JP2002232389A - Ofdm receiver - Google Patents

Ofdm receiver

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JP2002232389A
JP2002232389A JP2001028559A JP2001028559A JP2002232389A JP 2002232389 A JP2002232389 A JP 2002232389A JP 2001028559 A JP2001028559 A JP 2001028559A JP 2001028559 A JP2001028559 A JP 2001028559A JP 2002232389 A JP2002232389 A JP 2002232389A
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  • Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an OFDM(orthogonal frequency division multiplex) receiver which detects a symbol transition point accurately in an OFDM signal having no synchronous symbols, and can set an FFT(fast Fourier transform) time window on the basis of detected results and calculate a delay profile with high precision. SOLUTION: In a receiver which receives an OFDM signal having a guard interval period in which a part of a signal of an effective symbol period is copied in a part of the effective symbol period, the OFDM receiver is equipped with a correlation operating means for performing mutual correlation operation of the respective samples of a received sample series signal and a delayed signal in which the received sample series signal is delayed by an effective symbol period, a means for filtering the obtained correlation operation value series signal toward a symbol direction, and a guard interval position detecting means for detecting a guard interval position from the correlation operation value series signal subjected to filtering.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はクロック周波数制御
方式、FFT(Fast Fourie Transform)時間窓のタイミ
ング制御方式およびそれに用いる送信装置と受信装置に
係わり、特に直交周波数分割多重(OFDM:Orthogona
l Frequency Divisional Multiplexing)変調方式で変
調されたデータ伝送装置の受信装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a clock frequency control method, a timing control method of an FFT (Fast Fourie Transform) time window, and a transmitter and a receiver used therefor, and more particularly to an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM).
l Frequency Divisional Multiplexing) The present invention relates to a receiving device of a data transmission device modulated by a modulation method.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、移動体向けディジタル伝送や、地
上系ディジタルテレビジョン放送への応用に適した変調
方式として、マルチパスフェージングやゴーストに強い
という特徴のある直交周波数分割多重変調方式(以下、
OFDM方式と称す)が注目を浴びている。 OFDM
方式は、マルチキャリア変調方式の一種であって、互い
に直交するn本(nは数十〜数百)の搬送波(キャリア)に
それぞれディジタル変調を施した伝送方式である。上記
したキャリアのディジタル変調方式としては、4相差動
位相偏移変調方式(DQPSK:Differential Quadratu
re Phase Shift Keying)がよく用いられるが、16値直
交振幅変調(16QAM:16 Quadrature Amplitude Mod
ulation)や64QAMなどの多値変調方式を用いること
も可能である。OFDM信号は、図2に示す様に、上記
搬送波が互いに直交関係を保つように加算され、OFD
M時間軸波形が生成される。 この加算処理は、各キャ
リアに対しIFFT(Inverse Fast Fourie Transform)
処理を行うことで実現できる。IFFT処理における処
理単位、即ち、FFTサンプル数は、一般に1024あ
るいは8192等の2のべき乗の単位として用いられ、
時間軸変換されたOFDM信号のサンプル数はFFTサ
ンプル数と等しくなる。OFDM信号の構成は、図3に
示すように、上記IFFT処理後の時間軸波形である有
効シンボルと、有効シンボルの一部を複写して有効シン
ボルの前に付加したガードインターバルからOFDMシ
ンボルが構成される。OFDM方式は、ガードインター
バルを付加することで、ガードインターバル期間内の遅
延時間の遅延波に対しては、そのシンボル間干渉による
劣化を避けることが出来るため、マルチパスフェージン
グに対して、強い耐性を有することができる。上記の処
理により、送信装置において生成されたOFDM信号
は、中間周波数(IF)帯域、高周波(RF)に周波数変換
した後、送信される。
2. Description of the Related Art In recent years, orthogonal frequency division multiplexing modulation (hereinafter, referred to as "modulation"), which is characterized by being resistant to multipath fading and ghosts, has been proposed as a modulation method suitable for digital transmission for mobile devices and terrestrial digital television broadcasting.
OFDM method) is receiving attention. OFDM
The system is a kind of multi-carrier modulation system, and is a transmission system in which n (n is several tens to several hundreds) carrier waves orthogonal to each other are digitally modulated. As the above-mentioned carrier digital modulation system, a four-phase differential phase shift keying system (DQPSK: Differential Quadratu
Although re-phase shift keying is often used, 16-level quadrature amplitude modulation (16QAM) is used.
ulation) or 64QAM. As shown in FIG. 2, the OFDM signals are added so that the carrier waves are orthogonal to each other, and OFD signals are added.
An M time axis waveform is generated. This addition process is performed for each carrier using an IFFT (Inverse Fast Fourie Transform).
It can be realized by performing processing. The processing unit in the IFFT processing, that is, the number of FFT samples is generally used as a unit of a power of 2 such as 1024 or 8192,
The number of samples of the time-domain transformed OFDM signal becomes equal to the number of FFT samples. As shown in FIG. 3, the OFDM signal is composed of an effective symbol that is a time-axis waveform after the IFFT processing and a guard interval obtained by copying a part of the effective symbol and adding it before the effective symbol. Is done. In the OFDM system, by adding a guard interval, it is possible to avoid deterioration due to inter-symbol interference with respect to a delay wave having a delay time within the guard interval period. Can have. By the above processing, the OFDM signal generated in the transmission device is transmitted after being frequency-converted into an intermediate frequency (IF) band and a high frequency (RF).

