JP2003051804A - マルチキャリア復調方法及び復調装置 - Google Patents

マルチキャリア復調方法及び復調装置

Info

Publication number
JP2003051804A
JP2003051804A JP2001239890A JP2001239890A JP2003051804A JP 2003051804 A JP2003051804 A JP 2003051804A JP 2001239890 A JP2001239890 A JP 2001239890A JP 2001239890 A JP2001239890 A JP 2001239890A JP 2003051804 A JP2003051804 A JP 2003051804A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
subcarriers
points
matrix
signal
demodulation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001239890A
Other languages
English (en)
Inventor
Tokusho Suzuki
徳祥 鈴木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Central R&D Labs Inc
Original Assignee
Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Central R&D Labs Inc filed Critical Toyota Central R&D Labs Inc
Priority to JP2001239890A priority Critical patent/JP2003051804A/ja
Publication of JP2003051804A publication Critical patent/JP2003051804A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

(57)【要約】 【課題】 送信側の増幅器等のバックオフの影響を抑制
したマルチキャリア復調 【解決手段】マルチキャリア復調装置1000は、N本
のサブキャリアから成り、うちL本が有効キャリアであ
るOFDM変調信号を受信して復調する。復調にはN点
のサンプル点のうち、振幅が閾値以上でないM個を用
い、複素線形演算により復調する。即ち、M個のサンプ
ル点のサンプル番号{nq}と、別途記憶されているL
本の有効キャリアのキャリア番号{kp}とから、q行
p列がexp(2πjkpnq/N)のM行L列の行列を算出し、つ
いでその一般化逆行列(L行M列)を演算する。メモリ
107から、M個のサンプル点のサンプル番号{nq
に対応したM個の複素数を構成する各々M個のディジタ
ル信号IR、QRが複素線形演算器111に出力され、複
素逆行列演算器110が算出したL行M列の一般化逆行
列と積をとる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数のサブキャリ
アをそれぞれ変調し、1シンボル長で当該複数の変調信
号を送信可能とするマルチキャリア伝送方式の、復調方
法及び復調装置に関する。本発明は例えば直交周波数分
割多重(Orthogonal Frequency DivisionMultiplex, OF
DM)方式により変調された信号を受信する復調装置に特
に有効である。
【0002】
【従来の技術】例えばOFDM方式においては、変調器内部
例えば増幅器において、非線形伝送路で相互変調に伴う
特性劣化、特に3次相互変調積の影響が大きく、大きな
バックオフを取る必要がある。例えば100Wの平均出
力の放送に対し、ピークで1kWの出力が可能な増幅器
が必要と言われている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のよう
に、平均出力に対し大出力の増幅器を常に用意できると
は限らない。そのような場合には入出力特性のバックオ
フ部分に波形がかかり、変調波が振幅の大きな部分で歪
みを生じることとなる。
【0004】ところで、一般に、変調側でN点IDFT
(N点逆離散フーリエ変換)の入力(サブキャリアに乗
せる信号)のうち、常に0であるヌルキャリアが多数含
まれている。本発明は、この点に着目し、復調側で必ず
しもN点DFTを用いる必要がないことから、受信波の
振幅の大きな部分を除いた部分でヌルキャリア以外の有
効キャリアの復調を可能とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】請求項1に係る発明は、
マルチキャリア伝送方法の復調方式であって、少なくと
もN−M本(M<N)のサブキャリアがヌルキャリアで
ある信号を受信し、復調するマルチキャリア復調方法に
おいて、N本のサブキャリアを全て復調できるN点のデ
ィジタル信号を得て、当該N点のディジタル信号から、
信号値として信用できないと判断される点を除いて、M
点をとりだし、L本(L≦M)のサブキャリアの番号と
取り出されたサンプル点の番号を基に、M点のサンプル
点からL本のサブキャリアを復調するための行列を算出
し、算出した行列と、M点のサンプル点から成るベクト
ルとの積からL本のサブキャリアを復調することを特徴
とする。ここで「少なくともN−M本(M<N)のサブ
キャリアがヌルキャリアである」とは、当該サブキャリ
アは常に情報が0であるようなガードバンド、キャリア
ホール等に当たるものを言う。「N本のサブキャリアを
変調」は、複素変調でも、また、振幅又は位相のみの変
調でも良い。N本のサブキャリアが複素変調されている
場合はN点のディジタル信号は複素信号とすべきことは
