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JP3759448B2 - OFDM signal combining receiver - Google Patents
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing:直交周波数分割多重)方式を採用するデジタル放送やデジタル伝送のOFDM信号合成用受信装置に関し、特に、デジタル放送や無線LANなどの電波を受信する際に発生するフェージングや干渉波を除去するためのアダプティブ・アレー・アンテナ技術やダイバシティ合成技術を適用するOFDM信号合成用受信装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、アダプティブ・アレー・アンテナ技術は、ジョン リトヴァ、タイタスクォック−ヨン ロー著、「無線通信分野におけるデジタル・ビーム・フォーミング」、アーテク ハウス パブリッシャーズ、1996(”Digital Beam-forming in Wireless Communication”, John Litva, Titus Kwok-Yeung Lo, Artech House Publishers, 1996)、やシモン ハイキン(Simon Hykin)著、鈴木博訳、「適応フィルタ理論」、科学技術出版、2001などの著書に開示されている。アダプティブ・アレー・アンテナ技術では、受信状況に応じてアンテナ毎に重みをつけて、各アンテナで受信した信号を合成する(以下、ビームフォーミングという。)ことが行われる。
【0003】
これらの著書には、単一キャリアのPSK (Phase Shift Keying )や多値QAM (Quadrature Amplitude Modulation ) などのデジタル伝送方式において、LMS(Least Mean Square)アルゴリズムやRLS(Recursive least squares)アルゴリズムを適用したアダプティブ・アレー・アンテナや伝送路等化器について、詳細に述べられている。
【0004】
一方、OFDM信号を受信する際のアダプティブ・アレー・アンテナ技術としては、堀智、菊間信良、稲垣直樹著、「OFDMにおけるガード区間を利用したMMSEアダプティブアレー」信学技報、AP2001−50(2001−07)(以下、文献1という。)、西川徹、原嘉孝、原晋介著、「移動通信におけるOFDM用アダプティブアレーの検討」、信学技報、RCS−2000−232(2001−03)(以下、文献2という。)、藤井威生、中川正雄著、「スマートアンテナを用いたOFDM室内複局同一周波数同時送信システム」、信学技報、RCS2000−83(2000−07)(以下、文献3という。)などがある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記文献1に開示された技術では、受信波に希望波のマルチパス成分が混入することによる周波数選択性ひずみが生じる場合、OFDM信号を構成する各サブキャリアの受信状況が異なり、個々のサブキャリアについてのビームフォーミングに最適な重み付け係数が異なるため、全てのサブキャリアについて好適なビームフォーミングができず、良好に希望波の信号を再生できないという問題がある。
また、上記文献2に開示された技術は、実際に信号の伝送に用いていないバーチャルサブキャリアを監視して各アレーアンテナの合成重み付け係数(または、ビームフォーミングのための重み付け係数)を決定するものであり、上記文献1に開示された技術と同様な問題を有する。
【0006】
一方、上記文献3に開示された技術は、アレーアンテナ毎にOFDM信号を高速フーリエ変換(Fast Fourier Transform)し、高速フーリエ変換後のサブキャリア毎にRLSアルゴリズムを適用して合成する構成をとっている。このようなアルゴリズムを適用することによって、最適ビームパターンをサブキャリア毎に形成するため、伝搬路のマルチパスによる周波数選択性ひずみの影響に対して強くなる。そして、上記文献3に開示された技術におけるトレーニング(パイロット)信号(以下、パイロット信号という。)は、キャリア方向にもシンボル方向にも一定の間隔をおいて均一に配置されているパイロット信号に基づいて、サブキャリア毎に各アレーアンテナの合成重み付け係数を算出している。
【0007】
しかし、現状の地上デジタルテレビジョン放送の放送方式である ISDB−T(Integrated Services Digital Broadcasting - Terrestrial)や DVB−T(Digital Video Broadcasting - Terrestrial)方式は、OFDM方式を採用しており、スキャッタードパイロット(Scattered Pilot、以下、SPという。)信号 とよばれる信号が挿入されている。このSP信号は、図8に示すようにキャリア方向にもシンボル方向にもパイロットキャリアが分散された配置となっており、文献3に開示された技術をそのまま適用できないという問題があった。
【0008】
本発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、SP信号に基づいてOFDM信号のサブキャリア毎にアレーアンテナからの信号を最適に合成することを可能にすることによって、マルチパス成分の混入による周波数選択性ひずみが発生する状況下でも希望波の信号を良好に再生できるOFDM信号合成用受信装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
以上の点を考慮して、請求項1に係る発明は、受信アンテナを構成する複数のアンテナブランチの各々がOFDM信号を受信し、前記OFDM信号を構成する信号のうち、前記アンテナブランチ間で相互に対比される信号を特定するための、シンボル番号とサブキャリアの番号であるキャリア番号のいずれもが同一の信号を合成するための受信装置において、前記アンテナブランチ毎に受信された前記OFDM信号に対し、高速フーリエ変換処理を施してOFDMスペクトルを生成するための手段と、前記各アンテナブランチについてのOFDMスペクトルから、前記シンボル番号および前記キャリア番号のいずれもが同一の、スキャッタード・パイロット信号であるSP信号を抽出するためのパイロットキャリア抽出手段と、同一シンボル番号かつ同一キャリア番号によって特定される各SP信号に、前記各SP信号を特定するためのキャリア番号およびアンテナブランチの番号であるブランチ番号に応じて合成重み付け係数をかけ、前記サブキャリア毎に加算して合成信号を生成するためのパイロットキャリア合成手段と、前記合成信号を特定するためのシンボル番号と前記合成信号を特定するためのキャリア番号とによって特定される前記SP信号が示す値に関する所定の情報である基準合成値を発生するためのパイロット信号発生手段と、前記基準合成値から、前記基準合成値と前記合成信号とを特定するためのシンボル番号およびキャリア番号のいずれもが同一の前記合成信号が示す値を、差し引いて得られる値である推定誤差を生成するための手段と、前記推定誤差と、および前記SP信号が割り当てられたサブキャリアであるSPキャリア番号とに応じて、SPキャリア毎に前記各アンテナブランチについての合成重み付け係数を生成するための係数更新手段と、前記係数更新手段によって生成された各合成重み付け係数に基づいてシンボル番号およびキャリア番号に関する所定の補間処理を施し、同一シンボル番号と同一ブランチ番号によって特定される合成重み付け係数ベクトルであって、キャリア番号に応じた合成重み付け係数を要素とする合成重み付け係数ベクトルを生成するための内挿手段と、前記OFDM信号を構成する各信号に、そのOFDM信号を構成する信号を特定するためのシンボル番号とキャリア番号に等しいシンボル番号とキャリア番号によって特定される合成重み付け係数をかけて得られる値を、前記キャリア番号方向について加算することによって合成信号を生成するためのキャリア合成手段とを備え、前記パイロットキャリア合成手段がかける所定の合成重み付け係数は、前記係数更新手段によって生成された合成重み付け係数である構成を有している。
【0010】
この構成により、パイロット信号が均一に挿入されていないスキャッタード・パイロット信号に基づいてOFDM信号のサブキャリア毎にアレーアンテナからの信号を最適に合成することを可能にすることによって、マルチパス成分の混入による周波数選択性ひずみが発生する状況下でも希望波の信号を良好に再生できるOFDM信号合成用受信装置を実現できる。
【0011】
また、請求項2に係る発明は、受信アンテナを構成する複数のアンテナブランチの各々がOFDM信号を受信し、前記OFDM信号を構成する信号のうち、前記アンテナブランチ間で相互に対比される信号を特定するための、シンボル番号とサブキャリアの番号であるキャリア番号のいずれもが同一の信号を合成するための受信装置において、前記アンテナブランチ毎に受信された前記OFDM信号に対し、高速フーリエ変換処理を施してOFDMスペクトルを生成するための手段と、前記各アンテナブランチについてのOFDMスペクトルから、前記シンボル番号および前記キャリア番号のいずれもが同一の、スキャッタード・パイロット信号であるSP信号を抽出するためのパイロットキャリア抽出手段と、同一シンボル番号かつ同一キャリア番号によって特定される各SP信号に、前記各SP信号を特定するためのキャリア番号およびアンテナブランチの番号であるブランチ番号に応じて合成重み付け係数をかけ、前記サブキャリア毎に加算して合成信号を生成するためのパイロットキャリア合成手段と、前記合成信号を特定するためのシンボル番号と前記合成信号を特定するためのキャリア番号とによって特定される前記SP信号が示す値に関する所定の情報である基準合成値を発生するためのパイロット信号発生手段と、前記基準合成値から、前記基準合成値と前記合成信号とを特定するためのシンボル番号およびキャリア番号のいずれもが同一の前記合成信号が示す値を、差し引いて得られる値である推定誤差を生成するための手段と、前記推定誤差と、および前記SP信号が割り当てられたサブキャリアであるSPキャリア番号とに応じて、SPキャリア毎に前記各アンテナブランチについての合成重み付け係数を生成するための係数更新手段と、前記係数更新手段によって生成された前記SPキャリア毎の、前記各アンテナブランチについての合成重み付け係数に対して所定の補間処理を施すことによって、前記SPキャリア以外のサブキャリアであるデータキャリアについての合成重み付け係数を生成し、前記アンテナブランチ毎の、前記各キャリアについての合成重み付け係数に変換し、逆フーリエ変換処理を施してフィルタ係数ベクトルを生成するための内挿手段と、前記アンテナブランチ毎に、同一シンボル番号の前記OFDM信号を構成する各キャリアの信号が示す値と対応する前記フィルタ係数ベクトルとで所定の畳み込み積分処理を施し、加算することによって合成信号を生成するための時間領域合成手段とを備え、前記パイロットキャリア合成手段がかける所定の合成重み付け係数は、前記係数更新手段によって生成された合成重み付け係数である構成を有している。
【0012】
この構成により、パイロット信号が均一に挿入されていないスキャッタード・パイロット信号に基づいてOFDM信号のサブキャリア毎にアレーアンテナからの信号を最適に合成することを可能にすることによって、マルチパス成分の混入による周波数選択性ひずみが発生する状況下でも希望波の信号を良好に再生できるOFDM信号合成用受信装置を実現できる。
【0013】
また、請求項3に係る発明は、前記係数更新手段は、LMS(Least Mean Square)アルゴリズムまたはRLSアルゴリズム(Recursive Least Squares)に基づいて前記合成重み付け係数を生成する構成を有している。
この構成により、パイロット信号が均一に挿入されていないスキャッタード・パイロット信号に基づいてOFDM信号のサブキャリア毎にアレーアンテナからの信号を最適に合成することを可能にすることによって、マルチパス成分の混入による周波数選択性ひずみが発生する状況下でも希望波の信号を良好に再生できるOFDM信号合成用受信装置を実現できる。
【0014】
また、請求項4に係る発明は、前記フィルタ係数ベクトルはトランスバーサルフィルタ係数ベクトルであり、前記時間領域合成手段はトランスバーサルフィルタと加算手段とによって構成され、前記トランスバーサルフィルタは、前記アンテナブランチ毎に、前記トランスバーサルフィルタ係数ベクトルと前記OFDM信号が示す値との所定の畳み込み積分処理を施し、前記加算手段は、前記畳み込み積分処理によって得られた値を積算して合成信号とする構成を有している。
【0015】
この構成により、パイロット信号が均一に挿入されていないスキャッタード・パイロット信号に基づいてOFDM信号のサブキャリア毎にアレーアンテナからの信号を最適に合成することを可能にすることによって、マルチパス成分の混入による周波数選択性ひずみが発生する状況下でも希望波の信号を良好に再生できるOFDM信号合成用受信装置を実現できる。
【0016】
また、請求項5に係る発明は、前記内挿手段は、シンボル間内挿手段と逆フーリエ変換手段とによって構成され、前記シンボル間内挿手段は、合成重み付け係数に対し、シンボル番号に関して所定の補間処理を施すための手段であり、前記逆フーリエ変換手段は、シンボル番号に関して前記補間処理が施された合成重み付け係数ベクトルに対して逆フーリエ変換処理を施して前記トランスバーサルフィルタ係数ベクトルを生成するための手段である構成を有している。
【0017】
この構成により、パイロット信号が均一に挿入されていないスキャッタード・パイロット信号に基づいてOFDM信号のサブキャリア毎にアレーアンテナからの信号を最適に合成することを可能にすることによって、マルチパス成分の混入による周波数選択性ひずみが発生する状況下でも希望波の信号を良好に再生できるOFDM信号合成用受信装置を実現できる。
【0018】
また、請求項6に係る発明は、前記内挿手段は、シンボル間内挿手段とキャリア間内挿手段と逆フーリエ変換手段とによって構成され、前記シンボル間内挿手段は、合成重み付け係数に対し、シンボル番号に関して所定の補間処理を施すための手段であり、前記キャリア間内挿手段は、前記補間処理によって得られた合成重み付け係数ベクトルに対し、キャリア番号に関して所定の補間処理を施すための手段であり、前記逆フーリエ変換手段は、シンボル番号に関して前記補間処理が施され、かつキャリア番号に関して前記補間処理が施された前記合成重み付け係数ベクトルに対して逆フーリエ変換処理を施して前記トランスバーサルフィルタ係数ベクトルを生成するための手段である構成を有している。
【0019】
この構成により、パイロット信号が均一に挿入されていないスキャッタード・パイロット信号に基づいてOFDM信号のサブキャリア毎にアレーアンテナからの信号を最適に合成することを可能にすることによって、マルチパス成分の混入による周波数選択性ひずみが発生する状況下でも希望波の信号を良好に再生できるOFDM信号合成用受信装置を実現できる。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明のOFDM信号合成用受信装置について説明する。
図1は、本発明の第1の実施の形態に係るOFDM信号合成用受信装置100の概略の構成を示すブロック図である。OFDM信号合成用受信装置100は、アンテナブランチ0〜(L−1)、高速フーリエ変換(以下、FFT(Fast Fourier Transform)という。)手段101(0)〜101(L−1)、パイロットキャリア抽出手段110、キャリア合成手段120、パイロットキャリア合成手段130、係数更新手段140、差分演算手段150、パイロット信号発生手段160、および内挿手段170によって構成される。
【0021】
各構成手段の説明に入る前に、用語、記号、定義、その他について説明する。地上デジタルテレビジョン放送の放送方式であるISDB−T(Integrated Services Digital Broadcasting - Terrestrial)方式やDVB−T(Digital Video Broadcasting - Terrestrial)方式において送信する信号には、スキャッタード・パイロット(Scattered Pilot、以下、SPという。)信号とよばれる基準信号が挿入されている。図8にキャリア−シンボル空間におけるSP信号の配置を示す。図8において、SP信号を黒丸で、その他の信号であるデータ信号を白抜きの丸で表す。
【0022】
また、以下では、受信アンテナを構成するアンテナブランチ(以下、単にブランチという。)の数Lをブランチ数といい、任意のブランチに付した番号であるブランチ番号をlとする(0≦l≦L−1)。また、OFDM信号を構成するサブキャリアの総数をK(Kは奇数)とし、任意のサブキャリアに付した番号(以下、単にキャリア番号という。)をkで表す(0≦k≦K−1)。さらに、OFDM信号を構成する任意のシンボルに付した番号(概ね、時刻に対応する。以下、これをシンボル番号という。)をiとする。
【0023】
図8に示す信号の配置において、シンボル番号をiとしたときに、SP信号となっているキャリア(以下、SPキャリアという。)のキャリア番号をkpとすると(以下、SPキャリアのキャリア番号のことをSPキャリア番号ともいう。)、SPキャリア番号kpは以下の式(1)で定義される。
【数1】

Figure 0003759448
ここで、(imod4)はiを4で除算したときの余りを表し、pは非負整数である。
【0024】
また、任意のシンボル番号i、キャリア番号kで特定されるOFDM信号ベクトル k(i)を以下の式(2)によって定義し、任意のシンボル番号i、ブランチ番号lで特定されるOFDM信号ベクトル l(i)を以下の式(3)によって定義する。
【数2】
Figure 0003759448
ここで、ul,k(i)は、OFDM信号の周波数スペクトル(以下、OFDMスペクトルという。)中のブランチ番号l、キャリア番号k、およびシンボル番号iで特定される信号であり、Tは転置ベクトルを表す。
【0025】
また、OFDMスペクトルの合成信号yk(i)を以下の式(4)によって定義する。
【数3】
Figure 0003759448
ここで、 b k(i)はキャリア番号k、ブランチ番号lによって特定される合成重み付け係数ベクトルであり、以下の式(5)によって定義され、Hは複素共役転置ベクトルを表す。
【数4】
Figure 0003759448
ここで、wl,k(i)はブランチ番号l、スペクトル番号k、およびシンボル番号iによって特定される重み係数である。
【0026】
次に、上記の式(5)で表される合成重み付け係数ベクトル b k(i)をLMSアルゴリズムを適用して更新する方法について説明する。
時刻i、すなわちシンボル番号iにおけるキャリア番号kpで指定されるSP信号のブランチ方向についての合計値dkp(i)と、シンボル番号i、キャリア番号kpで特定されるSP信号の合成信号ykp(i)との差(以下、事後推定誤差という。)ekp(i)は、以下の式(6)によって表される。
【数5】
Figure 0003759448
【0027】
同一のSPキャリア番号については、4シンボル周期でSP信号が繰り返されるため、シンボル番号iを基準に更新される次のSP信号のシンボル番号をi+4とする。そして、キャリア番号kpによって特定される合成重み付け係数ベクトルの更新値 b kp(i+4)を以下の式(7)で定義する。
【数6】
Figure 0003759448
ここで、μはステップ・サイズ・パラメータと呼ばれる更新の前後の変化量を規定するパラメータであり、* は複素共役を表す。
【0028】
SP信号以外のシンボル−キャリア空間における信号であるデータ信号の合成に用いる合成重み付け係数ベクトル b k(i)は、このようにして算出された、各シンボル番号iと各SPキャリア番号kpとで特定される合成重み付け係数ベクトル b kp(i)および b kp(i+4)に基づいて補間によって生成されるものとする。補間の方法については後述する。
【0029】
以下、OFDM信号合成用受信装置100の各構成手段について説明する。
FFT手段101(0)は、ブランチ(図1には、アンテナとして示す。)0で受信したOFDM信号に、公知の高速フーリエ変換処理(以下、FFT処理という。)を施し、FFT処理によって得られたOFDM信号の周波数スペクトル(以下、OFDMスペクトルという。)から抽出したOFDM信号ベクトル l(i)(上記の式(3)を参照)、OFDM信号が受信された時刻であるシンボル番号iの情報、ブランチ番号lその他の必要な情報をパイロットキャリア抽出手段110およびキャリア合成手段120に出力するための手段である。
