JP2008312186A - Multipath delay estimation unit for ofdm receiver, ofdm receiver, and digital broadcast receiver - Google Patents

Multipath delay estimation unit for ofdm receiver, ofdm receiver, and digital broadcast receiver Download PDF

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JP2008312186A JP2007292496A JP2007292496A JP2008312186A JP 2008312186 A JP2008312186 A JP 2008312186A JP 2007292496 A JP2007292496 A JP 2007292496A JP 2007292496 A JP2007292496 A JP 2007292496A JP 2008312186 A JP2008312186 A JP 2008312186A
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正幸 吉長
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a multipath delay estimation unit for estimating delays in multipaths with a simple constitution and a short processing time. <P>SOLUTION: The multipath delay estimation unit includes a delay means for respectively delaying in-phase axis signal and quadrature axis signal obtained after orthogonal detection by an effective symbol period, a correlation calculation means for calculating the respective correlation values of the in-phase axis signal and quadrature axis signal obtained after orthogonal detection and the in-phase axis signal and quadrature axis signal delayed by the delay means, a moving average means for continuously calculating average values of a guard period widths of the respective correlation values calculated by the correlation calculation means, a calculation means for calculating the sum of the squares or the absolute values of the moving averages calculated for respective correlation values by the moving average means, and a delay estimation means for estimating the delays in multipaths based on the sum of the squares or of absolute values obtained by the calculation means. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

この発明は、OFDM受信装置用のマルチパス遅延量推定装置、OFDM受信装置およびデジタル放送受信装置に関する。   The present invention relates to a multipath delay amount estimating apparatus, an OFDM receiving apparatus, and a digital broadcast receiving apparatus for an OFDM receiving apparatus.

近年、移動体向けのデジタル音声放送や、地上系のデジタルテレビ放送において、直交周波数分割多重(OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplex)伝送方式が注目されている。   In recent years, orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) transmission systems have attracted attention in digital audio broadcasting for mobiles and terrestrial digital television broadcasting.

このOFDM伝送方式は、送信側では、伝送するデジタルデータを互いに直交する多数の副搬送波( 以下、サブキャリアという) で変調し、IFFT(逆フーリエ変換)処理により、周波数領域から時間領域の信号に変換し、受信側では、FFT(フーリエ変換)処理により、時間領域から周波数領域の信号に変換する伝送方式である。この方式は、使用するサブキャリアの数が数百〜数千と多くなると、各々の変調波のシンボル周期が極めて長くなるため、マルチパス干渉の影響を受けにくいという特徴を有している。   In this OFDM transmission method, on the transmitting side, digital data to be transmitted is modulated by a number of subcarriers (hereinafter referred to as subcarriers) orthogonal to each other, and converted from a frequency domain to a time domain signal by IFFT (Inverse Fourier Transform) processing. This is a transmission system that converts the signal from the time domain to the frequency domain by FFT (Fourier transform) processing on the receiving side. This method has a feature that when the number of subcarriers used is as large as several hundred to several thousand, the symbol period of each modulated wave becomes extremely long, so that it is hardly affected by multipath interference.

マルチパスの影響を減少させるために、OFDM方式では、送信側で、周波数軸上および時間軸上の所定位置に振幅および位相が既知のパイロット信号を配置し、受信側で、そのパイロット信号を抽出し、抽出したパイロット信号の伝送路特性を推定し、その推定結果を元にデータ信号の振幅および位相を等化している。   In order to reduce the effects of multipath, in the OFDM method, a pilot signal with a known amplitude and phase is placed at a predetermined position on the frequency axis and time axis on the transmission side, and the pilot signal is extracted on the reception side. Then, the channel characteristics of the extracted pilot signal are estimated, and the amplitude and phase of the data signal are equalized based on the estimation result.

特開2003-32217号公報では、抽出したパイロット信号をIFFT処理して遅延プロファイルを推定し、その推定値をFFT処理して、伝送路特性を推定し、等化を行なっている。しかしながら、この回路構成では、精度の高い伝送路推定は可能であるが、遅延プロファイルと伝送路特性の推定のために、IFFT処理とFFT処理とを行なっているので、回路規模が極めて大きくなるという欠点がある。また、IFFT処理およびFFT処理は、受信信号をシンボル単位でメモリバッファに取込み、演算を行なうため、受信信号に対して演算結果が数シンボルの遅延を生じてしまい、実時間処理に対して、不向きな構成である。
特開 2003-32217 号公報 特開 2005-286636号公報
In Japanese Patent Laid-Open No. 2003-32217, an extracted pilot signal is subjected to IFFT processing to estimate a delay profile, and the estimated value is subjected to FFT processing to estimate channel characteristics and equalization is performed. However, with this circuit configuration, it is possible to estimate the transmission path with high accuracy, but the IFFT process and the FFT process are performed to estimate the delay profile and the transmission path characteristic, so that the circuit scale becomes extremely large. There are drawbacks. In addition, since IFFT processing and FFT processing are performed by fetching the received signal into the memory buffer in symbol units, the calculation result for the received signal causes a delay of several symbols, which is not suitable for real-time processing. It is a simple configuration.
Japanese Patent Laid-Open No. 2003-32217 JP 2005-286636 A

この発明は、簡単な構成および短い処理時間でマルチパスの遅延量を推定することができるOFDM受信装置用のデジタル放送受信装置におけるマルチパス遅延量推定装置を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a multipath delay amount estimation device in a digital broadcast receiver for an OFDM receiver capable of estimating a multipath delay amount with a simple configuration and a short processing time.

また、この発明は、簡単な構成および短い処理時間でマルチパスの遅延量を推定することができるとともに、伝送路特性の補間に用いられる補間フィルタをマルチパスの遅延量に応じて制御することができるOFDM受信装置およびデジタル放送受信機を提供することを目的とする。   In addition, the present invention can estimate a multipath delay amount with a simple configuration and a short processing time, and can control an interpolation filter used for interpolation of transmission path characteristics according to the multipath delay amount. An object of the present invention is to provide an OFDM receiver and a digital broadcast receiver that can be used.

請求項1に記載の発明は、有効シンボル期間と有効シンボル期間の一部に一致した波形からなるガード期間とを有するOFDM変調信号を受信するOFDM受信装置用のマルチパス遅延量推定装置において、直交検波後の同相軸信号および直交軸信号それぞれを、有効シンボル期間だけ遅延させる遅延手段、前記直交検波後の同相軸信号および直交軸信号と、遅延手段によって遅延された後の同相軸信号および直交軸信号との相関値をそれぞれ算出する相関算出手段、前記相関手段によって算出された各相関値毎に、その相関値のガード期間幅の平均値を連続して算出する移動平均手段、移動平均手段によって各相関値毎に算出された移動平均の二乗和または絶対値和を算出する演算手段、ならびに演算手段によって得られた二乗和または絶対値和に基づいて、マルチパスの遅延量を推定する遅延量推定手段を備えていることを特徴とする。   According to the first aspect of the present invention, there is provided a multipath delay estimation apparatus for an OFDM receiver that receives an OFDM modulated signal having an effective symbol period and a guard period having a waveform that matches a part of the effective symbol period. Delay means for delaying each in-phase axis signal and quadrature axis signal after detection by an effective symbol period, in-phase axis signal and quadrature axis signal after quadrature detection, and in-phase axis signal and quadrature axis after being delayed by the delay means Correlation calculation means for calculating a correlation value with a signal, moving average means for continuously calculating an average value of guard period widths of the correlation values for each correlation value calculated by the correlation means, and moving average means Calculation means for calculating the sum of squares or absolute value of the moving average calculated for each correlation value, and the sum of squares or absolute values obtained by the calculation means Based on the value sum, characterized in that a delay amount estimating means for estimating a delay amount of multipath.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のOFDM受信装置用のマルチパス遅延量推定装置において、前記遅延量推定手段は、演算手段によって得られた二乗和または絶対値和が所定の閾値を超える期間長を算出し、得られた期間長に基づいてマルチパスの遅延量を推定するものであることを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the multipath delay amount estimation apparatus for the OFDM receiver according to the first aspect, the delay amount estimation means has a sum of squares or an absolute value sum obtained by the calculation means. A period length exceeding the threshold is calculated, and a multipath delay amount is estimated based on the obtained period length.

