JP2007124416A - Ofdm demodulating device, ofdm demodulation program, and record medium - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、デジタル伝送方式にて、映像信号や音声信号を効率よく伝送できる直交周波数分割多重方式(Orthogonal Frequency Division Multiplex、以下、略してOFDM)の復調装置に関する。 The present invention relates to an orthogonal frequency division multiplexing (hereinafter abbreviated as OFDM) demodulator capable of efficiently transmitting video signals and audio signals in a digital transmission scheme.
(OFDM放送)
地上デジタル放送では、建物によるゴースト妨害(フェージング、マルチパス)の克服に好適な変調方式として、マルチキャリアのOFDM変復調方式が知られている。OFDM変復調方式は、1チャンネル帯域内に多数(256〜1024程度)のサブ・キャリアを設けて、映像信号や音声信号を効率よく伝送することが可能なデジタル変調・復調方式である。
(OFDM broadcast)
In terrestrial digital broadcasting, a multicarrier OFDM modulation / demodulation method is known as a modulation method suitable for overcoming ghost interference (fading, multipath) by buildings. The OFDM modulation / demodulation method is a digital modulation / demodulation method in which a large number (about 256 to 1024) of sub-carriers are provided in one channel band and video signals and audio signals can be efficiently transmitted.
シンボルm、かつキャリア番号kのサブキャリア情報は、次式(1)によって、複素数形式のIQ信号として記載できる。 The subcarrier information of the symbol m and the carrier number k can be described as a complex format IQ signal by the following equation (1).
このとき、全キャリアを高速フーリエ逆変換(IFFT: Inverse Fast Fourier Transform)によってOFDM変調されたベースバンド(BB:BaseBand)信号Z(m、n)は、次式(2)として記載できる。 At this time, a baseband (BB) signal Z (m, n) obtained by OFDM-modulating all carriers by inverse fast Fourier transform (IFFT) can be described as the following equation (2).
ここで、Nは、IFFT処理によって多重化する全キャリアの数を表す。 Here, N represents the number of all carriers to be multiplexed by IFFT processing.
各キャリアの周波数を、次式(3)によって表し、 The frequency of each carrier is expressed by the following equation (3):
かつ、所定の平面波を、次式(4)によって表し、 And the predetermined plane wave is expressed by the following equation (4):
かつ、各キャリア情報を、次式(5)によって表すと、 And each carrier information is represented by the following equation (5):
式(2)におけるZ(m、n)は、各キャリアの周波数が式(3)である、式(4)によって表される平面波に、各キャリア情報を重畳して多重化したことに相当する。なお、式(3)において、Fsは、IFFTサンプリング周波数である。 Z (m, n) in equation (2) corresponds to superimposing and multiplexing each carrier information on the plane wave represented by equation (4) where the frequency of each carrier is equation (3). . In Equation (3), F s is the IFFT sampling frequency.
IFFT変換の処理窓の期間が、有効シンボル期間tsとなる。有効シンボル期間は、FsクロックN周期に相当する。有効シンボル期間tsを基本単位としてデジタル変調された全キャリアを加え合わせたものを、OFDM伝送シンボルという。 Duration of the processing window of IFFT conversion, a valid symbol period t s. The effective symbol period corresponds to N cycles of F s clocks. The combined addition of all carriers digitally modulating the effective symbol period t s as a basic unit, that OFDM transmission symbol.
実際の伝送シンボルは、通常、図9に示すように、有効シンボル期間201に、ガードインターバル(GI)202aと呼ばれる期間tgを付加して構成されている。GI期間tg(202a)の波形は、有効シンボル期間tsの後部202bの信号波形を繰り返したものになっている。伝送シンボルのシンボル期間203は、有効シンボル期間201とGI期間202aとの和となる。たとえば、非特許文献1の放送規格によると、有効シンボル期間長は、MODEと呼ばれるパラメータによって次表1の様に定義されている。
As shown in FIG. 9, an actual transmission symbol is usually configured by adding a period tg called a guard interval (GI) 202a to an
さらに、GI期間(単位:μs)は、各有効シンボル期間長に対する比であるGI期間長(GI比)と呼ばれるパラメータによって、次表2の様に定義されている。 Further, the GI period (unit: μs) is defined as shown in the following Table 2 by a parameter called GI period length (GI ratio) which is a ratio to each effective symbol period length.
ガードインターバル比をgとすると、GI期間tgは、FsクロックでNGI周期に相当する。 When the guard interval ratio is g, GI period t g is equivalent to N GI period at Fs clock.
また、伝送シンボルを幾つか集めたものを伝送フレームという。これは、情報伝送用シンボルが100個程度集まったものに、フレーム同期用シンボルやサービス識別用シンボルを付加したものである。たとえば非特許文献1では、1フレームが204シンボルと定義されている。
A collection of several transmission symbols is called a transmission frame. This is a collection of about 100 information transmission symbols plus frame synchronization symbols and service identification symbols. For example, in Non-Patent
また、非特許文献1によると、QPSK、16QAM、または64QAM変調された1伝送シンボルには、1セグメント当たり、次表(3)に示すキャリアが配置されている。
Further, according to
この表において、SPは、SP(Scattered Pilot)信号を意味する。このSP信号は、周期的に挿入されるパイロット信号であり、たとえば、キャリア方向において、12キャリアに1回、シンボル方向において、4シンボルに1回、挿入される。TMCCは、TMCC(Transmission and Multiplexing Configuration Control)信号を意味する。このTMCC信号は、フレーム同期信号や伝送パラメータを伝送するための信号である。AC1は、AC1(Auxiliary Channel)信号を意味する。このAC1信号は、付加情報を伝送するための信号である。TMCCとAC1は、SPと異なり、各キャリアにおいて、非周期的に配置されている。 In this table, SP means an SP (Scattered Pilot) signal. This SP signal is a pilot signal periodically inserted. For example, the SP signal is inserted once in 12 carriers in the carrier direction and once in 4 symbols in the symbol direction. TMCC means TMCC (Transmission and Multiplexing Configuration Control) signal. This TMCC signal is a signal for transmitting a frame synchronization signal and a transmission parameter. AC1 means an AC1 (Auxiliary Channel) signal. The AC1 signal is a signal for transmitting additional information. Unlike SP, TMCC and AC1 are arranged aperiodically in each carrier.
(従来のOFDM復調装置の基本構成)
従来のOFDM復調装置の一構成例は、たとえば、非特許文献2に示されている。そこで、非特許文献2に開示されているOFDM復調装置について、以下に説明する。
(Basic configuration of conventional OFDM demodulator)
A configuration example of a conventional OFDM demodulator is shown in Non-Patent
図10は、従来のOFDM復調装置100の構成を示すブロック図である。OFDM復調装置100は、図10に示すように、アンテナ101、チューナ102、バンドパスフィルタ(BPF)103、A/D変換回路104、DCキャンセル回路105、デジタル直交復調回路106、FFT演算回路107、フレーム抽出回路108、同期回路109、キャリア復調回路110、周波数デインタリーブ回路111、時間デインタリーブ回路112、デマッピング回路113、ビットデインタリーブ回路114、デパンクチャ回路115、ビタビ回路116、バイトデインタリーブ回路117、拡散信号除去回路118、トランスポートストリーム生成回路119、RS復号回路120、伝送制御情報復号回路121、およびャンネル選択回路122を備えている。
FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of a
放送局から放送されたデジタル放送の放送波は、OFDM復調装置100のアンテナ101により受信され、RF信号としてチューナ102に供給される。チューナ102は、乗算器102aおよび局部発振器102bからなり、アンテナ101を通じて受信されたRF信号を、IF信号に周波数変換する。チューナ102は、周波数変換したIF信号をBPF103に供給する。
A broadcast wave of a digital broadcast broadcast from a broadcast station is received by the
局部発振器102bから発振される受信キャリア信号の発振周波数は、チャンネル選択回路122から供給されるチャンネル選択信号に応じて切り換えられる。チューナ102から出力されたIF信号は、BPF103によりフィルタリングされたあと、A/D変換回路104によりデジタル化される。デジタル化されたIF信号は、DCキャンセル回路105によりDC成分が除去され、デジタル直交復調回路106に供給される。
The oscillation frequency of the reception carrier signal oscillated from the
デジタル直交復調回路106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106から出力されるベースバンドのOFDM信号は、FFT演算回路107および同期回路109に供給される。
The digital
FFT演算回路107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。FFT演算回路107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107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伝送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、GI期間中のいずれかの位置となる。FFT演算回路107により抽出された各サブキャリアに変調されていた信号は、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である。FFT演算回路107により抽出された信号は、フレーム抽出回路108、同期回路109およびキャリア復調回路110に供給される。
The
フレーム抽出回路108は、FFT演算回路107により復調された信号に基づき、OFDM伝送フレームの境界を抽出するとともに、OFDM伝送フレーム内に含まれているCPおよびSPなどのパイロット信号、TMCCおよびTPCなどの伝送制御情報を復調し、同期回路109および伝送制御情報復号回路121に供給する。
The
同期回路109は、ベースバンドのOFDM信号、FFT演算回路107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、フレーム抽出回路108により検出されたCPおよびSPなどのパイロット信号、および、チャンネル選択回路122から供給されるチャンネル選択信号を用いて、OFDMシンボルの境界を算出し、FFT回路107に対してFFT演算の演算開始タイミングを設定する。
The
キャリア復調回路110には、FFT演算回路107から出力された各サブキャリアから復調された後の信号が供給される。キャリア復調回路110は、その信号に対してキャリア復調を行う。ISDB−T規格のOFDM信号を復調する場合であれば、キャリア復調回路110は、たとえば、DQPSKの差動復調、または、QPSK、16QAM、および64QAMなどの同期復調を行う。
The carrier demodulated
キャリア復調された信号は、周波数デインタリーブ回路111によって周波数方向のデインタリーブ処理される。続いて、時間デインタリーブ回路112によって、時間方向のデインタリーブ処理がされた後、デマッピング回路113に供給される。
The carrier demodulated signal is deinterleaved in the frequency direction by the frequency
デマッピング回路113は、キャリア復調された信号(複素信号)に対して、データの再割付処理(デマッピング処理)を行う。これにより、伝送データ系列を復元する。たとえば、ISDB−T規格のOFDM信号を復調する場合であれば、デマッピング回路113は、QPSK、16QAM、または64QAMに対応した、デマッピング処理を行う。
The demapping
デマッピング回路113から出力され伝送データ系列は、ビットデインタリーブ回路114、デパンクチャ回路115、ビタビ回路116、バイトデインタリーブ回路117、拡散信号除去回路118を通過する。これにより、多値シンボルの誤り分散のためのビットインタリーブに対応したデインタリーブ処理、伝送ビットの削減のためのパンクチャリング処理に対応したデパンクチャリング処理、畳み込み符号化されたビット列の復号のためのビタビ復号処理、バイト単位でのデインタリーブ処理、およびエネルギ拡散処理に対応したエネルギ逆拡散処理が、それぞれ行われる。その後、伝送データ系列は、トランスポートストリーム生成回路119に入力される。
The transmission data series output from the
トランスポートストリーム生成回路119は、たとえば、ヌルパケット等の各放送方式で規定されるデータを、ストリームにおける所定の位置に挿入する。また、トランスポートストリーム生成回路119は、断続的に供給されてくるストリームのビット間隔を平滑化して、時間的に連続したストリームとする、いわゆるスムージング処理を行う。スムージング処理がされた伝送データ系列は、RS復号回路120に供給される。
For example, the transport
RS復号回路120は、入力された伝送データ系列に対してリードソロモン復号処理を行う。これにより、MPEG−2システムズで規定されたトランスポートストリームとして出力する。
The
伝送制御情報復号回路121は、OFDM伝送フレームにおける所定の位置に変調されている、TMCCおよびTPCなどの伝送制御情報を復号する。復号された伝送制御情報は、キャリア復調回路110、時間デインタリーブ回路112、デマッピング回路113、ビットデインタリーブ回路114、および、トランスポートストリーム生成回路119に供給され、各回路の復調や再生等の制御に用いられる。
The transmission control
(キャリア周波数誤差の分類)
デジタルのキャリア周波数誤差を有しない、シンボルm、サンプリング点nにおける真のBB信号Z0(m、n)は、次式(6)によって表される。
(Classification of carrier frequency error)
A true BB signal Z0 (m, n) at a symbol m and a sampling point n that does not have a digital carrier frequency error is expressed by the following equation (6).
ここで、I0は(m、n)は、BB信号Z0(m、n)が有する同相成分(I成分:In−phase)である。また、Q0(m、n)は、BB信号0(m、n)が有する直交成分(Q成分:Quadrature−phase)である。 Here, I 0 is (m, n) is an in-phase component (I component: In-phase) of the BB signal Z 0 (m, n). Q 0 (m, n) is an orthogonal component (Q component: Quadrature-phase) of the BB signal 0 (m, n).
