JP2006180386A - Receiving apparatus and equalizing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は受信装置、特に送信信号に含まれるパイロットシンボルにより受信信号(データシンボル)の等化を行う等化器を有する受信装置ならびに等化方法に関する。 The present invention relates to a receiving apparatus, and more particularly to a receiving apparatus having an equalizer that equalizes a received signal (data symbol) using pilot symbols included in a transmission signal, and an equalization method.
受信装置において受信した信号を等化するに際し、パイロットシンボルを用いるという等化方法が知られている。一例として地上デジタル放送用受信装置について見ると、この地上デジタル放送の場合は、送信信号の変調方式としてOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)方式を採用し、マルチキャリア位相変調されたデータシンボル群の中に所定間隔でパイロットシンボルを挿入する。そしてこの挿入されたパイロットシンボルを入力とする受信装置の等化器では、これらパイロットシンボルを用いて伝送路特性すなわち伝送路応答(H)を推定し、この推定した伝送路応答に基づいてデータシンボル群に対する等化を行う。 An equalization method is known in which pilot symbols are used to equalize a signal received by a receiving apparatus. As an example, for a terrestrial digital broadcast receiver, in the case of this terrestrial digital broadcast, an OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) method is adopted as a modulation method of a transmission signal, and the data symbol group subjected to multicarrier phase modulation is used. Pilot symbols are inserted at predetermined intervals. Then, in the equalizer of the receiving device that receives the inserted pilot symbol, the channel characteristic, that is, the channel response (H) is estimated using these pilot symbols, and the data symbol is based on the estimated channel response. Equalize the group.
なお本発明に関連する公知技術として、例えば下記の〔特許文献1〕がある。しかし本特許文献1には、本発明の特徴である、「等化部において擬似パイロットシンボルを生成し、これを用いて等化を行う」といった技術思想は開示されていない。本特許文献1では、OFDM信号からデータ信号と共にパイロット信号を復調し、復調されたそのパイロット信号を用いて、受信信号から復調されたそのデータ信号の伝送路特性を推定するというものである。
In addition, as a well-known technique relevant to this invention, there exists the following [patent document 1], for example. However, this
上記等化器では上述のとおり、パイロットシンボルに作用する伝送路応答(H)を推定し、シンボル方向ならびにキャリア方向の各々について、この応答(H)に対して直線補間あるいはフィルタ補間等の補間を行った上で、すべてのデータシンボルについての伝送路応答(Hd)を求め所定の複素除算を行って、等化を行う。 As described above, the equalizer estimates the transmission line response (H) acting on the pilot symbols, and performs interpolation such as linear interpolation or filter interpolation on the response (H) for each of the symbol direction and the carrier direction. Then, transmission path responses (Hd) for all data symbols are obtained, and predetermined complex division is performed to perform equalization.
したがって、上記のパイロットシンボルがより一層多く受信信号の中に含まれていれば、より一層高精度な等化が行え、望ましい。そうすれば、例えばマルチパスフェージング環境下に受信装置が置かれたとしても、そのフェージングによる伝送路特性の変動に忠実に追従することができ高い受信品質を維持することができる。 Therefore, if more pilot symbols are included in the received signal, it is desirable that more accurate equalization can be performed. By doing so, even if the receiving apparatus is placed in a multipath fading environment, for example, it is possible to faithfully follow fluctuations in transmission path characteristics due to the fading and maintain high reception quality.
ところが一方、上記のようにパイロットシンボルを多数挿入するということは、逆にその分データシンボルの数を減少させてしまうことになり、例えば上記地上デジタル放送システムが有すべき本来の情報(データ)伝送容量を減少させることになる。しかし所定の伝送容量は確保しなければならないことから、上述したパイロットシンボル数の増加ということは難しく、結局、高速のマルチパスフェージング環境下では、伝送路特性の急速な変動に追従できなくなり、その結果受信信号中のデータ誤りが増加してしまう、という問題が生じる。 On the other hand, inserting a lot of pilot symbols as described above conversely reduces the number of data symbols. For example, the original information (data) that the terrestrial digital broadcasting system should have The transmission capacity will be reduced. However, since the predetermined transmission capacity must be ensured, it is difficult to increase the number of pilot symbols described above. Eventually, in a high-speed multipath fading environment, it becomes impossible to follow rapid fluctuations in transmission path characteristics. As a result, there arises a problem that data errors in the received signal increase.
したがって本発明は、限られた数のパイロット信号のままで、上記の高速マルチパスフェージング環境下等であっても伝送路特性の変動に忠実に追従できるように、すなわち上記のデータ誤りの発生を最小に止めることのできる受信装置ならびに等化方法を提供することを目的とするものである。 Therefore, the present invention is capable of faithfully following the fluctuations in the transmission path characteristics even in the above-mentioned high-speed multipath fading environment, etc. with a limited number of pilot signals, that is, the occurrence of the above-described data error. It is an object of the present invention to provide a receiving apparatus and an equalization method that can be minimized.
