JP3761450B2 - Carrier regeneration system - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、OFDM方式の伝送装置の受信機側における、受信信号から搬送波(キャリヤ)成分を再生するキャリヤ再生方式に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、移動体向けディジタル音声放送や、地上系ディジタルテレビジョン放送への応用に適した変調方式として、マルチパスフェージングやゴーストに強いという特徴のある直交周波数分割多重変調方式(Orthogonal Frequency Division Multiplex:OFDM)が注目を浴びている。 このOFDM方式は、マルチキャリア変調方式の一種であって、互いに直交する複数本の搬送波にディジタル変調を施した伝送方式である。
ここで、図3に示す様に、送信されるOFDM信号は、有効シンボル長(Tv) の信号に、遅延波の影響を軽減するためのガードインターバル(G)が付加されたシンボル構成の信号である。 即ち、有効シンボル長(Tv)の信号の後半B1部分を前半A1部分の前にコピーし、ガードインターバル(G)として挿入したシンボル構成の信号が連続するものである。 ガードインターバルは、伝送路での遅延波に起因する受信側での符号間干渉の影響を少なくする目的で付加される。
【0003】
このようなOFDM信号を受信して、受信データを再生する場合、一般的に、図2に示す様な受信機構成となる。 なお、この構成、動作については、例えば次の文献に、詳細に開示されているため、ここでは簡単に説明する。
『ディジタル伝送』 p117−p119、1998年 オーム社発行
図2に示すような受信機において、変調されたOFDM信号を受信し、これを帯域制限フィルタ1を通した後、A/Dコンバータ2により、ディジタル信号に変換する。 ここで、変調されている受信信号の搬送波周波数に等しい正弦波を搬送波発生器8により発生させ、乗算器3により、この信号cosωtを掛け算する。 一方、搬送波発生器8から出力された信号を位相シフタ7によりπ/2シフトさせ、信号sinωtとして、乗算器4により掛け算を行なう。 そして、それぞれ、高調波成分を除去するローパスフィルタ5,6を通すことにより、復調されたベースバンドのOFDM信号のI成分及びQ成分が得られる。 なお、Iは同相成分を表わし、Qは直交成分を表わす、いわゆる複素信号として出力される。
【0004】
そして、この出力をシリアル/パラレル変換器9により、パラレル信号に変換し、これをFFT(Fast Fourier Transform:フーリエ変換)演算器10により、送信側で逆FFT演算された信号をここで再生する。
そして、FFT演算器10の各周波数ごとの出力に対して、識別器11によりデータの識別を行った後に、パラレル/シリアル変換器12によって、シリアルデータとして出力する。 この出力される信号が、送信側から送信された信号を再生した信号となる。
また、復調されたベースバンドの信号I,Qは、タイミング位置検出器13によって、FFTを行うタイミング位置が検出され、検出されたタイミング位置に基づくタイミング信号を、タイミング発生器14から発生する。 そして、このタイミング信号により、シリアル/パラレル変換器9におけるシフト動作の基準となるクロック発生器16から発生するクロックを、スイッチ15で制御する。ここで、このスイッチ15の制御をするため、上記タイミング位置を検出すると、FFTの時間窓が適切な位置になる様、タイミング発生器14からタイミング信号が出力される。
FFT演算器10の出力は、各キャリヤの周波数別に、それぞれ出力される。その内、Cpキャリヤ(パイロットキャリヤ)成分だけをCp選択回路17で選び出す。
【0005】
Cpキャリヤは、キャリヤ数本(例えば8本)おきに挿入されており、BPSK(Binary Phase Shift Keying)で変調された信号で、検波器18により遅延検波を行う。 その出力から、位相誤差検出器19により位相誤差を求め、この位相誤差信号を、ループフィルタ20を介し搬送波発生器8にフィードバックする。搬送波発生器8では、ループフィルタ20から出力された位相誤差に対して、誤差を少なくする方向に、発生する搬送波の周波数を変更する。 この周波数で乗算器3,4を用いて復調を行う。 そうすることにより、位相誤差検出器19から出力される位相誤差が少なくなる。 このフィードバックにより、位相誤差検出器19の出力の位相誤差が0になるまで、搬送波発生器8では周波数を変更する。 最終的には、受信信号の搬送波周波数と搬送波発生器8から出力される周波数が一致をして、位相誤差検出器19の出力は0となり、キャリヤ再生された状態となる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
従来のキャリヤ再生方式では、全てのCpキャリヤについてこのキャリヤ再生を行う。 例えば、キャリヤ総本数を900本とした場合、Cpキャリヤ本数は、約100本程度となり、このキャリヤ再生を実現する回路規模は非常に大きくなる。
本発明はこれらの欠点を除去し、小さな回路規模でキャリヤ再生を行うことのできるキャリヤ再生方式の実現を目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するため、ガードインターバル信号を含んだOFDM信号を受信する受信機において、直交復調したベースバンド信号と、該ベースバンド信号を有効シンボル長だけ遅延させた信号とを共役複素数乗算し、該共役複素数乗算した信号を積分し、該積分した信号とその信号をガードインターバル時間遅延させた信号との差をとり、当該差信号に基づき復調搬送波の周波数を制御し、キャリヤ再生するものである。
