S / P (Serial to Parallel). Conversion unit 13, FFT (Fast Fourier Transform) unit 14, demodulation unit 15, demodulation correctness determination unit 16, desired subcarrier null processing unit 17, IFFT (Inverse FFT) unit 18, P / S (Parallel to Serial) conversion unit 19 The timing detection unit 20 and the CP timing shift unit 21 are provided.

A/D変換部11は、アンテナ10からの受信信号をA/D変換し、アナログ信号からディジタル信号に変換する。なお、ここでは説明を省略するが、通常、OFDM信号はマイクロ波帯のような高周波信号を用いており、A/D変換の前段に、高周波増幅回路や周波数変換回路を設けても良い。   The A / D converter 11 performs A / D conversion on the received signal from the antenna 10 and converts the analog signal into a digital signal. Although not described here, the OFDM signal normally uses a high-frequency signal such as a microwave band, and a high-frequency amplifier circuit or a frequency conversion circuit may be provided before the A / D conversion.

CP除去部12は、受信信号中のガードインターバルのCP(Cyclic Prefix)を取り除き、FFT区間の信号を抽出する。   The CP removal unit 12 removes the CP (Cyclic Prefix) of the guard interval in the received signal, and extracts the signal in the FFT interval.

S/P変換部13は、FFT区間のデータを、シリアルデータからパラレルデータに変換する。FFT部14は、FFT区間のデータのフーリエ変換を行ない、時間領域のデータから周波数領域のデータに変換して、OFDMによる二次変調の復調を行う。   The S / P converter 13 converts the data in the FFT section from serial data to parallel data. The FFT unit 14 performs a Fourier transform of the data in the FFT interval, converts the data in the time domain into data in the frequency domain, and demodulates secondary modulation by OFDM.

復調部15は、FFT部14の出力信号から、一次変調のデータ復調を行う。一次変調方式としては、QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)やQAM(Quadrature Amplitude Modulation )等が用いられる。復調部15からは、復調信号が出力される。   The demodulator 15 demodulates data of primary modulation from the output signal of the FFT unit 14. As the primary modulation method, QPSK (Quadrature Phase Shift Keying), QAM (Quadrature Amplitude Modulation), or the like is used. A demodulated signal is output from the demodulator 15.

復調正誤判定部16は、復調信号のエラー検出を行い、エラー検出結果に応じて、受信したOFDM信号のシンボルと抽出したFFT区間との同期が取れているか否かを判定する。そして、復調正誤判定部16は、エラー検出結果に基いて、タイミング検出部20の動作を設定する。エラー検出は、例えば、CRC(Cyclic Redundancy Check)コードにより判定される。   The demodulation correctness determination unit 16 performs error detection of the demodulated signal, and determines whether the symbol of the received OFDM signal and the extracted FFT interval are synchronized according to the error detection result. Then, the demodulation correct / incorrect determination unit 16 sets the operation of the timing detection unit 20 based on the error detection result. Error detection is determined by, for example, a CRC (Cyclic Redundancy Check) code.

所望サブキャリアヌル処理部17は、FFT部14の出力信号から、自装置宛の受信信号の帯域外の成分を取得することで、FFT区間のシンボルの不連続成分を周波数領域で抽出する。より詳細には、所望サブキャリアヌル処理部17は、FFT部14の出力に対して、信号が割り当てられているサブキャリア(FFTポイント)にヌルを生成することで、FFT区間のシンボルの不連続成分を周波数領域で抽出する。IFFT部18は、所望サブキャリアヌル処理部17で抽出された不連続成分を周波数領域から時間領域に変換する。P/S変換部19は、IFFT18からの時間領域のデータを、パラレルデータからシリアルデータに変換する。   The desired subcarrier null processing unit 17 extracts the discontinuous component of the symbol in the FFT section in the frequency domain by acquiring the component outside the band of the received signal addressed to the own device from the output signal of the FFT unit 14. More specifically, the desired subcarrier null processing unit 17 generates nulls in the subcarriers (FFT points) to which signals are assigned to the output of the FFT unit 14, thereby discontinuous symbols in the FFT interval. Extract components in the frequency domain. The IFFT unit 18 converts the discontinuous component extracted by the desired subcarrier null processing unit 17 from the frequency domain to the time domain. The P / S converter 19 converts the time domain data from the IFFT 18 from parallel data to serial data.

タイミング検出部20は、所望サブキャリアヌル処理部17で抽出され、IFFT部18で時間領域に変換されたFFT区間のシンボルの不連続成分を基に、FFT区間の先頭位置とOFDMシンボルの先頭位置とのタイミングを検出する。CPタイミングシフト部21は、タイミング検出部20の検出出力に応じて、CP除去タイミングを設定する。   The timing detection unit 20 extracts the FFT section start position and the OFDM symbol start position based on the discontinuous component of the FFT section symbol extracted by the desired subcarrier null processing unit 17 and converted into the time domain by the IFFT unit 18. And detect the timing. The CP timing shift unit 21 sets the CP removal timing according to the detection output of the timing detection unit 20.

図2は、本発明の第1の実施形態の受信機1で受信するOFDM信号を示している。図2(A)に示すように、OFDM信号の先頭には、CP(Cyclic Prefix)がガードインターバルとして付加され、これに続いて、OFDMシンボルからなるデータ区間が設けられる。   FIG. 2 shows an OFDM signal received by the receiver 1 according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2 (A), CP (Cyclic Prefix) is added as a guard interval to the head of the OFDM signal, and subsequently, a data section composed of OFDM symbols is provided.

