KR101083864B1 - Ｏｆｄｍ 수신 장치 - Google Patents

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가부시끼가이샤 도시바
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Abstract

본 발명은 이동 통신에서의 수신 품질을 향상시키는 것을 목적으로 한다.
주파수 방향 및 시간 방향으로 주기적으로 배치된 파일럿 신호를 포함하는 직교 주파수 분할 다중 신호를 수신하는 OFDM 수신 장치에 있어서, 시간 영역의 신호인 직교 주파수 분할 다중 신호를 주파수 영역의 신호로 변환하는 푸리에 변환부(13)와, 푸리에 변환부의 출력에 포함되는 파일럿 신호를 시간 방향 및 주파수 방향으로 보간 처리하여 전송로 특성을 추정하고, 추정 결과에 기초하여 푸리에 변환부의 출력을 등화 처리하는 제1 등화부(21, 22)와, 푸리에 변환부의 출력의 캐리어간 간섭을 제거하는 캐리어간 간섭 제거부(23)와, 캐리어간 간섭 제거부에 의해 캐리어간 간섭이 제거된 푸리에 변환부의 출력으로부터 전송로 특성을 추정하고, 추정 결과에 기초하여 푸리에 변환부의 출력을 등화 처리하는 제2 등화부(24)와, 제1 및 제2 등화부의 출력 중 한쪽을 선택적으로 출력하는 선택부(25)를 포함한 것을 특징으로 한다.

Description

ＯＦＤＭ 수신 장치{ＯＦＤＭ RECEIVING DEVICE}
본 발명은 이동 통신 시스템이나 무선 LAN 시스템 등에 적합한 OFDM 수신 장치에 관한 것이다.
최근, 음성 신호 및 영상 신호의 전송에 있어서 디지털 변조 방식의 개발이 한창이다. 특히, 디지털 지상 방송에서는, 멀티패스(multipath) 방해에 강하고, 주파수 이용 효율이 높은 등의 특징을 갖는 직교 주파수 분할 다중(이하, OFDM) 변조 방식이 주목받고 있다.
일본의 디지털 방송에서는, ISDB-T 방식이 채용되고 있다. ISDB-T 방식에서는, MPEG2 규격으로 규정된 TS(트랜스포트 스트림)에, 에러 정정 부호화, 인터리브 부호화, 디지털 변조 등의 신호 처리가 행해지고, OFDM 변조가 더 행해져 방송 신호를 얻을 수 있다.
ISDB-T 방식에서, 주파수 영역에서는 캐리어 개수 108개의 OFDM 심볼을 1블록으로 하고, 모드에 따라 1, 2, 4개의 블록으로 1세그먼트를 구성한다. 즉, 1세그먼트의 캐리어 개수는 108, 216 또는 432개이다. ISDB-T 방식에서는, 13세그먼트분의 대역에서 전송을 행한다.
또한, ISDB-T 방식에서, 시간 영역에서는, 204개의 OFDM 심볼로 1프레임을 구성한다. 그리고, 프레임 단위로 TS의 전송이나 에너지 확산 처리가 행해진다.
이와 같이 주파수 영역 및 시간 영역에 캐리어가 배치되는 OFDM 프레임에는, 전송로의 주파수 응답을 추정하기 위한 SP(scattered pilot) 신호가 삽입된다. SP 신호는 시간 방향 및 주파수 방향 모두에 미리 정해진 간격으로 배치된다. OFDM 수신 장치에서는, SP 신호를 이용한 등화 처리를 행하기 위해서, 우선, 보간 필터에 의해 SP 신호를 시간 방향 및 주파수 방향으로 보간하고, 각 서브캐리어에 대한 전송로 응답을 구한다. 수신 장치는, 보간한 SP 신호를 이용한 등화 처리에 의해 전송로 왜곡을 보정하여 데이터 복조를 행한다.
이 경우에는, 보간 필터로서 협대역인 것을 선택함으로써, 노이즈를 억제하여 S/N을 향상시킬 수 있다.
그런데, 이동체에 있어서의 수신에서는, 수신한 OFDM 신호의 각 서브캐리어는 도플러 시프트의 영향을 받는다. 멀티패스 환경 하에서는, 도플러 시프트의 영향은 주파수마다 다르고, 서브캐리어간의 직교성이 무너져 서브캐리어간 간섭(ICI: Inter Carrier Interference)이 생긴다. 서브캐리어간 간섭은 이동 통신에서의 수신 성능 열화의 요인이 된다.
그래서, 특허 문헌 1에서는, 서브캐리어간 간섭을 캔슬하는 ICI 캔슬러에 대한 제안이 개시되어 있다. 또한, ICI 캔슬러에 대해서는 비특허문헌 1에 있어서도 상세하게 설명되어 있다.
