WO2006115030A1 - 無線受信装置及び無線受信方法 - Google Patents

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ofdm
impulse
canceling
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Mitsuru Uesugi
Eiji Ohta
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Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
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    • H04L27/26—Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601—Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2614—Peak power aspects
    • H04L27/2623—Reduction thereof by clipping

Definitions

  • the present invention relates to a radio reception apparatus and a radio reception method used in a digital radio communication system.
  • UWB-IR Ultra Wideband Impuls e Radio
  • the UWB-IR scheme uses a frequency band of several GHz by using impulses less than Ins, and the occupied bandwidth is ultra-wideband. For this reason, it may include bands that can be used in existing systems, and may interfere with existing systems.
  • the UWB-IR method is not compatible with other systems due to its low signal power density. It has a feature that makes it difficult to interfere.
  • it is suitable for short-range communications such as PAN (Personal Area Network) because of its wide bandwidth!
  • the OFDM (Orthogonal Frequency Division on Multiplex) method which has already been applied to a wireless LAN (Local Area Network) system and has a strong application to the so-called fourth generation mobile communication system, is an information signal or the like. Is superimposed on a plurality of orthogonal carriers to generate an OFDM signal, and a predetermined transmission process is performed on the OFDM signal to generate a transmission signal. The transmission signal is amplified by a power amplifier and transmitted.
  • the generated OFDM signal has the disadvantage that the peak power with respect to the average power increases in proportion to the number of carriers.
  • the OFDM signal can be increased to a high power. Can be easily amplified and wide area communication can be realized
  • Patent Document 1 discloses a technique for preventing interference and interference even when a wireless LAN system is used in the same area as or in the vicinity of the communication area of a UWB wireless transmission system.
  • the frequency is the reciprocal of 5 GHz in the wireless LAN system
  • the frequency signal used in the wireless LAN system can be attenuated and interference can be prevented.
  • Patent Document 1 JP 2002-335188 A
  • the UWB transmission device reduces the interference given to other systems by signal processing of the transmission signal. No mention is made of the reception process of the synthesized signal.
  • the UWB scheme hardly interferes with other systems, and although it has a characteristic V, other systems such as an OFDM radio transmission system can be used in the same area. As a result, the used frequencies compete and interfere with each other. In this way, systems with different communication methods can waste power and bandwidth as a result of the difficulty of eliminating interference from other system power.
  • An object of the present invention is to provide a radio reception apparatus and radio reception capable of minimizing interference and effectively using power and bandwidth in reception processing of a signal obtained by combining an impulse signal and an OFDM signal. Is to provide a method.
  • the radio reception apparatus of the present invention receives a combined signal obtained by combining an impulse type ultra-wideband impulse signal and an OFDM type OFDM signal, and the reception unit receives the combined signal. Separating means for separating the synthesized signal into an impulse signal and an OFDM signal according to the amplitude level of the synthesized signal is adopted.
  • the wireless reception method of the present invention includes a reception step of receiving a combined signal obtained by combining an impulse type ultra-wideband type impulse signal and an OFDM type OFDM signal, and the combination received in the reception step. And a separation step of separating the signal into an impulse signal and an OFDM signal according to the amplitude level of the combined signal.
  • the invention's effect [0012] it is possible to minimize interference and effectively use power and bandwidth in reception processing of a signal obtained by combining an impulse signal and an OFDM signal.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a transmission apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a receiving apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a UWB receiver according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of an OFDM receiving apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 5 Block diagram showing a configuration in which OFDM signal cancellers and impulse signal cancellers are connected alternately and continuously.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of transmitting apparatus 100 according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the input data is modulated by PSK modulation, QAM modulation, etc., and the modulated signal is converted from a serial signal to a parallel signal by the SZP conversion unit 103 (hereinafter, referred to as the following). This is called “SZP conversion” and is mapped for each subcarrier.
  • the converted parallel signal is subjected to IFFT processing in an IFFT (Inverse Fast Fourier Transfer m) unit 104, whereby a signal on the frequency axis in which data is arranged in subcarrier units is converted to a signal on the time axis.
  • IFFT Inverse Fast Fourier Transfer m
  • the signal on the time axis is also converted into a serial signal (OFDM signal) by the PZS converter 105 (hereinafter referred to as “PZS conversion”), and the peak power is suppressed by the peak suppressor 106.
  • the signal whose peak power is suppressed is orthogonally modulated by the orthogonal modulation unit 107, amplified by the amplifier 108, and output to the synthesis unit 112.
  • an impulse signal of Ins order is generated in the pulse generator 110 of the impulse signal modulator 109, and data is superimposed on the impulse signal by the modulator 111 and output to the synthesizer 112.
  • the signal output from amplifier 108 and the signal output from impulse signal modulating section 109 are combined, band-limited by filter 113, and transmitted as a transmission signal to the receiving apparatus. .
  • FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of receiving apparatus 200 according to Embodiment 1 of the present invention.
  • an amplifier 201 receives a received signal, power-amplifies the input received signal, and outputs the amplified received signal to the quadrature detector 202.
  • Quadrature detection section 202 performs quadrature detection on the received signal output from amplifier 201, and outputs the detected signal to SZP conversion section 203.
  • SZP conversion section 203 performs SZP conversion on the signal output from quadrature detection section 202, and outputs the converted parallel signal to FFT (Fast Fourier Transform) section 204.
  • the FFT unit 204 performs FFT processing on the signal output from the SZP conversion unit 203 to convert the signal power on the time axis into a signal on the frequency axis, and the converted signal is sent to the transmission path equalization unit 205. Output.
  • the transmission path equalization unit 205 performs transmission path equalization processing on the signal output from the FFT unit 204 and outputs the equalized signal to the IFFT unit 206.
  • the IFFT unit 206 performs IFFT processing on the signal output from the transmission path equalization unit 205, thereby converting the signal on the frequency axis again to the signal on the time axis, and converts the converted signal to the PZ S conversion unit 207.
  • Output to. PZS conversion section 207 performs PZS conversion on the signal output from IFFT section 206, and outputs converted signal X to signal separation section 208.
  • the signal separation unit 208 includes a signal X1 output from the PZS conversion unit 207, a signal Y1 demodulated as an OFDM signal according to an instantaneous power level of the signal X, and a signal Y2 demodulated as an impulse signal.
  • the separated signal Y1 is output to the SZ P conversion unit 210 in the OFDM signal demodulation unit 209, and the separated signal Y2 is output to the pulse detection unit 215 in the impulse signal demodulation unit 214. Details of the signal separation unit 208 will be described later.
  • the signal Y1 output from the signal separation unit 208 is subjected to SZP conversion by the SZP conversion unit 210, and the converted parallel signal is subjected to FFT processing by the FFT unit 211, whereby the signal Y1 is converted from the signal on the time axis. It is converted into a signal on the frequency axis.
  • the converted signal on the frequency axis is PZS converted by the PZS converter 212, and the converted serial signal is demodulated by the demodulator 213 to output data.
  • the signal Y2 output from the signal separation unit 208 is converted into an impulse by the pulse detection unit 215. Is detected and data is output.
  • the signal separation unit 208 separates the signal X output from the PZS conversion unit 207 into a signal Y1 and a signal Y2 according to the instantaneous power level of the signal X. Specifically, separation is performed according to the following formula.
  • the signal Y1 demodulated as an OFDM signal means that the amplitude level is clipped by a constant C, and the signal Y1 is suppressed to a constant C or less by peak suppression.
  • the OFDM signal component is substantially not clipped, and only the impulse signal component is clipped.
  • the signal Y2 demodulated as an impulse signal is output only when the amplitude level exceeds the constant C, so that most of the signal power of the combined OFDM signal is output. Will be excluded.
  • transmission path equalization using FFT is equivalent to rake reception when viewed from the UWB-IR system, so that received signal power can be used effectively.
  • the transmission path estimation when performing transmission path equalization is performed by the OFDM method, the OFDM signal is considered to be transmitted with higher power than the impulse signal, so the reach range of the impulse signal It is expected that a highly accurate transmission path estimation value can be obtained in the short range. For this reason, in the UWB-IR method, power can be efficiently collected by rake reception.
  • a composite signal obtained by combining an OFDM signal and an impulse signal is equalized on a transmission path, and the transmission path is equalized using the amplitude level characteristics of the OFDM signal and the impulse signal.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of UWB reception apparatus 300 according to Embodiment 2 of the present invention.
  • the IFFT unit 206 performs IFFT processing, so that the signal converted from the signal on the frequency axis to the signal on the time axis is subtracted from the PZS converter 302 in the OFDM signal determination unit 301. Is output to the unit 312.
  • PZS conversion section 302 performs PZS conversion on the signal output from IFFT section 206, and outputs the converted signal to peak clip section 303.
  • the peak clipping unit 303 clips the impulse signal component by peak clipping the signal whose amplitude level of the signal output from the PZS conversion unit 302 exceeds the constant C, and the peak clipped signal is sent to the S / P conversion unit 304. Output.
  • the SZP conversion unit 304 performs SZP conversion on the signal output from the peak clip unit 303 and outputs the converted signal to the FFT unit 305.
  • the FFT unit 305 converts the signal on the time axis into a signal on the frequency axis by performing FFT processing on the signal output from the SZP conversion unit 304, and outputs the converted signal to the demodulation unit 306.
  • Demodulation section 306 demodulates the signal output from FFT section 305 and outputs the demodulated signal to IFFT section 3008 in OFDM replica generation section 307.
