JP5689271B2 - OFDM receiver - Google Patents
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Description
本発明は、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplex:直交周波数分割多重)方式の放送波を受信するOFDM受信装置に関する。 The present invention relates to an OFDM receiver that receives broadcast waves of an OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplex) scheme.
OFDMでは、広帯域のデジタル信号を複数の比較的低速なデジタルストリームに分割し、それらを互いに直交し近接する搬送周波数を有する複数の搬送波で送信する。又、現在、かかるOFDMを採用した放送規格として、DVB−T(Digital Video Broadcasting-Terrestrial)や、ISDB−T(Integrated Services Digital Broadcasting-Terrestrial)が知られている。これらDVB−T、ISDB−TによるOFDM放送波には、所定の複素振幅を有するスキャタードパイロット(Scattered Pilot)信号(以下、SP信号と称する)が所定のサブキャリアに分散して重畳されている。 In OFDM, a wideband digital signal is divided into a plurality of relatively slow digital streams, which are transmitted on a plurality of carriers having carrier frequencies that are orthogonal and close to each other. Currently, DVB-T (Digital Video Broadcasting-Terrestrial) and ISDB-T (Integrated Services Digital Broadcasting-Terrestrial) are known as broadcasting standards adopting such OFDM. In these DVB-T and ISDB-T OFDM broadcast waves, a scattered pilot signal (hereinafter referred to as an SP signal) having a predetermined complex amplitude is dispersed and superimposed on a predetermined subcarrier. .
かかるOFDM放送波を受信する受信装置では、先ず、受信したOFDM信号をダウンコンバート、AD変換、直交検波、ガードインバール除去などを実施した後に、FFTして周波数領域における受信サブキャリア複素振幅を算出する。そして受信サブキャリア複素振幅に基づき、SP信号が重畳されたサブキャリアに対するSP伝送路伝達特性を求める。次に、このSP伝送路伝達特性に対して、シンボル時間方向に補間フィルタ処理を施し、部分領域伝送路伝達特性を求める。さらに部分領域伝送路伝達特性に対して、サブキャリア周波数方向に補間フィルタ処理を施して全サブキャリアにおける推定伝送路伝達特性を求める。そして、かかる推定伝送路伝達特性を用いて、受信サブキャリア複素振幅を等化し、デマッピングやリードソロモン復号等の処理を行って、送信データを復元する。 In a receiving apparatus that receives such an OFDM broadcast wave, first, the received OFDM signal is subjected to down-conversion, AD conversion, quadrature detection, guard invar removal, etc., and then subjected to FFT to calculate a reception subcarrier complex amplitude in the frequency domain. To do. Then, based on the reception subcarrier complex amplitude, the SP transmission path transfer characteristic for the subcarrier on which the SP signal is superimposed is obtained. Next, an interpolation filter process is performed on the SP transmission line transfer characteristic in the symbol time direction to obtain a partial area transmission line transfer characteristic. Further, an interpolation filter process is performed in the subcarrier frequency direction for the partial region transmission line transfer characteristics to obtain estimated transmission line transfer characteristics for all subcarriers. Then, using the estimated transmission path transfer characteristic, the reception subcarrier complex amplitude is equalized, and processing such as demapping and Reed-Solomon decoding is performed to restore the transmission data.
ここで、上記部分領域伝送路伝達特性をサブキャリア周波数方向に内挿補間処理するにあたり、エイリアシングによる折り返し成分を除去する為に、複素BPF(Band Pass Filter)を用いて通過帯域を制限したフィルタリング処理を施すようにしている。この際、複素BPFは、様々なマルチパス受信環境下を考慮して適切な通過帯域を設定する必要がある。 Here, in performing the interpolation process in the subcarrier frequency direction in the sub-domain transmission line transfer characteristic, a filtering process in which a pass band is limited using a complex BPF (Band Pass Filter) in order to remove aliasing components due to aliasing To give. At this time, the complex BPF needs to set an appropriate passband in consideration of various multipath reception environments.
そこで、マルチパスによる妨害を抑えるべく、部分領域伝送路伝達特性に対して逆高速フーリエ変換(以下、IFFTと称する)処理を施すことにより、反射波における各パスの到達距離の違いによる遅延時間に対するパワーの分布を表す遅延プロファイルを求め、この遅延プロファイルに基づき複素BPFの通過帯域を設定するようにした技術が提案された(例えば、特許文献1の図5参照)。 Therefore, in order to suppress interference due to multipath, inverse fast Fourier transform (hereinafter referred to as IFFT) processing is performed on the transmission characteristics of the partial area transmission line, thereby reducing the delay time due to the difference in the arrival distance of each path in the reflected wave. A technique has been proposed in which a delay profile representing a power distribution is obtained, and a passband of a complex BPF is set based on the delay profile (see, for example, FIG. 5 of Patent Document 1).