ICI 캔슬러에서는, 도플러 시프트에 의한 전송로 응답을 정확하게 구하기 위해서, 충분히 광대역의 보간 필터를 이용하여 SP 신호를 시간 방향으로 보간할 필요가 있다. 그러나, 광대역의 보간 필터를 이용하면, 보간한 SP 신호에 노이즈 성분이 혼입되기 쉬워지고, 복조 출력의 S/N이 열화해 버린다고 하는 결점이 있다.
[특허문헌 1] 일본 특허 공개 제2003-134010호 공보
[비특허문헌 1] 「OFDM 이동 수신에서의 MMSE형 ICI 캔슬러에 관한 일 검토」
영상 정보 미디어 학회지, 2004년 1월, vol. 58, No. 1, P. 83-90
본 발명은, 도플러 시프트의 영향에 따라 ICI 캔슬러의 동작을 제어함으로써, 수신 성능을 향상시키고, 소비전력을 저감시킬 수 있는 OFDM 수신 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 양태의 OFDM 수신 장치는, 주파수 방향 및 시간 방향으로 주기적으로 배치된 파일럿 신호를 포함하는 직교 주파수 분할 다중 신호를 수신하는 OFDM 수신 장치에 있어서, 시간 영역의 신호인 상기 직교 주파수 분할 다중 신호를 주파수 영역의 신호로 변환하는 푸리에 변환부와, 상기 푸리에 변환부의 출력에 포함되는 상기 파일럿 신호를 시간 방향 및 주파수 방향으로 보간 처리하여 전송로 특성을 추정하고, 추정 결과에 기초하여 상기 푸리에 변환부의 출력을 등화 처리하는 제1 등화부와, 상기 푸리에 변환부의 출력의 캐리어간 간섭을 제거하는 캐리어간 간섭 제거부와, 상기 캐리어간 간섭 제거부에 의해 캐리어간 간섭이 제거된 상기 푸리에 변환부의 출력으로부터 전송로 특성을 추정하고, 추정 결과에 기초하여 상기 푸리에 변환부의 출력을 등화 처리하는 제2 등화부와, 상기 제1 및 제2 등화부의 출력 중 한쪽을 선택적으로 출력하는 선택부를 포함한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 도플러 시프트의 영향에 따라 ICI 캔슬러의 동작을 제어함으로써, 수신 성능을 향상시키고, 소비전력을 저감시킬 수 있다고 하는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 OFDM 수신 장치를 나타낸 블록도.
도 2는 수평 방향으로 주파수 영역을 서브캐리어 단위로 나타내고, 수직 방향으로 시간 영역을 심볼 단위로 나타내어 OFDM 프레임의 구성의 일부를 나타낸 설명도.
도 3은 횡축에 시간을 취하고, 종축에 스펙트럼을 취하여 SP 보간부(21) 및 ICI용 SP 보간부(23)의 보간 필터의 특성을 나타낸 그래프.
도 4는 횡축에 도플러 주파수를 취하고, 종축에 수신 S/N을 취하여 SP 보간부(21) 및 ICI용 SP 보간부(23)의 보간 처리에 의한 수신 특성을 나타낸 그래프.
도 5는 본 발명의 제2 실시형태를 나타낸 블록도.
도 6은 제2 실시형태의 변형예를 나타낸 블록도.
도 7은 제3 실시형태에 따른 OFDM 텔레비전 수신 장치를 나타낸 블록도.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태에 대해서 상세히 설명한다.
(제1 실시형태)
도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 OFDM 수신 장치를 나타낸 블록도이다.
도 1에 있어서, 입력 단자(11)에는 OFDM 신호가 입력된다. 이 OFDM 신호는, 예컨대, 도시하지 않은 안테나로 수신된 OFDM 신호를 튜너에 의해 선국함으로써 얻어진다. 입력 단자(11)를 통해 입력된 OFDM 신호는 직교 복조부(12)에 부여된다. 직교 복조부(12)는, 입력된 OFDM 신호를 직교 검파하여 베이스밴드의 동상(同相) 검파축 신호(I 신호) 및 직교 검파축 신호(Q 신호)를 얻는다. 이들 I, Q 신호로 이루어진 베이스밴드 OFDM 신호는 FFT부(13)에 공급된다.
FFT부(13)는, 베이스밴드의 OFDM 신호로부터 가드 인터벌을 제거하고, FFT(고속 푸리에 변환) 처리에 의해 시간 영역의 OFDM 신호를 주파수 영역의 OFDM 심볼로 변환한다. OFDM 심볼은, 각 캐리어의 위상과 진폭을 나타내는 데이터이다. 이 OFDM 심볼이 등화부(14)를 통해 복조부(15)에 공급된다.