OFDM復調装置の内部におけるBB信号のDC成分には、キャリア周波数誤差δfが発生する。この原因として、一般に、チューナーにおけるIF信号出力仕様、またはチューナーにおける動作クロック周波数誤差、あるいは受信機が移動するときにはドップラー効果、などがある。誤差が発生するときにおけるBB信号Z’(m、n)は、真のBB信号Z0(m、n)を用いて、次式(7)によって表される。 A carrier frequency error δf occurs in the DC component of the BB signal inside the OFDM demodulator. This is generally due to IF signal output specifications in the tuner, operating clock frequency error in the tuner, or Doppler effect when the receiver moves. The BB signal Z '(m, n) when an error occurs is expressed by the following equation (7) using the true BB signal Z0 (m, n).
ここで、δfは、キャリア周波数間隔Fs/N単位である。以後、式変形を簡単にする為に、キャリア周波数の誤差を、全て、キャリア間隔Fs/N単位として扱う。 Here, δf is a carrier frequency interval F s / N unit. Hereinafter, in order to simplify the equation transformation, all carrier frequency errors are handled as units of the carrier interval Fs / N.
また、キャリア周波数誤差δfにおいて、絶対値が1/2以下の成分を、狭帯域キャリア周波数誤差δfn(|δfn|≦1/2)と記載する。さらに、残りの整数部分を、広帯域キャリア周波数誤差δfw(δfw=0、±1、±2、±3…)と記載する。このとき、次式(8)が成立する。
In the carrier frequency error δf, a component having an absolute value of ½ or less is described as a narrowband carrier frequency error δf n (| δf n | ≦ 1/2). Further, the remaining integer part, the broadband
(キャリア周波数誤差補正の従来技術)
キャリア周波数の誤差を補正する技術を開示する文献として、特許文献1がある。そこで、特許文献1のOFDM復調装置について、図11を参照して以下に説明する。
(Conventional technology for carrier frequency error correction)
As a document disclosing a technique for correcting a carrier frequency error, there is
図11に示すように、まず、A/D変換器38,40が、BB信号のIQ成分の両方をデジタル信号化する。デジタル信号化されたBB信号のI,Q成分から、シンボル同期検出部50内の相関器53、54において、複素相関を計算する。さらに、キャリア周波数誤差検出回路61において、狭帯域キャリア周波数誤差δfnが検出される。
As shown in FIG. 11, first, the A /
FFT演算回路(高速フーリエ変換:Fast Fourier Transform )43において、直交周波数分割多重変調信号の復調が行われる。また、キャリア周波数誤差検出回路71において、FFT演算回路出力信号より、広帯域キャリア周波数誤差δfwが検出される。
An FFT operation circuit (Fast Fourier Transform) 43 demodulates the orthogonal frequency division multiplex modulation signal. In addition, the carrier frequency
キャリア周波数制御回路62において、検出された狭帯域キャリア周波数誤差δfnと、広帯域キャリア周波数誤差δfwとが加算される。これにより、トータルでの全キャリア周波数誤差δfが計算される。
In the carrier
全キャリア周波数誤差δfを、D/A変換器75によってアナログ信号に変更する。また、アナログ局部発振回路35によって、アナログ正弦波に変換する。さらに、アナログ乗算器33,34によって、アナログBB信号にアナログ正弦波を乗算する。これにより、アナログBB信号に含まれる全キャリア周波数誤差δfを補正する。つまり、D/A変換器75、アナログ局部発振回路35、およびアナログ乗算器33,34は、キャリア周波数誤差補正手段を構成している。
The total carrier frequency error δf is changed to an analog signal by the D /
この様に、特許文献1は、A/D変換器においてデジタル信号化される前の、アナログBB信号の全キャリア周波数誤差δfを、アナログ信号処理で補正している。一方、特許文献2では、A/D変換器でデジタル信号化された後のデジタルBB信号の全キャリア周波数誤差δfをデジタル信号処理で補正している。
特許文献1および特許文献2の技術では、同一のキャリア周波数誤差補正手段が、狭帯域キャリア周波数の誤差と、広帯域キャリア周波数の誤差との両方を、補正している。このような構成では、狭帯域キャリア周波数誤差のフィードバック・ループと、広帯域キャリア周波数誤差のフィードバック・ループとが、混在してしまう。もし、各フィードバック・ループの応答時間が異なれば、OFDM復調装置全体における、キャリア周波数誤差の補正システム全体が不安定となる可能性が高い。
In the techniques of
FFTは、バタフライ処理によって、加減乗除と複素乗算とを多数必要とするアルゴリズムである。たとえば、非特許文献1の技術におけるmode3の1セグメント領域を復調するには、1024点FFT演算回路が必要となる。この1024点FFT演算回路は、複素乗算を約5000回行う必要があるため、処理時間が長い。回路実装のやり方によっては、処理時間に数シンボル期間長を要する場合もある。また、広帯域キャリア周波数誤差のフィードバック・ループにおける応答時間は、FFT演算回路が演算に要する処理時間の分、狭帯域キャリア周波数誤差のフィードバック・ループにおける応答時間よりも、長くなる。
FFT is an algorithm that requires many addition / subtraction / division / division and complex multiplication by butterfly processing. For example, in order to demodulate the one segment area of
また、たとえば、全キャリア周波数誤差がδf=3.5であるとすると、狭帯域キャリア周波数誤差と広帯域キャリア周波数誤差とには、次の2つの組み合わせがある。すなわち、δfw=3およびδfn=0.5の組み合わせと、δfw=4およびδfn=−0.5の組み合わせとである。したがって、狭帯域キャリア周波数誤差検出部が不安定であり、δθ=π(δθ=−πと等価)付近をふらつくと、δfn=±0.5付近をふらついてしまう。ここで、広帯域キャリア周波数誤差検出のフィードバック・ループにおける応答時間が長いため、狭帯域キャリア周波数誤差のフィードバック・ループと、広帯域キャリア周波数誤差のフィードバック・ループとが連動しない。したがって、キャリア周波数誤差に追随できないという問題が発生する。 For example, if the total carrier frequency error is δf = 3.5, the narrow band carrier frequency error and the wide band carrier frequency error have the following two combinations. That is, a combination of δfw = 3 and δfn = 0.5 and a combination of δfw = 4 and δfn = −0.5. Therefore, the narrow-band carrier frequency error detection unit is unstable, and if it fluctuates near δθ = π (equivalent to δθ = −π), it fluctuates near δfn = ± 0.5. Here, since the response time in the feedback loop for wideband carrier frequency error detection is long, the feedback loop for narrowband carrier frequency error and the feedback loop for wideband carrier frequency error do not work together. Therefore, there arises a problem that the carrier frequency error cannot be followed.
ミキサによってキャリア周波数誤差を補正するとき、狭帯域キャリア周波数誤差δfnを補正するには、低周波の複素平面波を生成すればよいので、容易に行える。しかし、広帯域キャリア周波数誤差δfwを補正するには、高周波の複素平面波を生成する必要が生じてくる。したがって、アナログ信号処理およびデジタル信号処理ともに、演算精度を確保する為に回路規模が大きくなる。このことは、消費電力を増大させる問題を引き起こす。 When the carrier frequency error is corrected by the mixer, it is easy to correct the narrow band carrier frequency error δfn by generating a low-frequency complex plane wave. However, in order to correct the broadband carrier frequency error δfw, it becomes necessary to generate a high-frequency complex plane wave. Therefore, both the analog signal processing and the digital signal processing increase the circuit scale in order to ensure the calculation accuracy. This causes a problem of increasing power consumption.
以上には、狭帯域キャリア周波数誤差補正システムが、フィードバック・ループに相当する例を場合について説明したが、同様の問題は、フィードフォワード・ループの場合であっても発生する。 The case where the narrow band carrier frequency error correction system corresponds to the feedback loop has been described above, but the same problem occurs even in the case of the feed forward loop.
本発明に係るOFDM復調装置は、上記の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、キャリア周波数誤差補正処理の安定性を向上させたOFDM復調装置を提供することにある。 An OFDM demodulator according to the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide an OFDM demodulator with improved carrier frequency error correction processing.
本発明に係るOFDM復調装置は、上記の課題を解決するために、
有効シンボルと、この有効シンボルの一部分と同一の内容を複写してなるガードインターバルとを備えた伝送シンボルを含む直交周波数分割多重変調信号の直交変調波から、第1ベースバンド信号を得る直交復調手段と、
上記第1ベースバンド信号に含まれている狭帯域キャリア周波数誤差を補正することによって、第2ベースバンド信号を得る狭帯域キャリア周波数誤差補正手段と、
上記第2ベースバンド信号を有効シンボル期間だけ遅延させて、第3ベースバンド信号を得る遅延手段と、
上記第2ベースバンド信号と上記第3ベースバンド信号との複素相関を求める相関演算手段と、
上記複素相関の振幅に基づいて、上記第2ベースバンド信号から上記有効シンボルを取り出すためのシンボル同期信号を得るシンボル同期手段と、
上記複素相関の位相に基づいて、上記第1ベースバンド信号に含まれている上記狭帯域キャリア周波数誤差を検出する狭帯域キャリア周波数誤差検出手段と、
上記第2ベースバンド信号に含まれている広帯域キャリア周波数誤差を補正することによって、第4ベースバンド信号を得る広帯域キャリア周波数誤差補正手段と、
上記シンボル同期信号に従い上記第4ベースバンド信号から上記ガードインターバルを除去することによって、第5ベースバンド信号を出力するガードインターバル除去手段と、
上記有効シンボルにおいて直交周波数分割多重変調された上記第5ベースバンド信号を復調することによって、復調信号を得る直交周波数分割多重復調手段と、
上記復調信号から、上記広帯域キャリア周波数誤差を検出する広帯域キャリア周波数誤差検出手段と、
上記復調信号から、有効キャリアを抽出する有効キャリア抽出手段とを備えていることを特徴としている。
In order to solve the above problems, an OFDM demodulator according to the present invention provides:
Orthogonal demodulation means for obtaining a first baseband signal from an orthogonal modulation wave of an orthogonal frequency division multiplex modulation signal including a transmission symbol having an effective symbol and a guard interval obtained by copying the same content as a part of the effective symbol When,
Narrowband carrier frequency error correction means for obtaining a second baseband signal by correcting a narrowband carrier frequency error included in the first baseband signal;
Delay means for delaying the second baseband signal by an effective symbol period to obtain a third baseband signal;
Correlation calculating means for obtaining a complex correlation between the second baseband signal and the third baseband signal;
Symbol synchronization means for obtaining a symbol synchronization signal for extracting the effective symbol from the second baseband signal based on the amplitude of the complex correlation;
Narrowband carrier frequency error detection means for detecting the narrowband carrier frequency error included in the first baseband signal based on the phase of the complex correlation;
Broadband carrier frequency error correction means for obtaining a fourth baseband signal by correcting a broadband carrier frequency error included in the second baseband signal;
Guard interval removing means for outputting a fifth baseband signal by removing the guard interval from the fourth baseband signal according to the symbol synchronization signal;
Orthogonal frequency division multiplexing demodulation means for obtaining a demodulated signal by demodulating the fifth baseband signal that has been orthogonal frequency division multiplexed modulated in the effective symbol;
Broadband carrier frequency error detection means for detecting the broadband carrier frequency error from the demodulated signal;
An effective carrier extracting means for extracting effective carriers from the demodulated signal is provided.
上記の構成によれば、狭帯域キャリア周波数誤差補正手段は、遅延手段、相関演算手段、シンボル同期手段、および狭帯域キャリア周波数誤差検出手段と共に、狭帯域キャリア周波数誤差を補正するための第1のフィードバック・ループを形成している。一方、広帯域キャリア周波数誤差補正手段は、ガードインターバル除去手段、直交周波数分割多重復調手段、および広帯域キャリア周波数誤差検出手段と共に、広帯域キャリア周波数誤差を補正するための第2のフィードバック・ループを形成している。 According to the above configuration, the narrowband carrier frequency error correction means, together with the delay means, the correlation calculation means, the symbol synchronization means, and the narrowband carrier frequency error detection means, the first band for correcting the narrowband carrier frequency error. A feedback loop is formed. On the other hand, the wideband carrier frequency error correction means forms a second feedback loop for correcting the wideband carrier frequency error together with the guard interval removal means, the orthogonal frequency division multiplexing demodulation means, and the wideband carrier frequency error detection means. Yes.
このように、OFDM復調装置では、狭帯域キャリア周波数誤差補正手段と、広帯域キャリア周波数誤差補正手段とが分離されている。これにより、狭帯域キャリア周波数誤差補正フィードバック・ループと、広帯域キャリア周波数誤差補正フィードバック・ループとは独立して機能する。すなわち、たとえば、一方のループ処理に要する時間が、他方のループ処理に要する時間より長くても、他方のループ処理に影響を与えることがない。したがって、OFDM復調装置全体における、キャリア周波数誤差補正処理の安定性が向上する効果を奏する。 Thus, in the OFDM demodulator, the narrow band carrier frequency error correction means and the wide band carrier frequency error correction means are separated. Thus, the narrow band carrier frequency error correction feedback loop and the wide band carrier frequency error correction feedback loop function independently. That is, for example, even if the time required for one loop process is longer than the time required for the other loop process, the other loop process is not affected. Therefore, there is an effect of improving the stability of the carrier frequency error correction process in the entire OFDM demodulator.
