CN105917604A - 接收装置和接收方法 - Google Patents
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Abstract
本发明所涉及的接收装置和接收方法决定包含基于延迟谱而检测出的来波成分的子频带,并且在分别使相邻子频带通过的滤波器之间的频率特性中存在阻带以外的重叠部分的情况下,决定分别包含这些子频带的子频带,用设定了使所决定的子频带通过的通频带的频率插入滤波器部(4)对时间插入滤波器部(3)的输出信号进行频带限制,并在频率方向上插入传输信道特性。
Description
技术领域
本发明涉及正交频分复用(以下简称为OFDM)信号的接收装置和接收方法。
背景技术
例如,在ISDB-T和DVB-T等地面数字广播方式的信号传输系统中,在发送侧将已知的导频载波分配给传输信号,使得能容易地在接收侧推算传输信道的特性。对于这样的信号传输系统,传输信道的推算精度对接收性能影响很大,因此,根据导频载波来正确推算传输信道很重要。
另外,在利用导频载波的技术方面提出了各种各样的方式。例如,已知的接收技术有:在传输信号的时间方向和频率方向上以一定间隔分配了导频载波的信号传输系统中,在取得了对于导频载波的传输信道推算值之后对信号进行解调。
已知的技术还有:在使用插入滤波器推算传输信道的情况下,以抑制通过插入滤波器的噪声成分的方式来提高传输信道的推算精度,从而改善接收性能。例如,专利文献1公开了以传输信道中发生的发送信号的来波中延迟时间最长的来波为基准来决定插入滤波器的通频带的技术。
在专利文献1记载的装置中,由于接收信号所包含的最大延迟时间之后的高频成分被抑制,因此,能降低作为插入结果而得到的传输信道推算值中残留的噪声成分。
另外,专利文献2中公开了通过多速率滤波器处理来进行插入处理的技术,所述多速率滤波器处理使用将输入信号分别分割成多个子频带的滤波器,并仅将所需的信号成分进行重构。
并且,专利文献3中公开了对每个根据延迟谱而推算出的来波用多个不同的带通滤波器进行频率方向的插入的技术。另外,在专利文献3中,按每个来波来对时间方向插入滤波器的输出信号进行滤波,并将这些滤波器输出相加(合成),从而能得到所期望的传输信道推算结果。因此,能控制频率方向插入滤波器的通频带,并抑制噪声成分。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特开平10-75226号公报
专利文献2:日本专利特开2000-286821号公报
专利文献3:日本专利特开2010-246024号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
在专利文献1的技术中,插入滤波器由低通滤波器构成,最大延迟时间之后的高频成分被抑制,但是在其通频带内含有所需信号成分以外的噪声成分。因此,存在噪声抑制效果不充分的问题。
另外,与专利文献1一样,专利文献2是关于抑制最大延迟时间之后的频率响应推算值的技术。另外,为了如专利文献2那样实现多速率滤波器处理,必需将多个滤波器构成多级。因此,为了做到能够仿照实际的各种电波环境的结构,电路规模增大或者运算量变得庞大,存在难以实现的问题。
并且,专利文献3中公开的现有技术中,采用的是在各带通滤波器单独工作后再合成它们的输出的结构。因此,因传输信道的延迟谱和各带通滤波器的频率特性而在滤波器输出的合成结果中残留有所需以上的来波成分,存在不能得到正确的传输信道推算结果的问题。
例如,如果在带通滤波器的通频带和阻带之间的过渡区有来波成分残留,则此残留成分会导致对于各来波的滤波器增益不成为所期望的增益。因而其结果是,传输信道推算结果成为与实际传输信道不同的特性,解调信号的质量变差。容易在相邻的带通滤波器的通频带附近处发生这种带通滤波器的过渡区中有来波成分残留的现象。
再有,如果使带通滤波器的过渡区具有尽可能陡峭的特性,则能一定程度地避免上述的质量下降。然而,滤波器的抽头数是有限的,即便使过渡区狭窄也存在界限。另外,在滤波器抽头数有限的条件下,过渡区的频率特性越陡峭,通频带的波纹就越大,越是无法充分确保阻带中的衰减量,需要对上述等情况进行权衡考虑。
由于出现这样的新问题,这不是根本的解决之策。
本发明为了解决上述技术问题而提出,其目的在于以简易的结构获得能够准确抑制传输信道的噪声成分并提高接收性能的接收装置和接收方法。