【0003】受信装置においては、受信信号は、RF帯
域、IF帯域を経て、ベースバンド帯域に周波数変換さ
れた後、A/D変換器にてサンプリングされる。OFD
M信号に対する復調処理は、得られた受信サンプル値系
列に対し、送信装置と逆にFFT演算処理を施し、時間
軸信号から周波数軸信号へと変換する。FFT演算処理
は、得られた受信サンプル系列上に有効シンボル期間長
の時間窓を設け、時間窓内に含まれるサンプル信号に対
してFFT演算処理を施す。この様にして得られた各キ
ャリア毎の振幅、位相情報に基づいて、DQPSKや1
6QAM等の復調を行い、OFDM伝送を完了する。こ
のような、OFDM受信機の復調処理に関しては、映像
情報メディア学会誌vol.53,No.11,pp1
538〜1549(1999)に記載されている。次
に、受信装置においてOFDM信号を復調する際に必要
となり、本発明に係わる二点の処理について説明する。
第一点目として、OFDM方式は各キャリア間の周波数
間隔が狭いため、送受信装置間のキャリア周波数誤差
や、復調系のサンプリングクロック周波数誤差によるキ
ャリア間の干渉が生じ易く、それらの周波数の再生に
は、高い精度が要求される。 OFDM信号を正しく受
信し続けるためには、サンプリングクロック周波数を送
信信号のサンプリングクロック周波数に常に高精度に一
致させ続けるというサンプリングクロック再生処理の必
要がある。第二点目として、FFT演算処理を行う際に
受信サンプル系列上に設ける時間窓は、図4に示すよう
にガードインターバル期間内のマルチパスの影響を軽減
するため、シンボル期間の終了時点に配置されるのが望
ましい。 しかしながら、サンプリングクロック周波数
誤差やマルチパス等によって、隣り合うシンボルの信号
を含んだ位置にFFT窓を設けてしまった場合には、シ
ンボル間干渉が発生してしまう。OFDM信号によるシ
ンボル間干渉は、ガウス雑音の混入としてみなされるた
め、結果的にC/N(キャリア対雑音比:Carrier/Nois
e)の劣化として現れ、符号誤り率の劣化が生じてしま
う。 従って、受信サンプリング系列上からシンボルの
遷移時点を高精度に検出し、FFT時間窓をシンボル間
干渉が発生しないように設けるというFFT時間窓位置
制御処理の必要がある。
[0003] In a receiving apparatus, a received signal is frequency-converted into a baseband band via an RF band and an IF band, and then sampled by an A / D converter. OFD
In the demodulation process on the M signal, an FFT operation process is performed on the obtained received sample value sequence in a manner reverse to that of the transmission device, and the time-domain signal is converted into a frequency-axis signal. In the FFT operation processing, a time window having an effective symbol period length is provided on the obtained received sample sequence, and the FFT operation processing is performed on the sample signal included in the time window. Based on the amplitude and phase information of each carrier obtained in this way, DQPSK or 1
Demodulation such as 6QAM is performed, and OFDM transmission is completed. Such demodulation processing of an OFDM receiver is described in Journal of the Institute of Image Information and Television Engineers, vol. 53, No. 11, pp1
538-1549 (1999). Next, two points of processing according to the present invention, which are required when the receiving apparatus demodulates an OFDM signal, will be described.
First, in the OFDM system, since the frequency interval between carriers is narrow, carrier frequency errors between transmitting and receiving apparatuses and interference between carriers due to sampling clock frequency errors in a demodulation system are likely to occur. Requires high accuracy. In order to continue to receive the OFDM signal correctly, it is necessary to perform a sampling clock regeneration process that always keeps the sampling clock frequency consistent with the sampling clock frequency of the transmission signal with high accuracy. Second, the time window provided on the received sample sequence when performing the FFT operation is located at the end of the symbol period in order to reduce the influence of multipath within the guard interval period as shown in FIG. It is desirable to be done. However, if an FFT window is provided at a position including a signal of an adjacent symbol due to a sampling clock frequency error, multipath, or the like, intersymbol interference occurs. Intersymbol interference due to an OFDM signal is regarded as a mixture of Gaussian noise, and as a result, C / N (carrier / noise ratio: Carrier / Nois).
It appears as the deterioration of e), and the deterioration of the bit error rate occurs. Therefore, there is a need for an FFT time window position control process of detecting a transition point of a symbol from a received sampling sequence with high accuracy and providing an FFT time window so that intersymbol interference does not occur.