本発明に係るOFDM復調装置は、上記の課題を解決するために、
有効シンボルと、この有効シンボルの一部分と同一の内容を複写してなるガードインターバルとを備えた伝送シンボルを含む直交周波数分割多重変調信号の直交変調波から、第1ベースバンド信号を得る直交復調手段と、
上記第1ベースバンド信号に含まれている狭帯域キャリア周波数誤差を補正することによって、第2ベースバンド信号を得る狭帯域キャリア周波数誤差補正手段と、
上記第1ベースバンド信号を有効シンボル期間だけ遅延させて、第3ベースバンド信号を得る遅延手段と、
上記第1ベースバンド信号と上記第3ベースバンド信号との複素相関を求める相関演算手段と、
上記複素相関の振幅に基づいて、上記第2ベースバンド信号から上記有効シンボルを取り出すためのシンボル同期信号を得るシンボル同期手段と、
上記複素相関の位相に基づいて、上記第1ベースバンド信号に含まれている上記狭帯域キャリア周波数誤差を検出する狭帯域キャリア周波数誤差検出手段と、
上記第2ベースバンド信号に含まれている広帯域キャリア周波数誤差を補正することによって、第4ベースバンド信号を得る広帯域キャリア周波数誤差補正手段と、
上記シンボル同期信号に従い上記第4ベースバンド信号から上記ガードインターバルを除去することによって、第5ベースバンド信号を出力するガードインターバル除去手段と、
上記有効シンボルにおいて直交周波数分割多重変調された上記第5ベースバンド信号を復調することによって、復調信号を得る直交周波数分割多重復調手段と、
上記復調信号から、上記広帯域キャリア周波数誤差を検出する広帯域キャリア周波数誤差検出手段と、
上記復調信号から、有効キャリアを抽出する有効キャリア抽出手段とを備えていることを特徴としている。
In order to solve the above problems, an OFDM demodulator according to the present invention provides:
Orthogonal demodulation means for obtaining a first baseband signal from an orthogonal modulation wave of an orthogonal frequency division multiplex modulation signal including a transmission symbol having an effective symbol and a guard interval obtained by copying the same content as a part of the effective symbol When,
Narrowband carrier frequency error correction means for obtaining a second baseband signal by correcting a narrowband carrier frequency error included in the first baseband signal;
Delay means for delaying the first baseband signal by an effective symbol period to obtain a third baseband signal;
Correlation calculating means for obtaining a complex correlation between the first baseband signal and the third baseband signal;
Symbol synchronization means for obtaining a symbol synchronization signal for extracting the effective symbol from the second baseband signal based on the amplitude of the complex correlation;
Narrowband carrier frequency error detection means for detecting the narrowband carrier frequency error included in the first baseband signal based on the phase of the complex correlation;
Broadband carrier frequency error correction means for obtaining a fourth baseband signal by correcting a broadband carrier frequency error included in the second baseband signal;
Guard interval removing means for outputting a fifth baseband signal by removing the guard interval from the fourth baseband signal according to the symbol synchronization signal;
Orthogonal frequency division multiplexing demodulation means for obtaining a demodulated signal by demodulating the fifth baseband signal that has been orthogonal frequency division multiplexed modulated in the effective symbol;
Broadband carrier frequency error detection means for detecting the broadband carrier frequency error from the demodulated signal;
An effective carrier extracting means for extracting effective carriers from the demodulated signal is provided.
上記の構成によれば、狭帯域キャリア周波数誤差補正手段は、遅延手段、相関演算手段、シンボル同期手段、および狭帯域キャリア周波数誤差検出手段と共に、狭帯域キャリア周波数誤差を補正するためのフィードフォワード・ループを形成している。一方、広帯域キャリア周波数誤差補正手段は、ガードインターバル除去手段、直交周波数分割多重復調手段、および広帯域キャリア周波数誤差検出手段と共に、広帯域キャリア周波数誤差を補正するためのフィードバック・ループを形成している。 According to the above configuration, the narrowband carrier frequency error correction means, together with the delay means, the correlation calculation means, the symbol synchronization means, and the narrowband carrier frequency error detection means, is a feedforward A loop is formed. On the other hand, the wideband carrier frequency error correction means forms a feedback loop for correcting the wideband carrier frequency error together with the guard interval removal means, the orthogonal frequency division multiplexing demodulation means, and the wideband carrier frequency error detection means.
このように、OFDM復調装置では、狭帯域キャリア周波数誤差補正手段と、広帯域キャリア周波数誤差補正手段とが分離されている。これにより、狭帯域キャリア周波数誤差補正フィードフォワード・ループと、広帯域キャリア周波数誤差補正フィードバック・ループとは独立して機能する。すなわち、たとえば、一方のループ処理に要する時間が、他方のループ処理に要する時間より長くても、他方のループ処理に影響を与えることがない。したがって、OFDM復調装置全体における、キャリア周波数誤差補正処理の安定性が向上する効果を奏する。 Thus, in the OFDM demodulator, the narrow band carrier frequency error correction means and the wide band carrier frequency error correction means are separated. Thus, the narrowband carrier frequency error correction feedforward loop and the wideband carrier frequency error correction feedback loop function independently. That is, for example, even if the time required for one loop process is longer than the time required for the other loop process, the other loop process is not affected. Therefore, there is an effect of improving the stability of the carrier frequency error correction process in the entire OFDM demodulator.
また、本発明に係るOFDM復調装置では、さらに、
上記広帯域キャリア周波数誤差補正手段は、
2πにガードインターバル比を乗じた位相回転量を単位とする位相回転回路であり、
上記位相回転回路は、各シンボルのガードインターバル期間中に位相回転量を変更することが好ましい。
In the OFDM demodulator according to the present invention,
The broadband carrier frequency error correction means includes:
It is a phase rotation circuit whose unit is a phase rotation amount obtained by multiplying 2π by the guard interval ratio,
The phase rotation circuit preferably changes the phase rotation amount during the guard interval of each symbol.
上記の構成によれば、広帯域キャリア周波数誤差補正手段は、ある特定の位相回転量の位相回転のみ行えばよい。したがって、任意の位相回転量の位相回転を行う位相回転回路に比べて、回路規模を小さくし、消費電力を少なくできる効果を奏する。さらに、ある特定の位相回転量の位相回転さえ行えばよいので、任意の位相回転量の位相回転を行う位相回転回路に比べて、演算精度を向上させることもできる。 According to the above configuration, the wideband carrier frequency error correction means need only perform phase rotation of a specific phase rotation amount. Therefore, the circuit scale can be reduced and the power consumption can be reduced as compared with a phase rotation circuit that performs phase rotation of an arbitrary amount of phase rotation. Furthermore, since it is only necessary to perform phase rotation of a specific phase rotation amount, it is possible to improve calculation accuracy compared to a phase rotation circuit that performs phase rotation of an arbitrary phase rotation amount.
また、本発明に係るOFDM復調装置では、さらに、
上記位相回転回路は、さらに、上記位相回転量がπ/4より小さい位相回転処理を行うことが好ましい。
In the OFDM demodulator according to the present invention,
The phase rotation circuit preferably further performs a phase rotation process in which the phase rotation amount is smaller than π / 4.
上記の構成によれば、広帯域キャリア周波数誤差補正手段は、複素平面波の公式を活用する。したがって、位相回転量をさらに減らすことができるため、回路規模をさらに小さくし、消費電力をさらに少なくできる効果を奏する。 According to the above configuration, the broadband carrier frequency error correction means utilizes the complex plane wave formula. Therefore, since the amount of phase rotation can be further reduced, the circuit scale can be further reduced and the power consumption can be further reduced.
また、本発明に係るOFDM復調装置では、さらに、
上記狭帯域キャリア周波数誤差検出手段は、
上記複素相関の位相の絶対値がπである時に、上記狭帯域キャリア周波数誤差として、特定の狭帯域キャリア周波数誤差を得ることが好ましい。
In the OFDM demodulator according to the present invention,
The narrow band carrier frequency error detecting means includes:
It is preferable to obtain a specific narrowband carrier frequency error as the narrowband carrier frequency error when the absolute value of the phase of the complex correlation is π.
数学的には、δθ=πとδθ=−πは、等価である。しかし、狭帯域キャリア周波数誤差検出手段は、狭帯域キャリア周波数誤差を、それぞれδfn=0.5もしくは、δfn=−0.5と判定してしまうという不確定性が生じる。しかし、本構成では、狭帯域キャリア周波数誤差検出手段は、検出した複素相関の位相がδθ=πであるとき、たとえば、特定の狭帯域キャリア周波数誤誤差としてδfn=0.5を出力する。これにより、不確定性が無くなる。したがってOFDM復調装置は、狭帯域キャリア周波数誤差補正処理と、広帯域キャリア周波数誤差補正処理とが、安定に行うことができる効果を奏する。なお、特定の狭帯域キャリア周波数誤誤差δfnは、−0.5でももよい。 Mathematically, δθ = π and δθ = −π are equivalent. However, the narrowband carrier frequency error detection means has an uncertainty that it determines that the narrowband carrier frequency error is δfn = 0.5 or δfn = −0.5, respectively. However, in this configuration, when the detected phase of the complex correlation is δθ = π, the narrowband carrier frequency error detection means outputs, for example, δfn = 0.5 as a specific narrowband carrier frequency error error. This eliminates the uncertainty. Therefore, the OFDM demodulator has an effect that the narrow band carrier frequency error correction process and the wide band carrier frequency error correction process can be performed stably. The specific narrow band carrier frequency error δfn may be −0.5.
また、本発明に係るOFDM復調装置では、さらに、
上述した各手段を起動または停止させる起動手段をさらに備え、
上記起動手段は、
まず、上記狭帯域キャリア周波数誤差検出手段、狭帯域キャリア周波数誤差補正手段、および広帯域キャリア周波数誤差検出手段を起動させ、かつ、広帯域キャリア周波数誤差検出手段が上記広帯域キャリア周波数誤差を一度検出したあと、上記広帯域キャリア周波数誤差検出手段を停止させ、
上記起動手段が上記広帯域キャリア周波数誤差検出手段を停止させたあとにおいて、上記狭帯域キャリア周波数誤差補正手段が上記狭帯域キャリア周波数誤差を補正し、かつ、上記広帯域キャリア周波数誤差補正手段が上記広帯域キャリア周波数誤差を補正することが好ましい。
In the OFDM demodulator according to the present invention,
It further comprises start means for starting or stopping each means described above,
The starting means is
First, after activating the narrowband carrier frequency error detecting means, narrowband carrier frequency error correcting means, and wideband carrier frequency error detecting means, and the wideband carrier frequency error detecting means once detecting the wideband carrier frequency error, Stop the broadband carrier frequency error detection means,
After the start-up means stops the wideband carrier frequency error detection means, the narrowband carrier frequency error correction means corrects the narrowband carrier frequency error, and the wideband carrier frequency error correction means detects the wideband carrier frequency error. It is preferable to correct the frequency error.
上記の構成によれば、起動手段は、広帯域キャリア周波数誤差が検出されたあとに、広帯域キャリア周波数誤差検出手段を停止させる。したがって、狭帯域キャリア周波数誤差を補正するためのループ処理と、広帯域キャリア周波数誤差を補正するためのループ処理の両方が同時に起動している時間を、より短くできる。これにより、一方のループ処理が他方のループ処理に影響を与える確率がさらに減少するので、OFDM復調装置全体における周波数誤差補正処理を、より安定にできる効果を奏する。 According to the above configuration, the activation unit stops the wideband carrier frequency error detection unit after the wideband carrier frequency error is detected. Therefore, the time during which both the loop processing for correcting the narrow band carrier frequency error and the loop processing for correcting the wide band carrier frequency error are simultaneously activated can be further shortened. As a result, the probability that one loop process affects the other loop process is further reduced, so that the frequency error correction process in the entire OFDM demodulator can be made more stable.
また、本発明に係るOFDM復調装置では、さらに、
上記起動手段は、
まず、狭帯域キャリア周波数誤差検出手段および狭帯域キャリア周波数誤差補正手段を起動させ、つぎに、検出された狭帯域キャリア周波数誤差が特定の条件を満たすとき、上記広帯域キャリア周波数誤差検出手段を起動させることが好ましい。
In the OFDM demodulator according to the present invention,
The starting means is
First, the narrow-band carrier frequency error detecting means and the narrow-band carrier frequency error correcting means are activated, and then the wide-band carrier frequency error detecting means is activated when the detected narrow-band carrier frequency error satisfies a specific condition. It is preferable.
