JP2818148B2 - Ofdm復調装置 - Google Patents

Ofdm復調装置

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JP2818148B2
JP2818148B2 JP8290800A JP29080096A JP2818148B2 JP 2818148 B2 JP2818148 B2 JP 2818148B2 JP 8290800 A JP8290800 A JP 8290800A JP 29080096 A JP29080096 A JP 29080096A JP 2818148 B2 JP2818148 B2 JP 2818148B2
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貞雄 鶴賀
博志 野上
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、OFDM復調装置
に関し、特に周波数同期化技術に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、地上テレビジョン放送システムの
デジタル化の研究が盛んであるが、特に直交周波数分割
多重(以下、OFDM(Orthogonal Frequency Divisio
n Multiplex )という)変調方式が有力な伝送方式とし
て注目されている。このOFDM方式は、広帯域信号を
互いに直交する多数の搬送波(以下、サブキャリアとい
う)で伝送することにより、マルチパス伝搬路における
耐遅延干渉特性を改善できる等の特長がある。以下にO
FDM方式の概要について説明する。
【0003】図20は、送信側に用いられるOFDM変
調装置の構成を示すブロック回路図である。このOFD
M変調装置には、例えば、多値(16QAM、64QA
Mなど)変調された信号である送信データが供給され
る。この送信データはシリアル/パラレル変換部11に
供給されて低速な複数の伝送サブシンボルから成るパラ
レルデータに変換される。1パラレルデータの伝送サブ
シンボル数はサブキャリア数に等しい。このパラレルデ
ータはIFFT(逆高速フーリエ変換)部12に供給さ
れる。
【0004】このIFFT部12は、図示しない伝送シ
ンボルタイミング同期信号発生部で生成される伝送シン
ボルタイミング同期(以下、伝送シンボル同期という)
信号に従って、有効シンボル単位で入力パラレルデータ
の各伝送サブシンボルをそれぞれ隣接間で相互に直交す
るサブキャリアに割り当ててIFFT演算を施すこと
で、周波数領域の伝送データを時間領域の伝送データに
変換する。これによって有効シンボル期間のOFDM変
調信号が得られる。ここで、サブキャリアの数は使用す
るIFFT部12のポイント数によって設定される。I
FFT部12によってOFDM変調された伝送データは
ガード期間付加部13に供給される。
【0005】このガード期間付加部13は、上記伝送シ
ンボル同期信号に従ってIFFT部12から供給された
伝送データの有効シンボル期間の後部をガード期間とし
て、伝送シンボル毎に有効シンボル期間に対して巡回的
に前置きし、ベースバンドOFDM信号を生成する。こ
のガード期間付加部13で得られたベースバンドOFD
M信号のフォーマットを図21に示す。ガード期間を付
加されたベースバンドOFDM信号は直交変調部14に
供給される。
【0006】この直交変調部14は、上記ガード期間付
加部13で得られたベースバンドOFDM信号に局部発
振器15で得られる発振周波数を中心周波数として直交
変調を施し、中間周波数帯域(以下、IF帯という)ま
たは無線周波数帯域(以下、RF帯という)に周波数変
換し、OFDM送信信号として図示しない伝送路に出力
する。
【0007】図22は、受信側に用いられるOFDM復
調装置の構成を示すブロック回路図である。このOFD
M復調装置には、伝送路を通じて図20に示した送信側
のOFDM変調装置によって生成されたOFDM送信信
号の受信信号が入力されるものとする。
【0008】図22において、直交復調部16は上記O
FDM受信信号を入力し、局部発振器17で得られる発
振周波数によって直交復調することで、IF帯またはR
F帯のOFDM受信信号からベースバンドOFDM信号
に周波数変換する。このOFDM信号はガード期間除去
部18に供給される。
【0009】このガード期間除去部18は、図示しない
伝送シンボルタイミング同期信号発生部で生成される伝
送シンボル同期信号に従って、直交復調部16でベース
バンドに変換されたOFDM信号からガード期間を除去
し、有効シンボル期間の信号のみを抽出する。この有効
シンボル期間の信号はFFT(高速フーリエ変換)部1
9に供給される。
【0010】このFFT部19は、上記伝送シンボル同
期信号に従って、有効シンボル期間の信号にFFT演算
を施して時間領域の伝送データを周波数領域の伝送デー
タに変換することで、複数の復調伝送サブシンボルを得
る。FFT部19からの復調出力はパラレル/シリアル
変換部20によってシリアルデータに変換されて受信デ
ータとして出力される。
【0011】ここで、上記構成による受信側のOFDM
復調装置では、局部発振器で得られる発振周波数が送信
側のOFDM変調装置の局部発振器で得られる発振周波
数とずれていると、サブキャリア間の直交性が崩れ、こ
れによってキャリア間干渉(ICI)が発生し、FFT
部で得られる復調伝送サブシンボルの劣化が生じるとい
う問題がある。
【0012】そこで、従来では、受信側の局部発振器の
周波数同期を行うために、図23に示すように、送信側
でOFDM信号に電力を抑圧したヌルシンボルや、特定
の既知の信号から成る基準シンボルを定期的に付加して
伝送する方法が考えられている。
【0013】ところが、このような伝送方法では、局部
発振器の周波数同期精度が向上するが、ヌルシンボルや
基準シンボルを頻繁に伝送することによって伝送効率が
低下してしまう。一方、伝送効率を低下させないために
ヌルシンボルや基準シンボルを伝送する頻度を抑えてし
まうと、局部発振器17の周波数同期精度が劣化してし
まうという問題がある。
【0014】この問題を解決するために、ヌルシンボル
や基準シンボルを用いずに受信側の局部発振器の周波数
同期を行う方法が特開平7−143097号公報に開示
されている。以下、上記公報に開示されている従来のO
FDM復調装置について、図24に示すブロック回路図
を参照しながら説明する。
【0015】このOFDM復調装置のOFDM信号復調
部は、図22に示したOFDM信号復調部と同様の構成
であり、ガード期間除去部22、FFT部23及びパラ
レル/シリアル変換部24によって構成されている。
【0016】図24において、直交検波部21は送信側
からのOFDM送信信号を入力し、後で説明する周波数
誤差検出部25からの誤差信号によって、直交検波部2
1に内蔵されている図示しない局部発振器の周波数同期
を取って直交復調することで、IF帯またはRF帯のO
FDM受信信号からベースバンドOFDM信号に周波数
変換する。このOFDM信号はガード期間除去部22に
供給される。
【0017】このガード期間除去部22は、図示しない
伝送シンボルタイミング同期信号発生部で生成される伝
送シンボル同期信号に従って、直交検波部21でベース
バンドに変換されたOFDM信号からガード期間を除去
し、有効シンボル期間の信号のみを抽出する。この有効
シンボル期間の信号はFFT(高速フーリエ変換)部2
3に供給される。
【0018】このFFT部23は、上記伝送シンボル同
期信号に従って、有効シンボル期間の信号にFFT演算
を施して時間領域の伝送データを周波数領域の伝送デー
タに変換することで、複数の復調伝送サブシンボルを得
る。FFT部23からの復調出力はパラレル/シリアル
変換部24によってシリアルデータに変換されて受信デ
ータとして出力される。
【0019】図25に周波数誤差検出部25の内部構成
を示して、その動作について説明する。図25におい
て、周波数誤差検出部25には、上記直交検波部21に
より有効シンボル期間とこの有効シンボル期間の後部に
一致した波形であるガード期間とを有するOFDM受信
信号の直交変調波を直交復調して得られたベースバンド
OFDM信号が供給される。
【0020】このベースバンドOFDM信号は、ベース
バンドOFDM信号の同相検波軸(以下、I軸という)
信号SI と直交検波軸(以下、Q軸という)信号SQ
ら生成されるSI +jSQ (jは虚数を表す)という複
素データで表せる。この複素データSI +jSQ は、有
効シンボル期間遅延部251に供給される。
【0021】有効シンボル期間遅延部251は、上記複
素データを有効シンボル期間だけ遅延した複素データS
ID+jSQDを生成し、さらに、複素共役データSID−j
QDに変換する。この複素共役データSID−jSQDは複
素乗算器252の一方の入力端に供給される。また、上
記複素データSI +jSQ は複素データSI +j0に変
換されて、複素乗算器252の他方の入力端に供給され
る。
【0022】この複素乗算器252は、両複素データに
ついて複素乗算演算を施して、 (SI +j0)(SID−jSQD) =SIID−jSIQD なる演算結果を得る。この複素乗算演算結果は加算平均
演算部253に供給される。
【0023】この加算平均演算部253は、ガード期間
の加算平均演算を施し、結果として上記複素データSI
+j0と上記有効シンボル期間だけ遅延した複素データ
ID+jSQDとの相関演算結果SII−jSIQを出力す
る。
【0024】アークタンジェント(tan-1)演算部2
54は、加算平均演算部253から供給された相関演算
結果の位相回転角の演算を施す。ここで、[(送信側の
局部発振器の発振周波数)−(受信側の局部発振器の発
振周波数)]/(OFDM送信信号のサブキャリア間
隔)をキャリア周波数誤差Δfとすると、シンボルタイ
ミングにおける上記アークタンジェントの演算結果は、
キャリア周波数誤差Δfの関数となる。このアークタン
ジェントの演算結果を用いることで−0.5<Δf<
0.5の範囲においてキャリア周波数誤差Δf=0とな
るように制御ができる。
【0025】このアークタンジェントの演算結果の出力
は保持部255に供給され、図示しないシンボルタイミ
ング同期信号発生部で生成される信号(以下、シンボル
同期信号という)によりシンボルタイミングで保持さ
れ、シンボルタイミングで動作するループフィルタ25
6に供給される。このループフィルタ256によりノイ
ズ成分を除去することで、受信側の局部発振器に対する
発振周波数の制御信号が得られる。
【0026】以上述べたように、上記構成によるOFD
M復調装置では、周波数誤差検出部25により、ヌルシ
ンボルや基準シンボルを用いずに受信側の直交検波部2
5における局部発振器の周波数同期を高精度に行うこと
が可能となる。
【0027】しかしながら、上記構成によるOFDM復
調装置では、周波数同期の同期引込み完了時間がOFD
M信号のシンボルに換算して数100〜1000シンボ
ル程度の時間を要する。この時間は、例えば、FFTポ
イント数8192、有効キャリア数5664、有効シン
ボル長1ms、ガード期間長250μsのシステムにお
