JP3751385B2 - 信号復調装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、直交周波数分割多重変調方式であるOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplex)変調方式で変調されたOFDM変調信号を復調する信号復調装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図8は例えば特開平7−95174号公報に示された従来の信号復調装置を示す構成図であり、図において、1は各サブ・キャリアが多相PSK変調されたOFDM変調信号mに対して局部発振信号g1を混合するミクサ、2はOFDM変調信号mに対して局部発振信号g1より位相が90°遅れている局部発振信号g2を混合するミクサ、3はミクサ1の出力信号をアナログ/ディジタル変換するA/D変換器、4はミクサ2の出力信号をアナログ/ディジタル変換するA/D変換器、5はシステムクロックからA/D変換器3,4のサンプリングクロックを生成するクロック再生回路である。ここで上記ミクサ1及びミクサ2の出力レベルをA/D変換器3,4により求め、複素平面に対応させて複素信号として考えるものとする。
【0003】
また、6はA/D変換器3,4からそれぞれ出力されたディジタルデータを直列の複素信号cmとして入力するとともに、その複素信号cmの中から予め設定されたガード期間のデータを除去するガード期間除去器、7はガード期間のデータが除去された直列の複素信号cmを並列の複素信号cmに変換する直列並列変換器、8は並列に並び換えられた複素信号cmを高速フーリエ変換(以下、FFT演算という)して周波数毎の複素シンボルを求めるFFT演算器、9はFFT演算器8により求められた周波数毎の並列の複素シンボルcsを周波数毎の直列の複素シンボルcsに変換する並列直列変換器であり、10は並列直列変換器より出力された複素シンボルcsと1個前の複素シンボルcsとの差である差動復調信号d1と、差動復調信号d1に対応したデジタル値である差動復調データd2を出力する差動復調部である。
【0004】
また、11は並列直列変換器9より出力された周波数毎の直列の複素シンボルcsの中からQPSKが施された任意のサブ・キャリアの複素シンボル(以下、QPSK複素シンボルという)を選択する選択器、12は選択器11により選択されたQPSK複素シンボルのシンボル配置を複素平面上に展開して、QPSK複素シンボルの位相を求め、その位相と基準位相(位相が同期している場合の位相)との位相差θを検出する位相差検出器、13は位相差検出器12により検出された位相差θに所定の係数を乗算して積分するループフィルタ、14は所定期間のみ予め決められたスペクトル及び位相にて出力されたOFDM変調信号mに関し、並列直列変換器9から出力された周波数毎の複素シンボルcsを逆高速フーリエ変換(以下、IFFT演算という)して周波数変換されたベースバンド信号の周波数偏差fを検出するとともに、その周波数偏差fに応じた補償信号を出力するAFC回路である。
【0005】
また、15はループフィルタ13の出力とAFC回路14の出力を加算する加算器、16は加算器15の加算結果をディジタル/アナログ変換するD/A変換器、17はD/A変換器16から出力されたアナログデータに応じた局部発振信号g1を生成するVCXO、18は局部発振信号g1の位相を90°遅延して、局部発振信号g2を生成する90°移相器である。
【0006】
次に動作について説明する。
従来の信号復調装置は、図示せぬ信号変調装置によって各サブ・キャリアが多相PSK変調されたOFDM変調信号を復調するものであるが、特にこの従来例では、多相PSK変調の一例であるQPSK(Quadrature Phase Shift Keying)変調されたOFDM変調信号を復調するものについて説明する。
なお、QPSK変調は、I軸を実軸とし、Q軸を虚軸とする複素平面において、I軸とQ軸の交点を中心とする所定の半径の同心円上に4個のシンボルがπ/2間隔で配置される変調方式であり、各サブ・キャリアに対してQPSK変調が施されている。
因みに、OFDM変調信号のパワースペクトル及びOFDM変調信号を構成する各サブ・キャリアのパワースペクトルを図示すると図9(A)のようになる。
【0007】
まず、図示せぬ信号変調装置からOFDM変調信号mが送信されてくると、OFDM変調信号mはミクサ1,2に入力される。そして、ミクサ1がOFDM変調信号mに対して局部発振信号g1を混合し、ミクサ2がOFDM変調信号mに対して局部発振信号g1より位相が90°遅れている局部発振信号g2を混合することにより直交検波する。
