JP2006074403A - Method and device for ofdm demodulation - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、OFDM(直交周波数分割多重方式)の信号を復調するOFDM復調装置及び方法に関するものである。 The present invention relates to an OFDM demodulator and method for demodulating an OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) signal.
近年、デジタル信号を伝送する方式として、直交周波数分割多重方式(OFDM:Orthogonal Frequency Division Multiplexing)と呼ばれる変調方式が提案されている。このOFDM方式は、伝送帯域内に多数の直交する副搬送波(サブキャリア)を設け、それぞれのサブキャリアの振幅及び位相にデータを割り当て、PSK(Phase Shift Keying)やQAM(Quadrature Amplitude Modulation)によりデジタル変調する方式である。 In recent years, a modulation method called orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) has been proposed as a method for transmitting digital signals. In this OFDM system, a number of orthogonal subcarriers (subcarriers) are provided in a transmission band, data is allocated to the amplitude and phase of each subcarrier, and digitally transmitted by PSK (Phase Shift Keying) or QAM (Quadrature Amplitude Modulation). Modulation method.
OFDM方式は、マルチパス妨害の影響を強く受ける地上波デジタル放送に適用することが広く検討されている。 The OFDM system is widely studied to be applied to terrestrial digital broadcasting that is strongly affected by multipath interference.
OFDM方式による送信信号は、図13に示すように、OFDMシンボルと呼ばれるシンボル単位で伝送される。このOFDMシンボルは、送信時にIFFTが行われる信号期間である有効シンボルと、この有効シンボルの後半の一部分の波形がそのままコピーされたガードインターバルとから構成されている。このガードインターバルは、OFDMシンボルの前半部分に設けられている。ガードインターバルは、例えば、有効シンボルの1/4や1/8の時間長の信号とされている。 As shown in FIG. 13, a transmission signal by the OFDM scheme is transmitted in symbol units called OFDM symbols. This OFDM symbol is composed of an effective symbol that is a signal period during which IFFT is performed at the time of transmission, and a guard interval in which a waveform of a part of the latter half of the effective symbol is copied as it is. This guard interval is provided in the first half of the OFDM symbol. The guard interval is, for example, a signal having a length of 1/4 or 1/8 of the effective symbol.
このようなOFDM信号を受信するOFDM受信装置では、FFT演算回路によりFFT演算がされることよって、受信したOFDM信号の復調が行われる。OFDM受信装置は、有効シンボルとガードインターバルとから構成されるOFDMシンボルに対して、OFDMシンボルの境界位置を検出し、検出したシンボル境界位置から有効シンボルと同一の長さの演算範囲(FFTウィンドウ)を定め、このFFTウィンドウにより定められた部分のデータをOFDMシンボルから特定してFFT演算を行う。 In an OFDM receiving apparatus that receives such an OFDM signal, the received OFDM signal is demodulated by performing an FFT operation by an FFT operation circuit. The OFDM receiver detects an OFDM symbol boundary position with respect to an OFDM symbol composed of an effective symbol and a guard interval, and an operation range (FFT window) having the same length as the effective symbol from the detected symbol boundary position And the FFT operation is performed by specifying the data of the portion determined by the FFT window from the OFDM symbol.
ところで、地上波放送は、マルチパス環境下の伝送路である。つまり、受信位置の周囲の地形や建物等の周辺環境によって、遅延波による妨害を強く受け、OFDM受信装置により受信された信号は、複数の遅延波が合成された合成波となってしまう。 By the way, terrestrial broadcasting is a transmission path under a multipath environment. That is, the signal received by the OFDM receiver is strongly combined with a plurality of delayed waves due to strong interference from delayed waves depending on the surrounding terrain around the reception position and surrounding environment such as a building.
このように、マルチパス環境下の伝送路では、複数のパスが存在するために複数のシンボル境界が存在することとなるが、通常、放送局からの直接波が最も早く到達するので、この信号を主信号(メインパス)とし、このメインパスのシンボル境界位置に基づきFFTウィンドウ位置を設定することによって、シンボル間干渉が存在しないようにする。 In this way, in a transmission path under a multipath environment, there are a plurality of symbol boundaries because there are a plurality of paths. Usually, however, the direct wave from the broadcasting station reaches the earliest, so this signal Is set as the main signal (main path), and the FFT window position is set based on the symbol boundary position of the main path so that there is no intersymbol interference.
ここで、このFFT演算位置を定めるFFTウィンドウの位置の設定方法について説明する(特許文献1,2参照。)。
Here, a method for setting the position of the FFT window for determining the FFT calculation position will be described (see
FFTウィンドウを設定する場合、FFT演算される前のOFDM信号を遅延させて、ガードインターバル部分の波形とOFDMシンボルの後半部分の波形(即ち、ガードインターバルのコピー元の信号波形)との相関性を求め、OFDMシンボルの境界を求める。この自己相関関数のピーク値が示す時間が、各パスのOFDMシンボルの境界となり、最も高いピーク値がメインパスのOFDMシンボル境界となる。 When setting the FFT window, the OFDM signal before the FFT operation is delayed to correlate the waveform of the guard interval portion with the waveform of the latter half of the OFDM symbol (that is, the signal waveform of the guard interval copy source). Find the OFDM symbol boundary. The time indicated by the peak value of the autocorrelation function is the OFDM symbol boundary of each path, and the highest peak value is the OFDM symbol boundary of the main path.
また、他の方法としては、OFDM信号に含まれている特定レベル且つ特定位相の信号(パイロット信号)を抽出し、パイロット信号をIFFT変換して、各パスの信号強度を求め、求めた信号強度のうち最も高いパスをメインパスとし、シンボル境界を求める方法もある。 As another method, a signal (pilot signal) having a specific level and a specific phase included in the OFDM signal is extracted, and the pilot signal is subjected to IFFT to obtain the signal strength of each path. There is also a method in which the highest path is used as the main path and the symbol boundary is obtained.
