JP3428965B2 - 直交周波数分割多重／符号分割多重接続システムの周波数同期装置 - Google Patents

直交周波数分割多重／符号分割多重接続システムの周波数同期装置

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JP3428965B2
JP3428965B2 JP2000586030A JP2000586030A JP3428965B2 JP 3428965 B2 JP3428965 B2 JP 3428965B2 JP 2000586030 A JP2000586030 A JP 2000586030A JP 2000586030 A JP2000586030 A JP 2000586030A JP 3428965 B2 JP3428965 B2 JP 3428965B2
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    • H04L27/2657—Carrier synchronisation
    • H04L27/266—Fine or fractional frequency offset determination and synchronisation

Description

【発明の詳細な説明】 【発明の属する技術分野】
【０００１】本発明は直交周波数分割多重／符号分割多
重接続（Orthogonal Frequency Division Multiplexing
/ Code Division Multiple Access：以下、ＯＦＤＭ／
ＣＤＭＡ）システムにおいて変復調装置に関して、特に
ＯＦＤＭ／ＣＤＭＡシステムで時間領域における周波数
同期装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般にＯＦＤＭ技術は、ディジタルオー
ディオ放送（Digital Audio Broadcastiong：ＤＡＢ）
とディジタルテレビジョン、無線近距離通信網(Wireles
s LocalArea Network：ＷＬＡＮ）、そして無線非同期
伝送モード(Wireless Asynchronous Transfer Mode：Ｗ
ＡＴＭ）などのディジタル伝送技術に広く適用されてい
る。ＯＦＤＭ方式は伝送しようとするデータを数個に分
けて変調した後、並列に伝送する多重搬送波技術であ
る。しかし、構造の複雑度により広く使用されなかった
が、最近高速フーリエ変換(Fast Fourier Transfom：以
下、ＦＦＴ）と逆高速フーリエ変換(Inverse FFT：以
下、ＩＦＦＴ）を含む各種ディジタル信号処理技術が発
展することで実現が可能になる。ＯＦＤＭ方式は従来の
ＦＤＭに類似するが、なによりも副搬送波間の直交性を
維持して伝送することにより、高速データの伝送時に最
適の伝送効率が得られる特徴を有する。最近、このよう
な長所としてＷＡＴＭのような高速データの伝送時にＯ
ＦＤＭ方式を用いるＯＦＤＭ／ＴＤＭＡ及びＯＦＤＭ／
ＣＤＭＡなどの多様な具現技術が提案されている。
【０００３】図１は一般のＯＦＤＭ／ＣＤＭＡシステム
のブロック図で、次に同図を参照してＯＦＤＭ／ＣＤＭ
ＡシステムのＭＣ(Multi-Carrier)-ＣＤＭＡシステムを
簡略に説明する。
【０００４】参照番号１００はＭＣ−ＣＤＭＡシステム
の送信器で、参照番号１２０は受信器である。これら送
信器１００及び受信器１２０は順方向だけでなく逆方向
にも同一に適用される。
【０００５】まず、送信器１００の構成及び動作を説明
すれば、拡散器(spreader)１０１は長さＮの直交符号及
びＰＮ拡散シーケンスを利用して送信データを拡散して
出力する。通常、ＯＦＤＭ／ＣＤＭＡシステムで前記Ｎ
は２５６である。送信器１００が順方向送信器であれ
ば、拡散器１０１は加入者区分のための拡散器と基地局
区分のための拡散器とが含むもので、逆方向送信器であ
れば、拡散器１０１はチャネル拡散器及び使用者区分の
ための拡散器を含む拡散器である。以下、Ｎ個の各デー
タをチップデータと定義する。前記各拡散器１０１で拡
散された各チップデータは加算器１０２に入力する前に
パイロット信号を挿入して（図示していない）加算器１
０２に入力する。この加算器１０２でチップデータ単位
で加算されて直列に出力されるチップデータは直列／並
