JP4108939B2 - Orthogonal frequency division multiplexed signal receiver - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、直交周波数分割多重信号の受信装置及び受信方式におけるクロック再生手法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図23は、従来の直交周波数分割多重信号受信装置100の構成を示すブロック図である。かかる技術は、例えば、木村他、“OFDM復調における周波数同期の検討”、テレビジョン学会技術報告、vol.20, no.53, pp.61-66, Oct. 1996に紹介されている。
【0003】
A/D変換部1は、クロック発振部9から所定の周波数を持つクロック信号を入力する。そしてこのクロック信号に基づいて、受信信号をアナログ/ディジタル変換して出力する。当該受信信号は準同期検波によって所定の周波数帯域に復調されており、例えば図示されないチューナーから出力される。例としてA/D変換部1に入力される第i番目のシンボルriが図示されている。
【0004】
副搬送波周波数補正部2は、フーリエ変換部4の出力を入力する。そしてこれに基づいて、A/D変換部1の出力信号に残留する送受信信号間の副搬送波周波数誤差を補正し、複素信号として出力する。ガード期間除去部3は、副搬送波周波数補正部2の出力を入力してガード期間に相当する信号を除去する。一般に、直交周波数分割多重信号の送信シンボルには、有効シンボルの最後部の一部をガード期間としてシンボルの先頭に付加している。そこで上記処理により、各シンボルにおける有効シンボルが出力される。
【0005】
フーリエ変換部4は、ガード期間除去部3から出力される有効シンボルに対し、所定のポイント数での離散フーリエ変換を行う。フーリエ変換部4の出力は、直交周波数分割多重信号における副搬送波毎の成分(副搬送波成分)を表すことになる。データ再生部7は、フーリエ変換部4の出力に対し、各副搬送波の変調方式に応じた復調を行う。これによって送信データが再生される。例として、第i番目のシンボルにおいて第k番目の副搬送波によって送信されたデータについてのデータ再生部7から出力si,kが図示されている。
【0006】
遅延部15は、副搬送波周波数補正部2の出力を入力し、1有効シンボル分だけ信号を遅延して出力する。ガード期間の信号は、有効シンボル期間の信号の最後に位置する一部である。従って、副搬送波の周波数誤差、サンプリングクロックの周波数誤差及び位相誤差のいずれもが無視でき、伝送路が理想伝送路とみなせて、かつ雑音を無視できる場合には、遅延部15の出力と副搬送波周波数補正部2の出力とは、同一とみなすことができる。
【0007】
正の周波数通過フィルタ部16は、遅延部15から出力される複素信号における正の周波数領域の信号を出力する。負の周波数通過フィルタ部17は、遅延部15の出力される複素信号における負の周波数領域の信号を出力する。複素乗算部18は、副搬送波周波数補正部2の出力と正の周波数通過フィルタ部16の出力との相関ベクトルを計算する。複素乗算部19は、副搬送波周波数補正部2の出力と負の周波数通過フィルタ部17の出力との相関ベクトルを計算する。
【0008】
クロック信号に周波数誤差が存在する場合、遅延部15において遅延される遅延時間は、本来の遅延時間に対して誤差を生じる。これに対応して、複素乗算部18の出力として得られる相関ベクトル、複素乗算部19の出力として得られる相関ベクトルには、それぞれ位相回転が発生する。両者の位相回転は、絶対値が同じで極性が異なる。この位相回転はクロックの周波数誤差を反映するため、これを検出し、フェーズ・ロックド・ループを採用することにより、クロックの周波数誤差を補正することができる。
【0009】
そこで、まず複素乗算部18,19の出力が、それぞれ積分部20,21によって、1シンボル内のガード期間に相当する間で積分される。そして積分部21の出力から積分部20の出力が減算部22において減算され、クロックの周波数誤差に比例したスカラー量である検出出力信号が出力される。ループフィルタ部6は検出出力信号の周波数帯域を制限して出力する。発振器制御部8は、ループフィルタ部6の出力に基づき、クロック発振部9がクロック信号の周波数を制御するために必要な制御信号形式に変換して出力する。そしてクロック発振部9は、発振器制御部8の出力に基づき発振動作を行い、A/D変換部1にクロック信号を与える。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
従来の直交周波数分割多重信号の受信装置100では、クロック信号の周波数誤差を検出してクロック再生を行っており、クロックの位相誤差に対しては誤差が検出できないという問題点があった。
【0011】
この発明は上記のような問題点を解決するためになされたもので、クロックの位相誤差を検出することにより、高精度で安定なクロック再生を行い、直交周波数分割多重信号のデータ再生後の誤り率を低減することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
この発明のうち請求項1にかかるものは直交周波数分割多重信号の受信装置であって、直交周波数分割多重された信号から所定の周波数帯域に復調された受信信号を、クロック信号に基づくタイミングでサンプリングするアナログ/ディジタル変換部と、前記アナログ/ディジタル変換部の出力に基づいて複数の副搬送波成分を求めるフーリエ変換部と、同一のシンボル中の前記複数の副搬送波成分間の位相に基づいて前記クロック信号の位相誤差を反映する検出出力を求めるクロック位相誤差検出部と、記検出出力に基づいてクロック信号を出力するクロック発振部とを備える。
【0013】
この発明のうち請求項2にかかるものは直交周波数分割多重信号の受信装置であって、直交周波数分割多重された信号から所定の周波数帯域に復調された受信信号を、クロック信号に基づくタイミングでサンプリングするアナログ/ディジタル変換部と、前記アナログ/ディジタル変換部の出力をリサンプリングするリサンプリング部と、前記リサンプリング部の出力に基づいて複数の副搬送波成分を求めるフーリエ変換部と、同一のシンボル中の前記複数の副搬送波成分間の位相に基づいて前記クロック信号の位相誤差を反映する検出出力を求めるクロック位相誤差検出部とを備える。そして、前記検出出力に基づいて前記アナログ/ディジタル変換部の出力をリサンプリングする。
【0014】
この発明のうち請求項3にかかるものは、直交周波数分割多重信号の受信装置であって、直交周波数分割多重された信号から所定の周波数帯域に復調された受信信号を、クロック信号に基づくタイミングでサンプリングするアナログ/ディジタル変換部と、前記アナログ/ディジタル変換部の出力に基づいて複数の副搬送波成分を求めるフーリエ変換部と、前記複数の副搬送波成分から求められる前記クロック信号の位相誤差を反映する検出出力に基づいてクロック信号を出力するクロック発振部とを備える。そして、異なるシンボルの、かつ周波数の異なる前記複数の副搬送波成分に基づいて複数の伝送路特性が求められ、前記複数の伝送路特性間の位相に基づいて前記検出出力が求められる。
【0015】
この発明のうち請求項4にかかるものは、直交周波数分割多重信号の受信装置であって、直交周波数分割多重された信号から所定の周波数帯域に復調された受信信号を、クロック信号に基づくタイミングでサンプリングするアナログ/ディジタル変換部と、前記アナログ/ディジタル変換部の出力をリサンプリングするリサンプリング部と、前記リサンプリング部の出力に基づいて複数の副搬送波成分を求めるフーリエ変換部とを備える。そして前記複数の副搬送波成分から求められる前記クロック信号の位相誤差を反映する検出出力に基づいて前記アナログ/ディジタル変換部の出力をリサンプリングする。また異なるシンボルの、かつ周波数の異なる前記複数の副搬送波成分に基づいて複数の伝送路特性が求められ、前記複数の伝送路特性間の位相に基づいて前記検出出力が求められる。
【0016】
この発明のうち請求項5にかかるものは、請求項1又は請求項2記載の直交周波数分割多重信号の受信装置であって、前記検出出力を求めるのに用いられる前記同一シンボル中の前記複数の副搬送波成分は、直交周波数分割多重変調としてQPSK系変調が採用されるデータ送信用副搬送波である。
【0017】
この発明のうち請求項6にかかるものは、請求項5記載の直交周波数分割多重信号の受信装置であって、少なくとも一つの対の前記データ送信用副搬送波成分が前記検出出力を求めるのに用いられ、前記少なくとも一つの対の前記データ送信用副搬送波成分同士の間隔は一定である。
【0018】
この発明のうち請求項7にかかるものは、請求項6記載の直交周波数分割多重信号の受信装置であって、前記クロック位相誤差検出部は、シンボル毎に複数のデータ送信用副搬送波成分を抽出するデータ送信用副搬送波成分抽出部と、前記複数のデータ送信用副搬送波成分から、前記少なくとも一つの対のデータ送信用副搬送波成分を出力する隣接データ送信用副搬送波成分分離手段と、前記少なくとも一つの対のデータ送信用副搬送波成分の一方の共役複素数信号を出力する共役複素数変換部と、前記少なくとも一つの対のデータ送信用副搬送波成分の他方と、前記少なくとも一つの対のデータ送信用副搬送波成分の前記一方の前記共役複素数信号との複素乗算結果を出力する複素乗算部と、前記複素乗算結果の位相成分の絶対値を複素座標平面上で0〜π/4ラジアンに収める座標変換を行って出力する座標変換部とを有する。
【0019】
この発明のうち請求項8にかかるものは、請求項7記載の直交周波数分割多重信号の受信装置であって、前記座標変換部の出力の正接を求めて出力する正接計算部と、前記正接計算部の出力から、前記シンボルにおいて、前記少なくとも一つの対のデータ送信用副搬送波成分間の位相を得る位相計算部と、前記シンボル毎に前記位相の平均値を求めて前記検出出力を求める位相平均化部とを更に有する。
【0020】
この発明のうち請求項9にかかるものは、請求項7記載の直交周波数分割多重信号の受信装置であって、前記座標変換部の出力の正接を求めて出力する正接計算部と、前記シンボル毎に前記正接計算部の出力の平均値を求めて前記検出出力を求める正接平均化部とを更に有する。
【0021】
この発明のうち請求項10にかかるものは、請求項7記載の直交周波数分割多重信号の受信装置であって、前記座標変換部の出力の虚部を求めて出力する虚部情報抽出部と、前記シンボル毎に前記虚部情報抽出部の出力の平均値を求めて前記検出出力を求める虚部平均化部とを更に有する。
【0022】
この発明のうち請求項11にかかるものは、請求項3又は請求項4に記載の直交周波数分割多重信号の受信装置であって、前記検出出力はシンボル毎に、パイロット用副搬送波を用いて求められ、前記パイロット用副搬送波は、同一シンボル内の周波数間隔が一定であってかつその周波数配置がシンボル毎に一定のオフセットを持つ。
【0023】
この発明のうち請求項12にかかるものは、請求項11記載の直交周波数分割多重信号の受信装置であって、複数のシンボルに亘って、前記オフセット分異なる少なくとも一つの対の前記パイロット用副搬送波成分間の位相に基づいて、前記検出出力を求めるクロック位相誤差検出部を有する。
【0024】
この発明のうち請求項13にかかるものは、請求項12記載の直交周波数分割多重信号の受信装置であって、前記クロック位相誤差検出部は、シンボル毎に前記パイロット用副搬送波成分を抽出するパイロット用副搬送波成分抽出部と、前記パイロット用副搬送波成分を既知パイロットデータで除して伝送路特性成分を出力する除算部と、前記複数のシンボルに亘って、前記オフセット分異なる、少なくとも一つの対の前記伝送路特性成分を出力する隣接伝送路特性成分分離部とを有する。
【0025】
この発明のうち請求項14にかかるものは、請求項13記載の直交周波数分割多重信号の受信装置であって、前記少なくとも一つの対の伝送路特性成分の一方の共役複素数信号を出力する共役複素数変換部と、前記少なくとも一つの対の伝送路特性成分の他方と、前記少なくとも一つの対の伝送路特性成分の前記一方の前記共役複素数信号との複素乗算結果を出力する複素乗算部と、前記複素乗算結果の正接を求めて出力する正接計算部と、前記正接計算部の出力から、前記シンボルにおいて、前記少なくとも一つの対の伝送路特性成分間の位相を得る位相計算部と、前記シンボル毎に前記位相の平均値を求めて前記検出出力を求める位相平均化部とを更に有する。
【0026】
この発明のうち請求項15にかかるものは、請求項13記載の直交周波数分割多重信号の受信装置であって、前記少なくとも一つの対の伝送路特性成分の一方の共役複素数信号を出力する共役複素数変換部と、前記少なくとも一つの対の伝送路特性成分の他方と、前記少なくとも一つの対の伝送路特性成分の前記一方の前記共役複素数信号との複素乗算結果を出力する複素乗算部と、前記複素乗算結果の正接を求めて出力する正接計算部と、前記シンボル毎に前記正接計算部の出力の平均値を求めて前記検出出力を求める正接平均化部とを更に有する。
【0027】
この発明のうち請求項16にかかるものは、請求項3又は請求項4記載の直交周波数分割多重信号の受信装置であって、前記複数の副搬送波成分は、同期変調された副搬送波の復調の為に前記受信信号に挿入される複数のパイロット用副搬送波成分を有し、前記複数のパイロット用副搬送波成分に基づいて前記複数の伝送路特性を推定する伝送路推定部と、前記複数の伝送路特性間に基づいて前記検出出力を求めるクロック位相誤差検出部とを備える。
【0028】
この発明のうち請求項17にかかるものは、請求項16記載の直交周波数分割多重信号の受信装置であって、少なくとも一つの対の前記伝送路特性成分を出力する隣接伝送路特性成分分離部と、前記少なくとも一つの対の伝送路特性成分の一方の共役複素数信号を出力する共役複素数変換部と、前記少なくとも一つの対の伝送路特性成分の他方と、前記少なくとも一つの対の伝送路特性成分の前記一方の前記共役複素数信号との複素乗算結果を出力する複素乗算部と、前記複素乗算結果の正接を求めて出力する正接計算部と、前記正接計算部の出力から、前記シンボルにおいて、前記少なくとも一つの対の伝送路特性成分間の位相を得る位相計算部と、前記シンボル毎に前記位相の平均値を求めて前記検出出力を求める位相平均化部とを更に有する。
【0029】
この発明のうち請求項18にかかるものは、請求項16記載の直交周波数分割多重信号の受信装置であって、少なくとも一つの対の前記伝送路特性成分を出力する隣接伝送路特性成分分離部と、前記少なくとも一つの対の伝送路特性成分の一方の共役複素数信号を出力する共役複素数変換部と、前記少なくとも一つの対の伝送路特性成分の他方と、前記少なくとも一つの対の伝送路特性成分の一方の前記共役複素数信号との複素乗算結果を出力する複素乗算部と、前記複素乗算結果の正接を求めて出力する正接計算部と、前記シンボル毎に前記正接計算部の出力の平均値を求めて前記検出出力を求める正接平均化部とを更に有する。
【0030】
この発明のうち請求項19にかかるものは、請求項13又は請求項16記載の直交周波数分割多重信号の受信装置であって、前記少なくとも一つの対の伝送路特性成分の一方の実部と前記少なくとも一つの対の伝送路特性成分の他方の虚部との積から、前記少なくとも一つの対の伝送路特性成分の前記一方の虚部と前記少なくとも一つの対の伝送路特性成分の前記他方の実部との積を差し引いて虚部情報を生成する虚部情報生成部と、前記シンボル毎に前記虚部情報の平均値を求めて前記検出出力を求める虚部平均化部とを更に有する。
【0031】
この発明のうち請求項20にかかるものは、直交周波数分割多重信号の受信装置であって、直交周波数分割多重された信号から所定の周波数帯域に復調された受信信号を、クロック信号に基づくタイミングでサンプリングするアナログ/ディジタル変換部と、前記アナログ/ディジタル変換部の出力に基づいて複数の副搬送波成分を求めるフーリエ変換部と、前記複数の副搬送波成分から求められる前記クロック信号の位相誤差を反映する検出出力に基づいてクロック信号を出力するクロック発振部とを備える。そして前記複数の副搬送波成分が差動変調されたものである場合には、同一のシンボル中の前記複数の副搬送波成分間の位相に基づいて前記検出出力を求め、前記複数の副搬送波成分が同調変調されたものである場合には、複数のシンボルに亘って所定のオフセット分異なる少なくとも一つの対の特定パイロット用副搬送波成分間の位相に基づいて前記検出出力を求め、前記特定パイロット用副搬送波は、同一シンボル内の周波数間隔が一定であってかつその周波数配置がシンボル毎に前記所定のオフセットを有する。
この発明のうち請求項21にかかるものは、直交周波数分割多重信号の受信装置であって、直交周波数分割多重された信号から所定の周波数帯域に復調された受信信号を、クロック信号に基づくタイミングでサンプリングするアナログ/ディジタル変換部と、前記アナログ/ディジタル変換部の出力をリサンプリングするリサンプリング部と、前記リサンプリング部の出力に基づいて複数の副搬送波成分を求めるフーリエ変換部とを備える。そして前記複数の副搬送波成分から求められる前記クロック信号の位相誤差を反映する検出出力に基づいて前記アナログ/ディジタル変換部の出力をリサンプリングする。そして前記複数の副搬送波成分が差動変調されたものである場合には、同一のシンボル中の前記複数の副搬送波成分間の位相に基づいて前記検出出力を求め、前記複数の副搬送波成分が同調変調されたものである場合には、複数のシンボルに亘って所定のオフセット分異なる少なくとも一つの対の特定パイロット用副搬送波成分間の位相に基づいて前記検出出力を求め、前記特定パイロット用副搬送波は、同一シンボル内の周波数間隔が一定であってかつその周波数配置がシンボル毎に前記所定のオフセットを有する。
【0032】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1による直交周波数分割多重信号受信装置101の構成を示すブロック図である。直交周波数分割多重信号受信装置101は、その概略として、図23で示された従来の直交周波数分割多重信号受信装置100の遅延部15、正の周波数通過フィルタ部16、負の周波数通過フィルタ部17、複素乗算部18,19、積分部20,21及び減算部22を、クロック位相誤差検出部51に置換した構成を備えている。
【0033】
具体的には、直交周波数分割多重信号受信装置101は、A/D変換部1、副搬送波周波数補正部2、ガード期間除去部3、フーリエ変換部4、データ再生部7を備えている。
【0034】
A/D変換部1は、クロック発振部9から所定の周波数を持つクロック信号を入力する。そしてこのクロック信号に基づいたタイミングでサンプリングを行い、受信信号をアナログ/ディジタル変換して出力する。当該受信信号は直交周波数分割多重された信号から準同期検波によって所定の周波数帯域に復調されており、例えば図示されないチューナーから出力される。例としてA/D変換部1に入力される第i番目のシンボルriが図示されている。
【0035】
図2は、副搬送波の周波数が完全に同期している場合の、A/D変換部1に入力される信号波形を例示するグラフである。直交周波数分割多重信号の送信シンボルには、有効シンボルの最後部の一部をガード期間としてシンボルの先頭に付加している。
【0036】
副搬送波周波数補正部2は、フーリエ変換部4の出力を入力する。そしてこれに基づいて、A/D変換部1の出力信号に残留する送受信信号間の副搬送波周波数誤差を補正し、複素信号として出力する。ガード期間除去部3は、副搬送波周波数補正部2の出力を入力してガード期間に相当する信号を除去し、各シンボルにおける有効シンボルを出力する。
【0037】
フーリエ変換部4は、ガード期間除去部3から出力される有効シンボルに対し、所定のポイント数での離散フーリエ変換を行う。フーリエ変換部4の出力は、直交周波数分割多重信号における副搬送波毎の成分(副搬送波成分)を表すことになる。例として第i番目のシンボルにおける第k番目の副搬送波成分xi,kが図示されている。
【0038】
データ再生部7は、フーリエ変換部4の出力に対し、各副搬送波の変調方式に応じた復調を行う。これによって送信データが再生される。例として、第i番目のシンボルにおいて第k番目の副搬送波によって送信されたデータについて、データ再生部7から出力si,kが図示されている。
【0039】
直交周波数分割多重信号受信装置101は更に、クロック位相誤差検出部51と、ループフィルタ部6と、発振器制御部8と、クロック発振部9を備えている。クロック位相誤差検出部51は、フーリエ変換部4の出力を入力し、1シンボル内の副搬送波成分における伝送路特性成分間の位相誤差をもとにA/D変換部1に供給されるクロック信号の位相誤差を反映する検出出力をシンボル毎に検出し、検出出力信号を出力する。例として第i番目のシンボルにおけるクロック信号の位相誤差を反映する検出出力yiが図示されている。クロック位相誤差検出部51の具体的な構成例や動作は、他の実施の形態で詳述する。
【0040】
ループフィルタ部6はクロック位相誤差検出部51から得られた検出出力信号の周波数帯域を制限して出力する。発振器制御部8は、ループフィルタ部6の出力に基づき、クロック発振部9がクロック信号の周波数を制御するために必要な制御信号形式に変換する。そしてクロック発振部9は、発振器制御部8の出力に基づき発振動作を行い、A/D変換部1にクロック信号を与える。従って、直交周波数分割多重信号受信装置101は、クロック信号の位相誤差についてフェーズ・ロックド・ループを有しているといえる。
【0041】
クロック信号に位相誤差がある場合、フーリエ変換部4に入力される信号は本来入力されるべき信号に対して時間的にずれた信号となっている。フーリエ変換の性質から、時間ドメインでの時間ずれは、周波数ドメインにおいては位相回転項として現れる。直交周波数分割多重信号受信装置101ではクロック位相誤差検出部51においてこの位相回転成分を検出することにより、クロック信号の位相誤差を検出することができる。また、クロック信号の周波数誤差についても、これを局所的には位相誤差として捉えることができるので、クロック信号の位相誤差についてフェーズ・ロックド・ループを構成することにより、クロック信号の位相及び周波数の双方を補正することができる。
【0042】
以上のようにして直交周波数分割多重信号受信装置101は、クロック信号の位相誤差についてのフェーズ・ロックド・ループを有しているので、高精度で安定なクロック再生を行い、直交周波数分割多重信号のデータ再生後の誤り率が低減される。
【0043】
実施の形態2.