また、上記共役複素数乗算した信号をサンプル時間毎に加算して積分し、該積分した信号とその信号をガードインターバル時間遅延させた信号との差をとり、該差信号の絶対値の最大値位置を検出し、当該最大値位置における上記差信号の虚数部の信号値に基づき、ループフィルタを介して復調搬送波の周波数を制御し、キャリヤ再生するものである。
また、上記共役複素数乗算した信号をサンプル時間毎に加算して積分し、該積分した信号とその信号をガードインターバル時間遅延させた信号との差をとり、該差信号の虚数部の信号を受信機内のクロック再生回路からのタイミング信号により出力し、ループフィルタを介して復調搬送波の周波数を制御し、キャリヤ再生するものである。
また、上記共役複素数乗算した信号をサンプル時間毎に加算して積分し、該積分した信号とその信号をシンボル時間遅延させた信号との差をとり、該差信号の虚数部の信号を受信機内のクロック再生回路からのタイミング信号により出力し、ループフィルタを介して復調搬送波の周波数を制御し、キャリヤ再生するものである。
【0008】
さらに、ガードインターバル信号を含んだOFDM信号を受信する受信機において、直交復調したベースバンド信号と、該ベースバンド信号を有効シンボル長だけ遅延させた信号とを共役複素数乗算し、該共役複素数乗算した信号の虚数部の信号を積分し、該積分した信号とその信号をガードインターバル時間遅延させた信号との差をとり、当該差信号に基づき復調搬送波の周波数を制御し、キャリヤ再生するものである。
また、上記共役複素数乗算した信号の虚数部の信号をサンプリング毎に加算して積分し、該積分した信号とその信号をガードインターバル時間遅延させた信号との差をとり、該差信号の絶対値の最大値位置を検出し、当該最大値位置における上記差信号の値に基づき、ループフィルタを介して復調搬送波の周波数を制御し、キャリヤ再生するものである。
また、上記共役複素数乗算した信号の虚数部の信号をサンプリング毎に加算して積分し、該積分した信号とその信号をガードインターバル時間遅延させた信号との差をとり、当該差信号を受信機内のクロック再生回路からのタイミング信号により出力し、ループフィルタを介して復調搬送波の周波数を制御し、キャリヤ再生するものである。
また、上記共役複素数乗算した信号の虚数部の信号をサンプリング毎に加算して積分し、該積分した信号とその信号をシンボル時間遅延させた信号との差をとり、当該差信号を受信機内のクロック再生回路からのタイミング信号により出力し、ループフィルタを介して復調搬送波の周波数を制御し、キャリヤ再生するものである。
【0009】
【発明の実施の形態】
図1に、本発明の一実施例の構成を示し、以下にこの動作について説明する。ローパスフィルタ5,6の出力である復調されたベースバンド信号I,Qを複素信号として、I+jQとして表現する。
有効シンボル時間(Tv)に相当する遅延時間(Tv)の遅延器21でベースバンド信号I+jQを遅延させる。 そして、遅延させる前の信号と、遅延させた後の信号での共役複素数での乗算を行う。 ここで、遅延器21で、遅延させる前のあるサンプリング時刻の信号をR(=Ri+jRq)と表わし、遅延させた後のあるサンプリング時刻の信号をS(=Si+jSq)で表わすと、共役複素数で乗算した結果は、
R×S*=R×|S|2/S
となる。 これは、(a+jb)×(a+jb)*=|a+jb|2から導かれる。
【0010】
遅延器21の入力に、ガードインターバル信号と同じ信号である有効シンボル長の最後の部分が入力されているときは、遅延器21の出力はガードインターバル信号が出力されているので、
R=S
であるが、受信したOFDM信号のキャリヤ周波数と受信機の搬送波発生器8で出力される周波数とが一致していない場合には、位相がずれ、そのずれ分をΔθとしたとき、
R=S×ej Δθ
となるので、
R×S*=S×ej Δθ×|S|2/S=|S|2×ej Δθ
となる。
ところが、遅延器21の入力信号がそれ以外の時には、
R≠S
であるので、R×S*は一定の値にはならず、種々の値となり、ランダムな信号となる。
【0011】
今、共役複素数乗算器22の出力信号をaとしたとき、その信号は図4に示したように、ガードインターバルと同一の信号である有効シンボル長の最終部分が遅延器21に入力されているときは、ある一定の値となり、それ以外のときは、ランダムな信号となる。 図4では、ランダムな信号を四角の帯で示した。
複素乗算器22の出力を、サンプリング時間の遅延時間(Ts)の遅延器24を用いて、加算器23により積分を行う。 遅延器24の出力信号をbとすると、図4に示したような波形となる。 ガードインターバル時間の遅延時間(TG)の遅延器25の出力信号をcとすれば、その波形は図4に示したようになる。
加算器26にて、遅延器24の出力信号と、遅延時間(TG)の遅延器25の出力信号との差をとると、dのような波形となる。 これは、各シンボルの最終部分で最大値となるような波形となる。 ここで、絶対値変換器29にて、絶対値に変換した後、この信号の最大値の位置を最大値位置検出器30にて検出して、その時点でのみ、スイッチ回路28を閉じ、虚数部選択回路27の信号をループフィルタ20に入力する。
【0012】
加算器26の出力信号は、スイッチ回路28が閉じる瞬間の信号の値は、上記で述べた|S|2×ej Δθをガードインターバルの間、積分した値となっている。
j Δθ=cos(Δθ)+j・sin(Δθ)
であるから、Δθは誤差であり、Δθ<<1であるので、下記の式が成り立つ。sin(Δθ)=Δθ
つまり、虚数部は位相誤差である。
ガードインターバル期間が64サンプルとすると、加算器26の出力の虚数部だけを選択する虚数部選択回路27の出力信号は、加算器23と遅延時間(TG)の遅延器24にて、64サンプル分積分されているので、スイッチ回路28が閉じてループフィルタ20に出力される信号の値は、
64×|S|2×Δθ
である。