用于解决技术问题的手段
本发明所涉及的接收装置是用于接收在时间方向和频率方向上被分配了已知的导频载波的OFDM信号的接收装置,所述接收装置包括:傅里叶变换部,该傅里叶变换部在每个OFDM符号上对接收信号进行离散傅里叶变换,并进行输出;导频载波提取部,该导频载波提取部从傅里叶变换部的输出信号中提取与导频载波对应的信号,并进行输出;时间插入滤波器部,该时间插入滤波器部在时间方向上插入基于导频载波提取部的输出信号而推算出的、对于导频载波的传输信道特性,并进行输出;延迟谱检测部,该延迟谱检测部从时间插入滤波器部的输出信号中检测出传输信道的延迟谱,并进行输出;通频带决定部,该通频带决定部基于延迟谱检测部的输出信号来检测出传输信道的来波成分并决定包含该来波成分的子频带,并且,在分别使相邻的子频带通过的滤波器之间的频率特性中存在阻带以外的重叠部分的情况下,决定分别包含各个子频带的子频带;频率插入滤波器部,该频率插入滤波器部设定使通频带决定部所决定的子频带通过的通频带,限制时间插入滤波器部的输出信号的频带并在频率方向上插入对于导频载波的传输信道特性;以及均衡部,该均衡部将傅里叶变换部的输出信号除以频率插入滤波器部的输出信号,并相对于每个副载波进行解调。
发明的效果
根据本发明,具有以下效果:能够以简易的结构准确抑制传输信道的噪声成分并提高接收性能。
附图说明
图1是表示本发明实施方式1所涉及的接收装置的结构的框图。
图2是表示导频载波的配置例的图。
图3是表示实施方式1所涉及的接收装置的动作的流程图。
图4是表示实施方式1中的频率插入滤波器部的结构的框图。
图5是表示滤波器输出频谱的图。
图6是表示延迟谱的一个示例的图。
图7是表示实施方式1中的滤波器系数生成部的结构的框图。
图8是表示实施方式1中的通频带决定部的结构的框图。
图9是表示延迟谱和来波成分的检测结果的图。
图10是表示用通频带决定部所作的通频带的决定处理(在过渡区中不存在来波成分时)而得到的数据的图。
图11是表示在相邻滤波器之间的过渡区中存在来波成分时的延迟谱的图。
图12是表示用通频带决定部所作的通频带的决定处理(过渡区存在来波成分时)而得到的数据的图。
图13是表示本发明实施方式2中的频率插入滤波器部的结构的框图。
具体实施方式
以下,为了更详细地对本发明进行说明,参照附图说明用于实施本发明的方式。
实施方式1
图1是表示本发明实施方式1所涉及的接收装置的结构的框图。图1所示的接收装置是接收OFDM信号的接收装置。在发送侧,以QAM(正交振幅调制)或QPSK(四相移键控)对发送数据进行一次调制,并通过在时间方向和频率方向上以一定间隔分配了导频载波的OFDM传输方式来进行发送。
傅里叶变换部1对被变换到基本频带的接收信号S1在每个OFDM符号上进行离散傅里叶变换并进行输出。再有,以OFDM方式进行传输的各副载波成分作为从傅里叶变换部1输出的频域信号而获得。
导频载波提取部2从傅里叶变换部1的输出信号中提取与导频载波对应的信号并进行输出。例如,在ISDB-T和DVB-T等的地面数字广播中,如图2所示,在时间方向(符号方向)上每隔4个符号,在频率方向(载波方向)上每隔12个载波插入已知的导频载波。传输信道特性的推算通过在时间方向和频率方向上进行插入来实现对于导频载波的传输信道推算结果。
时间插入滤波器部3在时间方向上插入与基于导频载波提取部2的输出信号而推算出的导频载波对应的传输信道特性。
例如,时间插入滤波器部3将与导频载波对应的接收信号(傅里叶变换输出值)除以与该导频载波对应的已知信号,以推算出与该导频载波对应的传输信道特性。然后,对每个相同的副载波频率在时间方向上插入与该导频载波对应的传输信道特性并进行输出。
频率插入滤波器部4设定使由通频带决定部6所决定的子频带通过的通频带,对时间插入滤波器部3的输出信号进行频带限制,并在频率方向上插入对于导频载波的传输信道特性。也就是说,时间插入滤波器部3在时间方向上所插入的传输信道特性也在频率方向上被频率插入滤波器部4所插入,从而得到全部副载波的传输信道特性推算结果。
延迟谱检测部5从时间插入滤波器部3的输出信号中检测出传输信道的延迟谱。例如,对时间插入滤波器部3的输出信号进行逆离散傅里叶变换,将通过该变换得到的各复信号的振幅的平方值作为延迟谱。
通频带决定部6基于延迟谱检测部5的输出信号来检测出传输信道的来波成分,并决定包含该来波成分的部分频带即子频带。
