JP4725356B2 - Ofdm通信装置 - Google Patents

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本発明は、OFDM方式で無線通信を行うOFDM通信装置に関する。
近年、地上波ディジタル放送やマルチメディア移動アクセス通信(MMAC:Multimedia Mobi1e Access Communication)システム等の伝送方式として、直交周波数分割多重(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)方式が採用されている(例えば、特許文献1及び特許文献2参照)。このOFDM伝送方式は、送るべき情報を複数の搬送波(サブキャリア)に分割して送信するマルチキャリア伝送方式の一種である。
特開2002−152168号公報 特開2001−237754号公報
このようなOFDM伝送方式の送信装置は、送信ビット列をQPSKや16QAM等のサブキャリア変調によりシンボル化し、変調されたシンボルをサブキャリア数分だけ周波数領域に並列に配置する。その後、周波数領域に配置されたシンボルを逆高速フーリエ変換して、時間領域の信号であるOFDM波形とし、このOFDM波形にIF/RF処理を施した上で無線送信する。
一方、特許文献1に記載のOFDM伝送方式の受信装置(以下、OFDM受信装置という)101は、図11に示すように、OFDM方式で無線送信された信号をアンテナ102で受信し、この受信信号をRF/IF変換部103でRF/IF処理した後に、A/D変換部104でディジタル信号に変換し、更にFFT部105で高速フーリエ変換処理して周波数領域の信号を生成する。また等化処理部106で、この周波数領域の信号を用いて伝搬路推定のための等化処理を行い、その後、位相誤差補正部108で、等化処理部106で等化処理された信号(以下、等化処理信号ともいう。)の位相を補正する。そしてサブキャリア復調部109で、補正後の等化処理信号をサブキャリア毎に復調し、受信ビット列を生成する。
また位相誤差補正部108は、等化処理部106で等化処理された信号からパイロットキャリアを抽出するパイロット抽出部111と、パイロット抽出部111で抽出されたパイロットキャリア毎に、そのパイロットキャリアと、予め生成しておいた基準パイロットキャリアとの位相誤差を算出する位相誤差算出部112と、位相誤差算出部112で算出されたパイロットキャリアの位相誤差を平均化する平均化処理部113と、平均化処理部113で平均化された位相誤差に基づいて、等化処理部106で等化処理された信号(等化処理信号)の位相を補正する信号補正処理部114とを備える。
このようなOFDM受信装置101において、等化処理部106で等化処理された信号(等化処理信号)は、図12(a)に示すように、周波数領域と時間領域に広がって配置された信号から成り、特定の周波数領域を占める信号列から成るサブキャリア毎に、特定の時間領域を占めるシンボルが配されている。また等化処理信号は、シンボル同期確立のために所定のシンボル間隔毎に全サブキャリアに配置されたパイロットシンボルの他に、等化処理信号に対して位相誤差補正を行うための情報を提供するサブキャリアとしてのパイロットキャリアを含んでいる。図12(a)においては、等化処理信号に4つのパイロットキャリアが含まれている。尚、パイロットシンボル及びパイロットキャリアの内容は、送受信側の双方で既知となっている。
しかしながら、周波数選択性フェージング下では、図12(b)に示すように、特定周波数だけがフェージングの影響を受けるため(図12(b)では、パイロットキャリアP1)、受信信号全体で受信レベルが落ちるのではなく、いずれかのパイロットキャリアの受信レベル(振幅)のみがフェージングの影響により大きく落ち込む。つまり、あるパイロットキャリアだけS/Nが悪くなる場合がある。このような場合でも位相誤差補正部108は、S/Nの悪いパイロットキャリアから算出した位相誤差もそのまま平均化するため、その平均結果が、S/Nの悪いパイロットキャリアの影響を受けて、位相誤差補正の精度が低下するという問題があった。
ところで、無線通信分野ではフェージング対策としてダイバーシチ受信が広く用いられる。そこで、ダイバーシチ受信技術を特許文献1に記載の技術に適用したOFDM受信装置121を考える。このOFDM受信装置121は、図13(a)に示すように、アンテナ102とRF/IF変換部103とA/D変換部104とFFT部105と等化処理部106と位相誤差補正部108とからなるダイバーシチブランチ(以下、単にブランチともいう)を複数(図13(a)では2つ)備えて、それぞれのブランチの位相誤差補正部108から出力される信号を信号合成部107で合成し、この合成した信号をサブキャリア復調部109で復調するように構成される。
しかし、このように構成されたOFDM受信装置121では、前述のように周波数選択性フェージング下において等化処理信号の位相誤差を補正しきれないため、位相誤差を補正した後に信号を合成しても、ダイバーシチ受信による十分な効果が得られない。
また、周波数選択性フェージング下での位相補正値の算出精度を向上させる技術が特許文献2に記載されており、特許文献2に記載のOFDM受信装置141は、図13(b)に示すように、アンテナ102とRF/IF変換部103とA/D変換部104とFFT部105と等化処理部106とからなるダイバーシチブランチを複数(図13(a)では2つ)備えて、それぞれのブランチの等化処理部106から出力される信号を信号合成部107で合成し、この合成した信号の位相誤差を位相誤差補正部108で補正して、更に、補正された信号をサブキャリア復調部109で復調するように構成される。尚、上記各ブランチは共通の発振器及びPLLを使用している。
このように構成されたOFDM受信装置141では、各ブランチで共通の発振器及びPLLが使用されることで、各ブランチで発生する位相誤差が等しくなり、位相誤差補正の前に信号合成が可能になる。一方、通常のダイバーシチ受信の信号合成は、上述のOFDM受信装置121のように、位相誤差補正の後に行われる。
従って、OFDM受信装置141では、周波数選択性フェージングにより各パイロットキャリアのS/N劣化が発生しても、ダイバーシチ受信による効果で、位相誤差補正の前における各パイロットキャリアのS/Nが向上し、位相補正値の算出精度を向上させることが可能となる。
しかし、OFDM受信装置141においては、図14に示すように、両ブランチで同一サブキャリア位置のパイロットキャリアにS/N劣化が発生した場合(つまり、ブランチ間で各パイロットキャリアの相関が高い場合)に(図14では、パイロットキャリアP3)、ダイバーシチ効果が得られないため、後段の位相誤差補正部108にS/Nの悪いパイロットキャリアが入力されることになり、位相補正値の算出精度が低下するという問題があった。
本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、OFDM通信装置において、周波数選択性フェージング下における位相補正値の算出精度を向上させることを目的とする。
上記目的を達成するためになされた請求項1に記載のOFDM通信装置では、複数の受信手段が複数系統のOFDM信号をそれぞれ受信する。またフーリエ変換手段が、複数の受信手段で受信されたOFDM信号をそれぞれフーリエ変換処理して周波数領域信号を生成し、等化処理手段が、フーリエ変換手段によって生成された複数の周波数領域信号をそれぞれ等化処理する。また信号合成手段が、等化処理手段によって等化処理された複数の周波数領域信号を合成する。
更にパイロット抽出手段が、等化処理手段によって等化処理された複数の周波数領域信号のそれぞれから全てのパイロットキャリアを抽出し、位相誤差算出手段が、予め設定された基準パイロットキャリアを生成し、パイロット抽出手段によって抽出された複数系統全てのパイロットキャリアのそれぞれと基準パイロットキャリアとを比較することによって、複数のパイロットキャリアのそれぞれについての位相誤差であるパイロット位相誤差を算出する。