受信信号レベルが一定である場合には、|S|2は固定であると見なしてよいので、その大きさと64倍の位相誤差Δθとのレベルを考慮に入れて、ループフィルタ20内のパラメータを決めれば良い。 このループフィルタ20の出力信号を、搬送波発生器8に入力してキャリヤ再生を行う。
【0013】
本発明は、図1で示した構成以外に図5に示したような構成でも実現できる。
複素乗算器22の出力信号に対して、虚数部選択回路27により、虚数部のみの信号を取り出し出力する。 遅延時間(Tv)の遅延器21の入力信号として、有効シンボルの最後の部分Bが入力されているときには、遅延器21の出力信号は、ガードインターバル信号が出力されているので、上記で説明したように、複素乗算器22の出力は、
|S|2×ej Δθ
となる。 虚数部選択回路27で上記信号の虚数部を選択すると、
|S|2×sin(Δθ)
となり、Δθ<<1では、sin(Δθ)=Δθとなるので、虚数部選択回路27の出力は、
|S|2×Δθ
である。 加算器34の出力信号のピーク値は、64×|S|2×Δθとなる。
Δθは、正負の値を取り得るので、最大値の位置を検出しやすいように、絶対値変換器35にて、最大値が正方向にしか出力されないようにし、その最大値の位置を最大値位置検出器30にて、検出して、スイッチ回路28をその時点のみ閉じる。
閉じた時点での加算器34の出力は、上述のように、64×|S|2×Δθとなるので、これをループフィルタ20に入力して、その出力により、搬送波発生器8を制御してキャリヤ再生を行う。 これは、図1で示した構成で実現した場合と全く同じ機能を実現する。
【0014】
また、図6に示すような構成でも実現ができる。 図6の構成は、図1の構成に対して絶対値変換器29と最大値位置検出器30を除いて同じ構成である。
クロック再生というのは、受信信号からシンボル周期を検出して、それに合わせた周期のクロックを発生することである。 クロック再生回路36の出力信号は、図7に示したように、受信したOFDM信号のシンボル周期に同期した信号となる。 この信号の立ち上がり時点でスイッチ回路28を閉じることにより、虚数部選択回路27の出力信号の最大値(64×|S|2×Δθ)がループフィルタ20に入力されるので、同様にキャリヤ制御が可能となる。
さらに、図8に示したような構成でも実現ができる。 図8の構成は、図5の構成に対して、絶対値変換器35と最大値位置検出器30を除いて同じ構成である。
図5の構成の場合と同様に、クロック再生回路36からの信号を用いて、立ち上がり時点でスイッチ回路28を閉じることによって、加算器34の出力信号の最大値(64×|S|2×Δθ)がループフィルタ20に入力されるので、同様に、キャリヤ制御が可能となる。
【0015】
また、図9に示すような構成でも実現ができる。 図9の構成は、図6に示した構成に対して遅延時間(Tg)の遅延器25を除いて全く同じである。 図6では、ガードインターバル時間(Tg)の遅延に対して、図9では、シンボル長の遅延時間(Tsym)である遅延器37となっている。
遅延時間(Ts)の遅延器24の出力までは、図6と全く同様である。 遅延時間(Tsym)の遅延器37により、加算器26の出力信号が図6とでは異なる。
加算器26の出力信号を図10に示す。 1シンボル前の信号との差をとるので、直流成分が64×|S|2×Δθとなり、図6の構成と同様に、クロック再生回路36からの出力信号により、スイッチ回路28を閉じることにより、64×|S|2×Δθがループフィルタ20に入力されるので、同様にキャリヤ再生が可能となる。
さらに、図11に示したような構成でも実現ができる。 この構成は、図8に示した構成に対して、上記の図9と図6との関係と同様に、遅延時間(Tg)の遅延器25が、遅延時間(Tsym)の遅延器37になっているのを除いて、まったく同じである。 動作に関しても、図9と図6との関係と同様で、加算器34の出力信号の直流成分が64×|S|2×Δθとなり、図8の構成と同様に、クロック再生回路36からの出力信号により、スイッチ回路28を閉じることにより、64×|S|2×Δθがループフィルタ20に入力され、同様にキャリヤ再生が可能となる。
【0016】
【発明の効果】
本発明の方式は、図1に示したように簡単な構成でキャリヤ再生機能が実現できる。 さらに、遅延時間(Tv)の遅延器から減算を行う加算器および絶対値変換器、最大値位置検出器は、クロック再生回路と共用ができ、回路規模を大幅に低減できる。 その他の構成についても、比較的簡単な構成でキャリヤ再生機能が実現可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を示すブロック図
【図2】OFDM復調器の全体構成を表すブロック図
【図3】OFDM信号の説明図
【図4】本発明の第1の実施例の説明をするための波形図
【図5】本発明の第2の実施例を示すブロック図
【図6】本発明の第3の実施例を示すブロック図
【図7】本発明の第3の実施例の説明をするための波形図
【図8】本発明の第4の実施例を示すブロック図
【図9】本発明の第5の実施例を示すブロック図
【図10】本発明の第5の実施例の説明をするための波形図
【図11】本発明の第6の実施例を示すブロック図
【符号の説明】
1:帯域制限フィルタ、2:ADコンバータ、3,4:乗算器、5,6:ローパスフィルタ、7:位相シフタ、8:搬送波発生器、9:シリアル/パラレル変換器、10:FFT演算器、11:識別器、12:パラレル/シリアル変換器、13:タイミング位置検出器、14:タイミング発生器、15:スイッチ回路、16:クロック発生器、17:Cp選択回路、18:検波器、19:位相誤差検出器、20:ループフィルタ、21,24,25,32,33,37:遅延器、22:複素数乗算器、23,26,31,34:加算器、27:虚数部選択回路、28:スイッチ回路、29,35:絶対値変換器、30:最大値位置検出器、36:クロック再生回路。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a carrier recovery method for recovering a carrier component from a received signal on the receiver side of an OFDM transmission apparatus.
