JPWO2005109711A1 - Ofdm受信装置及びofdm受信方法 - Google Patents
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Abstract
Description
18 FFT部(高速フーリエ変換部)
20 復調部
24 伝送路特性算出部
26 補間部
32,532,632 軟判定部
42 電力算出部
44 平均算出部
50,150,650 妨害算出部
60,560,660 キャリア品質算出部
70,270,370,470 雑音電力算出部
80,380 雑音電力候補算出部
図1は、本発明の第1の実施形態に係るOFDM受信装置の構成例を示すブロック図である。図1のOFDM受信装置は、チューナ12と、A/D変換部13と、利得制御部としてのAGC制御部14と、直交検波部16と、FFT部(高速フーリエ変換部)18と、復調部20と、軟判定部32と、誤り訂正部34と、情報源復号部36と、出力部37,38と、電力算出部42と、平均算出部44と、妨害算出部50と、キャリア品質算出部60とを備えている。
Y(ωp,s)=H(ωp,s)X(ωp,s)+I(ωp,s)…(1)
として受信される。ここで、H(ωp,s)は、キャリアインデックスωpのパイロットキャリアに作用する伝送路特性であり、I(ωp,s)は、このパイロットキャリアに重畳する雑音等の、OFDM信号に無相関な妨害であり、それぞれ複素信号の形式(ベクトル)で表される。
He(ωp,s)=Y(ωp,s)/X(ωp,s)
=H(ωp,s)+I’(ωp,s)…(2)
で求められる。ここで、
I’(ωp,s)=I(ωp,s)/X(ωp,s)…(3)
である。
He(ωp,s+4)=Y(ωp,s+4)/X(ωp,s+4)
=H(ωp,s+4)+I’(ωp,s+4)…(4)
(I’(ωp,s+4)=I(ωp,s+4)/X(ωp,s+4))
となる。
ΔHe(ωp,s)
=He(ωp,s+4)−He(ωp,s)
=H(ωp,s+4)+I’(ωp,s+4)
−{H(ωp,s)+I’(ωp,s)}…(5)
となる。
ΔHe(ωp,s)
=I’(ωp,s+4)−I’(ωp,s)
={I(ωp,s+4)−I(ωp,s)}/X(ωp,s)…(6)
となる。ここでX(ωp,s)は一定値であるので、差分ベクトルΔHe(ωp,s)として、パイロットキャリアに対する妨害のベクトルの線形和が求められることになる。
OFDM信号を受信、復調する場合に、受信信号に重畳する雑音の量を検出して、チューナの出力信号の利得の制御に利用することがある。本実施形態では、受信信号に重畳する雑音の電力値を検出するようにしたOFDM受信装置について説明する。
ΔHe1(ωp,s)
=H(ωp,s+4)+I’(ωp,s+4)
−{H(ωp,s)+I’(ωp,s)}…(7)
である。同様に、He(ωp,s+8)とHe(ωp,s+4)との差分としてΔHe2(ωp,s)を求めると、
ΔHe2(ωp,s)
=H(ωp,s+8)+I’(ωp,s+8)
−{H(ωp,s+4)+I’(ωp,s+4)}…(8)
である。
ΔΔHe(ωp,s)
={(H(ωp,s+8)−H(ωp,s+4))
−(H(ωp,s+4)−H(ωp,s))}
+{(I’(ωp,s+8)−I’(ωp,s+4))
−(I’(ωp,s+4)−I’(ωp,s))}…(9)
のようになる。
H(ωp,s+4)−H(ωp,s)≒H(ωp,s+8)−H(ωp,s+4)
である場合には、ΔΔHe(ωp,s)には、次式、
ΔΔHe(ωp,s)
≒(I’(ωp,s+8)−I’(ωp,s+4))
−(I’(ωp,s+4)−I’(ωp,s))…(10)
のように妨害の項だけが残り、ΔΔHe(ωp,s)の大きさは妨害の大きさと高い相関を持つことがわかる。