列変換器１０３に入力される。直列／並列変換器１０３
は加算器１０２から出力されるチップデータを受けて並
列に出力する。このとき、並列に出力されるチップデー
タの数はＮ個であり、あるいはそうでないこともある。
以下、説明ではＮとして説明する。そして、並列化され
た各サンプルデータは逆高速フーリエ変換器(ＩＦＦ
Ｔ）１０４に入力される。この並列化されたＮ個のサン
プルデータの入力を受けるＩＦＦＴ１０４はチップデー
タをＯＦＤＭ変調して出力する。言い換えれば、ＩＦＦ
Ｔ１０４は前記チップデータそれぞれを逆高速フーリエ
変換を遂行して周波数領域で直交性を有する相互に異な
る副搬送波に載って並列に出力する。前記副搬送波はＩ
ＦＦＴ１０４で時間領域に出力される。ＩＦＦＴ１０４
から出力されるデータをサンプルデータと定義し、Ｎ個
のサンプルデータをＯＦＤＭシンボルと定義する。
【０００６】前記並列に出力されるサンプルデータは並
列／直列変換器１０５に入力する。これを受信する並列
／直列変換器１０５は前記サンプルを直列に出力する。
並列／直列変換器１０５はＮ個のサンプルデータ単位
で、すなわち一つのＯＦＤＭシンボル単位で保護区間(g
uard interval)を挿入して出力する。この保護区間はＮ
個のサンプルデータで構成されるＯＦＤＭシンボルのう
ち終端の一部サンプルデータを複写したデータで、ＯＦ
ＤＭシンボルの先端に挿入される。この保護区間の長さ
はインパルス応答長さより長く定めなければならない。
送信フィルタ１０６は並列／直列変換器１０５から出力
されるデータをフィルタリングしてＲＦ部（図示せず）
を通じて無線チャンネル１０７に送信する。この無線チ
ャンネル１０７は白色ガウス(Gaussian)チャンネルの場
合を示し、これにより白色ガウス雑音が加算器１０９に
より加算される。
【０００７】受信器１２０は前記白色ガウスチャンネル
を通じて白色ガウス雑音が含まれる搬送波を受信する。
受信された搬送波はＲＦ部を通じて基底帯域信号に変換
されて乗算器１１０に入力される。この乗算器１１０は
所定の周波数補正信号を入力してチャンネル１０７上で
発生する周波数誤りを補償して出力する。ＡＤＣ(Analo
g to Digital Converter)１１５は乗算器１１０で補償
されたアナログ形態の信号を受けてディジタルデータの
ＯＦＤＭシンボルに変換して出力する。直列／並列変換
器１１１はこのＯＦＤＭシンボルを直列に受けて、ＯＦ
ＤＭシンボルを構成するＮ個のサンプルデータを並列に
出力する。高速フーリエ変換装置（FastFourier Transf
orm Device：以下、ＦＦＴ）１１２は各サンプルデータ
を並列に入力して周波数領域で各副搬送波から元のサン
プルデータに変換して並列／直列変換器１１３に出力す
る。並列／直列変換器１１３は並列に入力されるサンプ
ルデータを直列に変換して逆拡散器１１４に出力する。
逆拡散器１１４は直列のサンプルデータの入力を受けて
逆拡散して元の受信データを復元して出力する。
【０００８】一般的にこのようなＯＦＤＭを用いる伝送
システムでは、送受信器の局部発振器間の同調がなされ
ないと、周波数オフセットが発生するようになり、この
ような周波数オフセットは副搬送波間の直交性を失うよ
うにする。このような場合、小さいオフセットも受信シ
ステムの性能を低下させる深刻な原因となる。したがっ
て、ＯＦＤＭを利用するＯＦＤＭ／ＣＤＭＡ ＷＡＴＭ
伝送技術で副搬送波間の直交性を維持させる周波数同期
技術の具現は必須的である。
【０００９】通常にＯＦＤＭシステムの受信器で使用す
る周波数同期技術は広幅周波数同期(Coarse Synchroniz
ation)と微細周波数同期(Fine Synchronaization)の２
段階の形態で遂行される。一番目に遂行される広幅周波
数同期技術は副搬送波間隔の整数倍に該当する初期周波
数オフセットをなくす過程で、二番目に微細周波数同期
は初期同期後に残っている整数倍以下の残留周波数オフ
セットを除去する過程である。
【００１０】これに関連した技術のうち、広幅周波数同
期技術ではＣｌａｓｓｅｎ ＆ ＭｙｅｒとＮｏｇａｍｍ
ｉ ＆ Ｎａｇａｓｈｉｍａが提案した方式がある。
【００１１】前記広幅周波数同期技術と微細周波数同期
技術による受信端の周波数同期装置を図２〜図４に示
す。
