JP3907574B2 - Demodulator for digital broadcast receiver - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は直交周波数分割多重方式により変調(OFDM変調)された放送信号を受信するデジタル放送受信機における復調装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
OFDM変調された放送信号の1OFDM伝送シンボル期間は、有効シンボル区間とガードインターバルと呼ばれる区間とからなる。有効シンボル区間はデータ伝送のために必要な信号期間である。ガードインターバル区間はマルチパスなどのシンボル間干渉を防ぐためのものであり、有効シンボル区間の最後の所定期間長部分を有効シンボル区間の先頭に巡回的に複写されたものである(後記の図11(a)における矢印参照)。
【0003】
デジタル地上波テレビジョン放送信号など、OFDM変調された放送信号を受信するデジタル放送受信機における復調装置が知られている。
【0004】
かかるデジタル放送受信機において、従来、ガードインターバル期間を越える遅延時間の遅延波が存在するときでも、シンボル間干渉の影響を軽減させるために、伝送路特性ユニットとスキャッタードパイロット抽出復調ユニットとによって伝送路におけるマルチパスの伝達関数を推定し、等化器となるFIRフィルタ回路を動作させて、マルチパスをキャンセルさせながら、受信復調ユニットの複素除算回路、信号復調回路によって、受信した信号を復調するようにしている(たとえば特許文献参照)。
【0005】
【特許文献】
特開2001−292120号公報(第3−第7頁、図1−2)。
【0006】
特許文献では見いだせないが、従来のデジタル放送受信機におけるOFDM復調装置30は、図8に示す如く構成される。
【0007】
図8に示したデジタル放送受信機では、受信信号は図示しないチューナに入力され、増幅、周波数変換、さらに帯域制限などが行われて中間周波数に変換される。チューナから出力される中間周波数信号はOFDM復調装置30に供給される。OFDM復調装置30では、中間周波信号はA/D変換器1に供給されてデジタル信号に変換され、変換されたデジタル信号は直交検波器2によって直交検波されて、ベースバンド(I、Q)信号に変換される。
【0008】
直交検波器2から出力されるベースバンド(I、Q)信号は有効シンボル抽出回路3に供給されて、有効シンボル区間におけるサンプリングデータと有効シンボル区間における最初のサンプリングデータの前および有効シンボル区間における最後のサンプリングデータの後の予め定めた数のサンプリングデータを含む所定範囲のサンプリングデータが一旦メモリに格納されて、有効シンボル抽出回路3において有効シンボルが取り込まれる。一方、タイミング検出回路11Aから出力されるタイミング検出信号に基づき、有効シンボル抽出回路3において有効シンボルを含み有効シンボルより時間的に1つ先のサンプリングデータから取り込むか、または1つ時間的に後のサンプリングデータまでが取り込まれる。
【0009】
有効シンボル抽出回路3にて取り込まれたサンプリングデータは高速フーリエ変換(FFT)回路5に供給され、FFT回路5にてFFT処理が行われてOFDM変調信号の復調が行われ、キャリア毎の情報に分離され、等化器6に供給されて、各キャリアの振幅と位相を補正するために挿入されている振幅および位相が既知のキャリアであるスキャッタードパイロット(SPとも記す)から伝送路特性が推定され、それに基づいて歪みの補正がなされ、デマッパ回路にてデマッピングすることによって復調データとして送出される。
【0010】
一方、FFT回路5の出力はSP抽出回路7およびTMCCデコーダ9にも供給されて、SP抽出回路7てSP信号が抽出され、抽出されたSP信号はIFFT回路8に供給されて逆FFT演算処理が行われて遅延プロファイル信号が求められ、TMCCデコーダ9にてSP信号が含まれているか否かが識別される。
【0011】
また、直交検波器2から出力されるベースバンド(I、Q)信号はガード相関器10に供給され、ガード相関器10の入力ベースバンド(I、Q)信号と該ベースバンド(I、Q)信号を有効シンボル区間の時間幅遅延させた遅延ベースバンド(I、Q)信号との積をガードインターバル期間の時間幅にわたって積分し、該積分をA/D変換器1におけるA/D変換のためのサンプリング周期ずつ順次ずらせて行うことによって、積分値からガード相関出力が求められる。
【0012】
ガード相関器10にて求めたガード相関出力とIFFT回路8で求めた遅延プロファイル信号とTMCCデコーダ7にて求めたSP信号の存否識別信号とは、タイミング検出回路11Aに供給される。
【0013】
TMCCデコーダ9においてSP信号が存在していないと識別されたときはガード相関出力のピーク位置から、SP信号が存在していると識別されたときは遅延プロファイル信号および/またはガード相関出力から、タイミング検出回路11AにてOFDMシンボルの有効シンボル区間の先頭位置を示すタイミング信号が検出され、有効シンボル抽出回路3において、取り込む有効シンボルを時間的に1つ先のサンプリングデータから有効シンボルに含まれるサンプリングデータとして取り込むか、または1つ時間的に後のサンプリングデータまでを有効シンボル区間に含まれるサンプリングデータとして取り込まれる。
【0014】
