JP2008187652A - Receiver and communication method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数のキャリアを用いて送信装置が単位信号を送信する通信システムにおいて、単位信号を受信する受信装置及び通信方法に関する。 The present invention relates to a receiving apparatus and a communication method for receiving a unit signal in a communication system in which a transmitting apparatus transmits a unit signal using a plurality of carriers.
日本や欧州などのデジタル放送システムでは、1チャネルの周波数帯域内で複数のサブキャリアを用いるOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)方式が採用されている。 In digital broadcasting systems such as Japan and Europe, an OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) method using a plurality of subcarriers within a single frequency band is employed.
具体的には、送信装置は、QAM、QPSKやDQPSKなどの変調方式に従って、入力信号をサブキャリア毎に変調する。続いて、送信装置は、変調された信号に対して逆フーリエ変換(IFFT;Inverse Fast Fourier Transform)を行う。このようにして、送信装置は、入力信号からOFDM信号を生成する。 Specifically, the transmission apparatus modulates the input signal for each subcarrier according to a modulation scheme such as QAM, QPSK, or DQPSK. Subsequently, the transmission device performs an inverse Fourier transform (IFFT) on the modulated signal. In this way, the transmission apparatus generates an OFDM signal from the input signal.
一方で、受信装置は、OFDM信号に対してフーリエ変換(FFT;Fast Fourier Transform)を行う。続いて、受信装置は、QAM、QPSKやDQPSKなどの変調方式に従って、フーリエ変換が行われた信号を復調する。このようにして、受信装置は、OFDM信号から入力信号を生成する。 On the other hand, the receiving apparatus performs a Fourier transform (FFT; Fast Fourier Transform) on the OFDM signal. Subsequently, the receiving apparatus demodulates the signal that has been subjected to Fourier transform in accordance with a modulation scheme such as QAM, QPSK, or DQPSK. In this way, the receiving device generates an input signal from the OFDM signal.
ここで、送信装置から受信装置に伝送されるOFDM信号は、遮蔽物(山や建築物など)で反射されることが一般的である。従って、受信装置は、送信装置から直接的に到来する直接波だけではなくて、遮蔽物で反射された反射波も受信する。 Here, the OFDM signal transmitted from the transmission device to the reception device is generally reflected by a shield (such as a mountain or a building). Therefore, the receiving device receives not only the direct wave coming directly from the transmitting device but also the reflected wave reflected by the shielding object.
このように、OFDM信号は、複数の経路(マルチパス)を辿って受信装置に到達するため、マルチパスによって悪影響が生じ、受信装置で受信するOFDM信号が歪む。 As described above, since the OFDM signal reaches the receiving apparatus by following a plurality of paths (multipath), the multipath has an adverse effect, and the OFDM signal received by the receiving apparatus is distorted.
OFDM信号の歪みを補正する方法として、既知のパイロット信号(SP;Scattered Pilot symbol)を一定間隔でOFDM信号に埋め込み、SPを用いてOFDM信号の歪みを補正する技術が提案されている(例えば、特許文献1、非特許文献1)。
As a method for correcting the distortion of the OFDM signal, a technique has been proposed in which a known pilot signal (SP) is embedded in the OFDM signal at regular intervals, and the distortion of the OFDM signal is corrected using the SP (for example,
具体的には、受信装置は、時間軸方向においてSPを用いてOFDM信号(データ信号)の伝搬路特性を補間して、時間軸方向で補間された単位信号(以下、時間補間信号)を取得する。続いて、受信装置は、周波数軸方向においてSP及び時間補間信号を用いてOFDM信号(データ信号)の伝搬路特性の補間を行う。
受信装置が高速で移動しているケースを想定すると、時間軸方向における伝搬路特性の変動(フェージング変動)が大きくなる。このようなケースでは、時間軸方向の補間に誤りが生じやすいため、OFDM信号を受信装置が正しく復調することができない。 Assuming a case in which the receiving apparatus is moving at high speed, fluctuations in propagation path characteristics (fading fluctuations) in the time axis direction become large. In such a case, an error is likely to occur in the interpolation in the time axis direction, so that the receiving apparatus cannot correctly demodulate the OFDM signal.
そこで、本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、送信装置から受信する信号の伝搬路特性の推定精度を向上させ、送信装置から受信する信号の歪みの補正精度を向上させることを可能とする受信装置及び通信方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made to solve the above-described problems, and improves the estimation accuracy of the propagation path characteristic of the signal received from the transmission device, and improves the correction accuracy of the distortion of the signal received from the transmission device. It is an object of the present invention to provide a receiving apparatus and a communication method that can be performed.
本発明の第1の特徴は、複数のキャリアを用いて送信装置が単位信号を送信する通信システムにおいて、前記単位信号を受信する受信装置が、前記キャリア毎に受信した前記単位信号の振幅値に基づいて、周波数軸方向における前記単位信号の振幅値の近似曲線を算出する算出部(包絡線推定部45)と、前記算出部によって算出された前記近似曲線に基づいて、前記周波数軸方向において前記単位信号の振幅値の歪みを補正する補正部(複素除算部47)とを備えることを要旨とする。 According to a first aspect of the present invention, in a communication system in which a transmission apparatus transmits a unit signal using a plurality of carriers, the reception apparatus that receives the unit signal has an amplitude value of the unit signal received for each carrier. Based on the calculation unit (envelope estimation unit 45) that calculates an approximate curve of the amplitude value of the unit signal in the frequency axis direction, and in the frequency axis direction based on the approximate curve calculated by the calculation unit The gist of the present invention is to include a correction unit (complex division unit 47) that corrects distortion of the amplitude value of the unit signal.