請求項3に記載の発明は、請求項1に記載のOFDM受信装置用のマルチパス遅延量推定装置において、前記遅延量推定手段は、演算手段によって得られた二乗和または絶対値和が所定の閾値を超える期間長を算出する期間長算出手段、フェージング状態であるか否かを判別する判別手段、フェージング状態であると判別した場合には、期間長算出手段によって算出された期間長を補正する補正手段、ならびにフェージング状態でないと判別された場合には、期間長算出手段によって算出された期間長に基づいてマルチパスの遅延量を推定し、フェージング状態であると判別された場合には、補正手段によって補正された期間長に基づいてマルチパスの遅延量を推定する推定手段を備えていることを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the multipath delay amount estimation apparatus for the OFDM receiver according to the first aspect, the delay amount estimation means has a predetermined sum of squares or absolute value sum obtained by the calculation means. Period length calculation means for calculating a period length exceeding the threshold, determination means for determining whether or not a fading state is present, and correction of the period length calculated by the period length calculation means when it is determined that the fading state is detected When it is determined that the state is not the correction unit and the fading state, the multipath delay amount is estimated based on the period length calculated by the period length calculation unit, and when it is determined that the state is the fading state, the correction is performed. An estimation means for estimating a multipath delay amount based on the period length corrected by the means is provided.

請求項4に記載の発明は、請求項3に記載のOFDM受信装置用のマルチパス遅延量推定装置において、前記判別手段は、期間長算出手段によって算出される期間長のシンボル間の差分値が所定値より大きいか否かによって、フェージング状態であるか否かを判別するものであることを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the multipath delay amount estimating apparatus for an OFDM receiving apparatus according to the third aspect, the discriminating means has a difference value between symbols having a period length calculated by the period length calculating means. It is characterized in that it is determined whether or not it is in a fading state depending on whether or not it is larger than a predetermined value.

請求項5に記載の発明は、請求項3に記載のOFDM受信装置用のマルチパス遅延量推定装置において、前記判別手段は、演算手段によって算出される二乗和または絶対値和の最大値のシンボル間の差分値が所定値より大きいか否かによって、フェージング状態であるか否かを判別するものであることを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, in the multipath delay estimation apparatus for an OFDM receiver according to the third aspect, the determination means is a symbol of the maximum value of the sum of squares or the sum of absolute values calculated by the calculation means. It is characterized in that it is determined whether or not it is in a fading state depending on whether or not the difference value between them is larger than a predetermined value.

請求項6に記載の発明は、請求項3に記載のOFDM受信装置用のマルチパス遅延量推定装置において、前記判別手段は、OFDM受信装置の等化部によって抽出されるパイロット信号に基づいてドップラー周波数を推定し、推定したドップラー周波数が所定値より大きいか否かによって、フェージング状態であるか否かを判別するものであることを特徴とする。   According to a sixth aspect of the present invention, in the multipath delay amount estimating apparatus for an OFDM receiving apparatus according to the third aspect, the discriminating means is Doppler based on a pilot signal extracted by an equalizing unit of the OFDM receiving apparatus. It is characterized in that the frequency is estimated and whether or not the fading state is determined based on whether or not the estimated Doppler frequency is larger than a predetermined value.

請求項7に記載の発明は、有効シンボル期間と有効シンボル期間の一部に一致した波形からなるガード期間とを有するOFDM変調信号を受信するOFDM受信装置において、直交検波後の同相軸信号および直交軸信号それぞれを、有効シンボル期間だけ遅延させる遅延手段、前記直交検波後の同相軸信号および直交軸信号と、遅延手段によって遅延された後の同相軸信号および直交軸信号との相関値をそれぞれ算出する相関算出手段、前記相関手段によって算出された各相関値毎に、その相関値のガード期間幅の平均値を連続して算出する移動平均手段、移動平均手段によって各相関値毎に算出された移動平均の二乗和または絶対値和を算出する演算手段、前記直交検波後の同相軸信号および直交軸信号を周波数領域の信号に変換するフーリエ変換手段、ならびに前記フーリエ変換手段によって得られた周波数領域の信号を等化する等化手段を備えており、前記等化手段は、前記フーリエ変換手段によって得られた周波数領域の信号からパイロット信号を抽出する抽出手段、抽出手段によって抽出したパイロット信号と補間フィルタとを用いてデータキャリアの伝送路特性を推定する伝送路特性推定手段、前記フーリエ変換手段によって得られた周波数領域の信号を伝送路特性推定手段によって推定された伝送路特性で除算する除算手段および前記演算手段によって算出された二乗和または絶対値和に基づいて、前記補間フィルタの特性を制御するフィルタ特性制御手段を備えていることを特徴とする。   According to a seventh aspect of the present invention, there is provided an OFDM receiver that receives an OFDM modulated signal having an effective symbol period and a guard period having a waveform that matches a part of the effective symbol period. Delay means for delaying each axis signal by an effective symbol period, and the correlation value between the in-phase signal and quadrature axis signal after quadrature detection and the in-phase signal and quadrature axis signal delayed by the delay means, respectively. Correlation calculating means, moving average means for continuously calculating the average value of the guard period width of the correlation value for each correlation value calculated by the correlation means, calculated for each correlation value by the moving average means A computing means for calculating a square sum or an absolute value sum of a moving average, a FO for converting the in-phase axis signal and the quadrature axis signal after the quadrature detection into a frequency domain signal. E) means for equalizing the frequency domain signal obtained by the Fourier transform means, and the equalizer means a pilot signal from the frequency domain signal obtained by the Fourier transform means. Extraction means for extracting data, transmission path characteristic estimation means for estimating the transmission path characteristics of the data carrier using the pilot signal extracted by the extraction means and the interpolation filter, and frequency domain signals obtained by the Fourier transform means Division means for dividing by the transmission path characteristic estimated by the characteristic estimation means, and filter characteristic control means for controlling the characteristic of the interpolation filter based on the sum of squares or the sum of absolute values calculated by the arithmetic means. It is characterized by.

請求項8に記載の発明は、有効シンボル期間と有効シンボル期間の一部に一致した波形からなるガード期間とを有するOFDM変調信号を受信するOFDM受信装置において、直交検波後の同相軸信号および直交軸信号それぞれを、有効シンボル期間だけ遅延させる遅延手段、前記直交検波後の同相軸信号および直交軸信号と、遅延手段によって遅延された後の同相軸信号および直交軸信号との相関値をそれぞれ算出する相関算出手段、前記相関手段によって算出された各相関値毎に、その相関値のガード期間幅の平均値を連続して算出する移動平均手段、移動平均手段によって各相関値毎に算出された移動平均の二乗和または絶対値和を算出する演算手段、演算手段によって得られた二乗和または絶対値和に基づいて、マルチパスの遅延量を推定する遅延量推定手段、前記直交検波後の同相軸信号および直交軸信号を周波数領域の信号に変換するフーリエ変換手段、ならびに前記フーリエ変換手段によって得られた周波数領域の信号を等化する等化手段を備えており、前記等化手段は、前記フーリエ変換手段によって得られた周波数領域の信号からパイロット信号を抽出する抽出手段、抽出手段によって抽出したパイロット信号と補間フィルタとを用いてデータキャリアの伝送路特性を推定する伝送路特性推定手段、前記フーリエ変換手段によって得られた周波数領域の信号を伝送路特性推定手段によって推定された伝送路特性で除算する除算手段および前記遅延量推定手段によって推定されたマルチパスの遅延量に基づいて、前記補間フィルタの特性を制御するフィルタ特性制御手段を備えていることを特徴とする。   According to an eighth aspect of the present invention, there is provided an OFDM receiving apparatus that receives an OFDM modulated signal having an effective symbol period and a guard period having a waveform that matches a part of the effective symbol period. Delay means for delaying each axis signal by an effective symbol period, and the correlation value between the in-phase signal and quadrature axis signal after quadrature detection and the in-phase signal and quadrature axis signal delayed by the delay means, respectively. Correlation calculating means, moving average means for continuously calculating the average value of the guard period width of the correlation value for each correlation value calculated by the correlation means, calculated for each correlation value by the moving average means Multipath delay amount based on the arithmetic means for calculating the square sum or absolute value sum of the moving average, and the square sum or absolute value sum obtained by the arithmetic means Delay amount estimating means for estimating, Fourier transform means for converting the in-phase signal and quadrature axis signal after quadrature detection into a signal in the frequency domain, and equalization for equalizing the frequency domain signal obtained by the Fourier transform means Means for extracting a pilot signal from the frequency domain signal obtained by the Fourier transform means, and using the pilot signal extracted by the extraction means and an interpolation filter, Estimated by the transmission path characteristic estimation means for estimating the transmission path characteristics, the division means for dividing the frequency domain signal obtained by the Fourier transform means by the transmission path characteristics estimated by the transmission path characteristic estimation means, and the delay amount estimation means A filter characteristic control for controlling the characteristic of the interpolation filter based on the multipath delay amount. Characterized in that it comprises a means.