등화부(14)는, SP 보간부(21) 및 ICI용 SP 보간부(23)를 갖는다. SP 보간부(21)는 OFDM 심볼에 포함되어 있는 SP 신호를 추출하여 시간 방향 및 주파수 방향으로 보간한다. 이 경우에는, SP 보간부(21)는 비교적 협대역에서의 필터링 처리에 의해 보간을 행한다.
도 2는 수평 방향으로 주파수 영역을 서브캐리어 단위로 나타내고, 수직 방향으로 시간 영역을 심볼 단위로 나타내어 OFDM 프레임 구성의 일부를 나타내는 설명도이다. 도 2 에서의 동그라미표는 각 서브캐리어를 나타내고, 사선이 그어진 동그라미표는 SP 캐리어이며, 무지(無地)의 동그라미표는 데이터 캐리어이다.
도 2의 각 열은 OFDM 심볼을 나타낸다. 도 2에서는 선두의 16캐리어만을 나타낸다. 1세그먼트가 4블록으로 구성되는 경우에는, OFDM 1 심볼 내의 캐리어 수는 5616개가 된다.
도 2에 도시된 바와 같이, SP 캐리어는 각 심볼의 12캐리어마다 삽입되어 있고, 인접한 심볼사이에서는 3서브캐리어씩 어긋나 SP 캐리어가 배치된다. 따라서, 시간 영역에서 보면, 4 OFDM 심볼마다 SP 캐리어가 배치된다.
SP 보간부(21)는, 우선, 각 서브캐리어에 대해서 4심볼마다 삽입되어 있는 SP 신호를 시간 방향의 보간 필터에 의해 보간한다. 이에 따라, 시간 방향으로는 전체 심볼의 SP 신호를 얻을 수 있다. 다음에, SP 보간부(21)는 SP 신호를 주파수 방향의 보간 필터에 의해 보간한다. 이에 따라, 전체 캐리어에 대응하는 SP 신호를 얻을 수 있다. SP 보간부(21)는 보간에 의해 얻은 SP 신호를 이용하여 각 캐리어 위치에서의 전송로 특성을 추정하고, 추정한 전송로 특성을 데이터와 함께 등화 처리부(22)에 출력한다.
등화 처리부(22)는, 각 캐리어의 데이터를 추정된 전송로 특성에 따라 파형 등화한다. 이에 따라, 등화 처리부(22)로부터는 전송로 왜곡이 제거된 데이터를 얻을 수 있다. 이 데이터는 선택 회로(25) 및 판정부(26)에 부여된다.
한편, FFT부(13)의 출력은 ICI용 SP 보간부(23)에도 부여된다. ICI용 SP 보간부(23)는, 각 서브캐리어에 대해서 4심볼마다 삽입되어 있는 SP 신호를 시간 방향의 보간 필터에 의해 보간한다. 이 경우에는, ICI용 SP 보간부(23)는, 충분히 광대역의 보간 필터를 이용하여 시간 방향의 내삽(內揷)을 행한다. 이에 따라, 서브캐리어간 간섭에 영향을 주는 도플러 시프트 성분을 검출할 수 있게 된다. ICI용 SP 보간부(23)는, 시간 방향으로 보간한 SP 신호를 이용하여 도플러 시프트 성분을 추정한다.
ICI용 SP 보간부(23)는, 추정한 도플러 시프트 성분을 이용하여 SP 신호를 등화한다. 이에 따라, SP 신호에 포함되는 도플러 시프트 성분이 제거된다. 다음에, ICI용 SP 보간부(23)는, 도플러 시프트 성분을 제거한 SP 신호를 주파수 방향의 보간 필터에 의해 보간한다. 이에 따라, 전체 캐리어에 대응하는 SP 신호를 얻을 수 있다. ICI용 SP 보간부(23)는 보간에 의해 얻은 SP 신호를 이용하여 각 캐리어 위치에서의 전송로 특성을 추정하고, 추정한 전송로 특성을 데이터와 함께 등화 처리부(24)에 출력한다.
등화 처리부(24)는, 각 캐리어 데이터를 추정된 전송로 특성에 따라 파형 등화한다. 이에 따라, 등화 처리부(24)로부터는 전송로 왜곡이 제거된 데이터를 얻을 수 있다. 이 데이터는 선택 회로(25) 및 판정부(26)에 부여된다.
