JP3531825B2 - 直交周波数分割多重信号の送受信システム及び直交周波数分割多重信号の送受信方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【技術分野】

【０００１】本発明は、ＯＦＤＭ（直交周波数分割多重
Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖ
ｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）信号の送信及
び受信に係り、特にディジタル移動通信に好適なＯＦＤ
Ｍ信号の送受信システム及びＯＦＤＭ信号の送受信方法
に関する。

【背景技術】

【０００２】図５と共に、従来のＯＦＤＭ信号送信装置
について説明する。

【０００３】まず、ディジタル情報データ信号が、入力
端子を介して直並列変換回路７０に供給され、必要に応
じて誤り訂正符号の付与がなされる。

【０００４】この回路７０の出力信号は、ＩＦＦＴ回路
７１に供給され、その出力信号は、マルチパス歪を軽減
させるためのガードインターバル回路７２を介して、Ｄ
／Ａ変換器７３に供給される。

【０００５】ここでアナログ信号に変換され、次のＬＰ
Ｆ７４により必要な周波数帯域の成分のみが通過させら
れる。

【０００６】アナログ値のリアル、イマジナリパートの
出力信号は、直交変調器７５に供給され、ＯＦＤＭ信号
が出力される。

【０００７】このＯＦＤＭ信号は、伝送すべき周波数帯
に周波数変換器７６により周波数変換されて、次の送信
部７７に供給され、これを構成しているリニア増幅器と
送信アンテナとを介して、送信される。

【０００８】中間周波数発生回路７８の出力信号と９０
°シフト回路７８Ａを介した信号とが直交変調器７５に
夫々供給される。

【０００９】また、この回路７８の出力信号は、クロッ
ク信号発生回路７９に供給される。

【００１０】回路７９の出力クロック信号は、直並列変
換回路７０、ＩＦＦＴ回路７１、ガードインターバル回
路７２、Ｄ／Ａ変換器７３に夫々供給される。

【００１１】次に、図６と共に従来のＯＦＤＭ信号受信
装置について説明する。

【００１２】受信部８０は、これを構成している受信ア
ンテナにより得た前記送信部７７からの信号を高周波増
幅器により増幅し、搬送波周波数を中間周波数に変換す
る周波数変換器８１を介して、中間周波増幅回路８２に
供給され、更に、直交復調器８３に供給される。

【００１３】回路８２の出力信号はキャリア検出回路９
０を介して中間周波数発生回路８９に供給される。

【００１４】回路８９の出力信号と９０°シフト回路８
９Ａを介した信号とが、直交復調器８３に夫々供給され
て、リアル、イマジナリパートの出力信号が復号され
る。

【００１５】直交復調器８３の出力信号は、ＬＰＦ８４
を介してＡ／Ｄ変換器８５に供給され、ディジタル信号
に変換されると共に、直交復調器８３の出力信号は、同
期信号発生回路９１にも供給される。

【００１６】Ａ／Ｄ変換器８５の出力は次のガードイン
ターバル回路８６を介して、ＦＦＴ，ＱＡＭ復号回路８
７に供給される。

【００１７】このＦＦＴ、ＱＡＭ復号回路８７は供給さ
れる同期信号発生回路９１の同期信号を基にして、複素
フーリエ演算を行ない、入力信号の各周波数毎の実数
部、虚数部信号（リアルパート、イマジナリパート）の
レベルを求め、ディジタル情報伝送用キャリアで伝送さ
れる量子化されたディジタル信号のレベルが求められ、
ディジタル情報が復号される。

【００１８】ＦＦＴ，ＱＡＭ復号回路８７の出力信号
は、並直列変換回路８８を介して出力される。

【００１９】ここで、送信装置の中間周波数と受信装置
の中間周波数とが完全に一致しておれば変調成分のみが
得られ、問題はないが、中間周波数発生回路、周波数変
換器の局部発振器（図示せず）に周波数安定度が高くな
いものを使用したり、両出力信号間に位相誤差があった
りすると、それ以降の復調動作に影響を与え、シンボル
エラーの発生確率が増大する。

【発明の開示】 【発明が解決しようとする課題】

【００２０】ＯＦＤＭ信号送受信装置においては、受信
側ですべての搬送波の位相を時間軸の変動成分を有する
ことなく、完全に再生することは、大変困難であり、更
に、マルチパス歪みを軽減するために、送信側でガード
インターバル回路が設定されているので、このような条
件の送信信号を受信する場合は、有効シンボル期間部分
とガードインターバル部分とで、伝送信号の位相を送信
側と完全に同一状態で再生することは、一層困難である
という問題があった。

【００２１】本発明は上記の点に着目してなされたもの
であり、ＯＦＤＭの特定キャリアをパイロット信号用キ
ャリアとして設定し、これにより、受信側での同期関係
を一定に保持出来るようにしたＯＦＤＭ信号の送受信シ
ステム及びＯＦＤＭ信号の送受信方法を提供することを
目的とする。