  • the OFDM signal determination unit 301 clips the signal strength impulse signal obtained by combining the OFDM signal and the impulse signal, and then demodulates the OFDM signal.
  • the IFFT unit 308 of the OFDM replica generation unit 307 outputs I to the signal output from the demodulation unit 306.
  • the signal power on the frequency axis is converted into a signal on the time axis, and the converted signal is output to the peak suppression unit 310 via the PZS conversion unit 309.
  • Peak suppression section 310 suppresses the peak power of the signal output from PZS conversion section 309 and outputs the signal with the peak power suppressed to transmission line characteristic adding section 311.
  • the transmission line characteristic adding unit 311 adds the transmission line characteristic to the signal output from the peak suppressing unit 310, and outputs the signal with the transmission line characteristic added thereto to the subtractor 312.
  • the OFDM replica generation unit 307 generates a replica of the received OFDM signal.
  • Subtractor 312 subtracts the OFDM replica signal that is the output signal of OFDM replica generation section 307 from the output signal of IFFT section 206, and outputs the subtraction result to pulse detection section 215 in impulse signal demodulation section 214.
  • the OFDM signal determination unit 301, the OFDM replica generation unit 307, and the subtractor 312 function as an OFDM signal cancellation unit.
  • the phase does not always match on a sample with the impulse.
  • the phases of the signals are opposite to each other, Since the signal power is canceled out, by providing the interference canceller as described above, it is possible to cancel the OFDM signal as an interference component out of the combined signal of the OFDM signal and the impulse signal. It is possible to reduce the offset effect.
  • FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of OFDM receiving apparatus 400 according to Embodiment 2 of the present invention.
  • the IFFT unit 206 performs IFFT processing to convert the signal power on the frequency axis into a signal on the time axis, and the pulse detection unit 402 in the impulse signal determination unit 401 and the subtractor Output to 407.
  • the pulse detection unit 402 in the impulse signal determination unit 401 detects the impulse and outputs the detection result to the modulation unit 405 in the UWB replica generation unit 403.
  • the noise generation unit 404 in the UWB replica generation unit 403 generates an impulse signal of the Ins order and outputs the generated impulse signal to the modulation unit 405.
  • Modulation section 405 superimposes the detection result output from pulse detection section 402 on the impulse signal from which pulse generation section 404 is also output, and outputs the impulse signal on which the detection result is superimposed to transmission line characteristic addition section 406.
  • Transmission path characteristic adding section 406 adds transmission path characteristics to the signal output from modulation section 405 and transmits the signal.
  • the signal with the road characteristic added is output to the subtractor 407.
  • the UWB replica generation unit 4003 generates a replica (UWB replica signal) of the received impulse signal.
  • Subtractor 407 subtracts the UWB replica signal that is the output signal of IFFT section 206 and the output signal of UWB replica generation section 403, and outputs the subtraction result to OFDM signal demodulation section 209. It should be noted that the impulse signal determination unit 401, the UWB replica generation unit 403, and the subtractor 407 function as impulse signal cancellation means.
  • OFDM receiving apparatus 400 can cancel a UWB signal as an interference component among signals obtained by combining an OFDM signal and an impulse signal.
  • the OFDM signal and the impulse signal are reversed by canceling one of the signals obtained by combining the OFDM signal and the impulse signal as an interference component. Even when synthesized in phase, the power cancellation effect can be reduced.
  • OFDM signal canceller shown in FIG. 3 and the impulse signal canceller shown in FIG. 4 are fused, and the OFDM signal canceller and the impulse signal canceller are alternately and continuously connected as shown in FIG. Interference canceling can be repeated alternately and continuously.
  • the receiving apparatus described in the first embodiment and the interference canceller described in the second embodiment may be combined as appropriate, thereby further improving the interference removal performance.
  • the OFDM signal is subjected to peak suppression on the transmission side.
  • the present invention is not limited to this, and peak suppression may not be performed.
  • by suppressing the peak it is possible to reduce the burden on the amplifier and easily amplify it to a large power.
  • a radio receiving apparatus receives a combined signal obtained by combining an impulse-type ultra-wideband impulse signal and an OFDM-type OFDM signal, and the receiving unit Separating means for separating the composite signal received by the signal into an impulse signal and an OFDM signal according to the amplitude level of the composite signal Take.
  • the separation unit performs threshold determination between the amplitude level of the combined signal and a predetermined threshold, and the amplitude level exceeds the threshold.
  • the synthesized signal is an impulse signal, and the synthesized signal in which the amplitude level of the synthesized signal whose amplitude level exceeds the threshold is clipped to the threshold and the synthesized signal whose amplitude level is less than the threshold are separated as an OFDM signal.
  • a third aspect of the present invention employs a configuration in which the radio reception apparatus includes OFDM signal cancellation means for canceling an OF DM signal as an interference component in the combined signal in the above configuration.
