JP3602785B2

JP3602785B2 - マルチキャリア変調方式用復調回路

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Publication number: JP3602785B2
Application number: JP2000341373A
Authority: JP
Inventors: 武鬼沢; 匡人溝口; 正博守倉
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2000-11-09
Filing date: 2000-11-09
Publication date: 2004-12-15
Anticipated expiration: 2020-11-09
Also published as: JP2002152167A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はディジタル無線通信システムにおいてマルチキャリア信号を復調するマルチキャリア変調方式用復調回路に関するもので、特に、残留キャリア周波数誤差や、位相雑音に起因する位相回転を検出して補正を行う位相トラッキング回路に係る。
【０００２】
【従来の技術】
マルチキャリア変復調方式は複数のサブキャリアを用いて情報伝送する方式である。サブキャリアごとに入力データ信号は６４ＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅａｍｐｌｉｔｕｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）等に変調される。このマルチキャリア変調方式の中で各サブキャリアの周波数が直交関係にある直交マルチキャリア変調方式は、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ：Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｆｒｅｑｕｅｎｃｙｄｉｖｉｓｉｏｎｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）変調方式とも呼ばれ、マルチパス伝搬が問題となる無線通信システムで広く適用されている。
【０００３】
この、ＯＦＤＭ変調信号は、逆離散フーリエ変換（ＩｎｖｅｒｓｅｄｉｓｃｒｅｔｅＦｏｕｒｉｅｒｔｒａｎｓｆｏｒｍ）回路を用いて一括生成される。送信時には、このＯＦＤＭ変調信号を搬送波帯に周波数変換し、送信アンテナより送信する。受信器では、受信した搬送波信号がベースバンド信号に周波数変換される。その後、ＡＤコンバータ（Ａｎａｌｏｇｔｏｄｉｇｉｔａｌｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）で、ディジタルベースバンド信号として変換されＯＦＤＭ復調等の処理が行われる。
【０００４】
このＯＦＤＭ変調方式は、キャリア周波数誤差の影響を受けやすく、キャリア周波数誤差の補正を行う自動周波数制御（ＡＦＣ）回路が必須である。ＡＦＣ回路では、送受信器間の局部発振器の誤差により生じるキャリア周波数誤差を一定の要求範囲内まで抑えることが可能であるが、制御動作を行うためＡＦＣ回路によってＯＦＤＭ信号に位相回転を生じさせる残留キャリア周波数誤差が生じる。
【０００５】
さらに、送受信器での、周波数変換操作の際に、ＶＣＯ（Ｖｏｌｔａｇｅ−ＣｏｎｔｒｏｌｌｅｄＯｓｃｉｌｌａｔｏｒ）や、ＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ−ｌｏｃｋｅｄｌｏｏｐ）回路等に起因する位相の揺らぎである位相雑音が局部発振器で発生しＯＦＤＭ信号に加わる。
【０００６】