【課題を解決するための手段】

【００２２】本発明は、以下の１）〜４）項に記載の手
段よりなる。

【００２３】すなわち、 １） ディジタル情報信号が供給され多値ＱＡＭ変調信
号を発生させるＩＦＦＴ，パイロット信号生成回路と、
前記変調信号の一部を所定の時間繰り返して伝送するよ
うに構成するガードインターバル設定回路と、前記両回
路を駆動するクロック信号を発生させるクロック信号発
生回路とを有し、前記ＩＦＦＴ，パイロット信号生成回
路により複数の有効シンボル区間の開始点における位相
が隣接する有効シンボル区間において互いに逆相に保持
されると共に振幅が一定に保持され、且つ前記クロック
信号と整数の周波数比関係にある高次周波数のパイロッ
ト信号を、前記ガードインターバル設定回路で設定する
ガードインターバル区間に半波長の奇数倍存在させるよ
うにして、複数の前記シンボル区間に亘り連続的に送出
するように構成した送信装置と、前記送信装置から送出
されたパイロット信号を位相復調するパイロット信号復
調手段と、前記パイロット信号復調手段により復調して
得られたパイロット信号の位相情報を基に駆動用信号を
生成する信号生成手段と、前記信号生成手段により生成
された駆動用信号により駆動され前記多値ＱＡＭ変調信
号を前記ディジタル情報信号に変換するＦＦＴ手段と
を、有して構成した受信装置とからなる直交周波数分割
多重信号の送受信システム。 ２） ディジタル情報信号が供給され多値ＱＡＭ変調信
号を発生させるＩＦＦＴ，パイロット信号生成回路と、
前記変調信号の一部を所定の時間繰り返して伝送するよ
うに構成するガードインターバル設定回路と、前記両回
路を駆動するクロック信号を発生させるクロック信号発
生回路とを有し、前記ＩＦＦＴ，パイロット信号生成回
路により複数の有効シンボル区間の開始点における位相
が隣接する有効シンボル区間において互いに逆相に保持
されると共に振幅が一定に保持され、且つ前記クロック
信号と整数の周波数比関係にある高次周波数のパイロッ
ト信号を、前記ガードインターバル設定回路で設定する
ガードインターバル区間に半波長の奇数倍存在させるよ
うにして、複数の前記シンボル区間に亘り連続的に送出
するように構成した送信装置と、前記送信装置から送出
されたパイロット信号を復調して復調パイロット信号を
得るパイロット信号復調手段と、前記パイロット信号復
調手段により得られた復調パイロット信号を周波数変換
してクロック信号を生成する信号生成手段と、前記信号
生成手段により生成されたクロック信号を用い前記多値
ＱＡＭ変調信号を前記ディジタル情報信号に変換するＦ
ＦＴ手段とを、有して構成した受信装置とからなる直交
周波数分割多重信号の送受信システム。 ３） 供給されるディジタル情報信号を所定のクロック
信号を基にＩＦＦＴしてパイロット信号を含む多値ＱＡ
Ｍ変調信号を生成し、前記多値ＱＡＭ変調信号の一部を
所定時間繰り返してガードインターバル信号を生成し、
前記生成されたガードインターバル信号を前記多値ＱＡ
Ｍ変調信号の前に付して送信し、この送信された信号を
受信する直交周波数分割多重信号の送受信方法であっ
て、複数の有効シンボル区間の開始点における位相が隣
接する有効シンボル区間において互いに逆相に保持され
ると共に振幅が一定に保持され、且つ前記クロック信号
と整数の周波数比関係にある高次周波数のパイロット信
号を生成する第１のステップと、前記第１のステップで
生成されたパイロット信号を、予め設定される所定のガ
ードインターバル区間に半波長の奇数倍存在させるよう
にして、複数の前記シンボル区間に亘り連続的に送出す
る第２のステップと、前記第２のステップで送信された
パイロット信号を位相復調する第３のステップと、前記
第３のステップにより復調して得られたパイロット信号
の位相情報を基に駆動用信号を生成する第４のステップ
と、前記第４のステップにより生成された駆動用信号に
より駆動され、前記多値ＱＡＭ変調信号をＦＦＴ変換し
て前記ディジタル情報信号を得る第５のステップと、を
有してなることを特徴とする直交周波数分割多重信号の
送受信方法。 ４） 供給されるディジタル情報信号を所定のクロック
信号を基にＩＦＦＴしてパイロット信号を含む多値ＱＡ
Ｍ変調信号を生成し、前記多値ＱＡＭ変調信号の一部を
所定時間繰り返してガードインターバル信号を生成し、
前記生成されたガードインターバル信号を前記多値ＱＡ
Ｍ変調信号の前に付して送信し、この送信された信号を
受信する直交周波数分割多重信号の送受信方法であっ
て、複数の有効シンボル区間の開始点における位相が隣
接する有効シンボル区間において互いに逆相に保持され
ると共に振幅が一定に保持され、且つ前記クロック信号
と整数の周波数比関係にある高次周波数のパイロット信
号を生成する第１のステップと、前記第１のステップで
生成されたパイロット信号を、予め設定される所定のガ
ードインターバル区間に半波長の奇数倍存在させるよう
にして、複数の前記シンボル区間に亘り連続的に送出す
る第２のステップと、前記第２のステップで送信された
パイロット信号を復調して復調パイロット信号を得る第
３のステップと、前記第３のステップにより得られた復
調パイロット信号を周波数変換してクロック信号を生成
する第４のステップと、前記第４のステップにより生成
されたクロック信号を用い、前記多値ＱＡＭ変調信号を
ＦＦＴ変換して前記ディジタル情報信号を得る第５のス
テップと、を有してなることを特徴とする直交周波数分
割多重信号の送受信方法。

【発明の効果】

【００２４】本発明の受信されるパイロット信号より得
られる位相情報を基に復号を行うＯＦＤＭ信号送受信シ
ステム及びＯＦＤＭ信号の送受信方法では、送信側から
ガードインターバルに半波長の奇数倍存在し、隣接する
有効シンボル区間において互いに逆相に保持される高次
周波数のパイロット信号を送信し、受信側では受信され
るパイロット信号を位相復調し、復調して得られた位相
情報を基に駆動用信号を生成するに際し、実際に伝送さ
れるパイロット信号はガードインターバル区間に半波長
の奇数倍しか存在しないにも関わらずその周波数スペク
トラムは単一であり、且つ振幅が一定であるためジッタ
のない駆動用信号を生成出来、送信側で動作するＩＦＦ
Ｔ回路と受信側で動作するＦＦＴ回路の時間関係を同一
に設定することが容易になり、ＩＦＦＴ動作を行なった
と同じ時間関係のＦＦＴ動作を行なうことが出来、より
正確な情報の送受信が可能となる。

