JP2008042575A - 受信装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、簡単な構成で、ガード長を超える遅延波が存在する場合でも、遅延可能になるOFDM受信装置、およびその受信方法を提供することを目的とする。
【解決手段】シンボル間干渉と、SP補間フィルタを独立に制御することにより、FFTする窓位置、すなわちシンボル切り出し位置を最適な位置に設定する。本発明では、エラーレートをモニターしつつ、シンボル間干渉による劣化、SP補間フィルタによる劣化をそれぞれ最小になるように制御する。本発明によると、従来、受信不能であったガード長を超えてくる遅延波が存在する場合でも回路規模を大きくすることなく、受信可能とすることができ、サービスエリアを拡大することができる。
【選択図】図8
【解決手段】シンボル間干渉と、SP補間フィルタを独立に制御することにより、FFTする窓位置、すなわちシンボル切り出し位置を最適な位置に設定する。本発明では、エラーレートをモニターしつつ、シンボル間干渉による劣化、SP補間フィルタによる劣化をそれぞれ最小になるように制御する。本発明によると、従来、受信不能であったガード長を超えてくる遅延波が存在する場合でも回路規模を大きくすることなく、受信可能とすることができ、サービスエリアを拡大することができる。
【選択図】図8
Description
本発明は、地上デジタル放送に用いられる直交周波数分割多重(OFDM)信号の受信方法及び受信回路に関し、特にOFDM信号受信ににおける受信性能を改善する技術に関する。
日本および欧州の地上デジタル放送方式はOFDM(直交周波数分割多重方式Orthogonal Frequency Division Multiplexing)方式を採用している。OFDM方式は、1チャネルの帯域内に多数のサブキャリアを多重して伝送する方式である。OFDM方式は、単一キャリア伝送に比べシンボル期間長が長くなるため、マルチパス妨害に強い方式として知られている。また有効シンボルの一部分を巡回的に複写したいわゆるガード期間を設けることにより、ガード期間以内のマルチパスであれば、シンボル間干渉が生じない。また、ガード期間内のマルチパスであれば、信号成分として有効に利用できる方式である。
このOFDMの特徴を利用して、単一の周波数でネットワークを構築するSFN(Single Frequency Network)が利用され、周波数の有効利用が図られている。
OFDM方式を利用して、日本ではISDB−T方式、欧州では、DVB―T方式の地上デジタル放送が行われている。
次に、具体的に、ISDB−T方式、DVB―T方式に共通な、送信処理及びその受信処理について説明する。
OFDM方式を利用して、日本ではISDB−T方式、欧州では、DVB―T方式の地上デジタル放送が行われている。
次に、具体的に、ISDB−T方式、DVB―T方式に共通な、送信処理及びその受信処理について説明する。
ISDB−T方式、DVB―T方式は、サブキャリアの中に振幅・位相が既知のパイロット信号を周波数領域で分散して挿入している。これは分散パイロット信号(以下SP信号)と呼ばれる。図9にこのSP信号の配置を示す。このSP信号はサブキャリア毎に伝送されるのではなく、周波数方向及び時間軸方向に、シンボル番号nのシンボルに対し、キャリア番号kがk=3(n mod 4)+12p(modは剰余演算を表し、pは整数)を満たすキャリア位置で伝送される。すなわち、図9に示されたようにSP信号の配置は4シンボルを周期として反復され、SP信号はシンボル毎に3キャリアずつシフトして伝送される。このSP信号は、そのキャリア位置で決定される特定のパターンで2値に変調されて送信される。
情報伝送信号は、SP信号が伝送されていないキャリアを用いて、QPSK,16QAM,64QAMなどにマッピングされて伝送される。
このOFDM変調方式の一般的な送信側の処理を図10に示す。
データ信号を誤り訂正符号化101で誤り訂正符号化する。誤り訂正符号化されたデータはマッピング回路102で、QPSK,16QAM,64QAM等にマッピングされる。マッピングされたデータは、キャリアシンボル単位でインタリーブ回路103で、時間インタリーブ、周波数インタリーブ等のインタリーブが施される。インタリーブされたキャリアシンボル単位のデータが、SP信号と共にフレーム構成部104でフレーム構成される。フレーム構成されたデータは、IFFT回路105で時間領域の信号に変換される。時間領域の信号に変換されたデータは、ガードインターバル付加部106で、ガードインターバル( 以下、ガード期間という)が付加される。このガード期間は有効シンボルの後部を巡回的にシンボルの前部に複写したものである。すなわち、1シンボル期間は、ガード期間及びそれに続く有効シンボル期間から成っている。。これを図11に示す。
