JPH11220451A - Ofdm受信装置 - Google Patents

Ofdm受信装置

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JPH11220451A
JPH11220451A JP10019891A JP1989198A JPH11220451A JP H11220451 A JPH11220451 A JP H11220451A JP 10019891 A JP10019891 A JP 10019891A JP 1989198 A JP1989198 A JP 1989198A JP H11220451 A JPH11220451 A JP H11220451A
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隆史 関
Noboru Taga
昇 多賀
Makoto Sato
佐藤  誠
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JISEDAI DIGITAL TELEVISION HOSO SYSTEM KENKYUSHO KK
Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 位相雑音によるCPE、ICIを低減しビッ
ト誤り率の劣化を防ぐ。 【解決手段】 入力OFDM信号を、チューナ101、
局部発振器102によってIF帯に変換し、A/D変換
器103によってディジタル信号に変換し、IQ復調器
104により複素ベースバンド信号に変換した後、位相
雑音抑圧回路105にて入力信号の位相変動を検出して
その補正を行い、局部発振器102の位相雑音を抑圧す
る。その出力について、FFT回路106にて1シンボ
ル期間中の有効シンボル期間のFFT処理により各サブ
キャリアの受信データを得る。局部発振器102の位相
雑音は、FFTを行う前に位相雑音抑圧回路105で低
減されているため、FFT回路106の出力においてC
PE及びICIの両方が低減される。FFT回路106
の出力は復調回路107に入力され、各サブキャリアに
伝送されているQAM信号が復調される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、1シンボル期間が
ガード期間と有効シンボル期間から構成されるOFDM
信号を受信するOFDM受信装置に係り、特に受信信号
における位相雑音の抑圧技術に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、音声信号及び映像信号の伝送にお
いてディジタル変調方式の開発が盛んである。特に地上
ディジタル放送においては、マルチパス妨害に強い直交
周波数分割多重(以下、OFDM)変調方式が注目され
ている。以下、本発明に関連する従来の技術について説
明する。
【0003】OFDM信号は多数のサブキャリアを周波
数多重しているために位相雑音の影響を受けやすい。こ
のため、民生用の受信機においては、チューナの局部発
振器の位相雑音によるビット誤り率特性の劣化が大きな
問題となる。
【0004】位相雑音によるOFDM信号への影響には
次の2つがある。1つは、位相雑音の低域成分によって
生じるサブキャリアの位相変動である。これは、全ての
サブキャリアが同じ角度で変動することからCommon Pha
se Error(CPE)と呼ばれている。もう1つは、他の
サブキャリアの位相雑音が干渉することによりキャリア
のSNRが劣化するInter Carrier Interference(IC
I)である。これらの影響は、位相雑音のスペクトラム
とサブキャリアの間隔に大きく依存する。
【0005】位相雑音による劣化を改善する方式とし
て、「J. H. Stott ,“The DVB Terrestrial (DVB-T)
Specification and Its Implementation in A Practica
l Modem.”,IBC ,Sept. ,1996. 」において、DVB
−Tで規定されているContinual Pilot (CP)を利用
してCPEを除去する方式が示されている。図7に、こ
の文献に示された内容に基づく従来のOFDM受信装置
の構成を示す。
【0006】図7において、入力信号は、チューナ11
及び局部発振器12によってIF帯に周波数変換された
後、A/D変換器13によってディジタル信号に変換さ
れて、さらにIQ復調器14により複素ベースバンド信
号に変換される。IQ復調器14の出力はFFT回路1
5に供給される。FFT(高速フーリエ変換)回路15
は、OFDM信号の1シンボル期間の中の有効シンボル
期間(サンプル数Nu)をFFT処理(時間領域から周
波数領域に変換)する。これにより各サブキャリアキャ
リアの受信データが得られる。
【0007】ここで、局部発振器12の位相雑音の影響
により、FFT回路15の出力には、先に述べたCPE
及びICIが生じる。CPE除去回路16は各サブキャ
リアのCPEを除去する。CPE除去回路16の出力は
復調回路17に供給され、各サブキャリアに伝送されて
いるQAM信号が復調されて出力される。
【0008】上記CPE除去回路16の構成及び動作を