【００１２】まず、広幅周波数同期技術のうち、一番目
にＣｌａｓｓｅｎ ＆ Ｍｙｅｒが提案した技術につい
て、図２を参照して説明する。Ｃｌａｓｓｅｎ ＆ Ｍｙ
ｅｒは試験補正周波数を利用し、前記試験補正周波数を
一定周波数間隔だけ移動しながら送信時既に知っている
データと受信データの相関値を求めて周波数オフセット
を推定する。試験補正周波数が実際チャンネルで遷移さ
れた実際周波数オフセットと一番隣接するときに相関値
が最大となるという性質を利用するものである。図２
は、試験補正周波数オフセットを検出する方式に対する
ブロック図である。
【００１３】以下図２を参照して説明すれば、乗算器１
２８は試験補正周波数を入力して受信される信号の周波
数オフセットを補償して出力する。ＡＤＣ１２９はアナ
ログ信号の形態で受信される受信データをディジタル信
号の形態に変換して出力する。保護区間除去器１２２は
前記受信された受信データから保護区間(Guard Interva
l)を除いて出力する。この保護区間除去方法は２つのＯ
ＦＤＭシンボルと一つの保護区間の長さをウィンドウに
設定し、このウィンドウを２つのＯＦＤＭシンボルと一
つの保護区間を１サンプルずつ移動させながら、相関値
を求めて最大値が出力され始める地点を保護区間のスタ
ート時点として保護区間の長さだけを除去する。ＦＦＴ
１２４は乗算器１２８から出力されるサンプルデータを
復調するために高速フーリエ変換してストリーム形態の
チップデータに出力する。前記チップデータは逆拡散
器、遅延器１２５、そして推定部(estimator)１２７に
入力される。遅延器１２５はこのチップデータを１チッ
プデータ長さの時間の間遅延させた後推定部１２７に出
力する。基準トーンパターン発生部１２６は基地局と端
末が相互知っている所定のパターンを有する基準トーン
を生成して推定部１２７に出力する。
【００１４】推定部１２７はＦＦＴ１２４から出力され
たチップデータと遅延器１２５を通じて遅延されたチッ
プデータと、前記基準トーンパターン発生部１２６から
出力される所定パターンの基準トーンを入力して推定周
波数オフセットｆe＾（以後、“ｆe＾”は、“ｆe”の
上に“＾”を付した記号を表すものとする）を出力す
る。すなわち、推定部１２７は二つの連続する副チャン
ネルのチップデータと前記基準トーンの相関値を利用し
て推定周波数オフセットｆe＾を出力する。この推定周
波数オフセットｆe＾は試験補正周波数を決定する要素
である。
【００１５】この推定部１２７は下記の数学式４により
推定周波数オフセットを求める。
【数４】 ｆe＾は推定周波数オフセット量を示し、Ｚl、kとＺ
l+1、kは連続する副搬送波のチップデータを示し、Ｘ
l、kは伝送時既に知っているデータシンボル列で、ｓは
同期推定のための周波数遷移(shift)量である。ｌはサ
ンプルデータのインデクスを、ｋはＯＦＤＭシンボルの
インデクスを示す。前記数学式４で連続する二つのチッ
プデータが同一のＯＦＤＭシンボル内にあることが分か
る。
【００１６】第二に、Ｎｏｇａｍｍｉ＆Ｎａｇａｓｈｉ
ｍａが提案した方式を図３を参照して説明する。ＡＤＣ
１３１はアナログ信号の形態で受信される受信データを
ディジタル形態のサンプルデータに変換して出力する。
保護区間除去器１３３は前記受信されたサンプルデータ
のフレームを区分し、サンプルデータ間の干渉を防止す
るための保護区間を受信データから除去して出力する。
ＦＦＴ１３５はＡＤＣ１３１から出力されるサンプルデ
ータを高速フーリエ変換してストリーム形態のチップデ
ータとして出力する。ＦＦＴ１３５から出力された受信
データは逆拡散器と相関器１３９に入力される。基準ト
ーンパターン発生部１３７は所定のパターンで基準トー
ンを発生して相関器１３９に出力する。相関器１３９は
ＦＦＴ１３５から出力されるチップデータと基準トーン
パターン発生部１３７から出力される基準トーンの入力
を受けて推定周波数オフセットｆe＾を出力する。
【００１７】Ｎｏｇａｍｍｉ＆Ｎａｇａｓｈｉｍａが提
案した広幅同期技術は二つの連続したサンプルデータを
基準トーンの相関値を利用するのではなく、一つのサン
プルデータと受信器が既に知っている基準トーンとの相
関値を利用するということで、Ｃｌａｓｓｅｎ＆Ｍｙｅ
ｒの技術とは差異点を有する。
【００１８】このＮｏｇａｍｍｉ＆Ｎａｇａｓｈｉｍａ
の技術による推定周波数オフセットは、次の数学式５に