  • a fourth aspect of the present invention employs a configuration in which the radio receiving apparatus includes impulse signal canceling means for canceling an innoc- ular signal of the combined signal as an interference component in the above configuration.
  • the radio reception apparatus interferes with an OFDM signal cancellation unit that cancels an OF DM signal as an interference component in a combined signal and an impulse signal in the combined signal.
  • an impulse signal canceling means for canceling as a component, and a plurality of the OFDM signal canceling means and the impulse signal canceling means are alternately connected.
  • the synthesized signal received in step 3 corresponds to the amplitude level of the synthesized signal.
  • a separation step of separating the impulse signal and the OFDM signal is
  • the radio reception apparatus and radio reception method according to the present invention minimizes interference and effectively uses power and bandwidth in reception processing of a signal in which an impulse signal and an OFDM signal are combined. It can be applied to UWB receivers and OFDM receivers.

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Abstract

　インパルス信号とＯＦＤＭ信号とが合成された信号の受信処理において干渉を最小限に抑え、電力及び帯域を有効に利用することができる無線受信装置を開示する。この装置において、伝送路等化部（２０５）では、ＵＷＢ－ＩＲ方式のインパルス信号とＯＦＤＭ信号とが合成された信号の伝送路等化処理が行われ、信号分離部（２０８）では、ＯＦＤＭ信号として復調される信号Ｙ１について振幅レベルが定数Ｃでクリップされ、実質的にインパルス信号の信号成分のみがクリップされる。また、インパルス信号として復調される信号Ｙ２が、定数Ｃを上回る振幅レベルのときのみ出力され、合成されたＯＦＤＭ信号の信号電力のほとんどが排除される。

Description

無線受信装置及び無線受信方法
技術分野
[0001] 本発明は、ディジタル無線通信システムにおいて使用される無線受信装置及び無 線受信方法に関する。
背景技術
[0002] 近年、コンピュータの小型化、高速化、大容量化が進む上で、高品質かつ高速で あり、多くのユーザを収容できる通信方式として、 UWB-IR (Ultra Wideband- Impuls e Radio)が注目 ^^めて！、る。
[0003] UWB—IR方式は、 Ins以下のインパルスを使用することで、数 GHzの周波数帯域 を利用するものであり、占有帯域幅が超広帯域となる。このため、既存のシステムで 利用されて ヽる帯域も含むことになり、既存のシステムと干渉することが考えられるが 、 UWB— IR方式は、その低い信号電力密度の特性により、他のシステムに干渉を 与えにくい特徴を有している。また、広帯域であることから PAN (Personal Area Netw ork)などの近距離通信に適して!/ヽる。
[0004] 一方、無線 LAN (Local Area Network)システムに既に適用され、また、 、わゆる第 4世代移動体通信システムへの適用が有力な OFDM (Orthogonal Frequency Divisi on Multiplex)方式は、情報信号等を複数の直交する搬送波に重畳させて OFDM信 号を生成し、この OFDM信号に対して所定の送信処理を施して送信信号を生成す る。そして、この送信信号を電力増幅器により増幅して送信している。
[0005] このため、生成される OFDM信号は、平均電力に対するピーク電力が搬送波の数 に比例して大きくなるという欠点がある力 適切にピーク電力を抑圧することにより、 O FDM信号を大電力へ容易に増幅することができ、広域通信を実現することができる