当然である。いずれの場合も、何等かの手段で同期がと
られることが前提であるが、本発明はその同期をとる手
段に左右されない。
【0006】また、請求項2に係る発明は、逆離散フー
リエ変換を用いて変調され、少なくともN−M本(M<
N)のサブキャリアがヌルキャリアである信号を受信
し、復調するマルチキャリア通信復調方法において、N
本のサブキャリアの隣り合う周波数間隔をΔfとしてサ
ンプリング間隔1/(NΔf)で直交復調されたN点の
複素ディジタル信号から、信号値として信用できないと
判断される点を除いて、M点を用いてL本(L≦M)の
サブキャリアを復調することを特徴とする。ここで、直
交復調とサンプリングは、アナログ直交復調ののちアナ
ログ/ディジタル変換する場合も、アナログ/ディジタ
ル変換ののちディジタル直交する場合も、どちらも本願
発明に包含される。
【0007】また、請求項3に係る発明は、信号値とし
て信用できないと判断される点とは、信号の示す振幅が
予め設定された閾値を越える点であることを特徴とす
る。複素ディジタル信号の振幅は、いわゆる同相成分
(In-phase)と直交成分(Quadrature)のそれぞれにつ
いて閾値を越えたかどうか判定し、一方でも閾値を越え
た場合に当該サンプル点を信用できないと判断するもの
であっても良い。
【0008】また、請求項4に係る発明は、L本のサブ
キャリアの番号との関係から、M点の組合わせのうち予
め排除されるべき組合せが記憶されており、M点の選定
に際し、当該排除されるべき組合せにならないよう設定
することを特徴とする。
【0009】請求項5乃至請求項8に係る発明は、請求
項1乃至請求項4に係るマルチキャリア通信復調方法を
採用したマルチキャリア通信復調装置である。特許請求
の範囲における用語の説明もほぼ同様である。
【0010】
【作用及び発明の効果】本発明によるマルチキャリア通
信復調方法又はマルチキャリア通信復調装置は、ヌルキ
ャリアを含めたN本のサブキャリアの情報を本来N点の
サンプリング点の複素信号等で復調すべきものを、少な
くともN−M本(M<N)のサブキャリアがヌルキャリ
アである(常に情報が0である、ガードバンド、キャリ
アホール等)場合は、残りのM本ののうちのL本のサブ
キャリアは、一定の制限のもと、M点のサンプリング点
(M<N)で復調することが可能であることに基づく。
そのようなことを可能とするための方策及び制限は後述
する。これにより、サンプリングされたN点の信号のう
ち、N−M個までは使用せずに、残りのM点のサンプリ
ング点から全ての有効キャリアを含むL本のサブキャリ
アが復調可能となるので、振幅が大きく、送信時にバッ
クオフの影響を受けている可能性の大きい等の信用度の
小さいサンプリング点を、最大N−L個、所望によりN
−M個(M≧L)までは排除できる。即ち、信用度の高
いサンプリング点から有効キャリアを全て復調できるの
で、復調された信号に対する歪みによるノイズを抑制す
ることができる(請求項1、5)。
【0011】特に、逆離散フーリエ変換を用いて変調さ
れた、例えばOFDM系の信号を受信する復調方法又は
復調装置として有効である。これは、逆離散フーリエ変
換を用いて変調された、例えばOFDM系の変調信号は
設計方法が画一的であるからである。即ち、ヌルキャリ
アでないL本のサブキャリアのキャリア番号、演算に用
いるM点のサンプリング番号から、M点の複素信号から
L本のキャリア復調のための算式を容易求めることがで
きる(請求項2、6)。
【0012】特に、振幅が大きく、送信時にバックオフ
の影響を受けている可能性の大きいサンプリング点を、
最大N−L個、所望によりN−M個(M≧L)までは排
除できる。即ち、送信時にバックオフの影響を受けてい
ないサンプリング点から有効キャリアを全て復調できる
ので、復調された信号に対する歪みによるノイズを抑制
することができる(請求項3、7)。
【0013】後述するように、L本の有効キャリアのキ
ャリア番号の設定によっては、N点のサンプリング点か
らM個を任意に選択してしまうと、L本のキャリアが復
調できない場合が有り得る。よって、そのような場合が
判断できるようにすることで、L本のキャリアが復調で
きるようにN点のサンプリング点からM個を選択するこ
とが可能となる(請求項4、8)。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明を可能とするキャリ
ア番号とサンプリング点番号について、OFDMを例に
して説明する。尚、後述するとおり、本発明はOFDM
に限定されない。以下の説明は、N点逆離散フーリエ変
換を示すN行N列の行列から取り出したM行M列の行列
に対し、階数(rank)がMであること(逆行列が存
在すること)を対角化等の直接計算により求めることな
く確かめることを目的とする。
【0015】〔本発明を可能とするキャリア番号とサン
プリング点番号について〕まず、OFDM系のキャリ
ア、即ち波形が第n点(n=0からN−1までの整数)
で、次の式(1)を満たすものを考える。
【数1】
【0016】ここで、キャリアが、k=0からN−1ま
での全数を使っていないとき、有効シンボルキャリアを
全数含むM個のキャリアが、n=0からN−1までのN
個のサンプル点のうちM個のサンプル点で復調可能な場
合の条件を求める。これを次のように表す。
【数2】
【0017】式(2)において、Σは、M個の整数から
成る集合{kp}について取る。また、集合{nq}は、M
個の整数から成る。ここで1≦p,q≦M、0≦kp,nq≦N-1、
kp<kp+1、nq<nq+1とする。式(2)は、M個の複素数
x(nq)から成るベクトルが、q行p列がexp(2πjkpnq
N)から成る行列とM個の複素数X(kp)から成るベクトル
との積であることを示している。すると、M個の複素数
x(nq)から成るベクトルが得られた場合、M個の複素数