図3は、この発明の実施の形態2による直交周波数分割多重信号受信装置102の構成を示すブロック図である。直交周波数分割多重信号受信装置102は、その概略として、図1で示された直交周波数分割多重信号受信装置101のA/D変換部1と副搬送波周波数補正部2との間にリサンプリング部11を介挿し、発振器制御部8及びクロック制御部9をフィルタ係数出力部10に置換した構成を有している。実施の形態2では、A/D変換部1で用いるクロック信号は一定にしたままで、A/D変換部1の出力に対してデータのリサンプリングを行う。
【0044】
より詳細には、A/D変換部1、副搬送波周波数補正部2、ガード期間除去部3、フーリエ変換部4、クロック位相誤差検出部51、ループフィルタ部6、データ再生部7は実施の形態1に採用されたものと同じ機能を果たす。そしてA/D変換部1の出力はリサンプリング部11に与えられ、リサンプリング部11の出力は、フーリエ変換部4の出力と共に、副搬送波周波数補正部2に与えられる。またフィルタ係数出力部10はループフィルタ部6の出力を入力し、その出力をリサンプリング部11に与える。
【0045】
フィルタ係数出力部10は、ループフィルタ部6から得られた、周波数帯域が制限済みのクロック信号の位相誤差に対し、リサンプリングフィルタの係数値を出力する。例えばクロックの位相誤差に対して補正を行うための係数値をあらかじめルック・アップ・テーブルに格納しておき、入力信号に応じた係数を出力するようにフィルタ係数出力部10を構成すればよい。
【0046】
リサンプリング部11はリサンプリングフィルタで構成されており、フィルタ係数出力部10から得られたリサンプリングフィルタの係数値に基づき、A/D変換部1の出力に残留しているクロック信号の位相誤差の成分を補正する。これにより、位相誤差が抑制された、本来のサンプリング点の出力値が出力される。
【0047】
以上のように、実施の形態2にかかる直交周波数分割多重信号受信装置102においても、クロック信号の位相誤差についてフェーズ・ロックド・ループが構成されているので、高精度で安定なクロック再生が行われ、直交周波数分割多重信号のデータ再生後の誤り率が低減される。
【0048】
実施の形態3.
実施の形態3では、実施の形態1,2でそれぞれ示された直交周波数分割多重信号受信装置101,102で用いられるクロック位相誤差検出部51の構成を例示する。
【0049】
図4は、クロック位相誤差検出部51として採用できるクロック位相誤差検出部51aの構成を例示するブロック図である。クロック位相誤差検出部51aは副搬送波成分xi,kを入力するデータ送信用副搬送波成分抽出部500と、データ送信用副搬送波成分抽出部500の出力を入力して、データ送信用副搬送波成分の一対あるいは複数対を出力する隣接データ送信用副搬送波成分分離部501とを備えている。ここでデータ送信用副搬送波とはデータの送信に用いられる副搬送波である。そしてここでいうデータとは、例えば映像情報や音声情報など、システムが本来送信することを目的とするデータを意味する。実施の形態3ではクロック信号の位相誤差は、1シンボル毎に、データ送信用副搬送波を用いて検出される。
【0050】
図5はA/D変換部1におけるサンプリングの概念を示すグラフであり、破線はA/D変換部1に入力される受信信号の波形を示し、白丸は本来のサンプリング点、即ちクロック信号に位相誤差が無い場合のサンプリング点を示す。A/D変換部1に与えられるクロック信号に位相誤差が無い場合には、ガード期間と有効シンボル期間との境界でサンプリングが行われる。この場合には二重丸で示されたサンプリング点、即ち有効シンボル期間内にある本来のサンプリング点がフーリエ変換部4から出力される。
【0051】
しかしクロック信号に位相誤差sT(Tは有効シンボル期間であって隣接する副搬送波の周波数間隔f0の逆数、sはクロック信号の位相誤差に応じて異なる係数:進み位相を正とする)が存在した場合には、黒丸で示されるサンプリング点でサンプリングが行われる。従って、フーリエ変換部4から出力されるサンプリング点は、黒丸で示され、かつ白丸で更に囲まれたサンプリング点となり、ガード期間の波形をもデータ再生部7に与えるという望ましくない動作が生じる。
【0052】
ガード期間と有効シンボル期間との境界を位相の基準点とすると、基準点に対するクロック信号の位相誤差は、−2zπ〜2zπの範囲(z:整数)で定義できる。このとき、送信データの値をai,k、該当する副搬送波に対する伝送路の伝達関数をHi,k、フーリエ変換部4で実行される離散フーリエ変換のポイント数をNとすると、フーリエ変換部4の出力xi,kは式(1)で近似できる。
【0053】
【数1】

Figure 0004108939
【0054】
クロック信号の位相誤差を検出することは,式(1)において係数sを求めることによって実現できる。
【0055】
まずデータ送信用副搬送波成分抽出部500において、フーリエ変換部4の出力信号から、データを送信している副搬送波成分を抽出して出力する。例えばA/D変換部1に入力される第i番目のシンボルriについて、フーリエ変換部4から副搬送波成分xi,0,xi,1,…,xi,N-1が得られる。但し、副搬送波成分xi,k+1の周波数は、副搬送波成分xi,kの周波数よりも周波数間隔f0だけ高い。
【0056】
例えば副搬送波成分xi,0,xi,1,…,xi,N-1は、この順にフーリエ変換部4から出力される。これらの中からデータ送信用副搬送波の成分のみが抽出されて、隣接データ送信用副搬送波成分分離部501に与えられる。隣接データ送信用副搬送波成分分離部501は、データ送信用副搬送波成分抽出部500の出力を入力し、周波数が異なって対をなす副搬送波成分として、データ送信用第1副搬送波成分ci,k及びデータ送信用第2副搬送波成分pi,kの対を少なくとも一つ出力する。ここで、データ第1送信用副搬送波成分ci,kの周波数は、データ送信用第2副搬送波成分pi,kの周波数よりも高い。
【0057】
データ第1送信用副搬送波成分ci,kの周波数fcik及びデータ送信用第2副搬送波成分pi,kの周波数fpikとの差をmf0とすると(m≧1)、データ送信用副搬送波成分に関しては、式(2)が成立する。
【0058】
【数2】
Figure 0004108939
【0059】
クロック位相誤差検出部5は、共役複素数変換部502と複素乗算部503とを更に備えている。共役複素数変換部502はデータ送信用第2副搬送波成分pi,kの共役複素数pi,k *を求め、複素乗算部503はデータ送信用第1副搬送波成分ci,kとデータ送信用第2副搬送波成分pi,kの共役複素数pi,k *との複素乗算を行う。但し、記号の右上に付記されたアスタリスク(*)は、これが付記された複素数の共役複素数を表す。
【0060】
複素乗算部503のから出力される複素信号Ri,kは式(1),(2)に基づき、式(3)で表される。
【0061】
【数3】
Figure 0004108939
【0062】
データ送信用副搬送波の変調方式がDQPSK(Differentially Encoded Quadrature Phase Shift Keying)、π/4シフトDQPSK、QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)である(本明細書ではこれらを総称して「QPSK系変調」と称す)とすると、ai,k-m *・ai,k=A2(A:信号振幅)と表される。また、mの値を小さくすることにより、データ第1送信用副搬送波成分ci,kに対応する伝送路の伝達関数Hi,k-mをデータ送信用第2副搬送波成分pi,kに対応する伝送路の伝達関数Hi,kと等しいと近似することができる。この場合、式(3)は式(4)で近似できる。
【0063】
【数4】
Figure 0004108939
【0064】
式(4)において、li,kは周波数fpikの副搬送波で変調されたデータと、周波数fcikの副搬送波で変調されたデータとの位相差を表しており、0,1,2,3のいずれかの値をとり得る。
【0065】
データ間位相差li,kの値に依存しないように係数sを検出するために、クロック位相誤差検出部5は座標変換部504を更に備えている。座標変換部504では、入力される複素信号Ri,kの位相成分の絶対値が複素座標平面上で0〜π/4ラジアンに収まるように座標軸を変換する。
【0066】
図6(a)は複素信号Ri,kの、図6(b)は複素信号R i,kの、複素座標平面でのそれぞれの位置を示すグラフである。複素信号Ri,kはデータ間位相差li,kの値に依存して4象限のいずれかの位置を占めるが、複素信号R i,kはデータ間位相差li,kの値に依存せずに、その実部及び虚部を共に正に設定することができる。
【0067】
座標変換部504は具体的には、入力される複素信号Ri,kの実部と虚部の符号と絶対値に応じて、出力する複素信号R i,kを生成する。座標変換部504の処理の具体例を下表に示す。但し、記号Reはその右隣の[]に納められた複素数の実部を、記号Imはその右隣の[]に納められた複素数の虚部を、それぞれ表す。
【0068】
【表1】
Figure 0004108939
【0069】
そして複素信号R i,kは式(5)で表される。
【0070】
【数5】
Figure 0004108939
【0071】
複素信号R i,kからクロック位相誤差についての検出出力を求めるために、クロック位相誤差検出部5は正接計算部505及び位相計算部506を更に備えている。正接計算部505は、複素信号R i,kの位相に対する正接を計算して出力する。具体的には例えば、Im[R i,k]/Re[R i,k]で求められる。そして位相計算部506は正接計算部505の出力を入力し、これに対応する位相θi,kを出力する。位相計算部506は、例えばルック・アップ・テーブルなどに正接に対応する位相を格納しておき、入力に応じた値を出力するようにすればよい。位相θi,kは式(6)で表される。
【0072】
【数6】
Figure 0004108939
【0073】
データ送信用第1副搬送波成分ci,k及びデータ送信用第2副搬送波成分pi,kの対は、ある一つのシンボルriに対して副搬送波番号kを更新して複数を採用することができる。そして1シンボル期間内でkを更新して計算された位相θi,kの平均値を計算するため、クロック位相誤差検出部5は位相平均化部507を更に備えている。位相平均化部507は、位相計算部506の出力たる位相θi,kを入力し、1シンボル期間内で更新された副搬送波番号kについて平均値を計算して第i番目のシンボルにおけるクロック信号の位相誤差を反映する検出出力yiを出力する。つまり第i番目のシンボルにおけるクロック信号の位相誤差を反映する検出出力yiは、データ送信用副搬送波同士の位相差を1シンボル内で平均したものであり、明らかにその値はクロック信号の位相誤差に比例するスカラー量となる。
【0074】
しかも式(2)を満足していれば、いずれの対においてもデータ送信用副搬送波同士は同じ間隔mf0だけ離れているので、周波数間隔に応じた補正を必要としたり、同じクロック位相誤差に対してその検出値にばらつきが生じることも回避できる。
【0075】
また直交周波数分割多重変調としてQPSK系変調を採用することにより、データ送信用副搬送波成分の絶対値の大きさはいずれも等しい(式(4)、(5)ではAとして表記)ので、複素乗算結果を得る際に、データ送信用副搬送波成分の大きさで正規化する必要も無い。
【0076】
以上のように、実施の形態3によれば、1シンボル内で一対または複数対をなす副搬送波における位相差に基づき、クロック信号の位相誤差を検出する。従ってクロック再生を行うフェーズ・ロックド・ループにおいて、高精度かつ安定なクロック信号を再生することができる。
【0077】
なお、副搬送波にはデータ以外にも、復調器において信号を再生する場合に使用するパイロットや、同期用のパイロット、伝送パラメータを表すデータなど、様々な情報を送信している場合が多い。しかしパイロット用副搬送波はデータ送信用副搬送波よりもその数が少なく、また不規則な周波数位置に配置される。よってパイロット用副搬送波を用いて位相誤差を求める場合に比べ、実施の形態3ではデータ送信用副搬送波を用いて位相誤差を求めるので、高精度にクロック位相の誤差が求められる。
【0078】
データ送信用第1副搬送波成分ci,k及びデータ送信用第2副搬送波成分pi,kの対は、ある一つのシンボルriに対して一対のみ求めてもよく、その場合には位相平均化部507は不要となる。しかし、位相誤差を求める精度を高めるためには複数の上記対を求めることが望ましい。
【0079】
実施の形態4.
実施の形態4でも、クロック位相誤差検出部51として採用できるクロック位相誤差検出部51bの構成を呈示する。クロック位相誤差検出部51bではデータ送信用副搬送波ではなく、パイロット用の副搬送波(パイロット用副搬送波)、特にシンボルによって周波数位置が変化するパイロット用副搬送波を用いてクロックの位相誤差を検出する。
【0080】
図7は、クロック位相誤差検出部51bの構成を例示するブロック図である。クロック位相誤差検出部51bはパイロット用副搬送波成分抽出部511を備えており、これがフーリエ変換部4から副搬送波成分xi,kを入力し、ある種のパイロット用副搬送波成分を抽出する。
【0081】
一般に、パイロット用副搬送波はデータ送信用副搬送波に比べ、その絶対数が少ない場合が多い。従って、一般のパイロット用副搬送波を実施の形態3で示されたクロック位相誤差検出部51aに用いると、雑音の影響を受けやすい。また、一般のパイロット用副搬送波はその周波数配置が不規則な場合がある。この場合には、抽出される副搬送波の周波数間隔が一定ではないため、周波数間隔に応じた補正を必要としたり、同じクロック位相誤差に対しても検出値にばらつきが生じるという問題が生じる。更に、一定の間隔で配置されたパイロット用副搬送波を用いた場合は、検出値のばらつきは発生しないが、その間隔が大きいほど検出範囲が小さくなってしまう。
【0082】
ところが、パイロット用副搬送波のうち、同期変調された副搬送波を復調するために使用される副搬送波は、同一シンボル内の周波数間隔が一定値Mf0(f0は副搬送波番号が隣接する副搬送波同士の周波数間隔)であって、かつその周波数配置がシンボル毎に一定のオフセットnf0を持つ場合がある(以下「特定パイロット用副搬送波」と称す)。図8はそのようなパイロットを含むシンボルを示す模式図であり、行毎に異なるシンボル(例えばri)が例示されている。白丸及び黒丸は副搬送波の位置を示し、右に行くほど副搬送波番号kが大きく、その対応する周波数が高い。同一シンボル内で隣接するパイロット用副搬送波の周波数間隔が12f0(即ちM=12)であり、隣接するシンボル同士ではパイロット用副搬送波のオフセットが3f0(即ちn=3)である場合が図示されている。このようなパイロットの例として、日本における地上波デジタルTV方式でのScattered Pilotを挙げることができる。
【0083】
特定パイロット用副搬送波を用いることにより、後述するようにクロック信号の位相誤差の検出範囲を広げると共に、位相誤差の検出に供される副搬送波数を増加させることができる。よってクロック信号の位相誤差の検出精度を向上することができる。
【0084】
更にQPSK系以外の多値同期変調、例えば多値QAM(Quadrature Amplitude Modulation)等が用いられた場合には、抽出されるデータ送信用副搬送波の位相誤差の検出は複雑になる。一方、パイロット用副搬送波の変調方式としては通常BPSK(Binary Phase Shift Keying)やDBPSK(Differentially Encoded Binary Phase Shift Keying)が用いられ、しかもそのデータの値は既知である。このような場合にはパイロット用副搬送波を用いてクロック信号の位相誤差を検出する方が、回路規模を削減できる。
【0085】
クロック位相誤差検出部51bは除算部512を更に備え、パイロット用副搬送波成分抽出部511で抽出されたパイロット用副搬送波成分xi,k (p)を、既知パイロットデータai,k (p)で除算する。既知パイロットデータは、抽出されたパイロット用副搬送波に対応するパイロットのデータを表す既知信号である。これによりパイロット用副搬送波成分が正規化され、パイロットのデータの値によらずにクロック信号の位相誤差を求めることができる。
【0086】
副搬送波成分xi,kがパイロット用副搬送波成分xi,k (p)であった場合、これが式(1)で表されるとすれば、除算部512の出力、即ち正規化されたパイロット用副搬送波成分x i,k (p)は式(7)で表され、本明細書では「伝送路特性成分」とも称する。
【0087】
【数7】
Figure 0004108939
【0088】
伝送路特性成分x i,k (p)は、該当する副搬送波に対する伝送路特性Hi,kとクロック信号の位相誤差を反映する位相回転項exp[j2π(k/N)s]との積で表されている。
【0089】
クロック位相誤差検出部51bは伝送路特性成分メモリ部513を更に備え、伝送路特性成分x i,k (p)を少なくとも1シンボル分以上メモリに格納する。望ましくは(M/n−1)個の異なるシンボルについての伝送路特性成分を格納する。
【0090】
クロック位相誤差検出部51bは隣接伝送路特性成分分離部514を更に備え、伝送路特性成分メモリ部513の出力と、除算部512の出力とを入力し、パイロット用第1伝送路特性成分ci,k (p)及びパイロット用第2伝送路特性成分pi,k (p)の対を出力する。
【0091】
図9は、パイロット用第1伝送路特性成分ci,k (p)及びパイロット用第2伝送路特性成分pi,k (p)を得る様子を示す概念図である。黒丸はパイロットの副搬送波の位置を、白丸はそれ以外の信号の副搬送波の位置を、それぞれ示しており、除算部512、伝送路特性成分メモリ部513から得られる副搬送波は黒丸で示された位置に対応するものである。ここでは特定パイロット用副搬送波が副搬送波番号k=0,3,6,9,12,15の副搬送波の中から選択され、かつ同一パイロットにおいては特定パイロット用副搬送波同士が副搬送波番号が12個分離れている場合が図示されている。つまり図8で説明された場合と同様に同一シンボル内で隣接する特定パイロット用副搬送波の周波数間隔が12f0(即ちM=12)であり、隣接するシンボル同士では特定パイロット用副搬送波のオフセットが3f0(即ちn=3)である場合が図示されている。
【0092】
第i番目のシンボルにおいて、特定パイロット用副搬送波は副搬送波番号k=6であり、伝送路特性成分x i,6 (p)が除算部512から得られている場合を想定する。これに先立って既に除算部512からは、第(i−1)番目のシンボルについて伝送路特性成分x i-1,3 (p),x i-1,15 (p)が、第(i−2)番目のシンボルについて伝送路特性成分x i-2,0 (p),x i-2,12 (p)が、第(i−3)番目のシンボルについて伝送路特性成分x i-3,9 (p)が、それぞれ得られ、かつ伝送路特性成分メモリ部513から出力される。
【0093】
従って隣接伝送路特性成分分離部514には、x i-2,0 (p),x i-1,3 (p),x i,6 (p),x i-3,9 (p),x i-2,12 (p),x i-1,15 (p)が入力されることになり、異なるシンボルに亘ってはいるものの、特定パイロット用副搬送波のオフセットnf0ずつ異なる複数の伝送路特性成分が得られることになる。従って除算部512から第i番目のシンボルについての伝送路特性成分が得られた際に、パイロット用第1伝送路特性成分ci,k (p)及びパイロット用第2伝送路特性成分pi,k (p)の複数対を出力することができる。例えばci,15 (p)=x i-1,15 (p),pi,15 (p)=x i-2,12 (p)の対、ci,12 (p)=x i-2,12 (p),pi,12 (p)=x i-3,9 (p)の対、ci,9 (p)=x i-3,9 (p),pi,9 (p)=x i,6 (p)の対、ci,6 (p)=x i,6 (p),pi,6 (p)=x i-1,3 (p)の対、ci,3 (p)=x i-1,3 (p),ci,3 (p)=x i-1,3 (p),pi,3 (p)=x i-2,0 (p)の対である。
【0094】
換言すれば、除算部512から出力される現在のシンボルに対する伝送路特性成分と、伝送路特性成分メモリ部513から出力される、それ以前のシンボルの伝送路特性成分とを採用し、これらの中から選択して、周波数が互いに隣接する伝送路特性成分が対となって出力される。
【0095】
クロック位相誤差検出部51bは共役複素数変換部515を更に備え、これはパイロット用第2パイロット用伝送路特性成分pi,k (p)の共役複素数pi,k (p)*を出力する。そして第2の複素乗算部516は、共役複素数変換部515からの出力pi,k (p)*と、隣接伝送路特性成分分離部514からのパイロット用第1伝送路特性成分ci,k (p)との複素乗算を行う。複素乗算部516の出力Ri,k (p)は式(7)に基づき、式(8)で表される。
【0096】
【数8】
Figure 0004108939
【0097】
クロック位相誤差検出部51bは実施の形態3で採用されたものと同じ機能を果たす正接計算部505、位相計算部506、位相平均化部507を更に備えている。正接計算部505は、複素乗算部516の出力Ri,k (p)の正接(その虚部をその実部で除した値)を計算して出力する。以降の処理は実施の形態3と同様にして、第i番目のシンボルにおける検出出力yiを得ることができる。
【0098】
以上のように、本実施の形態によれば、1シンボル内に等周波数間隔で配置されかつシンボル毎にその配置がオフセットを持つ特定パイロット用副搬送波に着目し、これから得られる伝送路特性成分を複数のシンボルに亘って採用し、その中から選択される少なくとも一つの対の伝送路特性成分同士の位相差を検出する。従って同一のシンボルからのみ特定パイロット用副搬送波成分を得る場合よりも周波数間隔が小さく、従って対となる伝送路特性成分の間で伝達関数はほぼ等しいとする近似の精度も高められる。また参照する副搬送波の数を多く得ることができ、クロック再生を行うフェーズ・ロックド・ループにおいて、高精度かつ安定なクロック信号を再生することができる。
【0099】
また、同様の理由から、周波数・時間配置が不規則なパイロット用副搬送波を用いる場合に必要となる検出値のばらつきをなくし、またクロック信号の位相誤差の検出範囲を増大することができる。
【0100】
なお、図9に示されたように、隣接するシンボル間において、必ずオフセットnf0分離れた一対の伝送路特性成分が得られる場合には、伝送路特性成分メモリ部513はシンボル一つ分を格納してもよい。その場合には1シンボル当たりに一対のパイロット用第1伝送路特性成分ci,k (p)及びパイロット用第2伝送路特性成分pi,k (p)が得られることになり、出力位相平均化部507は不要となる。しかし、位相誤差を求める精度を高めるためには複数の上記対を求めることが望ましい。
【0101】
実施の形態5.