そして、ミクサ1及びミクサ2の出力である検波結果は、A/D変換器3,4に入力されてアナログ/ディジタル変換され、A/D変換器3,4の出力は複素信号cmとしてガード期間除去器6に入力される。
【0008】
そして、ガード期間除去器6は、後段のFFT演算においてシンボル間干渉が発生するのを抑制するため、図9(B)に示すように、複素信号cmの中から予め設定されたガード期間のデータを除去し、有効シンボル期間のデータのみを直列並列変換器7に出力する。
そして、直列並列変換器7は、複素信号cmのデータ形式をFFT演算器8の演算に適した形式にすべく、ガード期間のデータが除去された直列の複素信号cmを並列の複素信号cmに変換する。
【0009】
このようにして、直列の複素信号cmが並列の複素信号cmに変換されると、FFT演算器8は、その並列の複素信号cmをFFT演算して並列の周波数毎の複素シンボルを求め、その並列の複素シンボルcsを並列直列変換器9に出力する。
そして、並列直列変換器9は、周波数毎の並列の複素シンボルcsを周波数毎の直列の複素シンボルcsに変換し、その周波数毎の複素シンボルcsを選択器11及びAFC回路14に出力する。
なお、差動復調データd2は当該信号復調装置により復調された復調データとして外部にも伝送され、所定の処理が施された後、音声データ等が生成される。
【0010】
そして、並列直列変換器9から周波数毎の複素シンボルcsが出力されると、選択器11は、並列直列変換器9より出力された周波数毎の複素シンボルcsの中から任意のサブ・キャリアのQPSK複素シンボルを選択する。
OFDM変調信号mが1000個のサブ・キャリアから構成されている場合において、例えば低い方から600個目のサブ・キャリアのQPSK複素シンボルを選択するように設定することができる。
【0011】
このようにして、任意のサブ・キャリアのQPSK複素シンボルが選択されると、位相差検出器12は、QPSK複素シンボルのシンボル配置を複素平面上に展開することにより、QPSK複素シンボルの位相を求める。
ここで、図10はQPSK複素シンボルのシンボル配置を示す複素平面図であり、図において、●印は複素平面上に配置されたQPSK複素シンボル、α,β,γ,δはノイズの影響等を受けずに位相が同期した場合に配置されるQPSK複素シンボルである。
【0012】
そして、位相差検出器12は、QPSK複素シンボルの位相を求めると、その位相と基準位相(位相が同期している場合の位相)との位相差θを検出し、その位相差θをループフィルタ13に出力する。ここで、図10(A)の場合は、第1象限の基準位相αを基準にして位相差θを検出している。
そして、ループフィルタ13は、同期化制御の安定化を図るべく、位相差検出器12により検出された位相差θに所定の係数を乗算したのち、必要に応じて積分し、その演算結果を加算器15に出力する。
【0013】
一方、AFC回路14は、周波数変換されたベースバンド信号の周波数偏差を解消すべく、周波数変換されたベースバンド信号の周波数偏差fを検出したのち、その周波数偏差fに応じた補償信号を加算器15に出力する。
【0014】
そして、ループフィルタ13の出力とAFC回路14の出力は加算器15に入力されて加算されたのち、その加算結果はD/A変換器16によってディジタル/アナログ変換される。
そして、D/A変換器16からアナログデータが出力されると、VCXO17は、そのアナログデータに応じた局部発振信号g1を生成し、その局部発振信号g1をミクサ1及び90°移相器18に出力する。
そして、90°移相器18は、VCXO17から出力された局部発振信号g1の位相を90°遅延して局部発振信号g2を生成し、その局部発振信号g2をミクサ2に出力する。
これにより、信号復調装置の一連の処理は終了し、位相及び周波数の同期化が図られた復調データが出力されることになる。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】
従来の信号復調装置は以上のように構成されているので、位相差θ及び周波数偏差fが解消され、位相及び周波数の同期化が図られるが、任意のサブ・キャリアの周波数偏差fが1/(8×シンボル期間Ts)を越える場合には、本来、基準とすべき基準位相を誤って他の象限の基準位相を基準にして位相差θを検出してしまう場合が生じ(例えば、第1象限の基準位相αを基準にして位相差θを検出すべきところを誤って、第2象限の基準位相βを基準にして位相差θを検出してしまう場合が生じる)、位相及び周波数の同期化を確実に図ることができないなどの課題があった。
