JP2010135900A - Ofdm demodulator, ofdm demodulation method, ofdm demodulation program, and computer readable recording medium - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an OFDM demodulator for precisely correcting a frequency error without enlarging a circuit scale. <P>SOLUTION: The OFDM demodulator 1 receives digital broadcast wave and samples it on the basis of a clock signal of a frequency oscillator different from that of a broadcast station. A delay profile peak position detection part 15 detects a peak position of differential output of complex correlation strength. A clock frequency error detection part 16 detects a frequency error on the basis of a difference between a peak position in the (n-1)th cycle and a peak position in the n-th cycle. A PLL 19 changes an operation clock on the basis of a frequency error from the clock frequency error detection part 16 and corrects the frequency error. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、デジタル伝送方式により伝送される信号の受信装置および受信方法に関し、特に、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、OFDM復調方法、プログラム及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関する。   The present invention relates to a receiving apparatus and a receiving method for a signal transmitted by a digital transmission method, and more particularly, an orthogonal frequency division multiplexing (hereinafter, abbreviated as OFDM) that can efficiently transmit a video signal and an audio signal. The present invention relates to a demodulation device, an OFDM demodulation method, a program, and a computer-readable recording medium.

地上デジタル放送は、デジタル方式の無線局により行われる放送であり、受信する映像が高画質及び高音質であること、ならびに、情報を双方向に送受信することができることを特徴する放送である。   The terrestrial digital broadcast is a broadcast performed by a digital radio station, and is characterized in that the received video has high image quality and high sound quality, and that information can be transmitted and received bidirectionally.

この高画質及び高音質であるという特徴を実現するために、様々な技術が適用されているが、そのひとつとして、フェージングまたはマルチパスといったゴースト妨害を克服する上で好適な変調方式であるマルチキャリアのOFDM変復調方式が挙げられる。ここで、ゴースト妨害とは、主に建物等が原因となって発生し、画質や音質等に悪影響を及ぼす現象のことである。   Various technologies have been applied to realize the characteristics of high image quality and high sound quality, and one of them is multicarrier, which is a suitable modulation method for overcoming ghost interference such as fading or multipath. OFDM modulation / demodulation schemes are listed. Here, the ghost obstruction is a phenomenon that occurs mainly due to a building or the like and adversely affects image quality, sound quality, or the like.

OFDM変復調方式には、情報を送受信するために多数の直交するサブキャリアを使用するという特徴がある。具体的には、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。放送局は、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)信号を生成し、生成した信号を放送波に乗せて送出する。   The OFDM modulation / demodulation scheme has a feature that a large number of orthogonal subcarriers are used to transmit and receive information. Specifically, it is a digital modulation / demodulation method in which a large number (about 256 to 1024) of subcarriers are provided in one channel band and video signals and audio signals can be efficiently transmitted. The broadcast station generates a baseband (BB) signal in which all carriers are OFDM-modulated by inverse fast Fourier transform (IFFT) and transmits the generated signal on a broadcast wave.

このように、OFDM変復調方式は、多数のサブキャリアに情報を分散して送るために、マルチパスによっていくつかのサブキャリアの情報を正しく再現できなくても誤り訂正により正しい情報を復元することができる。   In this way, since the OFDM modulation / demodulation method distributes information to a large number of subcarriers and transmits the information, it is possible to restore correct information by error correction even if the information of some subcarriers cannot be correctly reproduced by multipath. it can.

また、OFDM変復調方式には、ガードインターバルと呼ばれる、一定の時間間隔の信号を有効シンボルに付加して伝送シンボルとすることにより、シンボル毎の干渉を防ぎマルチパスによる劣化を軽減することができるという特徴がある。   In addition, the OFDM modulation / demodulation method adds a signal of a certain time interval, called a guard interval, to a valid symbol to form a transmission symbol, thereby preventing interference for each symbol and reducing multipath degradation. There are features.

図24は、OFDM信号に含まれているシンボル信号の構成を示す図である。図24に示すように、実際の伝送シンボルは、通常、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tu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に記載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に示す表1の様に定義されている。 FIG. 24 is a diagram illustrating a configuration of a symbol signal included in the OFDM signal. As shown in FIG. 24, an actual transmission symbol is usually configured by adding a period t g called a guard interval (GI) 202a to an effective symbol period 201. The waveform of the GI period t g (202a) is obtained by repeating the signal waveform of the rear part 202b of the effective symbol period t u . The symbol period 203 of the transmission symbol is the sum of the effective symbol period 201 and the GI period 202a. For example, according to the broadcast standard described in Non-Patent Document 1, the effective symbol period length is defined as shown in Table 1 below by a parameter called MODE.

Figure 2010135900
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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、次に示す表2の様に定義されている。   Further, the GI period (unit: μs) is defined as shown in Table 2 below by a parameter called GI period length (GI ratio) which is a ratio to each effective symbol period length.

Figure 2010135900
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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 Document 1, one frame is defined as 204 symbols.

このように、OFDM変復調方式にはゴースト妨害を克服するための様々な技術が取り入れられているが、受信をさらに良好に保つためには、例えば、基準となる放送局の動作クロック周波数と受信機の動作クロック周波数との誤差を正確に計測して受信システムにフィードバックすることにより、受信機の動作クロック周波数を放送局の動作クロック周波数にできる限り近づける必要がある。   As described above, various techniques for overcoming ghost interference have been incorporated into the OFDM modulation / demodulation system. In order to maintain better reception, for example, the operating clock frequency of the reference broadcast station and the receiver It is necessary to accurately measure the error from the operation clock frequency of the receiver and feed it back to the reception system so that the operation clock frequency of the receiver is as close as possible to the operation clock frequency of the broadcasting station.

特許文献1には、クロック周波数の誤差を算出するクロック周波数誤差検出回路を備えたOFDM復調装置について開示されている。このOFDM復調装置は、OFDM時間領域信号とそれをシンボル期間遅延した遅延信号との複素相関の強度であるガード相関信号を計算し、ガード相関信号の強度ピークタイミング値の時間軸に対する変化量を検出することによりクロック周波数誤差を検出している。図25は、特許文献1に記載のOFDM復調装置におけるガード相関/ピーク検出回路のブロック構成図である。ガード相関/ピーク検出回路は、遅延回路31と、複素共役回路32と、複素乗算回路33と、移動和回路34と、振幅演算回路35と、角度変換回路36と、自走カウンタ37と、ピーク検出回路38と、出力回路39とを備えている。   Patent Document 1 discloses an OFDM demodulator including a clock frequency error detection circuit that calculates a clock frequency error. This OFDM demodulator calculates the guard correlation signal, which is the strength of the complex correlation between the OFDM time domain signal and the delayed signal delayed by the symbol period, and detects the amount of change in the intensity peak timing value of the guard correlation signal with respect to the time axis. Thus, the clock frequency error is detected. FIG. 25 is a block diagram of the guard correlation / peak detection circuit in the OFDM demodulator described in Patent Document 1. In FIG. The guard correlation / peak detection circuit includes a delay circuit 31, a complex conjugate circuit 32, a complex multiplication circuit 33, a moving sum circuit 34, an amplitude calculation circuit 35, an angle conversion circuit 36, a free-running counter 37, a peak A detection circuit 38 and an output circuit 39 are provided.

ところで、特許文献1に開示されているOFDM復調装置は、マルチパスや周波数選択性フェージングが発生した場合に主波と遅延波との両方を受信するため、ガード相関信号の強度ピークタイミング値の時間軸に対する変化量を検出する際に、主波のガード相関信号の強度ピークタイミング値と遅延波のガード相関信号の強度ピークタイミング値との変化量を検出する場合がある。この場合に検出した変化量は、同一の波について検出したガード相関信号の強度ピークタイミング値の変化量と大きく異なることがあり、適切な値ではない。   By the way, since the OFDM demodulator disclosed in Patent Document 1 receives both the main wave and the delayed wave when multipath or frequency selective fading occurs, the time of the intensity peak timing value of the guard correlation signal When detecting the amount of change with respect to the axis, the amount of change between the intensity peak timing value of the guard correlation signal of the main wave and the intensity peak timing value of the guard correlation signal of the delayed wave may be detected. The amount of change detected in this case may be significantly different from the amount of change in the intensity peak timing value of the guard correlation signal detected for the same wave, and is not an appropriate value.

従って、同一の波について検出したガード相関信号の強度ピークタイミング値の変化量のみを用いてクロック周波数誤差を検出する必要があるが、特許文献1に開示されているOFDM復調装置は、異なる複数の検出間隔を用いて強度ピークの時間軸に対する変化量を検出し、検出した変化量の中で最も適切な値(例えば、変化量の最頻値)を用いてクロック周波数誤差を検出することによりこれを実現している。
「地上デジタルテレビジョン放送の伝送方式ARIB STD−B31 1.5版」、社団法人電波産業界、2001年5月31日初版策定、2003年7月29日1.5版改定 特開2004−214962号公報(平成16年7月29日公開)
Therefore, although it is necessary to detect the clock frequency error using only the change amount of the intensity peak timing value of the guard correlation signal detected for the same wave, the OFDM demodulator disclosed in Patent Document 1 This is done by detecting the amount of change of the intensity peak with respect to the time axis using the detection interval, and detecting the clock frequency error using the most appropriate value (for example, the mode value of the amount of change). Is realized.
"Transmission method for digital terrestrial television broadcasting ARIB STD-B31 1.5 edition", the radio industry, the first edition of May 31, 2001, revised version 1.5 on July 29, 2003 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-214962 (published July 29, 2004)

しかしながら、上記従来の構成では、マルチパスが発生し直接波と遅延波の電界強度比が1対1に近づくと、検出するガード相関信号の強度ピークタイミングは、主波のガード相関信号の強度ピークタイミングと遅延波のガード相関信号の強度ピークタイミングとの中間の値を取るようになる。このため、強度ピークタイミングの時間軸に対する変化量は、短期間で検出する限り異なる複数の期間を用いて検出したとしても、検出する度に様々な値をとるようになる。従って、例えば変化量の最頻値を用いてクロック周波数誤差を検出しても、変化量の最頻値が適切な変化量の値であるとは限らないために、検出したクロック周波数誤差が正確であるとは限らない。   However, in the conventional configuration, when the multipath occurs and the electric field intensity ratio between the direct wave and the delayed wave approaches 1: 1, the intensity peak timing of the detected guard correlation signal is the intensity peak of the main wave guard correlation signal. It takes an intermediate value between the timing and the intensity peak timing of the guard correlation signal of the delayed wave. For this reason, even if the amount of change of the intensity peak timing with respect to the time axis is detected using a plurality of different periods as long as it is detected in a short period, it takes various values each time it is detected. Therefore, for example, even if the clock frequency error is detected using the mode value of the change amount, the detected clock frequency error is not accurate because the mode value of the change amount is not always an appropriate value of the change amount. Not necessarily.

また、遅延プロファイルが頻繁に切り替わるような環境下では、ガード相関信号の強度ピークタイミングの値が頻繁に変化し、少ないサンプルで強度ピークタイミングの時間軸に対する変化量を検出してクロック周波数誤差を検出することが困難にある。   Also, in an environment where the delay profile changes frequently, the intensity peak timing value of the guard correlation signal changes frequently, and the clock frequency error is detected by detecting the amount of change of the intensity peak timing with respect to the time axis with a small number of samples. Is difficult to do.

従って、上記従来の構成でガード相関信号の強度ピークタイミングの変化量を用いてクロック周波数誤差を正確に検出するためには、長期間にわたり多くのサンプルを用いて検出する必要があるが、そのようにすると、OFDM復調装置の回路規模が大きくなるという問題を生じる。   Therefore, in order to accurately detect the clock frequency error using the change amount of the intensity peak timing of the guard correlation signal in the conventional configuration, it is necessary to detect using a large number of samples over a long period of time. Then, there arises a problem that the circuit scale of the OFDM demodulator increases.

また、特に都市部におけるマルチパス環境下や、複数の放送局が同じチャネルで同じ放送を送信するSFN(Same Frequency Network)環境下では、周波数誤差検出に長時間を要するという問題も明らかになっている。   In particular, in a multipath environment in an urban area, or in an SFN (Same Frequency Network) environment in which a plurality of broadcasting stations transmit the same broadcast on the same channel, the problem that it takes a long time to detect a frequency error has also become clear. Yes.

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、回路規模を大きくすることなく、自身の受信周波数と放送波の周波数との誤差を短時間で検出することができるOFDM復調装置、OFDM復調方法、制御プログラム、および、コンピュータ読み取り可能な記録媒体を実現することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to detect an error between its own reception frequency and broadcast wave frequency in a short time without increasing the circuit scale. An object of the present invention is to realize an OFDM demodulator, an OFDM demodulation method, a control program, and a computer-readable recording medium.

本発明に係るOFDM復調装置は、上記課題を解決するために、有効シンボルとガードインターバルとを有する伝送シンボルを含むOFDM信号を受信し、所定のサンプリングクロックでサンプリングして受信サンプル系列信号を生成するサンプリング手段を備えたOFDM復調装置であって、上記受信サンプル系列信号と、当該受信サンプル系列信号を有効シンボル期間遅延したサンプル系列信号とから、1伝送シンボル期間長の平均化された複素相関強度信号を生成する複素相関強度演算手段と、上記平均化された複素相関強度信号における上記有効シンボルの境界を境界検出する境界検出手段と、上記複素相関強度演算手段によって連続して生成された第1の複素相関強度信号および第2の複素相関強度信号について、上記第1の複素相関強度信号における上記境界の位置と上記第2の複素相関強度信号における上記境界の位置との差、および、上記複素相関強度演算手段が上記複素相関強度信号の平均化に要する処理時間から、上記OFDM信号の伝送クロックと上記サンプリングクロックとの周波数誤差を検出する周波数誤差検出手段と、上記周波数誤差検出手段によって検出された周波数誤差を補正する周波数誤差補正手段を備えていることを特徴としている。   In order to solve the above-described problems, an OFDM demodulator according to the present invention receives an OFDM signal including a transmission symbol having a valid symbol and a guard interval, and generates a received sample sequence signal by sampling with a predetermined sampling clock. An OFDM demodulator comprising a sampling means, wherein an averaged complex correlation strength signal having a length of one transmission symbol period is calculated from the received sample sequence signal and a sample sequence signal obtained by delaying the received sample sequence signal by an effective symbol period. Complex correlation strength calculating means for generating a boundary, boundary detecting means for detecting a boundary of the effective symbol in the averaged complex correlation strength signal, and first generated successively by the complex correlation strength calculating means. For the complex correlation strength signal and the second complex correlation strength signal, the first complex From the difference between the position of the boundary in the correlation strength signal and the position of the boundary in the second complex correlation strength signal, and the processing time required for the complex correlation strength calculation means to average the complex correlation strength signal, A frequency error detecting means for detecting a frequency error between the transmission clock of the OFDM signal and the sampling clock, and a frequency error correcting means for correcting the frequency error detected by the frequency error detecting means are provided.

上記の構成によれば、本発明に係るOFDM復調装置では、サンプリング手段が、有効シンボルとガードインターバルとを有する伝送シンボルを含むOFDM信号を受信し、所定のサンプリングクロックでサンプリングして受信サンプル系列信号を生成する。   According to the above configuration, in the OFDM demodulator according to the present invention, the sampling means receives an OFDM signal including a transmission symbol having a valid symbol and a guard interval, samples it with a predetermined sampling clock, and receives the received sample sequence signal. Is generated.

つまり、OFDM復調装置は、OFDM変調された放送波などのデジタル信号を受信して、OFDM復調装置自身の動作クロックに基づいて所定のサンプリングクロック周波数でサンプリングする。OFDM変調されたデジタル信号は、OFDM復調装置の動作クロックとは独立した伝送クロックによって伝送される。なお、OFDM変調されたデジタル信号は、放送波に限らず、無線、有線の伝送路や通信網等を通じて伝送されるデータ信号であってもよい。   That is, the OFDM demodulator receives a digital signal such as an OFDM-modulated broadcast wave and samples it at a predetermined sampling clock frequency based on the operation clock of the OFDM demodulator itself. The OFDM-modulated digital signal is transmitted by a transmission clock independent of the operation clock of the OFDM demodulator. The OFDM-modulated digital signal is not limited to a broadcast wave, and may be a data signal transmitted through a wireless or wired transmission path or a communication network.

また、上記の構成によれば、複素相関強度演算手段は、上記受信サンプル系列信号と、当該受信サンプル系列信号を有効シンボル期間遅延したサンプル系列信号とから、1伝送シンボル期間長の平均化された複素相関強度信号を生成する。受信サンプル系列信号としてサンプリングされるOFDM信号は、有効シンボルとガードインターバルとを含んで構成される伝送シンボルからなり、有効シンボル期間遅延させた信号とガードインターバル期間において有意な相関を示し、相関強度が高くなる。複素相関強度演算手段は、複素相関強度を算出する場合、例えば、複素相関をシンボル方向積分や移動平均演算処理することにより、複素相関データの揺らぎを削減してから複素相関強度を算出する構成であってもよい。さらに、複素相関強度演算手段は、複素相関から算出した複素相関強度をサンプル点方向に平滑化するための移動平均処理や高周波成分を除去するフィルタリング処理を行う構成であってもよい。   Further, according to the above configuration, the complex correlation strength calculating means averages one transmission symbol period length from the received sample sequence signal and a sample sequence signal obtained by delaying the received sample sequence signal by an effective symbol period. A complex correlation strength signal is generated. An OFDM signal sampled as a received sample sequence signal consists of transmission symbols including effective symbols and guard intervals, and shows a significant correlation between the signal delayed by the effective symbol period and the guard interval period. Get higher. When calculating the complex correlation strength, the complex correlation strength calculating means, for example, calculates the complex correlation strength after reducing the fluctuation of the complex correlation data by performing symbol direction integration or moving average calculation processing of the complex correlation. There may be. Further, the complex correlation strength calculating means may be configured to perform a moving average process for smoothing the complex correlation strength calculated from the complex correlation in the direction of the sample point and a filtering process for removing high frequency components.

また、複素相関強度演算手段は、1つの素波について複素相関強度を算出する構成であってもよいし、1つの素波と当該素波が遅延して到達した素波との合成波について複素相関強度を算出する構成であってもよく、特に限定はされない。   Further, the complex correlation strength calculating means may be configured to calculate the complex correlation strength for one elementary wave, or complex for a synthesized wave of one elementary wave and the elementary wave arrived after the element wave is delayed. A configuration for calculating the correlation strength may be used, and is not particularly limited.

また、上記の構成によれば、境界検出手段は、上記平均化された複素相関強度信号における上記有効シンボルの境界を境界検出する。上述したとおり、ガードインターバル期間では相関強度が高くなるため、相関強度の変化から有効シンボルの境界を検出することが可能である。   Further, according to the above configuration, the boundary detection means detects the boundary of the effective symbol in the averaged complex correlation strength signal. As described above, since the correlation strength is high in the guard interval period, it is possible to detect the boundary of the effective symbol from the change in the correlation strength.

境界検出手段は、例えば、複素相関強度の微分演算を行い、微分出力のピーク位置(複素相関強度が増加する場合には正の微分出力となり、減少する場合には負の微分出力となる)をガードインターバル期間の境界位置として検出してもよいし、あるいは、複素相関強度の波形を解析することによってガードインターバル期間の境界位置として検出してもよく、特に限定はされない。   The boundary detection means, for example, performs a differential operation of the complex correlation strength, and obtains a peak position of the differential output (a positive differential output when the complex correlation strength increases and a negative differential output when the complex correlation strength decreases). It may be detected as the boundary position of the guard interval period, or may be detected as the boundary position of the guard interval period by analyzing the waveform of the complex correlation strength, and is not particularly limited.

また、上記の構成によれば、周波数誤差検出手段は、上記複素相関強度演算手段によって連続して生成された第1の複素相関強度信号および第2の複素相関強度信号について、上記第1の複素相関強度信号における上記境界の位置と上記第2の複素相関強度信号における上記境界の位置との差、および、上記複素相関強度演算手段が上記複素相関強度信号の平均化に要する処理時間から、上記OFDM信号の伝送クロックと上記サンプリングクロックとの周波数誤差を検出する。   Further, according to the above configuration, the frequency error detection means performs the first complex correlation strength signal and the second complex correlation strength signal generated continuously by the complex correlation strength calculation means with respect to the first complex correlation strength signal. From the difference between the position of the boundary in the correlation strength signal and the position of the boundary in the second complex correlation strength signal, and the processing time required for the complex correlation strength calculation means to average the complex correlation strength signal, A frequency error between the transmission clock of the OFDM signal and the sampling clock is detected.

送信側動作クロック周波数と受信側動作クロック周波数との間に差がある場合、受信側と送信側とで一定時間あたりのクロック数が異なることになるため、複素相関強度の波形、すなわち、シンボルの境界の位置が前方あるいは後方にずれる。そして、反対に、このずれ(すなわち、連続して算出される複素相関強度のシンボルの境界位置との差)に基づいて、送信側と受信側との周波数誤差を検出することができる。   If there is a difference between the operating clock frequency on the transmitting side and the operating clock frequency on the receiving side, the number of clocks per fixed time will be different between the receiving side and the transmitting side. The boundary position is shifted forward or backward. On the contrary, the frequency error between the transmission side and the reception side can be detected based on this deviation (that is, the difference between the continuously calculated complex correlation strength symbol boundary positions).

そこで、周波数誤差検出手段は、連続して生成された第1の複素相関強度信号と第2の複素相関強度信号とのシンボルの境界の位置の差と、平均化された複素相関強度信号の算出に要する処理時間とを解析することによって周波数誤差を検出する。周波数誤差検出手段は、例えば、シンボルの境界の位置の差を処理時間で除して得られる値、あるいは、それを複数の周波数誤差検出サイクルにわたって積分した値などを周波数誤差として用いる構成であってもよい。   Therefore, the frequency error detection means calculates the difference between the positions of the symbol boundaries between the first complex correlation strength signal and the second complex correlation strength signal generated continuously, and the averaged complex correlation strength signal. The frequency error is detected by analyzing the processing time required for. The frequency error detection means is configured to use, for example, a value obtained by dividing a difference in symbol boundary position by a processing time, or a value obtained by integrating the difference over a plurality of frequency error detection cycles as a frequency error. Also good.

そして、周波数誤差補正手段は、周波数誤差検出手段によって検出された周波数誤差を補正する。周波数誤差補正手段は、例えばPLL回路などとして構成され、サンプリングクロック周波数を直接変更してもよいし、あるいは、周波数誤差に応じて真のサンプリングタイミングにおけるサンプリングデータを補間するフィルタなどとして構成されてもよく、特に限定はされない。   The frequency error correcting unit corrects the frequency error detected by the frequency error detecting unit. The frequency error correction means is configured as a PLL circuit, for example, and may directly change the sampling clock frequency, or may be configured as a filter that interpolates sampling data at the true sampling timing according to the frequency error. Well, there is no particular limitation.

1つの周波数誤差検出サイクルにおいて検出される周波数誤差を周波数誤差検出手段が補正した後、再度、周波数誤差検出手段が同様の処理によって周波数誤差を検出するが、各周波数誤差検出サイクルにおいて検出される周波数誤差は、検出誤差(真の周波数誤差との差)をなお含んでいたとしても、次の周波数誤差検出サイクルにおいては、その差分の周波数誤差を検出すればよく、この周波数検出誤差サイクルを繰り返すことによって、真の周波数誤差を検出し、補正することになる。   After the frequency error detection means corrects the frequency error detected in one frequency error detection cycle, the frequency error detection means detects the frequency error again by the same processing, but the frequency detected in each frequency error detection cycle. Even if the error still includes a detection error (difference from the true frequency error), in the next frequency error detection cycle, it is only necessary to detect the frequency error of the difference, and this frequency detection error cycle is repeated. Thus, the true frequency error is detected and corrected.

これにより、本発明に係るOFDM復調装置では、連続して算出された複素相関強度におけるシンボルの境界の位置の差から周波数誤差を算出することができる。複素相関強度の波形は安定して解析することができ、周波数誤差に起因するシンボルの境界の位置の差は、少ないサンプル数であっても、信頼性の高い検出結果を得ることができる。したがって、回路規模を増大させることなく、短時間で精度よく周波数誤差を検出し、補正することができる。   Thereby, the OFDM demodulator according to the present invention can calculate the frequency error from the difference between the positions of the symbol boundaries in the continuously calculated complex correlation strength. The waveform of the complex correlation strength can be analyzed stably, and a highly reliable detection result can be obtained even if the difference in symbol boundary position due to the frequency error is a small number of samples. Therefore, it is possible to detect and correct the frequency error accurately in a short time without increasing the circuit scale.

また、本発明に係るOFDM復調方法は、有効シンボルとガードインターバルとを有する伝送シンボルを含むOFDM信号を受信し、所定のサンプリングクロックでサンプリングして受信サンプル系列信号を生成するOFDM復調方法であって、上記受信サンプル系列信号と、当該受信サンプル系列信号を有効シンボル期間遅延したサンプル系列信号とから、1伝送シンボル期間長の平均化された複素相関強度信号を生成する複素相関強度演算ステップと、上記平均化された複素相関強度信号における上記有効シンボルの境界を境界検出する検出ステップと、上記複素相関強度演算ステップによって連続して生成された第1の複素相関強度信号および第2の複素相関強度信号について、上記第1の複素相関強度信号における上記境界の位置と上記第2の複素相関強度信号における上記境界の位置との差、および、上記複素相関強度演算ステップが上記複素相関強度信号の平均化に要する処理時間から、上記OFDM信号の伝送クロックと上記サンプリングクロックとの周波数誤差を検出する周波数誤差検出ステップと、上記周波数誤差検出ステップによって検出された周波数誤差を補正する周波数誤差補正ステップを含んでいることを特徴としている。   An OFDM demodulation method according to the present invention is an OFDM demodulation method for receiving an OFDM signal including a transmission symbol having a valid symbol and a guard interval and generating a received sample sequence signal by sampling with a predetermined sampling clock. A complex correlation strength calculation step of generating an averaged complex correlation strength signal of one transmission symbol period length from the received sample sequence signal and a sample sequence signal obtained by delaying the received sample sequence signal by an effective symbol period; A detection step for detecting a boundary of the effective symbol in the averaged complex correlation strength signal, and a first complex correlation strength signal and a second complex correlation strength signal successively generated by the complex correlation strength calculation step The position of the boundary in the first complex correlation strength signal From the difference from the boundary position in the second complex correlation strength signal and the processing time required by the complex correlation strength calculation step to average the complex correlation strength signal, the transmission clock of the OFDM signal and the sampling clock And a frequency error correction step for correcting the frequency error detected by the frequency error detection step.

上記の構成によれば、本発明に係るOFDM復調装置と同様の作用効果を奏する。   According to said structure, there exists an effect similar to the OFDM demodulator based on this invention.

本発明に係るOFDM復調装置では、上記複素相関強度演算手段は、上記受信サンプル系列信号と、当該受信サンプル系列信号を有効シンボル期間遅延したサンプル系列信号との相関値を1伝送シンボル期間おきに加算することによって、シンボルナンバー方向に積分された複素相関信号を生成するシンボルナンバー方向積分手段と、上記複素相関信号から複素相関強度信号を生成し、当該複素相関強度信号を平滑化する平滑化手段とを備えていることが好ましい。   In the OFDM demodulator according to the present invention, the complex correlation strength calculating means adds a correlation value between the received sample sequence signal and a sample sequence signal obtained by delaying the received sample sequence signal by an effective symbol period every transmission symbol period. Symbol number direction integration means for generating a complex correlation signal integrated in the symbol number direction, and smoothing means for generating a complex correlation strength signal from the complex correlation signal and smoothing the complex correlation strength signal. It is preferable to provide.

上記の構成によれば、シンボルナンバー方向積分手段は、有効シンボル期間遅延したOFDM信号の相関値を1伝送シンボル期間おきに加算して、複素相関信号をシンボルナンバー方向積分する。   According to the above configuration, the symbol number direction integrating means adds the correlation value of the OFDM signal delayed by the effective symbol period every other transmission symbol period, and integrates the complex correlation signal in the symbol number direction.

また、上記の構成によれば、平滑化手段は、シンボルナンバー方向積分した複素相関信号から生成した複素相関強度信号を平滑化する。   Also, according to the above configuration, the smoothing means smoothes the complex correlation strength signal generated from the complex correlation signal integrated in the symbol number direction.

これにより、複素相関強度演算手段は、複素相関信号の揺らぎを大幅に削減して、揺らぎの小さい複素相関強度を算出すると共に、算出した複素相関強度に残るわずかな揺らぎを除去するフィルタリング処理を施すことにより、平滑な波形の複素相関強度信号を生成できる。したがって、本発明に係るOFDM復調装置では、複素相関強度信号の波形から、有効シンボルの境界を精度よく検出することができる。   As a result, the complex correlation strength calculation means significantly reduces the fluctuation of the complex correlation signal, calculates a complex correlation strength with a small fluctuation, and performs a filtering process to remove a slight fluctuation remaining in the calculated complex correlation strength. As a result, a complex correlation strength signal having a smooth waveform can be generated. Therefore, the OFDM demodulator according to the present invention can accurately detect the boundary of the effective symbol from the waveform of the complex correlation strength signal.

本発明に係るOFDM復調装置では、上記シンボルナンバー方向の積分期間を内部のパラメーターに基づいて決定する積分期間決定手段をさらに備えていることが好ましい。   The OFDM demodulator according to the present invention preferably further comprises integration period determining means for determining the integration period in the symbol number direction based on an internal parameter.

上記の構成によれば、積分期間決定手段は、シンボルナンバー方向積分手段によるシンボルナンバー方向の積分期間を内部のパラメータに基づいて決定する。   According to said structure, an integration period determination means determines the integration period of the symbol number direction by a symbol number direction integration means based on an internal parameter.

連続して算出された複素相関強度信号における有効シンボルの境界の位置の差は、シンボルナンバー方向の積分期間(シンボル方向フィルタリング期間いわゆる区間平均のサイクル数)に依存した検出精度となる。検出した周波数誤差と実際の周波数誤差とが大きい場合、相関強度がずれながら積分されることになるため、シンボル方向フィルタリング期間を大きくとると、相関強度の立ち上がり、立ち下がりに傾斜が発生し、微分波形がなまってしまう。   The difference in the position of the boundary of the effective symbol in the complex correlation strength signal calculated continuously has detection accuracy depending on the integration period in the symbol number direction (symbol direction filtering period, so-called interval average cycle number). If the detected frequency error and the actual frequency error are large, the correlation strength will be integrated while shifting. Therefore, if the symbol direction filtering period is increased, the correlation strength will rise and fall, and the differential will be differentiated. The waveform is distorted.

そこで、本発明に係るOFDM復調装置では、積分期間決定手段は、内部パラメータとしてOFDM復調装置の動作開始からの経過時間に応じて、シンボル方向積分期間を決定する。例えば、積分期間決定手段は、特に動作開始直後など周波数誤差が大きいと予測される条件においてはシンボル方向積分期間を短く設定し、周波数誤差が安定したと判断した後においてはシンボル方向積分期間を長く設定する構成であってもよい。   Therefore, in the OFDM demodulator according to the present invention, the integration period determining means determines the symbol direction integration period according to the elapsed time from the start of the operation of the OFDM demodulator as an internal parameter. For example, the integration period determining means sets the symbol direction integration period to be short, especially under conditions where the frequency error is predicted to be large, such as immediately after the start of the operation, and increases the symbol direction integration period after determining that the frequency error is stable. The configuration may be set.