いて、約0.13〜1.3秒の時間に相当し、周波数同
期の同期引込み完了時間が非常に長いという問題があ
る。
【0028】この問題を解決するために、上記周波数同
期の同期引込み完了時間の高速化を図る方法が電子通信
学会技術研究報告書RCS(1996−1)の「マルチ
キャリア変調信号の最尤シンボルタイミング・ 周波数オ
フセット推定方式」に記載されている。以下、上記報告
書に記載されている従来のOFDM復調装置について、
図26に示すブロック回路図を参照しながら説明する。
【0029】このOFDM復調装置のOFDM信号復調
部は、図22に示したOFDM信号復調部と同様の構成
であり、ガード期間除去部53、FFT部54及びパラ
レル/シリアル変換部55によって構成されている。
【0030】図26において、直交検波部51は送信側
からのOFDM送信信号を入力し直交復調することで、
IF帯またはRF帯のOFDM受信信号からベースバン
ドOFDM信号に周波数変換する。このOFDM信号は
複素乗算器52及び後で説明する周波数誤差検出部56
に供給される。
【0031】複素乗算器52は、後で説明する周波数誤
差検出部56からの誤差信号によって周波数が制御され
る発振器57からの信号により、上記OFDM信号の周
波数誤差を補正する。この周波数誤差が補正されたOF
DM信号は、ガード期間除去部53に供給される。
【0032】このガード期間除去部53は、図示しない
伝送シンボルタイミング同期信号発生部で生成される伝
送シンボル同期信号に従って、複素乗算器52で周波数
誤差が補正されたOFDM信号からガード期間を除去
し、有効シンボル期間の信号のみを抽出する。この有効
シンボル期間の信号はFFT(高速フーリエ変換)部5
4に供給される。
【0033】このFFT部54は、上記伝送シンボル同
期信号に従って、有効シンボル期間の信号にFFT演算
を施して時間領域の伝送データを周波数領域の伝送デー
タに変換することで、複数の復調伝送サブシンボルを得
る。FFT部54からの復調出力はパラレル/シリアル
変換部55によってシリアルデータに変換されて受信デ
ータとして出力される。
【0034】図27に周波数誤差検出部56の内部構成
を示して、その動作について説明する。図27におい
て、周波数誤差検出部56には、上記直交検波部51に
よりOFDM受信信号の直交変調波を直交復調して得ら
れたベースバンドOFDM信号が供給される。
【0035】このベースバンドOFDM信号は、ベース
バンドOFDM信号のI軸信号SIとQ軸信号SQ から
生成されるSI +jSQ (jは虚数を表す)という複素
データで表せる。この複素データSI +jSQ は、有効
シンボル期間遅延部561に供給される。
【0036】有効シンボル期間遅延部561は、上記複
素データを有効シンボル期間だけ遅延した複素データS
ID+jSQDを生成し、さらに、複素共役データSID−j
QDに変換する。この複素共役データSID−jSQDは複
素乗算器562の一方の入力端に供給される。また、上
記複素データSI +jSQ は複素乗算器562の他方の
入力端に供給される。
【0037】この複素乗算器562は、両複素データに
ついて複素乗算演算を施して、 (SI +jSQ )(SID−jSQD) =SIID+SQQD
−j (SIQD−SQID) なる演算結果を得る。この複素乗算演算結果は加算平均
演算部563に供給される。
【0038】この加算平均演算部563は、ガード期間
の加算平均演算を施し、結果として上記複素データSI
+jSQ と上記有効シンボル期間だけ遅延した複素デー
タSID+jSQDとの相関演算結果SII+SQQ−j(SIQ
−SQI)を出力する。
【0039】アークタンジェント(tan-1)演算部5
64は、加算平均演算部253から供給された相関演算
結果の位相回転角の演算を施す。ここで、[(送信側の
局部発振器の発振周波数)−(受信側の局部発振器の発
振周波数)]/(OFDM送信信号のサブキャリア間
隔)をキャリア周波数誤差Δfとすると、シンボルタイ
ミングにおける上記アークタンジェントの演算結果は、
キャリア周波数誤差Δfの関数となる。このアークタン
ジェントの演算結果を用いることで−0.5<Δf<
0.5の範囲においてキャリア周波数誤差Δf=0とな
るように制御ができる。
【0040】このアークタンジェントの演算結果の出力
は保持部565に供給される。保持部565において、
シンボル同期信号によりアークタンジェント演算部56
4の演算結果の出力がシンボルタイミングで保持された
結果はシンボル加算平均演算部567に供給される。こ
のシンボル加算平均演算部567は、加算平均演算部5
671及び保持部5672により構成される。
【0041】加算平均演算部5671は、シンボルタイ
ミングで動作し、保持部565からの結果に加算平均演
算を施す。この演算結果は保持部5672に供給され
る。この保持部5672は、図示しない制御信号発生部
により供給される制御信号により制御され、加算平均演
算部5671で得られた複数シンボル分の加算平均演算
結果を保持するもので、その保持された結果は発振器5
7に対して発振周波数の制御信号として出力される。上
記構成によるOFDM復調装置の周波数誤差検出部56
によれば、周波数同期の同期引込み完了時間の高速化を
図ることが可能となる。
【0042】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成によるOFDM復調装置は、開ループ系制御を行って
いるので周波数同期の同期引込み完了時間の高速化は図
れるが、アークタンジェント演算部564の性質より、
キャリア周波数誤差|Δf|=0.5付近では、低C/
N時に周波数同期精度の劣化が生じ、その結果、OFD
M復調信号の劣化が生じるという問題がある。
【0043】例えば、FFTポイント数1024、有効
シンボル長171μs、ガード期間長11μsのシステ
ムにおいて、初期キャリア周波数誤差Δf0 =0.4
9、上記シンボル加算平均演算部257の加算平均シン
ボル回数=5の条件下で、C/N=0dB、C/N=5d
B、C/N=10dB時の引込み後のキャリア周波数誤差
Δfはそれぞれ約0.2、約0.18、約0.1であ
る。
【0044】また、この周波数同期精度の劣化を緩和し
精度の向上を図るためには、複数(数100〜100
0)シンボルにわたりシンボル加算平均演算部にて加算
平均演算させる必要があり、周波数同期の同期引込み完
了時間の高速化を図ることが不可能となる。
【0045】本発明の課題は、上記の問題を解決し、雑
音に影響されることなく周波数同期精度を高精度に維持
すると同時に、周波数同期の同期引込み完了時間の高速
化を図ることのできるOFDM復調装置を提供すること
にある。
【0046】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に第1の発明は、1シンボル期間の構成が、有効シンボ
ル期間の信号の後部をガード期間として、シンボル毎に
有効シンボル期間に対して巡回的に前置きした構成であ
る直交周波数分割多重変調信号なるOFDM信号を入力
し、このOFDM信号の有効シンボル期間の変調伝送デ
ータを復調するOFDM復調装置であって、局部発振信
号を発生する局部発振手段を備え、この手段で発生され
る局部発振信号により前記OFDM信号を直交検波して
複素データとして出力し、当該複素データが表す周波数
を周波数誤差補正信号に基づいて補正する周波数補正手
段を備える直交検波手段と、この直交検波手段で得られ
た複素データを前記OFDM信号の有効シンボル期間遅
延させる遅延手段と、前記直交検波手段で得られた複素
データと前記遅延手段で得られた複素遅延データとの相
関データを得る相関演算手段と、前記相関演算手段で得
られた相関データの位相回転角を求める位相回転角演算
手段と、この位相回転角演算手段で得られた位相回転角
について互いに異なるゲインで加算平均演算を行う複数
の加算平均演算手段と、前記複数の加算平均演算手段の
いずれか1つを順に選択して前記位相回転角演算手段か
らの演算結果を出力する1入力複数出力の第1の切換え
手段と、前記複数の加算平均演算手段の演算結果のいず
れか1つを順に選択して、前記周波数誤差補正信号とし
て前記周波数補正手段に出力する複数入力1出力の第2
の切換え手段とを具備するようにした。
【0047】上記課題を解決するために第2の発明は、
1シンボル期間の構成が、有効シンボル期間の信号の後
部をガード期間として、シンボル毎に有効シンボル期間
に対して巡回的に前置きした構成である直交周波数分割
多重変調信号なるOFDM信号を入力し、このOFDM
信号の有効シンボル期間の変調伝送データを復調するO
FDM復調装置であって、局部発振信号を発生する局部
発振手段を備え、この手段で発生される局部発振信号に
より前記OFDM信号を直交検波して複素データとして
出力し、当該複素データが表す周波数を周波数誤差補正
信号に基づいて補正する周波数補正手段を備える直交検
波手段と、この直交検波手段で得られた複素データを上
記OFDM信号の有効シンボル期間遅延させる遅延手段
と、前記直交検波手段で得られた複素データと前記遅延
手段で得られた複素遅延データとの相関データを得る相
関演算手段と、前記相関演算手段で得られた相関データ
の位相回転角を求める位相回転角演算手段と、この位相
回転角演算手段で得られた位相回転角について互いに異
なるゲインで加算平均演算を行う複数の加算平均演算手
段と、前記位相回転角演算手段で得られた位相回転角の
符号を検出する符号検出手段と、この符号検出手段で得
られた符号検出結果を基に、前記複数の加算平均演算手
段のいずれか1つを順に選択して前記位相回転角演算手
段の演算結果を出力する1入力複数出力の第1の切換え
手段と、前記符号検出手段で得られた符号検出結果を基
に、正、及び負の回数をそれぞれ数え、その結果を基に
前記複数の加算平均演算手段の動作を制御する符号カウ
ント手段と、この符号カウント手段で得られた結果を基
に、前記複数の加算平均演算手段の演算結果のいずれか
1つを順に選択して、前記周波数誤差補正信号として前
記周波数補正手段に出力する複数入力1出力の第2の切
換え手段とを具備するようにした。
【0048】上記課題を解決するために第3の発明は、
1シンボル期間の構成が、有効シンボル期間の信号の後
部をガード期間として、シンボル毎に有効シンボル期間
に対して巡回的に前置きした構成である直交周波数分割
多重変調信号なるOFDM信号を入力し、このOFDM
信号の有効シンボル期間の変調伝送データを復調するO
FDM復調装置であって、局部発振信号を発生する局部
発振手段を備え、この手段で発生される局部発振信号に
より前記OFDM信号を直交検波して複素データとして
出力し、当該複素データが表す周波数を周波数誤差補正
信号に基づいて補正する周波数補正手段を備える直交検
波手段と、この直交検波手段で得られた複素データを前
記OFDM信号の有効シンボル期間遅延させる遅延手段
と、前記直交検波手段で得られた複素データと前記遅延
手段で得られた複素遅延データとの相関データを得る相
関演算手段と、この相関演算手段で得られた演算結果に
ついて互いに異なるゲインで加算平均演算を行う複数の
第1加算平均演算手段群と、前記複数の第1加算平均演
算手段群の演算結果又は前記相関演算手段の演算結果か