より計算される。
【数５】
【００１９】そして、Ｄａｆａｒａ＆Ａｄａｍｉが提案
した微細周波数同期技術とＭｏｏｓｅが提案した微細周
波数同期技術とがある。
【００２０】Ｄａｆａｒａ＆Ａｄａｍｉが提案した技術
は送信信号性質を用いて微細周波数同期を獲得する方式
を提案した。すなわち、周波数オフセットがないとき、
受信信号の保護区間内の信号と元の信号は同じであり、
周波数オフセットがある場合保護区間にある信号と元の
信号は周波数オフセットにより異なる位相を持つように
なり、保護区間内の信号と元の信号を乗算したとき、そ
の結果の虚数部（imaginary part)は周波数オフセット
に対する情報を有するという性質を利用するものであ
る。提案された方式は、このような性質を用いて残留周
波数オフセットを除去する技術である。
【００２１】このような微細周波数同期のためのブロッ
ク構成を図４を参照して説明する。帯域フィルタ１４１
はアナログ形態で入力される受信データをシステムが希
望する帯域にフィルタリングして出力する。乗算器１４
３はこのフィルタリングされた受信データと所定の試験
補正周波数を入力して微細周波数オフセットを補正して
出力する。ＡＤＣ１４５は乗算器１４３から出力される
周波数オフセットが補正されたアナログ形態の受信デー
タをディジタル形態のＯＦＤＭフレームデータに変換し
て出力する。保護区間除去器１５３はＡＤＣ１４５から
出力されるＯＦＤＭフレームを受けてＯＦＤＭフレーム
に含まれている保護区間を除去してＯＦＤＭシンボルを
出力する。ＦＦＴ１５５は保護区間除去器１５３から出
力されるＯＦＤＭシンボルをＮ個のサンプルデータに並
列化し、このＮ個のサンプルデータを高速フーリエ変換
を遂行してＮ個のチップデータとして出力する。
【００２２】周波数検出部１４７は微細周波数オフセッ
トを補償するために周波数誤りを検出する。この周波数
検出部１４７は周波数誤りを検出するために下記の二つ
の方法が使用可能である。
【００２３】第１方法は、ａ経路を通じて周波数誤りを
検出する方法は保護区間を利用して検出するものであ
る。より具体的には、周波数検出部１４７はＡＤＣ１４
５から出力されるＯＦＤＭフレームを受け、ＯＦＤＭフ
レームから保護区間を検出する。この検出された保護区
間を純粋サンプルデータのうち、前記保護区間を生成す
るために複写されたサンプルデータ区間と比較して周波
数誤りを検出する。
【００２４】ｂ経路による第２方法は、高速フーリエ変
換されたチップデータを用いるものである。この方法に
より周波数誤りを検出する場合は、搬送波抽出器１５７
を備えなければならない。この搬送波抽出器１５７はＦ
ＦＴ１５５から出力されるチップデータ列のうち一定規
則により挿入されているパイロットチップデータを検出
して周波数検出器１４７に提供する。すると、周波数検
出器１４７は予め知っている信号と前記パイロットチッ
プデータとを比べて周波数誤りを検出する。
【００２５】ａ方法はＤａｆａｒａ＆Ａｄａｍｉが提案
した方式で、ＡＤＣ１４５から出力されるディジタル形
態の受信データから保護区間を検出して微細推定周波数
オフセットを出力するもので、数学式６により求められ
る。
【数６】 ここで、ＮはＯＦＤＭシンボルのサンプル数で、Ｉは保
護区間のサンプル数である。
【００２６】そして、ｂはＭｏｏｓｅが提案した方式
で、ＦＦＴ１５５と搬送波抽出器１５７からパイロット
信号を入力して微細推定周波数オフセットを出力するも
ので、数学式７により計算される。
【数７】 ここで、Ｌは周波数誤りを推定するのに使用されるサン
プル数である。
【００２７】周波数検出器１４７がａ経路またはｂ経路
を通じて得られた微細推定周波数オフセットは低域フィ
ルタ１４９を通じて電圧制御発振器(Voltage Controlle
d Oscillator：以下、ＶＣＯ）１５１に入力する。この
ＶＣＯ１５１は微細推定周波数オフセットを受けて試験
補正周波数を生成して乗算器１４３に出力する。
【００２８】この保護区間を基にする（Guard Interval
Based：ＧＩＢ）ａ経路を通じる微細周波数同期技術は
受信器のＦＦＴの先端で遂行され、元の受信データに含
まれているパイロット信号を基にするｂ経路を通じる微
細周波数同期技術(または、Maximum Likelihood Estima