請求項9に記載の発明は、請求項8に記載のOFDM受信装置において、前記遅延量推定手段は、演算手段によって得られた二乗和または絶対値和が所定の閾値を超える期間長を算出し、得られた期間長に基づいてマルチパスの遅延量を推定するものであることを特徴とする。   According to a ninth aspect of the present invention, in the OFDM receiver according to the eighth aspect, the delay amount estimating means calculates a period length in which the sum of squares or the sum of absolute values obtained by the calculating means exceeds a predetermined threshold value. The multipath delay amount is estimated based on the obtained period length.

請求項10に記載の発明は、デジタル放送受信装置において、請求項7乃至9に記載のOFDM受信装置を備えていることを特徴とする。   According to a tenth aspect of the present invention, in the digital broadcast receiving apparatus, the OFDM receiving apparatus according to the seventh to ninth aspects is provided.

この発明によれば、簡単な構成および短い処理時間でマルチパスの遅延量を推定することができるようになる。   According to the present invention, it is possible to estimate a multipath delay amount with a simple configuration and a short processing time.

また、この発明は、簡単な構成および短い処理時間でマルチパスの遅延量を推定することができるとともに、伝送路特性の補間に用いられる補間フィルタをマルチパスの遅延量に応じて制御することができるようになる。   In addition, the present invention can estimate a multipath delay amount with a simple configuration and a short processing time, and can control an interpolation filter used for interpolation of transmission path characteristics according to the multipath delay amount. become able to.

以下、図面を参照して、この発明の実施例について説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

〔1〕地上デジタル放送受信機
図1は、地上デジタル放送を受信可能なデジタル放送受信装置の電気的構成を示している。
[1] Terrestrial Digital Broadcast Receiver FIG. 1 shows an electrical configuration of a digital broadcast receiver capable of receiving terrestrial digital broadcast.

チューナ部72には、OFDM( Orthogonal Frequency Division Multiplex)変調方式により変調されたRF(Radio Frequency) 信号が、アンテナ70を介して入力される。チューナ部72に入力されたRF信号は、増幅、フィルタリング、周波数変換等の処理を受けた後、ベースバンド(Low-IF)信号としてOFDM復調部100に送られる。   An RF (Radio Frequency) signal modulated by an OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplex) modulation method is input to the tuner unit 72 via the antenna 70. The RF signal input to the tuner unit 72 is subjected to processing such as amplification, filtering, and frequency conversion, and then sent to the OFDM demodulation unit 100 as a baseband (Low-IF) signal.

OFDM復調部100は、A/D変換部30、ヒルベルト変換部31、第1キャリア同期部32、FFT部(フーリエ変換部)33、等化部34、シンボル同期部35、第2キャリア同期部36およびクロック同期部37から構成されている。A/D変換部30、ヒルベルト変換部31および第1キャリア同期部32によって、直交検波部が形成されている。   The OFDM demodulator 100 includes an A / D converter 30, a Hilbert converter 31, a first carrier synchronization unit 32, an FFT unit (Fourier transform) 33, an equalization unit 34, a symbol synchronization unit 35, and a second carrier synchronization unit 36. And a clock synchronization unit 37. The A / D conversion unit 30, the Hilbert conversion unit 31, and the first carrier synchronization unit 32 form an orthogonal detection unit.

チューナ部72から出力されたアナログのベースバンド信号(アナログOFDM信号)は、A/D変換部30によってデジタルOFDM信号に変換される。A/D変換部30により得られたOFDM信号はヒルベルト変換部31に送られる。ヒルベルト変換部31は、入力された同相軸信号(I軸信号)から90度位相のずれた直交軸信号(Q軸信号)を生成する。これにより、I軸信号とQ軸信号とからなる複素OFDM信号が生成される。   The analog baseband signal (analog OFDM signal) output from the tuner unit 72 is converted into a digital OFDM signal by the A / D conversion unit 30. The OFDM signal obtained by the A / D converter 30 is sent to the Hilbert converter 31. The Hilbert transform unit 31 generates a quadrature axis signal (Q axis signal) that is 90 degrees out of phase from the input in-phase axis signal (I axis signal). As a result, a complex OFDM signal composed of the I-axis signal and the Q-axis signal is generated.

ヒルベルト変換部31で生成された複素OFDM信号は、第1キャリア同期部32に送られる。第1キャリア同期部32は、後述するシンボル同期部35で得られた相関信号(移動平均値)からサブキャリア周波数間隔より小さい周波数誤差を補正するとともに、後述する第2キャリア同期部36で得られたサブキャリア周波数間隔の周波数誤差を補正する。第1キャリア同期部32から出力されるI軸信号およびQ軸信号が、直交検波後のI軸信号およびQ軸信号となる。   The complex OFDM signal generated by the Hilbert transform unit 31 is sent to the first carrier synchronization unit 32. The first carrier synchronization unit 32 corrects a frequency error smaller than the subcarrier frequency interval from the correlation signal (moving average value) obtained by the symbol synchronization unit 35 described later, and is obtained by the second carrier synchronization unit 36 described later. The frequency error of the subcarrier frequency interval is corrected. The I-axis signal and the Q-axis signal output from the first carrier synchronization unit 32 become the I-axis signal and the Q-axis signal after quadrature detection.

FFT部33は、時間領域の信号を周波数領域の信号に変換する。等化部34は、パイロット信号から伝送路特性を求め、補間フィルタにより、データキャリアの伝送路特性を推定し、推定したデータキャリアの伝送路特性でデータ信号を除算することで等化を行なう。   The FFT unit 33 converts a time domain signal into a frequency domain signal. The equalizing unit 34 obtains transmission path characteristics from the pilot signal, estimates the transmission path characteristics of the data carrier using an interpolation filter, and performs equalization by dividing the data signal by the estimated transmission path characteristics of the data carrier.

ところで、実際の伝送路環境には、マルチパスが存在しており、直接波(主波)に対して、パスごとに異なる遅延時間が発生する。各パスの遅延時間は、移動受信することによって変動し、移動速度によってその変動量は様々となる。したがって、移動受信時の伝送路特性の推定精度を高めるためには、補間フィルタとして遅延時間の変動量(マルチパスの遅延量)に適応した特性を持つフィルタを用いることが好ましい。この実施例では、マルチパスの遅延量に応じて補間フィルタの特性を制御できるようになっている。   By the way, in an actual transmission path environment, there are multipaths, and different delay times occur for each path with respect to the direct wave (main wave). The delay time of each path varies depending on mobile reception, and the amount of variation varies depending on the moving speed. Therefore, in order to improve the estimation accuracy of the transmission path characteristics at the time of mobile reception, it is preferable to use a filter having characteristics adapted to the delay time variation (multipath delay) as the interpolation filter. In this embodiment, the characteristics of the interpolation filter can be controlled according to the multipath delay amount.

OFDM信号では、有効シンボル期間の一部をガード期間として複写して、有効シンボル期間に接続することにより、1つのシンボルを形成している。シンボル同期部35は、有効シンボル期間に相当する期間遅延した信号と、遅延しない信号との相関からシンボル同期を算出する。   In the OFDM signal, a part of the effective symbol period is copied as a guard period and connected to the effective symbol period to form one symbol. The symbol synchronization unit 35 calculates symbol synchronization from the correlation between a signal delayed for a period corresponding to an effective symbol period and a signal that is not delayed.

第2キャリア同期部36は、FFT部33の出力信号に含まれているパイロット信号からサブキャリア周波数間隔の周波数誤差を算出し、算出した周波数誤差を第1キャリア同期部32に出力する。クロック同期部37は、シンボル同期部35で得られるシンボル同期のタイミング誤差信号からクロック同期を算出し、A/D変換部30のサンプリング周波数を制御する。   The second carrier synchronization unit 36 calculates the frequency error of the subcarrier frequency interval from the pilot signal included in the output signal of the FFT unit 33, and outputs the calculated frequency error to the first carrier synchronization unit 32. The clock synchronization unit 37 calculates clock synchronization from the symbol synchronization timing error signal obtained by the symbol synchronization unit 35, and controls the sampling frequency of the A / D conversion unit 30.

