JP3884869B2

JP3884869B2 - Transmitting device and receiving device

Info

Publication number: JP3884869B2
Application number: JP27219498A
Authority: JP
Inventors: 徹黒田; 俊二中原; 政幸高田; 健一土田
Original assignee: Japan Broadcasting Corp
Current assignee: Japan Broadcasting Corp
Priority date: 1998-09-25
Filing date: 1998-09-25
Publication date: 2007-02-21
Anticipated expiration: 2018-09-25
Also published as: JP2000101543A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地上デジタルテレビジョン放送、デジタル音声放送、あるいはデジタル情報を統合して放送する統合デジタル放送（ISDB : Integrated Services Broadcasting ）の信号の伝送方式に係る送信装置および受信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、デジタル変調信号を一定の周波数帯域幅をもつ複数の周波数ブロックに分割して伝送するＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplex ：直交周波数分割多重）の伝送方式を採用した装置がある。このＯＦＤＭ伝送方式をとる装置としては、ＯＦＤＭ信号を複数の周波数ブロックに分割して放送する例（特願平６−７０５４８号公報：移動体向け信号伝送受信方式）、これらＯＦＤＭ信号の周波数ブロックを互いに同期させ、互いの干渉を防ぐようにした例（特願平０６−０７４７５０：複数の直交周波数分割多重変調方式の伝送方式）がある。
【０００３】
また、各周波数ブロックの周波数帯域幅に関して、電気通信技術審議会の暫定方式原案においては、４３２ｋＨｚと規定されている。
【０００４】
しかし、これらの全てが、日本のテレビ周波数帯域幅である６ＭＨｚの整数分の１にはなっていない。
【０００５】
一方、既存のアナログテレビ放送のダウンコンバートに使用する周波数シンセサイザの最小ステップ数は、１／６ＭＨｚが用いられている。
【０００６】
ここで、従来のＯＦＤＭ伝送方式を採用した具体例を、図５〜図７に基づいて説明する。
【０００７】
図５は、従来の地上デジタル放送用の周波数スペクトルの１例を示す。
【０００８】
５０１はチャンネルＮの帯域であり、５０６に示す６ＭＨｚの周波数帯域幅をもっている。また、５０２は上側のチャンネル（チャンネルＮ＋１）の帯域である。５０３は従来のＯＦＤＭ信号である。
【０００９】
日本で検討されているＯＦＤＭ信号は、ＯＦＤＭ信号をより狭い周波数帯域幅をもつ周波数ブロックを複数個集めて構成されている。
【００１０】
従来の伝送方式によれば、周波数ブロックの周波数帯域幅は５０４に示す４３２ｋＨｚとなっており、これを１３個集めることによりＯＦＤＭ信号が構成されている。
【００１１】
単純な計算によれば、ＯＦＤＭ信号５０３の周波数帯域幅は、
【００１２】
【数１】
４３２×１３＝５６１６ｋＨｚ …（１）
となり、全帯域幅６ＭＨｚに対して３８４ｋＨｚの余りが生じている。その結果、５０２のチャンネルＮ＋１との周波数間隔５０５も、３８４ｋＨｚの余りとなる。
【００１３】
図６は、従来方式によるＯＦＤＭ信号全体を復調するためのダウンコンバータの例を示す。
【００１４】
この例の伝送方式によれば、周波数シンセサイザ６０３のステップサイズはｆ_d により定められており、１／６ＭＨｚとなっている。このステップサイズをもつ周波数シンセサイザ６０３を用いてＯＦＤＭ信号を復調する際には、周波数変換部６０２において、６０４のチャンネル指定により係数ｎを与え、ローカル周波数ｆ_Loを発生させる。そして、位相比較部６１０において、そのローカル周波数ｆ_Loを、ＲＦ信号（Radio Frequency ：高周波信号）６０１のＯＦＤＭ信号に乗算する。この乗算結果の信号を、ＢＰＦ（Band Pass Filter）６０５に導くことによって、ＩＦ信号（Intermediate Frequency：中間周波数信号）６０６のＯＦＤＭ信号を得ている。なお、ｆ_IFは、通常５７ＭＨｚが用いられている。
【００１５】
仮に、チャンネルＮを復調するためのチャンネル指定の係数をｎ_N とすれば、チャンネルＮ＋１を復調するための係数ｎ_N+1 は、
【００１６】
【数２】
ｎ_N+1 ＝３６ｎ_N …（２）
となる。また、ＶＨＦのチャンネル７とチャンネル８のように間隔が４ＭＨｚしか離れていない場合には、２４ｎ_N により次のチャンネルの係数を求めている。
【００１７】
図７は、従来方式によるＯＦＤＭ信号のうち、１ブロックのみを受信する受信装置のダウンコンバータの例を示す。
【００１８】
この場合、周波数シンセサイザのステップサイズは、周波数シンセサイザ７０３によるｆ_d1＝１／６ＭＨｚ、および、周波数シンセサイザ７０４によるｆ_d2＝４３２ｋＨｚの２つによって定められている。
【００１９】
これらのステップサイズをもつ周波数シンセサイザ７０３，７０４を用いて、ＯＦＤＭ信号を復調する際には、周波数変換部７０２において、７０５のチャンネル指定により係数ｎを与え、７０６のブロック指定により係数ｍを与えることにより、ローカル周波数ｆ_Loを発生させる。そして、位相比較部７１０において、そのローカル周波数ｆ_LoをＲＦ信号７０１のＯＦＤＭ信号に乗算することによって、ＢＰＦ７０７を介して、所望のチャンネルに配置された所望のブロックを中心としたＩＦ信号７０８のＯＦＤＭ信号を得ている。
【００２０】
この例では、周波数シンセサイザ７０３のｆ_d1および周波数シンセサイザ７０４のｆ_d2に示すように、２つの周波数シンセサイザを用意することが必要となり、位相雑音が増加することが懸念される。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
地上デジタル放送は、既存のアナログテレビ放送の帯域で導入することが計画されている。このため、地上デジタル放送で用いられているＯＦＤＭ信号を復調する際には、既存のアナログテレビ用のダウンコンバートに使用されている周波数シンセサイザを利用することが考えられる。
【００２２】
既存のアナログテレビ用の周波数シンセサイザの最小ステップ数は、ＶＨＦ用として７ｃｈ、８ｃｈの２ＭＨｚの重なりを考慮し、４ＭＨｚおよび既存のテレビ周波数帯域幅である６ＭＨｚの公約数から、１／６ＭＨｚが決められている。
【００２３】
一方、暫定方式原案で規定されている周波数ブロックの周波数帯域幅４３２ｋＨｚを使用した場合、１ブロックのみを受信する部分受信装置においては、前述した図７の例に示したように、４３２ｋＨｚのステップ幅が必要となる。
【００２４】
その結果、４ＭＨｚ，６ＭＨｚの中心にあわせる周波数シンセサイザと４３２ｋＨｚステップを求める別の周波数シンセサイザとの２個が必要となるため、装置が複雑化し、しかも、位相雑音が２つの周波数シンセサイザの和となることから、特に、６４ＱＡＭ−ＯＦＤＭなど多値化されたＯＦＤＭ信号を復調することが困難となる。