これにより、本発明に係るOFDM復調装置では、シンボル方向積分期間を内部のパラメーターに応じて適切に変更することができるため、連続して算出された複素相関強度信号における有効シンボルの境界の位置の差を、精度良く検出することが可能となる。   Thereby, in the OFDM demodulator according to the present invention, the symbol direction integration period can be appropriately changed according to the internal parameters, so that the position of the boundary of the effective symbol in the continuously calculated complex correlation strength signal The difference can be detected with high accuracy.

本発明に係るOFDM復調装置では、上記境界検出手段は、上記平均化された複素相関強度信号を微分した微分出力信号を生成して、当該微分出力信号のピーク位置を上記境界として検出することが好ましい。   In the OFDM demodulator according to the present invention, the boundary detection means may generate a differential output signal obtained by differentiating the averaged complex correlation strength signal and detect a peak position of the differential output signal as the boundary. preferable.

上記の構成によれば、境界検出手段は、複素相関強度信号の微分出力におけるピーク位置を、有効シンボルの境界として検出する。   According to said structure, a boundary detection means detects the peak position in the differential output of a complex correlation strength signal as a boundary of an effective symbol.

これにより、本発明に係るOFDM復調装置では、有効シンボルの境界を簡素な構成により、正確に検出することが可能となる。   As a result, the OFDM demodulator according to the present invention can accurately detect the boundary of the effective symbols with a simple configuration.

本発明に係るOFDM復調装置では、上記境界検出手段は、上記第1の複素相関強度信号における上記ピーク位置を検出した後、上記第2の複素相関強度信号における上記ピーク位置を検出する場合、上記第1の複素相関強度信号における上記境界のピーク位置から、設定された範囲において、上記第2の複素相関強度信号における上記ピーク位置を検出することが好ましい。   In the OFDM demodulator according to the present invention, when the boundary detection unit detects the peak position in the second complex correlation strength signal after detecting the peak position in the first complex correlation strength signal, It is preferable that the peak position in the second complex correlation strength signal is detected within a set range from the peak position of the boundary in the first complex correlation strength signal.

上記の構成によれば、境界検出手段は、第1の複素相関強度信号におけるピーク位置を検出した後、第2の複素相関強度信号における境界の位置を検出する。このとき、境界検出手段は、設定された範囲において、第2の複素相関強度信号におけるピーク位置を検出する。   According to the above configuration, the boundary detection unit detects the peak position in the first complex correlation strength signal, and then detects the boundary position in the second complex correlation strength signal. At this time, the boundary detection means detects the peak position in the second complex correlation strength signal within the set range.

マルチパスやフェージングなど、各素波の強弱の関係が入れ替わる条件下では、複素相関強度信号の微分出力のピークのうち、最大値を示すピークの位置が異なる。例えば複数の素波からなる合成波についてシンボルの境界を検出する場合、m−1回目の検出サイクルの複素相関強度信号(第1の複素相関強度信号)において、ある素波のシンボル境界を示すピーク位置peak(m−1)で最大のピーク値を示したときに、m回目の検出サイクルの複素相関強度信号(第2の複素相関強度信号)において、ピーク位置peak(m−1)に対応するピーク位置peak(m)のピーク値が、別の素波のシンボル境界を示すピーク位置peak’(m)のピーク値よりも小さくなってしまうと、検出サイクルごとに異なるピークについてピーク位置の差(すなわち、Δpeak(m)=peak(m−1)−peak’(m))を算出することになり、この差に基づいて周波数誤差を計算することになるため、正しい周波数誤差が得られないことになる。   Under conditions such as multipath and fading where the strength of each wave is switched, the peak position indicating the maximum value among the differential output peaks of the complex correlation strength signal differs. For example, when a symbol boundary is detected for a composite wave composed of a plurality of elementary waves, a peak indicating a symbol boundary of a certain elementary wave in the complex correlation strength signal (first complex correlation strength signal) of the (m-1) th detection cycle. When the maximum peak value is indicated at the position peak (m−1), it corresponds to the peak position peak (m−1) in the complex correlation strength signal (second complex correlation strength signal) of the m-th detection cycle. If the peak value of the peak position peak (m) becomes smaller than the peak value of the peak position peak ′ (m) indicating the symbol boundary of another elementary wave, the peak position difference ( That is, Δpeak (m) = peak (m−1) −peak ′ (m)) is calculated, and the frequency error is calculated based on this difference. , So that the correct frequency error can not be obtained.

そこで、本発明に係るOFDM復調装置では、第1の複素相関強度信号において最大のピーク値を示すピーク位置peak(m−1)を検出した後は、次の検出サイクルで第2の複素相関強度においてピーク位置を検出する範囲を、設定された範囲に限定し、例えば検出範囲がWに設定された場合、peak(m−1)±Wの範囲においてピーク位置の検出を行う。   Therefore, in the OFDM demodulator according to the present invention, after detecting the peak position peak (m−1) indicating the maximum peak value in the first complex correlation strength signal, the second complex correlation strength is detected in the next detection cycle. The range in which the peak position is detected is limited to the set range. For example, when the detection range is set to W, the peak position is detected in the range of peak (m−1) ± W.

なお、設定された値は、予め定められた値でもよいし、初期化直後からの経過時間や積分するシンボルの数、あるいは、受信状況など受信装置の内部状態に応じて変化する構成であってもよい。   Note that the set value may be a predetermined value or a configuration that changes according to the internal state of the receiving apparatus such as the elapsed time immediately after initialization, the number of symbols to be integrated, or the reception status. Also good.

これにより、マルチパスやフェージングなど、各素波の強弱の関係が入れ替わる条件下においても、適切なピーク位置を検出することができるため、正しく算出されるピーク位置の差から正確に周波数誤差を検出することができる。   This makes it possible to detect an appropriate peak position even under conditions where the strength of each element wave is switched, such as multipath and fading, so the frequency error can be accurately detected from the difference between the peak positions calculated correctly. can do.

本発明に係るOFDM復調装置では、上記周波数誤差検出手段によって検出された周波数誤差を記憶する記憶手段と、上記微分出力信号を構成する出力データのうち、設定された閾値を超える出力データが存在する場合、上記境界検出手段による上記境界の位置検出が有効であると判定する判定手段とをさらに備え、上記周波数誤差検出手段は、上記第1の複素相関強度信号における上記境界の位置検出と上記第2の複素相関強度信号における上記境界の位置検出とのいずれもが、上記判定手段によって有効と判定された場合に限って、上記周波数誤差を検出し、上記周波数誤差補正手段は、上記周波数誤差検出手段が上記周波数誤差を検出した場合、上記周波数誤差検出手段によって検出された周波数誤差を補正し、上記周波数誤差検出手段が上記周波数誤差を検出しない場合、上記記憶手段に記憶されている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, there exists output data exceeding a set threshold value among the storage means for storing the frequency error detected by the frequency error detection means and the output data constituting the differential output signal. A determination unit that determines that the detection of the boundary position by the boundary detection unit is effective, and the frequency error detection unit detects the position of the boundary in the first complex correlation strength signal and The frequency error is detected only when both of the detection of the boundary position in the complex correlation strength signal of 2 are determined to be valid by the determination means, and the frequency error correction means detects the frequency error detection. When the means detects the frequency error, the frequency error detected by the frequency error detection means is corrected and the frequency error detection means is corrected. But it does not detect the frequency error, it is preferable to correct the frequency error stored in the storage means.

上記構成によれば、記憶手段は、周波数誤差検出手段によって検出された周波数誤差を記憶する。   According to the above configuration, the storage unit stores the frequency error detected by the frequency error detection unit.

また、判定手段は、上記微分出力信号の出力データのうち、設定された閾値を超える出力データが存在する場合、境界検出手段によってシンボル境界の位置検出が有効であると判定する。   The determination means determines that the position detection of the symbol boundary is effective by the boundary detection means when there is output data exceeding the set threshold among the output data of the differential output signal.

そして、周波数誤差検出手段は、第1の複素相関強度信号におけるシンボル境界の位置検出と上記第2の複素相関強度信号におけるシンボル境界の位置検出とのいずれもが有効な場合にのみ、周波数誤差を検出する。   The frequency error detecting means detects the frequency error only when both the position detection of the symbol boundary in the first complex correlation strength signal and the position detection of the symbol boundary in the second complex correlation strength signal are effective. To detect.

また、周波数誤差補正手段は、周波数誤差検出手段が周波数誤差を検出した場合には、その周波数誤差を補正し、周波数誤差検出手段が周波数誤差を検出しない場合には、記憶手段に記憶されている周波数誤差を補正する。   The frequency error correction means corrects the frequency error when the frequency error detection means detects the frequency error, and stores the frequency error in the storage means when the frequency error detection means does not detect the frequency error. Correct the frequency error.

周波数誤差を算出する場合に用いるピーク位置の差は、直前の連続する検出サイクルにおいて検出されたピーク位置、すなわち、第1の複素相関強度信号および第2の複素相関強度信号においてピーク位置が正しく検出できていることが前提となる。例えば、受信装置が移動する場合、周波数誤差検出中に電波が途絶えたり、強弱が変化したりすることによって、周波数誤差検出中に所望のOFDM波が得られなくなると、ピーク位置の検出は不正確になる。   The difference in peak position used when calculating the frequency error is the peak position detected in the immediately preceding detection cycle, that is, the peak position is correctly detected in the first complex correlation strength signal and the second complex correlation strength signal. It is assumed that it is made. For example, when the receiver moves, if the desired OFDM wave cannot be obtained during frequency error detection due to the radio wave being interrupted or the strength changing during frequency error detection, peak position detection is inaccurate. become.

そこで、判定手段は、微分出力信号の出力データのうち、設定された閾値を超える出力データの有無によって、ピーク位置の検出が正確に行われたか否かを判定する。そして、閾値を超えるピーク値が検出されない場合には、例えば前回検出のピーク位置のデータとともに検出値を破棄し、周波数誤差を検出しないようにする。そして、代わりに、記憶手段において記憶されている前回までの周波数誤差を使用する。その後、微分出力の有意なピーク位置が2回連続して検出された場合には、再度、ピーク位置の差に基づいて周波数誤差を計算する。なお、この閾値は、予め定められた値でもよいし、微分出力信号に基づいて計算して設定する構成であってもよい。   Therefore, the determination unit determines whether or not the peak position has been accurately detected based on the presence / absence of output data that exceeds the set threshold among the output data of the differential output signal. If no peak value exceeding the threshold is detected, for example, the detected value is discarded together with the previously detected peak position data so that the frequency error is not detected. Instead, the previous frequency error stored in the storage means is used. Thereafter, when a significant peak position of the differential output is detected twice in succession, the frequency error is calculated again based on the difference of the peak positions. The threshold value may be a predetermined value, or may be configured to be calculated and set based on the differential output signal.

これにより、正確に検出されたピーク位置の差に基づいて周波数誤差を算出できるため、より精度の良い周波数誤差を検出することが可能となる。   As a result, the frequency error can be calculated based on the accurately detected difference between the peak positions, so that a more accurate frequency error can be detected.

本発明に係るOFDM復調装置では、上記周波数誤差検出手段によって検出された周波数誤差を記憶する記憶手段と、上記微分出力信号を構成する出力データのうち、設定された閾値を超える出力データの数が、予め定められた範囲内にある場合、上記境界検出手段による上記境界の位置検出が有効であると判定する判定手段とをさらに備え、上記周波数誤差検出手段は、上記第1の複素相関強度信号における上記境界の位置検出と上記第2の複素相関強度信号における上記境界の位置検出とのいずれもが、上記判定手段によって有効と判定された場合に限って、上記周波数誤差を検出し、上記周波数誤差補正手段は、上記周波数誤差検出手段が上記周波数誤差を検出した場合、上記周波数誤差検出手段によって検出された周波数誤差を補正し、上記周波数誤差検出手段が上記周波数誤差を検出しない場合、上記記憶手段に記憶されている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, the number of output data exceeding a set threshold among the storage means for storing the frequency error detected by the frequency error detection means and the output data constituting the differential output signal is And a determination unit that determines that the detection of the position of the boundary by the boundary detection unit is valid when it is within a predetermined range, wherein the frequency error detection unit includes the first complex correlation strength signal. The frequency error is detected only when both the position detection of the boundary and the position detection of the boundary in the second complex correlation strength signal are determined to be valid by the determination means, and the frequency The error correction means corrects the frequency error detected by the frequency error detection means when the frequency error detection means detects the frequency error. , When the frequency error detecting means does not detect the frequency error, it is preferable to correct the frequency error stored in the storage means.

上記構成によれば、記憶手段は、周波数誤差検出手段によって検出された周波数誤差を記憶する。   According to the above configuration, the storage unit stores the frequency error detected by the frequency error detection unit.

また、判定手段は、上記微分出力信号の出力データのうち、設定された閾値を超える出力データの数が、予め定められた範囲内にある場合、境界検出手段によってシンボル境界の位置検出が有効であると判定する。   In addition, when the number of output data exceeding the set threshold is within a predetermined range among the output data of the differential output signal, the determination unit is effective in detecting the position of the symbol boundary by the boundary detection unit. Judge that there is.

そして、周波数誤差検出手段は、第1の複素相関強度信号におけるシンボル境界の位置検出と上記第2の複素相関強度信号におけるシンボル境界の位置検出とのいずれもが有効な場合にのみ、周波数誤差を検出する。   The frequency error detecting means detects the frequency error only when both the position detection of the symbol boundary in the first complex correlation strength signal and the position detection of the symbol boundary in the second complex correlation strength signal are effective. To detect.

また、周波数誤差補正手段は、周波数誤差検出手段が周波数誤差を検出した場合には、その周波数誤差を補正し、周波数誤差検出手段が周波数誤差を検出しない場合には、記憶手段に記憶されている周波数誤差を補正する。   The frequency error correction means corrects the frequency error when the frequency error detection means detects the frequency error, and stores the frequency error in the storage means when the frequency error detection means does not detect the frequency error. Correct the frequency error.

周波数誤差を算出する場合に用いるピーク位置の差は、直前の連続する検出サイクルにおいて検出されたピーク位置、すなわち、第1の複素相関強度信号および第2の複素相関強度信号においてピーク位置が正しく検出できていることが前提となる。例えば、受信装置が移動する場合、周波数誤差検出中に電波が途絶えたり、強弱が変化したりすることによって、周波数誤差検出中に所望のOFDM波が得られなくなると、ピーク位置の検出は不正確になる。   The difference in peak position used when calculating the frequency error is the peak position detected in the immediately preceding detection cycle, that is, the peak position is correctly detected in the first complex correlation strength signal and the second complex correlation strength signal. It is assumed that it is made. For example, when the receiver moves, if the desired OFDM wave cannot be obtained during frequency error detection due to the radio wave being interrupted or the strength changing during frequency error detection, peak position detection is inaccurate. become.

そこで、判定手段は、微分出力信号の出力データのうち、設定された閾値を超える出力データの数が予め定められた範囲にあるか否かによって、ピーク位置の検出が正確に行われたか判定する。例えば、全区間の微分出力で閾値を超えた回数をカウントし、この値があらかじめ定められた値を超えた場合には、有効なピーク位置が検出できなかったものとして、前回検出のピーク位置のデータとともに検出値を破棄し、周波数誤差を検出しないようにする。そして、代わりに、記憶手段において記憶されている前回までの周波数誤差を使用する。その後、微分出力の有意なピーク位置が2回連続して検出された場合には、再度、ピーク位置の差に基づいて周波数誤差を計算する。なお、この閾値は、予め定められた値でもよいし、微分出力信号に基づいて計算して設定する構成であってもよい。   Therefore, the determination means determines whether the peak position has been accurately detected based on whether or not the number of output data exceeding the set threshold is within a predetermined range among the output data of the differential output signal. . For example, the number of times the threshold value was exceeded in the differential output of all sections was counted, and if this value exceeded a predetermined value, it was determined that the effective peak position could not be detected, The detection value is discarded together with the data so that the frequency error is not detected. Instead, the previous frequency error stored in the storage means is used. Thereafter, when a significant peak position of the differential output is detected twice in succession, the frequency error is calculated again based on the difference of the peak positions. The threshold value may be a predetermined value, or may be configured to be calculated and set based on the differential output signal.

これにより、より正確に検出されたピーク位置の差に基づいて周波数誤差を算出できるため、より精度の良い周波数誤差を検出することが可能となる。   As a result, the frequency error can be calculated based on the difference between the detected peak positions more accurately, so that it is possible to detect the frequency error with higher accuracy.

本発明に係るOFDM復調装置では、上記微分出力から上記閾値を算出して設定する閾値設定手段をさらに備えていることが好ましい。   The OFDM demodulator according to the present invention preferably further comprises threshold setting means for calculating and setting the threshold from the differential output.

上記の構成によれば、閾値設定手段は、上記微分出力から閾値を算出して設定する。   According to said structure, a threshold value setting means calculates and sets a threshold value from the said differential output.

これにより、微分出力におけるピーク位置検出が正しく行われたか否かを判定するための閾値を微分出力に応じて動的に設定できるため、より適切な閾値を設定可能となる。   Thereby, since the threshold value for determining whether or not the peak position detection in the differential output is correctly performed can be set dynamically according to the differential output, a more appropriate threshold value can be set.

本発明に係るOFDM復調装置では、上記周波数誤差検出手段は、上記差を上記処理時間で除して得られる除算値を累積した累積値を、上記周波数誤差として検出することが好ましい。   In the OFDM demodulator according to the present invention, it is preferable that the frequency error detecting means detects a cumulative value obtained by accumulating a division value obtained by dividing the difference by the processing time as the frequency error.

上記の構成によれば、周波数誤差検出手段は、上記差を上記処理時間で除して得られる除算値を累積した累積値を、周波数誤差として検出する。つまり、複数の周波数誤差検出サイクルにわたって検出される上記除算値を積分して得られる積分値を、周波数誤差として算出する。   According to said structure, a frequency error detection means detects the cumulative value which accumulated the division value obtained by dividing | segmenting the said difference by the said processing time as a frequency error. That is, an integrated value obtained by integrating the divided values detected over a plurality of frequency error detection cycles is calculated as a frequency error.

各周波数誤差検出サイクルにおいて算出される上記除算値は、送信側と受信側との周波数のずれを示しているが、真の値に対するゆらぎを含んでおり、例えば、信号強度やノイズの大きさ、あるいは、受信装置が移動する場合いのドップラシフトに代表される原因によって、ゆらぎの大きさは変化する。そこで、上記除算値を累積することによって、除算値に含まれる誤差成分、すなわち、真の値に対するゆらぎが相殺され、真の周波数誤差により近い累積値を得ることができる。   The division value calculated in each frequency error detection cycle indicates a frequency shift between the transmission side and the reception side, but includes fluctuations with respect to the true value, for example, the signal strength and the magnitude of noise, Alternatively, the magnitude of the fluctuation changes depending on a cause represented by a Doppler shift when the receiving apparatus moves. Therefore, by accumulating the division value, an error component included in the division value, that is, fluctuation with respect to the true value is canceled out, and an accumulation value closer to the true frequency error can be obtained.

これにより、本発明に係るOFDM復調装置は、より精度の高い周波数誤差を検出することが可能となる。   Thereby, the OFDM demodulator according to the present invention can detect a frequency error with higher accuracy.

本発明に係るOFDM復調装置では、上記周波数誤差検出手段は、上記差を上記処理時間で除して得られる除算値を、上記第1の複素相関強度信号における上記境界の位置検出と上記第2の複素相関強度信号における上記境界の位置検出とのいずれもが、上記判定手段によって有効と判定された場合に限って累積した累積値を、上記周波数誤差として検出することが好ましい。   In the OFDM demodulator according to the present invention, the frequency error detecting means obtains a division value obtained by dividing the difference by the processing time, and detects the boundary position in the first complex correlation strength signal and the second It is preferable to detect the accumulated value as the frequency error only when both of the detection of the boundary position in the complex correlation strength signal are determined to be valid by the determination means.

上記の構成によれば、周波数誤差検出手段は、上記差を上記処理時間で除して得られる除算値のうち、判定手段によって有効と判定された値だけを累積して得た累積値を、周波数誤差として検出する。   According to the above configuration, the frequency error detecting means, among the division values obtained by dividing the difference by the processing time, the cumulative value obtained by accumulating only the values determined to be valid by the determining means, Detect as frequency error.

これにより、本発明に係るOFDM復調装置は、より一層、精度の高い周波数誤差を検出することができる。   Thereby, the OFDM demodulator according to the present invention can detect a frequency error with higher accuracy.

本発明に係るOFDM復調装置では、上記周波数誤差検出手段は、上記差を上記処理時間で除して得られる除算値に内部のパラメータによって定まる係数を乗じた乗算値を算出し、当該乗算値を累積した累積値を、上記周波数誤差として検出することが好ましい。   In the OFDM demodulator according to the present invention, the frequency error detection means calculates a multiplication value obtained by multiplying the division value obtained by dividing the difference by the processing time by a coefficient determined by an internal parameter, and calculates the multiplication value. It is preferable to detect the accumulated value as the frequency error.

上記の構成によれば、周波数誤差検出手段は、上記差を上記処理時間で除して得られる除算値に内部のパラメータによって定まる値を乗じた乗算値を算出し、算出した乗算値を累積した累積値を、周波数誤差として検出する。   According to the above configuration, the frequency error detection unit calculates a multiplication value obtained by dividing the difference by the processing time and a value determined by an internal parameter, and accumulates the calculated multiplication value. The accumulated value is detected as a frequency error.

つまり、例えば、算出された上記除算値が真の周波数誤差に比較して大きすぎる場合、除算値を累積した累積値として得られる周波数誤差は発散してしまい、収束しなくなってしまうが、このような場合において、周波数誤差検出手段は、上記除算値をそのまま積分せずに、1未満の係数を乗じて積分する。この係数は、最初から一定の値としてもよいし、動作開始後から一定間隔おきに変化させたり、シンボル境界位置の差に基づいて算出する構成であってもよい。   That is, for example, if the calculated division value is too large compared to the true frequency error, the frequency error obtained as the cumulative value obtained by accumulating the division value diverges and does not converge. In such a case, the frequency error detecting means does not integrate the division value as it is, but integrates by multiplying by a coefficient less than 1. This coefficient may be a constant value from the beginning, or may be changed at regular intervals after the start of operation, or may be calculated based on a difference in symbol boundary position.

これにより、本発明に係るOFDM復調装置は、算出する周波数誤差の発散を防止することができる。   Thereby, the OFDM demodulator according to the present invention can prevent the divergence of the calculated frequency error.

本発明に係るOFDM復調装置では、上記周波数誤差補正手段は、上記所定のサンプリングクロックを変更して、上記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 is preferable that the frequency error correction unit corrects the frequency error by changing the predetermined sampling clock.

上記の構成によれば、周波数誤差補正手段は、例えばPLL回路などとして構成され、検出された周波数誤差に応じて、サンプリングクロックを変更することによって、周波数誤差を補正する。   According to the above configuration, the frequency error correction unit is configured as a PLL circuit, for example, and corrects the frequency error by changing the sampling clock in accordance with the detected frequency error.

これにより、本発明に係るOFDM復調装置は、直接サンプリングクロックを変更することができるため、周波数誤差の補正を容易に行うことができる。   Thereby, since the OFDM demodulator according to the present invention can directly change the sampling clock, the frequency error can be easily corrected.

本発明に係るOFDM復調装置では、上記周波数誤差補正手段は、上記OFDM信号のサンプリングタイミングを特定するサンプリングタイミング特定情報を生成するサンプリングタイミング特定手段と、上記受信サンプル系列信号から、上記サンプリングタイミング特定情報によって特定されるサンプリングタイミングにおけるサンプリング値を補間する補間手段とを備えていることが好ましい。   In the OFDM demodulator according to the present invention, the frequency error correction means includes sampling timing specifying means for generating sampling timing specifying information for specifying the sampling timing of the OFDM signal, and the sampling timing specifying information from the received sample sequence signal. It is preferable that an interpolation means for interpolating the sampling value at the sampling timing specified by

上記の構成によれば、周波数誤差補正手段は、OFDM信号の放送局側におけるサンプリングタイミング、すなわち、真のサンプリングタイミングを特定し、受信サンプル系列信号を用いて、真のサンプリングタイミングにおけるサンプリング値を補間する。   According to the above configuration, the frequency error correction means identifies the sampling timing on the broadcast station side of the OFDM signal, that is, the true sampling timing, and interpolates the sampling value at the true sampling timing using the received sample sequence signal. To do.

これにより、PLL回路などサンプリングクロックを直接変更することができない構成においても、ロジック部のみで周波数誤差を補正することが可能となる。   As a result, even in a configuration such as a PLL circuit where the sampling clock cannot be directly changed, the frequency error can be corrected only by the logic unit.

本発明に係るOFDM復調装置では、上記所定のサンプリングクロックを、OFDM復調装置自身の基準クロックに対してオーバーサンプリング状態に変換するオーバーサンプリング手段をさらに備え、上記補間手段は、オーバーサンプリングされた受信サンプル系列信号から、上記サンプリングタイミング特定情報によって特定されるサンプリングタイミングにおけるサンプリング値を補間することが好ましい。   The OFDM demodulator according to the present invention further comprises oversampling means for converting the predetermined sampling clock into an oversampling state with respect to the reference clock of the OFDM demodulator itself, and the interpolation means receives the oversampled received samples. It is preferable to interpolate the sampling value at the sampling timing specified by the sampling timing specifying information from the series signal.

上記の構成によれば、オーバーサンプリング手段は、サンプリングクロックを、OFDM復調装置自身の基準クロックに対してオーバーサンプリング状態に変換し、補間手段は、オーバーサンプリングされた受信サンプル系列信号から、真のサンプリングタイミングにおけるサンプリングデータを補間する。   According to the above configuration, the oversampling unit converts the sampling clock into an oversampling state with respect to the reference clock of the OFDM demodulator itself, and the interpolation unit performs true sampling from the oversampled received sample sequence signal. Interpolate sampling data at timing.

これにより、所望の周波数領域全域にわたって、真のサンプリングタイミングにおけるサンプリングデータを、精度よく補間することができる。   Thereby, the sampling data at the true sampling timing can be accurately interpolated over the entire desired frequency region.

本発明に係るOFDM復調装置では、上記サンプリング手段は、上記所定のサンプリングクロックを、OFDM復調装置自身の基準クロックに対してオーバーサンプリング状態に変換し、上記補間手段は、オーバーサンプリングされた受信サンプル系列信号から、上記サンプリングタイミング特定情報によって特定されるサンプリングタイミングにおけるサンプリング値を補間することが好ましい。   In the OFDM demodulator according to the present invention, the sampling means converts the predetermined sampling clock into an oversampling state with respect to the reference clock of the OFDM demodulator itself, and the interpolation means receives the oversampled received sample sequence. It is preferable to interpolate the sampling value at the sampling timing specified by the sampling timing specifying information from the signal.

上記の構成によれば、サンプリング手段は、サンプリングクロックを、OFDM復調装置自身の基準クロックに対してオーバーサンプリング状態に変換し、補間手段は、オーバーサンプリングされた受信サンプル系列信号から、真のサンプリングタイミングにおけるサンプリングデータを補間する。   According to the above configuration, the sampling unit converts the sampling clock into an oversampling state with respect to the reference clock of the OFDM demodulator itself, and the interpolation unit converts the true sampling timing from the oversampled received sample sequence signal. Interpolate sampling data at.

これにより、所望の周波数領域全域にわたって、真のサンプリングタイミングにおけるサンプリングデータを、精度よく補間することができる。   Thereby, the sampling data at the true sampling timing can be accurately interpolated over the entire desired frequency region.

本発明に係るOFDM復調装置では、上記受信サンプル系列信号として受信した直交周波数分割多重変調されたOFDM信号を復調する直交復調手段と、上記直交復調手段によって復調された信号を、FFT演算によって周波数領域のデータ信号に変換するFFT演算手段と、上記FFT演算の開始位置をずらすFFT窓位置制御手段とをさらに備え、サンプリングタイミング特定手段は、上記サンプリングタイミング特定情報によって特定されるサンプリングタイミングが、予め定められた範囲を超える場合、当該サンプリングタイミングを、上記所定のサンプリングクロックの1周期分だけシフトさせ、上記FFT窓位置制御手段は、上記サンプリングタイミング特定手段におけるサンプリングタイミングのシフトに応じて、上記FFT演算の開始位置を、上記所定のサンプリングクロックの1周期分だけ同時にシフトさせることが好ましい。   In the OFDM demodulator according to the present invention, the orthogonal demodulation means for demodulating the orthogonal frequency division multiplex modulated OFDM signal received as the received sample sequence signal, and the signal demodulated by the orthogonal demodulation means by the FFT operation in the frequency domain FFT calculation means for converting the data into a data signal, and FFT window position control means for shifting the start position of the FFT calculation. The sampling timing specifying means has a predetermined sampling timing specified by the sampling timing specifying information. If it exceeds the specified range, the sampling timing is shifted by one cycle of the predetermined sampling clock, and the FFT window position control means is responsive to the sampling timing shift in the sampling timing specifying means in response to the FFT. The starting position of the calculation, it is preferable to simultaneously shifted by one period of the predetermined sampling clock.

上記の構成によれば、直交復調手段は、受信サンプル系列信号として受信した直交周波数分割多重変調されたOFDM信号を復調する。そして、FFT演算手段が、直交復調手段によって復調された信号を、FFT演算によって周波数領域のデータ信号に変換する。さらに、FFT窓位置制御手段は、FFT演算の開始位置をずらす。   According to the above configuration, the orthogonal demodulation means demodulates the OFDM signal that has been subjected to orthogonal frequency division multiplexing modulation and received as the received sample sequence signal. Then, the FFT operation means converts the signal demodulated by the orthogonal demodulation means into a frequency domain data signal by FFT operation. Further, the FFT window position control means shifts the start position of the FFT calculation.

そして、サンプリングタイミング特定手段は、特定したサンプリングタイミングが予め定められた範囲を超える場合、サンプリングタイミングを、所定のサンプリングクロックの1周期分シフトさせ、これに合わせて、FFT窓位置制御手段が、FFT演算の開始位置をずらす。   The sampling timing specifying means shifts the sampling timing by one period of a predetermined sampling clock when the specified sampling timing exceeds a predetermined range, and the FFT window position control means Shift the calculation start position.

これにより、補間ポイントに対応する真のサンプリングタイミングに対して、常に同じタイミングでFFT窓が開始することになるため、サンプリングタイミングの補正を齟齬なく行うことができる。   Thereby, since the FFT window always starts at the same timing with respect to the true sampling timing corresponding to the interpolation point, the sampling timing can be corrected without much.

しかも、FFT窓位置制御を周波数誤差検出と同時に行うことで、回路の共通化を図ることができるため、回路規模の削減および低消費電力化が可能となる。   In addition, by performing the FFT window position control simultaneously with the frequency error detection, the circuit can be shared, so that the circuit scale can be reduced and the power consumption can be reduced.

なお、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制御プログラム、およびその制御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。   Note that the OFDM demodulator may be realized by a computer. In this case, a control program for realizing the OFDM demodulator in the computer by operating the computer as each of the above means and a computer-readable recording medium on which the control program is recorded also fall within the scope of the present invention.