これをさらに説明する。OFDM復調装置30のサンプリングクロックと送信側のサンプリングクロックは完全に同期しないため、OFDM復調装置30において同期を取る必要がある。OFDM復調装置30の動作クロックと送信側のサンプリングクロックは完全に一致しないということは、クロック周波数がずれてくるということを意味し、OFDM変調装置におけるA/D変換器のサンプリングクロックとOFDM復調装置30におけるA/D変換器1のサンプリングクロックとがずれるということである。このずれの結果、徐々にサンプリングタイミングがずれていき、受信信号を正しく受信することができない。
【0015】
これを具体的に図9によって例示する。図9(a)の丸印はサンプリングされたOFDM変調装置デジタル部の出力を模式的に示している。図9(b)は図9(a)の変調装置デジタル出力に対応する変調波ベースバンド信号(アナログ信号)の波形を模式的に示している。図9(c)において丸印はOFDM復調装置30のデジタル部への入力を示し、図9(c)に示したサンプリングタイミングと図9(a)に示したサンプリングタイミングとの間にずれが生じている。図9において、破線はサンプリングタイミングを示している。図9(c)において丸印で示す受信波形が図9(a)において丸印で示す送信波形とずれてきている。
【0016】
ここで、サンプリングタイミングが一致しているときは、図10(a)に示すように、OFDM伝送シンボル期間から正常に有効シンボル区間におけるサンプリングデータが抽出される。しかし、たとえば、ガード相関のピーク位置を基準にしてサンプリングタイミングが徐々にずれていき、隣のサンプル位置を超えてしまうと、同じ期間内に得られるOFDM変調装置の出力のサンプル数とOFDM復調装置30における入力のサンプル数が一致しないことになる。
【0017】
そこで、サンプリングタイミングが一致している図10(a)の場合に対して、例えばサンプル数が1つ増加した図10(b)およびサンプル数が1つ不足した図10(c)の場合に示すように、有効シンボル区間からサンプリングデータを取り出す際に取り出すサンプリングデータを左右にずらして行うタイミング補正をしなければ、正しく受信をすることができない。図10(a)〜図10(c)においてGIはガードインターバル期間を示し、斜線はずらした1サンプリング部分を示している。
【0018】
しかるに、OFDM復調装置のクロック自体を変調装置のクロック周波数にぴったりと合わせて同期させることができないため、従来は各OFDMシンボル毎にクロックのずれをサンプリングクロック単位で検出し、OFDMシンボル毎に有効シンボルを抽出する位置を1サンプリングクロック単位でずらして、タイミングを補正していた。さらに詳細には、サンプリングクロックのずれ(OFDMシンボルの開始位置のずれ)をガード相関出力のピーク位置、または遅延プロファイルから検出し、タイミング検出回路11Aからの出力に基づいて有効シンボル抽出回路3において抽出する最初のサンプリングデータを決めている。
【0019】
また、ガード相関出力のピーク位置は、受信信号と受信信号を有効シンボル時間分送らせた遅延信号との相関を取った結果が一番大きいサンプルの位置である。ガードインターバル期間は有効シンボルの最後の1/4、1/8、1/16または1/32期間の有効シンボルを、有効シンボルの前に付けたものであり、受信信号とその遅延信号との相関を取った結果のピーク位置がOFDMシンボルの先頭であるといえて、これによりOFDMシンボルの開始位置を推定することができる。この様子をガードインターバルの期間が有効シンボル区間の1/4の場合を、図11に例示する。
【0020】
図11(a)は受信信号を示し、図11(b)は受信信号を有効シンボル区間遅延させた遅延信号を示し、受信信号中における有効シンボル区間における最後の1/4の部分の有効シンボルと、遅延信号のガードインターバル期間のシンボルとは全く同じ筈であり、図11(c)示す相関結果のピークからOFDMシンボルの開始位置が推定できることを模式的に示している。
【0021】
また、遅延プロファイル信号は、OFDM復調信号中のSP信号から計算されるもので、遅延プロファイル信号から″主信号″と伝送路上で反射などにより発生する主信号の″遅延信号″の大きさと″遅延時間″とが推定される。抽出位置が合っている場合を示す図12と、抽出位置がずれているいる場合を示す図13とに模式的に示すように、この主信号の位置から有効シンボルの先頭を推定することができる。図12(a)および図13(a)はOFDM変調信号を示し、矢印は有効シンボル区間の最後1/4のOFDMシンボルをガードインターバル区間として用いることを示す。
【0022】
図12(b)は抽出された1OFDMシンボルを示し、図12(c)は抽出された有効シンボルを示し、図12(d)は遅延プロファイル信号を示している。抽出位置がずれているいる場合において、図13(b)は図13(a)に示したOFDM変調信号に対して抽出された1OFDMシンボル分を示し、図13(c)は抽出された有効シンボルを示し、図13(d)は遅延プロファイル信号を示している。
【0023】
図13(b)と図13(d)にまたがる矢印は、図13(b)のガードインターバル期間の前に位置する横方向の矢印で示す先頭部分が図13(d)の先頭部分に対応していることを示している。ただ、SP信号が含まれないときには、遅延プロファイルを計算することはできない。このためガード相関出力と併用している。