[0002]
[Prior art]
In recent years, Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) is a modulation system suitable for application to mobile digital audio broadcasting and terrestrial digital television broadcasting, which is characterized by being resistant to multipath fading and ghosting. ) Is attracting attention. This OFDM system is a kind of multi-carrier modulation system, and is a transmission system in which a plurality of orthogonal carriers are digitally modulated.
Here, as shown in FIG. 3, an OFDM signal to be transmitted is a signal having a symbol structure in which a guard interval (G) for reducing the influence of delayed waves is added to a signal having an effective symbol length (Tv). is there. In other words, the second half B 1 portion of the signal having the effective symbol length (Tv) is copied before the first half A 1 portion, and the symbol-structured signal inserted as the guard interval (G) is continuous. The guard interval is added for the purpose of reducing the influence of intersymbol interference on the receiving side caused by the delayed wave in the transmission path.
[0003]
When such an OFDM signal is received and the received data is reproduced, the receiver configuration is generally as shown in FIG. Since this configuration and operation are disclosed in detail in the following document, for example, they will be briefly described here.
"Digital transmission" p117-p119, published by Ohm Co., Ltd. 1998 In a receiver as shown in FIG. 2, a modulated OFDM signal is received, passed through a band limiting filter 1, and then passed through an A / D converter 2. Convert to digital signal. Here, a sine wave equal to the carrier frequency of the received signal being modulated is generated by the carrier wave generator 8, and this signal cos ωt is multiplied by the multiplier 3. On the other hand, the signal output from the carrier generator 8 is shifted by π / 2 by the phase shifter 7 and is multiplied by the multiplier 4 as the signal sin ωt. Then, the I component and the Q component of the demodulated baseband OFDM signal are obtained by passing through the low-pass filters 5 and 6 that remove the harmonic components, respectively. Note that I represents an in-phase component and Q represents a quadrature component, which is output as a so-called complex signal.