かかる特徴によれば、算出部が、キャリア毎に受信した単位信号の振幅値に基づいて、周波数軸方向における単位信号の振幅値の近似曲線を算出し、補正部が、算出部によって算出された近似曲線に基づいて、周波数軸方向において単位信号の振幅値の歪みを補正する。 According to this feature, the calculation unit calculates an approximate curve of the amplitude value of the unit signal in the frequency axis direction based on the amplitude value of the unit signal received for each carrier, and the correction unit is calculated by the calculation unit. Based on the approximate curve, the distortion of the amplitude value of the unit signal is corrected in the frequency axis direction.
従って、フェージング変動によって時間軸方向における補間の精度が低下する場合であっても、周波数軸方向における補間の精度が、時間軸方向における補間の精度の低下に伴って悪化することを抑制することができる。 Therefore, even when the accuracy of interpolation in the time axis direction decreases due to fading fluctuation, it is possible to suppress the deterioration of the interpolation accuracy in the frequency axis direction due to a decrease in interpolation accuracy in the time axis direction. it can.
算出部が、パイロット信号やデータ信号の区別をせずに近似曲線を算出するため、周波数軸方向における補間がパイロット信号のみを用いて行われる場合に比べて、周波数軸方向における補間の精度が向上する。 Since the calculation unit calculates approximate curves without distinguishing between pilot signals and data signals, the accuracy of interpolation in the frequency axis direction is improved compared to the case where interpolation in the frequency axis direction is performed using only the pilot signal. To do.
本発明の第1の特徴において、前記キャリア毎に受信した前記単位信号を周波数軸領域から時間軸領域に変換する第1変換部(IFFT処理部452)と、前記時間軸領域に変換された前記単位信号から、振幅値が所定値未満である前記単位信号を取り除く除去部(包絡線抽出部453)と、振幅値が前記所定値以上である前記単位信号を前記時間軸領域から前記周波数軸領域に変換する第2変換部(FFT処理部454)とを受信装置がさらに備え、前記算出部が、前記第2変換部によって前記周波数軸領域に変換された前記単位信号の振幅値に基づいて前記近似曲線を算出することが好ましい。 In the first feature of the present invention, the first conversion unit (IFFT processing unit 452) that converts the unit signal received for each carrier from a frequency axis region to a time axis region, and the time signal converted to the time axis region A removal unit (envelope extraction unit 453) that removes the unit signal whose amplitude value is less than a predetermined value from the unit signal, and the unit signal whose amplitude value is greater than or equal to the predetermined value from the time axis region to the frequency axis region And a second conversion unit (FFT processing unit 454) that converts the signal into the frequency axis region by the second conversion unit based on the amplitude value of the unit signal. It is preferable to calculate an approximate curve.
本発明の第1の特徴において、前記算出部によって算出された前記近似曲線について多項式近似を行って、多項式近似曲線を算出する多項式近似部(多項式近似部45a)を受信装置がさらに備え、前記補正部が、前記多項式近似部によって算出された前記多項式近似曲線に基づいて、前記周波数軸方向において前記単位信号の振幅値の歪みを補正することが好ましい。 In the first aspect of the present invention, the receiving apparatus further includes a polynomial approximation unit (polynomial approximation unit 45a) for performing polynomial approximation on the approximate curve calculated by the calculation unit to calculate a polynomial approximate curve, and the correction Preferably, the unit corrects distortion of the amplitude value of the unit signal in the frequency axis direction based on the polynomial approximation curve calculated by the polynomial approximation unit.
本発明の第1の特徴において、前記単位信号が、前記受信装置にとって既知であるパイロット信号と、前記受信装置にとって未知であるデータ信号とを含んでおり、前記補正部が、前記単位信号の振幅値の歪みの補正に加えて、前記パイロット信号に基づいて前記単位信号の位相の歪みを補正することが好ましい。 In the first aspect of the present invention, the unit signal includes a pilot signal that is known to the receiving device and a data signal that is unknown to the receiving device, and the correction unit includes an amplitude of the unit signal. In addition to correction of value distortion, it is preferable to correct phase distortion of the unit signal based on the pilot signal.
本発明の第1の特徴において、前記単位信号が、前記受信装置にとって既知であるパイロット信号と、前記受信装置にとって未知であるデータ信号とを含んでおり、前記補正部が、前記近似曲線に加えて、前記パイロット信号に基づいて、前記単位信号の振幅値の歪みを補正することが好ましい。 In the first feature of the present invention, the unit signal includes a pilot signal known to the receiving device and a data signal unknown to the receiving device, and the correction unit adds to the approximate curve. Preferably, the distortion of the amplitude value of the unit signal is corrected based on the pilot signal.