ところで、このような方法では、例えばISDB−Tの場合、部分領域伝送路伝達特性は3サブキャリア毎にしか求められない。よって、部分領域伝送路伝達特性に対してIFFT処理をして求められる遅延プロファイルの遅延時間範囲はOFDM信号における有効シンボル長の1/3(±1/6)に過ぎない。よって、この遅延時間範囲を越えるマルチパス受信環境下では、上記のように求められる遅延プロファイルにはエイリアシングによる折り返しが発生する場合がある。そして、折り返しが発生した遅延プロファイルに基づき複素BPFの通過帯域を設定した場合、所望の通過帯域とずれて設定される為、受信性能を大幅に劣化させてしまうという問題があった。
本発明は、受信したOFDM信号を適切に等化して高精度に送信データの復元を行うことが可能なOFDM受信装置を提供することを目的とする。
An object of the present invention is to provide an OFDM receiver capable of appropriately equalizing a received OFDM signal and restoring transmission data with high accuracy.
請求項1記載によるOFDM受信装置は、各サブキャリアが変調パラメータに従い変調された複数のサブキャリアを含み、前記サブキャリア各々においてスキャタードパイロット信号が時間方向及び周波数方向において分散して重畳されている直交周波数分割多重伝送信号を受信するOFDM受信装置であって、前記直交周波数分割多重伝送信号を前記サブキャリア毎の受信サブキャリア複素振幅に変換するフーリエ変換部と、前記受信サブキャリア複素振幅に重畳されている前記スキャタードパイロット信号におけるSP伝送路伝達特性を算出するSP伝送路伝達特性算出部と、前記SP伝送路伝達特性を時間方向に補間することにより前記サブキャリアの一部における部分領域伝送路伝達特性を算出する時間方向補間部と、前記部分領域伝送路伝達特性を周波数方向において補間して推定伝送路伝達特性を算出する周波数方向補間部と、前記受信サブキャリア複素振幅を前記推定伝送路伝達特性で除算することにより前記受信サブキャリア複素振幅を等化した等化サブキャリア複素振幅を算出する等化除算部と、各サブキャリアの変調パラメータに基づいてマッピングされる信号点の内で前記等化サブキャリア複素振幅に最も距離が近い信号点を判定サブキャリア複素振幅として算出する信号点判定部と、前記判定サブキャリア複素振幅と前記受信サブキャリア複素振幅とに基づき、反射波における各パスの到達距離の違いによる遅延時間に対するパワーの分布を表す遅延プロファイルを算出する遅延プロファイル算出部と、前記遅延プロファイルに基づいて前記周波数方向補間部のフィルタ特性を制御するフィルタ制御部と、を備え、前記周波数方向補間部は、複素バンドパスフィルタを含み、前記フィルタ制御部は、前記遅延プロファイルに基づいて前記複素バンドパスフィルタの通過帯域の中心時点を検出し当該中心時点を示すオフセット信号を生成する中心時点検出部と、前記複素バンドパスフィルタの通過帯域幅と同じ通過帯域幅を持つローパスフィルタ係数が予め記憶されているメモリと、前記ローパスフィルタ係数と前記オフセット信号に基づいて前記複素バンドパスフィルタのフィルタ係数を生成するフィルタ係数生成部と、を含む。
The OFDM receiver according to
各サブキャリアが変調パラメータに従い変調されたサブキャリア各々においてSP信号が時間方向及び周波数方向において分散して重畳されている直交周波数分割多重伝送信号をサブキャリア毎の受信サブキャリア複素振幅に変換し、この受信サブキャリア複素振幅に重畳されているSP信号におけるSP伝送路伝達特性を算出する。次に、SP伝送路伝達特性を時間方向及び周波数方向において補間することによりサブキャリアの全てにおける推定伝送路伝達特性を求める。そして、上記受信サブキャリア複素振幅を推定伝送路伝達特性で除算することにより受信サブキャリア複素振幅を等化した等化サブキャリア複素振幅を算出する。 An orthogonal frequency division multiplex transmission signal in which SP signals are dispersed and superimposed in the time direction and the frequency direction in each subcarrier modulated by each subcarrier according to a modulation parameter is converted into a reception subcarrier complex amplitude for each subcarrier, The SP transmission path transfer characteristic in the SP signal superimposed on the reception subcarrier complex amplitude is calculated. Next, the estimated transmission path transmission characteristics in all subcarriers are obtained by interpolating the SP transmission path transmission characteristics in the time direction and the frequency direction. Then, an equalized subcarrier complex amplitude obtained by equalizing the received subcarrier complex amplitude is calculated by dividing the received subcarrier complex amplitude by the estimated transmission path transfer characteristic.