OFDM信号の受信時には、CP除去部12により、図2(B)に示すように、ガードインターバルのCP部分が除去され、データ部分だけが抽出される。抽出されたデータ部分がFFT区間となり、FFT部14でOFDM復調が行われる。CP部分はデータ部分との連続性が保たれるように設置されるため、FFT区間はCPの範囲内であれば多少前方にオフセットされても、OFDM復調は可能である。しかし、CPの範囲を越えてFFT区間の先頭位置を誤設定した場合には、FFT区間のOFDMシンボルが変わる不連続部分を含むため非周期性の信号となり、OFDM復調ができなくなる。   When receiving the OFDM signal, the CP removal unit 12 removes the CP part of the guard interval and extracts only the data part as shown in FIG. 2B. The extracted data portion becomes the FFT interval, and the OFDM unit 14 performs OFDM demodulation. Since the CP part is installed so as to maintain continuity with the data part, OFDM demodulation is possible even if the FFT interval is within the CP range, even if offset slightly forward. However, if the start position of the FFT interval is set incorrectly beyond the CP range, it includes a discontinuous portion in which the OFDM symbol in the FFT interval includes a non-periodic signal, and OFDM demodulation cannot be performed.

本発明の第1の実施形態では、復調正誤判定部16の出力から、OFDMの復調が正しく行えているか否かが判定される。そして、OFDMの復調が正しく行えない場合には、タイミング検出部20を動作させ、FFT区間の先頭位置とOFDMシンボルの先頭位置とのタイミングを検出して、時間同期を取るようにしている。このとき、本実施形態では、信号が割り当てられているサブキャリアにヌルを生成することでFFT区間のシンボルの不連続成分を抽出する。そして、抽出された不連続成分を周波数領域から時間領域に変換し、これをCP除去のタイミングにフィードバックすることによって、時間同期を取るようにしている。このことについて、以下に説明する。   In the first embodiment of the present invention, it is determined from the output of the demodulation correctness determination unit 16 whether OFDM is correctly demodulated. When the OFDM demodulation cannot be performed correctly, the timing detection unit 20 is operated to detect the timing between the start position of the FFT interval and the start position of the OFDM symbol so as to establish time synchronization. At this time, in this embodiment, discontinuous components of symbols in the FFT interval are extracted by generating nulls in subcarriers to which signals are assigned. Then, the extracted discontinuous component is converted from the frequency domain to the time domain, and this is fed back to the timing of CP removal so as to achieve time synchronization. This will be described below.

図3及び図4は、OFDM信号のシンボル同期の説明図である。図3は、FFT区間の先頭位置とOFDMシンボルの先頭位置との時間同期が取れており、OFDMの復調出力が得られる場合を示している。   3 and 4 are explanatory diagrams of symbol synchronization of the OFDM signal. FIG. 3 shows a case where time synchronization is established between the start position of the FFT interval and the start position of the OFDM symbol, and an OFDM demodulated output is obtained.

すなわち、図3(A)において、時刻ta〜tbがガードインターバル(GI)区間であり、時刻tb〜tcがデータ区間である。ガードインターバル(GI)区間には、CPが挿入される。データ区間には、OFDMシンボルが設けられる。CPとしては、OFDMシンボルの周期性を保つためのデータとして、例えばOFDMシンボルの後半部分のコピーが挿入される。   That is, in FIG. 3A, time ta to tb is a guard interval (GI) section, and time tb to tc is a data section. CP is inserted in the guard interval (GI) section. An OFDM symbol is provided in the data section. As the CP, for example, a copy of the latter half of the OFDM symbol is inserted as data for maintaining the periodicity of the OFDM symbol.

この例では、時刻t1〜t2がFFT区間として抽出される。図3(A)に示すように、FFT区間の先頭位置の時刻t1とOFDMシンボルの先頭位置の時刻tbとのオフセットは、受信したOFDM信号のガードインターバル(GI)の範囲内にある。ガードインターバル(GI)のCPには、OFDMシンボルの周期性を保つためのデータが挿入されている。したがって、FFT区間の先頭位置の時刻t1とOFDMシンボルの先頭位置の時刻tbとのオフセットがガードインターバル(GI)の範囲内であれば、FFT区間内で周期性を持つため、OFDM信号の復調は可能である。   In this example, times t1 to t2 are extracted as FFT intervals. As shown in FIG. 3A, the offset between the time t1 at the start position of the FFT interval and the time tb at the start position of the OFDM symbol is within the guard interval (GI) of the received OFDM signal. Data for maintaining the periodicity of the OFDM symbol is inserted into the CP of the guard interval (GI). Therefore, if the offset between the time t1 at the start position of the FFT interval and the time tb at the start position of the OFDM symbol is within the guard interval (GI), it has periodicity within the FFT interval, so that the demodulation of the OFDM signal is performed. Is possible.

また、FFT区間の先頭位置とOFDMシンボルの先頭位置とが同期している場合、受信したOFDM信号のスペクトラムは、図3(B)に示すようになる。すなわち、図3(B)に示すように、受信したOFDM信号の各サブキャリアが周波数軸で直交となり所定のFFTポイントの部分にスペクトラムが現れる。各サブキャリアは他のサブキャリアが存在するFFTポイントに対してはヌルが生じる。また、スペクトラムの帯域は、信号が割り当てられているサブキャリアの帯域内に収まる。   When the start position of the FFT interval and the start position of the OFDM symbol are synchronized, the spectrum of the received OFDM signal is as shown in FIG. That is, as shown in FIG. 3B, each subcarrier of the received OFDM signal becomes orthogonal on the frequency axis, and a spectrum appears at a predetermined FFT point. Each subcarrier is null for the FFT point where other subcarriers exist. Also, the spectrum band falls within the subcarrier band to which the signal is assigned.

