CN1604578A

CN1604578A - 载波偏离量检测方法、校正方法及其接收装置

Info

Publication number: CN1604578A
Application number: CNA2004100832678A
Authority: CN
Inventors: 武居裕之; 仲田树广; 塚本信夫
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Current assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date: 2003-09-30
Filing date: 2004-09-29
Publication date: 2005-04-06
Anticipated expiration: 2024-09-29
Also published as: US7483368B2; CN100512250C; US20050094739A1

Abstract

本发明提供了载波偏离量检测方法、校正方法及其接收装置。其中从接收到的具有TMCC载波的OFDM接收信号中对TMCC载波进行解调，检测解调的TMCC载波的相对载波位置，以及从所检测出的TMCC载波的相对载波位置与正常的TMCC载波位置检测载波偏离量。根据检测出的载波偏离量对载波频率偏离进行校正控制。

Description

载波偏离量检测方法、校正方法及其接收装置

技术领域

本发明涉及数字传输装置的传输抗扰度的提高，特别涉及载波的偏离量的检测方法、载波偏离量的校正方法以及应用这些方法的接收装置。

背景技术

近年来，作为适用于面向移动体的数字传输及基于地面的数字电视广播的调制方式，以对多径衰落及重影的抗扰度高为特征的正交频分复用调制方式(以下称其为OFDM方式)正受到注目。

OFDM方式，是一种多载波调制方式，是一种对相互正交的n个(n为数十～数百)载波(carrier)分别实施数字调制的传输方式。

来自这样的数字传输装置的发送装置的传输信号，在传输通路中，由于衰落的影响，有时会产生频率偏离。在接收存在频率偏离的信号时，在校正频率偏离时，必须对信号进行解调。

在图1中示出进行频率偏离的校正的现有的示例。由接收装置的高频波接收单元(未图示)接收的接收信号，在高频波接收单元中进行频率变换而成为IF信号。来自高频波接收单元的IF信号由变频器1进行频率变换而成为基带信号。经过频率变换成为基带信号的信号，由AD变换器3进行模拟/数字变换(以下简称为A/D变换)。经过A/D变换的数字信号，由正交解调单元4进行正交解调而成为I轴和Q轴信号。经过正交解调的Q轴信号输入到误差检测单元8，通过对频率控制用VCO(电压控制振荡器)2的控制电压进行控制使Q轴信号的值为0。通过上述控制，可除去在传输通路中经受的频率偏离。这种技术，比如，在日本特开平11-4209号公报中有叙述。

发明内容

然而，在上述频率偏离校正控制中存在以下的问题。即在上述控制中，当频率偏离不在某一范围之内时，就不能进行正常的校正控制。OFDM传输信号，如图2所示，成为多载波结构。就是说，在上述控制中，在载波在正或负方向上有大于等于2个频率偏离时(此处为方便起见将这种情况定义为载波偏离数为大于等于±2个的场合)，进行校正控制以使载波位置处于以偏离位置为基准在相位上与最靠近该位置的载波一致。所以，就存在虽然在频率偏离为小于等于1个载波时，可以使载波处于正确的位置，但在频率偏离大于等于2个载波时，却不能使载波处于正确的位置的问题。

这样，在上述现有技术中，就存在在进行频率偏离校正时，在载波的偏离数小于等于±1时，可以进行正常的频率偏离校正，但在载波的偏离数大于等于±2时，则不能正常进行频率偏离校正的问题。

本发明的目的就是要消除这些缺点以便即使是在频率偏离数大于等于±2时也能够进行正常的频率偏离的校正控制。

本发明，为达到上述目的，在具有TMCC(传输和复用配置控制)载波的OFDM传输装置中，从接收到的接收信号中对上述TMCC载波进行解调，检测出解调的TMCC载波的相对载波位置并根据检测出的上述TMCC载波位置检测载波偏离量。

另外，本发明检测出所检测到的TMCC载波的相对位置偏离正常的TMCC载波位置的载波偏离量并根据所检测出的载波偏离量进行载波频率偏离的校正控制。

另外，在检测上述TMCC载波的相对位置之时，将解调的一个符号期间内的TMCC载波数据全部相加，在距正常的TMCC载波位置±M载波(M为大于等于2的整数)的范围内进行上述加法处理。

