JPH0918444A - Ofdm波変調装置及びその復調装置 - Google Patents
Ofdm波変調装置及びその復調装置Info
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- H04L27/00—Modulated-carrier systems
- H04L27/26—Systems using multi-frequency codes
- H04L27/2601—Multicarrier modulation systems
- H04L27/2614—Peak power aspects
- H04L27/2623—Reduction thereof by clipping
- H04L27/2624—Reduction thereof by clipping by soft clipping
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
Abstract
からピークを検出し、そのピークを抑制すると共に、ピ
ーク抑制情報を伝送情報に重畳して伝送する。 【構成】 IDFT演算回路1と、伝送情報に対する周
波数割り当てを行い、IDFT演算結果から所定値以上
のピークを検出するピーク検出回路2を具備し、ピーク
が検出されなかった場合、演算結果をそのまま次段へと
送信し、所定値以上のピークが検出されたならば、その
ピーク値より、ピーク打ち消し回路4により、ピーク打
ち消し信号のレベルを決定し、そのピークに対する発生
箇所及びピーク打ち消し信号のレベル情報を、特定のキ
ャリアに付加し、再度伝送情報とともにIDFT演算
し、その演算結果に対してピーク発生箇所にピークと異
符号を有するピーク打ち消し信号を重畳して送信する。
Description
変調されたデジタル情報信号を、複数の搬送波を用いて
伝送するOFDMの変調方式及びその復調方式に関す
る。
いてデジタル情報を伝送する、周波数分割多重のデジタ
ル変調方式(Orthogonal Frequency Division Mltiplex
ing 変調方式)であり、マルチパスに強く、他の伝送系
に妨害を与えにくく、妨害を受けにくい、周波数利用効
率が比較的高い等の特徴を有しており、近年、移動体デ
ジタル音声放送やデジタルテレビジョン放送に適した変
調方式として注目を集めている。
ることが出来る。このFFT回路実装化技術の進歩によ
りOFDMの伝送が現実のものになりつつある。しか
し、まだOFDM伝送のシステムが普及しておらず、し
たがって、OFDM波のピークを削減するOFDM波変
調装置及びその復調装置は公表されていない。
伝送情報を複数の搬送波に振り分け、各々デジタル変調
された搬送波を重畳したものを伝送する方式であるた
め、ピークを発生する可能性がある。例えば、256 本の
キャリアを使用する場合、あるポイントで、全てのキャ
リアの位相が揃った場合、1 本のキャリアで送信すべき
電力の256 の2乗倍もの伝送電力を必要とする。
ナミックレンジとともに、アナログ系の増幅段の線系性
が要求されることになる。換言すると、その分1本あた
りのS/N比が低下してしまうし、これらの条件が十分
に満たされていないとビットエラーレートの劣化につな
がる。また、ピークの発生確率が非常に低いため、この
ピーク値に合わせて、電気系の回路を設計すると、装置
全体のコストアップとなってしまい、現実的でない。よ
って、OFDM送信波生成において、ピーク値を抑制す
ることが、重要な課題となる。
ボル以上蓄積可能な出力バッファ回路を有し、入力され
た伝送情報データをIDFT演算し、演算結果のI信
号、Q信号のいずれかにおいて、所定値以上の値が発生
しているかを検査し、所定値以上のピークが検出されな
かった場合は、演算結果を出力バッファ回路に蓄積し、
次のシンボル列をIDFT演算部へ送る。
請求項3、請求項4で述べたような方法で、ピーク打ち
消し信号のレベルを決定し、そのレベルとピーク発生箇
所の情報を特定キャリアに付加し、再度IDFT演算を
行ない、演算結果において、ピーク発生箇所にピーク打
ち消し信号を付加し、ピークを抑制する。このとき請求
項2で述べたような伝送情報エネルギ占有率制御を行な