さらに説明する。
【0009】DVB−T規格では、複数の所定周波数の
サブキャリアに一定の振幅・位相が伝送されている。す
なわちこれがCPである。このCPはFFT回路15か
ら出力される受信データ中から分岐され、複素共役回路
19で複素共役の形式に変換された後、複素乗算器20
に供給される。この複素乗算器20には、Nu遅延回路
18を通して1シンボル前のCPの受信データが供給さ
れる。すなわち、この複素乗算器20は、同じ周波数の
CPについて、現在の受信データと1シンボル前の受信
データとの乗算を行う。この演算によりCPの前のシン
ボルからの位相変化を求めることができる。
【0010】複素乗算器20の出力は平均回路21に供
給される。この平均回路21は、複数のCPの検出結果
を平均することで雑音成分を除去する。位相検出(ta
-1)回路22は平均回路21から供給される複素信号
の位相を求める。この位相が位相雑音により生じた各サ
ブキャリアに共通の位相変動、すなわちCPEである。
位相検出回路22の出力は累積器23に供給され、検出
された位相変化が累積される。累積器23の出力はロー
テータ24に供給され、1シンボル前の信号が逆方向に
回転させられる。これによってFFT出力からCPEを
除去することができる。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、図7に
示したOFDM受信装置は、位相雑音による劣化の一つ
であるCPEを除去することができる。しかし、位相雑
音スペクトラムの低域成分が大きい場合、8Kキャリア
のOFDMのようにサブキャリアの周波数間隔が狭くな
るほどICIが急激に増加するため、従来のCPE除去
のみを行ってもビット誤り率の改善効果は少なくなる。
このような状況は、チューナの位相雑音によって生じる
だけでなく、移動受信時のドップラ効果によっても生じ
る。
【0012】本発明は、上記の問題を解決し、位相雑音
によるビット誤り率の劣化を防ぐために、CPEだけで
なくICIも抑圧することのできるOFDM受信装置を
提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は以下の特徴的手段を有する。
【0014】(1)1シンボル期間がガード期間(サン
プル数Ng)と有効シンボル期間(サンプル数Nu)か
ら構成されるOFDM(直交周波数分割多重)信号を受
信して複素ベースバンドに変換し、この複素ベースバン
ドOFDM信号からシンボルデータを復調するOFDM
受信装置において、前記複素ベースバンドOFDM信号
におけるm番目の受信シンボルのn番目(0≦n≦Ng
−1)のサンプル点の信号S(m,n) と、この信号からN
uサンプル遅れた信号S(m,n+Nu)を用いて、m番目の受
信シンボルにおけるNuサンプルあたりのキャリア位相
変化Δθ(m) を求める第1のキャリア位相変動検出手段
と、前記第1のキャリア位相変動検出手段の出力Δθ
(m) からm+1番目の受信シンボルの先頭におけるキャ
リア位相θ^(m+1,0) を求め、連続する複数シンボルの
シンボル先頭におけるキャリア位相からm番目の受信シ
ンボル内のキャリア位相θ^(m,n) を推定するキャリア
位相推定手段と、前記キャリア位相推定手段の出力を用
いてm番目の受信シンボルのS(m,n) を−θ^(m,n) だ
け回転させることにより、受信信号の位相変動を補正す
る位相変動補正手段と、前記位相変動補正手段の出力の
中の有効シンボル期間を時間領域から周波数領域の信号
に変換することにより、OFDM信号の各サブキャリア
のデータを復調する時間−周波数領域変換手段と、前記
時間−周波数領域変換手段の出力から各サブキャリアに
伝送されているシンボルデータを復調する復調手段とを
具備したことを特徴とするものである。
【0015】(2)1シンボル期間がガード期間(サン
プル数Ng)と有効シンボル期間(サンプル数Nu)か
ら構成されるOFDM(直交周波数分割多重)信号を受
信して複素ベースバンドに変換し、この複素ベースバン
ドOFDM信号からシンボルデータを復調するOFDM
受信装置において、前記複素ベースバンドOFDM信号
におけるm番目の受信シンボルのn番目(0≦n≦Ng
−1)のサンプル点の信号S(m,n) と、この信号からN
uサンプル遅れた信号S(m,n+Nu)を用いて、m番目の受
信シンボルにおけるNuサンプルあたりのキャリア位相
変化Δθ(m) を求める第1のキャリア位相変動検出手段
と、前記第1のキャリア位相変動検出手段の出力Δθ
(m) からm+1番目の受信シンボルの先頭におけるキャ
リア位相θ^(m+1,0) を求め、連続する複数シンボルの
シンボル先頭におけるキャリア位相からm番目の受信シ
ンボル内のキャリア位相θ^(m,n) を推定するキャリア
位相推定手段と、前記キャリア位相推定手段の出力を用
いてm番目の受信シンボルのS(m,n) を−θ^(m,n) だ
け回転させることにより、受信信号の位相変動を補正す
る第1の位相変動補正手段と、前記位相変動補正手段出
力の中の有効シンボル期間を時間領域から周波数領域の
信号に変換することにより、OFDM信号の各サブキャ
リアのデータを復調する時間−周波数領域変換手段と、
前記時間−周波数領域変換手段の出力を用いて、連続す