tion：ＭＬＥ）はＦＦＴの後端で遂行されるという差異
点を有する。
【００２９】そして、試験補正周波数オフセットがｆe
＾であれば、基底帯域受信信号Ｚ(t)は
【数８】 に表現でき、このときＧＩＢアルゴリズムは常に二つの
サンプル間の位相差が
【数９】 であるが、ＭＬＥアルゴリズムは二つのサンプル間の位
相差が
【数１０】 で保護区間の長さに影響を受ける。
【００３０】上述したように、従来の広幅周波数同期技
術の場合、チャンネル雑音に敏感であるので具現時に性
能を保障するのが難しいという短所を有する。
【００３１】微細周波数同期技術の場合、残留周波数オ
フセットの位置と一番近い副搬送波にロック(lock)され
る。しかし、残留周波数オフセット量が副搬送波間隔の
おおよそ±０．５値のとき、従来の微細周波数同期技術
は同期を獲得しないという致命的な問題点を有する。
【００３２】そして、従来では高速フーリエ変換器の後
端のデータを利用する方式の場合、高速フーリエ変換器
の後端で処理されることにより同期獲得の遅延時間が長
くなり、結局同期獲得にかかる時間が長くなるという問
題点を有する。
【００３３】
【発明が解決しようとする課題】したがって本発明の目
的は、直交周波数分割多重／符号分割多重接続システム
の周波数同期装置において時間領域の信号のみを利用し
て周波数同期を遂行する周波数同期装置を提供すること
にある。
【００３４】本発明の他の目的は、直交周波数分割多重
／符号分割多重接続システムの時間領域で広幅、小幅、
微細の３段階に周波数同期を遂行して正確に同期を得る
ことができる周波数同期装置を提供することにある。
【００３５】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために本発明は、複数のデータサンプルで構成された
ＯＦＤＭシンボルと、前記シンボル間の干渉を防ぐため
に各シンボルの先端に挿入された保護区間とを含むＯＦ
ＤＭフレームを使用してデータを変換する直交周波数分
割多重／符号分割多重接続（ＯＦＤＭ／ＣＤＭＡ）シス
テムの周波数同期装置において、周波数訂正信号により
受信されたアナログデータの周波数オフセットを補償す
る周波数訂正器と、前記受信されたアナログデータを前
記ＯＦＤＭフレームに変換するためのアナログ／ディジ
タルコンバータと、広幅、小幅、微細周波数オフセット
値を推定し、前記推定されたそれぞれの周波数オフセッ
ト値により周波数訂正器に前記周波数訂正信号を出力す
る周波数同期部とからなることを特徴とするＯＦＤＭ／
ＣＤＭＡシステムの周波数同期装置を提供する。
【００３６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の望ましい実施形態
を添付の図面を参照して詳細に説明する。下記に示す各
図面の構成要素に参照符号を付加することにおいて、同
一の構成要素に対してはできるだけ同一の符号を使用す
る。本発明の説明において、関連した公知機能あるいは
構成に対する具体的説明は本発明の要旨を不明にする恐
れがある場合、その詳細な説明は省略する。
【００３７】図５は、本発明の実施形態によるＯＦＤＭ
／ＣＤＭＡシステムの周波数同期装置のブロック構成図
である。
【００３８】図５を参照すれば、帯域フィルタ１６０は
アナログ形態信号の受信データを入力して帯域フィルタ
リングする。周波数訂正部１６１は前記帯域フィルタリ
ングされた受信データと第１周波数訂正信号または第２
周波数訂正信号を受け、所定の制御信号により受信デー
タを第１、第２周波数訂正信号により周波数オフセット
を補償して出力する。ＡＤＣ１６２は周波数オフセット
が補償されたアナログ形態の受信データを受けてディジ
タル形態のサンプルデータに変換して出力する。このデ
ィジタル形態のサンプルデータは保護区間除去器１６３
に入力する。保護区間除去器１６３はこのサンプルデー
タを入力し、ＯＦＤＭフレーム単位で挿入されている保
護区間を除いて出力する。周波数同期部２００はＡＤＣ
１６２から出力される信号を入力して広幅、小幅、微細
周波数同期のためのそれぞれの推定周波数オフセットを
推定し、この推定された推定周波数オフセットによる第
１、第２周波数訂正信号を周波数訂正部１６１に出力す
る。
【００３９】以下、広幅(coarse)、小幅(regular)、微
細(fine)それぞれの周波数同期方法を具体的に説明す
る。