そして位相補正値算出手段が、位相誤差算出手段によって算出された複数系統全てのパイロット位相誤差に基づいて、信号合成手段により合成された周波数領域信号の位相を補正するための位相補正値を算出する。
このように本発明のOFDM通信装置では、複数系統で受信したOFDM信号の全てのパイロットキャリアの位相誤差(パイロット位相誤差)を用いて位相補正値を算出する。
従って、本発明のOFDM通信装置によれば、各系統で位相補正値を算出する場合よりも、位相補正値を算出するためのサンプル数が増加し、周波数選択性フェージングによりS/Nの悪いパイロットキャリアが発生した場合でも、その影響を抑え、位相補正値の算出を精度よく行うことができる。
尚、請求項1に記載のOFDM通信装置では、請求項2に記載のように、位相補正値算出手段は、位相誤差算出手段によって算出された複数のパイロット位相誤差を平均化した値を位相補正値とするとよい。
次に、請求項3に記載のOFDM通信装置では、位相補正値算出手段が、パイロットレベル検出手段と第1重み付け処理手段と第1重み付け補正値算出手段とから構成される。そして、パイロットレベル検出手段が、フーリエ変換手段によって生成された複数の周波数領域信号のそれぞれに含まれるパイロットキャリアの受信レベルであるパイロット受信レベルを検出し、第1重み付け処理手段が、パイロットレベル検出手段により検出されたパイロット受信レベルに基づき、位相誤差算出手段によって算出されたパイロット位相誤差のそれぞれについて、このパイロット位相誤差に対応するパイロット受信レベルが高いほど重み付けを大きくした重み付け処理を行い、この重み付け処理を行ったパイロット位相誤差を第1重み付け位相誤差として算出し、第1重み付け補正値算出手段が、第1重み付け処理手段によって算出された複数の第1重み付け位相誤差に基づいて、位相補正値を算出する。
つまり、本発明では、複数系統で受信したOFDM信号の全てのパイロットキャリアのうち、受信レベルの小さいパイロットキャリアよりも、受信レベルの大きいパイロットキャリアの方の影響を大きく反映させた上で位相補正値を算出することができる。
従って、本発明のOFDM通信装置によれば、周波数選択性フェージングによりS/Nの悪いパイロットキャリアが発生した場合でも、その影響を抑え、位相補正値の算出を精度よく行うことができる。さらに、異なる系統(ブランチ)間にまたがる全てのパイロットキャリアに対し重み付け処理を行うため、同一サブキャリア位置のパイロットキャリアのS/Nが共に小さい場合であっても、サブキャリア位置の異なるパイロットキャリアから信頼性の高い位相誤差を算出できるため、位相補正値の算出精度を向上させることができる。
尚、請求項3に記載のOFDM通信装置では、請求項4に記載のように、第1重み付け補正値算出手段は、第1重み付け処理手段によって算出された複数の第1重み付け位相誤差を平均化した値を位相補正値とするとよい。
また、請求項3または請求項4に記載のOFDM通信装置では、請求項5に記載のように、第1重み付け処理手段が総和算出手段と除算手段と乗算手段とから構成され、総和算出手段が、パイロットレベル検出手段により検出された全てのパイロット受信レベルの値の総和を算出し、除算手段が、パイロットレベル検出手段により検出された複数のパイロット受信レベルの値のそれぞれを、総和算出手段により算出された総和の値で除算した除算値を算出し、乗算手段が、位相誤差算出手段によって算出された複数のパイロット位相誤差のそれぞれについて、このパイロット位相誤差と、このパイロット位相誤差に対応するパイロットキャリアについて除算手段によって算出された除算値とを乗算した値を、第1重み付け位相誤差として算出するようにするとよい。
次に、請求項6に記載のOFDM通信装置では、位相補正値算出手段が、第1位相差算出手段と第2重み付け処理手段と第2重み付け補正値算出手段とから構成される。そして、第1位相差算出手段が、位相誤差算出手段によって算出された複数のパイロット位相誤差のそれぞれについて、同一サブキャリア位置に位置する複数のパイロットキャリア間のパイロット位相誤差の位相差である同一キャリア間位相差を算出し、第2重み付け処理手段が、第1位相差算出手段により算出された複数の同一キャリア間位相差に基づき、位相誤差算出手段によって算出された位相誤差のそれぞれについて、このパイロット位相誤差に対応する同一キャリア間位相差が小さいほど重み付けを大きくした重み付け処理を行い、この重み付け処理を行ったパイロット位相誤差を第2重み付け位相誤差として算出し、第2重み付け補正値算出手段が、第2重み付け処理手段によって算出された複数の第2重み付け位相誤差に基づいて、位相補正値を算出する。
つまり、本発明では、複数系統で受信したOFDM信号の全てのパイロットキャリアのうち、異なる系統(ブランチ)間で位相差の小さいサブキャリア位置のパイロットキャリア、つまり、共にS/Nの大きいパイロットキャリアから算出した位相誤差の影響を大きく反映させた上で位相補正値を算出することができる。
従って、本発明のOFDM通信装置によれば、周波数選択性フェージングによりS/Nの悪いパイロットキャリアが発生した場合でも、その影響を抑え、位相補正値の算出を精度よく行うことができる。また、異なる系統(ブランチ)間の或るサブキャリア位置のパイロットキャリアのS/Nが共に小さい場合であっても、他のサブキャリア位置のパイロットキャリアのS/Nが共に大きければ、位相補正値を算出する際にS/Nの小さいパイロットキャリアの影響を小さくすることができるため、位相補正値の算出精度を向上させることができる。
尚、請求項6に記載のOFDM通信装置では、請求項7に記載のように、第2重み付け補正値算出手段は、第2重み付け処理手段によって算出された複数の第2重み付け位相誤差を平均化した値を位相補正値とするとよい。
次に、請求項8に記載のOFDM通信装置では、位相補正値算出手段が、位相補正値記憶手段と第2位相差算出手段と第3重み付け位相誤差と第3重み付け補正値算出手段とから構成される。そして、位相補正値記憶手段が、位相補正値算出手段によって算出された位相補正値を記憶し、第2位相差算出手段が、位相誤差算出手段によって算出された複数のパイロット位相誤差のそれぞれについて、このパイロット位相誤差と、位相補正値記憶手段に記憶された位相補正値との間の位相差である補正値間位相差を算出し、第3重み付け処理手段が、第2位相差算出手段により算出された複数の補正値間位相差に基づき、位相誤差算出手段によって算出されたパイロット位相誤差のそれぞれについて、このパイロット位相誤差に対応する補正値間位相差が小さいほど重み付けを大きくした重み付け処理を行い、この重み付け処理を行ったパイロット位相誤差を第3重み付け位相誤差として算出し、第3重み付け補正値算出手段が、第3重み付け処理手段によって算出された複数の第3重み付け位相誤差に基づいて、位相補正値を算出する。
つまり、本発明では、複数系統で受信したOFDM信号の全てのパイロットキャリアのうち、過去の位相補正値との位相差が小さいサブキャリア位置のパイロットキャリア、つまりS/Nの大きいパイロットキャリアから算出した位相誤差の影響を大きく反映させた上で位相補正値を算出することができる。
従って、本発明のOFDM通信装置によれば、周波数選択性フェージングによりS/Nの悪いパイロットキャリアが発生した場合でも、その影響を抑え、位相補正値の算出を精度よく行うことができる。また、異なる系統(ブランチ)間の或るサブキャリア位置のパイロットキャリアのS/Nが共に小さい場合であっても、他のサブキャリア位置のパイロットキャリアのS/Nが共に大きければ、位相補正値を算出する際にS/Nの小さいパイロットキャリアの影響を小さくすることができるため、位相補正値の算出精度を向上させることができる。