以上のように、最も受信信号強度の高いパスを抽出し、このパスをメインパスとしてシンボル境界を検出することによって、シンボル間干渉がないようにFFTの演算範囲を正確に定める。 As described above, by extracting the path with the highest received signal strength and detecting the symbol boundary using this path as the main path, the FFT calculation range is accurately determined so that there is no intersymbol interference.
ところが、移動受信をしている場合、周囲の地形や建物等の周辺環境が頻繁に変動するので、受信信号のマルチパスの状態も頻繁に変動する。 However, when performing mobile reception, the surrounding environment such as surrounding terrain and buildings frequently fluctuates, so the multipath state of the received signal also fluctuates frequently.
このため、放送局からの直接波の信号強度が瞬時的に小さくなったり、遅延波の信号強度が瞬時的に大きくなったりする場合がある。このような場合、瞬時的にメインパスの検出誤りが発生し、FFTウィンドウの開始点が瞬時的に大幅に変動することとなり、再生不良となる。 For this reason, the signal strength of the direct wave from the broadcast station may decrease instantaneously, or the signal strength of the delayed wave may increase instantaneously. In such a case, a main path detection error occurs instantaneously, and the starting point of the FFT window fluctuates greatly instantaneously, resulting in poor reproduction.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、マルチパスの状態が変動するような環境においても、最適な位置にFFTウィンドウを制御し、復調された信号の品質を向上するOFDM信号復調装置及び復調方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an OFDM that controls the FFT window to an optimal position and improves the quality of a demodulated signal even in an environment where the multipath state fluctuates. An object of the present invention is to provide a signal demodulating device and a demodulating method.
本発明に係るOFDM復調装置は、直交周波数分割多重(OFDM)信号を復調するOFDM復調装置において、マルチパス環境下の伝送路を介して上記OFDM信号が入力され、入力されたOFDM信号の1つの伝送シンボルから有効シンボル期間分の演算範囲を特定し、特定した演算範囲をフーリエ変換して情報を復調するフーリエ変換手段と、入力されたOFDM信号のうちのメインパスを検出し、検出したメインパスのシンボル境界位置に基づき上記演算範囲を制御する同期制御手段とを備え、上記同期制御手段は、入力されたOFDM信号に含まれているパスを検出し、検出したパスのうち、信号強度の大きいn個(nは2以上の整数)のパスを選択し、選択したn個のパスのうち、前回のメインパスから最も時間が近いパスをメインパスとすることを特徴とする。 An OFDM demodulator according to the present invention is an OFDM demodulator that demodulates an orthogonal frequency division multiplex (OFDM) signal. The OFDM signal is input via a transmission path under a multipath environment, and one of the input OFDM signals is input. A Fourier transform means for demodulating information by identifying a computation range for the effective symbol period from the transmission symbol, and a Fourier transform of the identified computation range, and detecting a main path of the input OFDM signal, and detecting the detected main path Synchronization control means for controlling the calculation range based on the symbol boundary position, and the synchronization control means detects a path included in the input OFDM signal, and has a high signal strength among the detected paths Select n paths (where n is an integer greater than or equal to 2). Among the selected n paths, select the path that is closest in time to the previous main path. Characterized in that the campus.
本発明に係るOFDM復調装置は、直交周波数分割多重(OFDM)信号を復調するOFDM復調装置において、マルチパス環境下の伝送路を介して上記OFDM信号が入力され、入力されたOFDM信号の1つの伝送シンボルから有効シンボル期間分の演算範囲を特定し、特定した演算範囲をフーリエ変換して情報を復調するフーリエ変換手段と、入力されたOFDM信号のうちのメインパスを検出し、検出したメインパスのシンボル境界位置に基づき上記演算範囲を制御する同期制御手段とを備え、上記同期制御手段は、入力されたOFDM信号のパスを検出し、検出したパスのうち、前回のメインパスから所定時間の範囲に存在するパスを選択し、選択したパスのうち、最も信号強度の大きいパスをメインパスとする。 An OFDM demodulator according to the present invention is an OFDM demodulator that demodulates an orthogonal frequency division multiplex (OFDM) signal. The OFDM signal is input via a transmission path under a multipath environment, and one of the input OFDM signals is input. A Fourier transform means for demodulating information by identifying a computation range for the effective symbol period from the transmission symbol, and a Fourier transform of the identified computation range, and detecting a main path of the input OFDM signal, and detecting the detected main path Synchronization control means for controlling the calculation range based on the symbol boundary position, and the synchronization control means detects a path of the input OFDM signal, and among the detected paths, a predetermined time from the previous main path. A path existing in the range is selected, and the path having the highest signal strength among the selected paths is set as the main path.
本発明に係るOFDM復調方法は、マルチパス環境下の伝送路を介して直交周波数分割多重(OFDM)信号が入力され、入力されたOFDM信号の有効シンボル期間分の演算範囲を特定し、特定した演算範囲をフーリエ変換して情報を復調するOFDM復調方法において、入力されたOFDM信号に含まれているパスを検出し、検出したパスのうち、信号強度の大きいn個(nは2以上の整数)のパスを選択し、選択したn個のパスのうち、前回のメインパスから最も時間が近いパスをメインパスとし、上記メインパスのシンボル境界位置を検出し、検出したメインパスのシンボル境界位置に基づき、上記演算範囲を制御することを特徴とする。 In the OFDM demodulation method according to the present invention, an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) signal is input via a transmission path under a multipath environment, and the calculation range for the effective symbol period of the input OFDM signal is specified and specified. In an OFDM demodulation method for demodulating information by performing Fourier transform on an operation range, a path included in an input OFDM signal is detected, and n of the detected paths having a large signal strength (n is an integer of 2 or more) ), The path closest to the previous main path among the selected n paths is set as the main path, the symbol boundary position of the main path is detected, and the detected symbol boundary position of the main path Based on the above, the calculation range is controlled.