도 3은 횡축에 시간을 취하고, 종축에 스펙트럼을 취하여 SP 보간부(21) 및 ICI용 SP 보간부(23)의 보간 필터의 특성을 나타낸 그래프이다. 도 3의 굵은 선으로 나타낸 바와 같이, SP 보간부(21)의 보간 필터(SP 보간 필터)의 대역은, ICI용 SP 보간부(23)의 시간 방향의 보간 필터(ICI용 보간 필터)의 특성(가는 선)에 비하여 충분히 협대역이다. 이에 따라, SP 보간부(21)의 보간 처리는, ICI용 SP 보간부(23)의 보간 처리에 비하여 가우스 잡음의 혼입을 억제할 수 있어 S/N을 향상시킬 수 있다.
본 실시형태에서, 등화 처리부(22, 24)로부터의 데이터는 판정부(26)에 부여된다. 판정부(26)는, 등화 처리부(22, 24)로부터의 데이터에 대해서 수신 품질을 구하여 어느 쪽 데이터의 수신 품질이 양호한지를 판정한다. 판정부(26)는, 예컨대, 수신 S/N에 기초하여 수신 품질을 판정하여도 좋다. 또한, 수신 S/N은, 성상도(constellation map) 상의 벡터 오차를 전력비로 나타낸 MER(변조 오차비: Modulation Error Ratio)을 이용하여 용이하게 구할 수 있다. 또한, 판정부(26)는 심볼마다, 수 심볼마다, 프레임마다 등의 미리 정해진 단위로 판정 결과를 출력한다.
판정부(26)는 수신 품질의 판정 결과를 선택 회로(25)에 출력한다. 선택 회로(25)는, 수신 품질의 판정 결과가 부여되어 등화 처리부(22, 24)의 출력 중 수신 품질이 양호하다고 판정된 출력을 선택하여 출력하도록 되어 있다.
또한, 판정부(26)는, 오류 검출 결과를 수신 품질의 판정 기준에 이용하여도 좋다. 즉, 판정부(26)는, 등화 처리부(22, 24)로부터의 데이터를 오류 정정한 결과에 기초한 판정 결과를 얻는 것이다. 이 경우에, 선택 회로(25)는, 오류가 적은 데이터를 선택하여 출력하면 된다.
선택 회로(25)의 출력은 복조부(15)에 부여된다. 복조부(15)는, 입력된 등화 처리 후의 OFDM 심볼로부터 원래의 데이터를 복원하여 복조 출력으로서 출력한다.
다음에, 이와 같이 구성된 실시형태의 동작에 대해서 도 4를 참조하여 설명한다. 도 4는 횡축에 도플러 주파수를 취하고, 종축에 수신 S/N을 취하여 SP 보간부(21) 및 ICI용 SP 보간부(23)의 보간 처리에 의한 수신 특성을 나타낸 그래프이다.
입력 단자(11)를 통해 입력된 OFDM 신호는, 직교 복조부(12)에 부여된다. 직교 복조부(12)는, 입력된 OFDM 신호를 직교 검파하여 베이스밴드의 I 신호 및 Q 신호를 얻는다. 이들 I, Q 신호로 이루어진 베이스밴드 OFDM 신호는 FFT부(13)에 부여되고, FFT부(13)에 의해 가드 기간을 제외한 유효 심볼 기간의 OFDM 신호가 FFT 연산된다. 이에 따라, 시간 영역의 OFDM 신호로부터 주파수 영역의 OFDM 심볼을 얻을 수 있다. FFT부(13)로부터의 OFDM 심볼은 등화부(14)에 공급된다.
OFDM 심볼은, 등화부(14)의 SP 보간부(21) 및 ICI용 SP 보간부(23)에 공급된다. SP 보간부(21)는, 보간 필터에 의해 SP 신호를 시간 방향 및 주파수 방향으로 보간하여 각 데이터 캐리어에 대응하는 SP 신호를 얻는다. SP 보간부(21)는, 보간된 SP 신호를 이용하여 각 캐리어 위치에서의 전송로 특성을 추정하고, 전송로 특성의 추정 결과와 데이터를 등화 처리부(22)에 부여한다. 등화 처리부(22)는, 각 캐리어 위치에서의 전송로 특성을 이용하여 각 데이터를 파형 등화한다. 이에 따라, 등화 처리부(22)로부터는 전송로 왜곡이 제거된 데이터가 출력된다.
도 4의 일점쇄선은 SP 보간부(21)의 출력 특성을 나타내고 있다. SP 보간 필터의 대역은 충분히 좁다. 따라서, SP 보간부(21)는, 낮은 노이즈에서의 보간 처리가 가능하고, 도 4에 도시된 바와 같이, 도플러 시프트의 영향이 작은 영역, 즉, 도플러 주파수가 비교적 낮은 경우에는, SP 보간부(21)의 출력 수신 S/N은 충분히 높다.