伝送速度の高速化に適した６４ＱＡＭ等のＭ値ＱＡＭをサブキャリア変調に用いる場合では、復調の際に絶対位相を基準に受信シンボルのデータ判定を行うが、信号点距離が小さいためチャネル等化後の残留キャリア周波数誤差や位相雑音によって生じた位相回転が誤り率に与える影響が大きい。
【０００７】
この位相回転を抑えるために位相トラッキング回路が必要になる。位相トラッキング回路としては、パイロットサブキャリア信号を利用して、位相回転量の検出補正を行う方式が一般的である。従来の復調回路では、伝搬路のチャネル伝達関数を等化したチヤネル等化後のサブキャリア信号からパイロットサブキャリアを抽出して位相トラッキングを行う。ここで、時間軸と周波数軸で示した受信信号内でのパイロットサブキャリアの配置を図３示す。
【０００８】
従来技術では、このＯＦＤＭシンボルごとにデータサブキャリアの間に挿人されるパイロットサブキャリアを用いて位相回転量を検出している。従来の位相トラッキング回路を含んだ復調回路のブロック図を図６に示し、この復調回路の動作を以下に説明する。（参考文献：鬼沢他、“ＯＦＤＭ無線ＬＡＮシステム用位相トラッキング方式の一検討”電子情報通信学会通信ソサイエテイ大会、Ｂ−５−６２、１９９９．９）。
【０００９】
図６のＡＦＣ回路１において、受信ＯＦＤＭ信号のキャリア周波数誤差の補正が行われる。その後、ＯＦＤＭ受信信号ｓ１はＦＦＴ回路２に入力されＯＦＤＭ一括復調が行われる。ＯＦＤＭ復調された各サブキャリア信号ｓ２はチャネル等化回路３に入力され、マルチパス伝搬路で生じた各チャネルの伝達関数を推定し、サブキャリアごとにチャネル等化を行う。
【００１０】
また、チャネル等化回路３で検出されたサブキャリアごとのチャネル伝達関数は、１ＯＦＤＭシンボル当りの位相回転検出の際に各パイロットサブキャリア信号の重み付け操作に用いることも可能である。チャネル等化信号ｓ３はパイロットサブキャリア抽出回路４でパイロットサブキャリア信号ｓ５とパイロットサブキヤリア信号以外の情報サブキャリア信号ｓ５とに分けられる。
【００１１】
位相回転検出回路５では、パイロットサブキャリア信号ｓ４に対して既知のパイロットデータ信号を用いて残留キャリア周波数誤差および位相雑音による１ＯＦＤＭシンボル当たりの位相回転信号ｓ６を検出する。フィルタ６においては、複数のＯＦＤＭシンボルに渡り時間方向の平滑化操作を行うことで、熱雑音の影響を押さえた平滑化位相回転信号ｓ９を抽出する。
【００１２】
その後、位相補正回路９において、抽出された平滑化位相回転信号ｓ９を用いて情報サブキャリア信号ｓ５に対して位相回転量の補正を行い位相補正信号ｓ１０を出力する。判定回路１０においてはデータの判定が行われデータｓ１１を出力する。
【００１３】
以上説明したように、図６に示した従来の位相トラッキング回路ではパイロットサブキャリアを利用して残留キャリア周波数と位相雑音に起因する位相回転の検出及び補正を行っている。位相回転の検出及び補正を行うことで、位相回転による劣化が大きいサブキャリアの変調方式にＭ値ＱＡＭ−ＯＦＤＭ変調方式を用いることが可能になる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような従来の技術を高速な伝送速度を実現するＭ値ＱＡＭ変調方式をＯＦＤＭ変調方式のサブキャリア変調方式に適用するには、残留キャリア周波数誤差および位相雑音に起因する位相回転を補正する検出補正回路が必須となる。チャネル等化後に位相回転が生じる原因は、残留キャリア周波数誤差と位相雑音が主な発生源である。
【００１５】
ＯＦＤＭ変調方式は、キャリア周波数誤差から著しい影響を受けるためＡＦＣは必須であり、残留キャリア周波数誤差は必ず受信ＯＦＤＭ変調方式信号に加わる。一方、位相雑音は、使用するシステムの要求値により発生する位相雑音電力の大きさは異なるが、位相雑音をゼロにすることは実質不可能であり、受信信号に必ず加わる。