ここで、周波数方向における補間を複素バンドパスフィルタにて実施するにあたり、複素バンドパスフィルタの通過帯域(期間)の中心時点を、以下の如く算出した遅延プロファイルに基づいて制御する。すなわち、各サブキャリアの変調パラメータに基づいてマッピングされる信号点の内で、上記等化サブキャリア複素振幅に最も距離が近い信号点を判定サブキャリア複素振幅として求める。そして、受信サブキャリア複素振幅を上記判定サブキャリア複素振幅で除算し、その除算結果にIFFT処理及び二乗演算処理を施すことにより遅延プロファイルを求める。 Here, when interpolation in the frequency direction is performed by the complex bandpass filter, the central time point of the passband (period) of the complex bandpass filter is controlled based on the delay profile calculated as follows. That is, the signal point closest to the equalized subcarrier complex amplitude among the signal points mapped based on the modulation parameter of each subcarrier is obtained as the determination subcarrier complex amplitude. Then, the reception subcarrier complex amplitude is divided by the determination subcarrier complex amplitude, and an IFFT process and a square operation process are performed on the division result to obtain a delay profile.
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、OFDM受信装置の構成を示す図である。 FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an OFDM receiving apparatus.
図1に示すOFDM受信装置は、アンテナ1、チューナ部2、A/D変換部3、直交検波部4、FFT(Fast Fourier Transform)部5、等化部6及びデコーダ部7を備える。
The OFDM receiver shown in FIG. 1 includes an
アンテナ1は、放送局側から無線送信されてきたOFDM放送波を受信して得られた受信信号をチューナー部2に供給する。
The
チューナー部2は、かかる受信信号中から所望帯域の信号を抽出し、この信号を中間周波帯域の信号にダウンコンバートしたものをOFDM受信信号としてA/D変換部3に供給する。
The
A/D変換部3は、かかるOFDM受信信号を所定のサンプリングタイミングにてサンプリングしてディジタルのサンプル値系列からなるOFDM受信サンプル値系列に変換し、これを直交検波部4に供給する。
The A /
直交検波部4は、かかるOFDM受信サンプル値系列に対して直交検波を施し、更にガードインターバルの除去を行うことにより、ベースバンドのOFDM変調信号に変換し、これをFFT部5に供給する。
The
FFT部5は、かかるOFDM変調信号に対して高速フーリエ変換処理(以下、FFT処理と称する)を施すことにより、周波数領域における各サブキャリアの複素振幅を表す受信サブキャリア複素振幅Yに変換し、これを等化部6に供給する。
The
等化部6は、受信サブキャリア複素振幅Yに基づき、本OFDM受信装置と放送局間の伝送路における推定伝送路伝達特性DDを推定する。そして、受信サブキャリア複素振幅Yを推定伝送路伝達特性DDで波形等化して等化サブキャリア複素振幅Xを求め、デコーダ7に供給する。
Based on the reception subcarrier complex amplitude Y, the
デコーダ7は、等化サブキャリア複素振幅Xに対して復号処理を施す。つまり、デコーダ7は、デインターリーブ処理及び誤り訂正処理などを施して復号データを出力する。
The
尚、本発明において、アンテナ1、チューナー部2、A/D変換部3、直交検波部4、デコーダ部7の構成はかかる事例に限定されるものではない。
In the present invention, the configurations of the
図2は、本発明による等化部6の詳細構成を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a detailed configuration of the
図2に示す等化部6は、SP伝送路伝達特性算出部60、メモリ61、時間方向補間部62、周波数方向補間部63、遅延部64、遅延プロファイル算出部65、フィルタ制御部66、等化除算部68及び信号点判定部69を備える。
2 includes an SP transmission path transfer
