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JP4175220B2 - Multicarrier demodulation method and multicarrier demodulation device - Google Patents
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Multicarrier demodulation method and multicarrier demodulation device Download PDF

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本発明はマルチキャリア通信において、時間と共に変化するチャネル変動を補償して復調するための方法、及び装置に関する。本発明は直交周波数分割多重(OFDM)方式による送信に対し、高速で移動する移動体上の受信装置に特に有効である。   The present invention relates to a method and apparatus for compensating and demodulating a channel variation that varies with time in multicarrier communication. The present invention is particularly effective for a receiving apparatus on a moving body that moves at high speed with respect to transmission by an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) system.

高速移動体上に設けられた受信装置で、固定局からの送信信号を受信する時、伝搬路特性が刻々と変化する。市街地の高速道路等を走行する車両で放送信号を受信する場合を例にとれば、周囲に多数の障害物があり、伝搬路特性も極めて高速に変化する。OFDM方式等のマルチキャリア変調信号を受信する場合、当該伝搬路特性の変化は、各サブキャリア毎に異なる。このような高速に変化する各サブキャリア毎の伝搬路特性は、通信品質を大きく落とすことにつながる。具体的には、各サブキャリア間の直交性がくずれ、キャリア間干渉が増大することにより、パイロット信号に対する干渉がチャネル推定精度の低下をもたらし、それがチャネル補償精度を低下させることになる。   When receiving a transmission signal from a fixed station with a receiving device provided on a high-speed moving body, the propagation path characteristics change every moment. Taking a case where a broadcast signal is received by a vehicle traveling on a highway in an urban area, for example, there are a number of obstacles in the surrounding area, and the propagation path characteristics change very rapidly. When receiving a multi-carrier modulation signal such as an OFDM scheme, the change in the propagation path characteristic is different for each subcarrier. Such propagation path characteristics for each subcarrier that change at high speed lead to a significant reduction in communication quality. Specifically, the orthogonality between the subcarriers is broken and the intercarrier interference increases, so that interference with the pilot signal causes a decrease in channel estimation accuracy, which decreases the channel compensation accuracy.

伝送路特性の高速な時変動の補償としては下記特許文献1及び2が、また、伝送路特性の推定精度の改善方法としては下記特許文献3及び4が知られている。
特開2000−286817号公報 特開平11−68630号公報 特開2001−44963号公報 特開2002−261729号公報 上記特許文献1記載の技術は、OFDM受信機において、高速フーリエ変換器(FFT)の前の段階で、時間領域等化手段を設けたものである。また、上記特許文献2記載の技術は、OFDM受信機において、FFTの前と後で歪補償を行うものである。また、上記特許文献3、4記載の技術は、スキャッタードパイロット信号を用いて、パイロット信号が占有するシンボルのチャネル以外の各シンボルのチャネルの伝搬路特性を、当該パイロット信号が占有するシンボルのチャネルの伝搬路特性から補間するものである。図1.Aのように、パイロット信号は全シンボルに含まれなくてよく、且つパイロット信号を含む他のシンボルと比較して、異なるサブキャリアに配置させることができる。こうして、パイロット信号が占有するシンボルのチャネルの伝搬路特性から、パイロット信号が占有するシンボルのチャネル以外の各シンボルのチャネルの伝搬路特性を、時間・周波数平面上で内挿及び外挿により補間することが可能である。
Patent Documents 1 and 2 listed below are known as compensation for high-speed fluctuations in transmission path characteristics, and Patent Documents 3 and 4 listed below are methods for improving the estimation accuracy of transmission path characteristics.
JP 2000-286817 A JP-A-11-68630 JP 2001-44963 A The technique described in Japanese Patent Laid-Open No. 2002-261729 is a technique in which time domain equalization means is provided in an OFDM receiver at a stage before a Fast Fourier Transform (FFT). The technique described in Patent Document 2 performs distortion compensation before and after FFT in an OFDM receiver. In addition, the techniques described in Patent Documents 3 and 4 use the scattered pilot signal, and the channel characteristics of each symbol other than the symbol channel occupied by the pilot signal are used to determine the channel characteristics of the symbol occupied by the pilot signal. Interpolation is performed from channel propagation path characteristics. FIG. Like A, the pilot signal does not have to be included in all symbols, and can be arranged in different subcarriers as compared with other symbols including the pilot signal. Thus, the channel characteristics of each symbol channel other than the symbol channel occupied by the pilot signal are interpolated on the time / frequency plane by interpolation and extrapolation from the channel characteristics of the symbol channel occupied by the pilot signal. It is possible.

スキャッタードパイロット信号を用いたチャネル特性の時間・周波数補間を図7を用いて説明する。まず、通常のパイロット信号による周波数フェージングのみ補償する構成を図7.Aに示す。図7.Aはマルチキャリア復調装置900の構成の概略を示すブロック図である。受信波を直交復調器91でベースバンド信号に直交復調してサンプリングする。次に直並列変換器(S/P)92でガードインターバルを含んだ1シンボル長ごとに出力する。この出力を、ガードインターバル(GI)除去器93に入力し、ガードインターバルを除去して1シンボル長の時間軸の信号をN点高速フーリエ変換器(N点FFT)94に出力する。N点FFT94の出力は、N個のサブキャリアの信号である。ここからパイロットシンボル抽出器951にてパイロット信号を抽出する。次にチャネル特性推定器952により、パイロット信号を有するサブキャリアの、当該チャネル特性を推定する。次にチャネル特性周波数補間器953で、パイロット信号のチャネル特性から全チャネルの伝搬路特性を補間する。尚、パイロット信号がシンボルごとに設けられていない場合は、次にパイロット信号が抽出されるまで、各サブキャリアに対し、同一のチャネル特性を適用する。こうして周波数領域等化器97で、N点FFT94の出力であるN個の複素数に対応した、チャネル特性周波数補間器953の出力するチャネル伝搬路特性を示すN個の複素数で当該N点FFT94の出力であるN個の複素数を除すれば、チャネル特性の補償された出力が得られる。   The channel characteristic time / frequency interpolation using the scattered pilot signal will be described with reference to FIG. First, FIG. 7 shows a configuration in which only frequency fading by a normal pilot signal is compensated. Shown in A. FIG. A is a block diagram showing an outline of the configuration of the multicarrier demodulator 900. The received wave is demodulated by the quadrature demodulator 91 into a baseband signal and sampled. Next, a serial / parallel converter (S / P) 92 outputs each symbol length including the guard interval. This output is input to a guard interval (GI) remover 93, which removes the guard interval and outputs a 1-symbol length time-axis signal to an N-point fast Fourier transformer (N-point FFT) 94. The output of the N-point FFT 94 is a signal of N subcarriers. From this, a pilot symbol extractor 951 extracts a pilot signal. Next, channel characteristic estimator 952 estimates the channel characteristic of the subcarrier having the pilot signal. Next, channel characteristic frequency interpolator 953 interpolates the channel characteristics of all channels from the channel characteristics of the pilot signal. If a pilot signal is not provided for each symbol, the same channel characteristic is applied to each subcarrier until the next pilot signal is extracted. Thus, the frequency domain equalizer 97 outputs the N-point FFT 94 with N complex numbers indicating the channel propagation path characteristics output from the channel characteristic frequency interpolator 953 corresponding to the N complex numbers output from the N-point FFT 94. If the N complex numbers are divided, an output with compensated channel characteristics can be obtained.

次にスキャッタードパイロット信号によって時間・周波数補償する構成を図7.Bに示す。図7.Bはマルチキャリア復調装置950の構成の概略を示すブロック図である。図7.Bはマルチキャリア復調装置950と図7.Aはマルチキャリア復調装置900の構成の違いは、図7.Bはマルチキャリア復調装置950において、N点FFT94と周波数領域等化器97の間にバッファ(遅延回路、メモリ又はシフトレジスタ)96を設けたことと、チャネル特性周波数補間器953に代えてチャネル特性時間・周波数補間器954を設けたことである。   Next, Fig. 7 shows a configuration for time and frequency compensation using a scattered pilot signal. Shown in B. FIG. B is a block diagram showing an outline of the configuration of the multicarrier demodulator 950. FIG. B is a multi-carrier demodulator 950 and FIG. A is the difference in the configuration of the multicarrier demodulator 900 shown in FIG. B shows that the multi-carrier demodulator 950 is provided with a buffer (delay circuit, memory or shift register) 96 between the N-point FFT 94 and the frequency domain equalizer 97, and the channel characteristic instead of the frequency interpolator 953. A time / frequency interpolator 954 is provided.