本発明に係るOFDM復調装置は、以上のように、有効シンボルとガードインターバルとを有する伝送シンボルを含むOFDM信号を受信し、所定のサンプリングクロックでサンプリングして受信サンプル系列信号を生成するOFDM復調装置であって、上記受信サンプル系列信号と、当該受信サンプル系列信号を有効シンボル期間遅延したサンプル系列信号とから、1伝送シンボル期間長の平均化された複素相関強度信号を生成する複素相関強度演算手段と、上記平均化された複素相関強度信号における上記有効シンボルの境界を境界検出する境界検出手段と、上記複素相関強度演算手段によって連続して生成された第1の複素相関強度信号および第2の複素相関強度信号について、上記第1の複素相関強度信号における上記境界の位置と上記第2の複素相関強度信号における上記境界の位置との差、および、上記複素相関強度演算手段が上記複素相関強度信号の平均化に要する処理時間から、上記OFDM信号の伝送クロックと上記サンプリングクロックとの周波数誤差を検出する周波数誤差検出手段と、上記周波数誤差検出手段によって検出された周波数誤差を補正する周波数誤差補正手段を備えていることを特徴としている。   As described above, the OFDM demodulator according to the present invention receives an OFDM signal including a transmission symbol having a valid symbol and a guard interval, and generates a received sample sequence signal by sampling with a predetermined sampling clock. A complex correlation strength calculating means for generating an averaged complex correlation strength signal of one transmission symbol period length from the received sample sequence signal and a sample sequence signal obtained by delaying the received sample sequence signal by an effective symbol period. Boundary detection means for detecting a boundary of the effective symbol in the averaged complex correlation strength signal, and a first complex correlation strength signal generated by the complex correlation strength calculation means and a second For the complex correlation strength signal, the position of the boundary in the first complex correlation strength signal and From the difference from the boundary position in the second complex correlation strength signal and the processing time required by the complex correlation strength computing means to average the complex correlation strength signal, the transmission clock of the OFDM signal and the sampling clock And a frequency error correcting means for correcting the frequency error detected by the frequency error detecting means.

また、本発明に係るOFDM復調方法は、有効シンボルとガードインターバルとを有する伝送シンボルを含むOFDM信号を受信し、所定のサンプリングクロックでサンプリングして受信サンプル系列信号を生成するOFDM復調方法であって、上記受信サンプル系列信号と、当該受信サンプル系列信号を有効シンボル期間遅延したサンプル系列信号とから、1伝送シンボル期間長の平均化された複素相関強度信号を生成する複素相関強度演算ステップと、上記平均化された複素相関強度信号における上記有効シンボルの境界を境界検出する検出ステップと、上記複素相関強度演算ステップによって連続して生成された第1の複素相関強度信号および第2の複素相関強度信号について、上記第1の複素相関強度信号における上記境界の位置と上記第2の複素相関強度信号における上記境界の位置との差、および、上記複素相関強度演算ステップが上記複素相関強度信号の平均化に要する処理時間から、上記OFDM信号の伝送クロックと上記サンプリングクロックとの周波数誤差を検出する周波数誤差検出ステップと、上記周波数誤差検出ステップによって検出された周波数誤差を補正する周波数誤差補正ステップを含んでいることを特徴としている。   An OFDM demodulation method according to the present invention is an OFDM demodulation method for receiving an OFDM signal including a transmission symbol having a valid symbol and a guard interval and generating a received sample sequence signal by sampling with a predetermined sampling clock. A complex correlation strength calculation step of generating an averaged complex correlation strength signal of one transmission symbol period length from the received sample sequence signal and a sample sequence signal obtained by delaying the received sample sequence signal by an effective symbol period; A detection step for detecting a boundary of the effective symbol in the averaged complex correlation strength signal, and a first complex correlation strength signal and a second complex correlation strength signal successively generated by the complex correlation strength calculation step The position of the boundary in the first complex correlation strength signal From the difference from the boundary position in the second complex correlation strength signal and the processing time required by the complex correlation strength calculation step to average the complex correlation strength signal, the transmission clock of the OFDM signal and the sampling clock And a frequency error correction step for correcting the frequency error detected by the frequency error detection step.

それゆえ、連続して算出された複素相関強度におけるシンボルの境界の位置の差から周波数誤差を算出することができ、少ないサンプル数であっても、信頼性の高い検出結果を得ることができるため、回路規模を増大させることなく、短時間で精度よく周波数誤差を検出し、補正することができるという効果を奏する。   Therefore, the frequency error can be calculated from the difference between the symbol boundary positions in continuously calculated complex correlation strengths, and a highly reliable detection result can be obtained even with a small number of samples. There is an effect that the frequency error can be detected and corrected accurately in a short time without increasing the circuit scale.

〔実施形態1〕
(OFDM復調装置1の構成)
本実施形態に係るOFDM復調装置1の構成について、図1を参照して以下に説明する。図1は、OFDM復調装置1の要部構成を示すブロック図である。
[Embodiment 1]
(Configuration of OFDM demodulator 1)
The configuration of the OFDM demodulator 1 according to this embodiment will be described below with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram showing a main configuration of the OFDM demodulator 1.

OFDM復調装置1は、アナログデジタル変換器(ADC、サンプリング手段)11と、サンプリング受信部(オーバーサンプリング手段)12と、直交復調生成部13と、高速フーリエ変換演算部(FFT部)14と、遅延プロファイル・ピーク位置検出部15(複素相関強度演算手段)と、クロック周波数誤差検出部16(周波数誤差検出手段)と、高速フーリエ変換窓位置検出部(FFT窓位置検出部)17と、周波数発振器18と、位相ロックループ回路(PLL)19(周波数誤差補正手段)とを備えている。また、OFDM復調装置1は、チューナ10に接続されている。さらに、OFDM復調装置1は、図示しない制御部および記憶部を備えている。   The OFDM demodulator 1 includes an analog-digital converter (ADC, sampling means) 11, a sampling receiver (oversampling means) 12, an orthogonal demodulation generator 13, a fast Fourier transform calculator (FFT section) 14, a delay Profile / peak position detector 15 (complex correlation strength calculator), clock frequency error detector 16 (frequency error detector), fast Fourier transform window position detector (FFT window position detector) 17, and frequency oscillator 18 And a phase lock loop circuit (PLL) 19 (frequency error correction means). The OFDM demodulator 1 is connected to the tuner 10. Furthermore, the OFDM demodulator 1 includes a control unit and a storage unit (not shown).

チューナ10は、アンテナを介して放送局からのデジタル放送波を受信し、RF(高周波)信号を周波数変換し、得られたIF(中間周波数)信号をADC11に供給する。   The tuner 10 receives a digital broadcast wave from a broadcasting station via an antenna, performs frequency conversion on an RF (high frequency) signal, and supplies the obtained IF (intermediate frequency) signal to the ADC 11.

周波数発振器18は、クロック信号を生成し、PLL19に供給する。PLL19は、周波数発振器18からのクロック信号に基づいて動作クロック信号を生成し、OFDM復調装置1の各部に供給する。OFDM復調装置1の各部は、PLL19からの動作クロックに基づいて動作する。なお、PLL19は、クロック周波数誤差検出部16からクロック周波数誤差が供給される場合、さらにクロック周波数誤差にも基づいて動作クロック信号を生成する。   The frequency oscillator 18 generates a clock signal and supplies it to the PLL 19. The PLL 19 generates an operation clock signal based on the clock signal from the frequency oscillator 18 and supplies it to each part of the OFDM demodulator 1. Each unit of the OFDM demodulator 1 operates based on an operation clock from the PLL 19. When the clock frequency error is supplied from the clock frequency error detector 16, the PLL 19 further generates an operation clock signal based on the clock frequency error.

ADC11は、IF信号をデジタル化し、デジタル化されたIF信号をサンプリング受信部12に供給する。サンプリング受信部12は、PLL19からの動作クロックに基づいて、ADC11からのデジタル化されたIF信号をサンプリング受信し、直交復調生成部13に供給する。直交復調生成部13は、補正後のIF信号を、設定されたキャリア周波数のキャリア信号を用いて直交復調し、実軸成分(Iチャネル信号)と虚軸成分(Qチャネル信号)とからなるベースバンドOFDM信号を生成し、FFT部14及び遅延プロファイル・ピーク位置検出部15に供給する。   The ADC 11 digitizes the IF signal and supplies the digitized IF signal to the sampling receiver 12. The sampling receiver 12 samples and receives the digitized IF signal from the ADC 11 based on the operation clock from the PLL 19, and supplies it to the quadrature demodulation generator 13. The quadrature demodulation generation unit 13 performs quadrature demodulation of the corrected IF signal using a carrier signal having a set carrier frequency, and includes a base composed of a real axis component (I channel signal) and an imaginary axis component (Q channel signal). A band OFDM signal is generated and supplied to the FFT unit 14 and the delay profile / peak position detection unit 15.

遅延プロファイル・ピーク位置検出部15は、直行復調生成部13から供給されたベースバンドOFDM信号に基づいて複素相関強度演算値の変化量のピーク位置を検出し、クロック周波数誤差検出部16に供給する。また、遅延プロファイル・ピーク位置検出部15は、遅延プロファイル情報を生成し、FFT窓位置検出部17に供給する。クロック周波数誤差検出部16は、供給されたピーク位置に基づいてクロック周波数誤差を検出し、PLL19に出力する。FFT窓位置検出部17は、遅延プロファイル情報に基づいて最適なFFT動作タイミングを表わすFFT窓位置信号を生成し、FFT部14に供給する。   The delay profile / peak position detection unit 15 detects the peak position of the change amount of the complex correlation strength calculation value based on the baseband OFDM signal supplied from the direct demodulation generation unit 13 and supplies the detected peak position to the clock frequency error detection unit 16. . Further, the delay profile / peak position detection unit 15 generates delay profile information and supplies it to the FFT window position detection unit 17. The clock frequency error detection unit 16 detects a clock frequency error based on the supplied peak position and outputs it to the PLL 19. The FFT window position detection unit 17 generates an FFT window position signal representing optimum FFT operation timing based on the delay profile information and supplies the FFT window position signal to the FFT unit 14.

FFT部14は、FFT窓位置検出部17から供給されたFFT窓位置信号に基づいて、直交復調生成部13から供給されたベースバンドOFDM信号に対して高速フーリエ変換(FFT演算)を行い、周波数領域の複素信号に変換する。   The FFT unit 14 performs a fast Fourier transform (FFT operation) on the baseband OFDM signal supplied from the orthogonal demodulation generation unit 13 based on the FFT window position signal supplied from the FFT window position detection unit 17, Convert to domain complex signal.

本実施形態に係るOFDM復調装置1では、遅延プロファイル・ピーク位置検出部15が複素相関強度のピーク位置を検出し、クロック周波数誤差検出部16が複素相関強度のピーク位置に基づいて周波数誤差を検出し、各検出サイクルにおいて検出した周波数誤差を積分する。そして、PLL19は、積分された周波数誤差に基づいて、生成する動作クロックの周波数誤差を補正する。   In the OFDM demodulator 1 according to the present embodiment, the delay profile / peak position detector 15 detects the peak position of the complex correlation strength, and the clock frequency error detector 16 detects the frequency error based on the peak position of the complex correlation strength. Then, the frequency error detected in each detection cycle is integrated. Then, the PLL 19 corrects the frequency error of the operation clock to be generated based on the integrated frequency error.

(複素相関強度)
ここで、OFDM放送波の複素相関強度について説明する。図24に示すように、OFDM放送波は、有効シンボルと有効シンボル期間(t)のデータのうち後方t期間におけるデータのコピーであるガードインターバルとからなりガードインターバルが有効シンボルの前に付加されたシンボルを含んでいる。このシンボルの先頭からt期間をガード期間と呼ぶ。また1シンボル期間はt+tとなる。
(Complex correlation strength)
Here, the complex correlation strength of the OFDM broadcast wave will be described. As shown in FIG. 24, the OFDM broadcast wave is composed of a valid interval and a guard interval that is a copy of the data in the rear tg period of the effective symbol period (t u ) data, and the guard interval is added before the effective symbol. Included symbols. The tg period from the beginning of this symbol is called a guard period. In addition, one symbol period is t u + t g .

図3は、マルチパス環境下におけるOFDM放送波の複素相関強度、および、その微分出力(複素相関強度の時間方向の変化量)の関係を示す図である。マルチパス環境下では、複数の素波が同一帯域に混ざり合って存在する。図3では、例えば、素波1は、送信所から直接受信装置に到達する放送波であり、素波2は、送信所から発射されて山やビル等で反射した後に到達する放送波である。   FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the complex correlation strength of an OFDM broadcast wave and its differential output (the amount of change in the time direction of the complex correlation strength) in a multipath environment. In a multipath environment, multiple elementary waves are mixed in the same band. In FIG. 3, for example, the elementary wave 1 is a broadcast wave that reaches the receiving device directly from the transmitting station, and the elementary wave 2 is a broadcast wave that is emitted from the transmitting station and reflected after being reflected by a mountain or a building. .

ここで、素波1および素波2のそれぞれについて、各シンボルデータを有効シンボル期間tだけ遅延させたものと複素相関をとり、強度を計算すると、図3に示すように、素波1の複素相関強度および素波2の複素相関強度には、それぞれ、GI期間に有意な強度が現れる。 Here, for each of the elementary waves 1 and rays 2, each symbol data taking a complex correlation which is delayed by the effective symbol period t u, is calculated intensity, as shown in FIG. 3, the rays 1 The complex correlation strength and the complex correlation strength of the elementary wave 2 each have significant strength during the GI period.

OFDM復調装置1は、素波1と、素波1よりもτだけ遅延して到達する素波1と同一シンボルの素波2を受信する。このため、OFDM復調装置1では、素波1と素波2の複素相関強度が足し合わされることになり、図3に示す複素相関強度の和が得られる。そして、このようにして得られた複素相関強度を微分すると、図3に示す微分出力の波形が得られ、複素相関強度のピーク位置が検出される。この微分波形のピーク位置のずれを検出することにより、OFDM復調装置1は、クロック周波数誤差を検出するとともに動作クロックを補正し、検出サイクルごとに得られるピークの位置がずれないように制御することで良好な受信状態を得ることが出来る。 The OFDM demodulator 1 receives an elementary wave 1 and an elementary wave 2 having the same symbol as the elementary wave 1 that arrives after being delayed by τ A from the elementary wave 1. Therefore, in the OFDM demodulator 1, the complex correlation strengths of the elementary wave 1 and the elementary wave 2 are added, and the sum of the complex correlation strengths shown in FIG. 3 is obtained. When the complex correlation strength obtained in this way is differentiated, a differential output waveform shown in FIG. 3 is obtained, and the peak position of the complex correlation strength is detected. By detecting the shift of the peak position of the differential waveform, the OFDM demodulator 1 detects the clock frequency error and corrects the operation clock, and performs control so that the peak position obtained for each detection cycle does not shift. A good reception state can be obtained.

なお、本実施の形態では、OFDM復調装置1は、複数の素波が混ざり合った状態の合成波について複素相関強度のピーク値を検出する処理を行うが、単独の素波について複素相関強度のピーク位置を検出する構成であってもよい。あるいは、合成波から素波1と素波2とを分離する機能をさらに備え、分離後の各素波について複素相関強度のピーク位置を検出する構成であってもよく、特に限定はされない。   In the present embodiment, the OFDM demodulator 1 performs a process of detecting the peak value of the complex correlation strength for a composite wave in a state where a plurality of elementary waves are mixed, but the complex correlation strength of a single elementary wave is detected. It may be configured to detect the peak position. Alternatively, it may be configured to further include a function of separating the elementary wave 1 and the elementary wave 2 from the synthesized wave, and to detect the peak position of the complex correlation intensity for each separated elementary wave, and is not particularly limited.

(遅延プロファイル・ピーク位置検出部15)
遅延プロファイル・ピーク位置検出部15について、図2を参照して以下に説明する。図2は、遅延プロファイル・ピーク位置検出部15、および、クロック周波数誤差検出部16の構成を示す図である。図2に示すように、遅延プロファイル・ピーク位置検出部15は、遅延回路部151、複素共役計算部152、複素乗算部153、第1フィルタリング部154(シンボルナンバー方向積分手段)、複素相関強度演算部155、第2フィルタリング部156(平滑化手段)、微分演算部157、ピーク位置検出部158(境界検出手段)、自走カウンタ159を備えている。これらの部材の機能について以下に説明する。
(Delay Profile / Peak Position Detection Unit 15)
The delay profile / peak position detection unit 15 will be described below with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the delay profile / peak position detector 15 and the clock frequency error detector 16. As shown in FIG. 2, the delay profile / peak position detection unit 15 includes a delay circuit unit 151, a complex conjugate calculation unit 152, a complex multiplication unit 153, a first filtering unit 154 (symbol number direction integration means), a complex correlation strength calculation. 155, a second filtering unit 156 (smoothing unit), a differential operation unit 157, a peak position detection unit 158 (boundary detection unit), and a free-running counter 159. The function of these members will be described below.

遅延回路部151は、Nu個のレジスタ群から構成されるシフトレジスタであり、入力されたベースバンドOFDM信号を有効シンボル期間分遅延させる。遅延回路部151により有効シンボル時間分遅延されたOFDM時間領域信号は、複素共役計算部152に入力される。Nuは、1つの有効シンボル内のサンプリング数である。 Delay circuit 151 is a shift register composed of N u register groups, delaying the effective symbol period the input baseband OFDM signal. The OFDM time domain signal delayed by the effective symbol time by the delay circuit unit 151 is input to the complex conjugate calculation unit 152. N u is the number of samplings in one effective symbol.

複素共役計算部152は、有効シンボル期間分遅延されたベースバンドOFDM信号の複素共役を算出し、複素乗算部153に供給する。   The complex conjugate calculator 152 calculates the complex conjugate of the baseband OFDM signal delayed by the effective symbol period, and supplies the complex conjugate to the complex multiplier 153.

複素乗算部153は、遅延されていないベースバンドOFDM信号と、有効シンボル期間分遅延されたベースバンドOFDM信号の複素共役信号とを、1サンプル毎に乗算し、複素相関値を算出する。そして、算出された複素相関値を表す複素相関信号が第1フィルタリング部154に供給される。   The complex multiplier 153 multiplies the baseband OFDM signal that has not been delayed by the complex conjugate signal of the baseband OFDM signal delayed by the effective symbol period for each sample, and calculates a complex correlation value. Then, a complex correlation signal representing the calculated complex correlation value is supplied to the first filtering unit 154.

第1フィルタリング部154は、複素相関信号の実軸成分(Iチャネル信号)と虚軸成分(Qチャネル信号)とそれぞれについて、1つ以上のシンボル期間における複素相関値の平均値を算出する。例えば、第1フィルタリング部154は、複素成分それぞれでシンボル周期での区間平均をとる。つまり、第1フィルタリング部154は、シンボル方向の区間積分回路であり、複素相関信号を1シンボル期間のサンプリング点数で繰り返し加算、平均する。すなわち、所定のシンボル数からなるシンボル期間について、各シンボル期間において複素相関値をシンボル方向に積分し、各シンボル期間における積分値を当該シンボル期間の所定のシンボル数で割ることにより、各シンボル期間の複素相関値の平均値を算出する。各シンボル区間における複素相関値の積分値は、当該シンボル区間において、サンプリング点ごとに所定のシンボル数分、複素相関値を合計したものである。このようにして、所定のシンボル期間におけるサンプリング点ごとの複素相関値の平均値からなる信号(複素相関演算値系列信号)を複素相関強度演算部155に出力する。   The first filtering unit 154 calculates an average value of complex correlation values in one or more symbol periods for each of the real axis component (I channel signal) and the imaginary axis component (Q channel signal) of the complex correlation signal. For example, the first filtering unit 154 averages the intervals in the symbol period for each complex component. That is, the first filtering unit 154 is an interval integration circuit in the symbol direction, and repeatedly adds and averages complex correlation signals at the number of sampling points in one symbol period. That is, for a symbol period composed of a predetermined number of symbols, the complex correlation value is integrated in the symbol direction in each symbol period, and the integrated value in each symbol period is divided by the predetermined number of symbols in the symbol period. An average value of complex correlation values is calculated. The integral value of the complex correlation value in each symbol interval is the sum of the complex correlation values for a predetermined number of symbols for each sampling point in the symbol interval. In this way, a signal (complex correlation calculation value series signal) composed of the average value of complex correlation values for each sampling point in a predetermined symbol period is output to the complex correlation strength calculation unit 155.

また、第1フィルタリング部154における複素相関値のシンボル方向への積分については、例えば周波数誤差の検出開始直後などにおいて、検出速度の向上のため、積分点数を少なくするなどの制約が発生する場合がある。このため、第1フィルタリング部154において計算を行う期間(積分期間)を変化させる構成であってもよい。例えば、最初のうちは短い周期で頻繁に検出を行い、素早く周波数誤差を収束させ、その後、積分点数を増やして長い周期でより正確に周波数誤差を検出する構成であってもよい。なお、この積分期間の変更を実現する構成では、例えば、第1フィルタリング部(積分期間決定手段)が、検出開始からの経過時間等ごとに図示しないメモリに記憶された各種のパラメータを読み出して決定する。   Further, regarding the integration of the complex correlation value in the symbol direction in the first filtering unit 154, for example, immediately after the start of the detection of the frequency error, there are cases where restrictions such as a reduction in the number of integration points occur to improve the detection speed. is there. For this reason, the structure which changes the period (integration period) which calculates in the 1st filtering part 154 may be sufficient. For example, a configuration may be adopted in which detection is frequently performed in a short period at first, the frequency error is quickly converged, and then the number of integration points is increased to detect the frequency error more accurately in a long period. In the configuration for realizing the change of the integration period, for example, the first filtering unit (integration period determining means) reads and determines various parameters stored in a memory (not shown) for each elapsed time from the start of detection. To do.

複素相関強度演算部155は、複素相関演算値系列信号の実軸成分(Iチャネル信号)と虚軸成分(Qチャネル信号)とをそれぞれ2乗して、それらを加算し、その加算結果の平方根をとることによって、複素相関演算値系列信号の振幅成分(複素相関強度)を算出する。そして、算出された複素相関強度を表す複素相関強度信号が、第2フィルタリング部156に供給される。   The complex correlation strength calculation unit 155 squares the real axis component (I channel signal) and the imaginary axis component (Q channel signal) of the complex correlation calculation value series signal, adds them, and adds the square root of the addition result. By calculating the amplitude component (complex correlation strength) of the complex correlation calculation value series signal. Then, a complex correlation strength signal representing the calculated complex correlation strength is supplied to the second filtering unit 156.

図4は、第1フィルタリング部154において区間平均処理を行わない場合の複素相関強度を示す図である。図4に示すとおり、第1フィルタリング部154における区間平均処理を行わない場合、複素相関強度信号の波形は、サンプル点ごとに大きな揺らぎを持つ。このため、このまま複素相関強度の微分を行っても、所望の微分波形を得ることはできない。そこで、上述したとおり、第1フィルタリング部154において、シンボル単位で複素相関を積分し、揺らぎを削減する。   FIG. 4 is a diagram illustrating the complex correlation strength when the first filtering unit 154 does not perform the interval averaging process. As shown in FIG. 4, when the section averaging process is not performed in the first filtering unit 154, the waveform of the complex correlation strength signal has a large fluctuation for each sample point. For this reason, a desired differential waveform cannot be obtained even if the complex correlation strength is differentiated as it is. Therefore, as described above, the first filtering unit 154 integrates the complex correlation in symbol units to reduce fluctuations.

図5は、第1フィルタリング部154において区間平均処理を行った場合の複素相関強度を示す図である。図5に示すとおり、第1フィルタリング部154の処理によって、大部分の揺らぎは削減されているが、若干の揺らぎが残っている。   FIG. 5 is a diagram illustrating the complex correlation strength when the first filtering unit 154 performs the interval averaging process. As shown in FIG. 5, most of the fluctuations are reduced by the processing of the first filtering unit 154, but some fluctuations remain.

第2フィルタリング部156は、複素相関強度演算部155から供給された複素相関強度に対して時間方向に移動平均処理を行って得られる複素相関強度演算値を微分演算部157に出力する。   The second filtering unit 156 outputs a complex correlation strength calculation value obtained by performing moving average processing in the time direction on the complex correlation strength supplied from the complex correlation strength calculation unit 155 to the differential calculation unit 157.

図6は、第2フィルタリング部156における移動平均処理によって得られる複素相関強度演算値信号(平均化された複素相関強度信号)を示す図である。複素相関強度信号に対して第2フィルタリング部156において移動平均処理によるサンプル点方向へのフィルタリング処理を施すことにより、図6に示すとおり、複素相関強度演算値信号の波形は、複素相関強度信号の揺らぎが削減された信号となる。なお、第2フィルタリング部156は、移動平均処理以外に、複素相関強度信号の高周波成分をカットするような他のフィルタリング処理を行う構成であってもよい。   FIG. 6 is a diagram illustrating a complex correlation strength calculation value signal (averaged complex correlation strength signal) obtained by moving average processing in the second filtering unit 156. By performing a filtering process in the direction of the sample point by the moving average process in the second filtering unit 156 on the complex correlation strength signal, as shown in FIG. The signal is reduced in fluctuation. Note that the second filtering unit 156 may be configured to perform other filtering processing that cuts high-frequency components of the complex correlation strength signal in addition to the moving average processing.

微分演算部157は、第2フィルタリング部156から供給される複素相関強度演算値の時間方向の変化量(微分出力)を算出し、ピーク位置検出部158に供給する。つまり、ピーク位置検出部158には、微分演算部157から複素相関強度演算値の微分出力が供給される。   The differential calculation unit 157 calculates the amount of change (differential output) in the time direction of the complex correlation strength calculation value supplied from the second filtering unit 156 and supplies it to the peak position detection unit 158. That is, the differential output of the complex correlation strength calculation value is supplied from the differential calculation unit 157 to the peak position detection unit 158.

図7は、図6に示す複素相関強度演算値信号を微分演算部157において微分して得られる微分出力の波形を示す図である。図7に示すとおり、図6に示した複素相関強度演算値信号が増加する部分で正(+)の微分出力が得られ、複素相関強度演算値信号が減少する部分で負(−)の微分出力が得られる。   FIG. 7 is a diagram showing a waveform of a differential output obtained by differentiating the complex correlation strength calculation value signal shown in FIG. As shown in FIG. 7, a positive (+) differential output is obtained at the portion where the complex correlation strength calculation value signal shown in FIG. 6 increases, and a negative (−) differentiation at the portion where the complex correlation strength calculation value signal decreases. Output is obtained.

この微分出力のピーク位置は、素波のGI期間の開始位置(境界の位置)を示している。このため、放送波の伝送クロック周波数と受信装置におけるサンプリングクロック周波数との周波数誤差に起因して素波が左右にずれると、このピーク位置も同様に左右にずれる。そして、OFDM復調装置1では、このピーク位置のずれを解析して、周波数誤差を検出する。   The peak position of this differential output indicates the start position (boundary position) of the GI period of the elementary wave. For this reason, when the elementary wave is shifted to the right and left due to the frequency error between the transmission clock frequency of the broadcast wave and the sampling clock frequency in the receiving device, the peak position is also shifted to the left and right. Then, the OFDM demodulator 1 analyzes this peak position shift and detects a frequency error.

自走カウンタ159は、動作クロックをカウントするカウンタである。自走カウンタ159のカウンタ値Nは、0からNs−1までが1ずつインクリメントされ、Ns−1を超えると0に戻る。ここで、Nsは、1つのOFDMシンボル内のサンプリング数である。つまり、自走カウンタ159は、OFDMシンボル期間のサンプリング数で1周期となっている巡回カウンタである。自走カウンタ159のカウント値Nは、ピーク位置検出部158及びクロック周波数誤差検出部16に供給される。 The free-running counter 159 is a counter that counts operation clocks. The counter value N of the free-running counter 159 is incremented by 1 from 0 to N s −1 and returns to 0 when it exceeds N s −1. Here, N s is the number of samplings in one OFDM symbol. That is, the free-running counter 159 is a cyclic counter that is one cycle in the number of samplings in the OFDM symbol period. The count value N of the free-running counter 159 is supplied to the peak position detector 158 and the clock frequency error detector 16.

ピーク位置検出部158は、所定のサイクル(1つ以上のシンボルからなる期間)毎に、当該サイクルにおける複素相関強度演算値の微分出力に含まれるピークのうち、最大値のピーク位置(時間方向の変化量が最も大きいポイント)を検出し、そのポイントにおけるカウント値を検出する。ピーク位置検出部158は、次のサイクルに移ると、また新たに複素相関強度演算値の微分出力に含まれるピークのうち、最大値のピーク位置(時間方向の変化量が最大となるポイント)を検出する。そして、ピーク位置検出部158により検出されたカウント値が、複素相関強度演算値の微分出力のピーク位置(時間方向に対する変化量のピーク位置)を示すピークタイミング値Ppeakとなる。ピーク位置検出部158は、検出したピークタイミング値Ppeakにおける複素相関強度演算値の微分出力(時間方向に対する変化量)が有効な値であるか否かなどを判定するとともに、当該ピークタイミング値をクロック周波数誤差検出部16に供給する。 The peak position detection unit 158, for each predetermined cycle (a period composed of one or more symbols), among the peaks included in the differential output of the complex correlation strength calculation value in the cycle, the peak position of the maximum value (in the time direction) The point having the largest change amount) is detected, and the count value at that point is detected. When the peak position detection unit 158 proceeds to the next cycle, the peak position of the maximum value (the point at which the amount of change in the time direction becomes maximum) among the peaks newly included in the differential output of the complex correlation strength calculation value is again determined. To detect. The count value detected by the peak position detection unit 158 becomes a peak timing value P peak indicating the peak position of the differential output of the complex correlation strength calculation value (the peak position of the change amount with respect to the time direction). The peak position detection unit 158 determines whether or not the differential output (change amount with respect to the time direction) of the complex correlation strength calculation value at the detected peak timing value P peak is an effective value, and the peak timing value is determined. This is supplied to the clock frequency error detector 16.

図8は、n回目の検出サイクルで得られたピーク位置Ppeak(n)と1回前に得られたピーク位置Ppeak(n−1)とを示したものである。そして、OFDM復調装置1では、ピーク位置Ppeak(n−1)(第1の複素相関強度信号における境界の位置)とPpeak(n)(第2の複素相関強度信号にける境界の位置)との差Δpeak(n)(=Ppeak(n)−Ppeak(n−1))を解析して周波数誤差を得る。このようにして得られた周波数誤差を、PLL回路などクロック周波数を補正する機能を備えたブロックに供給することで、受信装置の動作クロック周波数を、放送局の動作クロック周波数に等しくすることができる。 FIG. 8 shows the peak position P peak (n) obtained in the n-th detection cycle and the peak position P peak (n−1) obtained one time before. Then, in the OFDM demodulator 1, the peak positions P peak (n−1) (boundary positions in the first complex correlation strength signal) and P peak (n) (boundary positions in the second complex correlation strength signal). The difference Δpeak (n) (= P peak (n) −P peak (n−1)) is analyzed to obtain a frequency error. By supplying the frequency error obtained in this way to a block having a function of correcting the clock frequency, such as a PLL circuit, the operation clock frequency of the receiving apparatus can be made equal to the operation clock frequency of the broadcasting station. .

(クロック周波数誤差検出部16)
図2に示すように、クロック周波数誤差検出部16は、ピーク位置差分検出部161と積分演算部162とを備えている。そして、クロック周波数誤差検出部16は、遅延プロファイル・ピーク位置検出部15からのピークタイミング値に基づいて、周波数発振器18(PLL19)からのクロック信号の周波数と放送波の周波数との誤差を検出する。クロック周波数誤差検出部16の動作について以下に説明する。
(Clock frequency error detector 16)
As shown in FIG. 2, the clock frequency error detection unit 16 includes a peak position difference detection unit 161 and an integration calculation unit 162. Then, the clock frequency error detector 16 detects an error between the frequency of the clock signal from the frequency oscillator 18 (PLL 19) and the frequency of the broadcast wave based on the peak timing value from the delay profile / peak position detector 15. . The operation of the clock frequency error detector 16 will be described below.