【００１６】
この位相雑音の要求値は、各システムにより異なるが、例えば、ＩＥＥＥ８Ｏ２．１１ａ規格に準拠した無線ＬＡＮシステム等では変調精度を尺度として各伝送速度ごとに満足する要求値が記載されている。この規格を満足すれば各製品間でのインターオペラビリティは確保されるものの、送信されるＯＦＤＭ信号に加わる実際の位相雑音は、各送信器で異なるデバイスを使用した場合には異なる。
この位相雑音電力の大小に応じて、受信パケットの誤り率を最小化する位相トラッキング回路内のフィルタのタップ数は異なるため、送信器の位相雑音電力が変動した場合には誤り率特性が劣化するという問題がある。
【００１７】
一方、ＯＦＤＭ変調方式の適用システムとして上述した無線ＬＡＮシステム以外に、ディジタル・テレビでの検討が進んでいる。しかし、ディジタルテレビの様に、パケット伝送ではなく連続的かつ１個所の放送局から送信されるシステムでは、送信される端末が変更されることは実質上ほとんど無いため、位相雑音電力が変動することは少ない。しかし、送信局が固定されない無線ＬＡＮでは、パケット毎の位相雑音電力が変動していることは頻繁に起こり深刻な問題となる。
【００１８】
従来の位相トラッキング回路では、検出された位相回転量を複数のＯＦＤＭシンボルに渡って移動平均フィルタを用いて平滑化し補正を行う。位相雑音電力が小さい場合には、熱雑音の影響を平滑化するため、フィルタの平均タップ数は、２、または３シンボル等の複数シンボルに渡って平滑化を行った場合の特性が優れ、逆に、位相雑音電力が大きい場合については、熱雑音の影響よりも位相雑音による位相回転が支配的なため、複数のシンボルに渡り平滑化を行うことは、逆に位相回転量に変動を与えてしまうので誤り率は劣化する。
【００１９】
特に、位相回転の影響を受けやすい６４ＱＡＭをサブキャリア変調方式に使用する場合には、位相雑音電力が大きい場合に、複数シンボルに渡る平滑化を行うフィルタを用いると特性の劣化が著しい。しかし、従来の復調回路では、位相トラッキング回路内の平滑化フィルタのタップ数は固定であり、位相雑音電力の大小に応じて復調回路の回路構成やパラメータは変更されない。
【００２０】
よって、様々な送信器が混在する様なシステムで使用する場合には、位相雑音電力が変動するため、特性が固定のフィルタを使用すると、誤り率特性が劣化するという問題があった。本発明では、この問題を解決し、検出された位相回転量から位相雑音を推定後、この推定値に応じて、移動平均フィルタの平均シンボル数を適応的に切り替え、残留キャリア周波数誤差や位相雑音に起因する位相回転に対して高精度に位相回転の検出補正を行う位相トラッキング回路を含んだ復調回路を提供することを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
従来の復調回路の構成では、位相トラッキング回路内部の移動平均フィルタの平均シンボル数が固定されているため、受信信号に付加された位相雑音電力に応じた位相回転検出を高精度に行うことが不可能なため誤り率特性が劣化することが避けられなかった。
【００２２】
本発明では、パイロットサブキャリアを利用して検出された位相回転量から位相雑音電力を推定し、この推定値に従って移動平均フィルタの平均シンボル数を切り替えることにより問題を解決している。位相回転量は位相雑音電力に比例して変動が大きくなるため、この特性を利用して検出された位相回転量に基いて位相雑音量を推定する。
【００２３】
この推定の方法としては、各パイロットサブキャリアを利用して検出された１ＯＦＤＭシンボル当りの位相回転の絶対値を、複数シンボルに渡り加算した加算結果を用いることが考えられる。当然、複数シンボルに渡って加算しない場合、絶対値を用いない場合など様々な場合が考えられるが、本発明の回路は、検出された位相回転量から位相雑音電力を推定し、この推定値に応じてフィルタの特性を適応的に可変とするところに特徴がある。
