JPH07226725A - 直交周波数分割多重信号復調装置 - Google Patents

直交周波数分割多重信号復調装置

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JPH07226725A
JPH07226725A JP6019278A JP1927894A JPH07226725A JP H07226725 A JPH07226725 A JP H07226725A JP 6019278 A JP6019278 A JP 6019278A JP 1927894 A JP1927894 A JP 1927894A JP H07226725 A JPH07226725 A JP H07226725A
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JP
Japan
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voltage
signal
input
analog
converter
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JP6019278A
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Yasuhiro Hamaguchi
泰弘 浜口
Minoru Kubota
稔 窪田
Masao Miyazaki
正夫 宮崎
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Sharp Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 OFDM信号復調装置において、振幅の小さ
なデータの量子化誤差を軽減し、誤り率を改善する。 【構成】 AGCアンプ2により、A/D変換器10,
11からの検波回路14で発生した電圧によりA/D変
換器10,11の入力を制御するとき、電圧加算部18
において一定の電圧を加算し、AGC回路2の利得を上
げ、A/D変換器10,11の入力許容電圧範囲を超え
るようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、直交周波数分割多重
(以下OFDMという)信号復調装置の改良に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】ディジタル・オーディオ放送やディジタ
ルTV映像の伝送のために、電波障害に強いOFDM方
式が検討されている。これは多数の直交するサブチャネ
ルに一連のデータを重ねて送信するものである。データ
はディジタル信号に変換されて各サブチャネルをたとえ
ば2n PSK変調(nは1以上の整数)またはPSKと
ASKを組合わせたQAM変調する。
【0003】図6は、従来のOFDM波受信機の一例の
ブロック図である。たとえばQPSK変調されたRF帯
域のOFDM信号は周波数変換部1に入力され、IF帯
域の周波数信号に変換される。そして、その信号は後述
の制御電圧発生部16からの制御信号により利得を変え
るAGCアンプ2に入力され、デバイダ3によって2つ
の経路に分割され、ミキサ6,7に送られる。一方、局
部発振器4で発生された局部発振信号は、位相変換器5
によって位相が互いに90°異なる局部発振信号に変換
され、それぞれがミキサ6,7に与えられる。ミキサ6
は、デバイダ3から入力された中間周波数信号と位相変
換器5からの位相が0°の局部発振信号とを混合し、第
1のベースバンド信号に変換する。他方のミキサ7は、
デバイダ3から入力された中間周波数信号と位相変換器
5からの位相が90度の局部発振信号とを混合し、第2
のベースバンド信号に変換する。
【0004】第1および第2のベースバンド信号は、そ
れぞれローパスフィルタ(以下LPFという)8,9に
よって高周波部分が除去され、アナログ/ディジタル
(以下A/Dという)変換器10,11に与えられる。
そして、A/D変換器10,11によってディジタルベ
ースバンド信号に変換され、FFT(高速フーリエ変
換)演算部12に入力される。一方、A/D変換器1
0,11の出力を検波回路14で検波し、その検波電圧
によって、制御電圧発生部16においてAGCアンプ2
の制御信号を生成する。AGCアンプ2と検波回路14
と制御電圧発生部16は一般的なAGC回路である。従