また、位相同期及び周波数同期の良否を判定する手段がないため、位相及び周波数の同期化完了を認識することができない課題もあった。
【0016】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、任意のサブ・キャリアの周波数偏差が1/(8×シンボル期間Ts)を越える場合でも、位相及び周波数の同期化を確実に図ることができる信号復調装置を得ることを目的とする。
また、この発明は、位相及び周波数の同期化完了を容易に認識できる信号復調装置を得ることを目的とする。
【0017】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の発明に係る信号復調装置は、位相差検出手段により検出された位相差又は周波数偏差検出手段により検出された周波数偏差に対して、シンボル期間の逆数の4分の1倍を加算したのち、判定手段により位相同期及び周波数同期が正常に行われていないと判定された場合には、位相差検出手段により検出された位相差又は周波数偏差検出手段により検出された周波数偏差から、シンボル期間の逆数の4分の2倍を減算するよう同期化手段が生成した局部発振信号を補償するようにしたものである。
【0018】
請求項2記載の発明に係る信号復調装置は、位相差検出手段により検出された位相差又は周波数偏差検出手段により検出された周波数偏差から、シンボル期間の逆数の4分の1倍を減算したのち、判定手段により位相同期及び周波数同期が正常に行われていないと判定された場合には、位相差検出手段により検出された位相差又は周波数偏差検出手段により検出された周波数偏差に対して、シンボル期間の逆数の4分の2倍を加算するよう同期化手段が生成した局部発振信号を補償するようにしたものである。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1による信号復調装置を示す構成図であり、図において、1は各サブ・キャリアが多相PSK変調された誤り訂正符号付のOFDM変調信号mに対して局部発振信号g1を混合するミクサ(信号抽出手段)、2は誤り訂正符号付のOFDM変調信号mに対して局部発振信号g1より位相が90°遅れている局部発振信号g2を混合するミクサ(信号抽出手段)、3はミクサ1の出力信号をアナログ/ディジタル変換するA/D変換器(信号抽出手段)、4はミクサ2の出力信号をアナログ/ディジタル変換するA/D変換器(信号抽出手段)、5はシステムクロックからA/D変換器3,4のサンプリングクロックを生成するクロック再生回路である。
【0023】
また、6はA/D変換器3,4からそれぞれ出力されたディジタルデータを直列の複素信号cmとして入力するとともに、その複素信号cmの中から予め設定されたガード期間のデータを除去するガード期間除去器(演算手段)、7はガード期間のデータが除去された直列の複素信号cmを並列の複素信号cmに変換する直列並列変換器(演算手段)、8は並列に並び換えられた複素信号cmを高速フーリエ変換(以下、FFT演算という)して複素シンボルcsを求めるFFT演算器(演算手段)、9はFFT演算器8により求められた並列の複素シンボルcsを直列の複素シンボルcsに変換する並列直列変換器(演算手段)、10は並列直列変換器9より出力された複素シンボルcsと1シンボル前の複素シンボルcsとの差である差動復調信号d1及び差動復調信号d1に対応した差動復調データd2を求める差動復調部である。
【0024】
また、11は差動復調部10により求められた差動復調信号d1の中からQPSK変調が施された任意のサブ・キャリアの複素シンボル(以下、QPSK複素シンボルという)を選択する選択器(位相差検出手段)、12は選択器11により選択されたQPSK複素シンボルのシンボル配置を複素平面上に展開して、QPSK複素シンボルの位相を求め、その位相と基準位相(位相が同期している場合の位相)との位相差θを検出する位相差検出器(位相差検出手段)、13は位相差検出器12により検出された位相差θに所定の係数を乗算して積分するループフィルタ(位相差検出手段)、14は所定の期間のみ予め決められたスペクトル及び位相にて出力されたOFDM変調信号mに関し、並列直列変換器9から出力された周波数毎の複素シンボルcsを逆高速フーリエ変換(以下、IFFT演算という)して周波数変換されたベースバンド信号の周波数偏差fを検出するとともに、その周波数偏差fに応じた補償信号を出力するAFC回路(周波数偏差検出手段)である。
【0025】
また、15はループフィルタ13の出力とAFC回路14の出力と補償器23の出力を加算する加算器(同期化手段)、16は加算器15の加算結果をディジタル/アナログ変換するD/A変換器(同期化手段)、17はD/A変換器16から出力されたアナログデータに応じた局部発振信号g1を生成するVCXO(同期化手段)、18は局部発振信号g1の位相を90°遅延して、局部発振信号g2を生成する90°移相器(同期化手段)である。