等化部34によって等化された信号は、誤り訂正部74に送られる。誤り訂正部74は、デマッピングを行なった後、デインターリーブ処理、ビタビ復号、リードソロモン復号等の処理を行ない、MPEG−TS信号を出力する。デコーダ部76は、MPEG−TS信号から、音声信号および映像信号をデコードする。デコーダ部76によって得られた音声信号は、スピーカ78によって再生出力され、デコーダ部76によって得られた映像信号は、図示しないモニタによって再生出力される。   The signal equalized by the equalization unit 34 is sent to the error correction unit 74. After performing the demapping, the error correction unit 74 performs processes such as deinterleaving, Viterbi decoding, Reed-Solomon decoding, and outputs an MPEG-TS signal. The decoder unit 76 decodes the audio signal and the video signal from the MPEG-TS signal. The audio signal obtained by the decoder unit 76 is reproduced and output by the speaker 78, and the video signal obtained by the decoder unit 76 is reproduced and output by a monitor (not shown).

〔2〕シンボル同期部35 [2] Symbol synchronization unit 35

図2は、シンボル同期部35の構成を示している。図3は、図2の各部の信号を示している。   FIG. 2 shows a configuration of the symbol synchronization unit 35. FIG. 3 shows signals of respective parts in FIG.

第1キャリア同期部32で周波数誤差が除去された時間領域のOFDM信号(I軸信号およびQ軸信号)は、遅延メモリ50に送られるとともに相関器52に送られる。遅延メモリ50は、第1キャリア同期部32からのOFDM信号を、有効シンボル期間に相当する期間分だけ遅延させて、相関器52に出力する。   The time-domain OFDM signals (I-axis signal and Q-axis signal) from which the frequency error has been removed by the first carrier synchronization unit 32 are sent to the delay memory 50 and to the correlator 52. The delay memory 50 delays the OFDM signal from the first carrier synchronization unit 32 by a period corresponding to the effective symbol period, and outputs the delayed signal to the correlator 52.

相関器52は、第1キャリア同期部32からのOFDM信号と、遅延メモリ50によって有効シンボル期間に相当する期間分だけ遅延されたOFDM信号の相関値を算出し、移動平均算出部54に出力する。時間領域のOFDM信号は、有効シンボル期間の後半部分をガード期間に複写した信号であることから、図3の(c)に示すように、ガード期間部分の相関が高く、有効シンボル期間部分の相関が低い信号となる。なお、相関器52は、I軸信号およびQ軸信号毎に相関値を算出しているが、図3の(c)には一方のみが図示されている。   The correlator 52 calculates a correlation value between the OFDM signal from the first carrier synchronization unit 32 and the OFDM signal delayed by the delay memory 50 by a period corresponding to the effective symbol period, and outputs the correlation value to the moving average calculation unit 54 . Since the time-domain OFDM signal is a signal obtained by copying the latter half of the effective symbol period to the guard period, the correlation of the guard period part is high as shown in FIG. Becomes a low signal. The correlator 52 calculates a correlation value for each I-axis signal and Q-axis signal, but only one of them is shown in FIG.

移動平均算出部54は、相関器52によって算出されたI軸信号の相関値およびQ軸信号の相関値それぞれに対して、ガード期間幅の平均(移動平均)を連続して算出する。図3の(d)は、移動平均算出部54によって算出されたI軸信号の相関値に対する移動平均と、Q軸信号の相関値に対する移動平均とを示している。算出された移動平均は、第1キャリア同期部32に送られるとともに二乗和算出部56に送られる。   The moving average calculator 54 continuously calculates an average (moving average) of guard period widths for each of the correlation value of the I-axis signal and the correlation value of the Q-axis signal calculated by the correlator 52. FIG. 3D shows the moving average for the correlation value of the I-axis signal calculated by the moving average calculation unit 54 and the moving average for the correlation value of the Q-axis signal. The calculated moving average is sent to the first carrier synchronization unit 32 and also sent to the square sum calculation unit 56.

二乗和算出部56は、I軸信号の相関値に対する移動平均の二乗と、Q軸信号の相関値に対する移動平均の二乗との和を算出し、その算出結果をピーク位置検出部58および遅延推定部62に出力する。図3の(e)は、二乗和算出部56の出力信号を示している。特に、図3の(e)は、マルチパスが存在していない場合の、二乗和算出部56の出力信号を示している。尚、二乗和算出部56の代わりに、I軸信号の相関値に対する移動平均とQ軸信号の相関値に対する移動平均との絶対値和を算出する絶対値和算出部を用いてもよい。   The sum-of-squares calculation unit 56 calculates the sum of the square of the moving average with respect to the correlation value of the I-axis signal and the square of the moving average with respect to the correlation value of the Q-axis signal, and uses the calculation result as the peak position detection unit 58 and the delay estimation. To the unit 62. FIG. 3E shows an output signal of the square sum calculation unit 56. In particular, FIG. 3E shows an output signal of the sum-of-squares calculation unit 56 when there is no multipath. Instead of the square sum calculator 56, an absolute value sum calculator that calculates the sum of absolute values of the moving average for the correlation value of the I-axis signal and the moving average for the correlation value of the Q-axis signal may be used.

ピーク位置検出部58は、二乗和算出部56の出力信号のピーク位置を検出するとともに、ピーク間の間隔y(図3の(e)参照)を算出して、タイミング誤差算出部60に出力する。また、ピーク位置検出部58は、シンボルの区切りを求め、各回路の開始タイミングとなる信号(シンボルパルス)を出力する。   The peak position detection unit 58 detects the peak position of the output signal of the sum of squares calculation unit 56, calculates the interval y between peaks (see (e) of FIG. 3), and outputs it to the timing error calculation unit 60. . Further, the peak position detection unit 58 obtains a symbol delimiter and outputs a signal (symbol pulse) that is a start timing of each circuit.

タイミング誤差算出部60は、ピーク間の期間と予め定められているシンボル期間長との誤差をタイミング誤差として算出して、クロック同期部37に出力する。   The timing error calculation unit 60 calculates an error between a period between peaks and a predetermined symbol period length as a timing error, and outputs the timing error to the clock synchronization unit 37.

遅延推定部62は、二乗和算出部56の出力信号が所定の閾値αを超える期間x(図3の(e)参照)を算出し、算出したxと所定の基準値aとの差分から、マルチパスの遅延量を推定する。基準値aは、マルチパスが存在しない場合における二乗和算出部56の出力信号が所定の閾値を超える期間の長さに設定されている。   The delay estimation unit 62 calculates a period x (see (e) of FIG. 3) in which the output signal of the square sum calculation unit 56 exceeds a predetermined threshold value α, and from the difference between the calculated x and the predetermined reference value a, Estimate multipath delay. The reference value a is set to a length of a period in which the output signal of the sum of squares calculation unit 56 exceeds a predetermined threshold when there is no multipath.

図4は、マルチパスが存在する信号を受信した場合の、シンボル同期部35内の各部の信号を示している。   FIG. 4 shows signals of the respective units in the symbol synchronization unit 35 when a signal having multipath is received.

ここでは、主波と副波との2波からなるマルチパスについて考える。受信波は、本来、主波と副波とが合成された波になるが、説明をわかりやすくするために、図4では一部の信号については主波に対する信号と副波に対する信号とを分離して示している。   Here, consider a multipath consisting of two waves, a main wave and a sub wave. The received wave is originally a wave in which the main wave and the sub-wave are combined, but in order to make the explanation easier to understand, in FIG. 4, for some signals, the signal for the main wave and the signal for the sub-wave are separated. As shown.

一般的に、マルチパスが存在する場合、副波は主波に比べて受信装置に到達するまでの伝送距離が長い。また、図4の(a)に示すように、副波は、主波に比べて、受信装置に到達する時間が遅くかつレベルが小さい。   In general, when a multipath exists, a subwave has a longer transmission distance to reach the receiving device than a main wave. Further, as shown in (a) of FIG. 4, the side wave arrives at the receiving apparatus later than the main wave and has a low level.

主波および副波それぞれの相関値は図4の(c)に示すようになる。また、主波のI信号の相関値の移動平均とQ信号の相関値の移動平均との二乗和および副波のI信号の相関値の移動平均とQ信号の相関値の移動平均との二乗和は図4の(e)に示すようになる。   The correlation values of the main wave and the sub wave are as shown in FIG. Further, the sum of squares of the moving average of the correlation value of the main signal I signal and the moving average of the correlation value of the Q signal and the square of the moving average of the correlation value of the I signal of the subwave and the moving average of the correlation value of the Q signal. The sum is as shown in FIG.

二乗和算出部56によって実際に得られる二乗和は、図4の(e)に合成波として示すように、主波に対する二乗和と副波に対する二乗和とを合成したものとなる。したがって、二乗和算出部56の出力信号が所定の閾値αを超える期間x(図4の(e)参照)は、基準値aより必ず大きくなるので、その差分値(x−a)からマルチパスの遅延量を推定することができる。   The sum of squares actually obtained by the sum-of-squares calculation unit 56 is a combination of the sum of squares for the main wave and the sum of squares for the sub-waves, as shown as a composite wave in FIG. Therefore, the period x (see (e) of FIG. 4) in which the output signal of the sum of squares calculation unit 56 exceeds the predetermined threshold value α is always larger than the reference value a, so that the multipath is calculated from the difference value (x−a). Can be estimated.

