JP2007221206A - Ｏｆｄｍ受信機における受信サブキャリア位相補正装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ミリ波帯の伝搬路変動の増大による、サブキャリアの位相ずれと平均値の誤差の増大に対応して、精度良く位相補正を行う位相補正装置を提供することを目的とする。
【解決手段】サブキャリアの位相ずれに対応した重み係数を推定する重み係数推定回路を備え、位相ずれにその重み係数を乗積した値により位相ずれの平均値を算出し、位相補正する。また、位相ずれ平均値に対するサブキャリア位相ずれの比率を算出する比率算出回路を備え、重み係数を推定し、位相ずれにその重み係数を乗積した値により位相ずれの平均値を算出し、位相補正する。 また、位相ずれ平均値に対するサブキャリア位相ずれとの位相差を算出する位相差算出回路を備え、重み係数を推定し、位相ずれにその重み係数を乗積した値により位相ずれの平均値を算出し、位相補正する。
【選択図】図１

Description

本発明は、直交周波数分割多重方式（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：以下ＯＦＤＭと略す）方式で変調された映像信号を受信する装置において受信サブキャリアの位相ずれを補正する、位相補正装置に関するものである。

近年、無線装置の分野ではマルチパスフェージングや移動体伝送に強い変調方式としてＯＦＤＭ方式が脚光を集め、欧州や日本を初めとする各国で多くの応用研究が進められている。

また、高速な大容量の高品質データを伝送する技術が必要となってきており、ミリ波帯（３３ＧＨｚから３３３ＧＨｚ）を使用した広帯域伝送の利用が活発化している。ミリ波帯では搬送波の位相雑音が増加するため、遅延波、周波数選択性フェージング等の伝搬路変動が大きな伝送に対しても、精度の良い位相補正を可能とする技術が必要とされている。

従来の位相補正装置としては、特許文献１が知られている。特許文献１では、高速フーリエ変換（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ：以下ＦＦＴと略す）後のサブキャリアのシンボル間差動検波出力とパイロット伝送用サブキャリアの配置情報との相関値のピーク位置からサブキャリア間隔単位の周波数誤差を算出し、キャリア周波数を補正する。また、パイロット伝送用サブキャリアに対応する差動検波出力の位相を平均化し、全サブキャリアに共通な位相変動を補正する。

特許文献１をもう少し下記に説明する。ＯＦＤＭ信号復調装置では、定常状態におけるキャリア周波数の誤差を小さくするために、狭帯域キャリア周波数誤差算出回路の内部に設けられるループフィルタの時定数を数百シンボル期間程度に設定する必要がある。したがって、チューナの位相雑音等の速い変動には追従することができない。このため、その残留周波数誤差は、サブキャリア間の干渉、及び全サブキャリアに共通な位相変動を起こし、誤り率劣化の要因となる。

そのために、差動検波回路はＦＦＴ回路の出力をシンボル間差動検波し、相関算出回路は差動検波出力とパイロット伝送用サブキャリアの配置情報との相関値を算出し、広帯域キャリア周波数誤差算出回路は相関値のピーク位置からサブキャリア間隔単位の周波数誤差を算出し、これを用いてキャリア周波数補正回路はキャリア周波数を補正する。また、位相平均回路はパイロット伝送用サブキャリアに対応する差動検波出力の位相を平均化し、これを用いて位相変動補正回路は全サブキャリアに共通な位相変動を補正する。

以下、本発明者が検討した位相補正装置について図４を用いて説明する。図４は、位相補正装置を備えた受信部の構成の一例を示すブロック図である。 OFDM受信信号401は受信チューナ403で周波数弁別され、同期AFC回路404で同期と周波数制御を行い、FFT405で受信サブキャリア信号407に変換される。パイロットサブキャリア信号について位相ずれ算出回路411で位相ずれを算出し、平均値算出回路415で複数パイロット信号の位相ずれについての平均値を算出する。平均値を求めることで雑音分が除去され、全サブキャリア共通の位相雑音による位相ずれ416が算出できる。位相ずれ平均値416を用いて、受信した各サブキャリアについて位相補正回路408で位相補正を行う。位相補正した受信信号は、復調器409で復調し復調信号410を出力する。
特開２００５−１４３１３７