【００２５】
また、１個の周波数シンセサイザを用いる場合、４ＭＨｚ，６ＭＨｚおよび４３２ｋＨｚの最大公約数は１６ｋＨｚとなる。周波数シンセサイザの位相雑音は、最小ステップ周波数が小さくなるほど大きくなることを考慮すると、やはり６４ＱＡＭ−ＯＦＤＭなど多値化されたＯＦＤＭ信号を復調することが困難となる。
【００２６】
その結果、現状においては、部分受信が可能な周波数ブロックが中央部のみに制限されるなどの制約が多いという問題がある。
【００２７】
そこで、本発明の目的は、送信側で周波数信号の周波数ブロックの周波数帯域幅を既存のテレビ放送用の周波数帯域幅と関係付け、受信側で１個の周波数シンセサイザを用いて復調することにより、位相雑音の増加を極力抑え、安価で高性能な送信装置および受信装置を提供することにある。
【００２８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、デジタル変調信号を一定の周波数帯域幅をもつ１個若しくは複数の周波数ブロックに分割して伝送する直交周波数分割多重方式の装置であって、前記デジタル変調信号の１チャンネルにおける前記周波数ブロックの周波数帯域幅（Ｗ）を、標準方式のテレビ信号の周波数帯域幅（Ｔ）の整数分の１に設定（Ｗ＝Ｔ／Ｋａ、Ｋａ：整数）すると共に、該チャンネルに隣接するチャンネルとの周波数間隔を、該周波数帯域幅（Ｗ）に相当する１周波数ブロック分の間隔に設定する帯域幅設定手段と、前記テレビ信号の整数分の１に設定された周波数帯域幅をもつデジタル変調信号を周波数ブロック単位で、１個若しくは複数個を組み合わせ１つの信号波を構成して該テレビ信号の１チャンネルの周波数帯域内に配置して伝送する伝送手段とを具えることによって、送信装置を構成する。
【００２９】
ここで、前記周波数ブロックの周波数帯域幅（Ｗ）を、前記テレビ信号の周波数帯域幅（Ｔ）の１４分の１に設定（Ｗ＝Ｔ／１４）して伝送することができる。
【００３０】
前記周波数帯域幅（Ｗ）をもつ周波数ブロックを、複数個連続して組み合わせることによって、１つの信号波を構成することができる。
【００３１】
前記周波数ブロックの個数を１３個とすることができる。
【００３２】
前記周波数帯域幅（Ｗ）をもつ周波数ブロックを、当該周波数帯域幅の３分の１若しくは３分の２の間隔を空けて配置することができる。
【００３３】
本発明は、一定の周波数帯域幅をもつ１個若しくは複数の周波数ブロックに分割されて伝送されるデジタル変調信号を受信する装置であって、上記記載の送信装置から送信されたデジタル変調信号を受信する受信手段と、前記受信されたデジタル変調信号の１チャンネルにおける前記周波数ブロックの周波数帯域幅（Ｗ）と該周波数帯域幅（Ｗ）に等しい該チャンネル間の周波数間隔に相当する周波数帯域幅とを決定するための所定の係数をもつ最小ステップサイズを有する１個の周波数シンセサイザを用いてダウンコンバートする周波数変換手段とを具えることによって、受信装置を構成する。
【００３４】
ここで、前記周波数シンセサイザは、前記周波数ブロックの周波数帯域幅（Ｗ）の整数分の１を最小ステップサイズ（Ｗ／Ｋb ＝Ｔ／Ｋa ・Ｋb 、Ｋb ：整数）として構成することができる。
【００３５】
前記受信手段は、周波数ブロックの個数を１３個とした方式のデジタル変調信号を前記送信装置から受信し、前記周波数変換手段は、前記周波数ブロックの周波数帯域幅（Ｗ）の１／３を最小ステップサイズとした周波数シンセサイザを用いて、高周波数信号から中間周波数信号へダウンコンバートすることができる。
【００３６】
前記受信手段は、周波数ブロックを１個若しくは複数個連続して組み合わせて１つの信号波を構成、または、周波数ブロックの個数を１３個とした方式のデジタル変調信号のうちの所定の１個の周波数ブロックを前記送信装置から受信し、前記周波数変換手段は、前記周波数ブロックの周波数帯域幅（Ｗ）の３分の１を最小ステップサイズとした周波数シンセサイザを用いて、所定の周波数ブロックを選択して高周波数信号から中間周波数信号へダウンコンバートすることができる。
【００３７】
前記受信手段は、周波数ブロックを当該周波数帯域幅の３分の１若しくは３分の２の間隔を空けて配置する方式のデジタル変調信号のうち所定の１個の周波数ブロックを前記送信装置から受信し、前記周波数変換手段は、前記周波数ブロックの周波数帯域幅（Ｗ）の３分の１を最小ステップサイズとした周波数シンセサイザを用いて、所定の周波数ブロックを選択して高周波数信号から中間周波数信号へダウンコンバートすることができる。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００３９】
（概要）
まず、本発明の概要について説明する。
【００４０】
本発明は、デジタル変調信号のＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）信号を一定の周波数帯域幅をもつ周波数ブロックに分割して送信および受信するＯＦＤＭ伝送方式において、送信側においてＯＦＤＭ信号の周波数ブロックの周波数帯域幅を既存のテレビ放送用の周波数帯域幅と関係付けることにより、受信側において周波数シンセサイザの最小ステップ数をそれほど小さくすることなく、しかも、１個の周波数シンセサイザを用いて復調するものである。
【００４１】
すなわち、送信側において、ＯＦＤＭ信号の各周波数ブロックの周波数帯域幅Ｗを、既存のテレビ信号の周波数帯域幅Ｔ（＝６ＭＨｚ）の整数分の１に分割（Ｗ＝Ｔ／Ｋa ＝６／Ｋa ＭＨｚ、Ｋa ：整数）して送信する。
【００４２】
一方、受信側において、各周波数ブロックに分割されたデジタル変調信号を１個の周波数シンセサイザを用いて復調する。この場合、周波数ブロックの周波数帯域幅Ｗの整数分の１を最小ステップサイズ（Ｗ／Ｋb ＝６／Ｋa ・Ｋb ＭＨｚ、Ｋb ：整数）とした周波数シンセサイザを用いて、ＲＦ（高周波）信号からＩＦ（中間周波数）信号にダウンコンバートする。
【００４３】
これにより、テレビ信号の周波数帯域幅で放送を行う信号をそのまま周波数変換すること、および、信号を構成する各周波数ブロックを個別に周波数変換することを容易に行うことができるものである。
【００４４】
以下、具体例な例を挙げて説明する。
【００４５】
（第１の例）
図１は、送信装置側において作成される、本発明に係るＯＦＤＭ信号の周波数スペクトルの１例を示す。
【００４６】
１０１はチャンネルＮの帯域であり、１０６に示す周波数帯域幅Ｔを有し、ＯＦＤＭ信号１０３によって構成されている。
【００４７】
ＯＦＤＭ信号１０３は、複数個（ここでは、１３個）の周波数ブロックから構成されている。各周波数ブロックの周波数帯域幅Ｗは、１０１のチャンネルＮの周波数帯域幅Ｔの整数分の１に設定（Ｗ＝Ｔ／Ｋa 、Ｋa ：整数）されている。
【００４８】
また、１０２は上側のチャンネルＮ＋１の帯域であり、チャンネルＮと同様な周波数帯域の構成とされている。
【００４９】
例えば、チャンネルＮの周波数帯域幅Ｔ＝６ＭＨｚとし、この周波数帯域幅ＴがＫa ＝１４個の周波数ブロックから構成されているとする。このとき、各周波数ブロックの周波数帯域幅Ｗは、
【００５０】
【数３】