このOFDM変調方式の一般的な送信側の処理を図10に示す。
データ信号を誤り訂正符号化101で誤り訂正符号化する。誤り訂正符号化されたデータはマッピング回路102で、QPSK,16QAM,64QAM等にマッピングされる。マッピングされたデータは、キャリアシンボル単位でインタリーブ回路103で、時間インタリーブ、周波数インタリーブ等のインタリーブが施される。インタリーブされたキャリアシンボル単位のデータが、SP信号と共にフレーム構成部104でフレーム構成される。フレーム構成されたデータは、IFFT回路105で時間領域の信号に変換される。時間領域の信号に変換されたデータは、ガードインターバル付加部106で、ガードインターバル( 以下、ガード期間という)が付加される。このガード期間は有効シンボルの後部を巡回的にシンボルの前部に複写したものである。すなわち、1シンボル期間は、ガード期間及びそれに続く有効シンボル期間から成っている。。これを図11に示す。
次に、このように伝送されたOFDM信号を受信する受信装置について説明する。
図12は、ISDB−Tの受信機全体の構成を示す図である。アンテナ200よりOFDM信号はチューナ部201に入力される。チューナ部201で選局し、選局した信号を所定の帯域にダウンコンバートし、A/D変換器202に入力する。A/D変換器202でA/D変換した後、直交検波回路203に入力する。直交検波回路203で直交検波し、その信号を、同期回路205及びFFT回路204に出力する。同期回路205では、シンボル同期、サンプリング周波数同期、周波数同期などの同期の処理を行う。なお、同期回路205で、FFTの窓位置を決定する。
図12は、ISDB−Tの受信機全体の構成を示す図である。アンテナ200よりOFDM信号はチューナ部201に入力される。チューナ部201で選局し、選局した信号を所定の帯域にダウンコンバートし、A/D変換器202に入力する。A/D変換器202でA/D変換した後、直交検波回路203に入力する。直交検波回路203で直交検波し、その信号を、同期回路205及びFFT回路204に出力する。同期回路205では、シンボル同期、サンプリング周波数同期、周波数同期などの同期の処理を行う。なお、同期回路205で、FFTの窓位置を決定する。
FFT回路204は、時間領域の信号をFFT処理して周波数領域の信号に変換する。FFT後の信号は等化回路206で等化処理し、等化処理された信号はデインタリーブ回路207でデインタリーブした後、誤り訂正回路208で、誤り訂正処理を施す。
次に、同期回路205の詳細について説明する。同期回路205では、受信信号と有効シンボル長遅延させた信号との相関( 以下、ガード相関)を取ることにより、このガード相関による相関波形が非常に大きくなることを利用して、シンボル同期やサンプリング周波数同期を確立する。( 例えば、非特許文献1 参照)。これを図13に示す。
次に、同期回路205の詳細について説明する。同期回路205では、受信信号と有効シンボル長遅延させた信号との相関( 以下、ガード相関)を取ることにより、このガード相関による相関波形が非常に大きくなることを利用して、シンボル同期やサンプリング周波数同期を確立する。( 例えば、非特許文献1 参照)。これを図13に示す。
次に、前記相関波形に基づいて、シンボル区間から有効シンボル区間だけを切り出す。通常は、送信側と同じ位相関係を得るために、ガード期間を捨てて、有効シンボルを抽出し、FFT処理する窓位置の情報をFFT回路204に送る。
次に等化回路206の詳細について図14を用いて説明する。
FFT回路204の出力から、SP抽出回路301により、SP信号を抽出する。SP信号発生回路302は送信側のSP信号を発生する。複素除算回路303は、受信したSP信号を送信側のSP信号で除算する。これにより、SP信号位置の伝送路特性を推定する。次に、メモリ304は、時間軸補間するに必要なシンボルだけSP信号を蓄積する。シンボル補間回路305はSP信号位置の伝送路特性を時間軸方向に補間する。シンボル方向に補間されたSP信号を図15に示す。
次に等化回路206の詳細について図14を用いて説明する。
FFT回路204の出力から、SP抽出回路301により、SP信号を抽出する。SP信号発生回路302は送信側のSP信号を発生する。複素除算回路303は、受信したSP信号を送信側のSP信号で除算する。これにより、SP信号位置の伝送路特性を推定する。次に、メモリ304は、時間軸補間するに必要なシンボルだけSP信号を蓄積する。シンボル補間回路305はSP信号位置の伝送路特性を時間軸方向に補間する。シンボル方向に補間されたSP信号を図15に示す。