X(kp)から成るベクトルを算出できるかどうかは、q行
p列がexp(2πjkpnq/N)から成る行列が逆行列を有する
かどうかと等価である。
【0018】q行p列がexp(2πjkpnq/N)である行列に
ついて、集合{kp}、{nq}がどちらも0以上N−1以
下の整数N個の集合と一致する場合は式(1)に帰着す
る。逆行列は、WN=exp(-2πj/N)として、k+1行n
+1列がWN knのN行N列の行列である(ただし0≦k
≦N−1、0≦n≦N−1、IDFT(N点逆離散フー
リエ変換)とDFT(N点離散フーリエ変換)の関
係)。一方、q行p列がexp(2πjkpnq/N)である行列が
逆行列を有するよう、0以上N−1以下の、互いに異な
るM個の整数から成る集合{kp}、{nq}を選ぶ方法は
極めて広範囲である。しかし、次のようにして、当該集
合{kp}、{nq}が、q行p列がexp(2πjkpnq/N)であ
る行列が逆行列を有しないものを判断すること、即ち、
逆行列を有するよう設定することが可能である。
【0019】〔逆行列の有無にいて〕q行p列がexp(2
πjkpnq/N)(各々M個の整数から成る集合{kp}、{n
q}は、1≦p,q≦M、0≦kp,nq≦N-1、kp<kp+1、nq<n
q+1)のM行M列の行列が逆行列を有するか(行列式が
0でないか)どうかについては、次の変換をした行列の
行列式が0かどうかと等価である。即ち、第q'行と第
p'列に着目し、全要素をexp(2πjkp'nq'/N)で除した
のち、第p列(p≠p')をexp(2πj(kp-kp')nq'/N)で
除し第q行(q≠q')をexp(2πjkp'(nq-nq')/N)で除
すことである。これにより、第q'行と第p'列の要素を
すべて1にすることができる。ここで、行について、N
の約数b(N=ab)をとり、bによる剰余系で元の数
が最も多くなる{nq}の剰余系(その元の数をBとす
る)を選ぶ。列については第1列の成分を全て1に、前
記bにより選んだ{nq}の剰余系に対応する行のうちの
1行の成分を全て1にする。
【0020】これについて実例を上げる。N=12、q
行p列がexp(πjkpnq/6)、{kp}={0,1,4,
5,8}、{nq}={0,1,2,3,6}とする。b
=3(即ち、a=4)による{nq}の剰余系は{0,
3,6}と{1}と{2}で、元の最多となるものは
{0,3,6}。当該行列は、次のものである。
【数3】
【0021】数3の行列は、第1列の成分が全て1とな
っており、{nq}={0,1,2,3,6}のうち、b
=3による剰余系で元の数が最も多くなる行{nq}=
{0,3,6}のうち、nq=0となる第1行の成分が全
て1となっている。
【0022】行列式の0か否かについては、行の交換、
列の交換に影響されない。今、bによる剰余系で元の数
が最も多くなる行を第1行乃至第B行に置き替える。さ
らに、第1列(p=1)がすべて1、第1行(q=1)
がすべて1となるというにする。数3の行列において
は、元の最多となる{0,3,6}に対応する行を、第
1行乃至第3行(即ちB=3)に置き替ればよく、次の
とおりとなる。
【数4】
【0023】ここまでの作業は、問題となっている行列
について、Nの約数bによる整数の集合{nq}の剰余系
を勘案したのち、元の数が最多(その数をB)となる剰
余系に対応する行を第1行乃至第B行に置き替え、全要
素をexp(2πjk1n1/N)で除したのち、第p列(p≠1)
をexp(2πj(kp-k1)n1/N)で除し第q行(q≠1)をexp
(2πjk1(nq-n1)/N)で除すことで得られる。これらはい
わゆる行列の基本変形であり、このような変形の前後の
行列について、行列式が0か否かは入れ代わることが無
い。
【0024】すると、列{kp}について、aによる剰余
系の種類の数をAとおくと、第1乃至第B行は、A通り
の成分配置しかない。実際、数3の行列において、
{kp}={0,1,4,5,8}のa=4についての剰
余は、2種類(即ちA=2)で{0,4,8}と{1,
5}である。これを変形した(行列式が0かどうかには
関係しない)数4において、第1乃至第3行の成分のパ
ターンは、第1、3、5列と第2、4列の2種類しかな
い。
【0025】このように考えると、次のことが明らかで
ある。 〔1〕A<Bならば、変形後の行列式に対応する行列を
下三角行列化した際、対角成分はA+1行A+1列乃至
B行B列まで0が並び、そもそも元の行列式が0であ
る。例えばA=2、B=3である上記数4の行列を下三
角化すると、第3行第3列の成分が0となる。 〔2〕A≧Bが、Nの1とN以外の約数a、bの全ての
対について言える(ただし、行と列を入れ換え、行
{nq}の剰余系の種類の数と列{kp}の剰余系で元の数
が最多のものも検討した上で)なら、変形後の行列式に
対応する行列は必ず対角化可能。即ち、元の行列式は0
とならない。
【0026】よって、Nが素数なら常に逆行列を有す
る。Nが素数でないなら、M個の整数から成る集合
{kp}、{nq}を、N=abとなる、Nの1とN以外の
約数a、bの全ての対に関する剰余系につて検討し、
{kp}のaによる剰余系の種類の数Aが、{nq}のによ
る剰余系の元の数の最大値Bより小さいようなNの約数
の対a,bがあれば、当該行列式は0。そのようなNの
約数の対a,bが全くなければ(ただし、行と列を入れ
換え、行{nq}の剰余系の種類の数と列{kp}の剰余系
で元の数が最多のものも検討した上で)、当該行列式は
0でない。
【0027】また、q行p列がexp(2πjkpnq/N)(ただ
し、各々M個の整数から成る集合{kp}、{nq}は、1
≦p,q≦M、0≦kp,nq≦N-1、kp<kp+1,nq<nq+1とする)
のM行M列の行列が逆行列を有するか(行列式が0でな
いか)どうかは、q'行p'列がexp(2πjkp'nq'/N)(た
だし1≦p',q'≦N-M、0≦kp',nq'≦N-1、kp'<kp'+1,n q'
