JP5222843B2 - Ofdm受信装置、ofdm受信方法、ofdm受信回路、集積回路、及びプログラム - Google Patents
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Description
誤り訂正符号化部1001は、情報伝送信号を誤り訂正符号化する。マッピング部1002は、誤り訂正符号化されたデータをQPSK、16QAM、及び64QAM等にマッピングする。インタリーブ部1003は、マッピングされたデータをサブキャリアシンボル単位で、時間インタリーブ及び周波数インタリーブ等のインタリーブを施す。フレーム構成部1004は、インタリーブされたキャリアシンボル単位のデータをSP信号と共に図24に示す配置図に従って配置して、フレーム構成を行う。IFFT処理部1005は、フレーム構成されたデータを時間領域の信号に変換する。ガードインターバル付加部1006は、時間領域の信号に変換されたデータにガード期間を付加する。図26に示すように、このガード期間は、有効シンボルの後部を巡回的にシンボルの前部に複写したものである。すなわち、1シンボル期間は、ガード期間及びそれに続く有効シンボル期間から構成される。RF周波数変換部1007は、ガード期間が付加された信号をRF周波数に変換する。アンテナ1008は、RF周波数に変換された信号を送信する。
アンテナ1101が電波を受信し、チューナ部1102が所望のチャネルのOFDM信号を選択受信し、選択された帯域にダウンコンバートする。A/D変換部1103は、ダウンコンバートされたOFDM信号をA/D変換する。直交検波部1104は、A/D変換されたデジタル信号を直交検波する。同期部1105は、シンボル同期、サンプリング周波数同期、及び周波数同期等の同期処理を行うと共に、FFTの窓位置を決定する。FFT処理部1106は、時間領域の信号をFFT処理して周波数領域の信号に変換する。等化部1107は、FFT処理部1106が出力する周波数領域の信号から伝送路周波数応答を算出し、その伝送路周波数応答に基づいて周波数領域の信号を等化処理する。誤り訂正復号化部1108は、等化処理された信号に誤り訂正処理を行って、TS(Transport Stream)信号を出力する。
SP復調部1201は、図24に示すSP信号の配置に従って、FFT処理部1106が出力する周波数領域の信号からSP信号を抽出する。そして、SP復調部1201は、SP信号をそのキャリア位置で決定される特定のパターンで複素除算を行い、SP信号位置の伝送路特性推定値を出力する。シンボル補間部1202は、図29に示すように、SP信号位置の伝送路特性を時間軸方向に補間することで、3キャリア毎の伝送路特性推定値を出力する。キャリア補間部1203は、図30に示すように、3キャリア毎の伝送路特性を周波数軸方向に補間することにより、全キャリア位置での伝送路特性推定値を出力する。以上に示した伝送路推定法は、まず4シンボル毎のSP信号を用いて時間軸方向に補間する。以下、この方法を「4シンボル等化」と呼ぶ。
時間窓制御部1506は、新しいFFT窓位置を検出する期間、直交検波部1104が出力したOFDM時間領域信号を記憶し、読み出すようにバッファメモリ1502を制御する。そして、時間窓制御部1506は、制御用FFT1503に対して、FFT窓位置を設定する。制御用FFT1503は、OFDM周波数領域信号を出力し、制御用等化部1504が等化を行い、S/N算出部1505がS/Nを算出して受信品質として出力し、時間窓制御部1506が受信品質を記録する。時間窓制御部1506がFFT窓位置を順次変更し、以上の処理を繰り返す。最も良い受信品質であったFFT窓位置を新しいFFT窓位置として決定し、FFT処理部1106へ出力する。すなわち、バッファメモリ1502を用いることにより、同じOFDM時間領域信号に対してFFT窓位置を順次変更し、最も良い受信品質であったFFT窓位置を新しいFFT窓位置として決定する。
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態に係るOFDM受信装置100の構成を示す図である。第1の実施形態に係るOFDM受信装置100は、アンテナ1101と、チューナ部1102と、復調部103と、誤り訂正復号化部1108とを備える。復調部103は、A/D変換部1103と、直交検波部1104と、同期部101と、FFT処理部1106と、等化部102とを備える。
Fshift=Tg/2+(FFT窓位置−ガード相関重心位置) …[1]
Fshift= 0 (FFT窓位置(a))
Fshift=−Tg/2 (FFT窓位置(b))
Fshift= Tg/2 (FFT窓位置(c))
θi=2π(M−i)・Fshift/N …[2]
特に、プロファイルの各ビンの電力又は振幅と各ビンの遅延時間とがバランスした点である重心を用いることにより、プロファイルの遅延時間の広がりのみを考慮した特許文献3の発明よりも、より精度良く到来波の遅延プロファイルをキャリア補間フィルタの通過帯域内に収めることができる。