実施の形態5では、同期変調された副搬送波を復調する場合に用いられる伝送路推定結果の出力をもとにクロックの位相誤差を検出する。図10は、この発明の実施の形態5による直交周波数分割多重信号受信装置103の構成を示すブロック図である。その概略として、図1で示されたクロック位相誤差検出部51をクロック位相誤差検出部52に、直交周波数分割多重信号受信装置101のデータ再生部7を副搬送波復調部13に、それぞれ置換し、伝送路推定部12を追加した構成を有している。
【0102】
より詳細には直交周波数分割多重信号受信装置103は、いずれも実施の形態1に採用されたものと同じ機能を果たすA/D変換部1、副搬送波周波数補正部2、ガード期間除去部3、フーリエ変換部4、ループフィルタ部6、発振器制御部8、クロック発振器9を備えている。
【0103】
伝送路推定部12はフーリエ変換部4から副搬送波成分xi,kを入力し、同期変調された副搬送波を復調するために挿入されているパイロットの副搬送波成分をもとに、伝送路の特性を推定する。図11は伝送路推定部12の構成を例示するブロック図である。実施の形態4と同様にして伝送路特性成分x i,k (p)を得るための、パイロット用副搬送波成分抽出部511、除算部512が伝送路推定部12に備えられている。
【0104】
除算部512から伝送路特性成分x i,k (p)が得られる際には、既に第(i−1)番目以前の複数のシンボルについての伝送路特性成分が得られている。これらを格納するために伝送路特性成分メモリ部513も設けられている。そして第i番目以前の複数のシンボルについての伝送路特性成分が内挿部519に与えられる。
【0105】
内挿部519では、特定パイロット用副搬送波について得られた伝送路特性成分を時間方向及び周波数方向について内挿を用いた近似によって、特定パイロット用副搬送波以外の副搬送波についての伝送路特性成分を推定する。これにより全ての副搬送波についての伝送路特性成分hi,kが出力される。上記内挿のため、伝送路特性成分メモリ部513は(M/n)個の異なるシンボルについての伝送路特性成分を格納することが望ましい。
【0106】
副搬送波復調部13は、フーリエ変換部4から出力される副搬送波成分xi,kを、伝送路特性hi,kに基づいて復調し、再生データsi,kを出力する。具体的にはsi,k=xi,k/hi,kで求めることができる。
【0107】
上記のようにして得られた伝送路特性hi,0〜hi,K(0≦k≦K)は、クロック位相誤差検出部52に与えられ、クロック信号の位相誤差を反映する検出出力yiが出力される。図12はクロック位相誤差検出部52に採用できるクロック位相誤差検出部52aの構成を示すブロック図である。クロック位相誤差検出部52aはクロック位相誤差検出部51bからパイロット用副搬送波成分抽出部511、除算部512、伝送路特性成分メモリ部513を除いた構成を有している。
【0108】
具体的にはクロック位相誤差検出部52aは隣接伝送路特性成分分離部514を有しており、伝送路特性hi,0〜hi,Kから第1副搬送波伝送路特性成分ci,k (h)及び第2副搬送波伝送路特性成分pi,k (h)の対を少なくとも一つ出力する。ここで、第1副搬送波伝送路特性成分ci,k (h)の周波数は、第2副搬送波伝送路特性成分pi,k (h)の周波数よりも高い。例えばci,k1 (h)=hi,k1,pi,k1 (h)=hi,k1-t(1≦t≦k1)に選択することができる。但し実施の形態1においてmを小さくするほど位相誤差を精度良く求めやすいのと同様に、tは小さい方が望ましい。
【0109】
クロック位相誤差検出部52aは更に共役複素数変換部515、複素乗算部516、正接計算部505、位相計算部506、位相平均化部507を備え、これらはそれぞれ実施の形態3に示された機能を果たす。即ち、共役複素数変換部515は第2副搬送波伝送路特性成分pi,k (h)の共役複素数pi,k (h)*を出力する。そして複素乗算部516において第1副搬送波伝送路特性成分ci,k (h)と共役複素数pi,k (h)*との複素乗算が行われ、複素信号Ri,k (h)が出力される。これから正接計算部505、位相計算部506によって位相θi,kが求められ、更にその副搬送波番号kについての平均が位相平均化部507によって計算されて第i番目のシンボルについての検出出力yiが求められる。
【0110】
以上のように、本実施の形態によれば、同期変調された副搬送波の復調時に必要となる伝送路推定部の出力として得られる伝送路特性をもとに、クロック信号の位相誤差を検出する。従って、参照する副搬送波の数を任意に増加することができる。そしてクロック信号の位相誤差を、パイロット用副搬送波成分の値によらずに求めることができる。これによりクロック再生を行うフェーズ・ロックド・ループにおいて、高精度かつ安定なクロック信号を再生することができる。またクロック信号の位相誤差の検出範囲を増大することができる。
【0111】
なお、本実施の形態で採用されるべきパイロット用副搬送波は、実施の形態5で採用される特定パイロット用副搬送波のような「1シンボル内に等周波数間隔で配置されかつシンボル毎にその配置がオフセットを持つ」という特性を備えることは、必ずしも要求されない。同期変調された副搬送波の復調時に通常用いられる、伝送路推定部の出力を採用してクロック信号の位相誤差を求めるからである。
【0112】
また、本実施の形態ではクロック位相誤差検出部52aが出力する検出出力yiに基づいてクロック発振部9のクロック信号を制御する直交周波数分割多重信号受信装置103を例示したが、実施の形態2に示される直交周波数分割多重信号受信装置102のように、フィルタ係数出力部10及びリサンプリング部11を用いてもよい。
【0113】
実施の形態6.
実施の形態6では、副搬送波の変調方式として同期変調と差動変調が混在する場合のクロック信号の位相誤差を検出する技術を呈示する。但し、ここでいう差動変調とは、DQPSKやπ/4シフトDQPSKを、また同期変調はQPSKや多値QAMを意味する。
【0114】
図13は、この発明の実施の形態6による直交周波数分割多重信号受信装置104の構成を示すブロック図である。直交周波数分割多重信号受信装置104は直交周波数分割多重信号受信装置101においてクロック位相誤差検出部51をクロック位相誤差検出部53に置換し、また変調方式識別情報デコード部14を追加した構成を有している。
【0115】
変調方式識別情報デコード部14は、フーリエ変換部4から副搬送波成分xi,kを入力し、副搬送波の中に挿入されている各副搬送波の変調方式を識別するための情報を再生する。これにより、各々の副搬送波についての変調方式が差動変調であるか同期変調であるかを表す変調方式識別信号Dを出力する。クロック位相誤差検出部53では、変調方式識別信号Dに応じてクロック信号の位相誤差検出を行う。
【0116】
図14はクロック位相誤差検出部53に採用できるクロック位相誤差検出部53aの構成を示すブロック図である。クロック位相誤差検出部53aは複素信号R i,kを得るために実施の形態3で示されたクロック位相誤差検出部51aが備えていた、データ送信用副搬送波成分抽出部500、隣接データ送信用副搬送波成分分離部501、共役複素数変換部502、複素乗算部503、座標変換部504を備えている。そして複素信号R i,kは信号選択部522の一方の入力となっている。
【0117】
またクロック位相誤差検出部53aは複素信号Ri,k (p)を得るために実施の形態4で示されたクロック位相誤差検出部51bが備えていた、パイロット用副搬送波成分抽出部511、除算部512、伝送路特性成分メモリ部513、隣接伝送路特性成分分離部514、共役複素数変換部515、複素乗算部516を備えている。そして出力Ri,k (p)は信号選択部522の他方の入力となっている。
【0118】
更に、クロック位相誤差検出部53aは信号選択部522の出力が与えられる正接計算部505、正接計算部505の出力が与えられる位相計算部506、位相計算部506から位相θi,kを得て検出出力yiを出力する位相平均化部507を備えている。
【0119】
そしてクロック位相誤差検出部53aは変調方式識別信号Dによって2入力から一つを選択して出力する信号選択部522を備えている。従ってクロック位相誤差検出部53aは、信号選択部522からの出力に応じて、実施の形態3で示されたクロック位相誤差検出部51a(図4)、実施の形態4で示されたクロック位相誤差検出部51b(図7)のいずれかの機能を果たす。
【0120】
信号選択部522は、変調方式識別信号Dが、副搬送波成分xi,kが差動変調されていると判断した場合には座標変換部504の出力R i,kを、副搬送波成分xi,kが同期変調されていると判断した場合には複素乗算部516の出力Ri,k (p)を、それぞれ選択して出力する。
【0121】
以上のように、本実施の形態では副搬送波の変調方式に応じてクロック信号の位相誤差を検出する。従って本実施の形態によれば、差動変調と同期変調が混在するような直交周波数分割多重信号を受信する際に高精度なクロック再生を実現することができる。
【0122】
なお、本実施の形態ではクロック位相誤差検出部53aが出力する検出出力yiに基づいてクロック発振部9のクロック信号を制御する直交周波数分割多重信号受信装置104を例示したが、実施の形態2に示される直交周波数分割多重信号受信装置102のように、フィルタ係数出力部10及びリサンプリング部11を用いてもよい。
【0123】
実施の形態7.
実施の形態7は実施の形態3乃至実施の形態6の変形である。
【0124】
図15は実施の形態7のうち、実施の形態3の変形を示すブロック図であり、クロック位相誤差検出部51cの構成を示す。クロック位相誤差検出部51cは、図4に示されたクロック位相誤差検出部51aの位相計算部506、位相平均化部507を正接平均化部508に置換した構成を有している。クロック位相誤差検出部51cも、直交周波数分割多重信号受信装置101,102が備えるクロック位相誤差検出部51として採用することができる。
【0125】
図16は実施の形態7のうち、実施の形態4の変形を示すブロック図であり、クロック位相誤差検出部51dの構成を示す。クロック位相誤差検出部51dは、図7に示されたクロック位相誤差検出部51bの位相計算部506、位相平均化部507を正接平均化部508に置換した構成を有している。クロック位相誤差検出部51dも、直交周波数分割多重信号受信装置101,102が備えるクロック位相誤差検出部51として採用することができる。
【0126】
図17は実施の形態7のうち、実施の形態5の変形を示すブロック図であり、クロック位相誤差検出部52bの構成を示す。クロック位相誤差検出部52bは、図12に示されたクロック位相誤差検出部52aの位相計算部506、位相平均化部507を正接平均化部508に置換した構成を有している。クロック位相誤差検出部52bも、直交周波数分割多重信号受信装置103が備えるクロック位相誤差検出部52として採用することができる。
【0127】
図18は実施の形態7のうち、実施の形態6の変形を示すブロック図であり、クロック位相誤差検出部53bの構成を示す。クロック位相誤差検出部53’は、図14に示されたクロック位相誤差検出部53aの位相計算部506、位相平均化部507を正接平均化部508に置換した構成を有している。クロック位相誤差検出部53bも、直交周波数分割多重信号受信装置104が備えるクロック位相誤差検出部53として採用することができる。
【0128】
正接平均化部508は、正接計算部505の出力を入力とし、1シンボル期間内に計算された位相情報の正接の平均値を計算する。その結果はクロック信号の位相誤差を反映するスカラー量となるので、これを第i番目のシンボルについての検出出力yiとして扱うことができる。
【0129】
以上のように、本実施の形態では正接計算部505の出力を1シンボル期間平均化したものをクロック位相誤差検出部51,52,53の出力yiとする。従って、正接から位相を求める必要が無く、回路規模を削減することができる。
【0130】
実施の形態8.
実施の形態8は、実施の形態3の変形としての実施の形態7の、更に変形である。図19はクロック位相誤差検出部51eの構成を示すブロック図であり、クロック位相誤差検出部51eは直交周波数分割多重信号受信装置101,102が備えるクロック位相誤差検出部51として採用することができる。
【0131】
クロック位相誤差検出部51eは図15に示されたクロック位相誤差検出部51cの正接計算部505、正接平均化部508を、それぞれ虚部情報抽出部509、虚部平均化部510に置換した構成を有している。
【0132】
クロック位相誤差検出部51eはクロック位相誤差検出部51a,51cと同様にして、座標変換部から複素信号R i,kを得る。そして虚部情報抽出部509は複素信号R i,kの虚部Im[R i,k]を出力する。これはクロック位相誤差検出部51a,51cの正接計算部505の出力に複素信号R i,kの実部Re[R i,k]を乗じたものに相当する。虚部平均化部510は虚部Im[R i,k]を、副搬送波番号kについての平均をとって出力する。その結果はクロック信号の位相誤差を反映するスカラー量となるので、これを第i番目のシンボルについての検出出力yiとして扱うことができる。
【0133】
以上のように、本実施の形態では、虚部情報の1シンボルの平均値をクロック位相誤差検出部51の出力とする。従って、正接や位相を求める必要が無く、回路規模を削減することができる。
【0134】
実施の形態9.
実施の形態9は、実施の形態4の変形としての実施の形態7の、更に変形である。図20はクロック位相誤差検出部51fの構成を示すブロック図であり、クロック位相誤差検出部51fは直交周波数分割多重信号受信装置101,102が備えるクロック位相誤差検出部51として採用することができる。
【0135】
クロック位相誤差検出部51fは図16に示されたクロック位相誤差検出部51dの共役複素数変換部515、複素乗算部516、正接計算部505、正接平均化部508を虚部情報生成用乗算部517、虚部平均化部510に置換した構成を有している。
【0136】
クロック位相誤差検出部51fはクロック位相誤差検出部51b,51dと同様にして、隣接伝送路特性成分分離部514からパイロット用第1伝送路特性成分ci,k (p)及びパイロット用第2伝送路特性成分pi,k (p)を得る。虚部情報生成用乗算部517は、これらを入力し、式(9)に基づいて虚部情報qi,k (p)を計算して出力する。
【0137】
【数9】
Figure 0004108939
【0138】
つまり虚部情報qi,k (p)は、クロック位相誤差検出部51b,51dにおいて正接計算部505から得られる正接の値に(Re[ci,k (p)]・Re[pi,k (p)]+Im[ci,k (p)]・Im[pi,k (p)])を乗じた値である。虚部平均化部510は虚部情報qi,k (p)を、副搬送波番号kについての平均をとって出力する。その結果はクロック信号の位相誤差を反映するスカラー量となるので、これを第i番目のシンボルについての検出出力yiとして扱うことができる。
【0139】
以上のように、本実施の形態では、虚部情報の1シンボルの平均値をクロック位相誤差検出部51の出力とする。従って、複素乗算のように(Re[ci,k (p)]・Re[pi,k (p)]+Im[ci,k (p)]・Im[pi,k (p)])を求める必要は無く、正接や位相を求める必要も無く、回路規模を削減することができる。
【0140】
実施の形態10.