【0004】上記二点を解決するために、OFDM信号
を複数の同期シンボル群と、それに続くデータシンボル
群としてフレームを構成する。 この同期シンボルとし
て、例えば、無信号期間のヌルシンボルや、周波数をシ
ンボル期間に渡って周波数帯域の下限から上限までスイ
ープさせるスイープシンボル等がある。上記サンプリン
グクロック再生処理、およびFFT時間窓位置制御処理
を上記同期シンボルに基づいて行う方法は、特開平7−
321762号公報に記載されており、この手段により
OFDM信号を精度良く復調することが出来る。また、
OFDM伝送はその方式上、マラソン中継等の移動体伝
送に用いられることが多い。 屋外での伝送は、その地
形に応じて送信機から直接到来する主波の他に、建物等
から反射して遅延時間を伴って到来する反射波が存在す
るマルチパス通信路が形成される。 更に、移動体伝送
においては、主波と反射波のレベルも時々刻々と変化す
るフェージング環境も発生することがある。 このよう
なマルチパスは伝送誤りを引き起こし易く、マラソン中
継においては、伝送誤りにより画像のフリーズを引き起
こしてしまうことがある。中継の信頼性を上げるために
は、伝搬路特性を観測し、伝搬路特性に基づいた伝送を
行うことは非常に有効な手段となる。伝搬路特性を観測
する手段として最も良く用いられている方法に、主波や
反射波のレベルと遅延時間を算出する遅延プロファイル
がある。 これは、上記に示したスイープシンボルと受
信サンプル系列との相互相関演算を施すことにより、精
度良く遅延プロファイルを算出することが可能である。
[0004] In order to solve the above two points, an OFDM signal is composed of a plurality of synchronization symbol groups followed by a data symbol group to form a frame. Examples of the synchronization symbol include a null symbol in a no-signal period and a sweep symbol for sweeping the frequency from the lower limit to the upper limit of the frequency band over the symbol period. A method of performing the sampling clock reproduction processing and the FFT time window position control processing based on the synchronization symbol is disclosed in
The OFDM signal can be accurately demodulated by this means. Also,
OFDM transmission is often used for mobile transmission such as marathon relay due to its system. In outdoor transmission, a multipath communication path is formed in which, in addition to the main wave directly arriving from the transmitter according to the terrain, there is a reflected wave reflected from a building or the like and arriving with a delay time. Further, in mobile transmission, a fading environment may occur in which the levels of the main wave and the reflected wave change every moment. Such a multipath is likely to cause a transmission error, and in a marathon relay, a transmission error may cause an image to freeze. In order to increase the reliability of the relay, it is very effective to observe the propagation path characteristics and perform transmission based on the propagation path characteristics. A method most often used as a means for observing propagation path characteristics is a delay profile for calculating a level of a main wave or a reflected wave and a delay time. In this case, it is possible to calculate the delay profile with high accuracy by performing the cross-correlation calculation between the sweep symbol and the received sample sequence described above.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術における
OFDM方式では、受信信号を精度良く復調するため、
OFDM信号に同期シンボルを付加する必要があった。
しかし、同期シンボルを付加すると、その分の伝送効
率を低下させてしまうという欠点が挙げられる。例え
ば、400シンボルに4シンボルの割合で同期シンボル
を付加した場合は、伝送効率が1%低下してしまう。ま
た、同期シンボルを用いない場合に、遅延プロファイル
を精度良く算出することは困難であり、遅延プロファイ
ルが得られたとしても、近接した遅延時間のマルチパス
を判別することは困難であった。本発明は、これらの欠
点を除去し、同期シンボルを持たないOFDM信号から
受信サンプリングクロックを再生し、正確にシンボル遷
移点を検出し、検出結果に基づいてFFT時間窓を設定
できるOFDM受信装置を提供することを目的とする。
更に、同期シンボルを用いない場合においても、遅延
プロファイルを高精度に算出することが可能なOFDM
受信装置を提供することを目的とする。
In the OFDM system according to the above-mentioned prior art, in order to accurately demodulate a received signal,
It was necessary to add a synchronization symbol to the OFDM signal.
However, there is a drawback that the addition of the synchronization symbol lowers the transmission efficiency by that amount. For example, when four synchronization symbols are added to 400 symbols, the transmission efficiency is reduced by 1%. In addition, when no synchronization symbol is used, it is difficult to calculate a delay profile with high accuracy, and even if a delay profile is obtained, it is difficult to determine a multipath of adjacent delay times. The present invention eliminates these drawbacks, and provides an OFDM receiving apparatus that can reproduce a received sampling clock from an OFDM signal having no synchronization symbol, accurately detect a symbol transition point, and set an FFT time window based on the detection result. The purpose is to provide.
Further, even when a synchronization symbol is not used, an OFDM capable of calculating a delay profile with high accuracy.
An object is to provide a receiving device.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するため、有効シンボル期間の一部に、当該有効シ
ンボル期間の信号の一部が複写されたガードインターバ
ル期間を有するOFDM信号を受信する受信装置におい
て、当該受信信号をサンプリングした受信サンプル系列
信号と当該受信サンプル系列信号を有効シンボル期間遅
延した遅延信号との各サンプル毎の相互相関演算を施す
相関演算手段と、得られた相関演算値系列信号をシンボ
ル方向にフィルタリングする手段と、当該フィルタリン
グされた相関演算値系列信号から上記ガードインターバ
ル位置を検出するガードインターバル位置検出手段を具
備したOFDM受信装置である。また、検出したガード
インターバル位置に基づき高速フーリエ変換の時間窓の
位置を制御する手段と、フィルタリングされた相関演算
値系列信号に基づき受信サンプリングクロック周波数を
送信装置のクロック周波数に同期するよう可変制御する
手段を具備したOFDM受信装置である。また、フィル
タリングされた相関演算値系列信号に対し微分処理を行
い、遅延プロファイルを生成する手段を具備したOFD
M受信装置である。
In order to achieve the above object, the present invention provides an OFDM signal having a guard interval period in which a part of the signal of the effective symbol period is copied in a part of the effective symbol period. A correlation calculating means for performing, for each sample, a cross-correlation operation between a reception sample sequence signal obtained by sampling the reception signal and a delay signal obtained by delaying the reception sample sequence signal by an effective symbol period; An OFDM receiver comprising: means for filtering an operation value sequence signal in a symbol direction; and guard interval position detection means for detecting the guard interval position from the filtered correlation operation value sequence signal. Means for controlling the position of the time window of the fast Fourier transform based on the detected guard interval position; and variably controlling the reception sampling clock frequency to synchronize with the clock frequency of the transmission device based on the filtered correlation operation value sequence signal. This is an OFDM receiver provided with means. Further, the OFD includes means for performing a differentiation process on the filtered correlation operation value sequence signal to generate a delay profile.
M receiving device.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】以下、本発明によるディジタル伝
送装置の受信装置について、図1に図示する実施形態に
より詳細に説明する。図示しない送信装置から伝送路を
経由して受信装置に到達したOFDM受信信号は、従来
の技術と同様に、IF/BB変換部11にて中間周波数
(IF)帯域の信号からベースバンド周波数帯域の信号に
変換される。 IF/BB変換部11からの出力はA/
D変換部12にてVCO1Bから供給される受信サンプ
リングクロックを用いてアナログ/ディジタル変換され
る。OFDM受信信号から復調を行うためには、上記に
述べたように、受信サンプリングクロック周波数の制
御、及びFFT時間窓位置の制御を高精度に行う必要が
ある。本発明はこれらの制御方式に係わるものであり、
以下にこれらについて説明する。A/D変換器12によ
り得られた受信サンプル系列Sは、相関演算器14及び
遅延回路13に入力され、遅延回路13の出力Dは相関
演算器14のもう一方の入力端子に接続される。 遅延
回路13では受信サンプル系列に対して有効シンボル期
間の遅延、例えば、1024サンプリングクロックの遅
延を行う。相関演算器14では、図5に示すように受信
サンプル系列Sと遅延した信号Dの各サンプル毎の相関
演算を行う。 ここで、前述のように、OFDM信号
は、有効シンボルの後端部(図5のa,b)を複写し、有
効シンボルの前端部(図5のa',b')にガードインター
バルとして付加した信号構成である。そのため、図5に
示す様に、有効シンボル期間遅延した遅延信号Dが、ガ
ードインターバル期間の信号(a',b')である時、対応
する受信サンプル値系列Sは遅延信号Dと同じ成分(a,
b)となる。従って、各サンプル毎の相関結果Cは、遅
延信号Dがガードインターバルの信号(a',b')期間で
相関係数は大きくなる。 そして、遅延信号Dがガード
インターバル期間以外の信号期間では、受信サンプル値
系列Sとは無相関な信号となるため、相関係数も小さく
なる。しかし、例えガードインターバル期間の信号であ
っても、OFDM信号の振幅分布はガウス分布に近い分
布形態であるため、受信サンプル値系列Sの信号レベル
が小さい時には相関値も小さくなり、1シンボルの相関
演算で得られた相関値Cには、OFDM信号のレベルに
より、ばらつきが存在してしまう。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A receiving apparatus of a digital transmission apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to an embodiment shown in FIG. An OFDM reception signal arriving at a receiving device via a transmission path from a transmitting device (not shown) is transmitted to an IF / BB converter 11 at an intermediate frequency in the same manner as in the related art.
The signal in the (IF) band is converted into a signal in the baseband frequency band. The output from the IF / BB converter 11 is A /
The D / A converter 12 performs analog / digital conversion using the reception sampling clock supplied from the VCO 1B. In order to perform demodulation from an OFDM reception signal, as described above, it is necessary to control the reception sampling clock frequency and the FFT time window position with high accuracy. The present invention relates to these control methods,
These will be described below. The received sample sequence S obtained by the A / D converter 12 is input to the correlation calculator 14 and the delay circuit 13, and the output D of the delay circuit 13 is connected to the other input terminal of the correlation calculator 14. The delay circuit 13 delays the effective sample period with respect to the received sample sequence, for example, delays a 1024 sampling clock. The correlation calculator 14 performs a correlation calculation for each sample of the received sample sequence S and the delayed signal D as shown in FIG. Here, as described above, in the OFDM signal, the trailing end (a, b in FIG. 5) of the effective symbol is copied and added as a guard interval to the leading end (a ′, b ′ in FIG. 5) of the effective symbol. This is the signal configuration. Therefore, as shown in FIG. 5, when the delayed signal D delayed by the effective symbol period is the signal (a ′, b ′) of the guard interval period, the corresponding received sample value sequence S has the same component ( a,
b). Therefore, in the correlation result C for each sample, the correlation coefficient becomes large when the delay signal D is the signal interval (a ', b') of the guard interval. Then, when the delay signal D is a signal period other than the guard interval period, the signal is uncorrelated with the received sample value sequence S, so that the correlation coefficient is also small. However, even if the signal is in the guard interval period, since the amplitude distribution of the OFDM signal has a distribution form close to the Gaussian distribution, when the signal level of the received sample value sequence S is small, the correlation value is also small, and the correlation of one symbol is small. The correlation value C obtained by the calculation has a variation depending on the level of the OFDM signal.