<nq'+1、kp'≠kp、nq'≠nq)のN−M行N−M列の行
列が逆行列を有するか(行列式が0でないか)どうかと
等価であることも明らかである。当該2つの行列は、N
点IDFTの行列(逆行列はDFTの行列)から、互い
に異なるM行M列の行列とN−M行N−M列の行列を取
り出したものの関係にあるからである。これはMがN/
2より大きい場合に、より少ない集合の剰余系を検討で
きる点で特に有効である。
【0028】また、M個の連続した整数から成る集合
{kp}に対し、どんなM個の互いに異なる整数から成る
集合{nq}をとってもq行p列がexp(2πjkpnq/N)のM
行M列の行列は逆行列を有する。逆に、M個の連続した
整数から成る集合{nq}に対し、どんなM個の互いに異
なる整数から成る集合{kp}をとってもq行p列がexp
(2πjkpnq/N)のM行M列の行列は逆行列を有する。こ
れらは互いに等価である。このうち後者の証明の概略は
次のようである。即ち、M個の連続した整数から成る集
合{nq}の上記b(N=ab)による剰余系の元の数の
最大値Bは、−[−M/b]である。ただし[R]はガウス
の記号で、実数Rを越えない最大の整数を表す。M個の
互いに異なる整数から成る集合{kp}のaによる剰余系
の種類Aの最小値を求めると、aによる剰余系には最大
b=N/a個までしか元が無いのであるから、−[−M
/b]となる。即ち、M個の連続した整数から成る集合
{nq}の上記bによる剰余系の元の数の最大値Bは、M
個の互いに異なる整数から成る集合{kp}のaによる剰
余系の種類Aの最小値に等しい。このとき、BはAを越
えることが無い。
【0029】さらに、N=cm(cは素数、mは2以上
の整数)であれば、M個の連続した整数から成る集合
{kp}と、cm'(m'=[logcM]、[R]はガウスの記号
で、実数Rを越えない最大の整数)による剰余系(剰余
の種類と各々の元の個数)が完全一致するM個の整数か
ら成る集合{kp}に対し、どんなM個の互いに異なる整
数から成る集合{nq}をとってもq行p列がexp(2πjkp
nq/N)のM行M列の行列は逆行列を有する。これは
{nq}と{kp}を逆にしても成立する。cm'とは(m'
=[logcM])、Mに等しいか、又はMを越えない最大
の、Nの唯一の素因数の階乗である。{kp}と、cm'
よる剰余系が完全一致するとは、M個の連続した整数の
任意の各kpに対し、kp±cm'、kp±2cm'、kp±3
m'、…、kp±(cm−c)(ただし、0以上N−1以下
の範囲外にあたるものは一切除外するものとする)のう
ちのひとつに置き替えた(置き換えによる重複は許され
ない)、0以上N−1以下のM個の互いに異なる整数の
集合を意味する。
【0030】〔逆行列についてまとめ〕 1.Nが素数であれば当該行列は逆行列を有する。 2.{nq}と{kp}の少なくとも一方が、連続したM個
の整数から成る集合であれば、q行p列がexp(2πjkpnq
/N)のM行M列の行列は逆行列を有する。 3.N=cm(cは素数、mは2以上の整数)であれ
ば、上述の通り、連続したM個の整数の集合でなくて
も、{nq}と{kp}の少なくとも一方が、連続したM個
の整数の集合とcm'(m'=[logcM])による剰余系に
ついて剰余の種類と各々の元の個数が一致する集合であ
れば当該行列は逆行列を有する。 4.その他の{nq}と{kp}であっても、Nの1とN以
外の約数a、bの全ての対に関する剰余系につて検討
し、{kp}のaによる剰余系の種類の数Aが、{nq}の
bによる剰余系の元の数の最大値Bより小さいようなN
の約数の対a,bが全くなく、且つ、{nq}のaによる
剰余系の種類の数Aが、{kp}のbによる剰余系の元の
数の最大値Bより小さいようなNの約数の対a,bが全
くないならば、当該行列は逆行列を有する。
【0031】〔サンプリング点の選択について〕全ての
有効キャリアであるL本のキャリアを復調するためのM
点の選択については、上記説明から明らかなようにL本
のキャリアのキャリア番号設定によっては、M点のサン
プリング点の選択を全く任意とすることができる。ま
た、L本のキャリアのキャリア番号設定によって、若干
の制限が係るような場合であっても、例えばN=2R
イントIDFTによるOFDMであれば、M点(M<
N)のサンプリング番号が偶数番合と奇数番合で大きく
偏らなければ良いことが多い。即ち、本願発明の適用範
囲は極めて広い。例えばN=2RポイントIDFTによ
るOFDMであれば、有効キャリアを全て含むM本のキ
ャリアのキャリア番号が2、4、…、2R-1=N/2に
よる剰余系をとったときに極端な偏りがなければ、実質
的にM点のサンプリングは任意と言って良く、サンプリ
ング番号が奇数番号と偶数番号の一方に大きく偏らない
程度で良い。
【0032】この点を図1で説明する。N=2Rポイン
トIDFTによるOFDMのM本(N/2=2R-1≦M
<2R=N)のキャリアが図1の(a)のような配置で
あったとする。kはキャリア番号で、kpはいずれもN
−1以下の異なる整数である。図1の(a)のように、
通常のOFDM通信においては、完全に連続したキャリ
アを用いていなくても、いくつかの連続したヌルキャリ
アであるガードバンド(GB1、GB2)、キャリアホー
ル(CH1、CH2、CH3)がある他は、有効キャリア
は連続したキャリア番号を有している。このとき、上記
剰余系の考えから、N/2以下の、N=2Rの約数であ
る2の階乗2rによる各剰余系については、その剰余系
の種類は最高2R-rである。ここでいずれの剰余系につ
いてもその種類が最高値2R-rをとるならば、任意のM
個のサンプル点からM本のキャリアを復調する線形演算
が存在することは明らかである。よって、例えば図1の
(b)のように、有効キャリアのキャリア番号について
N/2=2R-1シフトさせることで、N/2=2R-1個の