本発明に係るOFDM復調方法は、マルチパス環境下の伝送路を介して直交周波数分割多重(OFDM)信号が入力され、入力されたOFDM信号の有効シンボル期間分の演算範囲を特定し、特定した演算範囲をフーリエ変換して情報を復調するOFDM復調方法において、入力されたOFDM信号に含まれているパスを検出し、検出したパスのうち、前回のメインパスから所定時間の範囲に存在するパスを選択し、選択したパスのうち、最も信号強度の大きいパスをメインパスとし、上記メインパスのシンボル境界位置を検出し、検出したメインパスのシンボル境界位置に基づき、上記演算範囲を制御する。 In the OFDM demodulation method according to the present invention, an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) signal is input via a transmission path under a multipath environment, and the calculation range for the effective symbol period of the input OFDM signal is specified and specified. In an OFDM demodulation method that demodulates information by Fourier transforming the calculation range, a path included in the input OFDM signal is detected, and among the detected paths, a path that exists within a predetermined time range from the previous main path The path having the highest signal strength among the selected paths is set as the main path, the symbol boundary position of the main path is detected, and the calculation range is controlled based on the detected symbol boundary position of the main path.
本発明に係るOFDM復調装置及び方法では、信号強度の大きいn個(nは2以上の整数)のパスを選択し、選択したn個のパスのうち前回のメインパスから最も時間が近いパスをメインパスとしてシンボル境界位置を検出し、検出したメインパスのシンボル境界位置に基づき、フーリエ変換の演算範囲を設定する。 In the OFDM demodulating apparatus and method according to the present invention, n paths (n is an integer of 2 or more) with high signal strength are selected, and the path closest in time to the previous main path is selected from the selected n paths. A symbol boundary position is detected as a main path, and a Fourier transform calculation range is set based on the detected symbol boundary position of the main path.
本発明に係るOFDM復調装置及び方法では、OFDM信号に含まれているパスを検出し、検出したパスのうち前回のメインパスから所定時間の範囲に存在するパスを選択し、選択したパスのうち最も信号強度の大きいパスをメインパスとしてシンボル境界位置を検出し、検出したメインパスのシンボル境界位置に基づき、フーリエ変換の演算範囲を設定する。 In the OFDM demodulating apparatus and method according to the present invention, a path included in an OFDM signal is detected, a path existing within a predetermined time range from the previous main path is selected from the detected paths, and the path among the selected paths is selected. The symbol boundary position is detected with the path having the highest signal intensity as the main path, and the calculation range of the Fourier transform is set based on the detected symbol boundary position of the main path.
以下、本発明が適用されたOFDM受信装置について説明する。 Hereinafter, an OFDM receiving apparatus to which the present invention is applied will be described.
OFDM受信装置1は、図1に示すように、アンテナ2と、チューナ3と、バンドパスフィルタ(BPF)4と、A/D変換回路5と、デジタル直交復調回路6と、FFT演算回路7と、パイロット位置検出回路8と、シンボル同期回路9と、等化回路10と、伝送路復号回路11とを備えている。
As shown in FIG. 1, the
放送局から放送されたデジタル放送の放送波は、OFDM受信装置1のアンテナ2により受信され、RF信号としてチューナ3に供給される。受信されたRF信号は、乗算器及び局部発振器からなるチューナ3によりIF信号に周波数変換され、BPF4に供給される。チューナ3から出力されたIF信号は、BPF4によりフィルタリングされた後、A/D変換回路5によりデジタル化される。デジタル化されたIF信号は、デジタル直交復調回路6に供給される。
A broadcast wave of a digital broadcast broadcast from a broadcast station is received by the
デジタル直交復調回路6は、所定の周波数(キャリア周波数)のキャリア信号を用いて、デジタル化されたIF信号を直交復調し、ベースバンドのOFDM信号を出力する。ベースバンドのOFDM信号は、直交復調された結果、実軸成分(Iチャネル信号)と、虚軸成分(Qチャネル信号)とから構成される複素信号となる。デジタル直交復調回路6から出力されるベースバンドのOFDM信号は、FFT演算回路7及びシンボル同期回路9に供給される。
The digital
FFT演算回路7は、ベースバンドのOFDM信号に対してFFT演算を行い、各サブキャリアに直交変調されている信号を抽出して出力する。
The
FFT演算回路7は、1つのOFDMシンボルから有効シンボル長分の信号を抜き出し、抜き出した信号に対してFFT演算を行う。すなわち、FFT演算回路7は、1つのOFDMシンボルからガードインターバル長分の信号を除き、残った信号に対してFFT演算を行う。FFT演算を行うために抜き出される信号の範囲は、その抜き出した信号点が連続していれば、1つのOFDMシンボルの任意の位置でよい。つまり、その抜き出す信号の範囲の開始位置は、OFDMシンボルの先頭の境界位置から、ガードインターバルの終了位置までの間のいずれかの位置となる。FFT演算回路7により抽出された信号は、パイロット位置検出回路8、シンボル同期回路9及び等化回路10に供給される。
The
パイロット位置検出回路8は、FFT演算回路7により復調された信号に基づき伝送フレームの境界を抽出する。伝送フレームは、所定数のOFDMシンボルから構成された伝送単位である。パイロット位置検出回路8は、伝送フレーム内の所定の位置に含まれているスキャッタードパイロット信号(SP信号)の挿入位置を特定する。OFDM信号には、所定の振幅及び所定の位相のSP信号が、OFDMシンボル内の特定の位置に散在されている。パイロット位置検出回路8は、伝送フレームのタイミングを検出することにより、SP信号の挿入位置を検出する。パイロット位置検出回路8は、検出したSP信号の位置情報を、等化回路10及びシンボル同期回路9に供給する。