另外，将经过上述加法处理的信号再对N个符号(N为大于等于2的整数)进行相加，检测出对该N个符号相加的信号的峰值并检测所检测出的峰值位置距离正常的TMCC载波位置的载波偏离量。

根据本发明，在传输通路等之中经受的频率偏离，即使是在载波偏离数大于等于±2时也可以进行正常的校正，可以提高传输抗扰度。

附图说明

图1为示出现有技术的OFDM传输信号的接收装置的一例的构成的框图。

图2为示出OFDM传输信号的载波配置的示意图。

图3为示出2K半模式的子数据用载波的配置的示图。

图4为示出本发明的一实施例的OFDM传输信号的接收装置的构成的示图。

图5为示出图4的接收装置的TMCC载波位置检测单元等的构成的框图。

图6A～6D为用来说明图4的TMCC载波位置检测单元的动作的时序图。

图7A、7B为用来说明大于等于±2的载波偏离的场合的TMCC载波解调位置的示意图。

具体实施方式

本发明可应用于具有用来传输主数据的主数据用载波和配置于规定的随机位置的用来传输子数据的子数据用载波的传输信号的传输系统。此处所谓的主数据是声音、影像等数据，而所谓的子数据是主数据以外的辅助数据，比如，包含调制方式等的模式识别用数据等。

以下利用实施例对将本发明应用于OFDM传输装置的场合予以说明。

在对本发明进行说明之前，对OFDM传输装置的载波配置予以说明。如图2所示，OFDM传输信号为多载波结构。如上所述，载波具有用来发送主数据的主数据用载波和用来发送配置于规定的随机位置的子数据的子数据用载波。作为副数据，比如，其构成包括周期(比如，每8个载波)配置的CP(Continual Pilot)载波、配置于规定的随机位置的TMCC(Transmission and Multiplexing ConfigurationControl)载波、配置于规定的随机位置的AC(辅助信道)载波以及周期(比如，每420个载波)配置的Null(空)载波。这些以外的载波为主数据用载波。另外，在图2中，省略了AC载波和Null载波的图示。

此处CP载波用于同步再生，TMCC载波用于调制方式等的模式识别，而主数据用载波用于影像和声音传输。

图3为示出在遵照ARIB STD-B33标准的载波之中，2K半模式的子数据用载波的配置的示图。另外，在图中省略了CP载波。

在以下的实施例的说明中，是对采用2K半模式的示例作为一个示例进行说明。

以下，参照图4等对载波偏离数(偏离量)的检测方式及频率偏离校正方式的本发明的一实施例进行详细说明。

利用接收装置的高频波接收单元(未图示)接收的接收信号由高频波接收单元进行频率变换成为IF信号。从高频波接收单元发出的IF信号，由变频器1进行频率变换变成为基带信号。经频率变换变成为基带信号的信号由AD变换器3进行AD变换。经过AD变换的信号由正交解调单元4进行正交解调变成为I轴信号及Q轴信号。经过正交解调的I轴、Q轴信号输入到FFT(快速傅利叶变换)进行傅利叶变换。经过傅利叶变换的I轴、Q轴信号输入到TMCC解调单元6，对全部TMCC载波数据进行差分解调(在本发明中，比如，进行DQPSK(差分四相移相键控)解调)。

经过差分解调的接收信号(此处称为TMCC载波解调信号)输入到TMCC载波位置检测单元7。在TMCC载波位置检测单元7中，如以下所详述，对一个符号期间内的解调数据，将在TMCC载波的规定的随机配置位置模式中的采样值全部相加。此时，在距正常的TMCC载波位置±M载波(比如，M＝20)的范围内分别对偏离每一个载波的各配置位置模式进行上述加法处理。

另外，在传输信号为7GHz或10GHz频带的场合，在载波间隔为20KHz时，对于频率偏差确定为7PPM的场合，选择M值为20。不过，在本发明中，M值并不限定于此值。

下面在图5中示出TMCC载波位置检测单元7、N符号加法单元10及载波偏离量检测单元11的具体构成例，并参照图6A～6D对其动作予以说明。另外，在这些单元7、10、11中的处理也可以利用计算机通过软件处理进行。