ら得られたデータの位相回転角を求める位相回転角演算
手段と、この位相回転角演算手段で得られた位相回転角
について互いに異なるゲインで加算平均演算を行う複数
の第2加算平均演算手段群と、前記複数の第1加算平均
演算手段群又は前記位相回転角演算手段のいずれか1つ
を順に選択して出力する1入力複数出力の第1の切換え
手段と、前記複数の第1加算平均演算手段群の演算結果
又は前記相関演算手段の演算結果のいずれか1つを順に
選択して前記位相回転角演算手段に出力する複数入力1
出力の第2の切換え手段と、前記複数の第2加算平均演
算手段群又は前記局部発振手段のいずれか1つを順に選
択して出力する1入力複数出力の第3の切換え手段と、
前記複数の第2加算平均演算手段群の演算結果又は前記
位相回転角演算手段の演算結果のいずれか1つを順に選
択して、前記周波数誤差補正信号として前記周波数補正
手段に出力する複数入力1出力の第4の切換え手段とを
具備するようにした。
【0049】上記課題を解決するために第4の発明は、
1シンボル期間の構成が、有効シンボル期間の信号の後
部をガード期間として、シンボル毎に有効シンボル期間
に対して巡回的に前置きした構成である直交周波数分割
多重変調信号なるOFDM信号を入力し、このOFDM
信号の有効シンボル期間の変調伝送データを復調するO
FDM復調装置であって、少なくとも前記OFDM信号
を直交検波し、複素データとして出力する直交検波手段
と、この直交検波手段で得られた複素データを前記OF
DM信号の有効シンボル期間遅延させる遅延手段と、前
記直交検波手段で得られた複素データと前記遅延手段で
得られた複素遅延データとの相関データを得る相関演算
手段と、前記相関演算手段で得られた相関データの位相
回転角を求める位相回転角演算手段と、この手段で得ら
れた位相回転角に基づいて前記複素データが表す周波数
を補正することで周波数同期を確立する周波数同期手段
と、前記位相回転角演算手段で得られた信号を被比較信
号とし、基準信号と比較を行うことで周波数同期はずれ
を検出する周波数同期はずれ検出手段とを具備するよう
にした。
【0050】
【発明の実施の形態】以下、図1乃至図19を用いて本
発明の実施の形態を詳細に説明する。 (第1の実施の形態)図1は、本発明に係る第1の実施
の形態におけるOFDM復調装置の構成を示すブロック
図である。
【0051】図1において、直交検波部26は、図示し
ない伝送路を通過してくるOFDM受信信号を入力し、
後で説明する周波数誤差補正信号によって、直交検波部
26に内蔵されている図示しない局部発振器の周波数同
期をとり直交復調することで、IF帯またはRF帯のO
FDM受信信号からベースバンドOFDM信号に周波数
変換する。このとき、ベースバンドOFDM信号とし
て、同相検波(以下、I軸という)信号と直交検波(以
下、Q軸という)信号とから複素データを生成する。こ
の複素データによるベースバンドOFDM信号は有効シ
ンボル期間遅延部27に供給される。
【0052】この有効シンボル期間遅延部27は、上記
複素データを有効シンボル期間だけ遅延させ、この複素
遅延データの複素共役をとって複素共役データを生成す
る。この複素共役データは複素乗算器28の一方の入力
端に供給される。また、上記直交検波部26から出力さ
れる複素データは、複素乗算器28の他方の入力端に供
給される。
【0053】この複素乗算器28は、上記複素データと
複素共役データとの複素乗算演算を施すもので、その演
算結果は加算平均演算部29に供給される。この加算平
均演算部29は、ガード期間の加算平均演算を施し、結
果として、上記複素データと有効シンボル期間遅延され
た複素遅延データとの相関演算を施す。この演算結果は
アークタンジェント(tan-1)演算部30に供給され
る。
【0054】アークタンジェント演算部30は、上記相
関演算結果の(虚数部)/(実数部)のアークタンジェ
ント演算を施すもので、その結果は保持部31に供給さ
れる。この保持部31は、図示しないシンボルタイミン
グ同期信号発生部で生成されるシンボル同期信号によ
り、シンボルタイミングで入力データを保持するもの
で、その保持結果は切換えスイッチ32に供給される。
【0055】切換えスイッチ32は、1入力3出力の構
成であり、切換えスイッチ制御部CONTで生成される
制御信号S1に基づいて、入力信号を3出力端子32
a、32b、32cのうちの1つを選択して出力する動
作を行う。上記制御信号S1に基づいて出力端子32
a、32b、32cのいずれかから出力される信号は、
それぞれ加算平均演算部33、34、35に供給され
る。
【0056】ここで、加算平均演算部33、34は広範
囲周波数同期引込み用、加算平均演算部35はトラッキ
ング(狭範囲周波数同期引込み)用である。ここでいう
狭範囲とは、キャリア周波数誤差|Δf|が0.01未
満をいう。
【0057】加算平均演算部33、34、35における
加算平均演算結果は、それぞれ切換えスイッチ36の入
力端子36a、36b、36cに供給される。この切換
えスイッチ36は、3入力1出力の構成であり、切換え
スイッチ制御部CONTで生成される制御信号S2に基
づいて、3入力端子36a、36b、36cの各入力信
号のうちの1つを選択して出力する動作を行う。この切
換えスイッチ36の出力は、直交検波部26に供給さ
れ、直交検波部26に内蔵されている図示しない局部発
振器の発振周波数の制御を行う周波数誤差補正信号とな
る。
【0058】上記直交検波部26は、例えば、図2に示
すような構成である。図2において、直交検波部26に
入力されたOFDM受信信号は、BPF(帯域通過フィ
ルタ)261によって通過帯域以外の雑音を除去され、
乗算器262、263に供給される。
【0059】一方、局部発振器264は、上記周波数誤
差補正信号によって局部発振周波数が制御される発振器
で構成される。局部発振器264の出力信号は、乗算器
262と移相器265に供給される。この移相器265
は、局部発振器264の出力信号を90度移相するもの
で、その出力は乗算器262に供給される。
【0060】乗算器263は、BPF261からの出力
信号と局部発振器264からの出力信号との乗算演算を
行うもので、その出力は、LPF(低域通過フィルタ)
267に供給され、高調波成分が除去される。これによ
り、LPF267から局部発振器264の出力信号に対
して同相成分の検波(I軸)信号が得られる。
【0061】一方、乗算器262はBPF261からの
出力信号と移相器265で90度移相された局部発振器
264の出力信号との乗算演算を行うもので、その出力
はLPF266に供給され、高調波成分が除去される。
これにより、LPF266から局部発振器264の出力
信号に対して直交成分の検波(Q軸)信号が得られる。
【0062】このようにして得られたI軸信号とQ軸信
号はそれぞれA/D変換部268、269で図示しない
サンプリングクロック発生部から供給されるサンプリン
グクロック毎に量子化され、複素データに変換されて、
直交検波部26から出力される。
【0063】尚、直交検波部26に図2に示す構成を用
いる場合、周波数誤差補正信号は一度D/A変換して、
局部発振器264の周波数誤差補正信号として供給する
必要がある。
【0064】また、上記直交検波部26は、例えば、図
3に示すような構成でも実現できる。尚、図3におい
て、図2と同一部分には同一符号を付して示し、ここで
は重複する説明を省略する。
【0065】すなわち、図3の構成では、局部発振器2
64の発振周波数を固定とし、代わってA/D変換部2
68,269の出力SQ ,SI を加算して得られた複素
データSI +SQ を乗算器2610に入力し、NCO
(数値制御発振器)2611で発生される周波数データ
と乗算演算する。そして、周波数誤差補正信号によりN
CO2611の周波数値を制御することで、複素データ
が表す周波数を補正する。この構成によっても図2と同
様の処理を実現できる。
【0066】上記加算平均演算器29は、例えば、図4
に示すような構成である。図4において、上記乗算器2
8から出力された信号は、ゲインアンプ291に供給さ
れる。このゲインアンプ291は入力信号をα倍するも
ので、その出力はFIR(有限長インパルス応答)フィ
ルタ部292に供給される。
【0067】このFIRフィルタ部292は、ガード期
間の積分を行い出力する。このFIRフィルタ部292
の窓関数を図5に示す。図5において、縦軸は窓関数w
(n)を、横軸はサンプル数nを表す。ガード期間のキャ
リア数をNg とすると、このFIRフィルタは、タップ
数がNg で、各タップの重みが全て等しい構成である。
【0068】上記加算平均演算器33、34、35は、
例えば、図6に示すような構成である。図6において、
上記切換えスイッチ32から出力された信号は、ゲイン
アンプ331に供給される。このゲインアンプ331は
入力信号をβ倍するもので、その出力は加算器332及
び保持部333から成る積分器に供給される。
【0069】保持部333は、上記シンボル同期信号に
より保持される。その結果、加算器332及び保持部3
33により構成される積分器は、シンボル同期周期で積
分動作を行うことになる。その結果は保持部334に供
給される。この保持部334は、図示しない制御信号発
生部から供給される保持信号に基づいて保持動作を行
う。
【0070】次に、本第1の実施の形態の具体的な動作
例を説明する。尚、説明を簡単にするため、上記シンボ
ル同期信号のタイミング周期は送信側のタイミング周期
に一致しているものとする。また、熱雑音等の雑音も無
いものとする。まず、有効シンボル期間TS とこの有効
シンボル期間の後部に一致した信号をガード期間Tg と
して、有効シンボルに前置きをした構成であるベースバ
ンドOFDM受信信号s(T) は、次式のように書ける。
【0071】
【数1】 ここで、Dk (=Xk +jYk )は、サブキャリアfk
の複素伝送シンボルである。説明の簡単化のために、上
記s(T) を次式のように書き換えることが可能である。
【0072】
【数2】 ここで、送受信機間にキャリア周波数誤差が生じたとき
を考える。キャリア周波数誤差Δfを[(送信側の局部
発振器の発振周波数)−(受信側の局部発振器の発振周
波数)]/(OFDM送信信号のサブキャリア間隔)と
定義すると、送受信機間にΔfが存在するとき、上記式
(2)は次式のように表すことができる。
【0073】
【数3】 式(3)は、上記直交検波部26により直交復調された
複素データを表す。この複素データを有効シンボル期間
だけ遅延させ、さらに複素共役をとった、有効シンボル
期間遅延部27の出力である有効シンボル期間遅延複素
共役データs* (T+Ts)は次式のように表される。
【0074】
【数4】 複素データs(T) と有効シンボル期間遅延複素共役デー
タs* (T+Ts)は、複素乗算器28により複素乗算演算を
施され、−Tg ≦T≦0のときの乗算結果M(T)は次式
のように表される。
【0075】
【数5】 上記乗算結果M(T) は、加算平均演算部29により−T
g ≦T≦0期間の加算平均演算が行われ、結果として、
複素データs(T) と有効シンボル期間遅延複素データs
(T+Ts)の相関演算が行われる。
【0076】OFDM信号の複素伝送シンボルDk の