る2シンボルの時間−周波数領域変換結果C(m,k) とC
(m+1,k) (kはサブキャリア番号)から全てのサブキャ
リアに共通の位相変動Δφ(m) を検出する第2のキャリ
ア位相変動検出手段と、前記第2のキャリア位相変動検
出手段の出力を用いてC(m,k) を−Δφ(m) だけ回転さ
せることにより、全てのサブキャリアに共通の位相変動
を除去する第2の位相変動補正手段と、前記第2の位相
変動補正手段の出力から各サブキャリアに伝送されてい
るシンボルデータを復調する復調手段とを具備したこと
を特徴とするものである。
【0016】(3)(1)または(2)の構成におい
て、前記第1のキャリア位相変動検出手段は、前記複素
ベースバンドOFDM信号をNuサンプルだけ遅延させ
る遅延手段と、前記複素ベースバンドOFDM信号の複
素共役信号を求める複素共役手段と、前記遅延手段の出
力と前記複素共役手段の出力を乗算する複素乗算手段
と、前記複素乗算手段の出力の中で、m番目の受信シン
ボルのガード期間(0≦n≦Ng−1)の乗算結果をN
gサンプル以下の複数サンプルについて平均する平均手
段と、前記平均手段の出力の位相を検出する位相検出手
段とを備えることを特徴とするものである。
【0017】(4)(1)または(2)の構成におい
て、前記キャリア位相推定手段は、連続する2シンボル
のシンボル先頭におけるキャリア位相θ(m+1,0) 、θ
(m,0) からm番目の受信シンボル内のキャリア位相θ
(m,n) を推定する場合に、前記Δθ(m) をシンボル先頭
のタイミングで保持するラッチ手段と、前記ラッチ手段
の出力に係数1/Nuを乗算する乗算手段と、前記乗算
手段の出力をサンプル単位で累算する累算手段とを備え
ることを特徴とするものである。
【0018】(5)(1)または(2)の構成におい
て、前記キャリア位相推定手段は、連続するlシンボル
(l≧3)のシンボル先頭におけるキャリア位相θ(m+
1,0) 、θ(m,0) 、…θ(m-l+2,0) からm番目の受信シ
ンボル内のキャリア位相θ(m,n)を推定する場合に、前
記Δθ(m) をシンボル先頭のタイミングで保持する第1
のラッチ手段と、前記第1のラッチ手段の出力に係数
(Ng+Nu)/Nuを乗算する乗算手段と、前記乗算
手段の出力をシンボル先頭のタイミングで累算する累算
手段と、(1−l)シンボル期間の前記累積手段の出力
を保持するl−1個の第2のラッチ手段と、前記受信シ
ンボル内のサンプル位置nを示す値を発生するシンボル
カウンタと、前記累積手段の出力θ(m+1,0) と、前記
(1−l)個の第2のラッチ手段の出力θ(m,0) 、…θ
(m-l+2,0) と、前記シンボルカウンタの出力nを用い
て、m番目の受信シンボル内のキャリア位相θ(m,n) を
求める補間手段とを備えることを特徴とするものであ
る。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。
【0020】図1は本発明におけるOFDM受信装置の
一実施形態を示す図である。図1において、入力信号
は、チューナ101及び局部発振器102によってIF
帯に周波数変換された後、A/D変換器103によって
ディジタル信号に変換されて、さらにIQ復調器104
により複素ベースバンド信号に変換される。位相雑音抑
圧回路105は、IQ復調器104からの入力信号の位
相変動を検出し、これを補正することにより局部発振器
102の位相雑音を抑圧する。位相雑音抑圧回路105
の出力はFFT回路106に供給される。
【0021】FFT回路106は、OFDM信号の1シ
ンボル期間の中で有効シンボル期間(サンプル数Nu)
をFFT処理する。これにより各サブキャリアの受信デ
ータが得られる。局部発振器102の位相雑音は、FF
Tを行う前に位相雑音抑圧回路105で低減されてい
る。したがって、FFT回路106の出力においてCP
E及びICIの両方が低減される。FFT回路106の
出力は復調回路107に供給され、ここで各サブキャリ
アに伝送されているQAM信号が復調されて出力され
る。
【0022】上記位相雑音抑圧回路105の構成及び動
作をさらに説明する。
【0023】OFDM信号の1シンボルは、図2に示す
ように、ガード期間(時間Tg)と有効シンボル期間
(時間Tu)により構成される。ガード期間にはマルチ
パスによるシンボル間干渉を防ぐために有効シンボルの
一部がコピーされている。したがって、これらの同じ信
号を用いて、時間Tuの間に生じたキャリアの位相変化
を検出することができる。
【0024】m番目の受信シンボルのn番目のサンプル
点における複素ベースバンド信号をS(n,m) で表すと
き、時間Tuのキャリア位相変化を示す誤差ベクトルe
(m,n)は次式で求めることができる。
【0025】
【数1】
【0026】(1)式の演算をNu遅延回路108、複
素共役回路109、複素乗算器110により行う。次
に、ガード期間の複数の信号についてe(m,n) を平均回
路111を用いて平均することにより雑音の影響を除去
する。この平均結果をm番目の受信シンボルにおける誤
差ベクトル時間e(m) とする。例えば、ガード期間の全
ての信号の平均を求めた場合にe(m) は次式で表され
る。
【0027】
【数2】
【0028】誤差ベクトルe(m) の位相成分をm番目の