これで、3キャリア毎の伝送路特性が推定されるため、キャリア補間回路306で周波数軸方向に補間することにより、全キャリア位置での伝送路特性を推定する。この時の補間フィルタはローパスフィルタである。
それを図16(a)に示す。遅延回路300はFFT回路204の信号を各キャリア位置の伝送路特性の遅延と同じになるように遅延する。次に、複素除算回路307でFFT後の信号をキャリア補間回路306の出力の伝送路特性で除算することにより、受信データ信号を等化する。
それを図16(a)に示す。遅延回路300はFFT回路204の信号を各キャリア位置の伝送路特性の遅延と同じになるように遅延する。次に、複素除算回路307でFFT後の信号をキャリア補間回路306の出力の伝送路特性で除算することにより、受信データ信号を等化する。
図17(a)に示すように、主波に対して遅延波が存在する場合は、送信側の有効シンボル期間を取り出して復調を行えば、シンボル間干渉なく信号の復調を行うことができるが、図17(b)のように、主波に先行する先行波が存在する場合、例えば主波の位置を0とした時に先行波が−Tgの位置にあるとすると、有効シンボル期間を切り出してFFT回路に送った場合、図17(b)の斜線の部分にシンボル間干渉を生じる。従って、送信側とは異なる位置で、図17(c)に示すような位置でシンボルを切り出してFFT回路に送ることにより、先行波が存在する場合でもガード期間内であればシンボル間干渉のない受信が可能となる。
しかし、このような場合、信号の帯域が前記SPの補間信号の帯域の外に出る。そのため、SP補間フィルタとしてローパスフィルタでなく、図16(b)に示すような複素フィルタを使う必要が生じる。 この対策として、例えば、特許文献1では、図18に示すように信号を巡回的に並べ替える方法が提案されている。特許文献1では、−Tgの先行波がある場合、図18(c)のように、シンボルを切出す。この時に、図16(b)のような複素フィルタを用いる必要があるため、シンボルを切り出した後に、図18(d)のように、信号を巡回的に並べ替える。すると、図18(c)と、同一になるため、補間フィルタとして図16(a)に示すローパスフィルタを用いることができる。
また、図19のように、信号成分がSP補間フィルタの帯域外となるために、Tg/2だけ固定的にシフトして、信号成分をSP補間フィルタの帯域中央に入るようにする場合もある。
特開2003−229831
上記、従来の技術において、ガード期間内のマルチパスが存在する場合に、受信信号を巡回的に並べ替えることにより、SP補間フィルタとして、ローパスフィルタを使うことができた。
しかし、ネットワークがSFNで行われる場合、サービスエリア外からの信号が長遅延波として受信される場合がある。この場合、遅延波が必ずしも、ガードインターバル以内に収まるとは限らず、ガード長を超えてくる長遅延波も存在する。
しかし、ネットワークがSFNで行われる場合、サービスエリア外からの信号が長遅延波として受信される場合がある。この場合、遅延波が必ずしも、ガードインターバル以内に収まるとは限らず、ガード長を超えてくる長遅延波も存在する。
上記従来の技術は、ガード期間内のマルチパスが存在する場合にその対策を示しているが、ガード長を超えてくる遅延波に対して、その対策を示していない。
本発明は、シンボル切り出し位置と、SP補間フィルタとを独立に制御して、ガード長を超えてくる遅延波が存在する場合でも、シンボル間干渉による受信特性の劣化を軽減することを目的とする。
本発明は、シンボル切り出し位置と、SP補間フィルタとを独立に制御して、ガード長を超えてくる遅延波が存在する場合でも、シンボル間干渉による受信特性の劣化を軽減することを目的とする。
上記の目的を達成するために、本発明は、OFDM(直交周波数分割多重)信号を受信して、当該OFDM信号は、有効シンボル期間の先頭に有効シンボル期間後部の信号が巡回的に複写されたガード期間を有するOFDM変調信号であって、前記OFDM信号を受信する受信装置において、キャリア毎に
を乗じて、FFT後の波形をキャリア毎に可変に回転させることにより、時間軸領域の信号を可変にシフトする可変シフト手段を有することを特徴とする。ガード期間GI=有効シンボル長に対する割合,NはFFT後のキャリア番号:無効キャリアを含む。αはシフト量を与える定数)
また、前記可変シフト手段は、数種類のシフト量を用いてシフトされ、その中でエラーレートが最小になるシフト量に固定することを特徴とする。