連続したキャリア番号とすることができるような配置で
あれば、サンプリング点の選択は任意で良い。Mの範囲
がN/2=2R-1≦M<2R=Nに無い場合も同様の考え
方でキャリア番号を2m'-1(m'=[log2M])シフトさ
せて検討すれば良い。
【0033】ところで上記逆行列はM行M列であるが、
そこから所望のL行を取り出したL行M列の行列(L≦
M)を用いれば、M本のサブキャリアから任意のL本の
キャリアをM個のサンプル点から求めるための行列とな
ることは自明である。即ち、本願発明うち復調方法及び
復調装置の実施に使われる行列は正方行列に限定されな
い。
【0034】また、ここまでの議論が、M本のサブキャ
リアにヌルキャリア含まれていたとてしても成立するこ
とは明らかである。すると、M本のサブキャリアの中に
更にM−L本(L<M)のヌルキャリアがあったとし
て、残りL本のキャリアをM個のサンプル点から求める
ための行列は、上記議論におけるq行p列がexp(2πjkp
nq/N)のM行M列の行列の逆行列であるM行M列の行列
から当該L本のキャリアを復調ために必要なL行を取り
出したもので良いことは明らかである。即ち、L本のキ
ャリアに対応するkpの他に、M−L個の任意のkp(L本
のキャリアに対応するkpを除く)を仮に用いたM行M列
の行列を構成してその逆行列を求め、そこからL本のキ
ャリアに対応するL行M列の行列(L<M)を取りだせ
ば良い。簡単な考察から、このようなL行M列の行列は
無数に構成することができる。
【0035】もっとも、本願発明においては画一的に当
該L行M列(L<M)の行列を算出するものが好ましい
と言える。これは、M個の整数{nq}とL個の整数
{kp}に対しq行p列がexp(2πjkpnq/N)のM行L列の
行列Y(L<M)の一般化逆行列(L行M列)を考えれ
ば良い。それは、(Y*Y)-1*として得られる。ただ
しY*はYの共役転置行列であってL行M列であり、Y*
YはL行L列の行列である。
【0036】〔他のマルチキャリアについて〕上記はO
FDMを代表例に、等周波数間隔のN本のサブキャリア
から成る通信方法について説明したが、上記説明から明
らかなように、本発明の本質は等周波数間隔のN本のサ
ブキャリアから成る通信方法に限定されない。即ち、周
波数間隔比が整数比であれば、上記逆行列の有無を検討
した内容をそのまま考慮することで、M点のサンプリン
グ点の選択が可能である。この際、M点のサンプリング
点の選択において、「N本のサブキャリアを復調できる
N点」が、そもそも等間隔でない場合であっても、上記
逆行列の有無を検討した内容をそのまま考慮すること
で、M点のサンプリング点の選択が可能である。このこ
とは、周波数間隔比が整数比であるN本のサブキャリア
から成る通信方法は、等周波数間隔のN’本のサブキャ
リアから成る通信方法であってN’−N本がヌルキャリ
アであるものと同等と考えることができるからである。
【0037】〔実施例〕図2は、本発明の具体的な一実
施例であるマルチキャリア復調装置1000の構成を示
したブロック図である。本実施例においては、ガードイ
ンターバルを有する、N本のサブキャリアから成り、う
ちM本が有効キャリアであるOFDM変調信号を受信し
てアナログ直交復調するマルチキャリア復調装置100
0を示した。
【0038】マルチキャリア復調装置1000は、図示
しない外部からの受信波を受け、発振器102及び位相
変換器102I、乗算器103I及び103Q、LPF
104I、104Q、A/D105I、105Q、ガー
ドインターバル除去器106I及び106Qにより、N
個の複素数に対応するN点のサンプリングを行う(図2
でRCVと示した部分)。N個の複素数に対応する合計
2N個の信号値を記憶するメモリ107、N点のサンプ
リング点の振幅を判定する判定器108、判定器108
の判定結果から問題となるサンプリング番号を記憶する
コントローラ109、複素逆行列演算器110、複素線
形演算器111、デマッピング回路112、P/S11
3により信号の復調を行う。
【0039】ここで、受信波から同相成分IRと直交成
分QRを取り出す部分(図1でRCVとした部分)がN
点のディジタル信号を得るサンプリング装置、又は、サ
ンプリング及び直交復調装置にあたる。また、メモリ1
07、判定器108、コントローラ109が抽出装置に
あたる。コントローラ109と複素逆行列演算器110
が行列算出装置に、複素線形演算器111がL本のサブ
キャリアを復調する演算装置にあたり、コントローラ1
09、複素逆行列演算器110、複素線形演算器111
がL本のサブキャリアを復調する演算器にあたる。
【0040】図2のマルチキャリア復調装置1000の
作用は次のとおりである。明示しないパイロット信号又
はガードインターバルに基づき、同期回路101が同期
信号を発振器102に出力する。受信波は、乗算器10
3I、103Qにおいて発振器102の出力する正弦波
及び位相変換器102Iを通したπ/2位相のずれた正
弦波と乗ぜられ、低域濾波器(LPF)104I、10
4Qを通ってベースバンド信号IA、QAとなる。これを
アナログ/ディジタル変換器(A/D)105I、10
5Qによりディジタル信号の同相成分IDとディジタル
信号の直交成分QDとなる。これをガードインターバル
除去器106I及び106Qでガードインターバルを除
去して、各々1シンボル中にN個のディジタル信号を有
する同相成分IRと直交成分QRとなる。サンプリングレ
ートは、N本のサブキャリアの周波数間隔をΔfとした
とき、1/(NΔf)である。
【0041】合計2N個のディジタル信号IR、QRは、
N個の複素信号として以下取り扱われる。これらは一旦
メモリ107に格納され、順次判定器108により、そ
の振幅が閾値以上であるか判定される。この閾値は、受
信波の平均電力から逐次改められていくもので良く、マ
ルチキャリア復調装置1000を構成した時点で決定さ