図1は本発明の原理構成を示す図である。本図において参照番号10は、受信装置を表す。この受信装置10の中で特に本発明に関連するのは等化器11である。
等化器11では、一般に、アンテナから受信して検波した後の受信信号(Y)に含まれるパイロットシンボルを用いてまず伝送路応答を推定する。さらに、その受信信号を、推定した伝送路応答で除算することにより、等化する。
FIG. 1 is a diagram showing a principle configuration of the present invention. In this figure,
In general, the
このような等化器11において、特に本発明を特徴付けるのは、割出し手段13である。その出力は擬似パイロットシンボルPS′であり、一般的な等化部15は、通常のパイロットシンボルPSを入力とするのみである。しかし本発明は、その通常のパイロットシンボルPSの数を見かけ上増やすことを特徴としており、このために割出し手段13より擬似パイロットシンボルPS′を得て、通常のパイロットシンボルPSにさらに加えるものとする。
In such an
このような擬似パイロットシンボルPS′を得るために、本発明は、通常のパイロットシンボルPS近傍のデータシンボル(DS)群に着目する。すなわち、これらデータシンボル群の中で、パイロットシンボルPSにより推定される伝送路応答に近い(または一致する)伝送路応答を有するデータシンボルを割り出し、この割り出したデータシンボルをもって上記の擬似パイロットシンボルPS′とするのである。なおこの擬似パイロットシンボルPS′の割出し方については後述する。 In order to obtain such a pseudo pilot symbol PS ′, the present invention focuses on a data symbol (DS) group in the vicinity of a normal pilot symbol PS. That is, among these data symbol groups, a data symbol having a channel response close to (or coincident with) the channel response estimated by the pilot symbol PS is determined, and the pseudo pilot symbol PS ′ described above is determined using the determined data symbol. It is. A method for determining the pseudo pilot symbol PS ′ will be described later.
以上を要約すると、本発明に係る受信装置10は、マルチキャリア位相変調されたデータシンボルDSおよびパイロットシンボルPSを含む送信信号を受信し、受信したデータシンボルDSをパイロットシンボルPSにより等化する等化器11を有する受信装置であって、その等化器11は、一連のデータシンボルの中から、パイロットシンボルとして近似し得るデータシンボルを、擬似パイロットシンボルとして割出す割出し手段13を備える。そして当該データシンボルに隣接するデータシンボルを、パイロットシンボルPSと擬似パイロットシンボルPSの双方によって推定した伝送路応答を用いて等化するようにしたものである。
In summary, the
また本発明は、上記図1の説明からも明らかなとおり、受信装置における新規な等化方法を提供するものである。 The present invention also provides a novel equalization method in the receiving apparatus, as is apparent from the description of FIG.
図2は本発明に係る等化方法の基本ステップを示すフローチャートである。本図において、
第1ステップS11:パイロットシンボルPSが分散して挿入される一連のデータシンボルDSを含む受信信号より、これらのシンボルを抽出する。
FIG. 2 is a flowchart showing the basic steps of the equalization method according to the present invention. In this figure,
First step S11: These symbols are extracted from a received signal including a series of data symbols DS into which pilot symbols PS are inserted in a distributed manner.
第2ステップS12:抽出された一連のデータシンボルDSの中から、パイロットシンボルPSを近似し得るデータシンボルを割り出して、これを擬似パイロットシンボルPS′として特定する。 Second step S12: A data symbol that can approximate the pilot symbol PS is determined from the extracted series of data symbols DS, and is specified as a pseudo pilot symbol PS '.
第3ステップS13:パイロットシンボルPSと擬似パイロットシンボルPS′の双方により推定した伝送路応答を用いて、一連のデータシンボルDSに対する等化を行う。 Third step S13: Equalization for a series of data symbols DS is performed using the transmission path response estimated by both the pilot symbol PS and the pseudo pilot symbol PS '.