【0024】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記したように1サンプリングクロック間隔単位でタイミングを補正すると、前のOFDMシンボルと続く次のOFDMシンボルとの実質的な連続性が保たれず、等化エラーを起こすため、等化器で補正する必要があるという問題点が生ずる。
【0025】
本発明は、連続する2つのOFDMシンボル間に生ずる実質的な不連続性を、無視できる程度に低減したデジタル放送受信機における復調装置を提供することを目的とする。
【0026】
【課題を解決するための手段】
本発明のデジタル放送受信機における復調装置は、1OFDMシンボル期間が有効シンボル区間とガードインターバル区間とからなるOFDM変調された信号を受信するデジタル放送受信機における復調装置において、
有効シンボル区間内のサンプリングデータを含み該サンプリングデータの前後複数のサンプリングデータに基づいてスプライン関数を求め、
前記有効シンボル区間の開始時点から該有効シンボル区間における最初のサンプリングデータのサンプリング時点までの期間と前記有効シンボル区間に対する直前の有効シンボル区間の開始時点から該直前の有効シンボル区間における最初のサンプリングデータのサンプリング時点までの期間との差を補間値として求め、
前記有効シンボル区間のサンプリングデータのサンプリング時点を前記補間値に基づき補正して補間位置とし、前記スプライン関数に基づき該補間位置におけるスプライン補間データを求め、
求めたスプライン補間データを前記有効シンボル区間内のサンプリングデータに代わって高速フーリエ変換回路へ送出することを特徴とする。
【0027】
本発明のデジタル放送受信機における復調装置によれば、有効シンボル区間内のサンプリングデータを含み該サンプリングデータの前後複数のサンプリングデータに基づいてスプライン関数が求められ、前記有効シンボル区間の開始時点から該有効シンボル区間における最初のサンプリングデータのサンプリング時点までの期間と前記有効シンボル区間に対する直前の有効シンボル区間の開始時点から該直前の有効シンボル区間における最初のサンプリングデータのサンプリング時点までの期間との差が補間値として求められ、前記有効シンボル区間のサンプリングデータのサンプリング時点を前記補間値に基づいて補正して補間位置とされ、前記スプライン関数に基づき該補間位置におけるスプライン補間データが求められて、求められたスプライン補間データが前記有効シンボル区間内のサンプリングデータに代わってフーリエ変換回路へ送出される。したがって、連続する2つの有効シンボル区間における対応するサンプリングデータ間に生ずる不連続性を、無視できる程度に低減することができる。
【0028】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかるデジタル放送受信機における復調装置を実施の一形態によって説明する。
【0029】
図1は本発明の実施の一形態にかかるデジタル放送受信機における復調装置の構成を示すブロック図であり、図9にて示したOFDM復調装置30と同一構成要素には同一の符号を付して示してある。
【0030】
受信信号はチューナに入力され、増幅、周波数変換、さらに帯域制限などが行われて中間周波数に変換される。チューナから出力される中間周波数信号は図1に示すOFDM復調装置20に供給される。OFDM復調装置20では、中間周波信号はA/D変換器1に供給されてデジタル信号に変換され、変換されたデジタル信号は直交検波器2によって直交検波されて、ベースバンド(I、Q)信号に変換される。
【0031】
直交検波器2から出力されるベースバンド(I、Q)信号は有効シンボル抽出回路3に供給され、有効シンボル区間におけるサンプリングデータと有効シンボル区間における最初のサンプリングデータの前および有効シンボル区間における最後のサンプリングデータの後の予め定めた数のサンプリングデータを含む所定範囲のサンプリングデータが一旦メモリに格納されることによって、有効シンボル抽出回路3において有効シンボル区間におけるサンプリングデータと有効シンボル区間の前および後における複数、たとえば2つのサンプリングデータが抽出されて取り込まれる。
【0032】
一方、タイミング検出回路11は、入力されたガード相関出力と遅延プロファイル信号とSP信号の存否信号とに基づき、図2(a)に模式的に示す有効シンボル区間における直前の有効シンボル区間における最初のサンプリングデータ図2(b)参照)のサンプリングクロックと続く図2(c)に示す有効シンボル区間における最初のサンプリングデータのサンプリングクロックとのずれ(補正値)の大きさと方向を検出し、該ずれの大きさと方向の信号は補間位置、抽出位置制御回路12へ送出される。図2において○はサンプリングのタイミングを示しており、補正値は有効シンボル区間において一定としている。
【0033】
補間位置、抽出位置制御回路12では、タイミング検出回路11からの出力信号に基づき、有効シンボル抽出回路3において有効シンボル区間におけるサンプリングデータと有効シンボル区間における最初のサンプリングデータの前および有効シンボル区間における最後のサンプリングデータの後の所定範囲における複数のサンプリングデータが抽出される。有効シンボル抽出回路3において抽出されたサンプリングデータは補間回路4に供給される。
【0034】