I、Q軸成分Xk 、Yk は互いに独立であるので、中心
極限定理によりx(T) 及びy(T) はガウス分布に従う。
よって、相関結果c(T) は次式のように表される。
【0077】
【数6】 式(6)から理解できるように、相関結果c(T) はキャ
リア周波数誤差Δfの関数であることが分かる。そこ
で、アークタンジェント演算部30により相関結果c
(T) の位相回転を求める(アークタンジェントの演算を
行う)ことにより、キャリア周波数誤差Δfを求めるこ
とが可能となる。
【0078】上記アークタンジェント演算部30により
得られた結果は、雑音耐性を良好にするために、シンボ
ル同期信号によるシンボルタイミングで保持部31にて
保持される。保持部31からの保持出力は、制御信号S
1に基づいて切換わる切換えスイッチ32によって、加
算平均演算部33、34、35のいずれかに選択的に供
給される。
【0079】制御信号S1 は、切換えスイッチ32に信
号が供給された時刻を0、OFDM信号の1シンボル期
間をTS (=TS +Tg )とし、M1 、M2 (M1 <M
2 )を正の数とすると、0≦T<(M1 +1)TS
(M1 +1)TS ≦T<(M2+1)TS 、(M2
1)TS ≦Tの時刻にそれぞれ切換えスイッチ32の入
力端子を出力端子32a、32b、32cへと順に切換
え接続する制御を行う。
【0080】出力端子32a、32b、32cにそれぞ
れ接続されている加算平均演算部33、34、35のゲ
インアンプのゲイン値は、加算平均演算部33、34が
広範囲周波数同期引込み動作を、加算平均演算部35が
トラッキング(狭範囲周波数同期引込み)動作をそれぞ
れ最適に行えるような値に設定されている。
【0081】加算平均演算部33、34の保持部を制御
する保持信号をそれぞれ保持信号L1、L2とすると、
それぞれM1S ≦T、M2S ≦Tの時刻において保
持動作を行うように制御する。また、加算平均演算部3
5の保持部は、保持動作を行わない。
【0082】加算平均演算部33、34、35の演算結
果は、それぞれ、制御信号S2に基づいて切換わる切換
えスイッチ36によって、上記直交検波部26の局部発
振器264またはNCO2611に周波数誤差補正信号
として選択的に供給され、これによって複素データの持
つ周波数を制御する。制御信号S2 は、0≦T<M2S
、M2S ≦T<(M2 +1)TS 、(M2 +1)TS
≦Tの時刻にそれぞれ、切換えスイッチ36に対して
入力端子36a、36b、36cを順に出力端子に切換
え接続する制御を行う。
【0083】尚、上記説明において、加算平均演算部、
保持部等による遅延量、及び回路制作時に生じる回路遅
延量は考慮していないので、実際の設計においては、十
分考慮する必要がある。
【0084】図7に、具体的な動作例を示す。図7にお
いて、縦軸はキャリア周波数誤差|Δf|、横軸は時刻
Tを表している。図7から明らかなように、上記構成の
OFDM復調装置は、低C/N時に初期キャリア周波数
誤差が0.5付近であっても、加算平均演算部33によ
りキャリア周波数誤差|Δf|が0.5より非常に小さ
くなるように初期引込みを行い、その後、加算平均演算
部34により本引込みを行う。よって、キャリア周波数
誤差|Δf|=0.5付近における、低C/N時の周波
数同期精度の劣化が解消される。また、加算平均演算部
35にてトラッキング動作を行うので周波数同期完了後
も非常に安定した動作が得られる。
【0085】これにより、雑音に影響されることなく周
波数同期精度を維持すると同時に、周波数同期の同期引
込み完了時間の高速化を図ることができる。尚、本実施
の形態において、3つの加算平均演算部33、34、3
5を用いたが、1つ又は2つ又は4つ以上の加算平均演
算部を用いても同様の効果を得ることができることは言
うまでもない。また、保持部31が無い場合においても
同様の効果を得ることができることは言うまでもない。
【0086】(第2の実施の形態)図8は、本発明に係
る第2の実施の形態におけるOFDM復調装置を示すブ
ロック図である。
【0087】この実施の形態の全体構成は、図1 に示し
た第1 の実施の形態の構成と、切換えスイッチ32、加
算平均演算部33、34、35、切換えスイッチ36に
より構成される部分以外の構成は同じである。また、動
作も同じであるので、同一部分に同一符号を付してその
説明を省略し、上記切換えスイッチ32、加算平均演算
部33、34、35、切換えスイッチ36により構成さ
れる部分と置き替わる部分及び追加部分のみを説明す
る。
【0088】保持部31に保持された出力は、切換えス
イッチ37及び符号検出部41に供給される。切換えス
イッチ37は、1入力3出力の構成であり、符号検出部
41で生成される制御信号に基づいて、入力端子に供給
される信号を、3出力端子37a、37b、37cのう
ちの1つを選択して出力する動作を行う。
【0089】符号検出部41は、保持部31の出力の符
号を検出し、その符号検出結果に応じて上記切換えスイ
ッチ37を制御すると共に、符号検出結果を符号カウン
ト部42に供給する。上記符号検出部41からの制御信
号に基づいて出力端子37a、37b、37cから出力
される信号は、それぞれ加算平均演算部38、39、4
0に供給される。
【0090】ここで、加算平均演算部38、39は広範
囲周波数同期引込み用、加算平均演算部40はトラッキ
ング(狭範囲周波数同期引込み)用である。ここでいう
狭範囲とは、キャリア周波数誤差|Δf|が0.01未
満を考えている。
【0091】上記符号カウント部42は、上記符号検出
部41からの符号検出結果を基に、保持部31の出力結
果の正、及び負の回数をカウントし、そのカウント結果
を基に、切換えスイッチ43に供給する制御信号及び上
記加算平均演算部38、39、40の図示しない可変ゲ
インアンプのゲインを制御する信号を生成する。
【0092】上記加算平均演算部38、39、40にお
ける加算平均演算結果は、それぞれ切換えスイッチ43
の入力端子43a、43b、43cに供給される。切換
えスイッチ43は、3入力1出力の構成であり、上記符
号カウント部42で生成される制御信号に基づいて、3
入力端子43a、43b、43cのうちの1つを選択し
て出力端子から出力する動作を行う。この切換えスイッ
チ43の出力は、直交検波部26に供給され、直交検波
部26に内蔵されている図示しない局部発振器またはN
COの発振周波数の制御を行う周波数誤差補正信号とな
る。
【0093】上記加算平均演算器38、39、40は、
例えば、図9に示すような構成である。図9において、
上記切換えスイッチ37から出力された信号は、加算器
382及び保持部383により構成される積分器に供給
される。
【0094】保持部383は、図示しないシンボルタイ
ミング同期信号発生部で生成されるシンボル同期信号に
より保持される。その結果、加算器382、保持部38
3により構成される積分器はシンボル同期信号の周期で
積分動作を行う。この積分結果は保持部384に供給さ
れる。
【0095】この保持部384は、図示しない制御信号
発生部から供給される保持部制御信号により保持動作を
行う。この保持結果は可変ゲインアンプ381に供給さ
れる。この可変ゲインアンプ381は、符号カウント部
42から供給されるゲイン制御信号により設定されるゲ
インγにより、入力信号をγ倍する。
【0096】次に、本第2の実施の形態の具体的な動作
例を説明する。いま、切換えスイッチ37に信号が供給
された時刻を0、OFDM信号の1シンボル期間をTS
とし、M3 を正の数とする。この場合、符号検出部41
は、0≦T<(M3 +1)TS の時刻において、保持部
31にてシンボルタイミングで保持される保持出力の符
号を監視し、切換えスイッチ37に対して制御信号を出
力し、符号が正の場合には出力端子37aを選択するよ
うに、負の場合には出力端子37bを選択するように、
時刻(M3 +1)TS ≦Tで出力端子37cを選択する
ように制御する。
【0097】一方、符号カウント部42は、符号検出部
41からの符号検出信号が正または負であることを認識
し、0≦T<(M3 +1)TS の時刻において、シンボ
ル周期で正及び負の回数をそれぞれカウントする。
【0098】ここで、正のカウント結果をCp とし、負
のカウント結果をCm とする。このとき、符号カウント
部42は、加算平均演算部38、39、40にそれぞれ
ゲイン制御信号を送り、時刻M3 Ts ≦Tに加算平均演
算部38の可変ゲインアンプのゲインを1/Cp に、加
算平均演算部39の可変ゲインアンプのゲインを1/C
m に、加算平均演算部40の可変ゲインアンプのゲイン
はトラッキング(狭範囲周波数同期引込み)動作が最適
に行えるような値に設定する。
【0099】また、符号カウント部42は、切換えスイ
ッチ43に対して制御信号を送り、T=M3S の時刻
において上記カウント数がCp >Cm のときに入力端子
43aを選択するように、上記カウント数がCp <Cm
のときに入力端子43bを選択するように、時刻(M3
+1)TS ≦Tで入力端子43cを選択するような制御
を行う。
【0100】また、符号カウント部42は、加算平均演
算部38、39の保持部384に対して、M3S ≦T
の時刻において保持動作を行うように保持信号を出力す
る。尚、加算平均演算部38、39、40の保持部38
4は、M3S >Tにおいては、リセット状態であり、
出力0である。
【0101】尚、上記説明において、加算平均演算部、
保持部等による遅延量、及び回路制作時に生じる回路遅
延量は考慮していないので、実際の設計においては、十
分考慮する必要がある。
【0102】図10に、具体的な動作例を示す。図10
において、縦軸はキャリア周波数誤差|Δf|、横軸は
時刻Tを表している。図10から明らかなように、上記
構成のOFDM復調装置は、低C/N時に初期キャリア
周波数誤差が0.5付近であっても、加算平均演算部3
8または39により同期精度の劣化となる要因を取り除
いて引込みを行うので、キャリア周波数誤差|Δf|=
0.5付近における、低C/N時の周波数同期精度の劣
化が解消される。また、加算平均演算部40にてトラッ
キング動作を行うので、周波数同期完了後も非常に安定
した動作が得られる。
【0103】これにより、雑音に影響されることなく周
波数同期精度を維持すると同時に、周波数同期の同期引
込み完了時間の高速化を図ることができる。尚、本実施
の形態において、3つの加算平均演算部38、39、4
0を用いたが、1つ又は2つ又は4つ以上の加算平均演
算部を用いても同様の効果を得ることができることは言
うまでもない。また、保持部31が無い場合においても
同様の効果を得ることができることは言うまでもない。
【0104】(第3の実施の形態)図11は、本発明に
係る第3の実施の形態におけるOFDM復調装置を示す
ブロック図である。
【0105】この実施の形態の全体構成は、図1に示し
た第1の実施の形態の構成と、直交検波部26、有効シ
ンボル期間遅延部27、複素乗算器28、加算平均演算
部29により構成される部分の構成は同じである。ま
た、動作も同じであるので、同一部分に同一符号を付し
てその説明を省略し追加部分のみを説明する。
【0106】加算平均演算部29による演算結果は保持
