JP4459749B2 - OFDM diversity synchronizing apparatus, receiving terminal apparatus, and relay apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、複数のアンテナでOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing:直交周波数分割多重)信号を受信するOFDMダイバーシティ同期装置及び受信端末装置並びに中継装置に関し、特に、各アンテナで受信した信号間の同期を安定にとることができるOFDMダイバーシティ同期装置及び受信端末装置並びに中継装置に関する。 The present invention relates to an OFDM diversity synchronization apparatus, a reception terminal apparatus, and a relay apparatus that receive OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) signals using a plurality of antennas, and in particular, to stabilize synchronization between signals received by each antenna. The present invention relates to an OFDM diversity synchronization apparatus, a receiving terminal apparatus, and a relay apparatus that can be used in
地上波デジタル放送や無線LAN等では、高品質且つ高速に無線伝送を行うOFDMが実用化されている。このOFDMを伝送方式として適用する場合、受信端末装置や中継装置に複数のアンテナを設け、ダイバーシティ受信を行うのがマルチパス対策として有効である。 In digital terrestrial broadcasting, wireless LAN, and the like, OFDM that performs high-quality and high-speed wireless transmission has been put into practical use. When this OFDM is applied as a transmission method, it is effective as a countermeasure against multipath to provide a plurality of antennas in a receiving terminal device or a relay device and perform diversity reception.
例えば下記特許文献1、2、3記載の従来技術では、受信端末装置にアンテナを複数本設ける共に、各アンテナに接続される直交復調部や高速フーリエ変換部(FFT)等の受信系統も複数系統設け、各受信系統で夫々受信した受信信号を受信系統毎に独立に復調し、復調後の信号を合成している。
For example, in the prior art described in
各受信系統では、夫々、受信信号を、同期をとりながら復調する必要があるため、基準信号を発振させる基準信号発振器が必要となる。しかし、各受信系統毎に、基準信号を発振させる電圧制御発振器(VCO)を設けると回路規模が増大してしまうため、特許文献1記載の従来技術では、各受信系統で共通の単一のVCOを設け、このVCOで発振させた基準信号を各受信系統に供給する構成としている。 In each receiving system, since it is necessary to demodulate the received signal while synchronizing, a reference signal oscillator for oscillating the reference signal is required. However, if a voltage controlled oscillator (VCO) that oscillates a reference signal is provided for each receiving system, the circuit scale increases. Therefore, in the prior art described in Patent Document 1, a single VCO common to each receiving system is used. The reference signal oscillated by the VCO is supplied to each receiving system.
また、下記非特許文献1に示されるような、送信および受信の無線端末に複数のアンテナを用いて通信する技術も公知である。 In addition, as shown in Non-Patent Document 1 below, a technique for communicating with a transmitting and receiving wireless terminal using a plurality of antennas is also known.
しかしながら、上述した特許文献1には、クロック周波数に関しての記述があるのみで、シンボルタイミングについては、具体的な記載がない。通常、各ブランチごとに独立したシンボルタイミングを生成することが考えられるが、この場合、合成部において、各ブランチ間の同期をとるために、FIFO(First In First Out memory)等のメモリを用いてタイミングを調整する必要がある。また、各ブランチが独立したシンボルタイミングを用いる場合、一般に各ブランチにマスター/スレーブの関係を用いるため、例えば、マスターブランチが同期不安定となった場合、システム全体が不安定となる課題を有していた。さらに、シンボルタイミングのとり方を誤ると、一方の受信系統における同期が不安定になったとき、2系統の受信信号の合成処理において復調信号の同期処理が不可能となり、全ての系統の受信データが破綻してしまい、再び同期がとれるようになるまでの間、受信データが中断してしまうという問題が生じる。即ち、受信装置が携帯電話機であれば通話が一時中断し、車載テレビ受像機であれば映像や音声が、中継装置であれば放送が一時中断してしまう。 However, Patent Document 1 described above only describes the clock frequency and does not specifically describe the symbol timing. Usually, it is conceivable to generate an independent symbol timing for each branch. In this case, in order to synchronize each branch in the synthesis unit, a memory such as a first in first out memory (FIFO) is used. Timing needs to be adjusted. In addition, when each branch uses independent symbol timing, a master / slave relationship is generally used for each branch. For example, when the master branch becomes unstable in synchronization, the entire system becomes unstable. It was. Furthermore, if the timing of the symbol timing is wrong, when the synchronization in one receiving system becomes unstable, the demodulated signal cannot be synchronized in the synthesizing process of the two received signals, and the received data of all systems There is a problem in that the received data is interrupted until it fails and becomes synchronized again. That is, if the receiving device is a mobile phone, the call is temporarily interrupted. If the in-vehicle television receiver is used, video and audio are temporarily interrupted. If the receiving device is a relay device, broadcasting is temporarily interrupted.