補間回路4においては後記の図3および図4に示すように、入力されてきた有効シンボル区間のサンプリングデータを含む所定範囲のサンプリングデータを用いて、連続する4つのサンプリングデータに基づいてスプライン関数を求めると共に、隣り合うサンプリングデータの時間間隔を複数に分割、たとえば2048に分割し、この分割された各時間位置におけるスプライン補間データを求めるための補間係数データを、前記求めたスプライン関数から演算し、演算した補間係数データを、各時間位置をアドレスとするメモリに格納して、補間位置、抽出位置制御回路12から出力される補間位置制御信号に基づくアドレス位置に格納されている補間係数データを読み出して、読み出された補間係数データに基づいてスプライン補間されたスプライン補間データを演算し、演算されたスプライン補間データが有効シンボルデータとしてFFT回路5に送出される。
【0035】
補間フィルタ4にて補間されたスプライン補間データを受けたFFT回路5にてFFT処理が行われてOFDM変調信号の復調が行われ、キャリア毎の情報に分離され、等化器6に供給されて、各キャリアの振幅と位相を補正するために挿入されている振幅および位相が既知のキャリアであるSP信号から伝送路特性が推定され、それに基づいて歪みの補正がなされて、デマッパ回路に供給してデマッピングすることによって復調データとして送出される。
【0036】
一方、FFT回路5の出力はSP抽出回路7およびTMCCデコーダ9にも供給されて、SP抽出回路7てSP信号が抽出され、抽出されたSP信号はIFFT回路8に供給されて逆FFT演算処理が行われて遅延プロファイル信号が求められる。一方、TMCCデコーダ9にてSP信号の存否情報が検出される。また、直交検波器2から出力されるベースバンド(I、Q)信号はガード相関器10に供給され、ガード相関出力が、ガード相関器10によって求められる。
【0037】
ガード相関器10にて求めたガード相関出力とIFFT回路8で求めた遅延プロファイル信号とTMCCデコーダ7にて識別されたSP信号存否情報とに基づいて、ガード相関出力および/または遅延プロファイルによって有効シンボル区間における最初のサンプリングデータのサンプリングクロックと直前の有効シンボル区間における最初のサンプリングデータのサンプリングクロックとのずれの大きさと方向が検出されることは前記の通りである。
【0038】
ここで、図3および図4によって、サンプリングデータβの場合を例に、補間回路4の補間作用について説明する。
【0039】
補間回路4において、図3に示すように、サンプリングデータβを含む連続する4つのサンプリングデータα、β、γ、δを元に3次スプライン関数を求める。入力されてきた補間位置を示す補間位置制御信号に基づいて、サンプリングデータβに対する補間位置が定まり、補間位置におけるサンプリングデータがスプライン関数により補間して求める。
【0040】
この場合、隣り合うサンプリングデータ間の時間間隔が2048に分割されており、分割された時間の一つが補間位置制御信号に基づいて定められる。これを簡略化して図3(b)に示すように、6分割されていて、各時点をt1、t2、tt3、t4、t5とする場合を例に説明する。4つの連続するサンプリングデータα、β、γ、δを元に求められた3次のスプライン関数を用いて、各時点t1、t2、tt3、t4、t5の補間位置におけるスプライン補間データを求めるための係数データ(a0、b0、c0、d0)、…、(a4、b4、c4、d4)がそれぞれ求められる。
【0041】
求められた係数データ(a0、b0、c0、d0)、…、(a4、b4、c4、d4)は、メモリのアドレスt1、t2、tt3、t4、t5に、図3(c)に模式的に示すように、格納される。そこで、補間位置が時点t3であると補間位置制御信号に基づき定まったときは、メモリのアドレスt3から係数データ(a3、b3、c3、d3)が読み出されて、サンプリングデータα、β、γ、δと係数データ(a3、b3、c3、d3)とから、補間位置におけるスプライン補間データBは(a3×α+b3×β+c3×γ+d3×δ)により求められて、補間がなされる。
【0042】
しかるに補間位置を図4に模式的に示すように、2048分割してその分解能を2047としたため、メモリにおけるアドレスはt1、t2、…、t2047となり、図3(a)において補間位置を時点tiとすれば、補間されたスプライン補間データは(ai×α+bi×β+ci×γ+di×δ)となる。ここで、i=1〜2047の値である。
【0043】
また、サンプリングデータγの時点位置を0とし、サンプリングデータδの時点位置を1とし、上記の補間において、図6に示すように補間位置に対応する時点をtとしたとき、隣り合うサンプリングデータγ、δのサンプリングクロック間内に入らないとき、すなわちt<0のとき、補間されたスプライン補間データB1は、B1=(aj×ω+bj×α+cj×β+dj×γ)となり、またt>1のときは、補間されたスプライン補間データB2は、B2=(ak×β+bk×γ+ck×δ+dk×ε)となる。勿論、0<t<1のときには、スプライン補間Bは、B=(ai×α+bi×β+ci×γ+di×δ)となる。
【0044】
上記において、図5に示すようにサンプリングデータβの時点位置を0とし、サンプリングデータγの時点位置を1とし、この補間において、0<t<1のときには図5(a)に示すようにそのまま補間し、図5(b)に示すようにt<0のとき、有効シンボル抽出回路3において抽出位置を図5(b)に示すように時間的に遅らす方向に1つずらして補間し、t>1のときは、有効シンボル抽出回路3において抽出位置を図5(c)に示すように時間的に進ます方向に1つずらして補間すればよい。