한편, ICI용 SP 보간부(23)는, 각 서브캐리어에 대해서 4심볼마다 삽입되어 있는 SP 신호를 시간 방향의 보간 필터에 의해 보간한다. 이 경우에는, ICI용 SP 보간부(23)는 충분히 광대역의 보간 필터를 이용하여 시간 방향의 내삽을 행한다. 이에 따라, ICI용 SP 보간부(23)는 서브캐리어간 간섭에 영향을 부여하는 도플러 시프트 성분을 확실하게 검출할 수 있다. ICI용 SP 보간부(23)는, 시간 방향으로 보간한 SP 신호를 이용하여 도플러 시프트 성분을 추정하고, 추정한 도플러 시프트 성분을 이용하여 SP 신호를 등화한다. 이에 따라, SP 신호에 포함되는 도플러 시프트 성분이 제거된다. 다음에, ICI용 SP 보간부(23)는, 도플러 시프트 성분을 제거한 SP 신호를 주파수 방향의 보간 필터에 의해 보간하고, 보간한 SP 신호를 이용하여 각 캐리어 위치에서의 전송로 특성을 추정한다.
ICI용 SP 보간부(23)로부터 전송로 특성의 추정 결과 및 데이터가 등화 처리부(24)에 부여된다. 등화 처리부(24)는, 각 캐리어 위치에서의 전송로 특성을 이용하여 각 데이터를 파형 등화한다. 이에 따라, 등화 처리부(24)로부터는 전송로 왜곡이 제거된 데이터를 얻을 수 있다.
도 4의 가는 선은 ICI용 SP 보간부(23)의 출력 특성을 나타내고 있다. ICI용 보간 필터의 대역은 충분히 넓다. 이에 따라, ICI용 SP 보간부(23)는, 도플러 시프트 성분을 확실하게 검출하여 제거할 수 있고, 도 4에 도시된 바와 같이, 도플러 시프트의 영향이 큰 영역에서도, ICI용 SP 보간부(23)의 출력은 비교적 높은 수신 S/N을 얻을 수 있다.
그러나, ICI용 보간 필터는 광대역이기 때문에, 노이즈가 혼입되어 S/N이 열화하기 쉽다.
이 때문에, 도플러 주파수가 ft보다도 낮은 경우에는, ICI용 SP 보간부(23)만을 이용하면, 도플러 시프트 성분을 제거함에 따른 수신 S/N의 향상보다도, 노이즈 혼입에 따른 수신 S/N의 열화 쪽이 커진다. 이 때문에, 도플러 주파수가 ft 이하인 경우에는, SP 보간부(21)의 출력 쪽이 ICI용 SP 보간부(23)의 출력보다도 수신 S/N이 높아진다.
본 실시형태에서, 판정부(26)는, 등화 처리부(22, 24)로부터의 파형 등화된 데이터에 대해서, 수신 품질(예컨대, 수신 S/N)을 검출한다. 판정부(26)의 판정 결과는 선택 회로(25)에 부여된다. 선택 회로(25)는, 판정 결과에 따라, 등화 처리부(22, 24)의 출력 중 수신 품질이 양호한 출력을 선택하여 복조부(15)에 출력한다.
즉, 도 4의 예에서는, 굵은 선으로 나타낸 바와 같이, 도플러 주파수가 ft 이하에서는 SP 보간부(21)의 출력을 선택하고, 도플러 주파수가 ft를 초과하면 ICI용 SP 보간부(23)의 출력을 선택하여 출력한다. 이에 따라, 낮은 노이즈로 또한 서브캐리어 간섭이 충분히 억제된 데이터를 얻을 수 있다.
등화부(14)에 의해 파형 등화된 데이터는 복조부(15)에 부여된다. 복조부(15)는 등화부(14)의 출력을 복조하여 원래의 데이터를 복원하고, 복조 출력으로서 출력한다.
이와 같이, 본 실시형태에서, SP 보간부(21)의 시간 방향의 보간 필터는, ICI용 SP 보간부(23)의 시간 방향의 보간 필터보다도 협대역으로 설계되어 있고, SP 신호의 가우스 잡음에 대한 S/N 개선이 도모되고 있다. 판정부에 의해 SP 보간부(21)의 출력과 ICI용 SP 보간부(23)의 출력의 수신 품질이 판정되고, 이 판정 결과에 기초하여 SP 보간부(21)의 출력과 ICI용 SP 보간부(23)의 출력 중 한쪽이 선택되어 출력된다. 이에 따라, 항상 수신 품질이 양호한 데이터를 얻을 수 있다.