[0006] ところで、特許文献 1には、 UWB無線伝送システムの通信エリアと同一エリア又は 近傍エリアで無線 LANシステムを利用しても与干渉や被干渉を防止する技術が開 示されている。すなわち、無線 LANシステムにおける使用周波数 5GHzの逆数の時 間分だけインパルス信号を遅延させ、元の信号から遅延信号を減算することにより、 無線 LANシステムで使用して ヽる周波数信号を減衰させ、干渉を防止することがで きる。
特許文献 1 :特開 2002— 335188号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0007] し力しながら、特許文献 1に開示の技術では、 UWB方式の送信装置が送信信号の 信号処理により、他のシステムに与える干渉を低減するものであり、インパルス信号と OFDM信号とが合成された信号の受信処理につ ヽては言及されて 、な ヽ。
[0008] また、上述したように、 UWB方式が他のシステムに干渉を与えにく 、特徴を有して V、るものの、同一エリアで OFDM無線伝送システムなどの他のシステムを利用するこ とを想定すると、使用周波数が競合し、互いに干渉を与え合うことになる。このように、 通信方式の異なるシステム同士では、他のシステム力 の干渉を排除しにくぐ結果 的に電力や帯域を浪費してしまうことになる。
[0009] 本発明の目的は、インパルス信号と OFDM信号とが合成された信号の受信処理に おいて干渉を最小限に抑え、電力及び帯域を有効に利用することができる無線受信 装置及び無線受信方法を提供することである。
課題を解決するための手段
[0010] 本発明の無線受信装置は、インパルス型のウルトラワイドバンド方式のインパルス信 号と OFDM方式の OFDM信号とが合成された合成信号を受信する受信手段と、前 記受信手段により受信された合成信号を前記合成信号の振幅レベルに応じてインパ ルス信号と OFDM信号とに分離する分離手段と、を具備する構成を採る。
[0011] 本発明の無線受信方法は、インパルス型のウルトラワイドバンド方式のインパルス信 号と OFDM方式の OFDM信号とが合成された合成信号を受信する受信工程と、前 記受信工程で受信した合成信号を前記合成信号の振幅レベルに応じてインパルス 信号と OFDM信号とに分離する分離工程と、を具備するようにした。
発明の効果 [0012] 本発明によれば、インパルス信号と OFDM信号とが合成された信号の受信処理に おいて干渉を最小限に抑え、電力及び帯域を有効に利用することができる。
図面の簡単な説明
[0013] [図 1]本発明の実施の形態 1に係る送信装置の構成を示すブロック図
[図 2]本発明の実施の形態 1に係る受信装置の構成を示すブロック図
[図 3]本発明の実施の形態 2に係る UWB受信装置の構成を示すブロック図
[図 4]本発明の実施の形態 2に係る OFDM受信装置の構成を示すブロック図
[図 5]OFDM信号キャンセラとインパルス信号キャンセラとを交互に連続して接続した 構成を示すブロック図
発明を実施するための最良の形態
[0014] 以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、実 施の形態において、同一機能を有する構成には同一の符号を付し、重複する説明 は省略する。
[0015] (実施の形態 1)
図 1は、本発明の実施の形態 1に係る送信装置 100の構成を示すブロック図である 。この図において、 OFDM信号変調部 101の変調部 102では、入力されたデータが PSK変調や QAM変調などで変調され、変調された信号を SZP変換部 103でシリ アル信号からパラレル信号に変換 (以下、「SZP変換」という）され、サブキャリア毎に マッピングされる。変換されたパラレル信号は、 IFFT (Inverse Fast Fourier Transfer m)部 104で IFFT処理が施されることにより、サブキャリア単位でデータが配置された 周波数軸上の信号が時間軸上の信号に変換され、時間軸上の信号は、 PZS変換 部 105でパラレル信号力もシリアル信号 (OFDM信号）に変換 (以下、「PZS変換」 という）され、ピーク抑圧部 106でピーク電力が抑圧される。
[0016] ピーク電力が抑圧された信号は、直交変調部 107で直交変調され、増幅器 108で 電力増幅され、合成部 112に出力される。
[0017] 一方、インパルス信号変調部 109のパルス生成部 110では Insオーダのインパル ス信号が生成され、インパルス信号には変調部 111でデータが重畳され、合成部 11 2に出力される。 [0018] 合成部 112では、増幅器 108から出力された信号とインパルス信号変調部 109か ら出力された信号とが合成され、フィルタ 113で帯域制限されて、送信信号として受 信装置に送信される。
[0019] 図 2は、本発明の実施の形態 1に係る受信装置 200の構成を示すブロック図である 。この図において、増幅器 201は、受信信号が入力され、入力された受信信号を電 力増幅し、増幅した受信信号を直交検波部 202に出力する。
