JP4119178B2 - OFDM receiver - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、OFDM方式の受信装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、都市部等において自動車等の移動体に設けられた送信装置から受信装置へ伝送信号を送信する場合、遮蔽による伝搬損を受けにくく、安定して高い電界強度が得られる高層ビルの屋上等の高い位置に受信装置を設置していた。
【0003】
しかしながら、このような伝送方式では、移動体周辺の建物による反射・回折波に加えて、遠方の突出した建物等による反射波が、受信装置に到来するため、受信装置は、送信装置を搭載した移動体との間の位置関係や反射波を生成する遠方の突出した建物等の障害物との間の位置関係に依存した遅延広がりを伴う伝送信号を受信し、シンボル間干渉が発生するという問題点があった。
【0004】
ここで、都市部における伝送の場合、伝搬テストの結果により、移動体周辺の建物による反射・回折波が最も電力が大きい「主波」となるケースが大部分であることが知られている。
【0005】
具体的には、図7(a)に示すように、受信装置が、主波に起因する相関ピーク値の時間位置にFFT(First Furie Transfer:高速フーリエ変換)ウィンドウ開始位置を設定した場合に、主波のシンボルjと反射波のシンボルiとによって、シンボル間干渉が発生するという問題点があった。
【0006】
この問題点を解決するために、FPU(Field Pickup Unit)等のOFDM(Orthogonal Frequency Devision Multiplexing:直交周波数分割多重)方式のデジタル無線伝送装置において、この遅延広がりをガードインターバル内に収容できるように設計することで、シンボル間干渉による伝送劣化を回避する方法が知られている(図7(b)参照)。
【0007】
ここで、ガードインターバル長は、OFDM方式の変調信号の各伝送シンボル期間に含まれているものであり、伝送信号波形の一部を巡回的に繰り返した冗長な期間であるため、大き過ぎると伝送効率の低下を招くので、伝搬路の遅延広がりに合わせて必要最小限にすべきで、伝搬テストによって得られた遅延広がりの統計値に基づいて設定されることが多い。
【0008】
また、都市部における伝送の場合、伝搬テストの結果により、図7(b)に示すように、主波に起因する相関ピーク値が、時間的に最も早い位置に存在し、その後、主波に起因する相関ピーク値よりも減衰した反射波に起因する相関ピーク値が存在することが知られている。
【0009】
従って、従来のOFDM方式の受信装置は、主波に起因する相関ピーク値の時間位置あたりにFFTウィンドウの開始位置を設定し、受信した伝送信号の遅延広がりによるシンボル間干渉を避ける方法が採られている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、実際のOFDM方式を用いた伝送においては、時々刻々、伝送信号の遅延プロファイルが変化し、送信装置と受信装置との位置関係及び受信装置と反射波を生成する遠方の突出した建物等の障害物との位置関係によって、図8に示すように、移動体周辺の建物による反射・回折波よりも強い電力の反射波が発生することもある。
【0011】
送信装置を搭載した移動体が、このような地点に達すると、遠方の建物による反射波が「主波」となるため、移動体周辺の建物による反射・回折波が「前ゴースト」となってしまうという問題点がある。
【0012】
すなわち、受信装置におけるFFTウィンドウ開始位置は、主波に起因する相関ピーク値あたりに設定されるので、図8に示すように、FFTウィンドウの後方で、シンボルiとシンボルj(ガードインターバルjに含まれるシンボル)との間でシンボル間干渉が発生し伝送品質が低下するという問題点がある。
【0013】
このように、従来のOFDM方式による伝送方法は、伝送可能エリアの最大化を目的としたものであるが、突出した建物による強い反射波が「主波」になる特異点においては、伝送断となり連続伝送ができなくなる問題点が内在していることが明らかになった。
【0014】
特に、近年の高層ビル建設ラッシュと相俟って、都市部における移動体に搭載された送信装置と受信装置との間の伝送時に強い反射波が発生するケースが増えており、従来のOFDM方式による伝送方法を、放送番組中継回線等の所要時間率の大きい回線に適用する場合に、特に対策が必要とされている。
【0015】
そこで、本発明は、以上の点に鑑みてなされたもので、移動体周辺の建物による反射・回折波よりも強い電力の反射波が発生するような環境においても、継続して伝送可能なOFDM方式の受信装置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】
本発明に係る特徴は、受信したOFDM方式の変調信号について所定の周期でサンプリングしてサンプリング信号を取得するサンプリング手段と、前記サンプリング信号と固定信号波形のサンプリング信号との相互相関値を計算する相互相関値計算手段と、伝送シンボル期間において、前記相互相関値の中から最大値を検出する最大値検出手段と、検出された前記最大値及び前記相互相関値を用いて分散値を計算する分散計算手段と、前記最大値の時間位置から前記分散値だけ早い時間位置にウィンドウ開始位置を設定するウィンドウ開始位置設定手段と、設定された前記ウィンドウ開始位置を用いて、前記サンプリング信号に対する離散フーリエ変換を行って復調処理を行う復調手段とを具備するOFDM方式の受信装置であることを要旨とする。
【0022】