尚、請求項8に記載のOFDM通信装置では、請求項9に記載のように、第3重み付け補正値算出手段は、第3重み付け処理手段によって算出された複数の第3重み付け位相誤差を平均化した値を位相補正値とするとよい。
次に、請求項10に記載のOFDM通信装置では、位相補正値算出手段が、パイロットレベル検出手段と第1選択手段と第1選択補正値算出手段とから構成される。そして、パイロットレベル検出手段が、フーリエ変換手段によって生成された複数の周波数領域信号のそれぞれに含まれるパイロットキャリアの受信レベルであるパイロット受信レベルを検出し、第1選択手段が、パイロットレベル検出手段により検出されたパイロット受信レベルに基づき、位相誤差算出手段によって算出されたパイロット位相誤差の中から、パイロット受信レベルの高いパイロットキャリアを選択するために予め設定された第1選択条件を満たすパイロット受信レベルを有するパイロットキャリアのパイロット位相誤差を第1選択位相誤差として選択し、第1選択補正値算出手段が、第1選択手段によって選択された第1選択位相誤差に基づいて、位相補正値を算出する。
尚、上記第1選択条件としては、例えば、受信レベルが任意の閾値を超えるものや、相対的に受信レベルが大きいものとするとよい。
つまり、本発明では、複数系統で受信したOFDM信号の全てのパイロットキャリアのうち、受信レベルの大きいパイロットキャリアから算出された位相誤差で位相補正値を算出することができる。
従って、本発明のOFDM通信装置によれば、周波数選択性フェージングによりS/Nの悪いパイロットキャリアが発生した場合でも、その影響を受けることなく、位相補正値の算出を精度よく行うことができる。また、異なる系統(ブランチ)間の或るサブキャリア位置のパイロットキャリアのS/Nが共に小さい場合であっても、他のサブキャリア位置のS/Nの大きいパイロットキャリアを用いて位相補正値を算出するため、位相補正値の算出精度を向上させることができる。
尚、請求項10に記載のOFDM通信装置では、請求項11に記載のように、第1選択補正値算出手段は、第1選択手段によって選択された複数の第1選択位相誤差を平均化した値を位相補正値とするとよい。
次に、請求項12に記載のOFDM通信装置では、位相補正値算出手段が、第1位相差算出手段と第2選択手段と第2選択補正値算出手段とから構成される。そして、第1位相差算出手段が、位相誤差算出手段によって算出された複数のパイロット位相誤差のそれぞれについて、同一サブキャリア位置に位置する複数のパイロットキャリア間のパイロット位相誤差の位相差である同一キャリア間位相差を算出し、第2選択手段が、第1位相差算出手段により算出された複数の同一キャリア間位相差に基づき、位相誤差算出手段によって算出されたパイロット位相誤差の中から、同一キャリア間位相差の小さいパイロットキャリアを選択するために予め設定された第2選択条件を満たす同一キャリア間位相差を有するパイロットキャリアのパイロット位相誤差を第2選択位相誤差として選択し、第2選択補正値算出手段が、第2選択手段によって選択された第2選択位相誤差に基づいて、位相補正値を算出する。
尚、上記第2選択条件としては、例えば、同一キャリア間位相差が任意の閾値以下のものや、相対的に同一キャリア間位相差が小さいものとするとよい。
つまり、本発明では、複数系統で受信したOFDM信号の全てのパイロットキャリアのうち、異なる系統(ブランチ)間で位相差の小さいサブキャリア位置のパイロットキャリア、つまり、共にS/Nの大きいパイロットキャリアから算出した位相誤差で位相補正値を算出することができる。
従って、本発明のOFDM通信装置によれば、周波数選択性フェージングによりS/Nの悪いパイロットキャリアが発生した場合でも、その影響を受けることなく、位相補正値の算出を精度よく行うことができる。また、異なる系統(ブランチ)間の或るサブキャリア位置のパイロットキャリアのS/Nが共に小さい場合であっても、他のサブキャリア位置のS/Nの大きいパイロットキャリアを用いて位相補正値を算出するため、位相補正値の算出精度を向上させることができる。
尚、請求項12に記載のOFDM通信装置では、請求項13に記載のように、第2選択補正値算出手段は、第2選択手段によって選択された複数の第2選択位相誤差を平均化した値を位相補正値とするとよい。
次に、請求項14に記載のOFDM通信装置では、位相補正値算出手段が、位相補正値記憶手段と第2位相差算出手段と第3選択手段と第3選択補正値算出手段とから構成される。そして、位相補正値記憶手段が、位相補正値算出手段によって算出された位相補正値を記憶し、第2位相差算出手段が、位相誤差算出手段によって算出された複数のパイロット位相誤差のそれぞれについて、このパイロット位相誤差と、位相補正値記憶手段に記憶された位相補正値との間の位相差である補正値間位相差を算出し、第3選択手段が、第2位相差算出手段により算出された複数の補正値間位相差に基づき、位相誤差算出手段によって算出されたパイロット位相誤差の中から、補正値間位相差の小さいパイロットキャリアを選択するために予め設定された第3選択条件を満たす補正値間位相差を有するパイロットキャリアのパイロット位相誤差を第3選択位相誤差として選択し、第3選択補正値算出手段が、第3選択手段によって選択された第3選択位相誤差に基づいて、位相補正値を算出する。
尚、上記第3選択条件としては、例えば、補正値間位相差が任意の閾値以下のものや、相対的に補正値間位相差が小さいものとするとよい。
つまり、本発明では、複数系統で受信したOFDM信号の全てのパイロットキャリアのうち、過去の位相補正値との位相差が小さいサブキャリア位置のパイロットキャリア、つまりS/Nの大きいパイロットキャリアから算出した位相誤差で位相補正値を算出することができる。
従って、本発明のOFDM通信装置によれば、周波数選択性フェージングによりS/Nの悪いパイロットキャリアが発生した場合でも、その影響を受けることなく、位相補正値の算出を精度よく行うことができる。また、異なる系統(ブランチ)間の或るサブキャリア位置のパイロットキャリアのS/Nが共に小さい場合であっても、他のサブキャリア位置のS/Nの大きいパイロットキャリアを用いて位相補正値を算出するため、位相補正値の算出精度を向上させることができる。
尚、請求項14に記載のOFDM通信装置では、請求項15に記載のように、第3選択補正値算出手段は、第3選択手段によって選択された複数の第3選択位相誤差を平均化した値を位相補正値とするとよい。
(第1実施形態)
以下に本発明の第1実施形態について図面をもとに説明する。
図1は、本発明が適用された第1実施形態のOFDM通信装置1の構成を示すブロック図である。
図1に示すように、第1実施形態のOFDM通信装置1は、OFDM信号を受信する2系統のダイバーシチブランチA,Bと、ダイバーシチブランチA,Bから出力された信号を合成する信号合成部7と、ダイバーシチブランチA,Bから出力された信号に基づいて信号合成部7で合成された信号の位相を補正する位相誤差補正部8と、位相誤差補正部8で補正された信号を復調し受信ビット列を生成するサブキャリア復調部9とを備える。
尚、サブキャリア復調部9で生成された受信ビット列は図示しない処理装置に入力され、この処理装置は、入力した受信ビット列に応じた画像表示処理や音声表示処理等を行う。
これらのうちダイバーシチブランチAは、OFDM伝送方式の送信装置(不図示)により無線送信されて伝搬路を伝搬してきたOFDM信号を受信するアンテナ2aと、アンテナ2aが受信したOFDM信号についてRF/IF処理及びタイミング再生処理等を行い、ベースバンドのアナログ信号を生成するRF/IF変換部3aと、RF/IF変換部3aによって生成されたアナログ信号をディジタル信号に変換するA/D変換部4aと、A/D変換部4aによって変換されたディジタル信号について高速フーリエ変換処理を行い時間領域の信号から周波数領域の信号(以下、周波数領域信号という)に変換するFFT部5aと、FFT部5aによって変換された周波数領域信号について伝搬路推定を行いその推定値を用いて等化処理をする等化処理部6aとを備える。