なお、遅延推定部62で用いられる閾値αは、外部から設定してもよいし、二乗和算出部56の出力信号のピーク値から決定するようにしてもよい。閾値αを二乗和算出部56の出力信号のピーク値から決定するようにした場合には、受信信号のレベル変動に追従可能なため、外部から設定する場合に比べてより正確な遅延量の推定が可能となる。   The threshold value α used in the delay estimation unit 62 may be set from the outside, or may be determined from the peak value of the output signal of the square sum calculation unit 56. When the threshold value α is determined from the peak value of the output signal of the sum-of-squares calculation unit 56, the level of the received signal can be tracked. Therefore, the delay amount can be estimated more accurately than when set from the outside. Is possible.

〔3〕等化部34 [3] Equalizer 34

図5は、等化部34の構成を示している。   FIG. 5 shows the configuration of the equalization unit 34.

SP抽出部10は、FFT部33の出力からパイロット信号であるSP(スキャッタードパイロット)を抽出する。フィルタ係数ROM16には、マルチパスの遅延量に応じたフィルタ係数を複数保持している。補間フィルタ選択部14は、シンボル同期部35によって推定されたマルチパスの遅延量に基づいて、フィルタ係数ROM16に格納されているフィルタ係数から適切なフィルタ係数を選択し、伝送路推定部12に出力する。   The SP extraction unit 10 extracts SP (scattered pilot) which is a pilot signal from the output of the FFT unit 33. The filter coefficient ROM 16 holds a plurality of filter coefficients corresponding to the multipath delay amount. The interpolation filter selection unit 14 selects an appropriate filter coefficient from the filter coefficients stored in the filter coefficient ROM 16 based on the multipath delay amount estimated by the symbol synchronization unit 35, and outputs the filter coefficient to the transmission path estimation unit 12. To do.

伝送路推定部12は、補間フィルタ選択部14で選択されたフィルタ係数に基づいて生成される補間フィルタに、SP抽出部10で抽出されたSPの振幅および位相と当該SPの既知の振幅および位相から算出された当該SPの伝送路特性CSI(Channel State Information) を投入することにより、データキャリアの伝送路特性CSIを推定する。除算部18は、FFT部33の出力信号を伝送路推定部12によって推定された伝送路特性で除算することにより、等化を行なう。   The transmission path estimation unit 12 adds the SP amplitude and phase extracted by the SP extraction unit 10 and the known amplitude and phase of the SP to the interpolation filter generated based on the filter coefficient selected by the interpolation filter selection unit 14. The transmission channel characteristic CSI of the data carrier is estimated by inputting the transmission channel characteristic CSI (Channel State Information) of the SP calculated from The division unit 18 performs equalization by dividing the output signal of the FFT unit 33 by the transmission path characteristic estimated by the transmission path estimation unit 12.

例えば、マルチパスの遅延量により2種類のフィルタ係数を切り替える場合には、シンボル同期部35で推定されたマルチパスの遅延量が所定の閾値より大きいときには、補間フィルタ選択部14は受信信号に遅延量が大きいマルチパス信号が含まれていると判別し、遅延量が大きい場合に適したフィルタ係数をフィルタ係数ROM16から選択して、伝送路推定部12に出力する。これにより、伝送路特性の推定精度が向上し、等化性能が向上する。   For example, when switching two types of filter coefficients according to the multipath delay amount, when the multipath delay amount estimated by the symbol synchronization unit 35 is larger than a predetermined threshold, the interpolation filter selection unit 14 delays the received signal. It is determined that a multipath signal having a large amount is included, and a filter coefficient suitable for a case where the delay amount is large is selected from the filter coefficient ROM 16 and output to the transmission path estimation unit 12. Thereby, the estimation accuracy of the transmission path characteristics is improved, and the equalization performance is improved.

一方、シンボル同期部35で推定されたマルチパスの遅延量が所定の閾値以下であるときには、補間フィルタ選択部14は受信信号に遅延量が小さいマルチパス信号が含まれているか、またはマルチパスが存在していないと判別し、遅延量が小さい場合に適したフィルタ係数をフィルタ係数ROM16から選択して、伝送路推定部12に出力する。これにより、伝送路特性の推定精度が向上し、等化性能が向上する。なお、マルチパスの遅延量を3種類以上に分類することにより、3種類以上のフィルタ係数をマルチパスの遅延量に応じて選択できるようにしてもよい。   On the other hand, when the multipath delay amount estimated by the symbol synchronization unit 35 is equal to or less than a predetermined threshold, the interpolation filter selection unit 14 determines whether the received signal includes a multipath signal with a small delay amount, A filter coefficient suitable for the case where the delay amount is small is selected from the filter coefficient ROM 16 and output to the transmission path estimation unit 12. Thereby, the estimation accuracy of the transmission path characteristics is improved, and the equalization performance is improved. It should be noted that by classifying the multipath delay amount into three or more types, three or more types of filter coefficients may be selected according to the multipath delay amount.

以上のように、伝送路特性を推定するために用いられる補間フィルタとして、マルチパスの遅延量に適した特性のものを選択することにより、等化性能を向上させることができる。   As described above, it is possible to improve the equalization performance by selecting an interpolation filter used for estimating the transmission path characteristics having characteristics suitable for the multipath delay amount.

上記実施例によれば、IFFTのような大きな回路を搭載することなく、マルチパスの遅延量を推定することができる。また、IFFT演算を行なわずにマルチパスの遅延量を推定するため、処理時間も短く、実時間制御に適した遅延量推定が行なえ、伝送路特性の推定に用いられる補間フィルタの特性をマルチパスの遅延量に応じて制御することにより、等化性能を向上させることができる。   According to the above embodiment, the multipath delay amount can be estimated without mounting a large circuit such as IFFT. In addition, since the multipath delay amount is estimated without performing IFFT calculation, the processing time is short, delay amount estimation suitable for real-time control can be performed, and the characteristics of the interpolation filter used for estimating the transmission path characteristics can be The equalization performance can be improved by controlling according to the delay amount.

〔4〕シンボル同期部35内の遅延推定部62の変形例 [4] Modification of delay estimation unit 62 in symbol synchronization unit 35

図2のシンボル同期部35内の遅延推定部62は、二乗和算出部56の出力信号(相関信号の二乗和)が所定の閾値αを超える期間x(図4の(e)参照)と基準値aとの差分値(x−a)に基づいてマルチパスの遅延量を推定している。   The delay estimation unit 62 in the symbol synchronization unit 35 of FIG. 2 includes a period x (see (e) of FIG. 4) and a reference in which the output signal of the sum of squares calculation unit 56 (the sum of squares of the correlation signal) exceeds a predetermined threshold α. The multipath delay amount is estimated based on the difference value (x−a) from the value a.

ところで、実環境においては、時間差が小さいマルチパスが発生することは多いが、時間差が大きいマルチパスが発生することは少ない。しかしながら、時間差が大きいマルチパスが発生していない場合でも、時間差が小さいマルチパスによってフェージングが生じると、二乗和算出部56の出力信号が所定の閾値αを超える期間xが大きくなることがある。フェージングとは、時間差をもって到達した電波の波長が干渉し合うことによって電波レベルの強弱に影響を与える現象のことをいう。   By the way, in an actual environment, multipaths with a small time difference often occur, but multipaths with a large time difference rarely occur. However, even if a multipath with a large time difference does not occur, if fading occurs due to a multipath with a small time difference, the period x during which the output signal of the sum of squares calculation unit 56 exceeds a predetermined threshold value α may become large. Fading refers to a phenomenon that affects the strength of the radio wave level due to interference between the wavelengths of radio waves that arrive with a time difference.