本発明の第2の特徴は、複数のキャリアを用いて送信装置が単位信号を送信する通信システムにおいて、前記単位信号を受信装置が受信する通信方法が、前記キャリア毎に受信した前記単位信号の振幅値に基づいて、周波数軸方向における前記単位信号の振幅値の近似曲線を算出するステップAと、前記ステップAで算出された前記近似曲線に基づいて、前記周波数軸方向において前記単位信号の振幅値の歪みを補正するステップBとを含むことを要旨とする。 According to a second aspect of the present invention, in a communication system in which a transmission apparatus transmits a unit signal using a plurality of carriers, a communication method in which the reception apparatus receives the unit signal includes: Step A for calculating an approximate curve of the amplitude value of the unit signal in the frequency axis direction based on the amplitude value, and the amplitude of the unit signal in the frequency axis direction based on the approximate curve calculated in Step A And a step B of correcting the distortion of the value.
本発明によれば、送信装置から受信する信号の伝搬路特性の推定精度を向上させ、送信装置から受信する信号の歪みの補正精度を向上させることを可能とする受信装置及び通信方法を提供することができる。 According to the present invention, there is provided a receiving apparatus and a communication method capable of improving the estimation accuracy of propagation path characteristics of a signal received from the transmitting apparatus and improving the correction accuracy of distortion of the signal received from the transmitting apparatus. be able to.
以下において、本発明の実施形態に係る受信装置について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。 Hereinafter, a receiving apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals.
ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。 However, it should be noted that the drawings are schematic and ratios of dimensions are different from actual ones. Therefore, specific dimensions and the like should be determined in consideration of the following description. Moreover, it is a matter of course that portions having different dimensional relationships and ratios are included between the drawings.
[第1実施形態]
(受信装置の構成)
以下において、第1実施形態に係る受信装置の構成について、図面を参照しながら説明する。図1は、第1実施形態に係る受信装置100の構成を示すブロック図である。
[First Embodiment]
(Receiver configuration)
Hereinafter, the configuration of the receiving apparatus according to the first embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a
ここで、受信装置が用いられる通信システムでは、1チャネルの周波数帯域内で複数のサブキャリアを用いるOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)方式が採用されている。受信装置が用いられる通信システムとしては、デジタル放送システムなどが挙げられる。 Here, in a communication system in which a receiving apparatus is used, an OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) scheme that uses a plurality of subcarriers within a frequency band of one channel is employed. As a communication system in which the receiving apparatus is used, a digital broadcasting system and the like can be cited.
第1実施形態では、送信装置から直接的に到来する直接波だけではなくて、遮蔽物(山や建築物など)で反射された反射波を受信装置が受信することが想定されている。すなわち、受信装置が受信するOFDM信号(単位信号)は、マルチパスによって悪影響を受ける。 In the first embodiment, it is assumed that the receiving device receives not only the direct wave directly coming from the transmission device but also a reflected wave reflected by a shield (such as a mountain or a building). That is, the OFDM signal (unit signal) received by the receiving apparatus is adversely affected by multipath.
第1実施形態では、受信装置が高速で移動することが想定されている。すなわち、受信装置が受信するOFDM信号(単位信号)は、フェージング変動によって悪影響を受ける。 In the first embodiment, it is assumed that the receiving apparatus moves at high speed. That is, the OFDM signal (unit signal) received by the receiving apparatus is adversely affected by fading fluctuation.
なお、送信装置から受信装置に送信されるOFDM信号(単位信号)は、受信装置にとって既知であるパイロット信号(SP;Scattered Pilot symbol)と、受信装置にとって未知であるデータ信号とを含んでいる。パイロット信号(SP)は、マルチパスやフェージング変動によって受ける悪影響を取り除くために用いられる。 Note that an OFDM signal (unit signal) transmitted from the transmission apparatus to the reception apparatus includes a pilot signal (SP) that is known to the reception apparatus and a data signal that is unknown to the reception apparatus. The pilot signal (SP) is used to remove adverse effects caused by multipath and fading fluctuation.
図1に示すように、受信装置100は、アンテナ10と、チューナ部20と、FFT処理部30と、等価処理部40と、復調処理部50とを有する。
As illustrated in FIG. 1, the
アンテナ10は、送信装置から直接的に到来する直接波や遮蔽物で反射された反射波などのOFDM信号を受信する。
The
チューナ部20は、送信装置から送信されるOFDM信号のうち、所望のチャネルに対応するOFDM信号を抽出する。チューナ部20は、所望のチャネルに対応するOFDM信号をFFT処理部30に入力する。
The
なお、通信システムがデジタル放送システムである場合を例に挙げると、所望のチャネルは、ユーザによって選局された局である。 For example, when the communication system is a digital broadcasting system, the desired channel is a station selected by the user.