Fshift= 0 (FFT窓位置(a))
Fshift=−Tg/4 (FFT窓位置(b))
Fshift= Tg/4 (FFT窓位置(c))
図8は、本発明の第2の実施形態に係るOFDM受信装置200の構成を示す図である。第2の実施形態に係るOFDM受信装置200は、アンテナ1101と、チューナ部1102と、復調部203と、誤り訂正復号化部1108とを備える。復調部203は、A/D変換部1103と、直交検波部1104と、同期部101と、FFT処理部1106と、等化部202とを備える。
図12は、本発明の第3の実施形態に係るOFDM受信装置320の構成を示す図である。第3の実施形態に係るOFDM受信装置320は、アンテナ1101と、チューナ部1102と、復調部323と、誤り訂正復号化部1108とを備える。復調部323は、A/D変換部1103と、直交検波部1104と、同期部101と、FFT処理部321と、等化部322とを備える。
図15は、本発明の第4の実施形態に係るOFDM受信装置360の構成を示す図である。第4の実施形態に係るOFDM受信装置360は、アンテナ1101と、チューナ部1102と、復調部362と、誤り訂正復号化部1108とを備える。復調部362は、A/D変換部1103と、直交検波部1104と、同期部101と、FFT処理部321と、等化部361とを備える。
図19は、本発明の第5の実施形態に係るOFDM受信装置400の構成を示す図である。第5の実施形態に係るOFDM受信装置400は、アンテナ1101と、チューナ部1102と、復調部402と、誤り訂正復号化部1108とを備える。復調部402は、A/D変換部1103と、直交検波部1104と、同期部101と、FFT処理部1106と、等化部401とを備える。
図22は、本発明の第6の実施形態に係るOFDM受信装置430の構成を示す図である。第6の実施形態に係るOFDM受信装置430は、アンテナ1101と、チューナ部1102と、復調部432と、誤り訂正復号化部1108とを備える。復調部432は、A/D変換部1103と、直交検波部1104と、同期部101と、FFT処理部1106と、等化部431とを備える。
さらには、半導体技術の進歩又は派生する別技術によりLSIに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適応等が可能性としてありえる。
101、1105、1501 同期部
102、202、322、361、401、431、1107、1300、1400 等化部
103、203、323、362、432、1111 復調部
111、301、311、331、371、381、391、411、1203、1301 キャリア補間部
104、204、324、363、433 集積回路
121、302、312、421 補間フィルタ
131 遅延素子
132 乗算器
133、343、422 通過帯域シフト部
134、423 加算器
141 位相回転量算出部
142 複素回転演算部
321、1106 FFT処理部
341 複素遅延素子
342 複素乗算器
344 複素加算器
351 複素位相回転量算出部
352 複素回転演算部
441 遅延プロファイル検出部
1000 OFDM送信装置
1001 誤り訂正符号化部
1002 マッピング部
1003 インタリーブ部
1004 フレーム構成部
1005 IFFT処理部
1006 ガードインターバル付加部
1007 RF周波数変換部
1108 誤り訂正復号化部
1008、1101 アンテナ
1102 チューナ部
1103 A/D変換部
1104 直交検波部
1201 SP復調部
1202 シンボル補間部
1204 遅延部
1205 複素除算部
1401 振幅変動検出部
1402 切替部
1502 バッファメモリ
1503 制御用FFT
1504 制御用等化部
1505 S/N算出部
1506 時間窓制御部
Claims (12)
- OFDM信号を受信するOFDM受信装置であって、
時間領域の信号を周波数領域の信号に変換するフーリエ変換部と、
前記フーリエ変換部が出力する前記周波数領域の信号から伝送路周波数応答を算出し、当該伝送路周波数応答に基づいて前記周波数領域の信号を等化処理する等化部とを備え、
前記等化部は、前記伝送路周波数応答を算出する際、キャリア補間フィルタの通過帯域がOFDM信号のガード期間よりも狭い場合に、当該通過帯域に含まれる前記伝送路周波数応答のエネルギーが増加するように決定されるシフト量に基づいて、当該通過帯域をシフトさせる第1のキャリア補間部を含み、
前記第1のキャリア補間部は、OFDM信号の伝送路特性をキャリア方向に補間する、OFDM受信装置。 - 前記等化部は、
OFDM信号の伝送路特性をシンボル方向に補間するシンボル補間部と、
前記第1のキャリア補間部と異なる通過帯域を有し、前記シンボル補間部から出力されたOFDM信号の伝送路特性をキャリア方向に補間する第2のキャリア補間部と、
前記第1のキャリア補間部の出力及び前記第2のキャリア補間部の出力のいずれか1つを選択する切り替え部とをさらに備え、