【0030】
以下、特に断らない限り、ブランチ番号l等の添字、シンボル番号i等の引数が付された、OFDM信号ベクトル等の信号または情報等を入出力すると記載されている場合は、それを特定するために必要な添字、引数等はその信号等に伴って入出力されるものとし、その記載を省略する。
FFT手段101(1)〜101(L−1)は、各々、ブランチ1〜(L−1)で受信したOFDM信号に上記FFT手段101(0)が行う処理と同様の処理を施す。
【0031】
パイロットキャリア抽出手段110は、FFT手段101(0)〜101(L−1)から出力された各OFDM信号ベクトル l(i)を入力とし、シンボル番号がiのときのSP信号を、上記の式(1)に示すSPキャリア番号kpで特定されるキャリアの信号として、入力された各OFDM信号ベクトル l(i)から抜き出し、抜き出した各ブランチのSP信号ul,k(i)を上記の式(2)に示すように配列して、OFDM信号ベクトル k(i)を生成し、各OFDM信号ベクトル k(i)をパイロットキャリア合成手段130および表示部140に出力するための手段である。
【0032】
キャリア合成手段120は、FFT手段101(0)〜101(L−1)から出力された各OFDM信号ベクトル l(i)と後述する内挿手段170から出力される合成重み付け係数ベクトル b k(i)とを入力とし、上記の式(2)、式(4)、および式(5)に基づいて合成信号yk(i)を形成し、合成信号yk(i)を外部に出力するための手段である。
【0033】
以下、キャリア合成手段120において用いる合成重み付け係数ベクトル b k(i)を生成するためにパイロットキャリア合成手段130、係数更新手段140、差分演算手段150、パイロット信号発生手段160、および内挿手段170が行う処理について説明する。
【0034】
パイロットキャリア合成手段130は、パイロットキャリア抽出手段110から出力される各OFDM信号ベクトル k(i)と後述する係数更新手段140から出力される合成重み付け係数ベクトル b kp(i)とを入力とし、上記の式(4)に基づいて合成信号ykp(i)を生成して差分演算手段150に出力すると共に、入力された合成重み付け係数ベクトル b kp(i)を内挿手段170に出力し、シンボル番号iの情報およびキャリア番号kpの情報をパイロット信号発生手段160に出力するための手段である。
【0035】
パイロット信号発生手段160は、予めOFDM信号に挿入されるSP信号の値に対応する所定の値(以下、基準合成値という。)dk(i)をシンボル番号i、SPキャリア番号kpに対応させて記憶しておき、パイロットキャリア合成手段130から出力されたシンボル番号iの情報およびSPキャリア番号kpの情報を入力とし、入力されたこれらの情報に基づいてシンボル番号iおよびSPキャリア番号kpによって特定される基準合成値dkp(i)を後述する差分演算手段150に出力するための手段である。
【0036】
差分演算手段150は、パイロットキャリア合成手段130から出力される合成信号ykp(i)とパイロット信号発生手段160から出力される基準合成値dkp(i)とを入力とし、上記の式(6)に示す事後推定誤差ekp(i)を算出し、後述する係数更新手段140に出力するための手段である。
【0037】
係数更新手段140は、パイロットキャリア抽出手段110から出力されたOFDM信号ベクトル kp(i)および差分演算手段150から出力される事後推定誤差ekp(i)を入力とし、上記の式(7)に基づいて合成重み付け係数ベクトル b kp(i)の更新を行い、更新によって得られた合成重み付け係数ベクトル b kp(i+4)をパイロットキャリア合成手段130に出力するための手段である。ここで、係数更新手段140は、シンボル番号iでの更新処理が完了した場合、更新処理によって得られた合成重み付け係数ベクトル b kp(i+4)を次の処理のために記憶しておくのでも良い。なお、最初に行う更新処理に用いる合成重み付け係数ベクトル b kp(0)の値としては、所定の値を記録しておくのでも、その他の方法で生成するのでも良い。
【0038】
内挿手段170は、パイロットキャリア合成手段130から出力された合成重み付け係数ベクトル b kp(i)および b kp(i+4)を入力とし、キャリア合成手段120が合成信号yk(i)を形成するために用いる合成重み付け係数ベクトル b k(i)を補間によって生成し、キャリア合成手段120に出力するための手段である。
【0039】
OFDM信号合成用受信装置100を図2に示す構成のOFDM信号合成用受信装置200とすることにより、内挿手段170をシンボル間内挿手段277およびキャリア間内挿手段278で構成し、内挿手段170が行う補間処理をシンボル軸方向とキャリア軸方向に分けて行うことも可能である。以下に説明する。
【0040】
初めに、シンボル軸方向についての補間方法について説明する。シンボル軸方向についての補間方法の具体例として、最新値保持法と直線内挿法とについて説明する。
ここでの最新値保持法は、以下の式(8)に示すように、上記の式(7)に示す合成重み付け係数ベクトル b kp(i+4)の値を、合成重み付け係数ベクトル b kp(i+1)、 b kp(i+2)、 b kp(i+3)に代入するものである。言うまでもなく上記の式(7)に示された合成重み付け係数ベクトル b kp(i+4)は、シンボル軸方向の更新処理によって得られたものである。また、シンボル番号(i+1)、 (i+2)、および (i+3)は、更新前のシンボル番号iと更新後のシンボル番号i+4の間の点である。
【数7】
Figure 0003759448
【0041】
次に、直線内挿法は、はじめに以下の式(9)に従ってΔ b kp(i)を生成し、シンボル番号iとi+4との間のシンボル番号のSP信号についての合成重み付け係数ベクトル b kp(i+1)、 b kp(i+2)、 b kp(i+3)の値を式(10)〜(12)に従って、算出するものである。
【数8】
Figure 0003759448
【0042】
このシンボル軸方向の内挿により、受信した時にキャリア軸方向に12キャリア周期でSP信号が挿入されていたのが3キャリア周期でSP信号が挿入されたのと同等になる。すなわち、補完後のSPキャリア番号は、上記の式(1)の替わりに以下の式(13)によって表されることになる。
【数9】
Figure 0003759448
ここで、pは、上記の式(1)と同様に非負整数である。
【0043】
シンボル間内挿手段277は、パイロットキャリア合成手段130から出力された合成重み付け係数ベクトル b kp(i)および b kp(i+4)を入力とし、シンボル番号iとi+4との間のシンボル番号の合成重み付け係数ベクトル b kp(i+1)、 b kp(i+2)、 b kp(i+3)の値を上記の式(8)、または上記の式(9)〜(13)に示す値として生成するのでもよい。補間によって得られた合成重み付け係数ベクトル b kp(i+1)、 b kp(i+2)、 b kp(i+3)の情報は、キャリア間内挿手段278に出力される。なお、シンボル軸方向の補間方法については、上記の方法以外の方法でも良い。
【0044】
次に、キャリア軸方向についての補間方法の具体例として、直線内挿法、FFT補間法、および畳み込み補間法の3つの方法について説明する。
まず、直線内挿法について説明する。
シンボル軸方向の内挿によりSP信号はキャリア軸方向に3キャリア周期に挿入される。直線内挿法は、はじめに以下の式(14)に従ってδ b kp(i)を生成し、キャリア番号kpとkp+3との間のキャリア番号のSP信号についての合成重み付け係数ベクトル b kp+1(i)、 b kp+2(i)の値を式(14)〜(16)に従って、算出するものである。
【数10】
Figure 0003759448
【0045】
このキャリア軸方向の内挿により全てのSP信号についての合成重み付け係数ベクトル b k(i)が求められる。しかしながら、直線内挿法は1次の近似法であり、近似の精度が良好でない場合があるため、直線内挿法に替わる次のFFT補間法について以下に説明する。
【0046】
合成重み付け係数ベクトル b k(i)は、上記の式(5)に示すように、ブランチ軸方向のL個の要素で構成されていた。ここでは、キャリア軸方向の合成重み付け係数ベクトル c l(i)を以下の式(17)によって定義する。
【数11】
Figure 0003759448
【0047】
ここで、上記キャリア軸方向の合成重み付け係数ベクトル c l(i)の各構成要素のうち、上記の式(13)に示すSPキャリア番号以外のキャリア番号によって特定される要素に0を詰める。すなわち、以下の式(18)に示すWl,k(i)を用いて以下の式(19)に示すような構成の係数ベクトル c l(i)を定義する。なお、このようにすることを零内挿という。
【数12】
Figure 0003759448
【0048】
次に、係数ベクトル c l(i)に対して逆高速フーリエ変換(以下、IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)という。)処理を施す。その際、IFFT処理対象のポイント数を N = 2n とする。ここで、νは自然数であり、N>Kの条件が成立するものとする。IFFT処理後に得られる任意のインパルスに付した番号であるインパルス番号(整数)をnとする。ここで、nの範囲を以下の式(20)に示す範囲とする。
【数13】
Figure 0003759448
【0049】
ここで、係数ベクトル c l(i)をNポイント数の係数ベクトルとするために、係数ベクトル c l(i)の左端に(N−K−1)/2個の零からなる零ベクトルを挿入し、係数ベクトル c l(i)の右端に{(N−K−1)/2}+1個の零からなる零ベクトルを挿入し、以下の式(21)に示す係数ベクトルを生成する。
【数14】
Figure 0003759448
ここで、は以下の式(22)で定義される0ベクトルである。
【数15】
Figure 0003759448
【0050】
上記の式(21)に示すように、係数ベクトル c l(i)の端、すなわちOFDM信号帯域両端にベクトルを詰めるのではなく、0ベクトルの替わりに帯域の端のパイロット信号にかけられる重みを詰めて外挿することで、合成重み付け係数ベクトルのOFDM信号帯域端の誤差を低減することができる。外挿の様子を図9に示す。すなわち、図9には、以下の式(23)〜(25)に示すように、OFDM信号帯域の左端に(N−K−1)/2個の要素からなるベクトルを挿入し、かつ、OFDM信号帯域の右端に{(N−K−1)/2}+1個の要素からなるベクトルを挿入した様子を示す。なお、以下の式(23)に示すベクトルを改めて係数ベクトル c l(i)と呼ぶことにする。
【0051】
【数16】
Figure 0003759448
【0052】
このようして形成した上記の式(23)に示す係数ベクトル c l(i)に対しブランチ毎にIFFT処理を施す。このIFFT処理によって得られたベクトルをインパルス応答ベクトル lという。換言すれば、係数ベクトル c l(i)を以下の式(26)で定義する変換をしてインパルス応答ベクトル lを生成することである。
【数17】
Figure 0003759448
【0053】
ここで、インパルス応答ベクトル lを以下の式(27)に示すように定義する。
【数18】
Figure 0003759448
インパルス応答ベクトル lの一例を図10に引用記号1001が指す曲線として模式的に示す。
【0054】
いわゆるエイリアシングを除去するために、以下の処理を行う。その処理の説明に入る前に、フィルタ係数ベクトルを以下の式(28)で定義しておく。
【数19】
Figure 0003759448
フィルタ係数ベクトルの一例を図10に引用記号1002が指す曲線として模式的に示す。
【0055】
エイリアシングを除去するため、以下の式(29)に示すようにインパルス応答ベクトル lとフィルタ係数ベクトルとを要素毎に積をとり、FFT処理を施す(以下の式における記号「●」は、要素毎の積を表すものとする。)。
【数20】
Figure 0003759448
【0056】
これによって、補間された合成重み付け係数ベクトル c l(i)が生成される。そして、このようにして合成重み付け係数ベクトル c l(i)を全てのブランチについて生成することで、生成された全てのブランチの合成重み付け係数ベクトル c l(i)のデータからキャリア軸方向に補間された合成重み付け係数ベクトル b k(i)を生成することができる。
【0057】
次に、畳み込み補間法について説明する。
はじめに、フィルタ係数ベクトルのインパルス応答ベクトル(以下、のインパルス応答ベクトルという。)を以下の式(30)で定義する。
【数21】
Figure 0003759448
そして、のインパルス応答ベクトルを以下の式(31)に示すベクトルとして表すこととする。
【数22】
Figure 0003759448
【0058】
フィルタ係数ベクトルの特性を矩形ではなく両端で緩やかに0に向かって減衰するような特性とすると、のインパルス応答ベクトルの特性も両端で概ね零が連続するような特性となり、のインパルス応答ベクトルの要素数を以下の式(32)に示すようにN個からM個に低減できる。
【数23】
Figure 0003759448
【0059】
このように定義されたのインパルス応答ベクトルと上記の式(19)で定義された係数ベクトル c l(i)を用いて以下の式(33)に示すように畳み込み演算をすることによって、任意のキャリア番号kおよび任意のブランチ番号lで特定される合成重み付け係数Wl,k(i)を生成することができる。
【数24】
Figure 0003759448
【0060】
このようにして生成した合成重み付け係数Wl,k(i)を上記の式(5)のwl,k(i)に代入することによって、キャリア軸方向に補間された合成重み付け係数ベクトル b k(i)を生成することができる。
なお、キャリア軸方向の補間方法については、上記の方法以外の方法でも良い。
【0061】
キャリア間内挿手段278は、シンボル間内挿手段277から出力されたシンボル軸方向について補間された合成重み付け係数ベクトルを入力とし、上記の直線内挿法、FFT補間法、畳み込み補間法その他の補間方法によってキャリア軸方向に補間された合成重み付け係数ベクトル b k(i)を生成し、キャリア合成手段120に出力するための手段である。
【0062】
以上説明したように、本発明の第1の実施の形態に係るOFDM信号合成用受信装置100は、SP信号に基づいてOFDM信号のサブキャリア毎にアレーアンテナからの信号を最適に合成することを可能にすることによって、マルチパス成分の混入による周波数選択性ひずみが発生する状況下でも希望波の信号を良好に再生できる。
【0063】
図3は、本発明の第2の実施の形態に係るOFDM信号合成用受信装置300の概略の構成を示すブロック図である。第2の実施の形態のOFDM信号合成用受信装置300は、RLS(Recursive Least Squares)アルゴリズムを適用して合成重み付け係数を生成するものである。以下に、図面を参照して説明する。
【0064】
OFDM信号合成用受信装置100は、アンテナブランチ0〜(L−1)、高速フーリエ変換(以下、FFT(Fast Fourier Transform)という。)手段101(0)〜101(L−1)、パイロットキャリア抽出手段110、キャリア合成手段120、パイロットキャリア合成手段330、係数更新手段340、差分演算手段150、パイロット信号発生手段160、シンボル間内挿手段277およびキャリア間内挿手段278によって構成される。
【0065】
なお、OFDM信号合成用受信装置300を構成する手段のうち、本発明の第1の実施の形態に係るOFDM信号合成用受信装置100における構成手段と同様の処理を行うものには同一の引用番号を付し、その説明を省略する。
また、OFDM信号ベクトル k(i)、合成重み付け係数ベクトル b k(i)、SP信号のキャリア番号kp等の、本発明の第1の実施の形態において定義した記号や用語等と同一の記号等は、本発明の第2の実施の形態においても同一の定義とする。
【0066】
本発明の第2の実施の形態において、OFDMスペクトルの合成信号yk(i)を以下の式(34)に示すように定義する。
【数25】
Figure 0003759448
合成信号yk(i)の生成にシンボル番号が(i−4)の合成重み付け係数ベクトルが係るのは、シンボル番号iの直前のSP信号が存在するシンボル番号は(i−4)だからである。
【0067】
以下、この合成重み付け係数ベクトル b k(i)を生成する方法について説明する。
はじめに、SP信号の合成重み付け係数ベクトル b kp(i)の生成について説明する。SP信号の合成重み付け係数ベクトルは、RLSアルゴリズムを適用して以下の式(35)に示すように生成される。
【数26】
Figure 0003759448
【0068】
ここで、 kp(i)は以下の式(36)に示すように定義されるゲインベクトルであり、ξkp(i)は以下の式(37)に示すように定義される事前推定誤差である。
【数27】
Figure 0003759448
【0069】
ただし、λ-1は忘却係数であり、 kp(i)は以下の式(38)に示すように定義されるL×Lの相関逆行列であり、dkp(i)は本発明の第1の実施の形態において定義した基準合成値である。
【数28】
Figure 0003759448
【0070】
以下、本発明の第1の実施の形態と同様に、特に断らない限り、ブランチ番号l等の添字、シンボル番号i等の引数が付された、OFDM信号ベクトル等の信号または情報等を入出力すると記載されている場合は、それを特定するために必要な添字、引数等はその信号等に伴って入出力されるものとし、その記載を省略する。
【0071】
パイロットキャリア合成手段330は、パイロットキャリア抽出手段110から出力される各OFDM信号ベクトル k(i)と後述する係数更新手段340から出力される合成重み付け係数ベクトル b kp(i−4)とを入力とし、上記の式(34)に基づいて合成信号ykp(i)を生成して差分演算手段150に出力すると共に、入力された合成重み付け係数ベクトル b kp(i−4)を内挿手段170に出力し、シンボル番号iの情報およびキャリア番号kpの情報をパイロット信号発生手段160に出力するための手段である。
【0072】
係数更新手段340は、パイロットキャリア抽出手段110から出力されるOFDM信号ベクトル kp(i)および差分演算手段150から出力される事前推定誤差ξkp(i)を入力とし、上記の式(35)〜(38)に基づいて合成重み付け係数ベクトル b kp(i−4)の更新を行い、更新によって得られた合成重み付け係数ベクトル b kp(i)をパイロットキャリア合成手段330に出力するための手段である。ここで、係数更新手段340は、シンボル番号i−4での更新処理が完了した場合、更新処理によって得られた合成重み付け係数ベクトル b kp(i)を次の処理のために記憶しておくのでも良い。なお、最初に行う更新処理に用いる合成重み付け係数ベクトルの値としては、所定の値を記録しておくのでも、その他の方法で生成するのでも良い。
【0073】
シンボル間内挿手段277は、パイロットキャリア合成手段330から出力された合成重み付け係数ベクトル b kp(i−4)および b kp(i)を入力とし、シンボル番号i−4とiとの間のシンボル番号のSP信号についての合成重み付け係数ベクトル b kp(i−3)、 b kp(i−2)、 b kp(i−1)の値を以下の式(7)、または以下の式(8)〜(12)に示す値として生成するのでもよい。補間によって得られた合成重み付け係数ベクトル b kp(i−1)、 b kp(i−2)、 b kp(i−3)の情報は、キャリア間内挿手段278に出力される。なお、シンボル軸方向の補間方法については、上記の方法以外の方法でも良い。
【0074】
本発明の第2の実施の形態でも本発明の第1の実施の形態と同様に、シンボル軸方向についての補間方法として最新値保持法と直線内挿法を用いることができる。また、他の方法であっても良いことは当然のことである。
本発明の第2の実施の形態では、最新値保持法は、以下の式(39)に示すように、上記の式(38)に示す合成重み付け係数ベクトル b kp(i)の値を、合成重み付け係数ベクトル b kp(i−1)、 b kp(i−2)、 b kp(i−3)に代入するものである。言うまでもなく上記の式(38)に示された合成重み付け係数ベクトル b kp(i)は、シンボル軸方向の更新処理によって得られたものである。また、シンボル番号(i−1)、 (i−2)、および (i−3)は、更新前のシンボル番号i−4と更新後のシンボル番号iの間の点である。
【数29】
Figure 0003759448