FFT処理部30は、チューナ部20から取得したOFDM信号に対してフーリエ変換(Fast Fourier Transform)を行う。具体的には、FFT処理部30は、OFDM信号を時間軸領域から周波数軸領域に変換する。
The
等価処理部40は、周波数軸領域に変換されたOFDM信号(単位信号)の伝搬路特性の補間を行って、マルチパスやフェージング変動によって生じる悪影響を取り除く。なお、等価処理部40の詳細については後述する(図2を参照)。
The
復調処理部50は、等価処理部40によって悪影響が取り除かれたOFDM信号(単位信号)を復調する。復調方式としては、QAM、QPSKやDQPSKなどが挙げられる。
The
なお、復調処理部50によって復調された信号は、例えば、MPEG(Moving Picture Experts Group)などに準拠する規格に応じて復号される。
Note that the signal demodulated by the
(等価処理部の構成)
以下において、第1実施形態に係る等価処理部の構成について、図面を参照しながら説明する。図2は、第1実施形態に係る等価処理部40の構成を示すブロック図である。
(Equivalent processing section configuration)
Hereinafter, the configuration of the equivalent processing unit according to the first embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of the
図2に示すように、等価処理部40は、SP抽出部41と、SP複素除算部42と、時間軸方向補間部43と、周波数軸方向補間部44と、包絡線推定部45と、伝搬路特性合成部46と、複素除算部47とを有する。
As shown in FIG. 2, the
SP抽出部41は、送信装置から受信したOFDM信号(単位信号)の中から、パイロット信号(SP)を抽出する。
The
例えば、日本で採用されているデジタル放送システム(ISBD−T)では、パイロット信号(SP)は、図3に示すように、時間軸方向に4シンボル毎に配置されており、周波数軸方向に12サブキャリア毎に配置されている。 For example, in a digital broadcasting system (ISBD-T) adopted in Japan, the pilot signal (SP) is arranged every four symbols in the time axis direction as shown in FIG. It is arranged for each subcarrier.
SP複素除算部42は、パイロット信号(SP)を用いて、送信装置と受信装置100との間の伝搬路特性を推定する。具体的には、SP複素除算部42は、送信装置から受信したパイロット信号(FFT処理済みの受信値)を受信装置100にとって既知であるパイロット信号(正解値)で複素除算する(式(1)を参照)。
なお、伝搬路特性とは、送信装置と受信装置100との間の空間で生じた位相の歪みや振幅値(絶対値)の歪みなどである。
Note that the propagation path characteristics include phase distortion and amplitude value (absolute value) distortion generated in the space between the transmission apparatus and the
時間軸方向補間部43は、パイロット信号の伝搬路特性(HSP)を用いて、時間軸方向においてデータ信号の伝搬路特性の補間を行う。なお、時間軸方向における補間としては、線形補間などが考えられるが、これに限定されるものではない。
The time axis
例えば、上述したデジタル放送システム(ISBD−T)を例に挙げて、図4を参照しながら説明する。サブキャリア番号#1について考えると、時間軸方向補間部43は、シンボル番号#1、シンボル番号#5及びシンボル番号#9に対応するパイロット信号の伝搬路特性を用いて、シンボル番号#2〜シンボル番号#4、シンボル番号6〜シンボル番号#8及びシンボル番号#10に対応するデータ信号の伝搬路特性の補間を行う。同様に、時間軸方向補間部43は、サブキャリア番号#4、サブキャリア番号#7、サブキャリア番号#10、サブキャリア番号#13及びサブキャリア番号#16についても、時間軸方向にデータ信号の伝搬路特性の補間を行う。
For example, the digital broadcasting system (ISBD-T) described above will be described as an example with reference to FIG. Considering the
以下においては、時間軸方向に伝搬路特性が補間されるデータ信号について、時間軸補間信号と称する。 Hereinafter, a data signal whose propagation path characteristics are interpolated in the time axis direction is referred to as a time axis interpolation signal.
周波数軸方向補間部44は、パイロット信号及び時間軸補間信号の伝搬路特性を用いて、周波数軸方向においてデータ信号の伝搬路特性の補間を行う。以下において、全てのデータ信号について補間された伝搬路特性を“Hp(t、l)”と称する。なお、時間軸方向における補間としては、内挿補間などが考えられるが、これに限定されるものではない。
The frequency axis
例えば、上述したデジタル放送システム(ISBD−T)を例に挙げて、図5を参照しながら説明する。シンボル番号#1について考えると、周波数軸方向補間部44は、サブキャリア番号#1、サブキャリア番号#4、サブキャリア番号#7、サブキャリア番号#10、サブキャリア番号#13及びサブキャリア番号#16に対応する単位信号の伝搬路特性を用いて、他のサブキャリア番号に対応するデータ信号の伝搬路特性の補間を行う。同様に、周波数軸方向補間部44は、シンボル番号#2〜シンボル番号#10についても、周波数軸方向にデータ信号の伝搬路特性の補間を行う。
For example, the digital broadcasting system (ISBD-T) described above will be described as an example with reference to FIG. Considering the
以下においては、周波数軸方向に伝搬路特性が補間されるデータ信号について、周波数軸補間信号と称する。 Hereinafter, the data signal whose propagation path characteristic is interpolated in the frequency axis direction is referred to as a frequency axis interpolation signal.