上記の構成によれば、起動手段は、狭帯域キャリア周波数誤差検出手段によって検出された狭帯域キャリア周波数誤差が特定の条件を満たすとき、たとえば誤差の値がキャリア間隔の1/100以下であるとき、広帯域キャリア周波数誤差検出手段を起動させる。これにより広帯域キャリア周波数誤差検出手段は、狭帯域キャリア周波数誤差補正が完全に補正されたベースバンド信号から広帯域キャリア周波数誤差を検出する。したがって、OFDM復調装置全体の周波数誤差補正処理を、より安定にできる効果を奏する。 According to the above configuration, the starting means is when the narrowband carrier frequency error detected by the narrowband carrier frequency error detecting means satisfies a specific condition, for example, when the error value is 1/100 or less of the carrier interval. The broadband carrier frequency error detecting means is activated. As a result, the wideband carrier frequency error detecting means detects the wideband carrier frequency error from the baseband signal in which the narrowband carrier frequency error correction is completely corrected. Therefore, there is an effect that the frequency error correction processing of the entire OFDM demodulator can be made more stable.
なお、上記OFDM復調装置は、コンピュータによって実現してもよい。この場合、コンピュータを上記各手段として動作させることにより上記OFDM復調装置をコンピュータにおいて実現するOFDM復調プログラム、およびそのOFDM復調プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本発明の範疇に入る。 The OFDM demodulator may be realized by a computer. In this case, an OFDM demodulation program that realizes the OFDM demodulator in the computer by operating the computer as each of the above means, and a computer-readable recording medium that records the OFDM demodulation program also fall within the scope of the present invention.
以上のように、本発明に係るOFDM復調装置では、狭帯域キャリア周波数誤差補正処理のループと、広帯域キャリア周波数誤差補正処理のループとが独立しているため、OFDM復調装置全体における、キャリア周波数誤差補正処理の安定性が向上する効果を奏する。 As described above, in the OFDM demodulator according to the present invention, the narrowband carrier frequency error correction processing loop and the wideband carrier frequency error correction processing loop are independent. There is an effect of improving the stability of the correction process.
本発明の実施の形態について、以下に説明する。 Embodiments of the present invention will be described below.
(基本原理:狭帯域キャリア周波数誤差検出)
シンボルmサンプリング点nにおける複素BB信号Z(m,n)と、シンボルmサンプリング点(n−N)における複素BB信号Z(m,n−N)との複素相関c(m,n)とは、次式を満たす。
(Basic principle: Narrowband carrier frequency error detection)
The complex correlation c (m, n) between the complex BB signal Z (m, n) at the symbol m sampling point n and the complex BB signal Z (m, n−N) at the symbol m sampling point (n−N) The following equation is satisfied.
キャリア周波数誤差δfによって有効シンボル期間長(Nサンプリング点)当たりの位相誤差をδθとすると、次式が成立する。 If the phase error per effective symbol period length (N sampling points) is δθ due to the carrier frequency error δf, the following equation is established.
この時の複素BB信号Z(m、n)とZ(m、n−N)の関係は、次式を満たす。 The relationship between the complex BB signal Z (m, n) and Z (m, n−N) at this time satisfies the following equation.
したがって、次式が成立する。 Therefore, the following equation is established.
ここで、r(m、n)は、複素BB信号Z(m、n)の振幅である。複素相関の位相を検出すれば、キャリア周波数誤差δfによってシンボル期間長に生じた位相回転δθ、つまり、キャリア周波数誤差δfを検出できる。ただし、δfwは整数(0、±1、±2、…)であるので、次式が成立する。 Here, r (m, n) is the amplitude of the complex BB signal Z (m, n). If the phase of the complex correlation is detected, the phase rotation δθ generated in the symbol period length by the carrier frequency error δf, that is, the carrier frequency error δf can be detected. However, since δfw is an integer (0, ± 1, ± 2,...), The following equation is established.
そこで、式(12)に式(10)を代入すると、次式が成立する。 Therefore, when the formula (10) is substituted into the formula (12), the following formula is established.
したがって、複素相関を用いたキャリア周波数誤差検出では、狭帯域キャリア周波数誤差δfnの成分のみを検出できる。 Therefore, in the carrier frequency error detection using the complex correlation, only the component of the narrow band carrier frequency error δfn can be detected.
(基本原理:広帯域キャリア周波数誤差検出)
つぎに、広帯域キャリア周波数誤差検出の基本原理を説明する。
(Basic principle: Broadband carrier frequency error detection)
Next, the basic principle of broadband carrier frequency error detection will be described.
FFT演算回路の出力から、出力信号の振幅もしくは、振幅の自乗を計算すると、上述した表3に示す様に、データ、SP、TMCC、およびAC1において、信号強度が異なる。さらにTMCCおよびAC1は、非周期的にキャリア配置されている。したがって、SP、TMCC、およびAC1のキャリア配置を検出できる。検出したキャリア配置と、DC成分が周波数0の時のSP、TMCC、およびAC1のキャリア配置との差が、広帯域キャリア周波数誤差δfwに相当する。
When the amplitude of the output signal or the square of the amplitude is calculated from the output of the FFT operation circuit, as shown in Table 3 above, the signal intensity differs in data, SP, TMCC, and AC1. Further, TMCC and AC1 are non-periodically carrier-arranged. Accordingly, the carrier arrangement of SP, TMCC, and AC1 can be detected. The difference between the detected carrier arrangement and the carrier arrangement of SP, TMCC, and AC1 when the DC component is
(基本原理:キャリア周波数誤差補正)
つぎに、キャリア周波数誤差補正の基本原理について説明する。狭帯域キャリア周波数誤差検出部によって狭帯域キャリア周波数誤差δfnが検出でき、かつ、広帯域キャリア周波数誤差検出部によって広帯域キャリア周波数誤差δfwが検出できれば、OFDM復調装置全体で、全キャリア周波数誤差δfも検出したことになる。ここで、周波数が−δfである複素平面波を、次式(15)で表現する。
(Basic principle: carrier frequency error correction)
Next, the basic principle of carrier frequency error correction will be described. If the narrow-band carrier frequency error δfn can be detected by the narrow-band carrier frequency error detector, and the wide-band carrier frequency error δfw can be detected by the wide-band carrier frequency error detector, the entire carrier frequency error δf is also detected in the entire OFDM demodulator. It will be. Here, a complex plane wave having a frequency of −δf is expressed by the following equation (15).
全キャリア周波数誤差δfが検出できれば、式(15)に示す複素平面波を、式(8)によって示されるキャリア周波数誤差がδfであるBB信号Z’(m,n)に乗じれば、キャリア周波数誤差を補正できる。そこで、補正後のBB信号をZ’’(m,n)とすると、次式が成立する。 If the total carrier frequency error δf can be detected, the carrier frequency error can be obtained by multiplying the complex plane wave shown in Equation (15) by the BB signal Z ′ (m, n) in which the carrier frequency error shown in Equation (8) is δf. Can be corrected. Therefore, when the corrected BB signal is Z ″ (m, n), the following equation is established.
式(16)より、真のBB信号Z0(m、n)を抽出可能できる。 From equation (16), the true BB signal Z 0 (m, n) can be extracted.
〔実施形態1〕
本発明の第1の本実施形態について、図1を参照して以下に説明する。OFDM復調装置20の一構成例を、図1に示す。図1は、無線通信装置の構成を示すブロック図である。この図に示すように、アンテナ1、チューナー2、A/D変換器3、デジタル直交検波部4(直交復調手段)、狭帯域キャリア周波数誤差補正部5(狭帯域キャリア周波数誤差補正手段)、狭帯域キャリア周波数誤差検出部6(狭帯域キャリア周波数誤差検出手段)、広帯域キャリア周波数誤差補正部7(広帯域キャリア周波数誤差補正手段)、FFT演算回路8(直交周波数分割多重復調手段)、広帯域キャリア周波数誤差検出部9(広帯域キャリア周波数誤差検出手段)、および波形等化部10を備えている。
A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. One configuration example of the
本実施形態では、狭帯域キャリア周波数誤差補正部5および狭帯域キャリア周波数誤差検出部6が、狭帯域キャリア周波数誤差補正フィードバック・ループ11を形成している。この狭帯域キャリア周波数誤差補正フィードバック・ループ11は、フィード・バック方式である。さらに、広帯域キャリア周波数誤差補正部7、FFT演算回路8、および狭帯域キャリア周波数誤差検出部6が、広帯域キャリア周波数誤差補正フィードバック・ループ12を形成している。この広帯域キャリア周波数誤差補正フィードバック・ループ12は、同じくフィード・バック方式である。これらの点については、後述する。
In this embodiment, the narrowband carrier frequency
図1において、アンテナ1は、通信路を通過してくるOFDM信号を受信し、RF信号としてチューナ2に供給する。チューナ2に入力されたRF信号は、IF信号に周波数変換され、A/D変換器3へ供給される。A/D変換器3で入力されたIF信号をデジタル化して、直交検波部4へ出力する。直交検波部4は、入力されたIF信号をBB信号Z0(m、n)に周波数変換する。
In FIG. 1, an
(狭帯域キャリア周波数誤差補正部5)
つぎに、狭帯域キャリア周波数誤差補正部5は、BB信号Z1(m、n)の狭帯域キャリア周波数誤差を補正し、BB信号Z2(m、n)を生成して出力する。これにより、次式(17)が成立する。
(Narrowband carrier frequency error correction unit 5)
Next, the narrowband carrier frequency
式(17)に示すように、BB信号Z2(m、n)には、広帯域キャリア周波数誤差が残留する。 As shown in Expression (17), a broadband carrier frequency error remains in the BB signal Z2 (m, n).
(狭帯域キャリア周波数誤差検出部6)
狭帯域キャリア周波数誤差検出部6は、所定の制御信号を狭帯域キャリア周波数誤差補正部5にフィードバックする。この制御信号は、上述した方法を用いて、BB信号Z2(m、n)の狭帯域キャリア周波数誤差を検出し、補正するための信号である。狭帯域キャリア周波数誤差補正部5が、たとえば、複素BB信号の位相回転回路によって構成される。このとき制御信号は、補正すべき位相回転量である。また、狭帯域キャリア周波数誤差補正部5は、たとえば、複素乗算回路で構成される。このとき制御信号は、検出した狭帯域キャリア周波数δfnの符号を反転させた周波数で振動する複素平面波、もしくは、次式(18)によって表現できる位相回転因子である。
(Narrowband carrier frequency error detector 6)
The narrowband carrier frequency error detection unit 6 feeds back a predetermined control signal to the narrowband carrier frequency
(広帯域キャリア周波数誤差補正部7)
広帯域キャリア周波数誤差補正部7は、BB信号Z2(m、n)の広帯域キャリア周波数誤差を補正することによって、BB信号Z3(m、n)を生成し、FFT演算回路8に出力する。このとき、次式(19)が成立する。
(Broadband carrier frequency error correction unit 7)
The broadband carrier frequency
これによりOFDM復調装置20は、キャリア周波数誤差が補正された真のBB信号Z0(m、n)を抽出できる。
Thereby, the
(FFT演算回路8)
FFT演算回路8は、BB信号Z3(m、n)のOFDM変調を復調し、キャリア情報に相当するX3(m、k)を出力する。
(FFT operation circuit 8)
The
(広帯域キャリア周波数誤差検出部9)
広帯域キャリア周波数誤差検出部9は、所定の制御信号を、広帯域キャリア周波数誤差補正部7にフィードバックする。この制御信号は、上述した(基本原理:広帯域キャリア周波数誤差検出)において説明した方法を用いて、キャリア情報信号X3(m、k)の広帯域キャリア周波数誤差を検出し、補正するための信号である。
(Broadband carrier frequency error detector 9)
The broadband carrier frequency error detection unit 9 feeds back a predetermined control signal to the broadband carrier frequency
広帯域キャリア周波数誤差補正部7は、たとえば、複素BB信号の位相回転回路で構成される。このとき制御信号は、補正すべき位相回転量である。また、広帯域キャリア周波数誤差補正部7は、たとえば、複素乗算回路で構成される。このとき制御信号は、検出した狭帯域キャリア周波数δfwの符号を反転させた周波数で振動する複素平面波、もしくは式(18)によって表される位相回転因子である。
The broadband carrier frequency
(波形等化部10)
波形等化部10は、SPキャリア等を基準にして、通信路によるフェージング等の影響を除去した、キャリア情報信号X4(m、k)を出力する。OFDM復調装置20は、この信号X4(m、k)を用いて、上述した周波数によってインターリーブ以降の処理を行えば、TSP信号を出力できる。
(Waveform equalization unit 10)
The
(作用効果)
以上の構成のOFDM復調装置20では、図1に示すように、狭帯域周波数誤差補正フィードバック・ループ11と、広帯域周波数誤差補正フィードバック・ループ12とが、独立して構成される。したがって、狭帯域周波数誤差補正フィードバック・ループ11の応答時間と、広帯域周波数誤差補正フィードバック・ループ12の応答時間とが異なっても、各フィードバック・ループは、独立に安定して動作する。これにより、全キャリア周波数誤差δfの補正を、OFDM復調装置20の全体において安定して行える。
(Function and effect)
In the
〔実施形態2〕
本発明に係る第2の実施形態について、図2を参照して以下に説明する。
[Embodiment 2]
A second embodiment according to the present invention will be described below with reference to FIG.