例如,基于延迟谱来检测出在传输信道中经重复反射或衍射后到达的发送信号(以下,也称为来波)的到达时间和功率值,并决定包含所检测出的来波成分的频带(子频带)。
再有,对使通频带决定部6所决定的子频带通过的通频带进行控制,使得具有使基于延迟谱而检测出的全部来波成分通过所需的且足够的带宽。
因此,通频带不限于一个,根据传输信道的状况有可能会存在两个以上通频带。通频带决定部6将包含来波成分的频带设为子频带,并根据后述的滤波器类别控制信息和偏移控制信息在频率插入滤波器部4中设定使子频带通过的通频带。
另外,在分别使相邻的子频带通过的滤波器之间的频率特性中存在阻带以外的重叠部分的情况下,通频带决定部6重新决定分别包含这些子频带的子频带。
再有,所谓阻带以外的重叠部分相当于滤波器之间的频率特性中的通频带之间的重叠部分、通频带与过渡区的重叠部分和过渡区彼此的重叠部分这三个部分中的任意一个部分。在存在这种重叠部分的情况下,相同的来波成分在相邻的滤波器中分别地通过,存在滤波器增益达不到所期望增益的可能性。在这种情况下,其结果是传输信道推算结果成为与实际传输信道不同的特性,解调信号的质量变差。
因此,如果存在上述重叠部分,通频带决定部6就重新决定分别包含相邻子频带的子频带。
均衡部7将傅里叶变换部1的输出信号除以频率插入滤波器部4的输出信号,相对于每个副载波进行解调。从而,得到每个副载波的解调信号S2并向后级进行输出。
再有,傅里叶变换部1、导频载波提取部2、时间插入滤波器部3、频率插入滤波器部4、延迟谱检测部5、通频带决定部6和均衡部7可以作为硬件电路来实现。另外,例如由微型计算机执行写入了本发明特有的处理的程序,从而上述结构要素1~7也可以作为硬件和软件相结合的具体单元来实现。
接着,对动作进行说明。
图3是表示实施方式1所涉及的接收装置的动作的流程图。
首先,傅里叶变换部1在每个OFDM符号上对接收信号S1进行离散傅里叶变换(步骤ST1)。
接着,导频载波提取部2从傅里叶变换部1的输出信号中提取与接收信号中所包含的导频载波对应的信号并进行输出(步骤ST2)。
时间插入滤波器部3基于导频载波提取部3的输出信号推算对于导频载波的传输信道特性,并对每个副载波在时间方向上插入所推算出的传输信道特性(步骤ST3)。
接着,延迟谱检测部5对时间插入滤波器部3的输出信号进行逆离散傅里叶变换,并将通过该变换而得到的复信号的振幅的平方值作为延迟谱来进行输出(步骤ST4)。
通频带决定部6基于延迟谱检测部5的输出信号来分别决定包含所检测出的传输信道的来波成分的子频带,并在频率插入滤波器部4中设定使所决定的子频带通过的通频带(步骤ST5)。
再有,在分别使相邻子频带通过的滤波器之间的频率特性中存在阻带以外的重叠部分的情况下,通频带决定部6重新决定分别包含这些子频带的子频带。
频率插入滤波器部4设定使通频带决定部6所决定的子频带通过的通频带,对时间插入滤波器部3的输出信号进行频带限制,并在频率方向上插入对于导频载波的传输信道特性(步骤ST6)。
还利用频率插入滤波器部4在频率方向上插入由时间插入滤波器部3在时间方向上所插入的传输信道特性,并将全部副载波的传输信道特性推算结果输出至均衡部7。
此后,均衡部7将傅里叶变换部1的输出信号除以频率插入滤波器部4的输出信号来相对于每个副载波进行解调,并输出每个副载波的解调信号S2(步骤ST7)。
接着,就实施方式1中的频率插入滤波器部4的结构和详细动作进行说明。图4是表示实施方式1中的频率插入滤波器部的结构的框图,可以实现使最多三个子频带分别通过的三个带通滤波器。如图4所示,实施方式1中的频率插入滤波器部4包括子频带滤波器部41a~41c、滤波器系数生成部42a~42c和输出加法部43。
子频带滤波器部41a是基于滤波器系数生成部42a所生成的滤波器系数来设定通频带并对时间插入滤波器部3的输出信号进行频带限制的滤波器。同样地,子频带滤波器部41b基于滤波器系数生成部42b所生成的滤波器系数来设定通频带,子频带滤波器部41c基于滤波器系数生成部42c所生成的滤波器系数来设定通频带,并分别对时间插入滤波器部3的输出信号进行频带限制。再有,子频带滤波器部41a~41c是带宽互不相同的滤波器。
滤波器系数生成部42a从通频带决定部6输入滤波器类别控制信息a和偏移控制信息a,并生成基于偏移控制信息a来使基于滤波器类别控制信息a而选定的子频带滤波器的通频带发生频率偏移的滤波器系数。该滤波器系数例如成为构成如下带通滤波器的滤波器系数:即,对于包含延迟谱中延迟时间最短的第一个来波成分的子频带有效的带通滤波器。
