JPH09219692A - Orthogonal frequency division multiplex transmission system and modulator and demodulator therefor - Google Patents
Orthogonal frequency division multiplex transmission system and modulator and demodulator thereforInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、直交周波数分割多
重伝送方式とその変調装置及び復調装置に関し、特に復
調側における搬送波周波数の同期化技術に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an orthogonal frequency division multiplex transmission system and a modulation device and a demodulation device thereof, and more particularly to a carrier frequency synchronization technique on the demodulation side.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、移動体向けのデジタル音声放送
や、地上系のデジタルテレビジョン放送において、直交
周波数分割多重(以下、OFDM(Orthogonal Frequen
cy Division Multiplex ))伝送方式が注目されてい
る。2. Description of the Related Art In recent years, in digital audio broadcasting for mobiles and terrestrial digital television broadcasting, orthogonal frequency division multiplexing (hereinafter referred to as OFDM (Orthogonal Frequent
cy Division Multiplex)) Transmission system is attracting attention.
【0003】このOFDM伝送方式は、伝送するデジタ
ルデータで互いに直交する多数の副搬送波(以下、サブ
キャリア)を変調し、それらの変調波を多重して伝送す
る方式である。この方式は、使用するサブキャリアの数
が数百〜数千と多くなると、各々の変調波のシンボル周
期が極めて長くなるため、マルチパス干渉の影響を受け
にくいという特徴を有している。This OFDM transmission system is a system in which a large number of subcarriers (hereinafter, subcarriers) orthogonal to each other are modulated by digital data to be transmitted, and these modulated waves are multiplexed and transmitted. This system has a feature that when the number of subcarriers to be used increases to several hundreds to several thousands, the symbol period of each modulated wave becomes extremely long, so that it is hardly affected by multipath interference.
【0004】以下、OFDM伝送方式の原理について、
図18及び図19を用いて説明する。Hereinafter, the principle of the OFDM transmission system will be described.
This will be described with reference to FIGS. 18 and 19.
【0005】図18はOFDM伝送方式の原理的な構成
を示すブロック回路図であり、図19はベースバンドO
FDM信号の時間軸波形を示す図である。尚、図18に
おいて、太線の矢印は複素数信号を表わし、細線の矢印
は実数信号を表わしている。また、送信データS61は
複素平面上に配置されたデジタルデータである。FIG. 18 is a block circuit diagram showing the principle configuration of the OFDM transmission system, and FIG. 19 is a baseband O
It is a figure which shows the time-axis waveform of an FDM signal. Note that, in FIG. 18, the thick line arrow represents a complex number signal, and the thin line arrow represents a real number signal. The transmission data S61 is digital data arranged on the complex plane.
【0006】まず、送信側のOFDM変調装置161
は、フーリエ逆変換回路171、ガード期間付加回路1
72、直交変調回路173及びアップコンバータ174
で構成される。First, the OFDM modulator 161 on the transmitting side
Is an inverse Fourier transform circuit 171, a guard period adding circuit 1
72, quadrature modulation circuit 173 and up converter 174
It consists of.
【0007】フーリエ逆変換回路171は、1シンボル
分の送信データS61を周波数領域の信号とみなし、フ
ーリエ逆変換することにより、有効シンボル期間信号S
71を生成する。The inverse Fourier transform circuit 171 regards the transmission data S61 for one symbol as a signal in the frequency domain, and performs inverse Fourier transform to obtain the effective symbol period signal S.
71 is generated.
【0008】ガード期間付加回路172は、各シンボル
毎に有効シンボル期間信号の後部(図19における19
2)をコピーし、ガード期間信号(図19における19
3)として有効シンボル期間信号(図19における19
1)の前に付加することにより、基底帯域(以下、ベー
スバンド)のOFDM信号S72を生成する。The guard period adding circuit 172 includes a rear portion of the effective symbol period signal (19 in FIG. 19) for each symbol.
2) is copied and the guard period signal (19 in FIG.
3) as an effective symbol period signal (19 in FIG. 19).
By adding before 1), an OFDM signal S72 in the base band (hereinafter, base band) is generated.
【0009】直交変調回路173は、ベースバンドOF
DM信号S72の実部と虚部で、互いに直交する二つの
搬送波(以下、キャリア)を変調した後、加え合わせる
ことにより、中間周波数(以下、IF(Intermediate
Frequency ))帯域の信号S73に周波数変換する。ア
ップコンバータ174は、IF帯域信号S73を無線周
波数(以下、RF(Radio Frequency ))帯域信号S6
2に周波数変換して出力する。The quadrature modulation circuit 173 is a baseband OF.
Two carrier waves (hereinafter, carriers) that are orthogonal to each other are modulated by the real part and the imaginary part of the DM signal S72, and then added together to form an intermediate frequency (hereinafter, IF (Intermediate).
Frequency)) frequency conversion to the band signal S73. The up converter 174 converts the IF band signal S73 into a radio frequency (hereinafter, RF (Radio Frequency)) band signal S6.
Frequency converted to 2 and output.
【0010】上記OFDM変調装置161から出力され
るRF帯域のOFDM信号S62は、地上波、衛星回
線、ケーブル等による伝送路162を通じてOFDM受
信装置163に送られる。The OFDM signal S62 in the RF band output from the OFDM modulator 161 is sent to the OFDM receiver 163 through a transmission line 162 such as a terrestrial wave, a satellite line, or a cable.
【0011】このOFDM復調装置163は、チューナ
181、直交復調回路182、ガード期間除去回路18
3、フーリエ変換回路184で構成される。The OFDM demodulation device 163 includes a tuner 181, a quadrature demodulation circuit 182, and a guard period removal circuit 18.
3 and a Fourier transform circuit 184.
【0012】チューナ181は、伝送路162を経由し
て受信されたRF帯域信号S63をIF帯域信号S81
に周波数変換する。直交復調回路182は、IF帯域信
号S81を互いに直交する二つのキャリアを用いてベー
スバンドOFDM信号S82に復調する。The tuner 181 converts the RF band signal S63 received via the transmission line 162 into the IF band signal S81.
Convert frequency to. The quadrature demodulation circuit 182 demodulates the IF band signal S81 into a baseband OFDM signal S82 using two carriers that are orthogonal to each other.
【0013】ガード期間除去回路183は、ベースバン
ドOFDM信号S82から、送信側で付加されたガード
期間を除去し、有効シンボル期間信号S83を抽出す
る。フーリエ変換回路184は、有効シンボル期間信号
S83を時間領域の信号とみなし、フーリエ変換したも
のを受信データS64として出力する。The guard period removing circuit 183 removes the guard period added on the transmitting side from the baseband OFDM signal S82 and extracts the effective symbol period signal S83. The Fourier transform circuit 184 regards the effective symbol period signal S83 as a signal in the time domain, and outputs the Fourier transformed signal as received data S64.
【0014】ここで、例えばOFDM復調装置163中
の直交復調回路182で用いるキャリアの周波数と、O
FDM変調装置161中の直交変調回路173で用いる
キャリアの周波数との間に誤差がある場合、正確にデー
タを復調することができなくなる。Here, for example, the frequency of the carrier used in the orthogonal demodulation circuit 182 in the OFDM demodulation device 163 and O
If there is an error with the frequency of the carrier used in the quadrature modulation circuit 173 in the FDM modulator 161, the data cannot be demodulated accurately.
【0015】そこで、従来から、受信側で正確にキャリ
アの周波数同期をとる手法が種々提案されており、例え
ば特開平7−143097号公報に開示されている。以
下、従来のOFDM復調装置の構成及び動作について図
20から図22を用いて説明する。Therefore, conventionally, various methods have been proposed for accurately synchronizing the frequency of the carrier on the receiving side, which is disclosed, for example, in Japanese Patent Laid-Open No. 7-143097. The configuration and operation of the conventional OFDM demodulator will be described below with reference to FIGS. 20 to 22.
【0016】図20は、従来のOFDM復調装置の構成
を示すブロック回路図である。図20において、太線の
矢印は複素数信号を表わし、細線の矢印は実数信号を表
わしている。FIG. 20 is a block circuit diagram showing the structure of a conventional OFDM demodulator. In FIG. 20, the thick line arrow represents a complex number signal, and the thin line arrow represents a real number signal.
【0017】図20において、直交復調回路21は、周
波数制御回路25から出力される周波数制御信号S27
に基づいて互いに直交する二つのキャリアを生成してお
り、これらのキャリアを用いて、図示されていないチュ
ーナによって周波数変換されたIF帯域信号S21をベ
ースバンドOFDM信号S22に復調する。In FIG. 20, the quadrature demodulation circuit 21 has a frequency control signal S27 output from the frequency control circuit 25.
2 carriers that are orthogonal to each other are generated based on, and the IF band signal S21 frequency-converted by a tuner (not shown) is demodulated into a baseband OFDM signal S22 using these carriers.
【0018】ガード期間除去回路22は、同期再生回路
141から出力されるタイミング信号S51に基づい
て、ベースバンドOFDM信号S22から送信側で付加
されたガード期間を除去し、有効シンボル期間信号S2
3を抽出する。フーリエ変換回路23は、有効シンボル
期間信号S23を時間領域の信号とみなし、フーリエ変
換したものを受信データS24として出力する。The guard period removing circuit 22 removes the guard period added on the transmitting side from the baseband OFDM signal S22 based on the timing signal S51 output from the synchronous reproducing circuit 141, and the effective symbol period signal S2.
