JP2000224138A - Dmt変調技術におけるガ―ドインタ―バルの発生 - Google Patents

Dmt変調技術におけるガ―ドインタ―バルの発生

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JP2000224138A JP2000017221A JP2000017221A JP2000224138A JP 2000224138 A JP2000224138 A JP 2000224138A JP 2000017221 A JP2000017221 A JP 2000017221A JP 2000017221 A JP2000017221 A JP 2000017221A JP 2000224138 A JP2000224138 A JP 2000224138A
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Simone Mazzoni
マッツォーニ シモネ
Joel Cambonie
カンボニー ジョエル
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STMicroelectronics SA
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    • H04L27/00Modulated-carrier systems
    • H04L27/26Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2602Signal structure
    • H04L27/2605Symbol extensions, e.g. Zero Tail, Unique Word [UW]
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    • HELECTRICITY
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    • H04L27/2601Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2626Arrangements specific to the transmitter only
    • H04L27/2627Modulators
    • H04L27/2634Inverse fast Fourier transform [IFFT] or inverse discrete Fourier transform [IDFT] modulators in combination with other circuits for modulation

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 DMT(ディスクリートマルチトーン)変調の
ための遅延の小さなサイクリックプレフィックスを小さ
なメモリを使用して提供する。 【解決手段】 この発明は連続したサンプルから成るシ
ンボルのサイクリックプレフィックスを発生する回路で
あって、前記のプレフィックスはシンボルの始めにシン
ボルの最後のサンプルを掛け算をしたものであり、前記
のシンボルは周波数のそれぞれに対応した複素係数の逆
フーリエ変換により得られており、周波数に比例した値
によりそれぞれの複素係数の位相をシフトする手段と、
シフトしたサンプルを記憶するメモリと、記憶したサン
プルをシンボルの終りに複写する手段と、を含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、DMT(ディスク
リートマルチトーン:discrete multitone)変調に関
しており、より詳細にはDMT変調技術のサイクリックプ
レフィックスの発生に関している。DMT変調は例えばス
タンダードADSLとADSL-liteに使用されている。
【0002】
【従来の技術】DMT変調において、送信側で周波数複素
係数を用いて符号化したデータが、逆高速フーリエ変換
(IFFT)により時間サンプルに変換される。
【0003】図1は、
【0004】
【数1】 のN個のグループの複素係数のIFFTを示している。iが1
からNの間である係数
【0005】
【数2】 のそれぞれは、それぞれの周波数即ちトーンfに対応
している。係数
【0006】
【数3】 の変換は時間領域における一連のデジタルサンプルであ
り、このデジタルサンプルは周波数f、振幅A及び位
相φから成る一つの正弦波キャリアを形成している。
第一の曲線は周波数fに対応した係数
【0007】
【数4】 のIFFTにより得られる振幅A、周期1/f及び位相φ
の正弦波を示している。第二の曲線及び第三の曲線はそ
れぞれ周波数f、fに対応した係数
【0008】
【数5】 のIFFTにより得られる正弦波を示している。
【0009】係数
【0010】
【数6】 のグループのIFFTは1からNの間のiに対する係数
【0011】