【００２４】
ここで具体例に従い説明を行う。検出された１ＯＦＤＭシンボル当りの位相回転量の絶対値を複数シンボルに渡って加算した場合の分散値φを図４に示す。但し、ここでは、４シンボルに渡って位相回転量の絶対値を加算した場合を示した。又、ｆ_ＢＷはＰＬＬ帯域幅を示す。この図より、明かな様に複数シンボル時間経過後での位相回転量の分散値は、位相雑音電力に応じて分離している。
【００２５】
位相雑音の信号電力比であるψ_ｒｍｓ ^２が−２０ｄＢの場合と、−３０ｄＢの場合について示した。この図から、高Ｅｂ／Ｎｏから低Ｅｂ／Ｎｏまで変化した場合でも、位相雑音量の大小により分離が可能であることがわかる。この特徴を利用して、算出されたＲＭＳ値から閾値ｔｈを設定し、“数１”に示す様にｔｈより分散値が大きい場合には、移動平均フィルタの平均シンボル数ｎを１と設定し、ｔｈ以下の場合には平均シンボル数ｎを２と設定する様な制御を行う。
【００２６】
【数１】

【００２７】
４パイロットシンボルから検出された１ＯＦＤＭシンボル当りの検出位相回転量をｘ_ｉとすると、移動平均フィルタ出力信号ｙ_ｉは“数２”として得られる。
【００２８】
【数２】

【００２９】
但し、ｘ_ｉ、ｙ_ｉは複素数である。ここでは簡単化のために、平均シンボル数が１または２であり、かつフィルタのタップ係数が全て１の移動平均フィルタとしたが、検出された分散値に応じて平均シンボル数、タップ係数共に複数の組み合わせ中から選択することも当然可能である。
【００３０】
この演算においては、１ＯＦＤＭシンボル当りの位相回転量を検出した場合に、チャネル等化回路で推定されたサブキャリアごとのチャネル伝達関数を利用して重み付けを行い、さらに検出精度を向上することも可能である。また、位相雑音電力を推定するまでの期間ではフィルタのタップ数は固定とするが、低Ｅｂ／Ｎｏの使用環境の場合にはタップ数を大きく、逆に高Ｅｂ／Ｎｏの場合にはタップ数を小さく設定することが望ましい。
【００３１】
さらに、本発明の様々に考えられる構成の中で、例えば、１ＯＦＤＭシンボル当りの位相回転量の絶対値を積分し、あらかじめ設定された閾値と比較して、フィルタの平均シンボル数を選択する構成を用いて実現した場合には、回路規模の増加が少ないことも利点として考えられる。
【００３２】
本発明の請求項１及び２に記載された発明では、無線マルチキャリア信号を受信後にキャリア周波数誤差補正を行う自動周波数制御手段と、前記自動周波数制御手段から出力されるキャリア周波数誤差の補正が行われたマルチキャリア信号のマルチキャリア一括復調を行いサブキャリア信号を出力するマルチキャリア復調手段と、前記サブキャリア信号に対して伝搬路のチャネル伝達関数の等化を行うチャネル等化手段と、
【００３３】
前記チャネル等化手段の出力信号からパイロットサブキャリア信号の抽出を行いパイロットサブキャリア信号と情報サブキャリア信号を分けて出力する抽出手段と、前記抽出手段により得られたパイロットサブキャリア信号を入力し、前記パイロットサブキャリアの位相回転を検出する位相回転検出手段と、前記位相回転検出手段の出力信号である位相回転信号が入力され、位相回転信号を複数シンボルに渡り平滑化するフィルタ手段と、
【００３４】
前記抽出手段のもう１つの出力信号である情報サブキャリア信号、及び前記フィルタ手段で平滑化されたの位相回転信号を入力し、前記情報サブキャリア信号に対して前記位相回転信号が示す位相回転を与えることで位相回転補正が行われたサブキャリア信号を出力する位相補正手段とを有するマルチキャリア変調方式用位相復調回路において、
【００３５】