本発明の目的は、単一の基準信号発振器で同期を高安定にとることができるOFDMダイバーシティ同期装置及び受信端末装置並びに中継装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an OFDM diversity synchronization apparatus, a reception terminal apparatus, and a relay apparatus that can achieve high stability with a single reference signal oscillator.
本発明のOFDMダイバーシティ同期装置は、複数のアンテナと、前記アンテナ毎に接続される受信系統と、前記受信系統の各々に共通のクロック信号を供給する基準クロック信号発生器と、前記受信系統毎のシンボル切出位置とマスターシンボルパルスの位置との時間位相誤差を求めると共に前記受信系統毎の前記時間位相誤差の間の平均値を求める演算手段と、前記マスターシンボルパルスの位置を前記平均値の位置に制御する制御手段とを備えることを特徴とする。 An OFDM diversity synchronization apparatus according to the present invention includes a plurality of antennas, a reception system connected to each of the antennas, a reference clock signal generator that supplies a common clock signal to each of the reception systems, and each reception system. Calculating means for obtaining a time phase error between a symbol cut-out position and a master symbol pulse position and obtaining an average value between the time phase errors for each of the receiving systems; and a position of the master symbol pulse as a position of the average value And a control means for controlling.
この構成により、同期を高安定にとることが可能となり、いずれかの受信系統で同期不可となっても全ての受信系統で受信データが破綻することがなくなり、受信の中断を回避することが可能となる。 This configuration makes it possible to achieve highly stable synchronization, and even if synchronization is not possible in any reception system, reception data will not fail in all reception systems, and reception interruptions can be avoided. It becomes.
本発明のOFDMダイバーシティ同期装置の前記制御手段は、前記クロック信号の周波数を可変制御して前記マスターシンボルパルスの位置を前記平均値の位置に制御することを特徴とする。 The control means of the OFDM diversity synchronization apparatus of the present invention is characterized in that the frequency of the clock signal is variably controlled to control the position of the master symbol pulse to the position of the average value.
この構成により、装置構成が一層簡単になる。 This configuration further simplifies the device configuration.
本発明のOFDMダイバーシティ同期装置における前記平均値の位置は、各受信系統の受信状態に基づいた重み付き平均位置であることを特徴とする。 The position of the average value in the OFDM diversity synchronization apparatus of the present invention is a weighted average position based on a reception state of each reception system.
この構成により、受信状況に応じた最適な位置にマスターシンボルパルスの位置を制御可能となる。 With this configuration, the position of the master symbol pulse can be controlled to the optimum position according to the reception situation.
本発明のOFDMダイバーシティ同期装置の前記演算手段は、複数の前記受信系統のうち同期不安定となった受信系統の前記時間位相誤差を用いずに前記平均値を求めることを特徴とする。 The arithmetic means of the OFDM diversity synchronization apparatus according to the present invention is characterized in that the average value is obtained without using the time phase error of a receiving system that is out of synchronization among the plurality of receiving systems.
この構成により、同期不安定となった受信系統の悪影響を軽減できる。 With this configuration, it is possible to reduce the adverse effects of the receiving system that has become unstable.
本発明のOFDMダイバーシティ中継装置は、上記のいずれかに記載のOFDMダイバーシティ同期装置を搭載することを特徴とする。 An OFDM diversity relay apparatus according to the present invention is equipped with the OFDM diversity synchronization apparatus described above.
この構成により、中継装置における同期を高安定にとることが可能となる。 With this configuration, synchronization in the relay device can be achieved with high stability.