【数7】 のそれぞれのIFFTにより得られる正弦波キャリアの和で
ある。この和は“シンボル”と呼ばれている。N個の係
数のIFFTによりSからSの連続したN個の複素デジタ
ルサンプルで形成されるシンボルDが得られる。図示
しているシンボルDの波形は実際の通りでないが、内
容を容易に理解する目的で示していることに注意する必
要がある。
【0012】IFFTにより得られた時間サンプルはアナロ
グに変換され、例えば電話回線を経由して伝送される。
受信側では、電話回線からのアナログ信号はデジタル信
号に変換され、得られたサンプルは高速フリーリエ変換
(FFT)により周波数複素係数に変換される。
【0013】シンボルを伝送する時発生するシンボル間
の干渉による多数の問題を生じない様にするため、“サ
イクリックプレフィックス(即ちガードインターバ
ル)”が各シンボルの前に挿入される。このサイクリッ
クプレフィックスはシンボルの最後のシンボルの始めが
掛け算される。
【0014】図2はτ個のサンプルを有するサイクリッ
クプレフィックスを挿入した従来の回路10を示してい
る。i∈〔1,N〕の場合、複素係数
【0015】
【数8】 は、IFFT回路12に加えられる。IFFT回路12はSからS
のN個の時間サンプルから成るシンボルDの複素係数の
グループから発生する。シンボルDはFIFOタイプ14の
メモリと、マルチプレクサ16の第一の入力に加えられ
る。メモリ14の出力はマルチプレクサ16の第二の入力に
接続されている。
【0016】時間tで、IFFT回路12はシンボルDの第
一のサンプルSを出力し、メモリ14は書込みモードで
制御されており前記のサンプルとそれ以下のサンプルを
記憶する。マルチプレクサ16は切り替えられメモリ14の
出力を選択し、このメモリ出力は前のシンボルのサンプ
ルに加えられる。図10のこの状態は時間
【0017】
【数9】 まで変化しない。
【0018】時間
【0019】
【数10】 で、メモリ14は前のシンボルのサンプルの出力を中止
し、プレフィックスの前にある最後のサンプルに対しカ
レントシンボルDのサイクリックサンプルを含んでい
る。IFFT回路12はプレフィックスサンプルの出力を開始
する。このプレフィックスサンプルはSからSで示し
ており、メモリ14へ記憶することを続ける。その間、マ
ルチプレクサ16は切り替えられプレフィックスサンプル
SをSに送る。回路10のこの状態は時間tまで変化
しない状態を保つ。
【0020】時間tN+1で、IFFT回路12は停止する
が、メモリ14は全てのカレントシンボルDを含んでお
り、プレフィックスが伝送される。マルチプレクサ16は
再び切り替えられサンプルS即ちシンボルDをメモリ
14により出力されるSに加える。
【0021】時間
【0022】
【数11】 で、IFFT回路12は再起動し次のサンプル値の出力を開始
する。時間
【0023】
【数12】 は次のシンボルの間前述の時間tに対応している。
【0024】回路10のこの状態は、シンボルDがサイ
クリックプレフィックスの後伝送される時、時間2t
で変化しない状態を保つ。
【0025】時間2tN+1は次のシンボルの場合、前述
の時間
【0026】
【数13】 に対応している。
【0027】
【発明が解決しようとする課題】回路10の大きな欠点は
サイクリックプレフィックスを挿入することによりシン
ボルDの伝送に対し(N個のサンプルの)遅延tを生
ずることである。電話回線による伝送又は他のリアルタ
イム伝送の様な応用例の幾つかでは、この様な遅延が発
生することを受け付けることができない。
【0028】その他、従来の回路10ではサンプル数Nが
多いのでメモリ14が非常に大きくなることである。
【0029】この発明の目的は、特に伝送遅延を少なく
するサイクリックプレフィックス発生回路を提供するこ
とである。
【0030】この発明の他の目的は、容量が小さなメモ
リを使用する回路を提供することである。
【0031】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明は連続した時間サンプルから成るシンボル
のサイクリックプレフィックスを発生する回路であっ
て、前記のプレフィックスはシンボルの始めにシンボル
の最後のサンプルを掛け算をしたものであり、前記のシ
ンボルは周波数のそれぞれに対応した複素係数の逆フー
リエ変換により得られており、周波数に比例した値によ
りそれぞれの複素係数の位相をシフトする手段と、シン
ボルの始めのサンプルを記憶するメモリと、記憶したサ
ンプルをシンボルの終りに複写する手段と、を含むこと
を特徴とするサイクリックプレフィックス発生回路を提
供することである。
【0032】この発明の実施例によれば、複素係数の位
相をシフトする手段が乗算器を含み、前記乗算器が係数
のそれぞれに関係した周波数に比例した位相とユニティ
ノルムとを有する複素数に複素係数のそれぞれを掛け算
するため接続されていることを特徴とする。
【0033】この発明の実施例によれば、メモリがFIFO
型であることを特徴とする。
【0034】この発明の実施例によれば、記憶したサン
プルを複写する手段がマルチプレクサを含み、該マルチ