SP伝送路伝達特性算出部60は、SP抽出部601、SP信号生成部602及びSP除算部603からなる。SP抽出部601は、FFT部5から供給された受信サブキャリア複素振幅YにおけるSP信号を抽出する。すなわち、SP抽出部601は、図3に示す如きOFDMフレームにおいて、周波数方向(サブキャリア方向)及び時間方向(シンボル方向)に分散して重畳されているSP信号(黒丸にて示す)の抽出を行う。図3において、SP信号は周波数方向においては12サブキャリアに1つの割合で重畳されており、その重畳位置は1シンボル毎に3サブキャリアずつ循環推移する。SP抽出部601は、この抽出したSP信号を受信SP複素振幅SRとしてSP除算部603に供給する。SP信号生成部602は、上記受信SP複素振幅SRにおける既知の送信SP複素振幅STを生成し、SP除算部603に供給する。SP除算部603は、図3におけるSP信号の各サブキャリア(黒丸にて示す)において、上記受信SP複素振幅SRを送信SP複素振幅STで除算することでSP伝送路伝達特性SDを求め、メモリ61に供給する。なお図3の情報伝送信号の各サブキャリア(白丸にて示す)におけるSP伝送路伝達特性SDは0とする。
The SP transmission path transfer
メモリ61は、SP抽出部601から供給されたSP伝送路伝達特性信号SDを記憶しつつ、これを時間方向補間部62に供給する。
The
時間方向補間部62は、例えば9タップのFIR(Finite Impulse Response)フィルタからなり、SP伝送路伝達特性SDを時間方向に補間する。これにより、図4に示すように、時間方向において互いに隣接するSP信号同士の間に存在する3つのシンボル各々に対応した補間伝送路伝達特性(図4において二重丸にて示す)を求める。そして、時間方向補間部62は、図4に示す如く、補間伝送路伝達特性及びSP伝送路伝達特性によって、3サブキャリア毎におけるつまり全サブキャリアの1/3の領域における部分領域伝送路伝達特性TDを周波数方向補間部63に供給する。
The time
周波数方向補間部63は、例えば25タップのFIRフィルタからなる複素バンドパスフィルタ(以下、複素BPFと称する)を備えている。尚、この複素BPFの係数は、フィルタ係数生成部662からフィルタ係数kとして供給される可変係数フィルタである。周波数方向補間部63は、部分領域伝送路伝達特性TD、すなわち図4に示す如き補間伝送路伝達特性(二重丸にて示す)及びSP伝送路伝達特性(黒丸にて示す)を周波数方向に補間することにより、全サブキャリアにおける推定伝送路伝達特性DDを求め、等化除算部68に供給する。
The frequency
遅延部64は、FFT部5から供給された受信サブキャリア複素振幅Yを、時間方向補間部62及び周波数方向補間部63で費やされる処理時間に対応した時間だけ遅延させた受信サブキャリア複素振幅YDを遅延プロファイル算出部65及び等化除算部68に供給する。
The
等化除算部68は、かかる受信サブキャリア複素振幅YDを推定伝送路伝達特性DDで除算することで等化し等化サブキャリア複素振幅Xを算出し、これをデコーダ7及び信号点判定部69に供給する。
The equalizing / dividing
信号点判定部69は、各サブキャリアの変調パラメータ(例えばQPSK、又はQAM等)に基づいてマッピングされる複数の信号点の内、最も等化サブキャリア複素振幅Xと距離が近い信号点を送信信号点と判定し、判定サブキャリア複素振幅Qとして、遅延プロファイル算出部65に供給する。但し、SP信号の各サブキャリアにおける送信信号点は既知であるため、判定サブキャリア複素振幅Qは上記SP信号生成部602によって生成された送信SP複素振幅STを用いる。
The signal
遅延プロファイル算出部65は、遅延部64から供給された受信サブキャリア複素振幅YDと、信号点判定部69から供給された判定サブキャリア複素振幅Qとに基づき、反射波における各パスの到達距離の違いによる遅延時間に対するパワーの分布を表す遅延プロファイルPFDを算出する。
The delay
図5は、かかる遅延プロファイル算出部65の内部構成を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing an internal configuration of the delay
図5に示すように、遅延プロファイル算出部65は、遅延プロファイル除算部651、IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)処理部652及び二乗演算部653からなる。
As illustrated in FIG. 5, the delay
遅延プロファイル除算部651は、受信サブキャリア複素振幅YDを判定サブキャリア複素振幅Qで除算することにより判定伝送路伝達特性Rを算出し、IFFT処理部652に供給する。IFFT処理部652は、判定伝送路伝達特性Rに対して逆高速フーリエ変換処理(以下、IFFT処理と称する)を施すことにより、周波数領域で表される判定伝送路伝達特性Rを、時間領域の判定伝送路インパルス応答TRに変換し、これを二乗演算部653に供給する。二乗演算部653は、判定伝送路インパルス応答TRを二乗する。これにより、例えば図6に示すように、OFDMにおける有効シンボル長T0と等しい遅延時間範囲において、直接波に対応した受信電力PMと、この直接波がマルチパスによって遅延して受信された遅延波に対応した受信電力PDと、を表す遅延プロファイルPFDを算出する。
The delay