【００２５】また、本発明の復調パイロット信号を周波
数変換して得られるクロック信号を用いて復号を行うＯ
ＦＤＭ信号送受信システム及びＯＦＤＭ信号の送受信方
法では、送信側からガードインターバルに半波長の奇数
倍存在し、隣接する有効シンボル区間において互いに逆
相に保持される高次周波数のパイロット信号を送信し、
受信側では受信されるパイロット信号を復調して復調パ
イロット信号を得、得られた復調パイロット信号を周波
数変換してクロック信号を生成するに際し、実際に伝送
されるパイロット信号はガードインターバル区間に半波
長の奇数倍しか存在しないにも関わらずその周波数スペ
クトラムは単一であり、且つ振幅が一定であるためジッ
タのないクロック信号を復号出来、送信側で動作するＩ
ＦＦＴ回路と受信側で動作するＦＦＴ回路の動作時間関
係を同一にすることが容易になり、ＩＦＦＴ動作を行な
ったと同じ時間関係のＦＦＴ動作を行なうことが出来、
より正確な情報の送受信が可能となるなどの効果を有し
ている。

【発明を実施するための最良の形態】

【００２６】本発明のＯＦＤＭ信号の送受信システム及
びＯＦＤＭ信号の送受信方法に適応されるＯＦＤＭ信号
送受信装置の実施例について、添付の図１乃至図４を参
照して、以下に説明する。

【００２７】図１は、ＯＦＤＭ信号送信装置の実施例で
あり、ここで伝送されるディジタルデータは、圧縮され
たオーディオ、ビデオ信号等である。

【００２８】ＯＦＤＭ信号送信装置は、多数のキャリア
を直交して配置し、夫々のキャリアで独立したディジタ
ル情報を伝送するもので、キャリアが直交しているの
で、隣接するキャリアのスペクトラムは当該キャリアの
周波数位置で零になる。

【００２９】この直交するキャリアを作るためＩＦＦＴ
回路技術が使用される。ＩＦＦＴにおける窓区間である
時間間隔Ｔの間にＮ個の複素数による逆ＤＦＴ（離散フ
ーリエ変換）を実行すれば、ＯＦＤＭ信号を生成でき、
逆ＤＦＴの各点が変調信号出力に相当する。前記Ｎは、
ＩＦＦＴやＦＦＴの周期とも呼ばれ、詳細は、コロナ社
発行（発行日：１９９３年５月２０日）の「テレビジョ
ン学会編 今井 聖著 信号処理工学」の第７４〜７５
ページなどで説明されている。

【００３０】図１及び図２に示す本実施例に係る装置の
基本的な仕様は、下記に示す通りである。 (a) 中心キヤリア周波数…１００ＭＨｚ (b) 伝送用
キャリア数…２４８波 (c) 変調方式…２５６ＱＡＭ ＯＦＤＭ (d) 使用キ
ャリア数…２５７波 (e) 伝送帯域幅…１００ｋＨｚ， 使用帯域幅…９９ｋ
Ｈｚ (f) 転送レート…７５０kbps (g) ガードインターバ
ル…６０．６μｓｅｃ 図１に示すように、例えば、ＭＰＥＧ等の符号化方式に
より情報信号が圧縮されたオーディオ、ビデオ信号であ
るディジタル情報信号が、入力端子１を介して直並列変
換回路２に供給され、必要に応じ誤り訂正符号の付与が
なされる。

【００３１】この回路２で、入力信号は、２５６ＱＡＭ
変調用信号として配列され、出力される。

【００３２】この２５６ＱＡＭ変調は、情報を伝送すべ
き各キャリアに対して、振幅方向に１６レベル、角度方
向に１６レベルを定義し、１６×１６の２５６の値を特
定して伝送する方式である。

【００３３】本実施例では、２５７波のキャリアの内、
２４８波を用いて情報を伝送するようにして、残りの９
波は、キャリブレーション用、その他の補助信号の伝送
用として使用される。

【００３４】直並列変換回路２では、１シンボル期間中
に２４８バイトのディジタルデータ、即ち、１シンボル
期間中に４ビットずつの並列データ２４８組を出力する
ように構成する。

【００３５】直並列変換回路２の出力信号は、ＩＦＦ
Ｔ，パイロット信号生成回路３に供給される。この回路
３は、クロック信号発生回路１０から出力されるクロッ
ク信号により動作し、２４８波のキャリアに対し、２５
６ＱＡＭ変調を行ない、各出力信号をリアル、イマジナ
リ成分として出力する。

【００３６】また、ＩＦＦＴ、パイロット信号生成回路
３では周期ＮのＩＦＦＴ回路が用いられており、このＩ
ＦＦＴ回路で設定される各有効シンボル期間におけるＮ
個の離散周波数点（サンプル点）に対応した離散周波数
点情報が、前記ＩＦＦＴ、パイロット信号生成回路３か
ら出力される。

【００３７】ナイキスト周波数は、前記周期ＮのＩＦＦ
Ｔにおけるサンプルクロック周波数の１／２に相当し、
パイロット信号は、前記ナイキスト周波数が持つ情報即
ちナイキスト周波数情報として伝送される。このナイキ
スト周波数は前記サンプルクロック周波数の１／２であ
るため、受信装置で前記ナイキスト周波数情報を復号、
逓倍し、ＦＦＴ回路を動作させるための標本化位置信号
（サンプルクロック信号）をつくることができる。

【００３８】このナイキスト周波数情報は、ＩＦＦＴ，
パイロット信号生成回路３のＩＦＦＴの実数部入力端子
Ｒ(虚数部入力端子Ｉ)におけるＮ／２番目の周波数の端
子に一定レベルの信号を印加することにより得られる。