プレクサの第一の入力と第二の入力がそれぞれメモリの
入力と出力に接続されていることを特徴とする。
【0035】この発明は、更に時間シンボルのサイクリ
ックプレフィックスを発生する方法であって、前記のプ
レフィックスはシンボルの始めにシンボルの最後のサン
プルを掛け算をしたものであり、前記のシンボルは周波
数のそれぞれに対応した複素係数の逆フーリエ変換によ
り得られており、周波数に比例した値により複素係数の
それぞれの位相をシフトすること、シンボルの始めのサ
ンプルを記憶すること、シンボルの終りに記憶したサン
プルを複写すること、を特徴とする方法を提供すること
である。
【0036】
【発明の実施の形態】この発明はサイクリックプレフィ
ックスが加えられるシンボルのサンプルを巡回的にシフ
トするが、シフトの前にシンボルを形成する最後のサン
プルがシフトの後にシンボルの始めに置かれ、直接プレ
フィックスを形成することを提供している。この様にシ
フトされたシンボルを伝送することにより、プレフィッ
クスが第一に伝送され、その後シンボルを伝送するため
にのみ必要でプレフィックスにより構成されたシンボル
の部分が伝送される。従って、プレフィックスに等しい
遅延のみが伝送中に発生し、再送可能なプレフィックス
のみ記憶さえすればシンボルを構成することが十分にで
きる。
【0037】シンボルの巡回シフトはシンボルを形成す
る全ての正弦波の巡回シフトを同じにする必要がある。
これを行うため、周波数複素係数のそれぞれは時間シフ
トを生ずる複素係数と掛け算される。この時間シフトは
所要の巡回シフトに対応している。
【0038】図3はこの発明の手順を更に詳細に説明す
る図である。この図はこの発明に基づき
【0039】
【数14】 のシフト係数と掛け算された
【0040】
【数15】 までの複素係数のグループのIFFTを示している。
【0041】
【数16】 の掛け算は位相φに値
【0042】
【数17】 だけ変更を加えたことになる。位相シフト
【0043】
【数18】 は、fを正弦波の周波数とする時対応する正弦波部分
に値
【0044】
【数19】 だけ巡回シフトすることを示している。このシフト量は
一定でなく周波数fの関数である。
【0045】この発明に基づき、
【0046】
【数20】 のN個の複素係数は位相シフトされ、対応する正弦波部
分は同じ値、即ちサンプルと同じ値τだけ全て巡回シフ
トされる。これを行うため、Kを2πfとする時各係
【0047】
【数21】 が掛け算される。これにより、iが1からNまで変化する
時、係数
【0048】
【数22】 に対応する正弦波の和であるシンボルD'はτ個のサン
プルだけ巡回シフトした先行のシンボルDに対応す
る。
【0049】係数
【0050】
【数23】 は予め決められ、例えばROM内に記憶されている。
【0051】図4はこの発明に基づくサイクリックプレ
フィックスの発生回路20の実施例を示している。この回
路は図2の回路に似ており、参照番号は同じ素子を示し
ている。この発明によれば、i∈〔1,N〕の時複素係数
【0052】
【数24】 は複素乗算器22を通りIFFT回路12に加えられている。こ
の複素乗算器22の第二の入力には前述のN個の係数
【0053】
【数25】 をそれぞれ対応しながら加えられている。
【0054】図3の関係から判る様に、図4のIFFT回路
により出力されるシンボルD'は図2のシンボルD
対応している。シンボルDはτ個のサンプルにより巡
回シフトを行っている。シンボルD'の第一の時間間隔
がτであるS'からS'のサンプルはシンボルDの最
後の時間間隔がτであるSからSのサンプルである。
シンボルD'のサンプルS'からS'のサンプルはシン
ボルDのサイクリックプレフィックスを形成し、シン
ボルD'の次のサンプルはシンボルDのT−τの第一の
サンプルを形成している。シンボルDをこの状態にす
るためには、シンボルD'の後にサンプルS'からS'
を複写するだけで十分である。これを行うため、サンプ
ルS'からS'はメモリ24に記憶される。このメモリは
N−τの代わりτ個のサンプルのみを記憶を行う。
【0055】時間tでIFFT回路12はシンボルD'の第
一のサンプルS'を出力し、メモリ24は書き込みモード
で制御されIFFT回路により発生した前記のサンプルを記
憶する。マルチプレクサ16は切り替えされIFFT回路12の
出力を選択する。回路10のこの状態は時間
【0056】
【数26】 まで変化しない状態を保つ:これによりサンプルS'か
らS'をメモリ24に記憶することができ、サンプルS'
からS'により形成されたサイクリックプレフィックス
をマルチプレクサ16の出力に与える。
【0057】時間
【0058】
【数27】 で、サンプルS'からS'を記憶したメモリ24は動作を
止める。マルチプレクサ16の位置は変更されず、回路の
この状態は時間tまで保たれる。マルチプレクサ16は
このインターバルの間にシンボルD'のサンプルS
J+1'からS'を加える。このサンプルは前述のサン
プルSからSに対応している。
【0059】時間tN+1で、IFFT回路12は動作を停止