図4は、FFT区間の先頭位置とOFDMシンボルの先頭位置との時間同期が取られておらず、OFDMの復調出力が得られない場合を示している。すなわち、図4(A)において、時刻ta〜tbがガードインターバル(GI)区間であり、時刻tb〜tcがデータ区間である。この例では、時刻t11〜t12がFFT区間として抽出される。図4(A)に示すように、FFT区間の先頭位置の時刻t11とOFDMシンボルの先頭位置の時刻tbとのオフセットは、ガードインターバル(GI)の範囲を越えている。この場合、OFDMシンボルの周期性が保てなくなり、OFDM信号を復調できなくなる。   FIG. 4 shows a case where the time synchronization between the start position of the FFT interval and the start position of the OFDM symbol is not taken, and an OFDM demodulated output cannot be obtained. That is, in FIG. 4A, time ta to tb is a guard interval (GI) section, and time tb to tc is a data section. In this example, times t11 to t12 are extracted as FFT intervals. As shown in FIG. 4A, the offset between the time t11 at the start position of the FFT interval and the time tb at the start position of the OFDM symbol exceeds the range of the guard interval (GI). In this case, the periodicity of the OFDM symbol cannot be maintained, and the OFDM signal cannot be demodulated.

また、FFT区間の先頭位置とOFDMシンボルの先頭位置との同期が外れている場合、受信したOFDM信号のスペクトラムは、図4(B)に示すようになる。すなわち、図4(B)に示すように、受信したOFDM信号の各サブキャリアが他のサブキャリアが存在するFFTポイントにおいても、余分な周波数成分が存在する。また、信号が割り当てられているサブキャリアの帯域外に、余分な周波数成分が存在する。   When the start position of the FFT interval and the start position of the OFDM symbol are out of synchronization, the spectrum of the received OFDM signal is as shown in FIG. That is, as shown in FIG. 4B, there is an extra frequency component even at an FFT point where each subcarrier of the received OFDM signal has other subcarriers. Also, extra frequency components exist outside the subcarrier band to which the signal is assigned.

このように、抽出したFFT区間の先頭位置と受信したOFDMシンボルの先頭位置との時間同期が取れている場合には、信号が割り当てられているサブキャリア(FFTポイント)の成分だけがFFTから出力される。このため、信号が割り当てられているサブキャリアの成分に強い信号成分が有り、隣接するサブキャリアに対してヌルが形成される。これに対して、抽出したFFT区間の先頭位置と受信したOFDMシンボルの先頭位置との時間同期が取れていない場合には、帯域の広がりにより周波数直交性がくずれ、隣接サブキャリア間に干渉が生じる。このため、隣接サブキャリア間や自信号の帯域外に対しても成分が現れてしまう。隣接サブキャリア間や自信号の帯域外に現れる成分は、FFT区間の信号の不連続性に起因するデータである。   As described above, when time synchronization is established between the extracted FFT section head position and the received OFDM symbol head position, only the component of the subcarrier (FFT point) to which the signal is assigned is output from the FFT. Is done. For this reason, there is a strong signal component in the component of the subcarrier to which the signal is assigned, and a null is formed for the adjacent subcarrier. On the other hand, when time synchronization is not established between the extracted FFT section head position and the received OFDM symbol head position, frequency orthogonality is lost due to the spread of the band, and interference occurs between adjacent subcarriers. . For this reason, components also appear between adjacent subcarriers and outside the band of the own signal. A component appearing between adjacent subcarriers or outside the band of the own signal is data resulting from signal discontinuity in the FFT interval.

そこで、本実施形態では、受信信号をFFT変換処理した後に信号が割り当てられているサブキャリアに対して意図的にヌルを生成するようにフィルタリングすることで、FFT区間のシンボルの不連続成分のみを周波数領域で抽出している。この周波数領域で抽出した信号をIFFTすることで、FFT区間のシンボルの不連続成分だけが時間領域の信号で残留することとなる。残留成分が一番強く残っているサンプリングタイミングを選択することでCP区間からのずれを検出することが可能となる。これをCP除去のタイミングにフィードバックすることによって、OFDM信号のシンボル間タイミングを合わせることが可能となる。   Therefore, in the present embodiment, only the discontinuous component of the symbol in the FFT interval is filtered by performing filtering so as to intentionally generate a null for the subcarrier to which the signal is assigned after the received signal is subjected to FFT conversion processing. Extracted in the frequency domain. By performing IFFT on the signal extracted in this frequency domain, only the discontinuous component of the symbol in the FFT section remains in the time domain signal. By selecting a sampling timing at which the residual component remains strongest, it is possible to detect a deviation from the CP interval. By feeding this back to the CP removal timing, it is possible to match the inter-symbol timing of the OFDM signal.