[0020] 直交検波部 202は、増幅器 201から出力された受信信号を直交検波し、検波した 信号を SZP変換部 203に出力する。 SZP変換部 203は、直交検波部 202から出力 された信号を SZP変換し、変換したパラレル信号を FFT (Fast Fourier Transform) 部 204に出力する。 FFT部 204は、 SZP変換部 203から出力された信号に FFT処 理を施すことにより、時間軸上の信号力 周波数軸上の信号に変換し、変換した信 号を伝送路等化部 205に出力する。伝送路等化部 205は、 FFT部 204から出力さ れた信号の伝送路等化処理を行!ヽ、等化処理を行った信号を IFFT部 206に出力 する。 IFFT部 206は、伝送路等化部 205から出力された信号に IFFT処理を施すこ とにより、再度周波数軸上の信号から時間軸上の信号に変換し、変換した信号を PZ S変換部 207に出力する。 PZS変換部 207は、 IFFT部 206から出力された信号を PZS変換し、変換した信号 Xを信号分離部 208に出力する。
[0021] 信号分離部 208は、 PZS変換部 207から出力された信号 Xを、その信号 Xの瞬時 電力レベルに応じて OFDM信号として復調される信号 Y1とインパルス信号として復 調される信号 Y2とに分離し、分離された信号 Y1を OFDM信号復調部 209内の SZ P変換部 210に、分離された信号 Y2をインパルス信号復調部 214内のパルス検出 部 215に出力する。信号分離部 208の詳細については後述する。
[0022] 信号分離部 208から出力された信号 Y1は、 SZP変換部 210で SZP変換され、変 換されたパラレル信号は FFT部 211で FFT処理が施されることにより、時間軸上の 信号から周波数軸上の信号に変換される。変換された周波数軸上の信号は PZS変 換部 212で PZS変換され、変換されたシリアル信号は復調部 213で復調され、デー タが出力される。
[0023] 一方、信号分離部 208から出力された信号 Y2は、パルス検出部 215でインパルス の検出が行われ、データが出力される。
[0024] 次に、上述した信号分離部 208について詳細に説明する。信号分離部 208では、 PZS変換部 207から出力された信号 Xを、その信号 Xの瞬時電力レベルに応じて信 号 Y1と信号 Y2とに分離する。具体的には、以下の式に従って分離する。
[数 1]
Figure imgf000007_0001
[数 2]
Figure imgf000007_0002
[0025] 上式（1)によれば、 OFDM信号として復調される信号 Y1は、振幅レベルが定数 C でクリップされることを意味しており、信号 Y1がピーク抑圧により定数 C以下に抑えら れているとすると、実質的に OFDMの信号成分はほぼクリップされず、インパルス信 号の信号成分のみがクリップされることになる。
[0026] また、上式（2)によれば、インパルス信号として復調される信号 Y2は、振幅レベル が定数 Cを上回るときのみ出力されるため、合成された OFDM信号の信号電力のほ とんどが排除されることになる。
[0027] このようにインパルス信号の振幅と OFDM信号の振幅のレベル差を利用して信号 を分離することにより、互いの信号が与え合う干渉を最小限に抑えつつ、 OFDM方 式と UWB— IR方式とに対応した無線受信装置を実現することができる。したがって 、 OFDM信号とインパルス信号の信号処理にぉ 、て信号同期やチャネル推定など を共有することができ、これらに必要な電力を節約することができ、よって、単位電力 当たりの通信効率を向上させることができる。
[0028] ちなみに、 FFTを利用した伝送路等化は、 UWB— IR方式から見た場合、レイク受 信に相当するため、受信した信号電力を有効に利用することができる。また、伝送路 等化を行う際の伝送路推定を OFDM方式で行うこととすると、 OFDM信号はインパ ルス信号に比べ大電力で送信されると考えられるので、インノ ルス信号の到達範囲 である近距離のレンジでは、高精度の伝送路推定値が得られるものと期待される。こ のことから、 UWB— IR方式では、レイク受信によって電力を効率良くかき集めること ができる。
[0029] このように実施の形態 1によれば、 OFDM信号とインパルス信号とが合成された合 成信号を伝送路等化し、 OFDM信号とインパルス信号の振幅レベル特性を利用し、 伝送路等化した信号の振幅レベルに応じて合成信号を OFDM信号とインパルス信 号とに分離することにより、互いの信号が与え合う干渉を最小限に抑え、電力及び帯 域を有効に利用することができる。
[0030] (実施の形態 2)
本発明の実施の形態 2では、 OFDM信号とインパルス信号とが合成された信号の うち、一方の信号を干渉成分としてキャンセリングする場合について説明する。
[0031] 図 3は、本発明の実施の形態 2に係る UWB受信装置 300の構成を示すブロック図 である。この図において、 IFFT部 206で IFFT処理が施されることにより、周波数軸 上の信号から時間軸上の信号に変換された信号は、 OFDM信号判定部 301内の P ZS変換部 302と、減算器 312とに出力される。