来、このAGC回路2は、A/D変換器10,11の入
力許容範囲を超えるクリッピング等による特性の劣化を
避けるため、ベースバンドにおけるA/D変換器10,
11の入力波形が、それぞれのA/D変換器の入力電圧
範囲を超えないように制御していた。
【0005】FFT演算部12においては、入力されて
きた2つのベースバンド信号を高速フーリエ変換し、O
FDM信号の各キャリアに重畳されている変調データを
復調し、データ処理部13に出力する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】図7は、各キャリアを
QPSK変調したOFDM波のベースバンドにおける変
調波形、すなわち各A/D変換器への入力信号の波形の
一例のグラフである。
【0007】一般に、OFDM信号を構成する各変調波
は、元来は全て等しい振幅を有する信号であるが、それ
らの合成によるOFDM信号においては、図にも示すよ
うに、振幅の絶対値が大きいほど、その発生確率が低く
なるという特徴を有する。一方、A/D変換器により受
信波形の量子化を行なう受信機においては、回路構成の
簡易さやコストの問題から、A/D変換器のビット数を
より少なくすることが望まれる。しかし、このような条
件下で、A/D変換器に入力されるOFDM波の最大振
幅が図7の点線で示されるA/D変換器の入力許容電圧
範囲を超えないようにAGC回路を動作させた場合、A
/D変換器におけるビット割当てが、発生確率の非常に
小さい振幅の大きいデータを基準としてなされるため、
発生確率の高い振幅の小さなデータへの量子化誤差が増
大し、誤り率が劣化するという問題があった。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、各キャリアが
少なくとも2n PSK変調(nは1以上の整数)または
PSKとASKとを組合わせたQAM変調(多値QAM
も含む)されたような少なくともPSK変調を含むOF
DM信号を受信し、受信信号をベースバンド帯域に変換
する回路と、ベースバンドアナログ信号をディジタル信
号に変換するアナログ/ディジタル変換器と、アナログ
/ディジタル変換器の入力信号レベルを調整するAGC
回路と、変換されたディジタル信号をFFT変換により
復調する回路とを有するOFDM信号復調装置におい
て、アナログ/ディジタル変換器への入力信号を、その
入力電圧許容範囲を超えるようにAGC回路の利得を制
御する手段を設けた。
【0009】AGC回路の利得を制御する具体的な手段
としては、AGC回路の制御電圧発生部とAGCアンプ
との間に電圧加算部を設け、これに電圧発生部を接続
し、電圧発生部で発生した電圧を電圧加算部において制
御電圧発生部からの電圧に加算し、その結果AGCアン
プに供給される電圧は、アナログ/ディジタル変換器の
入力許容範囲に対する最大信号振幅比を、アナログ/デ
ィジタル変換器のビット数に応じた所定の値とするよう
にAGCアンプを制御する電圧とする。
【0010】
【作用】本発明によれば、振幅変動の非常に大きいOF
DM波が受信された場合でも、AGC回路の検波電圧と
制御電圧の関係を、A/D変換器への入力波形がA/D
変換器の入力許容電圧範囲を超えるようAGCアンプの
利得を制御することにより、A/D変換器の入力の低振
幅部分に対する量子化誤差を軽減することができる。た
だし、大振幅部分がA/D変換器の許容電圧範囲を超え
クリップされることになるので、歪み等の影響が出るこ
とも考えられるが、OFDM波を考えた場合、大振幅部
分の発生確率が非常に小さいため、改善効果に比較して
問題のないものとなる。
【0011】AGC回路の制御電圧発生部とAGCアン
プとの間に、電圧発生部を接続した電圧加算部を介在さ
せることにより、AGCアンプの制御電圧を変化させ、
アナログ/ディジタル変換器への入力許容範囲に対する
最大信号振幅比を簡単に制御できる。
【0012】
【実施例】図1は本発明によるOFDM信号復調装置の
一実施例のブロック図である。周波数変換部1、AGC
アンプ2、デバイダ3、局部発振器4、位相変換器5、
ミキサ6,7、LPF8,9、A/D変換器10,1
1、検波回路14、制御電圧発生部16等は、図6と同
様であるが、図1では、制御電圧発生部16とAGCア
ンプ2との間に、電圧加算部18が接続され、これに電
圧発生部20からの電圧が加算されるようになってい
る。検波回路14において検波された電圧に応じて、制
御電圧発生部16において発生される制御電圧に基づい