となる。
【００５１】
これからわかるように、周波数ブロックを１４個集めることによって、ちょうどチャンネルの周波数帯域幅Ｔと同じ６ＭＨｚとなり、隣のチャンネルとの周波数間隔１０５を１ブロック分とすれば、周波数ブロックを１３個集めることによってＯＦＤＭ信号１０３が構成されることになる。
【００５２】
単純な計算によれば、ＯＦＤＭ信号１０３の周波数帯域幅Ｔ′は、
【００５３】
【数４】

となる。
【００５４】
（第２の例）
図２は、受信装置における、本発明に係るＯＦＤＭ信号全体を復調するためのダウンコンバータの例を示す。
【００５５】
このダウンコンバータは、図１の送信装置から送信されたＯＦＤＭ信号１０３を、１個の周波数シンセサイザを用いて周波数変換する。周波数シンセサイザは、周波数ブロックの周波数帯域幅Ｗの整数分の１を最小ステップサイズ（Ｗ／Ｋb ＝Ｔ／Ｋa ・Ｋb 、Ｋb ：整数）として構成されている。
【００５６】
例えば、周波数シンセサイザの最小ステップサイズの周波数帯域幅ｆ_d を、周波数ブロックの周波数帯域幅Ｗの３分の１（Ｋb ＝３）とした場合について考える。
【００５７】
周波数帯域幅ｆ_d は、
【００５８】
【数５】