本発明のOFDMダイバーシティ受信端末装置は、上記のいずれかに記載のOFDMダイバーシティ同期装置を搭載することを特徴とする。 An OFDM diversity receiving terminal apparatus according to the present invention is equipped with any of the OFDM diversity synchronization apparatuses described above.
この構成により、受信端末装置の同期を高安定にとることが可能となる。 With this configuration, the receiving terminal device can be synchronized with high stability.
本発明の受信端末装置は携帯電話機であることを特徴とする。 The receiving terminal device of the present invention is a mobile phone.
この構成により、通話中断がない携帯電話機を提供できる。 With this configuration, a mobile phone without call interruption can be provided.
本発明によれば、単一の基準信号発振器で同期を高安定にとることができるOFDMダイバーシティ同期装置及び受信端末装置並びに中継装置を提供することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to provide an OFDM diversity synchronization apparatus, a reception terminal apparatus, and a relay apparatus that can achieve high stability with a single reference signal oscillator.
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施形態におけるOFDMダイバーシティ同期装置の機能ブロックである。このOFDMダイバーシティ同期装置は、第1のアンテナ1aに接続されその受信信号(以下、ブランチaの受信信号という。)を取り込んで復調処理する第1の受信系統2aと、第2のアンテナ1bに接続されその受信信号(以下、ブランチbの受信信号という。)を取り込んで復調処理する第2の受信系統2bと、1個の電圧制御水晶発振器(以下、VCXOという。)3と、このVCXO3に制御電圧を出力してVCXO3から基準クロック信号を発振させる同期制御部4と、第1の受信系統2aから出力される復調信号から伝送路特性を推定し、その逆特性をかけることにより復調信号を等化する第1の等化部5aと、第2の受信系統2bから出力される復調信号から伝送路特性を推定し、その逆特性をかけることにより復調信号を等化する第2の等化部5bと、第1の等化部5aの出力信号と第2の等化部5bの出力信号とを合成し復調信号を出力する合成部6とを備える。
FIG. 1 is a functional block of an OFDM diversity synchronization apparatus according to an embodiment of the present invention. This OFDM diversity synchronizer is connected to a
第1の受信系統2aは、受信アンテナ1aを通して受信したRF帯域の信号をアナログベースバンド信号にダウンコンバートとするフロントエンド部11aと、フロントエンド部11aにてダウンコンバートされたアナログ受信信号に対して自動利得制御したりVCXO3からのクロック信号に基づいてアナログ受信信号をデジタル信号に変換するAD変換部12aと、このデジタル信号に対して直交復調処理を施す直交復調部13aと、直交復調部13aから出力された複素デジタル信号の位相を推定されたキャリア周波数誤差情報に基づいて回転させるキャリア周波数誤差補正部14aと、出力調整を行う出力調整部15a、出力調整部15aから出力される複素デジタル信号に対し、窓位置検出部24aから出力されるFFT窓位置検出情報に従ってOFDM信号1シンボル分の信号を高速フーリエ変換しOFDM信号のサブキャリア毎の複素シンボルを生成し出力する高速フーリエ変換(FFT)部16aとを備えて構成される。
The
第2の受信系統2bと第1の受信系統2aと同一構成でなり、フロントエンド部11bと、AD変換部12bと、直交復調部13bと、キャリア周波数誤差補正部14bと、出力調整部15bと、FFT部16bとを備えて構成される。
The
同期制御部4は、ブランチa用のタイミングパルスを出力するシンボルパルス制御部21aと、シンボルパルス制御部21aからのタイミングパルスを受けて動作するブランチa用同期制御部22aと、ブランチb用のタイミングパルスを出力するシンボルパルス制御部21bと、シンボルパルス制御部21bからのタイミングパルスを受けて動作するブランチb用同期制御部22bと、両シンボルパルス制御部21a、21bからの信号を受信してVCXO3の発振周波数を帰還制御すると共にマスターシンボルパルスを生成しマスターシンボルパルスの発生タイミングを制御するマスターシンボル制御部30とを備える。
The synchronization control unit 4 is a symbol