上記第1、第2および第3ステップ(S11,S12,S13)のうちで、本発明に係る等化方法を最も特徴付けるステップは、第2ステップS12である。この第2ステップS12についてもう少し具体的に説明すると、この第2ステップS12は、下記のステップS121,S122およびS123、すなわち、隣接する一対のパイロットシンボル(PS1,PS2)間にある一連のデータシンボル(DS1,DS2…)の各々についてその受信ベクトルVCの大きさを算出するステップS121と、その一対のパイロットシンボル間において推定された伝送路応答Hの大きさと、上記の算出された各受信ベクトルの大きさとを比較して両者の差分を求めるステップS122と、その差分の小さいデータシンボルを擬似パイロットシンボルPS′として割出すステップS123と、からなる。 Of the first, second, and third steps (S11, S12, S13), the step that most characterizes the equalization method according to the present invention is the second step S12. The second step S12 will be described more specifically. The second step S12 includes steps S121, S122, and S123 described below, that is, a series of data symbols (PS1 and PS2) between a pair of adjacent pilot symbols (PS1, PS2). Step S121 for calculating the magnitude of the reception vector VC for each of DS1, DS2,..., The magnitude of the transmission path response H estimated between the pair of pilot symbols, and the magnitude of each of the calculated reception vectors. And a step S122 for obtaining a difference between the two and a step S123 for determining a data symbol having a small difference as a pseudo pilot symbol PS '.
さらに好ましくは、上記第2ステップS12は、下記のステップS124およびS125、すなわち、擬似パイロットシンボルPS′とみなした差分の小さいデータシンボルDSpを等化して復調し、さらに再度シンボル化するステップS124、およびその再度シンボル化したデータシンボルで、その差分の小さいデータシンボルDSpを複素除算し、さらにデータシンボルについての伝送路応答を推定するステップS125を有する。 More preferably, the second step S12 includes the following steps S124 and S125, that is, a step S124 of equalizing and demodulating a data symbol DSp with a small difference regarded as a pseudo pilot symbol PS ′, and symbolizing it again. The data symbol DSp having a small difference is complex-divided by the re-symbolized data symbol, and the transmission path response for the data symbol is estimated.
本発明によれば、一連のデータシンボルのうち本来のパイロットシンボルとして代替し得る程伝送路応答が近似する1つ(あるいは複数)のデータシンボルを割り出し、これを擬似パイロットシンボルとして用いることにより、本来のパイロットシンボルの数を実質的に増やすことなしに、各データシンボルの等化精度を高めることができる。 According to the present invention, one (or a plurality) of data symbols whose transmission line responses are approximated to such an extent that they can be substituted for the original pilot symbols in a series of data symbols are determined and used as pseudo pilot symbols. The equalization accuracy of each data symbol can be increased without substantially increasing the number of pilot symbols.
この場合、上記の代替し得るデータシンボルを等化して復調し、再度シンボル化すると位相および振幅の、伝送中に生じる変動を補償することができ、この再シンボル化したデータシンボルで、上記の代替し得るデータシンボルを複素除算すれば、さらに推定精度の高い伝送路応答、すなわち高精度の等化が可能となる。 In this case, the above alternative data symbols can be equalized and demodulated and re-symbolized to compensate for variations in phase and amplitude during transmission, and with these re-symbolized data symbols, If possible data symbols are complex-divided, a transmission path response with higher estimation accuracy, that is, high-precision equalization can be achieved.
このように等化精度を高めるためには、通常、本来のパイロットシンボルの数を増やすことを要する。しかしこれは、前述したように、例えば地上デジタル放送システムにおける伝送容量を減少させてしまうことになる。ところが本発明によれば、本来のパイロットシンボルの数はそのままとしているので、伝送容量を減少させることなく、等化精度を一層改善し、データ誤りの発生を抑制することができる。 In order to improve the equalization accuracy in this way, it is usually necessary to increase the number of original pilot symbols. However, this reduces the transmission capacity in the terrestrial digital broadcasting system, for example, as described above. However, according to the present invention, since the original number of pilot symbols is kept as it is, the equalization accuracy can be further improved and the occurrence of data errors can be suppressed without reducing the transmission capacity.
本発明によりもたらされる効果を明確にするために、まず従来の受信装置における等化について説明する。 In order to clarify the effect brought about by the present invention, first, equalization in a conventional receiving apparatus will be described.
図8はOFDM信号のフォーマットの一例を示す図である。本図の例は、欧州DVB−Tシステム等におけるOFDM信号の例であり、本図の縦軸はシンボル方向すなわち時間方向を示し、横軸はキャリア方向すなわち周波数方向を示す。 FIG. 8 is a diagram showing an example of the format of the OFDM signal. The example of this figure is an example of the OFDM signal in the European DVB-T system or the like, and the vertical axis of this figure indicates the symbol direction, that is, the time direction, and the horizontal axis indicates the carrier direction, that is, the frequency direction.
本図中の白丸はデータシンボルDSすなわちデータ信号を表し、黒丸はパイロットシンボルPSすなわちパイロット信号を表す。パイロットシンボルPSは、12本毎のサブキャリアによって伝送されていて、かつ、4シンボル後に同一のサブキャリアに戻るように、巡回的に配列されている。 White circles in the figure represent data symbols DS, that is, data signals, and black circles represent pilot symbols PS, that is, pilot signals. Pilot symbols PS are transmitted by every 12 subcarriers, and are cyclically arranged so as to return to the same subcarrier after 4 symbols.