【００３９】これらのＩＦＦＴ，パイロット信号生成回
路３の出力信号は、次のＲＡＭ（ランダムアクセスメモ
リ）４Ａを有するガードインターバル設定回路４に供給
され、このガードインターバル設定回路４により、伝送
路におけるマルチパス歪を軽減させるための所定区間の
ガードインターバルｇｉが図３に示されるように設定さ
れる。

【００４０】ガードインターバル設定回路４は、クロッ
ク信号発生回路１０から出力されるクロック信号により
動作し、ＩＦＦＴ，パイロット信号生成回路３より得ら
れる窓区間（有効シンボル期間ts）内の最後の部分を、
窓区間の直前にも配置する。

【００４１】前記ガードインターバルを設定する為に、
前記ガードインターバル設定回路４は、これが有するＲ
ＡＭ（４Ａ）に取り込んだ、ＩＦＦＴ，パイロット信号
生成回路３よりの信号を読み出すときに、有効シンボル
期間の最後の期間（ｇｉに等しくこの期間を設定す
る。）から読み出しては、有効シンボル期間の最初に戻
り、有効シンボル期間ｔｓのデータを読み出して、シン
ボル期間ｔａの信号を送出するようにしている。

【００４２】前記ナイキスト周波数情報（パイロット信
号）は、ガードインターバル内でも伝送されるが、前後
のＩＦＦＴ窓区間信号との連続性を保持させるため、ガ
ードインターバル内で、伝送されるパイロット信号が整
数波長存在するようにさせる。

【００４３】尚、パイロット信号として、ナイキスト周
波数を用いる場合について述べたが、サンプルクロック
信号と簡単な整数比の関係にあれば、必ずしもナイキス
ト周波数である必要はなく、伝送される周波数の中の高
いものを用いてもよい。

【００４４】周期ＭのＩＦＦＴを考えるとき、ナイキス
ト周波数の１／２の位置に、即ちＭ／４番目の周波数に
パイロット信号を配置し、ＯＦＤＭで送出するキャリア
は、ＩＦＦＴにおける第１番目より第Ｍ／４番目まで、
及び、第３Ｍ／４番目より第Ｍ番目までとして出力され
る信号を用いる。

【００４５】このように周期Ｍ＝２ＮのＩＦＦＴを用い
ても、周期ＮのＩＦＦＴを用いた時と等価なＩＦＦＴの
出力信号を得ることができる。従って、ガードインター
バルも含めて連続したパイロット信号を伝送出来ると共
に、このパイロット信号を復号し、４逓倍することによ
り、サンプルクロック信号を得ることが出来る。

【００４６】ＦＦＴの窓区間信号情報を別途復号できれ
ば、本実施例により得られたサンプルクロック信号と組
み合わせて、ＯＦＤＭ信号のＦＦＴ演算が出来、ＯＦＤ
Ｍ信号の復号を行なうことが出来る。

【００４７】次に、図３と共にガードインターバル設定
回路４で設定されるシンボル期間について述べる。

【００４８】まず、使用帯域幅９９ｋＨｚ、ＩＦＦＴの
周期をＮ＝２５６とするとき、有効シンボル周波数ｆｓ
と有効シンボル期間ｔｓは夫々次のようになる。

【００４９】 ｆｓ＝９９，０００／２５６＝３８７Ｈｚ ｔｓ＝１／ｆｓ＝２５８６μｓｅｃ これに、マルチパス歪除去用区間であるガードインター
バル期間ｇｉをパイロット信号３波長分に決定すると、
ｇｉは下記のように設定される。

【００５０】 ｇｉ＝（１／４９，５００）×３＝６０．６μｓｅｃ このときのシンボル期間ｔａとシンボル周波数ｆａは夫
々次のようになる。

【００５１】 ｔａ＝ｔｓ＋ｇｉ＝２５８６＋６０．６＝２６４６．６
μｓｅｃ ｆａ＝１／ｔａ＝３７８Ｈｚ これらのガードインターバル設定回路４の出力信号は、
Ｄ／Ａ変換器５に供給され、ここでアナログ信号に変換
され、次のＬＰＦ６により必要な周波数帯域の成分のみ
が通過させられる。

【００５２】アナログ値のリアル、イマジナリ出力信号
は、次の直交変調器７に供給され、また、この変調器７
には、１０．７ＭＨｚ中間周波発生回路９の出力信号と
９０°シフト回路８を介した信号とが夫々供給され、Ｏ
ＦＤＭ信号が出力される。

【００５３】このＯＦＤＭ信号は、伝送すべき周波数帯
に周波数変換器１１により周波数変換されて、次の送信
部１２に供給され、これを構成しているリニア増幅器と
送信アンテナを介して、送信される。

【００５４】また、１０．７ＭＨｚ中間周波数発生回路
９の出力信号は、クロック信号発生回路１０にも供給さ
れている。前記クロック信号発生回路１０では、前記Ｉ
ＦＦＴ，パイロット信号生成回路３を駆動するクロック
信号とガードインターバル設定回路４を駆動するクロッ
ク信号とが、前記中間周波数発生回路９から供給される
共通のクロック信号を基に生成される。

【００５５】尚、２４８組の４＋４ビットの並列データ
は、２４８波のキャリアにより伝送されるため、本装置
の伝送速度は１シンボル期間当り２４８バイトである。
従って、１秒当りの伝送速度は略７５０Ｋビットであ
る。