同样地,滤波器系数生成部42b生成基于偏移控制信息b来使基于从通频带决定部6输入的滤波器类别控制信息b而选定的子频带滤波器的通频带发生频率偏移的滤波器系数。
例如,该滤波器系数成为构成如下带通滤波器的滤波器系数:即,对于包含延迟时间第二短的第二个来波成分的子频带有效的带通滤波器。
滤波器系数生成部42c生成基于偏移控制信息c来使基于从通频带决定部6输入的滤波器类别控制信息c而选定的子频带滤波器的通频带发生频率偏移的滤波器系数。
例如,该滤波器系数成为构成如下带通滤波器的滤波器系数:即,对于延迟时间第三短的来波成分的子频带有效的带通滤波器。
再有,图4中示出了可以适应于最多三个子频带的结构,但是在一个或两个子频带就足以使全部来波成分通过的情况下,生成滤波器系数,使得子频带滤波器部41a~41c中的一个或两个子频带滤波器部成为有效。另外,利用输出加法部43将子频带滤波器部41a~41c的输出信号相加,并输出至均衡部7。
接着,就频率插入滤波器部4的通频带进行说明。
频率插入滤波器部4是用于进行副载波的频率方向的插入处理来取得对于全部副载波的传输信道特性的推算值的滤波器。
这里,用于推算传输信道特性的频率插入滤波器部4需要具有使解调所需的来波成分全部通过的频带。
同时,在滤波器的通频带还包括不存在来波成分的频带的情况下,由于噪声成分通过滤波器,因此,传输信道特性的推算精度下降,接收性能变差。这意味着优选的是实现具有最低限的所需通频带的频率插入滤波器部4。
例如,如图5(a)的延迟谱所示,举出了将由主波和延迟波组成的两个来波成分进行传输的传输信道的例子。这里,横轴表示来波成分的到达时间,纵轴表示其功率。在不对频率插入滤波器的通频带进行控制的情况下,如图5(b)所示,成为通频带中包含全部来波成分的低通滤波器。在这种情况下,虽然高频成分被去除,但是除了来波成分以外还有热噪声等在整个信号频带上均匀分布的许多噪声成分通过滤波器。
另一方面,如果能实现只使来波成分通过的滤波器,则如图5(c)所示可以大幅抑制噪声成分的通过。
在实际的传输信道中,如图6(a)所示有存在多个来波成分的情况,另外,如图6(b)所示也有发生因多个来波成分而产生的延迟扩展的情况。并且,在接收装置边移动边接受信号的情况下,传输信道随着接收装置的移动而时刻变化,因此接收装置也要相适应地跟随这样的传输信道的变化。
实施方式1中的频率插入滤波器部4包括具有不同带宽的多个滤波器(子频带滤波器部),根据实际的延迟谱从这些滤波器中选择滤波器来使其通频带发生频率偏移,从而仅使来波成分的部分频带即子频带通过。
与之相对,在专利文献1中公开的现有的频率插入滤波器中,如图5(b)所示,构成低通滤波器,使通频带包含来波成分中延迟时间最长的成分。因此,来波成分的延迟时间越长通频带越扩展,通频带内的噪声成分增多,不能得到充分的接收性能。
另外,专利文献2通过多速率滤波器处理来仅将必要的信号成分的重构以实现所希望的频率特性,然而,使信号成分通过的通频带数会增加,因而接收装置规模增大,信号处理变得复杂。
与之相对,实施方式1中设定如下通频带:从具有不同带宽的多个滤波器(子频带滤波器部)中选择与子频带的带宽对应的滤波器,并将所选的滤波器的通频带进行频率偏移,只使来波成分通过。
因此,与专利文献2相比,本发明能够以非常简易的结构获得所希望的频率特性。
接着,用图7说明频率插入滤波器部4的滤波器系数生成部42a~42c的结构和动作。如图7所示,滤波器系数生成部42a~42c构成为包括滤波器系数选择部421和通频带偏移部422。
滤波器系数选择部421从不同带宽的低通滤波器即子频带滤波器部41a~41c中选择基于滤波器类别控制信息而选出的子频带滤波器部的滤波器系数。也就是说,滤波器类别控制信息是表示从不同带宽的子频带滤波器部41a~41c中选择何种滤波器的信息。
例如,在滤波器系数生成部42a的滤波器系数选择部421中,在输入了选择子频带滤波器部41a的滤波器类别控制信息a的情况下,选择规定子频带滤波器部41a的带宽等的滤波器系数并将其输出至通频带偏移部422。
通频带偏移部422中,将基于滤波器类别控制信息而选出的子频带滤波器部的通频带变换成滤波器系数选择部421所选出的滤波器系数,以基于偏移控制信息进行频率偏移来使频率特性成为所希望的通频带。