フェージング状態では、二乗和算出部56の出力信号が、図6に示すように、変動する。このため、二乗和算出部56の出力信号が所定の閾値αを超える期間xも変動する。図6において、波形woがフェージングが無い場合の二乗和算出部56の出力信号を示し、波形wbはフェージングによって受信波が強くなった場合の二乗和算出部56の出力信号を示し、波形wsはフェージングによって受信波が弱くなった場合の二乗和算出部56の出力信号を示している。二乗和算出部56の出力信号が所定の閾値αを超える期間は、そそれぞれ、xo、xb、xsとなる。その大小関係は、xb>xo>xsとなる。   In the fading state, the output signal of the square sum calculation unit 56 varies as shown in FIG. For this reason, the period x during which the output signal of the square sum calculation unit 56 exceeds the predetermined threshold value α also varies. In FIG. 6, the waveform wo indicates the output signal of the square sum calculation unit 56 when there is no fading, the waveform wb indicates the output signal of the square sum calculation unit 56 when the received wave becomes strong due to fading, and the waveform ws. The output signal of the sum-of-squares calculation part 56 when a received wave becomes weak by fading is shown. The periods during which the output signal of the square sum calculation unit 56 exceeds the predetermined threshold α are xo, xb, and xs, respectively. The magnitude relationship is xb> xo> xs.

この変形例では、フェージング状態であるか否かを判別し、フェージング状態であると判別した場合には、二乗和算出部56の出力信号が所定の閾値αを超える期間xを補正するようにしている。具体的には、フェージング状態であると判別した場合には、二乗和算出部56の出力信号が所定の閾値αを超える期間xから所定のオフセット値offsetを減算することにより、xを補正している。つまり、フェージングによって、マルチパスの遅延量が実際より大きく推定されるのを防止している。尚、この変形例においても、二乗和算出部56の代わりに、I軸信号の相関値に対する移動平均とQ軸信号の相関値に対する移動平均との絶対値和を算出する絶対値和算出部を用いてもよい。   In this modification, it is determined whether or not it is in the fading state, and when it is determined that it is in the fading state, the period x in which the output signal of the square sum calculation unit 56 exceeds the predetermined threshold value α is corrected. Yes. Specifically, when it is determined that the state is a fading state, x is corrected by subtracting a predetermined offset value offset from a period x in which the output signal of the sum of squares calculation unit 56 exceeds a predetermined threshold value α. Yes. That is, it is prevented that the delay amount of multipath is estimated to be larger than the actual due to fading. Also in this modification, instead of the square sum calculation unit 56, an absolute value sum calculation unit that calculates the absolute value sum of the moving average for the correlation value of the I-axis signal and the moving average for the correlation value of the Q-axis signal is provided. It may be used.

なお、フェージング状態であると判別した場合に、閾値αに所定のオフセット値offsetを加算することにより閾値αを補正し、補正後の閾値αを用いて二乗和算出部56の出力信号が所定の閾値αを超える期間xを算出するようにしてもよい。   When it is determined that the current state is the fading state, the threshold value α is corrected by adding a predetermined offset value offset to the threshold value α, and the output signal of the square sum calculation unit 56 is set to a predetermined value using the corrected threshold value α. A period x exceeding the threshold value α may be calculated.

以下、フェージング状態の検出方法が異なる3種類の変形例について説明する。   In the following, three types of modifications with different fading state detection methods will be described.

〔4−1〕変形例1 [4-1] Modification 1

図7は、シンボル同期部35内の遅延推定部の変形例1の構成を示している。   FIG. 7 shows the configuration of Modification 1 of the delay estimation unit in the symbol synchronization unit 35.

遅延推定部62Aは、期間長算出部81、フェージング状態検出部82、期間長補正部83および遅延量推定部84を備えている。   The delay estimation unit 62A includes a period length calculation unit 81, a fading state detection unit 82, a period length correction unit 83, and a delay amount estimation unit 84.

期間長算出部81は、二乗和算出部56(図2参照)の出力信号(図3、図4参照)が所定の閾値αを超える期間xを算出する。期間長算出部81によって算出された期間xは、フェージング状態検出部82に与えられるとともに期間長補正部83に与えられる。   The period length calculation unit 81 calculates a period x in which the output signal (see FIGS. 3 and 4) of the square sum calculation unit 56 (see FIG. 2) exceeds a predetermined threshold value α. The period x calculated by the period length calculation unit 81 is given to the fading state detection unit 82 and to the period length correction unit 83.

フェージング状態検出部82は、前回算出された期間xと今回算出された期間xとの差(シンボル間のxの差)の絶対値Δを算出し、算出したΔが所定値dより大きいか否かによって、フェージング状態であるか否かを判別する。つまり、前回算出された期間xと今回算出された期間xとの差の絶対値Δがdより大きい場合には、フェージング状態であると判別し、Δがd以下である場合にはフェージング状態でないと判別する。フェージング状態検出部82による判別結果は、期間長補正部83に与えられる。   The fading state detection unit 82 calculates an absolute value Δ of a difference between the previously calculated period x and the currently calculated period x (difference of x between symbols), and whether the calculated Δ is greater than a predetermined value d. Whether or not it is in a fading state is determined. That is, when the absolute value Δ of the difference between the previously calculated period x and the currently calculated period x is greater than d, it is determined that the state is fading, and when Δ is equal to or less than d, the fading state is not established. Is determined. The determination result by the fading state detection unit 82 is given to the period length correction unit 83.

期間長補正部83は、フェージング状態検出部82による判別結果がフェージング状態でないことを示している場合には、期間長算出部81によって算出された期間xを、そのまま遅延量推定部84に与える。一方、フェージング状態検出部82による判別結果がフェージング状態であることを示している場合には、期間長補正部83は、期間長算出部81によって算出された期間xから所定のオフセット値offsetを減算することにより、xを補正し、補正後のxを遅延量推定部84に与える。   When the determination result by the fading state detection unit 82 indicates that the fading state is not in the fading state, the period length correction unit 83 gives the period x calculated by the period length calculation unit 81 to the delay amount estimation unit 84 as it is. On the other hand, when the determination result by the fading state detection unit 82 indicates that it is in the fading state, the period length correction unit 83 subtracts a predetermined offset value offset from the period x calculated by the period length calculation unit 81. As a result, x is corrected, and the corrected x is supplied to the delay amount estimation unit 84.

遅延量推定部84は、期間長補正部83によって与えられるxと、予め定められた基準値aとの差(x−a)に基づいて、マルチパスの遅延量を推定する。遅延量推定部84によって推定されたマルチパスの遅延量は、等化部34(図5参照)に与えられる。   The delay amount estimation unit 84 estimates a multipath delay amount based on a difference (x−a) between x given by the period length correction unit 83 and a predetermined reference value a. The multipath delay amount estimated by the delay amount estimation unit 84 is provided to the equalization unit 34 (see FIG. 5).

〔4−2〕変形例2 [4-2] Modification 2

図8は、シンボル同期部35内の遅延推定部の変形例2の構成を示している。図8において、図7と同じものには、同じ符号を付してその説明を省略する。   FIG. 8 shows a configuration of a second modification of the delay estimation unit in the symbol synchronization unit 35. 8, the same components as those in FIG. 7 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

この遅延推定部62Bでは、フェージング状態検出部82Aによるフェージング状態検出方法が、図7の遅延推定部62Aと異なっている。フェージング状態検出部82Aは、二乗和算出部56(図2参照)の出力信号(図3、図4参照)に基づいて、フェージング状態であるか否かを判別する。   In this delay estimation unit 62B, the fading state detection method by the fading state detection unit 82A is different from the delay estimation unit 62A of FIG. The fading state detection unit 82A determines whether or not it is in the fading state based on the output signal (see FIGS. 3 and 4) of the square sum calculation unit 56 (see FIG. 2).

具体的には、フェージング状態検出部82Aは、シンボル毎に、二乗和算出部56の出力信号(相関信号の二乗和)の最大値max を算出する。そして、前回算出した最大値max と今回算出した最大値max との差(シンボル間のmax の差)の絶対値Δm を算出し、算出したΔm が所定値dm より大きいか否かによって、フェージング状態であるか否かを判別する。つまり、前回算出した最大値max と今回算出された最大値max との差の絶対値Δm がdm より大きい場合には、フェージング状態であると判別し、Δm がdm 以下である場合にはフェージング状態でないと判別する。フェージング状態検出部82Aによる判別結果は、期間長補正部83に与えられる。   Specifically, fading state detection unit 82A calculates the maximum value max of the output signal (sum of squares of correlation signals) of square sum calculation unit 56 for each symbol. Then, the absolute value Δm of the difference between the maximum value max calculated last time and the maximum value max calculated this time (max difference between symbols) is calculated, and the fading state is determined depending on whether the calculated Δm is larger than a predetermined value dm. It is determined whether or not. That is, when the absolute value Δm of the difference between the maximum value max calculated last time and the maximum value max calculated this time is larger than dm, it is determined that the state is fading, and when Δm is less than dm, the fading state is determined. It is determined that it is not. The determination result by the fading state detection unit 82A is given to the period length correction unit 83.