受信シンボルにおける時間Tu単位のキャリア位相変化
Δθ(m) とする。Δθ(m) は位相検出(tan-1)回路
112により次式で求められる。
【0029】
【数3】
【0030】以上により求めたTu単位のキャリア位相
変化Δθ(m) を用いて、位相推定回路113によりOF
DMシンボル内のキャリア位相θ(m,n) を推定する。次
に位相推定回路113の出力θ(m,n) を用いて、タイミ
ング調整用の遅延回路114の出力S(m,n) の位相をロ
ーテータ115により補正する。位相補正後の信号S′
(m,n) は次式で表される。
【0031】
【数4】
【0032】以上、位相雑音抑圧回路105の構成及び
動作を説明した。次に、シンボル内のキャリア位相の推
定方法を図3を参照して説明する。
【0033】図3はOFDMシンボル内のキャリア位相
変化と以下に説明する直線補間との関係を示すものであ
る。(3)式によって得られたm番目の受信シンボルに
おけるTu単位のキャリア位相変化Δθ(m) を用いて、
m+1番目の受信シンボルの先頭におけるキャリア位相
θ^(m+1,0) を次式で推定する。
【0034】
【数5】
【0035】次に、θ^(m,0) とθ^(m+1,0) から直線
補間によりθ^(m,n) を求める。
【0036】
【数6】
【0037】図4に(6)式に示した直線補間による位
相推定回路113の具体的な構成を示す。図4におい
て、ラッチ(D)回路201には、入力データとしてΔ
θ(m)、クロックとしてシンボル同期信号が供給され
る。これによりOFDMシンボルの先頭タイミングでラ
ッチ回路201にΔθ(m) が保持される。Δθ(m) は時
間Tu(サンプル数Nu)の位相変化なので、乗算器2
02で1/Nuをかけることにより1サンプルの位相変
化が求められる。乗算器203の出力を、累積器204
によりサンプル単位で累積する。以上により、(6)式
に示した直線補間によるシンボル内のキャリア位相θ
(m,n) が得られる。
【0038】尚、位相推定開始時(m=n=0のとき)
に累積器203の初期値は任意でよい。なぜなら、初期
値に応じて推定されたキャリア位相に一定のオフセット
が生じるが、これは復調回路107を構成する同期検波
回路で補正できるからである。
【0039】(6)式は、連続する2シンボルのシンボ
ル先頭のキャリア位相からシンボル内のキャリア位相を
補間する例であるが、さらに多くの位相データを用いて
補間を行うことによりキャリア位相の推定精度を向上で
きる。例えば、連続する3シンボルのシンボル先頭のキ
ャリア位相θ^(m+1,0) 、θ^(m,0) 、θ^(m-1,0)か
ら次式によりθ^(m,n) を求めることができる。
【0040】
【数7】
【0041】A(n/Ns)、B(n/Ns)、C(n/Ns)は補間多項
式であり、補間のアルゴリズムとしてはガウス補間など
の様々な方式か知られている。
【0042】図5に(7)に示した補間による位相推定
回路113の具体的な構成を示す。図5において、ラッ
チ回路301には、入力データとしてΔθ(m) 、クロッ
クとしてシンボル同期信号が供給される。これによりm
番目のOFDMシンボルの先頭タイミングで、ラッチ回
路301にΔθ(m) が保持される。Δθ(m) は時間Tu
(サンプル数Nu)の位相変化なので、乗算器302で
(Ng+Nu)/Nuをかけることにより1OFDMシ
ンボルの位相変化を求められる。
【0043】乗算器302の出力は累積器303により
シンボル単位で累積される。すなわち、累積器303の
出力は、次のシンボル先頭のキャリア位相θ(m+1,0) で
ある。また、ラッチ回路304、305の出力は、それ
ぞれθ^(m,0) 、θ^(m-1,0) である。累積器303の
出力及び、ラッチ回路304、305の出力は補間回路
306に供給される。また、シンボルカウンタ307か
らシンボル内のサンプル番号nが補間回路306に供給
される。補間回路306はθ^(m+1,0) 、θ^(m,0) 、
θ^(m-1,0) 及びnを用いてθ^(m,n) を求める。以上
により、図4の例に比べて信号処理及び回路構成は複雑
になるが、より高精度にシンボル内のキャリア位相θ^
(m,n) を求めることができる。
【0044】尚、図5の例において、位相推定開始時
(m=0のとき)に累積器303の初期値は任意でよ
い。なぜなら、初期値に応じてキャリア位相に一定のオ
フセットが生じるが、これは復調回路107を構成する
同期検波回路で補正できるからである。また、図5は3
つの位相データから補間を行う場合の例であるが、同様
の構成により、さらに多くの位相データを用いて補間が
可能であることは明らかである。
【0045】図6は本発明の他の実施形態を示す図であ
る。図6は、図1の構成に加えて、FFTの後に従来と
同様のCPE除去回路401を配置したものである。位
相雑音抑圧回路105によって、FFT回路106の前
で位相雑音を抑圧することによりCPE及びICIを減
少させて、さらにCPE除去回路401で残留したCP
Eを除去する。このCPE除去回路401は、図7に示
した回路16と同じ構成であって、Nu遅延回路40
2、複素共役回路403、複素乗算器404、平均回路
405、位相検出回路406、累積器407、ローテー