3 is extracted. The Fourier transform circuit 23 regards the effective symbol period signal S23 as a signal in the time domain, and outputs the Fourier-transformed signal as received data S24.
【0019】一方、同期再生回路141は、ベースバン
ドOFDM信号S22のガード期間信号が有効シンボル
期間信号の後部の信号をコピーしたものであることを利
用して、タイミング信号S51及び周波数誤差信号S5
2を生成する。周波数制御回路25は、周波数誤差信号
S52から周波数制御信号S27を生成する。On the other hand, the synchronous reproduction circuit 141 utilizes the fact that the guard period signal of the baseband OFDM signal S22 is a copy of the signal at the rear of the effective symbol period signal, and thus the timing signal S51 and the frequency error signal S5 are used.
Generate 2. The frequency control circuit 25 generates the frequency control signal S27 from the frequency error signal S52.
【0020】以下、図20における同期再生回路141
の構成及び動作について説明する。ここでは、サブキャ
リア周波数間隔をfsc、有効シンボル期間をTs、周
波数誤差をΔfと表わす。このとき、fsc=1/Ts
の関係がある。Hereinafter, the synchronous reproduction circuit 141 shown in FIG.
Will be described. Here, the subcarrier frequency interval is represented by fsc, the effective symbol period is represented by Ts, and the frequency error is represented by Δf. At this time, fsc = 1 / Ts
There is a relationship.
【0021】同期再生回路141において、遅延回路2
01は、ベースバンドOFDM信号S22をTsだけ遅
延させる。相関回路202は、ベースバンドOFDM信
号S22及び遅延ベースバンドOFDM信号S91の相
関信号S92を算出する。相関信号S92の算出方法と
しては、複素共役信号を乗じた後、移動平均をとること
などが考えられる。In the synchronous reproduction circuit 141, the delay circuit 2
01 delays the baseband OFDM signal S22 by Ts. The correlation circuit 202 calculates the correlation signal S92 of the baseband OFDM signal S22 and the delayed baseband OFDM signal S91. As a method of calculating the correlation signal S92, it is possible to take a moving average after multiplying by the complex conjugate signal.
【0022】タイミング検出回路203は、相関信号S
92の振幅のピークを検出することによりタイミング信
号S51及びS93を生成する。周波数誤差検出回路2
04は、タイミング信号S93に基づいて、シンボル境
界における相関信号S92の位相角を算出することによ
り、周波数誤差信号S52を生成する。The timing detection circuit 203 uses the correlation signal S
Timing signals S51 and S93 are generated by detecting the peak of the amplitude of 92. Frequency error detection circuit 2
04 generates the frequency error signal S52 by calculating the phase angle of the correlation signal S92 at the symbol boundary based on the timing signal S93.
【0023】図21(a)、(b)、(c)、(d)は
それぞれ、ベースバンドOFDM信号S22、遅延ベー
スバンドOFDM信号S91、Δf=0である場合の相
関信号S92、Δf=fsc/4である場合の相関信号
S92を示す。21 (a), (b), (c), and (d) show the baseband OFDM signal S22, the delayed baseband OFDM signal S91, and the correlation signal S92 when Δf = 0, Δf = fsc, respectively. The correlation signal S92 in the case of / 4 is shown.
【0024】Δf=0である場合、有効シンボル期間信
号の後部の信号(例えば、図21(a)のG1’)と、
ガード期間信号(例えば、図21(a)のG1)とは全
く同じ信号であるので、相関信号S92の実部はシンボ
ルの境界で正のピーク値をとり、虚部はほぼ0となる。When Δf = 0, a signal at the rear of the effective symbol period signal (for example, G1 'in FIG. 21 (a)),
Since the signal is exactly the same as the guard period signal (for example, G1 in FIG. 21A), the real part of the correlation signal S92 has a positive peak value at the symbol boundary, and the imaginary part is almost zero.
【0025】Δf≠0である場合、有効シンボル期間信
号の後部の信号(例えば、図21(a)のG1’)と、
ガード期間信号(例えば、図21(a)のG1)との間
には、−2πΔf×Tsの位相差が生じる。したがっ
て、Δf=fsc/4である場合の位相差は−π/2と
なり、相関信号S92の実部はほぼ0となり、虚部はシ
ンボルの境界で負のピーク値をとる。When Δf ≠ 0, the signal at the rear of the effective symbol period signal (eg, G1 'in FIG. 21A) and
A phase difference of −2πΔf × Ts occurs with the guard period signal (for example, G1 in FIG. 21A). Therefore, when Δf = fsc / 4, the phase difference is −π / 2, the real part of the correlation signal S92 is almost 0, and the imaginary part has a negative peak value at the symbol boundary.
【0026】以上の説明から明らかなように、相関信号
S92の振幅のピークを検出することにより、シンボル
の境界を検出することができ、シンボルの境界における
相関信号S92の位相角を算出することにより、周波数
誤差Δfを求めることができる。As is clear from the above description, the symbol boundary can be detected by detecting the amplitude peak of the correlation signal S92, and the phase angle of the correlation signal S92 at the symbol boundary can be calculated. , The frequency error Δf can be obtained.
【0027】[0027]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の特開
平7−143097号公報に開示されている従来のOF
DM復調装置では、周波数誤差Δfと周波数誤差信号S
52との関係が図22に示すようになっている。この図
から明らかなように、周波数誤差信号S52は周波数誤
差Δfに対してサブキャリア周波数間隔fscの周期性
をもつ。したがって、前述の手法では±fsc/2以下
の周波数誤差までしか対応できない。By the way, the conventional OF disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Laid-Open No. 7-143097.
In the DM demodulator, the frequency error Δf and the frequency error signal S
The relationship with 52 is as shown in FIG. As is clear from this figure, the frequency error signal S52 has a periodicity of the subcarrier frequency interval fsc with respect to the frequency error Δf. Therefore, the above-described method can handle only a frequency error of ± fsc / 2 or less.
【0028】また、上記公報に開示されている従来のO
FDM復調装置では、フーリエ変換回路23の出力から
各サブキャリア信号のパワーを分析することにより、±
fsc/2以上の周波数誤差を算出している。しかし、
このような手法では、マルチパス干渉等の影響により受
信周波数特性に歪が生じている場合には、正確に周波数
誤差を算出することは不可能である。Further, the conventional O disclosed in the above publication is used.
In the FDM demodulator, by analyzing the power of each subcarrier signal from the output of the Fourier transform circuit 23,
A frequency error of fsc / 2 or more is calculated. But,
With such a method, it is impossible to accurately calculate the frequency error when the reception frequency characteristic is distorted due to the influence of multipath interference or the like.
【0029】そこで本発明は、上記の問題を解決し、±
fsc/2以上の周波数誤差にも対応し、なおかつ、マ
ルチパス干渉等の影響により受信周波数特性に歪が生じ
ている場合にも安定して動作するOFDM伝送方式とそ
の変調装置及び復調装置を提供することを目的とする。Therefore, the present invention solves the above problems by
Provided are an OFDM transmission system that can cope with a frequency error of fsc / 2 or more, and can operate stably even when the reception frequency characteristic is distorted due to the influence of multipath interference and the like, and a modulator and a demodulator thereof. The purpose is to do.
【0030】[0030]
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明におけるOFDM伝送方式は、第1のデジ
タルデータ系列で、互いに直交する複数の副搬送波を変
調し多重することで一般シンボルを生成し、第2のデジ
タルデータ系列で、前記一般シンボルを構成する前記副
搬送波のうち所定の間隔で並ぶ一部の副搬送波を組にし
て変調し多重することでパイロットシンボルを生成し、
前記一般シンボルと前記パイロットシンボルとを所定の
周期で切り替えて伝送する。In order to solve the above-mentioned problems, the OFDM transmission system according to the present invention modulates and multiplexes a plurality of subcarriers orthogonal to each other in a first digital data sequence to generate a general symbol. In the second digital data sequence, to generate a pilot symbol by modulating and multiplexing some of the sub-carriers forming the general symbol arranged at a predetermined interval
The general symbol and the pilot symbol are switched and transmitted at a predetermined cycle.
【0031】上記OFDM伝送方式によれば、送信側で
一般シンボルを構成する副搬送波のうち所定の間隔で並
ぶ一部の副搬送波を組にして変調し多重したパイロット
シンボルを周期的に挿入しているので、受信側でパイロ
ットシンボルの周期性を利用することにより、±fsc
/2(fscはサブキャリア周波数間隔)以上の周波数
誤差に対応するキャリア周波数同期が得られるようにな
る。According to the above-mentioned OFDM transmission method, on the transmitting side, some of the sub-carriers forming a general symbol, which are arranged at a predetermined interval, are grouped, modulated and multiplexed, and pilot symbols are periodically inserted. Therefore, by utilizing the periodicity of pilot symbols on the receiving side, ± fsc
Carrier frequency synchronization corresponding to a frequency error of / 2 (fsc is a subcarrier frequency interval) or more can be obtained.
【0032】ここで、上記OFDM伝送方式において、
前記パイロットシンボルを構成する副搬送波の組を時間
に伴って変化させることを特徴とする。具体的には、前
記副搬送波の組を周波数順にあるいは特定のパターン順
にシフトする。これにより、パイロットシンボルについ
てマルチパス干渉等の影響を受けにくくすることができ
るようになる。Here, in the above OFDM transmission system,
It is characterized in that a set of subcarriers forming the pilot symbol is changed with time. Specifically, the sub-carrier sets are shifted in frequency order or in a specific pattern order. This makes it possible to make pilot symbols less susceptible to the effects of multipath interference and the like.