ピーク位置差分検出部161は、ピーク位置検出部158から供給されるピークタイミング値を取得して、前回供給されたピークタイミング値との差分を算出し、算出したピークタイミング値の差分を、ピークタイミング値の検出に要する時間(1つのピークタイミング値の検出に用いたシンボル数と1シンボル当たりの処理時間との積)で除して、各サイクルにおける周波数誤差(サイクル周波数誤差と呼ぶ)として検出する。そして、ピーク位置差分検出部161は、サイクル周波数誤差を、積分演算部162に供給する。積分演算部162は、サイクル周波数誤差を積分し、真の周波数誤差としてPLL19に供給する。そして、PLL19は、積分された周波数誤差に基づいてクロック周波数を変更して、動作クロックの周波数誤差を補正する。   The peak position difference detection unit 161 acquires the peak timing value supplied from the peak position detection unit 158, calculates the difference from the previously supplied peak timing value, and calculates the difference between the calculated peak timing values as the peak timing. Divide by the time required to detect the value (the product of the number of symbols used to detect one peak timing value and the processing time per symbol) to detect as a frequency error in each cycle (referred to as cycle frequency error). . Then, the peak position difference detection unit 161 supplies the cycle frequency error to the integration calculation unit 162. The integration calculation unit 162 integrates the cycle frequency error and supplies it to the PLL 19 as a true frequency error. Then, the PLL 19 changes the clock frequency based on the integrated frequency error, and corrects the frequency error of the operation clock.

(OFDM復調装置1の周波数誤差検出処理)
本実施形態に係るOFDM復調装置1が周波数誤差を検出するために行う動作について、図10及び図11を用いて以下に説明する。図10は、OFDM復調装置1において周波数誤差を検出する処理の1サイクルを表わすフローチャートである。以下では、nサイクル目の動作を例に説明する。
(Frequency error detection processing of OFDM demodulator 1)
An operation performed by the OFDM demodulator 1 according to the present embodiment for detecting a frequency error will be described below with reference to FIGS. 10 and 11. FIG. 10 is a flowchart showing one cycle of processing for detecting a frequency error in the OFDM demodulator 1. Hereinafter, the operation in the nth cycle will be described as an example.

S1において、遅延プロファイル・ピーク位置検出部15は、nサイクル目の積分回数C(n)、すなわち、1回の周波数誤差の検出において用いるシンボル数を決定し、S2に進む。ここで、遅延プロファイル・ピーク位置検出部15は、1シンボル毎にベースバンドOFDM信号の複素相関値を積分するため、積分回数C(n)と1つのピーク位置検出に用いるシンボルの数は等しくなる。   In S1, the delay profile / peak position detection unit 15 determines the number of integrations C (n) in the nth cycle, that is, the number of symbols used for detecting one frequency error, and proceeds to S2. Here, since the delay profile / peak position detector 15 integrates the complex correlation value of the baseband OFDM signal for each symbol, the number of integrations C (n) is equal to the number of symbols used for detecting one peak position. .

S2において、遅延プロファイル・ピーク位置検出部15は、C(n)で定まるシンボル数分の期間にわたって、シンボル単位(すなわち、シンボル方向に1シンボル期間周期)で積分を行い、積分結果を平均化する。これにより、サンプリング点ごとの複素相関値の平均値からなる複素相関演算値系列信号を生成し、S3に進む。これにより、C(n)シンボル期間の複素相関値の信号から、1シンボル期間分の複素相関演算値系列信号が生成される。   In S2, the delay profile / peak position detection unit 15 performs integration in symbol units (that is, one symbol period period in the symbol direction) over a period of the number of symbols determined by C (n), and averages the integration results. . As a result, a complex correlation calculation value series signal composed of the average value of the complex correlation values for each sampling point is generated, and the process proceeds to S3. As a result, a complex correlation calculation value sequence signal for one symbol period is generated from the complex correlation value signal in the C (n) symbol period.

S3において、遅延プロファイル・ピーク位置検出部15は、複素相関演算値系列信号から複素相関強度を算出する。その後、遅延プロファイル・ピーク位置検出部15は、複素相関強度に対してサンプリング点方向にフィルタリングを行う。例えば、遅延プロファイル・ピーク位置検出部15は、複素相関強度の信号に対して移動平均を施したり、あるいは、複素相関強度の信号の高周波成分を除去するような他のフィルタ処理などにより、複素相関強度演算値信号を生成して、S4に進む。   In S3, the delay profile / peak position detection unit 15 calculates the complex correlation strength from the complex correlation calculation value sequence signal. Thereafter, the delay profile / peak position detection unit 15 performs filtering in the sampling point direction with respect to the complex correlation strength. For example, the delay profile / peak position detection unit 15 performs complex averaging by performing a moving average on the complex correlation strength signal, or by performing other filter processing such as removing a high frequency component of the complex correlation strength signal. An intensity calculation value signal is generated, and the process proceeds to S4.

S4において、遅延プロファイル・ピーク位置検出部15は、サンプリング点方向に微分演算を行う。即ち、遅延プロファイル・ピーク位置検出部15は、複素相関強度演算値の時間方向の変化量を算出し、S5に進む。   In S4, the delay profile / peak position detection unit 15 performs a differentiation operation in the sampling point direction. That is, the delay profile / peak position detection unit 15 calculates the amount of change in the time direction of the complex correlation strength calculation value, and proceeds to S5.

S5において、遅延プロファイル・ピーク位置検出部15は、微分波形(複素相関強度演算値の時間方向の変化量で表される波形)が解析可能であるか否か(ピーク位置の検出が有効か否か)を判定する。この判定を行うために遅延プロファイル・ピーク位置検出部15が行う動作(ピーク位置検出が有効であるか否かの判定処理)の詳細については後述する。解析可能である場合(S5においてYES)、S6に進む。解析可能でない場合(S5においてNO)、S14に進む。   In S5, the delay profile / peak position detector 15 determines whether or not the differential waveform (the waveform represented by the amount of change in the complex correlation strength calculation value in the time direction) can be analyzed (whether or not the detection of the peak position is valid). )). Details of the operation (determination process of whether or not the peak position detection is effective) performed by the delay profile / peak position detection unit 15 to perform this determination will be described later. If analysis is possible (YES in S5), the process proceeds to S6. If analysis is not possible (NO in S5), the process proceeds to S14.

S6において、遅延プロファイル・ピーク位置検出部15は、前回のピーク位置Ppeak(n−1)の検出が有効であったか否かを判定する。そして、前回のピーク位置検出が有効である場合(S6においてYES)、S8に進み、前回のピーク位置Ppeak(n−1)の検出が有効でない場合(S6においてNO)、S7に進む。 In S6, the delay profile / peak position detection unit 15 determines whether or not the previous detection of the peak position P peak (n−1) was effective. If the previous peak position detection is valid (YES in S6), the process proceeds to S8, and if the previous peak position P peak (n-1) is not valid (NO in S6), the process proceeds to S7.

S7において、遅延プロファイル・ピーク位置検出部15は、S4における微分演算の結果から、nサイクル目の複素相関強度演算値信号の全範囲において、複素相関強度演算値の時間方向に対する変化量のピーク位置Ppeak(n)を検出し、S14に進む。なお、周波数誤差検出の各サイクルにおいて、上述のとおり、第1フィルタリング部154による区間平均処理が行われており、複素相関強度演算値信号は、1シンボル期間長である。 In S7, the delay profile / peak position detection unit 15 determines the peak position of the change amount of the complex correlation strength calculated value with respect to the time direction in the entire range of the complex correlation strength calculated value signal of the nth cycle from the result of the differential calculation in S4. P peak (n) is detected, and the process proceeds to S14. In each cycle of frequency error detection, as described above, the interval averaging process is performed by the first filtering unit 154, and the complex correlation strength calculation value signal has a length of one symbol period.

S8において、遅延プロファイル・ピーク位置検出部15は、周波数誤差が既に収束しているか否かを判定する。周波数誤差が収束している場合(S8においてYES)、S9に進む。周波数誤差が収束していない場合(S8においてNO)、S10に進む。なお、周波数誤差が収束しているか否かは、前回検出した周波数誤差が予め定められた閾値よりも小さいか否かによって判定する。上記閾値は、許容される周波数誤差の精度に応じて設定可能な構成であってよく、特に限定はされない。   In S8, the delay profile / peak position detector 15 determines whether or not the frequency error has already converged. If the frequency error has converged (YES in S8), the process proceeds to S9. If the frequency error has not converged (NO in S8), the process proceeds to S10. Whether or not the frequency error has converged is determined by whether or not the previously detected frequency error is smaller than a predetermined threshold value. The threshold value may be configured according to the accuracy of the allowable frequency error, and is not particularly limited.

S9において、遅延プロファイル・ピーク位置検出部15は、S4における微分演算の結果から、nサイクル目の複素相関強度演算値信号の全範囲ではなく、Ppeak(n−1)±Wの範囲内において、複素相関強度演算値の時間方向に対する変化量のピーク位置Ppeak(n)を検出し、S11に進む。ここで、Ppeak(n−1)は前回検出したピーク位置であり、Wは所定の値である。図9は、微分のピーク位置の検出範囲を前回検出した位置から±Wに制限したときのピーク位置検出例を示す図である。図9に示すピーク位置の検出範囲を制限する例の詳細については後述する。なお、Wの値は、一意に決定しもよいし、レジスタに設定する構成であってもよいし、あるいは、適応的に設定可能な構成であってもよく、特に限定はされない。 In S9, the delay profile / peak position detection unit 15 determines that the result of the differential calculation in S4 is not in the entire range of the complex correlation strength calculation value signal in the nth cycle but in the range of P peak (n−1) ± W. The peak position P peak (n) of the change amount in the time direction of the complex correlation strength calculation value is detected, and the process proceeds to S11. Here, P peak (n−1) is the previously detected peak position, and W is a predetermined value. FIG. 9 is a diagram illustrating a peak position detection example when the detection range of the differential peak position is limited to ± W from the previously detected position. Details of an example of limiting the detection range of the peak position shown in FIG. 9 will be described later. The value of W may be uniquely determined, may be configured to be set in a register, or may be configured to be adaptively set, and is not particularly limited.

S10において、遅延プロファイル・ピーク位置検出部15は、S4における微分演算の結果から、nサイクル目の複素相関強度演算値信号の全範囲において、複素相関強度演算値の時間方向に対する変化量のピーク位置Ppeak(n)を検出し、S11に進む。 In S10, the delay profile / peak position detection unit 15 determines the peak position of the change amount of the complex correlation strength calculated value with respect to the time direction in the entire range of the complex correlation strength calculated value signal of the nth cycle from the result of the differential calculation in S4. P peak (n) is detected, and the process proceeds to S11.

S11において、クロック周波数誤差検出部16は、図8に示すように、検出したピーク位置Ppeak(n)と前回検出したピーク位置Ppeak(n−1)との差分Δpeak(n)を算出し、S12に進む。 In S11, as shown in FIG. 8, the clock frequency error detector 16 calculates a difference Δpeak (n) between the detected peak position P peak (n) and the previously detected peak position P peak (n−1). , Go to S12.

S12において、クロック周波数誤差検出部16は、PLL19からの動作クロックの周波数と放送波の伝送クロック周波数との真の周波数誤差のうち、各サイクルにおいて検出される周波数誤差Δppm(n)を、サイクル周波数誤差として次の式によって計算し、S13に進む。   In S12, the clock frequency error detection unit 16 calculates the frequency error Δppm (n) detected in each cycle out of the true frequency error between the frequency of the operation clock from the PLL 19 and the transmission clock frequency of the broadcast wave as the cycle frequency. The error is calculated by the following equation, and the process proceeds to S13.

Δppm(n)=Δpeak(n)/N(n);N(n)=Ns*C(n)=(Nu+Ng)*C(n)
ここで、Nsはシンボル期間長の放送クロック(0ppm)周期数であり、Nuは有効シンボル期間長の放送クロック(0ppm)周期数であり、Ngはガードインターバル期間長の放送クロック(0ppm)周期数であり、C(n)は、nサイクル目の周波数誤差検出において用いられるシンボル数である。すなわち、N(n)は、複素相関強度信号の平均化に要する処理時間である。なお、Δppm(n)は、特許請求の範囲における除算値に対応する。
Δppm (n) = Δpeak (n) / N (n); N (n) = N s * C (n) = (N u + N g ) * C (n)
Here, N s is the number of broadcast clock (0 ppm) period of a symbol period length, N u is the broadcast clock (0 ppm) number of cycles of the effective symbol period length, N g is the guard interval period length of the broadcast clock (0 ppm ) The number of periods, and C (n) is the number of symbols used in the frequency error detection of the nth cycle. That is, N (n) is the processing time required for averaging the complex correlation strength signal. Δppm (n) corresponds to the division value in the claims.

S13において、クロック周波数誤差検出部16は、周波数誤差ppm(n)を次の式によって計算し、周波数誤差ppm(n)をPLL19に供給して、S15に進む。なお、ppm(n)は、特許請求の範囲における累積値に対応する。   In S13, the clock frequency error detector 16 calculates the frequency error ppm (n) by the following equation, supplies the frequency error ppm (n) to the PLL 19, and proceeds to S15. Note that ppm (n) corresponds to the cumulative value in the claims.

ppm(n)=ppm(n−1)+Δppm(n)
S14において、クロック周波数誤差検出部16は、nサイクル目の周波数誤差ppm(n)=n−1サイクル目の周波数誤差ppm(n−1)として、周波数誤差ppm(n)をPLL19に供給する。すなわち、nサイクル目における周波数誤差ppm(n)として、n−1サイクル目における周波数誤差ppm(n−1)を設定する。つまり、現在の周波数誤差を、前回検出の周波数誤差から変更しない。なお、n−1サイクル目における周波数誤差ppm(n−1)は、図示しない記憶部(記憶手段)に記憶されている。
ppm (n) = ppm (n−1) + Δ ppm (n)
In S <b> 14, the clock frequency error detection unit 16 supplies the frequency error ppm (n) to the PLL 19 as the frequency error ppm (n) of the nth cycle = the frequency error ppm (n−1) of the (n−1) th cycle. That is, the frequency error ppm (n-1) in the n-1th cycle is set as the frequency error ppm (n) in the nth cycle. That is, the current frequency error is not changed from the previously detected frequency error. The frequency error ppm (n-1) at the (n-1) th cycle is stored in a storage unit (storage means) (not shown).

S15において、クロック周波数誤差検出部16は、nサイクル目のピーク位置Ppeak(n)の値、及び、Ppeak(n)の検出に成功したか否かを示す値を図示しない記憶部(記憶手段)に記憶して、S16に進む。S16においてnをインクリメントし、S1に戻る。 In S15, the clock frequency error detector 16 stores a value of the peak position P peak (n) in the nth cycle and a value (not shown) indicating whether or not the detection of P peak (n) has succeeded. And the process proceeds to S16. In S16, n is incremented, and the process returns to S1.

(ピーク位置検出の有効・無効判定処理)
図10のS5における遅延プロファイル・ピーク位置検出部15(より具体的には、ピーク位置検出部158)の動作の詳細について、図11を参照して説明する。図11は、図10のS5における処理、すなわち、複素相関強度演算値の微分波形(複素相関強度演算値の時間方向の変化量で表される波形)が解析可能であるか否か(すなわち、ピーク位置の検出が有効であるか否か)を判定する処理を示す図である。
(Peak position detection valid / invalid judgment processing)
Details of the operation of the delay profile / peak position detection unit 15 (more specifically, the peak position detection unit 158) in S5 of FIG. 10 will be described with reference to FIG. FIG. 11 shows the process in S5 of FIG. 10, that is, whether or not the differential waveform of the complex correlation strength calculation value (the waveform represented by the amount of change in the complex correlation strength calculation value in the time direction) can be analyzed (that is, It is a figure which shows the process which determines whether the detection of a peak position is effective.

S501において、ピーク位置検出部158は、全シンボル区間の微分出力からピーク値(複素相関強度演算値の時間方向に対する変化量の最大値)A(n)
及びピーク位置X(n)を算出し、S502に進む。
In S501, the peak position detection unit 158 determines the peak value (the maximum value of the change amount in the time direction of the complex correlation strength calculation value) A (n)
Then, the peak position X (n) is calculated, and the process proceeds to S502.

S502において、ピーク位置検出部158は、X(n)から有意な相関の無い区間を決定し、S503に進む。ここで、相関の無い区間とは、有意な相関が始まると推定されるX(n)から1/2シンボル長移動した部分とし、相関の無い区間におけるサンプリング点の数は、32〜256の間で必要に応じて、所定のサンプリング数が決定される。   In S502, the peak position detection unit 158 determines a section having no significant correlation from X (n), and proceeds to S503. Here, the interval without correlation is a portion shifted by ½ symbol length from X (n) where significant correlation is estimated to start, and the number of sampling points in the interval without correlation is between 32 and 256. Thus, a predetermined sampling number is determined as necessary.

S503において、ピーク位置検出部158は、相関の無い区間における複素相関強度の平均値B(n)を算出し、S504に進む。B(n)は複素相関の雑音成分の強度を示す値である。   In S503, the peak position detection unit 158 calculates the average value B (n) of the complex correlation strength in the non-correlated section, and proceeds to S504. B (n) is a value indicating the intensity of the noise component of the complex correlation.

S504において、ピーク位置検出部158(閾値設定手段)は、ピーク値A(n)と平均値B(n)とから、複素相関強度の微分出力の閾値D(n)を算出し、S505に進む。   In S504, the peak position detection unit 158 (threshold setting means) calculates a differential output threshold D (n) of the complex correlation strength from the peak value A (n) and the average value B (n), and proceeds to S505. .

例えば、D(n)は、
D(n)=αA(n)+βB(n) 0<α<1、0<β<1、0<(α+β)<1
としてα、βを決めて計算する。D(n)は閾値でありノイズ成分より大きく、なおかつピーク値A(n)よりも小さい事が求められる。これを満たすのであればα、βは一定でも良く、また、ピーク値A(n)と無相関の部分に現れるノイズ成分の大きさを勘案して決定してもよい。さらに無相関部分に現れるノイズはシンボル方向の積分点数と関連しているので、この積分点数をもとに決めることもできる。
For example, D (n) is
D (n) = αA (n) + βB (n) 0 <α <1, 0 <β <1, 0 <(α + β) <1
As follows, α and β are determined and calculated. D (n) is a threshold value and is required to be larger than the noise component and smaller than the peak value A (n). As long as this is satisfied, α and β may be constant, or may be determined in consideration of the magnitude of a noise component that appears in a portion uncorrelated with the peak value A (n). Furthermore, since noise appearing in the uncorrelated part is related to the number of integration points in the symbol direction, it can be determined based on the number of integration points.

S505において、ピーク位置検出部158は、全区間の微分出力を解析し、微分出力が閾値D(n)を超えるサンプリング点の数をカウントしてTH(n)に格納し、S506に進む。ここで、微分出力がD(n)を超えるとは、m番目のサンプリング点における微分出力をdiv(m)とすると、
div(m−1)≦D(n)かつ、
div(m)>D(n)
を満たすことを意味する。
In S505, the peak position detection unit 158 analyzes the differential output of all sections, counts the number of sampling points where the differential output exceeds the threshold value D (n), stores it in TH (n), and proceeds to S506. Here, if the differential output exceeds D (n), the differential output at the mth sampling point is div (m).
div (m−1) ≦ D (n) and
div (m)> D (n)
Means satisfying.

S506において、ピーク位置検出部158は、TH(n)=0であるか否かを判定する。TH(n)が0である場合(S506においてYES)、ピーク値が低くノイズと判別がつかないと推定され、S509に進む。TH(n)が0でない場合(S506においてNO)、S507に進む。   In S506, the peak position detection unit 158 determines whether TH (n) = 0. If TH (n) is 0 (YES in S506), it is estimated that the peak value is low and cannot be distinguished from noise, and the flow proceeds to S509. If TH (n) is not 0 (NO in S506), the process proceeds to S507.

S507において、ピーク位置検出部158は、TH(n)>αであるか否かを判定する。ここで、αもまた、所定の値が予め設定されているが、一意に決定しもよいし、レジスタに設定する構成であってもよいし、あるいは、適応的に設定可能な構成であってもよく、特に限定はされない。TH(n)がα以下である場合(S507においてNO)、S508に進む。TH(n)がαより大きい場合(S507においてYES)、遅延プロファイルが乱れていたり、ノイズを誤判定したものと推定され、S509に進む。   In S507, the peak position detection unit 158 determines whether TH (n)> α is satisfied. Here, a predetermined value is also set in advance for α, but it may be determined uniquely, may be set in a register, or may be set adaptively. There is no particular limitation. If TH (n) is equal to or smaller than α (NO in S507), the process proceeds to S508. If TH (n) is larger than α (YES in S507), it is estimated that the delay profile is disturbed or that the noise is erroneously determined, and the process proceeds to S509.

すなわち、本実施の形態では、S506およびS507において、閾値D(n)を超えるサンプリング点の数TH(n)が、予め定められた範囲内(0<TH(n)≦α)にあるか否かを判定することになる。なお、閾値D(n)を超えるサンプリング点が存在するか否か、すなわち、TH(n)>0のみを判定する構成であってもよい。   That is, in the present embodiment, in S506 and S507, whether or not the number TH (n) of sampling points exceeding the threshold value D (n) is within a predetermined range (0 <TH (n) ≦ α). It will be determined. Note that it may be configured to determine whether or not there is a sampling point exceeding the threshold value D (n), that is, only TH (n)> 0.

S508においてピーク位置検出部158は、微分波形が解析可能であると判定する。また、S509において遅延プロファイル・ピーク位置検出部15は、微分波形が解析不可能であると判定して、微分波形が解析可能か否かの判定動作を終了する。   In S508, the peak position detection unit 158 determines that the differential waveform can be analyzed. In step S509, the delay profile / peak position detection unit 15 determines that the differential waveform cannot be analyzed, and ends the determination operation as to whether the differential waveform can be analyzed.

(周波数誤差の積分)
上述したとおり、OFDM復調装置1では、図10のS13において、周波数誤差を次式によって算出する。
(Frequency error integration)
As described above, the OFDM demodulator 1 calculates the frequency error by the following equation in S13 of FIG.

ppm(n)=ppm(n−1)+Δppm(n)
上式は、数1のように表すこともできる。
ppm (n) = ppm (n−1) + Δ ppm (n)
The above equation can also be expressed as Equation 1.

Figure 2010135900
Figure 2010135900

すなわち、クロック周波数誤差検出部16は、サイクル周波数誤差Δppm(n)を積分することによって周波数誤差ppm(n)を算出する。周波数誤差の算出について、より具体的に説明する。OFDM復調装置1では、1回目の検出サイクルにおいてΔppm(1)を検出し、周波数誤差ppm(1)として、周波数誤差の補正回路であるPLL19に供給する。すなわち、周波数誤差ppm(1)は、ppm(1)=Δppm(1)の式によって算出される。そして、2回目の検出サイクルにおいてΔppm(2)を検出し、周波数誤差を積分して得られるppm(2)を、周波数誤差の補正回路であるPLL19に供給する。すなわち、周波数誤差ppm(2)は、ppm(2)=Δppm(2)+Δppm(1)(=Δppm(2)+ppm(1))の式によって算出される。   That is, the clock frequency error detector 16 calculates the frequency error ppm (n) by integrating the cycle frequency error Δppm (n). The calculation of the frequency error will be described more specifically. The OFDM demodulator 1 detects Δppm (1) in the first detection cycle, and supplies it as a frequency error ppm (1) to the PLL 19 which is a frequency error correction circuit. That is, the frequency error ppm (1) is calculated by the equation ppm (1) = Δppm (1). Then, Δppm (2) is detected in the second detection cycle, and ppm (2) obtained by integrating the frequency error is supplied to the PLL 19, which is a frequency error correction circuit. That is, the frequency error ppm (2) is calculated by the equation ppm (2) = Δppm (2) + Δppm (1) (= Δppm (2) + ppm (1)).

Δppm(i)の検出結果を、複数回、積分するメリットは、周波数誤差検出→周波数補正→次の周波数誤差検出の流れによってフィードバックループが形成されるため、2回目は1回目の検出値の誤差のみを検出すればよい点である。   The advantage of integrating the detection result of Δppm (i) multiple times is that a feedback loop is formed by the flow of frequency error detection → frequency correction → next frequency error detection. It is a point which should just detect only.

このようにして、徐々にppm(i)を真の誤差に近づけていくことにより、iが増えれば増えるほど、検出対象となる真の誤差との差は小さくなり(Δppm(i)→0)、より正確な誤差検出を行うことが可能となる点である。また周波数誤差検出後に周波数誤差の変化にも対応することが可能である。   Thus, by gradually bringing ppm (i) closer to the true error, the difference from the true error to be detected decreases as i increases (Δppm (i) → 0). This makes it possible to perform more accurate error detection. It is also possible to cope with a change in frequency error after the frequency error is detected.

周波数誤差の積分について、より詳細に説明すれば次のとおりである。図3に示すとおり、複素相関強度のピーク位置は、OFDM放送波の有効シンボル位置、すなわち、現在のシンボルと次のシンボルとの境界位置を示す。なお、FFT部は、この境界位置を目印にFFT処理を行う。   The integration of the frequency error will be described in more detail as follows. As shown in FIG. 3, the peak position of the complex correlation strength indicates the effective symbol position of the OFDM broadcast wave, that is, the boundary position between the current symbol and the next symbol. The FFT unit performs an FFT process using this boundary position as a mark.

放送局と受信装置との間の周波数誤差は、例えば、受信機側の周波数が放送局側に比べて高い場合、一定時間あたりのクロック数は受信機側のほうが多くなる。このため、一定のクロック数で考えた場合、図3に示す素波の複素相関強度が後方にずれてゆく。逆に、受信機側の周波数が低い場合、複素相関強度は前方にずれてゆく。これにより、複素相関強度は、Δpeak(n)だけ、計測サイクルのたびにずれる。このずれの影響によって、FFT計算期間内に1つ前や後のシンボルのデータが現れ、干渉が発生し、受信性能が劣化する。   For example, when the frequency on the receiver side is higher than that on the broadcast station side, the frequency error between the broadcast station and the receiving device is larger on the receiver side in the number of clocks per fixed time. For this reason, when the number of clocks is considered, the complex correlation strength of the elementary wave shown in FIG. 3 is shifted backward. Conversely, when the frequency on the receiver side is low, the complex correlation strength is shifted forward. As a result, the complex correlation strength is shifted every measurement cycle by Δpeak (n). Due to the effect of this shift, the data of the previous or next symbol appears within the FFT calculation period, interference occurs, and reception performance deteriorates.

本発明に係るOFDM復調装置1では、各検出サイクルで得られるΔpeak(n)をもとに、各検出サイクルにおける周波数のずれとしてサイクル周波数誤差Δppm(n)(=Δpeak(n)/N(n))を算出する。Δppm(n)は、真の周波数誤差に対する揺らぎを含む。そして、信号強度、ノイズの大きさ、及び受信装置が移動する際のドップラシフトに代表される原因により、揺らぎの大きさが変化する。   In the OFDM demodulator 1 according to the present invention, based on Δpeak (n) obtained in each detection cycle, a cycle frequency error Δppm (n) (= Δpeak (n) / N (n )) Is calculated. Δppm (n) includes fluctuations with respect to the true frequency error. Then, the magnitude of fluctuation changes due to the signal strength, the magnitude of noise, and the cause represented by Doppler shift when the receiving apparatus moves.

そこで、サイクル周波数誤差Δppm(n)を、数1に示すとおり検出サイクルごとに積分して、周波数誤差ppm(n)を得る。n=1,2,3・・・と積分してゆくことで、各検出サイクルにおいて検出されるサイクル周波数Δppm(n)に含まれる揺らぎなどによる誤差成分が相殺され、周波数誤差ppm(n)は真の周波数誤差に近づいてゆく。そして、周波数誤差ppm(n)が真の周波数誤差に近づくにつれて、各サイクルで得られるサイクル周波数誤差Δppm(n)も小さくなるため、より精度の高い周波数誤差の検出が可能となる。このように、周波数誤差検出、積分、周波数誤差補正、周波数補正後に、さらに、周波数誤差検出というフィードバックサイクルを繰り返すことによって、正確な周波数誤差の検出を行うことか可能となる。   Therefore, the cycle frequency error Δppm (n) is integrated for each detection cycle as shown in Equation 1 to obtain the frequency error ppm (n). By integrating with n = 1, 2, 3,..., an error component due to fluctuations included in the cycle frequency Δppm (n) detected in each detection cycle is canceled, and the frequency error ppm (n) is It approaches the true frequency error. Then, as the frequency error ppm (n) approaches the true frequency error, the cycle frequency error Δppm (n) obtained in each cycle also becomes smaller, so that a more accurate frequency error can be detected. As described above, after frequency error detection, integration, frequency error correction, and frequency correction, it is possible to accurately detect a frequency error by repeating the feedback cycle of frequency error detection.

また、本実施形態に係るOFDM復調装置1では、図10のフローチャートの説明のとおり、S5において、遅延プロファイル・ピーク位置検出部15によってピーク位置の検出が有効と判定された場合にのみ、積分演算部162において周波数誤差の積分処理が行われることになる。   Further, in the OFDM demodulator 1 according to the present embodiment, as described in the flowchart of FIG. 10, only when the delay profile / peak position detector 15 determines that the detection of the peak position is valid in S5, the integral calculation is performed. The unit 162 performs frequency error integration processing.

より具体的には、ピーク位置の検出が有効と判定された場合、検出したΔppm(n)の値が周波数誤差として設定されることになるが、ピーク位置の検出が無効と判定された場合、Δppm(n)=0に設定される。つまり、n回目に検出する周波数誤差ppm(n)は、数2によって表わされ、ピーク位置の検出が有効な場合にのみ実質的に周波数誤差の積分が行われる。   More specifically, when it is determined that the detection of the peak position is valid, the detected Δppm (n) value is set as a frequency error, but when the detection of the peak position is determined to be invalid, Δppm (n) = 0 is set. That is, the frequency error ppm (n) detected at the n-th time is expressed by Equation 2, and the frequency error is substantially integrated only when the detection of the peak position is effective.

Figure 2010135900
Figure 2010135900

これにより、サイクル周波数誤差Δppmの誤検出による影響を低減し、より正確な周波数誤差を得ることができる。   As a result, the influence of erroneous detection of the cycle frequency error Δppm can be reduced, and a more accurate frequency error can be obtained.

また、上述したとおり、第1フィルタリング部154における複素相関値のシンボル方向への積分については、例えば周波数誤差の検出開始直後などにおいて、検出速度の向上のため、積分点数を少なくするなどの制約が発生する場合がある。この場合、積分点数が少ないため、Δppm(i)は、比較的大きな誤差を含み、場合によっては、サイクル周波数誤差の検出値が真の周波数誤差を大きく上回ってしまうことがある。この場合、検出値をそのまま積分してしまうと、ppm(n)が真の誤差に収束しないおそれがある。   In addition, as described above, the integration of the complex correlation value in the symbol direction in the first filtering unit 154 has restrictions such as reducing the number of integration points in order to improve the detection speed immediately after the start of frequency error detection, for example. May occur. In this case, since the number of integration points is small, Δppm (i) includes a relatively large error, and in some cases, the detected value of the cycle frequency error may greatly exceed the true frequency error. In this case, if the detection value is integrated as it is, ppm (n) may not converge to a true error.