かかる発明によれば、ウィンドウ開始位置設定手段が、最大値及び相互相関値を用いて計算された分散値だけ最大値の時間位置から早い時間位置にウィンドウ開始位置を設定するため、山岳地帯等のように、ほぼ同レベルの複数の反射波が時間方向に数μsの幅を持って生成されるような環境においても、シンボル間干渉による伝送品質の低下を回避することができる。
【0027】
本発明に係る特徴は、受信したOFDM方式の変調信号について所定の周期でサンプリングしてサンプリング信号を取得するサンプリング手段と、前記変調信号の各伝送シンボル期間にガードインターバルが含まれている場合、前記サンプリング信号と、該サンプリング信号を有効シンボル期間だけ遅延させた遅延サンプリング信号との相互相関値を計算する相互相関値計算手段と、伝送シンボル期間において、前記相互相関値の中から最大値を検出する最大値検出手段と、検出された前記最大値及び前記相互相関値を用いて分散値を計算する分散計算手段と、前記最大値の時間位置から前記分散値だけ早い時間位置にウィンドウ開始位置を設定するウィンドウ開始位置設定手段と、設定された前記ウィンドウ開始位置を用いて、前記サンプリング信号に対する離散フーリエ変換を行って復調処理を行う復調手段とを具備するOFDM方式の受信装置であることを要旨とする。
【0029】
【発明の実施の形態】
(本発明の一実施形態に係るOFDM方式の受信装置の構成)
本発明の一実施形態に係るOFDM方式の受信装置の構成について図1を参照しながら説明する。
【0030】
図1は、本実施形態に係るOFDM方式の受信装置1の概略構成を示す図である。図1に示すように、本実施形態に係るOFDM方式の受信装置1は、アンテナ11と、受信高周波部12と、サンプリング部13と、離散フーリエ変換器14と、キャリア復調器15と、シンボル同期回路2とを具備している。また、シンボル同期回路2は、相互相関値計算回路21とウィンドウ位置制御回路22とサンプリング信号記憶エリア23とによって構成されている。
【0031】
本実施形態に係るOFDM方式の受信装置1は、突出した建物が数多く存在する都市部のような、移動体周辺の建物による反射・回折波よりも強い電力の反射波が発生する環境において、移動体に搭載された送信装置と受信装置との間の伝送品質の劣化を回避する手段を提供するものである。
【0032】
アンテナ11は、受信高周波部12に接続されており、移動体に搭載された送信装置から送信された信号を受信して受信高周波部12に送信するものである。
【0033】
受信高周波部12は、アンテナ11とサンプリング部13とに接続されており、アンテナ11から受信した信号から、所定の周波数のOFDM方式の変調信号を抽出してサンプリング部13に送信するものである。
【0034】
サンプリング部13は、受信高周波部12と離散フーリエ変換器14と相互相関値計算回路21とに接続されており、受信高周波部12から受信したOFDM方式の変調信号について所定の周期でサンプリングしてサンプリング信号を取得するサンプリング手段を構成する。サンプリング部13は、取得したサンプリング信号を離散フーリエ変換器14と相互相関値計算回路21とに送信する。
【0035】
相互相関値計算回路21は、サンプリング部13とウィンドウ位置制御回路22とサンプリング信号記憶エリア23とに接続されており、サンプリング部13から受信したサンプリング信号とサンプリング信号記憶エリア23に記憶されている固定信号波形のサンプリング信号との相互相関値を計算する相関値計算手段を構成する。
【0036】
図2(a)に、所定期間(2つの伝送シンボル期間)において、相互相関値計算回路21が、サンプリング信号と固定信号波形のサンプリング信号との相互相関値を計算した結果を示す。
【0037】
ウィンドウ位置制御回路22は、相互相関値計算回路21と離散フーリエ変換器14とに接続されており、伝送シンボル期間において、相互相関値計算回路21によって計算された相互相関値の中から最大値を検出する最大値検出手段と、当該伝送シンボル期間において最大値検出手段によって検出された最大値よりも所定値だけ低く設定された閾値以上となる相互相関値の時間位置のうち最も早い時間位置にウィンドウ開始位置を設定するウィンドウ開始位置設定手段とを構成する。
【0038】
図2(b)を参照して、ウィンドウ位置制御回路22によるFFT(First Furie Transfer:高速フーリエ変換)ウィンドウ開始位置の設定方法を説明する。
【0039】
ここで、シンボルiやシンボルjと記載されている期間を「有効シンボル期間」といい、ガードインターバルと有効シンボル期間とを併せた期間を「伝送シンボル期間」という。
【0040】
従来のOFDM方式の受信装置は、図2(b)に示すように、伝送シンボル期間において計算された相互相関値の最大値に対応する時間位置tにウィンドウ開始位置を設定していた。そのため、シンボルiを復調するためのウィンドウ位置の後部で、前ゴーストのガードインターバルjの影響によって、シンボル間干渉が発生するという問題点があった。
【0041】
一方、本実施形態に係る受信装置1のウィンドウ位置制御回路22は、図2(b)に示すように、伝送シンボル期間において計算された相互相関値の中から最大値を検出し、当該伝送シンボル期間において、最大値との比(DU比:Desire Undesire Ratio)が所定のDU比以下となる相互相関値、すなわち、最大値よりも所定値だけ低く設定された閾値以上となる相互相関値の時間位置のうち最も早い時間位置tにウィンドウ開始位置を設定する。
【0042】
そのため、シンボルiを復調するためのウィンドウ位置の後部で、前ゴーストのガードインターバルjの影響によって、シンボル間干渉が発生するという問題点を解決することができる。ここで、所定のDU比は、キャリア(搬送波)の変調方式や誤り訂正方式によって決定される。
【0043】