受信したOFDM信号を復調・誤り訂正する場合に、復調した各キャリアの信頼性を推定し、その情報を用いて復調信号の軟判定(デマッピング)を行う場合がある。伝送路においてマルチパス妨害や特定キャリア妨害等の周波数選択性の妨害が発生した場合であっても、これらの妨害を受けたキャリアの位置と妨害の影響の度合いを、これらのキャリアの信頼性として適切に検出し、その情報に基づいて復調信号の軟判定を行うことにより、妨害環境下での誤り訂正の能力が大きく向上する。
図1は、本発明の第1の実施形態に係るOFDM受信装置の構成例を示すブロック図である。図1のOFDM受信装置は、チューナ12と、A/D変換部13と、利得制御部としてのAGC制御部14と、直交検波部16と、FFT部(高速フーリエ変換部)18と、復調部20と、軟判定部32と、誤り訂正部34と、情報源復号部36と、出力部37,38と、電力算出部42と、平均算出部44と、妨害算出部50と、キャリア品質算出部60とを備えている。
Y(ωp,s)=H(ωp,s)X(ωp,s)+I(ωp,s) …(1)
として受信される。ここで、H(ωp,s)は、キャリアインデックスωpのパイロットキャリアに作用する伝送路特性であり、I(ωp,s)は、このパイロットキャリアに重畳する雑音等の、OFDM信号に無相関な妨害であり、それぞれ複素信号の形式(ベクトル)で表される。
He(ωp,s)=Y(ωp,s)/X(ωp,s)
=H(ωp,s)+I’(ωp,s) …(2)
で求められる。ここで、
I’(ωp,s)=I(ωp,s)/X(ωp,s) …(3)
である。
He(ωp,s+4)=Y(ωp,s+4)/X(ωp,s+4)
=H(ωp,s+4)+I’(ωp,s+4) …(4)
(I’(ωp,s+4)=I(ωp,s+4)/X(ωp,s+4))
となる。
ΔHe(ωp,s)
=He(ωp,s+4)−He(ωp,s)
=H(ωp,s+4)+I’(ωp,s+4)
−{H(ωp,s)+I’(ωp,s)} …(5)
となる。
ΔHe(ωp,s)
=I’(ωp,s+4)−I’(ωp,s)
={I(ωp,s+4)−I(ωp,s)}/X(ωp,s) …(6)
となる。ここでX(ωp,s)は一定値であるので、差分ベクトルΔHe(ωp,s)として、パイロットキャリアに対する妨害のベクトルの線形和が求められることになる。
OFDM信号を受信、復調する場合に、受信信号に重畳する雑音の量を検出して、チューナの出力信号の利得の制御に利用することがある。本実施形態では、受信信号に重畳する雑音の電力値を検出するようにしたOFDM受信装置について説明する。
ΔHe1(ωp,s)
=H(ωp,s+4)+I’(ωp,s+4)
−{H(ωp,s)+I’(ωp,s)} …(7)
である。同様に、He(ωp,s+8)とHe(ωp,s+4)との差分としてΔHe2(ωp,s)を求めると、
ΔHe2(ωp,s)
=H(ωp,s+8)+I’(ωp,s+8)
−{H(ωp,s+4)+I’(ωp,s+4)} …(8)
である。
ΔΔHe(ωp,s)
={(H(ωp,s+8)−H(ωp,s+4))
−(H(ωp,s+4)−H(ωp,s))}
+{(I’(ωp,s+8)−I’(ωp,s+4))
−(I’(ωp,s+4)−I’(ωp,s))} …(9)
のようになる。
H(ωp,s+4)−H(ωp,s)≒H(ωp,s+8)−H(ωp,s+4)
である場合には、ΔΔHe(ωp,s)には、次式、
ΔΔHe(ωp,s)
≒(I’(ωp,s+8)−I’(ωp,s+4))
−(I’(ωp,s+4)−I’(ωp,s)) …(10)
のように妨害の項だけが残り、ΔΔHe(ωp,s)の大きさは妨害の大きさと高い相関を持つことがわかる。