部44に供給される。保持部44は、図示しないシンボ
ルタイミング同期信号発生部で生成されるシンボル同期
信号により、シンボルタイミングで入力データを保持す
るもので、その保持結果は切換えスイッチ67に供給さ
れる。
【0107】切換えスイッチ67は、1入力2出力の構
成であり、切換えスイッチ制御部CONTで生成される
制御信号S7に基づいて、入力信号を2出力端子67
a,67bのうちの1つを選択して出力する動作を行
う。上記制御信号に基づいて出力端子67a,67bの
いずれかから出力される信号は、それぞれ加算平均演算
部45、切換えスイッチ66の一方の入力端子66bに
供給される。
【0108】加算平均演算部45における加算平均演算
結果は、切換えスイッチ66の一方の入力端子66aに
供給される。この切換えスイッチ66は、2入力1出力
の構成であり、切換えスイッチ制御部CONTで生成さ
れる制御信号S8に基づいて、2入力端子66a,66
bの各入力信号のうちの1つを選択して出力する動作を
行う。この切換えスイッチ66の出力は、アークタンジ
ェント演算部(tan-1)30に供給される。
【0109】アークタンジェント演算部30は、上記切
換えスイッチ66の出力の(虚数部)/(実数部)のア
ークタンジェント演算を施すもので、その結果は切換え
スイッチ64に供給される。
【0110】切換えスイッチ64は、1入力2出力の構
成であり、切換えスイッチ制御部CONTで生成される
制御信号S9に基づいて、入力信号を2出力端子64
a、64bのうちの1つを選択して出力する動作を行
う。上記制御信号S9に基づいて出力端子64a、64
bのいずれかから出力される信号は、それぞれ2入力1
出力の構成である切換えスイッチ65の一方の入力端子
65a、加算平均演算部46に供給される。
【0111】加算平均演算部46は、上記切換えスイッ
チ64の出力の加算平均演算を施すもので、その結果
は、上記切換えスイッチ65の他方の入力端子65bに
供給される。
【0112】上記切換えスイッチ65は、切換えスイッ
チ制御部CONTで生成される制御信号S10に基づい
て、2入力端子65a、65bの各入力信号のうちの1
つを選択して出力する動作を行う。この切換えスイッチ
65の出力は、直交検波部26に供給され、直交検波部
26に内蔵されている図示しない局部発振器またはNC
Oの発振周波数の制御を行う周波数誤差補正信号とな
る。
【0113】ここで、加算平均演算部45は、広範囲周
波数同期引込み用、加算平均演算部46はトラッキング
(狭範囲周波数同期引込み)用である。ここでいう狭範
囲とは、キャリア周波数誤差|Δf|が0.01未満を
考えている。
【0114】上記加算平均演算部45、46は、例え
ば、図6に示すような構成であり、上記で動作の説明済
みなので説明を省く。次に、本第3の実施の形態の具体
的な動作例を説明する。
【0115】上記加算平均演算部29により得られた演
算結果は、雑音耐性を良好にするために、シンボル同期
信号によるシンボルタイミングで保持部44にて保持さ
れる。この保持部44からの保持出力は、制御信号S7
に基づいて切換わる切換えスイッチ67によって、加算
平均演算部45、切換えスイッチ66の一方の入力端子
66bに供給される。
【0116】制御信号S7は、切換えスイッチ67に信
号が供給された時刻を0、OFDM信号の1シンボル期
間をTS とし、M4 を正の数とすると、0≦T≦M4
S 、M4S <Tの時刻にそれぞれ切換えスイッチ67
の入力端子を出力端子67a,67bへと順に切換え接
続する制御を行う。
【0117】出力端子66aに接続されている加算平均
演算部45のゲインアンプのゲイン値は、加算平均演算
部45が広範囲周波数同期引込み動作を最適に行えるよ
うな値に設定されている。
【0118】加算平均演算部45の保持部を制御する保
持信号を保持信号H1とすると、M4S ≦Tの時刻に
おいて保持動作を行うように制御する。また、0<T<
4Ts においては、リセット状態であり、保持部の出
力は0である。
【0119】加算平均演算部45の演算結果と上記保持
部44の出力は、制御信号S8に基づいて切換わる切換
えスイッチ66によって、上記アークタンジェント演算
部30に選択的に供給される。制御信号S8は、0≦T
≦M4S 、M4 Ts <Tの時刻にそれぞれ切換えスイ
ッチ66に対して入力端子66a,66bを順に出力端
子に切換え接続する制御を行う。この切換えスイッチ6
6の出力は、アークタンジェント演算部30に供給され
る。
【0120】アークタンジェント演算部30により得ら
れた結果は、制御信号S9に基づいて切換わる切換えス
イッチ64によって、切換えスイッチ65の一方の端子
65a、加算平均演算部46のいずれかに選択的に供給
される。
【0121】制御信号S9は、0≦T≦M4S 、M4
S <Tの時刻にそれぞれ切換えスイッチ64の入力端
子を出力端子64a,64bへと順に切換え接続する制
御を行う。
【0122】出力端子64bに接続されている加算平均
演算部46のゲインアンプのゲイン値は、加算平均演算
部46がトラッキング(狭範囲周波数同期引込み)動作
を最適に行えるような値に設定されている。また、加算
平均演算部46の保持部は、保持動作を行わない。
【0123】上記アークタンジェント演算部30の演算
結果と加算平均演算部46の演算結果は、制御信号S1
0に基づいて切換わる切換えスイッチ65によって、上
記直交検波部26の局部発振器264またはNCO26
11に周波数誤差補正信号として選択的に供給され、局
部発振周波数または周波数値を制御する。制御信号S1
0は、0≦T≦M4S 、M4S <Tの時刻にそれぞ
れ切換えスイッチ65に対して入力端子65a,65b
を順に出力端子に切換え接続する制御を行う。
【0124】尚、上記説明において、加算平均演算部、
アークタンジェント演算部等による遅延量、及び回路制
作時に生じる回路遅延量は考慮していないので、実際の
設計においては、十分考慮する必要がある。
【0125】図12に、具体的な動作例を示す。図12
において、縦軸はキャリア周波数誤差|Δf|、横軸は
時刻Tを表している。図12から明らかなように、上記
構成のOFDM復調装置は、低C/N時に初期キャリア
周波数誤差が0.5付近であっても、加算平均演算部4
5により高精度な引込みを行うことで、キャリア周波数
誤差|Δf|=0.5付近における、低C/N時の周波
数同期精度の劣化が解消される。また、加算平均演算部
46にてトラッキング動作を行うので周波数同期完了後
も非常に安定した動作が得られる。
【0126】これにより、雑音に影響されることなく周
波数同期精度を維持すると同時に、周波数同期の同期引
込み完了時間の高速化を図ることができる。本実施の形
態において、2つの加算平均演算部45、46を用いた
が、3つ以上の加算平均演算部を用いても同様の効果を
得ることができることは言うまでもない。また、保持部
44が無い場合においても同様の効果を得ることができ
ることは言うまでもない。
【0127】(第4の実施の形態)図13は、本発明に
係る第4の実施の形態におけるOFDM復調装置を示す
ブロック図である。
【0128】この実施の形態の全体構成は、図1に示し
た第1の実施の形態の構成と、直交検波部26、有効シ
ンボル期間遅延部27、複素乗算器28、加算平均演算
部29により構成される部分の構成は同じである。ま
た、動作も同じであるので、同一部分に同一符号を付し
てその説明を省略し追加部分のみを説明する。
【0129】加算平均演算部29による演算結果は保持
部44に供給される。保持部44は、図示しないシンボ
ルタイミング同期信号発生部で生成されるシンボル同期
信号により、シンボルタイミングで入力データを保持す
るもので、その保持結果は切換えスイッチ60に供給さ
れる。
【0130】切換えスイッチ60は、1入力2出力の構
成であり、切換えスイッチ制御部CONTで生成される
制御信号S3に基づいて、入力信号を2出力端子60
a,60bのうちの1つを選択して出力する動作を行
う。上記制御信号に基づいて出力端子60a,60bの
いずれかから出力される信号は、それぞれ切換えスイッ
チ61の一方の入力端子61a、加算平均演算部47に
供給される。
【0131】加算平均演算部47における加算平均演算
結果は、切換えスイッチ61の一方の入力端子61bに
供給される。この切換えスイッチ61は、2入力1出力
の構成であり、切換えスイッチ制御部CONTで生成さ
れる制御信号S4に基づいて、2入力端子61a,61
bの各入力信号のうちの1つを選択して出力する動作を
行う。この切換えスイッチ61の出力は、アークタンジ
ェント演算部30に供給される。
【0132】アークタンジェント演算部30は、上記切
換えスイッチ66の出力の(虚数部)/(実数部)のア
ークタンジェント演算を施すもので、その結果は切換え
スイッチ62に供給される。
【0133】切換えスイッチ62は、1入力3出力の構
成であり、切換えスイッチ制御部CONTで生成される
制御信号S5に基づいて、入力信号を3出力端子62
a、62b,62cのうちの1つを選択して出力する動
作を行う。上記制御信号S5に基づいて出力端子62
a、62b,62cのいずれかから出力される信号は、
それぞれ加算平均演算部48、切換えスイッチ63の入
力端子63b、加算平均演算部49に供給される。
【0134】加算平均演算部48、49は、上記切換え
スイッチ62の出力の加算平均演算を施すもので、その
結果は、それぞれ上記切換えスイッチ63の入力端子6
3a、63cに供給される。
【0135】上記切換えスイッチ63は、切換えスイッ
チ制御部CONTで生成される制御信号S6に基づい
て、3入力端子63a、63b、63cの各入力信号の
うちの1つを選択して出力する動作を行う。この切換え
スイッチ63の出力は、直交検波部26に供給され、直
交検波部26に内蔵されている図示しない局部発振器ま
たはNCOの発振周波数または周波数値の制御を行う周
波数誤差補正信号となる。
【0136】ここで、加算平均演算部47、48は、広
範囲周波数同期引込み用、加算平均演算部49はトラッ
キング(狭範囲周波数同期引込み)用である。ここでい
う狭範囲とは、キャリア周波数誤差|Δf|が0.01
未満を考えている。
【0137】上記加算平均演算器47、48、49は、
例えば、図6に示すような構成であり、上記で動作の説
明済みなので説明を省く。次に、本第4の実施の形態の
具体的な動作例を説明する。
【0138】上記加算平均演算部29により得られた演
算結果は、雑音耐性を良好にするために、シンボル同期
信号によるシンボルタイミングで保持部44にて保持さ
れる。この保持部44からの保持出力は、制御信号S3
に基づいて切換わる切換えスイッチ60によって、切換
えスイッチ61の一方の入力端子61a、加算平均演算
部47に供給される。
【0139】制御信号S3は、切換えスイッチ60に信
号が供給された時刻を0、OFDM信号の1シンボル期
間をTS とし、M5 、M6 (M5 <M6 )を正の数とす
ると、0≦T<M5S 、M5S ≦T≦M6S 、M
6S <Tの時刻にそれぞれ切換えスイッチ60の入力
端子を出力端子60a,60b、60aへと順に切換え
接続する制御を行う。
【0140】出力端子60bに接続されている加算平均