【0008】そこで、この相関値系列のレベルのばらつ
きを抑えるため、相関演算器14からの相関値系列信号
Cをノイズ除去フィルタ15に入力し、ノイズ成分の除
去を行う。ノイズ除去フィルタ15は、例えば、(1/
α)倍された相関値系列信号Cに、(1−1/α)倍され
た1シンボル遅延した相関値系列信号Cを巡回的にフィ
ードバック加算する、周知のIIRフィルタである。
このノイズ除去フィルタ15により、相関演算器14か
らの相関系列出力Cをシンボル方向にフィルタリングを
行い、即ち、1シンボル遅延した相関値系列信号Cを巡
回的にフィードバック加算することにより、ノイズ成分
を除去した相関値系列Fを出力する。この様にして得ら
れた相関値系列Fは、図5に示すようにガードインター
バル期間のみ相関値レベルが大きくなる矩形波状の波形
を形成する。ノイズ除去フィルタ15からの出力Fは、
シンボルタイミング検出器16に入力され、該シンボル
タイミング検出器16で、相関値系列Fからガードイン
ターバル位置を検出する。この検出手段については、ま
ず、入力された相関値系列Fに対して所定のしきい値を
設け、相関値系列Fとこのしきい値との大小関係を比較
する。相関値系列がしきい値よりも大きなレベルである
時は、その信号がガードインターバル信号であると判断
し、その立ち上がり位置をガードインターバルの開始位
置として検出する。
Therefore, in order to suppress the variation in the level of the correlation value series, the correlation value series signal C from the correlation calculator 14 is input to the noise removal filter 15 to remove noise components. The noise removal filter 15 is, for example, (1 /
This is a well-known IIR filter that cyclically feedback-adds a correlation value sequence signal C multiplied by (1-1 / α) by one symbol to a correlation value sequence signal C multiplied by α).
The noise removal filter 15 filters the correlation sequence output C from the correlation calculator 14 in the symbol direction, that is, removes noise components by cyclically feedback-adding the correlation value sequence signal C delayed by one symbol. The correlation value series F thus output is output. The correlation value sequence F obtained in this manner forms a rectangular waveform in which the correlation value level increases only during the guard interval period, as shown in FIG. The output F from the noise removal filter 15 is
The guard interval position is input to the symbol timing detector 16, and the symbol timing detector 16 detects a guard interval position from the correlation value sequence F. In this detecting means, first, a predetermined threshold value is provided for the input correlation value sequence F, and the magnitude relation between the correlation value sequence F and this threshold value is compared. When the correlation value sequence is at a level higher than the threshold value, it is determined that the signal is a guard interval signal, and the rising position is detected as the guard interval start position.