【００４０】第１に、広幅周波数同期方法に対して説明
すると、制御部１９５は本発明による全般的な動作を制
御する。特に、制御部１９５は初期広幅周波数同期を遂
行するために広幅周波数遅延信号を出力し、この広幅周
波数同期がなると小幅遅延信号を出力し、この小幅周波
数同期がなると微細遅延信号を出力する。遅延器１６４
はＡＤＣ１６２から出力されたＯＦＤＭフレームを一定
時間の間遅延させて出力する。この遅延時間は一つのＯ
ＦＤＭフレーム長さの時間である。保護区間／搬送波抽
出器１６６はＡＤＣ１６２から出力されるＯＦＤＭフレ
ームと遅延器１６４から出力されるＯＦＤＭフレームを
入力し、この保護区間と元のＯＦＤＭシンボルのうち、
保護区間を生成するために複写した部分（以下、複写デ
ータ）を抽出する。移動インデクス発生器１６５は制御
部１９５から初期広幅遅延信号を入力して整数の移動イ
ンデクスを出力し、小幅遅延信号の入力時に１／１０単
位の移動インデクスを出力する。広幅周波数同期部１８
０は相関値検出器１６７、ＭＩＮ／ＭＡＸ(Minimum/Max
imum)検出器１６８、及び加算器１６９で構成される。
相関値検出器１６７は保護区間／搬送波抽出器１６６か
ら保護区間と複写データを入力し、この移動インデクス
発生器１６５から移動インデクス値を受けて前記保護区
間と複写データを整数倍に移動、すなわちサンプルデー
タ単位で移動させながら相関値を検出してＭＩＮ／ＭＡ
Ｘ検出器１６８に出力する。ＭＩＮ／ＭＡＸ検出器１６
８は制御部１９５から遅延信号を受けて、遅延信号によ
りＭＩＮ／ＭＡＸ検出器１６８で入力される相関値の最
大値または最小値を検出して出力する。広幅周波数同期
では制御部１９５から広幅遅延信号を受けて最小値を検
出して出力する。このとき、出力される信号が広幅推定
信号である。また、このＭＩＮ／ＭＡＸ検出器１６８は
最小値が検出されると、これを制御部１９５に知らせ
る。
【００４１】これは周波数オフセットが存在する場合、
受信された信号が全体的に移動するようになり、このよ
うな影響で雑音が保護帯域内に注入される。このような
性質を利用して保護区間／搬送波抽出器１６６、相関値
検出器１６７、ＭＩＮ／ＭＡＸ検出器１６８で広幅周波
数オフセットを推定する。本発明による時間領域で保護
帯域の電力検出を利用した広幅周波数同期の推定周波数
オフセット計算方法は、下記の数学式１１により計算さ
れる。
【数１１】 ここで、ｉはスライディングウィンドウ(sliding windo
w)の大きさで、ＫMIN及びＫMAXはＦＦＴの最小・最大副
搬送波数で、Ｚlはシンボルを示す。
【００４２】第二に、小幅周波数同期方法に対して説明
すれば、保護区間／搬送波抽出器１６６はＡＤＣ１６２
から出力されるＯＦＤＭフレームを入力して保護区間と
複写データを抽出して相関値検出器１６７に出力する。
相関値検出器１６７は保護区間／搬送波抽出器１６６か
ら保護区間と複写データを受け、移動インデクス１６５
からサンプルデータ長さの１／１０間隔の移動インデク
スを入力して前記検出された保護区間のサンプルデータ
と、このサンプルデータと同一の複写データのサンプル
データを１／１０幅に移動させながら相関値を検出して
出力する。ＭＩＮ／ＭＡＸ検出器１６８は制御部１９５
から小幅遅延信号を受けて相関値検出器１６７で検出さ
れる相関値のうち、最大電力を有する相関値を検出し、
このときの周波数を小幅推定周波数オフセットの小幅推
定信号として出力する。小幅周波数同期による推定周波
数オフセットは数学式１２により計算される。
【数１２】 ここで、ｆtrialは強制試験補正周波数で、その範囲は
０より大きく１よりは小さい値である。一応、強制試験
補正周波数の間隔を選択すれば、単位間隔で増加させな
がら小幅周波数オフセット量を決める。Ｚは保護区間に
おけるサンプルデータ、Ｘは複写データをそれぞれ示
す。
【００４３】広幅周波数オフセットと小幅周波数オフセ
ットが推定されると、ＭＩＮ／ＭＡＸ検出器１６８は広
幅推定信号と小幅推定信号を出力する。加算器１６９は
広幅推定信号と小幅推定信号を加算して周波数訂正部１
６１に出力する。以下、広幅推定信号と小幅推定信号を
加算した信号を第１周波数訂正信号とする。
【００４４】第３に、微細周波数同期方法を説明すれ
ば、保護区間／搬送波抽出器１６６はＡＤＣ１６２から
出力されるＯＦＤＭフレームを入力し、このＯＦＤＭフ