【0026】
さらに、21は差動復調部10から出力された差動復調データd2に含まれる誤り訂正符号から誤りを検出する誤り検出器(判定手段)、22は誤り検出器21により検出された誤りの回数を計数し、単位時間当たりの誤り回数から位相同期及び周波数同期の良否を判定する判定器(判定手段)、23は判定器22の良否判定に応じて所定値Aを加算器15に出力する補償器(補償手段)である。
【0027】
次に動作について説明する。
この実施の形態1の信号復調装置は、図示せぬ信号変調装置によって各サブ・キャリアが多相PSK変調された誤り訂正符号付のOFDM変調信号を復調するものであるが、特に実施の形態1では、多相PSK変調の一例であるQPSK(Quadrature Phase Shift Keying)変調されたOFDM変調信号を復調するものについて説明する。
なお、QPSK変調は、I軸を実軸とし、Q軸を虚軸とする複素平面において、I軸とQ軸の交点を中心とする所定の半径の同心円上に4個のシンボルがπ/2間隔で配置される変調方式であり、各サブ・キャリアに対してQPSK変調が施されている。
因みに、OFDM変調信号のパワースペクトル及びOFDM変調信号を構成する各サブ・キャリアのパワースペクトルを図示すると図9(A)のようになる。
【0028】
まず、図示せぬ信号変調装置から誤り訂正符号付のOFDM変調信号mが送信されてくると、OFDM変調信号mはミクサ1,2に入力される。そして、ミクサ1がOFDM変調信号mに対して局部発振信号g1を混合し、ミクサ2がOFDM変調信号mに対して局部発振信号g1より位相が90°遅れている局部発振信号g2を混合することにより直交検波する。
そして、ミクサ1及びミクサ2の出力である検波結果は、A/D変換器3,4に入力されてアナログ/ディジタル変換され、A/D変換器3,4の出力は複素信号cmとしてガード期間除去器6に入力される。
【0029】
そして、ガード期間除去器6は、後段のFFT演算においてシンボル間干渉が発生するのを抑制するため、図9(B)に示すように、複素信号cmの中から予め設定されたガード期間のデータを除去し、有効シンボル期間のデータのみを直列並列変換器7に出力する。
そして、直列並列変換器7は、複素信号cmのデータ形式をFFT演算器8の演算に適した形式にすべく、ガード期間のデータが除去された直列の複素信号cmを並列の複素信号cmに変換する。
【0030】
このようにして、直列の複素信号cmが並列の複素信号cmに変換されると、FFT演算器8は、その並列の複素信号cmをFFT演算して周波数毎の複素シンボルcsを求め、その並列の複素シンボルcsを並列直列変換器9に出力する。
そして、並列直列変換器9は、並列の周波数毎の複素シンボルcsを直列の複素シンボルcsに変換し、その直列の複素シンボルcsを差動復調部10に出力する。
【0031】
そして、並列直列変換器9から周波数毎の直列の複素シンボルcsが出力されると、差動復調部10は、その複素シンボルcsと1シンボル前の複素シンボルcs(前回、並列直列変換器9から出力された複素シンボルcs)との差を演算し、その差である差動復調信号d1を選択器11に、差動復調信号d1に対応した差動復調データd2を誤り検出器21に出力する。ここで、差動復調部10が差動復調信号d1を求めるのは、複素シンボルcsに含まれる絶対値誤差を解消するためである。
なお、差動復調データd2は当該信号復調装置により復調された復調データとして外部にも伝送され、所定の処理が施された後、音声データ等が生成される。
そして、選択器11は、差動復調部10から出力された直列の差動復調信号d1の中から任意のサブ・キャリアのQPSK複素シンボルを選択する。
OFDM変調信号mが1000個のサブ・キャリアから構成されている場合において、例えば周波数が低い方から600個目のサブ・キャリアのQPSK複素シンボルを選択するように設定することができる。
【0032】
このようにして、任意のサブ・キャリアのQPSK複素シンボルが選択されると、位相差検出器12は、QPSK複素シンボルのシンボル配置を複素平面上に展開することにより、QPSK複素シンボルの位相を求める。
ここで、図10はQPSK複素シンボルのシンボル配置を示す複素平面図であり、図において、●印は複素平面上に配置されたQPSK複素シンボル、α,β,γ,δはノイズの影響等を受けずに位相が同期した場合に配置されるQPSK複素シンボルである。
【0033】