ここで、周波数軸補間信号の伝搬路特性の内挿補間を行う方法の一例について、図6を参照しながら説明する。 Here, an example of a method for performing interpolation of the propagation path characteristics of the frequency axis interpolation signal will be described with reference to FIG.
図6に示すように、以下の2ステップで内挿補間を行うことが可能である。具体的には、(1)周波数軸補間信号の伝搬路特性にゼロを挿入した上で、(2)パイロット信号及び時間軸補間信号の伝搬路特性にFIR型ローパスフィルタをかける。これによって、全単位信号の伝搬路特性を算出することができる。 As shown in FIG. 6, interpolation can be performed in the following two steps. Specifically, (1) zero is inserted into the propagation path characteristics of the frequency axis interpolation signal, and (2) a FIR low-pass filter is applied to the propagation path characteristics of the pilot signal and the time axis interpolation signal. Thereby, propagation path characteristics of all unit signals can be calculated.
包絡線推定部45は、パイロット信号や時間軸補間信号を用いることなく、全単位信号の振幅値(絶対値)を用いて、周波数軸方向における各データ信号の伝搬路特性の補間を行う。具体的には、包絡線推定部45は、周波数軸方向における単位信号の振幅値(絶対値)の近似曲線(包絡線)を伝搬路特性(Hd(t,l))として算出する。なお、包絡線推定部45の詳細については後述する(図7を参照)。
The
伝搬路特性合成部46は、周波数軸方向補間部44によって最終的に推定された伝搬路特性(HP(t,l))と、包絡線推定部45によって推定された伝搬路特性(Hd(t,l))とを用いて、位相の歪みや振幅値(絶対値)の歪みを補正するための伝搬路特性(Hm(t,l))を算出する(式(2)を参照)。
ここで、αは、HP(t,l)とHd(t,l)との重み付けを示す値である。なお、αは、受信装置100の移動速度に応じて変更されてもよい。具体的には、受信装置100の移動速度が速い場合には、Hd(t,l)の重み付けを大きくするために、αが小さな値に変更される。一方で、受信装置100の移動速度が遅い場合には、HP(t,l)の重み付けを大きくするために、αが大きな値に変更される。
Here, α is a value indicating the weighting of H P (t, l) and H d (t, l). Α may be changed according to the moving speed of the receiving
また、包絡線推定部45によって推定された伝搬路特性(Hd(t,l))は、単位信号の振幅値(絶対値)にのみ着目して算出されるため、位相の歪み(∠Hm(t,l))として、周波数軸方向補間部44によって最終的に推定された位相の歪み(∠HP(t,l))を用いることに留意すべきである。
Further, since the propagation path characteristic (H d (t, l)) estimated by the
複素除算部47は、伝搬路特性合成部46によって合成された伝搬路特性(Hm(t,l))を用いて、送信装置から受信した単位信号を補正する。具体的には、複素除算部47は、送信装置から受信した単位信号(X(t,l))を伝搬路特性(Hm(t,l))で複素除算する(式(3)を参照)。
(包絡線推定部の構成)
以下において、第1実施形態に係る包絡線推定部の構成について、図面を参照しながら説明する。図7は、第1実施形態に係る包絡線推定部45の構成を示すブロック図である。
(Configuration of envelope estimator)
Below, the structure of the envelope estimation part which concerns on 1st Embodiment is demonstrated, referring drawings. FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration of the
図7に示すように、包絡線推定部45は、振幅値算出部451と、IFFT処理部452と、包絡線抽出部453と、FFT処理部454とを有する。
As shown in FIG. 7, the
振幅値算出部451は、送信装置から受信したOFDM信号(単位信号)の振幅値(絶対値)を算出する(式(4)を参照)。
これによって、図8に示すように、周波数軸上において単位信号の振幅値(絶対値)が算出される。 As a result, as shown in FIG. 8, the amplitude value (absolute value) of the unit signal is calculated on the frequency axis.
IFFT処理部452は、送信装置から受信したOFDM信号(単位信号)に対して逆フーリエ変換(Inverse Fast Fourier Transform)を行う。具体的には、IFFT処理部452は、OFDM信号(単位信号)を周波数軸領域から時間軸領域に変換する。これによって、図9に示すように、時間軸上において単位信号の振幅値が算出される。
The
包絡線抽出部453は、周波数軸上における単位信号の振幅値(絶対値)の包絡線を算出するために、IFFT処理部452によって時間軸領域に変換された単位信号の中から、振幅値(絶対値)が所定閾値T1未満である成分を除去する。これによって、図9に示すように、振幅値(絶対値)が所定閾値T1以上である成分(直接波及び間接波に相当する成分)が抽出される。
The
FFT処理部454は、直接波及び間接波に相当する成分に対してフーリエ変換(Fast Fourier Transform)を行う。具体的には、FFT処理部454は、直接波及び間接波に相当する成分を時間軸領域から周波数軸領域に変換する。これによって、図10に示すように、周波数軸上において単位信号の振幅値(絶対値)の包絡線が算出される。
The
(受信装置の動作)
以下において、第1実施形態に係る受信装置の動作について、図面を参照しながら説明する。図11は、第1実施形態に係る受信装置100(等価処理部40)の動作を示すフロー図である。
(Receiver operation)
Hereinafter, operations of the receiving apparatus according to the first embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 11 is a flowchart showing the operation of the receiving apparatus 100 (equivalent processing unit 40) according to the first embodiment.