例如,对偏移控制信息设定将通频带的中心频率对准子频带中心而得的所希望子频带滤波器部的有关中心频率。通频带偏移部422将滤波器系数选择部421所选出的低通滤波器的滤波器系数、与使该低通滤波器的通频带以对偏移控制信息所设定的上述所希望的子频带滤波器部的中心频率的程度发生频率偏移的系数进行复数相乘。通过这种方式,来生成基于偏移控制信息来使基于滤波器类别控制信息而选出的子频带滤波器部的通频带发生频率偏移的滤波器系数。基于该滤波器系数,来构成具有所希望的通频带的子频带滤波器部。
接着,就通频带决定部6的结构和动作进行说明。
图8是表示实施方式1中的通频带决定部的结构的框图。如图8所示,通频带决定部6构成为包括来波成分检测部61、子频带临时决定部62、滤波器类别控制部63和偏移控制部64。
来波成分检测部61基于延迟谱来检测是否存在来波成分及其到达时间差。关于是否存在来波成分,例如比较预定的阈值(以下,也称为功率判定阈值)与延迟谱各成分的功率值,将大于阈值的成分判定为来波成分。就功率判定阈值而言,例如功率值以最大成分为基准进行决定。在这种情况下,在每次延迟谱检测部5的输出信号即传输信道的延迟谱被更新时,对功率判定阈值进行变更。因此,能够根据电波环境的变化来判断是否存在来波成分。
到达时间差被作为由延迟谱检测部5所执行的逆离散傅里叶变换(以下,也称为IFFT)的指数来表达。例如,在通过64点的IFFT来检测延迟谱的情况下,在0到63的每个指数上得到IFFT结果。该指数的差异与来波成分的到达时间之差成正比
子频带临时决定部62决定包含由来波成分检测部61所检测出的来波成分的子频带。这里,就子频带决定处理作具体说明。图9(a)是延迟谱检测部5所检测出的延迟谱的例子。另外,假设频率插入滤波器部4能实现使最多三个子频带分别通过的三个带通滤波器。与此同时,来波成分检测部61也构成为可以检测最多三个子频带。
来波成分检测部61对图9(a)所示的延迟谱检测结果与功率判定阈值进行比较,将是否存在来波成分作为二进制信息来输出至子频带临时决定部62。
如图9(b)所示,子频带临时决定部62基于从来波成分检测部61输入的上述信息,判断为在IFFT指数为从4到16的区间T1、从40到43的区间T2、从59到63的区间T3中分别存在来波成分,决定三个部分频带即子频带a、子频带b、子频带c并进行存储。例如,对如图10(a)所示的子频带a~c的子频带名称和与它们分别对应的通频带的IFFT指数进行存储。
在滤波器类别控制部63中,生成滤波器类别控制信息,该滤波器类别控制信息选择带宽可通过由子频带临时决定部62所决定的子频带的滤波器。
在实施方式1中,频率插入滤波器部4包括通频带宽度不同的多个低通滤波器(图4中的子频带滤波器部41a~41c),这些低通滤波器成为用于使子频带通过的候选子频带滤波器。
另外,在滤波器类别控制部63中设定有将频率插入滤波器部4所具备的全部低通滤波器的识别信息与其通频带宽度相对应的表格数据。
图10(b)示出该表格数据的一个示例。图10(b)中以IFFT指数宽度来表示通频带宽度。
现具体说明滤波器类别控制信息的生成,滤波器类别控制部63参照上述表格数据,从具有子频带带宽以上的通频带宽度的候选子频带滤波器中判别出通频带宽度最窄的候选子频带滤波器,并生成用于选择该候选子频带滤波器的滤波器类别控制信息。
优选为此时子频带滤波器的通频带的中心频率对准子频带的大致中心的频率,但是并不以此为限。
再有,滤波器类别控制部63按每个子频带选择子频带滤波器,但是不同的子频带也可以选择相同的子频带滤波器。
例如,在图9(b)的情况下,最先的来波成分包含于IFFT指数从4到16的区间T1的子频带a中,子频带a的IFFT指数宽度为12。因此,参照图10(b)的表格数据,从具有子频带a的带宽以上的候选子频带滤波器(子频带滤波器C、D)中选择通频带宽度最窄的候选子频带滤波器即子频带滤波器C。
另外,图9(b)中接着到达的来波成分包含于IFFT指数从40到43的区间T2的子频带b中,子频带b的IFFT指数宽度为3。因此,参照图10(b)的表格数据从具有子频带b的带宽以上的通频带宽度的候选子频带滤波器(子频带滤波器A~D)中选择通频带宽度最窄的候选子频带滤波器即子频带滤波器A。
同样地,图9(b)中延迟时间最长的来波成分包含于IFFT指数从59到63的区间T3的子频带c中,子频带c的IFFT指数宽度为4。因此,参照图10(b)的表格数据从具有子频带c的带宽以上的通频带宽度的候选子频带滤波器(子频带滤波器A~D)中选择通频带宽度最窄的候选子频带滤波器即子频带滤波器A。图10(c)示出这些判定结果。