そして、位相差検出器12は、QPSK複素シンボルの位相を求めると、その位相と基準位相(位相が同期している場合の位相)との位相差θを検出し、その位相差θをループフィルタ13に出力する。ここで、図10(A)の場合は、第1象限の基準位相αを基準にして位相差θを検出している。
そして、ループフィルタ13は、同期化制御の安定化を図るべく、位相差検出器12により検出された位相差θに所定の係数を乗算したのち、必要に応じて積分し、その演算結果を加算器15に出力する。
【0034】
一方、AFC回路14は、任意のサブ・キャリアの周波数と基準周波数の周波数偏差f(1/(8×シンボル期間Ts)以内の周波数偏差f)を解消すべく、所定の期間のみ予め決められたスペクトル及び位相にて出力されたOFDM信号に関し、並列直列変換器9より出力された周波数毎の複素シンボルcsをIFFT演算し、所望の演算結果が得られるよう、演算する周波数を変更することにより周波数偏差fを検出したのち、その周波数偏差fに応じた補償信号を加算器15に出力する。
【0035】
また、誤り検出器21は、任意のサブ・キャリアの周波数偏差fが1/(8×シンボル期間Ts)を越える場合でも、位相の同期化を確実に図るべく、差動復調部10から出力された差動復調データd2に含まれる誤り訂正符号から誤りを検出する。
そして、誤り検出器21が誤りを検出すると、判定器22は、検出された誤りの回数を計数し、単位時間当たりの誤り回数から位相同期及び周波数同期の良否を判定する。
そして、補償器23は、判定器22の良否判定に応じて、所定値Aを加算器15に出力する。
【0036】
ここで、判定器22及び補償器23の動作を図2のフローチャートを用いて具体的に説明すると、まず、補償器23は、初期値として予め設定された所定値Aを加算器15に出力する(ステップST1〜3)。
所定値A=n・p
ただし、n=−k(kは所定の整数)
pはサブ・キャリアの周波数変化間隔を決定する値
【0037】
そして、判定器22は、補償器23が所定値Aを出力してから所定時間経過後に(ステップST4)、誤り検出器21により検出された単位時間当たりの誤り回数が所定値eを越えているか否かを判定し(ステップST5)、単位時間当たりの誤り回数が所定値eを越えていない場合には、同期化を完了する。
一方、単位時間当たりの誤り回数が所定値eを越えている場合には、サブ・キャリアの周波数偏差が1/(8×シンボル期間Ts)を越えている可能性が高いので、即ち、本来、基準とすべき基準位相を誤って他の象限の基準位相を基準にして位相差θを検出している可能性が高いので、これを解消すべく、nの値を1インクリメントして(ステップST7)、再度、所定値Aを加算器15に出力する(ステップST2,3)。
ただし、nの値がkの値と等しくなったときは(ステップST6)、同期化不能であると判断し、エラー情報を出力する。
【0038】
そして、補償器23から出力された所定値Aは加算器15に入力されるため、加算器15がループフィルタ13の出力とAFC回路14の出力と所定値Aを加算したのち、D/A変換器16がその加算結果をディジタル/アナログ変換して出力する。
そして、VCXO17は、D/A変換器16からアナログデータが出力されると、そのアナログデータに応じた局部発振信号g1を生成し、その局部発振信号g1をミクサ1及び90°移相器18に出力する。
また、90°移相器18は、VCXO17から出力された局部発振信号g1の位相を90°遅延して局部発振信号g2を生成し、その局部発振信号g2をミクサ2に出力する。
なお、言うまでもないが、このように局部発振信号g1,g2が判定器22の良否判定に応じて補償されるため、任意のサブ・キャリアの周波数は所定値Aに相当する変化が生じる。
【0039】
以上で明らかなように、この実施の形態1によれば、判定器22の良否判定に応じて局部発振信号g1,g2を補償するようにしたので、任意のサブ・キャリアの周波数偏差が1/(8×シンボル期間Ts)を越える場合でも、位相及び周波数の同期化を確実に図ることができる効果を奏する。
【0040】
実施の形態2.
上記実施の形態1では、補償器23が予め設定された初期値を所定値Aとして出力したのち、判定器22が位相同期及び周波数同期の良否を判定し、補償器23がその良否結果に応じて所定値Aを変化させて同期化を図るものについて示したが、図3に示すように、補償器23が予め設定された初期値を所定値Aとして出力する前に、判定器22が位相同期及び周波数同期の良否を判定し(ステップST11,12)、正常に同期が得られていない場合のみ、補償器23が所定値Aを出力するようにしてもよく、上記実施の形態1と同様の効果を奏することができる。
【0041】
実施の形態3.