本発明における受信装置10は、上述のように配列された一連のデータシンボルが、マルチパスフェージング等によって受ける振幅および位相の歪みを補正し周波数軸上で行う「等化」に特に注目するものである。
The
図9は従来の等化器11の一構成例を示す図である。なお全図を通じて同様の構成要素には、同一の参照番号または記号を付して示す。
FIG. 9 is a diagram showing a configuration example of a
本図の等化器11は、図1で既に示した、データシンボル抽出部12とパイロットシンボル抽出部13と等化部15とからなり、この等化部15は、図示する構成要素21〜25を含む。
The
受信側でパイロットシンボル生成部21により生成したパイロットシンボルと、送信側より受信して抽出したパイロットシンボル抽出部13からのパイロットシンボルと、をパイロットシンボル複素除算部22に入力し、ここで両者間の複素除算を行うことにより、受信ベクトルの変動分を算出する。この変動分をシンボルフィルタ23に通すことにより、シンボル方向でのパイロットシンボルの補間(図10)が行われ、さらにキャリアフィルタ24を通すことによりキャリア方向でのパイロットシンボルの補間(図11)が行われて、これがパイロットシンボルによって推定した伝送路応答Hとなる。
The pilot symbol generated by the pilot
この推定した伝送路応答Hによって、データシンボル複素除算部25にて、データシンボル抽出部12からのデータシンボルDSに対して複素除算を行う。ここに、受信したデータシンボルDSに対する等化が行われたことになる。さらにデータシンボル復調部26を通して、求めるデータシンボルDSすなわち“1,0”の伝送データを得る。
The data symbol
図10はシンボルフィルタ23による補間の様子を示す図であり、
図11はキャリアフィルタ24による補間の様子を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing a state of interpolation by the
FIG. 11 is a diagram showing a state of interpolation by the
図10および図11において、白丸(DS)と黒丸(PS)は前述と同様、データシンボルDSおよびパイロットシンボルPSである。図10においては、例えば直線補間によって、補間されたパイロットシンボルが生成され、また図11においては、例えばFIRフィルタを通して上記の補間されたパイロットシンボルが生成される。つまり時間軸方向および周波数軸方向のそれぞれにおける受信ベクトルの位相回転ならびに振幅変動が検出されて、伝送路応答Hが推定される。 10 and 11, white circles (DS) and black circles (PS) are data symbols DS and pilot symbols PS as described above. In FIG. 10, an interpolated pilot symbol is generated by, for example, linear interpolation, and in FIG. 11, the interpolated pilot symbol is generated through, for example, an FIR filter. That is, the phase rotation and amplitude variation of the received vector in the time axis direction and the frequency axis direction are detected, and the transmission line response H is estimated.
図8、図10および図11を参照すると、パイロットシンボルPSによって伝送路応答を推定し、データシンボルDSの等化を行うに際し、その等化精度を高くすることが要求されたとすると、従来は、パイロットシンボルPSをさらに増やす、ということが行われた。しかし、既述のとおり、パイロットシンボルPSの数を増やすということは、その分、データシンボルDSの数を減らすことになり、結局、伝送容量を減少させてしまう、という不都合が生じる。 Referring to FIG. 8, FIG. 10 and FIG. 11, assuming that a transmission path response is estimated by a pilot symbol PS and equalization of the data symbol DS is required, it is required to increase the equalization accuracy. The pilot symbol PS was further increased. However, as described above, increasing the number of pilot symbols PS reduces the number of data symbols DS correspondingly, resulting in a disadvantage of reducing the transmission capacity.
そこで本発明は、既述の割出し手段13を導入し、本来のパイロットシンボルPSの数はそのままにして、特定のデータシンボルDSを見かけ上のパイロットシンボル、すなわち擬似パイロットシンボルとして用いる。この擬似パイロットシンボルは、例えば図10においてPS′として示す。かかる割出し手段13をもう少し具体的に説明する。 Therefore, the present invention introduces the above-described indexing means 13 and uses the specific data symbol DS as an apparent pilot symbol, that is, a pseudo pilot symbol, with the original number of pilot symbols PS being left as it is. This pseudo pilot symbol is shown as PS ′ in FIG. 10, for example. The indexing means 13 will be described more specifically.