또한, 판정부는, 수신 S/N 및 오류 정정 결과 양쪽 모두를 이용하여 수신 품질을 판정하여도 좋다.
(제2 실시형태)
도 5는 본 발명의 제2 실시형태를 나타낸 블록도이다. 도 5에 있어서 도 1과 동일한 구성 요소에는 동일 부호를 붙이고 설명을 생략한다.
도 4에 도시된 바와 같이, SP 보간부(21) 및 ICI용 SP 보간부(23) 중 어느 하나를 이용한 등화 처리를 선택하면 충분히 높은 수신 S/N을 확보할 수 있을지에 대해서는, 도 4에 도시된 바와 같이, 도플러 주파수(ft)를 기준으로 판단할 수 있다. 즉, 도플러 주파수를 검출하면, 수신 S/N을 판정하지 않고, 등화 처리를 선택할 수 있다.
본 실시형태는, 도플러 주파수 추정부(32)를 설치하여 판정부(26) 대신에 판정부(33)를 채용하고, 등화 처리부(22, 24) 대신에 등화 처리부(34)를 채용한 점이 제1 실시형태와 다르다. 등화부(31)에 입력되는 OFDM 심볼은 등화부(31)의 SP 보간부(21) 및 ICI용 SP 보간부(23)뿐만 아니라 도플러 주파수 추정부(32)에도 공급된다.
도플러 주파수 추정부(32)는, OFDM 심볼로부터 도플러 주파수를 추정한다. 예컨대, 도플러 주파수 추정부(32)는, 서브캐리어 주파수가 동일하고 시간이 다른 SP 신호끼리의 상관을 SP 신호가 송신되는 복수의 서브캐리어에 대해서 가산하여 그 크기로부터 도플러 주파수를 추정할 수 있다. 도플러 주파수 추정부(32)는, 추정한 도플러 주파수의 정보를 판정부(33)에 출력한다.
판정부(33)는 도플러 주파수 추정부(32)가 추정한 도플러 주파수가 도 4의 도플러 주파수(ft)보다도 높은지 낮은지를 판정하고, 판정 결과에 기초하여 SP 보간부(21)의 출력과 ICI용 SP 보간부(23)의 출력 중 어느 한쪽의 출력을 선택할지를 결정한다.
즉, 판정부(33)는, 도플러 주파수 추정부(32)에 의해 추정된 도플러 주파수가 임계값이 되는 주파수(ft) 이하인 경우에는, SP 보간부(21)의 출력을 선택하도록 선택 회로(25)를 제어하고, ICI용 SP 보간부(23)의 동작을 정지시키며, 추정된 도플러 주파수가 주파수(ft)를 초과하는 경우에는, ICI용 SP 보간부(23)의 출력을 선택하도록 선택 회로(25)를 제어하고, SP 보간부(21)의 동작을 정지시킨다.
선택 회로(25)는 판정부(33)에 의해 제어되어 SP 보간부(21) 또는 ICI용 SP 보간부(23)의 출력을 선택하여 등화 처리부(34)에 출력한다. 등화 처리부(34)는 각 캐리어 위치에서의 전송로 특성을 이용하여 각 데이터를 파형 등화한다. 이에 따라, 등화 처리부(34)로부터는 전송로 왜곡이 제거된 데이터를 얻을 수 있다.
또한, 판정부(33)는, SP 보간부(21)와 ICI용 SP 보간부(23) 중 어느 한쪽만을 선택적으로 동작시켜 다른 쪽의 동작을 정지시킬 수 있어 소비전력을 억제할 수 있다.
다음에, 이와 같이 구성된 실시형태의 동작에 대해서 설명한다.
FFT부(13)로부터의 OFDM 신호는, 등화부(31)의 SP 보간부(21), ICI용 SP 보간부(23) 및 도플러 주파수 추정부(32)에 공급된다. SP 보간부(21)는, 보간 필터에 의해 SP 신호를 시간 방향 및 주파수 방향으로 보간하고, 각 데이터 캐리어에 대응하는 SP 신호를 얻어 각 캐리어 위치에서의 전송로 특성을 추정한다. 한편, ICI용 SP 보간부(23)는, SP 신호를 시간 방향으로 보간하여 도플러 시프트 성분을 검출하여 SP 신호를 파형 등화한다. 또한, ICI용 SP 보간부(23)는, 등화한 SP 신호를 이용하여 각 캐리어 위치에서의 전송로 특성을 추정한다. SP 보간부(21) 및 ICI용 SP 보간부(23)로부터의 전송로 특성의 추정 결과가 선택 회로(25)에 공급된다.