【0045】
上記のように、連続する4つのサンプリングデータα、β、γ、δからスプライン補間データBを求めてサンプリングデータβに代え、同様に引き続く連続する4つのサンプリングデータβ、γ、δ、εからスプライン補間データBの次のスプライン補間データ(B+1)を求めてサンプリングデータγに代え、この操作を繰り返して有効シンボル区間全体至る。この場合、補間位置はサンプリングデータγに対する時点は、サンプリングデータβに対する時点tiの場合と同一である。
【0046】
また上記対象とした有効シンボル区間の時間的に直前の有効シンボル区間についても、直後の有効シンボル区間についての同様に、補間位置を求め、求めた補間位置におけるスプライン補間データをサンプリングデータに代わって用いる。このようにすることにより、有効シンボル区間におけるサンプリングデータに対応するスプライン補間データと直後の有効サンプリング区間におけるサンプリングデータに対応するスプライン補間データとの間における対応するデータ間の不連続性は低減される。
【0047】
なお、上記したように本発明の実施の一形態にかかるOFDM復調装置20では、図2に示したように、補正値が直前の有効シンボル区間における最初のサンプリングデータのサンプリング時点と次の有効シンボル区間における最初のサンプリングデータのサンプリング時点との差であり、これを有効シンボル区間にわたって一定であるとした場合を例示したが、図7において補正値で示したように、有効シンボル毎に補間間隔が一定であるとしてもよい。
【0048】
【発明の効果】
以上説明したように本発明にかかるデジタル放送受信機によれば、隣り合う有効シンボル間におけるサンプリングデータ間隔およびレベルを補正するようにしたため、連続する2つの有効シンボル区間における対応するサンプリングデータ間に生ずる不連続性を、無視できる程度に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の一形態にかかる復調装置の構成を示すブロック図である。
【図2】本発明の実施の一形態にかかる復調装置の有効シンボル区間におけるサンプリングデータ間の時間的差を説明する模式説明図である。
【図3】本発明の実施の一形態にかかる復調装置の補正回路におけるスプライン補正の模式説明図である。
【図4】本発明の実施の一形態にかかる復調装置の補正回路における補正位置の模式説明図である。
【図5】本発明の実施の一形態にかかる復調装置の補正回路におけるスプライン補正の模式説明図である。
【図6】本発明の実施の一形態にかかる復調装置の補正回路におけるスプライン補正の模式説明図である。
【図7】本発明の実施の一形態にかかる復調装置の有効シンボル区間におけるサンプリングデータ間の時間的差を説明する他の模式説明図である。
【図8】従来の復調装置の構成を示すブロック図である。
【図9】従来の復調装置による場合のサンプリングデータと変調装置におけるサンプリングデータとの時間的関係を示す模式説明図である。
【図10】従来の復調装置による場合における有効シンボル区間抽出の説明に供する模式説明図である。
【図11】ガード相関による有効シンボル区間の開始位置推定の模式説明図である。
【図12】タイミングが合っている場合における有効シンボル区間の開始位置推定の模式説明図である。
【図13】タイミングが合っていない場合における有効シンボル区間の開始位置推定の模式説明図である。
【符号の説明】
1 A/D変換器
2 直交検波器
3 有効シンボル抽出回路
4 補間回路
5 FFT回路
6 等化器
7 SP抽出回路
8 IFFT回路
9 TMCCデコーダ
10 ガード相関器
11 タイミング検出回路
12 補間位置、切り出し位置制御回路
20 OFDM復調装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a demodulator in a digital broadcast receiver that receives a broadcast signal modulated (OFDM modulated) by an orthogonal frequency division multiplexing system.
[0002]
[Prior art]
One OFDM transmission symbol period of an OFDM-modulated broadcast signal includes an effective symbol period and a period called a guard interval. The effective symbol period is a signal period necessary for data transmission. The guard interval section is for preventing inter-symbol interference such as multipath, and is obtained by cyclically copying the last predetermined period length portion of the effective symbol section to the beginning of the effective symbol section (see FIG. 11 described later). (See arrow in (a)).