【0033】また、本発明におけるOFDM変調装置
は、第1のデジタルデータ系列を所定の副搬送波に対応
させて、一般シンボル用のデータとして出力する第1の
周波数配置回路と、第2のデジタルデータ系列を前記副
搬送波のうち所定の間隔で並ぶ一部の副搬送波に対応さ
せて、パイロットシンボル用のデータとして出力する第
2の周波数配置回路と、前記第1及び第2の周波数配置
回路から出力される一般シンボル用のデータ及び前記パ
イロットシンボル用のデータを所定の周期で切り替え
て、送信データとして出力するスイッチ回路と、このス
イッチ回路から出力される送信データを周波数領域の信
号とみなしてフーリエ逆変換を施すフーリエ逆変換回路
と、このフーリエ逆変換回路の出力をベースバンドの直
交周波数分割多重信号として入力し、互いに直交する二
つの搬送波を用いて直交変調する直交変調回路とを具備
する。Further, the OFDM modulator according to the present invention includes a first frequency allocation circuit for outputting the first digital data sequence as data for a general symbol in association with a predetermined subcarrier, and a second digital data. A second frequency allocation circuit that outputs a series of data corresponding to a part of the subcarriers arranged at a predetermined interval as pilot symbol data, and outputs from the first and second frequency allocation circuits. The switch circuit for switching the general symbol data and the pilot symbol data at a predetermined cycle and outputting them as transmission data, and the transmission data output from this switch circuit is regarded as a frequency domain signal, and the Fourier inverse The inverse Fourier transform circuit that performs the transformation and the output of this inverse Fourier transform circuit are the baseband orthogonal frequency division multiplexed signals. To enter comprises a quadrature modulation circuit for quadrature modulation using two carriers orthogonal to each other.
【0034】上記構成によるOFDM変調装置によれ
ば、スイッチの切替制御を行うことで、一般シンボルの
伝送に伴って任意の周期でパイロットシンボルを挿入
し、直交周波数分割多重信号に変換して送信することが
できるようになる。According to the OFDM modulator having the above-mentioned configuration, by performing the switching control of the switch, the pilot symbol is inserted at an arbitrary cycle along with the transmission of the general symbol, converted into the orthogonal frequency division multiplex signal and transmitted. Will be able to.
【0035】ここで、上記OFDM変調装置において、
前記第2の周波数配置回路に対して、第2のデジタルデ
ータを対応させる副搬送波の組を時間に伴って変化させ
る配置制御回路を備えることを特徴とする。これによ
り、パイロットシンボルを構成する副搬送波の組を時間
に伴って変化させることができる。具体的には、前記副
搬送波の組を周波数順にあるいは特定のパターン順にシ
フトすることができる。上記OFDM変調装置において
は、フーリエ逆変換回路の出力を有効シンボル期間信号
として入力し、その一部をコピーしガード期間信号とし
て前記有効シンボル期間信号に付加するようにしてもい
っこうに差し支えない。Here, in the above OFDM modulator,
An arrangement control circuit is provided for the second frequency arrangement circuit, the arrangement control circuit changing a set of subcarriers corresponding to the second digital data with time. By this means, the set of subcarriers forming the pilot symbol can be changed with time. Specifically, the set of subcarriers can be shifted in frequency order or in a particular pattern order. In the above OFDM modulator, the output of the inverse Fourier transform circuit may be input as an effective symbol period signal, and a part of it may be copied and added as a guard period signal to the effective symbol period signal.
【0036】さらに、本発明におけるOFDM復調装置
は、第1のデジタルデータ系列で互いに直交する複数の
副搬送波を変調し多重したものを一般シンボルとし、第
2のデジタルデータ系列で前記一般シンボルを構成する
前記副搬送波のうち所定の間隔で並ぶ一部の副搬送波を
組にして変調し多重したものをパイロットシンボルと
し、前記一般シンボルと前記パイロットシンボルとを所
定の周期で切り替えて送信データを生成し、この送信デ
ータを互いに直交する二つの搬送波を用いて直交変調し
て伝送する直交周波数分割多重伝送方式に則した直交周
波数分割多重信号を復調する復調装置であって、前記直
交周波数分割多重信号を互いに直交する二つの搬送波を
用いてベースバンドの信号に復調する直交復調回路と、
この直交復調回路の復調信号をフーリエ変換して周波数
領域のデータを復調するフーリエ変換回路と、前記直交
復調回路の復調信号を、有効シンボル期間及び前記パイ
ロットシンボルを構成する副搬送波の間隔によって決ま
る時間だけ遅延させる遅延回路と、前記直交復調回路の
復調信号と前記遅延回路で遅延される復調信号との相関
信号を算出する相関回路と、この相関回路の出力信号の
位相角を求めて前記直交復調回路における搬送波の周波
数誤差を検出する周波数誤差検出回路と、前記周波数誤
差検出回路の出力信号から前記パイロットシンボルを構
成する副搬送波の組の周波数に依存する位相角成分を除
去し、送信側と受信側との搬送波周波数のずれに依存す
る位相角成分のみを抽出する補正回路とを具備する。Further, in the OFDM demodulator according to the present invention, a plurality of subcarriers orthogonal to each other are modulated and multiplexed in the first digital data sequence as a general symbol, and the general symbol is formed in the second digital data sequence. Among the subcarriers, a part of the subcarriers arranged at a predetermined interval is modulated and multiplexed as a pilot symbol, and the general symbol and the pilot symbol are switched at a predetermined cycle to generate transmission data. A demodulation device for demodulating an orthogonal frequency division multiplex signal conforming to an orthogonal frequency division multiplex transmission system for orthogonally modulating and transmitting this transmission data using two carriers orthogonal to each other, wherein the orthogonal frequency division multiplex signal is An orthogonal demodulation circuit that demodulates into a baseband signal using two carriers that are orthogonal to each other,
A Fourier transform circuit that performs a Fourier transform on the demodulated signal of the quadrature demodulation circuit to demodulate the data in the frequency domain, and a demodulated signal of the quadrature demodulation circuit for a time determined by the effective symbol period and the interval between subcarriers forming the pilot symbol. A delay circuit for delaying only the above, a correlation circuit for calculating a correlation signal between the demodulation signal of the quadrature demodulation circuit and the demodulation signal delayed by the delay circuit, and the quadrature demodulation by obtaining the phase angle of the output signal of the correlation circuit. A frequency error detection circuit for detecting a frequency error of a carrier wave in the circuit, and a phase angle component depending on the frequency of a set of subcarriers forming the pilot symbol is removed from an output signal of the frequency error detection circuit, and a transmitter side and a receiver side And a correction circuit for extracting only the phase angle component depending on the deviation of the carrier frequency from the side.
【0037】上記構成によるOFDM復調装置によれ
ば、送信側で生成したパイロットシンボルの周期性を利
用し、パイロットシンボルを構成する副搬送波の組の周
波数に依存する位相角成分を考慮して、周波数誤差を検
出し、搬送波周波数を制御するようにしている。According to the OFDM demodulator having the above structure, the periodicity of the pilot symbols generated on the transmission side is used, the phase angle component depending on the frequency of the set of subcarriers forming the pilot symbols is taken into consideration, and the frequency The error is detected and the carrier frequency is controlled.
【0038】特に、前記遅延回路は、入力信号の有効シ
ンボル期間をTs、パイロットシンボルを構成する副搬
送波の間隔をNpとするとき、Ts/Npで表わされる
遅延時間を有することを特徴とする。これにより、±f
sc/2以上の周波数誤差に対応するキャリア周波数同
期が得られるようになる。In particular, the delay circuit has a delay time represented by Ts / Np, where Ts is an effective symbol period of an input signal and Np is an interval between subcarriers forming a pilot symbol. This gives ± f
Carrier frequency synchronization corresponding to a frequency error of sc / 2 or more can be obtained.
【0039】また、前記相関回路は、前記遅延回路から
出力される複素数信号の複素共役信号を出力する複素共
役回路と、前記直交復調回路から出力される複素数信号
と前記複素共役信号を乗じる複素乗算器と、この複素乗
算器の乗算結果の移動平均を求めて相関信号として出力
する移動平均回路とを備えることを特徴とする。The correlation circuit outputs a complex conjugate signal of the complex number signal output from the delay circuit, and a complex multiplication that multiplies the complex number signal output from the quadrature demodulation circuit by the complex conjugate signal. And a moving average circuit for obtaining a moving average of the multiplication result of the complex multiplier and outputting the moving average as a correlation signal.
【0040】さらに、前記直交周波数分割多重信号にお
けるパイロットシンボルの副搬送波の組が時間に伴って
周波数順に変化するとき、前記補正回路は、前記パイロ
ットシンボルを構成する副搬送波の組の変化回数を検出
し、この検出結果に基づいて前記位相角成分の除去を行
うことを特徴とする。Further, when the set of subcarriers of pilot symbols in the orthogonal frequency division multiplexed signal changes in frequency order with time, the correction circuit detects the number of changes of the set of subcarriers forming the pilot symbol. Then, the phase angle component is removed based on the detection result.
【0041】あるいは、前記直交周波数分割多重信号に
おけるパイロットシンボルの副搬送波の組が時間に伴っ
て特定のパターン順に変化するとき、前記補正回路は、
前記パイロットシンボルを構成する副搬送波の組のパタ
ーン変化を検出し、この検出結果に基づいて前記位相角
成分の除去を行うことを特徴とする。Alternatively, when the set of subcarriers of pilot symbols in the orthogonal frequency division multiplexed signal changes in a specific pattern order with time, the correction circuit
It is characterized in that a pattern change of a set of subcarriers forming the pilot symbol is detected, and the phase angle component is removed based on the detection result.