한편, 도플러 주파수 추정부(32)는, 입력되는 OFDM 신호에 대해서 도플러 주파수를 추정한다. 도플러 주파수 추정부(32)는 도플러 주파수의 추정 결과를 판정부(33)에 출력한다. 판정부(33)는, 추정된 도플러 주파수가 도 4의 주파수(ft) 이하인 경우에는, ICI용 SP 보간부(23)의 동작을 정지시키고, SP 보간부(21)의 출력을 선택 회로(25)가 선택하게 한다. 선택 회로(25)는 SP 보간부(21)의 출력 및 데이터를 등화 처리부(34)에 부여하여 파형 등화시킨다. 이에 따라, 이 경우에는, 낮은 노이즈에서의 파형 등화가 가능하다.
한편, 추정된 도플러 주파수가 도 4의 주파수(ft)를 초과하는 경우에는, 판정부(33)는, SP 보간부(21)의 동작을 정지시키고, ICI용 SP 보간부(23)의 출력을 선택 회로(25)가 선택하게 한다. 선택 회로(25)는 ICI용 SP 보간부(23)의 출력 및 데이터를 등화 처리부(34)에 부여하여 파형 등화시킨다. 이에 따라, 이 경우에는, 도플러 시프트에 의한 서브캐리어간 간섭을 억제한 파형 등화가 가능하다. 이렇게 해서, 등화부(31)에 의해 충분한 수신 품질의 데이터를 복조부(15)에 공급할 수 있다.
이와 같이 본 실시형태에서는, 도플러 주파수 추정부에 의해 도플러 주파수를 추정하고, 추정 결과에 기초하여 SP 보간부(21)와 ICI용 SP 보간부(23)의 출력을 선택하여 파형 등화를 행하고 있다. 이에 따라, 도플러 주파수가 비교적 낮은 경우에는 낮은 노이즈에서의 파형 등화가 가능하고, 도플러 주파수가 비교적 높은 경우에는 서브캐리어간 간섭을 억제한 파형 등화가 가능하여 수신 품질을 향상시킬 수 있다. 또한, SP 보간부(21)와 ICI용 SP 보간부(23) 중 한쪽 출력이 선택되는 경우에 다른 쪽은 동작 정지시키도록 되어 있어 소비전력을 저감시킬 수 있다.
(변형예)
도 6은 제2 실시형태의 변형예를 나타낸 블록도이다. 도 6에 있어서 도 5와 동일한 구성 요소에는 동일 부호를 붙이고 설명을 생략한다.
이동 통신에서, 도플러 주파수는, 주로 이동체의 속도에 따라 변화된다. 즉, 이동 통신에서는, 이동체의 속도 정보에 기초하여 도플러 주파수를 추정할 수 있다.
도 6의 변형예는, 도플러 주파수 추정부(32) 대신에 도플러 주파수 추정부(42)를 채용한 등화부(41)를 이용한 점이 도 5와 다르다. 도플러 주파수 추정부(42)에는 이동체의 속도 정보가 입력된다. 도플러 주파수 추정부(42)에는 수신 채널(주파수)에 대한 정보도 입력된다(도시 생략). 또한, 속도 정보로서는, 이동체의 속도계로부터의 정보나 GPS 신호 등을 이용할 수 있다.
이동체에서의 도플러 주파수는, 수신 주파수가 높을수록, 또한, 이동 속도가 빠를수록 커진다. 도플러 주파수 추정부(42)는, 수신 채널의 정보와 속도 정보에 기초하여 도플러 주파수를 추정한다. 도플러 주파수 추정부(42)는, 추정한 도플러 주파수를 판정부(33)에 출력하도록 되어 있다.
다른 구성 및 작용 효과는 도 5의 실시형태와 동일하다.
이와 같이 본 변형예에서는, 이동체의 속도 및 수신 채널에 의해 도플러 주파수를 추정할 수 있어 장치를 간단하게 할 수 있다고 하는 이점이 있다.
(제3 실시형태)
도 7은 본 발명의 제3 실시형태에 따른 OFDM 수신 장치인 OFDM 텔레비전 수신 장치를 나타낸 블록도이다. 도 7에 있어서 도 1과 동일한 구성 요소에는 동일 부호를 붙이고 설명을 생략한다. 본 실시형태의 OFDM 텔레비전 수신 장치는, 제1 실시형태에 따른 OFDM 수신 장치의 입력측 직교 복조부(12) 대신에 도시하지 않은 안테나로 수신된 OFDM 신호로부터 미리 정해진 채널을 선국하는 튜너부(50)와, 그 미리 정해진 채널이 선국되어 얻어진 OFDM 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환부(아날로그/디지털 변환부)(51)와, 그 디지털 변환된 OFDM 신호를 직교 검파하는 직교 검파부(52)를 설치하고 있다. 또한, 출력측의 복조부(15) 대신에 선택 회로(25)에서 선택된 출력 신호에 대하여 오류 정정 처리를 행하는 오류 정정부(53)와, 그 오류 정정부(53)로부터의 출력 신호에 대하여 영상 및 음성 신호의 복호 처리를 행하는 MPEG 디코드부(54)를 설치한 것이다.