二乗和算出部56の代わりに、I軸信号の相関値に対する移動平均とQ軸信号の相関値に対する移動平均との絶対値和を算出する絶対値和算出部を用いる場合には、フェージング状態検出部82Aは、シンボル毎に、絶対値和算出部の出力信号(相関信号の絶対値和)の最大値max を算出する。そして、前回算出した最大値max と今回算出した最大値max との差(シンボル間のmax の差)の絶対値Δm を算出し、算出したΔm が所定値dm より大きいか否かによって、フェージング状態であるか否かを判別する。   When an absolute value sum calculation unit that calculates a sum of absolute values of the moving average for the correlation value of the I-axis signal and the moving average for the correlation value of the Q-axis signal is used instead of the square sum calculation unit 56, the fading state detection is performed. The unit 82A calculates the maximum value max of the output signal (the absolute value sum of the correlation signal) of the absolute value sum calculation unit for each symbol. Then, the absolute value Δm of the difference between the maximum value max calculated last time and the maximum value max calculated this time (max difference between symbols) is calculated, and the fading state is determined depending on whether the calculated Δm is larger than a predetermined value dm. It is determined whether or not.

〔4−3〕変形例3 [4-3] Modification 3

図9は、シンボル同期部35内の遅延推定部の変形例3の構成を示している。図9において、図7と同じものには、同じ符号を付してその説明を省略する。   FIG. 9 shows a configuration of a third modification of the delay estimation unit in the symbol synchronization unit 35. 9, the same components as those in FIG. 7 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

この遅延推定部62Cでは、期間長補正部83に対して、遅延推定部62C以外の外部手段からフェージング状態であるか否かを示す判別信号が与えられる。   In the delay estimation unit 62C, a determination signal indicating whether or not the fading state is obtained from an external unit other than the delay estimation unit 62C is given to the period length correction unit 83.

外部手段としては、等化部34によって抽出されるSP(スキャッタードパイロット)に基づいてドップラー周波数を推定し、推定したドップラー周波数が所定値より大きいときにフェージング状態であると判別し、推定したドップラー周波数が所定値以下のときにフェージング状態でないと判別する手段が用いられる。   As an external means, the Doppler frequency is estimated based on the SP (scattered pilot) extracted by the equalizing unit 34, and when the estimated Doppler frequency is greater than a predetermined value, it is determined that the fading state is present and estimated. A means for determining that the state is not a fading state when the Doppler frequency is equal to or lower than a predetermined value is used.

地上デジタル放送を受信可能なデジタル放送受信装置の電気的構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the electrical constitution of the digital broadcasting receiver which can receive terrestrial digital broadcasting. シンボル同期部35の構成を示すブロック図である。3 is a block diagram showing a configuration of a symbol synchronization unit 35. FIG. マルチパスが存在していない場合の図2の各部の信号を示すタイムチャートである。FIG. 3 is a time chart showing signals at various parts in FIG. 2 when there is no multipath. FIG. マルチパスが存在している場合の図2の各部の信号を示すタイムチャートである。FIG. 3 is a time chart showing signals at various parts in FIG. 2 when a multipath exists. FIG. 等化部34の構成を示すブロック図である。3 is a block diagram showing a configuration of an equalization unit 34. FIG. フェージング状態において、二乗和算出部56の出力信号が変動することを説明するための波形図である。It is a wave form diagram for demonstrating that the output signal of the square sum calculation part 56 fluctuates in a fading state. シンボル同期部35内の遅延推定部の変形例1の構成を示すブロック図である。FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of Modification 1 of the delay estimation unit in the symbol synchronization unit 35. シンボル同期部35内の遅延推定部の変形例2の構成を示すブロック図である。11 is a block diagram showing a configuration of a second modification of the delay estimation unit in the symbol synchronization unit 35. FIG. シンボル同期部35内の遅延推定部の変形例3の構成を示すブロック図である。12 is a block diagram showing a configuration of a third modification of the delay estimation unit in the symbol synchronization unit 35. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

30 A/D変換部
31 ヒルベルト変換部
32 第1キャリア同期部
33 FFT部(フーリエ変換部)
34 等化部
35 シンボル同期部
36 第2キャリア同期部
37 クロック同期部
50 遅延メモリ
52 相関器
54 移動平均算出部
56 二乗和算出部
62、62A、62B、62C 遅延推定部
10 SP抽出部
12 伝送路推定部
14 補間フィルタ選択部
16 フィルタ係数ROM
18 除算部
81 期間長算出部
82、82A フェージング状態検出部
83 期間長補正部
84 遅延量推定部
100 OFDM復調部
30 A / D conversion unit 31 Hilbert conversion unit 32 First carrier synchronization unit 33 FFT unit (Fourier transform unit)
34 equalization unit 35 symbol synchronization unit 36 second carrier synchronization unit 37 clock synchronization unit 50 delay memory 52 correlator 54 moving average calculation unit 56 sum of squares calculation unit 62, 62A, 62B, 62C delay estimation unit 10 SP extraction unit 12 transmission Path estimation unit 14 Interpolation filter selection unit 16 Filter coefficient ROM
18 division unit 81 period length calculation unit 82, 82A fading state detection unit 83 period length correction unit 84 delay amount estimation unit 100 OFDM demodulation unit

Claims (10)