実施の形態10は実施の形態5の変形としての実施の形態7の、更に変形である。図21はクロック位相誤差検出部52cの構成を示すブロック図であり、クロック位相誤差検出部52cは直交周波数分割多重信号受信装置103が備えるクロック位相誤差検出部52として採用することができる。
【0141】
クロック位相誤差検出部52cは図17に示されたクロック位相誤差検出部52bの共役複素数変換部515、複素乗算部516、正接計算部505、正接平均化部508を虚部情報生成用乗算部517、虚部平均化部510に置換した構成を有している。
【0142】
クロック位相誤差検出部52cはクロック位相誤差検出部52a,52bと同様にして、隣接伝送路特性成分分離部514から第1伝送路特性成分ci,k (h)及び第2伝送路特性成分pi,k (h)を得る。虚部情報生成用乗算部517は、これらを入力し、式(10)に基づいて虚部情報qi,k (h)を計算して出力する。
【0143】
【数10】
Figure 0004108939
【0144】
つまり虚部情報qi,k (h)は、クロック位相誤差検出部52a,52bにおいて正接計算部505から得られる正接の値に(Re[ci,k (h)]・Re[pi,k (h)]+Im[ci,k (h)]・Im[pi,k (h)])を乗じた値である。虚部平均化部510は虚部情報qi,k (h)を、副搬送波番号kについての平均をとって出力する。その結果はクロック信号の位相誤差を反映するスカラー量となるので、これを第i番目のシンボルについての検出出力yiとして扱うことができる。
【0145】
以上のように、本実施の形態では、虚部情報の1シンボルの平均値をクロック位相誤差検出部51の出力とする。従って、複素乗算のように(Re[ci,k (h)]・Re[pi,k (h)]+Im[ci,k (h)]・Im[pi,k (h)])を求める必要は無く、正接や位相を求める必要も無く、回路規模を削減することができる。
【0146】
実施の形態11.
実施の形態11は実施の形態6の変形としての実施の形態7の、更に変形である。図22はクロック位相誤差検出部53cの構成を示すブロック図であり、クロック位相誤差検出部53cは直交周波数分割多重信号受信装置104が備えるクロック位相誤差検出部53として採用することができる。
【0147】
クロック位相誤差検出部53cは図18に示されたクロック位相誤差検出部53bの正接計算部505、正接平均化部508を虚部情報抽出部509、虚部平均化部510に置換した構成を有している。
【0148】
従って、変調方式識別信号Dによって信号選択部522が座標変換部504の出力R i,kを出力した場合には、実施の形態8と同様にしてIm[R i,k]が虚部平均化部510に与えられる。また変調方式識別信号Dによって信号選択部522が複素乗算部516の出力Ri,k (p)を出力した場合には、実施の形態9と同様にして虚部情報qi,k (p)が虚部平均化部510に与えられる。
【0149】
以上のように、本実施の形態では、虚部情報の1シンボル平均値をクロック位相誤差検出部5の出力とする。従って正接または位相を求める回路が不要となり、回路規模を削減することができる。
【0150】
【発明の効果】
この発明のうち請求項1乃至請求項4にかかる直交周波数分割多重信号の受信装置によれば、クロック信号の位相誤差についてのフェーズ・ロックド・ループを有しているので、高精度で安定なクロック再生を行うことができる。またクロック信号の周波数誤差も局所的には位相誤差としてみなすことができる。従って、直交周波数分割多重信号のデータ再生後の誤り率が低減される。
【0151】
しかも、クロック信号の位相誤差を求めるための副搬送波の数を多く採用することができ、クロック信号の位相誤差を反映する検出出力が高精度に求められる。
【0152】
この発明のうち請求項5にかかる直交周波数分割多重信号の受信装置によれば、データ送信用副搬送波成分の絶対値の大きさはいずれも等しいので、クロック信号の位相誤差を反映する検出出力を求める際に、データ送信用副搬送波成分の大きさで正規化する必要が無い。
【0153】
この発明のうち請求項6にかかる直交周波数分割多重信号の受信装置によれば、周波数間隔に応じた補正を必要としたり、同じクロック信号の位相誤差に対してその検出値にばらつきが生じることを回避できる。
【0154】
この発明のうち請求項7にかかる直交周波数分割多重信号の受信装置によれば、クロック信号の位相誤差を反映する検出出力を、データ送信用副搬送波成分のデータ同士の位相差によらずに求めることができる。
【0155】
この発明のうち請求項8にかかる直交周波数分割多重信号の受信装置によれば、座標変換された複素乗算結果に基づいて、クロック信号の位相誤差を求めることができる。
【0156】
この発明のうち請求項9にかかる直交周波数分割多重信号の受信装置によれば、データ送信用副搬送波成分に基づく位相を求める必要がない。
【0157】
この発明のうち請求項10にかかる直交周波数分割多重信号の受信装置によれば、データ送信用副搬送波成分に基づく正接や位相を求める必要がない。
【0158】
この発明のうち請求項11にかかる直交周波数分割多重信号の受信装置によれば、クロック信号の位相誤差は、1シンボル毎に、周波数・時間配置が規則的なパイロット用副搬送波を用いて求められるので、周波数・時間配置が不規則なパイロット用副搬送波を用いて位相差を検出する場合に比べ、高精度にクロック信号の位相誤差が求められる。
【0159】
この発明のうち請求項12にかかる直交周波数分割多重信号の受信装置によれば、クロック信号の位相誤差を反映する検出出力を、1シンボル毎に、パイロット用副搬送波を用いて求めることができ、位相誤差を求めるための副搬送波の数を多く採用することができる。
【0160】
この発明のうち請求項13、請求項14にかかる直交周波数分割多重信号の受信装置によれば、クロック信号の位相誤差を、パイロット用副搬送波成分の値によらずに求めることができる。
【0161】
この発明のうち請求項15にかかる直交周波数分割多重信号の受信装置によれば、複素乗算結果に基づく位相を求める必要がない。
【0162】
この発明のうち請求項16、請求項17にかかる直交周波数分割多重信号の受信装置によれば、同期変調された副搬送波の復調の為に通常用いられる伝送路推定部の出力を採用して、クロック信号の位相誤差を反映する検出出力が求められる。またクロック信号の位相誤差を求めるための副搬送波の数を多く採用することができ、クロック信号の位相誤差を反映する検出出力が高精度に求められる。
【0163】
この発明のうち請求項18にかかる直交周波数分割多重信号の受信装置によれば、複素乗算結果に基づく位相を求める必要がない。
【0164】
この発明のうち請求項19にかかる直交周波数分割多重信号の受信装置によれば、複素乗算や正接、位相を求める必要がない。
【0165】
この発明のうち請求項20、請求項21にかかる直交周波数分割多重信号の受信装置によれば、差動変調と同期変調が混在するような直交周波数分割多重信号を受信する際に高精度なクロック再生を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1の構成を示すブロック図である。
【図2】 この発明の実施の形態1の動作を示すグラフである。
【図3】 この発明の実施の形態2の構成を示すブロック図である。
【図4】 この発明の実施の形態3の構成を示すブロック図である。
【図5】 この発明の実施の形態3の動作を示すグラフである。
【図6】 この発明の実施の形態3の動作を示すグラフである。
【図7】 この発明の実施の形態4の構成を示すブロック図である。
【図8】 この発明の実施の形態4の動作を示す模式図である。
【図9】 この発明の実施の形態4の動作を示す概念図である。
【図10】 この発明の実施の形態5の構成を示すブロック図である。
【図11】 この発明の実施の形態5の構成を示すブロック図である。
【図12】 この発明の実施の形態5の構成を示すブロック図である。
【図13】 この発明の実施の形態6の構成を示すブロック図である。
【図14】 この発明の実施の形態6の構成を示すブロック図である。
【図15】 この発明の実施の形態7の構成を示すブロック図である。
【図16】 この発明の実施の形態7の構成を示すブロック図である。
【図17】 この発明の実施の形態7の構成を示すブロック図である。
【図18】 この発明の実施の形態7の構成を示すブロック図である。
【図19】 この発明の実施の形態8の構成を示すブロック図である。
【図20】 この発明の実施の形態9の構成を示すブロック図である。
【図21】 この発明の実施の形態10の構成を示すブロック図である。
【図22】 この発明の実施の形態11の構成を示すブロック図である。
【図23】 従来の技術の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
i,k (p) 既知パイロットデータ、ci,k データ送信用第1副搬送波成分、pi,k データ送信用第2副搬送波成分、ci,k (p) パイロット用第1伝送路特性成分、pi,k (p) パイロット用第2伝送路特性成分、ci,k (h) 第1副搬送波伝送路特性成分、pi,k (h) 第2副搬送波伝送路特性成分、Ri,k,R i,k 複素信号、xi,k 副搬送波成分、yi 検出出力、θi,k 位相。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an orthogonal frequency division multiplex signal receiving apparatus and a clock recovery method in a receiving system.
[0002]
[Prior art]
FIG. 23 is a block diagram showing a configuration of a conventional orthogonal frequency division multiplex signal receiving apparatus 100. This technique is introduced in, for example, Kimura et al., “Examination of frequency synchronization in OFDM demodulation”, Television Society Technical Report, vol. 20, no. 53, pp. 61-66, Oct. 1996.
[0003]
The A / D conversion unit 1 inputs a clock signal having a predetermined frequency from the clock oscillation unit 9. Based on this clock signal, the received signal is analog / digital converted and output. The received signal is demodulated to a predetermined frequency band by quasi-synchronous detection, and is output from a tuner (not shown), for example. As an example, the i-th symbol r input to the A / D converter 1iIs shown.
[0004]
The subcarrier frequency correction unit 2 inputs the output of the Fourier transform unit 4. Based on this, the subcarrier frequency error between the transmitted and received signals remaining in the output signal of the A / D converter 1 is corrected and output as a complex signal. The guard period removal unit 3 receives the output of the subcarrier frequency correction unit 2 and removes a signal corresponding to the guard period. Generally, in the transmission symbol of the orthogonal frequency division multiplexing signal, a part of the last part of the effective symbol is added to the head of the symbol as a guard period. Therefore, the effective symbol in each symbol is output by the above processing.
[0005]
The Fourier transform unit 4 performs a discrete Fourier transform on the effective symbol output from the guard period removal unit 3 with a predetermined number of points. The output of the Fourier transform unit 4 represents a component (subcarrier component) for each subcarrier in the orthogonal frequency division multiplexed signal. The data reproducing unit 7 demodulates the output of the Fourier transform unit 4 according to the modulation scheme of each subcarrier. As a result, the transmission data is reproduced. As an example, the output s from the data recovery unit 7 for the data transmitted by the k-th subcarrier in the i-th symboli, kIs shown.
[0006]
The delay unit 15 receives the output of the subcarrier frequency correction unit 2, delays the signal by one effective symbol, and outputs the delayed signal. The signal in the guard period is a part located at the end of the signal in the effective symbol period. Therefore, if the frequency error of the subcarrier, the frequency error of the sampling clock, and the phase error are all negligible, and the transmission path can be regarded as an ideal transmission path and noise can be ignored, the output of the delay unit 15 and the subcarrier The output of the frequency correction unit 2 can be regarded as the same.
[0007]
The positive frequency pass filter unit 16 outputs a positive frequency domain signal in the complex signal output from the delay unit 15. The negative frequency pass filter unit 17 outputs a negative frequency domain signal in the complex signal output from the delay unit 15. The complex multiplication unit 18 calculates a correlation vector between the output of the subcarrier frequency correction unit 2 and the output of the positive frequency pass filter unit 16. The complex multiplication unit 19 calculates a correlation vector between the output of the subcarrier frequency correction unit 2 and the output of the negative frequency pass filter unit 17.
[0008]
When there is a frequency error in the clock signal, the delay time delayed in the delay unit 15 causes an error with respect to the original delay time. Correspondingly, phase rotation occurs in the correlation vector obtained as the output of the complex multiplication unit 18 and the correlation vector obtained as the output of the complex multiplication unit 19, respectively. Both phase rotations have the same absolute value but different polarities. Since this phase rotation reflects the clock frequency error, the clock frequency error can be corrected by detecting this and adopting a phase-locked loop.
[0009]
Therefore, first, the outputs of the complex multipliers 18 and 19 are integrated by the integrators 20 and 21 during the period corresponding to the guard period in one symbol. Then, the output of the integration unit 20 is subtracted from the output of the integration unit 21 in the subtraction unit 22, and a detection output signal that is a scalar quantity proportional to the frequency error of the clock is output. The loop filter unit 6 limits the frequency band of the detection output signal and outputs it. Based on the output of the loop filter unit 6, the oscillator control unit 8 converts the clock signal into a control signal format necessary for the clock oscillation unit 9 to control the frequency of the clock signal and outputs the control signal format. The clock oscillating unit 9 oscillates based on the output of the oscillator control unit 8 and gives a clock signal to the A / D converter 1.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
The conventional orthogonal frequency division multiplex signal receiving apparatus 100 detects the frequency error of the clock signal and regenerates the clock, and there is a problem that the error cannot be detected for the phase error of the clock.
[0011]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and by detecting a clock phase error, highly accurate and stable clock recovery is performed, and errors after data recovery of an orthogonal frequency division multiplexed signal are performed. The purpose is to reduce the rate.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
  According to a first aspect of the present invention, there is provided a receiving apparatus for orthogonal frequency division multiplexing signals, wherein a reception signal demodulated from a signal subjected to orthogonal frequency division multiplexing into a predetermined frequency band is sampled at a timing based on a clock signal. An analog / digital conversion unit, a Fourier transform unit for obtaining a plurality of subcarrier components based on the output of the analog / digital conversion unit,A clock phase error detector for obtaining a detection output reflecting the phase error of the clock signal based on the phase between the plurality of subcarrier components in the same symbol;in frontInspectionA clock oscillation unit that outputs a clock signal based on the output.
[0013]
  According to a second aspect of the present invention, there is provided an orthogonal frequency division multiplex signal receiving apparatus for sampling a received signal demodulated to a predetermined frequency band from an orthogonal frequency division multiplexed signal at a timing based on a clock signal. An analog / digital conversion unit that performs a resampling unit that resamples the output of the analog / digital conversion unit, a Fourier transform unit that obtains a plurality of subcarrier components based on the output of the resampling unit,A clock phase error detector for obtaining a detection output reflecting the phase error of the clock signal based on the phase between the plurality of subcarrier components in the same symbol;Is provided. And beforeInspectionBased on the output, the output of the analog / digital converter is resampled.
[0014]
  The invention according to claim 3 is the invention.,straightAn apparatus for receiving an alternating frequency division multiplexed signal,An analog / digital converter that samples a received signal demodulated to a predetermined frequency band from an orthogonal frequency division multiplexed signal at a timing based on a clock signal, and a plurality of subcarriers based on the output of the analog / digital converter A Fourier transform unit for obtaining a component; and a clock oscillation unit for outputting a clock signal based on a detection output reflecting a phase error of the clock signal obtained from the plurality of subcarrier components. Then, a plurality of transmission path characteristics are obtained based on the plurality of subcarrier components having different symbols and different frequencies, and the detection output is obtained based on the phase between the plurality of transmission path characteristics.
[0015]
  The invention according to claim 4 is the invention,straightAn apparatus for receiving an alternating frequency division multiplexed signal,An analog / digital converter that samples a received signal demodulated to a predetermined frequency band from an orthogonal frequency division multiplexed signal at a timing based on a clock signal, and a resampling unit that resamples the output of the analog / digital converter And a Fourier transform unit for obtaining a plurality of subcarrier components based on the output of the resampling unit. Then, the output of the analog / digital conversion unit is resampled based on the detection output reflecting the phase error of the clock signal obtained from the plurality of subcarrier components. AlsoA plurality of transmission path characteristics are obtained based on the plurality of subcarrier components having different symbols and different frequencies, and the detection output is obtained based on a phase between the plurality of transmission path characteristics.
[0016]
  The invention according to claim 5 is claimed in claim1 or claim 2The orthogonal frequency division multiplexing signal receiving apparatus according to claim 1, wherein the plurality of subcarrier components in the same symbol used for obtaining the detection output are data in which QPSK modulation is adopted as orthogonal frequency division multiplexing modulation. This is a subcarrier for transmission.
[0017]
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the orthogonal frequency division multiplexing signal receiving apparatus according to the fifth aspect, wherein at least one pair of the subcarrier components for data transmission is used to obtain the detection output. The interval between the at least one pair of the subcarrier components for data transmission is constant.
[0018]
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided the orthogonal frequency division multiplex signal receiving apparatus according to the sixth aspect, wherein the clock phase error detector extracts a plurality of subcarrier components for data transmission for each symbol. A data transmission subcarrier component extraction unit, an adjacent data transmission subcarrier component separation means for outputting the at least one pair of data transmission subcarrier components from the plurality of data transmission subcarrier components; A conjugate complex number conversion unit that outputs one conjugate complex signal of one pair of data transmission subcarrier components, the other of the at least one pair of data transmission subcarrier components, and the at least one pair of data transmission subcarrier components A complex multiplier that outputs a complex multiplication result of the subcarrier component with the one conjugate complex signal; and an absolute value of a phase component of the complex multiplication result And a coordinate conversion unit to output the coordinate transformation is performed to fit the 0~π / 4 radians in a plane.
[0019]
According to an eighth aspect of the present invention, there is provided the orthogonal frequency division multiplex signal receiving apparatus according to the seventh aspect, wherein the tangent calculation unit outputs the tangent of the output of the coordinate transformation unit and outputs the tangent. A phase calculation unit that obtains a phase between the at least one pair of subcarrier components for data transmission in the symbol from the output of the unit, and a phase average for obtaining the detection output by obtaining an average value of the phase for each symbol And a control unit.
[0020]
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided an orthogonal frequency division multiplex signal receiving apparatus according to the seventh aspect, wherein a tangent calculation unit for obtaining and outputting a tangent of the output of the coordinate conversion unit, and each symbol And a tangent averaging unit that obtains an average value of the outputs of the tangent calculation unit to obtain the detection output.
[0021]
A tenth aspect of the present invention is the orthogonal frequency division multiplex signal receiving apparatus according to the seventh aspect, wherein the imaginary part information extracting unit obtains and outputs the imaginary part of the output of the coordinate transformation unit; An imaginary part averaging unit that obtains an average value of outputs of the imaginary part information extraction unit for each symbol and obtains the detection output is further included.
[0022]
  The invention according to claim 11 is the claim.3 or claim4. The reception apparatus for orthogonal frequency division multiplexing signals according to 4, wherein the detection output is obtained for each symbol using a pilot subcarrier, and the pilot subcarrier has a constant frequency interval within the same symbol. Moreover, the frequency arrangement has a certain offset for each symbol.
[0023]
According to a twelfth aspect of the present invention, there is provided the orthogonal frequency division multiplex signal receiving apparatus according to the eleventh aspect, wherein at least one pair of the pilot subcarriers differing by the offset over a plurality of symbols. A clock phase error detector for obtaining the detection output based on the phase between the components is provided.
[0024]
According to a thirteenth aspect of the present invention, there is provided the orthogonal frequency division multiplex signal receiving apparatus according to the twelfth aspect, wherein the clock phase error detector extracts the pilot subcarrier component for each symbol. A sub-carrier component extraction unit, a division unit that divides the pilot sub-carrier component by known pilot data and outputs a channel characteristic component, and at least one pair that differs by the offset over the plurality of symbols. And an adjacent transmission line characteristic component separation unit that outputs the transmission line characteristic component.