また、ウィンドウ位置制御回路22は、相互相関値計算回路21により計算された相互相関値の中から最大値を検出する最大値検出手段と、相互相関値計算回路21により計算された相互相関値の中からピーク値を検出するピーク値検出手段と、最大値検出手段により検出された最大値よりも所定値だけ低く設定された閾値以上となるピーク値の時間位置のうち最も早い時間位置にウィンドウ開始位置を設定するウィンドウ開始位置設定手段とによって構成されていてもよい。
【0044】
すなわち、ウィンドウ位置制御回路22は、最大値と相互相関値計算回路21により計算された相互相関値との比較結果に基づいてウィンドウ開始位置を設定する代わりに、最大値とピーク値との比較結果に基づいてウィンドウ開始位置を設定してもよい。
【0045】
離散フーリエ変換器14は、サンプリング部13とウィンドウ位置制御回路22とに接続されており、ウィンドウ位置制御回路22により設定されたウィンドウ開始位置を用いて、サンプリング部13から受信したサンプリング信号に対する離散フーリエ変換を行うものである。また、キャリア復調器15は、離散フーリエ変換器14に接続されており、離散フーリエ変換器14からのデータに基づいて、移動体に搭載された送信装置から送信された信号の復調処理を行うものである。本実施形態において、離散フーリエ変換器14及びキャリア復調器15が、復調手段を構成する。
【0046】
また、離散フーリエ変換器14は、FFTを用いて離散フーリエ変換を行ってもよい。
【0047】
(本実施形態に係るOFDM方式の受信装置の動作)
上記構成を有するOFDM方式の受信装置の動作について、図3を参照にして説明する。図3は、本実施形態に係るOFDM方式の受信装置1において、都市部において、移動体に搭載された送信装置からの信号の受信処理を行う動作を示すフローチャートである。
【0048】
図3に示すように、ステップ301において、アンテナ11が、移動体に搭載された送信装置から送信された信号を受信して受信高周波部12に送信する。そして、受信高周波部12が、アンテナ11から受信した信号から、所定の周波数のOFDM方式の変調信号を抽出してサンプリング部13に送信する。
【0049】
ステップ302において、サンプリング部13が、受信高周波部12から受信したOFDM方式の変調信号について所定の周期でサンプリングしてサンプリング信号を取得し、取得したサンプリング信号を離散フーリエ変換器14と相互相関値計算回路21とに送信する。
【0050】
ステップ303において、相互相関値計算回路21が、サンプリング部13から受信したサンプリング信号とサンプリング信号記憶エリア23に記憶されている固定波形のサンプリング信号との相互相関値を計算する。
【0051】
ステップ304において、ウィンドウ位置制御回路22は、伝送シンボル期間において、相互相関値計算回路21によって計算された相互相関値の中から最大値を検出し、検出された最大値よりも所定値だけ低く設定された閾値以上となる相互相関値の時間位置のうち最も早い時間位置tにウィンドウ開始位置を設定する。
【0052】
ステップ305において、離散フーリエ変換器14が、ウィンドウ位置制御回路22により設定されたウィンドウ開始位置を用いて、サンプリング部13から受信したサンプリング信号に対する離散フーリエ変換を行う。
【0053】
ステップ306において、キャリア復調器15が、離散フーリエ変換器14からのデータに基づいて、移動体に搭載された送信装置から送信された信号の復調処理を行う。
【0054】
(本実施形態に係るOFDM方式の受信装置の作用・効果)
本実施形態に係るOFDM方式の受信装置1によれば、ウィンドウ位置制御回路22が、伝送シンボル期間において相互相関値(又は、ピーク値)の最大値よりも所定値だけ低く設定された閾値以上となる相互相関値の時間位置のうち最も早い時間位置tにウィンドウ開始位置を設定するため、前ゴーストによる影響を防ぐことができ、突出した建物が存在する都市部等においてもシンボル間干渉による伝送品質の低下を回避することができる。
【0055】
また、本実施形態に係るOFDM方式の受信装置1によれば、ウィンドウ位置制御回路22によって「最大値」と比較される対象が「ピーク値」のみであるため、当該比較処理の際に必要となるメモリやバッファ等の記憶装置の容量を減らすことができる。
【0056】
(変更例1)
本発明の変更例1に係るOFDM方式の受信装置について、図4を参照して説明する。本変更例に係るOFDM方式の受信装置1は、ウィンドウ位置制御回路22の機能を除いて、上述の実施形態に係るOFDM方式の受信装置1と同一の機能を具備する。
【0057】
山岳地帯における遅延プロファイルは、都市部における遅延プロファイルとは異なり、ほぼ同等強度の反射波が、時間方向に数μsの幅をもって生成される傾向がある。このような環境において、上述の実施形態に係るOFDM方式の受信装置1を用いると、ピーク値の検出が困難であり、ピーク値を検出できたとしても演算時間や記憶領域が大きくなってしまうという問題点があった。
【0058】
本変更例に係るOFDM方式の受信装置1のウィンドウ位置制御回路は、このような山岳地帯において適用されることを想定するものであって、上述の相互相関値の広がりを検出する、すなわち、最大値及び上述の相互相関値を用いて分散値を計算する分散計算手段を具備し、図4に示すように、最大値の時間位置から分散値だけ早い時間位置にウィンドウ開始位置を設定することによって、受信したOFDM方式の変調信号の遅延広がりをガードインターバル内に収容することを特徴としている。
【0059】
本変更例に係るOFDM方式の受信装置1によれば、ウィンドウ位置制御回路22が、最大値及び上述の相互相関値を用いて計算された分散値だけ最大値の時間位置から早い時間位置にウィンドウ開始位置を設定するため、山岳地帯等のように、ほぼ同レベルの複数の反射波が時間方向に数μsの幅を持って生成されるような環境においても、シンボル間干渉による伝送品質の低下を回避することができる。
【0060】
(変更例2)