【0075】
次に、直線内挿法は、はじめに以下の式(40)に従ってΔ b kp(i)を生成し、シンボル番号iとi−4との間のシンボル番号のSP信号についての合成重み付け係数ベクトル b kp(i−1)、 b kp(i−2)、 b kp(i−3)の値を式(41)〜(43)に従って、算出するものである。
【数30】
Figure 0003759448
【0076】
このシンボル軸方向の内挿により、受信した時にキャリア軸方向に12キャリア周期でSP信号が挿入されていたのが3キャリア周期でSP信号が挿入されたのと同等になる。すなわち、補完後のSPキャリア番号は、上記の式(1)の替わりに以下の式(44)によって表されることになる。
【数31】
Figure 0003759448
ここで、pは、上記の式(1)と同様に非負整数である。
【0077】
シンボル間内挿手段277は、パイロットキャリア合成手段330から出力された合成重み付け係数ベクトル b kp(i)および b kp(i−4)を入力とし、シンボル番号iとi−4との間のシンボル番号の合成重み付け係数ベクトル b kp(i−1)、 b kp(i−2)、 b kp(i−3)の値を上記の式(39)、または上記の式(40)〜(44)に示す値として生成するのでもよい。補間によって得られた合成重み付け係数ベクトル b kp(i−1)、 b kp(i−2)、 b kp(i−3)の情報は、キャリア間内挿手段278に出力される。なお、シンボル軸方向の補間方法については、上記の方法以外の方法でも良い。
【0078】
次に、キャリア軸方向についての補間方法の具体例として、直線内挿法、FFT補間法、および畳み込み補間法の3つの方法について説明する。
まず、直線内挿法について説明する。
シンボル軸方向の内挿によりSP信号はキャリア軸方向に3キャリア周期に挿入される。直線内挿法は、はじめに以下の式(45)に従ってδ b kp(i−4)を生成し、キャリア番号kpとkp+3との間のキャリア番号のSP信号についての合成重み付け係数ベクトル b kp+1(i−4)、 b kp+2(i−4)の値を式(45)〜(47)に従って、算出するものである。
【数32】
Figure 0003759448
【0079】
このキャリア軸方向の内挿により全てのSP信号についての合成重み付け係数ベクトル b k(i)が求められる。
次に、FFT補間法について説明する。合成重み付け係数ベクトル b k(i−4)は、上記の式(5)に示すように、ブランチ軸方向のL個の要素で構成されていた。ここでは、キャリア軸方向の合成重み付け係数ベクトル c l(i−4)を以下の式(48)によって定義する。
【数33】
Figure 0003759448
【0080】
ここで、上記キャリア軸方向の合成重み付け係数ベクトル c l(i−4)の各構成要素のうち、上記の式(44)に示すSPキャリア番号以外のキャリア番号によって特定される要素に0を詰める。すなわち、以下の式(49)に示すWl,k(i−4)を用いて以下の式(50)に示すような構成の係数ベクトル c l(i−4)を定義する。なお、このようにすることを零内挿という。
【数34】
Figure 0003759448
【0081】
次に、係数ベクトル c l(i−4)に対して逆高速フーリエ変換(以下、IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)という。)処理を施す。その際、IFFT処理対象のポイント数を N = 2n とする。ここで、νは自然数であり、N>Kの条件が成立するものとする。IFFT処理後に得られる任意のインパルスに付した番号であるインパルス番号(整数)をnとする。ここで、nの範囲を以下の式(51)に示す範囲とする。
【数35】
Figure 0003759448
【0082】
ここで、係数ベクトル c l(i−4)をNポイント数の係数ベクトルとするために、係数ベクトル c l(i−4)の左端に(N−K−1)/2個の零からなる零ベクトルを挿入し、係数ベクトル c l(i−4)の右端に{(N−K−1)/2}+1個の零からなる零ベクトルを挿入し、以下の式(52)に示す係数ベクトルを生成する。
【数36】
Figure 0003759448
ここで、は以下の式(53)で定義される0ベクトルである。
【数37】
Figure 0003759448
【0083】
上記の式(52)に示すように、係数ベクトル c l(i−4)の端、すなわちOFDM信号帯域両端にベクトルを詰めるのではなく、0ベクトルの替わりに帯域の端のパイロット信号にかけられる重みを詰めて外挿することで、合成重み付け係数ベクトルのOFDM信号帯域端の誤差を低減することができる。外挿の様子を図9に示す。すなわち、図9には、以下の式(54)〜(56)に示すように、OFDM信号帯域の左端に(N−K−1)/2個の要素からなるベクトルを挿入し、かつ、OFDM信号帯域の右端に{(N−K−1)/2}+1個の要素からなるベクトルを挿入した様子を示す。なお、以下の式(54)に示すベクトルを改めて係数ベクトル c l(i−4)と呼ぶことにする。
【0084】
【数38】
Figure 0003759448
【0085】
このようして形成した上記の式(54)に示す係数ベクトル c l(i−4)に対しブランチ毎にIFFT処理を施す。このIFFT処理によって得られたベクトルをインパルス応答ベクトル l(i−4)という。換言すれば、係数ベクトル c l(i−4)を以下の式(57)で定義する変換をしてインパルス応答ベクトル l(i−4)を生成することである。
【数39】
Figure 0003759448
【0086】
ここで、インパルス応答ベクトル l(i−4)を以下の式(58)に示すように定義する。
【数40】
Figure 0003759448
インパルス応答ベクトル l(i−4)の一例を図10に引用記号1001が指す曲線として模式的に示す。
【0087】
いわゆるエイリアシングを除去するために、以下の処理を行う。その処理の説明に入る前に、フィルタ係数ベクトルを以下の式(59)で定義しておく。
【数41】
Figure 0003759448
フィルタ係数ベクトルの一例を図10に引用記号1002が指す曲線として模式的に示す。
【0088】
エイリアシングを除去するため、以下の式(60)に示すようにインパルス応答ベクトル l(i−4)とフィルタ係数ベクトルとを要素毎に積をとり、FFT処理を施す(以下の式における記号「●」は、要素毎の積を表すものとする。)。
【数42】
Figure 0003759448
【0089】
これによって、補間された合成重み付け係数ベクトル c l(i)が生成される。そして、このようにして合成重み付け係数ベクトル c l(i)を全てのブランチについて生成することで、生成された全てのブランチの合成重み付け係数ベクトル c l(i)のデータからキャリア軸方向に補間された合成重み付け係数ベクトル b k(i)を生成することができる。
【0090】
次に、畳み込み補間法について説明する。
はじめに、フィルタ係数ベクトルのインパルス応答ベクトル(以下、のインパルス応答ベクトルという。)を以下の式(61)で定義する。
【数43】
Figure 0003759448
そして、のインパルス応答ベクトルを以下の式(62)に示すベクトルとして表すこととする。
【数44】
Figure 0003759448
【0091】
フィルタ係数ベクトルの特性を矩形ではなく両端で緩やかに0に向かって減衰するような特性とすると、のインパルス応答ベクトルの特性も両端で概ね零が連続するような特性となり、のインパルス応答ベクトルの要素数を以下の式(63)に示すようにN個からM個に低減できる。
【数45】
Figure 0003759448
【0092】
このように定義されたのインパルス応答ベクトルと上記の式(50)で定義された係数ベクトル c l(i−4)を用いて以下の式(64)に示すように畳み込み演算をすることによって、任意のキャリア番号kおよび任意のブランチ番号lで特定される合成重み付け係数Wl,k(i−4)を生成することができる。
【数46】
Figure 0003759448
【0093】
このようにして生成した合成重み付け係数Wl,k(i−4)を上記の式(5)のwl,k(i−4)に代入することによって、キャリア軸方向に補間された合成重み付け係数ベクトル b k(i−4)を生成することができる。
なお、キャリア軸方向の補間方法については、上記の方法以外の方法でも良い。
【0094】
キャリア間内挿手段278は、シンボル間内挿手段277から出力されたシンボル軸方向について補間された合成重み付け係数ベクトルを入力とし、上記の直線内挿法、FFT補間法、畳み込み補間法その他の補間方法によってキャリア軸方向に補間された合成重み付け係数ベクトル b k(i−4)を生成し、キャリア合成手段120に出力するための手段である。
【0095】
以上説明したように、本発明の第2の実施の形態に係るOFDM信号合成用受信装置300は、SP信号に基づいてOFDM信号のサブキャリア毎にアレーアンテナからの信号を最適に合成することを可能にすることによって、マルチパス成分の混入による周波数選択性ひずみが発生する状況下でも希望波の信号を良好に再生できる。
【0096】
図4は、本発明の第3の実施の形態に係るOFDM信号合成用受信装置400の概略の構成を示すブロック図である。本発明の第3の実施の形態のOFDM信号合成用受信装置400は、時間領域において各ブランチからのOFDM信号を合成して出力するものである。以下に、図面を参照して説明する。
【0097】
OFDM信号合成用受信装置400は、アンテナブランチ(以下、単にブランチという。)0〜(L−1)、高速フーリエ変換(以下、FFT(Fast Fourier Transform)という。)手段101(0)〜101(L−1)、パイロットキャリア抽出手段110、時間領域合成手段420、パイロットキャリア合成手段130、係数更新手段440、差分演算手段150、パイロット信号発生手段160、内挿手段470、および逆高速フーリエ変換(以下、IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)という。)手段481(0)〜481(L−1)によって構成される。
【0098】
なお、OFDM信号合成用受信装置400を構成する手段のうち、本発明の第1の実施の形態に係るOFDM信号合成用受信装置100における構成手段と同様の処理を行うものには同一の引用番号を付し、その説明を省略する。
また、OFDM信号ベクトル k(i)、合成重み付け係数ベクトル b k(i)、SP信号のキャリア番号kp等の、本発明の第1の実施の形態において定義した記号や用語等と同一の記号等は、本発明の第2の実施の形態においても同一の定義とする。
【0099】
IFFT手段481(0)は、後述する内挿手段470から出力される合成重み付け係数ベクトル b k(i)等を入力として、入力された合成重み付け係数ベクトル b k(i)等に対してIFFT処理を施し、IFFT処理によって得られたベクトルから時間領域でのフィルタ処理に必要なフィルタ係数(以下、トランスバーサルフィルタ係数という。)を抽出し、時間領域合成手段420に出力するための手段である。
【0100】
なお、IFFT手段481(0)に入力される合成重み付け係数ベクトル b k(i)等、およびIFFT手段481(0)から出力されるトランスバーサルフィルタ係数は、ブランチ0から出力されたOFDM信号のフィルタ処理のためのものである。IFFT手段481(1)〜481(L−1)は、IFFT手段481(0)と同様の処理を行う手段であり、それぞれ、ブランチ1〜(L−1)から出力されたOFDM信号のフィルタ処理のためのものである。
【0101】
時間領域合成手段420は、ブランチ0〜(L−1)から出力されたOFDM信号とIFFT手段481(0)〜481(L−1)から出力されたトランスバーサルフィルタ係数とを入力とし、入力されたトランスバーサルフィルタ係数に応じて各ブランチからのOFDM信号に時間領域でフィルタ処理を施し、フィルタ処理後の各ブランチの信号を合成して出力するための手段である。
【0102】
具体的には、入力されたOFDM信号Ul(nt)に対して以下の式(65)に示す変換を施すことにより、ブランチ毎、キャリア毎(時間領域での処理であるため、式(65)には、明確に表示されない。)に時間領域でフィルタ処理され、全ブランチについて合成された合成信号Y(nt)を生成する。
【数47】
Figure 0003759448
ただし、ntは任意の時刻の番号(ここで、nは整数とする。)、lは任意のブランチの番号、hl,m(i)(0≦m≦M−1であり、Mはトランスバーサルフィルタ521(0)〜521(L−1)のタップの数である。)はトランスバーサルフィルタ係数、そしてiはシンボル番号である。
【0103】
なお、OFDM信号合成用受信装置400を、図5に示すOFDM信号合成用受信装置500のように構成し、時間領域合成手段420をトランスバーサルフィルタ521(0)〜521(L−1)と加算手段522とによって構成するのでも良い。
【0104】
その場合、トランスバーサルフィルタ521(0)〜521(L−1)は、図5に示すように、ブランチ0〜(L−1)から出力されたOFDM信号および各IFFT手段481(0)〜(L−1)から出力されたトランスバーサルフィルタ係数を入力とし、入力されたOFDM信号に対してブランチ毎に時間領域内でフィルタ処理を施し、加算手段522に出力する。
加算手段522は、トランスバーサルフィルタ521(0)〜521(L−1)から出力されたフィルタ処理後の各結果を加算して外部に出力する。
【0105】
以下に、OFDM信号合成用受信装置500を図6に示すOFDM信号合成用受信装置600のように構成し、内挿手段470をシンボル間内挿手段671とキャリア間内挿手段672とによって構成するのでも良い。この場合、シンボル間内挿手段671、キャリア間内挿手段672、およびIFFT手段481(0)〜481(L−1)によって、以下に示すような処理がなされる。
【0106】
シンボル間内挿手段671は、パイロットキャリア合成手段130から出力された合成重み付け係数ベクトル b kp(i)を入力とし、上記、本発明の第1の実施の形態において説明したシンボル間補間処理(例えば、式(8)または、式(9)−(12))を施し、キャリア間内挿手段672に出力する。
【0107】
キャリア間内挿手段672は、上記のシンボル間補間処理によって得られた合成重み付け係数ベクトル b kp(i)を入力とし、キャリア軸方向に所定の補間処理を施して合成重み付け係数ベクトル b k (i)を生成し、IFFT手段481(0)〜481(L−1)に出力する。ここで、「所定の補間処理」として、例えば直線補間処理(式(14)−(16))、本発明の第1の実施の形態において説明した畳み込み補間法(式(30)−(33))、その他の方法があるが、その方法の種別を問わない。
【0108】
以下に、IFFT手段481(0)〜481(L−1)によって行われる処理について具体的に説明する。
ここで、キャリア間内挿手段672から出力された補間後の合成重み付け係数ベクトル b k (i)を以下の式(66)に示す。
【数48】
Figure 0003759448
【0109】
また、IFFT処理の対象となるデータ数(ポイント数ともいう。)をN=2νとする。ただし、νは自然数であり、かつN>K の条件が成立するものとする。IFFT処理によって得られる任意のインパルスの番号をnとする。nの範囲を以下の式(67)に示す範囲とする。
【数49】
Figure 0003759448
【0110】
ここで、係数ベクトル c l(i)をNポイント数の係数ベクトルとするために、係数ベクトル c l(i)の左端に(N−K−1)/2個の零からなる零ベクトルを挿入し、係数ベクトル c l(i)の右端に{(N−K−1)/2}+1個の零からなる零ベクトルを挿入し、以下の式(68)に示す係数ベクトル(これを新たに係数ベクトル c l(i)とする。)を生成する。
【数50】
Figure 0003759448
ここで、は以下の式(69)で定義される0ベクトルである。
【数51】
Figure 0003759448
【0111】
次に、係数ベクトル c l(i)に対して以下の式(70)に示すようにIFFT処理を施し、トランスバーサルフィルタの係数ベクトルを生成する。
【数52】
Figure 0003759448
上記で得られたトランスバーサルフィルタの係数ベクトルを以下の式(71)のようにおく。
【数53】
Figure 0003759448
【0112】
上記の式(71)のM個の連続した要素に注目して式(71)を以下の式(72)のように書き直すこともできる。
【数54】
Figure 0003759448
N個のトランスバーサルフィルタ係数からトランスバーサルフィルタのタップ長分(このタップ長をMとする。)だけベクトル lの中の連続した要素を抜き出して、以下に示す式(73)M次元ベクトルとし、トランスバーサルフィルタ係数ベクトルにする。
【数55】
Figure 0003759448
【0113】
以上のように処理することでタップ数Mのトランスバーサルフィルタ係数ベクトル lが生成される。このようにしてIFFT手段481(0)〜481(L−1)は、それぞれ、ブランチランチ毎のトランスバーサルフィルタ係数ベクトル lを生成し、対応するトランスバーサルフィルタ521(0)〜521(L−1)に出力する。
【0114】
また、OFDM信号合成用受信装置500を図7に示すOFDM信号合成用受信装置700のように構成し、内挿手段470をシンボル間内挿手段671と零挿入手段772とによって構成するのでも良い。この場合に、零挿入手段772およびIFFT手段481(0)〜481(L−1)によって行われる処理について、以下に、具体的に説明する。
【0115】
零挿入手段772は、シンボル間補間処理(例えば、式(8)または、式(9)−(12))が施された合成重み付け係数ベクトル b kp(i)を入力とし、入力された合成重み付け係数ベクトル b kp(i)に対して、本発明の第1の実施の形態において説明した零挿入処理(式(17)−(25))を施し、係数ベクトル c l(i)(式(23)−(25))を生成し、IFFT手段481(0)〜481(L−1)に出力する。
【0116】
IFFT手段481(0)〜481(L−1)は、上記零挿入処理によって得られた係数ベクトル c l(i)に対してIFFT処理(式(26))を施し、インパルス応答ベクトル(式(27))を生成する。以下に、式(27)を再度記載する。
【数56】
Figure 0003759448
【0117】
上記の式(27)のM個の連続した要素に注目して式(27)を以下の式(74)のように書き直すこともできる。
【数57】
Figure 0003759448
【0118】
N個のインパルス応答ベクトルからトランスバーサルフィルタのタップ長分(このタップ長をMとする。)だけベクトル lの中の連続した要素を抜き出して、以下に示す式(75)M次元ベクトルとし、トランスバーサルフィルタ係数ベクトルにする。
【数58】
Figure 0003759448
これにより、Mタップのトランスバーサルフィルタの係数 lが求まった。
【0119】
以上のように処理することでタップ数Mのトランスバーサルフィルタ係数ベクトル lが生成される。このようにしてIFFT手段481(0)〜481(L−1)は、それぞれ、ブランチランチ毎のトランスバーサルフィルタ係数ベクトル l(式(75))を生成し、対応するトランスバーサルフィルタ521(0)〜521(L−1)に出力する。なお、キャリア間内挿手段672およびIFFT手段481(0)〜481(L−1)においてなされる処理は、本発明の第1の実施の形態において説明したFFT補間法に対応するものである。
【0120】
本発明の第3の実施の形態における説明は、LMSアルゴリズムを適用する場合について行ったが、RLSアルゴリズムを適用する場合でも、LMSアルゴリズムを適用して得られた上記の結果(例えば、式(73)、(75)に示すトランスバーサルフィルタ係数)の引数が(i)から(i−4)に変わるだけであり、その他の部分は実質的に変わらない。
【0121】
以上説明したように、本発明の第3の実施の形態に係るOFDM信号合成用受信装置400、500、600、700は、SP信号に基づいてOFDM信号のサブキャリア毎にアレーアンテナからの信号を最適に合成することを可能にすることによって、マルチパス成分の混入による周波数選択性ひずみが発生する状況下でも希望波の信号を良好に再生できる。