上記実施の形態1,2では、ステップST2において、所定値pをnに乗算した結果を所定値Aとするものについて示したが、図4のステップST21に示すように、サブ・キャリアの変化間隔が1/(4×Ts)に相当する値qをnに乗算し、その乗算結果(シンボル期間Tsの逆数の4分の整数倍)を加算器15に出力するようにしてもよい。
これにより、AFC制御及び差動復調結果を用いた位相制御によりベースバンド信号に、変換されたサブ・キャリアの周波数偏差がn/(4×Ts)だけ存在する為、サブ・キャリアの周波数をn/(4×Ts)間隔で変更することにより、ただちにシンボルがとりうる位置に移動が可能であり、速やかに同期化を図ることができる効果を奏する。
【0042】
実施の形態4.
図5はこの発明の実施の形態4による信号復調装置の判定器及び補償器の動作を示すフローチャートである。
判定器22及び補償器23以外の動作については上記実施の形態1と同様であるため説明を省略する。
【0043】
以下に述べるサブ・キャリアの周波数変化間隔を決定する値であるqは1/(4×Ts)に相当する値とする。
まず、補償器23は、nの値が0に設定されているので(ステップST31)、所定値Aの値が0になり(A=0×q)、判定器22が良否判定を出力するまでは、特に何も出力せずに待機する(ステップST32〜34)。
そして、判定器22は、誤り検出器21により検出された単位時間当たりの誤り回数が所定値eを越えているか否かを判定し(ステップST35)、単位時間当たりの誤り回数が所定値eを越えていない場合には、同期化を完了する。
【0044】
一方、単位時間当たりの誤り回数が所定値eを越えている場合には、この段階ではnの値は0であるので、ステップST38に進み(ステップST36,37)、nの値を1インクリメントする(n=1となる)。
これにより、所定値Aの値はqとなり(A=1×q)、補償器23はqを所定値Aとして加算器15に出力する(ステップST32,33)。
そして、判定器22は、補償器23が所定値Aを出力してから所定時間経過後に(ステップST34)、誤り検出器21により検出された単位時間当たりの誤り回数が所定値eを越えているか否かを判定し(ステップST35)、単位時間当たりの誤り回数が所定値eを越えていない場合には、同期化を完了する。
【0045】
一方、単位時間当たりの誤り回数が所定値eを越えている場合には、この段階ではnの値は1であるので、ステップST39に進み(ステップST36,37)、nの値を2デクリメントする(n=−1となる)。
これにより、所定値Aの値は−qとなり(A=−1×q)、補償器23は−qを所定値Aとして加算器15に出力する(ステップST32,33)。
そして、判定器22は、補償器23が所定値Aを出力してから所定時間経過後に(ステップST34)、誤り検出器21により検出された単位時間当たりの誤り回数が所定値eを越えているか否かを判定し(ステップST35)、単位時間当たりの誤り回数が所定値eを越えていない場合には、同期化を完了する。
一方、単位時間当たりの誤り回数が所定値eを越えている場合には、この段階ではnの値は−1であるので(ステップST36)、同期化不能であると判断し、エラー情報を出力する。
【0046】
以上で明らかなように、この実施の形態4によれば、所定値Aとしてq(1/(4×シンボル期間Ts)に相当する値)を加算器15に出力したのち、判定器22により位相同期及び周波数同期が正常に行われていない旨の判定がなされたとき、所定値Aとして−qを加算器15に出力するようにしたので、任意のサブ・キャリアのシンボル位置が効率よく移動し(任意のサブ・キャリアのシンボル位置が例えば第1象限に存在する場合、第1象限から第2象限に移動した後、第4象限に移動する)、同期化完了までの時間を短縮できる効果を奏する。
【0047】
実施の形態5.
上記実施の形態4では、判定器22により最初に単位時間当たりの誤り回数が所定値eを越えていると判定された場合、ステップST38でnの値を1インクリメントし、さらに単位時間当たりの誤り回数が所定値eを越えていると判定されたとき、ステップST39でnの値を2デクリメントするものについて示したが、図6に示すように、最初に、ステップST43でnの値を1デクリメントし、さらに単位時間当たりの誤り回数が所定値eを越えていると判定されたとき、ステップST44でnの値を2インクリメントするようにしてもよく、上記実施の形態4と同様の効果を奏することができる。
なお、この実施の形態5では、例えば、任意のサブ・キャリアのシンボル位置が第1象限に存在する場合、第1象限から第4象限に移動した後、第2象限に移動する。
【0048】
実施の形態6.