このように、検出されるサイクル周波数誤差が大きいことが予測される場合には、検出したサイクル周波数誤差に一定の比率を乗じて積分したり、初期化直後からの経過時間や積分するシンボルの数や受信状況など、受信装置の内部状態によって決定される比率を乗じて積分する。i回目の比率をβ(i)(係数)とすると、n回後の周波数誤差ppm(n)は、数3によって表される。   In this way, when the detected cycle frequency error is predicted to be large, the detected cycle frequency error is integrated by multiplying by a certain ratio, the elapsed time immediately after initialization or the number of symbols to be integrated Integrate by multiplying by the ratio determined by the internal state of the receiving device, such as the reception status. When the i-th ratio is β (i) (coefficient), the frequency error ppm (n) after n times is expressed by Equation 3.

Figure 2010135900
Figure 2010135900

ここで、βの乗算は誤差を低減させる目的のため、0<β(i)≦1の値をとる。これにより、β(i)を乗じないときに比べて、真の周波数誤差への収束は遅くなるが、誤差の影響を低減できるようになるため、より確実に収束させることができる。   Here, the multiplication of β takes a value of 0 <β (i) ≦ 1 for the purpose of reducing the error. Thereby, the convergence to the true frequency error is delayed as compared with the case where β (i) is not multiplied, but the influence of the error can be reduced, so that the convergence can be performed more reliably.

(ピーク位置の検出範囲)
マルチパスが発生する環境において、先行波と遅延波の強度差が頻繁に変化する場合、先行波のピーク位置の強度と遅延波のピーク位置の強度とが入れ替わることがあり、非常に大きな周波数誤差を誤検出してしまうことがある。
(Peak position detection range)
In an environment where multipath occurs, if the intensity difference between the preceding wave and the delayed wave changes frequently, the intensity of the peak position of the preceding wave and the intensity of the peak position of the delayed wave may be switched, resulting in a very large frequency error. May be erroneously detected.

そこで、OFDM復調装置1では、ピーク位置の検出範囲を制限する構成とすることで、先行波と遅延波のピーク位置が入れ替わった場合において周波数誤差の発生を防止する構成とすることが可能となる。この構成について、以下に、より詳細に説明する。   Therefore, the OFDM demodulator 1 can be configured to limit the detection range of the peak position to prevent occurrence of a frequency error when the peak positions of the preceding wave and the delayed wave are switched. . This configuration will be described in more detail below.

本実施の形態では、図7に示すとおり、複素相関強度の微分出力には4つのピークが含まれており、そのうち、最大のピーク(左から2番目のピーク)を用いて周波数誤差を検出する。より具体的には、nサイクル目とn−1サイクル目とにおいて、左から2番目のピークのピーク位置のずれを検出し、検出されたピーク位置の差から周波数誤差を算出する。なお、周波数誤差の検出には、全ての検出サイクルを通じて、同じピークを用いる構成、すなわち、nサイクル目とn−1サイクル目とにおいて対応するピークを用いて周波数誤差を算出する構成であればよい。つまり、最小のピーク位置(右から2番目のピーク)を用いる構成であってもよい。   In the present embodiment, as shown in FIG. 7, the differential output of the complex correlation strength includes four peaks, of which the maximum error (second peak from the left) is used to detect the frequency error. . More specifically, the shift of the peak position of the second peak from the left is detected in the nth cycle and the n−1th cycle, and the frequency error is calculated from the detected peak position difference. For the detection of the frequency error, any configuration that uses the same peak throughout all the detection cycles, that is, a configuration that calculates the frequency error using the corresponding peaks in the nth cycle and the n−1th cycle may be used. . That is, a configuration using the minimum peak position (second peak from the right) may be used.

図9は、上述したとおり、微分のピーク位置の検出範囲を前回検出した位置から±Wに制限したときのピーク位置検出例を示す図である。図9には、m−1回目の検出サイクルにおける微分出力波形とm回目の検出サイクルのおける微分出力波形とが示されており、先行波の強度がm−1回目からm回目にかけて急激に強くなったことを示している。   FIG. 9 is a diagram showing an example of peak position detection when the differential peak position detection range is limited to ± W from the previously detected position, as described above. FIG. 9 shows the differential output waveform in the (m-1) th detection cycle and the differential output waveform in the mth detection cycle, and the intensity of the preceding wave increases sharply from the (m-1) th to the mth. It has become.

OFDM復調装置1は、m−1回目の検出サイクルにおいて、図9に示す遅延波のピーク位置Ppeak(m−1)を元に周波数誤差検出を行うものとする。図9に示す例では、m−1回目の検出サイクルにおける周波数誤差検出が終了して、m−1回目の検出サイクルとm回目の検出サイクルとの間で周波数誤差検出に用いるピーク位置に変化がなければ、m回目の検出サイクルにおけるサイクル周波数誤差Δppm(m)は、0になるべきである。 The OFDM demodulator 1 performs frequency error detection based on the peak position P peak (m−1) of the delayed wave shown in FIG. 9 in the (m−1) th detection cycle. In the example shown in FIG. 9, the frequency error detection in the (m-1) th detection cycle is completed, and the peak position used for frequency error detection changes between the (m-1) th detection cycle and the mth detection cycle. Otherwise, the cycle frequency error Δppm (m) in the mth detection cycle should be zero.

しかしながら、m回目の検出サイクルにおいて、先行波の複素相関強度のピークの位置P’(m)を、周波数誤差検出に用いるピーク位置と認識してしまうと、サイクル周波数誤差Δppm(m)は、P’(m)−Ppeak(m)を元とした有意な値を持つことになるため、誤った周波数誤差を検出してしまう結果になる。 However, if the peak position P ′ (m) of the complex correlation strength of the preceding wave is recognized as the peak position used for frequency error detection in the m-th detection cycle, the cycle frequency error Δppm (m) becomes P Since it has a significant value based on '(m) -P peak (m), an erroneous frequency error is detected.

これを防ぐため、OFDM復調装置1は、m回目の検出サイクルにおいてはPpeak(m−1)±Wの範囲でのみピーク検出を行う。図9に示す例では、m回目の検出サイクルにおいて、先行波のピーク値(ピーク位置P’(m)におけるピーク値)は、遅延波のピーク値(ピーク位置Ppeak(m)におけるピーク値)よりも大きいが、Ppeak(m−1)±Wの範囲外であるため、OFDM復調装置1は、先行波のピーク位置P’(m)を検出対象外と判断し、Ppeak(m−1)±Wの範囲内にある遅延波のピーク位置Ppeak(m)を周波数誤差検出用のピーク位置と判断して周波数誤差を計算する。これにより、OFDM復調装置1は、Ppeak(m−1)とPpeak(m)とが同じ位置にあるため、図9に示す例のm回目の検出サイクルにおいて、サイクル周波数誤差をΔppm(m)=0と算出する。 In order to prevent this, the OFDM demodulator 1 performs peak detection only in the range of P peak (m−1) ± W in the m-th detection cycle. In the example shown in FIG. 9, in the m-th detection cycle, the peak value of the preceding wave (the peak value at the peak position P ′ (m)) is the peak value of the delayed wave (the peak value at the peak position P peak (m)). Since it is outside the range of P peak (m−1) ± W, the OFDM demodulator 1 determines that the peak position P ′ (m) of the preceding wave is not subject to detection, and P peak (m− 1) The frequency error is calculated by determining the peak position P peak (m) of the delayed wave within the range of ± W as the peak position for frequency error detection. Thereby, since the OFDM demodulator 1 has P peak (m−1) and P peak (m) at the same position, in the m-th detection cycle of the example shown in FIG. ) = 0.

この例ではピーク位置の検出範囲Wは一定としているが、初期の周波数誤差検出時には大きな周波数誤差を検出する必要があるためWを大きめに取り、周波数誤差検出が安定した後は微小な周波数誤差のみを検出すれば良い事からWを小さく取る構成であってもよい。つまり、OFDM復調装置1は、初期化直後からの経過時間や積分するシンボルの数や受信状況など受信装置の内部状態により、Wの値を変化させながらピーク位置を検出してもよい。   In this example, the detection range W of the peak position is constant. However, since it is necessary to detect a large frequency error when detecting an initial frequency error, a large frequency error is taken. After the frequency error detection is stabilized, only a small frequency error is detected. Therefore, it may be configured to take W small. In other words, the OFDM demodulator 1 may detect the peak position while changing the value of W according to the internal state of the receiver such as the elapsed time immediately after initialization, the number of symbols to be integrated, and the reception status.

なお、図26は、本発明に係るOFDM受信装置の構成例を示す図である。図26に示す構成は、先行波と遅延波の位置関係からマルチパスの間隔を解析し必要な位相補正量を計算し補正をかける。マルチパス時のFFT計算を考えたとき先行波の位置にFFT窓を設定すると遅延波は遅延分遅れてFFT計算回路に投入されるため位相回転が生じる。これを補正するために、図26に示すように、先行波(Tadv)と遅延波(Tdel)の各最適なFFT窓位置を301で計算した後、位相補正量を303計算し、FFT演算回路の出力に回転を与える事304で補正する。   FIG. 26 is a diagram illustrating a configuration example of an OFDM receiving apparatus according to the present invention. The configuration shown in FIG. 26 analyzes the multipath interval from the positional relationship between the preceding wave and the delayed wave, calculates the necessary phase correction amount, and applies the correction. Considering the FFT calculation at the time of multipath, if an FFT window is set at the position of the preceding wave, the delayed wave is delayed by the delay and is input to the FFT calculation circuit, causing phase rotation. In order to correct this, as shown in FIG. 26, after calculating the optimum FFT window positions of the preceding wave (Tadv) and the delayed wave (Tdel) at 301, the phase correction amount is calculated as 303, and the FFT operation circuit This is corrected by giving a rotation to the output.

〔実施形態2〕
(OFDM復調装置50の構成)
本実施形態に係るOFDM復調装置50の構成について、図12を参照して以下に説明する。図12は、OFDM復調装置50の要部構成を示すブロック図である。
[Embodiment 2]
(Configuration of OFDM demodulator 50)
The configuration of the OFDM demodulator 50 according to this embodiment will be described below with reference to FIG. FIG. 12 is a block diagram showing a main configuration of the OFDM demodulator 50.

図12に示すように、OFDM復調装置50は、アナログデジタル変換器(ADC)11と、サンプリング受信部12と、直交復調生成部13と、高速フーリエ変換演算部(FFT部)14と、遅延プロファイル・ピーク位置検出部15と、クロック周波数誤差検出部16と、高速フーリエ変換窓位置検出部(FFT窓位置検出部)17と、周波数発振器18と、サンプリング補正制御部20(サンプリングタイミング特定手段、FFT窓位置制御部)と、周波数誤差補正部21とを備えている。また、OFDM復調装置50は、チューナ10に接続されている。   As shown in FIG. 12, the OFDM demodulator 50 includes an analog-digital converter (ADC) 11, a sampling receiver 12, an orthogonal demodulation generator 13, a fast Fourier transform calculator (FFT unit) 14, a delay profile. Peak position detector 15, clock frequency error detector 16, fast Fourier transform window position detector (FFT window position detector) 17, frequency oscillator 18, sampling correction controller 20 (sampling timing specifying means, FFT) A window position control unit) and a frequency error correction unit 21. The OFDM demodulator 50 is connected to the tuner 10.

本実施形態に係るOFDM復調装置50は、遅延プロファイル・ピーク位置検出部15、クロック周波数誤差検出部16、サンプリング補正制御部20、および、周波数誤差補正部21によって周波数誤差を補正する構成である。周波数誤差の補正はOFDM復調過程において繰り返し行われる。OFDM復調装置50では、遅延プロファイル・ピーク位置検出部15にて複素相関強度のピーク位置が検出され、クロック周波数誤差検出部16にて複素相関強度のピーク位置に基づいて周波数誤差が検出され、この検出された周波数誤差に基づいてサンプリング補正制御部20にて生成された周波数誤差補正情報(例えば分数遅延量など)を用いて、周波数誤差補正部21が周波数誤差を補正する。周波数誤差補正部21は、真のサンプリングタイミングにおけるサンプリング値を補間することによって、周波数誤差を0もしくは0付近に近づける。   The OFDM demodulator 50 according to the present embodiment has a configuration in which the frequency error is corrected by the delay profile / peak position detector 15, the clock frequency error detector 16, the sampling correction controller 20, and the frequency error corrector 21. The correction of the frequency error is repeatedly performed in the OFDM demodulation process. In the OFDM demodulator 50, the delay profile / peak position detector 15 detects the peak position of the complex correlation strength, and the clock frequency error detector 16 detects the frequency error based on the peak position of the complex correlation strength. The frequency error correction unit 21 corrects the frequency error using frequency error correction information (for example, a fractional delay amount) generated by the sampling correction control unit 20 based on the detected frequency error. The frequency error correction unit 21 interpolates the sampling value at the true sampling timing to bring the frequency error to 0 or close to 0.

アナログデジタル変換器(ADC)11、サンプリング受信部12、直交復調生成部13、高速フーリエ変換演算部(FFT部)14、遅延プロファイル・ピーク位置検出部15、クロック周波数誤差検出部16、高速フーリエ変換窓位置検出部(FFT窓位置検出部)17、周波数発振器18については上述したため、ここではその説明を省略する。従って、ここでは、サンプリング補正制御部20及び周波数誤差補正部21についてのみ以下に説明する。   Analog-to-digital converter (ADC) 11, sampling receiver 12, quadrature demodulation generator 13, fast Fourier transform calculator (FFT unit) 14, delay profile / peak position detector 15, clock frequency error detector 16, fast Fourier transform Since the window position detection unit (FFT window position detection unit) 17 and the frequency oscillator 18 have been described above, description thereof is omitted here. Accordingly, only the sampling correction control unit 20 and the frequency error correction unit 21 will be described below.

サンプリング補正制御部20は、クロック周波数誤差検出部16からの周波数誤差に基づいて真のサンプリングタイミングを特定するための周波数誤差補正情報(例えば分数遅延量など)を周波数誤差補正部21に供給する。   The sampling correction control unit 20 supplies frequency error correction information (for example, a fractional delay amount) for specifying the true sampling timing to the frequency error correction unit 21 based on the frequency error from the clock frequency error detection unit 16.

周波数誤差補正部21は、分数遅延量によって特定される真のサンプリングタイミングにおけるサンプリング値を補間することによって周波数誤差を補正する。そして、周波数誤差補正部21は、補間後のサンプリングデータを直交復調生成部13に供給する。   The frequency error correction unit 21 corrects the frequency error by interpolating the sampling value at the true sampling timing specified by the fractional delay amount. Then, the frequency error correction unit 21 supplies the interpolated sampling data to the orthogonal demodulation generation unit 13.

実施形態1はPLLが供給する動作クロック周波数を補正するが、動作クロック周波数一定のまま補間処理というデータ処理で実効的に補正するのが本実施形態の特徴である。したがって、本実施形態に係るOFDM復調装置50は、検出した周波数誤差に基づいてサンプル系列信号に対する補間処理を行うことで周波数誤差を補正することができるため、PLLなどのクロック周波数を変更することができないOFDM復調装置においても、放送局から送出される放送波の伝送クロック周波数と受信装置におけるサンプリング周波数とのずれを補正することが可能となる。   In the first embodiment, the operation clock frequency supplied by the PLL is corrected. However, the feature of this embodiment is that the operation clock frequency is kept constant and is effectively corrected by data processing called interpolation processing. Therefore, since the OFDM demodulator 50 according to the present embodiment can correct the frequency error by performing interpolation processing on the sample series signal based on the detected frequency error, the clock frequency of the PLL or the like can be changed. Even in an OFDM demodulator that cannot be used, it is possible to correct a deviation between a transmission clock frequency of a broadcast wave transmitted from a broadcast station and a sampling frequency in the receiver.

(分数遅延フィルタ)
OFDM復調装置50では、分数遅延(補間)フィルタを用いて、サンプリングデータを補間することにより、周波数誤差を補正する。分数遅延フィルタとしては、例えば、Lagrange補間フィルタやFarrow型フィルタや変形Farrow型フィルタなどがある。なお、分数遅延フィルタの詳細については、例えば、「Multirate Signal Processing for Communication Systems」(Fredric Harris, 2004, Prentice Hall)の「Chapter 7. Resampling Filters」を参照されたい。
(Fractional delay filter)
The OFDM demodulator 50 corrects the frequency error by interpolating the sampling data using a fractional delay (interpolation) filter. Examples of the fractional delay filter include a Lagrange interpolation filter, a Farrow filter, and a modified Farrow filter. For details of the fractional delay filter, see, for example, “Chapter 7. Resampling Filters” of “Multirate Signal Processing for Communication Systems” (Fredric Harris, 2004, Prentice Hall).

入力されるサンプリンデータを{x(0),x(1),・・・,x(n−1),x(n),x(n+1),・・・}とすると、N次の分数遅延フィルタには、n番目のサンプリング値x(n)が入力された時点で、それ以前に入力されたN+1個のサンプリング値{x(n−N),x(n−N+1),・・・,x(n−1),x(n)}が格納されている。そして、分数遅延フィルタは、与えられた遅延量Dに対して、それ以前に入力されたN+1個のサンプリング値{x(n−N),x(n−N+1),・・・,x(n−1),x(n)}から、今入力されたサンプリング値x(n)に対してD遅延されたサンプリング値x(n−D)を補間処理により算出する。ここで、遅延量Dは、整数であっても、分数であってもよい。遅延量Dが整数の場合の補間処理を整数遅延処理と呼び、遅延量Dが分数の場合の補間処理を分数遅延処理と呼ぶ。図13は、x(4)が入力された直後の4次の分数遅延フィルタを示している。遅延量としてD=1+1/3が与えられた場合、図13に示したように、分数遅延フィルタは、それ以前に入力された5個のサンプリング値{x(0),x(1),x(2),x(3),x(4)}から、x(4−D)=x(2+2/3)を算出する分数遅延処理を行う。   If input sample data is {x (0), x (1),..., X (n−1), x (n), x (n + 1),. When the nth sampling value x (n) is input to the filter, N + 1 sampling values {x (n−N), x (n−N + 1),. x (n-1), x (n)} are stored. Then, the fractional delay filter performs N + 1 sampling values {x (n−N), x (n−N + 1),..., X (n) input before the given delay amount D. −1), x (n)}, a sampling value x (n−D) that is D-delayed with respect to the sampling value x (n) currently input is calculated by interpolation processing. Here, the delay amount D may be an integer or a fraction. Interpolation processing when the delay amount D is an integer is called integer delay processing, and interpolation processing when the delay amount D is a fraction is called fractional delay processing. FIG. 13 shows a fourth-order fractional delay filter immediately after x (4) is input. When D = 1 + 1/3 is given as a delay amount, as shown in FIG. 13, the fractional delay filter has five sampled values {x (0), x (1), x From (2), x (3), x (4)}, a fractional delay process is performed to calculate x (4-D) = x (2 + 2/3).

(Lagrange補間フィルタ)
図14を参照して、Lagrange補間フィルタについて説明する。図14は、FIR(Finite Impulse Response)フィルタの構成を示す図である。図14に示すFIRフィルタの係数は、数1によって定義される。
(Lagrange interpolation filter)
The Lagrange interpolation filter will be described with reference to FIG. FIG. 14 is a diagram illustrating a configuration of a FIR (Finite Impulse Response) filter. The coefficients of the FIR filter shown in FIG.

Figure 2010135900
Figure 2010135900

このFIRフィルタは、レジスタに保持された整数時間における離散化データから遅延量Dに対応する補間ポイントn−Dでの値を求める補間フィルタであり、一般にLagrange補間フィルタと呼ばれる。Lagrange補間フィルタは遅延量Dが分数でも有効であり、分数遅延フィルタを実現することが可能となる。Lagrange補間フィルタでは、時間とともに補間したいターゲットポイントが変わる場合、その都度、数4の演算によってフィルタ係数を算出する必要がある。ただし、1係数当たりN個の乗算器が必要となるため、FIRフィルタ全体でN個の乗算器が必要となる。このFIRフィルタの伝達関数(Z関数)は、数5によって表される。 This FIR filter is an interpolation filter for obtaining a value at an interpolation point n-D corresponding to the delay amount D from discretized data in integer time held in a register, and is generally called a Lagrange interpolation filter. The Lagrange interpolation filter is effective even when the delay amount D is a fraction, and a fractional delay filter can be realized. In the Lagrange interpolation filter, when the target point to be interpolated changes with time, it is necessary to calculate the filter coefficient by the calculation of Equation 4 each time. However, since one coefficient per N multipliers are required, N 2 multipliers across FIR filter is required. The transfer function (Z function) of this FIR filter is expressed by Equation 5.

Figure 2010135900
Figure 2010135900

また、このFIRフィルタの周波数特性は、数6によって表される。さらに、出力信号における遅延量の理論値Dint(以下、単に「遅延量Dint」と呼称する)は、数6の位相成分Θを用いて、数7によって表される。   Further, the frequency characteristic of this FIR filter is expressed by Equation 6. Further, the theoretical value Dint of the delay amount in the output signal (hereinafter simply referred to as “delay amount Dint”) is expressed by Equation 7 using the phase component Θ of Equation 6.

Figure 2010135900
Figure 2010135900

Figure 2010135900
Figure 2010135900

このFIRフィルタ、すなわち、Lagrange補間フィルタのフィルタ特性について、図15を用いて説明する。図15は、N=7のLagrange補間フィルタにおいて、遅延量Dを変化させた場合のフィルタ特性を示す図であり、(a)は振幅周波数特性を示す図であり、(b)は数7によって算出された遅延量Dintを示す図であり、(c)は振幅および位相の両方を考慮した信号雑音電力比(SNR)を示す図である。なお、図15において、横軸は、周波数fをサンプリング周波数Fsにより規格化した規格化周波数である。また、図15(a)の縦軸はデシベル(dB)、図15(b)の縦軸はサンプリング周期Tsである。   The filter characteristics of the FIR filter, that is, the Lagrange interpolation filter will be described with reference to FIG. FIG. 15 is a diagram illustrating filter characteristics when the delay amount D is changed in a Lagrange interpolation filter with N = 7, (a) is a diagram illustrating amplitude frequency characteristics, and (b) is It is a figure which shows the calculated delay amount Dint, (c) is a figure which shows the signal noise power ratio (SNR) which considered both the amplitude and the phase. In FIG. 15, the horizontal axis represents a normalized frequency obtained by normalizing the frequency f by the sampling frequency Fs. Further, the vertical axis in FIG. 15A is decibel (dB), and the vertical axis in FIG. 15B is the sampling period Ts.

図15(a)において|H|=0dBである周波数成分は、強度的には減衰しないでそのまま出力される。また、図15(b)より、出力信号から求めた遅延量Dintは、設定値Dと一致することがわかる。   In FIG. 15A, the frequency component with | H | = 0 dB is output as it is without being attenuated in strength. Further, it can be seen from FIG. 15B that the delay amount Dint obtained from the output signal matches the set value D.

そして、図15(a)において|H|=0dB、図15(b)においてDint≒Dとなる周波数領域が、このLagrange補間フィルタにおいて分数遅延処理の可能な周波数領域(以下では、分数遅延周波数領域と呼ぶ)となる。なお、Nを大きくすれば、分数遅延周波数領域は広がるが、回路規模も大きくなってしまう。   The frequency region where | H | = 0 dB in FIG. 15A and Dint≈D in FIG. 15B is a frequency region that can be subjected to fractional delay processing in this Lagrange interpolation filter (hereinafter, fractional delay frequency region). Called). Increasing N increases the fractional delay frequency region, but also increases the circuit scale.

(Farrow Structure)
以下に、Farrow型分数遅延フィルタおよび変形Farrow型分数遅延フィルタについて説明する。図16は、Farrow型分数遅延フィルタの構成を示す図である。図16に示すとおり、Farrow型分数遅延フィルタは、複数の次数NのFIRフィルタをHoner結合したものである。ここで、数8〜10によって定義される行列式を考えると、数11に示すC(z)によって、図16に示すFarrow型分数遅延フィルタを構成するFIRフィルタは定義される。つまり、数9(数10)の係数行列Qのn番目の列ベクトルq(k)が、FIRフィルタC(z)のフィルタ係数に相当する。
(Farrow Structure)
Hereinafter, the Farrow type fractional delay filter and the modified Farrow type fractional delay filter will be described. FIG. 16 is a diagram illustrating a configuration of a Farrow type fractional delay filter. As shown in FIG. 16, the Farrow-type fractional delay filter is obtained by Honer combining a plurality of N-order FIR filters. Here, considering the determinant defined by Equations 8 to 10, the FIR filter constituting the Farrow fractional delay filter shown in FIG. 16 is defined by C n (z) shown in Equation 11. That is, the n-th column vector q n (k) of the coefficient matrix Q of Equation 9 (Equation 10) corresponds to the filter coefficient of the FIR filter C n (z).

Figure 2010135900
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Figure 2010135900
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Figure 2010135900
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Figure 2010135900
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Farrow型分数遅延フィルタも、Lagrange補間フィルタと同様、任意の遅延量Dでの補間が可能となる。しかし、Farrow型分数遅延フィルタでは、遅延量Dに関する乗算は全部でN−1である。したがって、Lagrange補間フィルタよりもFarrow型分数遅延フィルタの方が小さい回路規模で構成可能となる。   As with the Lagrange interpolation filter, the Farrow type fractional delay filter can also be interpolated with an arbitrary delay amount D. However, in the Farrow type fractional delay filter, the multiplications for the delay amount D are all N-1. Therefore, the Farrow type fractional delay filter can be configured with a smaller circuit scale than the Lagrange interpolation filter.

Farrow型分数遅延フィルタのフィルタ特性について、図17を用いて説明する。図17は、N=7のFarrow型分数遅延フィルタにおいて、遅延量Dを変化させた場合のフィルタ特性を示す図であり、(a)は振幅周波数特性を示す図であり、(b)は数7によって算出された遅延量Dintを示す図であり、(c)は振幅および位相の両方を考慮した信号雑音電力比(SNR)を示す図である。図17の縦軸および横軸は、図15と同様である。図15と同様、図17(a)において|H|=0dBである周波数成分(f≒−0.2Fs〜+0.2Fs)は、強度的には減衰しないでそのまま出力される。また、図17(b)より、出力信号から求めた遅延量Dintは、設定値Dと一致することがわかる。   The filter characteristics of the Farrow type fractional delay filter will be described with reference to FIG. FIG. 17 is a diagram showing filter characteristics when the delay amount D is changed in a Farrow type fractional delay filter of N = 7, (a) is a diagram showing amplitude frequency characteristics, and (b) is a number. 7 is a diagram illustrating a delay amount Dint calculated by 7 and (c) is a diagram illustrating a signal noise power ratio (SNR) in consideration of both amplitude and phase. The vertical and horizontal axes in FIG. 17 are the same as those in FIG. As in FIG. 15, the frequency component (f≈−0.2 Fs to +0.2 Fs) with | H | = 0 dB in FIG. Further, FIG. 17B shows that the delay amount Dint obtained from the output signal matches the set value D.

なお、フィルタ係数の次数は、本発明を実際のシステムに適用する際に何を重視するかに応じて異なり、特に限定はされない。例えば、実際の補間タイミングを重視する場合には、図17(b)においてDint≒Dとなる周波数領域が、このFarrow型分数遅延フィルタで分数遅延処理が可能な周波数領域で検討する。また、振幅と位相をトータルに考慮したSNRで検討する方法もある。例えば、変調方式がQPSKの所要CNR(Carrier to Noise Ratio)は、符号化率によって微妙に変化するが4dB付近である。この場合には、SNR≧20dBの演算誤差は無視できる。したがって、図17の特性を有するフィルタでは、図17(c)より、f=−0.3Fs〜+0.3Fsの周波数帯域成分でSNR≧20dBの演算誤差が確保可能である。一方、64QAMの所要CNは、符号化率によって微妙に変化するが、20dB付近である。この場合には、SNR≒20dBの演算精度は、所要CNに影響を与えてしまうので、30dBもしくは40dB以上の演算精度が必要となる。図17(c)より、f=−0.2Fs〜+0.2Fsの周波数帯域成分でSNR≧40dBの演算誤差が確保可能である。このように、変調方式や符号化率等のパラメータが決まれば、必要な演算精度がきまる。要求する演算精度とフィルタの演算精度の比較で、フィルタ次数Nが決定できる。   The order of the filter coefficients differs depending on what is important when applying the present invention to an actual system, and is not particularly limited. For example, when emphasis is placed on the actual interpolation timing, the frequency region where Dint≈D in FIG. 17B is considered in the frequency region where fractional delay processing is possible with this Farrow type fractional delay filter. There is also a method of studying with an SNR considering the amplitude and phase in total. For example, the required CNR (Carrier to Noise Ratio) when the modulation method is QPSK slightly changes depending on the coding rate, but is around 4 dB. In this case, the calculation error of SNR ≧ 20 dB can be ignored. Therefore, in the filter having the characteristics of FIG. 17, it is possible to secure a calculation error of SNR ≧ 20 dB in the frequency band component of f = −0.3 Fs to +0.3 Fs from FIG. On the other hand, the required CN of 64QAM varies slightly depending on the coding rate, but is around 20 dB. In this case, since the calculation accuracy of SNR≈20 dB affects the required CN, a calculation accuracy of 30 dB or 40 dB or more is required. From FIG. 17C, it is possible to secure a calculation error of SNR ≧ 40 dB in the frequency band component of f = −0.2 Fs to +0.2 Fs. Thus, if parameters such as the modulation method and coding rate are determined, the required calculation accuracy is determined. The filter order N can be determined by comparing the required calculation accuracy with the calculation accuracy of the filter.

Farrow型分数遅延フィルタの変形版として、変形Farrow型分数遅延フィルタがある。ここで行列T、行列Q’をそれぞれ数12、数13で定義すると、数14のC’n(z)で定義される複数のFIRフィルタを図16のようにHoner結合したものを、変形型Farrow型分数遅延フィルタと呼ぶ。つまり、Farrow型分数遅延フィルタと変形Farrow型分数遅延フィルタとでは、いずれも図16に示す構成であって、係数だけが異なる。   A modified Farrow type fractional delay filter is a modified Farrow type fractional delay filter. Here, when the matrix T and the matrix Q ′ are defined by Equations 12 and 13, respectively, a combination of a plurality of FIR filters defined by C′n (z) of Equation 14 and Honer combination as shown in FIG. This is called a Farrow type fractional delay filter. That is, the Farrow-type fractional delay filter and the modified Farrow-type fractional delay filter both have the configuration shown in FIG. 16, and only the coefficients are different.

Figure 2010135900
Figure 2010135900

Figure 2010135900
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Figure 2010135900
Figure 2010135900

Farrow型分数遅延フィルタと変形Farrow型分数遅延フィルタは、補間ポイントの設定の仕方が異なるが、分数遅延処理という機能は共通である。Farrow型フィルタに与える遅延量Dは、図16のシフトレジスタの段数を考慮して、round(N/2)−1/2<D<round(N/2)+1/2(ここで、round(x)はxの四捨五入値)の範囲内で設定される。すなわち、round(N/2)を中心に±1/2の範囲内で設定される。一方、変形Farrow型フィルタに与える遅延量D´は、0を中心に±1/2の範囲内で設定される。すなわち、遅延量D’は、−1/2<D'<+1/2の範囲内で設定される。このように、遅延量の設定方法は異なる。しかし、遅延量Dと遅延量D’とがD’=D−round(N/2)の関係を満たすとき、Farrow型の遅延量Dに対する補間処理は、変形Farrow型の遅延量D’に対する補間処理に相当する。   The Farrow-type fractional delay filter and the modified Farrow-type fractional delay filter differ in the way of setting interpolation points, but share the function of fractional delay processing. The delay amount D given to the Farrow filter is round (N / 2) −1/2 <D <round (N / 2) +1/2 (where round (N / 2) −1/2 <D <round (N / 2) +1/2) in consideration of the number of stages of the shift register in FIG. x) is set within the range of the rounded value of x). That is, it is set within a range of ± 1/2 centering on round (N / 2). On the other hand, the delay amount D ′ applied to the modified Farrow filter is set within a range of ± 1/2 centering on 0. That is, the delay amount D ′ is set within a range of −1/2 <D ′ <+ 1/2. Thus, the delay amount setting method is different. However, when the delay amount D and the delay amount D ′ satisfy the relationship D ′ = D−round (N / 2), the interpolation processing for the Farrow type delay amount D is performed for the modified Farrow type delay amount D ′. It corresponds to processing.