受信したOFDM信号を復調・誤り訂正する場合に、復調した各キャリアの信頼性を推定し、その情報を用いて復調信号の軟判定(デマッピング)を行う場合がある。伝送路においてマルチパス妨害や特定キャリア妨害等の周波数選択性の妨害が発生した場合であっても、これらの妨害を受けたキャリアの位置と妨害の影響の度合いを、これらのキャリアの信頼性として適切に検出し、その情報に基づいて復調信号の軟判定を行うことにより、妨害環境下での誤り訂正の能力が大きく向上する。
18 FFT部(高速フーリエ変換部)
20 復調部
24 伝送路特性算出部
26 補間部
32,532,632 軟判定部
42 電力算出部
44 平均算出部
50,150,650 妨害算出部
60,560,660 キャリア品質算出部
70,270,370,470 雑音電力算出部
80,380 雑音電力候補算出部
Claims (16)
- 所定のシンボル間隔で挿入されるパイロット信号を伝送するキャリアを含む、複数のキャリアから構成されるOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing:直交周波数分割多重)信号を受信し復調するOFDM受信装置であって、
受信されたOFDM信号を周波数領域のOFDM信号に変換して出力する高速フーリエ変換部と、
前記周波数領域のOFDM信号から、前記パイロット信号を伝送するキャリアに対する伝送路特性を求める伝送路特性算出部と、
前記パイロット信号を伝送するキャリアに対する伝送路特性を補間して、得られた結果を出力する補間部と、
前記補間部で得られた補間後の伝送路特性の大きさの2乗を、その伝送路特性に対応するキャリアごとにキャリア電力として算出する電力算出部と、
前記受信されたOFDM信号に対する妨害の影響度合いを、前記補間後の伝送路特性に対応するキャリアごとに妨害電力として算出する妨害算出部と、
前記電力算出部で求められたキャリア電力と、これに対応する、前記妨害算出部で求められた妨害電力との比を、キャリアごとに算出するキャリア品質算出部と
を備えるOFDM受信装置。 - 請求項1に記載のOFDM受信装置において、
前記キャリア品質算出部は、
前記電力算出部で求められたキャリア電力を第1の対数値に変換し、前記妨害算出部で求められた妨害電力を第2の対数値に変換し、前記第1の対数値と前記第2の対数値との間の差分値を求め、前記求められた差分値を、前記電力算出部で求められたキャリア電力と前記妨害算出部で求められた妨害電力との比として出力するものである
ことを特徴とするOFDM受信装置。 - 請求項1に記載のOFDM受信装置において、
前記キャリア品質算出部で求められた比を、複数のキャリアについて平均し、得られた結果を、前記受信されたOFDM信号の信号品質値として出力する平均算出部を更に備える
ことを特徴とするOFDM受信装置。 - 請求項1に記載のOFDM受信装置において、
前記妨害算出部は、
前記パイロット信号を伝送するキャリアについて、前記所定のシンボル間隔を隔てて隣接するパイロット信号に対する伝送路特性の間の差分値を算出し、前記差分値のそれぞれの大きさの2乗を求めて、時間軸方向、又は時間軸方向及び周波数軸方向の両方に補間し、得られた結果を前記妨害電力として出力するものである
ことを特徴とするOFDM受信装置。 - 請求項1に記載のOFDM受信装置において、
前記妨害算出部は、
前記周波数領域のOFDM信号が等化されて得られた復調信号を硬判定し、前記復調信号の信号点と、これを硬判定して得られた基準信号点との間の距離に応じた値を求め、それぞれのキャリアについて時間軸方向に積分し、得られた結果を前記妨害電力として出力するものである
ことを特徴とするOFDM受信装置。 - 請求項1に記載のOFDM受信装置において、
前記妨害算出部は、