れるものに限らない。また、振幅が閾値以上とは、N個
の複素信号の絶対値が閾値以上である場合としても良い
が、ディジタル信号IR、QRの少なくとも一方が閾値以
上である場合としても良い。判定器108の判定結果
は、サンプリング番号としてコントローラ109に送ら
れる。コントローラ109は、判定器108が振幅が閾
値以上と判定したサンプル点の数がN−Mに達するか、
そうでない場合に判定器108が振幅が閾値を越えない
と判定したサンプル点の数がM個になった時点で、複素
逆行列演算器110に次の内容の指示を出す。
【0042】判定器108が振幅が閾値以上と判定した
サンプル点の数がN−Mに達した場合は、その時点まで
の判定器108が振幅が閾値を越えないと判定したサン
プル点のサンプル番号と、判定器108が判定していな
い残りの全てのサンプル番号、合わせてM個を、コント
ローラ109は複素逆行列演算器110に出力する。ま
た、判定器108が振幅が閾値以上と判定したサンプル
点の数がN−Mに達しないうちに判定器108が振幅が
閾値を越えないと判定したサンプル点の数がM個になっ
た場合は、その時点までの判定器108が振幅が閾値を
越えないと判定したM個のサンプル点のサンプル番号
{nq}を、コントローラ109は複素逆行列演算器1
10に出力する。
【0043】複素逆行列演算器110は、M個のサンプ
ル点のサンプル番号{nq}と、別途記憶されているL
本の有効キャリアのキャリア番号{kp}とから、q行
p列がexp(2πjkpnq/N)のM行L列の行列を算出し、つ
いでその一般化逆行列(L行M列)を演算する。次にコ
ントローラ109の指示により、メモリ107から、M
個のサンプル点のサンプル番号{nq}に対応したM個
の複素数を構成する各々M個のディジタル信号IR、QR
が複素線形演算器111に出力される。また、同じくコ
ントローラ109の指示により、複素逆行列演算器11
0が算出したL行M列の一般化逆行列が複素線形演算器
111に出力される。複素線形演算器111は、M個の
ディジタル信号IR、QRをM次の複素ベクトルとして複
素逆行列演算器110の出力するL行M列の一般化逆行
列と積をとる。こうして、L本の有効キャリアによって
送信された信号が復調され、デマッピング回路112、
並直列変換器(P/S)113を通して所望の信号列と
して取りだされる。
【0044】本実施例のマルチキャリア復調装置100
0の効果を図3を用いて説明する。図3の(a)のよう
に、1シンボル中の波形のうち、ある閾値を越える部分
は送信機の増幅器等バックオフの影響を受けている可能
性が高い。即ち、その部分においては本来あるべき振幅
からはずれている可能性が高い。マルチキャリア復調装
置1000は、振幅が閾値を越えるサンプル点を用いず
に、有効キャリアの数L以上のM個のサンプル点から復
調することができる。よって、送信機の増幅器等におけ
るバックオフの影響を受けた波形を除いた部分の波形か
らL本の有効キャリアを復調できるので、波形の歪みに
よる復調信号へのノイズを低減することができる。尚、
本実施例については、任意のM個のサンプル点からL本
の有効キャリアが復調できるようなキャリア番号配置を
前提とした。
【0045】〔変形例1〕上述の実施例において、判定
器108からコントローラ109への提供情報を増や
し、コントローラ109の作用を次のように変更するこ
とで、更に高性能のマルチキャリア復調装置1000と
することができる。本変形例において、その他の部分の
構成及び作用は上記実施例と全く同一である。
【0046】判定器108からコントローラ109へ
は、判定器108が振幅が閾値以上と判定したサンプル
点のサンプル番号の他、当該サンプル点の振幅の値も提
供される。コントローラ109は、判定器108がN個
のサンプル点全てについて判定を下したのち、より信用
できるものからM点選択する。即ち判定器108が振幅
が閾値以上と判定したサンプル点がN−M個以下なら
ば、振幅が閾値を越えないと判定されたM個以上のサン
プル点から例えば番号の若いほうからM個のサンプル点
を選択しする。また、判定器108が振幅が閾値以上と
判定したサンプル点がN−M個を越える場合は、当該閾
値以上と判定されたサンプル点のうち、より振幅が小さ
いものをも加えて、振幅が閾値を越えないと判定された
M個未満のサンプル点とともに合計M個選ぶようにす
る。このような構成とすることで、常により信頼性の高
いM個のサンプル点を選択してL本のキャリアを復調す
ることが可能となる。尚、やはり任意のM個のサンプル
点からL本の有効キャリアが復調できるようなキャリア
番号配置を前提とした。
【0047】〔変形例2〕キャリア番号配置により、M
個のサンプル点の選択に制限が係る場合にも本発明を適
用するためには次のような構成が有効である。即ち、上
記変形例1において、更に次のような作用をコントロー
ラ109に持たせる。コントローラ109は、変形例1
と同様に、一旦M個のサンプル点を選択し、そのサンプ
ル番号{n q}がL本の有効キャリアのキャリア番号
{kp}により、禁止されているサンプル番号の集合と
なっていないか判定する。判定内容の詳細は、L本の有
効キャリアのキャリア番号{kp}から、禁止されるサ
ンプル番号の集合の特徴を検討しておき、これをコント
ローラ109に記憶させておくことで良い。こうして、
サンプル番号{nq}が禁止されていないならば、上記
実施例及び変形例1のように複素逆行列演算器110に
て一般化逆行列を計算する。サンプル番号{nq}が禁
止されているならば、サンプル番号を禁止されていない
ものに変更する。この際、必要ならば閾値以上と判定さ
れたサンプル点のうち、より振幅が小さいものをも対象
とする。こうして、L本の有効キャリアのキャリア番号
{kp}により、禁止されているサンプル番号の集合が
ある場合でも、本願発明は実施可能となる。