を乗じて、FFT後の波形をキャリア毎に可変に回転させることにより、時間軸領域の信号を可変にシフトする可変シフト手段を有することを特徴とする。ガード期間GI=有効シンボル長に対する割合,NはFFT後のキャリア番号:無効キャリアを含む。αはシフト量を与える定数)
また、前記可変シフト手段は、数種類のシフト量を用いてシフトされ、その中でエラーレートが最小になるシフト量に固定することを特徴とする。
以上説明したように、本発明によれば、ガードインターバルを超えてくる遅延波に対しても、FFT後に信号を回転することにより、シンボル間干渉とは独立にSP補間フィルタ位置を設定できる。そのため、補間フィルタとしてローパスフィルタを用いて、仮想的な複素フィルターを実現することができるため、従来のFFT窓位置では受信不可能であった遅延波が存在する場合でも、受信可能となる場合がある。
本発明によれば、ガード長を超えてくるマルチパスを簡易に等化できる受信方法、及び受信装置を提供することができる。
本発明によれば、ガード長を超えてくるマルチパスを簡易に等化できる受信方法、及び受信装置を提供することができる。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
(実施の形態1)
本実施の形態の基本的な受信ブロック図の構成を図8に、等化処理のブロック図を図1に示す。 アンテナ200よりOFDM信号はチューナ部201に入力される。チューナ部201で選局し、選局した信号を所定の帯域にダウンコンバートし、A/D変換器202に入力する。A/D変換器202でA/D変換した後、直交検波回路203に入力する。直交検波回路203で直交検波し、直交検波した信号を、同期回路205及びFFT回路204に出力する。同期回路205では、シンボル同期、サンプリング周波数同期、周波数同期などの同期の処理を行う。なお、同期回路205には、FFT窓位置決定回路が含まれFFT窓位置決定回路により、FFTの窓位置を決定する。本実施の形態では、誤り訂正回路より算出されたエラーレートの情報を用いて、FFTの窓位置をシフトし、最終的にエラーレートが最小となる窓位置を決定する。これについては、後述する。
(実施の形態1)
本実施の形態の基本的な受信ブロック図の構成を図8に、等化処理のブロック図を図1に示す。 アンテナ200よりOFDM信号はチューナ部201に入力される。チューナ部201で選局し、選局した信号を所定の帯域にダウンコンバートし、A/D変換器202に入力する。A/D変換器202でA/D変換した後、直交検波回路203に入力する。直交検波回路203で直交検波し、直交検波した信号を、同期回路205及びFFT回路204に出力する。同期回路205では、シンボル同期、サンプリング周波数同期、周波数同期などの同期の処理を行う。なお、同期回路205には、FFT窓位置決定回路が含まれFFT窓位置決定回路により、FFTの窓位置を決定する。本実施の形態では、誤り訂正回路より算出されたエラーレートの情報を用いて、FFTの窓位置をシフトし、最終的にエラーレートが最小となる窓位置を決定する。これについては、後述する。
FFT回路204は、時間領域の信号をFFT処理して周波数領域の信号に変換する。FFT後の信号は等化回路206で等化処理し、等化処理された信号はデインタリーブ回路207でデインタリーブした後、誤り訂正回路208で、誤り訂正処理を施す。次に等化回路206の詳細について図1を用いて説明する。FFT回路204の出力は、キャリア毎に、所定の回転数を乗算器209で乗じることにより、可変に回転させることにより変調する。これは、時間領域で等価的にシフトすることを意味するため、可変シフト手段210により、シフトされたとみなせる。次に、回転された信号から、SP抽出回路301により、SP信号を抽出する。SP信号発生回路302は送信側のSP信号を発生する。複素除算回路303は、受信したSP信号を送信側のSP信号で除算する。これにより、SP信号位置の伝送路特性を推定する。次に、メモリ304は、時間軸補間するに必要なシンボルだけSP信号を蓄積する。シンボル補間回路305はSP信号位置の伝送路特性を時間軸方向に補間する。シンボル方向に補間されたSP信号を図15に示す。
これで、3キャリア毎の伝送路特性が推定されるため、キャリア補間回路306で周波数軸方向に補間することにより、全キャリア位置での伝送路特性を推定する。この時の補間フィルタはローパスフィルタである。
次に、更に詳細に、本発明の実施の形態を示す。図13に示すように、まず、時間領域で、OFDM信号を、有効シンボル長遅延させたものとの相関を取る。図13(c)は相関を取った波形、図13(d)は、そのガード相関波形を、スライディング積分した結果である。図13(d)に示すように、ガード相関波形をスライド積分すると、シンボルの境界位置がピークとなる三角波が得られる。しかし、実際には、ノイズ、遅延波の影響のため、必ずしも、シンボルの境界位置に正確にピークが位置する三角波とはならない。