て、AGCアンプ2を動作させる原理は従来と同じであ
る。ただし、本発明においては、A/D変換器10,1
1のビット数に応じて、電圧発生部20において発生さ
せる一定電圧を、電圧加算部18において、制御電圧発
生部16において発生する制御電圧に付加し、検波回路
14で検出された電圧とAGCアンプ2に供給される制
御電圧の関係を変化させ、AGCアンプ2の出力を大き
くする。すなわち、従来例であると、図7に示すよう
に、A/D変換器10,11へのそれぞれの入力波がA
/D変換器の入力許容電圧範囲に収まっていたのに対
し、本発明のようにAGC回路2を操作すると、図3の
ように、大きい振幅の部分がA/D変換器10および1
1の入力部分で、点線で示される入力許容電圧範囲を超
えクリップされるようになる。この結果、電力の集中す
る部分、すなわち振幅の絶対値の小さい部分の分解能が
上がり、誤り率を改善することができる。
【0013】また、一例として、変調波数が448波、
各変調波がQPSK変調の場合を考える。A/D変換器
の入力範囲に対する最大信号振幅比をrとする。従来の
場合、r=1になるようにAGC回路を動作させるよう
にしていた。用いられる受信機のA/D変換器のビット
数が6ビットの場合、シミュレーションによると、r=
1.3にすると、本発明による効果が最も顕著に現れ
る。このように制御するには、検波電圧に電圧発生部2
0で発生される一定電圧を電圧加算部18においてr=
1.3になるように電圧を加える。一方、AGC回路を
設計するときは、AGC回路がループ構成になるため、
rを一定に保つことは不可能であるので、従来より、あ
る程度の偏差を与えていた。本発明においてもr=1.
3に一定に保つことは困難であるので、r=1.3を中
心に従来のAGC回路と同程度の偏差を与えて制御する
ことによって、誤り率の改善効果を得ることができる。
【0014】図4は、前述の場合のビット数による制御
電圧と検波電圧の関係を示すグラフである。本発明の場
合は、従来例より制御電圧が上にシフトすることにな
る。また、用いられるA/D変換器のビット数が4ビッ
トの場合、シミュレーションによるとr=1.8が最適
動作点である。この場合も、一定電圧を電圧加算部にお
いて加え、r=1.8になるように制御する。そしてr
=1.8を中心に従来のAGC回路と同程度の偏差を与
えて制御することにより、改善効果を得ることができ
る。検波電圧と制御電圧の関係は、6ビットの場合より
も、4ビットの場合はさらに上にシフトする。これらの
2つの例から明らかなように、用いられる受信機でのビ
ット数が少ないほど、rを大きくすると改善効果がより
大きくなる。これは、クリッピングによる特性劣化よ
り、量子化誤差の改善効果が、A/D変換器のビット数
が少ないほど顕著にでるからである。
【0015】図5は、用いられるA/D変換器のビット
数が4ビットの場合、rを1.2から1.8に変化させ
た場合のシミュレーションによる誤り率特性を示すグラ
フである。r=1.8で最もよい誤り率が得られている
ことがわかる。
【0016】前記の例では、変調波数が448波、各変
調波がQPSKされている場合について、最適点を示し
たが、変調波数の増減、変調方法に伴いrの最適点も増
減するが、一般的に用いられようとしているOFDMの
場合、上記の程度にAGCを動作すれば十分に改善効果
を期待できる。
【0017】なお、OFDM受信波の振幅変動が小さい
場合は電圧発生部20の動作を停止することもできる。
【0018】図2は他の実施例のブロック図である。図
1に示される実施例と異なるところは、図1の実施例で
は、AGC回路が受信機のAF帯で動作しているのに対
し、図2の実施例では、ベースバンドにおいてAGC回
路を動作させていることである。
【0019】図2では、図1のAGCアンプ2は除か
れ、図2の実施例ではLPF8および9とA/D変換器
10および11との間にそれぞれAGCアンプ2aおよ
び2bが設けられる。また、図1の検波回路14の代わ
りに、各A/D変換器10および11にそれぞれ検波回
路14aおよび14bが接続され、これらは、それぞれ
制御電圧発生部16aおよび16bならびに電圧加算部
18aおよび18bを介して、AGCアンプ2aおよび
2bに接続される。電圧発生部20は、それぞれ電圧加
算部18aおよび18bに所定の電圧を付加する。
【0020】この実施例においては、A/D変換器の入
力であるベースバンド信号に対し、AGCをかけること