タ408からなり、その動作も図7に示した回路16と
同じである。これにより、図1の実施形態に比べで位相
雑音による劣化をさらに減少させることができる。
【0046】尚、図1及び図6の実施形態においては、
サブキャリアの変調方式がQAM方式の場合の構成を示
した。サブキャリアの変調方式がDQPSKなどの差動
変調方式の場合でも、復調回路107を構成する同期検
波回路を遅延検波回路に置き換えることにより、本発明
が適用できることは明らかである。
【0047】
【発明の効果】以上に説明したように本発明によれば、
位相雑音によるCPE及びICIの両方を減少させ、こ
れによってビット誤り率の劣化を防ぐことのできるOF
DM受信装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のOFDM受信装置の一実施形態の構
成を示すブロック図。
【図2】 同実施形態の位相雑音抑圧回路に入力される
ベースバンドOFDM信号の1シンボルのフォーマット
とその回路の処理内容を示す図。
【図3】 同実施形態の位相雑音抑圧回路において、O
FDMシンボル内のキャリア位相変化と直線補間との関
係を示す図。
【図4】 同実施形態に用いられるキャリア位相推定回
路の具体的な構成を示すブロック図。
【図5】 同実施形態に用いられるキャリア位相推定回
路の他の構成例を示すブロック図。
【図6】 本発明のOFDM受信装置の他の実施形態の
構成を示すブロック図。
【図7】 従来のOFDM受信装置の一例を示すブロッ
ク図。
【符号の説明】
101…チューナ 102…局部発振器 103…A/D変換器 104…IQ復調器 105…位相雑音抑圧回路 106…FFT回路 107…復調回路 108…Nu遅延回路 109…複素共役回路 110…複素乗算器 111…平均回路 112…位相検出回路 113…キャリア位相推定回路 114…遅延回路 115…ローテータ 401…CPE除去回路 402…Nu遅延回路 403…複素共役回路 404…複素乗算器 405…平均回路 406…位相検出回路 407…累積器 408…ローテータ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成11年1月18日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0006
【補正方法】変更
【補正内容】
【0006】図7において、入力信号は、チューナ11
及び局部発振器12によってIF帯に周波数変換された
後、A/D変換器13によってディジタル信号に変換さ
れて、さらにIQ復調器14により複素ベースバンド信
号に変換される。IQ復調器14の出力はFFT回路1
5に供給される。FFT(高速フーリエ変換)回路15
は、OFDM信号の1シンボル期間の中の有効シンボル
期間(サンプル数Nu)をFFT処理(時間領域から周
波数領域に変換)する。これにより各サブキャリアの
信データが得られる。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0014
【補正方法】変更
【補正内容】
【0014】(1)1シンボル期間がガード期間(サン
プル数Ng)と有効シンボル期間(サンプル数Nu)か
ら構成され、ガード期間に有効シンボルの後部の信号を
コピーしてなるOFDM(直交周波数分割多重)信号を
受信して複素ベースバンドに変換し、この複素ベースバ
ンドOFDM信号からシンボルデータを復調するOFD
M受信装置において、前記複素ベースバンドOFDM信
号におけるm番目の受信シンボルの、ガード期間内の
番目(0≦n≦Ng−1)のサンプル点の信号S(m,n)
と、この信号からNuサンプル遅れた有効シンボル期間
内のサンプル点の信号S(m,n+Nu)を用いて、m番目の受
信シンボルにおけるNuサンプルあたりのキャリア位相
変化Δθ(m) を求める第1のキャリア位相変動検出手
段と、前記第1のキャリア位相変動検出手段の出力Δθ
(m) とm番目の受信シンボルの先頭におけるキャリア位
相θ^(m,0) からm+1番目の受信シンボルの先頭にお
けるキャリア位相θ^(m+1,0) を推定し、少なくともm
番目とm+1番目の連続する受信シンボルの先頭におけ
るキャリア位相からm番目の受信シンボル内の全ての
キャリア位相θ^(m,n) (0≦n≦Ng+Nu−1)
推定するキャリア位相推定手段と、前記キャリア位相推
定手段の出力を用いてm番目の受信シンボルの全てのサ
ンプル点の信号S(m,n) (0≦n≦Ng+Nu−1)
それぞれ−θ^(m,n) だけ回転させることにより、受信
信号の位相変動を補正する位相変動補正手段と、前記位
相変動補正手段の出力の中の有効シンボル期間を時間領
域から周波数領域の信号に変換することにより、OFD
M信号の各サブキャリアのデータを復調する時間−周波
数領域変換手段と、前記時間−周波数領域変換手段の出
力から各サブキャリアに伝送されているシンボルデータ
を復調する復調手段とを具備したことを特徴とするもの
である。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0015
【補正方法】変更
【補正内容】
【0015】(2)少なくとも既知の位相変調方式によ
るキャリアが既知の位置に存在し、1シンボル期間がガ