演算部47のゲインアンプのゲイン値は、加算平均演算
部47が広範囲周波数同期引込み動作を最適に行えるよ
うな値に設定されている。
【0141】加算平均演算部47の保持部を制御する保
持信号を保持信号H1とすると、M6S ≦Tの時刻に
おいて保持動作を行うように制御する。上記保持部44
の出力と加算平均演算部47の演算結果は、制御信号S
4に基づいて切換わる切換えスイッチ61によって、上
記アークタンジェント演算部30に選択的に供給され
る。制御信号S4は、0≦T<M6S 、M6S
T、M6S <Tの時刻にそれぞれ切換えスイッチ61
に対して入力端子61a,61b、61aを順に出力端
子に切換え接続する制御を行う。この切換えスイッチ6
0の出力は、アークタンジェント演算部30に供給され
る。
【0142】アークタンジェント演算部30により得ら
れた結果は、制御信号S5に基づいて切換わる切換えス
イッチ62によって、それぞれ加算平均演算部48、切
換えスイッチ63の入力端子63b、加算平均演算部4
9のいずれかに選択的に供給される。
【0143】制御信号S5は、0≦T<M6S 、M6
S =T、M6S <Tの時刻にそれぞれ切換えスイッ
チ62の入力端子を出力端子62a,62b、62cへ
と順に切換え接続する制御を行う。
【0144】加算平均演算部48のゲインアンプのゲイ
ン値は、加算平均演算部48が広範囲周波数同期引込み
動作を最適に行えるような値に設定されている。また、
加算平均演算部49のゲインアンプのゲイン値は、加算
平均演算部49がトラッキング(狭範囲周波数同期引込
み)動作を最適に行えるような値に設定されている。
【0145】加算平均演算部48の保持部を制御する保
持信号を保持信号H2とすると、(M5 −1)TS ≦T
の時刻において保持動作を行うように制御する。また、
加算平均演算部49の保持部は、保持動作を行わない。
【0146】加算平均演算部48の演算結果、アークタ
ンジェント演算部30の演算結果及び加算平均演算部4
9の演算結果は、制御信号S6に基づいて切換わる切換
えスイッチ63によって、上記直交検波部26の局部発
振器264またはNCO2611に周波数誤差補正信号
として選択的に供給され、局部発振周波数または周波数
値を制御する。制御信号S6は、0≦T<M6S 、M
6S =T、M6S<Tの時刻にそれぞれ切換えスイ
ッチ63に対して入力端子63a,63b、63cを順
に出力端子に切換え接続する制御を行う。
【0147】尚、上記説明において、加算平均演算部、
アークタンジェント演算部等による遅延量、及び回路制
作時に生じる回路遅延量は考慮していないので、実際の
設計においては、十分考慮する必要がある。
【0148】図14に、具体的な動作例を示す。図14
において、縦軸はキャリア周波数誤差|Δf|、横軸は
時刻Tを表している。図14から明らかなように、上記
構成のOFDM復調装置は、低C/N時に初期キャリア
周波数誤差が0.5付近であっても、加算平均演算部4
8によりキャリア周波数誤差|Δf|が0.5より小さ
くなるように初期引込みを行い、その後、加算平均演算
部47により本引込みを行う。よって、キャリア周波数
誤差|Δf|=0.5付近における、低C/N時の周波
数同期精度の劣化が解消される。また、加算平均演算部
49にてトラッキング動作を行うので周波数同期完了後
も非常に安定した動作が得られる。
【0149】これにより、雑音に影響されることなく周
波数同期精度を維持すると同時に、周波数同期の同期引
込み完了時間の高速化を図ることができる。尚、本実施
の形態において、3つの加算平均演算部47、48、4
9を用いたが、4つ以上の加算平均演算部を用いても同
様の効果を得ることができることは言うまでもない。ま
た、保持部44が無い場合においても同様の効果を得る
ことができることは言うまでもない。
【0150】上記、第1、第2、第3及び第4の実施の
形態を用いて構成したOFDM復調装置は、周波数同期
引込み完了後の実動作状態において、何らかの影響で周
波数同期がはずれる場合がある。トラッキング動作を行
っているので多少の周波数同期はずれには対応できる
が、トラッキング動作で対応できない周波数同期はずれ
に対応するためには、周波数同期はずれを検出して、引
込み動作を最初から行う必要がある。この周波数同期は
ずれを検出する周波数同期はずれ検出部について説明す
る。
【0151】図15は、周波数同期はずれ検出部につい
て示したブロック図である。この周波数同期はずれ検出
部は、上記、第1、第2、第3及び第4の実施の形態の
構成におけるアークタンジェント演算部の出力の信号を
監視することで周波数同期はずれを検出する動作を行
う。
【0152】図15において、アークタンジェント演算
部の出力から得られた信号は、比較部70の被比較信号
入力端子70aに供給される。また、基準信号発生部7
1により得られた信号は、基準信号入力端子70bに供
給される。比較部70は、上記被比較信号と基準信号を
比較して、被比較信号の絶対値が基準信号より大きい場
合は、引込み動作を最初から行うように切換えスイッチ
に制御信号を送る。一方、被比較信号の絶対値が基準信
号より小さい場合は、切換えスイッチが現状の状態を保
つように制御信号を送る。
【0153】尚、基準信号発生部71により得られる信
号は、トラッキング動作を行うことができなくなるとき
のアークタンジェント演算部の出力値に設定されてい
る。また、上記説明では、被比較信号の絶対値と基準信
号を比較しているが、被比較信号の自乗と基準信号の自
乗を比較しても同様の効果が得られることは言うまでも
ない。
【0154】さらに、上記説明では、アークタンジェン
ト演算部の出力からの信号を監視したが、上記、第1、
第2、第3及び第4の実施の形態の構成における、複素
乗算器の虚数部出力からアークタンジェント演算部の虚
数部入力まで、アークタンジェント演算部の出力から直
交検波部の周波数誤差補正信号の入力までの間のどの部
分の信号を監視しても同様の効果が得られることは言う
までもない。
【0155】具体的な適用例を図11に示す。図11に
示す例では、周波数同期はずれ検出回路に、被比較信号
として、切換えスイッチ65から出力される周波数誤差
補正信号を入力する場合、アークタンジェント演算部3
0の出力を入力する場合、加算平均演算部29から出力
を入力する場合を示している。いずれの場合も前述の回
路構成により同期はずれを検出できる。
【0156】同期はずれを検出したときには、リセット
信号を切換えスイッチ制御部CONTに与え、初期状態
に戻すことで再引き込み動作に移行させることができ
る。ところで、上記、第1、第2、第3及び第4の実施
の形態において、加算平均演算部29は、例えばFIR
フィルタを用いて実現できるが、OFDM信号のガード
期間のキャリア数が、数100〜数1000である場
合、FIRフィルタを用いる加算平均演算部では回路規
模が増大する可能性がある。この場合、例えば図16に
示す構成の加算平均演算部を用いるとよい。
【0157】図16において、上記乗算器28から出力
された信号は、ゲインアンプ293に供給される。ゲイ
ンアンプ293は入力信号をα倍するもので、その出力
は加算器294及び保持部295により構成される積分
器に供給される。
【0158】保持部295は、上記シンボル同期信号に
より保持される。その結果、加算器294及び保持部2
95により構成される積分器はシンボル同期信号の周期
で積分動作を行う。その積分結果はガード期間遅延部2
96と減算器297の一方の入力端子に供給される。
【0159】上記ガード期間遅延部296は、上記積分
結果の信号をガード期間だけ遅延させ、減算器297の
他方の入力端子に出力する。減算器297は、上記積分
結果の信号から上記ガード期間遅延部296で遅延され
た積分結果の信号を差し引いて出力する。
【0160】尚、この加算平均演算部の構成では、例え
ば本装置の電源投入時など、最初に加算平均演算部に信
号が入力されるタイミングが、シンボル同期タイミング
を挟んだ前後ガード期間以外である必要がある。
【0161】以上により、ガード期間のキャリア数が数
100〜数1000である場合においても、回路規模が
増大せずに、上記第1、第2、第3及び第4の実施の形
態と全く同じ効果が得られる。
【0162】(第5の実施の形態)次に、本発明に係る
第5の実施の形態におけるOFDM復調装置を説明す
る。本発明は、上記で説明した第1及び第2の実施の形
態において、加算平均演算部29が図3で示される構成
であったときのFIRフィルタ部の窓関数のみが下記図
17から図19で示すものになることを特徴とするもの
で、その他の構成は同じであり、その動作及び効果は第
1または第2の実施の形態と同じであるので説明を省略
する。
【0163】図17は、図3におけるFIRフィルタ部
292の窓関数を示す。図17において、縦軸は窓関数
w(n) を、横軸はサンプル数nを表す。ガード期間のキ
ャリア数をNg とすると、このFIRフィルタは、タッ
プ数Nが1より大きくNg 未満で、各タップの重みが全
て等しい矩形窓の構成である。このような構成の窓関数
を用いることにより、上記加算平均演算部29の回路規
模が削減でき、低コスト化が可能となる。
【0164】また、上記FIRフィルタ部292は、例
えば図18又は図19に示すように、窓関数を矩形窓以
外にするものも考えられる。図18は、図3におけるF
IRフィルタ部292の窓関数を示す。図18におい
て、縦軸は窓関数w(n) を、横軸はサンプル数nを表
す。ガード期間のキャリア数をNg とすると、このFI
Rフィルタは、タップ数Nが1以上Ng 以下で、各タッ
プの重みを図に示すような台形窓になるよう設定した構
成である。
【0165】図19は、図3におけるFIRフィルタ部
292の窓関数を示す。図19において、縦軸は窓関数
w(n) を、横軸はサンプル数nを表す。ガード期間のキ
ャリア数をNg とすると、このFIRフィルタは、タッ
プ数Nが1以上Ng 以下で、各タップの重みを図に示す
ような三角形窓になるよう設定した構成である。さら
に、上記FIRフィルタ部292は、タップ数Nが1以
上Ng 以下で窓関数をハニング窓、ハミング窓などにす
ることも考えられる。
【0166】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、雑音に影
響されることなく周波数同期精度を維持すると同時に、
周波数同期の同期引込み完了時間の高速化を図ることの
できるOFDM復調装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る第1の実施の形態におけるOFD
M復調装置乃構成を示すブロック回路図。
【図2】図1に示すOFDM復調装置の直交変調部の一
例を示すブロック回路図。
【図3】図1に示すOFDM復調装置の直交変調部の他
の一例を示すブロック回路図。
【図4】図1に示すOFDM復調装置の加算平均演算部
の一例を示すブロック回路図。
【図5】図4に示す加算平均演算部のFIRフィルタの
窓関数を示す特性図。
【図6】図1に示すOFDM復調装置の加算平均演算部
の一例を示すブロック回路図。
【図7】本発明に係る第1の実施の形態におけるOFD
M復調装置の具体的な動作例を示す特性図。
【図8】本発明に係る第2の実施の形態におけるOFD