図3は割出し手段13の概略構成を示す図である。本図において割出し手段13は、算出機能部31と応答推定機能部32と差分検出機能部33とから構成される。
FIG. 3 is a diagram showing a schematic configuration of the indexing means 13. In this figure, the indexing means 13 includes a
ここに算出機能部31は隣接する一対のパイロットシンボル(PS1,PS2)間にある一連のデータシンボル(DS1,DS2…)の各々についてその受信ベクトルの大きさを算出するものであり、応答推定機能部32はその一対のパイロットシンボル間の伝送路応答を推定するものであり、差分検出機能部33はその推定された伝送路応答の大きさと算出された各受信ベクトルの大きさとを比較して両者の差分を求めるものである。ここに、その差分の小さいデータシンボルを擬似パイロットシンボルPS′として割出すものである。
Here, the
図4は図3に示す割出し手段13のさらに好ましい概略構成を示す図である。すなわち、割出し手段13は、擬似パイロットシンボルPS′とみなした上記の差分の小さいデータシンボルを等化して復調しこれをさらに再度シンボル化する再シンボル化機能部34をさらに有する。
FIG. 4 is a diagram showing a more preferred schematic configuration of the indexing means 13 shown in FIG. That is, the
さらには、その再シンボル化機能部34からの再シンボル化したデータシンボルDS′で、上記差分の小さいデータシンボルを複素除算することにより、データシンボルの受信ベクトルの変動分(位相と振幅)を算出する複素除算部35を含み、これがさらに高精度な擬似パイロット信号PS″を生成する。
Further, the variation (phase and amplitude) of the reception vector of the data symbol is calculated by complex-dividing the data symbol having a small difference by the re-symbolized data symbol DS ′ from the
ここで本発明による伝送路応答の推定原理すなわち本発明による等化の原理を図を用いて説明する。 Here, the principle of channel response estimation according to the present invention, that is, the principle of equalization according to the present invention will be described with reference to the drawings.
図5の(a),(b)および(c)は、本発明に基づく割出し手段13の動作原理を説明するための図、すなわち本発明の等化の原理を説明するための図である。本図において、(a)は通常行われている例えば直線補間による伝送路応答の推定を示し、隣接する一対のパイロットシンボルPS1およびPS2によってまず伝送路応答Hを推定する。そしてこれらパイロットシンボルPS1およびPS2間にある一連のデータシンボルDS1,DS2…に係る受信ベクトルにより推定される伝送路応答Hdは、図示する伝送路応答を直線補間することにより求め、これらDS1,DS2…をそのHdで除算して等化を行う。この場合、2つのパイロットシンボルPS1およびPS2で、3つのデータシンボルDS1,DS2およびDS3についての推定伝送路応答を求めるので、かなりその精度は悪くなる。 FIGS. 5A, 5B and 5C are diagrams for explaining the principle of operation of the indexing means 13 according to the present invention, that is, for explaining the principle of equalization of the present invention. . In this figure, (a) shows the estimation of the transmission path response that is normally performed by linear interpolation, for example, and the transmission path response H is first estimated by a pair of adjacent pilot symbols PS1 and PS2. Then, the transmission path response Hd estimated by the received vector relating to the series of data symbols DS1, DS2,... Between the pilot symbols PS1 and PS2 is obtained by linear interpolation of the illustrated transmission path responses, and these DS1, DS2,. Is divided by its Hd to equalize. In this case, since the estimated transmission line responses for the three data symbols DS1, DS2, and DS3 are obtained with the two pilot symbols PS1 and PS2, the accuracy is considerably deteriorated.
そこで図5の(b)に示すように、上記伝送路応答Hに最も近い伝送路応答Hdを有する1つのデータシンボルを割り出す。つまり一連のデータシンボルの各々についてその受信ベクトルの大きさ(図中、矢印の長さ)を算出し、その大きさと伝送路応答Hとが近似する(または一致する)データシンボルを特定する。図5の(b)においては、一点鎖線で示すデータシンボル(図5(a)におけるDS2)が特定される。そこでこのデータシンボルDS2をもって擬似パイロットシンボルPS′とする。 Therefore, as shown in FIG. 5B, one data symbol having a transmission line response Hd closest to the transmission line response H is determined. That is, the magnitude of the received vector (the length of the arrow in the figure) is calculated for each series of data symbols, and the data symbol whose magnitude and transmission path response H approximate (or match) is specified. In FIG. 5B, the data symbol (DS2 in FIG. 5A) indicated by the alternate long and short dash line is specified. Therefore, this data symbol DS2 is used as a pseudo pilot symbol PS '.