【0042】さらに、前記補正回路の補正出力に基づい
て前記直交復調回路の搬送波周波数を制御する周波数制
御回路を備えることを特徴とする。Further, a frequency control circuit for controlling the carrier frequency of the quadrature demodulation circuit based on the correction output of the correction circuit is provided.
【0043】その他、前記補正回路の補正出力を丸める
丸め回路を備え、前記フーリエ変換回路は、前記丸め回
路の補正出力に基づいて変換すべき副搬送波を選択制御
することを特徴とする。Further, a rounding circuit for rounding the correction output of the correction circuit is provided, and the Fourier transform circuit selectively controls the subcarrier to be converted based on the correction output of the rounding circuit.
【0044】また、直交周波数分割多重信号にガード期
間信号が付加されているとき、前記相関回路の出力信号
から前記復調信号のシンボルタイミングを検出するタイ
ミング検出回路と、この回路で検出されたシンボルタイ
ミングに基づいて前記復調信号からガード期間信号を除
去し、有効シンボル期間信号を抽出して前記フーリエ変
換回路に出力するガード期間除去回路とを備えることを
特徴とする。Further, when a guard period signal is added to the orthogonal frequency division multiplexed signal, a timing detection circuit for detecting the symbol timing of the demodulated signal from the output signal of the correlation circuit, and the symbol timing detected by this circuit. The guard period removing circuit removes the guard period signal from the demodulated signal based on the above, extracts the effective symbol period signal, and outputs the effective symbol period signal to the Fourier transform circuit.
【0045】[0045]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図1から図17を用いて説明する。ここでは、サブ
キャリア周波数間隔をfsc、有効シンボル期間をT
s、周波数誤差をΔfと表わす。また以下では、各構成
要素の動作に必要なクロック等の一般的な制御信号は、
説明が繁雑にならないように省略している。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 17. Here, the subcarrier frequency interval is fsc and the effective symbol period is Tsc.
Let s be the frequency error and Δf be the frequency error. Also, in the following, general control signals such as clocks necessary for the operation of each component are
The explanation is omitted so as not to be complicated.
【0046】(第1の実施の形態)図1は本発明の第1
の実施の形態におけるOFDM変調装置の構成を示すブ
ロック回路図である。尚、図1において、太線の矢印は
複素数信号を表わし、細線の矢印は実数信号を表わす。(First Embodiment) FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention.
3 is a block circuit diagram showing the configuration of the OFDM modulation device in the embodiment of FIG. It should be noted that in FIG. 1, thick arrows represent complex signals and thin arrows represent real signals.
【0047】図1において、第1のデジタルデータ系列
S11は第1の周波数配置回路11に入力され、第2の
デジタルデータ系列S12は第2の周波数配置回路12
に入力される。各周波数配置回路11、12の出力は、
それぞれ一般シンボル用の送信データ、パイロットシン
ボル用の送信データとしてスイッチ13の第1、第2の
入力端に供給され、所定の周期で選択的に切替出力され
る。In FIG. 1, the first digital data series S11 is input to the first frequency arrangement circuit 11, and the second digital data series S12 is the second frequency arrangement circuit 12.
Is input to The output of each frequency allocation circuit 11 and 12 is
They are supplied to the first and second input terminals of the switch 13 as transmission data for general symbols and transmission data for pilot symbols, respectively, and are selectively switched and output at a predetermined cycle.
【0048】このスイッチ13の出力はフーリエ逆変換
回路14に入力され、このフーリエ逆変換回路14の出
力はガード期間付加回路15に入力され、このガード期
間付加回路15の出力はヌルシンボル挿入回路16に入
力され、このヌルシンボル挿入回路16の出力は直交変
調回路17に入力され、この直交変調回路17の出力は
IF帯域信号S19として出力される。The output of the switch 13 is input to the inverse Fourier transform circuit 14, the output of the inverse Fourier transform circuit 14 is input to the guard period adding circuit 15, and the output of the guard period adding circuit 15 is the null symbol insertion circuit 16. To the quadrature modulation circuit 17 and the output of the quadrature modulation circuit 17 is output as an IF band signal S19.
【0049】ここで、上記第2の周波数配置回路12に
は、第2のデジタルデータを対応させる副搬送波の組を
時間に伴って変化させる配置制御回路18が接続され
る。Here, the second frequency arrangement circuit 12 is connected with an arrangement control circuit 18 for changing the set of subcarriers corresponding to the second digital data with time.
【0050】以上のように構成されたOFDM変調装置
について、以下にその動作を説明する。The operation of the OFDM modulator configured as described above will be described below.
【0051】第1の周波数配置回路11は、第1のデジ
タルデータ系列S11を特定のサブキャリアのみに対応
させ、周波数領域において各データを配置することで一
般シンボル用の送信データS13を生成する。また、第
2の周波数配置回路12は、第2のデジタルデータ系列
S12を特定のサブキャリアのうち所定の間隔で並ぶ一
部のサブキャリアに対応させ、周波数領域において各デ
ータを配置することで、パイロットシンボル用の送信デ
ータS14を生成する。The first frequency arrangement circuit 11 generates the transmission data S13 for general symbols by making the first digital data sequence S11 correspond only to a specific subcarrier and arranging each data in the frequency domain. In addition, the second frequency allocation circuit 12 associates the second digital data sequence S12 with some subcarriers arranged at a predetermined interval among specific subcarriers, and arranges each data in the frequency domain, Transmission data S14 for pilot symbols is generated.
【0052】スイッチ13は、一般シンボル用の送信デ
ータS13とパイロットシンボル用の送信データS14
とを所定の周期で切り替え、送信データS15として出
力する。フーリエ逆変換回路14は、1シンボル分の送
信データS15を周波数領域の信号とみなし、フーリエ
逆変換することにより、有効シンボル期間信号S16を
生成する。The switch 13 has transmission data S13 for general symbols and transmission data S14 for pilot symbols.
And are switched at a predetermined cycle and output as transmission data S15. The inverse Fourier transform circuit 14 regards the transmission data S15 for one symbol as a signal in the frequency domain and performs an inverse Fourier transform to generate an effective symbol period signal S16.
【0053】ガード期間付加回路15は、各シンボル毎
に有効シンボル期間信号の後部をコピーし、ガード期間
信号として有効シンボル期間信号の前に付加することに
より、ベースバンドOFDM信号S17を生成する。ヌ
ルシンボル挿入回路16は、ベースバンドOFDM信号
S17に、所定の周期で0信号からなるヌルシンボルを
挿入する。The guard period adding circuit 15 generates a baseband OFDM signal S17 by copying the rear part of the effective symbol period signal for each symbol and adding it as a guard period signal before the effective symbol period signal. The null symbol insertion circuit 16 inserts a null symbol consisting of 0 signal into the baseband OFDM signal S17 at a predetermined cycle.
【0054】直交変調回路17は、ヌルシンボルが挿入
されたベースバンドOFDM信号S18を実部と虚部に
分離し、互いに直交する二つのキャリアを変調した後、
加え合わせることにより、IF帯域信号S19に周波数
変換する。このようにして生成されたIF帯域信号S1
9は、図示されていないアップコンバータによってRF
帯域信号に周波数変換されて送信出力される。The quadrature modulation circuit 17 separates the baseband OFDM signal S18 in which the null symbol is inserted into the real part and the imaginary part, modulates two carriers orthogonal to each other, and
By adding them together, the frequency is converted to the IF band signal S19. IF band signal S1 generated in this way
9 is RF by an up converter not shown.
A band signal is frequency-converted and transmitted and output.
【0055】ここで、上記第1及び第2の周波数配置回
路11及び12の動作について図2を用いて説明する。
以下では、例として、フーリエ逆変換のポイント数をN
fft=1024とし、そのうちのNsc=768ポイ
ントをサブキャリアとして使用し、ガード期間のサンプ
ル数をNg=128(つまり、1シンボルのサンプル数
は、Nsym=Nfft+Ng=1024+128=1
152)とする場合を想定する。The operation of the first and second frequency arranging circuits 11 and 12 will be described with reference to FIG.
In the following, as an example, the number of points of the inverse Fourier transform is N
fft = 1024, Nsc = 768 points of them are used as subcarriers, and the number of samples in the guard period is Ng = 128 (that is, the number of samples of one symbol is Nsym = Nfft + Ng = 1024 + 128 = 1.
152) is assumed.
【0056】図2(a)は、一般シンボル用の送信デー
タS11の周波数配置及びそれに対応する有効シンボル
期間信号の時間軸波形を示す。また、図2(b)は、パ
イロットシンボル用の送信データS12の周波数配置及
びそれに対応する有効シンボル期間信号の時間軸波形を
示す。FIG. 2A shows the frequency arrangement of the transmission data S11 for general symbols and the time axis waveform of the effective symbol period signal corresponding thereto. Further, FIG. 2B shows the frequency arrangement of the transmission data S12 for pilot symbols and the time-axis waveform of the effective symbol period signal corresponding thereto.
【0057】図2に示すように、第1の周波数配置回路
11は、一般シンボル用の送信データS11を、フーリ
エ逆変換に使用するNfft=1024ポイント(−5
12〜511)のうち、中央のNsc=768ポイント
(−384〜383)に対応するように配置する。この
とき有効シンボル期間信号S16は、Nfft=102
4ポイントからなるランダムな波形となる。As shown in FIG. 2, the first frequency allocation circuit 11 uses the transmission data S11 for general symbols in the inverse Fourier transform Nfft = 1024 points (-5
12-511), it is arranged so as to correspond to the central Nsc = 768 points (-384 to 383). At this time, the effective symbol period signal S16 is Nfft = 102
It becomes a random waveform consisting of 4 points.