図2に示すOFDM復調装置20は、狭帯域キャリア周波数誤差検出部6および広帯域キャリア周波数誤差補正部7が、フィードフォワード・ループ13を形成している。この点以外は、基本的に、図1に示す構成と同一である。
In the
上述したように、図1に示す狭帯域キャリア周波数誤差補正フィードバック・ループ11では、狭帯域キャリア周波数誤差補正部5が出力するBB信号Z2(m、n)から、狭帯域キャリア周波数誤差を検出する。これにより、BB信号Z1(m、n)を補正する。
As described above, in the narrowband carrier frequency error
一方、図2に示す狭帯域キャリア周波数誤差補正フィードフォワード・ループ13では、狭帯域キャリア周波数誤差補正部6は、直交検波部4の出力BB信号Z1(m、n)から、狭帯域キャリア周波数誤差を検出する。これにより狭帯域キャリア周波数誤差検出部6は、BB信号Z1(m、n)を補正している。この様なフィードフォワード型のループにおいても、狭帯域キャリア周波数誤差を補正できる。BB信号以降の処理は、上述した実施形態1と同様である。
On the other hand, in the narrowband carrier frequency error
本実施形態のOFDM復調装置20においても、第1の実施形態と同様に、狭帯域周波数誤差補正フィードフォーワード・ループ13と、広帯域周波数誤差補正フィードバック・ループ12とが、独立に構成されている。したがって、狭帯域周波数誤差補正フィードフォーワード・ループ13の応答時間と、広帯域周波数誤差補正フィードバック・ループ12の応答時間とが異なっても、各フィードバック・ループは、独立に安定して動作する。これにより、OFDM復調装置20全体において、全キャリア周波数誤差δfの補正を安定して行える。
Also in the
〔実施形態3〕
本発明に係る本実施形態について、以下に説明する。
[Embodiment 3]
This embodiment according to the present invention will be described below.
本実施形態のOFDM復調装置20は、上述したように、狭帯域キャリア周波数誤差δfnによるBB信号Z1(m、n)の位相回転については、第1の実施形態と同様に完全に除去する。しかし、BB号Z2(m、n)に残留する広帯域キャリア周波数誤差δfwによる位相回転については、第1の実施形態の様には、完全に除去しない。
As described above, the
以下の説明における位相の基準として、シンボルm=0サンプリングn=0における各キャリア周波数誤差による位相回転は0であるとする。すなわち、Z’(0,0)=Z0(0,0)が成立する。 As a phase reference in the following description, it is assumed that the phase rotation due to each carrier frequency error at symbol m = 0 sampling n = 0 is zero. That is, Z ′ (0,0) = Z 0 (0,0) is established.
(狭帯域キャリア周波数誤差のみを補正する第1の例)
以下では、伝送シンボルにGI期間が無く、OFDM復調装置20が受信したOFDM変調波が有効シンボル期間のみで構成されている例を説明する。
(First example of correcting only narrowband carrier frequency error)
In the following, an example will be described in which a transmission symbol has no GI period and the OFDM modulated wave received by the
上述したように、狭帯域キャリア周波数誤差補正部5は、BB信号Z1(m、n)の狭帯域キャリア周波数誤差のみ補正する。このときの狭帯域キャリア周波数誤差補正部5の出力信号BB信号Z2(m、n)は、式(17)を満たす。
As described above, the narrowband carrier frequency
残留した広帯域キャリア周波数誤差δfwによって生じる位相回転の例を、図3に示す。図3は、GI期間が挿入されないOFDM波における、キャリア周波数誤差による位相回転の一例を示す図である。この図では、狭帯域キャリア周波数誤差補正前の位相回転を、実線211に示す。一方、狭帯域キャリア周波数誤差補正後の位相回転を、実線212に示す。
An example of phase rotation caused by the remaining broadband carrier frequency error δfw is shown in FIG. FIG. 3 is a diagram illustrating an example of phase rotation due to a carrier frequency error in an OFDM wave in which a GI period is not inserted. In this figure, the
しかし、図3の実線212において、各シンボル先頭の位相回転量は、2πの整数倍である。つまり、シンボル先頭の位相回転因子は、常に次式(20)を満たす。
However, in the
したがって、OFDM復調装置20は、OFDM復調を正しく行うことができる。実際、広帯域キャリア周波数誤差補正部7が何も処理をせず、BB信号Z2(m、n)をそのままFFT演算回路8に入力すると、次式(21)が成立する。
Therefore, the
ここで、X0(m、k)は、真のBB信号Z0(m、n)の各キャリア情報である。このとき、キャリア配列は、広帯域キャリア周波数誤差δfwだけシフトする。しかし、元のキャリア情報X0(m、k)は抽出できる。すなわち、図3の実線213に示すように、全キャリア周波数誤差を補正する必要はなく、実線212に示すように、狭帯域キャリア周波数誤差のみ補正すればよい。すなわち、FFT演算回路8の出力から情報を取り出すキャリア番号を、広帯域キャリア周波数誤差δfwだけシフトさせれば、元のキャリア情報を抽出できる。
Here, X 0 (m, k) is each carrier information of the true BB signal Z 0 (m, n). At this time, the carrier arrangement is shifted by the broadband carrier frequency error δfw. However, the original carrier information X0 (m, k) can be extracted. That is, it is not necessary to correct the total carrier frequency error as indicated by the
(狭帯域キャリア周波数誤差のみを補正する第2の例)
伝送シンボルにGI期間が挿入されると、狭帯域キャリア周波数誤差δfnによって、GI期間中においても位相回転が発生する。狭帯域キャリア周波数誤差補正後のBB信号Z2(m、n)の狭帯域キャリア周波数誤差による位相回転は、式(17)ではなく、式(22)を満たす。
(Second example of correcting only narrow-band carrier frequency error)
When a GI period is inserted into a transmission symbol, phase rotation occurs even during the GI period due to the narrowband carrier frequency error δfn. The phase rotation due to the narrow band carrier frequency error of the BB signal Z2 (m, n) after the narrow band carrier frequency error correction satisfies Expression (22) instead of Expression (17).
また、式(22)において、次式(23)が成立する。 Further, in the equation (22), the following equation (23) is established.
この式における左辺は、GI期間中の位相回転量を表す(図4の実線217に相当)。
The left side in this equation represents the amount of phase rotation during the GI period (corresponding to the
この場合の位相回転を、図4に示す。図4は、GI期間が挿入されるOFDM波における、キャリア周波数誤差による位相回転の一例を示す図である。この図に実線214によって示す位相回転は、狭帯域キャリア周波数誤差のみの補正によって、実線215によって示す位相回転に変更される。各有効シンボル先頭における広帯域キャリア周波数誤差による位相回転量は、GI期間が無い場合とは異なり、2πθGIの整数倍となる。この場合、広帯域キャリア周波数誤差補正部7が何も処理をせず、BB信号をFFT演算回路8にそのまま出力すると、FFT演算回路8はOFDM復調を正しく行うことができない。
The phase rotation in this case is shown in FIG. FIG. 4 is a diagram illustrating an example of phase rotation due to a carrier frequency error in an OFDM wave into which a GI period is inserted. The phase rotation indicated by the
もし、BB信号Z2(m、n)をFFT演算回路に入力すると、次式が成立する。 If the BB signal Z2 (m, n) is input to the FFT operation circuit, the following equation is established.
この式から、キャリア番号がシフトするだけでなく、位相もシンボルごとに回転してしまうことが分かる。 From this equation, it can be seen that not only the carrier number shifts, but also the phase rotates for each symbol.
ところで、(狭帯域キャリア周波数誤差のみを補正する第1の例)と、(狭帯域キャリア周波数誤差のみを補正する第2の例)とでは、違いは、伝送シンボルにおけるGI期間の有無である。すなわち、BB信号Z2(m、n)に、さらに、式(20)によって表される位相回転因子が付加されるか否かが異なる。したがって、式(24)に示すBB信号Z2(m、n)から、式(20)位相回転因子を除去すれば、(狭帯域キャリア周波数誤差のみを補正する第1の例)において説明した方法を、そのまま適用できる。 By the way, the difference between (first example in which only narrowband carrier frequency error is corrected) and (second example in which only narrowband carrier frequency error is corrected) is the presence or absence of a GI period in a transmission symbol. That is, it is different whether or not the phase rotation factor represented by the equation (20) is further added to the BB signal Z2 (m, n). Therefore, if the phase twiddle factor in equation (20) is removed from the BB signal Z2 (m, n) shown in equation (24), the method described in (first example for correcting only narrowband carrier frequency error) is used. It can be applied as it is.
そこで、OFDM復調装置20は、以下の構成であってもよい。すなわち、広帯域キャリア周波数誤差補正フィードバック・ループ11における広帯域キャリア周波数誤差補正部7は、BB信号Z2(m、n)の位相を、位相回転量φ(m)だけ位相回転する。シンボルmの位相回転量φ(m)は、φ(m)=ーmθGIである。さらに、この位相回転量φ(m)は、GI期間中に変更され、有効シンボル期間中は、常に一定の値である。位相回転量を変更するタイミングは、GI期間中であれば、どこでもよい。
Therefore, the
図5の実線218に示すBB信号Z2(m、n)の広帯域キャリア周波数誤差による位相回転は、位相回転量φ(m)の補正によって、図5の実線219に示す様になる。この実線219では、各有効シンボル先頭のBB信号Z3(m、n)の位相回転量は、2πの整数倍である。
The phase rotation due to the broadband carrier frequency error of the BB signal Z2 (m, n) shown by the
また、各シンボルの有効シンボル期間中のBB信号Z3(m、n)は、式(17)と完全に一致する。ただし、GI期間中では、位相回転量の変更があるため、式(17)とは異なる。なお、FFT演算回路8は、有効シンボル期間のBB信号Z3(m、n)のみを処理するので、このことは特に問題ではない。
In addition, the BB signal Z3 (m, n) during the effective symbol period of each symbol completely matches the equation (17). However, during the GI period, there is a change in the amount of phase rotation, which is different from Equation (17). Note that this is not a problem because the
これにより、(狭帯域キャリア周波数誤差のみを補正する第1の例)において説明した方法により、FFT演算回路8は、BB信号Z3(m、n)から元のキャリア情報X0(m、k)を抽出できる。この様に、OFDM復調装置20は、狭帯域キャリア周波数誤差のみ補正し、広帯域キャリア周波数誤差を取り除けない場合でも、角度が式(23)である位相回転因子を除去すればよい。これにより、FFT演算回路8の出力から情報を取り出すためのキャリア番号を、広帯域キャリア周波数誤差δfwだけシフトさせれば、元のキャリア情報を抽出できる。
Accordingly, the
広帯域キャリア周波数誤差補正部7は、次式(25)によって表される位相回転量を単位とする位相回転のみを行えばよい。
The broadband carrier frequency
たとえば、非特許文献1の様な規格で定められているGI比gの最小値がg=1/16である場合には、広帯域キャリア周波数誤差補正部7は、位相回転量が次式(26)を満たす位相回転処理を行えばよい。
For example, when the minimum value of the GI ratio g defined by a standard such as
この様に、広帯域キャリア周波数誤差補正部7は、ある特定の位相回転のみを行えばよい。したがって、任意位相の回転回路を構成する場合に比べて、回路規模が小さくできる。
In this way, the broadband carrier frequency
たとえば、非特許文献3には、任意の位相回転を行う方法としてCORDIC(Coordinate Rotation Digital Computer)法が開示されている。この方法は、複素BB信号Z=I+jQの任意の各θだけ、位相回転を近似的に行うものである。CORDIC法によって12ビットの演算精度を確保するためには、12ビット分の全加算回路が必要である。さらに、入力BB信号に対してリアルタイム処理を行うためには、CORDIC回路を、内部動作クロック周波数が入力信号レートの12倍以上である回路、または、12段のパイプライン処理を行う回路によって構成する必要がある。特に、12段のパイプライン処理を行うためには、少なくとも3×12×12≒430個のフリップ・フロップと、12×3個の全加算回路が必要になる。この様に、CORDIC回路による任意回転回路は、回路規模が大きくなる問題がある。
For example,
一方、特定の角度θのみを位相回転する場合には、次式(27)に示す演算処理を行う回路を実装すればよい。 On the other hand, when only a specific angle θ is rotated in phase, a circuit that performs the arithmetic processing shown in the following equation (27) may be mounted.
たとえば、θ=π/6の場合には、次式(28)が成立する。 For example, when θ = π / 6, the following equation (28) is established.
1/2の乗算は、1ビットシフトで実装可能である。一方、√3/2の乗算は、無理数であるため扱いが面倒であるが、次式(29)のように近似すれば、9個のビットシフタと8個の加算器だけで12ビットの演算精度が確保できる。 The 1/2 multiplication can be implemented with a 1-bit shift. On the other hand, the multiplication of √3 / 2 is an irrational number and is difficult to handle, but if approximated as in the following equation (29), a 12-bit operation is performed with only 9 bit shifters and 8 adders. Accuracy can be secured.
また、式(29)のビット幅を増やせば、さらに演算精度を向上させることができる。θ=π/6以外の式(26)の位相回転についても、同様の方法によって、他の位相回転量の位相回転器も構成可能である。 Further, if the bit width of Expression (29) is increased, the calculation accuracy can be further improved. With respect to the phase rotation of Expression (26) other than θ = π / 6, phase rotators with other phase rotation amounts can be configured by the same method.