[0025]
According to a fourteenth aspect of the present invention, there is provided the orthogonal frequency division multiplexing signal receiving apparatus according to the thirteenth aspect, wherein the conjugate complex number outputs one conjugate complex signal of the at least one pair of transmission path characteristic components. A conversion unit; a complex multiplication unit that outputs a complex multiplication result of the other of the at least one pair of transmission path characteristic components and the one conjugate complex signal of the at least one pair of transmission path characteristic components; A tangent calculation unit that obtains and outputs a tangent of a complex multiplication result; a phase calculation unit that obtains a phase between the at least one pair of transmission path characteristic components in the symbol from the output of the tangent calculation unit; And a phase averaging unit for obtaining an average value of the phases and obtaining the detection output.
[0026]
A fifteenth aspect of the present invention is the orthogonal frequency division multiplexing signal receiving apparatus according to the thirteenth aspect, wherein the conjugate complex number outputs one conjugate complex signal of the at least one pair of transmission path characteristic components. A conversion unit; a complex multiplication unit that outputs a complex multiplication result of the other of the at least one pair of transmission path characteristic components and the one conjugate complex signal of the at least one pair of transmission path characteristic components; A tangent calculating unit that obtains and outputs the tangent of the complex multiplication result, and a tangent averaging unit that obtains an average value of the outputs of the tangent calculating unit for each symbol and obtains the detection output.
[0027]
  The invention according to claim 16 is the claim.3 or claim5. The orthogonal frequency division multiplex signal receiving apparatus according to claim 4, wherein the plurality of subcarrier components include a plurality of pilot subcarrier components inserted into the received signal for demodulation of the synchronously modulated subcarrier. A transmission path estimation unit that estimates the plurality of transmission path characteristics based on the plurality of pilot subcarrier components; and a clock phase error detection section that calculates the detection output based on the plurality of transmission path characteristics. Prepare.
[0028]
According to a seventeenth aspect of the present invention, there is provided an orthogonal frequency division multiplex signal receiving apparatus according to the sixteenth aspect, wherein an adjacent transmission line characteristic component separation unit that outputs at least one pair of the transmission line characteristic components; A conjugate complex number conversion unit that outputs one conjugate complex signal of the at least one pair of transmission line characteristic components; the other of the at least one pair of transmission line characteristic components; and the at least one pair of transmission line characteristic components. From the output of the complex multiplication unit that outputs a complex multiplication result with the one conjugate complex signal of the one, a tangent calculation unit that obtains and outputs a tangent of the complex multiplication result, and the output of the tangent calculation unit, in the symbol, A phase calculation unit that obtains a phase between at least one pair of transmission path characteristic components, and a phase averaging unit that obtains the average value of the phase for each symbol and obtains the detection output To.
[0029]
According to an eighteenth aspect of the present invention, there is provided an orthogonal frequency division multiplex signal receiving apparatus according to the sixteenth aspect, wherein an adjacent transmission path characteristic component separation unit that outputs at least one pair of the transmission path characteristic components; A conjugate complex number conversion unit that outputs one conjugate complex signal of the at least one pair of transmission line characteristic components; the other of the at least one pair of transmission line characteristic components; and the at least one pair of transmission line characteristic components. A complex multiplication unit that outputs a complex multiplication result with one of the conjugate complex signals, a tangent calculation unit that calculates and outputs a tangent of the complex multiplication result, and an average value of the output of the tangent calculation unit for each symbol. And a tangent averaging unit for obtaining the detection output.
[0030]
According to a nineteenth aspect of the present invention, there is provided the orthogonal frequency division multiplex signal receiving apparatus according to the thirteenth or sixteenth aspect, wherein one real part of the at least one pair of transmission line characteristic components and the From the product of the at least one pair of transmission line characteristic components with the other imaginary part, the one imaginary part of the at least one pair of transmission line characteristic components and the other of the at least one pair of transmission line characteristic components It further includes an imaginary part information generating unit that generates imaginary part information by subtracting a product from the real part, and an imaginary part averaging unit that obtains an average value of the imaginary part information for each symbol and obtains the detection output.
[0031]
  Of the present invention, the one according to claim 20,straightAn apparatus for receiving an alternating frequency division multiplexed signal,An analog / digital converter that samples a received signal demodulated to a predetermined frequency band from an orthogonal frequency division multiplexed signal at a timing based on a clock signal, and a plurality of subcarriers based on the output of the analog / digital converter A Fourier transform unit for obtaining a component; and a clock oscillation unit for outputting a clock signal based on a detection output reflecting a phase error of the clock signal obtained from the plurality of subcarrier components. AndWhen the plurality of subcarrier components are differentially modulated, the detection output is obtained based on the phase between the plurality of subcarrier components in the same symbol, and the plurality of subcarrier components are tuned. If it is modulated, the detection output is obtained based on the phase between at least one pair of specific pilot subcarrier components that differ by a predetermined offset over a plurality of symbols, and the specific pilot subcarrier is obtained. The frequency interval in the same symbol is constant, and the frequency arrangement has the predetermined offset for each symbol.
According to a twenty-first aspect of the present invention, there is provided an orthogonal frequency division multiplexing signal receiving apparatus, wherein a reception signal demodulated from a signal subjected to orthogonal frequency division multiplexing into a predetermined frequency band is received at a timing based on a clock signal. An analog / digital conversion unit for sampling, a resampling unit for resampling the output of the analog / digital conversion unit, and a Fourier transform unit for obtaining a plurality of subcarrier components based on the output of the resampling unit. Then, the output of the analog / digital conversion unit is resampled based on the detection output reflecting the phase error of the clock signal obtained from the plurality of subcarrier components. When the plurality of subcarrier components are differentially modulated, the detection output is obtained based on the phase between the plurality of subcarrier components in the same symbol, and the plurality of subcarrier components are In the case of being tuned and modulated, the detection output is obtained based on the phase between at least one pair of specific pilot subcarrier components that differ by a predetermined offset over a plurality of symbols, and the specific pilot subcarrier is obtained. The carrier wave has a constant frequency interval within the same symbol, and the frequency arrangement has the predetermined offset for each symbol.
[0032]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an orthogonal frequency division multiplexing signal receiving apparatus 101 according to Embodiment 1 of the present invention. The orthogonal frequency division multiplex signal receiving apparatus 101 is schematically shown as a delay unit 15, a positive frequency pass filter unit 16, and a negative frequency pass filter unit 17 of the conventional orthogonal frequency division multiplex signal receiving apparatus 100 shown in FIG. The complex multipliers 18 and 19, the integrators 20 and 21, and the subtractor 22 are replaced with a clock phase error detector 51.
[0033]
Specifically, the orthogonal frequency division multiplex signal receiving apparatus 101 includes an A / D conversion unit 1, a subcarrier frequency correction unit 2, a guard period removal unit 3, a Fourier transform unit 4, and a data reproduction unit 7.
[0034]
The A / D conversion unit 1 inputs a clock signal having a predetermined frequency from the clock oscillation unit 9. Then, sampling is performed at timing based on the clock signal, and the received signal is converted from analog to digital and output. The received signal is demodulated to a predetermined frequency band by quasi-synchronous detection from the orthogonal frequency division multiplexed signal, and is output from a tuner (not shown), for example. As an example, the i-th symbol r input to the A / D converter 1iIs shown.
[0035]
FIG. 2 is a graph illustrating a signal waveform input to the A / D converter 1 when the subcarrier frequency is completely synchronized. In the transmission symbol of the orthogonal frequency division multiplexing signal, a part of the last part of the effective symbol is added to the head of the symbol as a guard period.
[0036]
The subcarrier frequency correction unit 2 inputs the output of the Fourier transform unit 4. Based on this, the subcarrier frequency error between the transmitted and received signals remaining in the output signal of the A / D converter 1 is corrected and output as a complex signal. The guard period removal unit 3 receives the output of the subcarrier frequency correction unit 2, removes a signal corresponding to the guard period, and outputs an effective symbol in each symbol.
[0037]
The Fourier transform unit 4 performs a discrete Fourier transform on the effective symbol output from the guard period removal unit 3 with a predetermined number of points. The output of the Fourier transform unit 4 represents a component (subcarrier component) for each subcarrier in the orthogonal frequency division multiplexed signal. As an example, the k-th subcarrier component x in the i-th symboli, kIs shown.
[0038]
The data reproducing unit 7 demodulates the output of the Fourier transform unit 4 according to the modulation scheme of each subcarrier. As a result, the transmission data is reproduced. As an example, for the data transmitted by the k-th subcarrier in the i-th symbol, the output s from the data reproducing unit 7i, kIs shown.
[0039]
The orthogonal frequency division multiplexing signal receiving apparatus 101 further includes a clock phase error detection unit 51, a loop filter unit 6, an oscillator control unit 8, and a clock oscillation unit 9. The clock phase error detection unit 51 receives the output of the Fourier transform unit 4 and receives the clock signal supplied to the A / D conversion unit 1 based on the phase error between the transmission line characteristic components in the subcarrier component in one symbol. The detection output reflecting the phase error is detected for each symbol, and a detection output signal is output. For example, the detection output y reflecting the phase error of the clock signal in the i-th symboliIs shown. Specific configuration examples and operations of the clock phase error detection unit 51 will be described in detail in other embodiments.
[0040]
The loop filter unit 6 limits the frequency band of the detection output signal obtained from the clock phase error detection unit 51 and outputs it. Based on the output of the loop filter unit 6, the oscillator control unit 8 converts the clock signal into a control signal format necessary for the clock oscillation unit 9 to control the frequency of the clock signal. The clock oscillating unit 9 oscillates based on the output of the oscillator control unit 8 and gives a clock signal to the A / D converter 1. Therefore, it can be said that the orthogonal frequency division multiplexing signal receiving apparatus 101 has a phase locked loop with respect to the phase error of the clock signal.
[0041]
When there is a phase error in the clock signal, the signal input to the Fourier transform unit 4 is a signal that is shifted in time with respect to the signal that should be input. Due to the nature of the Fourier transform, the time shift in the time domain appears as a phase rotation term in the frequency domain. In the orthogonal frequency division multiplexing signal receiving apparatus 101, the clock phase error detection unit 51 detects this phase rotation component, thereby detecting the phase error of the clock signal. In addition, since the frequency error of the clock signal can be locally recognized as a phase error, both the phase and the frequency of the clock signal can be obtained by configuring a phase locked loop for the phase error of the clock signal. Can be corrected.
[0042]
As described above, the orthogonal frequency division multiplex signal receiving apparatus 101 has the phase locked loop for the phase error of the clock signal. The error rate after data reproduction is reduced.
[0043]
Embodiment 2. FIG.
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of orthogonal frequency division multiplexing signal receiving apparatus 102 according to Embodiment 2 of the present invention. As an outline, the orthogonal frequency division multiplexing signal receiving apparatus 102 has a resampling section 11 between the A / D conversion section 1 and the subcarrier frequency correction section 2 of the orthogonal frequency division multiplexing signal receiving apparatus 101 shown in FIG. And the oscillator control unit 8 and the clock control unit 9 are replaced with a filter coefficient output unit 10. In the second embodiment, data resampling is performed on the output of the A / D converter 1 while the clock signal used in the A / D converter 1 is kept constant.
[0044]
More specifically, the A / D conversion unit 1, the subcarrier frequency correction unit 2, the guard period removal unit 3, the Fourier transform unit 4, the clock phase error detection unit 51, the loop filter unit 6, and the data reproduction unit 7 are described in the embodiment. It performs the same function as that adopted in 1. The output of the A / D conversion unit 1 is given to the resampling unit 11, and the output of the resampling unit 11 is given to the subcarrier frequency correction unit 2 together with the output of the Fourier transform unit 4. The filter coefficient output unit 10 inputs the output of the loop filter unit 6 and supplies the output to the resampling unit 11.
[0045]
The filter coefficient output unit 10 outputs the coefficient value of the resampling filter for the phase error of the clock signal whose frequency band has been limited, obtained from the loop filter unit 6. For example, the filter coefficient output unit 10 may be configured so that coefficient values for correcting the phase error of the clock are stored in advance in a look-up table and a coefficient corresponding to the input signal is output.
[0046]
The resampling unit 11 includes a resampling filter, and based on the coefficient value of the resampling filter obtained from the filter coefficient output unit 10, the phase error of the clock signal remaining at the output of the A / D conversion unit 1 The component of is corrected. As a result, the output value of the original sampling point with the phase error suppressed is output.
[0047]
As described above, also in the orthogonal frequency division multiplex signal receiving apparatus 102 according to the second embodiment, the phase locked loop is configured for the phase error of the clock signal, so that highly accurate and stable clock recovery is performed. The error rate after data reproduction of the orthogonal frequency division multiplexed signal is reduced.
[0048]
Embodiment 3 FIG.
The third embodiment exemplifies the configuration of the clock phase error detection unit 51 used in the orthogonal frequency division multiplexing signal receiving apparatuses 101 and 102 shown in the first and second embodiments, respectively.
[0049]
FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of a clock phase error detection unit 51 a that can be employed as the clock phase error detection unit 51. The clock phase error detection unit 51a has a subcarrier component xi, kThe data transmission subcarrier component extraction unit 500 and the data transmission subcarrier component extraction unit 500 are input, and one or more pairs of data transmission subcarrier components are output. And a component separation unit 501. Here, the subcarrier for data transmission is a subcarrier used for data transmission. The data here means data intended to be transmitted by the system, such as video information and audio information. In the third embodiment, the phase error of the clock signal is detected using a data transmission subcarrier for each symbol.
[0050]
FIG. 5 is a graph showing the concept of sampling in the A / D converter 1, the broken line indicates the waveform of the received signal input to the A / D converter 1, and the white circle is the phase of the original sampling point, that is, the clock signal. Sampling points when there is no error are shown. When there is no phase error in the clock signal supplied to the A / D converter 1, sampling is performed at the boundary between the guard period and the effective symbol period. In this case, sampling points indicated by double circles, that is, original sampling points within the effective symbol period are output from the Fourier transform unit 4.
[0051]
However, the phase error sT (where T is an effective symbol period and the frequency interval f between adjacent subcarriers is included in the clock signal.0In the case where there is a different coefficient depending on the phase error of the clock signal: the leading phase is positive), sampling is performed at sampling points indicated by black circles. Therefore, the sampling point output from the Fourier transform unit 4 is a sampling point indicated by a black circle and further surrounded by a white circle, and an undesirable operation of giving the waveform of the guard period to the data reproducing unit 7 also occurs.
[0052]
If the boundary between the guard period and the effective symbol period is a phase reference point, the phase error of the clock signal with respect to the reference point can be defined in the range of −2zπ to 2zπ (z: integer). At this time, the value of the transmission data is set to ai, k, The transfer function of the transmission path for the corresponding subcarrier is Hi, k, Where N is the number of points of the discrete Fourier transform executed by the Fourier transform unit 4, the output x of the Fourier transform unit 4i, kCan be approximated by equation (1).
[0053]
[Expression 1]
Figure 0004108939
[0054]
Detection of the phase error of the clock signal can be realized by obtaining the coefficient s in equation (1).
[0055]
First, the data transmission subcarrier component extraction unit 500 extracts and outputs the subcarrier component transmitting data from the output signal of the Fourier transform unit 4. For example, the i-th symbol r input to the A / D converter 1iFor the subcarrier component x from the Fourier transform unit 4i, 0, Xi, 1, ..., xi, N-1Is obtained. However, subcarrier component xi, k + 1Of the subcarrier component xi, kFrequency interval f than the frequency of0Only expensive.
[0056]
For example, subcarrier component xi, 0, Xi, 1, ..., xi, N-1Are output from the Fourier transform unit 4 in this order. Only the data transmission sub-carrier component is extracted from these, and provided to the adjacent data transmission sub-carrier component separation unit 501. The adjacent data transmission subcarrier component separation unit 501 receives the output of the data transmission subcarrier component extraction unit 500, and uses the data transmission first subcarrier component c as a subcarrier component paired at different frequencies.i, kAnd the second subcarrier component p for data transmissioni, kOutput at least one pair. Here, the data first transmission subcarrier component ci, kOf the second subcarrier component for data transmission pi, kHigher than the frequency of.
[0057]
Data first transmission subcarrier component ci, kFrequency fcikAnd the second subcarrier component p for data transmissioni, kFrequency fpikAnd the difference from mf0Then (m ≧ 1), Equation (2) is established for the subcarrier component for data transmission.
[0058]
[Expression 2]
Figure 0004108939
[0059]
The clock phase error detection unit 5 further includes a conjugate complex number conversion unit 502 and a complex multiplication unit 503. The conjugate complex number conversion unit 502 includes a second subcarrier component p for data transmission.i, kThe conjugate complex number p ofi, k *The complex multiplier 503 obtains the first subcarrier component c for data transmission.i, kAnd second subcarrier component p for data transmissioni, kThe conjugate complex number p ofi, k *Performs complex multiplication with. However, an asterisk (*) appended to the upper right of the symbol represents a conjugate complex number of the complex number to which this is appended.
[0060]
Complex signal R output from complex multiplier 503i, kIs represented by equation (3) based on equations (1) and (2).
[0061]
[Equation 3]
Figure 0004108939
[0062]
The sub-carrier modulation scheme for data transmission is DQPSK (Differentially Encoded Quadrature Phase Shift Keying), π / 4 shift DQPSK, and QPSK (Quadrature Phase Shift Keying). A)i, km *・ Ai, k= A2(A: signal amplitude). Further, by reducing the value of m, the data first transmission subcarrier component ci, kThe transfer function H of the transmission line corresponding toi, kmThe second subcarrier component p for data transmissioni, kThe transfer function H of the transmission line corresponding toi, kCan be approximated as In this case, equation (3) can be approximated by equation (4).
[0063]
[Expression 4]
Figure 0004108939
[0064]
In equation (4), li, kIs the frequency fpikData modulated with subcarriers of frequency f and frequency fcikRepresents a phase difference from the data modulated by the sub-carrier, and can take any of 0, 1, 2, and 3.
[0065]
In order to detect the coefficient s so as not to depend on the value of the inter-data phase difference li, k, the clock phase error detection unit 5 further includes a coordinate conversion unit 504. In the coordinate transformation unit 504, the input complex signal Ri, kThe coordinate axes are converted so that the absolute value of the phase component of falls within 0 to π / 4 radians on the complex coordinate plane.
[0066]
FIG. 6A shows the complex signal R.i, kFIG. 6B shows the complex signal R.' i, kIt is a graph which shows each position in a complex coordinate plane. Complex signal Ri, kOccupies one of the four quadrants depending on the value of the interphase phase difference li, k, but the complex signal R' i, kCan set both the real part and the imaginary part positive without depending on the value of the phase difference li, k between the data.
[0067]
Specifically, the coordinate conversion unit 504 receives the input complex signal R.i, kOutput complex signal R according to the sign and absolute value of the real and imaginary parts of' i, kIs generated. Specific examples of processing of the coordinate conversion unit 504 are shown in the table below. However, the symbol Re represents the real part of the complex number stored in [] on the right side, and the symbol Im represents the imaginary part of the complex number stored in [] on the right side.
[0068]
[Table 1]
Figure 0004108939
[0069]
And complex signal R' i, kIs represented by equation (5).
[0070]
[Equation 5]
Figure 0004108939
[0071]
Complex signal R' i, kThe clock phase error detection unit 5 further includes a tangent calculation unit 505 and a phase calculation unit 506 in order to obtain a detection output regarding the clock phase error. Tangent calculation unit 505 generates complex signal R' i, kCalculate and output the tangent to the phase of. Specifically, for example, Im [R' i, k] / Re [R' i, k]. The phase calculation unit 506 inputs the output of the tangent calculation unit 505, and the corresponding phase θi, kIs output. The phase calculation unit 506 may store the phase corresponding to the tangent in, for example, a look-up table and output a value corresponding to the input. Phase θi, kIs represented by Equation (6).