上述したサブキャリアの位相ずれの単純な平均値の算出による、位相変動の補正を用いても、伝搬路変動の増大によりサブキャリアの信号電力が大きく変動した場合には、信号電力が減少しＳ／Ｎが大幅に劣化したサブキャリアの位相ずれ誤差が大きくなり、平均値の誤差も大きくなるため補正誤差が大きくなり、精度の良い位相補正が不可能となる。

そこで、本発明は、上述した従来の課題を解決するため、サブキャリアの位相ずれの補正誤差を低減し、精度良く位相補正を行える位相補正装置を提供することを目的とする。

本発明では上記課題を解決するために、ＯＦＤＭ受信装置において、ＦＦＴ後のサブキャリア信号の位相ずれを算出する位相ずれ算出回路と、ＦＦＴ後のサブキャリア信号の位相ずれの平均値に対する位相ずれを最小化する重み係数を推定する重み係数推定回路と位相ずれの平均値を記憶するメモリとを備え、位相ずれに上記重み係数を乗積した値により位相ずれの平均値を算出し、上記サブキャリア信号を上記位相ずれの平均値で位相補正する構成とする。

また、ＦＦＴ後のサブキャリア信号の位相ずれを算出する位相ずれ算出回路と、ＦＦＴ後のサブキャリア信号の位相ずれの平均値に対する上記サブキャリア位相ずれの比率を算出する比率算出回路と、上記サブキャリア位相ずれの比率を最小化する重み係数を推定する重み係数推定回路と位相ずれの平均値を記憶するメモリとを備え、位相ずれに上記重み係数を乗積した値により位相ずれの平均値を算出し、上記サブキャリア信号を上記位相ずれの平均値で位相補正する構成とする。

さらに、ＦＦＴ後のサブキャリア信号の位相ずれを算出する位相ずれ算出回路と、ＦＦＴ後のサブキャリア信号の位相ずれの平均値に対する上記サブキャリア位相ずれとの位相差を算出する位相差算出回路と、上記サブキャリア位相ずれの位相差を最小化する重み係数を推定する重み係数推定回路と位相ずれの平均値を記憶するメモリとを備え、位相ずれに上記重み係数を乗積した値により位相ずれの平均値を算出し、上記サブキャリア信号を上記位相ずれの平均値で位相補正する構成とする。

上記の位相補正装置を用い、位相補正した受信信号は復調器で復調し復調信号を出力するＯＦＤＭ受信装置を提供する。

本発明によれば、高速広帯域の伝送において、伝搬路変動の増大によりサブキャリアの信号電力が大きく変動した場合においても、サブキャリアの位相ずれに重み係数を乗積して平均値を算出するようにすることで補正誤差を低減し、精度良く位相補正を行うことが可能となる。

本発明による一実施例の位相補正装置106、206、306について、図１、図２、図３、を用いて受信信号の位相補正動作を説明する。
図１は、本発明の位相補正装置106において、サブキャリアの位相ずれに対応した重み係数を推定する重み係数推定回路112を備えた場合の一実施形態の受信部の構成を示すブロック図、図２は、位相補正装置206において、位相ずれ平均値に対するサブキャリア位相ずれの比率を算出する比率算出回路217と重み係数推定回路212を備えた場合の一実施形態の受信部の構成を示すブロック図、図３は、位相補正装置306において、位相ずれ平均値に対するサブキャリア位相ずれとの位相差を算出する位相差算出回路318と重み係数推定回路312を備えた場合の一実施形態の受信部の構成を示すブロック図である。

図１、図２、図３において、OFDM受信信号101、201、301は受信チューナ103、203、303で周波数弁別され、同期AFC回路104、204、304で同期と周波数制御を行い、FFT105、205、305で受信サブキャリア信号107、207、307に変換される。

図１の位相補正装置106において、受信サブキャリア信号107内のパイロットサブキャリア信号について位相ずれ算出回路111で位相ずれを算出し、メモリ113に記録されている位相ずれの平均値に対する重み係数を重み係数推定回路112で推定する。推定した重み係数を乗積回路114で位相ずれに乗積して、平均値算出回路115で位相ずれの平均値116を算出しメモリ113に記録すると共に、位相ずれの平均値116を位相補正回路108に送る。

図２の位相補正装置206において、受信サブキャリア信号207内のパイロットサブキャリア信号について位相ずれ平均値に対するサブキャリア位相ずれの比率を算出する比率算出回路217を備え、平均値に対する比率により大きな位相ずれを小さな値にする重み係数を推定する。推定した重み係数を乗積回路214で位相ずれに乗積して、平均値算出回路215で位相ずれの平均値216を算出しメモリ213に記録すると共に、位相ずれの平均値216を位相補正回路208に送る。