[0003]
2. Description of the Related Art A demodulation device in a digital broadcast receiver that receives an OFDM-modulated broadcast signal such as a digital terrestrial television broadcast signal is known.
[0004]
In such a digital broadcast receiver, conventionally, in order to reduce the influence of intersymbol interference even when a delay wave having a delay time exceeding the guard interval period exists, a transmission path characteristic unit and a scattered pilot extraction demodulation unit are used. The multipath transfer function in the transmission path is estimated, and the FIR filter circuit that is an equalizer is operated to cancel the multipath, and the received signal is demodulated by the complex division circuit and signal demodulation circuit of the reception demodulation unit. (For example, refer to patent documents).
[0005]
[Patent Literature]
JP 2001-292120 A (page 3-7, FIG. 1-2).
[0006]
Although not found in the patent literature, the
[0007]
In the digital broadcast receiver shown in FIG. 8, the received signal is input to a tuner (not shown), and is converted to an intermediate frequency by performing amplification, frequency conversion, and band limitation. The intermediate frequency signal output from the tuner is supplied to the
[0008]
The baseband (I, Q) signal output from the
[0009]
Sampling data taken in by the effective
[0010]
On the other hand, the output of the
[0011]
The baseband (I, Q) signal output from the
[0012]
The guard correlation output obtained by the
[0013]
The timing is detected from the peak position of the guard correlation output when the
[0014]
This will be further described. Since the sampling clock of the
[0015]
This is specifically illustrated by FIG. The circles in FIG. 9A schematically show the output of the sampled digital part of the OFDM modulator. FIG. 9B schematically shows the waveform of the modulated wave baseband signal (analog signal) corresponding to the digital output of the modulator in FIG. In FIG. 9C, a circle indicates an input to the digital unit of the
[0016]
Here, when the sampling timings coincide, sampling data in the effective symbol period is normally extracted from the OFDM transmission symbol period as shown in FIG. However, for example, when the sampling timing gradually shifts with respect to the peak position of the guard correlation and exceeds the adjacent sample position, the number of samples of the output of the OFDM modulation apparatus obtained within the same period and the OFDM demodulation apparatus The number of input samples at 30 will not match.
[0017]
Therefore, for example, FIG. 10B in which the number of samples is increased by 1 and FIG. 10C in which the number of samples is insufficient are shown in FIG. As described above, if the sampling data taken out when the sampling data is taken out from the effective symbol section is corrected to the right and left, the timing cannot be correctly received. 10 (a) to 10 (c), GI indicates a guard interval period, and hatched lines indicate one sampling portion shifted.
[0018]
However, since the clock of the OFDM demodulator itself cannot be synchronized with the clock frequency of the modulator exactly, synchronization of the clock is conventionally detected for each OFDM symbol for each sampling clock, and the effective symbol for each OFDM symbol. The position for extracting the signal is shifted by one sampling clock unit to correct the timing. More specifically, the sampling clock shift (OFDM symbol start position shift) is detected from the peak position of the guard correlation output or the delay profile, and is extracted by the effective
[0019]
The peak position of the guard correlation output is the position of the sample having the largest correlation between the received signal and the delayed signal obtained by sending the received signal by the effective symbol time. The guard interval period is a valid symbol of the last 1/4, 1/8, 1/16 or 1/32 period of a valid symbol added before the valid symbol, and the correlation between the received signal and its delayed signal. It can be said that the peak position as a result of taking is the head of the OFDM symbol, so that the start position of the OFDM symbol can be estimated. This situation is illustrated in FIG. 11 when the guard interval period is 1/4 of the effective symbol period.
[0020]
FIG. 11 (a) shows a received signal, FIG. 11 (b) shows a delayed signal obtained by delaying the received signal by an effective symbol period, and the last 1/4 effective symbol in the effective symbol period in the received signal The symbol of the delayed signal in the guard interval period is exactly the same, and schematically shows that the start position of the OFDM symbol can be estimated from the peak of the correlation result shown in FIG.
[0021]
Also, the delay profile signal is calculated from the SP signal in the OFDM demodulated signal, and the “main signal” from the delay profile signal and the size of the “delay signal” of the main signal generated by reflection on the transmission path and the “delay”. Time "is estimated. As schematically shown in FIG. 12 showing the case where the extraction positions are correct and FIG. 13 showing the case where the extraction positions are shifted, the head of the effective symbol can be estimated from the position of the main signal. . FIGS. 12A and 13A show OFDM modulated signals, and arrows indicate that the last 1/4 OFDM symbol of the effective symbol period is used as the guard interval period.
[0022]
FIG. 12B shows the extracted 1 OFDM symbol, FIG. 12C shows the extracted effective symbol, and FIG. 12D shows the delay profile signal. When the extraction positions are shifted, FIG. 13B shows one OFDM symbol extracted from the OFDM modulated signal shown in FIG. 13A, and FIG. 13C shows the extracted effective symbol. FIG. 13 (d) shows a delay profile signal.