偏移控制部64生成偏移控制信息,所述偏移控制信息使基于滤波器类别控制信息而选出的子频带滤波器的通频带对准子频带而发生频率偏移。
具体而言,为了将低通滤波器即子频带滤波器改变成使子频带通过的带通滤波器,判定使该低通滤波器的通频带发生频率偏移的偏移量,对每个子频带生成并输出偏移控制信息,所述偏移控制信息对以判定结果的偏移量来进行了频率偏移时的中心频率进行设定。再有,偏移量可以用IFFT指数表示。
例如,由于区间T1的子频带a为IFFT指数从4到16,因此其中心的IFFT指数为10。也就是说,如果将子频带滤波器C的通频带的IFFT指数从0频率偏移到10,则子频带滤波器C的通频带的中心频率与子频带a的中心相一致。因此,通频带偏移量(IFFT指数)为10。
同样地,区间T2的子频带b为IFFT指数从40到43,其中心的IFFT指数为41。也就是说,如果将子频带滤波器A的通频带的IFFT指数从0频率偏移到41,则子频带滤波器C的通频带的中心频率与子频带b的中心相一致。因此,通频带偏移量(IFFT指数)为41。
区间T3的子频带c也是IFFT指数从59到63,因此其中心的IFFT指数为61。也就是说,如果将子频带滤波器A的通频带频率的IFFT指数从0频率偏移到61,则子频带滤波器A的通频带的中心频率与子频带c的中心相一致。因此,通频带偏移量(IFFT指数)为61。这些判定结果汇总示于图10(d)。
另外,滤波器类别控制部63基于由子频带临时决定部62所决定的使子频带通过的子频带滤波器的通频带宽度、以及跟使与其相邻的子频带通过的子频带滤波器之间的频率距离,来判定这些子频带滤波器之间的频率特性中是否存在阻带以外的重叠部分。如果不存在该重叠部分,则滤波器类别控制部63照样采用由子频带临时决定部62所决定的子频带,如果存在上述重叠部分,则重新决定分别包含相邻子频带的子频带并生成滤波器类别控制信息,所述滤波器类别控制信息选择带宽可通过该子频带的低通滤波器。
在相邻子频带的间隔窄的情况下,作为选择了最适于使各子频带通过的子频带滤波器的结果,在子频带滤波器之间的频率特性中产生阻带以外的重叠部分。在图11所示的例中,在使来波1通过的子频带滤波器BF1与使来波2通过的子频带滤波器BF2之间存在通频带与过渡区之间的重叠部分,这些重叠部分中残留有来波成分S12、S21。
如果存在高频侧的与过渡区的重叠部分,则应在子频带滤波器BF2中通过的来波2的成分S12也在子频带滤波器BF1中通过,如果存在低域侧的与过渡区的重叠部分,则应在子频带滤波器BF1中通过的来波1的成分S21也在子频带滤波器BF2中通过。在这种情况下,频率插入滤波器部4的输出中,与所希望的信号电平相比高出了残留在重叠部分中的来波成分的那部分,不能得到正确的传输信道的推算结果。在通频带彼此之间存在重叠部分时或在过渡区彼此之间存在重叠部分时也可能发生这种问题。
因此,在本发明中,在分别使相邻子频带通过的子频带滤波器之间的频率特性中存在阻带以外的重叠部分的情况下,重新决定子频带,使得这些子频带成为一个子频带。
这里,以决定例如图12(a)所示的子频带的情况为例来对子频带临时决定部62作具体说明。在输入了图12(a)的结果时,滤波器类别控制部63参照图10(b)的表格数据来选择最合适的子频带滤波器。图12(a)中的子频带a为通频带的IFFT指数从4到16的区间,其IFFT指数宽度为12,因此选择图10(b)的子频带滤波器C。另一方面,子频带b、c的IFFT指数宽度为2,因此选择通频带的IFFT指数宽度为5的子频带滤波器A。
在用子频带滤波器(低通滤波器)构成使子频带通过所希望的带通滤波器时,使子频带滤波器的通频带的中心频率对准子频带的中心位置。
例如,子频带b以IFFT指数42为中心,若使子频带滤波器A的通频带的中心频率对准该中心,则使子频带b通过的子频带滤波器A的通频带成为IFFT指数从40到44的区间。
另外,子频带c以IFFT指数46为中心,若使子频带滤波器A的通频带的中心频率对准该中心,则使子频带c通过的子频带滤波器A的通频带成为IFFT指数从44到48的区间。
因此,在IFFT指数44处两个滤波器的通频带相重合。