【0009】しかし、ガードインターバル期間以外の信
号であっても、稀にノイズ等の影響により相関値がしき
い値より大きくなる場合がある。 このような時に、ガ
ードインターバル位置が誤検出されることを防ぐため、
正確にガードインターバル位置であるということを判断
する手段が必要となる。例えば、シンボルタイミング検
出器16でガードインターバル期間を特定するための判
断基準として、しきい値よりも大きな相関値信号の発生
が、数シンボルに渡って安定して検出された場合、その
位置がガードインターバル期間であると判断する。ま
た、シンボルタイミング検出器16に設けるしきい値の
算出方法としては、例えば、相関値系列の平均値を算出
し、その値の逓倍に設定する。 あるいは、受信サンプ
ル値系列の平均値を算出し、その値の逓倍に設定するこ
となどが挙げられる。ガードインターバル信号の検出結
果は、ガードインターバルの位置情報として得られ、シ
ンボルタイミング検出器16では、この位置情報に基づ
いて、図6に示すように、シンボルカウンタ19にリセ
ット信号RSを出力する。シンボルカウンタ19は、リ
セットパルスRSに基づきカウンタ値をリセットし、V
CO1Bから供給されるクロック単位でシンボル周期を
カウントする。シンボルカウンタ19からのシンボル同
期タイミングSSTは、OFDM受信装置全体のタイミ
ングを司り、FFT時間窓もシンボル同期タイミングに
基づいて設定される。シンボルタイミング検出器16で
は、一旦、リセットパルスRSが出力された(同期が取
れた)後は、ガードインターバル位置を誤検出した時に
シンボルカウンタ19がリセットされることを防ぐた
め、同期が外れるまでリセットパルスRSの出力は行わ
ないように動作する。更に、シンボルタイミング検出器
16では、受信サンプリングクロック周波数を送信クロ
ック周波数に同期させるように、VCO制御部1Aに制
御信号を出力する機能も有している。
However, even for signals other than the guard interval period, the correlation value may rarely become larger than the threshold value due to the influence of noise or the like. In such a case, to prevent erroneous detection of the guard interval position,
A means for accurately determining that the position is the guard interval position is required. For example, as a criterion for specifying the guard interval period by the symbol timing detector 16, if the occurrence of a correlation value signal larger than the threshold value is detected stably over several symbols, the position of the signal is determined as the guard position. It is determined that it is an interval period. As a method of calculating a threshold value provided in the symbol timing detector 16, for example, an average value of a correlation value series is calculated, and the average value is set to a multiple of the value. Alternatively, an average value of the received sample value series is calculated, and the average value is set to be a multiple of the value. The detection result of the guard interval signal is obtained as guard interval position information, and the symbol timing detector 16 outputs a reset signal RS to the symbol counter 19 based on the position information, as shown in FIG. The symbol counter 19 resets the counter value based on the reset pulse RS,
The symbol period is counted in clock units supplied from CO1B. The symbol synchronization timing SST from the symbol counter 19 controls the timing of the entire OFDM receiver, and the FFT time window is also set based on the symbol synchronization timing. Once the reset pulse RS is output (synchronization is achieved), the symbol timing detector 16 resets the symbol counter 19 until synchronization is lost in order to prevent the symbol counter 19 from being reset when a guard interval position is erroneously detected. It operates so as not to output the pulse RS. Further, the symbol timing detector 16 has a function of outputting a control signal to the VCO control unit 1A so as to synchronize the reception sampling clock frequency with the transmission clock frequency.

