JPH0591071A - オーソゴナル周波数分割多重方式の復調器 - Google Patents

オーソゴナル周波数分割多重方式の復調器

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JPH0591071A
JPH0591071A JP3248150A JP24815091A JPH0591071A JP H0591071 A JPH0591071 A JP H0591071A JP 3248150 A JP3248150 A JP 3248150A JP 24815091 A JP24815091 A JP 24815091A JP H0591071 A JPH0591071 A JP H0591071A
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JP3248150A
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Akira Goi
朗 五井
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Oki Electric Industry Co Ltd
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Oki Electric Industry Co Ltd
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  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 搬送波発振器の周波数を受信を希望するチャ
ネルに応じて変更し、それによってクロック再生を確実
に行うようにすると共に、相関器で使用する周波数をチ
ャネル番号によらず一定とする。 【構成】 チャネル選択手段20のチャネル識別信号S
20を周波数変更手段32に与えると、該手段32で
は、発振器31の周波数を制御して、受信を希望するチ
ャネルの受信搬送波のうち任意の一つの受信搬送波の周
波数に等しいかまたはほぼ等しくする。直交検波器1で
は、直交検波搬送波S30に基づき、受信波INを直交
検波し、その直交検波信号S1をクロック再生回路3及
び相関器4へ与える。回路3は、S1からクロック周波
数を再生する。相関器4は、回路3の出力信号S3に基
づき、S1から希望する受信信号のみを取り出し、差動
化演算回路5へ送る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、オーソゴナル周波数分
割多重方式(以下、OFDM方式という)を使用した通
信システムにおける復調器、特にその復調方式に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の技術としては、例えば次
のような文献に記載されるものがあった。 文献;EBU REVIEW−TECHICAL、[22
4 ](1987−8)(仏)R.Lassaille
and M.Alard著“プリンサプルズ オブ モ
ジュレ―ション アンド チャネル コ―ディングフォ
― ディジタル ブロ―ドカ―スティング フォ― モ
ウブァラズレシ―バ―ズ(Principles of modulation a
nd channel coding fordigital broadcasting for mobi
les recievers)”P.168−190 前記文献に記載されているように、OFDM方式は、デ
ジタル音声ステレオ放送に使用することを目的として、
主として欧州で研究開発されている技術である。OFD
M方式を用いた通信システムに使用する送信器側の変調
出力は、一般に次式(1)で表わされる。 但し、mq(t);qTs−Δ/2≦t<(q+1)T
S−Δ/2の時刻tにおける変調出力 Ta ; クロック周期(シンボル間隔) Δ ; ガードインターバルの時間 T ; T=Ts−Δで求まる時間 q ; 時刻をTsの間隔で数えたときのq番目の
時刻に相当 Φq,k ; k番目のキャリアを直交位相変調(以下、
QPSKという)したときの変調位相 A ; 各QPSK変調波の振幅 ω0 ; 無線搬送波の角周波数 N ; OFDM方式のキャリアの数 一般にOFDM方式では、例えば複数個(L)のデジタ
ル化されたプログラムを、各プログラムとも複数個(2
M)のシンボルに変換し、2つのシンボルを1組として