【0058】一方、第2の周波数配置回路12は、パイ
ロットシンボル用の送信データS12を、一般シンボル
用の送信データの配置に用いたNsc=768ポイント
のうち、特定の間隔毎(ここでは例として、間隔をNp
=8ポイントとし、−384,−376,…,−8,
0,8,…,376)に配置する。このとき有効シンボ
ル期間信号S16は、Nfft/Np=1024/8=
128ポイント毎(時間Ts/Np毎)に同じランダム
な波形をNp=8回繰り返す。On the other hand, the second frequency arranging circuit 12 sets the transmission data S12 for pilot symbols to a specific interval (here, as an example, among Nsc = 768 points used for arranging transmission data for general symbols). , Np
= 8 points, -384, -376, ..., -8,
0, 8, ..., 376). At this time, the effective symbol period signal S16 is Nfft / Np = 1024/8 =
The same random waveform is repeated every 128 points (every time Ts / Np) Np = 8 times.
【0059】但し、パイロットシンボルを前述のように
特定のサブキャリアのみを用いて構成すると、最悪の場
合、マルチパス干渉の影響によりパイロットシンボルが
欠落してしまうことがある。However, if the pilot symbol is constructed using only specific subcarriers as described above, in the worst case, the pilot symbol may be lost due to the influence of multipath interference.
【0060】そこで、本発明の第1の実施の形態におけ
るOFDM変調装置では、配置制御回路18を設けて第
2の周波数配置回路12の配置を順にずらし、前述のパ
イロットシンボルを#0とし、それに対してシンボルを
構成するサブキャリアを1つずらしたものを#1、2つ
ずらしたものを#2、…、Np−1ずらしたものを#
(Np−1)とし、それらを順に使用する。本発明の第
1の実施の形態におけるパイロットシンボルの周波数配
置の一例を図3に示す。Therefore, in the OFDM modulator according to the first embodiment of the present invention, the arrangement control circuit 18 is provided to shift the arrangement of the second frequency arrangement circuit 12 in order, and the above pilot symbol is set to # 0. On the other hand, one that shifts one subcarrier that constitutes a symbol is # 1, one that shifts two is # 2, ..., Np-1 that shifts # 1.
(Np-1) and use them in order. FIG. 3 shows an example of frequency arrangement of pilot symbols according to the first embodiment of the present invention.
【0061】このとき、フーリエ変換の性質により、#
n(n=1,2,…,Np−1)のパイロットシンボル
の時間軸波形は、図2(b)に示したようなNfft/
Np=128ポイント毎(時間Ts/Np毎)に同じラ
ンダムな波形をNp=8回繰り返すものに、複素正弦波
exp(j×n×2πfsc×t)が乗じられたものと
なる。但し、jは虚数単位、tは時刻を表わす。At this time, due to the nature of the Fourier transform, #
The time-axis waveform of the pilot symbols of n (n = 1, 2, ..., Np−1) is Nfft / as shown in FIG.
The same random waveform is repeated every Np = 128 points (each time Ts / Np) Np = 8 times, and is multiplied by the complex sine wave exp (j × n × 2πfsc × t). However, j represents an imaginary unit and t represents time.
【0062】また、本発明の第1の実施の形態における
OFDM変調装置では、1つのパイロットシンボルと複
数の一般シンボルとによって1つのフレームを構成し、
複数のフレームによって1つのスーパーフレームを構成
する。このとき、スーパーフレームの区切りを示すため
に、図1におけるヌルシンボル挿入回路16によってヌ
ルシンボルを挿入する。以下では、1フレームを構成す
るシンボル数をNfとする。本発明の第1の実施の形態
におけるスーパーフレーム構成の一例を図4に示す。Further, in the OFDM modulator according to the first embodiment of the present invention, one frame is composed of one pilot symbol and a plurality of general symbols,
A plurality of frames constitutes one super frame. At this time, a null symbol is inserted by the null symbol insertion circuit 16 in FIG. 1 to indicate the delimiter of the superframe. In the following, the number of symbols forming one frame is Nf. FIG. 4 shows an example of a superframe configuration according to the first embodiment of the present invention.
【0063】ここで、一般シンボルとパイロットシンボ
ルとの平均電力を等しくしようとすると、パイロットシ
ンボルの方が使用するサブキャリア数が1/Npと少な
いため、各サブキャリアの振幅をNp1/2 倍に大きくす
ることができる。Here, if the average powers of the general symbol and pilot symbol are made equal, the number of subcarriers used by the pilot symbol is as small as 1 / Np, so the amplitude of each subcarrier is multiplied by Np 1/2. Can be made larger.
【0064】したがって、パイロットシンボルにおける
各サブキャリアの変調法と一般シンボルにおける各サブ
キャリアの変調法とを同じくすれば、パイロットシンボ
ルの方が雑音に対して強くなる。あるいは、パイロット
シンボルにおける各サブキャリアの変調法を、一般シン
ボルにおける各サブキャリアの変調法よりも多値のもの
とすることによって、サブキャリア数の減少による伝送
レートの低下を緩和することもできる。Therefore, if the modulation method for each subcarrier in the pilot symbol and the modulation method for each subcarrier in the general symbol are the same, the pilot symbol is more resistant to noise. Alternatively, by setting the modulation method of each subcarrier in the pilot symbol to be more multivalued than the modulation method of each subcarrier in the general symbol, it is possible to mitigate the decrease in transmission rate due to the decrease in the number of subcarriers.
【0065】尚、パイロットシンボル用の送信データ
は、例えば、一般シンボル用の送信データを分岐した信
号、受信側における等化処理のための基準信号等、その
種類は問わない。The transmission data for pilot symbols may be of any type, for example, a signal obtained by branching the transmission data for general symbols, a reference signal for equalization processing on the receiving side, or the like.
【0066】図5は、本発明の第1の実施の形態におけ
るOFDM復調装置の構成を示すブロック回路図であ
る。尚、図5において、太線の矢印は複素数信号を表わ
し、細線の矢印は実数信号を表わす。また、図20と同
一符号を付した部分は図20と同じ構成であることを表
わす。FIG. 5 is a block circuit diagram showing the structure of the OFDM demodulator according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 5, the thick arrow represents a complex signal and the thin arrow represents a real signal. Further, the portions denoted by the same reference numerals as those in FIG. 20 represent the same configurations as those in FIG.
【0067】図5において、IF帯域信号S21は直交
復調回路21の第1の入力端に供給され、この直交復調
回路21の出力S22はガード期間除去回路22の第1
の入力端及び同期再生回路24の入力端に供給される。
ガード期間除去回路22の出力S23はフーリエ変換回
路23の入力端に供給される。フーリエ変換回路23の
出力は受信データS24として出力される。In FIG. 5, the IF band signal S21 is supplied to the first input terminal of the quadrature demodulation circuit 21, and the output S22 of this quadrature demodulation circuit 21 is the first of the guard period removal circuit 22.
To the input terminal of the synchronous reproduction circuit 24.
The output S23 of the guard period removing circuit 22 is supplied to the input end of the Fourier transform circuit 23. The output of the Fourier transform circuit 23 is output as the reception data S24.
【0068】一方、同期再生回路24の第1の出力S2
5はガード期間除去回路22の第2の入力端に供給さ
れ、第2の出力S26は周波数制御回路25の入力端に
供給される。周波数制御回路25の出力S27は直交復
調回路21の第2の入力端に供給される。On the other hand, the first output S2 of the synchronous reproduction circuit 24
5 is supplied to the second input terminal of the guard period removing circuit 22, and the second output S26 is supplied to the input terminal of the frequency control circuit 25. The output S27 of the frequency control circuit 25 is supplied to the second input terminal of the quadrature demodulation circuit 21.
【0069】上記同期再生回路24において、外部から
の入力S22は、相関回路32の第1の入力端、遅延回
路31の入力端及び補正量制御回路35の第1の入力端
に供給される。遅延回路31の出力S31は相関回路3
2の第2の入力端に供給される。In the synchronous reproduction circuit 24, the input S22 from the outside is supplied to the first input end of the correlation circuit 32, the input end of the delay circuit 31 and the first input end of the correction amount control circuit 35. The output S31 of the delay circuit 31 is the correlation circuit 3
2 to a second input terminal.
【0070】相関回路32の出力S32は、タイミング
検出回路33の入力端及び周波数誤差検出回路34の第
1の入力端に供給される。タイミング検出回路33の第
1の出力は同期再生回路24の第1の出力S25として
外部に出力され、第2の出力S33は周波数誤差検出回
路34の第2の入力端及び補正量制御回路35の第2の
入力端に供給される。周波数誤差検出回路34の出力S
34は加算器36の第1の入力端に供給される。The output S32 of the correlation circuit 32 is supplied to the input end of the timing detection circuit 33 and the first input end of the frequency error detection circuit 34. The first output of the timing detection circuit 33 is output to the outside as the first output S25 of the synchronous reproduction circuit 24, and the second output S33 is the second input end of the frequency error detection circuit 34 and the correction amount control circuit 35. It is supplied to the second input terminal. Output S of frequency error detection circuit 34
34 is supplied to the first input terminal of the adder 36.