【００５６】次にガードインターバル、シンボル期間と
同期信号（パイロット信号）の位相関係について図と共
に以下に夫々説明する。

【００５７】参考例として示した図７において、各シン
ボル期間に同一位相の同期信号（パイロット信号）が発
生され、ガードインターバルに整数波長の同期信号が存
在する場合について説明する。（極性を反転させずに連
続した同期信号を発生させる第１の例である。）図７に
示すＩＦＦＴは有効シンボル期間及びＩＦＦＴ期間と同
義であり、ＩＦＦＴ期間の終わりの部分（右部）の１サ
イクルが、そのままＩＦＦＴ期間の手前（左部）のガー
ドインターバルＧの信号とされる。

【００５８】この例では、ＩＦＦＴ期間毎に同位相の同
期信号（パイロット信号）が発生させられており、ガー
ドインターバル区間も同期信号（パイロット信号）が整
数波存在するので、複数のシンボル期間に亘りパイロッ
ト信号は連続的に発生させられている。

【００５９】既に述べた図３の場合は図７の場合と同じ
であり、ガードインターバル区間も同期信号（パイロッ
ト信号）が整数波存在するので、複数のシンボル期間に
亘りパイロット信号は連続的に発生させられている。

【００６０】本発明の実施例に係る図８において、一つ
置きのシンボル期間に同一位相の同期信号（パイロット
信号）が発生され、ガードインターバルに半波長の奇数
倍の同期信号が存在する場合について説明する。（極性
を反転させずに連続した同期信号を発生させる第２の例
である。）ＩＦＦＴは有効シンボル期間及びＩＦＦＴ期
間と同義であり、ＩＦＦＴ期間の終わりの部分（右部）
の１／２サイクルがそのままＩＦＦＴ期間の手前の（左
部）のガードインターバルの信号とされる。

【００６１】この例では、ＩＦＦＴ期間毎に逆極性の同
期信号（パイロット信号）が発生させられており、ガー
ドインターバル区間も半波長の奇数倍の同期信号が存在
するので、複数のシンボル区間（シンボル期間）に亘り
パイロット信号は連続的に発生させられている。

【００６２】参考例として示した図９において、ガード
インターバルＧに同期信号が半波長の奇数倍存在する場
合について説明する。（極性を反転した同期信号を発生
させる第１の例である。）この場合は、ガードインター
バルの開始点でパイロット信号の極性が反転されてお
り、シンボル期間毎のパイロット信号の位相は同相であ
る。

【００６３】即ち、周波数分割多重信号を発生させるＩ
ＦＦＴの同期信号を発生させる周波数に対応する端子電
圧はシンボル毎に一定とし、常に同位相の同期信号を発
生させている。

【００６４】従って、ガードインターバルが半波長の奇
数倍のときは、受信装置側でシンボル期間１つ置き毎に
同期信号の極性を反転させると同期信号は連続信号とな
る。

【００６５】この場合は、図１１に示すような位相同期
回路でＰＬＬ回路を用いて同期信号の検出を行うことが
出来る。

【００６６】参考例として示した図１０において、ガー
ドインターバルに同期信号（パイロット信号）が半波長
の偶数倍存在する場合について説明する。（極性を反転
した同期信号を発生させる第２の例である。）図１０に
示されるように、ガードインターバルに存在する同期信
号（パイロット信号）が整数波（半波長の偶数倍）のと
きであっても、同期信号を図９の場合と同様に、シンボ
ル期間１つ置きに反転して出力するとシンボル毎に極性
が反転する同期出力が得られる。

【００６７】この場合も、図１１に示すようなＰＬＬ回
路を用いて同期信号の検出を行うことが出来る。

【００６８】図１１は、シンボル期間１つ置き毎に反転
される同期信号を検出する位相同期回路である。

【００６９】この位相同期回路は、位相比較器ＰＤ２
（１１２）、Ａｍｐ（増幅器 １１３）、ＬＰＦ（１１
４）、ＶＣＯ回路（１１５）で構成されるＰＬＬ回路の
ＶＣＯ出力にイクスクルーシブＯＲで構成される信号切
換器１１６が挿入されている構成である。

【００７０】位相比較器ＰＤ１（１１１）は、前記位相
同期回路のＶＣＯ出力を入力とする同期検波回路を構成
している。入力端子１１０に印加された同期信号を含む
周波数多重分割信号は位相同期回路と同期検波回路ＰＤ
１（１１１）の両者に入力される。この位相同期回路は
位相比較器ＰＤ２（１１２）、増幅器（１１３）、ＬＰ
Ｆ（１１４）、ＶＣＯ（１１５）、信号切換器（１１
６）で構成されるＰＬＬよりなる。

【００７１】同期検波されたＰＤ１（１１１）の出力に
応じて信号切換器（１１６）でＰＬＬのＶＣＯ回路１１
５の出力を反転するように構成しているが、シンボル毎
に極性反転される同期信号は前記同期検波回路により検
出され、ＰＬＬを構成する位相比較器ＰＤ２（１１２）
には極性反転されたＶＣＯ出力が供給されるため極性反
転された同期信号に対しても連続的にロック動作を行
う。

【００７２】図１２は図１１における端子Ｂと、Ａの出
力波形である。出力Ａは同期信号出力波形で、出力Ｂは
シンボル周期（シンボル期間）毎に極性反転されて伝送
されるシンボル同期信号である。

【００７３】図１３は図１１に対する別の回路例で、信
号切換器１３６は位相比較器ＰＤ２（１３２）とアンプ
１３３の間に挿入されている。

【００７４】同期信号が反転されると同時にそれを検出
して誤差信号の極性を反転するもので、動作の様態は図
１１と同様に行われる。いずれの場合も同期信号がシン
ボル周期（シンボル期間）１つ置きに反転していてもそ
れを検出してＰＬＬのループの特性を反転するため、Ｖ
ＣＯは反転されること無く連続した動作を継続する。従
って同期信号の復号を正常に行うことが出来ている。