ステップ10において、受信装置100は、FFT処理部30によって時間軸領域から周波数軸領域に変換されたOFDM信号(単位信号)を取得する。
In
ステップ11において、受信装置100は、周波数軸領域に変換された単位信号の中から、パイロット信号(SP)を抽出する。
In
ステップ12において、受信装置100は、パイロット信号の伝搬路特性(HSP)を用いて、時間軸方向においてデータ信号の伝搬路特性の補間を行う(例えば、線形補間)。
In
ステップ13において、受信装置100は、パイロット信号及び時間軸補間信号の伝搬路特性を用いて、周波数軸方向においてデータ信号の伝搬路特性の補間を行う(例えば、内挿補間)。
In
ステップ14において、受信装置100は、パイロット信号とデータ信号との区別をせずに、送信装置から受信したOFDM信号(単位信号)の振幅値(絶対値)を算出する。
In
ステップ15において、受信装置100は、送信装置から受信したOFDM信号(単位信号)を周波数軸領域から時間軸領域に変換する(IFFT)。
In
ステップ16において、受信装置100は、時間軸領域に変換された単位信号の中から、振幅値(絶対値)が所定閾値T1未満である成分を除去する。これによって、受信装置100は、振幅値(絶対値)が所定閾値T1以上である成分(直接波及び間接波に相当する成分)を抽出する。
In
ステップ17において、受信装置100は、直接波及び間接波に相当するOFDM信号(単位信号)を周波数軸領域から時間軸領域に変換する(FFT)。
In step 17, the receiving
ステップ18において、受信装置100は、パイロット信号を用いて推定された伝搬路特性(HP(t,l))と、パイロット信号とデータ信号とを区別せずに推定された伝搬路特性(Hd(t,l))とを用いて、位相の歪みや振幅値(絶対値)の歪みを補正するための伝搬路特性(Hm(t,l))を算出する。
In
ステップ19において、受信装置100は、伝搬路特性(Hm(t,l))を用いて、送信装置から受信した単位信号を補正する。
In
(作用及び効果)
第1実施形態に係る受信装置100によれば、包絡線推定部45が、キャリア毎に受信した単位信号の振幅値に基づいて、周波数軸方向における単位信号の振幅値の近似曲線(包絡線)を算出し、複素除算部47が、包絡線推定部45によって算出された近似曲線に基づいて、周波数軸方向において単位信号の振幅値の歪みを補正する。
(Function and effect)
According to the receiving
従って、フェージング変動によって時間軸方向における補間の精度が低下する場合であっても、周波数軸方向における補間の精度が、時間軸方向における補間の精度の低下に伴って悪化することを抑制することができる。 Therefore, even when the accuracy of interpolation in the time axis direction decreases due to fading fluctuation, it is possible to suppress the deterioration of the interpolation accuracy in the frequency axis direction due to a decrease in interpolation accuracy in the time axis direction. it can.
包絡線推定部45が、パイロット信号やデータ信号の区別をせずに近似曲線を算出するため、周波数軸方向における補間がパイロット信号のみを用いて行われる場合に比べて、周波数軸方向における補間の精度が向上する。
Since the
第1実施形態に係る受信装置100によれば、伝搬路特性合成部46は、周波数軸方向補間部44によって最終的に推定された伝搬路特性(HP(t,l))と、包絡線推定部45によって推定された伝搬路特性(Hd(t,l))とを用いて、位相の歪みや振幅値(絶対値)の歪みを補正するための伝搬路特性(Hm(t,l))を算出する。
According to the receiving
従って、マルチパスやフェージング変動などによって悪影響を受ける場合であっても、伝搬路特性の推定精度が向上し、送信装置から受信する信号の歪みの補正精度が向上する。 Therefore, even if it is adversely affected by multipath, fading fluctuation, etc., the estimation accuracy of the propagation path characteristics is improved, and the correction accuracy of the distortion of the signal received from the transmission apparatus is improved.
[第2実施形態]
以下において、第2実施形態について図面を参照しながら説明する。以下においては、上述した第1実施形態と第2実施形態との相違点について主として説明する。
[Second Embodiment]
The second embodiment will be described below with reference to the drawings. In the following, differences between the first embodiment and the second embodiment described above will be mainly described.