本発明の変更例2に係るOFDM方式の受信装置について、図5を参照して説明する。本変更例に係るOFDM方式の受信装置1は、ウィンドウ位置制御回路22の機能を除いて、上述の実施形態に係るOFDM方式の受信装置1と同一の機能を具備する。
【0061】
本変更例に係るOFDM方式の受信装置1のウィンドウ位置制御回路22は、伝送シンボル期間において、相互相関値計算回路21により計算された相互相関値が閾値以上となる時間位置のうち最も早い時間位置にウィンドウ開始位置を設定する。
【0062】
本変更例に係るOFDM方式の受信装置1によれば、ウィンドウ位置制御回路22が、伝送シンボル期間において相互相関値が閾値以上となる時間位置のうち最も早い時間位置にウィンドウ開始位置を設定するため、より詳細に前ゴーストとなり得る可能性の高い相関値の時間位置にウィンドウ開始位置を設定することが可能となる。
【0063】
(変更例3)
本発明の変更例3に係るOFDM方式の受信装置について、図6を参照して説明する。本変更例に係るOFDM方式の受信装置1は、図6に示すように、上述の実施形態及び変更例に係るOFDM方式の受信装置1のサンプリング信号記憶エリア23の代わりに、遅延回路24を設けたものである。
【0064】
遅延回路24は、サンプリング部13と相互相関値計算回路21とに接続されており、サンプリング部13から送信されたサンプル信号を有効シンボル期間だけ遅延させた遅延サンプリング信号を生成するものである。
【0065】
相互相関値計算回路21は、上述の実施形態や変更例のように、サンプリング信号と固定波形のサンプリング信号との相互相関値を計算する代わりに、OFDM方式の変調信号の各伝送シンボル期間にガードインターバルが含まれている場合、サンプリング部13から送信されたサンプリング信号と遅延回路24によって生成された遅延サンプリング信号との相互相関値を計算する。
【0066】
【発明の効果】
本発明によれば、移動体周辺の建物による反射・回折波よりも強い電力の反射波が発生するような環境においても、継続して伝送可能なOFDM方式の受信装置1を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係るOFDM方式の受信装置の概略構成を示す図である。
【図2】本発明の一実施形態に係るOFDM方式の受信装置のウィンドウ制御回路によるウィンドウ開始位置の設定方法を示す図である。
【図3】本発明の一実施形態に係るOFDM方式の受信装置の動作を示すフローチャートである。
【図4】本発明の一変更例に係るOFDM方式の受信装置のウィンドウ制御回路によるウィンドウ開始位置の設定方法を示す図である。
【図5】本発明の一変更例に係るOFDM方式の受信装置のウィンドウ制御回路によるウィンドウ開始位置の設定方法を示す図である。
【図6】本発明の一変更例に係るOFDM方式の受信装置の概略構成を示す図である。
【図7】従来技術に係るOFDM方式の受信装置のウィンドウ制御回路によるウィンドウ開始位置の設定方法を示す図である。
【図8】従来技術に係るOFDM方式の受信装置のウィンドウ制御回路によるウィンドウ開始位置の設定方法を示す図である。
【符号の説明】
1…OFDM方式の受信装置
2…シンボル同期回路
11…アンテナ
12…受信高周波部
13…サンプリング部
14…離散フーリエ変換器
15…キャリア復調器
21…相互相関値計算回路
22…ウィンドウ位置制御回路
23…サンプリング信号記憶エリア
24…遅延回路
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an OFDM receiver.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, when transmitting a transmission signal from a transmission device provided in a moving body such as an automobile to a reception device in an urban area or the like, a rooftop of a high-rise building, etc., which is less susceptible to propagation loss due to shielding and stably obtains high electric field strength The receiver was installed at a high position.
[0003]
However, in such a transmission method, in addition to reflected / diffracted waves from buildings around the moving body, reflected waves from distantly protruding buildings etc. arrive at the receiver, so the receiver is equipped with a transmitter. The problem of receiving inter-symbol interference by receiving a transmission signal with a delay spread depending on the positional relationship with a moving object and the positional relationship with an obstacle such as a distant projecting building that generates a reflected wave. There was a point.