[0072]
[Formula 6]
Figure 0004108939
[0073]
Data transmission first subcarrier component ci, kAnd the second subcarrier component p for data transmissioni, kIs a symbol riCan be used by updating the subcarrier number k. And the phase θ calculated by updating k within one symbol periodi, kThe clock phase error detection unit 5 further includes a phase averaging unit 507. The phase averaging unit 507 outputs the phase θ output from the phase calculation unit 506.i, kThe detection output y reflecting the phase error of the clock signal in the i-th symbol by calculating an average value for the subcarrier number k updated within one symbol periodiIs output. That is, the detection output y reflecting the phase error of the clock signal in the i-th symboliIs an average of the phase differences between the subcarriers for data transmission within one symbol, and obviously the value is a scalar quantity proportional to the phase error of the clock signal.
[0074]
In addition, if the expression (2) is satisfied, the data transmission subcarriers are the same distance mf in any pair.0Therefore, it is possible to avoid the need for correction according to the frequency interval and the occurrence of variations in the detected value for the same clock phase error.
[0075]
Further, by adopting QPSK modulation as orthogonal frequency division multiplexing modulation, the magnitudes of the absolute values of the subcarrier components for data transmission are all equal (denoted as A in equations (4) and (5)). In obtaining the result, there is no need to normalize the size of the subcarrier component for data transmission.
[0076]
As described above, according to the third embodiment, the phase error of the clock signal is detected based on the phase difference between one or more subcarriers in one symbol. Therefore, a highly accurate and stable clock signal can be reproduced in a phase-locked loop that performs clock reproduction.
[0077]
In addition to the data, in many cases, various information such as a pilot used when a signal is reproduced by a demodulator, a pilot for synchronization, and data representing a transmission parameter are transmitted to the subcarrier. However, the number of pilot subcarriers is smaller than that of data transmission subcarriers, and they are arranged at irregular frequency positions. Therefore, compared with the case where the phase error is obtained using the pilot subcarrier, the phase error is obtained using the data transmission subcarrier in the third embodiment, so that the clock phase error can be obtained with high accuracy.
[0078]
Data transmission first subcarrier component ci, kAnd the second subcarrier component p for data transmissioni, kIs a symbol riIn this case, the phase averaging unit 507 is not necessary. However, it is desirable to obtain a plurality of the above pairs in order to improve the accuracy of obtaining the phase error.
[0079]
Embodiment 4 FIG.
Also in the fourth embodiment, a configuration of a clock phase error detection unit 51b that can be adopted as the clock phase error detection unit 51 is presented. The clock phase error detection unit 51b detects a clock phase error using not a data transmission subcarrier but a pilot subcarrier (pilot subcarrier), in particular, a pilot subcarrier whose frequency position changes according to a symbol.
[0080]
FIG. 7 is a block diagram illustrating the configuration of the clock phase error detection unit 51b. The clock phase error detection unit 51 b includes a pilot subcarrier component extraction unit 511, which converts the subcarrier component x from the Fourier transform unit 4.i, kTo extract a certain kind of pilot subcarrier component.
[0081]
In general, pilot subcarriers are often smaller in absolute number than data transmission subcarriers. Therefore, when a general pilot subcarrier is used in the clock phase error detector 51a shown in the third embodiment, it is easily affected by noise. In addition, the frequency distribution of a general pilot subcarrier may be irregular. In this case, since the frequency interval of the subcarriers to be extracted is not constant, there arises a problem that correction according to the frequency interval is necessary and that the detected value varies even for the same clock phase error. Further, when pilot subcarriers arranged at a constant interval are used, the detection value does not vary, but the detection range becomes smaller as the interval increases.
[0082]
However, among the pilot subcarriers, the subcarrier used for demodulating the synchronously modulated subcarrier has a constant frequency interval Mf within the same symbol.0(F0Is a frequency interval between adjacent subcarriers), and the frequency arrangement is a constant offset nf for each symbol.0(Hereinafter referred to as “subcarrier for specific pilot”). FIG. 8 is a schematic diagram showing a symbol including such a pilot, and a different symbol for each row (for example, ri) Is illustrated. White circles and black circles indicate the positions of the subcarriers, and the subcarrier number k increases toward the right, and the corresponding frequency increases. The frequency interval between adjacent pilot subcarriers in the same symbol is 12f.0(Ie, M = 12), and the offset of the pilot subcarrier is 3f between adjacent symbols.0The case where (ie n = 3) is shown. An example of such a pilot is Scattered Pilot in the terrestrial digital TV system in Japan.
[0083]
By using the specific pilot subcarrier, the detection range of the phase error of the clock signal can be expanded as will be described later, and the number of subcarriers used for detecting the phase error can be increased. Therefore, the detection accuracy of the phase error of the clock signal can be improved.
[0084]
Furthermore, when multi-level synchronous modulation other than QPSK, for example, multi-level QAM (Quadrature Amplitude Modulation) is used, detection of the phase error of the extracted data transmission subcarrier becomes complicated. On the other hand, BPSK (Binary Phase Shift Keying) and DBPSK (Differentially Encoded Binary Phase Shift Keying) are usually used as modulation schemes for pilot subcarriers, and the data values are known. In such a case, the circuit scale can be reduced by detecting the phase error of the clock signal using the pilot subcarrier.
[0085]
The clock phase error detector 51b further includes a divider 512, and the pilot subcarrier component x extracted by the pilot subcarrier component extractor 511.i, k (p)For the known pilot data ai, k (p)Divide by. The known pilot data is a known signal representing pilot data corresponding to the extracted pilot subcarrier. Thus, the pilot subcarrier component is normalized, and the phase error of the clock signal can be obtained regardless of the pilot data value.
[0086]
Subcarrier component xi, kIs the pilot subcarrier component xi, k (p)If this is expressed by Expression (1), the output of the division unit 512, that is, the normalized pilot subcarrier component x' i, k (p)Is represented by Equation (7), and is also referred to as “transmission path characteristic component” in this specification.
[0087]
[Expression 7]
Figure 0004108939
[0088]
Transmission line characteristic component x' i, k (p)Is the transmission path characteristic H for the corresponding subcarrier.i, kAnd the phase rotation term exp [j2π (k / N) s] reflecting the phase error of the clock signal.
[0089]
The clock phase error detection unit 51b further includes a transmission path characteristic component memory unit 513, and a transmission path characteristic component x' i, k (p)Are stored in the memory for at least one symbol. Desirably, transmission path characteristic components for (M / n-1) different symbols are stored.
[0090]
The clock phase error detection unit 51b further includes an adjacent transmission line characteristic component separation part 514, which receives the output of the transmission line characteristic component memory part 513 and the output of the division part 512, and receives the first transmission line characteristic component c for pilot.i, k (p)And pilot second transmission line characteristic component pi, k (p)Output a pair of
[0091]
FIG. 9 shows the first transmission line characteristic component for pilot ci, k (p)And pilot second transmission line characteristic component pi, k (p)It is a conceptual diagram which shows a mode that it obtains. The black circles indicate the positions of the pilot subcarriers, the white circles indicate the positions of the subcarriers of the other signals, and the subcarriers obtained from the division unit 512 and the transmission path characteristic component memory unit 513 are indicated by black circles. It corresponds to the position. Here, the specific pilot subcarriers are selected from the subcarriers of subcarrier numbers k = 0, 3, 6, 9, 12, and 15, and in the same pilot, the specific pilot subcarriers have a subcarrier number of 12. The case where it is separated is shown. That is, as in the case described with reference to FIG. 8, the frequency interval between adjacent subcarriers for specific pilots within the same symbol is 12f.0(That is, M = 12), and the offset of the subcarrier for specific pilot is 3f between adjacent symbols.0The case where (ie n = 3) is shown.
[0092]
In the i-th symbol, the subcarrier for specific pilot is subcarrier number k = 6, and the transmission path characteristic component x' i, 6 (p)Is obtained from the division unit 512. Prior to this, the division unit 512 has already transmitted the channel characteristic component x for the (i−1) -th symbol.' i-1,3 (p), X' i-1,15 (p)Is the transmission line characteristic component x for the (i-2) th symbol.' i-2,0 (p), X' i-2,12 (p)Is the transmission line characteristic component x for the (i-3) th symbol.' i-3,9 (p)Are obtained and output from the transmission path characteristic component memory unit 513.
[0093]
Therefore, the adjacent transmission line characteristic component separation unit 514 has x' i-2,0 (p), X' i-1,3 (p), X' i, 6 (p), X' i-3,9 (p), X' i-2,12 (p), X' i-1,15 (p), And the offset nf of the subcarrier for the specific pilot, although it is spread over different symbols0A plurality of transmission path characteristic components that are different from each other are obtained. Therefore, when the channel characteristic component for the i-th symbol is obtained from the division unit 512, the first channel characteristic component for pilot ci, k (p)And pilot second transmission line characteristic component pi, k (p)Can output multiple pairs. For example ci, 15 (p)= X' i-1,15 (p), Pi, 15 (p)= X' i-2,12 (p)The pair, ci, 12 (p)= X' i-2,12 (p), Pi, 12 (p)= X' i-3,9 (p)The pair, ci, 9 (p)= X' i-3,9 (p), Pi, 9 (p)= X' i, 6 (p)The pair, ci, 6 (p)= X' i, 6 (p), Pi, 6 (p)= X' i-1,3 (p)The pair, ci, 3 (p)= X' i-1,3 (p), Ci, 3 (p)= X' i-1,3 (p), Pi, 3 (p)= X' i-2,0 (p)It is a pair.
[0094]
In other words, the transmission path characteristic component for the current symbol output from the division unit 512 and the transmission path characteristic component of the previous symbol output from the transmission path characteristic component memory unit 513 are employed. And transmission path characteristic components whose frequencies are adjacent to each other are output as a pair.
[0095]
The clock phase error detection unit 51b further includes a conjugate complex number conversion unit 515, which is a pilot second pilot channel characteristic component p.i, k (p)The conjugate complex number p ofi, k (p) *Is output. Then, the second complex multiplier 516 outputs the output p from the conjugate complex number converter 515.i, k (p) *And the first transmission line characteristic component c for pilot from the adjacent transmission line characteristic component separation unit 514i, k (p)Performs complex multiplication with. Output R of complex multiplier 516i, k (p)Is represented by equation (8) based on equation (7).
[0096]
[Equation 8]
Figure 0004108939
[0097]
The clock phase error detection unit 51b further includes a tangent calculation unit 505, a phase calculation unit 506, and a phase averaging unit 507 that perform the same functions as those employed in the third embodiment. Tangent calculation unit 505 outputs R of complex multiplication unit 516.i, k (p)Is calculated and output (the value obtained by dividing the imaginary part by the real part). Subsequent processing is the same as in the third embodiment, and the detection output y at the i-th symbol.iCan be obtained.
[0098]
As described above, according to the present embodiment, focusing on the specific pilot subcarriers arranged at equal frequency intervals in one symbol and having an offset for each symbol, the transmission path characteristic component obtained therefrom is Employed over a plurality of symbols, the phase difference between at least one pair of transmission path characteristic components selected from them is detected. Therefore, the frequency interval is smaller than in the case where the specific pilot subcarrier component is obtained only from the same symbol, and therefore, the accuracy of approximation that the transfer functions are approximately equal between the paired transmission line characteristic components is also improved. In addition, it is possible to obtain a large number of subcarriers to be referenced, and it is possible to reproduce a highly accurate and stable clock signal in a phase-locked loop that performs clock reproduction.
[0099]
For the same reason, it is possible to eliminate variations in detection values required when using pilot subcarriers with irregular frequency / time arrangements, and to increase the detection range of the phase error of the clock signal.
[0100]
As shown in FIG. 9, the offset nf is always between adjacent symbols.0When a pair of separated transmission path characteristic components is obtained, the transmission path characteristic component memory unit 513 may store one symbol. In that case, a pair of pilot first transmission line characteristic components c per symboli, k (p)And pilot second transmission line characteristic component pi, k (p)Therefore, the output phase averaging unit 507 is not necessary. However, it is desirable to obtain a plurality of the above pairs in order to improve the accuracy of obtaining the phase error.
[0101]
Embodiment 5 FIG.
In the fifth embodiment, the phase error of the clock is detected based on the output of the transmission path estimation result used when demodulating the synchronously modulated subcarrier. FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of orthogonal frequency division multiplexing signal receiving apparatus 103 according to Embodiment 5 of the present invention. As an outline, the clock phase error detection unit 51 shown in FIG. 1 is replaced with the clock phase error detection unit 52, and the data recovery unit 7 of the orthogonal frequency division multiplexing signal receiving apparatus 101 is replaced with the subcarrier demodulation unit 13, respectively. The transmission path estimation unit 12 is added.
[0102]
More specifically, the orthogonal frequency division multiplexing signal receiving apparatus 103 includes an A / D conversion unit 1, a subcarrier frequency correction unit 2, a guard period removal unit 3 that perform the same functions as those employed in Embodiment 1. A Fourier transform unit 4, a loop filter unit 6, an oscillator control unit 8, and a clock oscillator 9 are provided.
[0103]
The transmission path estimation unit 12 receives the subcarrier component x from the Fourier transform unit 4.i, k, And the characteristics of the transmission path are estimated based on the pilot subcarrier component inserted to demodulate the synchronously modulated subcarrier. FIG. 11 is a block diagram illustrating the configuration of the transmission path estimation unit 12. Transmission path characteristic component x as in the fourth embodiment' i, k (p)The transmission channel estimation unit 12 is provided with a pilot subcarrier component extraction unit 511 and a division unit 512 for obtaining the above.
[0104]
Transmission path characteristic component x from division unit 512' i, k (p)Is already obtained, the transmission path characteristic components for the (i-1) th and earlier symbols. In order to store these, a transmission path characteristic component memory unit 513 is also provided. Then, the transmission line characteristic components for the plurality of symbols before the i-th symbol are given to the interpolation unit 519.
[0105]
Interpolation section 519 approximates the channel characteristic component obtained for the specific pilot subcarrier to the channel characteristic component for subcarriers other than the specific pilot subcarrier by approximation using interpolation in the time direction and frequency direction. presume. As a result, the transmission path characteristic component h for all subcarriersi, kIs output. For the above interpolation, it is desirable that the transmission path characteristic component memory unit 513 stores transmission path characteristic components for (M / n) different symbols.
[0106]
The subcarrier demodulator 13 generates a subcarrier component x output from the Fourier transform unit 4.i, k, Transmission line characteristics hi, kDemodulated based on the reproduced data si, kIs output. Specifically, si, k= Xi, k/ Hi, kCan be obtained.
[0107]
Transmission path characteristics h obtained as described abovei, 0~ Hi, K(0 ≦ k ≦ K) is given to the clock phase error detector 52, and the detection output y reflecting the phase error of the clock signaliIs output. FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of a clock phase error detection unit 52 a that can be employed in the clock phase error detection unit 52. The clock phase error detection unit 52a has a configuration in which the pilot subcarrier component extraction unit 511, the division unit 512, and the transmission path characteristic component memory unit 513 are excluded from the clock phase error detection unit 51b.
[0108]
Specifically, the clock phase error detection unit 52a has an adjacent transmission line characteristic component separation part 514, and the transmission line characteristic h.i, 0~ Hi, KTo the first subcarrier transmission line characteristic component ci, k (h)And the second subcarrier transmission line characteristic component pi, k (h)Output at least one pair. Here, the first subcarrier transmission line characteristic component ci, k (h)Of the second subcarrier transmission line characteristic component pi, k (h)Higher than the frequency of. For example ci, k1 (h)= Hi, k1, Pi, k1 (h)= Hi, k1-t(1 ≦ t ≦ k1) can be selected. However, it is desirable that t is small as in the first embodiment, as m is made smaller, the phase error can be obtained more accurately.
[0109]
The clock phase error detection unit 52a further includes a conjugate complex number conversion unit 515, a complex multiplication unit 516, a tangent calculation unit 505, a phase calculation unit 506, and a phase averaging unit 507, each of which has the function described in the third embodiment. Fulfill. That is, the conjugate complex number conversion unit 515 receives the second subcarrier transmission line characteristic component p.i, k (h)The conjugate complex number p ofi, k (h) *Is output. In the complex multiplier 516, the first subcarrier transmission line characteristic component ci, k (h)And conjugate complex number pi, k (h) *And the complex signal Ri, k (h)Is output. From this, the tangent calculation unit 505 and the phase calculation unit 506 perform the phase θi, kFurther, the average for the subcarrier number k is calculated by the phase averaging unit 507, and the detection output y for the i-th symbol is calculated.iIs required.
[0110]
As described above, according to the present embodiment, the phase error of the clock signal is detected based on the transmission path characteristic obtained as the output of the transmission path estimation unit required when demodulating the synchronously modulated subcarrier. . Therefore, the number of subcarriers to be referenced can be arbitrarily increased. The phase error of the clock signal can be obtained regardless of the value of the pilot subcarrier component. As a result, a highly accurate and stable clock signal can be reproduced in a phase-locked loop that performs clock reproduction. In addition, the detection range of the phase error of the clock signal can be increased.
[0111]
The pilot subcarriers to be employed in the present embodiment are “arranged at equal frequency intervals within one symbol and arranged for each symbol, like the specific pilot subcarriers employed in the fifth embodiment. It is not always required to have the property that “has an offset”. This is because the phase error of the clock signal is obtained by employing the output of the transmission path estimation unit, which is normally used when demodulating the synchronously modulated subcarrier.
[0112]
In the present embodiment, the detection output y output from the clock phase error detection unit 52a.iThe orthogonal frequency division multiplex signal receiving apparatus 103 that controls the clock signal of the clock oscillating unit 9 based on the above is illustrated. However, like the orthogonal frequency division multiplex signal receiving apparatus 102 shown in the second embodiment, the filter coefficient output unit 10 The resampling unit 11 may be used.
[0113]
Embodiment 6 FIG.
In the sixth embodiment, a technique for detecting a phase error of a clock signal when synchronous modulation and differential modulation are mixed as a subcarrier modulation scheme is presented. However, differential modulation here means DQPSK or π / 4 shift DQPSK, and synchronous modulation means QPSK or multilevel QAM.
[0114]
FIG. 13 is a block diagram showing a configuration of orthogonal frequency division multiplex signal receiving apparatus 104 according to Embodiment 6 of the present invention. The orthogonal frequency division multiplex signal receiver 104 has a configuration in which the clock phase error detector 51 is replaced with the clock phase error detector 53 in the orthogonal frequency division multiplex signal receiver 101 and a modulation scheme identification information decoder 14 is added. ing.
[0115]
The modulation scheme identification information decoding unit 14 receives the subcarrier component x from the Fourier transform unit 4.i, kTo reproduce the information for identifying the modulation scheme of each subcarrier inserted in the subcarrier. As a result, a modulation system identification signal D indicating whether the modulation system for each subcarrier is differential modulation or synchronous modulation is output. The clock phase error detection unit 53 detects the phase error of the clock signal in accordance with the modulation scheme identification signal D.
[0116]
FIG. 14 is a block diagram showing a configuration of a clock phase error detector 53a that can be employed in the clock phase error detector 53. As shown in FIG. The clock phase error detection unit 53a has a complex signal R.' i, kThe data transmission subcarrier component extraction unit 500, the adjacent data transmission subcarrier component separation unit 501, the conjugate complex number conversion unit 502, which the clock phase error detection unit 51a shown in the third embodiment includes, A complex multiplier 503 and a coordinate converter 504 are provided. And complex signal R' i, kIs one input of the signal selector 522.