ード期間(サンプル数Ng)と有効シンボル期間(サン
プル数Nu)から構成され、ガード期間に有効シンボル
の後部の信号をコピーしてなるOFDM(直交周波数分
割多重)信号を受信して複素ベースバンドに変換し、こ
の複素ベースバンドOFDM信号からシンボルデータを
復調するOFDM受信装置において、前記複素ベースバ
ンドOFDM信号におけるm番目の受信シンボルの、ガ
ード期間内のn番目(0≦n≦Ng−1)のサンプル点
の信号S(m,n)と、この信号からNuサンプル遅れた
効シンボル期間内のサンプル点の信号S(m,n+Nu)を用い
て、m番目の受信シンボルにおけるNuサンプルあたり
のキャリア位相変化分Δθ(m) を求める第1のキャリア
位相変動検出手段と、前記第1のキャリア位相変動検出
手段の出力Δθ(m) とm番目の受信シンボルの先頭にお
けるキャリア位相θ^(m,0) からm+1番目の受信シン
ボルの先頭におけるキャリア位相θ^(m+1,0)を推定
し、少なくともm番目とm+1番目の連続する受信シン
ボルの先頭におけるキャリア位相からm番目の受信シ
ンボル内の全てのキャリア位相θ^(m,n) (0≦n≦N
g+Nu−1)を推定するキャリア位相推定手段と、前
記キャリア位相推定手段の出力を用いてm番目の受信シ
ンボルの全ての サンプル点の信号S(m,n) (0≦n≦N
g+Nu−1)それぞれ−θ^(m,n)だけ回転させる
ことにより、受信信号の位相変動を補正する第1の位相
変動補正手段と、前記位相変動補正手段出力の中の有効
シンボル期間を時間領域から周波数領域の信号に変換す
ることにより、OFDM信号の各サブキャリアのデータ
を復調する時間−周波数領域変換手段と、前記時間−周
波数領域変換手段の出力のうち前記位相変調キャリア
用いて、連続する2シンボルの時間−周波数領域変換結
果C(m,k) とC(m+1,k) (kはサブキャリア番号)から
全てのサブキャリアに共通の位相変動Δφ(m) を検出す
る第2のキャリア位相変動検出手段と、前記第2のキャ
リア位相変動検出手段の出力を用いてC(m,k) を−Δφ
(m) だけ回転させることにより、全てのサブキャリアに
共通の位相変動を除去する第2の位相変動補正手段と、
前記第2の位相変動補正手段の出力から各サブキャリア
に伝送されているシンボルデータを復調する復調手段と
を具備したことを特徴とするものである。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0016
【補正方法】変更
【補正内容】
【0016】(3)(1)または(2)の構成におい
て、前記第1のキャリア位相変動検出手段は、前記複素
ベースバンドOFDM信号をNuサンプルだけ遅延させ
る遅延手段と、前記複素ベースバンドOFDM信号の複
素共役信号を求める複素共役変換手段と、前記遅延手段
の出力と前記複素共役変換手段の出力を乗算する複素乗
算手段と、前記複素乗算手段の出力の中で、m番目の受
信シンボルのガード期間内のn(0≦n≦Ng−1)個
の乗算結果のうちNgサンプル以下の複数サンプルにつ
いて平均する平均手段と、前記平均手段の出力の位
相を検出する位相検出手段とを備えることを特徴とする
ものである。
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0017
【補正方法】変更
【補正内容】
【0017】(4)(1)または(2)の構成におい
て、前記キャリア位相推定手段は、連続する2シンボル
のシンボル先頭におけるキャリア位相θ^(m+1,0) 、θ
^(m,0) からm番目の受信シンボル内の全てのキャリア
位相θ(m,n) を推定する場合に、前記キャリア位相変化
Δθ(m) をシンボル先頭のタイミングで保持するラッ
チ手段と、前記ラッチ手段の出力に係数1/Nuを乗算
する乗算手段と、前記乗算手段の出力をサンプル単位で
累積する累積手段とを備えることを特徴とするものであ
る。
【手続補正7】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0018
【補正方法】変更
【補正内容】
【0018】(5)(1)または(2)の構成におい
て、前記キャリア位相推定手段は、連続するlシンボル
(l≧3)のシンボル先頭における各キャリア位相θ^
(m+1,0) 、θ^(m,0) 、…、θ^(m-l+2,0) からm番目
の受信シンボル内の全てのキャリア位相θ^(m,n) を推
定する場合において、前記キャリア位相変化分Δθ(m)
をシンボル先頭のタイミングで保持する第1のラッチ手
段と、前記第1のラッチ手段の出力に係数(Ng+N
u)/Nuを乗算する乗算手段と、前記乗算手段の出力
をシンボル先頭のタイミングで累積する累積手段と、
(l−1)シンボル期間の前記累積手段の出力を保持す
るl−1個の第2のラッチ手段と、前記受信シンボル内
のサンプル位置を示す値nを発生するシンボルカウンタ
と、前記累積手段の出力θ^(m+1,0) と、前記(l−
1)個の第2のラッチ手段の出力θ^(m,0) 、…、θ^
(m-l+2,0) と、前記シンボルカウンタの出力nを用い
て、m番目の受信シンボル内の全てのキャリア位相θ^
(m,n) を求める補間手段とを備えることを特徴とするも
のである。