1つのキャリアをQPSK変調し、それを全てのシンボ
ル組について行い、M×L個のQPSK変調波を得てい
る。このとき、(1)式において、N=MLとなる。ま
た、1つのプログラムに対しては、(1)式のkの値と
して、L間隔にM個のキャリアを割り当てている。
【0003】一方、OFDM方式における復調器の復調
方式としては、同期検波方式、遅延検波方式等が考えら
れるが、ここでは、遅延検波方式について説明する。
【0004】図2は、従来のOFDM方式における遅延
検波方式の復調器の一構成例を示す機能ブロック図であ
る。
【0005】この復調器は、受信波INを直交検波搬送
波S2で直交検波して同相検波成分S1a及び直交検波
成分S1bからなる直交検波信号S1を出力する直交検
波器1を有し、その入力側には、直交検波搬送波S2を
出力する搬送波発振器2が接続されている。直交検波器
1の出力側には、直交検波信号S1からクロック周波数
を再生するクロック再生回路(シンボル再生回路ともい
う)3と、該クロック再生回路3の出力信号S3に基づ
き直交検波信号S1から希望する受信信号のみを取り出
す相関器4とが、接続されている。
【0006】相関器4の出力側には、その出力信号S4
の差動化演算を行う差動化演算回路5が接続され、さら
にその出力側に並列/直列変換器6が接続されている。
並列/直列変換器6は、差動化演算回路5の出力信号S
5を並列/直列変換して直列符号の出力信号S6を出力
する回路である。
【0007】次に、図2の復調器の動作を説明する。図
示しない送信器から伝搬路を介して送られてきた受信波
INが、直交検波器1に入力する。この受信波INは、
通常、伝搬路によって歪みや伝搬遅延等を受けるが、こ
こでは説明を簡単にするため、それらの影響がないもの
とする。すると、この受信波INは、(1)式と同じ式
となる。搬送波発振器2で発振した直交検波搬送波S2
は、直交検波器1に入力される。直交検波器1で直交検
波を行うため、直交検波搬送波S2は直交する2つの信
号であるが、それをここでは次式(2)のような複素数
で表わす。 cq(t)=e-j(ωct+θc) ・・・(2) 但し、t,q;(1)式と同じ ωc ;直交検波搬送波の角周波数 θc ;受信波(1)式と直交検波搬送波の位相差 ここで、ωcは、一般に、(1)式のkの値としてk=
0としたときの受信搬送波角周波数、即ち、ωcと同じ
値が選ばれる。
【0008】直交検波器1では、受信波INと直交検波
搬送波S2とを乗算する。即ち、(1)式と(2)式を
掛け合わせることにより、直交検波信号S1を出力す
る。ここで、ωcはω0と同じとなるように制御されて
いるとすると、直交検波信号S1(=Yq(t) )は次式
(3)のようになる。 直交検波信号Yq(t)は、通常Iチャネルと称する同
相検波成分S1aと、通常Qチャネルと称する直交検波
成分S1bとからなり、その同相検波成分S1aが
(3)式の実数部、直交検波成分S1bが(3)式の虚
数部に相当する。
【0009】クロック再生回路3では、(3)式に含ま
れるクロック周波数(シンボル周波数)1/Tsを再生
し、そこから各キャリアの周波数k/T(但し、k=
0,1,…,N−1)を作り、また相関器4の演算を行
う時間(タイミング)を作り、それらの出力信号S3を
相関器4へ供給する。
【0010】相関器4は、(3)式で表される直交検波
信号S1(=Yq(t))から、特定の周波数成分のみ
を取り出すため、周波数s/T(但し、s;0,1,
…,N−1の整数)の信号を(3)式に掛け、それをq
番目のシンボルについては、時刻t=qTsからt=q
Ts+Tの間積分する。すると、周波数の番号sにおけ
る相関器4の出力信号S4は、次式(4)となる。 この(4)式は、次の通りとなる。 そのため、k=sの変調成分のみが得られる。今、1受
信機が一つのプログラム(チャネル)を選択して復調す
ることを考えると、sの値として、L間隔にM個あれば
よい。従って、相関器4として、M個が必要となる。こ
れらの相関器4から、(5)式で表されるM個の出力信
号S4(=Wq,s)が、差動化演算回路5へ出力され
る。
【0011】差動化演算回路5は、1シンボル前の相関
器出力と、現在の出力との差動化演算を行う。1シンボ
ル前の値をWq- 1,sとすると、 差動化出力信号S5をDq,sとすると、 但し、W* q- 1,s;Wq- 1,sの共役複素数 従って、変調器において符号を差動化しておけば、
(6)式でその符号が復調されることがわかる。(6)