[0004]
Here, in the case of transmission in urban areas, it is known that most of the cases where reflected / diffracted waves from buildings around a moving body become the “main wave” with the highest power, based on the results of propagation tests.
[0005]
Specifically, as illustrated in FIG. 7A, when the reception apparatus sets an FFT (First Fourier Transfer) window start position at the time position of the correlation peak value caused by the main wave, There is a problem that intersymbol interference occurs between the main wave symbol j and the reflected wave symbol i.
[0006]
In order to solve this problem, the delay spread is designed to be accommodated within a guard interval in an OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) method such as FPU (Field Pickup Unit). Thus, a method for avoiding transmission deterioration due to intersymbol interference is known (see FIG. 7B).
[0007]
Here, the guard interval length is included in each transmission symbol period of the modulation signal of the OFDM system, and is a redundant period in which a part of the transmission signal waveform is cyclically repeated. Since this leads to a reduction in efficiency, it should be set to the minimum necessary in accordance with the delay spread of the propagation path, and is often set based on the statistical value of the delay spread obtained by the propagation test.
[0008]
Further, in the case of transmission in urban areas, as shown in FIG. 7 (b), the correlation peak value due to the main wave exists at the earliest position in time as shown in FIG. It is known that there is a correlation peak value caused by a reflected wave attenuated more than the resulting correlation peak value.
[0009]
Therefore, the conventional OFDM receiver uses a method in which the start position of the FFT window is set around the time position of the correlation peak value caused by the main wave to avoid intersymbol interference due to the delay spread of the received transmission signal. ing.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the transmission using the actual OFDM system, the delay profile of the transmission signal changes from moment to moment, such as the positional relationship between the transmission device and the reception device and the distant protruding building that generates the reflected wave from the reception device. Depending on the positional relationship with the obstacle, as shown in FIG. 8, a reflected wave having a power higher than that of the reflected / diffracted wave from the building around the moving body may be generated.
[0011]
When a mobile object equipped with a transmitter reaches such a point, the reflected wave from the distant building becomes the “main wave”, and the reflected / diffracted wave from the building around the mobile object becomes “front ghost”. There is a problem that.
[0012]
That is, since the FFT window start position in the receiving apparatus is set around the correlation peak value caused by the main wave, as shown in FIG. 8, symbol i and symbol j (in guard interval j 1) are located behind the FFT window. There is a problem that inter-symbol interference occurs between them and the transmission quality deteriorates.
[0013]
As described above, the conventional transmission method using the OFDM method is intended to maximize the transmission area, but transmission is interrupted at a singular point where a strong reflected wave from a protruding building becomes a “main wave”. It became clear that there was a problem inherent in continuous transmission.
[0014]
In particular, coupled with recent high-rise building rushes, there is an increasing number of cases where strong reflected waves are generated during transmission between transmitters and receivers mounted on mobiles in urban areas. In particular, when the transmission method according to the above is applied to a line having a large required time rate such as a broadcast program relay line, a countermeasure is required.
[0015]
Therefore, the present invention has been made in view of the above points, and can be continuously transmitted even in an environment where a reflected wave having a higher power than a reflected / diffracted wave generated by a building around a moving object is generated. It is an object of the present invention to provide a receiving apparatus of the type.
[0021]
[Means for Solving the Problems]
A feature of the present invention is that a sampling means for obtaining a sampling signal by sampling a received OFDM modulation signal at a predetermined period and a mutual correlation value for calculating a cross-correlation value between the sampling signal and a sampling signal having a fixed signal waveform. Correlation value calculation means, maximum value detection means for detecting a maximum value from among the cross-correlation values in a transmission symbol period, and dispersion calculation for calculating a variance value using the detected maximum value and the cross-correlation value Means for setting a window start position at a time position earlier than the time position of the maximum value by the variance value, and performing a discrete Fourier transform on the sampling signal using the set window start position. It is an OFDM receiver that includes demodulation means for performing demodulation processing To.
[0022]
According to this invention, the window start position setting means sets the window start position from the time position of the maximum value to the earlier time position by the variance value calculated using the maximum value and the cross-correlation value. Thus, even in an environment where a plurality of reflected waves of substantially the same level are generated with a width of several μs in the time direction, it is possible to avoid a decrease in transmission quality due to intersymbol interference.
[0027]
The feature according to the present invention is that sampling means for obtaining a sampling signal by sampling at a predetermined period for a received OFDM modulation signal, and a guard interval is included in each transmission symbol period of the modulation signal, A cross-correlation value calculating means for calculating a cross-correlation value between the sampling signal and a delayed sampling signal obtained by delaying the sampling signal by an effective symbol period; and detecting a maximum value from the cross-correlation values in the transmission symbol period. Maximum value detection means, dispersion calculation means for calculating a variance value using the detected maximum value and the cross-correlation value, and setting a window start position at a time position that is earlier than the maximum value time position by the variance value Using the window start position setting means and the set window start position, And summarized in that by performing a discrete Fourier transform for the ring signal is a receiving device of the OFDM scheme having a demodulating means performs demodulation processing.