上記実施の形態1から5では、補償器23が判定器22の良否判定に応じて所定値Aを変化させることにより、局部発振信号g1,g2を補償するものについて示したが、AFC回路14が判定器22の良否判定に応じて、加算器15に出力する補償信号を変化させることにより、局部発振信号g1,g2を補償するようにしてもよく、上記実施の形態1から5と同様の効果を奏することができる。
【0049】
実施の形態7.
上記実施の形態1から6では、ミクサ1,2がOFDM変調信号mに対して、VCXO17及び90°移相器18からそれぞれ出力された局部発振信号g1,g2を混合して直交検波するものについて示したが、ループフィルタ13の出力を数値制御発振器(NCO)に入力することによって得た数値信号から複素データを生成し、その複素データをA/D変換器3,4の出力に乗算するようにしてもよく、上記実施の形態1から6と同様の効果を奏することができる。
【0050】
実施の形態8.
上記実施の形態1から7では、多相PSK変調の一例として各サブ・キャリアに4相PSK変調であるQPSK変調が施されているものについて示したが、これに限定されるものではなく、例えば、2相PSK変調であるBPSK(Bi−Phase Shift Keying)変調が施されていても、上記実施の形態1から7と同様の効果を奏することができる。
【0051】
なお、図7は各サブ・キャリアに8相PSK変調が施されている場合の信号復調装置の入力部分を示す構成図であり、この場合には、2個の移相器(90゜移相器と45゜移相器)と、3個のミクサが必要となるが、一般にm相PSK変調の場合、log2 (m−1)個の移相器と、log2 m個のミクサが必要となる。
【0052】
【発明の効果】
以上のように、請求項1記載の発明によれば、位相差検出手段により検出された位相差又は周波数偏差検出手段により検出された周波数偏差に対して、シンボル期間の逆数の4分の1倍を加算したのち、判定手段により位相同期及び周波数同期が正常に行われていないと判定された場合には、位相差検出手段により検出された位相差又は周波数偏差検出手段により検出された周波数偏差から、シンボル期間の逆数の4分の2倍を減算するよう同期化手段により生成された局部発振信号を補償するように構成したので、任意のサブ・キャリアのシンボル位置が効率よく移動し、同期化完了までの時間を短縮できる効果がある。
【0053】
請求項2記載の発明によれば、位相差検出手段により検出された位相差又は周波数偏差検出手段により検出された周波数偏差から、シンボル期間の逆数の4分の1倍を減算したのち、判定手段により位相同期及び周波数同期が正常に行われていないと判定された場合には、位相差検出手段により検出された位相差又は周波数偏差検出手段により検出された周波数偏差に対して、シンボル期間の逆数の4分の2倍を加算するよう同期化手段により生成された局部発振信号を補償するように構成したので、任意のサブ・キャリアのシンボル位置が効率よく移動し、同期化完了までの時間を短縮できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1による信号復調装置を示す構成図である。
【図2】 この発明の実施の形態1による信号復調装置の判定器及び補償器の動作を示すフローチャートである。
【図3】 この発明の実施の形態2による信号復調装置の判定器及び補償器の動作を示すフローチャートである。
【図4】 この発明の実施の形態3による信号復調装置の判定器及び補償器の動作を示すフローチャートである。
【図5】 この発明の実施の形態4による信号復調装置の判定器及び補償器の動作を示すフローチャートである。
【図6】 この発明の実施の形態5による信号復調装置の判定器及び補償器の動作を示すフローチャートである。
【図7】 各サブ・キャリアに8相PSK変調が施されている場合の信号復調装置の入力部分を示す構成図である。
【図8】 従来の信号復調装置を示す構成図である。
【図9】 OFDM変調信号のパワースペクトル及び各サブ・キャリアのパワースペクトルを示す波形図である。
【図10】 QPSK複素シンボルのシンボル配置を示す複素平面図である。
【符号の説明】