式で表されるM個の出力信号S5が得られるので、並列
/直列変換器6で、M個(実際には、M組の複素数)の
並列なシンボルを並列/直列変換することにより、変調
器へ入力した直列符号の出力信号S6が出力される。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
OFDM方式の復調器では、次のような課題があった。
前述した復調過程において、搬送波発振器2の角周波数
ωcは受信搬送波の角周波数ωoと等しいものに選択さ
れている。今、プログラムがL個あるとして、それに0
からL−1までの番号(チャネル番号)が付与されてい
るとする。受信機において、i番目のプログラム(iチ
ャネル)を選択受信することを考える。このとき、iチ
ャネルに使用されている搬送波(キャリア)の番号C
は、C=i、L+i、2L+i、…、及び(M−1)L
+i ・・・(7) のM個である。
【0013】従って、相関器4では、(4)式の演算を
行うためのsの値として前記M個のCの値を選択する。
即ち、(3)式で表される相関器4への入力信号から、
その周波数が、 i/T、(L+i)/T、(2L+i)/T、…、
((M−1)L+i)/T となる成分を該相関器4で取り出すこととなる。そのた
め、クロック再生回路3では、前記周波数を有する搬送
波を作る必要がある。搬送波を作るため、一般的には、
基本周波数1/Tを逓倍するとか、1/Tの整数倍の非
常に高い周波数から分周するとかして、前記M個の周波
数搬送波を作っている。ところが、チャネル番号iによ
って逓倍数あるいは分周数が異なるので、チャネル番号
によって、搬送波をつくる回路の構成が異なってくると
いう欠点がある。
【0014】また、それ以上の欠点として、クロック再
生回路3におけるクロック再生の問題がある。クロック
再生は、一般的には、(3)式の直流成分(式でk=0
としたときの成分)からクロック周波数の再生を行って
いるが、もし、0チャネル(k=0は、チャネル番号0
における最も周波数の低いものである)が送信されてい
ない場合、直流成分がないことになり、その信号を利用
しているクロックの再生ができなくなる。すると、OF
DM方式による他のチャネルを含めた全ての通信が不可
能となる。この欠陥を救済するため、プログラムの有無
にかかわらず、0チャネルを基準信号として常時送信し
ている必要がある。
【0015】本発明は、前記従来技術が持っていた課題
として、チャネル番号毎にクロック再生回路の構成が異
なる点、及びプログラムの有無にかかわらず、0チャネ
ルを基準信号として常時送信する必要がある点について
解決したOFDM方式の復調器を提供するものである。
【0016】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するため、OFDM方式を用いた通信システムの受信
波中の受信搬送波にほぼ等しい周波数で発振する発振器
と、前記受信波を前記発振器の出力信号によって直交検
波する直交検波器と、前記直交検波器の出力信号からク
ロック周波数を再生するクロック再生回路と、前記直交
検波器の出力信号から希望する受信信号のみを取り出す
相関器と、前記相関器の出力信号を遅延検波あるいは差
動演算を行ってその検波結果あるいは演算結果を並列符
号の形で出力する差動化演算回路と、前記差動化演算回
路の出力信号を直列符号に変換する並列/直列変換器と
を備えたOFDM方式の復調器において、次のような手
段を講じている。
【0017】即ち、受信を希望するチャネルに対応する
チヤネル識別信号をつくるチャネル選択手段と、前記チ
ャネル識別信号に基づき前記発振器の出力信号の周波数
を制御して、受信を希望するチャネルの受信搬送波のう
ち任意の一つの受信搬送波の周波数に等しいかほぼ等し
くする周波数変更手段とを、設けている。
【0018】
【作用】本発明によれば、以上のようにOFDM方式の
復調器を構成したので、チャネル選択手段によってチャ
ネル識別信号を周波数変更手段に与えれば、該周波数変
更手段では、該チャネル識別信号に応じて発振器の周波
数を変更し、直交検波搬送波を直交検波器へ与える。直
交検波器では、直交検波搬送波に基づき受信波を直交検
波し、その直交検波出力をクロック再生回路及び相関器
へ供給する。クロック再生回路では、直交検波器の出力
信号からクロック周波数を再生し、タイミング信号等を
作って相関器へ供給する。
【0019】相関器では、クロック再生回路の出力信号
に基づき、直交検波器の出力信号から、希望する受信信