う。
キャリアを調べ、ピーク抑制がなされているかどうかを
確認し、ピークが抑制されていないならば、演算結果を
そのまま次段へと送り、ピーク抑制がなされているなら
ば、特定キャリアのピーク情報をもとに、受信した時系
列の信号に対して、ピーク抑制箇所にピーク打ち消し信
号を、ピークを再生出来るように加え、再度DFT演算
し伝送情報を復号する。
について、例えば、AがBの2倍以上の速度であれば、
1 回のシンボル伝送時間で2回のIDFT演算が可能で
あるため、毎シンボルに発生するピークを抑制すること
が出来る。しかし、これはIDFTの速度性能とコスト
の面から妥当ではない。そこで、50シンボルに1 回程度
発生するようなピーク値を抑制することを想定したなら
ば、AはBより多少速い速度であればよいわけである。
また、演算結果後の出力バッファ回路に10シンボル程度
の蓄積量があれば、さらに時間的余裕が確保出来る。
ピーク値より、ピーク打ち消し信号のレベルを決定し、
そのピークに対する発生箇所及びピーク打ち消し信号の
レベル情報をIDFT演算回路に供給することにより、
OFDM波のピークを抑制することが可能となる。ピー
クを所定値以下に抑えることが出来るため、ピーク抑制
された信号に対してリミッタを設定することにより、O
FDM波のS/Nが改善され、信頼性の向上が図れる。
の所定値を決定出来る。処理速度が速ければ所定値を低
めにし、高い確率で発生するピークを抑制することが出
来る。所定値を下げることによって、ピーク値が複数個
発生する確率が高くなるが、伝送情報のエネルギ占有率
が所定値以上であれば、複数のピークを抑制して伝送す
ることが可能である。簡単なハードウェアで実現出来る
ため、安価な電気系で装置全体を構成出来る。
復調装置の一実施例の装置全体について説明する。256
本のキャリアを用いて伝送情報を送信する。アナログ回
路でのフィルタの設計を容易にするため、2倍オーバサ
ンプリングを使用し、512 ポイントのIDFT演算を行
ない、OFDM波を生成する。各キャリアの変調には 2
56QAMを用い、1 キャリアに対して8ビットの情報、
つまり、リアルとイマジナリにそれぞれ4ビットずつを
印加する。また1 シンボル内には、伝送情報データの他
に、キャリブレーション用の基準データ、同期データ、
そしてピーク情報データを挿入する。
り当ては、IDFTウィンドウにおいて、周波数の低い
方から順に番号をつけると次のようになる。 n= 0 〜128 送信すべき情報伝送信号が与えられる。 n=129〜383 キャリアレベルを0 とし、信号を発生さ
せない。 n=384〜511 送信すべき情報伝送信号が与えられる。
施例について、図と共に以下に説明する。図1はOFD
M波変調装置の一実施例のブロック図である。伝送情報
データの入力信号がIDFT演算回路1に供給され、こ
のIDFT演算回路1により、IDFT演算を行なう。
IDFT演算回路1の出力信号が供給されピーク検出回
路2によって、演算結果からピーク検出を行なう。
ファ回路3とピーク打ち消し回路4とに夫々供給され
る。ピーク検出の際の所定値Paは、理論ピーク(IDFT
演算において理論的に発生する最大値) の1/8 とし、Pa
以上のピーク値が検出されない場合は、出力バッファ回
路3へ演算結果を供給する。ピーク検出の際の所定値Pa
より大きなピークPbが検出されたときは、ピーク打ち消
し回路4によってピーク打ち消し処理がなされる。
である。 1.ピーク所定値Paと発生したピークPbから、ピーク打ち
消し信号のレベルRを決定する。 2.ピーク打ち消し情報を12ビットで表現し、周波数系列
上の特定の2キャリアに、それらの情報を64QAMで付
加する。すなわち、リアルとイマジナリに3ビットずつ
付加するものである。これは、復元の際、鍵となるこれ
らの情報の信頼性を高めるためである。
もに再度IDFT演算を行なう。 4. IDFT演算後の時系列において、ピーク発生箇所
に、ピークと異符号を有する打ち消し信号のレベルRを
加え、ピークを抑制する。
程度以下に抑えることが要求される。そこで、ピークを
抑制されたOFDM波信号において、帯域外ノイズに対
する伝送情報のエネルギ占有率を、伝送情報エネルギ占