在这种情况下,如图12(b)所示,滤波器类别控制部63重新决定子频带。也就是说,通过重新决定包含子频带c的子频带b,将子频带b设为IFFT指数从41到47的区间,并将子频带c设为不用。此后,新的子频带b的IFFT指数宽度为6,因此滤波器类别控制部63参照图10(b)的表格数据来重新选择子频带滤波器B。
新的子频带b的IFFT指数从41到47,因此其中心的IFFT指数为44。也就是说,若将子频带滤波器B的通频带进行IFFT指数从0到10的频率偏移,则子频带滤波器B的通频带的中心频率与新的子频带b的中心一致。因此,偏移控制部64判定通频带偏移量(IFFT指数)为44。图12(d)示出了该判定结果。
如上所述,根据本实施方式1,可以实现仅将通频带决定部6所决定的子频带的通频带设定到频率插入滤波器部4中的简易结构。
另外,由于对每个子频带构成子频带滤波器,因此能够准确地抑制传输信道的噪声成分从而提高接收性能。
并且,在分别使相邻的子频带通过的子频带滤波器之间的频率特性中存在阻带以外的重叠部分的情况下,决定分别包含这些子频带的子频带,因此,重叠部分中的来波成分不会被重复检测,能使接收性能提高。
另外,根据本实施方式1,频率插入滤波器部4包括具有不同带宽的子频带滤波器部41a~41c,通频带决定部6从子频带滤波器部41a~41c中选择使子频带通过的滤波器,并设定其通频带。通过这样采用上述结构,与专利文献2相比能够以极为简易的结构来获得所希望的频率特性。
并且,根据本实施方式1,通过将子频带滤波器的通频带的中心频率对准子频带的中心,可以使来波成分准确通过。
实施方式2
图13是表示本发明实施方式2中的频率插入滤波器部的结构的框图,能实现使最多三个子频带分别通过的三个带通滤波器。如图13所示,频率插入滤波器部4A构成为包括滤波器系数生成部42a~42c、滤波器处理部44和滤波器系数加法部45。
再有,在图13中,对与图4相同的结构要素标注相同标号,其说明从略。
滤波器处理部44是基于由滤波器系数加法部45进行相加的滤波器系数来设定通频带并对时间插入滤波器部3的输出信号进行频带限制的滤波器。
滤波器系数加法部45将滤波器系数生成部42a~42c所生成的滤波器系数相加。具体而言,将对滤波器系数生成部42a~42c所输出的各滤波器系数按每个滤波器抽头系数来进行相加并进行输出。滤波器系数加法部45的输出成为使所希望的子频带信号成分通过并抑制了噪声成分的传输信道推算值。
如上所述,根据本实施方式2,频率插入滤波器部4A包括:滤波器系数生成部42a~42c,该滤波器系数生成部42a~42c生成基于偏移控制信息来使基于滤波器类别控制信息而选出的滤波器的通频带发生频率偏移的滤波器系数;滤波器系数加法部45,该滤波器系数加法部45将滤波器系数生成部42a~42c所生成的滤波器系数相加;以及滤波器处理部44,该滤波器处理部44基于由滤波器系数加法部45进行相加后的滤波器系数来设定通频带,对时间插入滤波器部3的输出信号进行频带限制并将其输出至均衡部7。通过采用上述结构,能获得与实施方式1中的频率插入滤波器部4同样的功能,并且,与其结构相比能降低电路规模或运算量。
再有,本发明可以在本发明的范围内将各实施方式自由组合,或者对各实施方式的任意的结构要素进行变形,或者在各实施方式中省略任意的结构要素。
工业上的实用性
本发明所涉及的接收装置能够以简易的结构准确地抑制传输信道的噪声成分并提高接收性能,因此,适合应用于例如用OFDM方式接收地面数字广播的车载用接收机。
标号说明
1 傅里叶变换部
2 导频载波提取部
3 时间插入滤波器部
4、4A 频率插入滤波器部
5 延迟谱检测部
6 通频带决定部
7 均衡部
41a~41c 子频带滤波器部
42a~42c 滤波器系数生成部
43 输出加法部
44 滤波器处理部
45 滤波器系数加法部
61 来波成分检测部
62 子频带临时决定部
63 滤波器类别控制部
64 偏移控制部
421 滤波器系数选择部
422 通频带偏移部
Claims (6)
1.一种接收装置,所述接收装置接收在时间方向和频率方向上分配了已知的导频载波的OFDM信号,其特征在于,包括:
傅里叶变换部,该傅里叶变换部在每个OFDM符号上对接收信号进行离散傅里叶变换,并进行输出;
导频载波提取部,该导频载波提取部从所述傅里叶变换部的输出信号中提取与所述导频载波对应的信号,并进行输出;
时间插入滤波器部,该时间插入滤波器部在时间方向上插入基于所述导频载波提取部的输出信号而推算出的、对于所述导频载波的传输信道特性,并进行输出;