The pilot
シンボル同期回路9は、デジタル直交復調回路6から出力されたベースバンドのOFDM信号のうち、主信号(メインパス)のシンボル境界を算出し、検出したシンボル境界位置に基づきFFT演算回路7に対してFFT演算範囲を特定する。シンボル同期回路9は、ベースバンドのOFDM信号、FFT演算回路7により復調された後の各サブキャリアに変調されていた信号、及び、SP信号を用いて、メインパスのシンボル境界を算出する。シンボル同期回路9は、FFT演算範囲に基づき演算開始タイミングを示すトリガーを生成し、生成したトリガーをFFT演算回路7に供給する。
The
等化回路10は、SP信号を用いて、FFT演算回路7から出力された信号に対して、位相等化及び振幅等化を行う。等化回路10は、このSP信号を抽出して、このSP信号のひずみ量を算出し、波形等化を行っている。波形等化が行われた信号は、伝送路復号回路11に供給される。
The
伝送路復号回路11は、等化回路10により波形等化がされた信号に対して、キャリア復調、周波数デインタリーブ、デマッピング、ビタビ復号、誤り訂正処理等を行い、トランスポートストリームを出力する。
The transmission path decoding circuit 11 performs carrier demodulation, frequency deinterleaving, demapping, Viterbi decoding, error correction processing, and the like on the signal whose waveform has been equalized by the
以上のようなOFDM受信装置1では、デジタル地上放送として放送されたOFDM信号を受信及び復調し、復調した信号を伝送路復号をして、例えば音声や映像信号が含まれているトランスポートストリームを出力することができる。
In the
つぎに、シンボル同期回路9について説明をする。
Next, the
シンボル同期回路9は、図13に示したように、OFDMシンボルの境界位置を検出し、検出したシンボル境界位置から有効シンボルと同一の長さの演算範囲(FFTウィンドウ)を特定し、FFTウィンドウの開始タイミングを示すトリガーを生成するものである。ただし、マルチパス環境下の伝送路では、入力されたOFDM信号は、多数のパスを経由したOFDM信号が合成されており、シンボル境界が多数存在することとなる。そのため、シンボル同期回路9では、多数のパスのOFDM信号から、例えば放送局からの直接波等の最も安定したパスの信号(以下、メインパス)を推定し、推定したメインパスのシンボル境界に基づきFFTウィンドウを設定している。
As shown in FIG. 13, the
図2に、シンボル同期回路9の構成図を示す。
FIG. 2 shows a configuration diagram of the
シンボル同期回路9は、図2に示すように、FFT演算前のベースバンドのOFDM信号を用いて大まかなシンボル同期のタイミングを生成する第1の同期検出回路21と、FFT演算した後の信号から検出されたSP信号を用いて細かいシンボル同期のタイミングを生成する第2の同期検出回路22と、第1の同期検出回路21により検出されたタイミング又は第2の同期検出回路22により検出されたタイミングに基づき、FFTウィンドウのトリガーを生成するトリガー生成回路23とを備えている。
As shown in FIG. 2, the
シンボル同期回路9では、受信開始時には、まず、第1の同期検出回路21でラフなFFTウィンドウのトリガーを生成する。つまり、受信開始時には、ラフなシンボル同期でOFDM信号の復調が行われる。ラフなFFTウィンドウのトリガーによりシンボルの同期処理を行って一定時間継続すると、シンボル同期回路9では、第2の同期検出回路22を用いてFFTウィンドウのトリガーを生成する。つまり、ある程度、ラフな同期が確立したのちに、より正確なシンボル同期が行われ、安定した再生状態となる。
In the
以下、第1の同期検出回路21及び第2の同期検出回路22について説明をする。
Hereinafter, the first
まず、第1の同期検出回路21について説明をする。
First, the first
図3に、第1の同期検出回路21の回路構成を示す。
FIG. 3 shows a circuit configuration of the first
第1の同期検出回路21は、図3に示すように、遅延回路31と、相関回路32と、移動平均回路33と、積分回路34と、ピーク検出回路35とを備えている。
As shown in FIG. 3, the first
デジタル直交復調回路6から出力されたベースバンドのOFDM信号(図4(A))は、遅延回路31及び相関回路32に供給される。遅延回路31は、入力されたベースバンドのOFDM信号を有効シンボル時間分遅延させる。遅延回路31により有効シンボル時間分遅延されたベースバンドのOFDM信号(図4((B))は、相関回路32に入力される。
The baseband OFDM signal (FIG. 4A) output from the digital
相関回路32は、有効シンボル期間分遅延されたベースバンドのOFDM信号の複素共役を算出し、遅延されていないベースバンドのOFDM信号と、有効シンボル期間分遅延されたベースバンドのOFDM信号の複素共役信号とを、1サンプル毎に乗算する。乗算結果は、移動平均回路33に供給される。
The
移動平均回路33は、例えば、ガードインターバル長分のレジスタ群から構成されるシフトレジスタと、各レジスタに格納されている値の平均を演算する加算器とから構成され、1サンプル毎に順次入力されてきた乗算結果に対して、ガードインターバル分のサンプル毎の移動平均演算を行う。移動平均回路33により移動平均された値は、積分回路34に入力される。積分回路34は、入力された移動平均値を積分する。積分回路34から出力される値が、ベースバンドのOFDM信号と、有効シンボル分の遅延がされたベースバンドのOFDM信号との相関を示した相関信号(図4(C))となる。
The moving
ピーク検出回路35は、相関信号のピーク値を検出し、そのピークタイミングにハイとなるパルス(ラフなFFTトリガー 図4(D))を発生する。
The
第1の同期検出回路21は、以上のように、フィードフォワード制御によりシンボル同期タイミングを生成する。トリガー生成回路23は、受信開始時には、この第1の同期検出回路21から発生されたトリガーを、FFT演算回路7に供給する。
As described above, the first
つぎに、第2の同期検出回路22について説明をする。
Next, the second
図5に、第2の同期検出回路22に回路構成を示す。
FIG. 5 shows a circuit configuration of the second
第2の同期検出回路22は、図5に示すように、パイロット抽出回路41と、IFFT回路42と、信号強度算出回路43と、メインパス選択回路44とを備えている。
As shown in FIG. 5, the second
パイロット抽出回路41には、FFT演算回路7によりFFT演算がされた後の信号が入力される。パイロット抽出回路41は、SP信号の挿入位置に基づき、FFT演算がされた後の信号からSP信号のみを抽出する。パイロット抽出回路41により抽出されたSP信号は、IFFT演算回路42に供給される。
The pilot extraction circuit 41 receives a signal after the FFT calculation by the
IFFT演算回路42は、SP信号を逆FFT変換して、SP信号のみから構成されたベースバンドOFDM信号を生成する。SP信号を利用して構成されるベースバンドのOFDM信号は、信号強度算出回路43に供給される。 The IFFT arithmetic circuit 42 performs inverse FFT conversion on the SP signal to generate a baseband OFDM signal composed only of the SP signal. The baseband OFDM signal configured using the SP signal is supplied to the signal strength calculation circuit 43.