1シンボル長の時間軸の信号をN点FFT94に入力し、FFTによりN個のサブキャリアの信号を得る。ここからパイロットシンボル抽出器951にてパイロット信号を抽出し、チャネル特性推定器952により、パイロット信号を有するサブキャリアの、チャネル特性を推定する。次にチャネル特性時間・周波数補間器954で、パイロット信号のチャネル特性から全チャネルの伝搬路特性を補間するとともに、パイロット信号が設けられていないシンボルの全チャネルの伝搬路特性を、1つ前に抽出されたパイロット信号を有するシンボルとの間で補間により求める。この際、各シンボル間のガードインターバルが占める時間も考慮される。こうして周波数領域等化器97で、バッファ96を介してN点FFT94の出力であるN個の複素数に対応した、チャネル特性時間・周波数補間器954の出力するチャネル伝搬路特性を示すN個の複素数で当該バッファ96の出力であるN個の複素数を除すれば、チャネル特性の補償された出力が得られる。これは時間的に変化するチャネル特性をも補償している。   A 1-symbol length time-axis signal is input to an N-point FFT 94, and N subcarrier signals are obtained by FFT. From this, a pilot signal is extracted by a pilot symbol extractor 951, and a channel characteristic estimator 952 estimates the channel characteristic of a subcarrier having the pilot signal. Next, the channel characteristic time / frequency interpolator 954 interpolates the channel characteristics of all channels from the channel characteristics of the pilot signal, and sets the channel characteristics of all channels of symbols not provided with the pilot signal to the previous one. It calculates | requires by interpolation between the symbols which have the extracted pilot signal. At this time, the time occupied by the guard interval between symbols is also taken into consideration. Thus, in the frequency domain equalizer 97, N complex numbers indicating channel propagation path characteristics output from the channel characteristic time / frequency interpolator 954 corresponding to the N complex numbers output from the N-point FFT 94 via the buffer 96. By dividing N complex numbers that are the output of the buffer 96, an output with compensated channel characteristics can be obtained. This also compensates for time-varying channel characteristics.

上記特許文献1記載の技術は、各サブキャリアに対し一律に補償を行うので、フラットフェージング環境では有効であるが、周波数選択性フェージング環境では有効とは言えない。上記特許文献2記載の技術は、OFDMの1シンボル長の区間内においては時間変動を無視している。また、上記特許文献3、4記載の技術は、1シンボル長の区間内の時間変動を補償することはできない。   The technique described in Patent Document 1 uniformly compensates for each subcarrier, and thus is effective in a flat fading environment, but is not effective in a frequency selective fading environment. The technique described in Patent Document 2 ignores time fluctuations within an interval of one symbol length of OFDM. In addition, the techniques described in Patent Documents 3 and 4 cannot compensate for time fluctuations in a 1-symbol length section.

そこで本発明者らは、上記特許文献3、4にあるようなスキャッタードパイロット信号を用いて、周波数選択性フェージング環境下での1シンボル長の区間内の時間変動をも補償しうるチャネル変動補償方法及び装置に係る発明を完成した。即ち、本願発明の目的は、マルチキャリア変調信号のチャネル変動補償方法及びチャネル変動補償装置において、周波数選択性フェージング環境下での1シンボル長の区間内の伝搬路特性の時間変動をも補償することである。   Therefore, the present inventors have used channeled pilot signals as described in Patent Documents 3 and 4 above, and channel fluctuations that can compensate for temporal fluctuations within a one-symbol length section in a frequency selective fading environment. The invention relating to the compensation method and apparatus has been completed. That is, an object of the present invention is to compensate for time fluctuations of propagation path characteristics within a one-symbol length section in a frequency selective fading environment in a channel fluctuation compensation method and channel fluctuation compensation apparatus for a multicarrier modulation signal. It is.

請求項1に記載の手段は、マルチキャリア復調方法において、受信した時間軸上の信号を送信側に対応した時間・周波数分割のパターンと異なる時間・周波数分割を行い、分割された各仮チャネルに対応する伝搬路特性の推定値を補間により求め、当該仮チャネルごとに伝搬路特性の補償を行い、伝搬路特性の補償された仮チャネルの時間及び周波数軸上の信号から補償された時間軸上の信号を生成し、当該補償された時間軸上の信号を送信側に対応した時間・周波数分割のパターンにより各サブキャリアに分離することを特徴とする。   According to a first aspect of the present invention, in the multicarrier demodulation method, the received signal on the time axis is subjected to time / frequency division different from the time / frequency division pattern corresponding to the transmission side, and the divided temporary channels are divided. The estimated value of the corresponding propagation path characteristic is obtained by interpolation, the propagation path characteristic is compensated for each temporary channel, and the time of the temporary channel compensated for the propagation path characteristic and the time axis compensated from the signal on the frequency axis. And the compensated signal on the time axis is separated into subcarriers by a time / frequency division pattern corresponding to the transmission side.

また、請求項2に記載の手段は、マルチキャリア復調方法において、受信した時間軸上の信号を送信側に対応した時間・周波数分割のパターンと異なる時間・周波数分割を行い、分割された各仮チャネルに対応する伝搬路特性の推定値を補間により求め、当該仮チャネルごとに伝搬路特性の補償を行い、伝搬路特性の補償された仮チャネルの時間及び周波数軸上の信号を送信側に対応した時間・周波数分割のパターンに変換して伝搬路特性の補償された各サブキャリアに分離することを特徴とする。また、請求項3に記載の手段は、スキャッタードパイロット信号に基づき前記各仮チャネルに対応する伝搬路特性の推定値を補間により求めることを特徴とする。   Further, according to a second aspect of the present invention, in the multicarrier demodulation method, the received signal on the time axis is subjected to time / frequency division different from the time / frequency division pattern corresponding to the transmission side. Estimate the propagation path characteristics corresponding to the channel by interpolation, compensate the propagation path characteristics for each tentative channel, and respond to the signal on the time and frequency axes of the tentative channel with compensated propagation path characteristics on the transmission side. It is characterized in that it is converted into a time-frequency division pattern and separated into subcarriers whose propagation path characteristics are compensated. The means according to claim 3 is characterized in that an estimated value of the propagation path characteristic corresponding to each temporary channel is obtained by interpolation based on the scattered pilot signal.

また、請求項4に記載の手段は、マルチキャリア復調方法において、N点離散フーリエ変換により各サブキャリアに分離すべき時間軸上のN個の複素信号を、2個以上の群に分割し、当該各群を複素信号の個数を点数とする離散フーリエ変換により離散フーリエ変換して仮チャネル群に分割し、前記N点離散フーリエ変換により各サブキャリアに分離すべき時間軸上のN個の複素信号を、N点離散フーリエ変換によりサブキャリアに分離して得られたパイロット信号から伝搬路特性を求め、当該パイロット信号の伝搬路特性から、時間・周波数平面における各仮チャネルの伝搬路特性を補間により決定し、前記仮チャネルの各々を前記時間・周波数平面に対応させて、各仮チャネルの伝搬路特性を補償し、補償した各仮チャネルの信号から、各々対応する点数の逆離散フーリエ変換により逆離散フーリエ変換して補償された時間軸上のN個の複素信号を求め、当該補償された時間軸上のN個の複素信号をN点離散フーリエ変換により各サブキャリアに分離して、伝搬路特性の補償された各サブキャリアの信号を得ることを特徴とする。また、請求項5に記載の手段は、Nは2の巾乗であり、N点離散フーリエ変換により各サブキャリアに分離すべき時間軸上のN個の複素信号を、Nの約数個から成る2個以上の群に分割するものであって、前記N点離散フーリエ変換以外の離散フーリエ変換を、対応する点数の離散ウェーブレット変換又はウェーブレットパケット変換に代え、前記逆離散フーリエ変換を、対応する点数の逆離散ウェーブレット変換又は逆ウェーブレットパケット変換に代えたことを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the multicarrier demodulation method, the N complex signals on the time axis to be separated into each subcarrier by N-point discrete Fourier transform are divided into two or more groups, Each group is subjected to discrete Fourier transform by discrete Fourier transform with the number of complex signals as points, and divided into temporary channel groups, and N complex on the time axis to be separated into subcarriers by the N-point discrete Fourier transform. Determine the propagation path characteristics from the pilot signal obtained by separating the signal into subcarriers by N-point discrete Fourier transform, and interpolate the propagation path characteristics of each temporary channel in the time / frequency plane from the propagation path characteristics of the pilot signal. And each of the temporary channels is made to correspond to the time / frequency plane to compensate the propagation path characteristics of each temporary channel, and from the compensated signals of each temporary channel, N complex signals on the time axis compensated by inverse discrete Fourier transform by inverse discrete Fourier transform with corresponding points are obtained, and the N complex signals on the compensated time axis are N-point discrete Fourier transform To obtain a signal of each subcarrier whose propagation path characteristics are compensated. Further, according to a fifth aspect of the present invention, N is a power of 2, and N complex signals on the time axis to be separated into subcarriers by N-point discrete Fourier transform are obtained from a divisor of N. The discrete Fourier transform other than the N-point discrete Fourier transform is replaced with a discrete wavelet transform or wavelet packet transform with a corresponding number of points, and the inverse discrete Fourier transform is supported. It is characterized in that it is replaced with a point inverse discrete wavelet transform or inverse wavelet packet transform.