[0029]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(Configuration of OFDM receiving apparatus according to an embodiment of the present invention)
The configuration of an OFDM receiver according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
[0030]
FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an OFDM receiver 1 according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, an OFDM receiver 1 according to this embodiment includes an antenna 11, a reception high-frequency unit 12, a sampling unit 13, a discrete Fourier transformer 14, a carrier demodulator 15, and symbol synchronization. Circuit 2. The symbol synchronization circuit 2 includes a cross-correlation value calculation circuit 21, a window position control circuit 22, and a sampling signal storage area 23.
[0031]
The OFDM receiver 1 according to the present embodiment moves in an environment where a reflected wave with a power higher than that of a reflected / diffracted wave generated by a building around a moving object is generated, such as an urban area where there are many protruding buildings. The present invention provides means for avoiding deterioration of transmission quality between a transmission device and a reception device mounted on the body.
[0032]
The antenna 11 is connected to the reception high-frequency unit 12, and receives a signal transmitted from a transmission device mounted on the moving body and transmits the signal to the reception high-frequency unit 12.
[0033]
The reception high-frequency unit 12 is connected to the antenna 11 and the sampling unit 13, extracts an OFDM modulation signal having a predetermined frequency from the signal received from the antenna 11, and transmits it to the sampling unit 13.
[0034]
The sampling unit 13 is connected to the reception high-frequency unit 12, the discrete Fourier transformer 14, and the cross-correlation value calculation circuit 21, and samples and samples the OFDM modulation signal received from the reception high-frequency unit 12 at a predetermined period. Sampling means for acquiring a signal is configured. The sampling unit 13 transmits the acquired sampling signal to the discrete Fourier transformer 14 and the cross correlation value calculation circuit 21.
[0035]
The cross-correlation value calculation circuit 21 is connected to the sampling unit 13, the window position control circuit 22, and the sampling signal storage area 23, and the sampling signal received from the sampling unit 13 and the fixed signal stored in the sampling signal storage area 23. Correlation value calculation means for calculating a cross-correlation value with the sampling signal of the signal waveform is configured.
[0036]
FIG. 2A shows a result of the cross-correlation value calculation circuit 21 calculating the cross-correlation value between the sampling signal and the sampling signal having a fixed signal waveform in a predetermined period (two transmission symbol periods).
[0037]
The window position control circuit 22 is connected to the cross-correlation value calculation circuit 21 and the discrete Fourier transformer 14, and sets the maximum value among the cross-correlation values calculated by the cross-correlation value calculation circuit 21 during the transmission symbol period. A maximum value detecting means to detect, and a window at the earliest time position among time positions of cross-correlation values that are equal to or greater than a threshold set lower than the maximum value detected by the maximum value detecting means in the transmission symbol period. Window start position setting means for setting the start position is configured.
[0038]
With reference to FIG. 2B, a method of setting the FFT (First Fourier Transfer) window start position by the window position control circuit 22 will be described.
[0039]
Here, a period described as symbol i or symbol j is referred to as an “effective symbol period”, and a period in which the guard interval and the effective symbol period are combined is referred to as a “transmission symbol period”.
[0040]
As shown in FIG. 2B, the conventional OFDM receiver has set the window start position at a time position t 0 corresponding to the maximum value of the cross-correlation value calculated in the transmission symbol period. Therefore, at the rear of the window position for demodulating symbols i, the influence of the guard interval j 1 before ghost, inter-symbol interference is a problem that occurs.
[0041]
On the other hand, the window position control circuit 22 of the receiving apparatus 1 according to the present embodiment detects the maximum value from the cross-correlation values calculated in the transmission symbol period as shown in FIG. In the period, the cross-correlation value at which the ratio to the maximum value (DU ratio: Desire Undesire Ratio) is less than or equal to the predetermined DU ratio, that is, the time of the cross-correlation value that is equal to or greater than the threshold set lower than the maximum value by the predetermined value to set the window start position at the earliest time position t 1 of the position.
[0042]
Therefore, at the rear of the window position for demodulating symbols i, the influence of the guard interval j 1 before the ghost, it is possible to solve the problem that inter-symbol interference occurs. Here, the predetermined DU ratio is determined by a carrier modulation scheme or an error correction scheme.
[0043]
Further, the window position control circuit 22 includes a maximum value detecting means for detecting a maximum value from the cross-correlation values calculated by the cross-correlation value calculation circuit 21, and a cross-correlation value calculated by the cross-correlation value calculation circuit 21. The window starts at the earliest time position of the peak value detecting means for detecting the peak value from the inside and the time position of the peak value that is equal to or more than the threshold value set lower than the maximum value detected by the maximum value detecting means. You may comprise by the window start position setting means to set a position.
[0044]
That is, the window position control circuit 22 sets the window start position on the basis of the comparison result between the maximum value and the cross-correlation value calculated by the cross-correlation value calculation circuit 21, and compares the maximum value with the peak value. The window start position may be set based on the above.
[0045]
The discrete Fourier transformer 14 is connected to the sampling unit 13 and the window position control circuit 22, and uses the window start position set by the window position control circuit 22 to perform discrete Fourier transform on the sampling signal received from the sampling unit 13. Conversion is performed. The carrier demodulator 15 is connected to the discrete Fourier transformer 14 and performs a demodulation process on the signal transmitted from the transmission device mounted on the mobile body based on the data from the discrete Fourier transformer 14. It is. In the present embodiment, the discrete Fourier transformer 14 and the carrier demodulator 15 constitute demodulation means.