ブランチa用同期制御部22aは、キャリア周波数誤差補正部14aから出力される複素デジタル信号を取り込みガード相関を演算する相関演算部23aと、相関演算部23aからの出力信号を取り込みFFT窓位置を検出してFFT部16aに出力する窓位置検出部24aと、相関演算部23aの出力信号を取り込みシンボル切出位置を検出し検出結果をシンボルパルス制御部21aに出力するシンボル切出位置検出部25aと、相関演算部23aの出力信号を取り込みクロック周波数誤差及びキャリア周波数誤差を推定し推定値をシンボルパルス制御部21aに出力すると共にキャリア周波数誤差補正部14aにフィードバックする誤差推定部26aとを備える。
The branch a
ブランチb用同期制御部22bもブランチa用同期制御部22aと同一構成でなり、相関演算部23bと、窓位置検出部24bと、シンボル切出位置検出部25bと、誤差推定部26bとを備える。
The branch b
本実施形態の特徴に関わるマスターシンボルパルス制御部30は、シンボルパルス制御部21a、21bからの信号を取り込み各ブランチa、bにおける後述の時間位相誤差dta、dtbを算出する時間位相演算部31と、時間位相演算部31で算出した各ブランチa、bの時間位相誤差dta、dtbから両ブランチa、bに最適な時間位相dtを算出してVCXO3の発振周波数をアップまたはダウンさせる複数ブランチ合成部32と、複数ブランチ合成部32から出力される周波数アップ指令またはダウン指令に応じた帰還制御量をVCXO3にフィードバックする帰還制御部33と、両ブランチa、bに共通のマスターシンボルパルスを生成してFFT部16a、16b及び図示しない必要箇所に出力すると共に複数ブランチ合成部32で生成された周波数アップまたは周波数ダウンの指令に応じてマスターシンボルパルスの発生タイミングを後述の様に調整するマスターシンボルパルス生成部34とを備える。
The master symbol
尚、マスターシンボルパルス生成部34は、複数ブランチ合成部32から出力される基準クロックの周波数アップまたはダウンの指令に応じてマスターシンボルパルスの発生タイミング位置を調整する構成でも、また、周波数アップまたはダウンされた基準クロック信号を受信してマスターシンボルパルスの発生タイミング位置を調整する構成でもよい。
The master
図2は、図1に示すマスターシンボルパルス制御部30の時間位相演算部31及び複数ブランチ合成部32の動作を示すフローチャートである。また、図3は、各ブランチa、bにおける時間位相誤差dta、dtbを示すタイミングチャートである。
FIG. 2 is a flowchart showing operations of the time
時間位相演算部31は、ブランチaのシンボルパルス制御部21aから出力されるタイミング信号を取り込み、同期が確立しているか否かを判定する(ステップS1a)。同期が確立していると判断できるときは、次に、ブランチaにおけるシンボル切出位置が正しいか否かを判定する(ステップS2a)。
The time
そして、シンボル切出位置が正しいと判断できるときは、ブランチaにおける時間位相誤差dtaを、
dta=〔ブランチaのシンボル切出位置〕−〔シンボル同期位置〕
の式により求める(ステップS3a)。シンボル同期位置とは、マスターシンボルパルス位置である。
Then, when it can be determined that the symbol cut-out position is correct, the time phase error dta in the branch a is
dta = [symbol extraction position of branch a] − [symbol synchronization position]
(Step S3a). The symbol synchronization position is a master symbol pulse position.
同期が確立していない場合や、シンボル切出位置が正しくない場合、時間位相誤差dtaの演算ができないときには、ステップS1aに戻って各ステップ処理を繰り返し、ブランチaにおける時間位相誤差dtaを求める。 When the synchronization is not established or when the symbol cut-out position is not correct, when the time phase error dta cannot be calculated, the process returns to step S1a to repeat each step process to obtain the time phase error dta in the branch a.
同様に、時間位相演算部31は、ブランチbのシンボルパルス制御部21bから出力されるタイミング信号を取り込み、同期が確立しているか否かを判定する(ステップS1b)。同期が確立していると判断できるときは、次に、ブランチbにおけるシンボル切出位置が正しいか否かを判定する(ステップS2b)。
Similarly, the time
そして、シンボル切出位置が正しいと判断できるときは、ブランチbにおける時間位相誤差dtbを、
dtb=〔ブランチbのシンボル切出位置〕−〔シンボル同期位置〕
の式により求める(ステップS3b)。
Then, when it can be determined that the symbol cut-out position is correct, the time phase error dtb in the branch b is
dtb = [symbol extraction position of branch b] − [symbol synchronization position]
(Step S3b).