有率制御回路5において求め、十分な余裕を確保して、
その値が99.5%以上であれば、OFDM波は出力バッフ
ァ回路3に供給される。その値が 99.5 %以下であれ
ば、ピーク打ち消し信号のレベルを小さくし、上記のピ
ーク検出回路2へ戻り、占有率が99.5%以上になるまで
繰り返す。
め、IDFT演算後の時系列におけるOFDM波にピー
ク打ち消し信号を加え、ピークを抑制することによっ
て、周波数割当でキャリアレベル0 として信号を発生さ
せない周波数系列上のn=129 〜383 に微小信号が生じ
る。つまり、伝送帯域外ノイズが発生する。これを所定
値以下に保つため、帯域外ノイズに対する伝送情報のエ
ネルギ占有率を、伝送情報エネルギ占有率制御回路5に
おいて求める。
を、以下に説明する。 1. ピークを抑制された時系列のOFDM波信号の2乗
和とることにより、伝送帯域内及び伝送帯域外における
総エネルギEaを求める。 2. ピークを抑制された時系列のOFDM波信号をDF
T演算する。 3. 演算結果の周波数系列上n=129 〜383 にレベル0を
印加する。 4. この周波数系列のIDFT演算を行なう。 5. 上記 1. と同様にして、演算結果の時系列での2乗
和より、エネルギEbを求める。 6. (Eb/Ea)*100により、伝送帯域外ノイズに対する伝送
情報エネルギの占有率を求める
消し信号決定の方法について、以下に説明する。打ち消
し信号レベルに関する情報に、例えば2ビットを割り当
て、4つの信号を表現出来るものとする。
信号を設定しておく。R0はレベル0であり、R1〜3 は異
なるレベルを有する。R0はピーク抑制を行なわないこと
を示す。ピーク所定値Paと発生したピークPbとの差を求
め、その値を包含する最小の値、それが不可能なら最も
近い値を有するものをRnから選択し、それをピーク打ち
消し信号とする。
ピーク打ち消し信号決定の方法について説明する。打ち
消し信号のレベルに関する情報に、2ビットを割り当
て、4種類の信号を表現出来るものとする。発生したピ
ークがPbのとき、数1のように設定する。
て、ピーク打ち消し信号のレベルを生成するわけであ
る。R0はピーク抑制を行なわないことを示す。ピーク所
定値Paと発生したピークPbとの差を求め、その値を包含
する最小の値、それが不可能なら最も近い値を有するも
のをRnから選択し、それをピーク打ち消し信号とする。
調装置の一実施例について、図と共に以下に説明する。
図2に示すように、受信し直交復調されたOFDM波の
信号を、DFT演算回路6によりDFT演算を行なう。
って、特定キャリアに付加されたピーク打ち消し情報を
調べ、ピーク抑制の有無を検出し( 具体的にはピーク打
ち消し信号のレベルを抽出し、レベル0であるならば、
ピーク抑制されていないということである。) 、ピーク
抑制がなされていないならば、演算結果を次段のQAM
復号回路8に供給する。ピーク抑制されているならば、
伝送情報復元回路9において、下記の方法でOFDMの
伝送情報を復号する。
消し情報より、ピーク発生箇所とピーク打ち消し信号の
レベルを検出する。 2. DFT演算前の時系列のOFDM波形において、ピ
ーク発生箇所に、そのポイントに存在する信号と同符号
にしてピーク打ち消し信号を加え、OFDM波のピーク
を再生する。 3. 再度、DFT演算しOFDMの伝送情報を復元す
る。そして、復元された伝送情報を次段のQAM復号回
路8に供給して、OFDM波の復調を行なう。
え、検出されたピークを打ち消し、その情報を伝送情報
とともに送信することによって、低い確率で発生するピ
ークを抑制することが出来、これは簡単なハードウェア
で実現出来る。また、OFDM波変調過程におけるピー
ク情報付加に際し、IDFT演算をシリーズに行なう
が、ピーク所定値により、必要な処理能力を変えること
が出来、従って、安価な、電気系、IDFT演算部で、
装置全体を構成出来、しかも、D/A、A/Dのダイナ
ミックレンジ及び増幅器の効率的な動作により、OFD
M波のS/Nを改善出来、信頼性を向上させることが出
来る。ピーク所定値によって、OFDM波のS/Nを制
御することが出来る。
ック図である。
ック図である。
Claims (5)
- 【請求項1】伝送情報に対する周波数割り当てを行なう