つまり、図5は、本発明の第1の実施形態の受信機における不連続成分の抽出の説明図である。OFDMの受信信号をFFT変換処理したときに、図5(A)に示すような出力が得られたとする。図5(A)に示す信号中で、サブキャリア(FFTポイント)の成分が本来の信号成分であり、それ以外は、FFT区間のシンボルの不連続による非周期性に起因する不要成分である。そこで、図5(B)に示すように、サブキャリアの部分に意図的にヌルを挿入する。これにより残った成分は、FFT区間のシンボルの不連続成分である。このようにして、周波数領域で抽出されたFFT区間のシンボルの不連続成分を、IFFTにより時間領域に変換すると、図5(C)に示すように、時間領域でFFT区間のシンボルの不連続成分を抽出することができる。これをCP除去のタイミングにフィードバックすることによって、OFDM信号のシンボル間タイミングを合わせることが可能となる。   That is, FIG. 5 is an explanatory diagram of extraction of discontinuous components in the receiver according to the first embodiment of this invention. Assume that an output as shown in FIG. 5A is obtained when an OFDM received signal is subjected to an FFT conversion process. In the signal shown in FIG. 5A, the subcarrier (FFT point) component is the original signal component, and the other components are unnecessary components caused by aperiodicity due to the discontinuity of symbols in the FFT interval. Therefore, as shown in FIG. 5B, a null is intentionally inserted in the subcarrier portion. The remaining component is a discontinuous component of the symbol in the FFT interval. Thus, when the discontinuous component of the symbol in the FFT section extracted in the frequency domain is converted into the time domain by IFFT, the discontinuous component of the symbol in the FFT section in the time domain as shown in FIG. 5C. Can be extracted. By feeding this back to the CP removal timing, it is possible to match the inter-symbol timing of the OFDM signal.

本実施形態では、所望サブキャリアヌル処理部17は、FFT部14の出力に対して、信号が割り当てられているサブキャリアにヌルを生成することで、FFT区間のシンボルの不連続成分を周波数領域で抽出する。そして、IFFT部18は、所望サブキャリアヌル処理部17で抽出されたFFT区間のシンボルの不連続成分を、周波数領域から時間領域に変換する。復調正誤判定部16の判定結果から、OFDMシンボルの時間同期が確立していないと判定されると、タイミング検出部20が動作状態に設定される。そして、タイミング検出部20は、IFFT部18で求められた時間領域でのFFT区間のシンボルの不連続成分を基に、FFT区間の先頭位置とOFDMシンボルの先頭位置との間のオフセットを検出する。CPタイミングシフト部21は、タイミング検出部20の検出出力に応じて、CP除去タイミングを設定する。これにより、OFDMシンボルの時間同期を確立することが可能となる。   In the present embodiment, the desired subcarrier null processing unit 17 generates nulls for the subcarriers to which signals are assigned in response to the output of the FFT unit 14, thereby converting the discontinuous components of the symbols in the FFT section into the frequency domain. Extract with Then, the IFFT unit 18 converts the discontinuous component of the symbol in the FFT interval extracted by the desired subcarrier null processing unit 17 from the frequency domain to the time domain. If it is determined from the determination result of the demodulation correctness determination unit 16 that the time synchronization of the OFDM symbol is not established, the timing detection unit 20 is set to the operating state. Then, the timing detection unit 20 detects an offset between the start position of the FFT interval and the start position of the OFDM symbol based on the discontinuous component of the symbol of the FFT interval in the time domain obtained by the IFFT unit 18. . The CP timing shift unit 21 sets the CP removal timing according to the detection output of the timing detection unit 20. This makes it possible to establish time synchronization of OFDM symbols.

なお、本実施形態では、FFTポイントの最初と最後の部分で違うOFDMシンボルとなるため、不連続な成分を含む非周期性信号となり、FFTポイントの最初及び最後のポイントとその前後数ポイントで誤検出される可能性もある。そこで、最初と最後のポイントを除外するような処理を加えてもよい。   In this embodiment, since the OFDM symbol is different at the first and last portions of the FFT point, it becomes an aperiodic signal including discontinuous components, and an error occurs at the first and last points of the FFT point and several points before and after. It may be detected. Therefore, processing for excluding the first and last points may be added.

<第2の実施形態>
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。図6は、本発明の第2の実施形態の受信機101の構成を示すブロック図である。本実施形態は、アダプティブアレーアンテナを用いた空間フィルタリングを行う。この例では、アダプティブアンテナアレー110の2つのアンテナ素子110a及び110bの受信信号を、2系統の受信部102a及び102bで受信し、アダプティブアレー処理部130で合成している。
<Second Embodiment>
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of the receiver 101 according to the second embodiment of this invention. In the present embodiment, spatial filtering using an adaptive array antenna is performed. In this example, the reception signals of the two antenna elements 110a and 110b of the adaptive antenna array 110 are received by the two receiving units 102a and 102b and synthesized by the adaptive array processing unit 130.

受信部102aは、A/D変換部111a、CP除去部112a、S/P変換部113a及びFFT部114aを備える。A/D変換部111a、CP除去部112a、S/P変換部113a及びFFT部114aは、それぞれ第1の実施形態におけるA/D変換部11、CP除去部12、S/P変換部13及びFFT部14と同様の構成である。   The reception unit 102a includes an A / D conversion unit 111a, a CP removal unit 112a, an S / P conversion unit 113a, and an FFT unit 114a. The A / D conversion unit 111a, the CP removal unit 112a, the S / P conversion unit 113a, and the FFT unit 114a are respectively the A / D conversion unit 11, the CP removal unit 12, the S / P conversion unit 13 and the first embodiment. The configuration is the same as that of the FFT unit 14.

受信部102bは、A/D変換部111b、CP除去部112b、S/P変換部113b及びFFT部114bを備える。A/D変換部111b、CP除去部112b、S/P変換部113b及びFFT部114bは、それぞれ第1の実施形態におけるA/D変換部11、CP除去部12、S/P変換部13及びFFT部14と同様の構成である。   The reception unit 102b includes an A / D conversion unit 111b, a CP removal unit 112b, an S / P conversion unit 113b, and an FFT unit 114b. The A / D conversion unit 111b, the CP removal unit 112b, the S / P conversion unit 113b, and the FFT unit 114b are respectively the A / D conversion unit 11, the CP removal unit 12, the S / P conversion unit 13 and the first embodiment. The configuration is the same as that of the FFT unit 14.