TMCC载波位置检测单元7具有启用(enable)信号发生器71和加法单元72。启用信号发生器71生成与TMCC载波的规定的随机配置位置模式(参照图3)相对应的启用信号Se。此处生成2M+1个启用信号Se(-M)～Se(0)～Se(+M)。就是说，这些启用信号Se(-M)～Se(0)～Se(+M)分别是与TMCC载波的规定的随机位置同步的脉冲信号，因为是以启用信号Se(0)为基准相位偏离一个载波位置，启用信号Se(-M)相对启用信号Se(0)落后M个相位，而启用信号Se(+M)相对启用信号Se(0)超前M个相位。

另外，在图中，启用信号Se(0)是与来自解调单元6的差分解调的信号(图6A)的TMCC载波同步绘出的，与任何一个载波同步绘出都可以。

在加法单元72中，与各启用信号Se(-M)～Se(0)～Se(+M)的脉冲同步对来自解调单元6的差分解调接收信号(TMCC载波解调信号)的一个符号大小进行采样并相加，作为每一个符号大小的加法值D(-M)～D(0)～D(+M)分别输出到N符号加法单元10。就是说，比如，与启用信号Se(0)的脉冲同步地对解调单元6发出的差分解调信号的一个符号进行采样相加并输出加法值D(0)。这一个符号的加法值D(0)逐个符号地进行输出。其他的加法值D(-M)～D(+M)也同样求出并逐个符号地进行输出。

N符号加法单元10，对每一个符号的各加法值D(-M)～D(0)～D(+M)分别进行N符号间(比如，N＝10)相加，作为加法值D(-M)N～D(0)N～D(+M)N分别输出到载波偏离量检测单元11。就是说，比如，将每一个符号的加法值D(0)作为N符号相加后的加法值D(0)N输出。其他的加法值D(-M)N～D(+M)N也同样求出并提供给载波偏离量检测单元11。

其中N的值以以下的方法决定。就是说，N的值因C/N值是使用一直到什么范围的传输信号来判别(检测)载波偏离量而异。具体言之，当N的值被设置为较大时，则对于具有较低的C/N值的传输信号也可以判别载波偏离量。可是，此时判别需要更多的时间。比如，在使用一直到C/N＝-1dB的传输信号来判别载波偏离量的场合。N大约等于50，一个符号的长度为约50μsec，N符号期间为约2.5msec。在对于C/N值为更高的传输信号来判别载波偏离量时，可以将N的值设置较小，另一方面，在对于C/N值为更低的传输信号来判别载波偏离量时，就必须将N的值设定为较大。

在载波偏离量检测单元11中，在这些加法值D(-M)N～D(0)N～D(+M)N之中，检测出最大值(峰值)并检测出与其相对应的载波位置。就是说，加法值D(-M)N～D(0)N～D(+M)N之中成为最大值(峰值)的是从TMCC载波的采样得到的，这被判断为实际的TMCC载波位置。比如，在最大值(峰值)是D(+M)N时，可以判断在图6B的位置存在TMCC载波。这是因为在相位更偏离实际的TMCC的载波的位置的采样数据的相加值与在实际的TMCC载波位置的采样数据相加值相比更接近零之故。

这样，如图7A、7B所示，即使是在大于等于±2个载波偏离的场合，也可以检测出峰值，即接收信号(图7B)的实际的TMCC载波位置，偏离发送信号(图7A)的TMCC载波位置(即正常的TMCC载波位置或没有频率偏离的TMCC载波位置)的偏离位置。另外，发送信号的TMCC载波位置是预先确定为规定位置的，所以，在没有载波偏离时，可以在规定位置认识TMCC载波位置。

于是，载波偏离量检测单元11可以检测出判断为实际的TMCC载波位置的载波位置与正常的TMCC载波位置的差(载波数的差)作为载波偏离数(偏离量)。

由载波偏离量检测单元11检测出的载波偏离数输入到偏置值计算单元9，并根据检测到的载波偏离数计算出控制频率控制用VCO2的偏置值。计算出的偏置值输入到误差检测单元8作为VCO2的控制电压值的偏置值相加以控制VCO2的控制电压值。