【００７５】次に、本送信装置により送信された信号を
受信するＯＦＤＭ信号受信装置の実施例について、図２
及び図４と共に説明する。

【００７６】受信装置の各構成は前記送信装置と逆に動
作する回路により構成される。受信部２０は、これを構
成している受信アンテナにより得た前記送信部１２から
の信号を高周波増幅器により増幅し、周波数変換器２１
に供給する。

【００７７】この出力信号は中間周波増幅回路２２に供
給され、前記中間周波増幅回路２２から所定レベルの受
信信号として出力される。

【００７８】中間周波増幅回路２２の出力信号は、直交
復調器２３とキャリア検出（キャリア抽出）回路２９と
に夫々供給される。

【００７９】キャリア検出回路２９は、図４に例示する
位相比較器（乗算器）４１、ＬＰＦ４２、ＶＣＯ回路４
３、１／４分周回路４５で構成されるＰＬＬ回路を有し
ており、この出力信号が供給される中間周波数発振回路
３１は、中心キャリアを位相誤差少なく抽出する回路で
ある。

【００８０】本実施例では、情報を伝送するキャリア
は、シンボル周波数である３７８Ｈｚ毎に隣接、配置さ
れ、ＯＦＤＭ信号を構成している。中心キャリアに隣接
する情報キャリアも３７８Ｈｚ離れているのみで、中心
キャリアは隣接情報キャリアの影響を受けずに情報の伝
送を行なう必要があり、選択度の高い回路が使用されて
いる。

【００８１】本実施例では、ＰＬＬ回路を用いて中心キ
ャリアの抽出を行なうが、隣接するキャリア周波数間隔
の略１／２である±２００Ｈｚ程度で発振する水晶発振
子（ＶＣＸＯ）を電圧制御発振器（ＶＣＯ）４３として
用い、回路を動作させる。ＰＬＬ回路中に用いられるＬ
ＰＦも３７８Ｈｚに対して十分に低いカットオフ周波数
のものを用いている。

【００８２】この中間周波数発生回路３１の出力信号と
９０°シフト回路３０を介した信号とが乗算器４０、４
１を有する直交復調器２３に夫々供給されて、リアル、
イマジナリパート（実数部、虚数部）の出力信号が復号
される。

【００８３】この実数部、虚数部出力信号は、ＬＰＦ２
４に供給され、ＯＦＤＭ信号情報として伝送された、必
要な周波数帯域の信号を通過させ、入力されるアナログ
信号のサンプリングを行ない、出力信号をＡ／Ｄ変換器
（サンプリング回路）２５に供給し、ディジタル信号に
変換する。

【００８４】本発明に適応されるサンプル同期信号発生
回路３２では、周波数逓倍される前のサンプルクロック
信号がパイロット信号に位相同期するＰＬＬ回路により
発生され、この回路には直交復調器２３のアナログ出力
信号が供給される。 ガードインターバルの期間を含
む、各シンボル区間で連続信号として伝送されるパイロ
ット信号にＰＬＬが位相同期し、復調されたパイロット
信号が得られる。

【００８５】前記送信装置において、パイロット信号
は、サンプルクロック周波数に対して所定の整数比に設
定されており、周波数比に応じた周波数逓倍を行ない、
サンプルクロック信号を得る。

【００８６】ガードインターバル処理回路２６は、伝送
された信号より、シンボル期間ta内の任意のタイミング
で期間ｔｓの有効シンボル期間信号を得られ、その中か
らマルチパス歪の影響が少ない方の有効シンボル期間信
号を得て、ＦＦＴ，ＱＡＭ復号回路２７に出力信号を供
給する。

【００８７】前記シンボル期間を検出するためのシンボ
ル同期信号発生回路３３は、前記シンボル期間を検出す
る。

【００８８】次のＦＦＴ，ＱＡＭ復号回路２７は、前記
得られたクロック同期信号とシンボル同期信号とが供給
されて、複素フーリエ演算を行ない、入力信号の各周波
数毎の実数部、虚数部信号（リアルパート、イマジナリ
パート）のレベルを求める。

【００８９】このようにして得られた各周波数毎の実数
部、虚数部信号レベルと、伝送される各キャリアの実数
部、虚数部の基準値を伝送するための参照用キャリアの
復調出力とを比較し、ディジタル情報伝送用キャリアで
伝送される量子化されたディジタル信号のレベルが求め
られ、ディジタル情報が復号される。

【００９０】この回路２７の出力信号は、並直列変換回
路２８を介して出力される。

【００９１】次に、図４と共にキャリア検出回路２９、
及び、サンプル同期（サンプルクロック）信号発生回路
３２について以下に述べる。

【００９２】本回路は一定レベルで伝送されるパイロッ
ト信号を抽出し、これを基に正確なサンプル同期（サン
プルクロック）信号を生成することを目的としている。

【００９３】まず、キャリア検出回路２９を構成するＶ
ＣＯ回路４３を中間周波数１０．７ＭＨｚの４倍である
４２．８ＭＨｚの周波数で発振させる。ＶＣＯ回路４３
の出力信号は、夫々１／４分周回路４４、４５を介し
て、乗算器４０、４１に供給される。

【００９４】片方の乗算器４１よりの出力信号はＬＰＦ
４２に供給され、シンボル周波数以下の成分が取り出さ
れ、その出力信号はＶＣＯ回路４３を制御する。

【００９５】乗算器４１、ＬＰＦ４２、ＶＣＯ回路４
３、分周回路４５によるループはＰＬＬ回路を構成して
いる。

【００９６】乗算器４０、４１の入力端子には中間周波
増幅された信号が印加され、本回路により直交復号がな
され、実数部と虚数部の出力信号が得られる。

【００９７】サンプル同期信号発生回路３２は、直交復
調器２３よりの実数部出力信号が供給され、パイロット
信号として送信されるナイキスト周波数成分を検出す
る。

【００９８】分周比可変回路（ＶＣＯ回路）５０には、
ＶＣＯ回路４３の出力信号が供給され、分周比は１／４
２６から１／４３８までに設定されるように構成する。
サンプル同期信号発生回路３２における乗算器５２は、
直交復調器２３よりの出力信号と、ＶＣＯ回路の信号を
１／２分周回路５１を介した信号とが供給され、位相比
較器としての動作を行なう。