IDFT演算回路と、前記IDFT演算回路のIDFT
演算結果から所定値以上のピークを検出するピーク検出
回路と、ピークが検出されなかった場合に演算結果をそ
のまま次段へと送信し、所定値以上のピークが検出され
たならば、そのピーク値より、ピーク打ち消し信号のレ
ベルを決定し、そのピークに対する発生箇所及びピーク
打ち消し信号のレベル情報を前記IDFT演算回路に供
給するピーク打ち消し回路とを具備したことを特徴とす
るOFDM波変調装置。 - 【請求項2】前記請求項1に記載のOFDM波変調装置
において、ピーク打ち消し信号付加により、ピークを抑
制することによって発生する伝送帯域外のノイズに対す
る、伝送情報のエネルギ占有率を求め、所定値以下であ
るならばピーク打ち消し信号のレベルを小さくし、前記
伝送情報のエネルギ占有率を所定値以上に保持するエネ
ルギ占有率制御回路を具備したことを特徴とするOFD
M波変調装置。 - 【請求項3】前記請求項1に記載のOFDM波変調装置
において、異なる大きさを持つ複数の信号列を用意し、
検出されたピークとピーク検出の際の所定値との差を求
め、その値を包含出来る最低の大きさを有する信号を、
包含出来ない場合は最も近い値を有する信号を、用意さ
れた信号列から選択し、それをピーク打ち消し信号とす
るピーク打ち消し回路を具備したことを特徴とするOF
DM変調装置。 - 【請求項4】前記請求項1に記載のOFDM波変調装置
において、検出されたピークをPとするとき、P*(1-1/
N) で表される式において、Nを1 〜n としたときに得
られる複数の信号列を用意し、検出されたピークとピー
ク検出の際の所定値との差を求め、その値を包含出来る
最低の大きさを有する信号を、包含出来ない場合は最も
近い値を有する信号を、用意された信号列から選択し
て、ピーク打ち消し信号とするピーク打ち消し回路を具
備したことを特徴とするOFDM変調装置。 - 【請求項5】受信し直交復調された信号をDFT演算す
るDFT演算回路と、特定キャリアよりピーク打ち消し
情報を抽出し、ピーク発生箇所にピーク打ち消し信号
を、そのポイントに存在する信号に対して同符号を有す
るようにして加えるピーク抑制検出回路と、前記ピーク
抑制検出回路の出力信号が供給され、伝送情報復元され
た信号を前記DFT演算回路に供給する伝送情報復元回
路と、前記ピーク抑制検出回路の出力信号が供給され、
伝送情報を復号する復号回路とを具備したことを特徴と
するOFDM波復調装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18808695A JP3517853B2 (ja) | 1995-06-30 | 1995-06-30 | Ofdm波変調装置及びその復調装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP18808695A JP3517853B2 (ja) | 1995-06-30 | 1995-06-30 | Ofdm波変調装置及びその復調装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH0918444A true JPH0918444A (ja) | 1997-01-17 |
JP3517853B2 JP3517853B2 (ja) | 2004-04-12 |
Family
ID=16217464
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP18808695A Expired - Fee Related JP3517853B2 (ja) | 1995-06-30 | 1995-06-30 | Ofdm波変調装置及びその復調装置 |
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-
1995
- 1995-06-30 JP JP18808695A patent/JP3517853B2/ja not_active Expired - Fee Related
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