た、請求項6に記載の手段は、Nは2の巾乗であり、N点離散フーリエ変換により各サブキャリアに分離すべき時間軸上のN個の複素信号を、前記Nの約数の個数から成る2個以上の群に分割することを特徴とする。 Also, the means described in claim 6, N is a power of 2 width, the N complex signal on the time axis to be separated into the subcarriers by N-point discrete Fourier transform, a divisor of the N It divides | segments into the 2 or more group which consists of the number of.

請求項7乃至請求項12に記載の手段はマルチキャリア復調装置であって、各々請求項1乃至請求項6のマルチキャリア復調方法を実現するための手段を有するものである。 The means described in claims 7 to 12 is a multicarrier demodulator, and each has means for realizing the multicarrier demodulation method according to claims 1 to 6 .

1シンボルを時間・周波数平面の矩形と考えて、これをヌルキャリアを含む各サブキャリアに対応するチャネル毎に分割するのではなく、それとは異なる分割方法により時間・周波数平面上で分割して仮チャネルとする。この時、分割により生成する仮チャネルの数は、本来のチャネルの数と一致させる。こうして、1シンボル長の各サブキャリアに対応するチャネル毎に伝搬路特性を補償するのでなく、時間・周波数平面上で異なる分割による仮チャネル毎に伝搬路特性を補償する。これにより、周波数軸上のフェージングに対する補償は甘くなるが、時間軸上で分割しているので、時間軸上のフェージングに対する補償を強化することができる。よって、周波数選択性フェージングを補償しながら、1シンボルよりも短いタイミングで時間軸上のフェージングに対する補償をすることができ、高速に変化する伝搬路特性に追随するマルチキャリア復調方法又はマルチキャリア復調装置とすることができる。   Considering one symbol as a rectangle on the time / frequency plane, this is not divided for each channel corresponding to each subcarrier including a null carrier, but is divided on the time / frequency plane by a different division method. Channel. At this time, the number of temporary channels generated by the division is made to match the number of original channels. Thus, the channel characteristics are not compensated for each channel corresponding to each subcarrier of one symbol length, but the channel characteristics are compensated for each temporary channel by different divisions on the time / frequency plane. As a result, compensation for fading on the frequency axis is reduced, but since it is divided on the time axis, compensation for fading on the time axis can be strengthened. Therefore, it is possible to compensate for fading on the time axis at a timing shorter than one symbol while compensating for frequency selective fading, and a multicarrier demodulating method or multicarrier demodulating device that follows a rapidly changing propagation path characteristic It can be.

離散フーリエ変換及び逆離散フーリエ変換は、点数が2の階乗のものについては高速フーリエ変換器を用いることができるので極めて容易に実現できる。離散フーリエ変換、特に高速フーリエ変換についてはいわゆる部分離散フーリエ変換や部分高速フーリエ変換が研究されており、例えばN個の複素数を2回に分けて、点数の少ないN/2点離散フーリエ変換で得られた2組のN/2個の複素数(部分離散フーリエ変換)から、元のN個の複素数をN点離散フーリエ変換して得られるN個の複素数に変換することも公知である。これを用いると更に本願発明の実現は容易となる。   The discrete Fourier transform and the inverse discrete Fourier transform can be realized very easily because a fast Fourier transformer can be used for a factorial of 2 points. As for discrete Fourier transform, particularly fast Fourier transform, so-called partial discrete Fourier transform and partial fast Fourier transform have been studied. For example, N complex numbers are divided into two and obtained by N / 2 point discrete Fourier transform with a small number of points. It is also known to convert the original N complex numbers into N complex numbers obtained by N-point discrete Fourier transform from the two sets of N / 2 complex numbers (partial discrete Fourier transform). If this is used, the present invention can be easily realized.

まず、本願発明について、そのイメージを図1.A、図1.Bを用いて説明する。図1.Aは、特許文献3、4に記載の、スキャッタードパイロット信号を用いた従来のチャネル変動推定方法の概念図である。図1.Aにおいては、各シンボルの到達するタイミングである時間を横軸にとり、各シンボル内のチャネルを示す周波数を縦軸にとった。図1.Aは、p+1シンボル長の時間でOFDMのシンボルが順にp+1個、到来するものを意味している。図1.Aにおいては最も左のシンボルの4個のチャネルと、最も右のシンボルの4個のチャネルをスキャッタードパイロット信号が占有している。これらの8個のスキャッタードパイロット信号を復調することで、当該8個のスキャッタードパイロット信号が占有している当該シンボルにおける各チャネルの伝搬路特性を算出し、これら当該シンボルにおける8個のチャネルの伝搬路特性を基に、図1.Aに示すp+1個のシンボルの他のチャネルの伝搬路特性を内挿又は外挿による補間により求めることができる。即ち、伝搬路特性を角周波数ωと時間tの関数Z(ω,t)としたときに、測定された8個のZ(ω1,t0)、…Z(ω0,t)から、補間演算により任意点(ω,t)のZ(ω,t)を求めることになる。このように求めた、各シンボルの各チャネルの伝搬路特性でFFT後の各サブキャリアの値を除することでチャネル変動を補償できる。これが、スキャッタードパイロット信号を用いた、時間変動する周波数選択性フェージング環境下でのチャネル変動補償である。 First, the image of the present invention is shown in FIG. A, FIG. A description will be given using B. FIG. A is a conceptual diagram of a conventional channel fluctuation estimation method using scattered pilot signals described in Patent Documents 3 and 4. FIG. FIG. In A, the time at which each symbol arrives is plotted on the horizontal axis, and the frequency indicating the channel in each symbol is plotted on the vertical axis. FIG. A means that p + 1 OFDM symbols arrive sequentially in a time of p + 1 symbol length. FIG. In A, the scattered pilot signal occupies the four channels of the leftmost symbol and the four channels of the rightmost symbol. By demodulating these eight scattered pilot signals, the channel characteristics of each channel in the symbol occupied by the eight scattered pilot signals are calculated, and the eight channel characteristics in the symbol are calculated. Based on channel propagation characteristics, FIG. The channel characteristics of other channels of p + 1 symbols shown in A can be obtained by interpolation by interpolation or extrapolation. That is, when the propagation path characteristic is a function Z (ω, t) of the angular frequency ω and time t, from the measured eight Z (ω 1 , t 0 ),... Z (ω 0 , t p ). Thus, Z (ω, t) at an arbitrary point (ω, t) is obtained by interpolation calculation. Channel fluctuation can be compensated by dividing the value of each subcarrier after FFT by the propagation path characteristics of each channel of each symbol obtained in this way. This is channel fluctuation compensation in a time-varying frequency selective fading environment using a scattered pilot signal.