M復調装置の構成を示すブロック回路図。
【図9】図8に示すOFDM復調装置の加算平均演算部
の一例を示すブロック回路図。
【図10】本発明に係る第2の実施の形態におけるOF
DM復調装置の具体的な動作例を示す特性図。
【図11】本発明に係る第3の実施の形態におけるOF
DM復調装置の構成を示すブロック回路図。
【図12】本発明に係る第3の実施の形態におけるOF
DM復調装置の具体的な動作例を示す特性図。
【図13】本発明に係る第4の実施の形態におけるOF
DM復調装置の構成を示すブロック回路図。
【図14】本発明に係る第4の実施の形態におけるOF
DM復調装置の具体的な動作例を示す特性図。
【図15】本発明に係る第1、第2、第3及び第4の実
施の形態におけるOFDM復調装置の周波数同期はずれ
検出部の構成を示すブロック回路図。
【図16】図1及び図8に示すOFDM復調装置の加算
平均演算部の一例を示すブロック回路図。
【図17】図4に示す加算平均演算部のFIRフィルタ
の矩形の窓関数を示す特性図。
【図18】図4に示す加算平均演算部のFIRフィルタ
の台形の窓関数を示す特性図。
【図19】図4に示す加算平均演算部のFIRフィルタ
の三角形の窓関数を示す特性図。
【図20】従来のOFDM送信装置の構成を示すブロッ
ク回路図。
【図21】OFDM信号のフォーマットを表す図。
【図22】従来のOFDM復調装置の構成を示すブロッ
ク回路図。
【図23】従来のOFDM信号の送信フォーマットを表
す図。
【図24】図22の構成を改善した従来のOFDM復調
装置の構成を示すブロック回路図。
【図25】図24の従来のOFDM復調装置の周波数誤
差検出部の構成を示すブロック回路図。
【図26】図24の構成を改善した従来のOFDM復調
装置の構成を示すブロック回路図。
【図27】図25の構成を改善した従来のOFDM復調
装置の周波数誤差検出部の構成を示すブロック回路図。
【符号の説明】
11…シリアル/パラレル変換部 12…IFFT部 13…ガード期間付加部 14…直交変調部 15…局部発振器 16…直交復調部 17…局部発振器 18…ガード期間除去部 19…FFT部 20…パラレル/シリアル変換部 21…直交検波部 22…ガード期間除去部 23…FFT部 24…パラレル/シリアル変換部 25…周波数誤差検出部 251…有効シンボル期間遅延部 252…乗算器 253…加算平均演算部 254…アークタンジェント演算部 255…保持部 256…ループフィルタ 26…直交検波部 261…BPF 262、263…乗算器 264…局部発振器 265…移相器 266、267…LPF 268、269…A/D変換部 2610…乗算器 2611…数値制御発振器 27…有効シンボル期間遅延部 28…複素乗算器 29…加算平均演算部 291…ゲインアンプ 292…FIRフィルタ部 293…ゲインアンプ 294…加算器 295…保持部 296…ガード期間遅延部 297…減算器 30…アークタンジェント演算部 31…保持部 32…切換えスイッチ 32a、32b、32c…出力端子 33、34、35…加算平均演算部 331…ゲインアンプ 332…加算器 333、334…保持部 36…切換えスイッチ 36a、36b、36c…入力端子 37…切換えスイッチ 37a、37b、37c…出力端子 38、39、40…加算平均演算部 381…可変ゲインアンプ 382…加算器 383、384…保持部 41…符号検出部 42…符号カウント部 43…切換えスイッチ 43a、43b、43c…入力端子 44…保持部 45、46、47、48、49…加算平均演算部 51…直交検波部 52…複素乗算器 53…ガード期間除去部 54…FFT部 55…パラレル/シリアル変換部 56…周波数誤差検出部 561…有効シンボル期間遅延部 562…乗算器 563…加算平均演算部 564…アークタンジェント演算部 565…保持部 567…シンボル加算平均演算部 5671…加算平均部 5672…保持部 57…発振器 60…切換えスイッチ 60a、60b…出力端子 61…切換えスイッチ 61a、61b…入力端子 62…切換えスイッチ 62a、62b、62c…出力端子 63…切換えスイッチ 63a、63b、63c…入力端子 64…切換えスイッチ 64a、64b…出力端子 65…切換えスイッチ 65a、65b…入力端子 66…切換えスイッチ 66a、66b…入力端子 67…切換えスイッチ 67a、67b…出力端子 70…比較部 71…基準信号発生部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−143097(JP,A) 特開 昭52−83152(JP,A) 特開 平6−244818(JP,A) 特開 平7−99486(JP,A) 特開 平8−237218(JP,A) 特開 平8−265292(JP,A) 特公 昭59−53732(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H04J 11/00 H04L 27/38

Claims (17)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】1シンボル期間の構成が、有効シンボル期
    間の信号の後部をガード期間として、シンボル毎に有効
    シンボル期間に対して巡回的に前置きした構成である直
    交周波数分割多重変調信号なるOFDM信号を入力し、
    このOFDM信号の有効シンボル期間の変調伝送データ
    を復調するOFDM復調装置であって、 局部発振信号を発生する局部発振手段を備え、この手段
    で発生される局部発振信号により前記OFDM信号を直
    交検波して複素データとして出力し、当該複素データが
    表す周波数を周波数誤差補正信号に基づいて補正する周
    波数補正手段を備える直交検波手段と、 この直交検波手段で得られた複素データを前記OFDM
    信号の有効シンボル期間遅延させる遅延手段と、 前記直交検波手段で得られた複素データと前記遅延手段
    で得られた複素遅延データとの相関データを得る相関演
    算手段と、 前記相関演算手段で得られた相関データの位相回転角を
    求める位相回転角演算手段と、 この位相回転角演算手段で得られた位相回転角について
    互いに異なるゲインで加算平均演算を行う複数の加算平
    均演算手段と、 前記複数の加算平均演算手段のいずれか1つを順に選択
    して前記位相回転角演算手段からの演算結果を出力する
    1入力複数出力の第1の切換え手段と、 前記複数の加算平均演算手段の演算結果のいずれか1つ
    を順に選択して、前記周波数誤差補正信号として前記周
    波数補正手段に出力する複数入力1出力の第2の切換え
    手段とを具備することを特徴とするOFDM復調装置。
  2. 【請求項2】前記複数の加算平均演算部は、それぞれ演
    算結果を保持して出力する保持手段を備え、 前記第1の切換え手段は、OFDM信号の1シンボル期
    間をTS とし、M1 、M2 (M1 <M2 )を正の数とす
    るとき、0以上(M1 +1)TS 未満の時刻において第
    1番目の加算平均演算部を選択し、(M1 +1)TS
    上(M2 +1)TS 未満の時刻において第2番目の加算
    平均演算部を選択して前記位相回転角演算手段の出力を
    入力するように切り換わり、 前記第1番目の加算平均演算部の保持手段は、M1S
    以上の時刻において保持動作を行い、 前記第2番目の加算平均演算部の保持手段は、M2S
    以上の時刻において保持動作を行い、 前記第2の切換え手段は、0以上M2S 未満の時刻に
    おいて第1番目の加算平均演算部を選択し、M2S
    上(M2 +1)TS 未満の時刻において第2番目の加算
    平均演算部を選択して、それぞれの加算平均演算部の出
    力を前記周波数誤差補正信号として前記周波数補正手段
    に出力するように切り換わることを特徴とする請求項1
    に記載のOFDM復調装置。
  3. 【請求項3】前記複数の加算平均演算手段として第3番
    目以降の加算平均演算手段を備えるとき、 前記第1の切換え手段は、(M2 +1)TS 以上の時刻
    において第3番目の加算平均演算部以降を選択して前記
    位相回転角演算手段からの演算結果を出力するように切
    り換わり、 前記第3番目以降の加算平均演算手段の保持手段は、全
    ての時刻において保持動作を行わず、 前記第2の切換え手段は、(M2 +1)TS 以上の時刻
    において第3番目以降の加算平均演算部を選択して、そ
    の出力を前記周波数誤差補正信号として前記周波数補正
    手段に出力するように切り換わることを特徴とする請求
    項2に記載のOFDM復調装置。
  4. 【請求項4】1シンボル期間の構成が、有効シンボル期
    間の信号の後部をガード期間として、シンボル毎に有効
    シンボル期間に対して巡回的に前置きした構成である直
    交周波数分割多重変調信号なるOFDM信号を入力し、
    このOFDM信号の有効シンボル期間の変調伝送データ
    を復調するOFDM復調装置であって、 局部発振信号を発生する局部発振手段を備え、この手段
    で発生される局部発振信号により前記OFDM信号を直
    交検波して複素データとして出力し、当該複素データが
    表す周波数を周波数誤差補正信号に基づいて補正する周
    波数補正手段を備える直交検波手段と、 この直交検波手段で得られた複素データを上記OFDM
    信号の有効シンボル期間遅延させる遅延手段と、 前記直交検波手段で得られた複素データと前記遅延手段
    で得られた複素遅延データとの相関データを得る相関演
    算手段と、 前記相関演算手段で得られた相関データの位相回転角を
    求める位相回転角演算手段と、 この位相回転角演算手段で得られた位相回転角について
    互いに異なるゲインで加算平均演算を行う複数の加算平
    均演算手段と、 前記位相回転角演算手段で得られた位相回転角の符号を
    検出する符号検出手段と、 この符号検出手段で得られた符号検出結果を基に、前記
    複数の加算平均演算手段のいずれか1つを順に選択して
    前記位相回転角演算手段の演算結果を出力する1入力複
    数出力の第1の切換え手段と、 前記符号検出手段で得られた符号検出結果を基に、正、
    及び負の回数をそれぞれ数え、その結果を基に前記複数
    の加算平均演算手段の動作を制御する符号カウント手段
    と、 この符号カウント手段で得られた結果を基に、前記複数
    の加算平均演算手段の演算結果のいずれか1つを順に選
    択して、前記周波数誤差補正信号として前記周波数補正
    手段に出力する複数入力1出力の第2の切換え手段とを
    具備することを特徴とするOFDM復調装置。
  5. 【請求項5】前記複数の加算平均演算部は、それぞれ演
    算結果を保持して出力する保持手段を備え、 前記符号検出手段は、前記位相回転角演算手段で得られ
    た位相回転角の符号を監視し、0以上(M3 +1)TS
    未満の時刻において、符号が正の場合には第1番目の加