【0122】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、マルチパス成分の混入による周波数選択性ひずみが発生する状況下でも希望波の信号を良好に再生できるOFDM信号合成用受信装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係るOFDM信号合成用受信装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図2】本発明の第1の実施の形態に係るOFDM信号合成用受信装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図3】本発明の第2の実施の形態に係るOFDM信号合成用受信装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図4】本発明の第3の実施の形態に係るOFDM信号合成用受信装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図5】本発明の第3の実施の形態に係るOFDM信号合成用受信装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図6】本発明の第3の実施の形態に係るOFDM信号合成用受信装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図7】本発明の第3の実施の形態に係るOFDM信号合成用受信装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図8】キャリア−シンボル空間における、OFDM信号を構成する信号の配列を示す図である。
【図9】本発明の合成重み付け係数の外挿方法について説明するための図である。
【図10】本発明のFFTを用いた補間方法について説明するための図である。
【符号の説明】
0〜(L−1) アンテナブランチ
100、200、300、400、500、600、700 OFDM信号合成用受信装置
101(0)〜(L−1) 高速フーリエ変換(FFT)手段
110 パイロットキャリア抽出手段
120 キャリア合成手段
130、330 パイロットキャリア合成手段
140、340、440 係数更新手段
150 差分演算手段
160 パイロット信号発生手段
170 内挿手段
277 シンボル間内挿手段
278 キャリア間内挿手段
420 時間領域合成手段
470 内挿手段
481(0)〜(L−1) 逆高速フーリエ変換(FFT)手段
521(0)〜(L−1) トランスバーサルフィルタ
522 加算手段
671 シンボル間内挿手段
672 キャリア間内挿手段
772 零挿入手段
1001 インパルス応答ベクトル
1002 フィルタ係数ベクトル[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an OFDM signal combining receiver for digital broadcasting and digital transmission that employs an OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) system, and particularly occurs when receiving radio waves such as digital broadcasting and wireless LAN. The present invention relates to an OFDM signal combining receiver to which adaptive array antenna technology and diversity combining technology for removing fading and interference waves are applied.
[0002]
[Prior art]
Traditionally, adaptive array antenna technology has been described by John Litva, Tystadok-Yongro, “Digital Beamforming in Wireless Communication”, Arthouse Publishers, 1996 (“Digital Beam-forming in Wireless Communication”, John Litva, Titus Kwok-Yeung Lo, Artech House Publishers, 1996), Simon Hykin, Hiroshi Suzuki, “Adaptive Filter Theory”, Science and Technology Publishing, 2001, and other books. In the adaptive array antenna technique, a weight is assigned to each antenna in accordance with a reception situation, and a signal received by each antenna is synthesized (hereinafter referred to as beam forming).
[0003]
In these books, the LMS (Least Mean Square) algorithm and the RLS (Recursive least squares) algorithm were applied to digital transmission systems such as single carrier PSK (Phase Shift Keying) and multilevel QAM (Quadrature Amplitude Modulation). An adaptive array antenna and a transmission line equalizer are described in detail.
[0004]
On the other hand, as an adaptive array antenna technology for receiving an OFDM signal, Satoshi Hori, Nobuyoshi Kikuma, Naoki Inagaki, “MMSE Adaptive Array Using Guard Section in OFDM”, IEEJ Technical Report, AP2001-50 (2001). -07) (hereinafter referred to as Document 1), Toru Nishikawa, Yoshitaka Hara, Keisuke Hara, "Examination of Adaptive Array for OFDM in Mobile Communications", IEICE Technical Report, RCS-2000-232 (2001-03) ( Hereinafter referred to as Reference 2.), Takeo Fujii, Masao Nakagawa, “OFDM indoor multi-station simultaneous frequency simultaneous transmission system using smart antenna”, IEICE Technical Report, RCS2000-83 (2000-07) (hereinafter referred to as Reference) 3)).
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the technique disclosed in the above-mentioned document 1, when frequency selective distortion occurs due to the multipath component of the desired wave mixed in the received wave, the reception situation of each subcarrier constituting the OFDM signal is different, Since the optimum weighting coefficients for beam forming for subcarriers are different, there is a problem in that suitable beamforming cannot be performed for all subcarriers, and a desired wave signal cannot be reproduced satisfactorily.
Further, the technique disclosed in the above-mentioned document 2 monitors virtual subcarriers that are not actually used for signal transmission, and determines a combined weighting coefficient (or weighting coefficient for beam forming) of each array antenna. And has the same problem as the technique disclosed in the above-mentioned document 1.
[0006]
On the other hand, the technique disclosed in Document 3 has a configuration in which an OFDM signal is fast Fourier transformed for each array antenna, and is synthesized by applying an RLS algorithm to each subcarrier after the fast Fourier transform. Yes. By applying such an algorithm, an optimum beam pattern is formed for each subcarrier, so that it is strong against the influence of frequency selective distortion due to the multipath of the propagation path. A training (pilot) signal (hereinafter referred to as a pilot signal) in the technique disclosed in Document 3 is based on pilot signals that are uniformly arranged at a constant interval in both the carrier direction and the symbol direction. Thus, the composite weighting coefficient of each array antenna is calculated for each subcarrier.
[0007]
However, ISDB-T (Integrated Services Digital Broadcasting-Terrestrial) and DVB-T (Digital Video Broadcasting-Terrestrial), which are the current broadcasting systems for terrestrial digital television broadcasting, adopt OFDM, A signal called a pilot (Scattered Pilot, hereinafter referred to as SP) signal is inserted. As shown in FIG. 8, the SP signal has an arrangement in which pilot carriers are dispersed in both the carrier direction and the symbol direction, and there is a problem that the technique disclosed in Document 3 cannot be applied as it is.
[0008]
The present invention has been made to solve such a problem, and an object thereof is to make it possible to optimally synthesize a signal from an array antenna for each subcarrier of an OFDM signal based on an SP signal. Another object of the present invention is to provide an OFDM signal synthesizing receiver capable of satisfactorily reproducing a signal of a desired wave even in a situation where frequency selective distortion due to mixing of multipath components occurs.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In view of the above points, the invention according to claim 1 is configured such that each of a plurality of antenna branches constituting a receiving antenna receives an OFDM signal, and among the signals constituting the OFDM signal, mutual communication between the antenna branches is performed. In the receiving apparatus for synthesizing a signal in which both the symbol number and the carrier number, which is the subcarrier number, for identifying the signal to be compared with the OFDM signal received for each antenna branch, On the other hand, SP that is a scattered pilot signal in which both the symbol number and the carrier number are the same from the means for performing the fast Fourier transform processing to generate the OFDM spectrum and the OFDM spectrum for each antenna branch Same symbol as pilot carrier extraction means for extracting signal The combination weighting coefficient is applied to each SP signal specified by the same carrier number and the carrier number for specifying each SP signal and the branch number which is the antenna branch number, and added for each subcarrier. Predetermined information relating to a value indicated by the SP signal specified by pilot carrier combining means for generating a combined signal, a symbol number for specifying the combined signal, and a carrier number for specifying the combined signal Pilot signal generating means for generating a reference composite value, and the composite signal having the same symbol number and carrier number for identifying the reference composite value and the composite signal from the reference composite value Means for generating an estimation error which is a value obtained by subtracting the value indicated by And a coefficient updating means for generating a composite weighting coefficient for each antenna branch for each SP carrier in accordance with an SP carrier number that is a subcarrier to which the SP signal is assigned, and the coefficient updating means Based on the respective synthesis weighting coefficients, a predetermined interpolation process relating to the symbol number and the carrier number is performed, and a synthesis weighting coefficient vector identified by the same symbol number and the same branch number, and the synthesis weighting coefficient corresponding to the carrier number is an element Interpolating means for generating a composite weighting coefficient vector, and a symbol number and a carrier number equal to a symbol number and a carrier number for identifying a signal constituting the OFDM signal for each signal constituting the OFDM signal Multiply the composite weighting factor specified by Carrier synthesizing means for generating a synthesized signal by adding the values obtained in the carrier number direction, and a predetermined synthesis weighting coefficient applied by the pilot carrier synthesizing means is generated by the coefficient updating means. And a composition weighting coefficient.