同期が確立していない場合や、シンボル切出位置が正しくない場合、時間位相誤差dtbの演算ができないときには、ステップS1bに戻って各ステップ処理を繰り返し、ブランチbにおける時間位相誤差dtbを求める。 When synchronization is not established or when the symbol cut-out position is not correct, when the time phase error dtb cannot be calculated, the process returns to step S1b to repeat each step process to obtain the time phase error dtb in the branch b.
特にマルチパス環境では、ブランチaにおける時間位相誤差dtaとブランチbにおける時間位相誤差dtbとは、図3に示す様に、ズレが大きく生じてしまう。そこで、本実施形態におけるマスターシンボルパルス制御部30のマスターシンボルパルス生成部34は、受信信号データのシンボル毎に発生させるマスターシンボルパルス(基準シンボルパルス)の発生タイミングを、次のようにして調整する。
In particular, in a multipath environment, as shown in FIG. 3, the time phase error dta in the branch a and the time phase error dtb in the branch b are greatly shifted. Therefore, the master
先ず、ブランチaとブランチbとは非同期状態で動作しているためブランチaにおける更新タイミングとブランチbにおける更新タイミングの二つを比較して、が一致するまで待つ(図2のステップS11)。そして、両ブランチa、bの更新タイミングが一致したとき(ステップS11の判定結果がYes)は、次に、時間位相誤差dta、dtbの合成(以下、dt合成という。)を行う(ステップS12)。 First, since the branch a and the branch b are operating in an asynchronous state, the update timing in the branch a and the update timing in the branch b are compared, and the process waits until they match (step S11 in FIG. 2). When the update timings of both branches a and b match (the determination result in step S11 is Yes), the time phase errors dta and dtb are then combined (hereinafter referred to as dt combining) (step S12). .
このdt合成は、例えば、
dt=(dta+dtb)/2
として算出する。
This dt synthesis is, for example,
dt = (dta + dtb) / 2
Calculate as
次に、算出されたdtが零であるか否か、即ち、算出されたdtと現在のマスターシンボルパルス位置との誤差が零であるか否かを判定し(ステップS13)、dt=0のときはステップS11に戻る。dt=0でないときは、次に、dt>0であるか否かを判定する(ステップS14)。 Next, it is determined whether or not the calculated dt is zero, that is, whether or not the error between the calculated dt and the current master symbol pulse position is zero (step S13). If so, return to Step S11. If not dt = 0, it is next determined whether or not dt> 0 (step S14).
dt>0でないとき、即ち、dt≦0のときは、図3に示すクロック周波数をアップさせ(ステップS15)、その後、ステップS11に戻る。これにより、図4に示す様に、マスターシンボルパルスの発生位置が進み、ステップS12で求めたdt位置に移動する。 When not dt> 0, that is, when dt ≦ 0, the clock frequency shown in FIG. 3 is increased (step S15), and then the process returns to step S11. As a result, as shown in FIG. 4, the generation position of the master symbol pulse advances and moves to the dt position obtained in step S12.
dt>0のときは、クロック周波数をダウンさせ(ステップS16)、その後、ステップS11に戻る。これにより、図4とは逆に、マスターシンボルパルスの発生位置が遅れ、ステップS12で求めたdt位置に移動する。 When dt> 0, the clock frequency is lowered (step S16), and then the process returns to step S11. Thereby, contrary to FIG. 4, the generation position of the master symbol pulse is delayed and moved to the dt position obtained in step S12.