かくして擬似パイロットシンボルPS′が割り出されると、このシンボルPS′を用いて、一連のデータシンボルのうちの残りのデータシンボル(図5(c)のDS1およびDS3)についてそれぞれ、本来のパイロットシンボルPS1およびPS2と共に、直線補間により、伝送路応答を推定する。つまり、データシンボルDS1については本来のパイロットシンボルPS1と擬似パイロットシンボルPS′とによる直線補間に基づき、伝送路応答Hd1が推定され、またデータシンボルDS3については、本来のパイロットシンボルPS2と擬似パイロットシンボルPS′とによる直線補間に基づき、伝送路応答Hd2が推定される。 Thus, when the pseudo pilot symbol PS 'is determined, the original pilot symbol PS1 is used for each of the remaining data symbols (DS1 and DS3 in FIG. 5C) using the symbol PS'. Along with PS2 and PS2, the transmission line response is estimated by linear interpolation. That is, for data symbol DS1, transmission path response Hd1 is estimated based on linear interpolation between original pilot symbol PS1 and pseudo pilot symbol PS ', and for data symbol DS3, original pilot symbol PS2 and pseudo pilot symbol PS are estimated. The transmission line response Hd2 is estimated on the basis of the linear interpolation with '.
ここで図1に示した受信装置10の全体構成例を示す。この場合、図1の割出し手段13は、前述した図3および図4の構成を有する場合の例を示す。
Here, an example of the overall configuration of the receiving
図6は本発明に係る受信装置の具体的構成例を示す図である。本図の受信装置10において、上段の構成要素12,25および26は、図9に示した従来の構成要素12,25および26と同じであり、また、下段の構成要素13,22および21も、図9に示した構成要素と同じである。さらにこれらの中間段に示す構成要素24,23Bおよび23Aは、図9に示した構成要素24および23に実質的に対応する。
FIG. 6 is a diagram showing a specific configuration example of the receiving apparatus according to the present invention. In the receiving
図3の算出機能部31については、図6の左端に「データシンボルの大きさ」検出部31として表されており、
図3の応答推定機能部32は、図6の構成要素13,22,21,23Aおよび41として示されており、
図3の差分検出機能部33は、図6の中央部分に「誤差の比較」部33として表されており、
図3のシンボルフィルタ23は、図6において第1の「シンボル補間(直線近似)」部23Aおよび第2の「シンボル補間(直線近似)」部23Bとして表されている。
The
The response
The difference
The
さらに図4の再シンボル化機能部34は、図6において、「データシンボルの複素除算」部51(25に相当)と「データシンボルの復調」部52(26に相当)と「再シンボル化(マッピング)」部53として表されており、
図4の複素除算部35は、図6の右端において「複素除算」部35として表されている。
Further, the
The
図6において、上記のシンボルフィルタ23Aは、本来のパイロットシンボルPSについて推定した伝送路応答(受信ベクトルPSの変動分ΔPS)を生成するものであり、その出力はさらに「伝送路応答の大きさ」検出部41に入力される。これは、図5で言えばHを生成することになる。
In FIG. 6, the
ここに「誤差の比較」部33は、「データシンボルの大きさ」検出部31において計算により求めた「データシンボルの大きさ」(図5で言えば、点線の矢印(DS)の長さ、すなわち位相回転量)と、「伝送路応答の大きさ」検出部41からのパイロットシンボルPSによる伝送路応答の大きさと、を入力として両者の大小比較を、各データシンボル(DS1,DS2…)について行い、その中で最も差分の小さいデータシンボルを特定して擬似パイロットシンボルPS′とする。
Here, the “error comparison”
この擬似パイロットシンボルPS′には位相変動(回転)や振幅変動が多少含まれていることから、好ましくは、これらの変動分を除去して、変動分のない正規の擬似パイロットシンボルを「再シンボル化(マッピング)」部53より出力し、「誤差の比較」部33からのPS′との間で複素除算(35)を行い、擬似パイロットシンボルの変動分ΔPS′を算出する。前述の変動分ΔPSにその変動分ΔPS′を加えて、「シンボル補間(直線近似)」部23Bに入力することにより、図5の(c)に示す直線補間が実行される。その後、従来と同様キャリアフィルタ24を経た出力を用いてデータシンボルの等化が行われる。
Since this pseudo pilot symbol PS ′ contains some phase fluctuations (rotations) and amplitude fluctuations, these fluctuations are preferably removed, and normal pseudo pilot symbols having no fluctuations are re-symbolized. "Mapping"
以上の等化動作を、数式を用いながらさらに詳しく説明する。
欧州や日本のOFDMシステムのパイロット信号配置は、図8に示したとおりであり、Kはキャリア番号、1はシンボル番号である。パイロットシンボルは、受信側で既知のシンボルであって、そのパイロットシンボルの受信ベクトルの大きさYは、
Y=H・C+N
となる。ここで、Hは伝送路応答、Cはパイロットシンボルの値、Nは雑音を示す。
The above equalization operation will be described in more detail using mathematical expressions.
The pilot signal arrangement of European and Japanese OFDM systems is as shown in FIG. 8, where K is a carrier number and 1 is a symbol number. The pilot symbol is a symbol known on the receiving side, and the magnitude Y of the reception vector of the pilot symbol is
Y = H ・ C + N
It becomes. Here, H is a transmission path response, C is a pilot symbol value, and N is noise.