【0048】上記実施例では、ガードインターバルを有
するOFDMによる信号を受信する例を挙げたが、ガー
ドインターバルは本発明の実施に必須ではなく、また、
通信方法もOFDMに限定されない。また、上記実施例
ではアナログ直交復調する例を挙げたが、ディジタル直
交復調するものでも良く、また、直交復調を行わないも
のでも良い。
【0049】本実施例では、通常の復調のためのNポイ
ントDFTとA/D変換及び直交復調を合わせて、サン
プリングレート1/(NΔf)にてサンプリングする構
成としたが、N本のサブキャリアの復調を他の方法(例
えば逆行列演算)により行うなどの場合、そのサンプリ
ングレートは1/(NΔf)より小さい(より速いサン
プリング)で行うことも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の説明のためのキャリアの配置
を示す概念図。
【図2】本発明の具体的な一実施例の構成を示すブロッ
ク図。
【図3】実施例の演算に用いる波形を示した説明図。
【符号の説明】
108 判定器 110 複素逆行列演算器 111 複素線形演算器

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 マルチキャリア伝送方法の復調方式であ
    って、少なくともN−M本(M<N)のサブキャリアが
    ヌルキャリアである信号を受信し、復調するマルチキャ
    リア復調方法において、 N本のサブキャリアを全て復調できるN点のディジタル
    信号を得て、 当該N点のディジタル信号から、信号値として信用でき
    ないと判断される点を除いて、M点(M<N)をとりだ
    し、 L本(L≦M)のサブキャリアの番号と前記取り出され
    たサンプル点の番号を基に、前記M点のサンプル点から
    前記L本のサブキャリアを復調するための行列を算出
    し、 当該算出した行列と、M点のサンプル点から成るベクト
    ルとの積から前記L本のサブキャリアを復調することを
    特徴とするマルチキャリア復調方法。
  2. 【請求項2】 逆離散フーリエ変換を用いて変調され、
    少なくともN−M本(M<N)のサブキャリアがヌルキ
    ャリアである信号を受信し、復調するマルチキャリア通
    信復調方法において、 N本のサブキャリアの隣り合う周波数間隔をΔfとして
    サンプリング間隔1/(NΔf)で直交復調されたN点
    の複素ディジタル信号から、信号値として信用できない
    と判断される点を除いて、M点を用いてL本(L≦M)
    のサブキャリアを復調することを特徴とするマルチキャ
    リア通信復調方法。
  3. 【請求項3】 前記信号値として信用できないと判断さ
    れる点とは、信号の示す振幅が予め設定された閾値を越
    える点であることを特徴とする請求項2に記載のマルチ
    キャリア通信復調方法。
  4. 【請求項4】 前記L本のサブキャリアの番号との関係
    から、M点の組合わせのうち予め排除されるべき組合せ
    が記憶されており、前記M点の選定に際し、当該排除さ
    れるべき組合せにならないよう設定することを特徴とす
    る請求項2又は請求項3に記載のマルチキャリア通信復
    調方法。
  5. 【請求項5】 マルチキャリア伝送方式の復調装置であ
    って、少なくともN−M本(M<N)のサブキャリアが
    ヌルキャリアである信号を受信し、復調するマルチキャ
    リア復調装置において、 前記N本のサブキャリアを全て復調できるN点のディジ
    タル信号を得るサンプリング装置と、 当該N点のディジタル信号から、信号値として信用でき
    ないと判断される点を除いて、M点をとりだす抽出装置
    と、 L本(L≦M)のサブキャリアの番号と前記抽出装置で
    取り出されたサンプル点の番号を基に、前記抽出装置で
    とりだしたM点のサンプル点から前記L本のサブキャリ
    アを復調するための行列を算出する行列算出装置と、 当該行列算出装置の算出した行列と、M点のサンプル点
    から成るベクトルとの積から前記L本のサブキャリアを
    復調する演算装置とを有することを特徴とするマルチキ
    ャリア復調装置。
  6. 【請求項6】 逆離散フーリエ変換を用いて変調され、
    少なくともN−M本(M<N)のサブキャリアがヌルキ
    ャリアである信号を受信し、復調するマルチキャリア通
    信復調装置において、 N本のサブキャリアの隣り合う周波数間隔をΔfとして
    サンプリング間隔1/(NΔf)で直交復調するサンプ
    リング及び直交復調装置と、 直交復調装置の出力するN点の複素ディジタル信号か
    ら、信号値として信用できないと判断される点を除いた
    M点を取りだす抽出装置と、 抽出装置の出力するM点の複素ディジタル信号と、その
    ディジタル信号のサンプル点の番号と、L本のサブキャ
    リアのサブキャリア番号から当該L本のサブキャリアを
    復調する演算器と有することを特徴とするマルチキャリ
    ア通信復調装置。
  7. 【請求項7】 前記信号値として信用できないと判断さ
    れる点とは、信号の示す振幅が予め設定された閾値を越
    える点であることを特徴とする請求項6に記載のマルチ
    キャリア通信復調装置。
  8. 【請求項8】 L本の有効キャリアの番号との関係か
    ら、M点の組合わせのうち予め排除されるべき組合せが
    記憶されており、前記M点の選定に際し、当該排除され
    るべき組合せにならないよう設定することを特徴とする
    請求項7又は請求項8に記載のマルチキャリア通信復調
    装置。