復調部115、復調正誤判定部116、所望サブキャリアヌル処理部117、IFFT部118、P/S変換部119、タイミング検出部120及びCPタイミングシフト部121は、それぞれ第1の実施形態における復調部15、復調正誤判定部16、所望サブキャリアヌル処理部17、IFFT部18、P/S変換部19、タイミング検出部20及びCPタイミングシフト部21と同様の構成である。本実施形態では、更に、ユーザディテクション部131が設けられている。   The demodulation unit 115, the demodulation correctness / error determination unit 116, the desired subcarrier null processing unit 117, the IFFT unit 118, the P / S conversion unit 119, the timing detection unit 120, and the CP timing shift unit 121 are each a demodulation unit in the first embodiment. 15, a demodulation correct / incorrect determination unit 16, a desired subcarrier null processing unit 17, an IFFT unit 18, a P / S conversion unit 19, a timing detection unit 20, and a CP timing shift unit 21. In the present embodiment, a user detection unit 131 is further provided.

本発明の第2の実施形態では、アダプティブアンテナアレー110の2つのアンテナ素子110a及び110bの受信信号を、2系統の受信部102a及び102bで受信し、アダプティブアレー処理部130で合成している。ここで、アダプティブアレー処理部130により、各到来波に対して重み付け加算することで、不要な干渉波を除去し、SIRの特性の改善を図ることができる。このため、本発明の第2の実施形態は、干渉波が存在する環境においても有効である。   In the second embodiment of the present invention, the reception signals of the two antenna elements 110a and 110b of the adaptive antenna array 110 are received by the two receiving units 102a and 102b and combined by the adaptive array processing unit 130. Here, the adaptive array processing unit 130 performs weighted addition on each incoming wave, thereby eliminating unnecessary interference waves and improving the SIR characteristics. For this reason, the second embodiment of the present invention is also effective in an environment where interference waves exist.

前述の第1の実施形態と同様に、所望サブキャリアヌル処理部117は、アダプティブアレー処理部130で合成されたFFT部114a及び114bの出力に対して、信号が割り当てられているサブキャリアにヌルを生成する(フィルタリングする)。これにより、FFT区間のシンボルの不連続成分が周波数領域で抽出される。そして、IFFT部118は、所望サブキャリアヌル処理部117で抽出されたFFT区間のシンボルの不連続成分を周波数領域から時間領域に変換する。タイミング検出部120は、抽出された不要成分のレベルを基に、CPを除去するのにの最適なタイミングを検出し、CPタイミングシフト部121は、タイミング検出部20の検出出力に応じて、CP除去タイミングを設定する。   Similar to the first embodiment described above, the desired subcarrier null processing unit 117 performs null processing on the subcarriers to which signals are assigned with respect to the outputs of the FFT units 114a and 114b synthesized by the adaptive array processing unit 130. Generate (filter). Thereby, the discontinuous component of the symbol of an FFT area is extracted in a frequency domain. Then, IFFT section 118 converts the discontinuous component of the symbol in the FFT interval extracted by desired subcarrier null processing section 117 from the frequency domain to the time domain. The timing detection unit 120 detects the optimal timing for removing the CP based on the level of the extracted unnecessary component, and the CP timing shift unit 121 detects the CP according to the detection output of the timing detection unit 20. Set the removal timing.

前述の第1の実施形態は、干渉波が存在しない環境での使用を想定していたが、本実施形態では、干渉波の存在する環境下で使用されることが想定される。干渉波が非同期かつ同一の信号形式の場合は、図7に示すように、干渉波成分のタイミングが検出されてしまうことが想定される。   The first embodiment described above is assumed to be used in an environment in which no interference wave exists, but in the present embodiment, it is assumed to be used in an environment in which an interference wave exists. When the interference wave is asynchronous and has the same signal format, it is assumed that the timing of the interference wave component is detected as shown in FIG.

図7は、OFDM信号の干渉波の説明図である。図7において、時刻ta1〜tb1が所望波のガードインターバル(GI)区間であり、時刻tb1〜tc1が所望波のデータ区間である。時刻tb2〜tb2が干渉波のガードインターバル(GI)区間であり、時刻tb2〜tc2が干渉波のデータ区間である。時刻t21〜t22がFFT区間として抽出されたとする。この場合、所望波のOFDMシンボルの先頭位置の時刻tb1とFFT区間の先頭位置の時刻t21とのオフセットは、ガードインターバル(GI)の範囲を越えているため、所望波のOFDM信号は復調できない。ところが、干渉波のOFDMシンボルの先頭位置の時刻tb2とFFT区間の先頭位置の時刻t21とのオフセットは、ガードインターバル(GI)の範囲であるため、干渉波の復調はできてしまう。このため、所望波ではOFDMシンボルとFFT区間との同期は取れていないのに、干渉波ではOFDMシンボルとFFT区間との同期が取れてしまうことになってしまい、復調正誤判定部116ではエラーが検出できないことが想定される。   FIG. 7 is an explanatory diagram of an interference wave of an OFDM signal. In FIG. 7, times ta1 to tb1 are guard interval (GI) sections of desired waves, and times tb1 to tc1 are data sections of desired waves. Times tb2 to tb2 are guard interval (GI) sections of interference waves, and times tb2 to tc2 are data sections of interference waves. Assume that the times t21 to t22 are extracted as FFT intervals. In this case, since the offset between the time tb1 at the head position of the OFDM symbol of the desired wave and the time t21 at the head position of the FFT interval exceeds the guard interval (GI), the OFDM signal of the desired wave cannot be demodulated. However, since the offset between the time tb2 at the start position of the OFDM symbol of the interference wave and the time t21 at the start position of the FFT interval is within the guard interval (GI), the interference wave can be demodulated. For this reason, the OFDM symbol and the FFT interval are not synchronized in the desired wave, but the OFDM symbol and the FFT interval are synchronized in the interference wave, and the demodulation correctness determination unit 116 generates an error. It is assumed that it cannot be detected.