号のみを取り出して差動化演算回路へ出力する。このよ
うに、チャネル選択手段及び周波数変更手段により、発
振器の周波数を受信を希望するチャネルに応じて変更
し、クロック再生を確実に行わせると共に、相関器で使
用する周波数をチャネル番号によらず一定にする。従っ
て、前記課題を解決できるのである。
【0020】
【実施例】図1は、本発明の実施例を示すもので、OF
DM方式を用いた通信システムにおける遅延検波方式の
復調器の機能ブロック図であり、従来の図2中の要素と
共通の要素には共通の符号が付されている。
【0021】この復調器では、チャネル識別信号S20
を出力するチャネル選択手段20が設けられ、さらに図
2の搬送波発振器2に代えて、周波数変更可能な搬送波
発振器30が設けられている。
【0022】チャネル選択手段20は、受信を希望する
チャネルに搬送波発振器30の周波数を合わせるため
に、チャネル番号等のチャネル識別信号S20を生成し
てそれを搬送波発振器30へ与える機能を有している。
搬送波発振器30は、一定の周波数で発振する発振器3
1と、チャネル識別信号S20に基づき発振器31の発
振周波数を該チャネル識別信号S20に対応する周波数
に変更して直交検波搬送波S30を直交検波器1へ与え
る周波数変更手段32とを、有している。この搬送波発
振器30は、周波数シンセサイザ等を用いて構成されて
いる。
【0023】次に、チャネル選択手段20及び周波数変
更手段32により、搬送波発振器30の周波数を希望す
るチャネルに応じて変更したときの復調動作について説
明する。
【0024】チャネル選択手段20及び周波数変更手段
32により、例えば搬送波発振器30の周波数を、受信
を希望するiチャネルの最低周波数に設定する。そのた
め、チャネル選択手段20から出力されるチャネル識別
信号S20により、周波数変更手段32を制御して該搬
送波発振器30の角周波数ωcを次式(8)の値に設定
する。 ωc=ω0+2πi/T ・・・(8) すると、直交検波器1は、搬送波発振器30から出力さ
れる直交検波搬送波S30に基づき、受信波INを直交
検波し、(1)式と(2)式に従い、次式のような直交
検波信号S1(=Yd(t))をクロック再生回路3及
び相関器4へ出力する。 ここで、p=k−iとおくと、 この(9)式は(3)式と全く同じ形であり、単にΣの
下限と上限がiだけ下にずれたものである。
【0025】クロック再生回路3では、(9)式の信号
の直流成分に含まれるクロック周波数1/Tsを再生
し、そこから各キャリアの周波数s/T(但し、s=
0,L,…,(M−1)L)を作り、また相関器4の演
算を行う時間(タイミング)を作り、それらの出力信号
S3を相関器4へ供給する。
【0026】相関器4は、直交検波信号S1(=Yq
(t))から特定の周波数成分のみを取り出すため、次
式(10)に従い、そのYq(t)の相関演算を行う。 この(10)式を計算すると、次式(11)式のようにな
る。 ここで、sの値として、 s=0、L、2L、…、(M−1)L ・・・(12) のM個が使用される。すると、Φq,s+1 としては、 Φq,i 、Φq,L+i 、Φq,2L+i、…、Φq,(M-1)L+i となる。Φの右側の添え字は、(7)式のCの値と全く
同じであることがわかる。
【0027】相関器4では、(11)式の信号Wq,sを
M組、出力信号S4として差動化演算回路5へ出力す
る。差動化演算回路5は、従来の復調器と同様、(6)
式に従い、相関器4の出力信号S4を差動演算する。こ
の差動化演算回路5の出力信号S5は、並列/直列変換
器6により、直列符号の出力信号S6に変換されて出力
される。従って、(11)式及び(12)式により、1チャ
ネルに相当する変調波の位相が並列/直列変換器6から
出力されることになる。
【0028】本実施例では、相関器4に必要な搬送波の
周波数が、基本周波数1/Tに(12)式のsの値を掛け
たものとなり、受信チャネル番号によらず一定となる。
また、(9)式のp=0の成分が直流成分となり、この
成分をクロック再生回路3でクロック再生に利用するこ
とになるが、この直流成分は受信を希望するチャネルの
最低周波数成分であり、必ず存在するため、クロック再
生を確実に行うことができる。もし、直流成分がなけれ
ば、そのチャネルは送信されていないものであり、受信
する意味もない。
【0029】なお、以上の説明では、搬送波発振器30
の角周波数ωcとして、受信を希望するチャネルの最低
の角周波数に一致させることとしたが、その必要はな