この様に、図1に示す複数ブランチ合成部32におけるクロック周波数のアップ指令またはダウン指令に基づいてマスターシンボルパルス生成部34で発生されるマスターシンボルパルスの発生タイミングか調整され、また、クロック周波数のアップまたはダウンの指令が帰還制御部33を通してVCXO3にフィードバックされるため、周波数アップまたはダウンされた基準クロックがVCXO3から両ブランチa、bのAD変換部12a、12dに共通クロックとして与えられる。
In this way, the generation timing of the master symbol pulse generated by the master symbol
尚、本実施形態では、ブランチa、bの2ブランチ構成の同期装置として説明したが、ブランチ数が3以上あっても同様に本発明を適用可能である。また、ステップS12では、説明を簡単にするために、時間位相誤差dta、dtbの単純平均値としてdtを算出したが、各ブランチの受信状態(AGC(Autonatic Gain Control)電圧値、CNR(Carrier to Noise)、MER(Modulation Error Ratio)等)を基に重み付けを行ってdtを算出するのがより好適である。更には、各ブランチのうち同期不安定となったブランチの影響を軽減するため、同期不安定なブランチからの時間位相誤差信号をマスクし、dtの算出に用いない構成とするのが良い。 Although the present embodiment has been described as a two-branch synchronizer with branches a and b, the present invention can be similarly applied even when there are three or more branches. In step S12, dt is calculated as a simple average value of the time phase errors dta and dtb to simplify the description. However, the reception state (AGC (Autonatic Gain Control) voltage value, CNR (Carrier to) of each branch is calculated. It is more preferable to calculate dt by weighting based on (Noise), MER (Modulation Error Ratio) and the like. Furthermore, in order to reduce the influence of a branch that has become unstable among the branches, it is preferable to mask the time phase error signal from the unstable branch and not use it in the calculation of dt.
以上述べたように、本実施形態におけるOFDMダイバーシティ同期装置では、複数ブランチで共通に用いるマスターシンボルパルスの位置を、常時、各ブランチにおける時間位相誤差の平均値位置となるように、好適には、受信状態を基に求めた重み付き平均位置となるように、フィードバック制御するため、同期を高安定にとることが可能となり、しかも、いずれかのブランチで同期不安定となっても、受信可能なブランチが同期を獲得するため受信データが破綻する虞がなくなる。 As described above, in the OFDM diversity synchronization apparatus according to the present embodiment, preferably, the position of the master symbol pulse used in common in a plurality of branches is always the average position of the time phase error in each branch. Since feedback control is performed so that the weighted average position obtained based on the reception state is obtained, it is possible to achieve highly stable synchronization, and even if synchronization is unstable in any branch, reception is possible. Since the branch acquires synchronization, there is no possibility of the received data failing.
また、本実施形態では、複数のブランチの同期タイミングを1つのシンボルパルスに合わせるためのタイミング調整回路、例えばFIFO等のタイミング調整回路が不要となり、更に、基準信号元であるVCXO、VCO等の発振回路の削減、小型化を図ることが可能となる。また、ブランチが複数でもシンボルパルス生成部は1つで済むため、各ブランチ間の同期をとるのが容易となり、回路設計が簡単となる。 Further, in the present embodiment, a timing adjustment circuit for adjusting the synchronization timing of a plurality of branches to one symbol pulse, for example, a timing adjustment circuit such as a FIFO is not required, and oscillations such as VCXO and VCO which are reference signal sources are further performed. Circuits can be reduced and downsized. In addition, even if there are a plurality of branches, only one symbol pulse generation unit is required. Therefore, it is easy to synchronize the branches, and the circuit design is simplified.
更に、本実施形態によれば、ブランチ毎の各状態信号(AGC電圧値、CNR、MER等)の重み付けを行い、クロック周波数誤差補正または時間位相誤差補正をした後、ブランチ間の同期を取るため、電波伝搬環境や移動受信時伝送路特性変動等による信号品質劣化時においても安定して動作することができる。また、受信信号品質の劣化によるブランチ落ちの場合でも、1つのシンボルパルスが基になっているため、マスタースレーブ方式とは異なり、ブランチ間切り替え時において、データが破綻することなくスムースな切り替えが可能となり、複雑な切り替え制御回路が不要となる。 Furthermore, according to the present embodiment, each state signal (AGC voltage value, CNR, MER, etc.) for each branch is weighted, and after clock frequency error correction or time phase error correction, synchronization between branches is achieved. It is possible to operate stably even when the signal quality deteriorates due to the radio wave propagation environment, mobile reception transmission path characteristic fluctuation, and the like. Also, even in the case of branch failure due to degradation of received signal quality, since it is based on one symbol pulse, unlike the master-slave method, it is possible to switch smoothly without switching data when switching between branches. Thus, a complicated switching control circuit is not necessary.