信号強度算出回路43は、SP信号のみから構成されるベースバンドのOFDM信号に対してフィルタ演算を行い、伝送路特性を算出する。具体的には、多数の遅延波が合成された受信信号における、各パスの遅延時間及び信号強度を算出する。SP信号が振幅及び位相が予め既知の信号であるため、このような伝送路特性を算出することができる。信号強度算出回路43は、各パスの遅延時間を、例えば、図6に示すように、現在のFFTウィンドウの設定位置と各パスとの時間差(すなわち、現在のメインパスとして設定しているパスと、その他のパスとの時間差)で表す。信号強度算出回路43により算出された各パスの遅延時間及び信号強度は、メインパス選択回路44に供給される。 The signal strength calculation circuit 43 performs a filter operation on the baseband OFDM signal composed only of the SP signal to calculate the transmission path characteristic. Specifically, the delay time and signal strength of each path in the received signal in which a large number of delayed waves are combined are calculated. Since the SP signal is a signal whose amplitude and phase are known in advance, such transmission path characteristics can be calculated. For example, as shown in FIG. 6, the signal strength calculation circuit 43 sets the delay time of each path to the time difference between the current FFT window setting position and each path (that is, the path set as the current main path). , Time difference from other paths). The delay time and signal strength of each path calculated by the signal strength calculation circuit 43 are supplied to the main path selection circuit 44.
メインパス選択回路44は、信号強度算出回路43により検出された各パスの遅延時間及び信号強度に基づき、複数のパスの中から1つのメインパスを選択する。メインパス選択回路44は、メインパスを選択すると、選択したメインパスと現在のメインパスとの時間差を求め、その時間差に応じた補正量を算出する。算出された補正量は、トリガー生成回路23に入力される。
The main path selection circuit 44 selects one main path from a plurality of paths based on the delay time and signal intensity of each path detected by the signal intensity calculation circuit 43. When the main path selection circuit 44 selects the main path, the main path selection circuit 44 calculates a time difference between the selected main path and the current main path, and calculates a correction amount corresponding to the time difference. The calculated correction amount is input to the
トリガー生成回路23は、以上の第2の同期検出回路22から補正量が入力されると、現在設定がされているトリガーの発生タイミングを補正をし、次から補正したタイミングでトリガーを発生する。
When the correction amount is input from the second
このように第2の同期検出回路22では、現在設定されているFFTウィンドウのタイミングと、受信信号のメインパスとの時間差を求め、その時間差分だけFFTウィンドウを補正している。このため、シンボル同期回路9では、メインパスが変動しても、メインパスに追従したFFTウィンドウのタイミングを生成することができるので、常に正しいFFT演算を行うことが可能となる。
As described above, the second
つぎに、メインパス選択回路44によるメインパスの選択方法について、図7のフローチャートを参照して説明をする。 Next, a main path selection method by the main path selection circuit 44 will be described with reference to the flowchart of FIG.
まず、メインパス選択回路44は、信号強度算出回路43により算出された各サンプルの信号強度及び遅延時間を取得する(ステップS11)。続いて、取得した各サンプルのうち、一つのサンプルを選択する(ステップS12)。続いて、選択したサンプルの信号強度及び遅延時間に対して、所定数のOFDMシンボル分の移動平均を演算する(ステップS13)。 First, the main path selection circuit 44 acquires the signal strength and delay time of each sample calculated by the signal strength calculation circuit 43 (step S11). Subsequently, one sample is selected from the acquired samples (step S12). Subsequently, a moving average for a predetermined number of OFDM symbols is calculated for the signal strength and delay time of the selected sample (step S13).
続いて、メインパス選択回路44は、選択したサンプルの信号強度が、所定数の候補パス(A〜E)のうちの最低強度のパス(候補パスE)の信号強度よりも大きいか否かを判断する(ステップS14)。 Subsequently, the main path selection circuit 44 determines whether or not the signal strength of the selected sample is greater than the signal strength of the lowest strength path (candidate path E) among the predetermined number of candidate paths (A to E). Judgment is made (step S14).
メインパス選択回路44は、選択したサンプルの信号強度の方が大きければ、最低強度であった候補パス(候補パスE)を候補パスから外し、当該選択したサンプルを候補パスに含める。これととともにメインパス選択回路44は、信号強度が大きい順に所定数の候補パス(A〜E)の並べ替えを行う(ステップS15)。選択したパスの信号強度の方が小さければ、メインパス選択回路44は、なんら処理を行わない。 If the signal intensity of the selected sample is larger, the main path selection circuit 44 removes the candidate path (candidate path E) having the lowest intensity from the candidate path and includes the selected sample in the candidate path. At the same time, the main path selection circuit 44 rearranges a predetermined number of candidate paths (A to E) in descending order of signal strength (step S15). If the signal strength of the selected path is smaller, the main path selection circuit 44 does not perform any processing.
続いて、メインパス選択回路44は、全てのサンプルに対してステップS12〜S14の処理が完了したか否かを判断する(ステップS16)。全てのパスについて処理を行っていない場合には、ステップS12に戻り、他のサンプルについてステップS12からの処理を行う。 Subsequently, the main path selection circuit 44 determines whether or not the processing in steps S12 to S14 has been completed for all samples (step S16). If all the paths have not been processed, the process returns to step S12, and the processes from step S12 are performed on other samples.
全てのサンプルに対してステップS12〜S14の処理が完了すると、信号強度が大きい順に所定数(例えば5個)のパスが候補パスとして選択される。 When the processing of steps S12 to S14 is completed for all samples, a predetermined number (for example, five) of paths are selected as candidate paths in descending order of signal strength.