由此，即使是存在大于等于±2个的载波偏离，也可以正确地检测出从载波偏离位置到正常的TMCC载波位置为止的载波偏离数，并且可以进行正常的频率偏离的校正控制。

另外，在上述实施例中，是连续地对每N符号的偏离量进行检测而对频率偏离进行校正控制，但也可以间断地或离散地对每个N符号的偏离量进行检测而对频率偏离进行校正控制。

Claims

1.一种在具有TMCC载波的OFDM传输信号的传输系统中检测载波偏离的方法，包括以下的步骤：

a)从接收到的OFDM传输信号解调上述TMCC载波得到TMCC载波解调信号；

b)检测该得到的TMCC载波解调信号的相对载波位置；以及

c)根据TMCC载波解调信号的该检测出的相对载波位置检测载波偏离量。

2.如权利要求1所述的方法，其中步骤c)从所检测出的TMCC载波的相对载波位置与正常的TMCC载波位置检测载波偏离量，从而根据检测出的偏离量对载波频率偏离进行校正控制。

3.如权利要求1所述的方法，其中上述步骤b)具有：

将以该TMCC载波的规定配置模式对一个符号期间内的上述TMCC载波解调信号进行采样后的值相加的子步骤b1)和

对在±M载波(M为大于等于2的整数)的范围内从正常的TMCC载波位置每偏离一个载波的各配置位置模式分别进行该子步骤b1)的子步骤b2)。

4.如权利要求3所述的方法，其中上述步骤b)还具有：

将在上述子步骤b1)中进行相加处理后得到的信号在N个符号期间(N为大于等于2的整数)中相加的子步骤b3)；

对在±M载波(M为大于等于2的整数)的范围内从正常的TMCC载波位置每偏离一个载波的各配置位置模式分别进行该子步骤b1)的子步骤b4)；以及

将在该子步骤b4)中得到的相加值之中的最大值检出，并检测出与该最大值相对应的配置位置模式的位置作为上述相对载波位置的子步骤b5)；

上述步骤c)从该检测出的相对载波位置与正常的TMCC载波位置检测载波偏离量。

5.一种具有TMCC载波的OFDM传输信号的传输方法，包括以下的步骤：

a)从接收到的OFDM传输信号解调上述TMCC载波；

b)检测该解调的TMCC载波的相对载波位置；

c)根据TMCC载波的该检测出的相对载波位置检测上述载波的频率偏离；以及

d)根据该检测出的载波的频率偏离，对接收到的OFDM传输信号的载波频率偏离进行校正控制。

6.一种在具有用来发送主数据的第一载波和配置于规定随机位置用来发送子数据的第二载波的数字传输信号的传输系统中，检测载波的频率偏离的方法，包括以下的步骤：

a)从接收到的传输信号解调上述第二载波而得到第二载波解调信号；

b)检测该得到的第二载波解调信号的相对载波位置；

c)根据第二载波解调信号的该检测出的相对载波位置检测载波的偏离量。

7.如权利要求6所述的方法，其中步骤c)从所检测出的第二载波的相对载波位置与正常的第二载波位置检测偏离量，从而根据检测出的偏离量对载波频率偏离进行校正控制。

8.如权利要求6所述的方法，其中上述步骤b)具有：

9.如权利要求8所述的方法，其中上述步骤b)还具有：

将在该子步骤b4)中得到的相加值之中的最大值检测出，并检测出与该最大值相对应的配置位置模式的位置作为上述相对载波位置的子步骤b5)；

上述步骤c)从该检测出的相对载波位置和正常的第二载波位置检测载波偏离量。

10.如权利要求6所述的方法，其中上述传输信号是OFDM传输信号，上述第二载波是TMCC载波。

11.一种OFDM传输信号的接收装置，包括：

将来自高频波接收单元的IF信号频率变换变成为基带信号的变频器(1)；

将经频率变换变成为基带信号的信号变换成为数字信号的AD变换器(3)；

将来自该AD变换器的数字信号正交解调成为I轴信号及Q轴信号的正交解调单元(4)；

对该正交解调后的I轴、Q轴信号进行傅利叶变换的FFT；

将该傅利叶变换后的I轴、Q轴信号进行差分解调并输出TMCC载波解调信号的TMCC载波解调单元(6)；

检测该得到的TMCC载波解调信号的相对载波位置的载波位置检测单元(7、10)；

根据该检测到的相对载波位置检测载波的偏离量的载波偏离量检测单元(11)；以及

根据该检测到的载波偏离量对载波频率偏离进行校正控制的校正控制单元(8、9、2)。