一方本願発明は、図1.Bのような概念図となる。図1.Bに示す本願発明においては、図1.Aに対応するマルチキャリア変調信号を受信する。まず、通常の復調方法、例えばN点FFTにより、スキャッタードパイロット信号を解析する。次に、例えばFFTの点数をN/2点とし、且つ1シンボル長のN点を前半と後半との2つに分割して別途全シンボルの復調を行う。こうして復調したものは、図1.Bのような、本来p+1シンボルであったものが2(p+1)個のFFT区間に、周波数方向のチャネルの数が半分となり、キャリア周波数間隔が2倍となったものとなる。上記通常のN点FFTにより得られたスキャッタードパイロット信号を解析して求められる本来の当該8個のスキャッタードパイロット信号が占有している当該シンボルにおける各チャネルの伝搬路特性から、図1.Bの三角印の位置の各N/2点FFTの出力に対する伝搬路特性を算出する。こうして伝搬路特性で除して、伝搬路特性を補償した信号をN/2点逆高速フーリエ変換(IFFT)した後、N点FFTを行えば、伝搬路特性を補償した、マルチキャリア変調信号から本来得るべきデータを得ることができる。   On the other hand, the present invention is shown in FIG. It becomes a conceptual diagram like B. FIG. In the present invention shown in FIG. A multi-carrier modulation signal corresponding to A is received. First, a scattered pilot signal is analyzed by a normal demodulation method, for example, N-point FFT. Next, for example, the FFT score is N / 2 points, and the N point of one symbol length is divided into two parts, the first half and the second half, and all symbols are separately demodulated. The demodulated signal is shown in FIG. The number of channels in the frequency direction is halved and the carrier frequency interval is doubled in 2 (p + 1) FFT sections, which were originally p + 1 symbols, such as B. From the propagation path characteristics of each channel in the symbol occupied by the original eight scattered pilot signals obtained by analyzing the scattered pilot signal obtained by the normal N-point FFT, FIG. . The propagation path characteristic with respect to the output of each N / 2 point FFT at the position of the triangle B is calculated. After dividing the channel characteristic by the N / 2-point inverse fast Fourier transform (IFFT) and then performing the N-point FFT after dividing the channel characteristic by the propagation path characteristic, the multi-carrier modulation signal compensated for the propagation path characteristic is obtained. Data that should originally be obtained can be obtained.

本発明で用いることのできるウェーブレット変換と、ウェーブレットパケットについて説明する。詳細な説明については例えば貴家仁志「マルチレート信号処理」昭晃堂第149頁以降等に記載されている。図2はウェーブレット級数展開を、フーリエ級数展開と比較して説明するための図である。時間・周波数平面の上での分割パターンが、フーリエ級数展開では周波数ごとに同一シンボル長で展開され、時間軸方向の分割は無い。しかし、ウェーブレット級数展開では、時間軸方向にも分割がされる。   Wavelet transformation and wavelet packets that can be used in the present invention will be described. The detailed description is described in, for example, Hitoshi Kie, “Multi-rate Signal Processing”, Shosho-do, page 149 et seq. FIG. 2 is a diagram for explaining the wavelet series expansion in comparison with the Fourier series expansion. The division pattern on the time / frequency plane is developed with the same symbol length for each frequency in the Fourier series expansion, and there is no division in the time axis direction. However, in the wavelet series expansion, the time axis direction is also divided.

図3はウェーブレットパケットについての説明のための説明図である。図3.Aは「2分割マルチレートフィルタバンク」を示す。図3各図においては、HPF、LPFはその前段からの入力信号の帯域を2分割するものであって、その通過帯域特性は、ウェーブレットの基底関数によって決められる。通常のウェーブレット変換或いはウェーブレットパケット変換では同じHPFと示してあるものは全て同じ通過帯域特性を持つが、2分割マルチレートフィルタバンクごとに異なる通過帯域特性としても良い。また、下向きの矢印と2とで、ディジタル信号の間引きを示す。   FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining the wavelet packet. FIG. A indicates “two-divided multirate filter bank”. In each figure of FIG. 3, HPF and LPF divide the band of the input signal from the preceding stage into two, and the passband characteristic is determined by the wavelet basis function. In the normal wavelet transform or wavelet packet transform, all the same HPFs have the same passband characteristics, but different passband characteristics may be used for each two-divided multirate filter bank. In addition, a downward arrow and 2 indicate thinning out of the digital signal.

図3.Bは図3.Aの「2分割マルチレートフィルタバンク」を多段に組んでウェーブレットパケットを構成し、離散ウェーブレット変換器を構成する例を示す。図3.C、図3.Dは離散ウェーブレット変換器と離散フーリエ変換器以外にも、「2分割マルチレートフィルタバンク」を多段に任意に組むことで、時間・周波数平面での1シンボルの様々な分割ができ、離散ウェーブレットパケット変換器が構成できることを示す。また、フィルタのタップ係数に複素数を用いるものは複素マルチレートフィルタバンクと呼ばれ、実数係数では実現できない様々な分割パターンを実現できる。   FIG. B is FIG. An example is shown in which a “two-divided multirate filter bank” of A is assembled in multiple stages to constitute a wavelet packet and a discrete wavelet transformer is constructed. FIG. C, FIG. In addition to discrete wavelet transformers and discrete Fourier transformers, D can be divided into one symbol on the time and frequency planes by arbitrarily constructing “two-divided multirate filter banks” in multiple stages. Indicates that the transducer can be configured. A filter using a complex number as a tap coefficient is called a complex multi-rate filter bank, and can realize various division patterns that cannot be realized by a real number coefficient.

このように、図1には複数個の各シンボルを、各々前半と後半でN/2点フーリエ変換することで時間・周波数平面での1シンボルの分割ができることを示す。また、そのような分割は、図2及び図3のように、「2分割マルチレートフィルタバンク」を多段に組むことで極めて容易に様々に実行できる。尚、以下でN/2点離散ウェーブレット変換と呼ぶときは、横方向に最大log2N/2段の「2分割マルチレートフィルタバンク」を組んだものに相当する離散ウェーブレット変換であるものとする。例えば図2や図3.Bにおいては、「2分割マルチレートフィルタバンク」は横方向に最大3段であって、8点離散ウェーブレット変換である。 Thus, FIG. 1 shows that one symbol can be divided on the time / frequency plane by performing N / 2-point Fourier transform on each of a plurality of symbols in the first half and the second half. Further, such division can be performed very easily and variously by assembling “two-division multi-rate filter banks” in multiple stages as shown in FIGS. In the following, when referred to as N / 2-point discrete wavelet transform, it is assumed to be a discrete wavelet transform corresponding to a “log-division multi-rate filter bank” having a maximum of log 2 N / 2 stages in the horizontal direction. . For example, FIG. In B, the “two-divided multirate filter bank” has a maximum of three stages in the horizontal direction and is an 8-point discrete wavelet transform.

図4は、本発明の具体的な実施例であるマルチキャリア復調装置100の構成の概略を示すブロック図である。受信波を直交復調器1でベースバンド信号に直交復調してサンプリングする。次に直並列変換器(S/P)2でガードインターバルを含んだ1シンボル長ごとに出力する。この出力を、ガードインターバル(GI)除去器3にて、ガードインターバルを除去して1シンボル長の時間軸のN個の複素信号をN点高速フーリエ変換器(N点FFT)41に出力する。また、GI除去器3の出力は、1シンボル長の時間軸の前半のN/2個の複素信号がN/2点高速フーリエ変換器(N/2点FFT)511に入力され、また、1シンボル長の時間軸の後半のN/2個の複素信号がN/2点FFT521に入力される。   FIG. 4 is a block diagram showing an outline of the configuration of a multicarrier demodulator 100 that is a specific embodiment of the present invention. The received wave is demodulated to a baseband signal by the quadrature demodulator 1 and sampled. Next, a serial-parallel converter (S / P) 2 outputs each symbol length including the guard interval. The guard interval (GI) remover 3 removes the guard interval and outputs N complex signals on the time axis of one symbol length to the N-point fast Fourier transform (N-point FFT) 41. The output of the GI remover 3 is input to the N / 2-point fast Fourier transformer (N / 2-point FFT) 511 as N / 2 complex signals in the first half of the time axis of one symbol length. N / 2 complex signals in the second half of the symbol length time axis are input to the N / 2 point FFT 521.