前記パイロット信号を伝送するキャリアについて、第1のパイロット信号に対する伝送路特性と前記第1のパイロット信号から前記所定のシンボル間隔の後に伝送された第2のパイロット信号に対する伝送路特性との間の第1の差分値と、前記第2のパイロット信号に対する伝送路特性と前記第2のパイロット信号から前記所定のシンボル間隔の後に伝送された第3のパイロット信号に対する伝送路特性との間の第2の差分値と、前記第1の差分値と前記第2の差分値との間の第3の差分値とを算出し、前記第3の差分値の大きさの2乗を求めて、時間軸方向、又は時間軸方向及び周波数軸方向の両方に補間して、得られた結果を前記妨害電力として出力するものである
ことを特徴とするOFDM受信装置。 - 請求項1に記載のOFDM受信装置において、
前記周波数領域のOFDM信号が等化されて得られた復調信号を、前記キャリア品質算出部の出力に基づいて軟判定する軟判定部を更に備えるものである
ことを特徴とするOFDM受信装置。 - 請求項7に記載のOFDM受信装置において、
前記キャリア品質算出部は、
前記電力算出部で求められたキャリア電力を第1の対数値に変換し、前記妨害算出部で求められた妨害電力を第2の対数値に変換し、前記第1の対数値と前記第2の対数値との間の差分値を求め、前記求められた差分値を、前記電力算出部で求められたキャリア電力と前記妨害算出部で求められた妨害電力との比として出力するものである
ことを特徴とするOFDM受信装置。 - 請求項7に記載のOFDM受信装置において、
前記キャリア品質算出部は、
前記電力算出部で求められたキャリア電力を第1の対数値に変換し、前記第1の対数値に対して第1の所定値でクリップを行って第1のクリップされた対数値を算出し、前記妨害算出部で求められた妨害電力を第2の対数値に変換し、前記第2の対数値に対して第2の所定値でクリップを行って第2のクリップされた対数値を算出し、前記第1のクリップされた対数値と前記第2のクリップされた対数値との間の差分値を求め、前記求められた差分値を、前記電力算出部で求められたキャリア電力と前記妨害算出部で求められた妨害電力との比として出力するものである
ことを特徴とするOFDM受信装置。 - 請求項7に記載のOFDM受信装置において、
前記キャリア品質算出部は、
前記電力算出部で求められたキャリア電力を第1の対数値に変換し、前記第1の対数値に対して第1の所定値でクリップを行って第1のクリップされた対数値を算出し、前記妨害算出部で求められた妨害電力を第2の対数値に変換し、前記第2の対数値に対して第2の所定値でクリップを行って第2のクリップされた対数値を算出するものであり、
前記軟判定部は、
前記周波数領域のOFDM信号が等化されて得られた復調信号を、前記第1及び第2のクリップされた対数値のうちの少なくともいずれか一方に基づいて軟判定するものである
ことを特徴とするOFDM受信装置。 - 所定のシンボル間隔で挿入されるパイロット信号を伝送するキャリアを含む、複数のキャリアから構成されるOFDM信号を受信し復調するOFDM受信装置であって、
受信されたOFDM信号を周波数領域のOFDM信号に変換して出力する高速フーリエ変換部と、
前記周波数領域のOFDM信号から、前記パイロット信号を伝送するキャリアに対する伝送路特性を求める伝送路特性算出部と、
前記伝送路特性に基づいて、前記受信されたOFDM信号に重畳する雑音電力を算出して出力する雑音電力算出部と、
前記受信されたOFDM信号と前記雑音電力とに基づいて、前記受信されたOFDM信号の振幅を制御するための制御信号を生成して出力する利得制御部とを備える
OFDM受信装置。 - 請求項11に記載のOFDM受信装置において、
前記雑音電力算出部は、
前記パイロット信号を伝送するキャリアについて、前記所定のシンボル間隔を隔てて隣接するパイロット信号に対する伝送路特性の間の差分値を算出し、前記差分値のそれぞれの大きさの2乗を求めて、周波数軸方向、又は周波数軸方向及び時間軸方向の両方に平均して、得られた結果を前記雑音電力として求めるものである
ことを特徴とするOFDM受信装置。 - 請求項11に記載のOFDM受信装置において、
前記雑音電力算出部は、