有効シンボル期間と有効シンボル期間の一部に一致した波形からなるガード期間とを有するOFDM変調信号を受信するOFDM受信装置用のマルチパス遅延量推定装置において、
直交検波後の同相軸信号および直交軸信号それぞれを、有効シンボル期間だけ遅延させる遅延手段、
前記直交検波後の同相軸信号および直交軸信号と、遅延手段によって遅延された後の同相軸信号および直交軸信号との相関値をそれぞれ算出する相関算出手段、
前記相関手段によって算出された各相関値毎に、その相関値のガード期間幅の平均値を連続して算出する移動平均手段、
移動平均手段によって各相関値毎に算出された移動平均の二乗和または絶対値和を算出する演算手段、ならびに
演算手段によって得られた二乗和または絶対値和に基づいて、マルチパスの遅延量を推定する遅延量推定手段、
を備えていることを特徴とするOFDM受信装置用のマルチパス遅延量推定装置。
In the multipath delay estimation device for an OFDM receiver that receives an OFDM modulated signal having an effective symbol period and a guard period having a waveform that matches a part of the effective symbol period,
Delay means for delaying the in-phase signal and the quadrature axis signal after quadrature detection by an effective symbol period;
Correlation calculation means for calculating correlation values between the in-phase axis signal and the quadrature axis signal after the quadrature detection, and the in-phase axis signal and the quadrature axis signal after being delayed by the delay means,
For each correlation value calculated by the correlation means, a moving average means for continuously calculating an average value of guard period widths of the correlation values;
Based on the arithmetic means for calculating the sum of squares or absolute values of the moving averages calculated for each correlation value by the moving average means, and the multipath delay amount based on the sum of squares or absolute values obtained by the arithmetic means. A delay amount estimating means for estimating,
A multipath delay amount estimation apparatus for an OFDM receiver characterized by comprising:
前記遅延量推定手段は、演算手段によって得られた二乗和または絶対値和が所定の閾値を超える期間長を算出し、得られた期間長に基づいてマルチパスの遅延量を推定するものであることを特徴とする請求項1に記載のOFDM受信装置用のマルチパス遅延量推定装置。 The delay amount estimation means calculates a length of a period in which the sum of squares or sum of absolute values obtained by the computing means exceeds a predetermined threshold, and estimates the amount of delay of the multipath based on the obtained period length. The multipath delay amount estimation apparatus for an OFDM reception apparatus according to claim 1. 前記遅延量推定手段は、
演算手段によって得られた二乗和または絶対値和が所定の閾値を超える期間長を算出する期間長算出手段、
フェージング状態であるか否かを判別する判別手段、
フェージング状態であると判別した場合には、期間長算出手段によって算出された期間長を補正する補正手段、ならびに
フェージング状態でないと判別された場合には、期間長算出手段によって算出された期間長に基づいてマルチパスの遅延量を推定し、フェージング状態であると判別された場合には、補正手段によって補正された期間長に基づいてマルチパスの遅延量を推定する推定手段、
を備えていることを特徴とする請求項1に記載のOFDM受信装置用のマルチパス遅延量推定装置。
The delay amount estimating means includes
A period length calculating means for calculating a period length in which the sum of squares or the sum of absolute values obtained by the calculating means exceeds a predetermined threshold;
A discriminating means for discriminating whether or not a fading state;
When it is determined that it is in the fading state, the correction means for correcting the period length calculated by the period length calculation means, and when it is determined that it is not in the fading state, it is set to the period length calculated by the period length calculation means. An estimation unit that estimates a multipath delay amount based on the period length corrected by the correction unit when the multipath delay amount is determined based on the period length corrected by the correction unit;
The multipath delay amount estimation apparatus for an OFDM receiver according to claim 1, comprising:
前記判別手段は、期間長算出手段によって算出される期間長のシンボル間の差分値が所定値より大きいか否かによって、フェージング状態であるか否かを判別するものであることを特徴とする請求項3に記載のOFDM受信装置用のマルチパス遅延量推定装置。 The determination means determines whether or not a fading state is present depending on whether or not a difference value between symbols having a period length calculated by the period length calculation means is larger than a predetermined value. Item 4. The multipath delay amount estimation apparatus for an OFDM receiver according to Item 3. 前記判別手段は、演算手段によって算出される二乗和または絶対値和の最大値のシンボル間の差分値が所定値より大きいか否かによって、フェージング状態であるか否かを判別するものであることを特徴とする請求項3に記載のOFDM受信装置用のマルチパス遅延量推定装置。 The discriminating means discriminates whether or not it is in a fading state depending on whether or not a difference value between symbols of the maximum value of the square sum or absolute value sum calculated by the arithmetic means is larger than a predetermined value. The multipath delay amount estimating apparatus for an OFDM receiving apparatus according to claim 3, wherein: 前記判別手段は、OFDM受信装置の等化部によって抽出されるパイロット信号に基づいてドップラー周波数を推定し、推定したドップラー周波数が所定値より大きいか否かによって、フェージング状態であるか否かを判別するものであることを特徴とする請求項3に記載のOFDM受信装置用のマルチパス遅延量推定装置。 The discriminating means estimates a Doppler frequency based on a pilot signal extracted by an equalization unit of the OFDM receiver, and discriminates whether or not a fading state is present depending on whether or not the estimated Doppler frequency is greater than a predetermined value. The multipath delay amount estimating apparatus for an OFDM receiving apparatus according to claim 3, wherein: 有効シンボル期間と有効シンボル期間の一部に一致した波形からなるガード期間とを有するOFDM変調信号を受信するOFDM受信装置において、
直交検波後の同相軸信号および直交軸信号それぞれを、有効シンボル期間だけ遅延させる遅延手段、
前記直交検波後の同相軸信号および直交軸信号と、遅延手段によって遅延された後の同相軸信号および直交軸信号との相関値をそれぞれ算出する相関算出手段、
前記相関手段によって算出された各相関値毎に、その相関値のガード期間幅の平均値を連続して算出する移動平均手段、
移動平均手段によって各相関値毎に算出された移動平均の二乗和または絶対値和を算出する演算手段、
前記直交検波後の同相軸信号および直交軸信号を周波数領域の信号に変換するフーリエ変換手段、ならびに
前記フーリエ変換手段によって得られた周波数領域の信号を等化する等化手段を備えており、
前記等化手段は、前記フーリエ変換手段によって得られた周波数領域の信号からパイロット信号を抽出する抽出手段、抽出手段によって抽出したパイロット信号と補間フィルタとを用いてデータキャリアの伝送路特性を推定する伝送路特性推定手段、前記フーリエ変換手段によって得られた周波数領域の信号を伝送路特性推定手段によって推定された伝送路特性で除算する除算手段および前記演算手段によって算出された二乗和または絶対値和に基づいて、前記補間フィルタの特性を制御するフィルタ特性制御手段を備えていることを特徴とするOFDM受信装置。
In an OFDM receiver that receives an OFDM modulated signal having an effective symbol period and a guard period having a waveform that matches a part of the effective symbol period,
Delay means for delaying the in-phase signal and the quadrature axis signal after quadrature detection by an effective symbol period;
Correlation calculation means for calculating correlation values between the in-phase axis signal and the quadrature axis signal after the quadrature detection, and the in-phase axis signal and the quadrature axis signal after being delayed by the delay means,
For each correlation value calculated by the correlation means, a moving average means for continuously calculating an average value of guard period widths of the correlation values;
A computing means for calculating a square sum or absolute value sum of the moving averages calculated for each correlation value by the moving average means;
Fourier transform means for converting the in-phase signal and quadrature axis signal after the quadrature detection into a frequency domain signal, and an equalization means for equalizing the frequency domain signal obtained by the Fourier transform means,
The equalization means estimates a transmission path characteristic of a data carrier using an extraction means for extracting a pilot signal from a frequency domain signal obtained by the Fourier transform means, and a pilot signal extracted by the extraction means and an interpolation filter. Transmission path characteristic estimation means, division means for dividing the frequency domain signal obtained by the Fourier transform means by transmission path characteristics estimated by the transmission path characteristic estimation means, and sum of squares or absolute value calculated by the calculation means An OFDM receiver comprising: filter characteristic control means for controlling the characteristic of the interpolation filter based on the above.
有効シンボル期間と有効シンボル期間の一部に一致した波形からなるガード期間とを有するOFDM変調信号を受信するOFDM受信装置において、
直交検波後の同相軸信号および直交軸信号それぞれを、有効シンボル期間だけ遅延させる遅延手段、
前記直交検波後の同相軸信号および直交軸信号と、遅延手段によって遅延された後の同相軸信号および直交軸信号との相関値をそれぞれ算出する相関算出手段、
前記相関手段によって算出された各相関値毎に、その相関値のガード期間幅の平均値を連続して算出する移動平均手段、
移動平均手段によって各相関値毎に算出された移動平均の二乗和または絶対値和を算出する演算手段、
演算手段によって得られた二乗和または絶対値和に基づいて、マルチパスの遅延量を推定する遅延量推定手段、
前記直交検波後の同相軸信号および直交軸信号を周波数領域の信号に変換するフーリエ変換手段、ならびに
前記フーリエ変換手段によって得られた周波数領域の信号を等化する等化手段を備えており、
前記等化手段は、前記フーリエ変換手段によって得られた周波数領域の信号からパイロット信号を抽出する抽出手段、抽出手段によって抽出したパイロット信号と補間フィルタとを用いてデータキャリアの伝送路特性を推定する伝送路特性推定手段、前記フーリエ変換手段によって得られた周波数領域の信号を伝送路特性推定手段によって推定された伝送路特性で除算する除算手段および前記遅延量推定手段によって推定されたマルチパスの遅延量に基づいて、前記補間フィルタの特性を制御するフィルタ特性制御手段を備えていることを特徴とするOFDM受信装置。
In an OFDM receiver that receives an OFDM modulated signal having an effective symbol period and a guard period having a waveform that matches a part of the effective symbol period,
Delay means for delaying the in-phase signal and the quadrature axis signal after quadrature detection by an effective symbol period;
Correlation calculation means for calculating correlation values between the in-phase axis signal and the quadrature axis signal after the quadrature detection, and the in-phase axis signal and the quadrature axis signal after being delayed by the delay means,
For each correlation value calculated by the correlation means, a moving average means for continuously calculating an average value of guard period widths of the correlation values;
A computing means for calculating a square sum or absolute value sum of the moving averages calculated for each correlation value by the moving average means;
A delay amount estimating means for estimating a multipath delay amount based on the sum of squares or the sum of absolute values obtained by the computing means;
Fourier transform means for converting the in-phase signal and quadrature axis signal after the quadrature detection into a frequency domain signal, and an equalization means for equalizing the frequency domain signal obtained by the Fourier transform means,
The equalization means estimates a transmission path characteristic of a data carrier using an extraction means for extracting a pilot signal from a frequency domain signal obtained by the Fourier transform means, and a pilot signal extracted by the extraction means and an interpolation filter. Transmission path characteristic estimation means, division means for dividing the frequency domain signal obtained by the Fourier transform means by transmission path characteristics estimated by the transmission path characteristic estimation means, and multipath delay estimated by the delay amount estimation means An OFDM receiving apparatus comprising: filter characteristic control means for controlling the characteristic of the interpolation filter based on a quantity.
前記遅延量推定手段は、演算手段によって得られた二乗和または絶対値和が所定の閾値を超える期間長を算出し、得られた期間長に基づいてマルチパスの遅延量を推定するものであることを特徴とする請求項7に記載のOFDM受信装置。 The delay amount estimation means calculates a length of a period in which the sum of squares or sum of absolute values obtained by the computing means exceeds a predetermined threshold, and estimates the amount of delay of the multipath based on the obtained period length. The OFDM receiver according to claim 7. 請求項7乃至9に記載のOFDM受信装置を備えたデジタル放送受信装置。 A digital broadcast receiver comprising the OFDM receiver according to claim 7.
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