となる。
【００５９】
図２に示す周波数シンセサイザ２０３のステップサイズは、周波数帯域幅ｆ_d によって定められており、ｆ_d ＝１／７ＭＨｚとなる。
【００６０】
このステップサイズをもつ周波数シンセサイザ２０３を用いて、ＯＦＤＭ信号を復調する際には、周波数変換部２０２において、２０４のチャンネル指定により係数ｎを与え、ローカル周波数ｆ_Loを発生させる。
【００６１】
【数６】
ｆ_Lo＝ｆ_o ＋ｎｆ_d ＋ｆ_IF …（６）
そして、位相比較部２１０において、その発生したローカル周波数ｆ_LoをＲＦ信号（Radio Frequency ：高周波信号）２０１のＯＦＤＭ信号に乗算する。この乗算結果を、ＢＰＦ（Band Pass Filter）２０５に入力することによって、ＩＦ信号（Intermediate Frequency：中間周波数信号）２０６のＯＦＤＭ信号を得ることができる。
【００６２】
仮に、チャンネルＮを復調するためのチャンネル指定の係数をｎ_N とすれば、チャンネルＮ＋１を復調するための係数ｎ_N+1 は、
【００６３】
【数７】
ｎ_N+1 ＝４２ｎ_N …（７）
となる。
【００６４】
また、ＶＨＦのチャンネル７とチャンネル８のように間隔が４ＭＨｚしか離れていない場合には、２８ｎ_N により次のチャンネルの係数が求められる。
【００６５】
なお、本例では、周波数シンセサイザ２０３の最小ステップサイズを、周波数ブロックの周波数帯域幅Ｗの３分の１としたが、これに限定されるものではなく、この他に、それほど小さくない範囲での整数分の１の値であればよい。
【００６６】
（第３の例）
図３は、受信装置において、本発明に係るＯＦＤＭ信号のうち、１ブロックのみを受信するダウンコンバータの例を示す。
【００６７】
この例でも、周波数シンセサイザ３０３の最小ステップサイズは、周波数帯域幅ｆ_d ＝１／７ＭＨｚによって定められている。
【００６８】
このステップサイズをもつ１個の周波数シンセサイザ３０３を用いて、ＲＦ信号３０１のＯＦＤＭ信号を復調する際には、周波数変換部３０２において、３０４のチャンネル指定により係数ｎを与え、３０５のブロック指定により係数ｍを与えることにより、ローカル周波数ｆ_Loを発生させる。
【００６９】
【数８】
ｆ_Lo＝ｆ_o ＋（１４ｎ＋ｍ）ｆ_d ＋ｆ_IF …（８）
そして、位相比較部３１０において、そのローカル周波数ｆ_Loを、ＲＦ信号３０１のＯＦＤＭ信号に乗算する。この乗算結果を、ＢＰＦ３０６に入力することによって、所望のチャンネルに配置された所望のブロックを中心としたＩＦ信号３０７のＯＦＤＭ信号を得ることができる。
【００７０】
ローカル周波数ｆ_Loの計算においては、１４個のブロックにより１つのチャンネルが構成されることを考慮している。仮に、チャンネルＮのｋ番目のブロックを復調するためのチャンネル指定の係数をｎ_N 、ブロック指定の係数をｍ_k とすれば、チャンネルＮのｋ＋１番目のブロックを復調するためのブロック指定の係数ｍ_k+1 は、
【００７１】
【数９】
ｍ_k+1 ＝３ｍ_k …（９）
となる。
【００７２】
また、チャンネルＮ＋１のｋ番目のブロックを復調するためのチャンネル指定の係数ｎ_N+1 は、
【００７３】
【数１０】
ｎ_N+1 ＝３ｎ_N …（１０）
となる。
【００７４】
これにより、周波数シンセサイザの個数は、周波数シンセサイザ３０３の１個で済むことになるため、従来において課題とされていた位相雑音の増加を抑えることが可能となる。
【００７５】
（第４の例）
図４は、本発明に係る全てのＯＦＤＭ信号を受信する受信装置および１ブロックのみを受信する受信装置の共用ダウンコンバータの構成例を示す。なお、全体的な構成は、図３と同様であり、その詳細な説明は省略する。
【００７６】
本例においても、最小ステップサイズが周波数帯域幅ｆ_d ＝１／７ＭＨｚによって定められた１個の周波数シンセサイザ４０３を用いてダウンコンバートする。
【００７７】
ＲＦ信号４０１のＯＦＤＭ信号を復調する際には、周波数変換部４０２において、４０４のチャンネル指定により係数ｎを与え、また、全部のＯＦＤＭ信号を受信する場合には、ブロック指定の係数をｍまたは所定の値に固定することにより、ローカル周波数ｆ_Loを発生させる。
【００７８】
そして、位相比較部４１０において、そのローカル周波数ｆ_LoをＲＦ信号４０１のＯＦＤＭ信号に乗算する。この乗算結果を、ＢＰＦ４０６に入力することによって、所望のチャンネルに配置された所望のブロックを中心としたＩＦ信号４０７のＯＦＤＭ信号を得ることができる。
【００７９】
本ダウンコンバータによれば、１ブロックのみを受信する受信装置と、全部のＯＦＤＭ信号を受信する受信装置のダウンコンバータを共用することが可能となり、コストダウンを図ることが可能となる。
【００８０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、デジタル変調信号を一定の周波数帯域幅をもつ複数の周波数ブロックに分割して伝送するＯＦＤＭ伝送方式において、送信装置側でＯＦＤＭ信号の周波数ブロックの周波数帯域幅Ｗを、既存のテレビ信号の周波数帯域幅Ｔの整数分の１に設定（Ｗ＝Ｔ／Ｋa ）して周波数ブロック単位で送信し、受信側では１個の周波数シンセサイザを用いてＯＦＤＭ信号全体、または、周波数ブロック単位でダウンコンバートするようにしたので、位相雑音の増加を抑制することができ、これにより、高性能で信頼性の高い装置を得ることができる。
【００８１】
また、本発明によれば、ＯＦＤＭ信号全体を復調する受信装置、および、周波数ブロックを一つずつ受信する受信装置のダウンコンバータにおいて、同じ周波数ステップをもつ周波数シンセサイザを使用できるので、ダウンコンバータを共用させ、安価な装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の１例であり、ＯＦＤＭ信号の周波数スペクトルの例を示す説明図である。
【図２】本発明の実施の形態の１例であり、ＯＦＤＭ信号の全体を復調するためのダウンコンバータの例を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態の１例であり、ＯＦＤＭ信号のうち１ブロックのみを受信するためのダウンコンバータの例を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態の１例であり、共用のダウンコンバータの例を示すブロック図である。
【図５】従来におけるＯＦＤＭ信号の周波数スペクトルの例を示す説明図である。
【図６】従来におけるＯＦＤＭ信号の全体を復調するためのダウンコンバータの例を示すブロック図である。
【図７】従来におけるＯＦＤＭ信号のうち１ブロックのみを受信するためのダウンコンバータの例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０３ＯＦＤＭ信号
１０４周波数帯域幅
１０５周波数間隔
２０１ＲＦ信号
２０３周波数シンセサイザ
２０６ＩＦ信号
３０１ＲＦ信号
３０３周波数シンセサイザ
３０７ＩＦ信号
４０１ＲＦ信号
４０３周波数シンセサイザ
４０７ＩＦ信号[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a transmission apparatus and a reception apparatus according to a signal transmission system of terrestrial digital television broadcasting, digital audio broadcasting, or integrated digital broadcasting (ISDB: Integrated Services Broadcasting) that integrates and broadcasts digital information.