前記位相回転検出手段の出力信号を複数シンボルに渡り加算した位相回転信号を入力として、位相回転量に基づいて位相雑音電力の推定を行う位相雑音推定手段と、前記位相雑音推定手段の出力信号である推定位相雑音値が入力され、この値に基づいて前記フィルタ手段を制御する信号を出力するフィルタ制御手段とを別途備え、前記フィルタ手段はその特性が可変であり、前記フィルタ制御手段の制御信号に従い特性を位相雑音電力に応じて可変とすることを特徴とする。
【００３６】
この請求項１及び２の発明では、パイロットサブキャリアから１ＯＦＤＭシンボル当りの位相回転を検出する。この位相回転量を複数ＯＦＤＭシンボルに渡り検出演算し位相雑音電力の推定が可能な特徴量を検出する。この値に基いて位相雑音電力に応じたタップ数の設定が可能になり、位相雑音電力が変動した場合でも高精度な位相回転の補正が可能である。
【００３７】
本発明の請求項３に記載された発明では、請求項１及び２に記載のマルチキャリア用復調回路において、前記復調回路にはデータ部のサブキャリア変調方式を示す変調方式判定信号が別途入力され、前記フィルタ制御手段には、前記変調方式判定信号、及び前記位相雑音推定手段の出力信号である推定位相雑音値が入力され、両入力信号に基いて前記フィルタ手段を制御する制御信号を出力することを特徴とする。
【００３８】
この請求項３の発明では、パイロットサブキャリアから１ＯＦＤＭシンボル当りの位相回転を検出する。この位相回転量を複数ＯＦＤＭシンボルに渡り検出演算し位相雑音電力の推定が可能な特徴量を検出する。この値に基いて位相雑音電力に応じたタップ数の設定が可能になり、位相雑音電力が変動した場合でも高精度な位相回転の補正が可能である。
【００３９】
また、この請求項３の発明では、使用されるデータ部のサブキャリア変調方式の判定情報も利用したフィルタのタップ数を選択可能である。低Ｅｂ／Ｎｏでは、ＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying ）が使用され、高Ｅｂ／Ｎｏでは、６４ＱＡＭ等の多値数が多い変調方式が使用されるようなシステムでは、受信器でＢＰＳＫと判断した場合には使用環境が低Ｅｂ／Ｎｏと判断し、６４ＱＡＭと判断した場合には使用環境が高Ｅｂ／Ｎｏと判断可能なため、使用環境に応じた適切なタップ数選択が可能となる。
【００４０】
本発明では、以上説明した処理を行い、パイロットサブキャリアを利用して検出した位相回転から位相雑音電力を推定し、位相トラッキング回路内部の移動平均フィルタの平均タップ数を選択する手法を用いることで、位相雑音電力が変動した場合に位相回転を高精度に検出できないため誤り率特性が劣化するという従来の問題を解決している。
【００４１】
本発明を用いることにより位相雑音が異なる受信ＯＦＤＭ変調信号を受信した場合でも、特性の劣化を抑えることのできる位相トラッキング回路を含む復調回路を実現することが可能である。
【００４２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態の第１の例として、請求項１及び２によるマルチキャリア用復調回路の実施の形態の例を図１に示す。この回路の動作は以下の通りである。受信ＯＦＤＭ信号は、ＡＦＣ回路１０１において受信信号のキャリア周波数誤差の補正が行われる。その後、ＯＦＤＭ受信信号ｓ１０１は、ＦＦＴ回路１０２に入力されＯＦＤＭ一括復調が行われる。
【００４３】
ＯＦＤＭ復調された各サブキャリア信号ｓ１０２は、チャネル等化回路１０３に入力され、推定したサブキャリアごとのチャネル伝達関数を用いてチャネル等化が行われる。ここで、チャネル等化回路で検出された各サブキャリアごとのチャネル伝達関数は、位相回転量検出の際に各パイロットサブキャリア信号の重み付け操作に用いることも可能である。
【００４４】