次に、更に詳細に、本発明の実施の形態を示す。図13に示すように、まず、時間領域で、OFDM信号を、有効シンボル長遅延させたものとの相関を取る。図13(c)は相関を取った波形、図13(d)は、そのガード相関波形を、スライディング積分した結果である。図13(d)に示すように、ガード相関波形をスライド積分すると、シンボルの境界位置がピークとなる三角波が得られる。しかし、実際には、ノイズ、遅延波の影響のため、必ずしも、シンボルの境界位置に正確にピークが位置する三角波とはならない。
また、小さな遅延波が存在する場合は、シンボルの境界付近に、ピークが存在する三角波が得られるが、遅延波の位置が、どこにあるかは、ガード相関波形からは不明である。従って、遅延波の信号成分を有効に利用するためには、ガード相関波形のみから、正確なシンボル切り出し位置を決定するのは困難である。
従って、このガード相関波形のピーク位置を元に、シンボルの切り出しを行った後、ガード相関波形のピーク位置より前からシンボル切り出しを行う。また、ガード相関波形のピーク位置の後からシンボル切り出しを行う。次に、C/N,エラーレート等ををモニターして、C/Nが或いは、エラーレートが一番良くなる切り出し位置にシンボル切り出し位置を固定する。
従って、このガード相関波形のピーク位置を元に、シンボルの切り出しを行った後、ガード相関波形のピーク位置より前からシンボル切り出しを行う。また、ガード相関波形のピーク位置の後からシンボル切り出しを行う。次に、C/N,エラーレート等ををモニターして、C/Nが或いは、エラーレートが一番良くなる切り出し位置にシンボル切り出し位置を固定する。
このようにすることで、ガードインターバル以内の遅延波が存在する場合のシンボル切り出し位置を最適な位置に固定することができる。
しかし、先行波が存在する場合は、図16(a)に示すように、通常のローパスフィルタを用いたSP補間フィルターの場合、信号成分がその帯域外に出るため、信号成分の帯域をSP補間フィルターが削ることになる。従って、これを避けるためには、複素フィルターを用いる必要がある。或いは、信号を巡回的に並べ替える必要がある。
しかし、先行波が存在する場合は、図16(a)に示すように、通常のローパスフィルタを用いたSP補間フィルターの場合、信号成分がその帯域外に出るため、信号成分の帯域をSP補間フィルターが削ることになる。従って、これを避けるためには、複素フィルターを用いる必要がある。或いは、信号を巡回的に並べ替える必要がある。
本実施の形態では、図1に示すように、受信した信号を周波数領域で回転することにより、その信号帯域を、SP補間に用いるローパスフィルタの帯域に入るように、シフトする。なお、図1は、FFT後に回転処理がある以外は従来例の図14と同じである。
次に、具体的に、シンボル間干渉とSP補間フィルターの関係について説明する。
図2は、2波マルチパス環境で、D/U=0dBとし、主波の位置を固定して、遅延波の遅延時間を変えて、エラーレートの変化をシミュレーションしたものである。
シミュレーションは、ガード長 Tg=Tu/8で行った。
次に、具体的に、シンボル間干渉とSP補間フィルターの関係について説明する。
図2は、2波マルチパス環境で、D/U=0dBとし、主波の位置を固定して、遅延波の遅延時間を変えて、エラーレートの変化をシミュレーションしたものである。
シミュレーションは、ガード長 Tg=Tu/8で行った。
図2では、シンボル切り出し位置を、送信側の有効シンボルの先頭に設定している。そのため、遅延波の遅延時間をt=Tgまで変化させてもエラーレートに変化は見られない。しかし、t=Tgを超える遅延波の場合は、遅延時間が大きくなるにつれて、シンボル間干渉による劣化が大きくなり、エラーレートが劣化する。シンボル切り出し位置を送信側の有効シンボルの先頭に設定しているため、マルチパスが先行波である場合は、t=0以下になると、先行波の到来時間が早くなるにつれて、シンボル間干渉によりエラーレートは劣化する。
次にSP補間フィルターは、シンボル切り出し位置を送信側の有効シンボルの先頭に設定した場合、伝送路特性はフラットになり、その補間フィルターの帯域は、図3のような位置関係となる。図3の下部にSP補間フィルタの特性を示し、図3の上部実線でSP補間フィルタの帯域外になることによるエラーレートの劣化の図を、破線のシンボル間干渉による劣化と同じグラフに示している。図3から明らかなように、信号成分が補間フィルターの帯域を出ると、シンボル間干渉による劣化よりもエラーレートが大きく劣化する。図3の場合、ガード内遅延波であればSP補間フィルタによる劣化はないが、ガードを超える遅延波が存在する場合、シンボル間干渉による性能劣化よりも、信号成分がフィルターの帯域外に出ることによる劣化が支配的となる。