1,2 ミクサ(信号抽出手段)、3,4 A/D変換器(信号抽出手段)、6 ガード期間除去器(演算手段)、7 直列並列変換器(演算手段)、8 FFT演算器(演算手段)、9 並列直列変換器(演算手段)、11 選択器(位相差検出手段)、12 位相差検出器(位相差検出手段)、13 ループフィルタ(位相差検出手段)、14 AFC回路(周波数偏差検出手段)、15 加算器(同期化手段)、16 D/A変換器(同期化手段)、17 VCXO(同期化手段)、18 90°移相器(同期化手段)、21 誤り検出器(判定手段)、22 判定器(判定手段)、23 補償器(補償手段)。
Claims (2)
- 複数のサブ・キャリアから構成され、各サブ・キャリアが多相PSK変調された誤り訂正符号付きのOFDM変調信号に対して、互いに位相が異なる複数の局部発振信号をそれぞれ混合して複数のベースバンド信号を生成し、その複数のベースバンド信号レベルを抽出する信号抽出手段と、
この信号抽出手段により抽出された複数の時間軸上での信号レベルから複数の周波数軸上での信号レベルを求める演算手段と、
この演算手段により求められた複数の信号レベルを複素平面に対応させて求めた周波数毎の複素シンボルの中から任意のサブ・キャリアの複素シンボルを抽出し、その複素シンボルの位相と基準位相の位相差を検出する位相差検出手段と、
上記演算手段により求められた周波数毎の複素シンボルを基に、上記のように生成されたベースバンド信号の周波数偏差を検出する周波数偏差検出手段と、
上記位相差検出手段により検出された位相差及び上記周波数偏差検出手段により検出された周波数偏差に基づいて互いに位相が異なる複数の局部発振信号を生成し、その複数の局部発振信号を上記信号抽出手段に対して出力する同期化手段と、
誤り訂正符号が付加された変調信号を復調し、誤りを検出する誤り検出手段と、
この誤り検出手段からの出力に基づき、単位データ数当たりの誤り回数を計数し、その誤り回数から位相同期及び周波数同期の良否を判定する判定手段と、
この判定手段の判定結果により、上記位相差検出手段により検出された位相差又は上記周波数偏差検出手段により検出された周波数偏差に対して、シンボル期間の逆数の4分の1倍を加算したのち、上記判定手段により位相同期及び周波数同期が正常に行われていないと判定された場合には、上記位相差検出手段により検出された位相差又は上記周波数偏差検出手段により検出された周波数偏差から、シンボル期間の逆数の4分の2倍を減算するよう上記同期化手段が生成した局部発振信号を補償する補償手段を備えた信号復調装置。 - 複数のサブ・キャリアから構成され、各サブ・キャリアが多相PSK変調された誤り訂正符号付きのOFDM変調信号に対して、互いに位相が異なる複数の局部発振信号をそれぞれ混合して複数のベースバンド信号を生成し、その複数のベースバンド信号レベルを抽出する信号抽出手段と、
この信号抽出手段により抽出された複数の時間軸上での信号レベルから複数の周波数軸上での信号レベルを求める演算手段と、
この演算手段により求められた複数の信号レベルを複素平面に対応させて求めた周波数毎の複素シンボルの中から任意のサブ・キャリアの複素シンボルを抽出し、その複素シンボルの位相と基準位相の位相差を検出する位相差検出手段と、
上記演算手段により求められた周波数毎の複素シンボルを基に、上記のように生成されたベースバンド信号の周波数偏差を検出する周波数偏差検出手段と、
上記位相差検出手段により検出された位相差及び上記周波数偏差検出手段により検出された周波数偏差に基づいて互いに位相が異なる複数の局部発振信号を生成し、その複数の局部発振信号を上記信号抽出手段に対して出力する同期化手段と、
誤り訂正符号が付加された変調信号を復調し、誤りを検出する誤り検出手段と、
この誤り検出手段からの出力に基づき、単位データ数当たりの誤り回数を計数し、その誤り回数から位相同期及び周波数同期の良否を判定する判定手段と、
この判定手段の判定結果により、上記位相差検出手段により検出された位相差又は上記周波数偏差検出手段により検出された周波数偏差から、シンボル期間の逆数の4分の1倍を減算したのち、上記判定手段により位相同期及び周波数同期が正常に行われていないと判定された場合には、上記位相差検出手段により検出された位相差又は上記周波数偏差検出手段により検出された周波数偏差に対して、シンボル期間の逆数の4分の2倍を加算するよう上記同期化手段が生成した局部発振信号を補償する補償手段とを備えた信号復調装置。
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