具体的には、上述した第1実施形態では、受信装置100は、振幅値(絶対値)が所定閾値T1未満である成分が除去された成分、すなわち、直接波及び間接波に相当するOFDM信号(単位信号)に対してFFT処理を行うことによって、周波数軸上において単位信号の振幅値(絶対値)の包絡線を算出する。
Specifically, in the first embodiment described above, the receiving
これに対して、第2実施形態では、受信装置100は、直接波及び間接波に相当するOFDM信号(単位信号)に対してFFT処理を行った成分を多項式近似することによって、周波数軸上において単位信号の振幅値(絶対値)の包絡線を算出する。
On the other hand, in the second embodiment, the receiving
(受信装置の構成)
以下において、第2実施形態に係る受信装置の構成について、図面を参照しながら説明する。図12は、第2実施形態に係る受信装置100の構成を示すブロック図である。なお、図12では、上述した図2と同様の構成について同様の符号を付していることに留意すべきである。
(Receiver configuration)
Hereinafter, the configuration of the receiving apparatus according to the second embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 12 is a block diagram illustrating a configuration of the receiving
図12に示すように、受信装置100は、図2に示した構成に加えて、多項式近似部45aをさらに有する。
As illustrated in FIG. 12, the receiving
多項式近似部45aは、包絡線推定部45によって推定された包絡線について、最小自乗法などによって多項式近似を行う(式(5)を参照)。これによって、多項式近似部45aは、単位信号の振幅値(絶対値)の多項式近似曲線を取得する。なお、式(5)では、周波数軸方向におけるパイロット信号の周期が、図3〜図5と同様に“12”であることを前提としている。
なお、xは、データ信号がパイロット信号によって挟まれる場合におけるサブキャリア番号である。パイロット信号のサブキャリア番号が“0”及び“12”となるようにxが定められている。 Note that x is a subcarrier number when a data signal is sandwiched between pilot signals. X is determined so that the subcarrier numbers of the pilot signal are “0” and “12”.
ここで、上述した伝搬路特性合成部46は、多項式近似部45aによって算出された多項式近似曲線(伝搬路特性)と、周波数軸方向補間部44によって最終的に推定された伝搬路特性(HP(t,l))とを合成することに留意すべきである。
Here, the propagation path characteristic combining
(受信装置の動作)
以下において、第2実施形態に係る受信装置の動作について、図面を参照しながら説明する。図13は、第2実施形態に係る受信装置100の動作を示すフロー図である。なお、図13では、上述した図11と同様の処理について同様のステップ番号を付していることに留意すべきである。
(Receiver operation)
The operation of the receiving apparatus according to the second embodiment will be described below with reference to the drawings. FIG. 13 is a flowchart showing the operation of the receiving
図13に示すように、ステップ17に続くステップ17aにおいて、受信装置100は、ステップ17で取得された包絡線について、最小自乗法などによって多項式近似を行う。
As shown in FIG. 13, in step 17 a following step 17, the receiving
(作用及び効果)
第2実施形態に係る受信装置100によれば、多項式近似部45aは、包絡線推定部45によって推定された包絡線について多項式近似を行って、多項式近似曲線を算出する。
(Function and effect)
According to the receiving
従って、マルチパスやフェージング変動によって悪影響を受ける場合であっても、伝搬路特性の推定精度がさらに向上する。 Therefore, even if it is adversely affected by multipath or fading fluctuation, the estimation accuracy of propagation path characteristics is further improved.
[比較結果]
以下において、実施例と比較例とを比較した結果について、図面を参照しながら説明する。
[Comparison result]
Hereinafter, the results of comparing the example and the comparative example will be described with reference to the drawings.
実施例では、パイロット信号を用いて推定された伝搬路特性(HP(t,l))と、単位信号の振幅値(絶対値)に基づいて推定された伝搬路特性(Hd(t,l))とを合成する受信装置を準備した。 In the embodiment, the propagation path characteristics (H P (t, l)) estimated using the pilot signal and the propagation path characteristics (H d (t, l,) estimated based on the amplitude value (absolute value) of the unit signal. l)) and a receiving device were prepared.
一方で、比較例では、パイロット信号を用いて推定された伝搬路特性(HP(t,l))のみを用いる受信装置を準備した。 On the other hand, in the comparative example, a receiving apparatus using only the propagation path characteristic (H P (t, l)) estimated using the pilot signal was prepared.
続いて、様々なノイズ環境下(C/N;Carrier to Noise Ratio)において、実施例及び比較例に係る受信装置によって復調された信号のビットエラー率(BER;Bit Error Rate)を測定した。 Subsequently, under various noise environments (C / N; Carrier to Noise Ratio), the bit error rate (BER) of the signal demodulated by the receivers according to the example and the comparative example was measured.
図14は、実施例及び比較例について、ビットエラー率を比較した結果を示す図である。なお、図14では、縦軸はビットエラー率(BER)を示しており、横軸はノイズ環境(C/N)を示している。図14に示すように、実施例では、比較例に比べてビットエラー率が低減されることが確認された。 FIG. 14 is a diagram illustrating a result of comparing the bit error rates for the example and the comparative example. In FIG. 14, the vertical axis indicates the bit error rate (BER), and the horizontal axis indicates the noise environment (C / N). As shown in FIG. 14, it was confirmed that the bit error rate was reduced in the example as compared with the comparative example.
[その他の実施形態]
本発明は上述した実施形態によって説明したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
[Other Embodiments]
Although the present invention has been described with reference to the above-described embodiments, it should not be understood that the descriptions and drawings constituting a part of this disclosure limit the present invention. From this disclosure, various alternative embodiments, examples and operational techniques will be apparent to those skilled in the art.