また、図3の場合、マルチパスが存在すると、シンボル間干渉による劣化と、SP補間フィルタの帯域外となることによる劣化による特性が前ゴーストと後ゴーストで非対称となる。
そこで、本実施の形態では、Tg/2だけ固定的に変調を施して、図4のような位置関係とした。この場合、基準となる位置がガードの中央となり、Tg/2の前ゴースト、Tg/2の後ゴーストに対応すると考えることができる。
そこで、本実施の形態では、Tg/2だけ固定的に変調を施して、図4のような位置関係とした。この場合、基準となる位置がガードの中央となり、Tg/2の前ゴースト、Tg/2の後ゴーストに対応すると考えることができる。
なお、Tg/2の固定的な変調は、受信OFDM信号をFFT後に、キャリア毎に
を乗じて、FFT後の波形を回転させる処理である。これにより、時間領域で見た場合の信号をシフトすることができる。
(ガード期間GI=有効シンボル長に対する割合,NはFFT後のキャリア番号:無効キャリアを含む)
本発明は、ガードを超える遅延波が存在する場合、図4に示すシンボル間干渉による劣化と、SP補間フィルタによる劣化の関係を適応的に制御する方法に関する。本発明のフローチャートを図5に示す。また、これに対応するブロック図を図8に示す。
を乗じて、FFT後の波形を回転させる処理である。これにより、時間領域で見た場合の信号をシフトすることができる。
(ガード期間GI=有効シンボル長に対する割合,NはFFT後のキャリア番号:無効キャリアを含む)
本発明は、ガードを超える遅延波が存在する場合、図4に示すシンボル間干渉による劣化と、SP補間フィルタによる劣化の関係を適応的に制御する方法に関する。本発明のフローチャートを図5に示す。また、これに対応するブロック図を図8に示す。
まず、ガード相関波形よりシンボル切り出し位置を仮決定する。次に、誤り訂正回路よりエラーレートの情報を得る。次にシンボル切り出し位置をシフトしてエラーレートの情報を得る。これを予め決められた切り出し位置の回数だけ繰り返しエラーレートが最小となる窓位置をシンボル切り出し位置とする。
次に、信号成分を予め決められた位置の回数だけ変調による信号成分のシフトを繰り返し、エラーレートが最小となる回転を決定する。
次に、信号成分を予め決められた位置の回数だけ変調による信号成分のシフトを繰り返し、エラーレートが最小となる回転を決定する。
信号成分のシフトは、
のαの値を変化させて行う。本実施の形態では、α=0, 0.5, 1, 1.5, 2の5種類に変化させて、それぞれの場合のエラーレートを確認した。なお、フローチャートでは、便宜上最初にα=1、すなわち、Tg/2のシフトを行ない、それとは別に信号成分のシフトを行うように記載しているが、実際の回路では、図8に示すように、初期設定のTg/2の回路の信号成分のシフトのシフト量を変える事によって実現している。
のαの値を変化させて行う。本実施の形態では、α=0, 0.5, 1, 1.5, 2の5種類に変化させて、それぞれの場合のエラーレートを確認した。なお、フローチャートでは、便宜上最初にα=1、すなわち、Tg/2のシフトを行ない、それとは別に信号成分のシフトを行うように記載しているが、実際の回路では、図8に示すように、初期設定のTg/2の回路の信号成分のシフトのシフト量を変える事によって実現している。
このようにして、シンボル切り出し位置、信号成分のシフトを決定して、以降、その位置に固定して通常の受信処理に移る。
図6にガード外の遅延波が存在する場合のシンボル切り出し位置と、信号成分の変調によるシフトをした結果の、シンボル間干渉による劣化と、ローパスフィルタを用いたSP補間フィルタによる劣化の特性を示す。図6のように信号成分をシフトすると、ガード長より長い遅延波が存在する場合、図3、図4に比べSP補間フィルタによる劣化がなく、シンボル間干渉による劣化のみとなることが推定される。
図6にガード外の遅延波が存在する場合のシンボル切り出し位置と、信号成分の変調によるシフトをした結果の、シンボル間干渉による劣化と、ローパスフィルタを用いたSP補間フィルタによる劣化の特性を示す。図6のように信号成分をシフトすると、ガード長より長い遅延波が存在する場合、図3、図4に比べSP補間フィルタによる劣化がなく、シンボル間干渉による劣化のみとなることが推定される。
これを、実際にシミュレーションした結果を図7に示す。
図7は、2波マルチパスで、マルチパスの遅延波の遅延時間を変化させて、その遅延時間で受信可能な最大のマルチパスのレベル(D/U比)をシミュレーションした。