【手続補正8】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0024
【補正方法】変更
【補正内容】
【0024】m番目の受信シンボルのn番目のサンプル
点における複素ベースバンド信号をS(m,n) で表すと
き、時間Tuのキャリア位相変化を示す誤差ベクトルe
(m,n)は次式で求めることができる。
【手続補正9】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0030
【補正方法】変更
【補正内容】
【0030】以上により求めたTu単位のキャリア位相
変化Δθ(m) を用いて、位相推定回路113によりOF
DMシンボル内の全てのキャリア位相θ(m,n) の推定値
θ^(m,n) を求める。次に位相推定回路113の出力θ
^(m,n) を用いて、タイミング調整用の遅延回路114
の出力S(m,n) の位相をローテータ115により補正す
る。位相補正後の信号S′(m,n) は次式で表される。
【手続補正10】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0031
【補正方法】変更
【補正内容】
【0031】 S'(m,n) = S(m,n)・exp[-jθ^(m,n)] …(4)
【手続補正11】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0034
【補正方法】変更
【補正内容】
【0034】 θ^(m+1,0) = θ^(m,0) + (Ns/Nu)・Δθ(m) …(5) Ns : 1シンボル期間のサンプル数
【手続補正12】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0036
【補正方法】変更
【補正内容】
【0036】 θ^(m,n) = (1-n/Ns)・θ^(m,0) + (n/Ns)・θ^(m+1,0) = θ^(m,0) + (n/Nu)・Δθ(m) …(6)
【手続補正13】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0040
【補正方法】変更
【補正内容】
【0040】 θ^(m,n) = A(n/Ns)・θ^(m+1,0) + B(n/Ns)・θ^(m,0) + C(n/Ns)・θ^(m-1,0) …(7)
【手続補正14】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0043
【補正方法】変更
【補正内容】
【0043】乗算器302の出力は累積器303により
シンボル単位で累積される。すなわち、累積器303の
出力は、次のシンボル先頭のキャリア位相θ^(m+1,0)
である。また、ラッチ回路304、305の出力は、そ
れぞれθ^(m,0) 、θ^(m-1,0) である。累積器303
の出力及び、ラッチ回路304、305の出力は補間回
路306に供給される。また、シンボルカウンタ307
からシンボル内のサンプル番号nが補間回路306に供
給される。補間回路306はθ^(m+1,0) 、θ^(m,0)
、 θ^(m-1,0) 及びnを用いてθ^(m,n) を求める。
以上により、図4の例に比べて信号処理及び回路構成は
複雑になるが、より高精度にシンボル内のキャリア位相
θ^(m,n) を求めることができる。
フロントページの続き (72)発明者 多賀 昇 神奈川県横浜市磯子区新杉田町8番地 株 式会社東芝マルチメディア技術研究所内 (72)発明者 佐藤 誠 神奈川県横浜市磯子区新杉田町8番地 株 式会社東芝マルチメディア技術研究所内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】1シンボル期間がガード期間(サンプル数
    Ng)と有効シンボル期間(サンプル数Nu)から構成
    されるOFDM(直交周波数分割多重)信号を受信して
    複素ベースバンドに変換し、この複素ベースバンドOF
    DM信号からシンボルデータを復調するOFDM受信装
    置において、 前記複素ベースバンドOFDM信号におけるm番目の受
    信シンボルのn番目(0≦n≦Ng−1)のサンプル点
    の信号S(m,n) と、この信号からNuサンプル遅れた信
    号S(m,n+Nu)を用いて、m番目の受信シンボルにおける
    Nuサンプルあたりのキャリア位相変化Δθ(m) を求め
    る第1のキャリア位相変動検出手段と、 前記第1のキャリア位相変動検出手段の出力Δθ(m) か
    らm+1番目の受信シンボルの先頭におけるキャリア位
    相θ^(m+1,0) を求め、連続する複数シンボルのシンボ
    ル先頭におけるキャリア位相からm番目の受信シンボル
    内のキャリア位相θ^(m,n) を推定するキャリア位相推
    定手段と、 前記キャリア位相推定手段の出力を用いてm番目の受信
    シンボルのS(m,n) を−θ^(m,n) だけ回転させること
    により、受信信号の位相変動を補正する位相変動補正手
    段と、 前記位相変動補正手段の出力の中の有効シンボル期間を
    時間領域から周波数領域の信号に変換することにより、
    OFDM信号の各サブキャリアのデータを復調する時間