以下の説明では、Lagrange補間フィルタまたはFarrow型分数遅延フィルタを利用する場合には、そのフィルタに遅延量Dを入力するものとし、変形Farrow型分数遅延フィルタを利用する場合には、そのフィルタに遅延量D’を入力するものとする。なお、Lagrange補間フィルタもしくはFarrow型分数遅延フィルタは、round(N/2)−1/2〜round(N/2)+1/2の範囲外にある遅延量Dを与えられた場合でも補間可能である。すなわち、遅延量Dを、例えば、round(N/2)+1もしくはround(N/2)−1を中心に±1/2のサンプリング点の範囲内で設定してもよい。また、round(N/2)からround(N/2)+1の範囲で設定してもよい。同様に、Farrow型分数遅延フィルタの分数遅延量D‘についても、0<D'<+1、もしくは、−1<D'<0の範囲で設定してもよい。   In the following description, when a Lagrange interpolation filter or a Farrow type fractional delay filter is used, the delay amount D is input to the filter. When a modified Farrow type fractional delay filter is used, a delay is applied to the filter. Assume that the quantity D ′ is entered. The Lagrange interpolation filter or Farrow type fractional delay filter can be interpolated even when a delay amount D outside the range of round (N / 2) -1/2 to round (N / 2) +1/2 is given. is there. That is, the delay amount D may be set, for example, within a range of ± 1/2 sampling points centered around round (N / 2) +1 or round (N / 2) −1. Alternatively, it may be set in the range of round (N / 2) to round (N / 2) +1. Similarly, the fractional delay amount D ′ of the Farrow type fractional delay filter may be set in the range of 0 <D ′ <+ 1 or −1 <D ′ <0.

Lagrange補間フィルタと同様に、図17(a)で|H|=0dB、図17(b)でDint≒Dとなる周波数領域が、このFarrow型分数遅延フィルタで分数遅延処理が可能な周波数領域となる。また、分数遅延周波数領域は、回路規模に比例する。   Similar to the Lagrange interpolation filter, the frequency region in which | H | = 0 dB in FIG. 17A and Dint≈D in FIG. 17B is the frequency region in which fractional delay processing is possible with this Farrow type fractional delay filter. Become. Further, the fractional delay frequency region is proportional to the circuit scale.

なお、図15に示すN=7のLagrange補間フィルタや図17に示すFarrow型分数遅延フィルタでは、D=3〜4の分数遅延処理により、分数遅延周波数領域を広く確保することが可能である。このようにN次の分数遅延フィルタは、Farrow型分数遅延フィルタの場合にはround(N/2)−1/2〜round(N/2)+1/2の範囲の分数遅延処理によって、変形Farrow型分数遅延フィルタの場合にはD=-1/2〜+1/2の分数遅延処理によって、分数遅延周波数領域を広く確保することが可能である。   Note that the N = 7 Lagrange interpolation filter shown in FIG. 15 and the Farrow-type fractional delay filter shown in FIG. 17 can ensure a wide fractional delay frequency region by the fractional delay processing of D = 3-4. Thus, in the case of the Farrow type fractional delay filter, the Nth order fractional delay filter is modified Farrow by performing fractional delay processing in the range of round (N / 2) −½ to round (N / 2) + ½. In the case of a type fractional delay filter, a wide fractional delay frequency region can be secured by fractional delay processing of D = −1 / 2 to +1/2.

(周波数誤差補正)
上述したとおり、本発明に係るOFDM復調装置50では、周波数誤差補正部21とFFT部14とによって、周波数誤差を補正する。
(Frequency error correction)
As described above, in the OFDM demodulator 50 according to the present invention, the frequency error is corrected by the frequency error correction unit 21 and the FFT unit 14.

周波数誤差検出部16は、デジタル放送波のキャリア周波数(すなわち、送信側でのOFDM変調におけるサンプリング周波数)とOFDM復調装置50においてPLLから供給される動作クロック周波数(すなわち、受信側でのOFDM復調におけるサンプリング周波数)との周波数誤差αを検出し、サンプリング補正制御部20に供給する。ここで、送信側でのOFDM変調により得られたデジタル信号が、特許請求の範囲における第1のサンプリングタイミングでサンプリングされた第1のサンプル系列信号に対応する。そして、受信側でのOFDM復調の対象となるデジタル信号(ADC11により生成されるデジタル信号)が、特許請求の範囲における第2のサンプリングタイミングでサンプリングして生成される第2のサンプル系列信号に対応する。   The frequency error detection unit 16 includes a carrier frequency of a digital broadcast wave (that is, a sampling frequency in OFDM modulation on the transmission side) and an operation clock frequency supplied from the PLL in the OFDM demodulator 50 (that is, in OFDM demodulation on the reception side). The frequency error α with respect to the sampling frequency is detected and supplied to the sampling correction control unit 20. Here, the digital signal obtained by OFDM modulation on the transmission side corresponds to the first sample series signal sampled at the first sampling timing in the claims. And the digital signal (digital signal generated by the ADC 11) subject to OFDM demodulation on the receiving side corresponds to the second sample series signal generated by sampling at the second sampling timing in the claims. To do.

サンプリング補正制御部20は、周波数誤差αから、周波数誤差を補正するための情報として、サンプリングタイミング誤差を算出し、その分数部分を周波数誤差補正部21に供給する。サンプリングタイミング誤差は、OFDM復調装置50において受信したデジタル放送波をサンプリングするときのサンプリングタイミングと、真のサンプリングタイミング(放送局でのOFDM変調時のサンプリングタイミング)との差である。サンプリング補正制御部20におけるサンプリングタイミング誤差の算出方法について、より詳細に説明すれば以下のとおりである。   The sampling correction control unit 20 calculates a sampling timing error as information for correcting the frequency error from the frequency error α, and supplies the fractional part to the frequency error correction unit 21. The sampling timing error is the difference between the sampling timing when sampling the digital broadcast wave received by the OFDM demodulator 50 and the true sampling timing (sampling timing at the time of OFDM modulation at the broadcasting station). The method for calculating the sampling timing error in the sampling correction control unit 20 will be described in more detail as follows.

OFDM復調装置50における受信側サンプリング周波数をF's、真のサンプリング周波数をFs、真のサンプリングクロック周期をTsとすると、受信側サンプリングクロック周期T'sは、周波数誤差αを用いて数15によって表される。   In the OFDM demodulator 50, assuming that the receiving side sampling frequency is F's, the true sampling frequency is Fs, and the true sampling clock period is Ts, the receiving side sampling clock period T's is expressed by Equation 15 using the frequency error α.

Figure 2010135900
Figure 2010135900

また、クロック1周期あたりのサンプリングタイミング誤差δTs(受信側サンプリングクロック周期T'sに対する、真のサンプリングクロック周期Tsのズレ)は、数16によって表される。   Further, the sampling timing error δTs per clock cycle (deviation of the true sampling clock cycle Ts with respect to the receiving-side sampling clock cycle T ′s) is expressed by Equation 16.

Figure 2010135900
Figure 2010135900

そして、例えば、OFDM復調装置50においてMT's時間が経ったときには、全誤差は、数16に示すδTsのM倍となる。したがって、受信側サンプリング周波数F'sで動作する分数遅延フィルタでサンプリングタイミング誤差MδTs(秒単位)を補正すれば、真のサンプリングタイミングでの値を抽出することが可能となる。   For example, when the MT's time has elapsed in the OFDM demodulator 50, the total error is M times δTs shown in Equation 16. Therefore, if the sampling timing error MδTs (in seconds) is corrected with a fractional delay filter that operates at the receiving-side sampling frequency F ′s, it is possible to extract a value at the true sampling timing.

サンプリング補正制御部20は、サンプリングタイミング誤差を、秒単位ではなく、受信側サンプリングクロック周期単位で算出する。すなわち、サンプリング補正制御部20は、数17によって周波数誤差αからサンプリングタイミング誤差Δを算出する。   The sampling correction control unit 20 calculates the sampling timing error not in units of seconds but in units of reception side sampling clock cycles. That is, the sampling correction control unit 20 calculates the sampling timing error Δ from the frequency error α according to Equation 17.

Figure 2010135900
Figure 2010135900

そして、サンプリング補正制御部20は、算出したサンプリングタイミング誤差Δを、整数部Δintと分数部分(小数部)Δfracとに分解する(Δ=Δint+Δfrac)。そして、サンプリングタイミング誤差Δの分数部Δfracを、サンプリングタイミング誤差情報として周波数誤差補正部21に与え、また、サンプリングタイミング誤差Δの整数部Δintを、サンプリングタイミング誤差情報としてFFT部14に与える。   Then, the sampling correction control unit 20 decomposes the calculated sampling timing error Δ into an integer part Δint and a fractional part (fractional part) Δfrac (Δ = Δint + Δfrac). Then, the fractional part Δfrac of the sampling timing error Δ is given to the frequency error correction part 21 as sampling timing error information, and the integer part Δint of the sampling timing error Δ is given to the FFT part 14 as sampling timing error information.

周波数誤差補正部21は、サンプリングタイミング誤差情報Δfracを受け取ると、サンプリングタイミング誤差情報Δfracに応じた分数遅延フィルタ処理を実行する。例えば、分数遅延フィルタとしてN次のLagrangeフィルタまたはFarrow型分数遅延フィルタを用いる場合、D=round(N/2)−Δfracを分数遅延フィルタに入力することによって、真のサンプリングタイミングにおけるサンプル値を得る。また、分数遅延フィルタとしてN次の変形Farrow型分数遅延フィルタを用いる場合には、D’=−Δfracを分数遅延フィルタに入力することによって、真のサンプリングタイミングにおけるサンプル値を得る。   When the frequency error correction unit 21 receives the sampling timing error information Δfrac, the frequency error correction unit 21 performs a fractional delay filter process according to the sampling timing error information Δfrac. For example, when an Nth-order Lagrange filter or Farrow type fractional delay filter is used as the fractional delay filter, D = round (N / 2) −Δfrac is input to the fractional delay filter to obtain a sample value at the true sampling timing. . When an Nth-order modified Farrow-type fractional delay filter is used as the fractional delay filter, D ′ = − Δfrac is input to the fractional delay filter to obtain a sample value at the true sampling timing.

一方、FFT部14は、受信側サンプリング周波数F'sで動作しており、FFT演算の開始時刻を受信側サンプリングクロック周期T's単位でシフトさせることができる。そして、サンプリングタイミング誤差情報Δの整数部Δintが変化したら、すなわち、サンプリングタイミング誤差MδTs(秒単位)が±T's変化したら、それを相殺するようにFFT演算の開始位置を±T'sシフトさせる。   On the other hand, the FFT unit 14 operates at the reception-side sampling frequency F ′s, and can shift the FFT calculation start time in units of the reception-side sampling clock period T ′s. When the integer part Δint of the sampling timing error information Δ changes, that is, when the sampling timing error MδTs (in seconds) changes by ± T ′s, the FFT calculation start position is shifted by ± T ′s so as to cancel it.

この様に、サンプリングタイミング誤差情報Δの分数部Δfracを周波数誤差補正部21で、整数部ΔintをFFT演算部14で補正することによって、サンプリングタイミング誤差情報Δ全体の補正が可能となる。   In this way, by correcting the fractional part Δfrac of the sampling timing error information Δ by the frequency error correction unit 21 and the integer part Δint by the FFT operation unit 14, the entire sampling timing error information Δ can be corrected.

より具体的には、周波数誤差補正部21は、Lagrangeフィルタの場合には数18によって、Farrow型分数遅延フィルタの場合には数19によって、変形Farrow型分数遅延フィルタの場合には数20によって、遅延量DまたはD'に対応する補間ポイントにおけるサンプリング値を補間する。Lagrange補間フィルタおよびFarrow型分数遅延フィルタは、上述したように、n番目のサンプリング値x(n)が入力された時点で、D遅延されたサンプリング値x(n−D)を補間により求める。具体的には、Lagrange補間フィルタは、N+1個のサンプリング値{x(n−N),x(n−N+1),・・・,x(n−1),x(n)}を参照して、数18に従ってx(n−D)を算出する。また、Farrow型分数遅延フィルタは、N+1個のサンプリング値{x(n−N),x(n−N+1),・・・,x(n−1),x(n)}を参照して、数19に従ってx(n−D)を算出する。また、変形Farrow型分数遅延フィルタは、N+1個のサンプリング値{x(n−N),x(n−N+1),・・・,x(n−1),x(n)}を参照して、数20に従ってx(n−D)を算出する。ただし、数20からも分かるように、x(n−D)を算出する際、変形Farrow型分数遅延フィルタには、遅延量Dそのものではなく、D’=D−round(N/2)を指定(入力)する必要がある。   More specifically, the frequency error correction unit 21 uses the equation 18 for the Lagrange filter, the equation 19 for the Farrow type fractional delay filter, and the equation 20 for the modified Farrow type fractional delay filter. The sampling value at the interpolation point corresponding to the delay amount D or D ′ is interpolated. As described above, the Lagrange interpolation filter and the Farrow-type fractional delay filter obtain the D-delayed sampling value x (n−D) by interpolation when the n-th sampling value x (n) is input. Specifically, the Lagrange interpolation filter refers to N + 1 sampling values {x (n−N), x (n−N + 1),..., X (n−1), x (n)}. , X (n−D) is calculated according to Equation 18. Further, the Farrow type fractional delay filter refers to N + 1 sampling values {x (n−N), x (n−N + 1),..., X (n−1), x (n)}, X (n−D) is calculated according to Equation 19. The modified Farrow-type fractional delay filter refers to N + 1 sampling values {x (n−N), x (n−N + 1),..., X (n−1), x (n)}. , X (n−D) is calculated according to Equation 20. However, as can be seen from Equation 20, when calculating x (n−D), D ′ = D-round (N / 2) is designated for the modified Farrow type fractional delay filter, not the delay amount D itself. (Input) needs to be done.

Figure 2010135900
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Figure 2010135900
Figure 2010135900

Figure 2010135900
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上述したとおり、LagrangeフィルタおよびFarrow型分数遅延フィルタには、D=round(N/2)−Δfracを入力すれば良い。一方、変形Farrow型分数遅延フィルタには、D’=−Δfracを入力すれば良い。これによって、LagrangeフィルタまたはFarrow型分数遅延フィルタを分数遅延フィルタとして用いる場合にも、変形Farrow型分数遅延フィルタを分数遅延フィルタとして用いる場合にも、サンプリング周期T's内の同じタイミングで補間を行うことができる。   As described above, D = round (N / 2) −Δfrac may be input to the Lagrange filter and the Farrow-type fractional delay filter. On the other hand, D ′ = − Δfrac may be input to the modified Farrow type fractional delay filter. As a result, interpolation can be performed at the same timing within the sampling period T's whether the Lagrange filter or the Farrow type fractional delay filter is used as a fractional delay filter or when the modified Farrow type fractional delay filter is used as a fractional delay filter. it can.

なお、DおよびD’は遅延量なので現在から過去に向かってその時間軸が設定されている。一方、タイミング誤差情報Δは現在から未来に向かって時間軸が設定されているので、Δfracの前にマイナス符号をつけた。フィルタの実装でDやD’の時間軸が、Δと同様に現在から未来に定義されている場合にはD=round(N/2)+Δfrac、D’=+Δfracとなる。この様に分数遅延フィルタに分数部Δfracを入力する場合には、Δfrac、D、D’における時間軸の向きに注意する必要がある。   Since D and D 'are delay amounts, their time axes are set from the present to the past. On the other hand, since the time axis of the timing error information Δ is set from the present to the future, a minus sign is added before Δfrac. When the time axis of D or D ′ is defined from the present to the future in the implementation of the filter, D = round (N / 2) + Δfrac and D ′ = + Δfrac. Thus, when the fractional part Δfrac is input to the fractional delay filter, it is necessary to pay attention to the direction of the time axis in Δfrac, D, and D ′.

なお、分数部Δfracの取りうる範囲は、−0.5≦Δfrac<+0.5や、0≦Δfrac<+1などが考えられる。実装に用いるサンプリング値予測手段の特性や、制御回路の仕様などから、最適な定義を採用して問題無い。整数部は分数部Δfracにあわせて定義すればよい。   Note that the possible range of the fractional part Δfrac may be −0.5 ≦ Δfrac <+0.5 or 0 ≦ Δfrac <+1. There is no problem in adopting an optimal definition based on the characteristics of the sampling value prediction means used for the implementation and the specifications of the control circuit. The integer part may be defined in accordance with the fractional part Δfrac.

なお、数19のフィルタ係数qn(k)は、数10の行列Qの要素Q(n,k)であり、Σqn(k)x(n−k)が図16に示すFarrow型フィルタを構成する各FIRフィルタCn(z)に相当し、Σ{D(Σqn(k)x(n−k))}が図16に示すHonerの方法に相当する。また、数20のフィルタ係数q'n(k)は、数13の行列Q'の要素Q'(n,k)である。 Note that the filter coefficient qn (k) in Expression 19 is an element Q (n, k) of the matrix Q in Expression 10, and Σq n (k) x (n−k) constitutes the Farrow type filter shown in FIG. 16 corresponds to each FIR filter Cn (z), and Σ {D n (Σq n (k) x (nk))} corresponds to the Honer method shown in FIG. Further, the filter coefficient q′n (k) of Expression 20 is an element Q ′ (n, k) of the matrix Q ′ of Expression 13.

そして、本実施形態に係るOFDM復調装置50では、周波数誤差検出部16、サンプリング補正制御部20、周波数誤差補正部21、および、FFT部14における以上の処理を繰り返すことにより、周波数誤差補正部21の出力時点での周波数誤差を0もしくは0近傍に収束させる。   In the OFDM demodulator 50 according to the present embodiment, the frequency error correction unit 21 is repeated by repeating the above processing in the frequency error detection unit 16, the sampling correction control unit 20, the frequency error correction unit 21, and the FFT unit 14. The frequency error at the time of output is converged to 0 or near 0.

OFDM復調装置50における周波数誤差の補正について図18および図19を用いて、処理概要を説明すれば以下のとおりである。   The correction of the frequency error in the OFDM demodulator 50 will be described as follows with reference to FIGS. 18 and 19.

図18は、OFDM復調装置50のサンプリングタイミングと真のサンプリングタイミングとのサンプリングタイミング誤差を説明する図である。図18に示す例では、OFDM復調装置50の動作クロックのサイクルはT'sであり、T'sごとにサンプリングが行われるが、放送局でのデジタルベースバンド処理におけるサンプリングのクロックサイクルはTsであり、1周期ごとにδTsの誤差が発生する様子が示されている。ここで、OFDM復調装置50のサンプリングタイミングと真のサンプリングタイミングとが一致しているタイミングをt=0とすると、t=T'sのサンプリング時のタイミング誤差はδTs、t=2T'sのサンプリング時のタイミング誤差はδTs×2、t=3T'sのサンプリング時のタイミング誤差はδTs×3となる。つまり、t=MT'sのサンプリング時のタイミング誤差は、MδTsとなる。   FIG. 18 is a diagram for explaining a sampling timing error between the sampling timing of the OFDM demodulator 50 and the true sampling timing. In the example shown in FIG. 18, the operation clock cycle of the OFDM demodulator 50 is T's, and sampling is performed every T's. However, the sampling clock cycle in the digital baseband processing at the broadcasting station is Ts, and one cycle A state in which an error of δTs occurs for each time is shown. Here, if the timing at which the sampling timing of the OFDM demodulator 50 coincides with the true sampling timing is t = 0, the timing error at the time of sampling at t = T ′s is δTs, and the timing error at the time of sampling at t = 2T ′s. Is δTs × 2, and the timing error at the time of sampling at t = 3T ′s is δTs × 3. That is, the timing error at the time of sampling at t = MT ′s is MδTs.

このとき、サンプリング補正制御部20が、周波数誤差検出部16から受け取った周波数誤差αを用いて、数17によってサンプリングタイミング誤差Δ=Mαを算出する。そして、サンプリングタイミング誤差Δの分数部Δfracを周波数誤差補正部21に供給し、サンプリングタイミング誤差Δの整数部ΔintをFFT部14に供給する。そして、周波数誤差補正部21は、サンプリングタイミング誤差Δの分数部Δfracを参照して、真のサンプリングタイミングにおけるサンプリング値を算出し、FFT部14は、サンプリングタイミング誤差Δの整数部Δintを参照してFFT演算の開始位置をシフトする。   At this time, the sampling correction control unit 20 calculates the sampling timing error Δ = Mα by Equation 17 using the frequency error α received from the frequency error detection unit 16. Then, the fractional part Δfrac of the sampling timing error Δ is supplied to the frequency error correction unit 21, and the integer part Δint of the sampling timing error Δ is supplied to the FFT unit 14. Then, the frequency error correction unit 21 refers to the fractional part Δfrac of the sampling timing error Δ to calculate the sampling value at the true sampling timing, and the FFT unit 14 refers to the integer part Δint of the sampling timing error Δ. Shift the start position of the FFT operation.

なお、Lagrangeフィルタは、フィルタ係数h(k,D)を変えない限り、同じ補間ポイントにおける補間値を算出する。一方、Farrow型分数遅延フィルタ、および、変形Farrow型分数遅延フィルタは、フィルタ係数qn(k)、および、q'n(k)のいずれも常に固定であるものの、図16に示す乗算器(×D)の値を変えることにより、補間処理を行うポイントをダイナミックに変えることが可能である。   The Lagrange filter calculates an interpolation value at the same interpolation point unless the filter coefficient h (k, D) is changed. On the other hand, in the Farrow type fractional delay filter and the modified Farrow type fractional delay filter, although both the filter coefficients qn (k) and q′n (k) are always fixed, the multiplier (× By changing the value of D), it is possible to dynamically change the point at which interpolation processing is performed.

図19は、変形Farrow型分数遅延フィルタを用いた補間処理のイメージを示す図であって、(a)はあるサンプリングタイミング(t=4T's)における補間処理のイメージを示す図であり、(b)は(a)の次のサンプリングタイミング(t=5T's)における補間処理のイメージを示す図である。   FIG. 19 is a diagram showing an image of interpolation processing using a modified Farrow type fractional delay filter, and FIG. 19A is a diagram showing an image of interpolation processing at a certain sampling timing (t = 4T ′s), and FIG. FIG. 4 is a diagram showing an image of interpolation processing at the next sampling timing (t = 5T ′s) of (a).

図19に示す例では、時刻t=4T'sにおいては、(a)に示したように、レジスタに格納されているX(0)〜X(4)の5つのサンプリング値から、真のサンプリングタイミング(遅延量D'に対応する補間ポイント)におけるサンプリング値X(4−D)=X(2−D’)を算出し、時刻t=5T’sにおいては、(b)に示したように、レジスタに格納されているX(1)〜X(5)の5つのサンプリング値から、真のサンプリングタイミングにおけるサンプリング値X(5−D)=X(3−D’)を算出する。図19に示す変形Farrow型分数遅延フィルタの例では、遅延量D’=−Δfracであり、周波数誤差補正部21が、数20の演算を行う。   In the example shown in FIG. 19, at time t = 4T's, as shown in (a), the true sampling timing (from the five sampling values X (0) to X (4) stored in the register ( The sampling value X (4-D) = X (2-D ′) at the interpolation point corresponding to the delay amount D ′ is calculated, and stored in the register at time t = 5T ′s as shown in FIG. The sampling value X (5-D) = X (3-D ′) at the true sampling timing is calculated from the five sampling values X (1) to X (5). In the example of the modified Farrow-type fractional delay filter shown in FIG. 19, the delay amount D ′ = − Δfrac, and the frequency error correction unit 21 performs the calculation of Equation 20.

これにより、OFDM復調装置50における各サンプリングタイミングにおいて、真のサンプリングタイミング(OFDM変調を行う放送局でのサンプリングタイミング)におけるデータが順次補間されるため、周波数誤差を補正することが可能となる。   As a result, at each sampling timing in the OFDM demodulator 50, data at the true sampling timing (sampling timing at a broadcasting station that performs OFDM modulation) is sequentially interpolated, so that the frequency error can be corrected.

なお、本発明に係るOFDM復調装置は、ダイレクトコンバージョン方式のチューナーに接続して用いられる構成であってもよい。チューナーは、放送局からのデジタル放送波を受信し、直交復調してIチャネル信号とQチャネル信号とからなるベースバンドOFDM信号を生成し、OFDM復調装置に供給する。チューナーからのIチャンネル信号およびQチャネル信号に対して、上述したサンプリング受信および周波数誤差の補正を行い、OFDM復調装置50と同じ動作によって周波数誤差を補正する。   The OFDM demodulator according to the present invention may be configured to be connected to a direct conversion type tuner. The tuner receives a digital broadcast wave from a broadcast station, orthogonally demodulates it, generates a baseband OFDM signal composed of an I channel signal and a Q channel signal, and supplies the baseband OFDM signal to an OFDM demodulator. The above-described sampling reception and frequency error correction are performed on the I channel signal and Q channel signal from the tuner, and the frequency error is corrected by the same operation as the OFDM demodulator 50.

また、図20は、分数遅延フィルタを用いたクロック周波数誤差を補正する構成の例を示す図である。本実施の形態に係るOFDM復調装置50は、図20に示すような構成例によっても実現可能である。   FIG. 20 is a diagram illustrating an example of a configuration for correcting a clock frequency error using a fractional delay filter. The OFDM demodulator 50 according to the present embodiment can also be realized by a configuration example as shown in FIG.

(オーバーサンプリング)
オーバーサンプリングを用いて周波数誤差を補正する構成における分数遅延フィルタの処理とその制御について説明する。なお、OFDM復調装置50では、ADC11、または、サンプリング受信部12においてオーバーサンプリングが行われる。
(Oversampling)
The processing and control of the fractional delay filter in the configuration for correcting the frequency error using oversampling will be described. In the OFDM demodulator 50, the ADC 11 or the sampling receiver 12 performs oversampling.

Lagrange補間フィルタやFarrow型分数遅延フィルタは、図15や図17に示すように、ナイキスト領域全体が分数遅延周波数領域とはならない。仮に、ナイキスト領域の80%程度の範囲を分数遅延周波数領域にするには、Lagrange補間フィルタやFarrow型分数遅延フィルタの次数は、N≧200となるため、回路実装が現実的ではなくなる。   In the Lagrange interpolation filter and the Farrow type fractional delay filter, as shown in FIGS. 15 and 17, the entire Nyquist region is not the fractional delay frequency region. If the range of about 80% of the Nyquist region is set to the fractional delay frequency region, the order of the Lagrange interpolation filter or the Farrow type fractional delay filter is N ≧ 200, so that circuit implementation is not practical.

そこで、用途に応じて要求される分数遅延周波数領域を確保できるフィルタを設計することになる。つまり、所望する分数遅延周波数領域の幅をFとして、f=−F/2〜+F/2の範囲において分数遅延処理の可能なフィルタを設計することを考える。実際のOFDM復調装置の設計では、OFDM波の周波数帯域において許容されるキャリア周波数誤差のマージンの和がFに相当する。 Therefore, a filter that can secure the fractional delay frequency region required according to the application is designed. In other words, the width of the desired fractional delay frequency domain as F 1, consider designing a possible filter fractional delay process in the range of f = -F 1 / 2~ + F 1/2. The actual design of OFDM demodulator, the sum of the margin of the carrier frequency error allowed in the frequency band of the OFDM wave is equivalent to F 1.

ところで、図17(b)から、±0.2Fsの範囲の周波数領域では正しく分数遅延処理が行われており、誤差が小さいことがわかる。したがって、サンプリング周波数が、Fs=5Fであれば、±F(=±0.2×5F)の周波数領域においては、正しく分数遅延処理が行われることになる。つまり、規準クロック周波数では所望の分数遅延周波数領域を実現できない場合、所望の分数遅延周波数領域に応じてサンプリング周波数をオーバーサンプリング状態に変換することによって、所望の周波数領域全体における補間が可能となる。上述した「Multirate Signal Processing for Communication Systems」によれば、整数倍のサンプリング周波数のレート変換は、デジタル信号処理にこえる一般的な技術である。そして、このレート変換をOFDM復調装置50に適用することにより、次数Nの低いFarrow型分数遅延フィルタによって、広範な分数遅延周波数領域を実現できる。そして、このサンプリングレートの変換機能と次数Nの低いFarrow型分数遅延フィルタとを組み合わせた構成は、N≧200のフィルタよりも小規模で容易に実装可能である。 By the way, it can be seen from FIG. 17B that fractional delay processing is correctly performed in the frequency range of ± 0.2 Fs, and the error is small. Therefore, if the sampling frequency is Fs = 5F 1 , fractional delay processing is correctly performed in the frequency region of ± F 1 (= ± 0.2 × 5F 1 ). That is, when the desired fractional delay frequency region cannot be realized at the reference clock frequency, the sampling frequency is converted into an oversampling state according to the desired fractional delay frequency region, thereby enabling interpolation in the entire desired frequency region. According to the “Multirate Signal Processing for Communication Systems” described above, rate conversion at an integer multiple sampling frequency is a general technique that surpasses digital signal processing. By applying this rate conversion to the OFDM demodulator 50, a wide fractional delay frequency region can be realized by a Farrow type fractional delay filter having a low order N. A configuration in which the sampling rate conversion function and the Farrow type fractional delay filter with a low order N are combined can be easily implemented on a smaller scale than a filter with N ≧ 200.

なお、サンプリング周波数は、Fs=5Fに限定されるものではない。例えば、図17(b)より、誤差を低減する必要がある場合には、さらに変換レートを高めにする必要がある。逆に、誤差よりも消費電力の低減を重視してサンプリング周波数を低くしたい場合には、レート変換比を小さめにする必要がある。 The sampling frequency is not limited to Fs = 5F 1. For example, from FIG. 17B, when it is necessary to reduce the error, it is necessary to further increase the conversion rate. Conversely, if it is desired to lower the sampling frequency with emphasis on reducing power consumption rather than error, the rate conversion ratio needs to be made smaller.

(分数遅延処理シフト)
図21は、本発明に係る他のOFDM復調装置51の構成を示すブロック図である。OFDM復調装置51は、図1に示したOFDM復調装置50と同じブロックを備えており、OFDM復調装置51に含まれる各ブロックは、図1に示したOFDM復調装置50において同一の参照符号を付したブロックと同一の基本機能を有している。以下では、OFDM復調装置51の各ブロックにおいて、図1のOFDM復調装置1とは異なる動作について説明する。
(Fraction delay processing shift)
FIG. 21 is a block diagram showing a configuration of another OFDM demodulator 51 according to the present invention. The OFDM demodulator 51 includes the same blocks as those of the OFDM demodulator 50 shown in FIG. 1, and each block included in the OFDM demodulator 51 is assigned the same reference numeral in the OFDM demodulator 50 shown in FIG. It has the same basic functions as the block. Hereinafter, operations different from those of the OFDM demodulator 1 of FIG. 1 in each block of the OFDM demodulator 51 will be described.