またダイバーシチブランチBは、ダイバーシチブランチAと同様にして、アンテナ2bとRF/IF変換部3bとA/D変換部4bとFFT部5bと等化処理部6bとを備える。
また位相誤差補正部8は、等化処理部6a及び等化処理部6bで等化処理された信号からパイロットキャリアを抽出するパイロット抽出部11と、パイロット抽出部11で抽出された2系統分のパイロットキャリアと、予め生成しておいた(同じサブキャリア周波数帯域を占める)基準パイロットキャリアとの複素除算を行い、位相誤差を算出する位相誤差算出部12と、位相誤差算出部12で算出された位相誤差を平均化した値を位相補正値として算出する平均化処理部13と、信号合成部7で合成された信号(以下、合成信号という)を平均化処理部13で算出された位相補正値で複素除算し、合成信号の位相を補正する信号補正処理部14とを備える。
尚、本実施形態では、1ブランチあたり1シンボル中のパイロットキャリアの数は4本である。このためパイロット抽出部11は、8本のパイロットキャリアを位相誤差算出部12に出力する。また位相誤差算出部12は、入力した8本のパイロットキャリアそれぞれに対応した8個の位相誤差を平均化処理部13に出力する。
また平均化処理部13は、図2に示すように、位相誤差算出部12から入力した8個の位相誤差を複素加算する複素加算部13aと、複素加算部13aで複素加算された値を振幅値が1になるように正規化して、正規化した値を位相補正値として信号補正処理部14に出力する正規化処理部13bとを備える。
このように構成されたOFDM通信装置1では、2本のアンテナ2a,2bが2系統のOFDM信号をそれぞれ受信し、FFT部5a,5bが、アンテナ2a,2bで受信されたOFDM信号をそれぞれフーリエ変換処理して周波数領域信号を生成し、等化処理部6a,6bが、FFT部5a,5bによって生成された周波数領域信号をそれぞれ等化処理する。
更にパイロット抽出部11が、等化処理部6a,6bによって等化処理された複数の周波数領域信号のそれぞれからパイロットキャリアを抽出し、位相誤差算出部12が、予め設定された基準パイロットキャリアを生成し、パイロット抽出部11によって抽出された8本のパイロットキャリアのそれぞれと基準パイロットキャリアとを比較することによって、8本のパイロットキャリアのそれぞれについての位相誤差(以下、パイロット位相誤差という)を算出する。
そして平均化処理部13が、位相誤差算出部12によって算出された8個のパイロット位相誤差を複素加算し、この加算値を振幅値が1になるように正規化して、この正規化した値を位相補正値として算出する。
このようにOFDM通信装置1では、複数系統で受信したOFDM信号の全てのパイロットキャリアの位相誤差(パイロット位相誤差)を用いて位相補正値を算出する。
従って、OFDM通信装置1によれば、各系統で位相補正値を算出する場合よりも、位相補正値を算出するためのサンプル数が増加し、周波数選択性フェージングによりS/Nの悪いパイロットキャリアが発生した場合でも、その影響を抑え、位相補正値の算出を精度よく行うことができる。
以上説明した実施形態において、アンテナ2a,2bは本発明における受信手段、FFT部5a,5bは本発明におけるフーリエ変換手段、等化処理部6a,6bは本発明における等化処理手段、パイロット抽出部11は本発明におけるパイロット抽出手段、位相誤差算出部12は本発明における位相誤差算出手段、平均化処理部13は本発明における位相補正値算出手段である。
(第2実施形態)
以下に本発明の第2実施形態について図面をもとに説明する。
図3は、本発明が適用された第2実施形態のOFDM通信装置1の構成を示すブロック図である。
図3に示すように、第2実施形態におけるOFDM通信装置1が第1実施形態と異なるのは、位相誤差補正部8の構成が変更されている点である。
即ち、第2実施形態の位相誤差補正部8は、上述のパイロット抽出部11と位相誤差算出部12と、FFT部5a,5bによって変換された周波数領域信号の各パイロットキャリアの受信レベル(以下、パイロット受信レベルという)を検出するパイロットレベル検出部21と、パイロットレベル検出部21により検出されたパイロット受信レベルの値に基づき、位相誤差算出部12で算出されたパイロット位相誤差のそれぞれについて重み付け処理を行う重み付け処理部22と、重み付け処理部22で重み付け処理されたパイロット位相誤差(以下、重み付け位相誤差という)を平均化した値を位相補正値として算出する平均化処理部23と、信号合成部7で合成された信号(合成信号)を平均化処理部23で算出された位相補正値で複素除算し、合成信号の位相を補正する信号補正処理部24とを備える。
尚、本実施形態では、1ブランチあたり1シンボル中のパイロットキャリアの数は4本である。このためパイロットレベル検出部21は、8個のパイロット受信レベルの値を重み付け処理部22に出力する。また重み付け処理部22は、入力した8個のパイロット位相誤差それぞれに対応した8個の重み付け位相誤差を平均化処理部23に出力する。
これらのうち重み付け処理部22は、図4に示すように、パイロットレベル検出部21により検出された8個のパイロット受信レベルの値(以下、パイロット受信レベル値という)を入力し、この8個のパイロット受信レベル値を全て加算した値(以下、受信レベル総和値という)を算出する加算器22aと、パイロットレベル検出部21で検出された8個のパイロット受信レベル値の中からそれぞれ異なる1個のパイロット受信レベル値を入力するとともに加算器22aで算出された受信レベル総和値を入力し、入力したパイロット受信レベル値を受信レベル総和値で除算した除算値を算出する8個の除算器22bと、位相誤差算出部12で算出された1個のパイロット位相誤差とこのパイロット位相誤差に対応する除算器22bで算出された除算値とを入力し、入力したパイロット位相誤差と除算値との乗算値を算出し、算出した乗算値を平均化処理部23に出力する8個の乗算器22cとを備える。
このように構成されたOFDM通信装置1では、パイロットレベル検出部21が、FFT部5a,5bによって生成された複数の周波数領域信号の各パイロットキャリアの受信レベル(パイロット受信レベル)を検出し、重み付け処理部22が、パイロットレベル検出部21により検出されたパイロット受信レベルに基づき、位相誤差算出部12によって算出されたパイロット位相誤差のそれぞれについて、このパイロット位相誤差に対応するパイロット受信レベルが高いほど重み付けを大きくした重み付け処理を行い、この重み付け処理を行ったパイロット位相誤差を重み付け位相誤差として算出し、平均化処理部23が、重み付け処理部22によって算出された8個の重み付け位相誤差に基づいて、位相補正値を算出する。
このようにOFDM通信装置1では、複数系統で受信したOFDM信号の全てのパイロットキャリアのうち、受信レベルの小さいパイロットキャリアよりも、受信レベルの大きいパイロットキャリアの方の影響を大きく反映させた上で位相補正値を算出することができる。
従って、OFDM通信装置1によれば、周波数選択性フェージングによりS/Nの悪いパイロットキャリアが発生した場合でも、その影響を抑え、位相補正値の算出を精度よく行うことができる。さらに、異なる系統(ブランチ)間にまたがる全てのパイロットキャリアに対し重み付け処理を行うため、同一サブキャリア位置のパイロットキャリアのS/Nが共に小さい場合であっても、サブキャリア位置の異なるパイロットキャリアから信頼性の高い位相誤差を算出できるため、位相補正値の算出精度を向上させることができる。
以上説明した実施形態において、パイロットレベル検出部21は本発明におけるパイロットレベル検出手段、重み付け処理部22は本発明における第1重み付け処理手段、平均化処理部23は本発明における第1重み付け補正値算出手段、重み付け処理部22により算出された重み付け位相誤差は本発明における第1重み付け位相誤差である。