このYを、受信側で既知なパイロットシンボルの値Cで割ると
H′=Y/C=H+N/C
となり、雑音が小さい(N≒0)場合、H′=Hとして伝送路特性(伝送路応答)が推定できる。すべてのパイロットシンボルについて伝送路特性を推定し、シンボル方向およびキャリア方向にてそれぞれ補間することで(図10および図11参照)、すべてのデータシンボルに対する伝送路特性が明らかとなる。復調部では、受信されたデータシンボルの値を、この伝送路特性値で割ることにより、正しいデータを復調することができる。
Dividing Y by the pilot symbol value C known at the receiving side, H ′ = Y / C = H + N / C
When the noise is small (N≈0), the transmission path characteristics (transmission path response) can be estimated with H ′ = H. By estimating the channel characteristics for all pilot symbols and interpolating in the symbol direction and the carrier direction, respectively (see FIGS. 10 and 11), the channel characteristics for all data symbols become clear. The demodulator can demodulate the correct data by dividing the value of the received data symbol by this transmission path characteristic value.
なお、パイロットシンボルに対して推定した上述の伝送路応答の補間は、シンボル方向には最大ドップラー周波数により、キャリア方向にはガードインターバル期間内の遅延波を通過させる理想低域フィルタにより、フィルタリング補間を行うことができる。一般に、キャリア方向には低域フィルタとしてFIRフィルタが用いられるが、シンボル方向にはステップ補間または直線補間が行われる。しかし、移動体による受信など、時間方向に伝送路特性が変動する場合、シンボル方向のパイロットシンボルの間隔が大きいと、高速のマルチパスフェージング環境下では伝送路特性の変動に追従することができず、データ誤りが増加する。 Note that the above-mentioned channel response interpolation estimated for the pilot symbols is performed by filtering interpolation using an ideal low-pass filter that passes a delayed wave within the guard interval period in the carrier direction and the maximum Doppler frequency in the symbol direction. It can be carried out. In general, an FIR filter is used as a low-pass filter in the carrier direction, but step interpolation or linear interpolation is performed in the symbol direction. However, if the transmission path characteristics fluctuate in the time direction, such as reception by a mobile unit, if the pilot symbol interval in the symbol direction is large, the fluctuation of the transmission path characteristics cannot be tracked in a high-speed multipath fading environment. Data errors increase.
一方、パイロットシンボルが多数注入されていれば、高速のマルチパスフェージング環境下であっても伝送路特性の変動に追従することができる。しかし既述のとおり今度はシステムの伝送容量が低下してしまう。 On the other hand, if a large number of pilot symbols are injected, fluctuations in transmission path characteristics can be followed even in a high-speed multipath fading environment. However, as described above, the transmission capacity of the system will be reduced this time.
そこで本発明は今まで述べたとおり、シンボル方向のパイロットシンボル間にある一連のデータシンボルの伝送路応答を求め、パイロットシンボルとして用いることのできるデータシンボルをさらなるパイロットシンボルとすることで、パイロットシンボルの見かけ上の数を増やす(図5参照)。 Therefore, as described above, the present invention obtains a transmission path response of a series of data symbols between pilot symbols in the symbol direction, and uses data symbols that can be used as pilot symbols as further pilot symbols. Increase the apparent number (see Figure 5).
サブキャリアが位相変調の場合、その振幅は伝送路応答の大きさに比例するので、パイロットシンボル2点間(PS1−PS2)の直線近似により、データシンボルに対する伝送路応答Hdを求める。そうするとデータシンボルCdは、次のように受信される。 When the subcarrier is phase-modulated, the amplitude is proportional to the magnitude of the transmission line response. Therefore, the transmission line response Hd for the data symbol is obtained by linear approximation between two pilot symbols (PS1-PS2). Data symbol Cd is then received as follows.
Yd=H・Cd+N
このYdを、推定した伝送路応答Hdによって下記式のように等化する。すなわち雑音が無視できるとすると、
Cd′=Yd/Hd=H・Cd/Hd
となり、データシンボルの値が取り出される。Hd=Hなら、
Cd′=Cd
となる。
Yd = H · Cd + N
This Yd is equalized by the estimated transmission path response Hd as shown in the following equation. In other words, if the noise can be ignored,
Cd ′ = Yd / Hd = H · Cd / Hd
Thus, the value of the data symbol is extracted. If Hd = H,
Cd ′ = Cd
It becomes.