N点FFT41の出力は、N個のサブキャリアの信号である。ここからパイロットシンボル抽出器42にてパイロット信号を抽出する。次にチャネル特性推定器43により、パイロット信号を有するサブキャリアの、当該チャネル特性を推定する。次にチャネル特性時間・周波数補間器44で、パイロット信号のチャネル特性と、1つ前に抽出されたパイロット信号を有するシンボルにおけるパイロット信号のチャネル特性とから、N/2点FFT511とN/2点FFT521における仮チャネルの伝搬路特性を求める。   The output of the N point FFT 41 is a signal of N subcarriers. From here, a pilot signal is extracted by a pilot symbol extractor 42. Next, the channel characteristic estimator 43 estimates the channel characteristic of the subcarrier having the pilot signal. Next, the channel characteristic time / frequency interpolator 44 calculates the N / 2 point FFT 511 and the N / 2 point from the channel characteristic of the pilot signal and the channel characteristic of the pilot signal in the symbol having the pilot signal extracted immediately before. The propagation channel characteristics of the temporary channel in the FFT 521 are obtained.

「N/2点FFT511とN/2点FFT521における仮チャネルの伝搬路特性」の算出の詳細は次の通りである。まず、N点FFTに対応するチャネルのパイロット信号について、次のように番号を振って説明する。1つ前に抽出されたパイロット信号を有するシンボルの番号を0とし、新たに抽出されたパイロット信号を有するシンボルの番号をpとする。ただし、pは1以上でよい。シンボル0とシンボルpの間にp−1個のパイロット信号を有しないシンボルが存在する。   Details of the calculation of “propagation channel characteristics of the temporary channel at the N / 2 point FFT 511 and the N / 2 point FFT 521” are as follows. First, the pilot signal of the channel corresponding to the N-point FFT will be described by assigning numbers as follows. The number of the symbol having the pilot signal extracted immediately before is set to 0, and the number of the symbol having the newly extracted pilot signal is set to p. However, p may be 1 or more. There is a symbol having no (p-1) pilot signals between symbol 0 and symbol p.

N点FFT41におけるサブキャリアの番号を0からN−1の整数とする。パイロット信号がシンボル0と、シンボルpに存在するとして、時間軸、周波数軸及び複素のチャネル特性(振幅と位相の特性)の軸から成る空間を想定する。時間軸、周波数軸及び複素チャネル特性の軸から成る空間により、チャネル特性の補間を説明する。   The subcarrier number in the N-point FFT 41 is an integer from 0 to N-1. Assuming that pilot signals are present in symbol 0 and symbol p, a space consisting of a time axis, a frequency axis, and an axis of complex channel characteristics (amplitude and phase characteristics) is assumed. Interpolation of channel characteristics will be described using a space composed of a time axis, a frequency axis, and a complex channel characteristic axis.

まず、パイロット信号を基にしたチャネル応答の場所を、時間・周波数平面上で決定する。これは各OFDM1シンボルを、横方向の長さが時間軸上のシンボル長、縦方向の長さが周波数帯域(任意単位で決定される)、隣のOFDM1シンボルを示す矩形との間隙の時間軸方向の幅をガードインターバル長の矩形とし、周波数軸方向にN分割して各チャネルの領域とする。ここでパイロット信号を基にしたチャネル応答の場所を、パイロット信号が占めるチャネルの領域を示す矩形の中心とする。次に、シンボルpに含まれるパイロット信号の間のチャネル応答について、前記パイロット信号を基にしたチャネル応答から時間軸に垂直方向に線形に決定する。次に、1つ前のパイロット信号を有するシンボル0について、パイロット信号を基にしたチャネル応答から時間軸に垂直方向に線形に決定されたチャネル応答と、シンボルpについてパイロット信号を基にしたチャネル応答から時間軸に垂直方向に線形に決定されたチャネル応答とを、周波数軸に垂直方向に結んで、線形に決定する。こうして、時間・周波数平面上のどの点に対しても、チャネル応答が決定される。   First, the location of the channel response based on the pilot signal is determined on the time / frequency plane. This is because each OFDM1 symbol has a horizontal length as a symbol length on the time axis, a vertical length as a frequency band (determined in an arbitrary unit), and a time axis of a gap from a rectangle indicating an adjacent OFDM1 symbol. The width of the direction is a rectangle with a guard interval length, and the area of each channel is divided into N in the frequency axis direction. Here, the location of the channel response based on the pilot signal is defined as the center of a rectangle indicating the channel region occupied by the pilot signal. Next, the channel response between the pilot signals included in the symbol p is determined linearly in the direction perpendicular to the time axis from the channel response based on the pilot signal. Next, for the symbol 0 having the previous pilot signal, the channel response determined linearly in the direction perpendicular to the time axis from the channel response based on the pilot signal, and the channel response based on the pilot signal for the symbol p To the channel response that is linearly determined in the direction perpendicular to the time axis is connected to the frequency axis in the direction perpendicular to the frequency axis to determine linearly. Thus, the channel response is determined for any point on the time / frequency plane.

次に、N/2点FFT511とN/2点FFT521における仮チャネルの伝搬路特性を決定するため、つぎのように時間・周波数平面上の位置を割り当てる。各OFDM1シンボルを示す矩形(隣のOFDM1シンボルを示す矩形との間隙の時間軸方向の幅はガードインターバルである)を、図1.Aでは周波数軸方向にN分割したが、図1.Bのように、周波数軸方向にN/2分割し、時間軸方向に2分割する。こうしてN/2点の「粗いFFT」で分解された各信号が占める仮チャネル領域を決定する。尚、サブキャリア番号0に当たる領域は「時間軸上」に当該仮チャネル領域の中心が位置するようにする。こうして、「粗いFFT」で分解された各信号が占める仮チャネル領域が決定されるので、その中心の座標に、前述の時間・周波数平面上の任意の点に対して決定されたチャネル応答を対応させて、当該仮チャネル領域のチャネル応答とする。尚、必要に応じ内挿のみならず、外挿を使って、必要な仮チャネル全てのチャネル応答を求める。   Next, in order to determine the propagation path characteristics of the temporary channel at the N / 2 point FFT 511 and the N / 2 point FFT 521, positions on the time / frequency plane are assigned as follows. A rectangle indicating each OFDM1 symbol (the width in the time axis direction between the rectangle indicating the adjacent OFDM1 symbol is a guard interval) and FIG. A is divided into N in the frequency axis direction. Like B, it is divided into N / 2 in the frequency axis direction and divided into 2 in the time axis direction. In this way, the provisional channel region occupied by each signal decomposed by N / 2 “coarse FFT” is determined. The region corresponding to subcarrier number 0 is set so that the center of the temporary channel region is located “on the time axis”. Thus, the provisional channel region occupied by each signal decomposed by “coarse FFT” is determined, and the channel response determined for any point on the time / frequency plane described above corresponds to the coordinate of the center. Thus, the channel response of the temporary channel region is obtained. Note that the channel responses of all necessary temporary channels are obtained using not only interpolation but also extrapolation as necessary.

こうして、仮チャネルのチャネル応答が決定されたので、シンボル1からシンボルpまでの各々の前半に対応するチャネル応答CFR1及び後半に対応するチャネル応答CFR2を、順次チャネル特性時間・周波数補間器44から周波数領域等化器513及び523に出力する。一方バッファ512及び522からは、シンボル1からシンボルpの各々の前半及び後半に対応する周波数軸上の信号が順次チャネル特性時間・周波数補間器44から周波数領域等化器513及び523に出力される。こうして、周波数領域等化器513及び523において、シンボル1からシンボルpまでの各々の前半及び後半に対応するチャネル応答を補償した周波数軸上の信号が、N/2点IFFT514とN/2点IFFT524に出力される。N/2点IFFT514とN/2点IFFT524は逆高速フーリエ変換(IFFT)により時間軸上の信号を生成してN点FFT45に出力する。N点FFT45が高速フーリエ変換により算出する周波数軸上の信号は、1シンボル長の前半と後半での伝搬路特性がいずれも補償された信号である。この後、並直列変換器(P/S)6を介して、信号列として取り出される。   Thus, since the channel response of the provisional channel is determined, the channel response CFR1 corresponding to the first half of each of the symbols 1 to p and the channel response CFR2 corresponding to the second half are sequentially transmitted from the channel characteristic time / frequency interpolator 44 to the frequency. Output to the region equalizers 513 and 523. On the other hand, from the buffers 512 and 522, signals on the frequency axis corresponding to the first half and the second half of each of the symbols 1 to p are sequentially output from the channel characteristic time / frequency interpolator 44 to the frequency domain equalizers 513 and 523. . Thus, in the frequency domain equalizers 513 and 523, the signals on the frequency axis that compensate the channel responses corresponding to the first half and the second half of each of the symbols 1 to p are converted into N / 2 point IFFT 514 and N / 2 point IFFT 524. Is output. The N / 2 point IFFT 514 and the N / 2 point IFFT 524 generate a signal on the time axis by inverse fast Fourier transform (IFFT) and output it to the N point FFT 45. The signal on the frequency axis calculated by the N-point FFT 45 by the fast Fourier transform is a signal in which propagation path characteristics in the first half and the latter half of one symbol length are compensated. Thereafter, it is taken out as a signal string via a parallel / serial converter (P / S) 6.