【0071】補正量制御回路35の出力S35は加算器
36の第2の入力端に供給される。加算器36の出力は
同期再生回路24の第2の出力S26として外部に出力
される。The output S35 of the correction amount control circuit 35 is supplied to the second input terminal of the adder 36. The output of the adder 36 is output to the outside as the second output S26 of the synchronous reproduction circuit 24.
【0072】図6は図5における直交復調回路21の内
部構成を示すブロック図である。図6において、直交復
調回路21に外部から与えられる第1の入力S21はバ
ンドパスフィルタ(以下、BPF(Band Pass Filte
r))41の入力端に供給される。バンドパスフィルタ
41の出力は、乗算器42の第1の入力端及び乗算器4
3の第1の入力端に供給される。FIG. 6 is a block diagram showing the internal structure of the orthogonal demodulation circuit 21 in FIG. In FIG. 6, a first input S21 externally given to the quadrature demodulation circuit 21 is a bandpass filter (hereinafter, referred to as BPF (Band Pass Filter).
r)) is supplied to the input end of 41. The output of the bandpass filter 41 is the first input terminal of the multiplier 42 and the multiplier 4
3 to the first input terminal.
【0073】乗算器42の出力はローパスフィルタ(以
下、LPF(Low Pass Filter ))44の入力端に供給
され、乗算器43の出力はLPF45の入力端に供給さ
れる。LPF44の出力はアナログ/デジタル(以下、
A/D(Analog to Digital))変換器46の入力端に
供給される。LPF45の出力はA/D変換器47の入
力端に供給される。The output of the multiplier 42 is supplied to the input end of a low pass filter (hereinafter referred to as LPF (Low Pass Filter)) 44, and the output of the multiplier 43 is supplied to the input end of an LPF 45. The output of the LPF 44 is analog / digital (hereinafter,
It is supplied to the input terminal of an A / D (Analog to Digital) converter 46. The output of the LPF 45 is supplied to the input terminal of the A / D converter 47.
【0074】A/D変換器46の出力は直交復調回路2
1の出力の実部として、A/D変換器47の出力は直交
復調回路21の出力の虚部として、複素数形式の信号S
22となって外部に出力される。The output of the A / D converter 46 is the quadrature demodulation circuit 2.
As the real part of the output of 1, the output of the A / D converter 47 is the imaginary part of the output of the quadrature demodulation circuit 21, and is the signal S in the complex number format.
22 and is output to the outside.
【0075】一方、直交復調回路21に外部から与えら
れる第2の入力S27は、電圧制御発振器(以下、VC
O(Voltage Controled Oscilator ))48の入力端に
供給される。VCO48の出力はπ/2移相器49の入
力端及び乗算器42の第2の入力端に供給される。π/
2移相器49の出力は乗算器43の第2の入力端に供給
される。On the other hand, the second input S27 given to the quadrature demodulation circuit 21 from the outside is a voltage controlled oscillator (hereinafter, VC).
It is supplied to the input terminal of an O (Voltage Controled Oscilator) 48. The output of the VCO 48 is supplied to the input end of the π / 2 phase shifter 49 and the second input end of the multiplier 42. π /
The output of the 2-phase shifter 49 is supplied to the second input terminal of the multiplier 43.
【0076】図7は図5における相関回路32の内部構
成を示すブロック回路図である。図7において、相関回
路32に外部から与えられる第1の入力S22は複素乗
算器52の第1の入力端に供給される。また、相関回路
32に外部から与えられる第2の入力S31は複素共役
回路51の入力端に供給され、この複素共役回路51の
出力は複素乗算器52の第2の入力端に供給される。こ
の複素乗算器52の出力は移動平均回路53の入力端に
供給され、この移動平均回路53の出力は相関回路32
の出力S32として外部に出力される。FIG. 7 is a block circuit diagram showing the internal structure of the correlation circuit 32 in FIG. In FIG. 7, the first input S22 externally given to the correlation circuit 32 is supplied to the first input terminal of the complex multiplier 52. Further, the second input S31 given from the outside to the correlation circuit 32 is supplied to the input end of the complex conjugate circuit 51, and the output of this complex conjugate circuit 51 is supplied to the second input end of the complex multiplier 52. The output of the complex multiplier 52 is supplied to the input terminal of the moving average circuit 53, and the output of the moving average circuit 53 is the correlation circuit 32.
Is output to the outside as an output S32.
【0077】図8は図5におけるタイミング検出回路3
3の内部構成を示すブロック回路図である。図8におい
て、タイミング検出回路33の外部からの入力S32は
実部と虚部に分離され、それぞれ2乗回路61、62の
入力端に供給される。各2乗回路61、62の出力はそ
れぞれ加算器63の第1、第2の入力端に供給される。
この加算器63の出力はピーク検出回路64の入力端及
び判定回路65の第2の入力端に供給される。FIG. 8 is a timing detection circuit 3 shown in FIG.
3 is a block circuit diagram showing the internal configuration of FIG. In FIG. 8, an input S32 from the outside of the timing detection circuit 33 is separated into a real part and an imaginary part and supplied to the input ends of the squaring circuits 61 and 62, respectively. The outputs of the squaring circuits 61 and 62 are supplied to the first and second input ends of the adder 63, respectively.
The output of the adder 63 is supplied to the input terminal of the peak detection circuit 64 and the second input terminal of the determination circuit 65.
【0078】ピーク検出回路64の出力は判定回路65
の第1の入力端に供給される。判定回路65の出力はカ
ウンタ66、67の各入力端に供給される。カウンタ6
6の出力はタイミング検出回路33の第1の出力S25
として外部に出力される。カウンタ67の出力はタイミ
ング検出回路33の第2の出力S33として外部に出力
される。The output of the peak detection circuit 64 is the determination circuit 65.
Is supplied to the first input terminal of. The output of the determination circuit 65 is supplied to the input terminals of the counters 66 and 67. Counter 6
The output of 6 is the first output S25 of the timing detection circuit 33.
Output to the outside. The output of the counter 67 is output to the outside as the second output S33 of the timing detection circuit 33.
【0079】図9は図5における周波数誤差検出回路3
4の内部構成を示すブロック回路図である。図9におい
て、周波数誤差検出回路34に外部から与えられる第1
の入力S32はホールド回路71の第1の入力端に供給
され、第2の入力はホールド回路71の第2の入力端に
供給される。ホールド回路71の出力は位相角検出回路
72の入力端に供給される。位相角検出回路72の出力
は周波数誤差検出回路34の出力S32として外部に出
力される。FIG. 9 shows the frequency error detection circuit 3 in FIG.
4 is a block circuit diagram showing the internal configuration of FIG. In FIG. 9, the first externally applied to the frequency error detection circuit 34
Input S32 is supplied to the first input terminal of the hold circuit 71, and the second input is supplied to the second input terminal of the hold circuit 71. The output of the hold circuit 71 is supplied to the input end of the phase angle detection circuit 72. The output of the phase angle detection circuit 72 is output to the outside as the output S32 of the frequency error detection circuit 34.
【0080】図10は図5における周波数制御回路25
の内部構成を示すブロック回路図である。図10におい
て、周波数制御回路25に外部から与えられる入力S2
6は係数器81の入力端に供給される。係数器81の出
力はループフィルタ82の入力端に供給される。ループ
フィルタ82の出力はデジタル−アナログ(以下、D/
A(Digital to Analog ))変換器83の入力端に供給
される。D/A変換器83の出力は周波数制御回路25
の出力S27として外部に出力される。FIG. 10 shows the frequency control circuit 25 shown in FIG.
3 is a block circuit diagram showing the internal configuration of FIG. In FIG. 10, an input S2 externally applied to the frequency control circuit 25
6 is supplied to the input terminal of the coefficient unit 81. The output of the coefficient unit 81 is supplied to the input terminal of the loop filter 82. The output of the loop filter 82 is digital-analog (hereinafter, D /
It is supplied to the input terminal of an A (Digital to Analog) converter 83. The output of the D / A converter 83 is the frequency control circuit 25.
Output S27 to the outside.
【0081】図11は図5における補正量制御回路35
の内部構成を示すブロック回路図である。図11におい
て、補正量制御回路35に外部から与えられる第1の入
力S22は実部と虚部に分離され、それぞれ2乗回路9
1、92の入力端に供給される。各2乗回路91、92
の出力はそれぞれ加算器93の第1、第2の入力端に供
給される。加算器93の出力はLPF94の入力端に供
給される。LPF94の出力は判定回路95の入力端に
供給される。判定回路95の出力はカウンタ96の第1
の入力端に供給される。FIG. 11 shows the correction amount control circuit 35 shown in FIG.
3 is a block circuit diagram showing the internal configuration of FIG. In FIG. 11, the first input S22 given from the outside to the correction amount control circuit 35 is separated into a real part and an imaginary part, and the square circuit 9
It is supplied to the input terminals of 1, 92. Each squaring circuit 91, 92
Are supplied to the first and second input terminals of the adder 93, respectively. The output of the adder 93 is supplied to the input terminal of the LPF 94. The output of the LPF 94 is supplied to the input terminal of the determination circuit 95. The output of the decision circuit 95 is the first of the counter 96.
Is supplied to the input terminal of
【0082】補正量制御回路35に外部から与えられる
第2の入力S33はカウンタ96の第2の入力端に供給
される。カウンタ96の出力は係数器97の入力端に供
給される。係数器97の出力は補正量制御回路35の出
力S35として外部に出力される。The second input S33 given from the outside to the correction amount control circuit 35 is supplied to the second input end of the counter 96. The output of the counter 96 is supplied to the input terminal of the coefficient multiplier 97. The output of the coefficient unit 97 is output to the outside as the output S35 of the correction amount control circuit 35.