全てのサンプルに対してステップS12〜S14の処理が完了したと判断した場合には、メインパス選択回路44は、所定数の候補パス(候補パスA〜E)の遅延時間を参照し、所定の候補パスの中から前回のメインパスに時間的に最も近い(遅延時間の絶対値が最も小さい)パスを特定する(ステップS17)。 If it is determined that the processing of steps S12 to S14 has been completed for all samples, the main path selection circuit 44 refers to the delay times of a predetermined number of candidate paths (candidate paths A to E), and A path that is closest in time to the previous main path (the absolute value of the delay time is the smallest) is identified from the candidate paths (step S17).
メインパス選択回路44は、ステップS17で特定したパスをメインパスと選択する。 The main path selection circuit 44 selects the path specified in step S17 as the main path.
そして、メインパス選択回路44は、以上のように選択されたメインパスの遅延時間に基づき、前回のFFTウィンドウのトリガーのタイミングを補正するための補正値を算出する。 The main path selection circuit 44 calculates a correction value for correcting the trigger timing of the previous FFT window based on the delay time of the main path selected as described above.
すなわち、メインパス選択回路44では、図8に示すように、受信したOFDM信号に含まれているパスのうち、信号強度の大きいn個(nは2以上の整数)のパスを選択し、選択したn個のパスのうち、前回のメインパスから最も時間が近いパスをメインパスとしている。 That is, as shown in FIG. 8, the main path selection circuit 44 selects and selects n paths (n is an integer of 2 or more) having a high signal strength among paths included in the received OFDM signal. Of the n paths, the path closest to the previous main path is the main path.
このため、OFDM受信装置1では、例えば、放送局からの直接波の信号強度が瞬時的に小さくなったり、遅延波の信号強度が瞬時的に大きくなったりする場合であっても、メインパスの判断を誤らずに、安定的に受信を継続することができる。
For this reason, in the
つぎに、メインパス選択回路44によるメインパスの選択の他の方法(第2の方法)について、図9のフローチャートを参照して説明をする。 Next, another method (second method) of main path selection by the main path selection circuit 44 will be described with reference to the flowchart of FIG.
まず、メインパス選択回路44は、信号強度算出回路43により算出された各サンプルの信号強度及び遅延時間を取得する(ステップS21)。 First, the main path selection circuit 44 acquires the signal strength and delay time of each sample calculated by the signal strength calculation circuit 43 (step S21).
続いて、取得した各サンプルのうち、一つのサンプルを選択する(ステップS22)。続いて、選択したサンプルの遅延時間が、前回のメインパスから所定の時間差内に入っているか否かを判断する(ステップS23)。判断の結果、範囲外であれば、ステップS24からステップS26の処理は行わず、直接ステップS27に進む。範囲内であれば、ステップS24に進む。 Subsequently, one sample is selected from the acquired samples (step S22). Subsequently, it is determined whether or not the delay time of the selected sample is within a predetermined time difference from the previous main path (step S23). As a result of the determination, if it is out of the range, the process from step S24 to step S26 is not performed and the process directly proceeds to step S27. If it is within the range, the process proceeds to step S24.
続いて、メインパス選択回路44は、選択したサンプルの信号強度及び遅延時間に対して、所定数のOFDMシンボル分の移動平均を演算する(ステップS24)。 Subsequently, the main path selection circuit 44 calculates a moving average for a predetermined number of OFDM symbols with respect to the signal strength and delay time of the selected sample (step S24).
続いて、メインパス選択回路44は、選択したサンプルの信号強度が、候補パス(A)の信号強度よりも大きいか否かを判断する(ステップS25)。 Subsequently, the main path selection circuit 44 determines whether or not the signal strength of the selected sample is larger than the signal strength of the candidate path (A) (step S25).
メインパス選択回路44は、候補パスAより選択したサンプルの信号強度の方が大きければ、当該選択したパスを候補パスとする(ステップS26)。選択したサンプルの信号強度の方が小さければ、メインパス選択回路44は、なんら処理を行わない。 If the signal intensity of the sample selected from the candidate path A is larger than that of the candidate path A, the main path selection circuit 44 sets the selected path as a candidate path (step S26). If the signal intensity of the selected sample is smaller, the main path selection circuit 44 does not perform any processing.
続いて、メインパス選択回路44は、全てのサンプルに対してステップS22〜S26の処理が完了したか否かを判断する(ステップS27)。全てのサンプルについて処理を行っていない場合には、ステップS22に戻り、他のサンプルについてステップS22からの処理を行う。 Subsequently, the main path selection circuit 44 determines whether or not the processing in steps S22 to S26 has been completed for all samples (step S27). If all the samples have not been processed, the process returns to step S22, and the processes from step S22 are performed on the other samples.
全てのサンプルに対してステップS22〜S26の処理が完了したと判断した場合には、メインパス選択回路44は、候補パス(候補パスA)をメインパスとして選択する(S28)。 If it is determined that the processing in steps S22 to S26 has been completed for all samples, the main path selection circuit 44 selects a candidate path (candidate path A) as the main path (S28).
そして、メインパス選択回路44は、以上のように選択されたメインパスの遅延時間に基づき、前回のFFTウィンドウのトリガーのタイミングを補正するための補正値を算出する。 The main path selection circuit 44 calculates a correction value for correcting the trigger timing of the previous FFT window based on the delay time of the main path selected as described above.
すなわち、メインパス選択回路44では、図10に示すように、受信したOFDM信号に含まれているパスのうち、前回のメインパスから所定の時間範囲内に存在するパスを選択し、選択したパスのうち、最も信号強度の大きいパスをメインパスとしている。 That is, as shown in FIG. 10, the main path selection circuit 44 selects a path existing within a predetermined time range from the previous main path from the paths included in the received OFDM signal, and selects the selected path. Of these, the path with the highest signal strength is used as the main path.