JP2001239890A 2001-08-07 2001-08-07 マルチキャリア復調方法及び復調装置 Pending JP2003051804A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001239890A JP2003051804A (ja) 2001-08-07 2001-08-07 マルチキャリア復調方法及び復調装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001239890A JP2003051804A (ja) 2001-08-07 2001-08-07 マルチキャリア復調方法及び復調装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003051804A true JP2003051804A (ja) 2003-02-21

Family

ID=19070580

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001239890A Pending JP2003051804A (ja) 2001-08-07 2001-08-07 マルチキャリア復調方法及び復調装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2003051804A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010252362A (ja) * 2004-09-17 2010-11-04 Qualcomm Inc ダイバーシチ結合および対数尤度スケーリングのための無線通信における雑音分散推定

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010252362A (ja) * 2004-09-17 2010-11-04 Qualcomm Inc ダイバーシチ結合および対数尤度スケーリングのための無線通信における雑音分散推定

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10250346B2 (en) Pilot signal in an FDMA communication system
EP1702445B1 (en) Modulation and demodulation of ofdm signals
US7898936B2 (en) Combined OFDM and wavelet multi-carrier transceiver
LaSorte et al. The history of orthogonal frequency division multiplexing
Farhang-Boroujeny et al. Derivation of GFDM based on OFDM principles
US20140192925A1 (en) Method of and apparatus for reducing papr in filter-bank multi-carrier system
US10917278B2 (en) Frequency-domain transmitters and receivers which adapt to different subcarrier spacing configurations
EP1879296A2 (en) Peak suppression control apparatus
KR20070076395A (ko) 직교 주파수 분할 다중화 심볼을 생성하고 수신하는 장치및 방법
US8797837B2 (en) System and method for in-phase/quadrature multiplexing
US10931492B2 (en) Two-tone in-phase pi/2 binary phase-shift keying communication
EP2725717B1 (en) Transmitter apparatus, receiver apparatus and communication method
US8422579B1 (en) Quadrature amplitude modulation via modified-square signal point constellation
Chafii et al. DCT-OFDM with index modulation
KR101813232B1 (ko) 다중 안테나 시스템에서 첨두 대 평균 전력비가 낮은 필터뱅크 다중 반송파 신호 변조를 위한 장치 및 방법
WO2014153370A4 (en) Methods and apparatus for tunable noise correction in multi-carrier signals
US6529472B1 (en) Generation and decoding of multi-carrier signal
JP5742735B2 (ja) 通信機および通信方法
JP2003051804A (ja) マルチキャリア復調方法及び復調装置
JP2004179727A (ja) マルチキャリア送信装置およびマルチキャリア受信装置ならびにマルチキャリア通信装置
JP4724979B2 (ja) マルチキャリア伝送用伝搬路特性推定方法、マルチキャリア伝送用伝搬路特性推定装置及びそれを有するマルチキャリア復調装置
US9031159B2 (en) Communication device and communication method
KR100996474B1 (ko) 복수의 이미징 모드를 갖는 디지털 rf 트랜시버
JP4724993B2 (ja) マルチキャリア復調方法及びマルチキャリア復調装置
CN110581819B (zh) 一种降低papr的方法、装置、电子设备及存储介质