[0004]
Then, this output is converted into a parallel signal by the serial / parallel converter 9, and a signal obtained by performing an inverse FFT operation on the transmission side by an FFT (Fast Fourier Transform) calculator 10 is reproduced here.
Then, after the data is identified by the discriminator 11 with respect to the output of each frequency of the FFT computing unit 10, it is output as serial data by the parallel / serial converter 12. This output signal is a signal obtained by reproducing the signal transmitted from the transmission side.
The demodulated baseband signals I and Q are detected by the timing position detector 13 at the timing position where the FFT is performed, and the timing generator 14 generates a timing signal based on the detected timing position. Based on this timing signal, the clock generated from the clock generator 16 serving as a reference for the shift operation in the serial / parallel converter 9 is controlled by the switch 15. Here, in order to control the switch 15, when the timing position is detected, a timing signal is output from the timing generator 14 so that the FFT time window becomes an appropriate position.
The output of the FFT calculator 10 is output for each carrier frequency. Among them, only the Cp carrier (pilot carrier) component is selected by the Cp selection circuit 17.
[0005]
The Cp carrier is inserted every several carriers (for example, eight), and a signal modulated by BPSK (Binary Phase Shift Keying) is subjected to delay detection by the detector 18. From the output, the phase error detector 19 obtains the phase error, and this phase error signal is fed back to the carrier wave generator 8 via the loop filter 20. The carrier wave generator 8 changes the frequency of the generated carrier wave so as to reduce the error with respect to the phase error output from the loop filter 20. Demodulation is performed using multipliers 3 and 4 at this frequency. By doing so, the phase error output from the phase error detector 19 is reduced. By this feedback, the carrier wave generator 8 changes the frequency until the phase error of the output of the phase error detector 19 becomes zero. Eventually, the carrier frequency of the received signal matches the frequency output from the carrier generator 8, the output of the phase error detector 19 becomes 0, and the carrier is regenerated.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional carrier regeneration method, this carrier regeneration is performed for all Cp carriers. For example, when the total number of carriers is 900, the number of Cp carriers is about 100, and the circuit scale for realizing this carrier regeneration becomes very large.
An object of the present invention is to realize a carrier regeneration system that eliminates these drawbacks and can perform carrier regeneration with a small circuit scale.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a receiver for receiving an OFDM signal including a guard interval signal, and a conjugate complex number obtained by orthogonally demodulating a baseband signal and a signal obtained by delaying the baseband signal by an effective symbol length. Multiply and integrate the conjugate complex signal, take the difference between the integrated signal and the signal delayed by the guard interval time, control the frequency of the demodulated carrier wave based on the difference signal, and reproduce the carrier Is.
The conjugate complex number multiplied signal is added and integrated every sample time, the difference between the integrated signal and the signal delayed by the guard interval time is taken, and the maximum position of the absolute value of the difference signal Is detected, the frequency of the demodulated carrier wave is controlled via a loop filter based on the signal value of the imaginary part of the difference signal at the maximum value position, and carrier recovery is performed.
Also, the conjugate complex number multiplied signal is added and integrated every sample time, the difference between the integrated signal and the signal delayed by the guard interval time is taken, and the signal of the imaginary part of the difference signal is received. It is output by a timing signal from an in-machine clock recovery circuit, controls the frequency of the demodulated carrier wave through a loop filter, and recovers the carrier.
Also, the conjugate complex number multiplied signal is added and integrated every sample time, the difference between the integrated signal and the signal delayed by the symbol time is taken, and the signal of the imaginary part of the difference signal is received in the receiver. Is output by a timing signal from the clock recovery circuit, and the carrier wave is recovered by controlling the frequency of the demodulated carrier wave through a loop filter.
[0008]
Further, in the receiver that receives the OFDM signal including the guard interval signal, the baseband signal obtained by orthogonal demodulation and the signal obtained by delaying the baseband signal by the effective symbol length are multiplied by the conjugate complex number, and the conjugate complex number multiplication is performed. The signal of the imaginary part of the signal is integrated, the difference between the integrated signal and the signal delayed by the guard interval time is taken, the frequency of the demodulated carrier wave is controlled based on the difference signal, and the carrier is reproduced. .
Further, the signal of the imaginary part of the signal multiplied by the conjugate complex number is added and integrated every sampling, and the difference between the integrated signal and the signal obtained by delaying the signal by the guard interval time is obtained, and the absolute value of the difference signal Is detected, the frequency of the demodulated carrier wave is controlled through a loop filter based on the value of the difference signal at the maximum value position, and carrier recovery is performed.