このため、OFDM受信装置1では、例えば、放送局からの直接波の信号強度が瞬時的に小さくなったり、遅延波の信号強度が瞬時的に大きくなったりする場合であっても、メインパスの判断を誤らずに、安定的に受信を継続することができる。
For this reason, in the
つぎに、メインパス選択回路44によるメインパスの選択のさらに他の方法(第3の方法)について、図11のフローチャートを参照して説明をする。 Next, still another method (third method) of main path selection by the main path selection circuit 44 will be described with reference to the flowchart of FIG.
まず、メインパス選択回路44は、信号強度算出回路43により算出された各サンプルの信号強度及び遅延時間を取得する(ステップS31)。 First, the main path selection circuit 44 acquires the signal strength and delay time of each sample calculated by the signal strength calculation circuit 43 (step S31).
続いて、取得した各サンプルのうち、一つのサンプルを選択する(ステップS32)。続いて、 続いて、メインパス選択回路44は、選択したサンプルの信号強度及び遅延時間に対して、所定数のOFDMシンボル分の移動平均を演算する(ステップS33)。 Subsequently, one sample is selected from the acquired samples (step S32). Subsequently, the main path selection circuit 44 calculates a moving average for a predetermined number of OFDM symbols with respect to the signal intensity and delay time of the selected sample (step S33).
続いて、メインパス選択回路44は、選択したパスの信号強度に対して、オフセットを加える(ステップS34)。 Subsequently, the main path selection circuit 44 adds an offset to the signal intensity of the selected path (step S34).
ここで、オフセットは、遅延時間が大きくなるに従い、すなわち、前回のメインパスからの時間差が大きくなるに従い、小さくなるような値とされている。つまり、前回のメインパスに近ければ近いほど、オフセットは大きくなる。 Here, the offset is set to a value that decreases as the delay time increases, that is, as the time difference from the previous main path increases. That is, the closer to the previous main path, the greater the offset.
続いて、メインパス選択回路44は、オフセットが加算された後の選択したサンプルの信号強度が、1つの候補パス(A)の信号強度よりも大きいか否かを判断する(ステップS35)。 Subsequently, the main path selection circuit 44 determines whether or not the signal intensity of the selected sample after the offset is added is larger than the signal intensity of one candidate path (A) (step S35).
メインパス選択回路44は、候補パス(A)よりも選択したサンプルの信号強度の方が大きければ、その選択したサンプルを候補パスとする(ステップS36)。選択したサンプルの信号強度の方が小さければ、メインパス選択回路44は、なんら処理を行わない。 If the signal intensity of the selected sample is larger than that of the candidate path (A), the main path selection circuit 44 sets the selected sample as a candidate path (step S36). If the signal intensity of the selected sample is smaller, the main path selection circuit 44 does not perform any processing.
続いて、メインパス選択回路44は、全てのサンプルに対してステップS32〜S36の処理が完了したか否かを判断する(ステップS37)。全てのサンプルについて処理を行っていない場合には、ステップS32に戻り、他のサンプルについてステップS32からの処理を行う。 Subsequently, the main path selection circuit 44 determines whether or not the processing of steps S32 to S36 has been completed for all samples (step S37). If all the samples have not been processed, the process returns to step S32, and the processes from step S32 are performed on the other samples.
全てのサンプルに対してステップS32〜S36の処理が完了したと判断した場合には、メインパス選択回路44は、候補パスAを、メインパスとして選択する(S38)。 If it is determined that the processing of steps S32 to S36 has been completed for all samples, the main path selection circuit 44 selects the candidate path A as the main path (S38).
そして、メインパス選択回路44は、以上のように選択されたメインパスの遅延時間に基づき、前回のFFTウィンドウのトリガーのタイミングを補正するための補正値を算出する。 The main path selection circuit 44 calculates a correction value for correcting the trigger timing of the previous FFT window based on the delay time of the main path selected as described above.
すなわち、メインパス選択回路44では、図12に示すように、受信したOFDM信号に含まれているパスに対して、前回のメインパスからの時間差が大きくなるに従って小さくなるようなオフセットを加え、オフセットにより補正した後の信号強度の大きいパスをメインパスとしている。 That is, in the main path selection circuit 44, as shown in FIG. 12, an offset that decreases as the time difference from the previous main path increases is added to the path included in the received OFDM signal. A path having a large signal intensity after correction by the above is used as a main path.
このため、OFDM受信装置1では、例えば、放送局からの直接波の信号強度が瞬時的に小さくなったり、遅延波の信号強度が瞬時的に大きくなったりする場合であっても、メインパスの判断を誤らずに、安定的に受信を継続することができる。
For this reason, in the
なお、図11に示した第3の方法と、前述した第1の方法又は第2の方法とを組み合わせても良い。つまり、第1の方法又は第2の方法において、信号強度をオフセットで補正してもよい。 Note that the third method shown in FIG. 11 may be combined with the first method or the second method described above. That is, in the first method or the second method, the signal intensity may be corrected by the offset.
1 OFDM受信装置、6 デジタル直交復調、7 FFT演算回路、8 パイロット位置検出回路、9 シンボル同期回路、21 第1の同期検出回路、22 第2の同期検出回路、23 トリガー生成回路
DESCRIPTION OF
Claims (8)
マルチパス環境下の伝送路を介して上記OFDM信号が入力され、入力されたOFDM信号の1つの伝送シンボルから有効シンボル期間分の演算範囲を特定し、特定した演算範囲をフーリエ変換して情報を復調するフーリエ変換手段と、
入力されたOFDM信号のうちのメインパスを検出し、検出したメインパスのシンボル境界位置に基づき上記演算範囲を制御する同期制御手段とを備え、
上記同期制御手段は、入力されたOFDM信号に含まれているパスを検出し、
検出したパスのうち、信号強度の大きいn個(nは2以上の整数)のパスを選択し、
選択したn個のパスのうち、前回のメインパスから最も時間が近いパスをメインパスとすること
を特徴とするOFDM復調装置。 In an OFDM demodulator for demodulating an Orthogonal Frequency Division Multiplex (OFDM) signal,
The OFDM signal is input via a transmission path in a multipath environment, and the calculation range for the effective symbol period is specified from one transmission symbol of the input OFDM signal, and information is obtained by performing Fourier transform on the specified calculation range. Fourier transform means for demodulating,
Synchronization control means for detecting a main path in the input OFDM signal and controlling the calculation range based on a symbol boundary position of the detected main path;
The synchronization control means detects a path included in the input OFDM signal,
Among the detected paths, select n paths (n is an integer of 2 or more) with high signal strength,
An OFDM demodulator characterized in that, among the selected n paths, the path closest to the previous main path is the main path.