例えば、上述した第2実施形態では、多項式近似部45aは、周波数軸方向における伝搬路特性について多項式近似を行うが、これに限定されるものではない。具体的には、多項式近似部45aは、時間軸方向における伝搬路特性について多項式近似を行ってもよく、周波数軸方向及び時間軸方向における伝搬路特性について多項式近似を行ってもよい。 For example, in the second embodiment described above, the polynomial approximation unit 45a performs polynomial approximation on the propagation path characteristics in the frequency axis direction, but is not limited thereto. Specifically, the polynomial approximation unit 45a may perform polynomial approximation on the propagation path characteristics in the time axis direction, and may perform polynomial approximation on the propagation path characteristics in the frequency axis direction and the time axis direction.
10・・・アンテナ、20・・・チューナ部、30・・・FFT処理部、40・・・等価処理部、41・・・SP抽出部、42・・・SP複素除算部、43・・・時間軸方向補間部、44・・・周波数軸方向補間部、45・・・包絡線推定部、45a・・・多項式近似部、46・・・伝搬路特性合成部、47・・・複素除算部、50・・・復調処理部、100・・・受信装置、451・・・振幅値算出部、452・・・IFFT処理部、453・・・包絡線抽出部、454・・・FFT処理部
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記キャリア毎に受信した前記単位信号の振幅値に基づいて、周波数軸方向における前記単位信号の振幅値の近似曲線を算出する算出部と、
前記算出部によって算出された前記近似曲線に基づいて、前記周波数軸方向において前記単位信号の振幅値の歪みを補正する補正部とを備えることを特徴とする受信装置。 In a communication system in which a transmission device transmits a unit signal using a plurality of carriers, the reception device receives the unit signal,
A calculation unit that calculates an approximate curve of the amplitude value of the unit signal in the frequency axis direction based on the amplitude value of the unit signal received for each carrier;
And a correction unit that corrects distortion of the amplitude value of the unit signal in the frequency axis direction based on the approximate curve calculated by the calculation unit.
前記時間軸領域に変換された前記単位信号から、振幅値が所定値未満である前記単位信号を取り除く除去部と、
振幅値が前記所定値以上である前記単位信号を前記時間軸領域から前記周波数軸領域に変換する第2変換部とをさらに備え、
前記算出部は、前記第2変換部によって前記周波数軸領域に変換された前記単位信号の振幅値に基づいて前記近似曲線を算出することを特徴とする請求項1に記載の受信装置。 A first converter that converts the unit signal received for each carrier from a frequency axis region to a time axis region;
A removing unit that removes the unit signal whose amplitude value is less than a predetermined value from the unit signal converted into the time axis region;
A second converter that converts the unit signal having an amplitude value equal to or greater than the predetermined value from the time axis region to the frequency axis region;
The receiving apparatus according to claim 1, wherein the calculation unit calculates the approximate curve based on an amplitude value of the unit signal converted into the frequency axis region by the second conversion unit.
前記補正部は、前記多項式近似部によって算出された前記多項式近似曲線に基づいて、前記周波数軸方向において前記単位信号の振幅値の歪みを補正することを特徴とする請求項1に記載の受信装置。 A polynomial approximation unit that performs a polynomial approximation on the approximate curve calculated by the calculation unit to calculate a polynomial approximate curve;
The receiving apparatus according to claim 1, wherein the correction unit corrects the distortion of the amplitude value of the unit signal in the frequency axis direction based on the polynomial approximation curve calculated by the polynomial approximation unit. .
前記補正部は、前記単位信号の振幅値の歪みの補正に加えて、前記パイロット信号に基づいて前記単位信号の位相の歪みを補正することを特徴とする請求項1に記載の受信装置。 The unit signal includes a pilot signal known to the receiving device and a data signal unknown to the receiving device,
The receiving apparatus according to claim 1, wherein the correction unit corrects distortion of the phase of the unit signal based on the pilot signal in addition to correction of distortion of the amplitude value of the unit signal.
前記補正部は、前記近似曲線に加えて、前記パイロット信号に基づいて、前記単位信号の振幅値の歪みを補正することを特徴とする請求項1に記載の受信装置。 The unit signal includes a pilot signal known to the receiving device and a data signal unknown to the receiving device,
The receiving apparatus according to claim 1, wherein the correction unit corrects distortion of an amplitude value of the unit signal based on the pilot signal in addition to the approximate curve.
前記キャリア毎に受信した前記単位信号の振幅値に基づいて、周波数軸方向における前記単位信号の振幅値の近似曲線を算出するステップAと、
前記ステップAで算出された前記近似曲線に基づいて、前記周波数軸方向において前記単位信号の振幅値の歪みを補正するステップBとを含むことを特徴とする通信方法。 In a communication system in which a transmission device transmits a unit signal using a plurality of carriers, a communication method in which the reception device receives the unit signal,
Calculating an approximate curve of the amplitude value of the unit signal in the frequency axis direction based on the amplitude value of the unit signal received for each carrier; and
And a step B of correcting a distortion of an amplitude value of the unit signal in the frequency axis direction based on the approximate curve calculated in the step A.
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JP2021032742A (en) * | 2019-08-26 | 2021-03-01 | 株式会社東芝 | Distance measuring apparatus and distance measuring method |
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2007
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