図1のOFDM復調装置1との違いは、サンプリング補正制御部20から周波数誤差補正部21にサンプリングクロックシフト量を供給している点と、同じくサンプリング補正制御部20からFFT部14にFFT窓シフト量を供給している点にある。   The difference from the OFDM demodulator 1 in FIG. 1 is that the sampling clock shift amount is supplied from the sampling correction control unit 20 to the frequency error correction unit 21 and the FFT window shift is similarly performed from the sampling correction control unit 20 to the FFT unit 14. The amount is in the supply.

上述したとおり、例えば、変形Farrow型フィルタでは、遅延量D’=−Δfrac(分数遅延量)であるが、遅延量D’は、そのフィルタ特性が図17の様な特性であるならば、その演算誤差を考慮すれば、Nが偶数の場合には−1/2<D´<+1/2の範囲内に、Nが奇数の場合には0<D´<1の範囲内に設定されるのが好ましい(上限値および下限値はいずれも受信側サンプリングクロック周期単位)。そのため、分数遅延量が有限値(例えば、−1/2〜+1/2)の範囲を超える場合においても齟齬なく周波数誤差を補正させる構成が必要となる。なお、有限値の範囲が、特許請求の範囲における所定のサンプリングタイミングの範囲に対応する。   As described above, for example, in the modified Farrow type filter, the delay amount D ′ = − Δfrac (fractional delay amount). If the filter characteristic is the characteristic as shown in FIG. Considering calculation error, when N is an even number, it is set within the range of −1/2 <D ′ <+ 1/2, and when N is an odd number, it is set within the range of 0 <D ′ <1. (The upper limit value and the lower limit value are both in units of the sampling clock period on the receiving side). Therefore, even when the fractional delay amount exceeds the range of a finite value (for example, -1/2 to +1/2), a configuration for correcting the frequency error is required. The finite value range corresponds to the predetermined sampling timing range in the claims.

以下に、OFDM復調装置51の動作について説明する。上述したサンプリングクロックシフト量およびFFT窓シフト量は、分数遅延量が上述した有限値を超えた場合に使用されるものであり、OFDM復調装置51のでは、周波数誤差補正部21へのサンプリングクロックシフト量とFFT部14へのFFT窓シフト量とを連動させて供給することにより、分数遅延量が有限値を超えた場合でも齟齬なく周波数誤差を補正する構成を実現している。   The operation of the OFDM demodulator 51 will be described below. The sampling clock shift amount and the FFT window shift amount described above are used when the fractional delay amount exceeds the finite value described above. In the OFDM demodulator 51, the sampling clock shift to the frequency error correction unit 21 is performed. By supplying the amount and the FFT window shift amount to the FFT unit 14 in conjunction with each other, a configuration for correcting the frequency error without fail even when the fractional delay amount exceeds a finite value is realized.

OFDM復調装置51において経過する時間を上述したMT's(T'sはOFDM復調装置51におけるサンプリング周期)と表す場合、復調を継続すると、時間の経過に伴ってMの値は単調に増加する。しかし、分数遅延フィルタで補正できる領域は有限であり、Mが大きくなると、サンプリングタイミング誤差Δ=Mαは上述した有限値を超えてしまう。   When the time elapsed in the OFDM demodulator 51 is expressed as MT ′s (T ′s is the sampling period in the OFDM demodulator 51) described above, the value of M increases monotonically as time elapses if demodulation is continued. However, the area that can be corrected by the fractional delay filter is finite, and when M increases, the sampling timing error Δ = Mα exceeds the finite value described above.

ここで、変形Farrow型分数遅延フィルタの場合を例にとると、遅延量D’=−Δfracは、−1/2〜+1/2に設定されている。そこで、OFDM復調装置51では、Mが増加した結果、D'=+−1/2になったら、図22のように、D'=−+1/2に変更する。図22は、サンプリング値を補正する例を示す図である。図22の各行はシンボル内のタイミングを表している。各行の左から右へとサンプリング単位で、また、上の行から下の行へとシンボル単位で時間が進行する。図22において、太い矢印が動作クロックによる受信側サンプリングタイミング、細い矢印が放送波の真のサンプリングタイミングを示す。周波数誤差が一定である場合には、図22の様に真のタイミングは時間とともに一定の間隔でシフトする。なお、シンボル全体はサンプリングクロック周期で表示するのは困難なので、図22ではFFT窓位置付近のみを拡大して表示した。また、同時に、FFT窓をD'の変化の逆方向に1T'sだけシフトさせる。これはサンプリングタイミング誤差Δの整数部Δintと分数部Δfracが逆方向に1T'sシフトすることに相当する。シフト前後ではトータルのΔは不変である。この処理によって、遅延量D'やΔfracを、−1/2〜+1/2に設定することが可能となる。なお、図22においては、受信側サンプリングクロックの立ち下りタイミングで処理を行うものとしているが、逆に、立ち上がりタイミングで処理を行うようにしてもよい。その場合は、その場合には、図中の立ち上がりと立下りを逆転させれば良い。   Here, taking the case of the modified Farrow type fractional delay filter as an example, the delay amount D ′ = − Δfrac is set to −1/2 to +1/2. Therefore, in the OFDM demodulator 51, if D ′ = + − 1/2 as a result of an increase in M, then it is changed to D ′ = − + 1/2 as shown in FIG. FIG. 22 is a diagram illustrating an example of correcting the sampling value. Each row in FIG. 22 represents the timing within the symbol. The time advances in sampling units from the left to the right of each row, and in symbols from the upper row to the lower row. In FIG. 22, a thick arrow indicates the reception side sampling timing based on the operation clock, and a thin arrow indicates the true sampling timing of the broadcast wave. When the frequency error is constant, the true timing is shifted at regular intervals with time as shown in FIG. Since it is difficult to display the entire symbol in the sampling clock cycle, only the vicinity of the FFT window position is enlarged and displayed in FIG. At the same time, the FFT window is shifted by 1T ′s in the direction opposite to the change of D ′. This is equivalent to shifting the integer part Δint and the fractional part Δfrac of the sampling timing error Δ by 1T ′s in the opposite direction. The total Δ is unchanged before and after the shift. By this processing, the delay amount D ′ and Δfrac can be set to −1/2 to +1/2. In FIG. 22, the processing is performed at the falling timing of the reception side sampling clock, but conversely, the processing may be performed at the rising timing. In that case, the rising and falling in the figure may be reversed.

例えば、図19(b)に示す状態が例えばD'=2/3とすると、遅延量D’は、有限値(=1/2)を超えており、精度よく補間値を算出することができない。図19に示す例では、真のサンプリングタイミングに対応する遅延量D'として、n=0を基準サンプリングタイミングとした分数遅延量が設定される。しかし、遅延量D'に対応する補間ポイントは、n=0のサンプリングタイミングよりn=1のサンプリングタイミングに近い。つまり、n=0を基準サンプリングタイミングとする代わりに、n=1を基準サンプリングタイミングとした遅延量D'を用いることによって、遅延量D’を有限値−1/2〜+1/2の範囲に収めることができ、精度よく補間値(真のサンプリングタイミングのサンプリング値)を算出することができる。   For example, if the state shown in FIG. 19B is D ′ = 2/3, for example, the delay amount D ′ exceeds a finite value (= 1/2), and an interpolation value cannot be calculated with high accuracy. . In the example shown in FIG. 19, a fractional delay amount with n = 0 as the reference sampling timing is set as the delay amount D ′ corresponding to the true sampling timing. However, the interpolation point corresponding to the delay amount D ′ is closer to the sampling timing of n = 1 than the sampling timing of n = 0. That is, instead of using n = 0 as the reference sampling timing, the delay amount D ′ is set to a finite value −1/2 to +1/2 by using the delay amount D ′ using n = 1 as the reference sampling timing. The interpolation value (sampling value at the true sampling timing) can be calculated with high accuracy.

このような基準サンプリングタイミングの更新は、サンプリングクロック毎に算出されるサンプリングタイミング誤差Δ(サンプリングクロック単位)を整数部Δintと分数部Δfracとに分け、遅延量D'をD'=−Δfracと設定することによって実現される(D’を−1〜0の範囲に収める場合)。D’を−1/2〜+1/2に収めるのであれば、例えば、(Δ+1/2)の分数部から1/2を減算することにより遅延量D’を算出するようにすればよい。サンプリング補正制御部20は、このようにして算出した遅延量D’をサンプリングクロックシフト量として周波数誤差補正部21に供給するとともに、同時に算出された(Δ+1/2)の整数部をFTT窓シフト量としてFTT部14に供給する。あるいは、整数部によるシフトを考慮したFFT窓の開始タイミング生成し、開始タイミングをFFT部14に供給するように構成してもよい。   In updating the reference sampling timing, the sampling timing error Δ (sampling clock unit) calculated for each sampling clock is divided into an integer part Δint and a fractional part Δfrac, and the delay amount D ′ is set as D ′ = − Δfrac. (When D ′ falls within the range of −1 to 0). If D ′ falls within −1/2 to +1/2, for example, the delay amount D ′ may be calculated by subtracting 1/2 from the fractional part of (Δ + 1/2). The sampling correction control unit 20 supplies the delay amount D ′ calculated in this way to the frequency error correction unit 21 as a sampling clock shift amount, and simultaneously calculates the integer part of (Δ + 1/2) calculated at the same time as the FTT window shift amount. To the FTT unit 14. Alternatively, the start timing of the FFT window may be generated considering the shift by the integer part, and the start timing may be supplied to the FFT unit 14.

周波数誤差補正部21は、(1)新たなデータを変形Farrow型分数遅延フィルタにラッチし、(2)遅延量D'をサンプリング補正制御部20から取得し、(3)取得した遅延量D'を変形Farrow型分数遅延フィルタに入力することによって、新たなサンプリング値を得る、という一連の処理をサンプリングクロック毎に繰り返す。同時に、FFT部14は、(1)FFT窓シフト量(Δ+1/2の整数部)をサンプリング補正制御部107から取得し、(2)取得したFFT窓シフト量が前回取得したFFT窓シフト量と比べて±1増減したとき(かつ、そのときに限って)、FFT演算の開始位置を±T'sシフトさせる、という一連の処理をサンプリングクロック毎に繰り返す。あるいは、周波数誤差補正部21が供給するFFT窓開始タイミングにしたがって、FFT窓を設定してFFT処理を行うように構成してもよい。   The frequency error correction unit 21 (1) latches new data in the modified Farrow type fractional delay filter, (2) acquires the delay amount D ′ from the sampling correction control unit 20, and (3) acquires the acquired delay amount D ′. Is input to the modified Farrow-type fractional delay filter to repeat a series of processes for obtaining a new sampling value for each sampling clock. At the same time, the FFT unit 14 acquires (1) the FFT window shift amount (an integer part of Δ + 1/2) from the sampling correction control unit 107, and (2) the acquired FFT window shift amount is the same as the previously acquired FFT window shift amount. When the number is increased or decreased by ± 1 (and only in that case), a series of processes of shifting the FFT calculation start position by ± T ′s is repeated for each sampling clock. Or you may comprise so that an FFT window may be set and FFT processing may be performed according to the FFT window start timing which the frequency error correction | amendment part 21 supplies.

これにより、分数遅延量は常に有限値を超えることはなく、D'は−1/2〜+1/2の範囲に収まる。また、図22に示すとおり、サンプリングクロックに対して、常に、同じタイミングでFFT窓が開始することになる。つまり、補間ポイントの範囲の制約(すなわち、分数遅延量の範囲の制約)を受けることなく、無限時間で周波数誤差によるサンプリングタイミング誤差を補正することが可能となる。   As a result, the fractional delay amount does not always exceed a finite value, and D ′ falls within the range of −1/2 to +1/2. Further, as shown in FIG. 22, the FFT window always starts at the same timing with respect to the sampling clock. That is, the sampling timing error due to the frequency error can be corrected in an infinite time without being restricted by the interpolation point range (that is, the fractional delay range restriction).

(オーバーサンプル状態での補間処理)
また、オーバーサンプル状態にて分数遅延処理を行なうと、分数遅延周波数領域が実効的に広くなることは上述した説明のとおりであるが、ここでは、FFTの規準サンプリングクロック周波数Fsの4倍にオーバーサンプルして分数遅延処理を行なう場合について考える。オーバーサンプリングして分数遅延処理を行う場合においても、最終的なタイミング補正の目標は、Fsクロックにおける誤差を補正することである。したがって、基準サンプリングクロックに対する分数遅延(D’=−1/2〜+1/2)を行なうためには、オーバーサンプリングクロックに対する整数遅延(D’=±0、±1、±2、±3)(以下、「オーバーサンプル整数遅延」と呼称)と、オーバーサンプリングクロックに対する分数遅延分数遅延(D’=−1/2〜+1/2)(以下、「オーバーサンプル分数遅延」と呼称)の両方が必要となる。
(Interpolation processing in oversampled state)
Further, as described above, when the fractional delay process is performed in the oversampled state, the fractional delay frequency region is effectively widened as described above. Here, however, the fractional delay frequency region exceeds four times the FFT standard sampling clock frequency Fs. Consider the case of sampling and performing fractional delay processing. Even when fractional delay processing is performed by oversampling, the final timing correction target is to correct the error in the Fs clock. Therefore, in order to perform a fractional delay (D ′ = − 1/2 to +1/2) with respect to the reference sampling clock, an integer delay (D ′ = ± 0, ± 1, ± 2, ± 3) with respect to the oversampling clock ( (Hereinafter referred to as “oversampled integer delay”) and fractional delay fractional delay (D ′ = − 1/2 to +1/2) with respect to the oversampling clock (hereinafter referred to as “oversampled fractional delay”) It becomes.

この場合、サンプリングクロックシフト量を受ける周波数誤差補正部21は、サンプリングクロックシフト部が追加された構成となる。図23は、整数遅延処理に対応した周波数誤差補正部21の具体的な構成を示す図である。   In this case, the frequency error correction unit 21 that receives the sampling clock shift amount has a configuration in which a sampling clock shift unit is added. FIG. 23 is a diagram showing a specific configuration of the frequency error correction unit 21 corresponding to the integer delay processing.

図23に示すとおり、周波数誤差補正部21は、オーバーサンプル整数遅延(D’=±0、±1、±2、±3)のための整数遅延部2032および2033と、オーバーサンプル分数遅延(D’=−1/2〜+1/2)のための分数遅延部2031を備えた構成である。整数遅延部2032は、周波数偏差が負のとき周波数誤差を補正する整数遅延部であり、整数遅延部2033は、周波数偏差が正のときの周波数誤差を補正する整数遅延部である。つまり、オーバーサンプル状態にて分数遅延処理を行う場合には、図23に示す構成によってオーバーサンプル分数遅延量をシフトさせながらオーバーサンプル整数遅延量もシフトさせる。   As shown in FIG. 23, the frequency error correction unit 21 includes integer delay units 2032 and 2033 for oversampled integer delays (D ′ = ± 0, ± 1, ± 2, ± 3), and oversampled fractional delays (D This is a configuration including a fractional delay unit 2031 for '= -1 / 2 to +1/2). The integer delay unit 2032 is an integer delay unit that corrects the frequency error when the frequency deviation is negative, and the integer delay unit 2033 is an integer delay unit that corrects the frequency error when the frequency deviation is positive. That is, when fractional delay processing is performed in the oversampled state, the oversampled integer delay amount is also shifted while the oversampled fractional delay amount is shifted by the configuration shown in FIG.

以下に、オーバーサンプリング状態でのオーバーサンプル整数遅延およびオーバーサンプル分数遅延について、より詳細に説明する。オーバーサンプリングを行わない場合(すなわちFsクロック)において、分数遅延量が有限値を超えたときに、オーバーサンプル分数遅延量をD'=+−1/2からD'=−+1/2に変更すると同時に、FFT窓の開示タイミングを逆方向にシフトさせる処理が必要であることは上述した説明のとおりである。   Hereinafter, the oversampled integer delay and the oversampled fractional delay in the oversampling state will be described in more detail. When oversampling is not performed (ie, Fs clock), when the fractional delay amount exceeds a finite value, the oversampled fractional delay amount is changed from D ′ = + − 1/2 to D ′ = − + 1/2. At the same time, as described above, it is necessary to shift the disclosure timing of the FFT window in the reverse direction.

これに対して、オーバーサンプリングのレート変換比率が整数のオーバーサンプリング状態の場合には、例えば、オーバーサンプリングクロックが4Fsクロックのときには、オーバーサンプル遅延量をD'=+−1/2からD'=−+(4−1/2)に変更し、FFT窓の開始タイミングを逆方向にFsクロック、1周期T'sだけシフトさせることになる。つまり、オーバーサンプリング状態に応じたオーバーサンプル整数遅延量のシフトが必要となるが、図23のように、周波数誤差補正部21を、分数遅延フィルタ2031の前後に、トータルのオーバーサンプル遅延量がセレクタによって選択可能な整数遅延部2032および2033を設けた構成とすることで、オーバーサンプル整数遅延量のシフトが可能となる。   On the other hand, when the oversampling rate conversion ratio is an integer oversampling state, for example, when the oversampling clock is 4 Fs clock, the oversampling delay amount is changed from D ′ = + − 1/2 to D ′ =. By changing to-+ (4-1 / 2), the start timing of the FFT window is shifted in the reverse direction by the Fs clock and one period T's. That is, it is necessary to shift the oversampled integer delay amount in accordance with the oversampling state. However, as shown in FIG. 23, the frequency error correction unit 21 has a total oversample delay amount before and after the fractional delay filter 2031. With the configuration in which the integer delay units 2032 and 2033 that can be selected are provided, the oversampled integer delay amount can be shifted.

また、ベースバンド処理部全体の制約によって、レート変換比が非整数の場合がある。例えば、4.5倍のオーバーサンプリングのときには、4.5Fsクロックのオーバーサンプル整数遅延(D’=±0、±1、±2、±3)とオーバーサンプル分数遅延(D’=−1/2〜+1/2)の両方でタイミング調整を行う。   Further, the rate conversion ratio may be a non-integer due to the restriction of the entire baseband processing unit. For example, when 4.5 times oversampling, 4.5 Fs clock oversampled integer delay (D ′ = ± 0, ± 1, ± 2, ± 3) and oversampled fractional delay (D ′ = − 1/2) Timing adjustment is performed in both of (˜ + 1/2).

ただし、この場合、FFT窓開始タイミングは、あくまでFFT基準クロック周波数の周期Ts単位でシフトさせるため注意が必要となる。したがって、オーバーサンプリングクロックが4.5Fsクロックのときには、オーバーサンプル遅延量をD'=+−1/2からD'=−+(4.5−1/2)に変更するが、FFT窓の開始タイミングを逆方向にFsクロック、1周期Ts、すなわち、オーバーサンプリングクロックが4Fsクロックのときと同じだけシフトさせることになる。   However, in this case, care must be taken because the FFT window start timing is shifted in units of the cycle Ts of the FFT reference clock frequency. Therefore, when the oversampling clock is 4.5 Fs clock, the oversampling delay amount is changed from D ′ = + − 1/2 to D ′ = − + (4.5−1 / 2), but the FFT window starts. The timing is shifted in the reverse direction by the same amount as when the Fs clock is 1 cycle Ts, that is, when the oversampling clock is 4Fs clock.

以上の説明では、レート変換比が4倍と4.5倍の場合を例に説明したが、レート変換比率はこれに限定される訳ではない。分数遅延処理の演算精度やベースバンド信号処理の要請に応じて任意のレート変換比において同様の方法で実施可能である。   In the above description, the case where the rate conversion ratio is 4 times and 4.5 times has been described as an example, but the rate conversion ratio is not limited to this. It can be implemented in the same manner at an arbitrary rate conversion ratio according to the calculation accuracy of fractional delay processing and the request for baseband signal processing.

また、上述した実施形態では、OFDM復調装置1の内部において直交検波を行っているが、OFDM復調装置1およびOFDM復調装置50の外部に接続されたチューナーにおいて直交検波を行い、OFDM復調装置1およびOFDM復調装置50が直交検波後のIQ成分出力を受けて、周波数誤差検出および周波数誤差補正を行う構成とすることも可能である。   In the above-described embodiment, orthogonal detection is performed inside the OFDM demodulator 1, but quadrature detection is performed in a tuner connected outside the OFDM demodulator 1 and the OFDM demodulator 50, and the OFDM demodulator 1 and It is also possible to employ a configuration in which the OFDM demodulator 50 receives the IQ component output after quadrature detection and performs frequency error detection and frequency error correction.

実施形態1の構成では、検出した周波数偏差をPLL403に与えることで、動作クロックの周波数誤差を補正する。つまり、周波数誤差補正により、動作クロックは、PPMオーダーで変動する。一方、実施形態2の構成では、動作クロック周波数は一定のまま、データ列の周波数誤差を補間処理で補正する。つまり、動作クロックは変動せず、補正対象が、動作クロックかデータ列かの違いとなる。   In the configuration of the first embodiment, the detected frequency deviation is given to the PLL 403 to correct the frequency error of the operation clock. That is, the operation clock fluctuates in the PPM order due to the frequency error correction. On the other hand, in the configuration of the second embodiment, the frequency error of the data string is corrected by interpolation processing while the operation clock frequency remains constant. That is, the operation clock does not fluctuate, and the correction target is the difference between the operation clock and the data string.

(付記事項)
本発明は上述した各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り、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜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。
(Additional notes)
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope shown in the claims, and embodiments obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments. Is also included in the technical scope of the present invention.

なお、本発明を、以下の構成としても実現できる。   In addition, this invention is realizable also as the following structures.

(第1構成)
誤り訂正符号化されたデータ信号と、
フレーム同期信号と制御信号と、
波形等化処理の基準となるパイロット信号を、直交周波数分割多重変調を行うことで有効シンボルを生成し、前記有効シンボルと、前記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(OFDM)方式によるデジタル送信波を受信・復調するOFDM復調装置において、
放送局とは異なるクロック源を用い、
前記放送波をサンプリングした受信サンプル系列信号と前記受信サンプル系列信号を有効シンボル期間遅延した遅延信号との各サンプル毎の複素相関値を出力する複素相関演算手段と、
前記複素相関値をシンボル方向にあらかじめ定められたシンボル数積分し前記シンボル数で割ることによりフィルタリングして複素相関演算値系列信号を出力する第1のフィルタ手段と、
前記複素相関演算値の複素相関強度を算出する複素相関強度算出手段と、
前記複素相関強度をデータをサンプリングした方向にフィルタリングをして複素相関強度演算値を出力する第2のフィルタ手段と、
前記第2のフィルタ手段の出力を受けて前記複素相関強度演算値の微分を行う微分手段と、
前記微分手段が出力する値のピーク位置を検出する微分出力ピーク位置検出手段と、
前記微分出力ピーク位置検出手段が出力するピーク位置情報を前記微分出力ピーク位置検出手段がピーク位置を出力する周期毎に記憶する記憶手段と、
前記記憶手段が記憶している微分出力ピーク位置と前記微分出力ピーク位置検出手段が出力するピーク位置の差と、前記微分出力ピーク位置検出手段がピーク位置を出力する周期に基づいてクロック周波数誤差を検出するクロック周波数誤差検出手段と、
前期クロック周波数誤差検出手段が出力するクロック周波数誤差情報を受けて放送局の動作クロックと受信装置の動作クロックとのずれを補正する手段を有する事を特徴とするOFDM復調装置の選択とを独立して決定することを可能とするコンテンツ再生装置。
(First configuration)
An error correction encoded data signal;
Frame synchronization signal and control signal,
An effective symbol is generated by performing orthogonal frequency division multiplexing modulation on a pilot signal that is a reference for waveform equalization processing, and the effective symbol and a guard interval formed by copying the same content as a part of the effective symbol In an OFDM demodulator for receiving and demodulating a digital transmission wave by an orthogonal frequency division multiplex modulation (OFDM) system including a transmission symbol provided,
Use a different clock source from the broadcast station,
Complex correlation calculation means for outputting a complex correlation value for each sample of the received sample sequence signal obtained by sampling the broadcast wave and a delayed signal obtained by delaying the received sample sequence signal by an effective symbol period;
First filter means for filtering the complex correlation value by integrating a predetermined number of symbols in the symbol direction and dividing by the number of symbols to output a complex correlation calculation value series signal;
A complex correlation strength calculating means for calculating a complex correlation strength of the complex correlation calculation value;
A second filter means for filtering the complex correlation strength in a direction in which data is sampled and outputting a complex correlation strength calculation value;
Differential means for receiving the output of the second filter means and differentiating the complex correlation strength calculation value;
Differential output peak position detection means for detecting the peak position of the value output by the differentiation means;
Storage means for storing peak position information output by the differential output peak position detection means for each period in which the differential output peak position detection means outputs peak positions;
The clock frequency error is calculated based on the difference between the differential output peak position stored in the storage means and the peak position output by the differential output peak position detection means, and the period in which the differential output peak position detection means outputs the peak position. A clock frequency error detecting means for detecting;
The selection of the OFDM demodulator characterized by having means for receiving the clock frequency error information output from the clock frequency error detection means in the previous period and correcting the deviation between the operation clock of the broadcasting station and the operation clock of the receiver. A content reproduction apparatus that makes it possible to make decisions.

(第2構成)
第1構成に記載の動作クロックの周波数を放送波における真のサンプリング周波数に合わせ込む手段が、前記クロック源のクロック周波数の増減であることを特徴とするOFDM復調装置。
(Second configuration)
An OFDM demodulator characterized in that the means for adjusting the frequency of the operation clock described in the first configuration to the true sampling frequency in the broadcast wave is an increase or decrease in the clock frequency of the clock source.

(第3構成)
前記周波数誤差情報から真のサンプリングタイミングに相当する分数遅延量を算出するサンプリング補正制御部と、
前記サンプル系列信号の前記補正制御部が出力した分数遅延量でのサンプリング値を補間処理で計算することを特徴とする補間手段を有し、
前記クロック源の周波数を増減しないでサンプリングタイミングを放送波に合わせ込むことを特徴とする第1構成に記載のOFDM復調装置。
(Third configuration)
A sampling correction control unit that calculates a fractional delay amount corresponding to true sampling timing from the frequency error information;
Interpolation means characterized by calculating a sampling value in a fractional delay amount output by the correction control unit of the sample series signal by interpolation processing,
The OFDM demodulator according to the first configuration, wherein the sampling timing is adjusted to the broadcast wave without increasing or decreasing the frequency of the clock source.

(第4構成)
オーバーサンプリング手段を有し、
前記オーバーサンプリング手段は前記サンプル列のサンプリング周波数を規準クロック周波数に対しオーバーサンプリング状態に変換し、
前記補間処理が前記オーバーサンプリングされたデータ列の補間処理を行なうことを特徴とする第3構成に記載のOFDM復調装置。
(Fourth configuration)
Having oversampling means;
The oversampling means converts the sampling frequency of the sample sequence into an oversampling state with respect to a reference clock frequency,
The OFDM demodulator according to the third configuration, wherein the interpolation processing performs interpolation processing of the oversampled data sequence.

(第5構成)
第1のフィルタ手段と、
第2のフィルタ手段と、
微分手段と、
微分出力ピーク位置検出手段と、
微分手段の全シンボル期間の出力をもとに閾値を計算する閾値計算回路と、
該微分出力が閾値を超えているか否かを判別する閾値通過判別回路と、
該微分出力全体で前記閾値通過判別回路が閾値を通過したと判別したかをカウントするカウント回路と、
前期カウント回路が予め定められた回数以下、もしくは、前期カウント回数が別の予め定められた回数以上である場合にピーク位置は無効であると出力し、それ以外の場合は有効であると出力する判断手段1と、
前記判断手段1の出力と前記ピーク位置検出手段の出力を周波数誤差検出周期で記憶する記憶手段と、
前記記憶手段が記憶している直前の周波数誤差検出周期における前記判断手段1の出力と現在の前記判断手段1の出力がともに有効であれば有効と出力し、それ以外の場合は無効と出力する判断手段2と、
前記判断手段2が有効と判断したときに、前記記憶手段が記憶している微分出力ピーク位置と前記微分出力ピーク位置検出手段が出力するピーク位置の差と前記ピーク位置検出手段がピーク位置を出力する周期とからクロック周波数誤差を算出する一方で、前記効判断手段2が無効と判断したときは、周波数誤差を更新せず前回検出時のクロック周波数誤差を引き続き使用することを特徴とするクロック周波数誤差検出手段を有する、
第1構成から第4構成までのいずれかの構成に記載のOFDM復調装置。
(Fifth configuration)
First filter means;
A second filter means;
Differential means;
Differential output peak position detection means;
A threshold value calculation circuit for calculating a threshold value based on outputs of all the symbol periods of the differentiating means;
A threshold passage determining circuit for determining whether or not the differential output exceeds a threshold;
A count circuit that counts whether the threshold passage discrimination circuit has passed the threshold across the differential output; and
When the previous period count circuit is less than or equal to a predetermined number, or when the previous period count is greater than or equal to another predetermined number, the peak position is output as invalid, and in other cases, it is output as valid. Determination means 1;
Storage means for storing the output of the determination means 1 and the output of the peak position detection means at a frequency error detection period;
If both the output of the determination unit 1 and the current output of the determination unit 1 in the immediately preceding frequency error detection period stored in the storage unit are valid, the output is valid, and in other cases, the output is invalid. Determination means 2;
When the determination unit 2 determines that the output is valid, the difference between the differential output peak position stored in the storage unit and the peak position output by the differential output peak position detection unit and the peak position detection unit outputs the peak position. The clock frequency error is calculated from the period of the clock frequency, and when the effectiveness determining means 2 determines that the clock frequency error is invalid, the clock frequency error at the previous detection is continuously used without updating the frequency error. Having error detection means,
The OFDM demodulator according to any one of the first configuration to the fourth configuration.

(第6構成)
前記周波数誤差検出手段からのクロック周波数誤差検出値を積分してゆく積分手段を具備し、
前記積分手段の出力を請求項2もしくは3に記載の補正手段に与えることにより、各検出周期における周波数誤差検出周期値の誤りを補正することを特徴とする第1構成から第5構成までのいずれかの構成に記載のOFDM復調装置。
(Sixth configuration)
Comprising integration means for integrating the clock frequency error detection value from the frequency error detection means;
An error of a frequency error detection cycle value in each detection cycle is corrected by giving the output of the integration unit to the correction unit according to claim 2 or 3, wherein any one of the first configuration to the fifth configuration is provided. An OFDM demodulator according to the above configuration.

(第7構成)
前記有効判断手段2が有効と判断した周波数誤差検出値のみを積分する積分回路を具備し、
前記積分手段の出力を請求項2または3に記載の補正手段に与えることにより、各検出周期における周波数誤差検出周期値の誤りを補正することを特徴とする、
第1構成から第6構成までのいずれかの構成に記載のOFDM復調装置。
(Seventh configuration)
An integration circuit that integrates only the frequency error detection value determined to be effective by the validity determination means 2;
An error of a frequency error detection cycle value in each detection cycle is corrected by giving the output of the integration unit to the correction unit according to claim 2 or 3,
The OFDM demodulator according to any one of the first to sixth configurations.

(第8構成)
前記クロック周波数誤差検出値にOFDM復調装置の内部パラメータで決まる値を乗じた後に積分することを特徴とする、
第6構成または第7構成に記載のOFDM復調装置。
(Eighth configuration)
The clock frequency error detection value is integrated after being multiplied by a value determined by an internal parameter of the OFDM demodulator,
The OFDM demodulator according to the sixth configuration or the seventh configuration.