前記パイロット信号を伝送するキャリアについて、第1のパイロット信号に対する伝送路特性と前記第1のパイロット信号から前記所定のシンボル間隔の後に伝送された第2のパイロット信号に対する伝送路特性との間の第1の差分値と、前記第2のパイロット信号に対する伝送路特性と前記第2のパイロット信号から前記所定のシンボル間隔の後に伝送された第3のパイロット信号に対する伝送路特性との間の第2の差分値と、前記第1の差分値と前記第2の差分値との間の第3の差分値とを算出し、得られた前記第3の差分値の大きさの2乗を求めて、周波数軸方向、又は周波数軸方向及び時間軸方向の両方に平均して、得られた結果を前記雑音電力として出力するものである
ことを特徴とするOFDM受信装置。 - 請求項11に記載のOFDM受信装置において、
前記雑音電力算出部は、
前記パイロット信号を伝送するキャリアに対する伝送路特性に対して逆フーリエ変換を行い、得られたインパルス応答における、所定の閾値以下の電力を平均して、得られた結果を前記雑音電力として求めるものである
ことを特徴とするOFDM受信装置。 - 請求項11に記載のOFDM受信装置において、
前記雑音電力算出部は、
前記パイロット信号を伝送するキャリアについて、第1のパイロット信号に対する伝送路特性と前記第1のパイロット信号から前記所定のシンボル間隔の後に伝送された第2のパイロット信号に対する伝送路特性との間の第1の差分値と、前記第2のパイロット信号に対する伝送路特性と前記第2のパイロット信号から前記所定のシンボル間隔の後に伝送された第3のパイロット信号に対する伝送路特性との間の第2の差分値と、前記第1の差分値と前記第2の差分値との間の第3の差分値とを算出し、得られた前記第3の差分値の大きさの2乗を求めて、周波数軸方向、又は周波数軸方向及び時間軸方向の両方に平均して出力する第1の雑音電力候補算出部と、
前記パイロット信号を伝送するキャリアに対する伝送路特性に対して逆フーリエ変換を行い、得られたインパルス応答における、所定の閾値以下の電力を平均して出力する第2の雑音電力候補算出部と、
第1及び第2の雑音電力候補算出部の出力のうち、値が小さい方を選択して、前記雑音電力として出力する最小値選択部とを有するものである
ことを特徴とするOFDM受信装置。 - 所定のシンボル間隔で挿入されるパイロット信号を伝送するキャリアを含む、複数のキャリアから構成されるOFDM信号を受信し復調するOFDM受信方法であって、
受信されたOFDM信号を周波数領域のOFDM信号に変換する高速フーリエ変換ステップと、
前記周波数領域のOFDM信号から、前記パイロット信号を伝送するキャリアに対する伝送路特性を求める伝送路特性算出ステップと、
前記パイロット信号を伝送するキャリアに対する伝送路特性を補間する補間ステップと、
前記補間ステップで得られた補間後の伝送路特性の大きさの2乗を、その伝送路特性に対応するキャリアごとにキャリア電力として算出する電力算出ステップと、
前記受信されたOFDM信号に対する妨害の影響度合いを、前記補間後の伝送路特性に対応するキャリアごとに妨害電力として算出する妨害算出ステップと、
前記電力算出ステップで求められたキャリア電力と、これに対応する、前記妨害算出ステップで求められた妨害電力との比を、キャリアごとに算出するキャリア品質算出ステップと
を備えるOFDM受信方法。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004138194 | 2004-05-07 | ||
JP2004138194 | 2004-05-07 | ||
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Family Applications (2)
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