Further, the signal of the imaginary part of the signal obtained by multiplying the conjugate complex number is added and integrated every sampling, and the difference between the integrated signal and the signal delayed by the guard interval time is taken, and the difference signal is received in the receiver. Is output by a timing signal from the clock recovery circuit, and the carrier wave is recovered by controlling the frequency of the demodulated carrier wave through a loop filter.
Further, the signal of the imaginary part of the signal multiplied by the conjugate complex number is added and integrated every sampling, and the difference between the integrated signal and the signal obtained by delaying the signal by the symbol time is taken, and the difference signal is received in the receiver. It is output by a timing signal from a clock recovery circuit, controls the frequency of the demodulated carrier wave through a loop filter, and recovers the carrier.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows the configuration of an embodiment of the present invention, and this operation will be described below. The demodulated baseband signals I and Q output from the low-pass filters 5 and 6 are expressed as I + jQ as complex signals.
The baseband signal I + jQ is delayed by the delay unit 21 having a delay time (Tv) corresponding to the effective symbol time (Tv). Then, multiplication with a conjugate complex number between the signal before being delayed and the signal after being delayed is performed. Here, when a signal at a certain sampling time before being delayed by the delay unit 21 is expressed as R (= Ri + jRq), and a signal at a certain sampling time after being delayed is expressed as S (= Si + jSq), it is multiplied by a conjugate complex number. The result is
R × S * = R × | S | 2 / S
It becomes. This is derived from (a + jb) × (a + jb) * = | a + jb | 2 .
[0010]
When the last part of the effective symbol length, which is the same signal as the guard interval signal, is input to the input of the delay unit 21, the output of the delay unit 21 is the output of the guard interval signal.
R = S
However, when the carrier frequency of the received OFDM signal and the frequency output from the carrier generator 8 of the receiver do not match, the phase is shifted, and when the shift is Δθ,
R = S × e j Δθ
So,
R × S * = S × e j Δθ × | S | 2 / S = | S | 2 × e j Δθ
It becomes.
However, when the input signal of the delay device 21 is other than that,
R ≠ S
Therefore, R × S * does not take a constant value, but takes various values, resulting in a random signal.
[0011]
Now, assuming that the output signal of the conjugate complex multiplier 22 is a, the final part of the effective symbol length, which is the same signal as the guard interval, is input to the delay unit 21 as shown in FIG. Sometimes it becomes a certain value, otherwise it becomes a random signal. In FIG. 4, random signals are indicated by square bands.
The output of the complex multiplier 22 is integrated by an adder 23 using a delay unit 24 having a sampling time delay time (Ts). If the output signal of the delay device 24 is b, the waveform is as shown in FIG. If the output signal of the delay unit 25 of the delay time (T G ) of the guard interval time is c, the waveform thereof is as shown in FIG.
When the adder 26 calculates the difference between the output signal of the delay unit 24 and the output signal of the delay unit 25 having the delay time (T G ), the waveform becomes d. This is a waveform that has a maximum value at the final portion of each symbol. Here, after being converted into an absolute value by the absolute value converter 29, the position of the maximum value of this signal is detected by the maximum value position detector 30, and only at that time, the switch circuit 28 is closed and the imaginary number is closed. The signal of the part selection circuit 27 is input to the loop filter 20.
[0012]
The output signal of the adder 26 is a value obtained by integrating | S | 2 × e j Δθ described above during the guard interval when the switch circuit 28 is closed.
e j Δθ = cos (Δθ) + j · sin (Δθ)
Therefore, Δθ is an error, and Δθ << 1, so the following equation is established. sin (Δθ) = Δθ
That is, the imaginary part is a phase error.
If the guard interval period is 64 samples, the output signal of the imaginary part selection circuit 27 that selects only the imaginary part of the output of the adder 26 is output by the adder 23 and the delay unit 24 of the delay time (T G ) by 64 samples. Since the signal is integrated, the value of the signal output to the loop filter 20 when the switch circuit 28 is closed is
64 × | S | 2 × Δθ
It is.
When the received signal level is constant, | S | 2 may be regarded as fixed, and therefore the parameter in the loop filter 20 is set in consideration of the level of the magnitude and the phase error Δθ of 64 times. Just decide. The output signal of the loop filter 20 is input to the carrier wave generator 8 to perform carrier regeneration.
[0013]
The present invention can be realized by the configuration shown in FIG. 5 in addition to the configuration shown in FIG.
With respect to the output signal of the complex multiplier 22, the imaginary part selection circuit 27 extracts and outputs only the signal of the imaginary part. When the last part B of the effective symbol is input as the input signal of the delay unit 21 with the delay time (Tv), the guard interval signal is output as the output signal of the delay unit 21 and thus described above. Thus, the output of the complex multiplier 22 is
| S | 2 × e j Δθ
It becomes. When the imaginary part of the signal is selected by the imaginary part selection circuit 27,
| S | 2 × sin (Δθ)
When Δθ << 1, sin (Δθ) = Δθ, so that the output of the imaginary part selection circuit 27 is
| S | 2 × Δθ
It is. The peak value of the output signal of the adder 34 is 64 × | S | 2 × Δθ.