[0046]
Further, the discrete Fourier transformer 14 may perform a discrete Fourier transform using FFT.
[0047]
(Operation of the OFDM receiver according to this embodiment)
The operation of the OFDM receiving apparatus having the above configuration will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a flowchart illustrating an operation of performing reception processing of a signal from a transmission device mounted on a moving body in an urban area in the OFDM reception device 1 according to the present embodiment.
[0048]
As shown in FIG. 3, in step 301, the antenna 11 receives a signal transmitted from a transmission device mounted on a moving body and transmits it to the reception high-frequency unit 12. Then, the reception high-frequency unit 12 extracts an OFDM modulation signal having a predetermined frequency from the signal received from the antenna 11 and transmits it to the sampling unit 13.
[0049]
In step 302, the sampling unit 13 obtains a sampling signal by sampling the OFDM modulation signal received from the reception high-frequency unit 12 at a predetermined period, and calculates the cross-correlation value with the discrete Fourier transformer 14. To the circuit 21.
[0050]
In step 303, the cross-correlation value calculation circuit 21 calculates a cross-correlation value between the sampling signal received from the sampling unit 13 and the fixed waveform sampling signal stored in the sampling signal storage area 23.
[0051]
In step 304, the window position control circuit 22 detects the maximum value from the cross-correlation values calculated by the cross-correlation value calculation circuit 21 during the transmission symbol period, and sets the predetermined value lower than the detected maximum value. setting the window starting position at the earliest time position t 1 of the time position of the cross-correlation value becomes the threshold or more.
[0052]
In step 305, the discrete Fourier transformer 14 performs a discrete Fourier transform on the sampling signal received from the sampling unit 13 using the window start position set by the window position control circuit 22.
[0053]
In step 306, the carrier demodulator 15 demodulates the signal transmitted from the transmission device mounted on the moving body based on the data from the discrete Fourier transformer 14.
[0054]
(Operations and effects of the OFDM receiver according to the present embodiment)
According to the OFDM receiver 1 according to the present embodiment, the window position control circuit 22 is equal to or higher than a threshold set lower by a predetermined value than the maximum value of the cross-correlation value (or peak value) in the transmission symbol period. Since the window start position is set at the earliest time position t 1 among the time positions of the cross-correlation values, it is possible to prevent the influence of the previous ghost, and transmission due to inter-symbol interference even in urban areas where protruding buildings exist A reduction in quality can be avoided.
[0055]
Also, according to the OFDM receiver 1 according to the present embodiment, only the “peak value” is compared with the “maximum value” by the window position control circuit 22, which is necessary for the comparison process. The capacity of a storage device such as a memory or a buffer can be reduced.
[0056]
(Modification 1)
An OFDM receiving apparatus according to Modification 1 of the present invention will be described with reference to FIG. The OFDM receiving apparatus 1 according to this modification has the same functions as the OFDM receiving apparatus 1 according to the above-described embodiment except for the function of the window position control circuit 22.
[0057]
Unlike a delay profile in an urban area, a delay profile in a mountainous area tends to generate a reflected wave having substantially the same intensity with a width of several μs in the time direction. In such an environment, when the OFDM receiver 1 according to the above-described embodiment is used, it is difficult to detect the peak value, and even if the peak value can be detected, the calculation time and the storage area are increased. There was a problem.
[0058]
The window position control circuit of the OFDM receiver 1 according to this modification is assumed to be applied in such a mountainous area, and detects the spread of the cross-correlation value described above, that is, the maximum A variance calculation means for calculating a variance value using the value and the above-described cross-correlation value, and by setting the window start position at a time position that is earlier by the variance value than the maximum value time position, as shown in FIG. The delay spread of the received OFDM modulation signal is accommodated in the guard interval.
[0059]
According to the receiving apparatus 1 of the OFDM system according to this modification, the window position control circuit 22 moves the window from the time position of the maximum value to the earlier time position by the dispersion value calculated using the maximum value and the cross-correlation value described above. In order to set the start position, transmission quality deteriorates due to inter-symbol interference even in an environment where multiple reflected waves of almost the same level are generated with a width of several μs in the time direction, such as in mountainous areas. Can be avoided.
[0060]
(Modification 2)
An OFDM receiving apparatus according to Modification 2 of the present invention will be described with reference to FIG. The OFDM receiving apparatus 1 according to this modification has the same functions as the OFDM receiving apparatus 1 according to the above-described embodiment except for the function of the window position control circuit 22.
[0061]
The window position control circuit 22 of the OFDM receiver 1 according to the present modification example has the earliest time position among the time positions at which the cross-correlation value calculated by the cross-correlation value calculation circuit 21 is equal to or greater than the threshold during the transmission symbol period. Set the window start position to.
[0062]
According to the OFDM receiver 1 according to this modification, the window position control circuit 22 sets the window start position at the earliest time position among the time positions at which the cross-correlation value is equal to or greater than the threshold during the transmission symbol period. Thus, it becomes possible to set the window start position at the time position of the correlation value that is likely to become the previous ghost in more detail.