【0083】以上のように構成されたOFDM復調装置
について、以下にその動作を説明する。The operation of the OFDM demodulation device configured as described above will be described below.
【0084】まず、図5において、直交復調回路21
は、互いに直交する二つのキャリアを用いて、図示され
ていないチューナによって周波数変換されたIF帯域信
号S21をベースバンドOFDM信号S22に復調す
る。上記のキャリアは周波数制御回路25が出力する周
波数制御信号S27に基づいて生成される。First, in FIG. 5, the orthogonal demodulation circuit 21
Demodulates the IF band signal S21 frequency-converted by a tuner (not shown) into a baseband OFDM signal S22 using two carriers that are orthogonal to each other. The carrier is generated based on the frequency control signal S27 output by the frequency control circuit 25.
【0085】ガード期間除去回路22は、同期再生回路
24が出力するタイミング信号S25に基づいて、ベー
スバンドOFDM信号S22から送信側で付加されたガ
ード期間を除去し、有効シンボル期間信号S23を抽出
する。フーリエ変換回路23は、有効シンボル期間信号
S23を時間領域の信号とみなし、フーリエ変換して周
波数領域の信号を求め、受信データS24として出力す
る。The guard period removing circuit 22 removes the guard period added on the transmitting side from the baseband OFDM signal S22 based on the timing signal S25 output from the synchronous reproducing circuit 24, and extracts the effective symbol period signal S23. . The Fourier transform circuit 23 regards the effective symbol period signal S23 as a signal in the time domain, performs Fourier transform to obtain a signal in the frequency domain, and outputs it as received data S24.
【0086】同期再生回路24は、ベースバンドOFD
M信号S22中に含まれるパイロットシンボルの周期性
を利用して、タイミング信号S25及び周波数誤差信号
S26を生成する。周波数制御回路25は周波数誤差信
号S26から周波数制御信号S27を生成する。The synchronous reproduction circuit 24 is a baseband OFD.
The timing signal S25 and the frequency error signal S26 are generated by utilizing the periodicity of the pilot symbols included in the M signal S22. The frequency control circuit 25 generates a frequency control signal S27 from the frequency error signal S26.
【0087】上記同期再生回路24において、内部の遅
延回路31はベースバンドOFDM信号S22をNff
t/Np=1024/8=128サンプル(時間Ts/
Np)だけ遅延させる。相関回路32はベースバンドO
FDM信号S22及び遅延ベースバンドOFDM信号S
31の相関信号S32を算出する。In the synchronous reproduction circuit 24, the internal delay circuit 31 shifts the baseband OFDM signal S22 to Nff.
t / Np = 1024/8 = 128 samples (time Ts /
Np). Correlation circuit 32 is baseband O
FDM signal S22 and delayed baseband OFDM signal S
The correlation signal S32 of 31 is calculated.
【0088】タイミング検出回路33は相関信号S32
の振幅のピークを検出することによってタイミング信号
S25及びS33を生成する。周波数誤差検出回路34
はタイミング信号S33に基づいて位相角信号S34を
算出する。補正量制御回路35はベースバンドOFDM
信号S22及びタイミング信号S33から補正信号S5
3を算出する。加算器36は位相角信号S34に補正信
号S53を加算し、周波数誤差信号S26として出力す
る。The timing detection circuit 33 uses the correlation signal S32.
The timing signals S25 and S33 are generated by detecting the peak of the amplitude of. Frequency error detection circuit 34
Calculates the phase angle signal S34 based on the timing signal S33. The correction amount control circuit 35 is a baseband OFDM.
From the signal S22 and the timing signal S33 to the correction signal S5
3 is calculated. The adder 36 adds the correction signal S53 to the phase angle signal S34 and outputs it as a frequency error signal S26.
【0089】図6に示す直交復調回路21において、B
PF41はIF帯域信号S21から必要な周波数帯域成
分のみを抽出する。VCO48は周波数制御信号S27
に基づいて正弦波を出力する。π/2移相器49はVC
O48が出力する正弦波の位相をπ/2だけずらす。乗
算器42及び乗算器43はそれぞれBPF41が出力す
る信号にVCO48及びπ/2移相器49が出力する互
いに直交した正弦波を乗じる。In the orthogonal demodulation circuit 21 shown in FIG. 6, B
The PF 41 extracts only necessary frequency band components from the IF band signal S21. The VCO 48 uses the frequency control signal S27
Output a sine wave based on. π / 2 phase shifter 49 is VC
The phase of the sine wave output by O48 is shifted by π / 2. The multiplier 42 and the multiplier 43 respectively multiply the signals output by the BPF 41 by mutually orthogonal sine waves output by the VCO 48 and the π / 2 phase shifter 49.
【0090】LPF44、45はそれぞれ乗算器42、
43が出力する信号から不要な高調波成分を除去する。
A/D変換器46、47はそれぞれLPF44、45が
出力する信号をアナログ形式からデジタル形式に変換
し、ベースバンドOFDM信号S22として出力する。The LPFs 44 and 45 are respectively multipliers 42 and
An unnecessary harmonic component is removed from the signal output by 43.
The A / D converters 46 and 47 convert the signals output by the LPFs 44 and 45, respectively, from an analog format to a digital format and output as a baseband OFDM signal S22.
【0091】図7に示す相関回路32において、複素共
役回路51は遅延ベースバンドOFDM信号S31の複
素共役信号を出力する。複素乗算器52はベースバンド
OFDM信号S22と複素共役回路51の出力との複素
乗算を行う。移動平均回路53は複素乗算器52の出力
の移動平均を求め、相関信号S32として出力する。こ
こで、移動平均に使用するサンプル数は、Nfft−N
fft/Np=1024−1024/8=896とする
のが望ましい。In the correlation circuit 32 shown in FIG. 7, the complex conjugate circuit 51 outputs the complex conjugate signal of the delayed baseband OFDM signal S31. The complex multiplier 52 performs a complex multiplication between the baseband OFDM signal S22 and the output of the complex conjugate circuit 51. The moving average circuit 53 calculates a moving average of the output of the complex multiplier 52, and outputs it as a correlation signal S32. Here, the number of samples used for the moving average is Nfft-N
It is desirable that fft / Np = 1024-1024 / 8 = 896.
【0092】図8に示すタイミング検出回路33におい
て、2乗回路61、62はそれぞれ相関信号S32の実
部及び虚部の2乗を算出する。加算器63は2乗回路6
1、62の出力を加算することによって相関信号S32
の振幅の2乗を算出する。In the timing detection circuit 33 shown in FIG. 8, square circuits 61 and 62 calculate the square of the real part and the imaginary part of the correlation signal S32. The adder 63 is a squaring circuit 6
By adding the outputs of 1 and 62, the correlation signal S32
The square of the amplitude of is calculated.
【0093】ピーク検出回路64は加算器63の出力が
極大となるタイミングで検出信号を出力する。判定回路
65は、加算器63の出力が所定のしきい値より大きい
状態であるとき、ピーク検出回路64から検出信号が供
給された時点でリセット信号を出力する。The peak detection circuit 64 outputs a detection signal at the timing when the output of the adder 63 becomes maximum. The determination circuit 65 outputs a reset signal when the detection signal is supplied from the peak detection circuit 64 when the output of the adder 63 is larger than a predetermined threshold value.
【0094】カウンタ66は、シンボル周期、つまりN
sym=Nfft+Ngサンプル毎にタイミング信号S
25を出力するもので、判定回路65の出力に基づいて
その内部値を0にリセットする。また、カウンタ67
は、フレーム周期、つまりNsym×Nfサンプル毎に
タイミング信号S33を出力するもので、判定回路65
の出力に基づいてその内部値を0にリセットする。The counter 66 has a symbol period, that is, N.
sym = Nfft + Ng Timing signal S every sample
25, and resets its internal value to 0 based on the output of the determination circuit 65. In addition, the counter 67
Outputs the timing signal S33 every frame period, that is, every Nsym × Nf samples.
Resets its internal value to 0 based on the output of
【0095】図9に示す周波数誤差検出回路34におい
て、ホールド回路71は、フレームに同期したタイミン
グ信号S33に基づいて、相関信号S32をフレーム周
期つまりNsym×Nfサンプル毎にホールドする。位
相角検出回路72はホールド回路71から出力される複
素信号の位相角を算出し、位相角信号S34として出力
する。In the frequency error detection circuit 34 shown in FIG. 9, the hold circuit 71 holds the correlation signal S32 every frame period, that is, every Nsym × Nf samples, based on the timing signal S33 synchronized with the frame. The phase angle detection circuit 72 calculates the phase angle of the complex signal output from the hold circuit 71 and outputs it as the phase angle signal S34.
【0096】図10に示す周波数制御回路25におい
て、係数器81は周波数誤差信号S26に所定の係数k
を乗じる。ループフィルタ82は係数器81の出力を積
分する。D/A変換器83はループフィルタ82の出力
をデジタル形式からアナログ形式に変換し、周波数制御
信号S27として出力する。In the frequency control circuit 25 shown in FIG. 10, the coefficient unit 81 applies the predetermined coefficient k to the frequency error signal S26.
Multiply by. The loop filter 82 integrates the output of the coefficient unit 81. The D / A converter 83 converts the output of the loop filter 82 from a digital format to an analog format and outputs it as a frequency control signal S27.