以上より、広帯域キャリア周波数誤差補正部7は、図6に示す様に、位相回転器311a〜311oと、セレクタ312によって、構成可能である。図6の回路は、リアルタイム処理が可能であるにもかかわらず、CORDIC回路に比べて、大幅に低い消費電力によって動作できる。したがって、OFDM復調装置20の消費電力を大幅に減らすことができる。
As described above, the broadband carrier frequency
〔実施形態4〕
本発明に係る第4の実施形態について、以下に説明する。
[Embodiment 4]
A fourth embodiment according to the present invention will be described below.
第3の実施形態において説明した広帯域キャリア周波数誤差補正部7は、本実施形態のように、より小さな回路で構成できる。たとえば、GI比がg=1/16の場合の式(26)の位相回転において、n=5であるとき、次式(30)が成立する。
The wideband carrier frequency
そこで、θ=π/8回転を行い、その後にI成分とQ成分を交換して、Q成分の符号を反転すれば、全体としてθ=5π/8回転の処理が可能となる。 Therefore, if θ = π / 8 rotation is performed, then the I component and Q component are exchanged, and the sign of the Q component is reversed, the processing of θ = 5π / 8 rotation as a whole becomes possible.
この具体的な例を一般化すると、複素平面波exp(jθ)は、次式(31)を満たす。 Generalizing this specific example, the complex plane wave exp (jθ) satisfies the following expression (31).
したがって、広帯域キャリア周波数誤差補正部7は、0≦θ≦2πの任意の位相回転器ではなく、位相回転量が0≦θ≦π/4を満たす位相回転器によって、構成できる。たとえば、GI比がg=1/16の場合の広帯域キャリア周波数誤差補正部7を、図7に示す。図7は、GI比がg=1/16の場合の広帯域キャリア周波数誤差補正部7を示すブロック図である。
Therefore, the wideband carrier frequency
図7に示す広帯域キャリア周波数誤差補正部7は、位相回転器311a〜311bと、I成分とQ成分を交換する手段313と、I成分の符号を交換する手段314と、Q成分の符号を交換する手段315と、セレクタ312とによって構成されている。この構成により、広帯域キャリア周波数誤差補正部7は、位相回転量が式(26)を満たす位相回転を行うことができる。
The broadband carrier frequency
図7に示す広帯域キャリア周波数誤差補正部7の構成と、図6に示す広帯域キャリア周波数誤差補正部7の構成とでは、基本的な機能は同一である。しかし、図7に示す構成は、図6の構成に比べて大幅に少ない位相回転器を備えているので、回路規模が小さくなり、消費電力をより一層、低減できる。
The basic functions of the configuration of the broadband carrier frequency
〔実施形態5〕
上述したように、狭帯域キャリア周波数誤差は、式(9)に示す複素相関の位相から検出できる。ところで、たとえば、c(m、n)の値がC(m,n)=−1を満たすとき、この複素相関の位相は、φ=+πであるとも、φ=−πであるとも言える。複素平面を考えると等価な角度であるので、数学的には、どちらでも問題ない。
[Embodiment 5]
As described above, the narrowband carrier frequency error can be detected from the phase of the complex correlation shown in Equation (9). By the way, for example, when the value of c (m, n) satisfies C (m, n) = − 1, it can be said that the phase of this complex correlation is φ = + π or φ = −π. Since it is an equivalent angle when considering the complex plane, there is no problem mathematically.
しかし、式(10)から狭帯域キャリア周波数誤差を検出するので、φ=+πの時には、δfn=+0.5となり、φ=−πの時には、δfn=−0.5となる。すなわち、検出するキャリア周波数誤差が1キャリア分も異なるという大きな問題が発生する。 However, since the narrow band carrier frequency error is detected from the equation (10), δfn = + 0.5 when φ = + π, and δfn = −0.5 when φ = −π. That is, there is a big problem that the detected carrier frequency error is different by one carrier.
OFDM復調装置20が、どちらを採用するかによって、広帯域キャリア周波数誤差補正に影響を与える。上述したように、一般に、広帯域キャリア周波数誤差補正フィードバック・ループは、FFT演算回路を含んでいる。これにより、狭帯域キャリア周波数誤差補正フィードバック・ループよりも応答時間が長い。したがって、狭帯域キャリア周波数誤差検出部6が、この様な周波数誤差検出の不確定性を持つ問題が生じてしまう。 Broadband carrier frequency error correction is affected depending on which OFDM demodulator 20 employs. As described above, generally, the broadband carrier frequency error correction feedback loop includes an FFT operation circuit. This results in a longer response time than the narrow band carrier frequency error correction feedback loop. Therefore, the narrow band carrier frequency error detection unit 6 has a problem with such uncertainty of frequency error detection.
そこで、狭帯域キャリア周波数誤差検出部6は、複素相関の位相の絶対値がπであるときに、狭帯域キャリア周波数誤差δfnとして、δfn=+0.5もしくは、δfn=−0.5のいずれか一方を出力することが好ましい。これによって、狭帯域キャリア周波数誤差の不確定性が解消する。すなわち、広帯域キャリア周波数誤差補正フィードバック・ループが、安定して機能する。 Therefore, when the absolute value of the phase of the complex correlation is π, the narrowband carrier frequency error detection unit 6 has either δfn = + 0.5 or δfn = −0.5 as the narrowband carrier frequency error δfn. It is preferable to output one of them. This eliminates the uncertainty of the narrow band carrier frequency error. That is, the broadband carrier frequency error correction feedback loop functions stably.
〔実施形態6〕
図1に示す構成において、OFDM復調装置20は、さらに、上述した各部材を起動または停止させるための、図示しない起動部を備えている。ここで、本実施形態のOFDM復調装置20では、起動部は、まず、チューナー2、A/D変換器3、直交検波部4、狭帯域キャリア周波数誤差補正部5、狭大域キャリア周波数誤差検出部6、広帯域キャリア周波数誤差補正部7、FFT演算回路8、広帯域キャリア周波数誤差検出部9を起動する。つぎに、広帯域キャリア周波数誤差検出部9は、一度、広帯域キャリア周波数誤差δfwを検出したとき、広帯域キャリア周波数誤差補正部7に広帯域キャリア周波数誤差δfwを出力する。これにより起動部は、広帯域キャリア周波数誤差検出部9を停止する。その後、広帯域キャリア周波数誤差補正部7は、検出した広帯域キャリア周波数誤差δfwを常に補正する。
[Embodiment 6]
In the configuration shown in FIG. 1, the
広帯域キャリア周波数誤差補正部7は、誤差の補正を行うが、広帯域キャリア周波数誤差検出部9は、誤差の検出を行わない。これにより、広帯域キャリア周波数誤差補正は、フィードバック・ループを形成しなくなる。すなわち、狭帯域キャリア周波数誤差補正制御と、広帯域キャリア周波数誤差補正制御とにおいて、両方のフィードバック・ループが有効になるのは、広帯域キャリア周波数誤差検出部9が起動しているときのみとなる。これにより、2つの異なるフィードバック・ループが両方ともに起動している時間が短くなるので、OFDM復調装置全体におけるキャリア周波数誤差補正処理が、さらに安定に行われる。
The broadband carrier frequency
ところで、OFDM復調装置20では、広帯域キャリア周波数誤差検出部9を停止したあとに、キャリア周波数誤差が変動した場合には、狭帯域キャリア周波数誤差補正フィードバック・ループ11によって、その誤差に追随する。キャリア周波数誤差の変動が、キャリア間隔の半分以内であれば、狭帯域キャリア周波数誤差補正フィードバック・ループ11によって追随できる。そこで、OFDM復調装置20全体で、キャリア周波数誤差補正処理を安定して行うことができる。
By the way, in the
さらに、キャリア周波数誤差の変動が、キャリア間隔の半分より大きくても、狭帯域キャリア周波数誤差補正フィードバック・ループ11で追随できるときがある。そこで、キャリア周波数誤差δfの時間変動の例を図8に示す。図8は、キャリア周波数誤差の変動の一例を示す図である。
Furthermore, even if the fluctuation of the carrier frequency error is larger than half of the carrier interval, the narrow band carrier frequency error
図8における実線350に示す様に、キャリア周波数誤差の変化量は、長い時間では、キャリア間隔の半分を超えている。ここで、1シンボル期間長当たりでは、変化量がキャリア間隔の半分以下である場合を以下に説明する。このとき、狭帯域キャリア周波数誤差補正フィードバック・ループ11によって、キャリア周波数誤差の変動に追随できる。
As indicated by a
上述したように、複素相関の位相から、絶対値がキャリア間隔の半分以内である狭帯域キャリア周波数誤差を検出できる。OFDM復調装置20は、複素相関を、毎シンボル検出する。したがって、1シンボル期間長当たりのキャリア周波数誤差の変化量が、キャリア間隔の半分以内であれば、毎シンボル変動分を正しく検出できる。さらに、狭帯域キャリア周波数誤差補正フィードバック・ループ11では、狭帯域キャリア周波数誤差補正後のBB信号Z2(m、n)から狭帯域キャリア周波数誤差δfnを検出する。したがって、狭帯域キャリア周波数誤差検出部6、または、狭帯域キャリア周波数誤差補正部5において、検出した狭帯域キャリア周波数誤差を積分する積分回路を備えている。
As described above, a narrowband carrier frequency error whose absolute value is within half the carrier interval can be detected from the phase of the complex correlation. The
長い時間にわたって、キャリア周波数誤差の変化量がキャリア間隔の半分を超えたとしても、各シンボルで変化量を正しく検出し、検出した値の積分を行えば、狭帯域キャリア周波数誤差補正フィードバック・ループ11は、この変動に追随できる。すなわち、図8の実線350に閉めすキャリア周波数誤差の変動には、追随できる。一方、図8の実線351に示すように、キャリア周波数誤差の変動が、1シンボル期間長当たり、キャリア間隔の半分を超える場合には、狭帯域キャリア周波数誤差補正フィードバック・ループ11は、この変動に追随できない。
Even if the amount of change in the carrier frequency error exceeds half of the carrier interval over a long period of time, if the amount of change is correctly detected in each symbol and the detected value is integrated, the narrowband carrier frequency error
OFDM復調装置20を実際に使用する環境において、OFDM復調装置20の起動後に、キャリア周波数誤差が変動する原因は、いくつかある。たとえば、起動中に、チューナーLSI内部の温度が上昇し、周波数変換用の局部発振器の周波数が変動することが、一つの原因である。しかし、その周波数変動は、ミリ秒程度のオーダーの1有効シンボル期間長に比べて、十分長い時間で、数10から数1000ppm程度である。この局部発振周波数の変動によるキャリア周波数誤差の変動は、1有効シンボル期間長当たりキャリア間隔の半分よりも小さい。したがって、狭帯域キャリア周波数誤差補正フィードバック・ループ11は、上述したように、キャリア周波数誤差変動の追随性を有すれば、OFDM復調装置20を実際に使用するとき、特に問題は発生しない。
In an environment where the
〔実施形態7〕
本実施形態におけるOFDM復調装置20も、図1に示す各構成に加えて、上述した起動部をさらに備えている。起動部は、特定の収束条件を設定する。この収束条件は、OFDM復調装置20におけるシステム全体の安定性や応答性を考慮したものである。たとえば起動部は、収束条件として、狭帯域キャリア周波数誤差がキャリア間隔の1/100程度以下になることという条件を設定する。
[Embodiment 7]
The
本実施形態では、起動部は、まず、チューナー2、A/D変換器3、直交検波部4、狭帯域キャリア周波数誤差補正部5、狭帯域キャリア周波数誤差検出部6、およびFFT演算回路8を起動する。
In the present embodiment, the activation unit first includes the
つぎに、第6の実施形態とは異なり、起動部は、この段階では、広帯域キャリア周波数誤差補正部7、および広帯域キャリア周波数誤差検出部9を起動しない。そして、狭帯域キャリア周波数誤差補正フィードバック・ループ11を起動した後、検出した狭帯域キャリア周波数誤差δfnを、常にモニタリングする。このとき起動部は、狭帯域キャリア周波数誤差δfnが上述した収束条件を満たしたとき、狭帯域キャリア周波数誤差補正フィードバック・ループ11が安定になったと判断する。そこでOFDM復調装置20の起動部は、広帯域キャリア周波数誤差補正部7、および、広帯域キャリア周波数誤差検出部9を起動する。
Next, unlike the sixth embodiment, the activation unit does not activate the broadband carrier frequency
つぎに、広帯域キャリア周波数誤差検出部9は、一度、広帯域キャリア周波数誤差δfwを検出したら、広帯域キャリア周波数誤差補正部7に、広帯域キャリア周波数誤差δfwを出力する。さらに、OFDM復調装置20は、広帯域キャリア周波数誤差検出部9を停止する。その後、広帯域キャリア周波数誤差補正部7は、検出した広帯域キャリア周波数誤差δfwを常に補正する。
Next, once the broadband carrier frequency error detection unit 9 detects the broadband carrier frequency error δfw, it outputs the broadband carrier frequency error δfw to the broadband carrier frequency
第6の実施形態において説明した制御方法では、BB信号Z2(m、n)に狭帯域キャリア周波数誤差が残っている状態において、広帯域キャリア周波数誤差検出部9が起動してしまう可能性がある。このとき、OFDM復調装置20全体のキャリア周波数誤差補正の安定性に、問題が残る。しかし、本実施形態のように、狭帯域キャリア周波数誤差をほぼ0とみなせる状態において、広帯域キャリア周波数誤差検出部9を起動すれば、安定性の問題を完全に無くすことができる。
In the control method described in the sixth embodiment, there is a possibility that the wideband carrier frequency error detection unit 9 is activated in a state where the narrowband carrier frequency error remains in the BB signal Z2 (m, n). At this time, a problem remains in the stability of the carrier frequency error correction of the
以上のように、OFDM復調装置20は、キャリア周波数誤差を、全体において、安定に補正する。これにより、BB信号を処理するときにおける不安定性を原因として生じる誤りが無くなる。したがって、たとえば、非特許文献1の様なOFDM変調方式によるテレビジョン放送を安定して復調できる。
As described above, the
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても、本発明の技術的範囲に含まれる。 In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, A various change is possible in the range shown to the claim. In other words, embodiments obtained by combining technical means appropriately changed within the scope of the claims are also included in the technical scope of the present invention.