二乗演算部653は、算出した遅延プロファイルPFDをフィルタ制御部66に供給する。
The
フィルタ制御部66は、BPF(Band Pass Filter)中心検出部661及びフィルタ係数生成部662からなる。
The
BPF中心検出部661は、遅延プロファイルPFDに基づき、上記周波数方向補間部63に含まれる複素BPFにおけるフィルタ特性の通過帯域中心位置を示すオフセット信号CFを検出する。具体的には、BPF中心検出部661は、先ず、図6に示す如き遅延プロファイルPFDに対して、図7に示す如く台形波ZTを畳み込む(convolution)。尚、台形波ZTの上底幅THは、複素BPFの通過帯域幅、例えば有効シンボル長T0の1/3(±T0/6)であり、下底幅TLは有効シンボル長T0の1/2(±T0/4)である。また、図6における遅延波は、直接波から[(有効シンボル長T0/3)+(有効シンボル長T0/20)]だけ遅延して受信されたものとする。図7に示す如く、第1時点S1〜第8時点S8に亘り台形波ZTを畳み込むことにより、各時点(S1〜S8)において図7に示すように推移する畳み込み電力が得られる。ここで、BPF中心検出部661は、上記した畳み込み電力の内で最も大なる畳み込み電力を検出する。例えば、図7に示す一例では、第4時点S4、つまり直接波に対応した受信電力PMが台形波ZTの上底の左エッジ部EGに位置する時点で、最大の畳み込み電力が得られる。次に、BPF中心検出部661は、台形波ZTの上底幅THの1/2の幅、つまり有効シンボル長T0の1/6の幅だけ最大畳み込み電力の位置S4から時間軸上において遅延させた位置をオフセット信号CFとしてフィルタ係数生成部662に供給する。尚、オフセット信号CFによって示される通過帯域中心位置は、FFT部5による有効シンボル長T0毎の単位処理期間内での相対的な時間位置を表すものである。
The BPF
フィルタ係数生成部662は、上記複素BPFのフィルタ係数kを算出する。フィルタ係数kは、通過帯域が制限されたLPF(LowPassFilter)と、オフセット信号CFに基づいて算出する。フィルタ係数生成部は、通過帯域が制限されたLPFのフィルタ係数が予め記憶されているメモリを備える。例えば、通過帯域幅が有効シンボル長T0の1/3の時間長(±T0/6)であるLPFのフィルタ係数が予め記憶されている。フィルタ係数生成部662は、通過帯域中心位置が上記オフセット信号CFと通過帯域幅が有効シンボル長T0の1/3であるLPFに基づいて複素BPFのフィルタ係数kを算出し、周波数方向補間部63に供給する。具体的には周波数移動定理(frequency translation theorem)を用いて、LPFの通過帯域をオフセット信号CFだけ移動させた複素BPFのフィルタ係数kを算出する。
The filter
すなわち、上記フィルタ係数生成部662及びBPF中心検出部661からなるフィルタ制御部66は、遅延プロファイル算出部65によって算出された遅延プロファイルに基づいて、周波数方向補間部63における複素BPFのフィルタ特性を制御する。
That is, the
周波数方向補間部63では、時間方向補間部62から供給された部分領域伝送路伝達特性TDに対して複素BPFのフィルタ係数kを畳み込み、フィルタリング処理を施す。かかるフィルタリング処理により、複素BPFは、部分領域伝送路伝達特性TDにて示される補間伝送路伝達特性(図4の二重丸にて示す)及びSP伝送路伝達特性(図4の黒丸にて示す)を周波数方向において補間し、全サブキャリアにおける推定伝送路伝達特性DDを求める。周波数方向補間部63は、かかる推定伝送路伝達特性DDを等化除算部68に供給する。
The frequency
等化除算部68は、かかる受信サブキャリア複素振幅YDを推定伝送路伝達特性DDで除算することにより、伝送路の影響に対応させて適正に波形等化した等化サブキャリア複素振幅Xを算出し、これをデコーダ7及び信号点判定部69に供給する。
The equalizing / dividing
以上の如く、図2に示される等化部6では、先ず、FFT処理後の受信サブキャリア複素振幅(Y、YD)中において時間方向(シンボル方向)及び周波数方向(サブキャリア方向)に分散配置されている各SP信号(SR)を抽出し、これら抽出したSP信号に基づいて、各SP信号位置でのSP伝送路伝達特性(SD)を求める。次に、かかるSP伝送路伝達特性(SD)を時間方向において補間することにより、全サブキャリア中の1/3領域での部分領域伝送路伝達特性(TD)を求める。次に、かかる部分領域伝送路伝達特性(TD)を複素BPFによって周波数方向において補間することにより、全サブキャリアにおける推定伝送路伝達特性(DD)を求める。そして、受信サブキャリア複素振幅(Y、YD)を推定伝送路伝達特性(DD)で除算することにより、伝送路の影響に追従させて適正に波形等化した等化サブキャリア複素振幅(X)を得る。
As described above, in the
この際、図2に示される等化部6においては、上記複素BPFの通過帯域幅を有効シンボル長(T0)の1/3に固定設定すると共に、複素BPFにおけるフィルタ特性の通過帯域中心位置(CF)を遅延プロファイルに基づいて制御するようにしている。つまり、複素BPFに対して、有効シンボル長(T0)を有する単位処理期間内での通過帯域(期間)の位置を制御することにより、遅延プロファイルによって示される直接波と共に、この直接波から約(T0/3)の期間遅延して伝送された遅延波をも確実に周波数補間の対象とすることが可能となるのである。