レームから保護区間と複写データを抽出して周波数検出
器１７０に出力する。微細周波数同期方法は、広幅及び
小幅周波数同期がなってから遂行され、図４で説明した
ＧＩＢ周波数同期方法を使用する。微細周波数同期部１
９０は周波数検出器１７０、低域フィルタ１７１、及び
ＶＣＯ１７２で構成される。すなわち、周波数検出器１
７０は制御部１９５の制御を受けて保護区間／搬送波抽
出器１６６から出力される保護区間のサンプルデータ
と、このサンプルデータと同一の複写データのサンプル
データを入力して二つのサンプルデータの位相差を検出
し、これを微細周波数オフセットに決定して低域フィル
タ１７１を通じてＶＣＯ１７２に出力する。低域フィル
タ１７１とＶＣＯ１７２は制御部１９５の制御を受けて
動作する。前記ＶＣＯ１７２は微細周波数オフセットを
入力して第２周波数訂正信号を発生して周波数訂正部１
６１に出力する。微細周波数オフセットを計算するため
の数学式は、次の数学式１３により達成される。
【数１３】
【００４５】このとき、周波数訂正部１６１は制御部１
９５の制御を受けて加算器１６９から出力される第１周
波数訂正信号とＶＣＯ１７２から出力される第２周波数
訂正信号を受けて受信信号の周波数オフセットを訂正す
る。
【００４６】上述したように本発明は、ＯＦＤＭ伝送を
遂行するので雑音特性に強く、広幅、小幅、及び微細の
３段階における周波数同期を時間領域で遂行して周波数
領域での幅搬送波間隔のおおよそ１／２の周波数同期を
得ることができるので、より正確な同期が保証可能であ
り、受信器の性能を向上させることができる効果があ
る。 ［図面の簡単な説明］
【図１】 ＯＦＤＭ／ＣＤＭＡシステムのブロック構成
図である。
【図２】 一般のＯＦＤＭ／ＣＤＭＡシステムにおいて
広幅周波数同期装置のブロック構成図である。
【図３】 一般のＯＦＤＭ／ＣＤＭＡシステムにおいて
広幅周波数同期装置の他の一実施形態を示すブロック構
成図である。
【図４】 一般のＯＦＤＭ／ＣＤＭＡシステムにおいて
微細周波数同期装置のブロック構成図である。
【図５】 本発明の実施形態によるＯＦＤＭ／ＣＤＭＡ
システム受信器の周波数同期装置のブロック構成図であ
る。
【符号の説明】
１６０ 帯域フィルタ １６１ 周波数訂正部 １６２ ＡＤＣ １６３ 保護区間除去器 １６４ 遅延器 １６５ 移動インデクス発生器 １６６ 保護区間／搬送波抽出器 １６７ 相関値検出器 １６８ ＭＩＮ／ＭＡＸ検出器 １６９ 加算器 １７０ 周波数検出器 １７１ 低域フィルタ １７２ ＶＣＯ １８０ 広幅周波数同期部 １９０ 微細周波数同期部 １９５ 制御部 ２００ 周波数同期部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開2000−151554（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−139777（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−294713（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−275385（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−351137（ＪＰ，Ａ) 特表 平10−508158（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04J 11/00

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数のデータサンプルで構成されたＯＦ
    ＤＭシンボルと、前記シンボル間の干渉を防ぐために各
    シンボルの先端に挿入された保護区間とを含むＯＦＤＭ
    フレームを使用してデータを変換する直交周波数分割多
    重通信システムの周波数同期装置において、 周波数訂正信号により受信されたアナログデータの周波
    数オフセットを補償する周波数訂正器と、 前記周波数訂正器の出力信号をディジタル信号に変換す
    るためのアナログ／ディジタルコンバータと、前記ＯＦＤＭフレームから前記保護区間と、該保護区間
    を生成するために使用され前記ＯＦＤＭシンボルのうち