[0032] PZS変換部 302は、 IFFT部 206から出力された信号を PZS変換し、変換した信 号をピーククリップ部 303に出力する。ピーククリップ部 303は、 PZS変換部 302から 出力された信号の振幅レベルが定数 Cを超える信号をピーククリップすることにより、 インパルス信号成分をクリッピングし、ピーククリップした信号を S/P変換部 304に出 力する。 SZP変換部 304は、ピーククリップ部 303から出力された信号を SZP変換 し、変換した信号を FFT部 305に出力する。 FFT部 305は、 SZP変換部 304から出 力された信号に FFT処理を施すことにより、時間軸上の信号から周波数軸上の信号 に変換し、変換した信号を復調部 306に出力する。復調部 306は、 FFT部 305から 出力された信号を復調し、復調した信号を OFDMレプリカ生成部 307内の IFFT部 3 08に出力する。
[0033] このように OFDM信号判定部 301では、 OFDM信号とインパルス信号とが合成さ れた信号力 インノ ルス信号をクリッピングし、 OFDM信号をー且復調する。
[0034] OFDMレプリカ生成部 307の IFFT部 308は、復調部 306から出力された信号に I FFT処理を施すことにより、周波数軸上の信号力 時間軸上の信号に変換し、変換 した信号を PZS変換部 309を介してピーク抑圧部 310に出力する。ピーク抑圧部 3 10は、 PZS変換部 309から出力された信号のピーク電力を抑圧し、ピーク電力を抑 圧した信号を伝送路特性付加部 311に出力する。伝送路特性付加部 311は、ピーク 抑圧部 310から出力された信号に伝送路特性を付加し、伝送路特性を付加した信 号を減算器 312に出力する。これにより、 OFDMレプリカ生成部 307では、受信した OFDM信号のレプリカを生成することになる。
[0035] 減算器 312では、 IFFT部 206の出力信号から OFDMレプリカ生成部 307の出力 信号である OFDMレプリカ信号を減算し、減算結果をインパルス信号復調部 214内 のパルス検出部 215に出力する。なお、 OFDM信号判定部 301、 OFDMレプリカ 生成部 307及び減算器 312は、 OFDM信号キャンセル手段として機能する。
[0036] OFDM信号とインパルス信号とが合成された場合、インパルスのあるサンプル上で 必ずしも位相が一致するとは限らず、例えば、互いの信号の位相が逆相となるような 場合には、互いの信号電力が相殺されてしまうので、上述したような干渉キャンセラを 設けることにより、 OFDM信号とインパルス信号とが合成された信号のうち、 OFDM 信号を干渉成分としてキャンセリングすることができ、信号電力の相殺効果を軽減す ることがでさる。
[0037] 図 4は、本発明の実施の形態 2に係る OFDM受信装置 400の構成を示すブロック 図である。この図において、 IFFT部 206で IFFT処理が施されることにより、周波数 軸上の信号力も時間軸上の信号に変換された信号は、インパルス信号判定部 401 内のパルス検出部 402と、減算器 407とに出力される。
[0038] インパルス信号判定部 401内のパルス検出部 402は、インパルスの検出を行 、、 検出結果を UWBレプリカ生成部 403内の変調部 405に出力する。一方、 UWBレプ リカ生成部 403内のノ レス生成部 404は、 Insオーダのインパルス信号を生成し、生 成したインパルス信号を変調部 405に出力する。変調部 405は、パルス生成部 404 力も出力されたインパルス信号にノ ルス検出部 402から出力された検出結果を重畳 し、検出結果を重畳したインパルス信号を伝送路特性付加部 406に出力する。伝送 路特性付加部 406は、変調部 405から出力された信号に伝送路特性を付加し、伝送 路特性を付加した信号を減算器 407に出力する。これにより、 UWBレプリカ生成部 4 03では、受信したインパルス信号のレプリカ（UWBレプリカ信号)を生成することにな る。
[0039] 減算器 407では、 IFFT部 206の出力信号力 UWBレプリカ生成部 403の出力信 号である UWBレプリカ信号を減算し、減算結果を OFDM信号復調部 209に出力す る。なお、インノ ルス信号判定部 401、 UWBレプリカ生成部 403及び減算器 407は インパルス信号キャンセル手段として機能する。
[0040] OFDM受信装置 400は、上述した構成を有することにより、 OFDM信号とインパル ス信号とが合成された信号のうち、 UWB信号を干渉成分としてキャンセリングするこ とがでさる。
[0041] このように実施の形態 2によれば、 OFDM信号とインパルス信号とが合成された信 号のうち、一方の信号を干渉成分としてキャンセリングすることにより、 OFDM信号と インパルス信号とが逆相で合成された場合でも、電力の相殺効果を軽減することがで きる。
[0042] なお、図 3に示した OFDM信号キャンセラと図 4に示したインパルス信号キャンセラ とを融合させ、図 5に示すように、 OFDM信号キャンセラとインパルス信号キャンセラ とを交互に連続して接続し、干渉キャンセリングを交互に連続して繰り返すことができ る。
[0043] また、実施の形態 1で説明した受信装置と実施の形態 2で説明した干渉キャンセラ とを適宜組み合わせてもよぐこれにより干渉除去性能をより向上させることができる。
[0044] また、上述した各実施の形態では、 OFDM信号を送信側でピーク抑圧するものとし て説明したが、本発明はこれに限らず、ピーク抑圧を行わなくてもよい。ただし、ピー ク抑圧を行うことにより、増幅器の負担を軽減し、大電力への増幅を容易に行うことが できる。