【0010】以下に、シンボルタイミング検出器16に
おいて相関値系列Fから受信サンプリングクロック周波
数の制御信号を算出する方法についての実施例を説明す
る。第一の実施例は、相関値系列Fから最大値を検出
し、最大値位置を制御信号として算出するものである。
相関値系列Fではガードインターバル期間のレベルが大
きくなるため、最大値を検出することで、ガードインタ
ーバル位置をガードインターバルのサンプル数以内の精
度で検出することが出来る。また、OFDM信号はラン
ダム信号であるため、最大値として検出される位置もガ
ードインターバル期間内でランダムな位置となる。 こ
うしてシンボル毎に最大値位置の検出を行い、前シンボ
ルにて検出した最大値位置と、現在のシンボルにて算出
した最大値位置との誤差をVCO1Bへの制御情報とし
て出力する。ここで、送信装置と受信装置のクロック周
波数が同期していれば、この最大値の位置誤差の平均値
は0になるが、受信クロック周波数が送信のそれよりも
高い場合には、平均値は負の値になり、低い場合には、
逆に正の値となる。従って、この最大値位置誤差をVC
O1Bの制御情報とし、最大値位置誤差が0になるよう
に制御を行えば、受信サンプリングクロック周波数を送
信クロック周波数に同期させることが出来る。
An embodiment of a method for calculating a control signal of the reception sampling clock frequency from the correlation value sequence F in the symbol timing detector 16 will be described below. In the first embodiment, the maximum value is detected from the correlation value sequence F, and the position of the maximum value is calculated as a control signal.
In the correlation value sequence F, since the level of the guard interval period is large, the guard interval position can be detected with an accuracy within the guard interval sample number by detecting the maximum value. Further, since the OFDM signal is a random signal, the position detected as the maximum value is also a random position within the guard interval period. Thus, the maximum value position is detected for each symbol, and the error between the maximum value position detected for the previous symbol and the maximum value position calculated for the current symbol is output as control information to the VCO 1B. Here, if the clock frequencies of the transmitting device and the receiving device are synchronized, the average value of the position error of the maximum value is 0, but if the receiving clock frequency is higher than that of the transmission, the average value is Negative value, if low,
On the contrary, it becomes a positive value. Therefore, this maximum value position error is calculated as VC
If the control is performed such that the maximum value position error becomes 0 using the O1B control information, the reception sampling clock frequency can be synchronized with the transmission clock frequency.