パイロットサブキャリア抽出回路１０４ではチャネル等化信号ｓ１０３からパイロットサブキャリアの抜き出しが行われパイロットサブキャリア信号ｓ１０４と情報サブキャリア信号ｓ１０５が分けて出力される。位相回転検出回路１０５ではパイロットサブキャリア信号ｓ１０４から１ＯＦＤＭシンボル当たりの位相回転信号ｓ１０６を検出する。
【００４５】
その際に、チャネル等化回路で推定されたサブキャリアごとのチャネル伝達関数を利用して重み付けを行うことも可能である。この位相回転信号ｓ１０６は、位相雑音推定回路１０７に入力され、位相回転検出回路１０５の出力信号である位相回転信号ｓ１０６を複数シンボルに渡り加算した位相回転信号を入力として、受信信号に加えられた位相雑音電力の推定が行われ、位相雑音推定信号ｓ１０７が出力される。
【００４６】
位相雑音推定信号ｓ１０７はフィルタ制御回路１０８に入力され、推定された位相雑音電力が受信ＯＦＤＭ信号に加わった場合に誤り率特性が改善するフィルタのタップ数を選択する制御信号ｓ１０８が前記“数１”、“数２”に従い出力される。この制御信号ｓ１０８は、フィルタ１０６に入力されｓ１０６の位相回転信号を数ＯＦＤＭシンボルに渡って平滑化し、データ部に加わった平滑化位相回転信号ｓ１０９の抽出を行う。
【００４７】
この位相回転量推定回路１０７、フィルタ制御回路１０８が、本発明のマルチキャリア変調方式用位相トラッキング回路の特徴とするところであり。請求項１及び２に記載の位相雑音推定手段、フィルタ制御手段とに対応している。その後、平滑化位相回転信号ｓ１０９を用いて位相補正回路１０９において位相回転の補正をデータサブキヤリア信号ｓ１０５に対して行い位相補正信号ｓ１１０を出力する。判定回路１１０では、各サブキャリア変調方式のデータの判定が行われデータｓ１１１を出力する。
【００４８】
本発明の実施の形態の第２の例として、請求項３に対応するマルチキャリア用復調回路の例を図２に示す。この回路の動作は以下の通りである。受信ＯＦＤＭ信号はＡＦＣ回路２０１において受信信号のキャリア周波数誤差の補正が行われる。その後、ＯＦＤＭ受信信号ｓ２０１はＦＦＴ回路２０２に入力されＯＦＤＭ一括復調が行われる。
【００４９】
ＯＦＤＭ復調された各サブキャリア信号ｓ２０２は、チャネル等化回路２０３に入力され、推定したサブキャリアごとのチャネル伝達関数を用いてチャネル等化が行われる。ここで、チャネル等化回路で検出された各サブキャリアごとのチャネル伝達関数は、位相回転量検出の際に各パイロツトサブキヤリア信号の重み付け操作に用いることも可能である。
【００５０】
パイロットサブキャリア抽出回路２０４では、チャネル等化信号ｓ２０３からパイロットサブキャリアの抜き出しが行われパイロットサブキャリア信号ｓ２０４と情報サブキャリア信号ｓ２０５が分かれて出力される。位相回転検出回路２０５ではパイロットサブキャリア信号ｓ２０４から１ＯＦＤＭシンボル当たりの位相回転信号ｓ２０６を検出する。
【００５１】
その際に、チャネル等化回路で推定されたサブキャリアごとのチャネル伝達関数を利用して重み付けを行うことも可能である。この位相回転信号ｓ２０６は、位相雑音推定回路２０７に入力され、位相回転検出回路２０５の出力信号である位相回転信号ｓ２０６を複数シンボルに渡り加算した位相回転信号の絶対値信号を入力として、受信信号に加えられた位相雑音電力の推定が行われ、位相雑音推定信号ｓ２０７が出力される。
【００５２】
位相雑音推定信号ｓ２０７は、サブキャリア変調方式判定回路の出力信号である判定信号ｓ２１３と共に、フィルタ制御回路２０８に入力され、サブキャリア変調方式の情報を反映し、推定された位相雑音電力が受信に加わっている場合に誤り率特性が改善するフィルタのタップ数を、前記“数１”、“数２”に従い選択するための制御信号ｓ２０８を出力する。
【００５３】