(その他の構成)
なお、本発明は、以下に示す構成とすることもできる。
(Other configurations)
In addition, this invention can also be set as the structure shown below.
(第1の構成)
有効シンボルと該有効シンボルの一部分と同一内容を複写してなるガードインターバルとを備えた伝送シンボルを含む直交周波数分割多重変調信号の直交変調波が入力され、
前記直交変調波からベースバンド信号1を得る直交復調手段と、
狭帯域キャリア周波数誤差に基づいて、前記ベースバンド信号1の狭帯域キャリア周波数誤差を補正してベースバンド信号2を出力する狭帯域キャリア周波数補正手段1と、
前記ベースバンド信号2を有効シンボル期間だけ遅延させてベースバンド信号3を出力する遅延手段と、
前記ベースバンド信号2と前記ベースバンド信号3との複素相関を求める相関演算手段と、
前記複素相関の振幅に基づいて前記有効シンボルを取り出すためのシンボル同期信号を発生するシンボル同期部と、
前記複素相関の位相に基づいて前記ベースバンド信号2の狭帯域キャリア周波数誤差を検出する狭帯域キャリア周波数誤差検出手段と、
前記シンボル同期信号に従って前記ベースバンド信号2からガードインターバルを除去してベースバンド信号4を出力する有効シンボルを抽出する手段と、
前記有効シンボルにおいて直交周波数分割多重変調された前記ベースバンド信号4を復調して復調信号を出力する直交周波数分割多重復調手段と、
前記復調信号から広帯域キャリア周波数誤差を検出する広帯域キャリア周波数誤差検出手段と、
前記広帯域キャリア周波数誤差に基づいて所望帯域外のキャリア成分を除去して有効キャリアを抽出する手段とを、具備したことを特徴とするOFDM復調装置。
(First configuration)
An orthogonal modulation wave of an orthogonal frequency division multiplex modulation signal including a transmission symbol having an effective symbol and a guard interval obtained by copying the same content as a part of the effective symbol is input,
Orthogonal demodulation means for obtaining a
Narrowband carrier frequency correction means 1 for correcting the narrowband carrier frequency error of the
Delay means for delaying the
Correlation calculating means for obtaining a complex correlation between the
A symbol synchronization unit for generating a symbol synchronization signal for extracting the effective symbol based on the amplitude of the complex correlation;
Narrowband carrier frequency error detection means for detecting a narrowband carrier frequency error of the
Means for removing a guard interval from the
Orthogonal frequency division multiplexing demodulating means for demodulating the baseband signal 4 which has been orthogonal frequency division multiplexed modulated in the effective symbol and outputting a demodulated signal;
A broadband carrier frequency error detecting means for detecting a broadband carrier frequency error from the demodulated signal;
An OFDM demodulator comprising: means for removing a carrier component outside a desired band based on the broadband carrier frequency error and extracting an effective carrier.
(第2の構成)
有効シンボルと該有効シンボルの一部分と同一内容を複写してなるガードインターバルとを備えた伝送シンボルを含む直交周波数分割多重変調信号の直交変調波が入力され、
前記直交変調波からベースバンド信号1を得る直交復調手段と、
狭帯域キャリア周波数誤差に基づいて、前記ベースバンド信号1の狭帯域キャリア周波数誤差を補正してベースバンド信号2を出力する狭帯域キャリア周波数補正手段1と、
前記ベースバンド信号1を有効シンボル期間だけ遅延させてベースバンド信号3を出力する遅延手段と、
前記ベースバンド信号1と前記ベースバンド信号3との複素相関を求める相関演算手段と、
前記複素相関の振幅に基づいて前記有効シンボルを取り出すためのシンボル同期信号を発生するシンボル同期部と、
前記複素相関の位相に基づいて前記ベースバンド信号1の狭帯域キャリア周波数誤差を検出する狭帯域キャリア周波数誤差検出手段と、
前記シンボル同期信号に従って前記ベースバンド信号2からガードインターバルを除去してベースバンド信号4を出力する有効シンボルを抽出する手段と、
前記有効シンボルにおいて直交周波数分割多重変調された前記ベースバンド信号4を復調して復調信号を出力する直交周波数分割多重復調手段と、
前記復調信号から広帯域キャリア周波数誤差を検出する広帯域キャリア周波数誤差検出手段と、
前記広帯域キャリア周波数誤差に基づいて所望帯域外のキャリア成分を除去して有効キャリアを抽出する手段とを、具備したことを特徴とするOFDM復調装置。
(Second configuration)
An orthogonal modulation wave of an orthogonal frequency division multiplex modulation signal including a transmission symbol having an effective symbol and a guard interval obtained by copying the same content as a part of the effective symbol is input,
Orthogonal demodulation means for obtaining a
Narrowband carrier frequency correction means 1 for correcting the narrowband carrier frequency error of the
Delay means for delaying the
Correlation calculating means for obtaining a complex correlation between the
A symbol synchronization unit for generating a symbol synchronization signal for extracting the effective symbol based on the amplitude of the complex correlation;
Narrowband carrier frequency error detecting means for detecting a narrowband carrier frequency error of the
Means for removing a guard interval from the
Orthogonal frequency division multiplexing demodulating means for demodulating the baseband signal 4 which has been orthogonal frequency division multiplexed modulated in the effective symbol and outputting a demodulated signal;
A broadband carrier frequency error detecting means for detecting a broadband carrier frequency error from the demodulated signal;
An OFDM demodulator comprising: means for removing a carrier component outside a desired band based on the broadband carrier frequency error and extracting an effective carrier.
(第3の構成)
第1から第2の構成にOFDM復調装置であって、
前記キャリア周波数補正手段2は2πにガードインターバル比をかけた位相回転量を単位とする位相回転回路であり、
前記位相回転回路は各シンボルのガードインターバル期間中に位相回転量を変更することを特徴とするOFDM復調装置。
(Third configuration)
An OFDM demodulator according to the first to second configurations,
The carrier frequency correction means 2 is a phase rotation circuit whose unit is a phase rotation amount obtained by multiplying the guard interval ratio by 2π.
The OFDM demodulator characterized in that the phase rotation circuit changes a phase rotation amount during a guard interval period of each symbol.
(第4の構成)
第3の構成OFDM復調装置であって、
前記位相回転回路は2πにガードインターバル比をかけた位相回転量を単位とし、かつ位相回転量がπ/4より小さい位相回転処理を行う位相回転器で構成することを特徴とするOFDM復調装置。
(Fourth configuration)
A third configuration OFDM demodulator, comprising:
2. The OFDM demodulator according to
(第5の構成)
第1から第4のいずれかに構成に記載のOFDM復調装置であって、
狭帯域キャリア周波数誤差検出手段が、検出した前記複素相関の位相の絶対値がπである時に、狭帯域キャリア周波数誤差として特定の狭帯域キャリア周波数誤差1を出力する様に具備する
ことを特徴とする請求項1から4記載のOFDM復調装置。
(Fifth configuration)
An OFDM demodulator according to any one of the first to fourth configurations,
The narrow band carrier frequency error detecting means is provided to output a specific narrow band
(第6の構成)
第1から第4のいずれかに構成に記載のOFDM復調装置であって、
前記狭帯域キャリア周波数誤差検出手段と前記キャリア周波数補正手段1と前記広帯域キャリア周波数誤差検出手段を起動し、
広帯域キャリア周波数誤差を一度検出した後に前記広帯域キャリア周波数誤差検出手段を停止し、
前記狭帯域キャリア周波数誤差検出手段によって検出した狭帯域キャリア周波数誤差を前記キャリア周波数補正手段1で補正し、
前記キャリア周波数補正手段2によって検出した前記広帯域キャリア周波数誤差を補正することを特徴とするOFDM復調装置。
(Sixth configuration)
An OFDM demodulator according to any one of the first to fourth configurations,
Activating the narrowband carrier frequency error detecting means, the carrier
After detecting the broadband carrier frequency error once, stop the broadband carrier frequency error detection means,
The carrier frequency correction means 1 corrects the narrow band carrier frequency error detected by the narrow band carrier frequency error detection means,
An OFDM demodulator for correcting the broadband carrier frequency error detected by the carrier frequency correcting means (2).
(第7の構成)
第6の構成記載のOFDM復調装置であって、
まず前記狭帯域キャリア周波数誤差検出手段と前記キャリア周波数補正手段1を起動し、
つぎに検出した狭帯域キャリア周波数誤差が条件1を満たしたら広帯域キャリア周波数誤差検出手段を起動させることを特徴とするOFDM復調装置。
(Seventh configuration)
An OFDM demodulator according to a sixth configuration,
First, the narrow band carrier frequency error detecting means and the carrier
An OFDM demodulator characterized in that, when the detected narrow band carrier frequency error satisfies
(プログラムおよび記録媒体)
最後に、OFDM復調装置20に含まれている各ブロックは、ハードウェアロジックによって構成すればよい。または、次のように、CPU(Central Processing Unit)を用いてソフトウェアによって実現してもよい。
(Program and recording medium)
Finally, each block included in the
`すなわち、OFDM復調装置20は、各機能を実現するOFDM復調プログラムの命令を実行するCPU、このOFDM復調プログラムを格納したROM(Read Only Memory)、上記OFDM復調プログラムを実行可能な形式に展開するRAM(Randam Access Memory)、および、上記OFDM復調プログラムおよび各種データを格納するメモリ等の記憶装置(記録媒体)を備えている。この構成により、本発明の目的は、所定の記録媒体によっても、達成できる。
`In other words, the
この記録媒体は、上述した機能を実現するソフトウェアであるOFDM復調装置20のOFDM復調プログラムのプログラムコード(実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム)をコンピュータで読み取り可能に記録していればよい。OFDM復調装置20に、この記録媒体を供給する。これにより、コンピュータとしてのOFDM復調装置20(またはCPUやMPU)が、供給された記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出し、実行すればよい。
` プログラムコードをOFDM復調装置20に供給する記録媒体は、特定の構造または種類のものに限定されない。すなわち、この記録媒体は、たとえば、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フロッピー(登録商標)ディスク/ハードディスク等の磁気ディスクやCD−ROM/MO/MD/DVD/CD−R等の光ディスクを含むディスク系、ICカード(メモリカードを含む)/光カード等のカード系、あるいはマスクROM/EPROM/EEPROM/フラッシュROM等の半導体メモリ系などとすることができる。
This recording medium only needs to record the program code (execution format program, intermediate code program, source program) of the OFDM demodulation program of the
`The recording medium for supplying the program code to the
また、OFDM復調装置20を、通信ネットワークと接続可能に構成しても、本発明の目的を達成できる。この場合、上記のプログラムコードを、通信ネットワークを介してOFDM復調装置20に供給する。この通信ネットワークは、OFDM復調装置20にプログラムコードを供給できるものであればよく、特定の種類または形態に限定されない。たとえば、インターネット、イントラネット、エキストラネット、LAN、ISDN、VAN、CATV通信網、仮想専用網(Virtual Private Network)、電話回線網、移動体通信網、衛星通信網等であればよい。
Moreover, even if the
この通信ネットワークを構成する伝送媒体も、プログラムコードを伝送可能な任意の媒体であればよく、特定の構成または種類のものに限定されない。たとえば、IEEE1394、USB(Universal Serial Bus)、電力線搬送、ケーブルTV回線、電話線、ADSL(Assymmetric Digital Subscriber Line)回線等の有線でも、IrDAやリモコンのような赤外線、Bluetooth(登録商標)、802.11無線、HDR、携帯電話網、衛星回線、地上波デジタル網等の無線でも利用可能である。なお、本発明は、上記プログラムコードが電子的な伝送で具現化された、搬送波に埋め込まれたコンピュータデータ信号の形態でも実現され得る。 The transmission medium constituting the communication network may be any medium that can transmit the program code, and is not limited to a specific configuration or type. For example, in the case of wired communication such as IEEE 1394, USB (Universal Serial Bus), power line carrier, cable TV line, telephone line, ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) line, etc., infrared rays such as IrDA and remote control, Bluetooth (registered trademark), 802. 11 wireless, HDR, mobile phone network, satellite line, terrestrial digital network, etc. can also be used. The present invention can also be realized in the form of a computer data signal embedded in a carrier wave in which the program code is embodied by electronic transmission.