図３の位相補正装置306において、受信サブキャリア信号307内のパイロットサブキャリア信号について位相ずれ平均値に対するサブキャリア位相ずれとの位相差を算出する位相差算出回路318を備え、位相差の値により大きな位相ずれを小さな値にする重み係数を推定する。推定した重み係数を乗積回路314で位相ずれに乗積して、平均値算出回路315で位相ずれの平均値316を算出しメモリ313に記録すると共に、位相ずれの平均値316を位相補正回路308に送る。

図１、図２、図３において、算出した位相ずれ平均値116、216、316を用いて、受信した各サブキャリア107、207、307について位相補正回路108、208、308で位相補正を行い、位相補正した受信信号は、復調器109、209、309で復調し復調信号110、210、310を出力する。

以上説明した位相補正装置では、伝搬路変動の増大によりサブキャリアの信号電力が大きな変動を発生した場合において、S/Nが大幅に劣化したサブキャリアの位相ずれによる位相補正誤差を低減することができ、従来技術の位相補正方式に比べさらに精度良く位相補正を行うことが可能となる。

本発明の第一の実施例の位相補正装置を備えた受信部のブロック図 本発明の第二の実施例の位相補正装置を備えた受信部のブロック図 本発明の第三の実施例の位相補正装置を備えた受信部のブロック図 位相補正装置を備えた受信部の構成の一例を示すブロック図

符号の説明

101, 201, 301, 401：OFDM受信信号
102, 202, 302, 402：受信部
103, 203, 303, 403：受信チューナ
104, 204, 304, 404：同期AFC回路
105, 205, 305, 405：FFT
106, 206, 306, 406：位相補正回路
107, 207, 307, 407：受信サブキャリア信号
108, 208, 308, 408：位相補正回路
109, 209, 309, 409：復調器
110, 210, 310, 410：復調信号
111, 211, 311, 411：位相ずれ算出回路
112, 212, 312：重み係数推定回路
113, 213, 313：メモリ
114, 214, 314：乗積回路
115, 215, 315, 415：平均値算出回路
116, 216, 316, 416：位相ずれ平均値出力
217：比率算出回路
318：位相差算出回路

Claims (4)

1. ＯＦＤＭ受信装置において、ＦＦＴ後のサブキャリア信号の位相ずれを算出する位相ずれ算出回路と、ＦＦＴ後のサブキャリア信号の位相ずれの平均値に対する位相ずれを最小化する重み係数を推定する重み係数推定回路と位相ずれの平均値を記憶するメモリとを備え、位相ずれに上記重み係数を乗積した値により位相ずれの平均値を算出し、上記サブキャリア信号を上記位相ずれの平均値で位相補正する構成としていることを特徴とする位相補正装置。
2. ＯＦＤＭ受信装置において、ＦＦＴ後のサブキャリア信号の位相ずれを算出する位相ずれ算出回路と、ＦＦＴ後のサブキャリア信号の位相ずれの平均値に対する上記サブキャリア位相ずれの比率を算出する比率算出回路と、上記サブキャリア位相ずれの比率を最小化する重み係数を推定する重み係数推定回路と位相ずれの平均値を記憶するメモリとを備え、位相ずれに上記重み係数を乗積した値により位相ずれの平均値を算出し、上記サブキャリア信号を上記位相ずれの平均値で位相補正する構成としていることを特徴とする位相補正装置。
3. ＯＦＤＭ受信装置において、ＦＦＴ後のサブキャリア信号の位相ずれを算出する位相ずれ算出回路と、ＦＦＴ後のサブキャリア信号の位相ずれの平均値に対する上記サブキャリア位相ずれとの位相差を算出する位相差算出回路と、上記サブキャリア位相ずれの位相差を最小化する重み係数を推定する重み係数推定回路と位相ずれの平均値を記憶するメモリとを備え、位相ずれに上記重み係数を乗積した値により位相ずれの平均値を算出し、上記サブキャリア信号を上記位相ずれの平均値で位相補正する構成としていることを特徴とする位相補正装置。
4. 請求項１乃至請求項４の位相補正装置を用い、位相補正した受信信号は復調器で復調し復調信号を出力することを特徴とするＯＦＤＭ受信装置。
   

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