At this time, in the
尚、等化部6では、かかる通過帯域中心位置(CF)を求めるにあたり、その上底幅(TH)が複素BPFの通過帯域幅(T0/3)、下底幅(TL)が遅延プロファイルで検出可能な遅延時間範囲の1/2(T0/2)と等しい台形波(ZT)を遅延プロファイル(PFD)に畳み込むようにしている。
In the
これにより、例えば、図7に示すように、通過帯域幅(T0/3)よりも僅かに長い期間[(T0/3)+(T0/20)]遅延して伝送された遅延波をも、その直接波と共に通過帯域中心位置(CF)の検出対象とすることが可能となる。なお、上底幅(TH)及び下底幅(TL)が共に通過帯域幅(T0/3)と等しい矩形波を畳み込んだ場合には、このような遅延波を通過帯域内に含めることは出来ない。 As a result, for example, as shown in FIG. 7, the delayed wave transmitted with a delay [[T 0/3 ) + (T 0/20 )] slightly longer than the pass bandwidth (T 0/3 ). Can be detected as the detection target of the passband center position (CF) together with the direct wave. In the case where convolution of equal rectangular wave upper base width (T H) and the lower base width (T L) are both pass bandwidth (T 0/3) is such a delayed wave passband It cannot be included.
更に、図2に示す等化部6においては、遅延プロファイルを得るべく、先ず、その出力結果としての等化サブキャリア複素振幅(X)から、この等化サブキャリア複素振幅(X)の変調パラメータに基づいてマッピングされる信号点の内で、等化サブキャリア複素振幅に最も距離が近い信号点を判定サブキャリア複素振幅(Q)として得る。そして、受信サブキャリア複素振幅(YD)を判定サブキャリア複素振幅(Q)で除算することにより伝送路伝達特性(R)を得て、これにIFFT処理及び二乗演算処理を施すことにより、遅延プロファイル(PFD)を算出すようにしている。
Further, in the
よって、遅延プロファイルは、全サブキャリアの伝送路伝達特性に基づいて算出されている為、有効シンボル長(T0)を有する単位処理期間内において折り返し信号成分が重畳されることは無い。従って、かかる遅延プロファイルによれば、精度良く、複素BPFにおけるフィルタ特性の通過帯域中心位置(CF)を検出することができるので、信頼性の高い等化サブキャリア複素振幅(X)を得ることが可能となる。更に、検出可能な遅延時間の範囲は、有効シンボル長(T0)となるので、遅延時間が有効シンボル長の1/4となる遅延波が存在するマルチパス受信環境下においても、サンプリングによる折り返し信号成分を生じさせることが無い。従って、上述した如き通過帯域中心位置(CF)を精度良く検出することが可能となる。 Therefore, since the delay profile is calculated based on the transmission path transmission characteristics of all subcarriers, the aliasing signal component is not superimposed within the unit processing period having the effective symbol length (T 0 ). Therefore, according to such a delay profile, the passband center position (CF) of the filter characteristic in the complex BPF can be detected with high accuracy, so that a highly reliable equalized subcarrier complex amplitude (X) can be obtained. It becomes possible. Further, since the range of the delay time that can be detected is the effective symbol length (T 0 ), even in a multipath reception environment where there is a delayed wave whose delay time is ¼ of the effective symbol length, aliasing by sampling is performed. No signal component is generated. Accordingly, the passband center position (CF) as described above can be detected with high accuracy.