図5は本発明の具体的な実施例であるマルチキャリア復調装置200の構成の概略を示すブロック図である。図5のマルチキャリア復調装置200の構成は、図4のマルチキャリア復調装置100の構成のうち、N点FFT41及び45、並びにN/2点IFFT514とN/2点IFFT524を省き、代わりに2つのN/2点FFTの出力をN点FFTの出力に変換する変換器71及び72を設けたものである。図5のマルチキャリア復調装置200は、2つのN/2点FFT511とN/2点FFT521の出力を変換器71により、図1のN点FFT41の出力と同一のものを得ること、周波数領域等化器513と523の出力を変換器72により、図1のN点FFT45の出力と同一のものを得ることとしたものである。即ち、図4のマルチキャリア復調装置100と比較して、2箇所のN点FFTと、2箇所のN/2点IFFTを省略できるので、より小型のマルチキャリア復調装置とすることができる。   FIG. 5 is a block diagram showing an outline of the configuration of a multicarrier demodulator 200 that is a specific embodiment of the present invention. The configuration of multicarrier demodulation apparatus 200 in FIG. 5 is the same as that of multicarrier demodulation apparatus 100 in FIG. 4 except that N-point FFTs 41 and 45 and N / 2-point IFFT 514 and N / 2-point IFFT 524 are omitted. Converters 71 and 72 for converting the output of the N / 2 point FFT into the output of the N point FFT are provided. The multicarrier demodulator 200 in FIG. 5 obtains the same output as the output of the N-point FFT 41 in FIG. 1 by using the converter 71 from the outputs of the two N / 2-point FFT 511 and the N / 2-point FFT 521, the frequency domain, etc. The outputs of the generators 513 and 523 are obtained by the converter 72 to obtain the same output as that of the N-point FFT 45 in FIG. That is, compared with the multicarrier demodulator 100 of FIG. 4, two N-point FFTs and two N / 2 point IFFTs can be omitted, so that a smaller multicarrier demodulator can be obtained.

図6は本発明の具体的な実施例であるマルチキャリア復調装置300の構成の概略を示すブロック図である。図6のマルチキャリア復調装置300の構成は、図4のマルチキャリア復調装置100の構成のうち、N/2点FFT511とN/2点FFT521、N/2点IFFT514とN/2点IFFT524及びチャネル特性時間・周波数補間器44を、N/2点WPT551とN/2点WPT561、N/2点IWPT554とN/2点IWPT564及びチャネル特性時間・周波数補間器46に置き換えたものである。   FIG. 6 is a block diagram showing a schematic configuration of a multicarrier demodulator 300 which is a specific embodiment of the present invention. The configuration of multicarrier demodulation apparatus 300 in FIG. 6 is the same as that of multicarrier demodulation apparatus 100 in FIG. 4. N / 2 point FFT 511 and N / 2 point FFT 521, N / 2 point IFFT 514 and N / 2 point IFFT 524, and channels The characteristic time / frequency interpolator 44 is replaced with an N / 2 point WPT 551 and an N / 2 point WPT 561, an N / 2 point IWPT 554 and an N / 2 point IWPT 564, and a channel characteristic time / frequency interpolator 46.

N/2点WPT551とN/2点WPT561は上述の通り、N/2点FFTに対応する離散ウェーブレット変換器であり、N/2点IWPT554とN/2点IWPT564はそれらN/2点WPT551とN/2点WPT561に対応する逆離散ウェーブレット変換器である。勿論、これらをマルチレートフィルタバンクで形成しても良い。チャネル特性時間・周波数補間器46は、補間すべきチャネル応答の位置を、N/2点WPT551とN/2点WPT561の出力の時間・周波数平面上でのチャネルの位置に対応して補間を行うようにするものである。図6のマルチキャリア復調装置300も、図4のマルチキャリア復調装置100同様、1シンボル長の前半と後半での伝搬路特性がいずれも補償された信号を出力できる。理解のため、各出力における時間・周波数領域の分割を図示した。   As described above, the N / 2 point WPT 551 and the N / 2 point WPT 561 are discrete wavelet transformers corresponding to the N / 2 point FFT, and the N / 2 point IWPT 554 and the N / 2 point IWPT 564 are the N / 2 point WPT 551 and the N / 2 point WPT 551, respectively. It is an inverse discrete wavelet transformer corresponding to N / 2 point WPT561. Of course, these may be formed by a multi-rate filter bank. The channel characteristic time / frequency interpolator 46 interpolates the position of the channel response to be interpolated corresponding to the channel position on the time / frequency plane of the outputs of the N / 2 point WPT 551 and the N / 2 point WPT 561. It is what you want to do. Similarly to the multicarrier demodulator 100 of FIG. 4, the multicarrier demodulator 300 of FIG. 6 can output a signal in which both the propagation path characteristics in the first half and the latter half of one symbol length are compensated. For the sake of understanding, the division of the time / frequency domain at each output is shown.

例えば上記実施例1では、並列処理を可能とするため、シンボル前半及び後半それぞれの処理系列でN/2点FFT、バッファ、周波数領域等化器、N/2点IFFTを設け、N点FFT41と45を設けるものを示したが、CPU等の制御系を設けて制御することで、N/2点FFT511と521を1個のN/2点FFTで代用しても、バッファ512と522を1個のメモリーで代用しても、周波数領域等化器513と523を1個の周波数領域等化器で代用しても、N/2点IFFT514と524を1個のN/2点IFFTで代用しても、N点FFT41と45を1個のN点FFTで代用しても良い。実施例2、3においても同じ演算処理を行う2つの演算器を制御系を設けて制御することで1個の演算器で代用しても良い。その際、必要箇所にバッファ(遅延回路、メモリ)を増設することも本願発明に包含される。   For example, in the first embodiment, in order to enable parallel processing, an N / 2 point FFT, a buffer, a frequency domain equalizer, and an N / 2 point IFFT are provided in each of the first half and second half of the symbol processing sequence. However, even if the N / 2 point FFTs 511 and 521 are substituted with one N / 2 point FFT, the buffers 512 and 522 are set to 1 by providing a control system such as a CPU. N / 2-point IFFTs 514 and 524 can be substituted with one N / 2-point IFFT, even if one memory is substituted or frequency-domain equalizers 513 and 523 are substituted with one frequency-domain equalizer. Alternatively, the N point FFTs 41 and 45 may be replaced with one N point FFT. Also in the second and third embodiments, one arithmetic unit may be substituted by controlling two arithmetic units that perform the same arithmetic processing by providing a control system. At this time, adding a buffer (a delay circuit, a memory) to a necessary portion is also included in the present invention.

上記実施例では、常時1シンボルの前半と後半とでチャネル応答を補償したマルチキャリア復調装置を例示したが、本発明はこれらに限定されない。別途チャネル応答を監視する装置をもうけて、チャネル応答の変動が小さい場合は通常の1シンボル単位でのチャネル応答を補償する復調装置を用い、チャネル応答の変動が大きい場合に上記の構成に切り換えるもの、更にはチャネル応答の変動が非常に大きい場合に1シンボルを4分割、8分割、…として各分割された時間及び周波数領域でチャネル応答を補償したマルチキャリア復調装置に切り換えるものも本願発明を適用するものである。1シンボルを4分割とした場合は、N点の時間軸上の複素信号をN/4点FFTで4回に分けて処理する。1シンボルを8分割、…とした場合も同様である。   In the above embodiment, the multi-carrier demodulator that always compensates the channel response in the first half and the second half of one symbol is exemplified, but the present invention is not limited to this. A device for separately monitoring the channel response is provided. When the variation in channel response is small, a normal demodulator that compensates the channel response in units of one symbol is used. When the variation in channel response is large, the above configuration is switched. In addition, when the fluctuation of the channel response is very large, one symbol is divided into 4 divisions, 8 divisions,..., And switched to the multicarrier demodulation apparatus that compensates the channel response in each divided time and frequency domain. To do. When one symbol is divided into four, the complex signal on the time axis of N points is processed by dividing it into four times by N / 4 point FFT. The same applies to a case where one symbol is divided into eight parts.