[0010]
With this configuration, it is possible to mix multipath components by enabling optimal synthesis of signals from the array antenna for each subcarrier of the OFDM signal based on a scattered pilot signal in which pilot signals are not evenly inserted. It is possible to realize an OFDM signal synthesizing receiver that can satisfactorily reproduce a signal of a desired wave even in a situation where frequency selective distortion occurs due to.
[0011]
In the invention according to claim 2, each of the plurality of antenna branches constituting the receiving antenna receives an OFDM signal, and among the signals constituting the OFDM signal, signals mutually compared between the antenna branches are obtained. Fast Fourier transform processing is performed on the OFDM signal received for each antenna branch in a receiving apparatus for synthesizing a signal in which both a symbol number and a carrier number which is a subcarrier number for identification are specified. To extract an SP signal that is a scattered pilot signal having the same symbol number and the same carrier number from the OFDM spectrum for each antenna branch Same symbol number and same key as pilot carrier extraction means A composite weighting coefficient is applied to each SP signal specified by the rear number in accordance with a carrier number for specifying each SP signal and a branch number which is the number of an antenna branch, and the resultant signal is added for each subcarrier. A reference that is predetermined information relating to a value indicated by the SP signal specified by a pilot carrier combining means for generating a signal, a symbol number for specifying the combined signal, and a carrier number for specifying the combined signal Pilot signal generating means for generating a combined value, and a value indicated by the combined signal having the same symbol number and carrier number for identifying the reference combined value and the combined signal from the reference combined value , A means for generating an estimation error that is a value obtained by subtracting, the estimation error, and the S Coefficient updating means for generating a composite weighting coefficient for each antenna branch for each SP carrier according to an SP carrier number that is a subcarrier to which a signal is assigned, and the SP generated by the coefficient updating means By performing a predetermined interpolation process on the combination weighting coefficient for each antenna branch for each carrier, a combination weighting coefficient for a data carrier that is a subcarrier other than the SP carrier is generated, and for each antenna branch , Each of which constitutes the OFDM signal of the same symbol number for each antenna branch, and interpolating means for converting into a combined weighting coefficient for each carrier and performing inverse Fourier transform processing to generate a filter coefficient vector The filter unit corresponding to the value indicated by the carrier signal Time domain combining means for generating a combined signal by performing a predetermined convolution integral processing with the number vector and adding the predetermined combining weighting coefficient applied by the pilot carrier combining means is calculated by the coefficient updating means The generated composition weighting coefficient is used.
[0012]
With this configuration, it is possible to mix multipath components by enabling optimal synthesis of signals from the array antenna for each subcarrier of the OFDM signal based on a scattered pilot signal in which pilot signals are not evenly inserted. It is possible to realize an OFDM signal synthesizing receiver that can satisfactorily reproduce a signal of a desired wave even in a situation where frequency selective distortion occurs due to.
[0013]
Further, the invention according to claim 3 has a configuration in which the coefficient updating means generates the composite weighting coefficient based on an LMS (Least Mean Square) algorithm or an RLS algorithm (Recursive Least Squares).
With this configuration, it is possible to mix multipath components by enabling optimal synthesis of signals from the array antenna for each subcarrier of the OFDM signal based on a scattered pilot signal in which pilot signals are not evenly inserted. It is possible to realize an OFDM signal synthesizing receiver that can satisfactorily reproduce a signal of a desired wave even in a situation where frequency selective distortion occurs due to.
[0014]
According to a fourth aspect of the present invention, the filter coefficient vector is a transversal filter coefficient vector, the time domain synthesizing unit includes a transversal filter and an adding unit, and the transversal filter is provided for each antenna branch. The transversal filter coefficient vector and a value indicated by the OFDM signal are subjected to a predetermined convolution integration process, and the adding means adds a value obtained by the convolution integration process to form a composite signal. is doing.
[0015]
With this configuration, it is possible to mix multipath components by enabling optimal synthesis of signals from the array antenna for each subcarrier of the OFDM signal based on a scattered pilot signal in which pilot signals are not evenly inserted. It is possible to realize an OFDM signal synthesizing receiver that can satisfactorily reproduce a signal of a desired wave even in a situation where frequency selective distortion occurs due to.
[0016]
According to a fifth aspect of the present invention, the interpolation means includes an inter-symbol interpolation means and an inverse Fourier transform means, and the inter-symbol interpolation means has a predetermined symbol number with respect to a synthesis weighting coefficient. Means for performing an interpolation process, wherein the inverse Fourier transform means performs an inverse Fourier transform process on the combined weighting coefficient vector subjected to the interpolation process with respect to a symbol number to generate the transversal filter coefficient vector. It has the structure which is a means for this.
[0017]
With this configuration, it is possible to mix multipath components by enabling optimal synthesis of signals from the array antenna for each subcarrier of the OFDM signal based on a scattered pilot signal in which pilot signals are not evenly inserted. It is possible to realize an OFDM signal synthesizing receiver that can satisfactorily reproduce a signal of a desired wave even in a situation where frequency selective distortion occurs due to.
[0018]
According to a sixth aspect of the present invention, the interpolating means includes inter-symbol interpolating means, inter-carrier interpolating means, and inverse Fourier transform means, and the inter-symbol interpolating means , Means for performing a predetermined interpolation process on the symbol number, and the inter-carrier interpolation means is a means for performing a predetermined interpolation process on the carrier number with respect to the combined weighting coefficient vector obtained by the interpolation process. And the inverse Fourier transform means performs an inverse Fourier transform process on the combined weighting coefficient vector that has been subjected to the interpolation process with respect to a symbol number and has been subjected to the interpolation process with respect to a carrier number, and the transversal filter It has a configuration which is a means for generating a coefficient vector.
[0019]
With this configuration, it is possible to mix multipath components by enabling optimal synthesis of signals from the array antenna for each subcarrier of the OFDM signal based on a scattered pilot signal in which pilot signals are not evenly inserted. It is possible to realize an OFDM signal synthesizing receiver that can satisfactorily reproduce a signal of a desired wave even in a situation where frequency selective distortion occurs due to.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The OFDM signal combining receiver of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a receiving apparatus 100 for OFDM signal synthesis according to the first embodiment of the present invention. The OFDM signal combining receiver 100 includes antenna branches 0 to (L-1), fast Fourier transform (hereinafter referred to as FFT (Fast Fourier Transform)) means 101 (0) to 101 (L-1), and pilot carrier extraction. Means 110, carrier synthesizing means 120, pilot carrier synthesizing means 130, coefficient updating means 140, difference calculating means 150, pilot signal generating means 160, and interpolation means 170.
[0021]
Prior to the description of each component means, terms, symbols, definitions and others will be described. Signals transmitted in the ISDB-T (Integrated Services Digital Broadcasting-Terrestrial) system and the DVB-T (Digital Video Broadcasting-Terrestrial) system, which are broadcasting systems for digital terrestrial television broadcasting, include Scattered Pilot (hereinafter referred to as Scattered Pilot). A reference signal called SP) is inserted. FIG. 8 shows the arrangement of SP signals in the carrier-symbol space. In FIG. 8, the SP signal is represented by a black circle, and the other data signal is represented by a white circle.
[0022]
In the following description, the number L of antenna branches (hereinafter simply referred to as “branches”) constituting the receiving antenna is referred to as the number of branches, and the branch number, which is a number assigned to any branch, is set to l (0 ≦ l ≦ L). -1). The total number of subcarriers constituting the OFDM signal is K (K is an odd number), and a number assigned to any subcarrier (hereinafter simply referred to as a carrier number) is represented by k (0 ≦ k ≦ K−1). . Further, a number (generally corresponding to time, hereinafter referred to as a symbol number) assigned to an arbitrary symbol constituting the OFDM signal is i.
[0023]
In the signal arrangement shown in FIG. 8, when the symbol number is i, the carrier number of the carrier serving as the SP signal (hereinafter referred to as SP carrier) is k.p(Hereinafter, the carrier number of the SP carrier is also referred to as the SP carrier number), the SP carrier number k.pIs defined by the following equation (1).
[Expression 1]
Figure 0003759448
Here, (imod4) represents the remainder when i is divided by 4, and p is a non-negative integer.
[0024]
An OFDM signal vector specified by an arbitrary symbol number i and carrier number ku k(i) is defined by the following equation (2), and an OFDM signal vector specified by an arbitrary symbol number i and branch number lv l(i) is defined by the following formula (3).
[Expression 2]
Figure 0003759448
Where ul, k(i) is a signal specified by a branch number l, a carrier number k, and a symbol number i in the frequency spectrum of the OFDM signal (hereinafter referred to as OFDM spectrum), and T represents a transposed vector.
[0025]
Also, the combined signal y of the OFDM spectrumk(i) is defined by the following formula (4).
[Equation 3]
Figure 0003759448
here,w b k(i) is a combined weighting coefficient vector specified by the carrier number k and the branch number l, which is defined by the following equation (5), and H represents a complex conjugate transposed vector.
[Expression 4]
Figure 0003759448
Where wl, k(i) is a weighting factor specified by the branch number l, the spectrum number k, and the symbol number i.
[0026]
Next, the composite weighting coefficient vector represented by the above equation (5)w b kA method of updating (i) by applying the LMS algorithm will be described.
Carrier number k at time i, that is, symbol number ipThe total value d for the branch direction of the SP signal specified bykp(i), symbol number i, carrier number kpSP signal composite signal y specified bykpDifference from (i) (hereinafter referred to as posterior estimation error) ekp(i) is represented by the following formula (6).
[Equation 5]
Figure 0003759448
[0027]
For the same SP carrier number, since the SP signal is repeated in a 4-symbol period, the symbol number of the next SP signal that is updated based on the symbol number i is i + 4. And carrier number kpUpdate value of the composite weighting coefficient vector specified byw b kp(i + 4) is defined by the following formula (7).
[Formula 6]
Figure 0003759448
Here, μ is a parameter that defines a change amount before and after the update, called a step size parameter, and * represents a complex conjugate.
[0028]
Combining weighting coefficient vector used for combining data signals that are signals in symbol-carrier space other than SP signalsw b k(i) represents each symbol number i and each SP carrier number k calculated in this way.pA composite weighting coefficient vector specified byw b kp(i) andw b kpIt is assumed that it is generated by interpolation based on (i + 4). An interpolation method will be described later.
[0029]
Hereinafter, each component of the OFDM signal combining receiver 100 will be described.
The FFT means 101 (0) is obtained by performing a known fast Fourier transform process (hereinafter referred to as FFT process) on the OFDM signal received by the branch (shown as an antenna in FIG. 1) 0 and performing the FFT process. OFDM signal vector extracted from the frequency spectrum of the OFDM signal (hereinafter referred to as OFDM spectrum)v l(i) (refer to the above equation (3)), information of symbol number i that is the time when the OFDM signal is received, branch number l and other necessary information are output to pilot carrier extracting means 110 and carrier synthesizing means 120 It is a means to do.
[0030]
Unless otherwise specified, if it is described that a signal or information such as an OFDM signal vector with a subscript such as a branch number l and an argument such as a symbol number i is input / output, this is specified. Subscripts, arguments, etc. necessary for the above are assumed to be input / output along with the signal, etc., and their description is omitted.
The FFT means 101 (1) to 101 (L-1) perform processing similar to the processing performed by the FFT means 101 (0) on the OFDM signals received in the branches 1 to (L-1), respectively.
[0031]
The pilot carrier extraction means 110 outputs each OFDM signal vector output from the FFT means 101 (0) to 101 (L-1).v lThe SP signal when (i) is input and the symbol number is i is the SP carrier number k shown in the above equation (1).pEach OFDM signal vector input as a carrier signal specified inv lSP signal u of each branch extracted from (i)l, k(i) is arranged as shown in Equation (2) above, and an OFDM signal vectoru kgenerate (i) and each OFDM signal vectoru kThis is a means for outputting (i) to the pilot carrier combining means 130 and the display unit 140.
[0032]
The carrier synthesizing unit 120 outputs each OFDM signal vector output from the FFT units 101 (0) to 101 (L-1).v l(i) and a synthetic weighting coefficient vector output from interpolation means 170 described later.w b k(i) as an input, and the synthesized signal y based on the above equations (2), (4), and (5)k(i) to form a composite signal ykThis is means for outputting (i) to the outside.
[0033]
Hereinafter, a synthesis weighting coefficient vector used in the carrier synthesis means 120w b kProcessing performed by the pilot carrier synthesizing unit 130, the coefficient updating unit 140, the difference calculating unit 150, the pilot signal generating unit 160, and the interpolation unit 170 to generate (i) will be described.
[0034]
The pilot carrier combining unit 130 outputs each OFDM signal vector output from the pilot carrier extracting unit 110.u k(i) and a synthetic weighting coefficient vector output from coefficient updating means 140 described later.w b kp(i) as an input, and based on the above equation (4), the synthesized signal ykp(i) is generated and output to the difference calculation means 150, and the input composite weighting coefficient vectorw b kp(i) is output to the interpolation means 170, and the information of the symbol number i and the carrier number kpIs output to the pilot signal generating means 160.
[0035]
Pilot signal generating means 160 has a predetermined value (hereinafter referred to as a reference composite value) d corresponding to the value of the SP signal inserted in advance into the OFDM signal.k(i) is symbol number i, SP carrier number kpInformation corresponding to the symbol number i output from the pilot carrier combining means 130 and the SP carrier number k.pAnd the symbol number i and the SP carrier number k based on the input information.pReference composite value d specified bykpThis is means for outputting (i) to the difference calculation means 150 described later.
[0036]
The difference calculation means 150 is a combined signal y output from the pilot carrier combining means 130.kp(i) and the reference composite value d output from the pilot signal generating means 160kp(i) as an input, and the posterior estimation error e shown in the above equation (6)kpThis is a means for calculating (i) and outputting it to the coefficient updating means 140 described later.
[0037]
The coefficient updating means 140 is an OFDM signal vector output from the pilot carrier extracting means 110.u kp(i) and a posteriori estimation error e output from the difference calculation means 150kp(i) as an input and based on equation (7) above, a combined weighting coefficient vectorw b kp(i) is updated, and the combined weighting coefficient vector obtained by the updatew b kpThis is a means for outputting (i + 4) to the pilot carrier combining means 130. Here, when the update process with the symbol number i is completed, the coefficient update unit 140 performs the synthesis weighting coefficient vector obtained by the update process.w b kp(i + 4) may be stored for the next processing. Note that the composite weighting coefficient vector used for the first update processw b kpAs the value of (0), a predetermined value may be recorded or generated by other methods.
[0038]
Interpolating means 170 is a combined weighting coefficient vector output from pilot carrier combining means 130.w b kp(i) andw b kp(i + 4) is input, and the carrier synthesizing means 120 receives the synthesized signal ykcomposite weighting coefficient vector used to form (i)w b kThis is a means for generating (i) by interpolation and outputting it to the carrier synthesizing means 120.
[0039]
By using the OFDM signal combining receiver 100 having the configuration shown in FIG. 2 as the OFDM signal combining receiver 100, the interpolating means 170 is composed of the intersymbol interpolating means 277 and the intercarrier interpolating means 278. The interpolation processing performed by the means 170 can be performed separately for the symbol axis direction and the carrier axis direction. This will be described below.
[0040]
First, an interpolation method in the symbol axis direction will be described. As a specific example of the interpolation method in the symbol axis direction, the latest value holding method and the linear interpolation method will be described.
The latest value holding method here is a composite weighting coefficient vector shown in the above equation (7) as shown in the following equation (8).w b kpThe value of (i + 4) is a composite weighting coefficient vectorw b kp(i + 1),w b kp(i + 2),w b kpThis is substituted for (i + 3). Needless to say, the composite weighting coefficient vector shown in equation (7) above.w b kp(i + 4) is obtained by the update process in the symbol axis direction. Symbol numbers (i + 1), (i + 2),and (i + 3) is a point between the symbol number i before update and the symbol number i + 4 after update.