シミュレーション条件は、DVB−Tで、8kモード、ガード1/8、64QAM、CR=3/4、である。この条件では、ガード長が112usであるため、シミュレーション結果も、ほぼ100usを過ぎたあたりから、シンボル間干渉により、受信できるマルチパスのD/Uが大きくなっている。すなわち、小さなマルチパスでないと受信不可能であることを示している。図7の破線のデータは、信号成分を固定的にTg/2変調した場合であり、図7の実線のデータは、Tg変調した例である。
図7は、2波マルチパスで、マルチパスの遅延波の遅延時間を変化させて、その遅延時間で受信可能な最大のマルチパスのレベル(D/U比)をシミュレーションした。
シミュレーション条件は、DVB−Tで、8kモード、ガード1/8、64QAM、CR=3/4、である。この条件では、ガード長が112usであるため、シミュレーション結果も、ほぼ100usを過ぎたあたりから、シンボル間干渉により、受信できるマルチパスのD/Uが大きくなっている。すなわち、小さなマルチパスでないと受信不可能であることを示している。図7の破線のデータは、信号成分を固定的にTg/2変調した場合であり、図7の実線のデータは、Tg変調した例である。
この結果から、Tg/2変調したものは、遅延波の遅延時間が180usあたりから、SP補間フィルターの通過帯域から信号成分がはみ出すことにより劣化が始まるのに対し、Tg変調したものは、遅延波の遅延時間が240us離れた辺りからSP補間フィルターの影響が見られる。また、この結果から、遅延波の遅延時間が220usの場合、Tg/2変調したものは、D/U=20dBの小さな遅延波しか、受信できないのに対し、Tg変調したものはD/U=13dBの遅延波がある場合でも受信可能である。
したがって、従来の固定的な位相関係の処理に比べ、ガード外遅延波が存在する場合は、性能が改善されることが分かる。
なお、本実施の形態では、FFT窓位置および信号のシフト手段の決定のために、誤り訂正回路からのエラーレートを用いたが、C/Nその他、受信処理後の信号の品質を判断できる他の指標を用いてFFT窓位置および信号のシフト量、すなわちFFT後における信号の回転量を決めても良い。
なお、本実施の形態では、FFT窓位置および信号のシフト手段の決定のために、誤り訂正回路からのエラーレートを用いたが、C/Nその他、受信処理後の信号の品質を判断できる他の指標を用いてFFT窓位置および信号のシフト量、すなわちFFT後における信号の回転量を決めても良い。
なお、本明細書では、シンボル切り出し位置と、FFT窓位置をほぼ同様の意味で用いている。
本発明にかかるシフト手段および回路は、ガードインターバルを大きく越える遅延時間差のマルチパス波が到来した場合でも、FFT窓位置にもとづくシンボル間干渉による劣化とSP補間フィルタによる劣化を分離して、それぞれ最適な位置に設定することが可能である。そのため、SFN環境におけるガードインターバルを超えてくる長遅延の遅延波が存在する場合でも、最適なFFT窓位置およびSP補間フィルタの適用位置の設定が可能となる。このような機能は、例えば、PDPや液晶テレビはもちろん、STB、DVDレコーダなどの地上デジタル放送受信機能を有する各種装置、および地上デジタル放送波解析装置、並びにそれらの装置に搭載される集積回路などに利用することができる。
101 誤り訂正符号化部
102 マッピング部
103 インタリーブ部
104 フレーム構成部
105 IFFT部
106 ガードインターバル付加部
200 アンテナ
201 チューナー部
202 A/D変換器
203 直交検波回路
204 FFT回路
205 同期回路
206 等化回路
207 デインタリーブ回路
208 誤り訂正回路
209 乗算器
210 可変シフト手段
300 遅延回路
301 SP抽出回路
302 SP発生回路
303 複素除算回路
304 メモリ
305 シンボル補間回路
306 キャリア補間回路
307 複素除算回路
102 マッピング部
103 インタリーブ部
104 フレーム構成部
105 IFFT部
106 ガードインターバル付加部
200 アンテナ
201 チューナー部
202 A/D変換器
203 直交検波回路
204 FFT回路
205 同期回路
206 等化回路
207 デインタリーブ回路
208 誤り訂正回路
209 乗算器
210 可変シフト手段
300 遅延回路
301 SP抽出回路
302 SP発生回路
303 複素除算回路
304 メモリ
305 シンボル補間回路
306 キャリア補間回路
307 複素除算回路
Claims (6)