ができるので、より正確に効果が得られることが期待さ
れる。
【0021】
【発明の効果】本発明によるOFDM復調装置では、A
/D変換器のビット数に応じて、A/D変換器への入力
電圧を、A/D変換器の入力許容電圧範囲を超えるよう
にAGC回路を制御することにより、発生確率が高い振
幅の小さい信号に対するA/D変換の分解能が上がり、
誤り率を改善することができる。これによりA/D変換
器のビット数に対する負担を軽減でき、低コスト化,回
路構成の簡素化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例のブロック図である。
【図2】本発明の他の実施例のブロック図である。
【図3】本発明によるA/D変換器の入力の波形図であ
る。
【図4】ビット数による制御電圧と検波電圧との関係を
示すグラフである。
【図5】r(A/D変換器の入力範囲に対する最大信号
振幅比)と誤り率特性とC/Nの関係を示すグラフであ
る。
【図6】従来のOFDM復調装置の一例のブロック図で
ある。
【図7】従来の復調装置のA/D変換器の入力の波形図
である。
【符号の説明】
1 周波数変換部 2 AGCアンプ 3 デバイダ 4 局部発振器 5 位相変換器 6,7 ミキサ 8,9 LPF 10,11 A/D変換器 12 FFT演算部 13 データ処理部 14 検波回路 16 制御電圧発生部 18 電圧加算部 20 電圧発生部

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも2n PSK変調(nは1以上
    の整数)された直交周波数分割多重信号を受信し、受信
    信号をベースバンド帯域に変換する回路と、ベースバン
    ドのアナログ信号をディジタル信号に変換するアナログ
    /ディジタル変換器と、アナログ/ディジタル変換器の
    入力信号レベルを調整するAGC回路と、変換されたデ
    ィジタル信号を復調する回路とを有する直交周波数分割
    多重信号復調装置において、アナログ/ディジタル変換
    器への入力信号をその入力許容電圧範囲を超えるように
    AGC回路の利得を制御する手段を有することを特徴と
    する直交周波数分割多重信号復調装置。
  2. 【請求項2】 少なくとも2n PSK変調(nは1以上
    の整数)された直交周波数分割多重信号を受信し、受信
    信号をベースバンド帯域に変換する回路と、ベースバン
    ドのアナログ信号をディジタル信号に変換するアナログ
    /ディジタル変換器と、アナログ/ディジタル変換器の
    入力信号レベルを調整するAGC回路と、変換されたデ
    ィジタル信号を復調する回路とを有する直交周波数分割
    多重信号復調装置において、AGC回路の制御電圧発生
    部とAGCアンプとの間に電圧加算部を設け、電圧加算
    部には電圧発生部を接続し、電圧加算部において制御電
    圧発生部からの電圧に電圧発生部で発生した電圧を加算
    することを特徴とする直交周波数分割多重信号復調装
    置。
  3. 【請求項3】 電圧発生部で発生され電圧加算部で加算
    される電圧は、AGCアンプに供給される電圧が、アナ
    ログ/ディジタル変換器の入力許容範囲に対する最大信
    号振幅比を、アナログ/ディジタル変換器のビット数に
    応じた所定の値にするようにAGCアンプを制御する電
    圧であることを特徴とする請求項2記載の直交周波数分
    割多重信号復調装置。
JP6019278A 1994-02-16 1994-02-16 直交周波数分割多重信号復調装置 Withdrawn JPH07226725A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6658069B1 (en) 1998-06-24 2003-12-02 Nec Corporation Automatic gain control circuit and control method therefor
KR100519273B1 (ko) * 1997-08-30 2005-11-25 엘지전자 주식회사 오에프디엠(ofdm) 수신장치
WO2011065142A1 (ja) * 2009-11-30 2011-06-03 日本電気株式会社 受信装置及び利得制御方法

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