延迟谱检测部,该延迟谱检测部从所述时间插入滤波器部的输出信号中检测出传输信道的延迟谱,并进行输出;
通频带决定部,该通频带决定部基于所述延迟谱检测部的输出信号来检测出所述传输信道的来波成分并决定包含该来波成分的子频带,并且,在分别使相邻的所述子频带通过的滤波器之间的频率特性中存在阻带以外的重叠部分的情况下,决定分别包含各个子频带的子频带;
频率插入滤波器部,该频率插入滤波器部设定使所述通频带决定部所决定的所述子频带通过的通频带,对所述时间插入滤波器部的输出信号进行频带限制,并在频率方向上插入对于所述导频载波的传输信道特性;以及
均衡部,该均衡部将所述傅里叶变换部的输出信号除以所述频率插入滤波器部的输出信号,并相对于每个副载波进行解调。
2.如权利要求1所述的接收装置,其特征在于,
所述通频带决定部包括:
来波成分检测部,该来波成分检测部基于所述延迟谱检测部的输出信号来检测是否存在所述来波成分及其到达时间差;
子频带临时决定部,该子频带临时决定部决定包含所述来波成分检测部所检测到的来波成分的子频带;
滤波器类别控制部,该滤波器类别控制部生成用于选择具有以下带宽的滤波器的滤波器类别控制信息,即,可使所述子频带临时决定部所决定的所述子频带通过的带宽,并且,在分别使相邻的所述子频带通过的所述滤波器之间的频率特性中存在阻带以外的重叠部分的情况下,生成用于选择具有以下带宽的滤波器的滤波器类别控制信息,即,可使分别包含各个子频带的子频带通过的带宽;以及
偏移控制部,该偏移控制部生成偏移控制信息,所述偏移控制信息使基于所述滤波器类别控制信息而选择的滤波器的通频带对准所述子频带来进行频率偏移,
所述频率插入滤波器部基于所述滤波器类别控制信息和所述偏移控制信息来设定使所述子频带通过的通频带。
3.如权利要求2所述的接收装置,其特征在于,
所述频率插入滤波器部包括:
多个滤波器,该多个滤波器具有不同带宽;
滤波器系数生成部,该滤波器系数生成部生成滤波器系数,所述滤波器系数使基于所述滤波器类别控制信息而选择的滤波器的通频带基于所述偏移控制信息来进行频率偏移;以及
输出加法部,该输出加法部将用所述多个滤波器中的、基于所述滤波器系数而设定了通频带的滤波器来对所述时间插入滤波器部的输出信号进行了频带限制后的结果相加,并将相加后的结果输出至所述均衡部。
4.如权利要求2所述的接收装置,其特征在于,
所述频率插入滤波器部包括:
多个滤波器系数生成部,该多个滤波器系数生成部生成滤波器系数,所述滤波器系数使基于所述滤波器类别控制信息而选择的滤波器的通频带基于所述偏移控制信息来进行频率偏移;
滤波器系数加法部,该滤波器系数加法部将所述多个滤波器系数生成部所生成的滤波器系数相加;以及
滤波器,该滤波器基于由所述滤波器系数加法部进行相加后的滤波器系数来设定通频带,对所述时间插入滤波器部的输出信号进行频带限制,并将其输出至所述均衡部。
5.如权利要求2所述的接收装置,其特征在于,
偏移控制部生成使基于所述滤波器类别控制信息而选择的滤波器的通频带的中心频率对准所述子频带的中心的信息,以作为所述偏移控制信息。
6.一种接收方法,所述接收方法接收在时间方向和频率方向上分配了已知的导频载波的OFDM信号,其特征在于,包括如下步骤:
傅里叶变换部在每个OFDM符号上对接收信号进行离散傅里叶变换,并进行输出;
导频载波提取部从所述傅里叶变换部的输出信号中提取与所述导频载波对应的信号,并进行输出;
时间插入滤波器部在时间方向上插入基于所述导频载波提取部的输出信号而推算出的、对于所述导频载波的传输信道特性,并进行输出;
延迟谱检测部从所述时间插入滤波器部的输出信号中检测出传输信道的延迟谱,并进行输出;
通频带决定部基于所述延迟谱检测部的输出信号来检测所述传输信道的来波成分并决定包含该来波成分的子频带,并且,在分别使相邻的所述子频带通过的滤波器之间的频率特性中存在阻带以外的重叠部分的情况下,决定分别包含各个子频带的子频带;
频率插入滤波器部设定使所述通频带决定部所决定的所述子频带通过的通频带,对所述时间插入滤波器部的输出信号进行频带限制,并在频率方向上插入对于所述导频载波的传输信道特性;以及
均衡部将所述傅里叶变换部的输出信号除以所述频率插入滤波器部的输出信号,并相对于每个副载波进行解调。
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