【0011】第二の実施例は、上記に示したしきい値よ
り大きなレベルとなる相関値系列Fの両端のレベル差を
制御信号として算出するものである。上記に示したよう
に、送信装置と受信装置のクロック周波数が同期してい
ればガードインターバル期間内の相関値レベルの平均値
は等しくなる。 しかしながら、受信クロック周波数が
送信のそれよりも高い場合は、相関値系列Fの前端のサ
ンプルに無相関となる信号成分が含まれるため、相関値
レベルは小さくなる。逆に周波数が低い場合には、後端
の相関値レベルが小さくなるため、これらのサンプルの
レベルが等しくなるように制御することで、受信サンプ
リングクロック周波数制御が可能となる。以上に示した
実施例において、シンボルタイミング検出器16から出
力される制御情報はVCO制御部1Aに入力される。V
CO制御部1Aでは制御情報に基づいてVCO1Bの周
波数を制御する為、制御情報を周波数制御電圧に変換し
て出力する。以上の処理により、受信サンプリングクロ
ック周波数を送信クロック周波数に同期させることが可
能となる。
In the second embodiment, a level difference between both ends of a correlation value sequence F having a level larger than the above-described threshold value is calculated as a control signal. As described above, if the clock frequencies of the transmitting device and the receiving device are synchronized, the average value of the correlation value levels within the guard interval period becomes equal. However, when the reception clock frequency is higher than that of the transmission, the signal at the front end of the correlation value sequence F contains a signal component that is not correlated, and thus the correlation value level becomes small. Conversely, when the frequency is low, the correlation value level at the rear end becomes small, so that the reception sampling clock frequency can be controlled by controlling the levels of these samples to be equal. In the embodiment described above, the control information output from the symbol timing detector 16 is input to the VCO control unit 1A. V
In order to control the frequency of the VCO 1B based on the control information, the CO control unit 1A converts the control information into a frequency control voltage and outputs it. By the above processing, the reception sampling clock frequency can be synchronized with the transmission clock frequency.

【0012】次に、遅延プロファイルの算出手段の実施
例について説明する。ノイズ除去フィルタ15の出力F
は、微分器17に入力される。 微分器17では、図7
の(a)に示すような相関値系列Fに対し、1サンプル前
の信号と現在のサンプル信号との差分を演算し、微分係
数K(図7の(b))を算出する。ここで、相関値系列信号
がガードインターバル期間になると、急激に相関値レベ
ルが大きくなるため、その時の微分係数Kは大きな値と
なる。また、マルチパスが混入した時の相関値系列F
は、図8の(a)に示すように、主波によるガードインタ
ーバル信号の相関係数と反射波によるガードインターバ
ル信号の相関係数とが合成された波形となり、その微分
係数Kも主波と反射波の切り替わり時点で大きな値(図
8の(b))を有する。微分器17からの出力Kは比較器
18に入力され、この微分係数Kから正の値を有する信
号のみを抽出し、負の値を有する信号は、所定の値(例
えば0)に変換して出力する。(図7、図8の(c)) この信号は主波と反射波の位置に、それぞれのレベルに
応じた急峻なピークが存在するため、近接した遅延時間
の反射波も区別することが可能となる。以上の処理によ
り遅延プロファイル波形を算出することで、伝搬路特性
を正確に観測することが可能となる。
Next, an embodiment of the delay profile calculating means will be described. Output F of noise removal filter 15
Is input to the differentiator 17. In the differentiator 17, FIG.
The difference between the signal one sample before and the current sample signal is calculated with respect to the correlation value series F as shown in FIG. 7A to calculate a differential coefficient K (FIG. 7B). Here, when the correlation value series signal enters the guard interval period, the correlation value level rapidly increases, and the differential coefficient K at that time becomes a large value. Also, the correlation value sequence F when multipath is mixed
Is a waveform in which the correlation coefficient of the guard interval signal by the main wave and the correlation coefficient of the guard interval signal by the reflected wave are combined as shown in FIG. It has a large value ((b) in FIG. 8) when the reflected wave is switched. The output K from the differentiator 17 is input to a comparator 18, and only a signal having a positive value is extracted from the differential coefficient K, and a signal having a negative value is converted into a predetermined value (for example, 0). Output. ((C) in FIGS. 7 and 8) This signal has sharp peaks at the positions of the main wave and the reflected wave corresponding to the respective levels, so that it is possible to distinguish the reflected wave having a close delay time. Becomes By calculating the delay profile waveform by the above processing, it is possible to accurately observe the propagation path characteristics.