[0117]
The clock phase error detection unit 53a also has a complex signal R.i, k (p)In order to obtain the above, the clock phase error detection unit 51b shown in the fourth embodiment includes the pilot subcarrier component extraction unit 511, the division unit 512, the transmission path characteristic component memory section 513, and the adjacent transmission path characteristic component separation. Unit 514, conjugate complex number conversion unit 515, and complex multiplication unit 516. And output Ri, k (p)Is the other input of the signal selector 522.
[0118]
Furthermore, the clock phase error detection unit 53a receives a tangent calculation unit 505 to which the output of the signal selection unit 522 is given, a phase calculation unit 506 to which an output of the tangent calculation unit 505 is given, and a phase θ from the phase calculation unit 506.i, kDetection output yiIs provided. A phase averaging unit 507 is provided.
[0119]
The clock phase error detector 53a includes a signal selector 522 that selects and outputs one of the two inputs according to the modulation scheme identification signal D. Therefore, the clock phase error detection unit 53a, in response to the output from the signal selection unit 522, the clock phase error detection unit 51a (FIG. 4) shown in the third embodiment and the clock phase error shown in the fourth embodiment. It fulfills one of the functions of the detector 51b (FIG. 7).
[0120]
The signal selection unit 522 receives the modulation scheme identification signal D from the subcarrier component xi, kIs determined to be differentially modulated, the output R of the coordinate converter 504' i, kSubcarrier component xi, kIs determined to be synchronously modulated, the output R of the complex multiplier 516i, k (p)Are selected and output.
[0121]
As described above, in this embodiment, the phase error of the clock signal is detected according to the modulation method of the subcarrier. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to realize highly accurate clock recovery when receiving an orthogonal frequency division multiplexed signal in which differential modulation and synchronous modulation are mixed.
[0122]
In the present embodiment, the detection output y output from the clock phase error detection unit 53a.iThe orthogonal frequency division multiplex signal receiving device 104 that controls the clock signal of the clock oscillating unit 9 based on the above is illustrated. However, like the orthogonal frequency division multiplex signal receiving device 102 shown in the second embodiment, the filter coefficient output unit 10 The resampling unit 11 may be used.
[0123]
Embodiment 7 FIG.
The seventh embodiment is a modification of the third to sixth embodiments.
[0124]
FIG. 15 is a block diagram showing a modification of the third embodiment of the seventh embodiment, and shows the configuration of the clock phase error detection unit 51c. The clock phase error detection unit 51c has a configuration in which the phase calculation unit 506 and the phase averaging unit 507 of the clock phase error detection unit 51a shown in FIG. The clock phase error detection unit 51c can also be employed as the clock phase error detection unit 51 included in the orthogonal frequency division multiplexing signal receiving apparatuses 101 and 102.
[0125]
FIG. 16 is a block diagram showing a modification of the fourth embodiment of the seventh embodiment, and shows the configuration of the clock phase error detector 51d. The clock phase error detection unit 51d has a configuration in which the phase calculation unit 506 and the phase averaging unit 507 of the clock phase error detection unit 51b shown in FIG. The clock phase error detection unit 51d can also be employed as the clock phase error detection unit 51 provided in the orthogonal frequency division multiplexing signal receiving apparatuses 101 and 102.
[0126]
FIG. 17 is a block diagram showing a modification of the fifth embodiment of the seventh embodiment, and shows the configuration of the clock phase error detection unit 52b. The clock phase error detection unit 52b has a configuration in which the phase calculation unit 506 and the phase averaging unit 507 of the clock phase error detection unit 52a shown in FIG. The clock phase error detector 52b can also be employed as the clock phase error detector 52 provided in the orthogonal frequency division multiplex signal receiving apparatus 103.
[0127]
FIG. 18 is a block diagram showing a modification of the sixth embodiment of the seventh embodiment, and shows the configuration of the clock phase error detection unit 53b. The clock phase error detection unit 53 ′ has a configuration in which the phase calculation unit 506 and the phase averaging unit 507 of the clock phase error detection unit 53 a shown in FIG. 14 are replaced with a tangent averaging unit 508. The clock phase error detection unit 53b can also be employed as the clock phase error detection unit 53 provided in the orthogonal frequency division multiplex signal receiving apparatus 104.
[0128]
Tangent averaging unit 508 receives the output of tangent calculation unit 505 as input, and calculates the average value of the tangents of the phase information calculated within one symbol period. Since the result is a scalar quantity that reflects the phase error of the clock signal, this is the detection output y for the i-th symbol.iCan be treated as
[0129]
As described above, in this embodiment, the output y of the clock phase error detectors 51, 52, and 53 is obtained by averaging the output of the tangent calculator 505 for one symbol period.iAnd Therefore, there is no need to obtain the phase from the tangent, and the circuit scale can be reduced.
[0130]
Embodiment 8 FIG.
The eighth embodiment is a further modification of the seventh embodiment as a modification of the third embodiment. FIG. 19 is a block diagram showing the configuration of the clock phase error detection unit 51e. The clock phase error detection unit 51e can be employed as the clock phase error detection unit 51 provided in the orthogonal frequency division multiplexing signal receiving apparatuses 101 and 102.
[0131]
The clock phase error detection unit 51e is configured by replacing the tangent calculation unit 505 and the tangent averaging unit 508 of the clock phase error detection unit 51c shown in FIG. 15 with an imaginary part information extraction unit 509 and an imaginary part averaging unit 510, respectively. have.
[0132]
The clock phase error detector 51e receives a complex signal R from the coordinate converter in the same manner as the clock phase error detectors 51a and 51c.' i, kGet. Then, the imaginary part information extracting unit 509 outputs a complex signal R' i, kImaginary part Im [R' i, k] Is output. This is because the complex signal R is output from the tangent calculation unit 505 of the clock phase error detection units 51a and 51c.' i, kReal part of Re [R' i, k] Is multiplied. The imaginary part averaging unit 510 has an imaginary part Im [R' i, k] For the subcarrier number k is output. Since the result is a scalar quantity that reflects the phase error of the clock signal, this is the detection output y for the i-th symbol.iCan be treated as
[0133]
As described above, in this embodiment, the average value of one symbol of the imaginary part information is used as the output of the clock phase error detection unit 51. Accordingly, there is no need to obtain the tangent or phase, and the circuit scale can be reduced.
[0134]
Embodiment 9 FIG.
The ninth embodiment is a further modification of the seventh embodiment as a modification of the fourth embodiment. FIG. 20 is a block diagram showing a configuration of the clock phase error detection unit 51f. The clock phase error detection unit 51f can be employed as the clock phase error detection unit 51 included in the orthogonal frequency division multiplexing signal receiving apparatuses 101 and 102.
[0135]
The clock phase error detector 51f includes a conjugate complex number converter 515, a complex multiplier 516, a tangent calculator 505, and a tangent averager 508 of the clock phase error detector 51d shown in FIG. The imaginary part averaging unit 510 is replaced.
[0136]
Similarly to the clock phase error detectors 51b and 51d, the clock phase error detector 51f receives the pilot first transmission line characteristic component c from the adjacent transmission line characteristic component separator 514.i, k (p)And pilot second transmission line characteristic component pi, k (p)Get. The imaginary part information generating multiplication unit 517 inputs these, and the imaginary part information q based on the equation (9).i, k (p)Is calculated and output.
[0137]
[Equation 9]
Figure 0004108939
[0138]
In other words, the imaginary part information qi, k (p)Is the value of the tangent obtained from the tangent calculation unit 505 in the clock phase error detection units 51b and 51d (Re [ci, k (p)] ・ Re [pi, k (p)] + Im [ci, k (p)] ・ Im [pi, k (p)]). The imaginary part averaging unit 510 has imaginary part information q.i, k (p)Are averaged for the subcarrier number k and output. Since the result is a scalar quantity that reflects the phase error of the clock signal, this is the detection output y for the i-th symbol.iCan be treated as
[0139]
As described above, in this embodiment, the average value of one symbol of the imaginary part information is used as the output of the clock phase error detection unit 51. Therefore, as in complex multiplication (Re [ci, k (p)] ・ Re [pi, k (p)] + Im [ci, k (p)] ・ Im [pi, k (p)]), And there is no need to obtain the tangent or phase, and the circuit scale can be reduced.
[0140]
Embodiment 10 FIG.
The tenth embodiment is a further modification of the seventh embodiment as a modification of the fifth embodiment. FIG. 21 is a block diagram showing the configuration of the clock phase error detection unit 52c. The clock phase error detection unit 52c can be employed as the clock phase error detection unit 52 provided in the orthogonal frequency division multiplexing signal receiving apparatus 103.
[0141]
The clock phase error detector 52c includes a conjugate complex number converter 515, a complex multiplier 516, a tangent calculator 505, and a tangent averaging unit 508 of the clock phase error detector 52b shown in FIG. The imaginary part averaging unit 510 is replaced.
[0142]
Similarly to the clock phase error detectors 52a and 52b, the clock phase error detector 52c is connected to the first transmission line characteristic component c from the adjacent transmission line characteristic component separator 514.i, k (h)And the second transmission line characteristic component pi, k (h)Get. The imaginary part information generating multiplication unit 517 inputs these, and based on the equation (10), the imaginary part information qi, k (h)Is calculated and output.
[0143]
[Expression 10]
Figure 0004108939
[0144]
In other words, the imaginary part information qi, k (h)Is the value of the tangent obtained from the tangent calculation unit 505 in the clock phase error detection units 52a and 52b (Re [ci, k (h)] ・ Re [pi, k (h)] + Im [ci, k (h)] ・ Im [pi, k (h)]). The imaginary part averaging unit 510 has imaginary part information q.i, k (h)Are averaged for the subcarrier number k and output. Since the result is a scalar quantity that reflects the phase error of the clock signal, this is the detection output y for the i-th symbol.iCan be treated as
[0145]
As described above, in this embodiment, the average value of one symbol of the imaginary part information is used as the output of the clock phase error detection unit 51. Therefore, as in complex multiplication (Re [ci, k (h)] ・ Re [pi, k (h)] + Im [ci, k (h)] ・ Im [pi, k (h)]), And there is no need to obtain the tangent or phase, and the circuit scale can be reduced.
[0146]
Embodiment 11 FIG.
The eleventh embodiment is a further modification of the seventh embodiment as a modification of the sixth embodiment. FIG. 22 is a block diagram showing a configuration of the clock phase error detection unit 53c. The clock phase error detection unit 53c can be employed as the clock phase error detection unit 53 provided in the orthogonal frequency division multiplex signal receiving apparatus 104.
[0147]
The clock phase error detection unit 53c has a configuration in which the tangent calculation unit 505 and the tangent averaging unit 508 of the clock phase error detection unit 53b shown in FIG. 18 are replaced with an imaginary part information extraction unit 509 and an imaginary part averaging unit 510. is doing.
[0148]
Accordingly, the signal selection unit 522 outputs the output R of the coordinate conversion unit 504 according to the modulation system identification signal D.' i, kIs output in the same manner as in the eighth embodiment.' i, k] Is provided to the imaginary part averaging unit 510. Further, the signal selection unit 522 outputs the output R of the complex multiplication unit 516 according to the modulation scheme identification signal D.i, k (p)Is output in the same manner as in the ninth embodiment.i, k (p)Is provided to the imaginary part averaging unit 510.
[0149]
As described above, in this embodiment, the 1-symbol average value of the imaginary part information is used as the output of the clock phase error detection unit 5. Accordingly, a circuit for obtaining the tangent or phase is not necessary, and the circuit scale can be reduced.
[0150]
【The invention's effect】
    Claim 1 of the present inventionTo claim 4The orthogonal frequency division multiplex signal receiving apparatus according to (1) has a phase-locked loop for the phase error of the clock signal, so that highly accurate and stable clock recovery can be performed. The frequency error of the clock signal can also be regarded locally as a phase error. Therefore, the error rate after data reproduction of the orthogonal frequency division multiplexed signal is reduced.
[0151]
  MoreoverA large number of subcarriers for obtaining the phase error of the clock signal can be employed, and a detection output reflecting the phase error of the clock signal is obtained with high accuracy.
[0152]
According to the orthogonal frequency division multiplex signal receiving apparatus of the present invention, since the absolute values of the subcarrier components for data transmission are all equal, the detection output reflecting the phase error of the clock signal is provided. When obtaining, there is no need to normalize with the magnitude of the subcarrier component for data transmission.
[0153]
According to the orthogonal frequency division multiplexing signal receiving apparatus of the present invention, the correction according to the frequency interval is required, or the detection value varies with respect to the phase error of the same clock signal. Can be avoided.
[0154]
According to the orthogonal frequency division multiplexing signal receiving apparatus of the present invention, the detection output reflecting the phase error of the clock signal is obtained irrespective of the phase difference between the data of the subcarrier components for data transmission. be able to.
[0155]
According to the orthogonal frequency division multiplexing signal receiving apparatus of the present invention, the phase error of the clock signal can be obtained based on the complex-transformed complex multiplication result.
[0156]
According to the orthogonal frequency division multiplex signal receiving apparatus of the ninth aspect of the present invention, there is no need to obtain the phase based on the subcarrier component for data transmission.
[0157]
According to the orthogonal frequency division multiplex signal receiving apparatus of the tenth aspect of the present invention, it is not necessary to obtain the tangent or phase based on the subcarrier component for data transmission.
[0158]
According to the orthogonal frequency division multiplexing signal receiving apparatus of the present invention, the phase error of the clock signal is obtained for each symbol using a pilot subcarrier having a regular frequency / time arrangement. Therefore, the phase error of the clock signal can be obtained with higher accuracy than in the case where the phase difference is detected by using pilot subcarriers with irregular frequency / time arrangement.
[0159]
According to the orthogonal frequency division multiplex signal receiving apparatus of the twelfth aspect of the present invention, the detection output reflecting the phase error of the clock signal can be obtained for each symbol using the pilot subcarrier, A large number of subcarriers for obtaining the phase error can be employed.
[0160]
According to the orthogonal frequency division multiplexing signal receiving apparatus according to claims 13 and 14 of the present invention, the phase error of the clock signal can be obtained irrespective of the value of the pilot subcarrier component.
[0161]
According to the orthogonal frequency division multiplex signal receiving apparatus of the fifteenth aspect of the present invention, there is no need to obtain the phase based on the complex multiplication result.
[0162]
According to the orthogonal frequency division multiplexing signal receiving apparatus according to claims 16 and 17 of the present invention, the output of the transmission path estimation unit normally used for demodulating the synchronously modulated subcarrier is adopted. A detection output that reflects the phase error of the clock signal is required. Further, a large number of subcarriers for obtaining the phase error of the clock signal can be employed, and a detection output that reflects the phase error of the clock signal is obtained with high accuracy.
[0163]
According to the orthogonal frequency division multiplex signal receiving apparatus of the eighteenth aspect of the present invention, there is no need to obtain the phase based on the complex multiplication result.
[0164]
According to the orthogonal frequency division multiplex signal receiving apparatus of the nineteenth aspect of the present invention, there is no need to obtain complex multiplication, tangent, or phase.
[0165]
  Claim 20 of the present invention., Claim 21According to the receiving apparatus for orthogonal frequency division multiplexing signals according to the above, it is possible to realize highly accurate clock recovery when receiving an orthogonal frequency division multiplexing signal in which differential modulation and synchronous modulation are mixed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a graph showing the operation of the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a third embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a graph showing the operation of the third embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a graph showing the operation of the third embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a schematic diagram showing the operation of the fourth embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a conceptual diagram showing the operation of the fourth embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a block diagram showing a configuration of a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a block diagram showing a configuration of a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a block diagram showing a configuration of a seventh embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a block diagram showing a configuration of a seventh embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a block diagram showing a configuration of a seventh embodiment of the present invention.
FIG. 18 is a block diagram showing a configuration of a seventh embodiment of the present invention.
FIG. 19 is a block diagram showing a configuration of an eighth embodiment of the present invention.
FIG. 20 is a block diagram showing a configuration of a ninth embodiment of the present invention.
FIG. 21 is a block diagram showing the configuration of the tenth embodiment of the present invention.
FIG. 22 is a block diagram showing a configuration of an eleventh embodiment of the present invention.
FIG. 23 is a block diagram showing a configuration of a conventional technique.
[Explanation of symbols]
ai, k (p)  Known pilot data, ci, k  First subcarrier component for data transmission, pi, k  Second subcarrier component for data transmission, ci, k (p)  First transmission line characteristic component for pilot, pi, k (p)  Second transmission line characteristic component for pilot, ci, k (h)  First subcarrier transmission line characteristic component, pi, k (h)  Second subcarrier transmission line characteristic component, Ri, k, R' i, k  Complex signal, xi, k  Subcarrier component, yi  Detection output, θi, k  phase.

Claims (21)

直交周波数分割多重された信号から所定の周波数帯域に復調された受信信号を、クロック信号に基づくタイミングでサンプリングするアナログ/ディジタル変換部と、
前記アナログ/ディジタル変換部の出力に基づいて複数の副搬送波成分を求めるフーリエ変換部と、
同一のシンボル中の前記複数の副搬送波成分間の位相に基づいて前記クロック信号の位相誤差を反映する検出出力を求めるクロック位相誤差検出部と、
記検出出力に基づいてクロック信号を出力するクロック発振部と
を備える直交周波数分割多重信号の受信装置。
An analog / digital converter that samples a received signal demodulated to a predetermined frequency band from an orthogonal frequency division multiplexed signal at a timing based on a clock signal;
A Fourier transform unit for obtaining a plurality of subcarrier components based on the output of the analog / digital conversion unit;
A clock phase error detector for obtaining a detection output reflecting the phase error of the clock signal based on the phase between the plurality of subcarrier components in the same symbol;
Receiver of an orthogonal frequency division multiplexed signal and a clock oscillation unit that outputs a clock signal based on the previous dangerous out output.
直交周波数分割多重された信号から所定の周波数帯域に復調された受信信号を、クロック信号に基づくタイミングでサンプリングするアナログ/ディジタル変換部と、
前記アナログ/ディジタル変換部の出力をリサンプリングするリサンプリング部と、
前記リサンプリング部の出力に基づいて複数の副搬送波成分を求めるフーリエ変換部と
同一のシンボル中の前記複数の副搬送波成分間の位相に基づいて前記クロック信号の位相誤差を反映する検出出力を求めるクロック位相誤差検出部と
を備え、
記検出出力に基づいて前記アナログ/ディジタル変換部の出力をリサンプリングする、直交周波数分割多重信号の受信装置。
An analog / digital converter that samples a received signal demodulated to a predetermined frequency band from an orthogonal frequency division multiplexed signal at a timing based on a clock signal;
A resampling unit for resampling the output of the analog / digital conversion unit;
A Fourier transform unit for obtaining a plurality of subcarrier components based on the output of the resampling unit ;
A clock phase error detector for obtaining a detection output reflecting the phase error of the clock signal based on the phase between the plurality of subcarrier components in the same symbol ,
Resampling the output of the analog / digital conversion unit based on previous dangerous out output, the receiving apparatus of orthogonal frequency division multiplexed signal.
直交周波数分割多重された信号から所定の周波数帯域に復調された受信信号を、クロック信号に基づくタイミングでサンプリングするアナログ/ディジタル変換部と、
前記アナログ/ディジタル変換部の出力に基づいて複数の副搬送波成分を求めるフーリエ変換部と、
前記複数の副搬送波成分から求められる前記クロック信号の位相誤差を反映する検出出力に基づいてクロック信号を出力するクロック発振部と
を備え、
異なるシンボルの、かつ周波数の異なる前記複数の副搬送波成分に基づいて複数の伝送路特性が求められ、
前記複数の伝送路特性間の位相に基づいて前記検出出力が求められる、直交周波数分割多重信号の受信装置。
An analog / digital converter that samples a received signal demodulated to a predetermined frequency band from an orthogonal frequency division multiplexed signal at a timing based on a clock signal;
A Fourier transform unit for obtaining a plurality of subcarrier components based on the output of the analog / digital conversion unit;
A clock oscillation unit for outputting a clock signal based on a detection output reflecting a phase error of the clock signal obtained from the plurality of subcarrier components;
With
A plurality of transmission line characteristics are obtained based on the plurality of subcarrier components of different symbols and different frequencies,
An apparatus for receiving an orthogonal frequency division multiplex signal , wherein the detection output is obtained based on a phase between the plurality of transmission path characteristics .