そこで、本実施形態では、CRC検出を行う復調正誤判定部116の他に、ユーザディテクション部131を設けるようにしている。ユーザディテクション部131は、各ユーザの信号に対して固有のプリアンブルパターンを埋め込んだり、復調したパケットに固有の自装置宛のアドレス情報を埋め込むなどされた信号を検出する等、ユーザ信号を検出して自装置宛の所望の信号が受信できたかどうかを検出する。ユーザディテクション部131を追加することによって、非同期かつ同一システム間の干渉波が存在する環境下においても、所望の信号の不連続成分の抽出を行うことが可能となる。   Therefore, in this embodiment, the user detection unit 131 is provided in addition to the demodulation correctness determination unit 116 that performs CRC detection. The user detection unit 131 detects a user signal by, for example, detecting a signal in which a unique preamble pattern is embedded in each user's signal, or a signal in which address information addressed to its own device is embedded in a demodulated packet. Then, it is detected whether or not a desired signal addressed to the own apparatus has been received. By adding the user detection unit 131, it is possible to extract a discontinuous component of a desired signal even in an environment where interference waves between asynchronous systems exist.

また、本実施形態では、アダプティブアレー処理部130で、2系統の受信部102a及び102bから取得されたFFT出力を合成する。そして、合成されたFFT出力に対して、信号が割り当てられているサブキャリアにヌルを生成することで、FFT区間のシンボルの不連続成分を抽出している。本実施形態におけるPost−FFT型のアダプティブアレーは不連続位置の検出のみを目的としているため、干渉波成分を除去し自信号帯域外の周波数成分に漏出した不連続成分を強調する動作を行えばよい。そのため、受信信号のFFTタイミングが不明の状態で直交性がくずれて厳密に動作しない場合でも構わない。このときのアダプティブアレーアルゴリズムは、干渉波の影響を考慮して、OFDM信号の復調状態に応じて適応的に変更される。   In the present embodiment, the adaptive array processing unit 130 combines the FFT outputs acquired from the two systems of receiving units 102a and 102b. Then, for the combined FFT output, nulls are generated in the subcarriers to which signals are assigned, thereby extracting the symbol discontinuous components in the FFT interval. Since the Post-FFT type adaptive array in this embodiment is intended only for detection of discontinuous positions, if the operation of removing the interference wave component and emphasizing the discontinuous component leaked to the frequency component outside the own signal band is performed. Good. For this reason, it may be possible that the FFT timing of the received signal is unknown and the orthogonality is lost and the operation is not strictly performed. The adaptive array algorithm at this time is adaptively changed according to the demodulation state of the OFDM signal in consideration of the influence of the interference wave.

つまり、干渉波の存在する環境下で、タイミング検出部120でFFT区間のシンボルの不連続成分を検出できず、且つ、復調正誤判定部116でのCRC判定及びユーザディテクション部131で所望信号が検出できいない場合には、ヌルが挿入されるサブキャリアにおけるアダプティブアレー信号処理のウェイト算出アルゴリズムが間違っていると判定し、別のアダプティブアレーアルゴリズムを適用する。例えば、PI(Power Inversion)からCMA(Constant Modulus Algorithm)へ、又は、CMAからPIへアルゴリズムを変更する。これによって所望信号のFFT区間のシンボルの不連続成分の抽出を行うことができる。   That is, in an environment in which an interference wave exists, the timing detection unit 120 cannot detect the discontinuous component of the symbol in the FFT interval, and the CRC determination and demodulation detection unit 116 detects the desired signal. If it cannot be detected, it is determined that the weight calculation algorithm for adaptive array signal processing in the subcarrier into which the null is inserted is incorrect, and another adaptive array algorithm is applied. For example, the algorithm is changed from PI (Power Inversion) to CMA (Constant Modulus Algorithm) or from CMA to PI. As a result, it is possible to extract the discontinuous component of the symbol in the FFT section of the desired signal.

なお、本技術を基地局などの複数ユーザを同時に使うシステムに導入する際には検出された各ユーザの信号のタイミングの違いを送信局側にフィードバックを行い、各ユーザの信号が同期するようにタイミング調整を行ってもよい。   When introducing this technology in a system that uses multiple users at the same time, such as a base station, the difference in the detected signal timing of each user is fed back to the transmitting station so that each user's signal is synchronized. Timing adjustment may be performed.