本発明は、OFDM方式によって送信されるOFDM波を復調し、テレビ信号等を得るOFDM復調装置として、幅広く利用できる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be widely used as an OFDM demodulator that demodulates an OFDM wave transmitted by the OFDM method to obtain a television signal or the like.
1 アンテナ
2 チューナー
3 A/D変換器
4 デジタル直交検波部(直交復調手段)
5 狭帯域キャリア周波数誤差補正部(狭帯域キャリア周波数誤差補正手段)
6 狭帯域キャリア周波数誤差検出部(狭帯域キャリア周波数誤差検出手段)
7 広帯域キャリア周波数誤差補正部(広帯域キャリア周波数誤差補正手段)
8 FFT演算回路(直交周波数分割多重復調手段)
9 広帯域キャリア周波数誤差検出部(広帯域キャリア周波数誤差検出手段)
10 波形等化
11 狭帯域キャリア周波数誤差補正フィードバック・ループ
12 広帯域キャリア周波数誤差補正フィードバック・ループ
13 狭帯域キャリア周波数誤差補正フィードフォワード・ループ
32 BPF
33、34 乗算器
35 局部発振器
36 90°移相器
37、39 LPF
38、40 A/D変換器
41 ガード期間除去回路
45 OFDM復調部
50 シンボル同期検出部
51、52 遅延回路
53、54 相関器
55 ガードタイミング検出回路
60 キャリア同期検出部
61、71、72 キャリア周波数誤差検出回路
62、73 キャリア周波数制御回路
74 加算器
75 D/A変換器
76 クロック誤差検出回路
77 クロック制御回路
79 局部発振器
80 タイミング回路
100 従来のOFDM 復調装置、
101 アンテナ
102 チューナ
103 バンドパスフィルタ
104 A/D変換回路
105 DCキャンセル回路
106 デジタル直交復調回路
107 FFT演算回路
108 フレーム抽出回路
109 同期回路
110 キャリア復調回路
111 周波数デインタリーブ回路
112 時間デインタリーブ回路
113 デマッピング回路
114 ビットデインタリーブ回路
115 デパンクチャ回路
116 ビタビ回路
117 バイトデインタリーブ
118 拡散信号除去回路
119 ストリーム生成回路
120 RS複合回路
121 伝送制御情報復号回路
122 チャンネル選択回路
201 有効シンボル期間
202 ガードインターバル期間
203 シンボル期間
211〜216 キャリア周波数誤差による位相回転
217 GI期間中の位相回転量
218〜219 キャリア周波数誤差による位相回転
311a〜311o 位相回転器
312 セレクタ
313 I成分Q成分交換手段
314 I成分符号反転
315 Q成分符号反転手段
350 キャリア周波数誤差の変動の一例
351 キャリア周波数誤差の変動の一例
DESCRIPTION OF
5 Narrowband carrier frequency error correction unit (Narrowband carrier frequency error correction means)
6 Narrowband carrier frequency error detector (Narrowband carrier frequency error detection means)
7 Broadband carrier frequency error correction unit (Wideband carrier frequency error correction means)
8 FFT operation circuit (orthogonal frequency division multiplexing demodulation means)
9 Broadband carrier frequency error detector (Wideband carrier frequency error detection means)
10
33, 34
38, 40 A /
100 Conventional OFDM demodulator,
DESCRIPTION OF
Claims (9)
上記第1ベースバンド信号に含まれている狭帯域キャリア周波数誤差を補正することによって、第2ベースバンド信号を得る狭帯域キャリア周波数誤差補正手段と、
上記第2ベースバンド信号を有効シンボル期間だけ遅延させて、第3ベースバンド信号を得る遅延手段と、
上記第2ベースバンド信号と上記第3ベースバンド信号との複素相関を求める相関演算手段と、
上記複素相関の振幅に基づいて、上記第2ベースバンド信号から上記有効シンボルを取り出すためのシンボル同期信号を得るシンボル同期手段と、
上記複素相関の位相に基づいて、上記第1ベースバンド信号に含まれている上記狭帯域キャリア周波数誤差を検出する狭帯域キャリア周波数誤差検出手段と、
上記第2ベースバンド信号に含まれている広帯域キャリア周波数誤差を補正することによって、第4ベースバンド信号を得る広帯域キャリア周波数誤差補正手段と、
上記シンボル同期信号に従い上記第4ベースバンド信号から上記ガードインターバルを除去することによって、第5ベースバンド信号を出力するガードインターバル除去手段と、
上記有効シンボルにおいて直交周波数分割多重変調された上記第5ベースバンド信号を復調することによって、復調信号を得る直交周波数分割多重復調手段と、
上記復調信号から、上記広帯域キャリア周波数誤差を検出する広帯域キャリア周波数誤差検出手段と、
上記復調信号から、有効キャリアを抽出する有効キャリア抽出手段とを備えていることを特徴とするOFDM復調装置。 Orthogonal demodulation means for obtaining a first baseband signal from an orthogonal modulation wave of an orthogonal frequency division multiplex modulation signal including a transmission symbol having an effective symbol and a guard interval obtained by copying the same content as a part of the effective symbol When,
Narrowband carrier frequency error correction means for obtaining a second baseband signal by correcting a narrowband carrier frequency error included in the first baseband signal;
Delay means for delaying the second baseband signal by an effective symbol period to obtain a third baseband signal;
Correlation calculating means for obtaining a complex correlation between the second baseband signal and the third baseband signal;
Symbol synchronization means for obtaining a symbol synchronization signal for extracting the effective symbol from the second baseband signal based on the amplitude of the complex correlation;
Narrowband carrier frequency error detection means for detecting the narrowband carrier frequency error included in the first baseband signal based on the phase of the complex correlation;
Broadband carrier frequency error correction means for obtaining a fourth baseband signal by correcting a broadband carrier frequency error included in the second baseband signal;
Guard interval removing means for outputting a fifth baseband signal by removing the guard interval from the fourth baseband signal according to the symbol synchronization signal;
Orthogonal frequency division multiplexing demodulation means for obtaining a demodulated signal by demodulating the fifth baseband signal that has been orthogonal frequency division multiplexed modulated in the effective symbol;
Broadband carrier frequency error detection means for detecting the broadband carrier frequency error from the demodulated signal;
An OFDM demodulator comprising: effective carrier extraction means for extracting effective carriers from the demodulated signal.
上記第1ベースバンド信号に含まれている狭帯域キャリア周波数誤差を補正することによって、第2ベースバンド信号を得る狭帯域キャリア周波数誤差補正手段と、
上記第1ベースバンド信号を有効シンボル期間だけ遅延させて、第3ベースバンド信号を得る遅延手段と、
上記第1ベースバンド信号と上記第3ベースバンド信号との複素相関を求める相関演算手段と、
上記複素相関の振幅に基づいて、上記第2ベースバンド信号から上記有効シンボルを取り出すためのシンボル同期信号を得るシンボル同期手段と、
上記複素相関の位相に基づいて、上記第1ベースバンド信号に含まれている上記狭帯域キャリア周波数誤差を検出する狭帯域キャリア周波数誤差検出手段と、
上記第2ベースバンド信号に含まれている広帯域キャリア周波数誤差を補正することによって、第4ベースバンド信号を得る広帯域キャリア周波数誤差補正手段と、
上記シンボル同期信号に従い上記第4ベースバンド信号から上記ガードインターバルを除去することによって、第5ベースバンド信号を出力するガードインターバル除去手段と、
上記有効シンボルにおいて直交周波数分割多重変調された上記第5ベースバンド信号を復調することによって、復調信号を得る直交周波数分割多重復調手段と、
上記復調信号から、上記広帯域キャリア周波数誤差を検出する広帯域キャリア周波数誤差検出手段と、
上記復調信号から、有効キャリアを抽出する有効キャリア抽出手段とを備えていることを特徴とするOFDM復調装置。 Orthogonal demodulation means for obtaining a first baseband signal from an orthogonal modulation wave of an orthogonal frequency division multiplex modulation signal including a transmission symbol having an effective symbol and a guard interval obtained by copying the same content as a part of the effective symbol When,
Narrowband carrier frequency error correction means for obtaining a second baseband signal by correcting a narrowband carrier frequency error included in the first baseband signal;
Delay means for delaying the first baseband signal by an effective symbol period to obtain a third baseband signal;
Correlation calculating means for obtaining a complex correlation between the first baseband signal and the third baseband signal;
Symbol synchronization means for obtaining a symbol synchronization signal for extracting the effective symbol from the second baseband signal based on the amplitude of the complex correlation;
Narrowband carrier frequency error detection means for detecting the narrowband carrier frequency error included in the first baseband signal based on the phase of the complex correlation;
Broadband carrier frequency error correction means for obtaining a fourth baseband signal by correcting a broadband carrier frequency error included in the second baseband signal;
Guard interval removing means for outputting a fifth baseband signal by removing the guard interval from the fourth baseband signal according to the symbol synchronization signal;
Orthogonal frequency division multiplexing demodulation means for obtaining a demodulated signal by demodulating the fifth baseband signal that has been orthogonal frequency division multiplexed modulated in the effective symbol;
Broadband carrier frequency error detection means for detecting the broadband carrier frequency error from the demodulated signal;
An OFDM demodulator comprising: effective carrier extraction means for extracting effective carriers from the demodulated signal.
2πにガードインターバル比を乗じた位相回転量を単位とする位相回転回路であり、
上記位相回転回路は、
各シンボルのガードインターバル期間中に位相回転量を変更することを特徴とする請求項1または2に記載のOFDM復調装置。 The broadband carrier frequency error correction means includes:
It is a phase rotation circuit whose unit is a phase rotation amount obtained by multiplying 2π by the guard interval ratio,
The phase rotation circuit is
3. The OFDM demodulator according to claim 1, wherein the phase rotation amount is changed during a guard interval period of each symbol.
さらに、上記位相回転量がπ/4より小さい位相回転処理を行うことを特徴とする請求項3に記載のOFDM復調装置。 The phase rotation circuit is
4. The OFDM demodulator according to claim 3, further comprising a phase rotation process in which the phase rotation amount is smaller than π / 4.
上記複素相関の位相の絶対値がπである時に、上記狭帯域キャリア周波数誤差として、特定の狭帯域キャリア周波数誤差を得ることを特徴とする請求項1または2に記載のOFDM復調装置。 The narrow band carrier frequency error detecting means includes:
3. The OFDM demodulator according to claim 1, wherein a specific narrow band carrier frequency error is obtained as the narrow band carrier frequency error when the absolute value of the phase of the complex correlation is π.
上記起動手段は、
まず、上記狭帯域キャリア周波数誤差検出手段、狭帯域キャリア周波数誤差補正手段、および広帯域キャリア周波数誤差検出手段を起動させ、かつ、広帯域キャリア周波数誤差検出手段が上記広帯域キャリア周波数誤差を一度検出したあと、上記広帯域キャリア周波数誤差検出手段を停止させ、
上記起動手段が上記広帯域キャリア周波数誤差検出手段を停止させたあとにおいて、上記狭帯域キャリア周波数誤差補正手段が上記狭帯域キャリア周波数誤差を補正し、かつ、上記広帯域キャリア周波数誤差補正手段が上記広帯域キャリア周波数誤差を補正することを特徴とする請求項1または2に記載のOFDM復調装置。 It further comprises start means for starting or stopping each means described above,
The activation means is
First, after activating the narrowband carrier frequency error detecting means, narrowband carrier frequency error correcting means, and wideband carrier frequency error detecting means, and the wideband carrier frequency error detecting means once detecting the wideband carrier frequency error, Stop the broadband carrier frequency error detection means,
After the start-up means stops the wideband carrier frequency error detection means, the narrowband carrier frequency error correction means corrects the narrowband carrier frequency error, and the wideband carrier frequency error correction means detects the wideband carrier frequency error. The OFDM demodulator according to claim 1 or 2, wherein a frequency error is corrected.
まず、狭帯域キャリア周波数誤差検出手段および狭帯域キャリア周波数誤差補正手段を起動させ、つぎに、検出された狭帯域キャリア周波数誤差が特定の条件を満たすとき、
上記広帯域キャリア周波数誤差検出手段を起動させることを特徴とする請求項6に記載のOFDM復調装置。 The starting means is
First, the narrowband carrier frequency error detection means and the narrowband carrier frequency error correction means are activated, and then when the detected narrowband carrier frequency error satisfies a specific condition,
7. The OFDM demodulator according to claim 6, wherein the broadband carrier frequency error detecting means is activated.
A computer-readable recording medium in which the OFDM demodulation program according to claim 8 is recorded.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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