ブランチ毎の状態信号の重み付けの他に環境変動、状態変化、装置経年変化、複数のアンテナ間干渉、アンテナ設置よる遅延時間等のパラメータを補正値として予めメモリしておくことにより、あらゆる環境に最適化された状態で複数のブランチ間で高安定な同期が確保できる。 Optimal for all environments by storing parameters such as environmental fluctuations, state changes, device aging, interference between multiple antennas, delay time due to antenna installation as correction values in addition to weighting of state signals for each branch In this state, highly stable synchronization can be ensured among a plurality of branches.
図5は、本発明の一実施形態に係るOFDMダイバーシティ中継装置のブロック構成図である。アンテナ1a、1bから合成部6までの構成は、図1に示すOFDMダイバーシティ同期装置と同一構成である。尚、図5に示すOFDM直交復調部17a、17bは、夫々、図1に示す直交復調部13a、13b、キャリア周波数誤差補正部14a、14b、出力調整部15a、15bを纏めたものである。
FIG. 5 is a block diagram of an OFDM diversity relay apparatus according to an embodiment of the present invention. The configuration from the
OFDMダイバーシティ中継装置は、一旦受信したOFDM信号を復調してから再びOFDM信号に変調し、再度、出力アンテナ41から出力するため、合成部6から出力される復調信号を判定し、信号品質が劣化した部分を求めこの劣化部分を正規化することで信号品質を高める判定部42と、判定部42から出力される復調信号を逆高速フーリエ変換する逆高速フーリエ変換部(IFFT)部43と、逆高速フーリエ変換された復調信号をOFDM直交変調するOFDM直交変調部44と、OFDM信号に変換されたデジタル信号でなる復調信号をアナログ信号に変換するDA変換部45と、DA変換部45から出力されるアナログ信号をRF信号にアップコンバートして出力アンテナ41から送信するフロントエンド部46とを備える。
The OFDM diversity relay apparatus demodulates the received OFDM signal, then modulates it again to the OFDM signal, and outputs the signal again from the output antenna 41. Therefore, the demodulated signal output from the
判定部42には、変調精度演算(EVM)部47が接続され、キャリアごとのEVM(変調精度)解析により、復調信号の位相回転、振幅変化、S/N劣化などがモニタ機能48によりモニタされる。このモニタ結果は、中継装置の各機能ブロックを制御するシステム制御部49によって監視される様になっている。
A modulation accuracy calculation (EVM)
このOFDMダイバーシティ中継装置は、上述したOFDMダイバーシティ同期装置を備えるため、複数ブランチで共通に用いるマスターシンボルパルスの位置が、常時、各ブランチにおける時間位相誤差の平均値位置となるように、好適には、受信状態を基に求めた重み付き平均位置となるように、フィードバック制御されるため、同期が高安定にとられ、しかも、いずれかのブランチで同期不安定となっても、受信可能なブランチが同期を獲得するため受信データが破綻する虞がなくなるので、中継電波の中断が防止される。 Since this OFDM diversity relay apparatus includes the above-described OFDM diversity synchronization apparatus, preferably, the position of the master symbol pulse used in common in a plurality of branches is always the average value position of the time phase error in each branch. Since the feedback control is performed so that the weighted average position obtained based on the reception state is obtained, the synchronization is highly stable, and even if the synchronization becomes unstable in any branch, the branch can be received. Since the synchronization is acquired, there is no possibility of the received data failing, so that interruption of the relay radio wave is prevented.