次に、本実施形態のOFDM通信装置1と、特許文献1及び特許文献2に記載の技術を適用したOFDM通信装置とのパケット誤り率についての比較結果を説明する。
図10は、表1に示す緒元のもとに、パケット誤り率特性について計算機シミュレーションを行った結果である。
Figure 0004725356
尚、本実施形態のOFDM通信装置1(以下、本発明装置という)、特許文献1の技術を適用したOFDM通信装置(以下、第1従来装置という)及び特許文献2の技術を適用したOFDM通信装置(以下、第2従来装置という)はそれぞれ、図3、図13(a)及び図13(b)に記載の構成を採用している。また比較のために、信号の位相ずれを理想的に補正した時のパケット誤り率特性(つまり、位相補正値の誤差が0のときの特性)を理想特性として、図10中に同時に示す。そして、図10中の実線L1,L2,L3はそれぞれ、第1従来装置、第2従来装置及び本発明装置のパケット誤り率特性、実線L4は理想特性である。
図10に示すように、本発明装置のパケット誤り率特性は、第1従来装置及び第2従来装置のパケット誤り率特性よりも改善され、理想特性とほぼ等しい特性となる。
(第3実施形態)
以下に本発明の第3実施形態について図面をもとに説明する。
図5は、本発明が適用された第3実施形態のOFDM通信装置1の構成を示すブロック図である。
図5に示すように、第3実施形態におけるOFDM通信装置1が第1実施形態と異なるのは、位相誤差補正部8の構成が変更されている点である。
即ち、第3実施形態の位相誤差補正部8は、上述のパイロット抽出部11と位相誤差算出部12と、位相誤差算出部12で算出された8個のパイロット位相誤差のそれぞれについて、同一サブキャリア位置に位置するパイロットキャリア間のパイロット位相誤差の位相差(以下、同一キャリア間位相差という)を算出する位相差算出部31と、位相差算出部31で算出された8個の同一キャリア間位相差に基づき、位相誤差算出部12で算出されたパイロット位相誤差のそれぞれについて、このパイロット位相誤差に対応する同一キャリア間位相差が小さいほど重み付けを大きくした重み付け処理を行う重み付け処理部32と、重み付け処理部32で重み付け処理されたパイロット位相誤差(以下、重み付け位相誤差という)を平均化した値を位相補正値として算出する平均化処理部33と、信号合成部7で合成された信号(合成信号)を平均化処理部33で算出された位相補正値で複素除算し、合成信号の位相を補正する信号補正処理部34とを備える。
尚、本実施形態では、1ブランチあたり1シンボル中のパイロットキャリアの数は4本である。このため位相差算出部31は、8個の同一キャリア間位相差の値を重み付け処理部32に出力する。また重み付け処理部32は、入力した8個のパイロット位相誤差それぞれに対応した8個の重み付け位相誤差を平均化処理部33に出力する。
このように構成されたOFDM通信装置1では、位相差算出部31が、位相誤差算出部12によって算出された8個のパイロット位相誤差のそれぞれについて同一キャリア間位相差を算出し、重み付け処理部32が、位相差算出部31により算出された8個の同一キャリア間位相差に基づき、位相誤差算出部12によって算出された位相誤差のそれぞれについて、このパイロット位相誤差に対応する同一キャリア間位相差が小さいほど重み付けを大きくした重み付け処理を行い、この重み付け処理を行ったパイロット位相誤差を重み付け位相誤差として算出し、平均化処理部33が、重み付け処理部32によって算出された8個の重み付け位相誤差に基づいて、位相補正値を算出する。
このようにOFDM通信装置1では、複数系統で受信したOFDM信号の全てのパイロットキャリアのうち、異なる系統(ブランチ)間で位相差の小さいサブキャリア位置のパイロットキャリア、つまり、共にS/Nの大きいパイロットキャリアから算出した位相誤差の影響を大きく反映させた上で位相補正値を算出することができる。
従って、OFDM通信装置1によれば、周波数選択性フェージングによりS/Nの悪いパイロットキャリアが発生した場合でも、その影響を抑え、位相補正値の算出を精度よく行うことができる。また、異なる系統(ブランチ)間の或るサブキャリア位置のパイロットキャリアのS/Nが共に小さい場合であっても、他のサブキャリア位置のパイロットキャリアのS/Nが共に大きければ、位相補正値を算出する際にS/Nの小さいパイロットキャリアの影響を小さくすることができるため、位相補正値の算出精度を向上させることができる。
以上説明した実施形態において、位相差算出部31は本発明における第1位相差算出手段、重み付け処理部32は本発明における第2重み付け処理手段、平均化処理部33は本発明における第2重み付け補正値算出手段、重み付け処理部32により算出された重み付け位相誤差は本発明における第2重み付け位相誤差である。
(第4実施形態)
以下に本発明の第4実施形態について図面をもとに説明する。
図6は、本発明が適用された第4実施形態のOFDM通信装置1の構成を示すブロック図である。
図6に示すように、第4実施形態におけるOFDM通信装置1が第1実施形態と異なるのは、位相誤差補正部8の構成が変更されている点である。
即ち、第4実施形態の位相誤差補正部8は、上述のパイロット抽出部11と位相誤差算出部12と、位相誤差算出部12で算出された8個のパイロット位相誤差のそれぞれと後述の記憶部45に記憶された最新の位相補正値との間の位相差(以下、補正値間位相差という)を算出する位相差算出部41と、位相差算出部41で算出された8個の補正値間位相差に基づき、位相誤差算出部12で算出されたパイロット位相誤差のそれぞれについて、このパイロット位相誤差に対応する補正値間位相差が小さいほど重み付けを大きくした重み付け処理を行う重み付け処理部42と、重み付け処理部42で重み付け処理されたパイロット位相誤差(以下、重み付け位相誤差という)を平均化した値を位相補正値として算出する平均化処理部43と、信号合成部7で合成された信号(合成信号)を平均化処理部43で算出された位相補正値で複素除算し、合成信号の位相を補正する信号補正処理部44と、平均化処理部43で算出された位相補正値を記憶する記憶部45とを備える。
尚、本実施形態では、1ブランチあたり1シンボル中のパイロットキャリアの数は4本である。このため位相差算出部41は、8個の補正値間位相差の値を重み付け処理部42に出力する。また重み付け処理部42は、入力した8個のパイロット位相誤差それぞれに対応した8個の重み付け位相誤差を平均化処理部43に出力する。
このように構成されたOFDM通信装置1では、記憶部45が、平均化処理部43によって算出された位相補正値を記憶し、位相差算出部41が、位相誤差算出部12によって算出された複数のパイロット位相誤差のそれぞれについて、このパイロット位相誤差と、記憶部45に記憶された位相補正値との間の位相差(補正値間位相差)を算出し、重み付け処理部42が、位相差算出部41により算出された8個の補正値間位相差に基づき、位相誤差算出部12によって算出されたパイロット位相誤差のそれぞれについて、このパイロット位相誤差に対応する補正値間位相差が小さいほど重み付けを大きくした重み付け処理を行い、この重み付け処理を行ったパイロット位相誤差を重み付け位相誤差として算出し、平均化処理部43が、重み付け処理部42によって算出された8個の重み付け位相誤差に基づいて、位相補正値を算出する。
このようにOFDM通信装置1では、複数系統で受信したOFDM信号の全てのパイロットキャリアのうち、過去の位相補正値との位相差が小さいサブキャリア位置のパイロットキャリア、つまりS/Nの大きいパイロットキャリアから算出した位相誤差の影響を大きく反映させた上で位相補正値を算出することができる。