【００９９】乗算器５２の出力信号はＬＰＦ回路５３に
より周波数制御に係わる誤差信号のみを通過させる。遅
延回路５４と加算回路５５は、隣接するキャリア成分を
減衰させるための回路で、シンボル周波数である３８７
Ｈｚにディップを持たせる特性としている。

【０１００】ＶＣＯ回路(分周比可変回路)５０、乗算器
５２、ＬＰＦ５３より構成されるＰＬＬ回路では、キャ
リア抽出部の直交復調器２３の実数部出力信号中に含ま
れる連続するパイロット信号に同期したＶＣＯ出力信号
が発振され、９９ｋＨｚのサンプルクロック出力信号と
して出力される。

【０１０１】上記実施例では、２５７波のキャリアを発
生させるために周期が２５６のＩＦＦＴを用いる場合に
ついて述べたが、他の実施例として、周期が５１２のＩ
ＦＦＴを用いる例について以下に述べる。

【０１０２】この周期が５１２のＩＦＦＴを用いる実施
例では、パイロット周波数として、ナイキスト周波数が
用いられるのではなく、このサンプルクロック信号と簡
単な整数比の関係にある次数の高い周波数を用いて行な
う。

【０１０３】即ち、周期ＭのＩＦＦＴを考えるとき、ナ
イキスト周波数の１／２の位置に、即ちＭ／４番目の周
波数にパイロット信号を配置し、ＯＦＤＭで送出するキ
ャリアは、ＩＦＦＴにおける第１番目より第Ｍ／４番目
まで、及び、第３Ｍ／４番目より第Ｍ番目までとして出
力される信号を用いる。

【０１０４】このように周期Ｍ＝２ＮのＩＦＦＴを用い
ても、周期ＮのＩＦＦＴを用いた時と等価なＩＦＦＴの
出力信号を得ることができる。従って、ガードインター
バルも含めて連続したパイロット信号を伝送出来ると共
に、このパイロット信号を復号し、４逓倍することによ
り、サンプルクロック信号を得ることが出来る。

【０１０５】このときに用いられるサンプル同期信号発
生回路では、パイロット信号の周波数は上記の周期Ｎを
２５６とした実施例と同じであるが、図２に示すＦＦ
Ｔ，ＱＡＭ復号回路２７を駆動するサンプルクロック周
波数は周期Ｎを２５６とした場合の２倍となる。それに
従って、２倍の１９８ｋＨｚのサンプルクロック信号を
出力する。

【０１０６】よって、このサンプル同期信号発生回路
は、上記の実施例とは分周比可変回路５０の分周比が１
／２１３〜１／２１９、及び、１／２分周回路５１の分
周比が１／４になっている点が異なっており、それ以外
の構成は図４と同じであり、その説明は省略する。