[Expression 7]
Figure 0003759448
[0041]
Next, the straight line interpolation method starts with ΔΔ according to the following equation (9):w b kp(i) is generated, and a composite weighting coefficient vector for an SP signal having a symbol number between symbol numbers i and i + 4w b kp(i + 1),w b kp(i + 2),w b kpThe value of (i + 3) is calculated according to equations (10) to (12).
[Equation 8]
Figure 0003759448
[0042]
By this interpolation in the symbol axis direction, the SP signal inserted in the 12-carrier cycle in the carrier axis direction when received is equivalent to the SP signal inserted in the 3-carrier cycle. That is, the complemented SP carrier number is represented by the following formula (13) instead of the above formula (1).
[Equation 9]
Figure 0003759448
Here, p is a non-negative integer as in the above formula (1).
[0043]
Intersymbol interpolation means 277 is a combined weighting coefficient vector output from pilot carrier combining means 130.w b kp(i) andw b kp(i + 4) as an input and a composite weighting coefficient vector of symbol numbers between symbol numbers i and i + 4w b kp(i + 1),w b kp(i + 2),w b kpYou may produce | generate the value of (i + 3) as a value shown to said Formula (8) or said Formula (9)-(13). Composite weighting coefficient vector obtained by interpolationw b kp(i + 1),w b kp(i + 2),w b kpThe information of (i + 3) is output to the intercarrier interpolating means 278. The interpolation method in the symbol axis direction may be a method other than the above method.
[0044]
Next, as specific examples of the interpolation method with respect to the carrier axis direction, three methods of a linear interpolation method, an FFT interpolation method, and a convolution interpolation method will be described.
First, the straight line interpolation method will be described.
By interpolation in the symbol axis direction, the SP signal is inserted in a three-carrier cycle in the carrier axis direction. The linear interpolation method starts with δ according to the following equation (14):w b kp(i) is generated and the carrier number kpAnd kpComposite weighting coefficient vector for SP signals with carrier numbers between +3w b kp + 1(i),w b kp + 2The value of (i) is calculated according to the formulas (14) to (16).
[Expression 10]
Figure 0003759448
[0045]
This weighting coefficient vector for all SP signals by interpolation in the carrier axis directionw b k(i) is required. However, since the linear interpolation method is a first-order approximation method and the accuracy of the approximation may not be good, the following FFT interpolation method that replaces the linear interpolation method will be described below.
[0046]
Composite weighting coefficient vectorw b k(i) was composed of L elements in the branch axis direction as shown in the above equation (5). Here, the composite weighting coefficient vector in the carrier axis directionw c l(i) is defined by the following formula (17).
## EQU11 ##
Figure 0003759448
[0047]
Here, the composite weighting coefficient vector in the carrier axis directionw c lAmong the constituent elements of (i), the elements specified by the carrier number other than the SP carrier number shown in the above formula (13) are filled with 0. That is, W shown in the following formula (18)l, kThe coefficient vector having the structure as shown in the following equation (19) using (i)W c lDefine (i). This is called zero interpolation.
[Expression 12]
Figure 0003759448
[0048]
Next, the coefficient vectorW c l(i) is subjected to inverse fast Fourier transform (hereinafter referred to as IFFT (Inverse Fast Fourier Transform)) processing. At that time, the number of points subject to IFFT processing is N = 2n And Here, ν is a natural number, and the condition of N> K is satisfied. Let n be an impulse number (integer) that is a number assigned to an arbitrary impulse obtained after the IFFT processing. Here, the range of n is a range shown in the following formula (20).
[Formula 13]
Figure 0003759448
[0049]
Where the coefficient vectorW c lTo make (i) an N-point coefficient vector, a coefficient vectorW c lInsert a (N−K−1) / 2 zero vector at the left end of (i) to obtain a coefficient vectorW c lA zero vector consisting of {(N−K−1) / 2} +1 zeros is inserted at the right end of (i), and a coefficient vector shown in the following equation (21) is generated.
[Expression 14]
Figure 0003759448
here,0Is a zero vector defined by the following equation (22).
[Expression 15]
Figure 0003759448
[0050]
As shown in equation (21) above, the coefficient vectorW c lAt the end of (i), that is, at both ends of the OFDM signal band0The error at the OFDM signal band edge of the combined weighting coefficient vector can be reduced by packing and extrapolating the weight applied to the pilot signal at the band edge instead of zeroing the vector. The state of extrapolation is shown in FIG. That is, in FIG. 9, as shown in the following formulas (23) to (25), a vector composed of (N−K−1) / 2 elements at the left end of the OFDM signal band.AAnd a vector of {(N−K−1) / 2} +1 elements at the right end of the OFDM signal bandBThe state of inserting is shown. Note that the vector shown in the following equation (23) is changed to a coefficient vector.W c lWe will call it (i).
[0051]
[Expression 16]
Figure 0003759448
[0052]
The coefficient vector shown in the above equation (23) thus formedW c lIFFT processing is performed for each branch for (i). The vector obtained by this IFFT processing is expressed as an impulse response vector.h lThat's it. In other words, the coefficient vectorW c lAn impulse response vector obtained by converting (i) by the following equation (26)h lIs to generate
[Expression 17]
Figure 0003759448
[0053]
Where the impulse response vectorh lIs defined as shown in the following equation (27).
[Formula 18]
Figure 0003759448
Impulse response vectorh lAn example of this is schematically shown in FIG.
[0054]
In order to remove so-called aliasing, the following processing is performed. Before entering the description of the process, the filter coefficient vectorfIs defined by the following equation (28).
[Equation 19]
Figure 0003759448
Filter coefficient vectorfAn example of this is schematically shown in FIG. 10 as a curve indicated by a reference symbol 1002.
[0055]
In order to remove aliasing, an impulse response vector as shown in equation (29) below:h lAnd filter coefficient vectorfFor each element, and FFT processing is performed (the symbol “●” in the following expression represents the product for each element).
[Expression 20]
Figure 0003759448
[0056]
This results in an interpolated composite weighting coefficient vectorW c l(i) is generated. In this way, the composite weighting coefficient vectorW c lBy generating (i) for all branches, the combined weighting coefficient vector of all the generated branchesW c lComposite weighting coefficient vector interpolated in the carrier axis direction from the data of (i)W b k(i) can be generated.
[0057]
Next, the convolution interpolation method will be described.
First, the filter coefficient vectorfImpulse response vectorg(Less than,fImpulse response vectorgThat's it. ) Is defined by the following equation (30).
[Expression 21]
Figure 0003759448
AndfImpulse response vectorgIs represented as a vector shown in the following equation (31).
[Expression 22]
Figure 0003759448
[0058]
Filter coefficient vectorfIf the characteristic is not a rectangle but a characteristic that gently attenuates toward zero at both ends,fImpulse response vectorgThe characteristic is also such that approximately zero continues at both ends,fImpulse response vectorgThe number of elements can be reduced from N to M as shown in the following equation (32).
[Expression 23]
Figure 0003759448
[0059]
Defined like thisfImpulse response vectorgAnd the coefficient vector defined by equation (19) aboveW c lBy performing a convolution operation using (i) as shown in the following equation (33), a composite weighting coefficient W specified by an arbitrary carrier number k and an arbitrary branch number ll, k(i) can be generated.
[Expression 24]
Figure 0003759448
[0060]
The composite weighting coefficient W generated in this wayl, k(i) is w of the above formula (5)l, kA composite weighting coefficient vector interpolated in the carrier axis direction by substituting in (i)w b k(i) can be generated.
The interpolation method in the carrier axis direction may be a method other than the above method.
[0061]
The carrier interpolating means 278 receives the combined weighting coefficient vector interpolated in the symbol axis direction output from the symbol interpolating means 277, and performs the above-described linear interpolation method, FFT interpolation method, convolution interpolation method, and other interpolations. Composite weighting coefficient vector interpolated in the carrier axis direction by the methodw b kThis is a means for generating (i) and outputting it to the carrier synthesizing means 120.
[0062]
As described above, the OFDM signal combining receiver 100 according to the first embodiment of the present invention optimally combines the signals from the array antenna for each subcarrier of the OFDM signal based on the SP signal. By making it possible, the signal of the desired wave can be satisfactorily reproduced even in a situation where frequency selective distortion occurs due to mixing of multipath components.
[0063]
FIG. 3 is a block diagram showing a schematic configuration of a receiving apparatus 300 for OFDM signal synthesis according to the second embodiment of the present invention. The OFDM signal synthesizing receiver 300 according to the second embodiment generates a synthesis weighting coefficient by applying an RLS (Recursive Least Squares) algorithm. Hereinafter, description will be given with reference to the drawings.
[0064]
The OFDM signal combining receiver 100 includes antenna branches 0 to (L-1), fast Fourier transform (hereinafter referred to as FFT (Fast Fourier Transform)) means 101 (0) to 101 (L-1), and pilot carrier extraction. Means 110, carrier synthesizing means 120, pilot carrier synthesizing means 330, coefficient updating means 340, difference calculating means 150, pilot signal generating means 160, inter-symbol interpolating means 277, and inter-carrier interpolating means 278.
[0065]
Of the means constituting the OFDM signal combining receiver 300, the same reference numerals are used for the same processing as the means in the OFDM signal combining receiver 100 according to the first embodiment of the present invention. The description is omitted.
OFDM signal vectoru k(i) Composite weighting coefficient vectorw b k(i) The same symbols and terms as defined in the first embodiment of the present invention, such as the SP signal carrier number kp, etc., are also defined in the second embodiment of the present invention. And
[0066]
In the second embodiment of the present invention, the combined signal y of the OFDM spectrumk(i) is defined as shown in the following formula (34).
[Expression 25]
Figure 0003759448
Composite signal ykThe generation of (i) is related to the synthesis weighting coefficient vector having the symbol number (i-4) because the symbol number in which the SP signal immediately before the symbol number i exists is (i-4).
[0067]
Hereinafter, this composite weighting coefficient vectorw b kA method for generating (i) will be described.
First, SP signal synthesis weighting coefficient vectorw b kpThe generation of (i) will be described. The composite weighting coefficient vector of the SP signal is generated as shown in the following formula (35) by applying the RLS algorithm.
[Equation 26]
Figure 0003759448
[0068]
here,k kp(i) is a gain vector defined as shown in the following formula (36), and ξkp(I) is a prior estimation error defined as shown in the following equation (37).
[Expression 27]
Figure 0003759448
[0069]
Where λ-1Is the forgetting factor,P kp(i) is an L × L correlation inverse matrix defined as shown in the following equation (38), and dkp(i) is a reference composite value defined in the first embodiment of the present invention.
[Expression 28]
Figure 0003759448
[0070]
Hereinafter, as in the first embodiment of the present invention, unless otherwise specified, signals such as OFDM signal vectors, information, etc., with subscripts such as branch numbers l and arguments such as symbol numbers i are input / output. If so, the subscripts, arguments, etc. necessary to identify them are input / output along with the signals, etc., and the description is omitted.
[0071]
The pilot carrier combining unit 330 outputs each OFDM signal vector output from the pilot carrier extracting unit 110.u k(i) and a synthetic weighting coefficient vector output from coefficient updating means 340 described later.w b kp(i-4) as an input, and based on the above equation (34), the synthesized signal ykp(i) is generated and output to the difference calculation means 150, and the input composite weighting coefficient vectorw b kp(i-4) is output to the interpolation means 170, and the information of the symbol number i and the carrier number kpIs output to the pilot signal generating means 160.
[0072]
The coefficient updating means 340 is an OFDM signal vector output from the pilot carrier extracting means 110.u kp(i) and the prior estimation error ξ output from the difference calculation means 150kp(I) as an input, and a combined weighting coefficient vector based on the above equations (35) to (38)w b kp(i-4) is updated, and the combined weighting coefficient vector obtained by the updatew b kpThis is means for outputting (i) to the pilot carrier combining means 330. Here, the coefficient updating unit 340, when the update process with the symbol number i-4 is completed, the composite weighting coefficient vector obtained by the update process.w b kp(i) may be stored for the next processing. Note that a predetermined value may be recorded as a value of the synthesis weighting coefficient vector used for the update process performed first, or may be generated by other methods.
[0073]
Intersymbol interpolation means 277 is a combined weighting coefficient vector output from pilot carrier combining means 330.w b kp(i-4) andw b kp(i) as an input and a composite weighting coefficient vector for SP signals having symbol numbers between symbol numbers i-4 and iw b kp(i-3),w b kp(i-2),w b kpYou may produce | generate the value of (i-1) as a value shown in the following formula | equation (7) or the following formula | equation (8)-(12). Composite weighting coefficient vector obtained by interpolationw b kp(i-1),w b kp(i-2),w b kpThe information of (i-3) is output to the intercarrier interpolating means 278. The interpolation method in the symbol axis direction may be a method other than the above method.
[0074]
In the second embodiment of the present invention, as in the first embodiment of the present invention, the latest value holding method and the linear interpolation method can be used as the interpolation method in the symbol axis direction. Of course, other methods may be used.
In the second embodiment of the present invention, as shown in the following equation (39), the latest value holding method is a combined weighting coefficient vector represented by the above equation (38).w b kpThe value of (i) is the composite weighting coefficient vectorw b kp(i-1),w b kp(i-2),w b kpThis is substituted for (i-3). Needless to say, the composite weighting coefficient vector shown in equation (38) above.w b kp(i) is obtained by the update process in the symbol axis direction. Symbol numbers (i-1), (i-2),and (i-3) is a point between the symbol number i-4 before update and the symbol number i after update.
[Expression 29]
Figure 0003759448
[0075]
Next, the linear interpolation method starts with ΔΔ according to the following equation (40):w b kp(i) is generated, and a composite weighting coefficient vector for an SP signal having a symbol number between symbol numbers i and i-4w b kp(i-1),w b kp(i-2),w b kpThe value of (i-3) is calculated according to equations (41) to (43).
[30]
Figure 0003759448
[0076]
By this interpolation in the symbol axis direction, the SP signal inserted in the 12-carrier cycle in the carrier axis direction when received is equivalent to the SP signal inserted in the 3-carrier cycle. That is, the complemented SP carrier number is represented by the following formula (44) instead of the above formula (1).
[31]
Figure 0003759448
Here, p is a non-negative integer as in the above formula (1).
[0077]
Intersymbol interpolation means 277 is a combined weighting coefficient vector output from pilot carrier combining means 330.w b kp(i) andw b kp(i-4) as an input and a composite weighting coefficient vector of symbol numbers between symbol numbers i and i-4w b kp(i-1),w b kp(i-2),w b kpYou may produce | generate the value of (i-3) as a value shown to said Formula (39) or said Formula (40)-(44). Composite weighting coefficient vector obtained by interpolationw b kp(i-1),w b kp(i-2),w b kpThe information of (i-3) is output to the intercarrier interpolating means 278. The interpolation method in the symbol axis direction may be a method other than the above method.
[0078]
Next, as specific examples of the interpolation method with respect to the carrier axis direction, three methods of a linear interpolation method, an FFT interpolation method, and a convolution interpolation method will be described.
First, the straight line interpolation method will be described.
By interpolation in the symbol axis direction, the SP signal is inserted in a three-carrier cycle in the carrier axis direction. The linear interpolation method starts with δ according to the following equation (45):w b kp(i-4) is generated and the carrier number kpAnd kpComposite weighting coefficient vector for SP signals with carrier numbers between +3w b kp + 1(i-4),w b kp + 2The value of (i-4) is calculated according to equations (45) to (47).
[Expression 32]
Figure 0003759448
[0079]
This weighting coefficient vector for all SP signals by interpolation in the carrier axis directionw b k(i) is required.
Next, the FFT interpolation method will be described. Composite weighting coefficient vectorw b k(i-4) is composed of L elements in the branch axis direction as shown in the above equation (5). Here, the composite weighting coefficient vector in the carrier axis directionw c l(i-4) is defined by the following formula (48).
[Expression 33]
Figure 0003759448
[0080]
Here, the composite weighting coefficient vector in the carrier axis directionw c lAmong the components of (i-4), 0 is filled in the elements specified by the carrier number other than the SP carrier number shown in the above equation (44). That is, W shown in the following formula (49)l, kA coefficient vector having the structure as shown in the following equation (50) using (i-4)W c lDefine (i-4). This is called zero interpolation.