図8は、本発明の第2の実施形態の受信機101の動作を示すフローチャートである。図8において、2系統の受信部102a及び102bは、アダプティブアンテナアレー110の2つのアンテナ素子110a及び110bの受信信号を入力する(ステップS101)。CP除去部112a及び112bは、受信信号中のガードインターバルのCPを取り除き、FFT区間の信号を抽出する(ステップS102)。FFT部114a及び114bは、FFT区間のデータのフーリエ変換を行ない、時間領域のデータから周波数領域のデータに変換する(ステップS103)。アダプティブアレー処理部130は、FFT部114a及び114bの出力に対し重み付けを行う。この処理では、干渉となるような信号がヌルとなるように重み付けを行うなどして、所望信号の自帯域外へ漏れ出す不要な周波数成分を強調する動作を行う。重み付けは、例えば上述したPIやCMAを用いて実行されてもよい。その後、アダプティブアレー処理部130は、重み付けされた複数の信号を加算して合成する(ステップS104)。   FIG. 8 is a flowchart illustrating the operation of the receiver 101 according to the second embodiment of this invention. In FIG. 8, two systems of receiving units 102a and 102b receive signals received from two antenna elements 110a and 110b of adaptive antenna array 110 (step S101). CP removing sections 112a and 112b remove the CP of the guard interval in the received signal and extract the signal in the FFT interval (step S102). The FFT units 114a and 114b perform Fourier transform on the data in the FFT section, and convert the data in the time domain into the data in the frequency domain (step S103). The adaptive array processing unit 130 weights the outputs of the FFT units 114a and 114b. In this processing, an operation of emphasizing an unnecessary frequency component that leaks out of the own band of the desired signal is performed by weighting the signal that causes interference to be null. The weighting may be performed using, for example, the above-described PI or CMA. After that, the adaptive array processing unit 130 adds and combines the plurality of weighted signals (step S104).

復調正誤判定部116によるエラー検出及びユーザディテクション部131により、自装置宛の所望波でOFDMシンボルとFFT区間とが同期が取れているか否かを判定する(ステップS105)。自装置宛の所望波でOFDMシンボルとFFT区間との同期が取れていれば、処理を終了する(ステップS105:Yes)。   The error detection and user detection unit 131 by the demodulation correctness determination unit 116 determines whether the OFDM symbol and the FFT interval are synchronized with the desired wave addressed to the own device (step S105). If the desired wave addressed to the device is synchronized with the OFDM symbol and the FFT interval, the process is terminated (step S105: Yes).

自装置宛の所望波でOFDMシンボルとFFT区間との同期が取れていなければ(ステップS105:No)、所望サブキャリアヌル処理部117は、アダプティブアレー処理部130の出力に対して、信号が割り当てられているサブキャリアにヌルを生成することで、FFT区間のシンボルの不連続成分を周波数領域で抽出する(ステップS106)。IFFT部118は、抽出された不連続成分を周波数領域から時間領域に変換する(ステップS107)。タイミング検出部120は、抽出された不要成分のレベルを基に、CPを除去するのにの最適なタイミングを検出し、CPタイミングシフト部121はこれに応じてCP除去タイミングをシフトし(ステップS108)、処理をステップS102にリターンする。   If the OFDM symbol and the FFT interval are not synchronized with the desired wave addressed to the own device (step S105: No), the desired subcarrier null processing unit 117 assigns a signal to the output of the adaptive array processing unit 130. By generating nulls for the subcarriers being processed, the discontinuous components of the symbols in the FFT interval are extracted in the frequency domain (step S106). The IFFT unit 118 converts the extracted discontinuous component from the frequency domain to the time domain (step S107). The timing detection unit 120 detects the optimum timing for removing the CP based on the level of the extracted unnecessary component, and the CP timing shift unit 121 shifts the CP removal timing accordingly (step S108). ), The process returns to step S102.

図9は、本発明の第2の実施形態のシミュレーション結果を示している。図9(A)は、OFDMシンボルとFFT区間との同期が取れている場合の受信信号のFFT変換後の周波数波形を示している。なお、シミュレーション条件は、図9(B)に示す通りである。図9(A)に示すように、OFDMシンボルとFFT区間との同期が取れている場合には、スペクトラムの帯域がサブキャリアの帯域内に収まり、余分な周波数成分が存在しないことが分かる。   FIG. 9 shows the simulation result of the second embodiment of the present invention. FIG. 9A shows a frequency waveform after FFT conversion of the received signal when the OFDM symbol and the FFT interval are synchronized. The simulation conditions are as shown in FIG. As shown in FIG. 9A, when the OFDM symbol and the FFT interval are synchronized, it can be seen that the spectrum band falls within the subcarrier band, and no extra frequency component exists.

これに対して、図9(C)は、OFDMシンボルとFFT区間とが非同期の場合の受信信号のFFT変換後の周波数波形を示している。図9(C)に示すように、OFDMシンボルとFFT区間とが非同期の場合には、FFT区間のシンボルの不連続成分による余分な周波数帯域の成分が広がっていることが分かる。   On the other hand, FIG. 9C shows a frequency waveform after FFT conversion of the received signal when the OFDM symbol and the FFT interval are asynchronous. As shown in FIG. 9C, it can be seen that when the OFDM symbol and the FFT interval are asynchronous, an extra frequency band component due to the discontinuous component of the symbol in the FFT interval is widened.

図9(D)は、割り当てられているサブキャリアに対して意図的にヌルを生成することで、FFT区間のシンボルの不連続成分を時間領域で抽出し、これをIFFTにより時間領域に変換したものである。図9(D)に示すように、割り当てられているサブキャリアに対して意図的にヌルを生成することで、FFT区間のシンボルの不連続成分を抽出できることが分かる。   In FIG. 9 (D), by intentionally generating nulls for the assigned subcarriers, the symbol discontinuous components in the FFT interval are extracted in the time domain, and converted to the time domain by IFFT. Is. As shown in FIG. 9D, it can be seen that the discontinuous components of the symbols in the FFT interval can be extracted by intentionally generating nulls for the assigned subcarriers.