[0063]
(Modification 3)
An OFDM receiving apparatus according to Modification 3 of the present invention will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 6, the OFDM receiver 1 according to this modification is provided with a delay circuit 24 instead of the sampling signal storage area 23 of the OFDM receiver 1 according to the above-described embodiment and modification. It is a thing.
[0064]
The delay circuit 24 is connected to the sampling unit 13 and the cross-correlation value calculation circuit 21, and generates a delayed sampling signal obtained by delaying the sample signal transmitted from the sampling unit 13 by an effective symbol period.
[0065]
Instead of calculating the cross-correlation value between the sampling signal and the fixed-waveform sampling signal, the cross-correlation value calculating circuit 21 guards for each transmission symbol period of the OFDM modulation signal, as in the above-described embodiments and modifications. When the interval is included, a cross-correlation value between the sampling signal transmitted from the sampling unit 13 and the delayed sampling signal generated by the delay circuit 24 is calculated.
[0066]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to provide an OFDM receiver 1 capable of continuous transmission even in an environment in which a reflected wave having a power higher than that of a reflected / diffracted wave generated by a building around a moving body is generated. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an OFDM reception apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a window start position setting method by a window control circuit of an OFDM receiver according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a flowchart illustrating an operation of an OFDM receiving apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram illustrating a window start position setting method by a window control circuit of an OFDM receiver according to a modification of the present invention.
FIG. 5 is a diagram illustrating a window start position setting method by a window control circuit of an OFDM reception apparatus according to a modification of the present invention.
FIG. 6 is a diagram illustrating a schematic configuration of an OFDM reception apparatus according to a modification of the present invention.
FIG. 7 is a diagram illustrating a window start position setting method by a window control circuit of an OFDM receiving apparatus according to a conventional technique.
FIG. 8 is a diagram illustrating a window start position setting method by a window control circuit of an OFDM reception apparatus according to the related art.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... OFDM-type receiver 2 ... Symbol synchronization circuit 11 ... Antenna 12 ... Reception high frequency part 13 ... Sampling part 14 ... Discrete Fourier transformer 15 ... Carrier demodulator 21 ... Cross correlation value calculation circuit 22 ... Window position control circuit 23 ... Sampling signal storage area 24 delay circuit

Claims (2)

受信したOFDM方式の変調信号について所定の周期でサンプリングしてサンプリング信号を取得するサンプリング手段と、
前記サンプリング信号と固定信号波形のサンプリング信号との相互相関値を計算する相互相関値計算手段と、
伝送シンボル期間において、前記相互相関値の中から最大値を検出する最大値検出手段と、
検出された前記最大値及び前記相互相関値を用いて分散値を計算する分散計算手段と、
前記最大値の時間位置から前記分散値だけ早い時間位置にウィンドウ開始位置を設定するウィンドウ開始位置設定手段と、
設定された前記ウィンドウ開始位置を用いて、前記サンプリング信号に対する離散フーリエ変換を行って復調処理を行う復調手段とを具備することを特徴とするOFDM方式の受信装置。
Sampling means for obtaining a sampling signal by sampling at a predetermined period for the received modulation signal of the OFDM system,
Cross-correlation value calculating means for calculating a cross-correlation value between the sampling signal and the sampling signal of the fixed signal waveform;
Maximum value detecting means for detecting a maximum value among the cross-correlation values in a transmission symbol period;
A variance calculation means for calculating a variance value using the detected maximum value and the cross-correlation value;
A window start position setting means for setting a window start position at a time position earlier than the maximum time position by the variance value ;
An OFDM receiving apparatus comprising: demodulation means for performing demodulation processing by performing discrete Fourier transform on the sampling signal using the set window start position.
受信したOFDM方式の変調信号について所定の周期でサンプリングしてサンプリング信号を取得するサンプリング手段と、
前記変調信号の各伝送シンボル期間にガードインターバルが含まれている場合、前記サンプリング信号と、該サンプリング信号を有効シンボル期間だけ遅延させた遅延サンプリング信号との相互相関値を計算する相互相関値計算手段と、
伝送シンボル期間において、前記相互相関値の中から最大値を検出する最大値検出手段と、
検出された前記最大値及び前記相互相関値を用いて分散値を計算する分散計算手段と、
前記最大値の時間位置から前記分散値だけ早い時間位置にウィンドウ開始位置を設定するウィンドウ開始位置設定手段と、
設定された前記ウィンドウ開始位置を用いて、前記サンプリング信号に対する離散フーリエ変換を行って復調処理を行う復調手段とを具備することを特徴とするOFDM方式の受信装置。
Sampling means for obtaining a sampling signal by sampling at a predetermined period for the received modulation signal of the OFDM system,
A cross-correlation value calculating means for calculating a cross-correlation value between the sampling signal and a delayed sampling signal obtained by delaying the sampling signal by an effective symbol period when a guard interval is included in each transmission symbol period of the modulated signal When,
Maximum value detecting means for detecting a maximum value among the cross-correlation values in a transmission symbol period;
A variance calculation means for calculating a variance value using the detected maximum value and the cross-correlation value;
A window start position setting means for setting a window start position at a time position earlier than the maximum time position by the variance value;
An OFDM receiving apparatus comprising: demodulation means for performing demodulation processing by performing discrete Fourier transform on the sampling signal using the set window start position.
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