본 실시형태에 있어서도, 수신 성능의 향상, 소비전력의 저감을 도모할 수 있다.
12 : 직교 복조부 13 : FFT부
14 : 등화부 15 : 복조부
21 : SP 보간부 22, 24 : 등화 처리부
23 : ICI용 SP 보간부 25 : 선택 회로
26 : 판정부 50: 튜너부
51 : A/D 변환부 52 : 직교 검파부
53 : 오류 정정부 54 : MPEG 디코드부

Claims (6)

  1. 주파수 방향 및 시간 방향으로 주기적으로 배치된 파일럿 신호를 포함하는 직교 주파수 분할 다중 신호를 수신하는 OFDM 수신 장치에 있어서,
    시간 영역의 신호인 상기 직교 주파수 분할 다중 신호를 주파수 영역의 신호로 변환하는 푸리에 변환부와,
    상기 푸리에 변환부의 출력에 포함되는 상기 파일럿 신호를 시간 방향 및 주파수 방향으로 보간 처리하여 전송로 특성을 추정하고, 추정 결과에 기초하여 상기 푸리에 변환부의 출력을 등화 처리하는 제1 등화부와,
    상기 푸리에 변환부의 출력의 캐리어간 간섭을 제거하는 캐리어간 간섭 제거부와,
    상기 캐리어간 간섭 제거부에 의해 캐리어간 간섭이 제거된 상기 푸리에 변환부의 출력으로부터 전송로 특성을 추정하고, 추정 결과에 기초하여 상기 푸리에 변환부의 출력을 등화 처리하는 제2 등화부와,
    상기 제1 및 제2 등화부의 출력 중 한쪽을 선택적으로 출력하는 선택부를 포함한 것을 특징으로 하는 OFDM 수신 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 등화부의 출력의 수신 품질을 판정하고, 판정 결과에 기초하여 상기 선택부의 선택을 제어하는 판정부를 포함한 것을 특징으로 하는 OFDM 수신 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 판정부는, 수신 S/N 및 오류 판정 결과 중 한쪽 이상에 의해 상기 수신 품질을 판정하는 것을 특징으로 하는 OFDM 수신 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 푸리에 변환부의 출력에 포함되는 캐리어간 간섭을 판정하고, 판정 결과에 기초하여 상기 선택부의 선택을 제어하는 판정부를 포함한 것을 특징으로 하는 OFDM 수신 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 판정부는, 상기 푸리에 변환부의 출력의 도플러 시프트 성분에 기초하여 상기 캐리어간 간섭을 판정하는 것을 특징으로 하는 OFDM 수신 장치.
  6. 수신된 OFDM 신호로부터 미리 정해진 채널을 선국하는 튜너부와,
    상기 미리 정해진 채널이 선국되어 얻어진 OFDM 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환부와,
    상기 A/D 변환되어 얻어진 디지털 신호를 직교 검파하는 직교 검파부와,
    상기 직교 검파부로부터의 상기 OFDM 신호를 주파수 영역의 신호로 변환하는 푸리에 변환부와,
    상기 푸리에 변환부의 출력에 포함되는 파일럿 신호를 시간 방향 및 주파수 방향으로 보간 처리하여 전송로 특성을 추정하고, 추정 결과에 기초하여 상기 푸리에 변환부의 출력을 등화 처리하는 제1 등화부와,
    상기 푸리에 변환부의 출력의 캐리어간 간섭을 제거하는 캐리어간 간섭 제거부와,
    상기 캐리어간 간섭 제거부에 의해 캐리어간 간섭이 제거된 상기 푸리에 변환부의 출력으로부터 전송로 특성을 추정하고, 추정 결과에 기초하여 상기 푸리에 변환부의 출력을 등화 처리하는 제2 등화부와,
    상기 제1 및 제2 등화부의 출력 중 한쪽을 선택적으로 출력하는 선택부와,
    상기 선택부에서 선택된 출력 신호에 대하여 오류 정정 처리를 행하는 오류 정정부와,
    상기 오류 정정부로부터의 출력 신호에 대하여 복호 처리를 행하는 MPEG 디코드부를 포함한 것을 특징으로 하는 OFDM 수신 장치.
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