従って、OFDM通信装置1によれば、周波数選択性フェージングによりS/Nの悪いパイロットキャリアが発生した場合でも、その影響を抑え、位相補正値の算出を精度よく行うことができる。また、異なる系統(ブランチ)間の或るサブキャリア位置のパイロットキャリアのS/Nが共に小さい場合であっても、他のサブキャリア位置のパイロットキャリアのS/Nが共に大きければ、位相補正値を算出する際にS/Nの小さいパイロットキャリアの影響を小さくすることができるため、位相補正値の算出精度を向上させることができる。
以上説明した実施形態において、位相差算出部41は本発明における第2位相差算出手段、重み付け処理部42は本発明における第3重み付け処理手段、平均化処理部43は本発明における第3重み付け補正値算出手段、記憶部45は本発明における位相補正値記憶手段、重み付け処理部42により算出された重み付け位相誤差は本発明における第3重み付け位相誤差である。
(第5実施形態)
以下に本発明の第5実施形態について図面をもとに説明する。
図7は、本発明が適用された第5実施形態のOFDM通信装置1の構成を示すブロック図である。
図7に示すように、第5実施形態におけるOFDM通信装置1が第1実施形態と異なるのは、位相誤差補正部8の構成が変更されている点である。
即ち、第5実施形態の位相誤差補正部8は、上述のパイロット抽出部11と位相誤差算出部12と、FFT部5a,5bによって変換された周波数領域信号の各パイロットキャリアの受信レベル(以下、パイロット受信レベルという)を検出するパイロットレベル検出部21と、パイロットレベル検出部21により検出されたパイロット受信レベルの値に基づき、位相誤差算出部12で算出されたパイロット位相誤差の中で、パイロット受信レベルの値が予め設定されている閾値を超えているパイロットキャリアのパイロット位相誤差を選択する選択部52と、選択部52で選択されたパイロット位相誤差(以下、選択位相誤差という)を平均化した値を位相補正値として算出する平均化処理部53と、信号合成部7で合成された信号(合成信号)を平均化処理部53で算出された位相補正値で複素除算し、合成信号の位相を補正する信号補正処理部54とを備える。
尚、本実施形態では、1ブランチあたり1シンボル中のパイロットキャリアの数は4本である。このためパイロットレベル検出部51は、8個のパイロット受信レベルの値を選択部52に出力する。また平均化処理部53は、パイロット受信レベルに基づいた選択結果に応じて、0〜8個の選択位相誤差を平均化処理部53に出力する。
このように構成されたOFDM通信装置1では、パイロットレベル検出部51が、FFT部5a,5bによって生成された複数の周波数領域信号の各パイロットキャリアの受信レベル(パイロット受信レベル)を検出し、選択部52が、パイロットレベル検出部51により検出されたパイロット受信レベルに基づき、位相誤差算出部12によって算出されたパイロット位相誤差の中から、パイロット受信レベルが予め設定されている閾値を超えているパイロットキャリアのパイロット位相誤差を選択し、平均化処理部53が、選択部52によって選択された選択位相誤差に基づいて、位相補正値を算出する。
このようにOFDM通信装置1では、複数系統で受信したOFDM信号の全てのパイロットキャリアのうち、受信レベルの大きいパイロットキャリアから算出された位相誤差で位相補正値を算出することができる。
従って、OFDM通信装置1によれば、周波数選択性フェージングによりS/Nの悪いパイロットキャリアが発生した場合でも、その影響を受けることなく、位相補正値の算出を精度よく行うことができる。また、異なる系統(ブランチ)間の或るサブキャリア位置のパイロットキャリアのS/Nが共に小さい場合であっても、他のサブキャリア位置のS/Nの大きいパイロットキャリアを用いて位相補正値を算出するため、位相補正値の算出精度を向上させることができる。
以上説明した実施形態において、パイロットレベル検出部51は本発明におけるパイロットレベル検出手段、選択部52は本発明における第1選択手段、平均化処理部53は本発明における第1選択補正値算出手段、選択部52により選択された選択位相誤差は本発明における第1選択位相誤差、「パイロット受信レベルが予め設定されている閾値を超えている」ことは本発明における第1選択条件である。
(第6実施形態)
以下に本発明の第6実施形態について図面をもとに説明する。
図8は、本発明が適用された第6実施形態のOFDM通信装置1の構成を示すブロック図である。
図8に示すように、第6実施形態におけるOFDM通信装置1が第1実施形態と異なるのは、位相誤差補正部8の構成が変更されている点である。
即ち、第6実施形態の位相誤差補正部8は、上述のパイロット抽出部11と位相誤差算出部12と、位相誤差算出部12で算出された8個のパイロット位相誤差のそれぞれについて、同一サブキャリア位置に位置するパイロットキャリア間のパイロット位相誤差の位相差(同一キャリア間位相差)を算出する位相差算出部61と、位相差算出部61で算出された8個の同一キャリア間位相差に基づき、位相誤差算出部12で算出されたパイロット位相誤差の中で、同一キャリア間位相差の値が予め設定されている閾値以下であるパイロットキャリアのパイロット位相誤差を選択する選択部62と、選択部62で選択されたパイロット位相誤差(以下、選択位相誤差という)を平均化した値を位相補正値として算出する平均化処理部63と、信号合成部7で合成された信号(合成信号)を平均化処理部63で算出された位相補正値で複素除算し、合成信号の位相を補正する信号補正処理部64とを備える。
尚、本実施形態では、1ブランチあたり1シンボル中のパイロットキャリアの数は4本である。このため位相差算出部61は、8個の同一キャリア間位相差の値を選択部62に出力する。また選択部62は、同一キャリア間位相差に基づいた選択結果に応じて、0〜8個の選択位相誤差を平均化処理部63に出力する。
このように構成されたOFDM通信装置1では、位相差算出部61が、位相誤差算出部12によって算出された8個のパイロット位相誤差のそれぞれについて同一キャリア間位相差を算出し、選択部62が、位相差算出部61により算出された同一キャリア間位相差に基づき、位相誤差算出部12によって算出されたパイロット位相誤差の中から、同一キャリア間位相差が予め設定されている閾値以下のパイロットキャリアのパイロット位相誤差を選択し、平均化処理部63が、選択部62によって選択された選択位相誤差に基づいて、位相補正値を算出する。
このようにOFDM通信装置1では、複数系統で受信したOFDM信号の全てのパイロットキャリアのうち、異なる系統(ブランチ)間で位相差の小さいサブキャリア位置のパイロットキャリア、つまり、共にS/Nの大きいパイロットキャリアから算出した位相誤差で位相補正値を算出することができる。
従って、OFDM通信装置1によれば、周波数選択性フェージングによりS/Nの悪いパイロットキャリアが発生した場合でも、その影響を受けることなく、位相補正値の算出を精度よく行うことができる。また、異なる系統(ブランチ)間の或るサブキャリア位置のパイロットキャリアのS/Nが共に小さい場合であっても、他のサブキャリア位置のS/Nの大きいパイロットキャリアを用いて位相補正値を算出するため、位相補正値の算出精度を向上させることができる。
以上説明した実施形態において、位相差算出部61は本発明における第1位相差算出手段、選択部62は本発明における第2選択手段、平均化処理部63は本発明における第2選択補正値算出手段、選択部62により選択された選択位相誤差は本発明における第2選択位相誤差、「同一キャリア間位相差が予め設定されている閾値以下である」ことは本発明における第2選択条件である。
(第7実施形態)
以下に本発明の第7実施形態について図面をもとに説明する。
図9は、本発明が適用された第7実施形態のOFDM通信装置1の構成を示すブロック図である。
図9に示すように、第7実施形態におけるOFDM通信装置1が第1実施形態と異なるのは、位相誤差補正部8の構成が変更されている点である。