【図面の簡単な説明】

【０１０７】

【図１】本発明の実施に係るＯＦＤＭ信号送信装置の実
施例のブロック図である。

【図２】本発明の実施に係るＯＦＤＭ信号受信装置の実
施例のブロック図である。

【図３】本発明の実施例に係るＯＦＤＭ信号のシンボル
期間とガードインターバルの関係を示した図である。

【図４】本発明の実施例に係るＯＦＤＭ信号受信装置の
キャリア抽出部及びサンプル同期信号発生部のブロック
図である。

【図５】従来のＯＦＤＭ信号送信装置のブロック図であ
る。

【図６】従来のＯＦＤＭ信号受信装置のブロック図であ
る。

【図７】同期信号とシンボル期間との関係を示した図で
ある。

【図８】本発明の実施例に係る同期信号とシンボル期間
との関係を示した図である。

【図９】同期信号とシンボル期間との関係を示した図で
ある。

【図１０】同期信号とシンボル期間との関係を示した図
である。

【図１１】位相同期回路の例を示した図である。

【図１２】位相同期回路の出力波形図である。

【図１３】位相同期回路の別の例を示した図である。

【符号の説明】

【０１０８】 ２ 直並列変換回路 ３ ＩＦＦＴ，パイロット信号生成回路 ４ ガードインターバル設定回路 ４Ａ ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ） ５ Ｄ／Ａ変喚器 ６，２４，４２，５３，１１４，１３４ ＬＰＦ ７ 直交変調器 ８，３０ ９０°シフト回路 ９，３１ 中間周波数発生回路 １０ クロック信号発生回路 １１，２１ 周波数変換器 １２ 送信部 ２０ 受信部 ２３ 直交復調器 ２５ Ａ／Ｄ変換器（サンプリング回路） ２６ ガードインターバル処理回路 ２７ ＦＦＴ，ＱＡＭ復号回路 ２８ 並直列変換回路 ２９ キャリア検出回路 ３２ サンプル同期信号発生回路 ３３ シンボル同期信号発生回路 ４０，４１，５２ 乗算器（位相比較器） ４３，５０，１１５，１３５ ＶＣＯ回路 ４４，４５ １／４分周回路 ５１ １／２分周回路 １１１，１１２，１３１，１３２ 位相比較器（ＰＤ） １１６，１３６ 信号切換器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−134862（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−158545（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−52147（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−141020（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−273741（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04J 11/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ディジタル情報信号が供給され多値ＱＡ
   Ｍ変調信号を発生させるＩＦＦＴ，パイロット信号生成
   回路と、前記変調信号の一部を所定の時間繰り返して伝
   送するように構成するガードインターバル設定回路と、
   前記両回路を駆動するクロック信号を発生させるクロッ
   ク信号発生回路とを有し、前記ＩＦＦＴ，パイロット信
   号生成回路により複数の有効シンボル区間の開始点にお
   ける位相が隣接する有効シンボル区間において互いに逆
   相に保持されると共に振幅が一定に保持され、且つ前記
   クロック信号と整数の周波数比関係にある高次周波数の
   パイロット信号を、前記ガードインターバル設定回路で
   設定するガードインターバル区間に半波長の奇数倍存在
   させるようにして、複数の前記シンボル区間に亘り連続
   的に送出するように構成した送信装置と、 前記送信装置から送出されたパイロット信号を位相復調
   するパイロット信号復調手段と、前記パイロット信号復
   調手段により復調して得られたパイロット信号の位相情
   報を基に駆動用信号を生成する信号生成手段と、前記信
   号生成手段により生成された駆動用信号により駆動され
   前記多値ＱＡＭ変調信号を前記ディジタル情報信号に変
   換するＦＦＴ手段とを、有して構成した受信装置とから
   なる直交周波数分割多重信号の送受信システム。
2. 【請求項２】 ディジタル情報信号が供給され多値ＱＡ
   Ｍ変調信号を発生させるＩＦＦＴ，パイロット信号生成
   回路と、前記変調信号の一部を所定の時間繰り返して伝
   送するように構成するガードインターバル設定回路と、
   前記両回路を駆動するクロック信号を発生させるクロッ
   ク信号発生回路とを有し、前記ＩＦＦＴ，パイロット信
   号生成回路により複数の有効シンボル区間の開始点にお
   ける位相が隣接する有効シンボル区間において互いに逆
   相に保持されると共に振幅が一定に保持され、且つ前記
   クロック信号と整数の周波数比関係にある高次周波数の
   パイロット信号を、前記ガードインターバル設定回路で
   設定するガードインターバル区間に半波長の奇数倍存在
   させるようにして、複数の前記シンボル区間に亘り連続
   的に送出するように構成した送信装置と、 前記送信装置から送出されたパイロット信号を復調して
   復調パイロット信号を得るパイロット信号復調手段と、
   前記パイロット信号復調手段により得られた復調パイロ
   ット信号を周波数変換してクロック信号を生成する信号
   生成手段と、前記信号生成手段により生成されたクロッ
   ク信号を用い前記多値ＱＡＭ変調信号を前記ディジタル
   情報信号に変換するＦＦＴ手段とを、有して構成した受
   信装置とからなる直交周波数分割多重信号の送受信シス
   テム。
3. 【請求項３】 供給されるディジタル情報信号を所定の
   クロック信号を基にＩＦＦＴしてパイロット信号を含む
   多値ＱＡＭ変調信号を生成し、前記多値ＱＡＭ変調信号
   の一部を所定時間繰り返してガードインターバル信号を
   生成し、前記生成されたガードインターバル信号を前記
   多値ＱＡＭ変調信号の前に付して送信し、この送信され
   た信号を受信する直交周波数分割多重信号の送受信方法
   であって、 複数の有効シンボル区間の開始点における位相が隣接す
   る有効シンボル区間において互いに逆相に保持されると
   共に振幅が一定に保持され、且つ前記クロック信号と整
   数の周波数比関係にある高次周波数のパイロット信号を
   生成する第１のステップと、 前記第１のステップで生成されたパイロット信号を、予
   め設定される所定のガードインターバル区間に半波長の
   奇数倍存在させるようにして、複数の前記シンボル区間
   に亘り連続的に送出する第２のステップと、 前記第２のステップで送信されたパイロット信号を位相
   復調する第３のステップと、前記第３のステップにより
   復調して得られたパイロット信号の位相情報を基に駆動
   用信号を生成する第４のステップと、 前記第４のステップにより生成された駆動用信号により
   駆動され、前記多値ＱＡＭ変調信号をＦＦＴ変換して前
   記ディジタル情報信号を得る第５のステップと、 を有してなることを特徴とする直交周波数分割多重信号
   の送受信方法。
4. 【請求項４】 供給されるディジタル情報信号を所定の
   クロック信号を基にＩＦＦＴしてパイロット信号を含む
   多値ＱＡＭ変調信号を生成し、前記多値ＱＡＭ変調信号
   の一部を所定時間繰り返してガードインターバル信号を
   生成し、前記生成されたガードインターバル信号を前記
   多値ＱＡＭ変調信号の前に付して送信し、この送信され
   た信号を受信する直交周波数分割多重信号の送受信方法
   であって、 複数の有効シンボル区間の開始点における位相が隣接す
   る有効シンボル区間において互いに逆相に保持されると
   共に振幅が一定に保持され、且つ前記クロック信号と整
   数の周波数比関係にある高次周波数のパイロット信号を
   生成する第１のステップと、 前記第１のステップで生成されたパイロット信号を、予
   め設定される所定のガードインターバル区間に半波長の
   奇数倍存在させるようにして、複数の前記シンボル区間
   に亘り連続的に送出する第２のステップと、 前記第２のステップで送信されたパイロット信号を復調
   して復調パイロット信号を得る第３のステップと、 前記第３のステップにより得られた復調パイロット信号
   を周波数変換してクロック信号を生成する第４のステッ
   プと、 前記第４のステップにより生成されたクロック信号を用
   い、前記多値ＱＡＭ変調信号をＦＦＴ変換して前記ディ
   ジタル情報信号を得る第５のステップと、 を有してなることを特徴とする直交周波数分割多重信号
   の送受信方法。