このように、等化部6においては、検出可能な遅延時間の範囲が有効シンボル長と等しい遅延プロファイルに基づいて、周波数方向補間を担うフィルタの通過帯域の中心位置を制御しているので、伝送路伝達特性を精度良く求めることができ、その受信性能を向上させることが可能となる。
In this way, the
尚、遅延プロファイルは、より誤り耐性の高い変調パラメータの、あるいはより信号点判定部69における判定の誤り率が低い、連続したサブキャリアのみに限定して算出しても良い。例えば、ISDB−Tで勧告されているQPSK変調された中央セグメントであるワンセグ部のサブキャリアのみに限定して遅延プロファイルを算出する場合、遅延プロファイル算出部65として、図5に示す内部構成に代わり、図8に示す如き内部構成を有するものを採用する。尚、図8に示す構成では、図5に示す構成にワンセグ抽出部650を付加したものであり、その他の構成は図5に示すものと同一である。
Note that the delay profile may be calculated only for continuous subcarriers having a modulation parameter with higher error tolerance or a lower error rate for determination in the signal
図8において、ワンセグ抽出部650は、受信サブキャリア複素振幅YD及び判定サブキャリア複素振幅Qにおける中央セグメントであるワンセグ部のサブキャリアのみを抽出し、これを遅延プロファイル除算部651に供給する。よって、遅延プロファイル除算部651、IFFT処理部652及び二乗演算部653は、受信サブキャリア複素振幅YD及び判定サブキャリア複素振幅Qにおけるワンセグ部に対応したサブキャリアのみで遅延プロファイルを算出することになる。かかる構成を採用することにより、より誤り耐性の高い変調パラメータのサブキャリアのみを用いることにより、遅延プロファイルをより正確に算出することができる。また処理時間の短縮及び回路規模の小規模化が為される。
In FIG. 8, the one
また、遅延プロファイルの精度を向上させるため、OFDMシンボル毎に算出される遅延プロファイルをシンボル方向において平均化してフィルタ係数生成部66に出力するようにしても良い。例えば平均化の手法としてシンボル方向にIIR(Infinite Impulse Response)フィルタをかけても良い。
Further, in order to improve the accuracy of the delay profile, the delay profile calculated for each OFDM symbol may be averaged in the symbol direction and output to the filter
更に、上記実施例においては、複素BPFの通過帯域幅を有効シンボル長の1/3に固定設定しているが、有効シンボル長の1/4又は1/6の幅に設定するようにしても良い。この際、フィルタ係数生成部662に搭載されているメモリに記憶されているLPFの係数を、通過帯域幅データが有効シンボル長T0の1/4(±T0/8)又は1/6(±T0/12)であるフィルタ係数に書き換えれば良い。更に、遅延プロファイルに畳み込むべき台形波信号ZTの上底幅THを、かかる複素BPFの通過帯域幅の変更に追従して、有効シンボル長T0の1/4(±T0/8)又は1/6(±T0/12)に変更すれば良い。
Further, in the above embodiment, the passband width of the complex BPF is fixed to 1/3 of the effective symbol length, but may be set to 1/4 or 1/6 of the effective symbol length. good. In this case, the coefficients of the LPF stored in the memory mounted on the
6 等化部
60 SP伝送路伝達特性算出部
63 周波数方向補間部
65 遅延プロファイル算出部
66 フィルタ制御部
68 等化除算部
69 信号点判定部
661 BPF中心検出部
662 フィルタ係数生成部
6
Claims (7)
前記直交周波数分割多重伝送信号を前記サブキャリア毎の受信サブキャリア複素振幅に変換するフーリエ変換部と、
前記受信サブキャリア複素振幅に重畳されている前記スキャタードパイロット信号におけるSP伝送路伝達特性を算出するSP伝送路伝達特性算出部と、
前記SP伝送路伝達特性を時間方向に補間することにより前記サブキャリアの一部における部分領域伝送路伝達特性を算出する時間方向補間部と、
前記部分領域伝送路伝達特性を周波数方向において補間して推定伝送路伝達特性を算出する周波数方向補間部と、
前記受信サブキャリア複素振幅を前記推定伝送路伝達特性で除算することにより前記受信サブキャリア複素振幅を等化した等化サブキャリア複素振幅を算出する等化除算部と、
各サブキャリアの変調パラメータに基づいてマッピングされる信号点の内で前記等化サブキャリア複素振幅に最も距離が近い信号点を判定サブキャリア複素振幅として算出する信号点判定部と、
前記判定サブキャリア複素振幅と前記受信サブキャリア複素振幅とに基づき、反射波における各パスの到達距離の違いによる遅延時間に対するパワーの分布を表す遅延プロファイルを算出する遅延プロファイル算出部と、
前記遅延プロファイルに基づいて前記周波数方向補間部のフィルタ特性を制御するフィルタ制御部と、を備え、
前記周波数方向補間部は、複素バンドパスフィルタを含み、
前記フィルタ制御部は、前記遅延プロファイルに基づいて前記複素バンドパスフィルタの通過帯域の中心時点を検出し当該中心時点を示すオフセット信号を生成する中心時点検出部と、
前記複素バンドパスフィルタの通過帯域幅と同じ通過帯域幅を持つローパスフィルタ係数が予め記憶されているメモリと、
前記ローパスフィルタ係数と前記オフセット信号に基づいて前記複素バンドパスフィルタのフィルタ係数を生成するフィルタ係数生成部と、を含むことを特徴とするOFDM受信装置。 OFDM for receiving an orthogonal frequency division multiplex transmission signal in which each subcarrier includes a plurality of subcarriers modulated according to a modulation parameter, and scattered pilot signals are distributed and superimposed in each of the subcarriers in the time direction and the frequency direction. A receiving device,
A Fourier transform unit for transforming the orthogonal frequency division multiplex transmission signal into a reception subcarrier complex amplitude for each subcarrier;
An SP transmission path transmission characteristic calculation unit for calculating an SP transmission path transmission characteristic in the scattered pilot signal superimposed on the reception subcarrier complex amplitude;