上述した実施形態における受信機の機能をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、FPGA(Field Programmable Gate Array)等のプログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるものであってもよい。
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
You may make it implement | achieve the function of the receiver in embodiment mentioned above with a computer. In that case, a program for realizing this function may be recorded on a computer-readable recording medium, and the program recorded on this recording medium may be read into a computer system and executed. Here, the “computer system” includes an OS and hardware such as peripheral devices. The “computer-readable recording medium” refers to a storage device such as a flexible medium, a magneto-optical disk, a portable medium such as a ROM and a CD-ROM, and a hard disk incorporated in a computer system. Furthermore, the “computer-readable recording medium” dynamically holds a program for a short time like a communication line when transmitting a program via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. In this case, a volatile memory inside a computer system serving as a server or a client in that case may be included and a program held for a certain period of time. Further, the program may be a program for realizing a part of the above-described functions, and may be a program capable of realizing the functions described above in combination with a program already recorded in a computer system. You may implement | achieve using programmable logic devices, such as FPGA (Field Programmable Gate Array).
The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes designs and the like that do not depart from the gist of the present invention.

1…受信機, 10…アンテナ, 11…変換部, 12…CP除去部, 13…A/D変換部, 14…FFT部, 15…復調部, 16…復調正誤判定部, 17…所望サブキャリアヌル処理部, 18…IFFT部, 19…P/S変換部, 20…タイミング検出部, 21…タイミングシフト部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Receiver, 10 ... Antenna, 11 ... Conversion part, 12 ... CP removal part, 13 ... A / D conversion part, 14 ... FFT part, 15 ... Demodulation part, 16 ... Demodulation correctness determination part, 17 ... Desired subcarrier Null processing unit, 18 ... IFFT unit, 19 ... P / S conversion unit, 20 ... timing detection unit, 21 ... timing shift unit

Claims (5)

OFDM信号を受信する第1ステップと、
受信されたOFDM信号からガードインターバルを除去してFFTを実施する第2ステップと、
FFTを実施したFFT区間のシンボルの不連続成分を周波数領域で抽出する第3ステップと、
周波数領域で抽出されたFFT区間のシンボルの不連続成分を時間領域の信号に変換する第4ステップと、
時間領域に変換されたFFT区間のシンボルの不連続成分に基づいて、OFDMシンボルのスタート位置とFFT区間の位置とのタイミングを検出する第5ステップと、
OFDMシンボルのスタート位置とFFT区間の位置とのタイミングに基いて、前記ガードインターバルの除去タイミングをシフトする第6ステップと
を有するOFDM信号受信方法。
A first step of receiving an OFDM signal;
A second step of performing FFT by removing the guard interval from the received OFDM signal;
A third step of extracting in a frequency domain a discontinuous component of a symbol in an FFT interval in which FFT has been performed;
A fourth step of converting a discontinuous component of the symbol in the FFT interval extracted in the frequency domain into a signal in the time domain;
A fifth step of detecting the timing of the start position of the OFDM symbol and the position of the FFT interval based on the discontinuous component of the symbol of the FFT interval converted to the time domain;
And have groups Dzu the timing of the position of the start position and the FFT interval of the OFDM symbol, OFDM signal receiving method and a sixth step of shifting the removal timing of the guard interval.
前記第3ステップにおいて、前記FFT区間の周波数領域の信号から自装置宛の所望波の帯域内の成分を除去する、請求項1に記載のOFDM信号受信方法。   2. The OFDM signal receiving method according to claim 1, wherein, in the third step, a component in a band of a desired wave addressed to the own apparatus is removed from the frequency domain signal of the FFT section. 復調信号のエラー検出を行うことにより、受信されたOFDM信号のシンボルと抽出されたFFT区間との同期が取れているか否かを判定するステップをさらに有する、請求項1または2に記載のOFDM信号受信方法。 By performing the error detection of the demodulated signal, further comprising, an OFDM signal according to claim 1 or 2: determining whether synchronization with the received OFDM signal symbol and extracted FFT interval is taken Reception method. 復調信号に含まれるユーザ信号を用いて、受信されたOFDM信号が自局宛であるか否かを判定するステップをさらに有する、請求項1からのいずれか一項に記載のOFDM信号受信方法。 The OFDM signal receiving method according to any one of claims 1 to 3 , further comprising a step of determining whether or not the received OFDM signal is addressed to the own station using a user signal included in the demodulated signal. . OFDM信号を受信するアンテナと、
受信されたOFDM信号からガードインターバルを除去してFFTを実施する除去部と、
FFTを実施したFFT区間のシンボルの不連続成分を周波数領域で抽出する抽出部と、
周波数領域で抽出されたFFT区間のシンボルの不連続成分を時間領域の信号に変換する変換部と、
時間領域に変換されたFFT区間のシンボルの不連続成分に基づいて、OFDMシンボルのスタート位置とFFT区間の位置とのタイミングを検出するタイミング検出部と、
OFDMシンボルのスタート位置とFFT区間の位置とのタイミングに基いて、前記ガードインターバルの除去タイミングをシフトするタイミングシフト部と
を備えるOFDM信号受信機。
An antenna for receiving an OFDM signal;
A removal unit that removes the guard interval from the received OFDM signal and performs FFT;
An extraction unit that extracts, in the frequency domain, the discontinuous components of the symbols in the FFT interval in which the FFT is performed;
A conversion unit that converts a discontinuous component of the symbol in the FFT section extracted in the frequency domain into a signal in the time domain;
A timing detection unit that detects the timing of the start position of the OFDM symbol and the position of the FFT interval based on the discontinuous component of the symbol of the FFT interval converted to the time domain;
And have groups Dzu the timing of the position of the start position and the FFT interval of the OFDM symbol, OFDM signal receiver and a timing shift unit for shifting the removal timing of the guard interval.
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