この制御信号ｓ２０８は、フィルタ２０６に入力されｓ２０６の位相回転信号を数ＯＦＤＭシンボルに渡って平滑化し、平滑化位相回転信号ｓ２０９を出力する。その後、平滑化位相回転信号ｓ２０９を用いて位相補正回路２０９において位相回転の補正をデータサブキャリア信号ｓ２０５に対して行い位相補正信号ｓ２１０を出力する。
【００５４】
一方、請求項３に記載の復調回路に、別途入力される変調方式判定信号ｓ２１３はフィルタ制御回路２０８に入力される。このフィルタ制御手段２０８が本発明のマルチキャリア変調方式用位相トラッキング回路の特徴とするところであり、請求項３に記載のフィルタ制御手段とに対応している。最後に判定回路２１２では位相補正信号ｓ２１０に対してデータの判定を行いデータｓ２１４を出力する。
【００５５】
本発明の請求項３による位相トラッキング回路の計算機シミュレーシヨンによる実施形態の効果を図５に示す。図には残留キャリア周波数誤差と位相雑音が存在する場合のパケット誤り率（ＰＥＲ）特性が示されている。この場合のシミュレーシヨンの条件を表１に示す。
【００５６】
【表１】

【００５７】
位相雑音のパラメータとしてｆ_ＢＷはＰＬＬ帯域幅であり、ψ^２ _{ｒ．ｍ．ｓ}は位相雑音の信号電力比を示す。また、送信アンプのアウトプット・バックオフ＝１２ｄＢとした。従来の位相トラッキング回路を用いてフィルタでの平均数を１ＯＦＤＭシンボル、２ＯＦＤＭシンボルと固定にした場合の特性を示した。
【００５８】
本発明は、位相雑音電力の推定を行い、この値に応じたフィルタの平均シンボル数の選択を行っているために特性が改善されている。平均シンボル数が固定である１シンボル平均と比較すると、位相雑音の信号電力比が−３０ｄＢの場合ＰＥＲ＝０．０１において１シンボル平均の場合と比較して所要Ｅｂ／Ｎｏが約０．５ｄＢ改善し、位相雑音の信号電力比が−２０ｄＢの場合には同程度の特性が得られる。
【００５９】
また、２シンボル平均の場合との比較では、位相雑音の信号電力比が−３０ｄＢの場合ＰＥＲ＝０．０１において所要Ｅｂ／Ｎｏが約０．３ｄＢ劣化するが、位相雑音の信号電力比が−２０ｄＢの場合には所要Ｅｂ／Ｎｏが約１．４ｄＢ改善される。以上より、本発明を用いることで位相雑音電力が変化する状況でも、高精度な位相回転の抽出が可能になりＰＥＲの劣化を抑え特性を改善させることが可能であることがわかる。
【００６０】
【発明の効果】
以上述べた通り、本発明のマルチキャリア用復調回路によれば、従来の位相雑音電力が変動した場合に位相回転を高精度に検出できないため誤り率特性が劣化するという問題を解決することができる。そして、本発明を用いることにより位相雑音電力が異なるＯＦＤＭ変調信号を受信した場合でも、特性の劣化を抑えた復調回路を実現することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の第１の例を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態の第２の例を示すブロック図である。
【図３】送信パケットでのパイロットサブキャリア信号の配置説明図である。
【図４】本発明の実施の形態に用いる位相回転量の分散特性を示す図である。
【図５】シミュレーシヨンの結果を示す図である。
【図６】従来の復調回路の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０１、２０１ＡＦＣ回路
１０２、２０２ＦＦＴ回路
１０３、２０３チャネル等化回路
１０４、２０４パイロットサブキャリア抽出回路
１０５、２０５位相回転検出回路
１０６、２０６フィルタ
１０７、２０７位相雑音推定回路
１０８、２０８フィルタ制御回路
１０９、２０９位相補正回路
１１０、２１２判定回路

Claims

無線マルチキャリア信号を受信後にキャリア周波数誤差補正を行う自動周波数制御手段と、
該自動周波数制御手段から出力されるキャリア周波数誤差の補正が行われたマルチキャリア信号のマルチキャリア一括復調を行い、サブキャリア信号を出力するマルチキャリア復調手段と、