(第9構成)
前記第1のフィルタ手段の積分期間がOFDM復調装置の内部パラメータで決まることを特徴とする第1構成から第6構成までのいずれかの構成に記載のOFDM復調装置。
(Ninth configuration)
The OFDM demodulator according to any one of the first to sixth configurations, wherein an integration period of the first filter means is determined by an internal parameter of the OFDM demodulator.

ここで、内部パラメータは、積分を行う期間に含まれるシンボルの個数をパラメータとして有している。   Here, the internal parameter has the number of symbols included in the integration period as a parameter.

検出開始直後などには、周波数誤差検出速度の向上のため積分を行う期間を少なくする必要があるなど、制約が発生する場合がある。第9構成のOFDM復調装置は、最初のうちは短い周期で頻繁に周波数誤差の検出を行うことによりすばやく周波数誤差を収束させ、その後で積分を行う期間を長くしてより正確な周波数誤差検出を行わせるといったように第1のフィルタ手段の計算を行う期間を変化させることができる。   Immediately after the start of detection, there may be restrictions such as the need to reduce the integration period in order to improve the frequency error detection speed. The OFDM demodulator of the ninth configuration first converges the frequency error quickly by frequently detecting the frequency error in a short cycle, and then lengthens the integration period to detect the frequency error more accurately. It is possible to change the period during which the calculation of the first filter means is performed.

(第10構成)
ピーク位置検出においては前回有効なピーク位置を含む前後の区間をピーク位置検出対象とし、それ以外の区間に有効なピークが存在しても検出対象としないことを特徴とする第1構成から第9構成までのいずれかの構成に記載のOFDM復調装置。
(10th configuration)
In the peak position detection, the section before and after including the previous effective peak position is set as a peak position detection target, and even if a valid peak exists in other sections, it is not set as a detection target. The OFDM demodulator according to any one of the configurations up to the configuration.

(第11構成)
FFT演算開始位置をずらすFFT窓位置制御手段を有し、
前記サンプリング補正制御部があらかじめ定められた値を超える遅延量を算出した際に規準サンプリングクロック1周期分だけシフトした分数遅延量を出力し、
FFT窓位置制御手段はFFT窓位置を規準サンプリングクロック1周期分だけ同時にシフトさせることで、
サンプリングタイミング補正を常に処理することが可能となることを特徴とする第3構成または第4構成に記載のOFDM受信装置。
(Eleventh configuration)
FFT window position control means for shifting the FFT calculation start position,
When the sampling correction control unit calculates a delay amount exceeding a predetermined value, a fractional delay amount shifted by one period of the reference sampling clock is output,
The FFT window position control means simultaneously shifts the FFT window position by one reference sampling clock period,
The OFDM receiver according to the third configuration or the fourth configuration, wherein sampling timing correction can always be processed.

(第12構成)
コンピュータに、
第1構成から第11構成までのいずれかの構成に記載のクロック周波数誤差検出手順と、
クロック周波数誤差を補正する手順とを実行させることを特徴とするOFDM復調プログラム。
(Twelfth configuration)
On the computer,
A clock frequency error detection procedure according to any one of the first to eleventh configurations;
An OFDM demodulation program that executes a procedure for correcting a clock frequency error.

(第13構成)
第12構成に記載のプログラムを記録したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
(13th configuration)
A computer-readable recording medium in which the program according to the twelfth configuration is recorded.

なお、上記実施形態のOFDM復調装置の各部や各処理ステップは、CPUなどの演算手段が、ROM(Read Only Memory)やRAMなどの記憶手段に記憶されたプログラムを実行し、インターフェース部などの通信手段を制御することにより実現することができる。したがって、これらの手段を有するコンピュータが、上記プログラムを記録した記録媒体を読み取り、当該プログラムを実行するだけで、本実施形態のOFDM復調装置の各種機能および各種処理を実現することができる。また、上記プログラムをリムーバブルな記録媒体に記録することにより、任意のコンピュータ上で上記の各種機能および各種処理を実現することができる。   Note that in each part and each processing step of the OFDM demodulator of the above embodiment, a calculation means such as a CPU executes a program stored in a storage means such as a ROM (Read Only Memory) or a RAM, and a communication such as an interface part. This can be realized by controlling the means. Therefore, various functions and various processes of the OFDM demodulator according to the present embodiment can be realized simply by a computer having these means reading the recording medium storing the program and executing the program. In addition, by recording the program on a removable recording medium, the various functions and various processes described above can be realized on an arbitrary computer.

この記録媒体としては、マイクロコンピュータで処理を行うために図示しないメモリ、例えばROMのようなものがプログラムメディアであっても良いし、また、図示していないが外部記憶装置としてプログラム読み取り装置が設けられ、そこに記録媒体を挿入することにより読み取り可能なプログラムメディアであっても良い。   As the recording medium, a program medium such as a memory (not shown) such as a ROM may be used for processing by the microcomputer, and a program reading device is provided as an external storage device (not shown). It may be a program medium that can be read by inserting a recording medium there.

また、何れの場合でも、格納されているプログラムは、マイクロプロセッサがアクセスして実行される構成であることが好ましい。さらに、プログラムを読み出し、読み出されたプログラムは、マイクロコンピュータのプログラム記憶エリアにダウンロードされて、そのプログラムが実行される方式であることが好ましい。なお、このダウンロード用のプログラムは予め本体装置に格納されているものとする。   In any case, the stored program is preferably configured to be accessed and executed by the microprocessor. Furthermore, it is preferable that the program is read out, and the read program is downloaded to a program storage area of the microcomputer and the program is executed. It is assumed that this download program is stored in advance in the main unit.

また、上記プログラムメディアとしては、本体と分離可能に構成される記録媒体であり、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フレキシブルディスクやハードディスク等の磁気ディスクやCD/MO/MD/DVD等のディスクのディスク系、ICカード(メモリカードを含む)等のカード系、あるいはマスクROM、EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory)、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)、フラッシュROM等による半導体メモリを含めた固定的にプログラムを担持する記録媒体等がある。   The program medium is a recording medium configured to be separable from the main body, such as a tape system such as a magnetic tape or a cassette tape, a magnetic disk such as a flexible disk or a hard disk, or a disk such as a CD / MO / MD / DVD. Fixed disk system, card system such as IC card (including memory card), or semiconductor memory such as mask ROM, EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory), EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory), flash ROM, etc. In particular, there are recording media that carry programs.

また、インターネットを含む通信ネットワークを接続可能なシステム構成であれば、通信ネットワークからプログラムをダウンロードするように流動的にプログラムを担持する記録媒体であることが好ましい。   In addition, if the system configuration is capable of connecting to a communication network including the Internet, the recording medium is preferably a recording medium that fluidly carries the program so as to download the program from the communication network.

さらに、このように通信ネットワークからプログラムをダウンロードする場合には、そのダウンロード用のプログラムは予め本体装置に格納しておくか、あるいは別な記録媒体からインストールされるものであることが好ましい。   Further, when the program is downloaded from the communication network as described above, it is preferable that the download program is stored in the main device in advance or installed from another recording medium.

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受信装置に適用することができ、特に、OFDM復調装置、OFDM復調方法、プログラム及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体に好適である。また、OFDM方式に従って信号を受信する装置、例えば、無線LANのための復調装置、PLC(Power Line Communication)のための復調装置、3GPPが規定する携帯電話規格の第3.9世代規格(LTE:Long Term Evolution)や第4世代規格の為のOFDM復調装置、BSデジタル放送、CSデジタル放送を受信するための復調装置、ケーブルテレビの復調装置に対しても本発明を適用することができる。   The present invention can be applied to a receiver that can efficiently transmit a video signal and an audio signal by a digital transmission method, and is particularly suitable for an OFDM demodulator, an OFDM demodulation method, a program, and a computer-readable recording medium. is there. In addition, a device that receives a signal in accordance with the OFDM scheme, for example, a demodulator for a wireless LAN, a demodulator for a PLC (Power Line Communication), 3GPP standard 3.9 generation (LTE: mobile phone standard) The present invention can also be applied to an OFDM demodulator for Long Term Evolution), a fourth generation standard, a demodulator for receiving BS digital broadcast and CS digital broadcast, and a demodulator for cable television.

本発明の実施形態を示すものであり、OFDM復調装置の要部構成を示すブロック図である。1, showing an embodiment of the present invention, is a block diagram illustrating a main configuration of an OFDM demodulator. FIG. 本発明の実施形態を示すものであり、遅延プロファイル・ピーク位置検出部、及びクロック周波数誤差検出部の要部構成を示すブロック図である。1, showing an embodiment of the present invention, is a block diagram showing a main configuration of a delay profile / peak position detector and a clock frequency error detector. FIG. マルチパスが発生する環境におけるOFDM放送波の複素相関強度とその微分出力の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the complex correlation intensity | strength of the OFDM broadcast wave and its differential output in the environment where a multipath generate | occur | produces. 第1フィルタリング部において区間平均処理を行わない場合の複素相関強度を示す図である。It is a figure which shows the complex correlation intensity | strength when not performing an area average process in a 1st filtering part. 第1フィルタリング部において区間平均処理を行った場合の複素相関強度を示す図である。It is a figure which shows the complex correlation intensity | strength at the time of performing an area average process in a 1st filtering part. 第2フィルタリング部における移動平均処理によって得られる複素相関強度演算値を示す図である。It is a figure which shows the complex correlation strength calculation value obtained by the moving average process in a 2nd filtering part. 図6に示す複素相関強度演算値信号を微分して得られる微分出力の図である。It is a figure of the differential output obtained by differentiating the complex correlation strength calculation value signal shown in FIG. 放送波の周波数とOFDM復調装置の動作クロック周波数との周波数誤差によりピーク位置がずれることを示す図である。It is a figure which shows that a peak position shifts | deviates by the frequency error of the frequency of a broadcast wave, and the operation clock frequency of an OFDM demodulation apparatus. 微分出力のピーク位置の検出範囲を前回検出したピーク位置から±Wに制限したときのピーク位置検出例を示す図である。It is a figure which shows the example of a peak position detection when the detection range of the peak position of a differential output is restrict | limited to +/- W from the peak position detected last time. 周波数誤差を検出する処理の1サイクルを表わすフローチャート図である。It is a flowchart figure showing 1 cycle of the process which detects a frequency error. 複素相関強度演算値の微分出力の波形が解析可能であるか否かを判定する処理を示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows the process which determines whether the waveform of the differential output of a complex correlation strength calculation value is analyzable. OFDM復調装置の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of an OFDM demodulation apparatus. 分数遅延フィルタによる補間処理を示す図である。It is a figure which shows the interpolation process by a fraction delay filter. FIRフィルタの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a FIR filter. Lagrange補間フィルタにおいて、補間ポイントを変化させた場合のフィルタ特性を示す図であり、(a)は振幅周波数特性を示す図であり、(b)は位相特性を考慮した実際の補正タイミングDintを示す図であり、(c)は振幅および位相の両方を考慮した信号雑音電力比(SNR)を示す図である。In the Lagrange interpolation filter, it is a figure which shows the filter characteristic at the time of changing an interpolation point, (a) is a figure which shows an amplitude frequency characteristic, (b) shows the actual correction timing Dint which considered the phase characteristic. (C) is a figure which shows the signal noise power ratio (SNR) which considered both the amplitude and the phase. Farrow型分数遅延フィルタの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a Farrow type | mold fractional delay filter. Farrow型分数遅延フィルタにおいて、補間ポイントを変化させた場合のフィルタ特性を示す図であり、(a)は振幅周波数特性を示す図であり、(b)は位相特性を考慮した実際の補正タイミングを示す図であり、(c)は振幅および位相の両方を考慮したSNRを示す図である。In the Farrow type fractional delay filter, it is a figure which shows the filter characteristic at the time of changing an interpolation point, (a) is a figure which shows an amplitude frequency characteristic, (b) is the actual correction timing which considered the phase characteristic. (C) is a figure which shows SNR which considered both the amplitude and the phase. OFDM復調装置のサンプリングタイミングと真のサンプリングタイミングとのサンプリングタイミング誤差を説明する図である。It is a figure explaining the sampling timing error of the sampling timing of an OFDM demodulator, and a true sampling timing. 変形Farrow型分数遅延フィルタを用いた補間処理のイメージを示す図であって、(a)はあるサンプリングタイミングにおける補間処理のイメージを示す図であり、(b)は(a)の次のサンプリングタイミングにおける補間処理のイメージを示す図である。It is a figure which shows the image of the interpolation process using a deformation | transformation Farrow type | mold fractional delay filter, Comprising: (a) is a figure which shows the image of the interpolation process in a certain sampling timing, (b) is the next sampling timing of (a). It is a figure which shows the image of the interpolation process in. 分数遅延フィルタを用いたクロック周波数誤差を補正する構成の例を示す図である。It is a figure which shows the example of a structure which correct | amends the clock frequency error using a fraction delay filter. 本発明に係る他のOFDM復調装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the other OFDM demodulator based on this invention. サンプリング値を補正する例を示す図である。It is a figure which shows the example which correct | amends a sampling value. 整数遅延処理に対応した周波数誤差補正部の具体的な構成を示す図である。It is a figure which shows the specific structure of the frequency error correction | amendment part corresponding to an integer delay process. OFDM信号に含まれているシンボル信号の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the symbol signal contained in the OFDM signal. 従来技術のOFDM復調装置におけるガード相関/ピーク検出回路のブロック構成図である。It is a block block diagram of the guard correlation / peak detection circuit in the OFDM demodulator of the prior art. 本発明に係るOFDM受信装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the OFDM receiver which concerns on this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 OFDM復調装置
10 チューナ
11 ADC(サンプリング手段)
12 サンプリング受信部(オーバーサンプリング手段)
13 直交復調生成部(直交復調手段)
14 FFT部(FFT演算手段)
15 遅延プロファイル・ピーク位置検出部(複素相関強度演算手段)
16 クロック周波数誤差検出部(周波数誤差検出手段)
17 FFT窓位置検出部
18 周波数発振器
19 PLL回路(周波数誤差補正手段)
20 サンプリング補正制御部(サンプリングタイミング特定手段、FFT窓位置制御部)
21 周波数誤差補正部(周波数誤差補正手段、補間手段)
50 OFDM復調装置
151 遅延回路部
152 複素共役演算部
153 複素乗算部
154 第1フィルタリング部(シンボルナンバー方向積分手段、積分期間決定手段)
155 複素相関強度演算部
156 第2フィルタリング部(平滑化手段)
157 微分演算部
158 ピーク位置検出部(境界検出手段、判定手段、)
159 自走カウンタ
161 ピーク位置差分検出部
162 積分演算部
2031 分数遅延部
2032 整数遅延部
2033 整数遅延部
1 OFDM demodulator 10 tuner 11 ADC (sampling means)
12 Sampling receiver (oversampling means)
13 Orthogonal demodulation generator (orthogonal demodulation means)
14 FFT unit (FFT operation means)
15 Delay profile / peak position detector (complex correlation strength calculation means)
16 Clock frequency error detector (frequency error detector)
17 FFT window position detector 18 Frequency oscillator 19 PLL circuit (Frequency error correction means)
20 Sampling correction control unit (sampling timing specifying means, FFT window position control unit)
21 Frequency error correction unit (frequency error correction means, interpolation means)
50 OFDM demodulator 151 delay circuit unit 152 complex conjugate arithmetic unit 153 complex multiplier unit 154 first filtering unit (symbol number direction integration means, integration period determination means)
155 Complex correlation strength calculation unit 156 Second filtering unit (smoothing means)
157 Differential calculation unit 158 Peak position detection unit (boundary detection unit, determination unit)
159 Self-running counter 161 Peak position difference detection unit 162 Integration calculation unit 2031 Fractional delay unit 2032 Integer delay unit 2033 Integer delay unit

Claims (19)

有効シンボルとガードインターバルとを有する伝送シンボルを含むOFDM信号を受信し、所定のサンプリングクロックでサンプリングして受信サンプル系列信号を生成するサンプリング手段を備えたOFDM復調装置であって、
上記受信サンプル系列信号と、当該受信サンプル系列信号を有効シンボル期間遅延したサンプル系列信号とから、1伝送シンボル期間長の平均化された複素相関強度信号を生成する複素相関強度演算手段と、
上記平均化された複素相関強度信号における上記有効シンボルの境界を境界検出する境界検出手段と、
上記複素相関強度演算手段によって連続して生成された第1の複素相関強度信号および第2の複素相関強度信号について、上記第1の複素相関強度信号における上記境界の位置と上記第2の複素相関強度信号における上記境界の位置との差、および、上記複素相関強度演算手段が上記複素相関強度信号の平均化に要する処理時間から、上記OFDM信号の伝送クロックと上記サンプリングクロックとの周波数誤差を検出する周波数誤差検出手段と、
上記周波数誤差検出手段によって検出された周波数誤差を補正する周波数誤差補正手段とを備えていることを特徴とするOFDM復調装置。
An OFDM demodulator comprising sampling means for receiving an OFDM signal including a transmission symbol having an effective symbol and a guard interval, and generating a received sample sequence signal by sampling with a predetermined sampling clock,
A complex correlation strength calculating means for generating an averaged complex correlation strength signal of one transmission symbol period length from the received sample sequence signal and a sample sequence signal obtained by delaying the received sample sequence signal by an effective symbol period;
Boundary detecting means for detecting a boundary of the effective symbol in the averaged complex correlation strength signal;
With respect to the first complex correlation strength signal and the second complex correlation strength signal continuously generated by the complex correlation strength calculation means, the position of the boundary and the second complex correlation in the first complex correlation strength signal The frequency error between the transmission clock of the OFDM signal and the sampling clock is detected from the difference between the position of the boundary in the intensity signal and the processing time required for the complex correlation intensity calculation means to average the complex correlation intensity signal. Frequency error detecting means for
An OFDM demodulator comprising frequency error correction means for correcting the frequency error detected by the frequency error detection means.
上記複素相関強度演算手段は、
上記受信サンプル系列信号と、当該受信サンプル系列信号を有効シンボル期間遅延したサンプル系列信号との相関値を1伝送シンボル期間おきに加算することによって、シンボルナンバー方向に積分された複素相関信号を生成するシンボルナンバー方向積分手段と、
上記複素相関信号から複素相関強度信号を生成し、当該複素相関強度信号を平滑化する平滑化手段とを備えていることを特徴とする請求項1に記載のOFDM復調装置。
The complex correlation strength calculation means includes:
A complex correlation signal integrated in the symbol number direction is generated by adding a correlation value between the received sample sequence signal and a sample sequence signal obtained by delaying the received sample sequence signal by an effective symbol period every other transmission symbol period. Symbol number direction integration means,
2. The OFDM demodulator according to claim 1, further comprising smoothing means for generating a complex correlation strength signal from the complex correlation signal and smoothing the complex correlation strength signal.
上記シンボルナンバー方向の積分期間を内部のパラメーターに基づいて決定する積分期間決定手段をさらに備えていることを特徴とする請求項2に記載のOFDM復調装置。   3. The OFDM demodulator according to claim 2, further comprising integration period determining means for determining an integration period in the symbol number direction based on an internal parameter. 上記境界検出手段は、
上記平均化された複素相関強度信号を微分した微分出力信号を生成して、当該微分出力信号のピーク位置を上記境界として検出することを特徴とする請求項1から3までのいずれか1項に記載のOFDM復調装置。
The boundary detection means is
4. A differential output signal obtained by differentiating the averaged complex correlation strength signal is generated, and a peak position of the differential output signal is detected as the boundary. The OFDM demodulator according to the description.
上記境界検出手段は、
上記第1の複素相関強度信号における上記ピーク位置を検出した後、上記第2の複素相関強度信号における上記ピーク位置を検出する場合、上記第1の複素相関強度信号における上記境界のピーク位置から、設定された範囲において、上記第2の複素相関強度信号における上記ピーク位置を検出することを特徴とする請求項4に記載のOFDM復調装置。
The boundary detection means is
When detecting the peak position in the second complex correlation strength signal after detecting the peak position in the first complex correlation strength signal, from the peak position of the boundary in the first complex correlation strength signal, The OFDM demodulator according to claim 4, wherein the peak position in the second complex correlation strength signal is detected within a set range.
上記周波数誤差検出手段によって検出された周波数誤差を記憶する記憶手段と、
上記微分出力信号を構成する出力データのうち、設定された閾値を超える出力データが存在する場合、上記境界検出手段による上記境界の位置検出が有効であると判定する判定手段とをさらに備え、
上記周波数誤差検出手段は、上記第1の複素相関強度信号における上記境界の位置検出と上記第2の複素相関強度信号における上記境界の位置検出とのいずれもが、上記判定手段によって有効と判定された場合に限って、上記周波数誤差を検出し、
上記周波数誤差補正手段は、上記周波数誤差検出手段が上記周波数誤差を検出した場合、上記周波数誤差検出手段によって検出された周波数誤差を補正し、上記周波数誤差検出手段が上記周波数誤差を検出しない場合、上記記憶手段に記憶されている周波数誤差を補正することを特徴とする請求項4または5に記載のOFDM復調装置。
Storage means for storing the frequency error detected by the frequency error detection means;
A determination means for determining that the detection of the position of the boundary by the boundary detection means is valid when there is output data that exceeds a set threshold among the output data constituting the differential output signal;
The frequency error detecting means determines that both the position detection of the boundary in the first complex correlation strength signal and the position detection of the boundary in the second complex correlation strength signal are valid by the determination means. The frequency error is detected only when
The frequency error correcting unit corrects the frequency error detected by the frequency error detecting unit when the frequency error detecting unit detects the frequency error, and the frequency error detecting unit does not detect the frequency error. 6. The OFDM demodulator according to claim 4, wherein the frequency error stored in the storage means is corrected.
上記周波数誤差検出手段によって検出された周波数誤差を記憶する記憶手段と、
上記微分出力信号を構成する出力データのうち、設定された閾値を超える出力データの数が、予め定められた範囲内にある場合、上記境界検出手段による上記境界の位置検出が有効であると判定する判定手段とをさらに備え、
上記周波数誤差検出手段は、上記第1の複素相関強度信号における上記境界の位置検出と上記第2の複素相関強度信号における上記境界の位置検出とのいずれもが、上記判定手段によって有効と判定された場合に限って、上記周波数誤差を検出し、
上記周波数誤差補正手段は、上記周波数誤差検出手段が上記周波数誤差を検出した場合、上記周波数誤差検出手段によって検出された周波数誤差を補正し、上記周波数誤差検出手段が上記周波数誤差を検出しない場合、上記記憶手段に記憶されている周波数誤差を補正するこことを特徴とする請求項4または5に記載のOFDM復調装置。
Storage means for storing the frequency error detected by the frequency error detection means;
When the number of output data that exceeds the set threshold among the output data constituting the differential output signal is within a predetermined range, it is determined that the boundary position detection by the boundary detection means is effective And determining means for
The frequency error detecting means determines that both the position detection of the boundary in the first complex correlation strength signal and the position detection of the boundary in the second complex correlation strength signal are valid by the determination means. The frequency error is detected only when
The frequency error correcting unit corrects the frequency error detected by the frequency error detecting unit when the frequency error detecting unit detects the frequency error, and the frequency error detecting unit does not detect the frequency error. 6. The OFDM demodulator according to claim 4, wherein the frequency error stored in the storage means is corrected.
上記微分出力信号から上記閾値を算出して設定する閾値設定手段をさらに備えていることを特徴とする請求項6または7に記載のOFDM復調装置。   8. The OFDM demodulator according to claim 6, further comprising threshold setting means for calculating and setting the threshold from the differential output signal. 上記周波数誤差検出手段は、
上記差を上記処理時間で除して得られる除算値を累積した累積値を、上記周波数誤差として検出することを特徴とする請求項1から8までのいずれか1項に記載のOFDM復調装置。
The frequency error detecting means is
9. The OFDM demodulator according to claim 1, wherein a cumulative value obtained by accumulating a division value obtained by dividing the difference by the processing time is detected as the frequency error.
上記周波数誤差検出手段は、
上記差を上記処理時間で除して得られる除算値を、上記第1の複素相関強度信号における上記境界の位置検出と上記第2の複素相関強度信号における上記境界の位置検出とのいずれもが、上記判定手段によって有効と判定された場合に限って累積した累積値を、上記周波数誤差として検出することを特徴とする請求項6から9までのいずれか1項に記載のOFDM復調装置。
The frequency error detecting means is
The division value obtained by dividing the difference by the processing time is used for both the boundary position detection in the first complex correlation strength signal and the boundary position detection in the second complex correlation strength signal. 10. The OFDM demodulator according to claim 6, wherein an accumulated value accumulated only when it is determined to be valid by the determination means is detected as the frequency error. 11.
上記周波数誤差検出手段は、
上記差を上記処理時間で除して得られる除算値に内部のパラメータによって定まる係数を乗じた乗算値を算出し、当該乗算値を累積した累積値を、上記周波数誤差として検出することを特徴とする請求項1から8までのいずれか1項に記載のOFDM復調装置。
The frequency error detecting means is
A multiplication value obtained by dividing the difference by the processing time is multiplied by a coefficient determined by an internal parameter, and a cumulative value obtained by accumulating the multiplication value is detected as the frequency error. The OFDM demodulator according to any one of claims 1 to 8.
上記周波数誤差補正手段は、
上記所定のサンプリングクロックを変更して、上記周波数誤差を補正することを特徴とする請求項1から11までのいずれか1項に記載のOFDM復調装置。
The frequency error correction means is
The OFDM demodulator according to any one of claims 1 to 11, wherein the frequency error is corrected by changing the predetermined sampling clock.
上記周波数誤差補正手段は、
上記OFDM信号のサンプリングタイミングを特定するサンプリングタイミング特定情報を生成するサンプリングタイミング特定手段と、
上記受信サンプル系列信号から、上記サンプリングタイミング特定情報によって特定されるサンプリングタイミングにおけるサンプリング値を補間する補間手段とを備えていることを特徴とする請求項1から11までのいずれか1項に記載のOFDM復調装置。
The frequency error correction means is
Sampling timing specifying means for generating sampling timing specifying information for specifying the sampling timing of the OFDM signal;
The interpolating means for interpolating a sampling value at a sampling timing specified by the sampling timing specifying information from the received sample series signal is provided. OFDM demodulator.
上記所定のサンプリングクロックを、OFDM復調装置自身の基準クロックに対してオーバーサンプリング状態に変換するオーバーサンプリング手段をさらに備え、
上記補間手段は、オーバーサンプリングされた受信サンプル系列信号から、上記サンプリングタイミング特定情報によって特定されるサンプリングタイミングにおけるサンプリング値を補間することを特徴とする請求項13に記載のOFDM復調装置。
Further comprising oversampling means for converting the predetermined sampling clock into an oversampling state with respect to the reference clock of the OFDM demodulator itself;
14. The OFDM demodulator according to claim 13, wherein the interpolation means interpolates a sampling value at a sampling timing specified by the sampling timing specifying information from an oversampled received sample sequence signal.
上記サンプリング手段は、上記所定のサンプリングクロックを、OFDM復調装置自身の基準クロックに対してオーバーサンプリング状態に変換し、
上記補間手段は、オーバーサンプリングされた受信サンプル系列信号から、上記サンプリングタイミング特定情報によって特定されるサンプリングタイミングにおけるサンプリング値を補間することを特徴とする請求項13に記載のOFDM復調装置。
The sampling means converts the predetermined sampling clock into an oversampling state with respect to the reference clock of the OFDM demodulator itself,
14. The OFDM demodulator according to claim 13, wherein the interpolation means interpolates a sampling value at a sampling timing specified by the sampling timing specifying information from an oversampled received sample sequence signal.
上記受信サンプル系列信号として受信した直交周波数分割多重変調されたOFDM信号を復調する直交復調手段と、
上記直交復調手段によって復調された信号を、FFT演算によって周波数領域のデータ信号に変換するFFT演算手段と、
上記FFT演算の開始位置をずらすFFT窓位置制御手段とをさらに備え、
サンプリングタイミング特定手段は、
上記サンプリングタイミング特定情報によって特定されるサンプリングタイミングが、予め定められた範囲を超える場合、当該サンプリングタイミングを、上記所定のサンプリングクロックの1周期分だけシフトさせ、
上記FFT窓位置制御手段は、
上記サンプリングタイミング特定手段におけるサンプリングタイミングのシフトに応じて、上記FFT演算の開始位置を、上記所定のサンプリングクロックの1周期分だけ同時にシフトさせることを特徴とする請求項14または15に記載のOFDM復調装置。
Orthogonal demodulation means for demodulating the orthogonal frequency division multiplexed OFDM signal received as the received sample sequence signal;
FFT operation means for converting the signal demodulated by the orthogonal demodulation means into a frequency domain data signal by FFT operation;
FFT window position control means for shifting the start position of the FFT calculation,
Sampling timing specifying means
When the sampling timing specified by the sampling timing specifying information exceeds a predetermined range, the sampling timing is shifted by one cycle of the predetermined sampling clock,
The FFT window position control means includes:
16. The OFDM demodulation according to claim 14, wherein the FFT calculation start position is simultaneously shifted by one cycle of the predetermined sampling clock in accordance with the sampling timing shift in the sampling timing specifying means. apparatus.
有効シンボルとガードインターバルとを有する伝送シンボルを含むOFDM信号を受信し、所定のサンプリングクロックでサンプリングして受信サンプル系列信号を生成するOFDM復調方法であって、
上記受信サンプル系列信号と、当該受信サンプル系列信号を有効シンボル期間遅延したサンプル系列信号とから、1伝送シンボル期間長の平均化された複素相関強度信号を生成する複素相関強度演算ステップと、
上記平均化された複素相関強度信号における上記有効シンボルの境界を境界検出する境界検出ステップと、
上記複素相関強度演算ステップによって連続して生成された第1の複素相関強度信号および第2の複素相関強度信号について、上記第1の複素相関強度信号における上記境界の位置と上記第2の複素相関強度信号における上記境界の位置との差、および、上記複素相関強度演算ステップが上記複素相関強度信号の平均化に要する処理時間から、上記OFDM信号の伝送クロックと上記サンプリングクロックとの周波数誤差を検出する周波数誤差検出ステップと、
上記周波数誤差検出ステップによって検出された周波数誤差を補正する周波数誤差補正ステップを含んでいることを特徴とするOFDM復調方法。
An OFDM demodulation method for receiving an OFDM signal including a transmission symbol having a valid symbol and a guard interval and generating a received sample sequence signal by sampling with a predetermined sampling clock,
A complex correlation strength calculation step for generating an averaged complex correlation strength signal of one transmission symbol period length from the received sample sequence signal and a sample sequence signal obtained by delaying the received sample sequence signal by an effective symbol period;
A boundary detecting step for detecting a boundary of the effective symbol in the averaged complex correlation strength signal;
With respect to the first complex correlation strength signal and the second complex correlation strength signal continuously generated by the complex correlation strength calculation step, the position of the boundary and the second complex correlation in the first complex correlation strength signal The frequency error between the transmission clock of the OFDM signal and the sampling clock is detected from the difference from the position of the boundary in the strength signal and the processing time required for the complex correlation strength calculation step to average the complex correlation strength signal. A frequency error detection step to perform,
An OFDM demodulation method comprising a frequency error correction step of correcting the frequency error detected by the frequency error detection step.
コンピュータを請求項1から16までのいずれか1項に記載のOFDM復調装置として動作させるためのプログラムであって、上記コンピュータを、上記各手段として機能させるOFDM復調プログラム。   An OFDM demodulation program for operating a computer as the OFDM demodulator according to any one of claims 1 to 16, wherein the computer functions as each means. 請求項18に記載のOFDM復調プログラムが記録されているコンピュータ読み取り可能な記録媒体。   A computer-readable recording medium on which the OFDM demodulation program according to claim 18 is recorded.
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