即ち、第7実施形態の位相誤差補正部8は、上述のパイロット抽出部11と位相誤差算出部12と、位相誤差算出部12で算出された8個のパイロット位相誤差のそれぞれと後述の記憶部75に記憶された最新の位相補正値との間の位相差(以下、補正値間位相差という)を算出する位相差算出部71と、位相差算出部71で算出された8個の補正値間位相差に基づき、位相誤差算出部12で算出されたパイロット位相誤差の中で、補正値間位相差の値が予め設定されている閾値以下であるパイロットキャリアのパイロット位相誤差を選択する選択部72と、選択部72で選択されたパイロット位相誤差(以下、選択位相誤差という)を平均化した値を位相補正値として算出する平均化処理部73と、信号合成部7で合成された信号(合成信号)を平均化処理部73で算出された位相補正値で複素除算し、合成信号の位相を補正する信号補正処理部74とを備える。
尚、本実施形態では、1ブランチあたり1シンボル中のパイロットキャリアの数は4本である。このため位相差算出部71は、8個の補正値間位相差の値を選択部72に出力する。また選択部72は、補正値間位相差に基づいた選択結果に応じて、0〜8個の選択位相誤差を平均化処理部73に出力する。
このように構成されたOFDM通信装置1では、記憶部75が、平均化処理部73によって算出された位相補正値を記憶し、位相差算出部71が、位相誤差算出部12によって算出された複数のパイロット位相誤差のそれぞれについて、このパイロット位相誤差と、記憶部75に記憶された位相補正値との間の位相差(補正値間位相差)を算出し、選択部72が、位相差算出部71により算出された補正値間位相差に基づき、位相誤差算出部12によって算出されたパイロット位相誤差の中から、補正値間位相差が予め設定されている閾値以下のパイロットキャリアのパイロット位相誤差を選択し、平均化処理部73が、選択部72によって選択された選択位相誤差に基づいて、位相補正値を算出する。
このようにOFDM通信装置1では、複数系統で受信したOFDM信号の全てのパイロットキャリアのうち、過去の位相補正値との位相差が小さいサブキャリア位置のパイロットキャリア、つまりS/Nの大きいパイロットキャリアから算出した位相誤差で位相補正値を算出することができる。
従って、OFDM通信装置1によれば、周波数選択性フェージングによりS/Nの悪いパイロットキャリアが発生した場合でも、その影響を受けることなく、位相補正値の算出を精度よく行うことができる。また、異なる系統(ブランチ)間の或るサブキャリア位置のパイロットキャリアのS/Nが共に小さい場合であっても、他のサブキャリア位置のS/Nの大きいパイロットキャリアを用いて位相補正値を算出するため、位相補正値の算出精度を向上させることができる。
以上説明した実施形態において、位相差算出部71は本発明における第2位相差算出手段、選択部72は本発明における第3選択手段、平均化処理部73は本発明における第3選択補正値算出手段、記憶部75は本発明における位相補正値記憶手段、選択部72により選択された選択位相誤差は本発明における第3選択位相誤差、「補正値間位相差が予め設定されている閾値以下である」ことは本発明における第3選択条件である。
以上、本発明の一実施例について説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採ることができる。
例えば上記実施形態においては、2系統のダイバーシチブランチを有するもの、つまり、ブランチ数が「2」であるものを示したが、「2」より大きいブランチ数を有するOFDM通信装置に本発明を適用してもよい。
また上記実施形態においては、1ブランチあたり1シンボル中のパイロットキャリアの数が4本であるものを示したが、パイロットキャリアの数は何本であってもよい。
また上記実施形態においては、パイロット抽出部11は、抽出したパイロットキャリアを位相誤差算出部12に出力しているが、抽出した各パイロットキャリアの振幅値を正規化してから出力するようにしてもよい。
また上記第4,7実施形態においては、位相差算出部41,71が、パイロット位相誤差と、記憶部45,75に記憶された最新の位相補正値との間の位相差(補正値間位相差)を算出するものを示したが、最新の位相補正値に限られず、それ以前に記憶されている位相補正値を用いて補正値間位相差を算出するようにしてもよい。
第1実施形態のOFDM通信装置1の構成を示すブロック図である。 平均化処理部13の構成を示すブロック図である。 第2実施形態のOFDM通信装置1の構成を示すブロック図である。 重み付け処理部22の構成を示すブロック図である。 第3実施形態のOFDM通信装置1の構成を示すブロック図である。 第4実施形態のOFDM通信装置1の構成を示すブロック図である。 第5実施形態のOFDM通信装置1の構成を示すブロック図である。 第6実施形態のOFDM通信装置1の構成を示すブロック図である。 第7実施形態のOFDM通信装置1の構成を示すブロック図である。 パケット誤り率特性の計算機シミュレーション結果を示すグラフである。 従来のOFDM受信装置101の構成を示すブロック図である。 パイロットキャリアと周波数選択性フェージングを説明する説明図である。 従来のOFDM受信装置121とOFDM受信装置141の構成を示すブロック図である。 信号合成における周波数選択性フェージングの影響を説明する説明図である。
符号の説明
1…OFDM通信装置、2a,2b…アンテナ、3a,3b…RF/IF変換部、4a,4b…A/D変換部、5a,5b…FFT部、6a,6b…等化処理部、7…信号合成部、8…位相誤差補正部、9…サブキャリア復調部、11…パイロット抽出部、12…位相誤差算出部、13,23,33,43,53,63,73…平均化処理部、13a…複素加算部、13b…正規化処理部、14…信号補正処理部、21,51…パイロットレベル検出部、22,32,42…重み付け処理部、22a…加算器、22b…除算器、22c…乗算器、24,34,44,54,64,74…信号補正処理部、31,41,61,71…位相差算出部、45,75…記憶部、52,62,72…選択部、A,B…ダイバーシチブランチ。

Claims (15)

  1. 複数系統のOFDM信号をそれぞれ受信する複数の受信手段と、
    前記複数の受信手段で受信されたOFDM信号をそれぞれフーリエ変換処理して周波数領域信号を生成するフーリエ変換手段と、
    前記フーリエ変換手段によって生成された複数の周波数領域信号をそれぞれ等化処理する等化処理手段と、
    前記等化処理手段によって等化処理された複数の周波数領域信号を合成する信号合成手段と、
    前記等化処理手段によって等化処理された複数の周波数領域信号のそれぞれから全てのパイロットキャリアを抽出するパイロット抽出手段と、
    予め設定された基準パイロットキャリアを生成し、前記パイロット抽出手段によって抽出された複数系統全てのパイロットキャリアのそれぞれと前記基準パイロットキャリアとを比較することによって、前記複数のパイロットキャリアのそれぞれについての位相誤差であるパイロット位相誤差を算出する位相誤差算出手段と、
    前記位相誤差算出手段によって算出された複数系統全てのパイロット位相誤差に基づいて、前記信号合成手段により合成された周波数領域信号の位相を補正するための位相補正値を算出する位相補正値算出手段と
    を備えることを特徴とするOFDM通信装置。
  2. 前記位相補正値算出手段は、
    前記位相誤差算出手段によって算出された複数のパイロット位相誤差を平均化した値を前記位相補正値とする
    ことを特徴とする請求項1に記載のOFDM通信装置。
  3. 前記位相補正値算出手段は、
    前記フーリエ変換手段によって生成された複数の周波数領域信号のそれぞれに含まれるパイロットキャリアの受信レベルであるパイロット受信レベルを検出するパイロットレベル検出手段と、