また、複素マルチレートフィルタバンクにより、FFTやWPT以外の任意の時間及び周波数の領域分割を行って、本願発明のように各分割された時間及び周波数領域でチャネル応答を補償したマルチキャリア復調装置も本願発明を適用するものである。   There is also a multi-carrier demodulator that performs domain division of arbitrary time and frequency other than FFT and WPT using a complex multi-rate filter bank, and compensates the channel response in each divided time and frequency domain as in the present invention. The present invention is applied.

本発明の概略を説明するための概念図。The conceptual diagram for demonstrating the outline of this invention. 本発明の概略を説明するための概念図。The conceptual diagram for demonstrating the outline of this invention. 本発明の概略を説明するための概念図。The conceptual diagram for demonstrating the outline of this invention. 実施例1のマルチキャリア復調装置100の構成の概略を示すブロック図。1 is a block diagram illustrating an outline of a configuration of a multicarrier demodulation apparatus 100 according to a first embodiment. 実施例2のマルチキャリア復調装置200の構成の概略を示すブロック図。FIG. 6 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a multicarrier demodulation apparatus 200 according to a second embodiment. 実施例3のマルチキャリア復調装置300の構成の概略を示すブロック図。FIG. 6 is a block diagram illustrating an outline of a configuration of a multicarrier demodulator 300 according to a third embodiment. 従来のマルチキャリア復調装置の構成の概略を示すブロック図The block diagram which shows the outline of a structure of the conventional multicarrier demodulation apparatus

符号の説明Explanation of symbols

1:直交複調器
2:直並列変換器(S/P)
3:GI除去器
41、45:N点高速フーリエ変換器(FFT)
42:パイロットシンボル抽出器
43:チャネル特性推定器
44、46:チャネル特性時間・周波数補間器
511、521:N/2点高速フーリエ変換器(FFT)
512、522:バッファ
513、523、553、563:周波数領域等化器
514、524:N/2点逆高速フーリエ変換器(IFFT)
551、561:N/2点離散ウェーブレット変換器(WPT)
554、564:N/2点逆離散ウェーブレット変換器(IWPT)
6:並直列変換器(P/S)
71、72:FFT部分全体変換器
1: Quadrature double-tone 2: Serial-parallel converter (S / P)
3: GI remover 41, 45: N-point fast Fourier transform (FFT)
42: Pilot symbol extractor 43: Channel characteristic estimator 44, 46: Channel characteristic time / frequency interpolator 511, 521: N / 2-point fast Fourier transformer (FFT)
512, 522: Buffer 513, 523, 553, 563: Frequency domain equalizer 514, 524: N / 2-point inverse fast Fourier transform (IFFT)
551, 561: N / 2 point discrete wavelet transformer (WPT)
554, 564: N / 2 point inverse discrete wavelet transformer (IWPT)
6: Parallel to serial converter (P / S)
71, 72: FFT partial whole converter

Claims (12)