    算平均演算部を選択し、符号が負の場合には第2番目の
    加算平均演算部を選択するように前記1入力複数出力の
    第1の切換え手段を制御し、 前記複数の加算平均演算部の保持手段は、M3S 以下
    の時刻において出力0を出力し、M3S 以上の時刻に
    おいて保持動作を行い、 前記符号カウント手段は、0以上(M3 +1)TS 未満
    の時刻において、シンボル毎に前記位相回転角の符号の
    回数を数え、M3S の時刻において、前記符号の回数
    のうち正が多い場合には第1番目の加算平均演算部を選
    択し、負が多い場合には第2番目の加算平均演算部を選
    択するように前記複数入力1出力の第2の切換え手段を
    制御することを特徴とする請求項4に記載のOFDM復
    調装置。
  6. 【請求項6】前記複数の加算平均演算手段として第3番
    目以降の加算平均演算手段を備えるとき、 前記符号検出手段は、(M3 +1)TS 以上の時刻にお
    いて第3番目の加算平均演算部を選択するように上記1
    入力複数出力の第1の切換え手段を制御し、 前記第3番目以降の加算平均演算手段の保持手段は、M
    3S 以下の時刻において出力0を出力し、M3S
    上の時刻において保持動作を行わず、 前記符号カウント手段は、(M3 +1)TS 以上の時刻
    において第3番目以降の加算平均演算部を選択するよう
    に前記複数入力1出力の第2の切換え手段を制御するこ
    とを特徴とする請求項5のOFDM復調装置。
  7. 【請求項7】1シンボル期間の構成が、有効シンボル期
    間の信号の後部をガード期間として、シンボル毎に有効
    シンボル期間に対して巡回的に前置きした構成である直
    交周波数分割多重変調信号なるOFDM信号を入力し、
    このOFDM信号の有効シンボル期間の変調伝送データ
    を復調するOFDM復調装置であって、 局部発振信号を発生する局部発振手段を備え、この手段
    で発生される局部発振信号により前記OFDM信号を直
    交検波して複素データとして出力し、当該複素データが
    表す周波数を周波数誤差補正信号に基づいて補正する周
    波数補正手段を備える直交検波手段と、 この直交検波手段で得られた複素データを前記OFDM
    信号の有効シンボル期間遅延させる遅延手段と、 前記直交検波手段で得られた複素データと前記遅延手段
    で得られた複素遅延データとの相関データを得る相関演
    算手段と、 この相関演算手段で得られた演算結果について互いに異
    なるゲインで加算平均演算を行う複数の第1加算平均演
    算手段群と、 前記複数の第1加算平均演算手段群の演算結果又は前記
    相関演算手段の演算結果から得られたデータの位相回転
    角を求める位相回転角演算手段と、 この位相回転角演算手段で得られた位相回転角について
    互いに異なるゲインで加算平均演算を行う複数の第2加
    算平均演算手段群と、 前記複数の第1加算平均演算手段群又は前記位相回転角
    演算手段のいずれか1つを順に選択して出力する1入力
    複数出力の第1の切換え手段と、 前記複数の第1加算平均演算手段群の演算結果又は前記
    相関演算手段の演算結果のいずれか1つを順に選択して
    前記位相回転角演算手段に出力する複数入力1出力の第
    2の切換え手段と、 前記複数の第2加算平均演算手段群又は前記局部発振手
    段のいずれか1つを順に選択して出力する1入力複数出
    力の第3の切換え手段と、 前記複数の第2加算平均演算手段群の演算結果又は前記
    位相回転角演算手段の演算結果のいずれか1つを順に選
    択して、前記周波数誤差補正信号として前記周波数補正
    手段に出力する複数入力1出力の第4の切換え手段とを
    具備することを特徴とするOFDM復調装置。
  8. 【請求項8】前記複数の第1、第2加算平均演算手段群
    は、それぞれ演算結果を保持して出力する保持手段を備
    え、 前記第1の切換え手段は、OFDM信号の1シンボル期
    間をTS とし、M4 を正の数とするとき、0以上M4
    S 以下の時刻において前記複数の第1加算平均演算手段
    群の第1番目の加算平均演算部を選択し、(M4 +1)
    S 以上の時刻において前記位相回転角演算手段を選択
    して前記相関演算手段の出力を入力するように切換わ
    り、 前記複数の第1加算平均演算手段群の第1番目の加算平
    均演算部の保持手段は、(M4 −1)TS 以下の時刻に
    おいて0を出力し、M4S 以上の時刻において保持動
    作を行い、 前記第2の切換え手段は、0以上M4S 以下の時刻に
    おいて前記複数の第1加算平均演算手段群の第1番目の
    加算平均演算部を選択し、(M4 +1)TS 以上の時刻
    において前記相関演算手段を選択して、前記加算平均演
    算部又は前記相関演算手段の出力を前記位相回転角演算
    手段に出力するように切換わり、 前記第3の切換え手段は、0以上M4S 以下の時刻に
    おいて前記複数の第2加算平均演算手段群の第1番目の
    加算平均演算部を選択し、(M4 +1)TS 以上の時刻
    において前記周波数補正手段を選択して、前記位相回転
    角演算手段の出力を入力するように切換わり、 前記複数の第2加算平均演算手段群の第1番目の加算平
    均演算部の保持手段は保持動作を行わず、 前記第4の切換え手段は、0以上M4S 以下の時刻に
    おいて前記複数の第2加算平均演算手段群の第1番目の
    加算平均演算部を選択し、(M4 +1)TS 以上の時刻
    において前記位相回転角演算手段を選択して、前記加算
    平均演算部又は前記位相回転角演算手段の出力を前記周
    波数誤差補正信号として前記周波数補正手段に出力する
    ように切換わることを特徴とする請求項7に記載のOF
    DM復調装置。
  9. 【請求項9】前記複数の第1、第2加算平均演算手段群
    は、それぞれ演算結果を保持して出力する保持手段を備
    え、 前記第1の切換え手段は、OFDM信号の1シンボル期
    間をTS とし、M5 、M6 (M5 <M6 )を正の数とす
    るとき、0以上M5S 未満の時刻において前記位相回
    転角演算手段を選択し、M5S 以上の時刻において前
    記複数の第1加算平均演算手段群の第1番目の加算平均
    演算部を選択し、(M6 +1)TS 以上の時刻において
    前記位相回転角演算手段を選択して前記相関演算手段の
    出力を入力するように切換わり、 前記複数の第1加算平均演算手段群の第1番目の加算平
    均演算部の保持手段は、M6S 以上の時刻において保
    持動作を行い、 前記第2の切換え手段は、0以上M6S 未満の時刻に
    おいて前記相関演算手段を選択し、M6S の時刻にお
    いて前記複数の第1加算平均演算手段群の第1番目の加
    算平均演算部を選択し、(M6 +1)TS 以上の時刻に
    おいて前記相関演算手段を選択して、前記加算平均演算
    部又は前記相関演算手段の出力を前記位相回転角演算手
    段に出力するように切換わり、 前記第3の切換え手段は、0以上M6S 未満の時刻に
    おいて前記複数の第2加算平均演算手段群の第1番目の
    加算平均演算部を選択し、M6S の時刻において前記
    周波数補正手段を選択し、(M6 +1)TS 以上の時刻
    において前記複数の第2加算平均演算手段群の第2番目
    の加算平均演算部を選択して、前記位相回転角演算手段
    の出力を入力するように切換わり、 前記複数の第2加算平均演算手段群の第1番目の加算平
    均演算部の保持手段は、(M5 −1)TS 以上の時刻に
    おいて保持動作を行い、 前記複数の第2加算平均演算手段群の第2番目の加算平
    均演算部の保持手段は保持動作を行わず、 前記第4の切換え手段は、0以上M6S 未満の時刻に
    おいて前記複数の第2加算平均演算手段群の第1番目の
    加算平均演算部を選択し、M6S の時刻において前記
    位相回転角演算手段を選択し、(M6 +1)TS 以上の
    時刻において前記複数の第2加算平均演算手段群の第2
    番目の加算平均演算部を選択して、前記加算平均演算部
    又は前記位相回転角演算手段の出力を前記周波数誤差補
    正信号として前記周波数補正手段に出力するように切換
    わることを特徴とする請求項7に記載のOFDM復調装
    置。
  10. 【請求項10】前記局部発振手段は、前記局部発振信号
    の周波数が可変であり、 前記周波数補正手段は、前記周波数誤差補正信号によっ
    て前記局部発振手段の局部発振周波数が制御されるよう
    にしたことを特徴とする請求項1、4、7に記載のOF
    DM復調装置。
  11. 【請求項11】前記前記周波数補正手段は、前記周波数
    誤差補正信号に応じて周波数値が変化する数値制御発振
    器と、 この発振器で発生される周波数値を前記複素データに乗
    算する乗算器とを備えることを特徴とする請求項1、
    4、7に記載のOFDM復調装置。
  12. 【請求項12】さらに、前記周波数誤差補正信号を被比
    較信号とし、基準信号と比較を行うことで周波数同期は
    ずれを検出する周波数同期はずれ検出手段を備えること
    を特徴とする請求項1、4、7いずれかに記載のOFD
    M復調装置。
  13. 【請求項13】さらに、前記位相回転角演算手段で得ら
    れた信号を被比較信号とし、基準信号と比較を行うこと
    で周波数同期はずれを検出する周波数同期はずれ検出手
    段を備えることを特徴とする請求項1、4、7いずれか
    に記載のOFDM復調装置。
  14. 【請求項14】前記位相回転角演算手段への入力データ
    である相関データは複素データであり、この複素データ
    の虚数データを前記被比較信号としたことを特徴とする
    請求項1、4、7いずれかに記載のOFDM復調装置。
  15. 【請求項15】前記相関演算手段は、乗算器と有限長イ
    ンパルス応答フィルタにより構成され、この有限長イン
    パルス応答フィルタは、タップ数が1より大きくガード
    期間のキャリア数よりも小さいことを特徴とする請求項
    1、4、7いずれかに記載のOFDM復調装置。
  16. 【請求項16】前記有限長インパルス応答フィルタは、
    タップ内の各重みが互いに等しいことを特徴とする請求
    項16に記載のOFDM復調装置。
  17. 【請求項17】前記相関演算手段は、乗算器と有限長イ
    ンパルス応答フィルタにより構成され、この有限長イン
    パルス応答フィルタは、タップ内の両側の重みを小さく
    して窓関数が矩形窓以外となるようにしたことを特徴と
    する請求項1、4、7いずれかに記載のOFDM復調装
    置。
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