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, there is an apparatus that employs an OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplex) transmission method that divides a digital modulation signal into a plurality of frequency blocks having a certain frequency bandwidth and transmits the divided frequency blocks. As an apparatus that adopts this OFDM transmission method, an example in which an OFDM signal is divided into a plurality of frequency blocks and broadcasted (Japanese Patent Application No. 6-70548: signal transmission reception method for mobiles), the frequency blocks of these OFDM signals are There is an example (Japanese Patent Application No. 06-074750: a transmission system of a plurality of orthogonal frequency division multiplex modulation systems) which is synchronized with each other to prevent mutual interference.
[0003]
Further, the frequency bandwidth of each frequency block is defined as 432 kHz in the tentative draft of the Telecommunication Technology Council.
[0004]
However, not all of these are an integral fraction of 6 MHz, the Japanese TV frequency bandwidth.
[0005]
On the other hand, 1/6 MHz is used as the minimum number of steps of the frequency synthesizer used for down-conversion of existing analog television broadcasting.
[0006]
Here, a specific example employing the conventional OFDM transmission method will be described with reference to FIGS.
[0007]
FIG. 5 shows an example of a conventional frequency spectrum for digital terrestrial broadcasting.
[0008]
Reference numeral 501 denotes a band of channel N, which has a frequency bandwidth of 6 MHz indicated by 506. Reference numeral 502 denotes a band of the upper channel (channel N + 1). Reference numeral 503 denotes a conventional OFDM signal.
[0009]
The OFDM signal studied in Japan is configured by collecting a plurality of frequency blocks having a narrower frequency bandwidth than the OFDM signal.
[0010]
According to the conventional transmission method, the frequency bandwidth of the frequency block is 432 kHz indicated by 504, and an OFDM signal is configured by collecting 13 of these.
[0011]
According to a simple calculation, the frequency bandwidth of the OFDM signal 503 is
[0012]
[Expression 1]
432 × 13 = 5616 kHz (1)
Thus, a remainder of 384 kHz occurs with respect to the total bandwidth of 6 MHz. As a result, the frequency interval 505 between the 502 channel N + 1 is also a remainder of 384 kHz.
[0013]
FIG. 6 shows an example of a down converter for demodulating the entire OFDM signal according to the conventional method.
[0014]
According to the transmission method of this example, the step size of the frequency synthesizer 603 is determined by f _d and is 1/6 MHz. When demodulating an OFDM signal using the frequency synthesizer 603 having this step size, the frequency converter 602 gives a coefficient n by channel designation of 604 and generates a local frequency f _Lo . Then, the phase comparison unit 610 multiplies the local frequency f _Lo by the OFDM signal of the RF signal (Radio Frequency: high frequency signal) 601. An IF signal (Intermediate Frequency: intermediate frequency signal) 606 OFDM signal is obtained by guiding the multiplication result signal to a BPF (Band Pass Filter) 605. In addition, f _IF is usually 57MHz is used.
[0015]
If the channel designation coefficient for demodulating channel N is n _N , the coefficient n _{N + 1} for demodulating channel _{N + 1} is
[0016]
[Expression 2]
_{_{n N + 1 = 36n N ...}} (2)
It becomes. Further, if the distance as the channel 7 and channel 8 of VHF is not leave only 4MHz is seeking the coefficients of the next channel by 24n _N.
[0017]
FIG. 7 shows an example of a down converter of a receiving apparatus that receives only one block of OFDM signals according to the conventional method.
[0018]
In this case, the step size of the frequency synthesizer is determined by two: f _d1 = 1/6 MHz by the frequency synthesizer 703 and f _d2 = 432 kHz by the frequency synthesizer 704.
[0019]
When demodulating an OFDM signal using the