[0045] 本発明の第 1の態様は、無線受信装置が、インパルス型のウルトラワイドバンド方式 のインパルス信号と OFDM方式の OFDM信号とが合成された合成信号を受信する 受信手段と、前記受信手段により受信された合成信号を前記合成信号の振幅レべ ルに応じてインパルス信号と OFDM信号とに分離する分離手段と、を具備する構成 を採る。
[0046] 本発明の第 2の態様は、無線受信装置が、上記構成において、前記分離手段が、 合成信号の振幅レベルと所定の閾値との閾値判定を行 ヽ、振幅レベルが閾値を超 える合成信号をインパルス信号として、振幅レベルが閾値を超える合成信号の振幅 レベルを閾値にクリッピングした合成信号と振幅レベルが閾値未満の合成信号とを O FDM信号として分離する構成を採る。
[0047] これらの構成によれば、インパルス信号の振幅と OFDM信号の振幅のレベル差を 利用して信号を分離することにより、互いの信号が与え合う干渉を最小限に抑えるこ とがでさる。
[0048] 本発明の第 3の態様は、無線受信装置が、上記構成において、合成信号のうち OF DM信号を干渉成分としてキャンセリングする OFDM信号キャンセル手段を具備す る構成を採る。
[0049] 本発明の第 4の態様は、無線受信装置が、上記構成において、合成信号のうちィ ンノ ルス信号を干渉成分としてキャンセリングするインパルス信号キャンセル手段を 具備する構成を採る。
[0050] これらの構成によれば、インパルス信号と OFDM信号とが互いの信号が逆相となつ て合成された場合でも、合成信号のうち OFDM信号又はインパルス信号をキャンセ ルすることにより、互いの信号電力の相殺効果を軽減することができる。
[0051] 本発明の第 5の態様は、無線受信装置が、上記構成において、合成信号のうち OF DM信号を干渉成分としてキャンセリングする OFDM信号キャンセル手段と、合成信 号のうちインパルス信号を干渉成分としてキャンセリングするインノ ルス信号キャンセ ル手段と、を具備し、前記 OFDM信号キャンセル手段と前記インパルス信号キャン セル手段とが交互に複数接続された構成を採る。
[0052] この構成によれば、合成信号のうち OFDM信号及びインパルス信号を繰り返しキヤ ンセルすることになり、互いの信号電力の相殺効果をより軽減することができる。
[0053] 本発明の第 6の態様は、無線受信方法が、インパルス型のウルトラワイドバンド方式 のインパルス信号と OFDM方式の OFDM信号とが合成された合成信号を受信する 受信工程と、前記受信工程で受信した合成信号を前記合成信号の振幅レベルに応 じてインパルス信号と OFDM信号とに分離する分離工程と、を具備するようにした。
[0054] この方法によれば、インパルス信号の振幅と OFDM信号の振幅のレベル差を利用 して信号を分離することにより、互いの信号が与え合う干渉を最小限に抑えることが できる。
[0055] 本明糸田書 ίま、 2005年 4月 18曰出願の特願 2005— 119828に基づくものである。
この内容は全てここに含めておく。
産業上の利用可能性
[0056] 本発明にかかる無線受信装置及び無線受信方法は、インパルス信号と OFDM信 号とが合成された信号の受信処理にお!、て干渉を最小限に抑え、電力及び帯域を 有効に利用することができ、 UWB受信装置及び OFDM受信装置等に適用すること ができる。

Claims

請求の範囲
[1] インパルス型のウルトラワイドバンド方式のインパルス信号と OFDM方式の OFDM 信号とが合成された合成信号を受信する受信手段と、
前記受信手段により受信された合成信号を前記合成信号の振幅レベルに応じてィ ンパルス信号と OFDM信号とに分離する分離手段と、
を具備する無線受信装置。
[2] 前記分離手段は、合成信号の振幅レベルと所定の閾値との閾値判定を行い、振幅 レベルが閾値を超える合成信号をインパルス信号として、振幅レベルが閾値を超える 合成信号の振幅レベルを閾値にクリッピングした合成信号と振幅レベルが閾値未満 の合成信号とを OFDM信号として分離する請求項 1に記載の無線受信装置。
[3] 合成信号のうち OFDM信号を干渉成分としてキャンセリングする OFDM信号キヤ ンセル手段を具備する請求項 1に記載の無線受信装置。
[4] 合成信号のうちインパルス信号を干渉成分としてキャンセリングするインパルス信号 キャンセル手段を具備する請求項 1に記載の無線受信装置。
[5] 合成信号のうち OFDM信号を干渉成分としてキャンセリングする OFDM信号キヤ ンセル手段と、
合成信号のうちインパルス信号を干渉成分としてキャンセリングするインパルス信号 キャンセル手段と、
を具備し、
前記 OFDM信号キャンセル手段と前記インパルス信号キャンセル手段とが交互に 複数接続された請求項 1に記載の無線受信装置。
[6] インパルス型のウルトラワイドバンド方式のインパルス信号と OFDM方式の OFDM 信号とが合成された合成信号を受信する受信工程と、
前記受信工程で受信した合成信号を前記合成信号の振幅レベルに応じてインパ ルス信号と OFDM信号とに分離する分離工程と、
を具備する無線受信方法。
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