- OFDM(直交周波数分割多重)信号を受信する受信装置であって、前記OFDM信号は、有効シンボル期間の先頭に前記有効シンボル期間後部の信号が巡回的に複写されたガード期間を有するOFDM変調信号であって、
シンボル同期を確立するシンボル同期手段と、FFT窓位置を決定するFFT窓位置決定手段と、前記FFT窓位置に入る信号をFFTするFFT手段を有し、
前記、FFT後の信号に、
キャリア毎に
を乗じて、FFT後の波形をキャリア毎に可変に回転させることにより、時間軸領域の信号を可変にシフトする可変シフト手段を有するOFDM受信装置(ガード期間GI=有効シンボル長に対する割合,NはFFT後のキャリア番号:無効キャリアを含む。αはシフト量を与える定数) - 前記可変シフト手段は、予め設定された数種類の可変量(α)を用いて、信号をシフトした後に、それぞれの場合のエラーレートを算出し、その中でエラーレートが最小になるシフト量に設定する請求項1記載の受信装置。
- 前記可変シフト手段は、シンボル間干渉による劣化が一番少ない位置にFFT窓位置を設定した後に、FFT演算を行い、その後、可変シフトを行う請求項1記載の受信装置。
- OFDM(直交周波数分割多重)信号を受信する受信装置であって、前記OFDM信号は、有効シンボル期間の先頭に前記有効シンボル期間後部の信号が巡回的に複写されたガード期間を有するOFDM変調信号であって、
シンボル同期を確立し、シンボル同期を確立した後、FFTの窓位置を決定し、前記決定されたFFT窓位置に入る信号をFFTし、
前記、FFT後の信号に、
キャリア毎に
を乗じて、FFT後の波形をキャリア毎に可変に回転させることにより、時間軸領域の信号を可変にシフト処理するOFDM受信方法(ガード期間GI=有効シンボル長に対する割合,NはFFT後のキャリア番号:無効キャリアを含む。αはシフト量を与える定数) - 前記可変シフト処理は、予め設定された数種類の可変量(α)を用いて、信号をシフトした後に、それぞれの場合のエラーレートを算出し、その中でエラーレートが最小になるシフト量に設定する請求項4記載の受信方法。
- 前記可変シフト手段は、シンボル間干渉による劣化が一番少ない位置にFFT窓位置を設定した後に、FFT演算を行い、その後、可変シフトを行う請求項4記載の受信方法。
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JP2006214932A JP2008042575A (ja) | 2006-08-07 | 2006-08-07 | 受信装置 |
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JP2006214932A JP2008042575A (ja) | 2006-08-07 | 2006-08-07 | 受信装置 |
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JP2006214932A Pending JP2008042575A (ja) | 2006-08-07 | 2006-08-07 | 受信装置 |
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Country | Link |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009122727A1 (ja) * | 2008-03-31 | 2009-10-08 | パナソニック株式会社 | 受信装置、受信方法、受信プログラム、集積回路及びデジタルテレビ |
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JP2013201578A (ja) * | 2012-03-23 | 2013-10-03 | Toshiba Corp | 伝送路応答推定器、及び放送受信装置 |
-
2006
- 2006-08-07 JP JP2006214932A patent/JP2008042575A/ja active Pending
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US8363759B2 (en) | 2008-03-31 | 2013-01-29 | Panasonic Corporation | Receiver, method of reception, reception program, integrated circuit, and digital television |
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