frequency synthesizers

703 and 704 having these step sizes, the frequency converter 702 gives a coefficient n by channel designation 705 and gives a coefficient m by block designation 706. Thus, the local frequency f _Lo is generated. Then, the phase comparison unit 710 multiplies the OFDM signal of the RF signal 701 by the local frequency f _Lo , so that the OFDM of the IF signal 708 centered on the desired block arranged in the desired channel via the BPF 707. Getting a signal.
[0020]
In this example, as indicated by f _{d1 of the} frequency synthesizer 703 and f _{d2 of the} frequency synthesizer 704, it is necessary to prepare two frequency synthesizers, and there is a concern that phase noise increases.
[0021]
[Problems to be solved by the invention]
Terrestrial digital broadcasting is planned to be introduced in the band of existing analog television broadcasting. For this reason, when demodulating an OFDM signal used in terrestrial digital broadcasting, it is conceivable to use a frequency synthesizer used for down-conversion for an existing analog television.
[0022]
The minimum number of steps of an existing analog TV frequency synthesizer is determined to be 1/6 MHz from the common divisor of 4 MHz and 6 MHz, which is the existing TV frequency bandwidth, considering the overlap of 2 MHz of 7ch and 8ch for VHF. ing.
[0023]
On the other hand, when the frequency bandwidth 432 kHz of the frequency block defined in the provisional scheme draft is used, in the partial receiving apparatus that receives only one block, as shown in the example of FIG. Is required.
[0024]
As a result, two frequency synthesizers that match the center of 4 MHz and 6 MHz and another frequency synthesizer that obtains a 432 kHz step are required, which complicates the apparatus and also causes phase noise to be the sum of the two frequency synthesizers. In particular, it becomes difficult to demodulate a multi-valued OFDM signal such as 64QAM-OFDM.
[0025]
When one frequency synthesizer is used, the greatest common divisor of 4 MHz, 6 MHz, and 432 kHz is 16 kHz. Considering that the phase noise of the frequency synthesizer increases as the minimum step frequency decreases, it becomes difficult to demodulate a multilevel OFDM signal such as 64QAM-OFDM.
[0026]
As a result, under the present circumstances, there is a problem that there are many restrictions such as limiting frequency blocks that can be partially received only to the central part.
[0027]
Therefore, the object of the present invention is to relate the frequency bandwidth of the frequency block of the frequency signal to the existing frequency bandwidth for television broadcasting on the transmission side, and to demodulate it using one frequency synthesizer on the reception side, An object of the present invention is to provide an inexpensive and high-performance transmitter and receiver that suppress the increase in phase noise as much as possible.
[0028]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is an orthogonal frequency division multiplexing apparatus that divides a digital modulation signal into one or a plurality of frequency blocks having a fixed frequency bandwidth and transmits the frequency modulation block, and the frequency block in one channel of the digital modulation signal Is set to 1 / integer of the frequency bandwidth (T) of a standard television signal (W = T / Ka, Ka: integer) , and the channel adjacent to the channel is Bandwidth setting means for setting a frequency interval to an interval of one frequency block corresponding to the frequency bandwidth (W), and a digital modulation signal having a frequency bandwidth set to 1 / integer of the television signal in the frequency block, transmission hand to transmit one or a plurality constitutes a combination one signal waves disposed within the frequency band of one channel of the television signal By comprising the bets, constituting the transmitting device.
[0029]
Here, the frequency bandwidth (W) of the frequency block can be set to 1/14 (W = T / 14) of the frequency bandwidth (T) of the television signal for transmission.
[0030]
The frequency block with the frequency bandwidth (W), by combining successively several double, it is possible to form one signal wave.
[0031]
The number of the frequency blocks can be 13.
[0032]
Frequency blocks having the frequency bandwidth (W) can be arranged with an interval of one third or two thirds of the frequency bandwidth.
[0033]
The present invention is an apparatus for receiving a digital modulation signal transmitted by being divided into one or a plurality of frequency blocks having a fixed frequency bandwidth, and receiving the digital modulation signal transmitted from the transmission apparatus described above. Receiving means, a frequency bandwidth (W) of the frequency block in one channel of the received digital modulation signal , and a frequency bandwidth corresponding to a frequency interval between the channels equal to the frequency bandwidth (W). The receiving apparatus is configured by including frequency conversion means for down-conversion using one frequency synthesizer having a minimum step size having a predetermined coefficient for determination .
[0034]
In this case, the frequency synthesizer can be configured so that a fraction of the frequency bandwidth (W) of the frequency block is a minimum step size (W / Kb = T / Ka · Kb, Kb: integer).
[0035]
The receiving means receives a digital modulation signal of a system having 13 frequency blocks from the transmitting apparatus, and the frequency converting means minimizes 1/3 of the frequency bandwidth (W) of the frequency blocks. A frequency synthesizer with a size can be used to downconvert from a high frequency signal to an intermediate frequency signal.
[0036]
The receiving means constitutes one signal wave by combining one or a plurality of frequency blocks in succession, or a predetermined frequency of a digital modulation signal of a system in which the number of frequency blocks is thirteen. The block is received from the transmitting device, and the frequency converting means selects a predetermined frequency block using a frequency synthesizer having a minimum step size of one third of the frequency bandwidth (W) of the frequency block. It is possible to downconvert from a high frequency signal to an intermediate frequency signal.
[0037]
The receiving means receives a predetermined one frequency block from the transmission device among digital modulation signals of a system in which frequency blocks are arranged with an interval of one third or two thirds of the frequency bandwidth. The frequency converting means selects a predetermined frequency block using a frequency synthesizer having a minimum step size of one third of the frequency bandwidth (W) of the frequency block, and changes from a high frequency signal to an intermediate frequency signal. Can be down-converted.
[0038]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0039]
(Overview)
First, an outline of the present invention will be described.
[0040]
The present invention relates to an OFDM transmission scheme in which an OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) signal of a digital modulation signal is divided into frequency blocks having a certain frequency bandwidth and transmitted and received. By associating the width with the existing frequency band for television broadcasting, the receiving side performs demodulation without reducing the minimum number of steps of the frequency synthesizer so much and using one frequency synthesizer.
[0041]
That is, on the transmission side, the frequency bandwidth W of each frequency block of the OFDM signal is divided into an integral number of the frequency bandwidth T (= 6 MHz) of the existing television signal (W = T / Ka = 6 / Ka MHz). , Ka: integer).
[0042]
On the other hand, on the receiving side, the digital modulation signal divided into each frequency block is demodulated using one frequency synthesizer. In this case, using a frequency synthesizer in which a fraction of the frequency bandwidth W of the frequency block is set to a minimum step size (W / Kb = 6 / Ka · Kb MHz, Kb: integer), an RF (high frequency) signal is converted into IF. Downconvert to (intermediate frequency) signal.
[0043]
As a result, it is possible to easily perform frequency conversion on a signal to be broadcast in the frequency bandwidth of the television signal as it is, and frequency conversion of each frequency block constituting the signal individually.
[0044]
Hereinafter, a specific example will be described.
[0045]
(First example)
FIG. 1 shows an example of a frequency spectrum of an OFDM signal according to the present invention created on the transmission device side.
[0046]
Reference numeral 101 denotes a band of the channel N, which has a frequency bandwidth T indicated by 106 and is configured by the OFDM signal 103.
[0047]
The OFDM signal 103 is composed of a plurality of (here, 13) frequency blocks. The frequency bandwidth W of each frequency block is set to 1 / integer of the frequency bandwidth T of the channel N 101 (W = T / Ka, Ka: integer).
[0048]
Reference numeral 102 denotes a band of the upper channel N + 1, which has a frequency band configuration similar to that of the channel N.
[0049]
For example, it is assumed that the frequency bandwidth T of channel N is 6 MHz, and this frequency bandwidth T is composed of Ka = 14 frequency blocks. At this time, the frequency bandwidth W of each frequency block is
[0050]
[Equation 3]