A time direction interpolation unit for calculating a partial region transmission line transfer characteristic in a part of the subcarrier by interpolating the SP transmission line transfer characteristic in the time direction;
A frequency direction interpolation unit that interpolates the partial region transmission line transfer characteristic in the frequency direction to calculate an estimated transmission line transfer characteristic;
An equalization division unit for calculating an equalized subcarrier complex amplitude obtained by equalizing the received subcarrier complex amplitude by dividing the received subcarrier complex amplitude by the estimated transmission line transfer characteristic;
A signal point determination unit that calculates a signal point closest to the equalized subcarrier complex amplitude among signal points mapped based on the modulation parameter of each subcarrier as a determination subcarrier complex amplitude;
And the determination based on a sub-carrier complex amplitude and the received subcarrier complex amplitude, delay profile calculating section for calculating a delay profile representing the distribution of power to the delay time due to the difference between the arrival distances for each path in the reflected wave,
A filter control unit that controls a filter characteristic of the frequency direction interpolation unit based on the delay profile,
The frequency direction interpolation unit includes a complex bandpass filter,
The filter control unit detects a central time point of the pass band of the complex bandpass filter based on the delay profile and generates an offset signal indicating the central time point; and
A memory in which low pass filter coefficients having the same pass bandwidth as that of the complex band pass filter are stored in advance;
An OFDM receiving apparatus, comprising: a filter coefficient generation unit configured to generate a filter coefficient of the complex bandpass filter based on the low-pass filter coefficient and the offset signal.
前記判定伝送路伝達特性に対して逆フーリエ変換処理を施すことにより時間領域の判定伝送路インパルス応答を得る逆フーリエ変換部と、
前記判定伝送路インパルス応答を二乗し前記遅延プロファイルを算出する二乗演算部と、を有することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1に記載のOFDM受信装置。 The delay profile calculation unit is configured to calculate a determination transmission path transfer characteristic by dividing the reception subcarrier complex amplitude by the determination subcarrier complex amplitude;
An inverse Fourier transform unit that obtains a time-domain determination transmission path impulse response by performing an inverse Fourier transform process on the determination transmission path transmission characteristics;
OFDM receiving apparatus according to any one of claims 1-5, characterized in that it has a, a square operation unit for calculating the delay profile squaring the determined channel impulse response.
前記遅延プロファイル算出部は、前記判定サブキャリア複素振幅及び前記受信サブキャリア複素振幅の各々からワンセグ部のサブキャリアに対応した部分を抽出して前記遅延プロファイル除算部に供給するワンセグ抽出部を更に備えたことを特徴とする請求項6記載のOFDM受信装置。 The orthogonal frequency division multiplex transmission signal is a terrestrial digital broadcasting signal recommended by ISDB-T (Integrated Services Digital Broadcasting-Terrestrial),
The delay profile calculation unit further includes a one-segment extraction unit that extracts a portion corresponding to a subcarrier of the one-seg unit from each of the determination subcarrier complex amplitude and the reception subcarrier complex amplitude and supplies the extracted portion to the delay profile division unit. OFDM receiver according to claim 6, wherein a has.
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