    の一部サンプルデータで構成される複写データを検出し
    て、 広幅、小幅、微細周波数オフセット値を推定し、前
    記推定されたそれぞれの周波数オフセット値に対する前
    記周波数訂正信号を前記周波数訂正器に出力する周波数
    同期部と、 前記広幅、小幅、微細周波数同期を順次に遂行するため
    の制御信号を発生する制御器と、 前記アナログ／ディジタルコンバータの出力信号から保
    護区間信号を除去してＯＦＤＭ信号を抽出する保護区間
    除去器と、 前記保護区間を除去したＯＦＤＭ信号を高速フーリエ変
    換するＦＦＴ部とを含み、 前記周波数同期部は、前記ＦＦＴ部の先端の信号を利用
    して周波数オフセットを訂正する信号を生成することに
    より、時間領域の信号を利用した周波数同期を遂行する
    ことを特徴とする直交周波数分割多重通信システムの周
    波数同期装置。
  2. 【請求項２】 前記周波数同期部は、 ＯＦＤＭフレームから保護区間と複写データを抽出する
    保護区間／搬送波抽出器と、前記 制御信号により保護区間と複写データをサンプルデ
    ータ単位で移動させるための整数移動インデクスを発生
    するか、または、サンプルデータ単位よりも小さい単位
    で移動させるための小数移動インデクスを発生する移動
    インデクス発生器と、前記 保護区間の第１サンプルデータと複写データの第２
    サンプルデータを受信し、前記移動インデクスにより決
    定される移動単位で前記第１及び第２サンプルデータを
    移動する間、第１及び第２サンプルデータ間の相関値を
    検出して周波数訂正器に広幅周波数オフセット値と小幅
    周波数オフセット値に対する第１周波数訂正信号を出力
    する広幅周波数同期部と、 広幅周波数同期後に提供される第１及び第２サンプルデ
    ータで位相同期ループを遂行して周波数訂正器に第２周
    波数訂正信号を出力する微細周波数同期部とを含む請求
    項１記載の直交周波数分割多重通信システムの周波数同
    期装置。
  3. 【請求項３】 前記広幅周波数同期部は、 前記移動インデクス値により第１及び第２サンプルデー
    タをサンプルデータ単位で、または、サンプルデータ単
    位よりも小さい単位で移動させる間、相関値を検出する
    相関値検出器と、 制御信号が広幅制御信号のときには前記相関値検出器か
    ら出力される相関値のうち最小値を検出して広幅推定信
    号を出力し、制御信号が小幅制御信号のときには前記相
    関値検出器から出力される相関値のうち最大値を検出し
    て小幅推定信号を出力する最大／最小値検出器と、 周波数訂正器に前記第１周波数訂正信号を出力するため
    に広幅推定信号と小幅推定信号を加算する加算器とを含
    んでなる請求項２記載の直交周波数分割多重通信システ
    ムの周波数同期装置。
  4. 【請求項４】 前記広幅推定信号が下記の数学式により
    計算される請求項３記載の直交周波数分割多重通信シス
    テムの周波数同期装置。 【数１】
  5. 【請求項５】 前記小幅推定信号が下記の数学式により
    計算される請求項３記載の直交周波数分割多重通信シス
    テムの周波数同期装置。 【数２】
  6. 【請求項６】 前記微細周波数同期部が、 前記保護区間／搬送波抽出器から出力される搬送波のパ
    イロット信号を検出する周波数検出部と、 前記周波数検出部から検出されるパイロット信号をフィ
    ルタリングする低域フィルタと、 前記低域フィルタから出力されるパイロット信号を受け
    て第２周波数訂正信号を出力して微細周波数オフセット
    を訂正させる電圧制御発振器とからなる請求項２記載の
    直交周波数分割多重通信システムの周波数同期装置。
  7. 【請求項７】 前記第２周波数訂正信号が微細推定オフ
    セット信号である請求項６記載の直交周波数分割多重通
    信システムの周波数同期装置。
  8. 【請求項８】 前記微細推定オフセット信号は下記の数
    学式により計算される請求項７記載の直交周波数分割多
    重通信システムの周波数同期装置。 【数３】
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