It becomes.
[0051]
As can be seen from this, by collecting 14 frequency blocks, the frequency bandwidth T of the channel is just 6 MHz, and if the frequency interval 105 between adjacent channels is one block, collecting 13 frequency blocks. An OFDM signal 103 is formed.
[0052]
According to a simple calculation, the frequency bandwidth T ′ of the OFDM signal 103 is
[0053]
[Expression 4]

It becomes.
[0054]
(Second example)
FIG. 2 shows an example of a down converter for demodulating the entire OFDM signal according to the present invention in the receiving apparatus.
[0055]
This down converter frequency-converts the OFDM signal 103 transmitted from the transmission apparatus of FIG. 1 using one frequency synthesizer. The frequency synthesizer is configured such that a fraction of the frequency bandwidth W of the frequency block is an integral number with a minimum step size (W / Kb = T / Ka · Kb, Kb: integer).
[0056]
For example, consider a case where the frequency bandwidth f _d of the minimum step size of the frequency synthesizer is set to one third (Kb = 3) of the frequency bandwidth W of the frequency block.
[0057]
The frequency bandwidth f _d is
[0058]
[Equation 5]

It becomes.
[0059]
The step size of the frequency synthesizer 203 shown in FIG. 2 is determined by the frequency bandwidth f _d , and f _d = 1/7 MHz.
[0060]
When demodulating an OFDM signal using the frequency synthesizer 203 having this step size, the frequency converter 202 gives a coefficient n by 204 channel designation to generate a local frequency f _Lo .
[0061]
[Formula 6]
f _Lo = f _o + nf _d + f _IF (6)
Then, the phase comparison unit 210 multiplies the generated local frequency f _Lo by the OFDM signal of the RF signal (Radio Frequency: high frequency signal) 201. By inputting the multiplication result to a BPF (Band Pass Filter) 205, an OFDM signal of an IF signal (Intermediate Frequency: intermediate frequency signal) 206 can be obtained.
[0062]
If the channel designation coefficient for demodulating channel N is n _N , the coefficient n _{N + 1} for demodulating channel _{N + 1} is
[0063]
[Expression 7]
_{_{n N + 1 = 42n N ...}} (7)
It becomes.
[0064]
Further, if the distance as the channel 7 and channel 8 of VHF is not leave only 4MHz, the coefficients of the next channel is determined by 28n _N.
[0065]
In this example, the minimum step size of the frequency synthesizer 203 is set to one third of the frequency bandwidth W of the frequency block. However, the present invention is not limited to this. It may be a value of 1 / integer.
[0066]
(Third example)
FIG. 3 shows an example of a downconverter that receives only one block of the OFDM signal according to the present invention in the receiving apparatus.
[0067]
Also in this example, the minimum step size of the frequency synthesizer 303 is determined by the frequency bandwidth f _d = 1/7 MHz.
[0068]
When demodulating the OFDM signal of the RF signal 301 using one frequency synthesizer 303 having this step size, the frequency converter 302 gives a coefficient n by 304 channel designation, and a coefficient by 305 block designation. By giving m, a local frequency f _Lo is generated.
[0069]
[Equation 8]
f _Lo = f _o + (14n + m) f _d + f _IF (8)
Then, phase comparison section 310 multiplies the OFDM signal of RF signal 301 by the local frequency f _Lo . By inputting the multiplication result to the BPF 306, an OFDM signal of the IF signal 307 centered on a desired block arranged in a desired channel can be obtained.
[0070]
In the calculation of the local frequency f _Lo , it is considered that one channel is constituted by 14 blocks. If the channel designation coefficient for demodulating the kth block of channel _N is n _N and the block designation coefficient is m _k , the block designation coefficient m for demodulating the k + 1 block of channel N is assumed. _{k + 1} is
[0071]
[Equation 9]
m _{k + 1} = 3m _k (9)
It becomes.
[0072]
Also, a channel designation coefficient n _{N + 1} for demodulating the k th block of channel _{N + 1} is:
[0073]
[Expression 10]
n _{N + 1} = 3n _N (10)
It becomes.
[0074]
As a result, the number of frequency synthesizers is only one for the frequency synthesizer 303, so that it is possible to suppress an increase in phase noise, which has been a problem in the past.
[0075]
(Fourth example)
FIG. 4 shows a configuration example of a common down converter of a receiving apparatus that receives all OFDM signals and a receiving apparatus that receives only one block according to the present invention. The overall configuration is the same as that in FIG. 3, and a detailed description thereof is omitted.
[0076]
Also in this example, down-conversion is performed using one frequency synthesizer 403 whose minimum step size is determined by the frequency bandwidth f _d = 1/7 MHz.
[0077]
When demodulating the OFDM signal of the RF signal 401, the frequency conversion unit 402 gives a coefficient n by the channel designation of 404, and when receiving all OFDM signals, the block designation coefficient is set to m or a predetermined value. The local frequency f _Lo is generated by fixing to the value of.
[0078]
Then, the phase comparison unit 410 multiplies the OFDM signal of the RF signal 401 by the local frequency f _Lo . By inputting the multiplication result to the BPF 406, it is possible to obtain an OFDM signal of the IF signal 407 centering on a desired block arranged in a desired channel.
[0079]
According to the present down converter, it is possible to share the down converter of the receiving apparatus that receives only one block and the receiving apparatus that receives all the OFDM signals, thereby reducing the cost.
[0080]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in the OFDM transmission scheme in which a digital modulation signal is divided and transmitted into a plurality of frequency blocks having a certain frequency bandwidth, the frequency band of the frequency block of the OFDM signal is transmitted on the transmission device side. The width W is set to 1 / integer of the frequency bandwidth T of an existing television signal (W = T / Ka) and transmitted in units of frequency blocks, and the entire OFDM signal is transmitted using one frequency synthesizer on the receiving side. Alternatively, since down-conversion is performed in units of frequency blocks, an increase in phase noise can be suppressed, and thus a high-performance and highly reliable device can be obtained.
[0081]
In addition, according to the present invention, since a frequency synthesizer having the same frequency step can be used in a receiving apparatus that demodulates the entire OFDM signal and a receiving apparatus that receives frequency blocks one by one, the down converter is shared. And an inexpensive device can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an example of a frequency spectrum of an OFDM signal as an example of an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing an example of a down converter for demodulating the whole OFDM signal, which is an example of an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram illustrating an example of a down converter for receiving only one block of an OFDM signal, which is an example of an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a block diagram showing an example of a common down converter as an example of an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of a frequency spectrum of a conventional OFDM signal.
FIG. 6 is a block diagram illustrating an example of a down converter for demodulating an entire OFDM signal in the related art.
FIG. 7 is a block diagram illustrating an example of a down converter for receiving only one block of conventional OFDM signals.
[Explanation of symbols]
103 OFDM signal 104 Frequency bandwidth 105 Frequency interval 201 RF signal 203 Frequency synthesizer 206 IF signal 301 RF signal 303 Frequency synthesizer 307 IF signal 401 RF signal 403 Frequency synthesizer 407 IF signal