直交周波数分割多重された信号から所定の周波数帯域に復調された受信信号を、クロック信号に基づくタイミングでサンプリングするアナログ/ディジタル変換部と、
前記アナログ/ディジタル変換部の出力をリサンプリングするリサンプリング部と、
前記リサンプリング部の出力に基づいて複数の副搬送波成分を求めるフーリエ変換部と
を備え、
前記複数の副搬送波成分から求められる前記クロック信号の位相誤差を反映する検出出力に基づいて前記アナログ/ディジタル変換部の出力をリサンプリングし、
異なるシンボルの、かつ周波数の異なる前記複数の副搬送波成分に基づいて複数の伝送路特性が求められ、
前記複数の伝送路特性間の位相に基づいて前記検出出力が求められる、直交周波数分割多重信号の受信装置。
An analog / digital converter that samples a received signal demodulated to a predetermined frequency band from an orthogonal frequency division multiplexed signal at a timing based on a clock signal;
A resampling unit for resampling the output of the analog / digital conversion unit;
A Fourier transform unit for obtaining a plurality of subcarrier components based on the output of the resampling unit;
With
Re-sampling the output of the analog / digital converter based on the detection output reflecting the phase error of the clock signal determined from the plurality of sub-carrier components;
A plurality of transmission path characteristics are obtained based on the plurality of subcarrier components having different symbols and different frequencies,
The detection output is obtained based on the phase between the plurality of channel characteristics, the receiving apparatus of the Cartesian frequency division multiplexed signal.
前記検出出力を求めるのに用いられる前記同一シンボル中の前記複数の副搬送波成分は、直交周波数分割多重変調としてQPSK系変調が採用されるデータ送信用副搬送波である、請求項1又は請求項2記載の直交周波数分割多重信号の受信装置。Wherein the plurality of sub-carrier components in the same symbols used for determining the detection output is data transmission subcarriers QPSK system modulation is employed as the orthogonal frequency division multiplexing modulation, claim 1 or claim 2 An orthogonal frequency division multiplex signal receiving apparatus as described. 少なくとも一つの対の前記データ送信用副搬送波成分が前記検出出力を求めるのに用いられ、
前記少なくとも一つの対の前記データ送信用副搬送波成分同士の間隔は一定である、請求項5記載の直交周波数分割多重信号の受信装置。
At least one pair of the subcarrier components for data transmission is used to determine the detection output;
6. The orthogonal frequency division multiplex signal receiver according to claim 5, wherein an interval between the at least one pair of subcarrier components for data transmission is constant.
前記クロック位相誤差検出部は、
シンボル毎に複数のデータ送信用副搬送波成分を抽出するデータ送信用副搬送波成分抽出部と、
前記複数のデータ送信用副搬送波成分から、前記少なくとも一つの対のデータ送信用副搬送波成分を出力する隣接データ送信用副搬送波成分分離手段と、
前記少なくとも一つの対のデータ送信用副搬送波成分の一方の共役複素数信号を出力する共役複素数変換部と、
前記少なくとも一つの対のデータ送信用副搬送波成分の他方と、前記少なくとも一つの対のデータ送信用副搬送波成分の前記一方の前記共役複素数信号との複素乗算結果を出力する複素乗算部と、
前記複素乗算結果の位相成分の絶対値を複素座標平面上で0〜π/4ラジアンに収める座標変換を行って出力する座標変換部と
を有する、請求項6記載の直交周波数分割多重信号の受信装置。
The clock phase error detector is
A subcarrier component extraction unit for data transmission that extracts a plurality of subcarrier components for data transmission for each symbol;
An adjacent data transmission subcarrier component separating means for outputting the at least one pair of data transmission subcarrier components from the plurality of data transmission subcarrier components;
A conjugate complex number conversion unit that outputs one conjugate complex number signal of the at least one pair of data transmission subcarrier components;
A complex multiplier that outputs a complex multiplication result of the other of the at least one pair of data transmission subcarrier components and the one conjugate complex signal of the at least one pair of data transmission subcarrier components;
7. The reception of the orthogonal frequency division multiplex signal according to claim 6, further comprising: a coordinate conversion unit that performs coordinate conversion that outputs an absolute value of a phase component of the complex multiplication result within 0 to π / 4 radians on a complex coordinate plane. apparatus.
前記座標変換部の出力の正接を求めて出力する正接計算部と、
前記正接計算部の出力から、前記シンボルにおいて、前記少なくとも一つの対のデータ送信用副搬送波成分間の位相を得る位相計算部と、
前記シンボル毎に前記位相の平均値を求めて前記検出出力を求める位相平均化部と
を更に有する、請求項7記載の直交周波数分割多重信号の受信装置。
A tangent calculation unit that calculates and outputs a tangent of the output of the coordinate conversion unit;
A phase calculation unit that obtains a phase between the at least one pair of data transmission subcarrier components in the symbol from the output of the tangent calculation unit;
The orthogonal frequency division multiplexing signal receiving apparatus according to claim 7, further comprising: a phase averaging unit that obtains the average value of the phase for each symbol and obtains the detection output.
前記座標変換部の出力の正接を求めて出力する正接計算部と、
前記シンボル毎に前記正接計算部の出力の平均値を求めて前記検出出力を求める正接平均化部と
を更に有する、請求項7記載の直交周波数分割多重信号の受信装置。
A tangent calculation unit that calculates and outputs a tangent of the output of the coordinate conversion unit;
The orthogonal frequency division multiplex signal receiver according to claim 7, further comprising: a tangent averaging unit that obtains an average value of outputs of the tangent calculation unit for each symbol to obtain the detection output.
前記座標変換部の出力の虚部を求めて出力する虚部情報抽出部と、
前記シンボル毎に前記虚部情報抽出部の出力の平均値を求めて前記検出出力を求める虚部平均化部と
を更に有する、請求項7記載の直交周波数分割多重信号の受信装置。
An imaginary part information extraction unit that obtains and outputs an imaginary part of the output of the coordinate conversion unit;
The orthogonal frequency division multiplex signal receiving apparatus according to claim 7, further comprising: an imaginary part averaging unit that obtains an average value of an output of the imaginary part information extraction unit for each symbol to obtain the detection output.
前記検出出力はシンボル毎に、パイロット用副搬送波を用いて求められ、
前記パイロット用副搬送波は、同一シンボル内の周波数間隔が一定であってかつその周波数配置がシンボル毎に一定のオフセットを持つ、請求項3又は請求項4に記載の直交周波数分割多重信号の受信装置。
The detection output is obtained for each symbol using a pilot subcarrier,
5. The orthogonal frequency division multiplexing signal receiving apparatus according to claim 3 , wherein the pilot subcarrier has a constant frequency interval in the same symbol and a frequency arrangement having a constant offset for each symbol. .
複数のシンボルに亘って、前記オフセット分異なる少なくとも一つの対の前記パイロット用副搬送波成分間の位相に基づいて、前記検出出力を求めるクロック位相誤差検出部
を有する、請求項11記載の直交周波数分割多重信号の受信装置。
The orthogonal frequency division according to claim 11, further comprising: a clock phase error detection unit that obtains the detection output based on a phase between at least one pair of pilot subcarrier components that differ by the offset over a plurality of symbols. Multiple signal receiver.
前記クロック位相誤差検出部は、
シンボル毎に前記パイロット用副搬送波成分を抽出するパイロット用副搬送波成分抽出部と、
前記パイロット用副搬送波成分を既知パイロットデータで除して伝送路特性成分を出力する除算部と、
前記複数のシンボルに亘って、前記オフセット分異なる、少なくとも一つの対の前記伝送路特性成分を出力する隣接伝送路特性成分分離部と
を有する、請求項12記載の直交周波数分割多重信号の受信装置。
The clock phase error detector is
A pilot subcarrier component extraction unit for extracting the pilot subcarrier component for each symbol;
A division unit that divides the pilot subcarrier component by known pilot data and outputs a transmission line characteristic component;
13. The orthogonal frequency division multiplex signal receiver according to claim 12, further comprising: an adjacent transmission path characteristic component separation unit that outputs at least one pair of the transmission path characteristic components that differ by the offset over the plurality of symbols. .
前記少なくとも一つの対の伝送路特性成分の一方の共役複素数信号を出力する共役複素数変換部と、
前記少なくとも一つの対の伝送路特性成分の他方と、前記少なくとも一つの対の伝送路特性成分の前記一方の前記共役複素数信号との複素乗算結果を出力する複素乗算部と、
前記複素乗算結果の正接を求めて出力する正接計算部と、
前記正接計算部の出力から、前記シンボルにおいて、前記少なくとも一つの対の伝送路特性成分間の位相を得る位相計算部と、
前記シンボル毎に前記位相の平均値を求めて前記検出出力を求める位相平均化部と
を更に有する、請求項13記載の直交周波数分割多重信号の受信装置。
A conjugate complex number conversion unit that outputs one conjugate complex number signal of the at least one pair of transmission path characteristic components;
A complex multiplier that outputs a complex multiplication result between the other of the at least one pair of transmission line characteristic components and the one conjugate complex signal of the at least one pair of transmission line characteristic components;
A tangent calculation unit for obtaining and outputting a tangent of the complex multiplication result;
A phase calculation unit that obtains a phase between the at least one pair of transmission line characteristic components in the symbol from the output of the tangent calculation unit;
The orthogonal frequency division multiplexing signal receiving apparatus according to claim 13, further comprising: a phase averaging unit that obtains the average value of the phase for each symbol and obtains the detection output.
前記少なくとも一つの対の伝送路特性成分の一方の共役複素数信号を出力する共役複素数変換部と、
前記少なくとも一つの対の伝送路特性成分の他方と、前記少なくとも一つの対の伝送路特性成分の前記一方の前記共役複素数信号との複素乗算結果を出力する複素乗算部と、
前記複素乗算結果の正接を求めて出力する正接計算部と、
前記シンボル毎に前記正接計算部の出力の平均値を求めて前記検出出力を求める正接平均化部と
を更に有する、請求項13記載の直交周波数分割多重信号の受信装置。
A conjugate complex number conversion unit that outputs one conjugate complex number signal of the at least one pair of transmission path characteristic components;
A complex multiplier that outputs a complex multiplication result between the other of the at least one pair of transmission line characteristic components and the one conjugate complex signal of the at least one pair of transmission line characteristic components;
A tangent calculation unit for obtaining and outputting a tangent of the complex multiplication result;
The orthogonal frequency division multiplex signal receiving apparatus according to claim 13, further comprising: a tangent averaging unit that obtains an average value of outputs of the tangent calculation unit for each symbol to obtain the detection output.
前記複数の副搬送波成分は、同期変調された副搬送波の復調の為に前記受信信号に挿入される複数のパイロット用副搬送波成分を有し、
前記複数のパイロット用副搬送波成分に基づいて前記複数の伝送路特性を推定する伝送路推定部と、
前記複数の伝送路特性間に基づいて前記検出出力を求めるクロック位相誤差検出部と
を備える、請求項3又は請求項4記載の直交周波数分割多重信号の受信装置。
The plurality of subcarrier components include a plurality of pilot subcarrier components inserted into the received signal for demodulation of a synchronously modulated subcarrier,
A transmission path estimator for estimating the plurality of transmission path characteristics based on the plurality of pilot subcarrier components;
5. The orthogonal frequency division multiplex signal receiving apparatus according to claim 3 , further comprising a clock phase error detection unit that obtains the detection output based on the plurality of transmission path characteristics.
少なくとも一つの対の前記伝送路特性成分を出力する隣接伝送路特性成分分離部と、
前記少なくとも一つの対の伝送路特性成分の一方の共役複素数信号を出力する共役複素数変換部と、
前記少なくとも一つの対の伝送路特性成分の他方と、前記少なくとも一つの対の伝送路特性成分の前記一方の前記共役複素数信号との複素乗算結果を出力する複素乗算部と、
前記複素乗算結果の正接を求めて出力する正接計算部と、
前記正接計算部の出力から、前記シンボルにおいて、前記少なくとも一つの対の伝送路特性成分間の位相を得る位相計算部と、
前記シンボル毎に前記位相の平均値を求めて前記検出出力を求める位相平均化部と
を更に有する、請求項16記載の直交周波数分割多重信号の受信装置。
An adjacent transmission line characteristic component separation unit that outputs at least one pair of the transmission line characteristic components;
A conjugate complex number conversion unit that outputs one conjugate complex number signal of the at least one pair of transmission path characteristic components;
A complex multiplier that outputs a complex multiplication result between the other of the at least one pair of transmission line characteristic components and the one conjugate complex signal of the at least one pair of transmission line characteristic components;
A tangent calculation unit for obtaining and outputting a tangent of the complex multiplication result;
A phase calculation unit that obtains a phase between the at least one pair of transmission line characteristic components in the symbol from the output of the tangent calculation unit;
The orthogonal frequency division multiplexing signal receiving apparatus according to claim 16, further comprising: a phase averaging unit that obtains an average value of the phase for each symbol and obtains the detection output.
少なくとも一つの対の前記伝送路特性成分を出力する隣接伝送路特性成分分離部と、
前記少なくとも一つの対の伝送路特性成分の一方の共役複素数信号を出力する共役複素数変換部と、
前記少なくとも一つの対の伝送路特性成分の他方と、前記少なくとも一つの対の伝送路特性成分の一方の前記共役複素数信号との複素乗算結果を出力する複素乗算部と、
前記複素乗算結果の正接を求めて出力する正接計算部と、
前記シンボル毎に前記正接計算部の出力の平均値を求めて前記検出出力を求める正接平均化部と
を更に有する、請求項16記載の直交周波数分割多重信号の受信装置。
An adjacent transmission line characteristic component separation unit that outputs at least one pair of the transmission line characteristic components;
A conjugate complex number conversion unit that outputs one conjugate complex number signal of the at least one pair of transmission path characteristic components;
A complex multiplier that outputs a complex multiplication result between the other of the at least one pair of channel characteristic components and one of the conjugate complex signals of the at least one pair of channel characteristic components;
A tangent calculation unit for obtaining and outputting a tangent of the complex multiplication result;
The orthogonal frequency division multiplex signal receiving apparatus according to claim 16, further comprising: a tangent averaging unit that obtains an average value of outputs of the tangent calculation unit for each symbol to obtain the detection output.
前記少なくとも一つの対の伝送路特性成分の一方の実部と前記少なくとも一つの対の伝送路特性成分の他方の虚部との積から、前記少なくとも一つの対の伝送路特性成分の前記一方の虚部と前記少なくとも一つの対の伝送路特性成分の前記他方の実部との積を差し引いて虚部情報を生成する虚部情報生成部と、
前記シンボル毎に前記虚部情報の平均値を求めて前記検出出力を求める虚部平均化部と
を更に有する、請求項13又は請求項16記載の直交周波数分割多重信号の受信装置。
From the product of one real part of the at least one pair of transmission line characteristic components and the other imaginary part of the at least one pair of transmission line characteristic components, the one of the at least one pair of transmission line characteristic components is An imaginary part information generating unit that generates an imaginary part information by subtracting a product of an imaginary part and the other real part of the at least one pair of transmission line characteristic components;
The orthogonal frequency division multiplex signal receiving apparatus according to claim 13 or 16, further comprising an imaginary part averaging unit that obtains an average value of the imaginary part information for each symbol and obtains the detection output.
直交周波数分割多重された信号から所定の周波数帯域に復調された受信信号を、クロック信号に基づくタイミングでサンプリングするアナログ/ディジタル変換部と、
前記アナログ/ディジタル変換部の出力に基づいて複数の副搬送波成分を求めるフーリエ変換部と、
前記複数の副搬送波成分から求められる前記クロック信号の位相誤差を反映する検出出力に基づいてクロック信号を出力するクロック発振部と
を備え、
前記複数の副搬送波成分が差動変調されたものである場合には、同一のシンボル中の前記複数の副搬送波成分間の位相に基づいて前記検出出力を求め、
前記複数の副搬送波成分が同調変調されたものである場合には、複数のシンボルに亘って所定のオフセット分異なる少なくとも一つの対の特定パイロット用副搬送波成分間の位相に基づいて前記検出出力を求め、
前記特定パイロット用副搬送波は、同一シンボル内の周波数間隔が一定であってかつその周波数配置がシンボル毎に前記所定のオフセットを有する、直交周波数分割多重信号の受信装置。
An analog / digital converter that samples a received signal demodulated to a predetermined frequency band from an orthogonal frequency division multiplexed signal at a timing based on a clock signal;
A Fourier transform unit for obtaining a plurality of subcarrier components based on the output of the analog / digital conversion unit;
A clock oscillation unit for outputting a clock signal based on a detection output reflecting a phase error of the clock signal obtained from the plurality of subcarrier components;
With
If the plurality of subcarrier components are differentially modulated, the detection output is obtained based on the phase between the plurality of subcarrier components in the same symbol,
When the plurality of subcarrier components are tuned and modulated, the detection output is calculated based on the phase between at least one pair of specific pilot subcarrier components that differ by a predetermined offset over a plurality of symbols. Seeking
The subcarriers for a particular pilot, a frequency interval within the same symbol is constant and whose frequency allocation has said predetermined offset for each symbol, the receiving apparatus of the Cartesian frequency division multiplexed signal.
直交周波数分割多重された信号から所定の周波数帯域に復調された受信信号を、クロック信号に基づくタイミングでサンプリングするアナログ/ディジタル変換部と、  An analog / digital converter that samples a received signal demodulated to a predetermined frequency band from an orthogonal frequency division multiplexed signal at a timing based on a clock signal;
前記アナログ/ディジタル変換部の出力に基づいて複数の副搬送波成分を求めるフーリエ変換部と、  A Fourier transform unit for obtaining a plurality of subcarrier components based on the output of the analog / digital conversion unit;
前記複数の副搬送波成分から求められる前記クロック信号の位相誤差を反映する検出出力に基づいてクロック信号を出力するクロック発振部と  A clock oscillation unit for outputting a clock signal based on a detection output reflecting a phase error of the clock signal obtained from the plurality of subcarrier components;
を備え、With
前記複数の副搬送波成分が差動変調されたものである場合には、同一のシンボル中の前記複数の副搬送波成分間の位相に基づいて前記検出出力を求め、  If the plurality of subcarrier components are differentially modulated, the detection output is obtained based on the phase between the plurality of subcarrier components in the same symbol,
前記複数の副搬送波成分が同調変調されたものである場合には、複数のシンボルに亘って所定のオフセット分異なる少なくとも一つの対の特定パイロット用副搬送波成分間の位相に基づいて前記検出出力を求め、  When the plurality of subcarrier components are tuned and modulated, the detection output is calculated based on the phase between at least one pair of specific pilot subcarrier components that differ by a predetermined offset over a plurality of symbols. Seeking
前記特定パイロット用副搬送波は、同一シンボル内の周波数間隔が一定であってかつその周波数配置がシンボル毎に前記所定のオフセットを有する、直交周波数分割多重信号の受信装置。  The specific pilot subcarrier is an orthogonal frequency division multiplexing signal receiving apparatus in which frequency intervals within the same symbol are constant and the frequency arrangement has the predetermined offset for each symbol.
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