    前記パイロットレベル検出手段により検出されたパイロット受信レベルに基づき、前記位相誤差算出手段によって算出された前記パイロット位相誤差のそれぞれについて、このパイロット位相誤差に対応する前記パイロット受信レベルが高いほど重み付けを大きくした重み付け処理を行い、この重み付け処理を行ったパイロット位相誤差を第1重み付け位相誤差として算出する第1重み付け処理手段と、
    前記第1重み付け処理手段によって算出された複数の第1重み付け位相誤差に基づいて、前記位相補正値を算出する第1重み付け補正値算出手段と
    から構成されることを特徴とする請求項1に記載のOFDM通信装置。
  4. 前記第1重み付け補正値算出手段は、
    前記第1重み付け処理手段によって算出された複数の第1重み付け位相誤差を平均化した値を前記位相補正値とする
    ことを特徴とする請求項3に記載のOFDM通信装置。
  5. 前記第1重み付け処理手段は、
    前記パイロットレベル検出手段により検出された全てのパイロット受信レベルの値の総和を算出する総和算出手段と、
    前記パイロットレベル検出手段により検出された複数のパイロット受信レベルの値のそれぞれを、前記総和算出手段により算出された総和の値で除算した除算値を算出する除算手段と、
    前記位相誤差算出手段によって算出された複数のパイロット位相誤差のそれぞれについて、このパイロット位相誤差と、このパイロット位相誤差に対応するパイロットキャリアについて前記除算手段によって算出された除算値とを乗算した値を、前記第1重み付け位相誤差として算出する乗算手段とから構成される
    ことを特徴とする請求項3または請求項4に記載のOFDM通信装置。
  6. 前記位相補正値算出手段は、
    前記位相誤差算出手段によって算出された複数のパイロット位相誤差のそれぞれについて、同一サブキャリア位置に位置する複数のパイロットキャリア間のパイロット位相誤差の位相差である同一キャリア間位相差を算出する第1位相差算出手段と、
    前記第1位相差算出手段により算出された複数の同一キャリア間位相差に基づき、前記位相誤差算出手段によって算出された前記位相誤差のそれぞれについて、このパイロット位相誤差に対応する前記同一キャリア間位相差が小さいほど重み付けを大きくした重み付け処理を行い、この重み付け処理を行ったパイロット位相誤差を第2重み付け位相誤差として算出する第2重み付け処理手段と
    前記第2重み付け処理手段によって算出された複数の第2重み付け位相誤差に基づいて、前記位相補正値を算出する第2重み付け補正値算出手段と
    から構成されることを特徴とする請求項1に記載のOFDM通信装置。
  7. 前記第2重み付け補正値算出手段は、
    前記第2重み付け処理手段によって算出された複数の第2重み付け位相誤差を平均化した値を前記位相補正値とする
    ことを特徴とする請求項6に記載のOFDM通信装置。
  8. 前記位相補正値算出手段は、
    前記位相補正値算出手段によって算出された位相補正値を記憶する位相補正値記憶手段と、
    前記位相誤差算出手段によって算出された複数のパイロット位相誤差のそれぞれについて、このパイロット位相誤差と、前記位相補正値記憶手段に記憶された位相補正値との間の位相差である補正値間位相差を算出する第2位相差算出手段と、
    前記第2位相差算出手段により算出された複数の補正値間位相差に基づき、前記位相誤差算出手段によって算出された前記パイロット位相誤差のそれぞれについて、このパイロット位相誤差に対応する前記補正値間位相差が小さいほど重み付けを大きくした重み付け処理を行い、この重み付け処理を行ったパイロット位相誤差を第3重み付け位相誤差として算出する第3重み付け処理手段と、
    前記第3重み付け処理手段によって算出された複数の第3重み付け位相誤差に基づいて、前記位相補正値を算出する第3重み付け補正値算出手段と
    から構成されることを特徴とする請求項1に記載のOFDM通信装置。
  9. 前記第3重み付け補正値算出手段は、
    前記第3重み付け処理手段によって算出された複数の第3重み付け位相誤差を平均化した値を前記位相補正値とする
    ことを特徴とする請求項8に記載のOFDM通信装置。
  10. 前記位相補正値算出手段は、
    前記フーリエ変換手段によって生成された複数の周波数領域信号のそれぞれに含まれるパイロットキャリアの受信レベルであるパイロット受信レベルを検出するパイロットレベル検出手段と、
    前記パイロットレベル検出手段により検出されたパイロット受信レベルに基づき、前記位相誤差算出手段によって算出されたパイロット位相誤差の中から、前記パイロット受信レベルの高いパイロットキャリアを選択するために予め設定された第1選択条件を満たすパイロット受信レベルを有するパイロットキャリアの前記パイロット位相誤差を第1選択位相誤差として選択する第1選択手段と、
    前記第1選択手段によって選択された第1選択位相誤差に基づいて、前記位相補正値を算出する第1選択補正値算出手段と
    から構成されることを特徴とする請求項1に記載のOFDM通信装置。
  11. 前記第1選択補正値算出手段は、
    前記第1選択手段によって選択された複数の第1選択位相誤差を平均化した値を前記位相補正値とする
    ことを特徴とする請求項10に記載のOFDM通信装置。
  12. 前記位相補正値算出手段は、
    前記位相誤差算出手段によって算出された複数のパイロット位相誤差のそれぞれについて、同一サブキャリア位置に位置する複数のパイロットキャリア間のパイロット位相誤差の位相差である同一キャリア間位相差を算出する第1位相差算出手段と、
    前記第1位相差算出手段により算出された複数の同一キャリア間位相差に基づき、前記位相誤差算出手段によって算出されたパイロット位相誤差の中から、前記同一キャリア間位相差の小さいパイロットキャリアを選択するために予め設定された第2選択条件を満たす同一キャリア間位相差を有するパイロットキャリアの前記パイロット位相誤差を第2選択位相誤差として選択する第2選択手段と、
    前記第2選択手段によって選択された第2選択位相誤差に基づいて、前記位相補正値を算出する第2選択補正値算出手段と
    から構成されることを特徴とする請求項1に記載のOFDM通信装置。
  13. 前記第2選択補正値算出手段は、
    前記第2選択手段によって選択された複数の第2選択位相誤差を平均化した値を前記位相補正値とする
    ことを特徴とする請求項12に記載のOFDM通信装置。
  14. 前記位相補正値算出手段は、
    前記位相補正値算出手段によって算出された位相補正値を記憶する位相補正値記憶手段と、
    前記位相誤差算出手段によって算出された複数のパイロット位相誤差のそれぞれについて、このパイロット位相誤差と、前記位相補正値記憶手段に記憶された位相補正値との間の位相差である補正値間位相差を算出する第2位相差算出手段と、
    前記第2位相差算出手段により算出された複数の補正値間位相差に基づき、前記位相誤差算出手段によって算出されたパイロット位相誤差の中から、前記補正値間位相差の小さいパイロットキャリアを選択するために予め設定された第3選択条件を満たす補正値間位相差を有するパイロットキャリアの前記パイロット位相誤差を第3選択位相誤差として選択する第3選択手段と、
    前記第3選択手段によって選択された第3選択位相誤差に基づいて、前記位相補正値を算出する第3選択補正値算出手段と
    から構成されることを特徴とする請求項1に記載のOFDM通信装置。
  15. 前記第3選択補正値算出手段は、
    前記第3選択手段によって選択された複数の第3選択位相誤差を平均化した値を前記位相補正値とする
    ことを特徴とする請求項14に記載のOFDM通信装置。
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