[Expression 34]
Figure 0003759448
[0081]
Next, the coefficient vectorW c l(i-4) is subjected to inverse fast Fourier transform (hereinafter referred to as IFFT (Inverse Fast Fourier Transform)) processing. At that time, the number of points subject to IFFT processing is N = 2n And Here, ν is a natural number, and the condition of N> K is satisfied. Let n be an impulse number (integer) that is a number assigned to an arbitrary impulse obtained after the IFFT processing. Here, the range of n is a range shown in the following formula (51).
[Expression 35]
Figure 0003759448
[0082]
Where the coefficient vectorW c lIn order to make (i-4) a coefficient vector of N points, a coefficient vectorW c lInsert a (N−K−1) / 2 zero vector at the left end of (i-4) to create a coefficient vectorW c lA zero vector consisting of {(N−K−1) / 2} +1 zeros is inserted at the right end of (i-4) to generate a coefficient vector represented by the following equation (52).
[Expression 36]
Figure 0003759448
here,0Is a zero vector defined by the following equation (53).
[Expression 37]
Figure 0003759448
[0083]
As shown in equation (52) above, the coefficient vectorW c lAt the end of (i-4), ie at both ends of the OFDM signal band0The error at the OFDM signal band edge of the combined weighting coefficient vector can be reduced by packing and extrapolating the weight applied to the pilot signal at the band edge instead of zeroing the vector. The state of extrapolation is shown in FIG. That is, in FIG. 9, as shown in the following formulas (54) to (56), a vector composed of (N−K−1) / 2 elements at the left end of the OFDM signal band.AAnd a vector of {(N−K−1) / 2} +1 elements at the right end of the OFDM signal bandBThe state of inserting is shown. Note that the vector shown in the following equation (54) is changed to a coefficient vectorW c lIt will be called (i-4).
[0084]
[Formula 38]
Figure 0003759448
[0085]
The coefficient vector shown in the above equation (54) thus formedW c lThe IFFT process is performed for each branch on (i-4). The vector obtained by this IFFT processing is expressed as an impulse response vector.h l(i-4). In other words, the coefficient vectorW c lAn impulse response vector obtained by converting (i-4) defined by the following equation (57)h l(i-4) is generated.
[39]
Figure 0003759448
[0086]
Where the impulse response vectorh l(i-4) is defined as shown in the following formula (58).
[Formula 40]
Figure 0003759448
Impulse response vectorh lAn example of (i-4) is schematically shown in FIG. 10 as a curve indicated by the reference symbol 1001.
[0087]
In order to remove so-called aliasing, the following processing is performed. Before entering the description of the process, the filter coefficient vectorfIs defined by the following equation (59).
[Expression 41]
Figure 0003759448
Filter coefficient vectorfAn example of this is schematically shown in FIG. 10 as a curve indicated by a reference symbol 1002.
[0088]
In order to remove aliasing, an impulse response vector as shown in equation (60) below:h l(i-4) and filter coefficient vectorfFor each element, and FFT processing is performed (the symbol “●” in the following expression represents the product for each element).
[Expression 42]
Figure 0003759448
[0089]
This results in an interpolated composite weighting coefficient vectorW c l(i) is generated. In this way, the composite weighting coefficient vectorW c lBy generating (i) for all branches, the combined weighting coefficient vector of all the generated branchesW c lComposite weighting coefficient vector interpolated in the carrier axis direction from the data of (i)W b k(i) can be generated.
[0090]
Next, the convolution interpolation method will be described.
First, the filter coefficient vectorfImpulse response vectorg(Less than,fImpulse response vectorgThat's it. ) Is defined by the following formula (61).
[Equation 43]
Figure 0003759448
AndfImpulse response vectorgIs represented as a vector shown in the following equation (62).
(44)
Figure 0003759448
[0091]
Filter coefficient vectorfIf the characteristic is not a rectangle but a characteristic that gently attenuates toward zero at both ends,fImpulse response vectorgThe characteristic is also such that approximately zero continues at both ends,fImpulse response vectorgThe number of elements can be reduced from N to M as shown in the following equation (63).
[Equation 45]
Figure 0003759448
[0092]
Defined like thisfImpulse response vectorgAnd the coefficient vector defined by equation (50) aboveW c lBy performing a convolution operation using (i-4) as shown in the following equation (64), a composite weighting coefficient W specified by an arbitrary carrier number k and an arbitrary branch number ll, k(i-4) can be generated.
[Equation 46]
Figure 0003759448
[0093]
The composite weighting coefficient W generated in this wayl, k(i-4) is replaced with w in the above formula (5).l, kBy substituting into (i-4), the combined weighting coefficient vector interpolated in the carrier axis directionw b k(i-4) can be generated.
The interpolation method in the carrier axis direction may be a method other than the above method.
[0094]
The carrier interpolating means 278 receives the combined weighting coefficient vector interpolated in the symbol axis direction output from the symbol interpolating means 277, and performs the above-described linear interpolation method, FFT interpolation method, convolution interpolation method, and other interpolations. Composite weighting coefficient vector interpolated in the carrier axis direction by the methodw b kThis is a means for generating (i-4) and outputting it to the carrier synthesizing means 120.
[0095]
As described above, the OFDM signal combining receiver 300 according to the second embodiment of the present invention optimally combines the signals from the array antenna for each subcarrier of the OFDM signal based on the SP signal. By making it possible, the signal of the desired wave can be satisfactorily reproduced even in a situation where frequency selective distortion due to mixing of multipath components occurs.
[0096]
FIG. 4 is a block diagram showing a schematic configuration of an OFDM signal combining receiver 400 according to the third embodiment of the present invention. The OFDM signal synthesizing receiver 400 according to the third embodiment of the present invention synthesizes and outputs the OFDM signals from the respective branches in the time domain. Hereinafter, description will be given with reference to the drawings.
[0097]
The OFDM signal combining receiver 400 includes antenna branches (hereinafter simply referred to as branches) 0 to (L-1), fast Fourier transform (hereinafter referred to as FFT (Fast Fourier Transform)) means 101 (0) to 101 ( L-1), pilot carrier extraction means 110, time domain synthesis means 420, pilot carrier synthesis means 130, coefficient update means 440, difference calculation means 150, pilot signal generation means 160, interpolation means 470, and inverse fast Fourier transform ( Hereinafter, it is comprised of IFFT (Inverse Fast Fourier Transform) means 481 (0) to 481 (L-1).
[0098]
Of the means constituting the OFDM signal combining receiver 400, the same reference numerals are used for the same processing as the constituent means in the OFDM signal combining receiver 100 according to the first embodiment of the present invention. The description is omitted.
OFDM signal vectoru k(i) Composite weighting coefficient vectorw b k(i) SP carrier number kpThe same symbols and the like as the symbols and terms defined in the first embodiment of the present invention are also defined in the second embodiment of the present invention.
[0099]
The IFFT unit 481 (0) is a composite weighting coefficient vector output from the interpolation unit 470 described later.w b k(i) etc. as input, and input composite weighting coefficient vectorw b k(i) etc. are subjected to IFFT processing, filter coefficients (hereinafter referred to as transversal filter coefficients) necessary for filtering in the time domain are extracted from vectors obtained by the IFFT processing, and time domain synthesizing means 420 is extracted. It is a means for outputting.
[0100]
Note that the composite weighting coefficient vector input to the IFFT means 481 (0).w b kThe transversal filter coefficients output from (i) and the like and IFFT means 481 (0) are for filtering the OFDM signal output from branch 0. IFFT means 481 (1) to 481 (L-1) are means for performing the same processing as IFFT means 481 (0), and filter processing of OFDM signals output from branches 1 to (L-1), respectively. Is for.
[0101]
The time domain synthesizing unit 420 receives the OFDM signal output from the branches 0 to (L-1) and the transversal filter coefficients output from the IFFT units 481 (0) to 481 (L-1) as inputs. This is a means for performing a filtering process in the time domain on the OFDM signal from each branch in accordance with the transversal filter coefficient, and synthesizing and outputting the signals of each branch after the filtering process.
[0102]
Specifically, the input OFDM signal UlBy performing the conversion shown in the following expression (65) on (nt), time is taken for each branch and for each carrier (because it is processing in the time domain, it is not clearly displayed in expression (65)). A combined signal Y (nt) that is filtered in the region and combined for all branches is generated.
[Equation 47]
Figure 0003759448
Here, nt is an arbitrary time number (where n is an integer), l is an arbitrary branch number, and hl, m(i) (0 ≦ m ≦ M−1, where M is the number of taps of the transversal filters 521 (0) to 521 (L−1)) is a transversal filter coefficient, and i is a symbol number is there.
[0103]
The OFDM signal combining receiver 400 is configured like the OFDM signal combining receiver 500 shown in FIG. 5, and the time domain combining means 420 is added to the transversal filters 521 (0) to 521 (L-1). It may be configured by means 522.
[0104]
In that case, as shown in FIG. 5, the transversal filters 521 (0) to 521 (L-1) are connected to the OFDM signals output from the branches 0 to (L-1) and the IFFT units 481 (0) to ( The transversal filter coefficient output from (L-1) is input, the input OFDM signal is subjected to filter processing in the time domain for each branch, and output to the adding means 522.
The adding unit 522 adds the results after the filtering process output from the transversal filters 521 (0) to 521 (L-1) and outputs the result to the outside.
[0105]
In the following, the OFDM signal combining receiver 500 is configured like the OFDM signal combining receiver 600 shown in FIG. 6, and the interpolating means 470 is configured by the inter-symbol interpolating means 671 and the inter-carrier interpolating means 672. It's okay. In this case, the following processing is performed by the symbol interpolating unit 671, the carrier interpolating unit 672, and the IFFT units 481 (0) to 481 (L-1).
[0106]
Symbol interpolating means 671 is a combination weighting coefficient vector output from pilot carrier combining means 130.w b kp(i) is used as an input, inter-symbol interpolation processing (for example, Expression (8) or Expression (9)-(12)) described in the first embodiment of the present invention is performed, and inter-carrier interpolation is performed. Output to means 672.
[0107]
The intercarrier interpolation means 672 is a combination weighting coefficient vector obtained by the intersymbol interpolation processing described above.w b kp(i) as an input, and a predetermined weighting process is performed in the carrier axis direction to obtain a combined weighting coefficient vectorw b k (i) is generated and output to IFFT means 481 (0) to 481 (L-1). Here, as the “predetermined interpolation processing”, for example, linear interpolation processing (expressions (14) to (16)), the convolution interpolation method (expressions (30) to (33)) described in the first embodiment of the present invention. ), There are other methods, but the type of method does not matter.
[0108]
Hereinafter, processing performed by the IFFT units 481 (0) to 481 (L-1) will be described in detail.
Here, the interpolated composite weighting coefficient vector output from the intercarrier interpolating means 672w b k (i) is shown in the following formula (66).
[Formula 48]
Figure 0003759448
[0109]
In addition, the number of data (also referred to as the number of points) to be subjected to IFFT processing is N = 2.νAnd However, ν is a natural number and the condition of N> K is satisfied. Let n be the number of an arbitrary impulse obtained by IFFT processing. The range of n is a range shown in the following formula (67).
[Formula 49]
Figure 0003759448
[0110]
Where the coefficient vectorW c lTo make (i) an N-point coefficient vector, a coefficient vectorW c lInsert a (N−K−1) / 2 zero vector at the left end of (i) to obtain a coefficient vectorW c lA zero vector consisting of {(N−K−1) / 2} +1 zeros is inserted at the right end of (i), and a coefficient vector shown in the following equation (68) (this is newly set as a coefficient vector).W c l(i). ) Is generated.
[Equation 50]
Figure 0003759448
here,0Is a zero vector defined by the following equation (69).
[Formula 51]
Figure 0003759448
[0111]
Next, the coefficient vectorW c l(i) is subjected to IFFT processing as shown in the following equation (70) to generate a coefficient vector of a transversal filter.
[Formula 52]
Figure 0003759448
The coefficient vector of the transversal filter obtained above is set as shown in the following equation (71).
[53]
Figure 0003759448
[0112]
The expression (71) can be rewritten as the following expression (72) by paying attention to M consecutive elements of the above expression (71).
[Formula 54]
Figure 0003759448
From N transversal filter coefficients, a vector corresponding to the tap length of the transversal filter (this tap length is M).h lThe continuous elements in are extracted and used as the equation (73) M-dimensional vector shown below, which is used as a transversal filter coefficient vector.
[Expression 55]
Figure 0003759448
[0113]
The transversal filter coefficient vector with M taps is processed as described above.h lIs generated. In this way, the IFFT means 481 (0) to 481 (L-1) respectively perform transversal filter coefficient vectors for each branch lunch.h lAre output to the corresponding transversal filters 521 (0) to 521 (L-1).
[0114]
Further, the OFDM signal combining receiver 500 may be configured as the OFDM signal combining receiver 700 shown in FIG. 7, and the interpolation unit 470 may be configured by the inter-symbol interpolation unit 671 and the zero insertion unit 772. . In this case, processing performed by the zero insertion unit 772 and the IFFT units 481 (0) to 481 (L-1) will be specifically described below.
[0115]
The zero insertion means 772 is a composite weighting coefficient vector that has been subjected to inter-symbol interpolation processing (for example, Expression (8) or Expressions (9) to (12)).w b kp(i) as input, and input composite weighting coefficient vectorw b kp(i) is subjected to the zero insertion processing (formulas (17) to (25)) described in the first embodiment of the present invention to obtain a coefficient vector.W c l(i) (Formulas (23) to (25)) are generated and output to the IFFT means 481 (0) to 481 (L-1).
[0116]
IFFT means 481 (0) to 481 (L-1) are coefficient vectors obtained by the zero insertion process.W c lAn IFFT process (Equation (26)) is performed on (i) to generate an impulse response vector (Equation (27)). Below, Formula (27) is described again.
[56]
Figure 0003759448
[0117]
The expression (27) can be rewritten as the following expression (74) by paying attention to M consecutive elements of the above expression (27).
[Equation 57]
Figure 0003759448
[0118]
A vector corresponding to the tap length of the transversal filter (this tap length is assumed to be M) from N impulse response vectors.h lThe continuous elements in are extracted and used as an expression (75) M-dimensional vector shown below to form a transversal filter coefficient vector.
[Formula 58]
Figure 0003759448
Thus, the coefficient of the M-tap transversal filterh lWanted.
[0119]
The transversal filter coefficient vector with M taps is processed as described above.h lIs generated. In this way, the IFFT means 481 (0) to 481 (L-1) respectively perform transversal filter coefficient vectors for each branch lunch.h l(Expression (75)) is generated and output to the corresponding transversal filters 521 (0) to 521 (L-1). The processing performed in the intercarrier interpolating means 672 and the IFFT means 481 (0) to 481 (L-1) corresponds to the FFT interpolation method described in the first embodiment of the present invention.
[0120]
The description in the third embodiment of the present invention has been given for the case where the LMS algorithm is applied. ), The argument of the transversal filter coefficient shown in (75) is only changed from (i) to (i-4), and other parts are not substantially changed.
[0121]
As described above, OFDM signal combining receivers 400, 500, 600, and 700 according to the third embodiment of the present invention receive signals from the array antenna for each subcarrier of the OFDM signal based on the SP signal. By making it possible to synthesize optimally, it is possible to satisfactorily reproduce the signal of the desired wave even in a situation where frequency selective distortion due to mixing of multipath components occurs.
[0122]
【The invention's effect】
As described above, the present invention can realize an OFDM signal synthesizing receiver that can satisfactorily reproduce a signal of a desired wave even in a situation where frequency selective distortion due to mixing of multipath components occurs.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an example of a configuration of a receiving apparatus for OFDM signal synthesis according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing an example of a configuration of a receiving apparatus for OFDM signal synthesis according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram showing an example of a configuration of a receiving apparatus for OFDM signal synthesis according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a block diagram showing an example of a configuration of an OFDM signal combining receiver according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a block diagram showing an example of a configuration of a receiving apparatus for OFDM signal synthesis according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a block diagram showing an example of a configuration of an OFDM signal combining receiver according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a block diagram showing an example of a configuration of an OFDM signal combining receiver according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram showing an arrangement of signals constituting an OFDM signal in a carrier-symbol space.