[0023]
In the arrow extending over FIG. 13 (b) and FIG. 13 (d), the head portion indicated by the horizontal arrow located before the guard interval period in FIG. 13 (b) corresponds to the head portion of FIG. 13 (d). It shows that. However, when the SP signal is not included, the delay profile cannot be calculated. For this reason, it is used together with the guard correlation output.
[0024]
[Problems to be solved by the invention]
However, if the timing is corrected in units of one sampling clock interval as described above, the continuity between the previous OFDM symbol and the next OFDM symbol is not maintained, and an equalization error occurs. The problem arises that correction is required.
[0025]
An object of the present invention is to provide a demodulator in a digital broadcast receiver in which a substantial discontinuity between two consecutive OFDM symbols is reduced to a negligible level.
[0026]
[Means for Solving the Problems]
The demodulator in the digital broadcast receiver of the present invention is a demodulator in a digital broadcast receiver that receives an OFDM-modulated signal in which one OFDM symbol period includes an effective symbol period and a guard interval period.
Obtaining a spline function based on a plurality of sampling data before and after the sampling data including the sampling data within the effective symbol interval;
The period from the start time of the effective symbol period to the sampling time of the first sampling data in the effective symbol period and the first sampling data in the effective symbol period immediately before the effective symbol period immediately before the effective symbol period Find the difference from the period until the sampling time as an interpolation value,
The sampling time of the sampling data of the effective symbol interval is corrected based on the interpolation value to obtain an interpolation position, and the spline interpolation data at the interpolation position is obtained based on the spline function,
The obtained spline interpolation data is sent to a fast Fourier transform circuit in place of the sampling data in the effective symbol section.
[0027]
According to the demodulating device in the digital broadcast receiver of the present invention, a spline function is obtained based on a plurality of sampling data including the sampling data in the effective symbol period and before and after the sampling data, and the spline function is obtained from the start time of the effective symbol period. The difference between the period until the sampling point of the first sampling data in the effective symbol period and the period from the start point of the immediately preceding effective symbol period to the sampling point of the first sampling data in the immediately preceding effective symbol period for the effective symbol period is Obtained as an interpolation value, the sampling time of the sampling data of the effective symbol period is corrected based on the interpolation value to be an interpolation position, and the spline interpolation data at the interpolation position is obtained based on the spline function. The Spline interpolation data is sent to the Fourier transform circuit in place of the sampling data of the effective symbol in the interval. Therefore, discontinuity occurring between corresponding sampling data in two consecutive effective symbol sections can be reduced to a negligible level.
[0028]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a demodulator in a digital broadcast receiver according to the present invention will be described with reference to an embodiment.
[0029]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a demodulating device in a digital broadcast receiver according to an embodiment of the present invention. The same components as those of the
[0030]
The received signal is input to the tuner and is converted into an intermediate frequency by performing amplification, frequency conversion, and band limitation. The intermediate frequency signal output from the tuner is supplied to the
[0031]
The baseband (I, Q) signal output from the
[0032]
On the other hand, the
[0033]
In the interpolation position / extraction
[0034]
As shown in FIGS. 3 and 4 to be described later, the
[0035]
The
[0036]
On the other hand, the output of the
[0037]
Based on the guard correlation output obtained by the
[0038]
Here, the interpolation operation of the
[0039]
In the interpolating
[0040]
In this case, the time interval between adjacent sampling data is divided into 2048, and one of the divided times is determined based on the interpolation position control signal. As shown in FIG. 3B, this will be simplified and described as an example in which the time is divided into six and each time point is t1, t2, tt3, t4, and t5. Using the cubic spline function obtained based on four consecutive sampling data α, β, γ, and δ, the spline interpolation data at the interpolation position at each time point t1, t2, tt3, t4, and t5 is obtained. Coefficient data (a0, b0, c0, d0), ..., (a4, b4, c4, d4) are respectively obtained.
[0041]
The obtained coefficient data (a0, b0, c0, d0),..., (A4, b4, c4, d4) are schematically shown in FIG. 3C at memory addresses t1, t2, tt3, t4, and t5. As shown in FIG. Therefore, when the interpolation position is determined at the time point t3 based on the interpolation position control signal, the coefficient data (a3, b3, c3, d3) is read from the memory address t3, and the sampling data α, β, γ , Δ and coefficient data (a3, b3, c3, d3), the spline interpolation data B at the interpolation position is obtained by (a3 × α + b3 × β + c3 × γ + d3 × δ), and is interpolated.
[0042]
However, since the interpolation position is divided into 2048 and its resolution is set to 2047 as schematically shown in FIG. 4, the addresses in the memory are t1, t2,..., T2047, and the interpolation position in FIG. Then, the interpolated spline interpolation data is (ai × α + bi × β + ci × γ + di × δ). Here, i = 1 to 2047.