【0013】[0013]

【発明の効果】以上説明したように、本発明による受信
装置では、同期シンボルが存在しないOFDM信号であ
っても、受信信号に対して相互相関演算を行うことで、
ガードインターバル信号を高精度に検出することが出
来、符号間干渉のないFFT時間窓を設けることが可能
となる。また、検出したガードインターバル信号から送
信装置と受信装置とのクロック周波数誤差を検出し、受
信クロック周波数を送信クロック周波数に同期させるよ
うに制御を行うことが可能となる。更に、相関波形を微
分処理することで、高精度な遅延プロファイルを提供す
ることも可能となる。
As described above, the receiving apparatus according to the present invention performs a cross-correlation operation on a received signal even for an OFDM signal having no synchronization symbol.
Guard interval signals can be detected with high accuracy, and an FFT time window free of intersymbol interference can be provided. Further, it is possible to detect a clock frequency error between the transmitting device and the receiving device from the detected guard interval signal and perform control so that the receiving clock frequency is synchronized with the transmitting clock frequency. Further, by differentiating the correlation waveform, a highly accurate delay profile can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による受信装置の構成を示すブロック図FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a receiving device according to the present invention.

【図2】OFDM変調信号の信号形態を示す模式図FIG. 2 is a schematic diagram showing a signal form of an OFDM modulation signal.

【図3】OFDMシンボル波形を示す模式図FIG. 3 is a schematic diagram showing an OFDM symbol waveform.

【図4】FFT時間窓を示す模式図FIG. 4 is a schematic diagram showing an FFT time window;

【図5】本発明の相関演算処理状況を説明するための模
式図
FIG. 5 is a schematic diagram for explaining a correlation calculation processing state according to the present invention;

【図6】本発明のシンボル同期状況を説明するためのタ
イミングチャート
FIG. 6 is a timing chart for explaining a symbol synchronization state according to the present invention;

【図7】本発明のマルチパスが混入していない場合の遅
延プロファイルを示す模式図
FIG. 7 is a schematic diagram showing a delay profile when the multipath of the present invention is not mixed.

【図8】本発明のマルチパスが混入した場合の遅延プロ
ファイルを示す模式図
FIG. 8 is a schematic diagram showing a delay profile when the multipath of the present invention is mixed.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11:IF/BB変換器、12:A/D変換器、13:
遅延回路、14:相関演算器、15ノイズ除去フィル
タ、16:シンボルタイミング検出器、17:微分器、
18比較器、19:シンボルカウンタ、1A:VCO制
御部、1B:VCO、1C:FFT演算部、1D:復調
11: IF / BB converter, 12: A / D converter, 13:
Delay circuit, 14: correlation calculator, 15 noise removal filter, 16: symbol timing detector, 17: differentiator,
18 comparators, 19: symbol counter, 1A: VCO control unit, 1B: VCO, 1C: FFT operation unit, 1D: demodulation unit

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 有効シンボル期間の一部に、当該有効シ
ンボル期間の信号の一部が複写されたガードインターバ
ル期間を有する直交周波数分割多重変調信号(以下、O
FDM信号と称す)を受信する受信装置において、当該
受信信号をサンプリングした受信サンプル系列信号と当
該受信サンプル系列信号を有効シンボル期間遅延した遅
延信号との各サンプル毎の相互相関演算を施す相関演算
手段と、得られた相関演算値系列信号をシンボル方向に
フィルタリングする手段と、当該フィルタリングされた
相関演算値系列信号から上記ガードインターバル位置を
検出するガードインターバル位置検出手段を具備したこ
とを特徴とするOFDM受信装置。
1. An orthogonal frequency division multiplexing modulation signal (hereinafter referred to as O) having a guard interval period in which a part of a signal of the effective symbol period is copied in a part of an effective symbol period.
A receiver for receiving an FDM signal), a correlation operation means for performing a cross-correlation operation for each sample of a reception sample sequence signal obtained by sampling the reception signal and a delay signal obtained by delaying the reception sample sequence signal by an effective symbol period. OFDM, comprising: means for filtering the obtained correlation operation value sequence signal in the symbol direction; and guard interval position detection means for detecting the guard interval position from the filtered correlation operation value sequence signal. Receiver.
【請求項2】 請求項1において、上記検出したガード
インターバル位置に基づき高速フーリエ変換の時間窓の
位置を制御する手段と、上記フィルタリングされた相関
演算値系列信号に基づき受信サンプリングクロック周波
数を送信装置のクロック周波数に同期するよう可変制御
する手段を具備したことを特徴とするOFDM受信装
置。
2. A transmitting apparatus according to claim 1, wherein said means controls a position of a time window of a fast Fourier transform based on the detected guard interval position, and a receiving sampling clock frequency based on said filtered correlation operation value sequence signal. An OFDM receiving apparatus, comprising: means for variably controlling so as to synchronize with a clock frequency.
【請求項3】 請求項1または2において、上記フィル
タリングされた相関演算値系列信号に対して微分処理を
行い遅延プロファイルを生成する手段を具備したことを
特徴とするOFDM受信装置。
3. The OFDM receiver according to claim 1, further comprising means for performing a differentiation process on the filtered correlation operation value sequence signal to generate a delay profile.
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