Since Δθ can take positive and negative values, the absolute value converter 35 is configured to output the maximum value only in the positive direction so that the position of the maximum value can be easily detected, and the position of the maximum value is set to the maximum value. The position is detected by the position detector 30, and the switch circuit 28 is closed only at that time.
Since the output of the adder 34 at the time of closing is 64 × | S | 2 × Δθ as described above, this is input to the loop filter 20 and the carrier generator 8 is controlled by the output. Carrier regeneration. This realizes exactly the same function as that realized by the configuration shown in FIG.
[0014]
Also, the configuration as shown in FIG. 6 can be realized. The configuration in FIG. 6 is the same as the configuration in FIG. 1 except for the absolute value converter 29 and the maximum value position detector 30.
The clock recovery is to detect a symbol period from a received signal and generate a clock having a period corresponding to the symbol period. As shown in FIG. 7, the output signal of the clock recovery circuit 36 is a signal synchronized with the symbol period of the received OFDM signal. By closing the switch circuit 28 at the rising edge of this signal, the maximum value (64 × | S | 2 × Δθ) of the output signal of the imaginary part selection circuit 27 is input to the loop filter 20, so that the carrier control is performed in the same manner. It becomes possible.
Further, the configuration as shown in FIG. 8 can be realized. The configuration of FIG. 8 is the same as the configuration of FIG. 5 except for the absolute value converter 35 and the maximum value position detector 30.
As in the case of the configuration of FIG. 5, by using the signal from the clock recovery circuit 36 and closing the switch circuit 28 at the time of rising, the maximum value of the output signal of the adder 34 (64 × | S | 2 × Δθ ) Is input to the loop filter 20, so that the carrier can be controlled similarly.
[0015]
Also, the configuration as shown in FIG. 9 can be realized. The configuration of FIG. 9 is exactly the same as the configuration shown in FIG. 6 except for the delay unit 25 having a delay time (Tg). In FIG. 6, in contrast to the delay of the guard interval time (Tg), in FIG. 9, the delay unit 37 is the delay time (Tsym) of the symbol length.
The process up to the output of the delay unit 24 of the delay time (Ts) is exactly the same as in FIG. The output signal of the adder 26 differs from that in FIG. 6 due to the delay unit 37 of the delay time (Tsym).
The output signal of the adder 26 is shown in FIG. Since the difference from the signal one symbol before is taken, the direct current component becomes 64 × | S | 2 × Δθ, and the switch circuit 28 is closed by the output signal from the clock recovery circuit 36 as in the configuration of FIG. , 64 × | S | 2 × Δθ is input to the loop filter 20, so that carrier regeneration is possible.
Furthermore, the configuration as shown in FIG. 11 can also be realized. In this configuration, the delay unit 25 with the delay time (Tg) becomes the delay unit 37 with the delay time (Tsym), as in the relationship between FIG. 9 and FIG. Except that it is exactly the same. The operation is the same as the relationship between FIG. 9 and FIG. 6, and the direct current component of the output signal of the adder 34 is 64 × | S | 2 × Δθ, which is similar to the configuration of FIG. By closing the switch circuit 28 with the output signal, 64 × | S | 2 × Δθ is input to the loop filter 20, and similarly carrier regeneration is possible.
[0016]
【The invention's effect】
The system of the present invention can realize a carrier regeneration function with a simple configuration as shown in FIG. Further, the adder, the absolute value converter, and the maximum value position detector that perform subtraction from the delay device of the delay time (Tv) can be shared with the clock recovery circuit, and the circuit scale can be greatly reduced. With respect to other configurations, the carrier reproduction function can be realized with a relatively simple configuration.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block diagram showing the overall configuration of an OFDM demodulator. FIG. 3 is an explanatory diagram of an OFDM signal. FIG. 5 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention. FIG. 6 is a block diagram showing a third embodiment of the present invention. FIG. 8 is a block diagram showing a fourth embodiment of the present invention. FIG. 9 is a block diagram showing a fifth embodiment of the present invention. FIG. 11 is a waveform diagram for explaining the fifth embodiment. FIG. 11 is a block diagram showing the sixth embodiment of the present invention.