前記第1のキャリア補間部は、OFDM信号のガード期間よりも狭い通過帯域を有し、
前記第2のキャリア補間部は、OFDM信号のガード期間よりも広い通過帯域を有する、請求項1に記載のOFDM受信装置。 - 同期を確立すると共に、到来波のプロファイル情報に基づいて前記シフト量を決定する同期部をさらに備え、
前記第1のキャリア補間部は、前記同期部が決定したシフト量に基づいて通過帯域をシフトさせる、請求項1又は2に記載のOFDM受信装置。 - 前記同期部は、前記OFDM信号のガード期間同士の相関を算出することにより、前記到来波のプロファイル情報を得る、請求項3に記載のOFDM受信装置。
- 前記同期部は、プロファイルの各ビンの電力又は振幅と各ビンの遅延時間とのバランスで定義されるガード相関重心の位置が、前記キャリア補間フィルタの通過帯域の中心の位置にシフトされるように、前記到来波のプロファイル情報から前記シフト量を決定する、請求項3又は4に記載のOFDM受信装置。
- 前記第1のキャリア補間部は、
入力を遅延する複数の遅延素子と、
前記複数の遅延素子の各出力とキャリア方向の補間処理の各係数とを乗算する複数の乗算器と、
前記複数の乗算器の各出力に対する前記シフト量に基づく位相回転量を各々算出し、前記複数の乗算器の各出力に対して前記位相回転量の分だけ各々位相回転を行う通過帯域シフト部と、
前記通過帯域シフト部の全出力を加算して出力する加算器とを含む、請求項1〜5のいずれかに記載のOFDM受信装置。 - 前記第1のキャリア補間部は、
入力を遅延する複数の遅延素子と、
前記複数の遅延素子の各出力に対する前記シフト量に基づく位相回転量を各々算出し、前記複数の遅延素子の各出力に対して前記位相回転量の分だけ各々位相回転を行う通過帯域シフト部と、
前記通過帯域シフト部の各出力とキャリア方向の補間処理の各係数とを乗算する複数の乗算器と、
前記複数の乗算器の全出力を加算して出力する加算器とを含む、請求項1〜5のいずれかに記載のOFDM受信装置。 - 前記第1のキャリア補間部は、
入力を遅延する複数の遅延素子と、
キャリア方向の補間処理の各係数と、
キャリア方向の補間処理の各係数に対する前記シフト量に基づく位相回転量を各々算出し、キャリア方向の補間処理の各係数に対して前記位相回転量の分だけ各々位相回転を行う通過帯域シフト部と、
前記複数の遅延素子の各出力と通過帯域シフト部の各出力とを乗算する複数の乗算器と、
前記複数の乗算器の全出力を加算して出力する加算器とを含む、請求項1〜5のいずれかに記載のOFDM受信装置。 - OFDM信号を受信するOFDM受信装置に用いられる集積回路であって、
時間領域の信号を周波数領域の信号に変換するフーリエ変換部、
前記フーリエ変換部が出力する前記周波数領域の信号から伝送路周波数応答を算出し、当該伝送路周波数応答に基づいて前記周波数領域の信号を等化処理すると共に、キャリア補間フィルタの通過帯域がOFDM信号のガード期間よりも狭い場合に、当該通過帯域に含まれる前記伝送路周波数応答のエネルギーが増加するように決定されるシフト量に基づいて、当該通過帯域をシフトさせる等化部、及び
前記等化部から出力される信号の誤りを訂正する誤り訂正部、として機能する回路を集積する、集積回路。 - OFDM信号を受信するOFDM受信回路であって、
選局された周波数チャネルの信号を選択受信するチューナ部と、
前記チューナ部で選択受信された信号を復調する復調部と、
前記復調部で復調された信号の誤りを訂正する誤り訂正部とを備え、
前記復調部は、
時間領域の信号を周波数領域の信号に変換するフーリエ変換部と、
前記フーリエ変換部が出力する前記周波数領域の信号から伝送路周波数応答を算出し、当該伝送路周波数応答に基づいて前記周波数領域の信号を等化処理する等化部とを備え、
前記等化部は、前記伝送路周波数応答を算出する際、キャリア補間フィルタの通過帯域がOFDM信号のガード期間よりも狭い場合に、当該通過帯域に含まれる前記伝送路周波数応答のエネルギーが増加するように決定されるシフト量に基づいて、当該通過帯域をシフトさせるキャリア補間部を含む、OFDM受信回路。 - OFDM信号を受信するOFDM受信方法であって、
時間領域の信号を周波数領域の信号に変換するステップと、
前記周波数領域の信号から伝送路周波数応答を算出し、当該伝送路周波数応答に基づいて前記周波数領域の信号を等化処理するステップと、
前記伝送路周波数応答を算出する際、キャリア補間フィルタの通過帯域がOFDM信号のガード期間よりも狭いか否かを判定するステップと
前記通過帯域が前記ガード期間よりも狭い場合に、前記通過帯域に含まれる前記伝送路周波数応答のエネルギーが増加するように決定されるシフト量に基づいて、当該通過帯域をシフトさせるステップとを含む、OFDM受信方法。 - 請求項11に記載のOFDM受信方法を実行するための信号処理手順を記載した、プログラム。
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