    −周波数領域変換手段と、 前記時間−周波数領域変換手段の出力から各サブキャリ
    アに伝送されているシンボルデータを復調する復調手段
    とを具備したことを特徴とするOFDM受信装置。
  2. 【請求項2】1シンボル期間がガード期間(サンプル数
    Ng)と有効シンボル期間(サンプル数Nu)から構成
    されるOFDM(直交周波数分割多重)信号を受信して
    複素ベースバンドに変換し、この複素ベースバンドOF
    DM信号からシンボルデータを復調するOFDM受信装
    置において、 前記複素ベースバンドOFDM信号におけるm番目の受
    信シンボルのn番目(0≦n≦Ng−1)のサンプル点
    の信号S(m,n) と、この信号からNuサンプル遅れた信
    号S(m,n+Nu)を用いて、m番目の受信シンボルにおける
    Nuサンプルあたりのキャリア位相変化Δθ(m) を求め
    る第1のキャリア位相変動検出手段と、前記第1のキャ
    リア位相変動検出手段の出力Δθ(m) からm+1番目の
    受信シンボルの先頭におけるキャリア位相θ^(m+1,0)
    を求め、連続する複数シンボルのシンボル先頭における
    キャリア位相からm番目の受信シンボル内のキャリア位
    相θ^(m,n) を推定するキャリア位相推定手段と、 前記キャリア位相推定手段の出力を用いてm番目の受信
    シンボルのS(m,n) を−θ^(m,n) だけ回転させること
    により、受信信号の位相変動を補正する第1の位相変動
    補正手段と、 前記位相変動補正手段出力の中の有効シンボル期間を時
    間領域から周波数領域の信号に変換することにより、O
    FDM信号の各サブキャリアのデータを復調する時間−
    周波数領域変換手段と、 前記時間−周波数領域変換手段の出力を用いて、連続す
    る2シンボルの時間−周波数領域変換結果C(m,k) とC
    (m+1,k) (kはサブキャリア番号)から全てのサブキャ
    リアに共通の位相変動Δφ(m) を検出する第2のキャリ
    ア位相変動検出手段と、 前記第2のキャリア位相変動検出手段の出力を用いてC
    (m,k) を−Δφ(m) だけ回転させることにより、全ての
    サブキャリアに共通の位相変動を除去する第2の位相変
    動補正手段と、 前記第2の位相変動補正手段の出力から各サブキャリア
    に伝送されているシンボルデータを復調する復調手段と
    を具備したことを特徴とするOFDM受信装置。
  3. 【請求項3】前記第1のキャリア位相変動検出手段は、 前記複素ベースバンドOFDM信号をNuサンプルだけ
    遅延させる遅延手段と、 前記複素ベースバンドOFDM信号の複素共役信号を求
    める複素共役手段と、 前記遅延手段の出力と前記複素共役手段の出力を乗算す
    る複素乗算手段と、 前記複素乗算手段の出力の中で、m番目の受信シンボル
    のガード期間(0≦n≦Ng−1)の乗算結果をNgサ
    ンプル以下の複数サンプルについて平均する平均手段
    と、 前記平均手段の出力の位相を検出する位相検出手段とを
    備えることを特徴とする請求項1、2のいずれかに記載
    のOFDM受信装置。
  4. 【請求項4】前記キャリア位相推定手段は、連続する2
    シンボルのシンボル先頭におけるキャリア位相θ(m+1,
    0) 、θ(m,0) からm番目の受信シンボル内のキャリア
    位相θ(m,n) を推定する場合において、 前記Δθ(m) をシンボル先頭のタイミングで保持するラ
    ッチ手段と、 前記ラッチ手段の出力に係数1/Nuを乗算する乗算手
    段と、 前記乗算手段の出力をサンプル単位で累算する累算手段
    とを備えることを特徴とする請求項1、2のいずれかに
    記載のOFDM受信装置。
  5. 【請求項5】前記キャリア位相推定手段は、連続するl
    シンボル(l≧3)のシンボル先頭におけるキャリア位
    相θ(m+1,0) 、θ(m,0) 、…θ(m-l+2,0) からm番目の
    受信シンボル内のキャリア位相θ(m,n) を推定する場合
    において、 前記Δθ(m) をシンボル先頭のタイミングで保持する第
    1のラッチ手段と、 前記第1のラッチ手段の出力に係数(Ng+Nu)/N
    uを乗算する乗算手段と、 前記乗算手段の出力をシンボル先頭のタイミングで累算
    する累算手段と、 (1−l)シンボル期間の前記累積手段の出力を保持す
    るl−1個の第2のラッチ手段と、 前記受信シンボル内のサンプル位置nを示す値を発生す
    るシンボルカウンタと、 前記累積手段の出力θ(m+1,0) と、前記(1−l)個の
    第2のラッチ手段の出力θ(m,0) 、…θ(m-l+2,0) と、
    前記シンボルカウンタの出力nを用いて、m番目の受信
    シンボル内のキャリア位相θ(m,n) を求める補間手段と
    を備えることを特徴とする請求項1、2のいずれかに記
    載のOFDM受信装置。
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