マルチキャリア復調方法において、
受信した時間軸上の信号を送信側に対応した時間・周波数分割のパターンと異なる時間・周波数分割を行い、分割された各仮チャネルに対応する伝搬路特性の推定値を補間により求め、当該仮チャネルごとに伝搬路特性の補償を行い、伝搬路特性の補償された仮チャネルの時間及び周波数軸上の信号から補償された時間軸上の信号を生成し、当該補償された時間軸上の信号を送信側に対応した時間・周波数分割のパターンにより各サブキャリアに分離することを特徴とするマルチキャリア復調方法。
In the multicarrier demodulation method,
The received signal on the time axis is subjected to time / frequency division different from the time / frequency division pattern corresponding to the transmission side, and an estimated value of the propagation path characteristic corresponding to each divided temporary channel is obtained by interpolation, Compensates the propagation path characteristics for each channel, generates a signal on the time axis compensated from the time and frequency axis signals of the provisional channel compensated for the propagation path characteristics, and the compensated signal on the time axis A multicarrier demodulation method, characterized in that each subcarrier is separated by a time / frequency division pattern corresponding to the transmission side.
マルチキャリア復調方法において、
受信した時間軸上の信号を送信側に対応した時間・周波数分割のパターンと異なる時間・周波数分割を行い、分割された各仮チャネルに対応する伝搬路特性の推定値を補間により求め、当該仮チャネルごとに伝搬路特性の補償を行い、伝搬路特性の補償された仮チャネルの時間及び周波数軸上の信号を送信側に対応した時間・周波数分割のパターンに変換して伝搬路特性の補償された各サブキャリアに分離することを特徴とするマルチキャリア復調方法。
In the multicarrier demodulation method,
The received signal on the time axis is subjected to time / frequency division different from the time / frequency division pattern corresponding to the transmission side, and an estimated value of the propagation path characteristic corresponding to each divided temporary channel is obtained by interpolation, The channel characteristics are compensated for each channel, and the channel characteristics are compensated by converting the time and frequency axis signals of the provisional channel compensated for the channel characteristics into a time / frequency division pattern corresponding to the transmission side. A multicarrier demodulation method characterized by separating each subcarrier.
スキャッタードパイロット信号に基づき前記各仮チャネルに対応する伝搬路特性の推定値を補間により求めることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のマルチキャリア復調方法。 The multicarrier demodulation method according to claim 1 or 2, wherein an estimated value of a propagation path characteristic corresponding to each temporary channel is obtained by interpolation based on a scattered pilot signal. マルチキャリア復調方法において、
N点離散フーリエ変換により各サブキャリアに分離すべき時間軸上のN個の複素信号を、2個以上の群に分割し、
当該各群を複素信号の個数を点数とする離散フーリエ変換により離散フーリエ変換して仮チャネル群に分割し、
前記N点離散フーリエ変換により各サブキャリアに分離すべき時間軸上のN個の複素信号を、N点離散フーリエ変換によりサブキャリアに分離して得られたパイロット信号から伝搬路特性を求め、
当該パイロット信号の伝搬路特性から、時間・周波数平面における各仮チャネルの伝搬路特性を補間により決定し、
前記仮チャネルの各々を前記時間・周波数平面に対応させて、各仮チャネルの伝搬路特性を補償し、
補償した各仮チャネルの信号から、各々対応する点数の逆離散フーリエ変換により逆離散フーリエ変換して補償された時間軸上のN個の複素信号を求め、
当該補償された時間軸上のN個の複素信号をN点離散フーリエ変換により各サブキャリアに分離して、伝搬路特性の補償された各サブキャリアの信号を得ることを特徴とするマルチキャリア復調方法。
In the multicarrier demodulation method,
N complex signals on the time axis to be separated into subcarriers by N-point discrete Fourier transform are divided into two or more groups,
Each group is divided into provisional channel groups by discrete Fourier transform by discrete Fourier transform with the number of complex signals as points,
A propagation path characteristic is obtained from a pilot signal obtained by separating N complex signals on the time axis to be separated into subcarriers by N-point discrete Fourier transform into subcarriers by N-point discrete Fourier transform,
From the propagation path characteristics of the pilot signal, determine the propagation path characteristics of each temporary channel in the time / frequency plane by interpolation,
Each of the temporary channels is made to correspond to the time / frequency plane, and the propagation path characteristics of each temporary channel are compensated,
From the compensated signals of the provisional channels, N complex signals on the time axis that have been compensated by inverse discrete Fourier transform by inverse discrete Fourier transform of corresponding points are obtained,
Multicarrier demodulation characterized in that the N complex signals on the time axis compensated are separated into subcarriers by N-point discrete Fourier transform to obtain signals of subcarriers whose propagation path characteristics are compensated. Method.
Nは2の巾乗であり、
N点離散フーリエ変換により各サブキャリアに分離すべき時間軸上のN個の複素信号を、Nの約数個から成る2個以上の群に分割するものであって、
前記N点離散フーリエ変換以外の離散フーリエ変換を、対応する点数の離散ウェーブレット変換又はウェーブレットパケット変換に代え、
前記逆離散フーリエ変換を、対応する点数の逆離散ウェーブレット変換又は逆ウェーブレットパケット変換に代えたことを特徴とする請求項4に記載のマルチキャリア復調方法。
N is a power of 2,
Dividing N complex signals on the time axis to be separated into subcarriers by N-point discrete Fourier transform into two or more groups of divisors of N;
The discrete Fourier transform other than the N-point discrete Fourier transform is replaced with a discrete wavelet transform or wavelet packet transform with a corresponding number of points,
5. The multicarrier demodulation method according to claim 4, wherein the inverse discrete Fourier transform is replaced with an inverse discrete wavelet transform or inverse wavelet packet transform with a corresponding number of points.
Nは2の巾乗であり、
N点離散フーリエ変換により各サブキャリアに分離すべき時間軸上のN個の複素信号を、前記Nの約数の個数から成る2個以上の群に分割することを特徴とする請求項4に記載のマルチキャリア復調方法。
N is a power of 2,
N complex signal on the time axis to be separated into the subcarriers by N-point discrete Fourier transform, to claim 4, characterized in that divided into about two or more groups consisting of number of number of the N The multicarrier demodulation method described.
マルチキャリア復調装置において、
受信した時間軸上の信号を送信側に対応した時間・周波数分割のパターンと異なる時間・周波数分割を行う仮復調手段と、
仮復調された各仮チャネルに対応する伝搬路特性の推定値を補間により求めるチャネル伝搬路特性推定手段と、
当該仮チャネルごとに伝搬路特性の補償を行い、伝搬路特性の補償された仮チャネルの時間及び周波数軸上の信号を求める補償手段と、
当該補償された時間及び周波数軸上の信号から補償された時間軸上の信号を生成する仮変調手段と、
当該補償された時間軸上の信号を送信側に対応した時間・周波数分割のパターンにより各サブキャリアに分離する正復調手段と
を有することを特徴とするマルチキャリア復調装置。
In a multicarrier demodulator,
Temporary demodulation means for performing time / frequency division different from the time / frequency division pattern corresponding to the transmission side of the received signal on the time axis,
Channel propagation path characteristic estimation means for obtaining an estimated value of the propagation path characteristic corresponding to each temporarily demodulated temporary channel by interpolation;
Compensating means for compensating the propagation path characteristics for each temporary channel, and obtaining a signal on the time and frequency axes of the temporary channel compensated for the propagation path characteristics;
Provisional modulation means for generating a compensated time axis signal from the compensated time and frequency axis signal;
A multi-carrier demodulating apparatus comprising: a positive demodulating unit that separates the compensated signal on the time axis into subcarriers according to a time / frequency division pattern corresponding to a transmitting side.
マルチキャリア復調装置において、
受信した時間軸上の信号を送信側に対応した時間・周波数分割のパターンと異なる時間・周波数分割を行う仮復調手段と、
仮復調された各仮チャネルに対応する伝搬路特性の推定値を補間により求めるチャネル伝搬路特性推定手段と、
当該仮チャネルごとに伝搬路特性の補償を行い、伝搬路特性の補償された仮チャネルの時間及び周波数軸上の信号を求める補償手段と、
当該補償された時間及び周波数軸上の信号を、送信側に対応した時間・周波数分割のパターンに変換して伝搬路特性の補償された各サブキャリアに分離する仮正変換手段と
を有することを特徴とするマルチキャリア復調装置。
In a multicarrier demodulator,
Temporary demodulation means for performing time / frequency division different from the time / frequency division pattern corresponding to the transmission side of the received signal on the time axis,
Channel propagation path characteristic estimation means for obtaining an estimated value of the propagation path characteristic corresponding to each temporarily demodulated temporary channel by interpolation;
Compensating means for compensating the propagation path characteristics for each temporary channel, and obtaining a signal on the time and frequency axes of the temporary channel compensated for the propagation path characteristics;
Provisionally converting means for converting the compensated signal on the time and frequency axes into a time / frequency division pattern corresponding to the transmission side and separating the subcarriers whose propagation path characteristics are compensated. A multi-carrier demodulator characterized by the above.
前記補償手段は、スキャッタードパイロット信号に基づき前記各仮チャネルに対応する伝搬路特性の推定値を補間により求めることを特徴とする請求項7又は請求項8に記載のマルチキャリア復調装置。 9. The multicarrier demodulator according to claim 7 , wherein the compensation means obtains an estimated value of the propagation path characteristic corresponding to each temporary channel based on a scattered pilot signal by interpolation. マルチキャリア復調装置において、
時間軸上のN個の複素信号をN点離散フーリエ変換により各サブキャリアに分離するN点離散フーリエ変換手段と、
N点離散フーリエ変換により各サブキャリアに分離すべき時間軸上のN個の複素信号を、2個以上の群に分割する分割手段と、
分割された各群の複素信号の個数を点数とする離散フーリエ変換により離散フーリエ変換して各仮チャネルの信号に変換する離散フーリエ変換手段と、
前記N点離散フーリエ変換手段によりサブキャリアに分離して得られたパイロット信号の伝搬路特性を求めるパイロット信号伝搬路特性決定手段と、
当該パイロット信号の伝搬路特性から、時間・周波数平面における前記各仮チャネルの伝搬路特性を補間により決定するチャネル伝搬路特性推定手段と、
前記各仮チャネルごとに伝搬路特性の補償を行い、伝搬路特性の補償された各仮チャネルの時間及び周波数軸上の信号を求める補償手段と、
補償した各仮チャネルの信号から、各々対応する点数の逆離散フーリエ変換により逆離散フーリエ変換して補償された時間軸上のN個の複素信号を求める逆離散フーリエ変換手段と、
当該補償された時間軸上のN個の複素信号をN点離散フーリエ変換により各サブキャリアに分離するN点離散フーリエ変換と
を有することを特徴とするマルチキャリア復調装置。
In a multicarrier demodulator,
N-point discrete Fourier transform means for separating N complex signals on the time axis into subcarriers by N-point discrete Fourier transform;
Dividing means for dividing N complex signals on the time axis to be separated into subcarriers by N-point discrete Fourier transform into two or more groups;
Discrete Fourier transform means for performing discrete Fourier transform by discrete Fourier transform with the number of divided complex signals of each group as points, and converting the signals into signals of each temporary channel;
Pilot signal propagation path characteristic determining means for obtaining a propagation path characteristic of a pilot signal obtained by separating into subcarriers by the N-point discrete Fourier transform means;
Channel propagation path characteristic estimating means for determining the propagation path characteristics of each temporary channel in the time / frequency plane by interpolation from the propagation path characteristics of the pilot signal;
Compensation means for compensating the propagation path characteristics for each of the provisional channels, and obtaining a signal on the time and frequency axes of each provisional channel compensated for the propagation path characteristics;
Inverse discrete Fourier transform means for obtaining N complex signals on the time axis compensated by inverse discrete Fourier transform by inverse discrete Fourier transform of corresponding points from the compensated signals of the provisional channels,
An N-point discrete Fourier transform that separates the compensated N complex signals on the time axis into subcarriers by N-point discrete Fourier transform.
Nは2の巾乗であり、
前記分割手段はN点離散フーリエ変換により各サブキャリアに分離すべき時間軸上のN個の複素信号を、Nの約数個から成る2個以上の群に分割するものであり、
前記N点離散フーリエ変換手段以外の離散フーリエ変換手段を、対応する点数の離散ウェーブレット変換手段又はウェーブレットパケット変換手段に代え、
前記逆離散フーリエ変換手段を、対応する点数の逆離散ウェーブレット変換手段又は逆ウェーブレットパケット変換手段に代えたことを特徴とする請求項10に記載のマルチキャリア復調装置。
N is a power of 2,
The dividing means divides N complex signals on the time axis to be separated into subcarriers by N-point discrete Fourier transform into two or more groups consisting of several divisors of N,
The discrete Fourier transform means other than the N-point discrete Fourier transform means is replaced with a discrete wavelet transform means or wavelet packet transform means with a corresponding number of points,
11. The multicarrier demodulator according to claim 10 , wherein the inverse discrete Fourier transform unit is replaced with an inverse discrete wavelet transform unit or an inverse wavelet packet transform unit with a corresponding number of points.
Nは2の巾乗であり、
前記分割手段は前記Nの約数の個数から成る2個以上の群に分割することを特徴とする請求項10に記載のマルチキャリア復調装置。
N is a power of 2,
11. The multicarrier demodulating apparatus according to claim 10 , wherein the dividing means divides into two or more groups each consisting of a divisor of N.
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