し、メモリ24は読み出しモードで制御され含まれる第一
のサンプルS'を出力する。更に、マルチプレクサ16は
切り替えられメモリ24の出力を選択する。回路10のこの
状態は時間
【0060】
【数28】 まで変化しない状態を保つ。このインターバルの間、マ
ルチプレクサ16はメモリ24から読み出されたS'からS
'のサンプルを連続的に出力する。このサンプルは前
述のサンプルSI+1からSに対応している。
【0061】時間
【0062】
【数29】 で、IFFT回路12は再起動し、次のシンボルのサンプルを
出力し、記載されたサイクルが時間tまで再開され
る。
【0063】この発明によりプレフィックスの期間τだ
けシンボルを遅延させることにのみシンボルのサイクリ
ックプレフィックスを発生することができる。これは従
来の技術に比較して
【0064】
【数30】 の時間短縮である。この時間短縮はリアルタイム伝送の
場合特に価値がある。
【0065】更に、この発明により使用しているメモリ
24はプレフィックスを形成するサンプルを記憶するため
にのみ使用されるので容量が小さい。
【0066】この発明は、当業者が容易に考えることが
できる種々の変更、修正及び改良を行うことができる。
この種の変更、修正及び改良はこの発明の開示の一部で
あり、この発明の精神及び範囲の中にある。従って、前
述の記載は一例であり、この例に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の技術に基づく一連の複素係数のIFFTを示
す図である。
【図2】従来の技術に基づく回路によるサイクリックプ
レフィックスの発生を示す図である。
【図3】この発明に基づく一連の複素係数のグループの
IFFTを示す図である。
【図4】この発明に基づくサイクリックプレフィックス
の発生の実施例を示す図である。
【符号の説明】
10 従来の回路 11 IFFT回路 12 メモリ 13 マルチプレクサ 14 この発明に基づく回路 15 シフトする手段 16 メモリ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 時間領域で連続したサンプルから成るシ
    ンボルのサイクリックプレフィックスを発生する回路で
    あって、前記のプレフィックスはシンボルの始めにシン
    ボルの最後のサンプルを掛け算をしたものであり、前記
    のシンボルは周波数のそれぞれに対応した複素係数の逆
    フーリエ変換により得られており、 前記シンボルの最後のサンプルは巡回置換に基づきシン
    ボルの始めにシフトするため、周波数に比例した値によ
    りそれぞれの複素係数の位相をシフトする手段(22)と、 シフトしたサンプルを記憶するメモリ(24)と、 記憶したサンプルをシンボルの終りに複写する手段(16)
    と、を含むことを特徴とするサイクリックプレフィック
    ス発生回路。
  2. 【請求項2】 複素係数の位相をシフトする手段が乗算
    器(22)を含み、前記乗算器が係数のそれぞれに関係した
    周波数に比例した位相とユニティノルムとを有する複素
    数に複素係数のそれぞれを掛け算するため接続されてい
    ることを特徴とする請求項1に記載のサイクリックプレ
    フィックス発生回路。
  3. 【請求項3】 メモリ(24)がFIFO型であることを特徴と
    する請求項1に記載のサイクリックプレフィックス発生
    回路。
  4. 【請求項4】 記憶したサンプルを複写する手段がマル
    チプレクサ(16)を含み、該マルチプレクサ(16)の第一
    の入力と第二の入力がそれぞれメモリの入力と出力に接
    続されていることを特徴とする請求項1に記載のサイク
    リックプレフィックス発生回路。
  5. 【請求項5】 時間領域でシンボルのサイクリックプレ
    フィックスを発生する方法であって、前記のプレフィッ
    クスはシンボルの始めにシンボルの最後のサンプルを掛
    け算をしたものであり、前記のシンボルは周波数のそれ
    ぞれに対応した複素係数の逆フーリエ変換により得られ
    ており、 周波数に比例した値により複素係数のそれぞれの位相を
    シフトすること、 シンボルの始めのサンプルを記憶すること、 シンボルの終りに記憶したサンプルを複写すること、の
    段階を含むことを特徴とするサイクリックプレフィック
    スの発生方法。
JP2000017221A 1999-01-27 2000-01-26 Dmt変調技術におけるガ―ドインタ―バルの発生 Abandoned JP2000224138A (ja)

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EP (1) EP1024635B1 (ja)
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FR (1) FR2788907B1 (ja)

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