FIG. 9 is a diagram for explaining an extrapolation method of a synthesis weighting coefficient according to the present invention.
FIG. 10 is a diagram for explaining an interpolation method using FFT of the present invention.
[Explanation of symbols]
0 to (L-1) Antenna branch
100, 200, 300, 400, 500, 600, 700 OFDM signal combining receiver
101 (0) to (L-1) Fast Fourier transform (FFT) means
110 Pilot carrier extraction means
120 Carrier synthesis means
130, 330 Pilot carrier combining means
140, 340, 440 coefficient update means
150 Difference calculation means
160 Pilot signal generating means
170 Interpolation means
277 Interpolating means between symbols
278 Intercarrier interpolating means
420 Time domain synthesis means
470 Interpolation means
481 (0) to (L-1) Inverse Fast Fourier Transform (FFT) means
521 (0) to (L-1) Transversal filter
522 Adding means
671 Symbol interpolating means
672 Intercarrier interpolating means
772 Zero insertion means
1001 Impulse response vector
1002 Filter coefficient vector

Claims (6)

受信アンテナを構成する複数のアンテナブランチの各々がOFDM信号を受信し、前記OFDM信号を構成する信号のうち、前記アンテナブランチ間で相互に対比される信号を特定するための、シンボル番号とサブキャリアの番号であるキャリア番号のいずれもが同一の信号を合成するための受信装置において、前記アンテナブランチ毎に受信された前記OFDM信号に対し、高速フーリエ変換処理を施してOFDMスペクトルを生成するための手段と、前記各アンテナブランチについてのOFDMスペクトルから、前記シンボル番号および前記キャリア番号のいずれもが同一の、スキャッタード・パイロット信号であるSP信号を抽出するためのパイロットキャリア抽出手段と、同一シンボル番号かつ同一キャリア番号によって特定される各SP信号に、前記各SP信号を特定するためのキャリア番号およびアンテナブランチの番号であるブランチ番号に応じて合成重み付け係数をかけ、前記サブキャリア毎に加算して合成信号を生成するためのパイロットキャリア合成手段と、前記合成信号を特定するためのシンボル番号と前記合成信号を特定するためのキャリア番号とによって特定される前記SP信号が示す値に関する所定の情報である基準合成値を発生するためのパイロット信号発生手段と、前記基準合成値から、前記基準合成値と前記合成信号とを特定するためのシンボル番号およびキャリア番号のいずれもが同一の前記合成信号が示す値を、差し引いて得られる値である推定誤差を生成するための手段と、前記推定誤差と、および前記SP信号が割り当てられたサブキャリアであるSPキャリア番号とに応じて、SPキャリア毎に前記各アンテナブランチについての合成重み付け係数を生成するための係数更新手段と、前記係数更新手段によって生成された各合成重み付け係数に基づいてシンボル番号およびキャリア番号に関する所定の補間処理を施し、同一シンボル番号と同一ブランチ番号によって特定される合成重み付け係数ベクトルであって、キャリア番号に応じた合成重み付け係数を要素とする合成重み付け係数ベクトルを生成するための内挿手段と、前記OFDM信号を構成する各信号に、そのOFDM信号を構成する信号を特定するためのシンボル番号とキャリア番号に等しいシンボル番号とキャリア番号によって特定される合成重み付け係数をかけて得られる値を、前記キャリア番号方向について加算することによって合成信号を生成するためのキャリア合成手段とを備え、前記パイロットキャリア合成手段がかける所定の合成重み付け係数は、前記係数更新手段によって生成された合成重み付け係数であることを特徴とするOFDM信号合成用受信装置。Each of a plurality of antenna branches constituting a receiving antenna receives an OFDM signal, and among the signals constituting the OFDM signal, a symbol number and a subcarrier for identifying signals to be compared with each other between the antenna branches In the receiving apparatus for synthesizing signals having the same carrier number, the OFDM signal received for each antenna branch is subjected to fast Fourier transform processing to generate an OFDM spectrum. And a pilot carrier extracting means for extracting an SP signal which is a scattered pilot signal having the same symbol number and carrier number from the OFDM spectrum for each antenna branch, and the same symbol number and Identified by the same carrier number A pilot carrier for generating a composite signal by multiplying the SP signal by a composite weighting coefficient in accordance with a carrier number for specifying each SP signal and a branch number which is an antenna branch number and adding each of the subcarriers Generating a reference composite value that is predetermined information relating to a value indicated by the SP signal specified by a combining means, a symbol number for specifying the combined signal, and a carrier number for specifying the combined signal A value obtained by subtracting a value indicated by the combined signal having the same symbol number and carrier number for identifying the reference combined value and the combined signal from the pilot signal generating means and the reference combined value Means for generating an estimation error, the estimation error, and a subkey to which the SP signal is assigned. Coefficient updating means for generating a composite weighting coefficient for each antenna branch for each SP carrier according to the rear SP carrier number, and a symbol based on each composite weighting coefficient generated by the coefficient update means A predetermined interpolation process relating to the number and the carrier number is performed to generate a composite weighting coefficient vector identified by the same symbol number and the same branch number, and including a composite weighting coefficient corresponding to the carrier number as an element And interpolating means for multiplying each signal constituting the OFDM signal by a symbol number for identifying the signal constituting the OFDM signal, a symbol number equal to the carrier number, and a composite weighting factor specified by the carrier number Value obtained in the carrier number direction. Carrier combining means for generating a combined signal by adding together, and the predetermined combining weighting coefficient applied by the pilot carrier combining means is a combining weighting coefficient generated by the coefficient updating means. An OFDM signal synthesizing receiver. 受信アンテナを構成する複数のアンテナブランチの各々がOFDM信号を受信し、前記OFDM信号を構成する信号のうち、前記アンテナブランチ間で相互に対比される信号を特定するための、シンボル番号とサブキャリアの番号であるキャリア番号のいずれもが同一の信号を合成するための受信装置において、前記アンテナブランチ毎に受信された前記OFDM信号に対し、高速フーリエ変換処理を施してOFDMスペクトルを生成するための手段と、前記各アンテナブランチについてのOFDMスペクトルから、前記シンボル番号および前記キャリア番号のいずれもが同一の、スキャッタード・パイロット信号であるSP信号を抽出するためのパイロットキャリア抽出手段と、同一シンボル番号かつ同一キャリア番号によって特定される各SP信号に、前記各SP信号を特定するためのキャリア番号およびアンテナブランチの番号であるブランチ番号に応じて合成重み付け係数をかけ、前記サブキャリア毎に加算して合成信号を生成するためのパイロットキャリア合成手段と、前記合成信号を特定するためのシンボル番号と前記合成信号を特定するためのキャリア番号とによって特定される前記SP信号が示す値に関する所定の情報である基準合成値を発生するためのパイロット信号発生手段と、前記基準合成値から、前記基準合成値と前記合成信号とを特定するためのシンボル番号およびキャリア番号のいずれもが同一の前記合成信号が示す値を、差し引いて得られる値である推定誤差を生成するための手段と、前記推定誤差と、および前記SP信号が割り当てられたサブキャリアであるSPキャリア番号とに応じて、SPキャリア毎に前記各アンテナブランチについての合成重み付け係数を生成するための係数更新手段と、前記係数更新手段によって生成された前記SPキャリア毎の、前記各アンテナブランチについての合成重み付け係数に対して所定の補間処理を施すことによって、前記SPキャリア以外のサブキャリアであるデータキャリアについての合成重み付け係数を生成し、前記アンテナブランチ毎の、前記各キャリアについての合成重み付け係数に変換し、逆フーリエ変換処理を施してフィルタ係数ベクトルを生成するための内挿手段と、前記アンテナブランチ毎に、同一シンボル番号の前記OFDM信号を構成する各キャリアの信号が示す値と対応する前記フィルタ係数ベクトルとで所定の畳み込み積分処理を施し、加算することによって合成信号を生成するための時間領域合成手段とを備え、前記パイロットキャリア合成手段がかける所定の合成重み付け係数は、前記係数更新手段によって生成された合成重み付け係数であることを特徴とするOFDM信号合成用受信装置。Each of a plurality of antenna branches constituting a receiving antenna receives an OFDM signal, and among the signals constituting the OFDM signal, a symbol number and a subcarrier for identifying signals to be compared with each other between the antenna branches In the receiving apparatus for synthesizing signals having the same carrier number, the OFDM signal received for each antenna branch is subjected to fast Fourier transform processing to generate an OFDM spectrum. And a pilot carrier extracting means for extracting an SP signal which is a scattered pilot signal having the same symbol number and carrier number from the OFDM spectrum for each antenna branch, and the same symbol number and Identified by the same carrier number A pilot carrier for generating a composite signal by multiplying the SP signal by a composite weighting coefficient in accordance with a carrier number for specifying each SP signal and a branch number which is an antenna branch number and adding each of the subcarriers Generating a reference composite value that is predetermined information relating to a value indicated by the SP signal specified by a combining means, a symbol number for specifying the combined signal, and a carrier number for specifying the combined signal A value obtained by subtracting a value indicated by the combined signal having the same symbol number and carrier number for identifying the reference combined value and the combined signal from the pilot signal generating means and the reference combined value Means for generating an estimation error, the estimation error, and a subkey to which the SP signal is assigned. Coefficient updating means for generating a composite weighting coefficient for each antenna branch for each SP carrier according to the rear SP carrier number, and each of the SP carriers generated by the coefficient updating means. By performing a predetermined interpolation process on the combination weighting coefficient for the antenna branch, a combination weighting coefficient for a data carrier that is a subcarrier other than the SP carrier is generated, and for each carrier for each antenna branch Interpolation means for converting to a combination weighting coefficient and performing an inverse Fourier transform process to generate a filter coefficient vector, and a value indicated by a signal of each carrier constituting the OFDM signal having the same symbol number for each antenna branch And a predetermined convolution with the corresponding filter coefficient vector Time domain combining means for performing integration processing and generating a combined signal by adding, and the predetermined combining weighting coefficient applied by the pilot carrier combining means is a combining weighting coefficient generated by the coefficient updating means An OFDM signal combining receiver characterized by comprising: 前記係数更新手段は、LMS(Least Mean Square)アルゴリズムまたはRLSアルゴリズム(Recursive Least Squares)に基づいて前記合成重み付け係数を生成することを特徴とする請求項1、または2記載のOFDM信号合成用受信装置。3. The OFDM signal combining receiver according to claim 1, wherein the coefficient updating unit generates the combining weighting coefficient based on an LMS (Least Mean Square) algorithm or an RLS algorithm (Recursive Least Squares). 4. . 前記フィルタ係数ベクトルはトランスバーサルフィルタ係数ベクトルであり、前記時間領域合成手段はトランスバーサルフィルタと加算手段とによって構成され、前記トランスバーサルフィルタは、前記アンテナブランチ毎に、前記トランスバーサルフィルタ係数ベクトルと前記OFDM信号が示す値との所定の畳み込み積分処理を施し、前記加算手段は、前記畳み込み積分処理によって得られた値を積算して合成信号とすることを特徴とする請求項2記載のOFDM信号合成用受信装置。The filter coefficient vector is a transversal filter coefficient vector, and the time domain synthesis unit includes a transversal filter and an addition unit, and the transversal filter includes the transversal filter coefficient vector and the antenna for each antenna branch. 3. The OFDM signal synthesis according to claim 2, wherein a predetermined convolution integration process with a value indicated by the OFDM signal is performed, and the addition means integrates the values obtained by the convolution integration process into a synthesized signal. Receiving device. 前記内挿手段は、シンボル間内挿手段と逆フーリエ変換手段とによって構成され、前記シンボル間内挿手段は、合成重み付け係数に対し、シンボル番号に関して所定の補間処理を施すための手段であり、前記逆フーリエ変換手段は、シンボル番号に関して前記補間処理が施された合成重み付け係数ベクトルに対して逆フーリエ変換処理を施して前記トランスバーサルフィルタ係数ベクトルを生成するための手段であることを特徴とする請求項4記載のOFDM信号合成用受信装置。The interpolating means is composed of inter-symbol interpolating means and inverse Fourier transform means, and the inter-symbol interpolating means is means for performing a predetermined interpolation process with respect to a symbol number for a synthesis weighting coefficient, The inverse Fourier transform means is means for performing the inverse Fourier transform process on the combined weighting coefficient vector subjected to the interpolation process with respect to the symbol number to generate the transversal filter coefficient vector. The receiving apparatus for combining OFDM signals according to claim 4. 前記内挿手段は、シンボル間内挿手段とキャリア間内挿手段と逆フーリエ変換手段とによって構成され、前記シンボル間内挿手段は、合成重み付け係数に対し、シンボル番号に関して所定の補間処理を施すための手段であり、前記キャリア間内挿手段は、前記補間処理によって得られた合成重み付け係数ベクトルに対し、キャリア番号に関して所定の補間処理を施すための手段であり、前記逆フーリエ変換手段は、シンボル番号に関して前記補間処理が施され、かつキャリア番号に関して前記補間処理が施された前記合成重み付け係数ベクトルに対して逆フーリエ変換処理を施して前記トランスバーサルフィルタ係数ベクトルを生成するための手段であることを特徴とする請求項4記載のOFDM信号合成用受信装置。The interpolating means includes inter-symbol interpolating means, inter-carrier interpolating means, and inverse Fourier transform means, and the inter-symbol interpolating means performs a predetermined interpolation process on the symbol number with respect to the composite weighting coefficient. The carrier interpolating means is means for performing a predetermined interpolation process on a carrier weight number with respect to the combined weighting coefficient vector obtained by the interpolation process, and the inverse Fourier transform means is Means for generating a transversal filter coefficient vector by performing an inverse Fourier transform process on the combined weighting coefficient vector subjected to the interpolation process with respect to a symbol number and subjected to the interpolation process with respect to a carrier number; 5. The OFDM signal synthesizing receiver according to claim 4.
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4516489B2 (en) * 2004-10-12 2010-08-04 日本放送協会 Receiver
JP4854315B2 (en) * 2006-01-27 2012-01-18 三洋電機株式会社 Receiving method and apparatus
JP4829849B2 (en) * 2006-11-15 2011-12-07 日本放送協会 OFDM signal combining receiver and repeater
JP4872709B2 (en) * 2007-02-23 2012-02-08 住友電気工業株式会社 Communication apparatus and weight update method
JP4867721B2 (en) * 2007-03-06 2012-02-01 住友電気工業株式会社 Communication apparatus and weight update method
JP4894561B2 (en) * 2007-03-06 2012-03-14 住友電気工業株式会社 Communication apparatus and weight update method
JP4894562B2 (en) * 2007-03-06 2012-03-14 住友電気工業株式会社 Communication apparatus and weight update method
JP4613944B2 (en) 2007-11-09 2011-01-19 住友電気工業株式会社 Wireless communication device
JP6820557B2 (en) * 2017-03-16 2021-01-27 株式会社新富士空調 Square duct connection structure, connection method and square duct

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3377361B2 (en) * 1996-04-12 2003-02-17 日本放送協会 Diversity receiver
JP3497672B2 (en) * 1996-09-18 2004-02-16 株式会社東芝 Adaptive antenna and multi-carrier wireless communication system
JP3862111B2 (en) * 1997-08-05 2006-12-27 ソニー株式会社 Reception device, radio communication system, and communication method
JP3737264B2 (en) * 1998-01-14 2006-01-18 株式会社東芝 Diversity receiver
JP2000022661A (en) * 1998-07-07 2000-01-21 Nec Corp Ofdm demodulator
JP2001292122A (en) * 2000-04-07 2001-10-19 Sony Corp Demodulation device and demodulation method
JP3593307B2 (en) * 2000-08-21 2004-11-24 株式会社ケンウッド Orthogonal frequency division multiplex signal receiving apparatus, orthogonal frequency division multiplex signal corrector, and signal correction method
JP2002344411A (en) * 2001-05-11 2002-11-29 Sony Corp OFDM demodulator and method
JP2003032217A (en) * 2001-07-11 2003-01-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd OFDM communication apparatus and carrier recovery method for OFDM signal

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