く、受信を希望するチャネルのM個の角周波数のうち、
任意にどれか一つを選択することによっても上記と同様
の復調が可能である。
【0030】本実施例では、次のような利点を有してい
る。本実施例では、チャネル選択手段20及び周波数変
更手段32により、搬送波発振器30の周波数を受信を
希望する周波数の一つに一致させることにより、復調し
ている。そのため、従来のように相関器4に使用する信
号の周波数を受信希望するチャネル番号に応じて変更さ
せる必要がなくなり、機器構成の統一を図ることが可能
であり、機器の量産化設計に有効となる。さらに、受信
を希望する信号の一つを直交検波出力の直流分とするた
め、クロック再生回路3によるクロック再生のために受
信を希望するチャネルとは別に、従来のように基準信号
を常時送信している必要がなくなり、すべてのプログラ
ムについて、それぞれのプログラムの送信を必要とする
ときにのみ送信すればよいので、効率のよいOFDM方
式の通信が可能となる。
【0031】なお、本発明は上記実施例に限定されず、
種々の変形が可能である。その変形例としては、例えば
次のようなものがある。
【0032】上記実施例では遅延検波方式の復調器につ
いて説明したが、同期検波方式等といった他の方式の復
調器にも上記実施例を適用できる。例えば、同期検波方
式においては、(9)式のθcがnπ/2(但し、nは
0、1、2、3のうちで、同期が取れたところで一定の
値)となるだけであり、上記実施例と同様な復調が可能
となる。
【0033】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、OFDM方式の復調器において、チャネル選択手
段及び周波数変更手段により、搬送波発振器の周波数を
受信を希望する周波数の一つに一致させることにより、
復調するようにしている。そのため、従来のように相関
器に使用する信号の周波数を受信希望するチャネル番号
に応じて変更させる必要がなくなり、機器構成の統一を
図ってその機器の量産化設計の向上が図れる。しかも、
受信を希望する信号の一つを直交検波出力の直流分とす
るため、クロック再生回路のクロック再生のために受信
を希望するチャネルとは別に基準信号を常時送信する必
要がなくなり、すべてのプログラムについて、それぞれ
のプログラムの送信を必要とするときにのみ送信を行え
ばよいので、効率のよいOFDM方式の通信が可能とな
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示すOFDM方式の復調器の
機能ブロック図である。
【図2】従来のOFDM方式の復調器の機能ブロック図
である。
【符号の説明】
1 直交検波器 3 クロック再生回路 4 相関器 5 差動化演算回路 6 並列/直列変換器 20 チャネル選択手段 30 搬送波発振器 31 発振器 32 周波数変更手段

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 オーソゴナル周波数分割多重方式を用い
    た通信システムの受信波中の受信搬送波にほぼ等しい周
    波数で発振する発振器と、前記受信波を前記発振器の出
    力信号によって直交検波する直交検波器と、前記直交検
    波器の出力信号からクロック周波数を再生するクロック
    再生回路と、前記直交検波器の出力信号から希望する受
    信信号のみを取り出す相関器と、前記相関器の出力信号
    を遅延検波あるいは差動演算を行ってその検波結果ある
    いは演算結果を並列符号の形で出力する差動化演算回路
    と、前記差動化演算回路の出力信号を直列符号に変換す
    る並列/直列変換器とを備えたオ―ソゴナル周波数分割
    多重方式の復調器において受信を希望するチャネルに対
    応するチヤネル識別信号をつくるチャネル選択手段と、 前記チャネル識別信号に基づき前記発振器の出力信号の
    周波数を制御して、受信を希望するチャネルの受信搬送
    波のうち任意の一つの受信搬送波の周波数に等しいかほ
    ぼ等しくする周波数変更手段とを、 設けたことを特徴とするオ―ソゴナル周波数分割多重方
    式の復調器。
JP3248150A 1991-09-27 1991-09-27 オーソゴナル周波数分割多重方式の復調器 Withdrawn JPH0591071A (ja)

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