該サブキャリア信号に対して伝搬路のチャネル伝達関数の等化を行うチャネル等化手段と、
該チャネル等化手段の出力信号からパイロットサブキャリア信号の抽出を行いパイロットサブキャリア信号と情報サブキャリア信号とを分けて出力する抽出手段と、
該抽出手段により得られたパイロットサブキャリア信号を入力し、前記パイロットサブキャリアの位相回転を検出する位相回転検出手段と、
該位相回転検出手段の出力信号である位相回転信号が入力され、位相回転信号を複数シンボルに渡り平滑化するフィルタ手段と、
前記抽出手段のもう１つの出力信号である情報サブキャリア信号、及び前記フィルタ手段で平滑化された位相回転信号を入力し、前記情報サブキャリア信号に対して前記位相回転信号が示す位相回転を与えることで位相回転補正が行われたサブキャリア信号を出力する位相補正手段とを有するマルチキャリア変調方式用復調回路において、
前記位相回転検出手段の出力信号を複数シンボルに渡り加算した位相回転信号を入力として、位相雑音電力に比例して変動が大きくなる位相回転量に基づいて位相雑音電力の推定を行う位相雑音推定手段と、
該位相雑音推定手段の出力信号である推定位相雑音値を入力として、この値に基づいて前記フィルタ手段を制御する制御信号を出力するフィルタ制御手段とを別途備え、
前記フィルタ手段は、タップ数が可変であり、前記フィルタ制御手段の制御信号に従って、タップ数を位相雑音電力に応じて変化させることを特徴とする、マルチキャリア変調方式用復調回路。
無線マルチキャリア信号を受信後にキャリア周波数誤差補正を行う自動周波数制御手段と、
該自動周波数制御手段から出力されるキャリア周波数誤差の補正が行われたマルチキャリア信号のマルチキャリア一括復調を行い、サブキャリア信号を出力するマルチキャリア復調手段と、
該サブキャリア信号に対して伝搬路のチャネル伝達関数の等化を行うチャネル等化手段と、
該チャネル等化手段の出力信号からパイロットサブキャリア信号の抽出を行いパイロットサブキャリア信号と情報サブキャリア信号とを分けて出力する抽出手段と、
該抽出手段により得られたパイロットサブキャリア信号を入力し、前記パイロットサブキャリアの位相回転を検出する位相回転検出手段と、
該位相回転検出手段の出力信号である位相回転信号が入力され、位相回転信号を複数シンボルに渡り平滑化するフィルタ手段と、
前記抽出手段のもう１つの出力信号である情報サブキャリア信号、及び前記フィルタ手段で平滑化された位相回転信号を入力し、前記情報サブキャリア信号に対して前記位相回転信号が示す位相回転を与えることで位相回転補正が行われたサブキャリア信号を出力する位相補正手段とを有するマルチキャリア変調方式用復調回路において、
前記位相回転検出手段の出力信号を複数シンボルに渡り加算した位相回転信号の絶対値信号を入力として、位相雑音電力に比例して変動が大きくなる位相回転量に基づいて位相雑音電力の推定を行う位相雑音推定手段と、
該位相雑音推定手段の出力信号である推定位相雑音値を入力として、この値に基づいて前記フィルタ手段を制御する制御信号を出力するフィルタ制御手段とを別途備え、
前記フィルタ手段は、タップ数が可変であり、前記フィルタ制御手段の制御信号に従って、タップ数を位相雑音電力に応じて変化させることを特徴とする、マルチキャリア変調方式用復調回路。
前記フィルタ制御手段は、
位相雑音推定手段の出力信号である推定位相雑音値と、別途入力されたデータ部のサブキャリア変調方式を示す変調方式判定信号との両入力信号に基いて、フィルタ手段を制御する制御信号を生成し出力する請求項１又は請求項２に記載のマルチキャリア変調方式用復調回路。
前記フィルタ手段は、移動平均フィルタによりタップ数を可変することを特徴とする請求項１から３に記載のいずれかのマルチキャリア変調方式用復調回路。