[0043]
Further, when the time position of the sampling data γ is 0, the time position of the sampling data δ is 1, and in the above interpolation, the time corresponding to the interpolation position is t as shown in FIG. , Δ does not fall within the sampling clock, that is, when t <0, the interpolated spline interpolation data B1 is B1 = (aj × ω + bj × α + cj × β + dj × γ), and when t> 1 The interpolated spline interpolation data B2 is B2 = (ak × β + bk × γ + ck × δ + dk × ε). Of course, when 0 <t <1, the spline interpolation B is B = (ai × α + bi × β + ci × γ + di × δ).
[0044]
In the above, the time point position of the sampling data β is set to 0 and the time point position of the sampling data γ is set to 1 as shown in FIG. 5. In this interpolation, when 0 <t <1, as shown in FIG. As shown in FIG. 5B, when t <0 as shown in FIG. 5B, the effective
[0045]
As described above, the spline interpolation data B is obtained from the four consecutive sampling data α, β, γ, and δ and replaced with the sampling data β. Similarly, the four consecutive sampling data β, γ, δ, and ε are splined. The next spline interpolation data (B + 1) after the interpolation data B is obtained and replaced with the sampling data γ, and this operation is repeated until the entire effective symbol section is reached. In this case, the interpolation position is the same as that for the sampling data γ at the time ti for the sampling data β.
[0046]
Also, for the effective symbol period immediately before the target effective symbol period, the interpolation position is obtained in the same manner as the effective symbol period immediately after, and the spline interpolation data at the calculated interpolation position is used instead of the sampling data. . By doing so, discontinuity between corresponding data between the spline interpolation data corresponding to the sampling data in the effective symbol period and the spline interpolation data corresponding to the sampling data in the immediately subsequent effective sampling period is reduced. .
[0047]
As described above, in the
[0048]
【The invention's effect】
As described above, according to the digital broadcast receiver according to the present invention, since the sampling data interval and level between adjacent effective symbols are corrected, it occurs between corresponding sampling data in two consecutive effective symbol sections. Discontinuities can be reduced to a negligible extent.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a demodulator according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic explanatory diagram illustrating a temporal difference between sampling data in an effective symbol section of the demodulator according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic explanatory diagram of spline correction in the correction circuit of the demodulator according to the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a schematic explanatory diagram of a correction position in the correction circuit of the demodulator according to the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a schematic explanatory diagram of spline correction in the correction circuit of the demodulator according to the embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a schematic explanatory diagram of spline correction in the correction circuit of the demodulator according to the embodiment of the present invention.
FIG. 7 is another schematic explanatory diagram illustrating a temporal difference between sampling data in an effective symbol section of the demodulating device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of a conventional demodulator.
FIG. 9 is a schematic explanatory diagram showing a temporal relationship between sampling data in the case of a conventional demodulating device and sampling data in a modulating device.
FIG. 10 is a schematic explanatory diagram for explaining effective symbol interval extraction in the case of a conventional demodulator.
FIG. 11 is a schematic explanatory diagram of start position estimation of an effective symbol period by guard correlation.
FIG. 12 is a schematic explanatory diagram of estimation of the start position of an effective symbol period when the timing is correct.
FIG. 13 is a schematic explanatory diagram of start position estimation of an effective symbol period when the timing is not correct.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 A /
Claims (1)
有効シンボル区間内のサンプリングデータを含み該サンプリングデータの前後複数のサンプリングデータに基づいてスプライン関数を求め、
前記有効シンボル区間の開始時点から該有効シンボル区間における最初のサンプリングデータのサンプリング時点までの期間と前記有効シンボル区間に対する直前の有効シンボル区間の開始時点から該直前の有効シンボル区間における最初のサンプリングデータのサンプリング時点までの期間との差を補間値として求め、
前記有効シンボル区間のサンプリングデータのサンプリング時点を前記補間値に基づき補正して補間位置とし、前記スプライン関数に基づき該補間位置におけるスプライン補間データを求め、
求めたスプライン補間データを前記有効シンボル区間内のサンプリングデータに代わって高速フーリエ変換回路へ送出することを特徴とするデジタル放送受信機における復調装置。In a demodulator in a digital broadcast receiver that receives an OFDM-modulated signal in which one OFDM symbol period includes an effective symbol period and a guard interval period,
Obtaining a spline function based on a plurality of sampling data before and after the sampling data including the sampling data within the effective symbol interval;
The period from the start time of the effective symbol period to the sampling time of the first sampling data in the effective symbol period and the first sampling data in the effective symbol period immediately before the effective symbol period immediately before the effective symbol period Find the difference from the period until the sampling time as an interpolation value,
The sampling time of the sampling data of the effective symbol interval is corrected based on the interpolation value to obtain an interpolation position, and the spline interpolation data at the interpolation position is obtained based on the spline function,
A demodulating apparatus in a digital broadcast receiver, wherein the obtained spline interpolation data is sent to a fast Fourier transform circuit in place of the sampling data in the effective symbol section.
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