1: band limiting filter, 2: AD converter, 3, 4: multiplier, 5, 6: low-pass filter, 7: phase shifter, 8: carrier wave generator, 9: serial / parallel converter, 10: FFT calculator, 11: Discriminator, 12: Parallel / serial converter, 13: Timing position detector, 14: Timing generator, 15: Switch circuit, 16: Clock generator, 17: Cp selection circuit, 18: Detector, 19: Phase error detector, 20: loop filter, 21, 24, 25, 32, 33, 37: delay unit, 22: complex multiplier, 23, 26, 31, 34: adder, 27: imaginary part selection circuit, 28 : Switch circuit, 29, 35: absolute value converter, 30: maximum value position detector, 36: clock recovery circuit.

Claims (5)

ガードインターバル信号を含んだOFDM信号を受信する受信機において、直交復調したベースバンド信号と、該ベースバンド信号を有効シンボル長だけ遅延させた信号とを共役複素数乗算し、該共役複素数乗算した信号を積分し、該積分した信号と該積分した信号をガードインターバル時間遅延させた信号との差をとり、当該差信号に基づき復調搬送波の周波数を制御することを特徴としたキャリヤ再生方式。In a receiver that receives an OFDM signal including a guard interval signal, a quadrature demodulated baseband signal and a signal obtained by delaying the baseband signal by an effective symbol length are multiplied by a conjugate complex number, and the conjugate complex number multiplied signal is obtained. A carrier regeneration system characterized by integrating , taking a difference between the integrated signal and a signal obtained by delaying the integrated signal by a guard interval time, and controlling the frequency of a demodulated carrier wave based on the difference signal. 請求項1に於いて、上記共役複素数乗算した信号をサンプル時間毎に加算して積分し、該積分した信号と該積分した信号をガードインターバル時間遅延させた信号との差をとり、該差信号の絶対値の最大値位置を検出し、当該最大値位置における上記差信号の虚数部の信号値に基づき、ループフィルタを介して復調搬送波の周波数を制御することを特徴としたキャリヤ再生方式。2. The difference signal according to claim 1, wherein the signal obtained by multiplying the conjugate complex number is added and integrated every sample time, and a difference between the integrated signal and a signal obtained by delaying the integrated signal by a guard interval time is obtained. A carrier regeneration system characterized by detecting the maximum value position of the absolute value of the signal and controlling the frequency of the demodulated carrier wave through a loop filter based on the signal value of the imaginary part of the difference signal at the maximum value position. 請求項1に於いて、上記共役複素数乗算した信号をサンプル時間毎に加算して積分し、該積分した信号と該積分した信号をシンボル時間遅延させた信号との差をとり、該差信号の虚数部の信号を受信機内のクロック再生回路からのタイミング信号により出力し、ループフィルタを介して復調搬送波の周波数を制御することを特徴としたキャリヤ再生方式。2. The signal according to claim 1, wherein the conjugate complex number-multiplied signal is added and integrated every sample time, and a difference between the integrated signal and a signal obtained by delaying the integrated signal by a symbol time is obtained. A carrier recovery system characterized in that an imaginary part signal is output by a timing signal from a clock recovery circuit in a receiver and the frequency of a demodulated carrier wave is controlled through a loop filter. ガードインターバル信号を含んだOFDM信号を受信する受信機において、直交復調したベースバンド信号と、該ベースバンド信号を有効シンボル長だけ遅延させた信号とを共役複素数乗算し、該共役複素数乗算した信号の虚数部の信号を積分し、該積分した信号と該積分した信号をガードインターバル時間遅延させた信号との差をとり、当該差信号に基づき復調搬送波の周波数を制御することを特徴としたキャリヤ再生方式。In a receiver that receives an OFDM signal including a guard interval signal, a baseband signal obtained by orthogonal demodulation and a signal obtained by delaying the baseband signal by an effective symbol length are multiplied by a conjugate complex number, and the signal obtained by multiplying the conjugate complex number is obtained. A carrier regeneration characterized by integrating a signal of an imaginary part, taking a difference between the integrated signal and a signal obtained by delaying the integrated signal by a guard interval time, and controlling a frequency of a demodulated carrier wave based on the difference signal method. 請求項5に於いて、上記共役複素数乗算した信号の虚数部の信号をサンプリング毎に加算して積分し、該積分した信号と該積分した信号をガードインターバル時間遅延させた信号との差をとり、該差信号の絶対値の最大値位置を検出し、当該最大値位置における上記差信号の値に基づき、ループフィルタを介して復調搬送波の周波数を制御することを特徴としたキャリヤ再生方式。6. The signal of the imaginary part of the signal obtained by multiplying the conjugate complex number is added and integrated every sampling, and a difference between the integrated signal and a signal obtained by delaying the integrated signal by a guard interval time is obtained. A carrier regeneration system characterized by detecting the maximum value position of the absolute value of the difference signal and controlling the frequency of the demodulated carrier wave via a loop filter based on the value of the difference signal at the maximum value position.
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