オフセットを与えた後の信号強度の大きいn個のパスを選択すること
を特徴とする請求項1記載のOFDM復調装置。 The synchronization control means gives an offset such that the value decreases as the time difference from the previous main path increases, to the detected signal strength of the path,
2. The OFDM demodulator according to claim 1, wherein n paths having a large signal strength after giving an offset are selected.
マルチパス環境下の伝送路を介して上記OFDM信号が入力され、入力されたOFDM信号の1つの伝送シンボルから有効シンボル期間分の演算範囲を特定し、特定した演算範囲をフーリエ変換して情報を復調するフーリエ変換手段と、
入力されたOFDM信号のうちのメインパスを検出し、検出したメインパスのシンボル境界位置に基づき上記演算範囲を制御する同期制御手段とを備え、
上記同期制御手段は、入力されたOFDM信号のパスを検出し、
検出したパスのうち、前回のメインパスから所定時間の範囲に存在するパスを選択し、
選択したパスのうち、最も信号強度の大きいパスをメインパスとすること
を特徴とするOFDM復調装置。 In an OFDM demodulator for demodulating an Orthogonal Frequency Division Multiplex (OFDM) signal,
The OFDM signal is input via a transmission path in a multipath environment, and the calculation range for the effective symbol period is specified from one transmission symbol of the input OFDM signal, and information is obtained by performing Fourier transform on the specified calculation range. Fourier transform means for demodulating,
Synchronization control means for detecting a main path in the input OFDM signal and controlling the calculation range based on a symbol boundary position of the detected main path;
The synchronization control means detects the path of the input OFDM signal,
Among the detected paths, select a path that exists within a predetermined time range from the previous main path,
An OFDM demodulator characterized in that, among the selected paths, the path with the highest signal strength is used as the main path.
オフセットを与えた後の信号強度の最も大きいパスをメインパスとすること
を特徴とする請求項3記載のOFDM復調装置。 The synchronization control means gives an offset such that the value decreases as the time difference from the previous main path increases, to the signal strength of the path existing within a predetermined time range from the previous main path,
The OFDM demodulator according to claim 3, wherein a path having the largest signal strength after giving an offset is set as a main path.
入力されたOFDM信号に含まれているパスを検出し、
検出したパスのうち、信号強度の大きいn個(nは2以上の整数)のパスを選択し、
選択したn個のパスのうち、前回のメインパスから最も時間が近いパスをメインパスとし、
上記メインパスのシンボル境界位置を検出し、検出したメインパスのシンボル境界位置に基づき、上記演算範囲を制御すること
を特徴とするOFDM復調方法。 An orthogonal frequency division multiplex (OFDM) signal is input via a transmission path in a multipath environment, the calculation range for the effective symbol period of the input OFDM signal is specified, and information is obtained by performing Fourier transform on the specified calculation range. In an OFDM demodulation method for demodulating,
Detect the path included in the input OFDM signal,
Among the detected paths, select n paths (n is an integer of 2 or more) with high signal strength,
Of the n selected paths, the path that is closest in time to the previous main path is the main path,
An OFDM demodulation method comprising: detecting a symbol boundary position of the main path, and controlling the calculation range based on the detected symbol boundary position of the main path.
オフセットを与えた後の信号強度の大きいn個のパスを選択すること
を特徴とする請求項5記載のOFDM復調方法。 An offset is given to the signal strength of the detected path so that the value decreases as the time difference from the previous main path increases.
6. The OFDM demodulation method according to claim 5, wherein n paths having a large signal strength after giving an offset are selected.
入力されたOFDM信号に含まれているパスを検出し、
検出したパスのうち、前回のメインパスから所定時間の範囲に存在するパスを選択し、
選択したパスのうち、最も信号強度の大きいパスをメインパスとし、
上記メインパスのシンボル境界位置を検出し、検出したメインパスのシンボル境界位置に基づき、上記演算範囲を制御すること
を特徴とするOFDM復調方法。 An orthogonal frequency division multiplex (OFDM) signal is input via a transmission path in a multipath environment, the calculation range for the effective symbol period of the input OFDM signal is specified, and information is obtained by performing Fourier transform on the specified calculation range. In an OFDM demodulation method for demodulating,
Detect the path included in the input OFDM signal,
Among the detected paths, select a path that exists within a predetermined time range from the previous main path,
Of the selected paths, the path with the highest signal strength is the main path,
An OFDM demodulation method comprising: detecting a symbol boundary position of the main path, and controlling the calculation range based on the detected symbol boundary position of the main path.
オフセットを与えた後の信号強度の最も大きいパスをメインパスとすること
を特徴とする請求項7記載のOFDM復調方法。 An offset is given to the signal strength of a path existing within a predetermined time range from the previous main path so that the value decreases as the time difference from the previous main path increases.
8. The OFDM demodulation method according to claim 7, wherein a path having the largest signal intensity after giving an offset is set as a main path.
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---|---|---|---|
JP2004254829A JP2006074403A (en) | 2004-09-01 | 2004-09-01 | Method and device for ofdm demodulation |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2007235472A (en) * | 2006-02-28 | 2007-09-13 | Sanyo Electric Co Ltd | Receiving method and apparatus |
JP2008072224A (en) * | 2006-09-12 | 2008-03-27 | Sony Corp | Ofdm receiver and ofdm reception method |
-
2004
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2007235472A (en) * | 2006-02-28 | 2007-09-13 | Sanyo Electric Co Ltd | Receiving method and apparatus |
JP4738209B2 (en) * | 2006-02-28 | 2011-08-03 | 三洋電機株式会社 | Receiving method and apparatus |
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