Claims

An apparatus of an orthogonal frequency division multiplexing system that divides a digital modulation signal into one or a plurality of frequency blocks having a constant frequency bandwidth and transmits the block.
The frequency bandwidth (W) of the frequency block in one channel of the digital modulation signal is set to 1 / integer of the frequency bandwidth (T) of a standard television signal (W = T / Ka, Ka: integer) And a bandwidth setting means for setting a frequency interval with a channel adjacent to the channel to an interval of one frequency block corresponding to the frequency bandwidth (W) ;
A digital modulation signal having a frequency bandwidth set to 1 / integer of the television signal is composed of one or a plurality of frequency modulation block units to form one signal wave, and the frequency band of one channel of the television signal A transmission device comprising transmission means arranged and transmitted inside.

2. The frequency bandwidth (W) of the frequency block is set to 1/14 (W = T / 14) of the frequency bandwidth (T) of the television signal and transmitted. Transmitter device.

3. The transmission apparatus according to claim 2, wherein one signal wave is formed by combining a plurality of frequency blocks having the frequency bandwidth (W) in succession.

The transmission apparatus according to claim 3, wherein the number of the frequency blocks is 13.

The frequency block having the frequency bandwidth (W) is arranged with an interval of one third or two thirds of the frequency bandwidth (W). The transmitting device described.

An apparatus for receiving a digital modulation signal transmitted by being divided into one or a plurality of frequency blocks having a constant frequency bandwidth,
Receiving means for receiving a digitally modulated signal transmitted from the transmitting device according to any one of claims 1 to 5;
Predetermining for determining a frequency bandwidth (W) of the frequency block in one channel of the received digital modulation signal and a frequency bandwidth corresponding to a frequency interval between the channels equal to the frequency bandwidth (W) And a frequency conversion means for down-conversion using one frequency synthesizer having a minimum step size having a coefficient of .

The frequency synthesizer is configured such that a fraction of the frequency bandwidth (W) of the frequency block is set as a minimum step size (W / Kb = T / Ka · Kb, Kb: integer). 6. The receiving device according to 6.

The receiving means receives a digitally modulated signal from the transmission device according to claim 4,
The frequency converting means down-converts from a high frequency signal to an intermediate frequency signal using a frequency synthesizer having a minimum step size of one third of the frequency bandwidth (W) of the frequency block. Item 8. The receiving device according to Item 6 or 7.

The receiving means receives a predetermined one frequency block of the digitally modulated signal from the transmission device according to claim 3 or 4,
The frequency conversion means selects a predetermined frequency block by using a frequency synthesizer having a minimum step size of one third of the frequency bandwidth (W) of the frequency block, and lowers the frequency block from a high frequency signal to an intermediate frequency signal. The receiving device according to claim 6 or 7, wherein the receiving device is converted.

The receiving means receives a predetermined one frequency block of the digitally modulated signal from the transmitting device according to claim 5,
The frequency converting means selects a predetermined frequency block by using a frequency synthesizer having a minimum step size of one third of the frequency bandwidth (W) of the frequency block, and lowers the frequency block from a high frequency signal to an intermediate frequency signal. The receiving device according to claim 6 or 7, wherein the receiving device is converted.