しかし、Hd≒Hの場合には、H/Hdにより、Cd′はCdに対して位相回転や振幅変動が加わっている。そこで、一旦Cd′を復号し、再度シンボル化する(図4および図6参照)。図7は再シンボル化の様子を示す図である。前述のCd′には、本図の左側座標のように位相回転が加わっているので、同図右側座標のように、再シンボル化によって、正規の位相に戻す。かくして、Hd≒Hの場合にも、
Cd′=Cd
とすることができる。このCd′により、受信信号Ydを除算すると、
Hd′=Yd/Cd′=H・Cd/Cd′=H
となり、データシンボルCdについての伝送路応答Hが推定される。
However, when Hd≈H, Cd ′ undergoes phase rotation and amplitude fluctuation with respect to Cd due to H / Hd. Therefore, Cd ′ is once decoded and symbolized again (see FIGS. 4 and 6). FIG. 7 is a diagram showing how re-symbolization is performed. Since the phase rotation is added to the above-mentioned Cd ′ as shown in the left coordinate of the figure, it is restored to the normal phase by re-symbolization as shown in the right coordinate of the figure. Thus, even when Hd≈H,
Cd ′ = Cd
It can be. When the received signal Yd is divided by this Cd ′,
Hd ′ = Yd / Cd ′ = H · Cd / Cd ′ = H
Thus, the transmission line response H for the data symbol Cd is estimated.
そこでパイロットシンボル間の一連のすべてのデータシンボルCdの大きさと、それに対応する伝送路応答Hの大きさとを差分検出機能部33で比較し、これらの間の差分が小さいデータシンボルを検出する。さらにこの検出したデータシンボルについての伝送路応答と、本来のパイロットシンボルについての伝送路応答とを用いて、「シンボル補間(直線近似)」部23B(図6)にて再度直線近似により、他のデータシンボルの伝送路応答を推定する。これにより、推定精度を向上させることができる。
Therefore, the difference
10 受信装置
11 等化器
12 データシンボル抽出部
13 割出し手段
14 パイロットシンボル抽出部
15 等化部
21 パイロットシンボル生成部
22 パイロットシンボル複素除算部
23 シンボルフィルタ
24 キャリアフィルタ
25 データシンボル複素除算部
26 データシンボル復調部
31 算出機能部
32 応答推定機能部
33 差分検出機能部
34 再シンボル化機能部
35 複素除算部
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記等化器は、一連の前記データシンボルの中から、前記パイロットシンボルとして近似し得るデータシンボルを、擬似パイロットシンボルとして割出す割出し手段を備え、当該データシンボルに隣接するデータシンボルを、前記パイロットシンボルと前記擬似パイロットシンボルの双方により推定した伝送路応答を用いて等化を行うことを特徴とする受信装置。 In a receiving apparatus having an equalizer that receives a transmission signal including multi-carrier phase-modulated data symbols and pilot symbols, and equalizes the received data symbols with the pilot symbols,
The equalizer includes indexing means for determining, as a pseudo pilot symbol, a data symbol that can be approximated as the pilot symbol from a series of the data symbols, and a data symbol adjacent to the data symbol is determined as the pilot symbol. A receiving apparatus that performs equalization using a channel response estimated by both a symbol and the pseudo pilot symbol.
抽出された前記一連のデータシンボルの中から、前記パイロットシンボルを近似し得るデータシンボルを割り出して、これを擬似パイロットシンボルとして特定する第2ステップと、
前記パイロットシンボルと前記擬似パイロットシンボルの双方により推定した伝送路応答を用いて、前記一連のデータシンボルに対する等化を行う第3ステップと、
を有することを特徴とする等化方法。 A first step of extracting these symbols from a received signal including a series of data symbols into which pilot symbols are inserted dispersedly;
A second step of determining a data symbol capable of approximating the pilot symbol from the extracted series of data symbols and specifying the symbol as a pseudo pilot symbol;
A third step of equalizing the series of data symbols using a channel response estimated by both the pilot symbols and the pseudo pilot symbols;
An equalization method comprising:
隣接する一対の前記パイロットシンボル間にある前記一連のデータシンボルの各々についてその受信ベクトルの大きさを算出するステップと、
前記一対のパイロットシンボル間において推定された伝送路応答の大きさと、前記の算出された各前記受信ベクトルの大きさとを比較して両者の差分を求めるステップと、
前記差分の小さいデータシンボルを前記擬似パイロットシンボルとして割出すステップと、からなることを特徴とする請求項5に記載の等化方法。 The second step includes
Calculating the magnitude of the received vector for each of the series of data symbols between a pair of adjacent pilot symbols;
Comparing the magnitude of the channel response estimated between the pair of pilot symbols and the magnitude of each of the calculated received vectors to obtain a difference between the two,
6. The equalization method according to claim 5, further comprising the step of determining the data symbol having a small difference as the pseudo pilot symbol.
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