図6は、OFDMダイバーシティ受信端末装置の一例である携帯電話機のブロック構成図である。この携帯電話機は、図1で説明したOFDMダイバーシティ同期装置を搭載し、その基本構成部である、OFDM直交復調部17a、17b、FFT部16a、16b、等化部5a、5b、合成部6、同期制御部4、VCXO3の接続構成は、図1の同期装置、図5の中継装置と同じである。
FIG. 6 is a block configuration diagram of a mobile phone as an example of an OFDM diversity receiving terminal device. This mobile phone is equipped with the OFDM diversity synchronization apparatus described in FIG. 1, and its basic components, that is, OFDM
携帯電話機では、電波の送信及び受信を行うため、図1に示すフロントエンド部12a、12b及びAD変換部13a、13bの代わりに、夫々、フロントエンド部18a、18b、AD変換及びDA変換部19a、19bを備える。フロントエンド部18a、18bは、アンテナ1a、1bから入力する信号のダウンコンバートを行うと共に、アンテナ1a、1bから出力する信号のアップコンバートを行う。AD変換及びDA変換部19a、19bは、アンテナ1a、1bから入力するアナログ信号をデジタル信号に変換すると共に、アンテナ1a、1bから出力する信号をアナログ信号に変換する。
In the mobile phone, in order to transmit and receive radio waves, instead of the
これらの各機能ブロックを制御する主制御部50は、IFFT部43及びOFDM直交変調部44を内蔵しており、この主制御部50に、メモリ部51と、ダイヤルスイッチやジョグダイヤルなどのキー入力部52と、液晶等の表示部53とが接続されると共に、通信制御部54と、マイク55及びスピーカ56を持つ音声処理部57が接続される。
The
この携帯電話機は、上述したOFDMダイバーシティ同期装置を備えるため、複数ブランチで共通に用いるマスターシンボルパルスの位置が、常時、各ブランチにおける時間位相誤差の平均値位置となるように、好適には、受信状態を基に求めた重み付き平均位置となるように、フィードバック制御されるため、同期が高安定にとられ、しかも、いずれかのブランチで同期不安定となっても、受信可能なブランチが同期を獲得するため受信データが破綻する虞がなくなるので、移動中であっても通話が中断する虞がなくなる。 Since this mobile phone is equipped with the above-described OFDM diversity synchronization device, it is preferable that the position of the master symbol pulse commonly used in a plurality of branches is always the average value position of the time phase error in each branch. Since feedback control is performed so that the weighted average position obtained based on the state is obtained, synchronization is highly stable, and even if synchronization is unstable in any branch, the receivable branch is synchronized. Therefore, there is no possibility of the received data failing, so that there is no possibility that the call will be interrupted even during movement.
図7は、MIMO受信端末装置のブロック構成図である。このMIMO受信端末は、図1で説明したOFDMダイバーシティ同期装置を搭載し、その基本構成部である、OFDM直交復調部17a、17b、FFT部16a、16b、等化部5a、5b、合成部6、同期制御部4、VCXO3の接続構成は、図1の同期装置、図5の中継装置と同じであるが、図6のOFDMダイバーシティ受信端末装置の合成部6の代わりに、MIMO受信部60とした受信端末の構成も可能であり、具体的な復調方法は上述した非特許文献1に記載の手段を用いればよい。
FIG. 7 is a block configuration diagram of the MIMO receiving terminal apparatus. This MIMO receiving terminal is equipped with the OFDM diversity synchronization apparatus described with reference to FIG. 1, and its basic components, that is, OFDM
本発明に係るOFDMダイバーシティ同期装置及び受信端末装置並びに中継装置は同期が高安定にとれるという効果を奏し、移動体通信に用いる同期装置、受信装置、中継装置等として有用である。また,送信および受信の無線端末に複数のアンテナを用いて通信するMIMO伝送方式にも適用可能である。 The OFDM diversity synchronization device, the reception terminal device, and the relay device according to the present invention have an effect that synchronization is highly stable, and are useful as a synchronization device, a reception device, a relay device, and the like used for mobile communication. Further, the present invention can also be applied to a MIMO transmission system in which a plurality of antennas are communicated with transmitting and receiving wireless terminals.
1a、1b アンテナ
2a、2b 受信系統(ブランチ)
3 VCXO(電圧制御水晶発振器)
4 同期制御部
13a、13b 直交復調部
30 マスターシンボル制御部
31 時間位相演算部
32 複数ブランチ合成部
33 帰還制御部
34 マスターシンボルパルス生成部
1a,
3 VCXO (voltage controlled crystal oscillator)
4
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