【0097】図11に示す補正量制御回路35におい
て、2乗回路91、92はそれぞれベースバンドOFD
M信号S22の実部、虚部の2乗を算出する。加算器9
3は、2乗回路91、92の出力を加算することによ
り、ベースバンドOFDM信号S22の振幅の2乗を算
出する。In the correction amount control circuit 35 shown in FIG. 11, the squaring circuits 91 and 92 are baseband OFDs, respectively.
The square of the real part and the imaginary part of the M signal S22 is calculated. Adder 9
3 calculates the square of the amplitude of the baseband OFDM signal S22 by adding the outputs of the squaring circuits 91 and 92.
【0098】LPF94は、加算器93の出力から不要
な高調波を取り除くことにより、ベースバンドOFDM
信号S22の包絡線波形を出力する。判定回路95は、
LPF95の出力を所定のしきい値と比較することによ
り、送信側でスーパーフレームの先頭に挿入されたヌル
シンボルを検出し、リセット信号を出力する。The LPF 94 removes unnecessary harmonics from the output of the adder 93 to obtain a baseband OFDM signal.
The envelope waveform of the signal S22 is output. The determination circuit 95
By comparing the output of the LPF 95 with a predetermined threshold value, the null symbol inserted at the beginning of the superframe is detected on the transmission side, and a reset signal is output.
【0099】カウンタ96は周期Np=8をカウントす
るもので、判定回路95の出力に基づいてその出力値n
を0にリセットし、フレーム周期のタイミング信号S3
3によりその出力値nをインクリメントする。係数器9
7はカウンタ96の出力値nに2π×fsc×Ts/N
pを乗じ、補正信号S35として出力する。The counter 96 counts the cycle Np = 8, and based on the output of the decision circuit 95, its output value n
Is reset to 0 and the frame cycle timing signal S3
The output value n is incremented by 3. Coefficient unit 9
7 is 2π × fsc × Ts / N for the output value n of the counter 96
It is multiplied by p and output as a correction signal S35.
【0100】図12(a)、(b)、(c)、(d)は
それぞれ、ベースバンドOFDM信号S22、遅延ベー
スバンドOFDM信号S31、周波数誤差Δf=0であ
る場合の相関信号S32、Δf=Np×fsc/4であ
る場合の相関信号S32を示す。12 (a), (b), (c) and (d) respectively show the baseband OFDM signal S22, the delayed baseband OFDM signal S31 and the correlation signals S32 and Δf when the frequency error Δf = 0. The correlation signal S32 in the case of = Np × fsc / 4 is shown.
【0101】前述のように、パイロットシンボル#0の
有効シンボル期間信号は、Nfft/Np=1024/
8=128ポイント毎に同じランダムな波形をNp=8
回繰り返す。このため、Δf=0である場合には、図1
2中の期間101のベースバンドOFDM信号S22と
遅延ベースバンドOFDM信号S31とが全く同じ信号
となるので、相関信号S32の実部はパイロットシンボ
ル#0と一般シンボルの境界でピーク値をとり、虚部は
ほぼ0となる。As described above, the effective symbol period signal of pilot symbol # 0 is Nfft / Np = 1024 /
8 = 128 points with the same random waveform Np = 8
Repeat times. Therefore, if Δf = 0,
Since the baseband OFDM signal S22 and the delayed baseband OFDM signal S31 in the period 101 of 2 become the same signal, the real part of the correlation signal S32 takes a peak value at the boundary between the pilot symbol # 0 and the general symbol, and becomes imaginary. The part becomes almost 0.
【0102】これに対し、Δf≠0である場合には、図
12中の期間101のベースバンドOFDM信号S22
と遅延ベースバンドOFDM信号S31との間に−2π
Δf×Ts/Npの位相差が生じる。このため、Δf=
Np×fsc/4である場合の位相差は−π/2となる
ので、相関信号S32の実部はほぼ0となり、虚部はパ
イロットシンボル#0と一般シンボルの境界でピーク値
をとる。On the other hand, when Δf ≠ 0, the baseband OFDM signal S22 of the period 101 in FIG.
And -2π between the delayed baseband OFDM signal S31
A phase difference of Δf × Ts / Np occurs. Therefore, Δf =
Since the phase difference in the case of Np × fsc / 4 is −π / 2, the real part of the correlation signal S32 is almost 0, and the imaginary part has a peak value at the boundary between the pilot symbol # 0 and the general symbol.
【0103】したがって、相関信号S32の振幅のピー
クを検出することにより、パイロットシンボル#0と一
般シンボルの境界を検出することができ、シンボルの境
界における相関信号S32の位相角を算出することによ
り、周波数誤差Δfを求めることができる。Therefore, by detecting the peak of the amplitude of the correlation signal S32, the boundary between the pilot symbol # 0 and the general symbol can be detected, and by calculating the phase angle of the correlation signal S32 at the boundary of the symbol, The frequency error Δf can be obtained.
【0104】前述のように、パイロットシンボル#n
(n≠0)の時間軸波形は、#0のようにNfft/N
p=128ポイント毎(時間Ts/Np毎)に同じラン
ダムな波形をNp=8回繰り返すものに、複素正弦波e
xp(j×n×2πfsc×t)が乗じられたものとな
っている。As described above, pilot symbol #n
The time axis waveform of (n ≠ 0) is Nfft / N like # 0.
p = 128 points (every time Ts / Np), the same random waveform is repeated Np = 8 times, and the complex sine wave e
xp (j × n × 2πfsc × t) is multiplied.
【0105】したがって、上記のようにして算出された
位相角は、周波数誤差Δfによる位相回転−2πΔf×
Ts/Npにパイロットシンボルによる位相回転−2π
×n×fsc×Ts/Npが加わったものとなる。Therefore, the phase angle calculated as described above is the phase rotation −2πΔf × due to the frequency error Δf.
Phase rotation of Ts / Np by pilot symbol -2π
× n × fsc × Ts / Np is added.
【0106】そこで、本発明の第1の実施の形態におけ
るOFDM復調装置では、周波数誤差検出回路34が算
出した位相角S34から、パイロットシンボルによる位
相回転を取り除き、周波数誤差Δfによる位相回転のみ
を取り出すために、加算器36により補正量制御回路3
5が出力する2π×n×fsc×Ts/Npを位相角S
34に加える。Therefore, in the OFDM demodulator according to the first embodiment of the present invention, the phase rotation due to the pilot symbol is removed from the phase angle S34 calculated by the frequency error detection circuit 34, and only the phase rotation due to the frequency error Δf is extracted. Therefore, the adder 36 controls the correction amount control circuit 3
2π × n × fsc × Ts / Np output by the phase angle S
Add to 34.
【0107】このとき、周波数誤差信号S26は周波数
誤差Δfに対してNp×fscの周期性をもつ。したが
って、本発明の第1の実施の形態におけるOFDM復調
装置では、±Np×fsc/2以下の周波数誤差まで対
応することができる。At this time, the frequency error signal S26 has a periodicity of Np × fsc with respect to the frequency error Δf. Therefore, the OFDM demodulator according to the first embodiment of the present invention can cope with a frequency error of ± Np × fsc / 2 or less.
【0108】尚、以上の説明では、各シンボル毎に有効
シンボル期間信号の後部をコピーし、ガード期間信号と
して有効シンボル期間信号の前に付加することにより、
ベースバンドOFDM信号S17を生成するようにした
が、上記構成によれば、パイロットシンボルの相関処理
によって搬送波周波数の同期化が可能であるため、ガー
ド期間信号を付加しなくても同期動作には実質上問題は
ない。In the above description, the rear part of the effective symbol period signal is copied for each symbol and added as a guard period signal before the effective symbol period signal.
Although the baseband OFDM signal S17 is generated, according to the above configuration, the carrier frequency can be synchronized by the correlation processing of the pilot symbols, so that the synchronization operation is substantially performed without adding the guard period signal. There is no problem on the top.
【0109】(第2の実施の形態)以下、本発明の第2
の実施の形態について説明する。尚、この実施の形態に
おけるOFDM変調装置の構成は、図1における配置制
御回路18において、第2の周波数配置回路12の配置
を所定のパターンで時間的に変化させる点、ヌルシンボ
ル挿入回路16が不要な点を除き、第1の実施の形態と
同様であるので、その構成の説明は省略する。(Second Embodiment) The second embodiment of the present invention will be described below.
An embodiment will be described. The configuration of the OFDM modulator according to this embodiment is such that the arrangement of the second frequency arrangement circuit 12 in the arrangement control circuit 18 in FIG. 1 is temporally changed in a predetermined pattern. The configuration is the same as that of the first embodiment except for unnecessary points, and thus the description of the configuration is omitted.
【0110】図13は本発明の第2の実施の形態におけ
るOFDM変調装置で生成されるスーパーフレーム構成
の一例を示す。FIG. 13 shows an example of a superframe structure generated by the OFDM modulator according to the second embodiment of the present invention.
【0111】図13においては、図4に示した本発明の
第1の実施の形態におけるスーパーフレーム構成と異な
り、スーパーフレームの区切りを示すためのヌルシンボ
ルがない。代わりに、図13では、スーパーフレームを
構成するフレームに含まれるパイロットシンボルの配列
が、#4,#1,#2,#7,#5,#3,#0,#
6,…というように、ある所定のパターンを有してい
る。In FIG. 13, unlike the superframe structure in the first embodiment of the present invention shown in FIG. 4, there is no null symbol for indicating the delimiter of the superframe. Instead, in FIG. 13, the arrangement of pilot symbols included in the frames forming the superframe is # 4, # 1, # 2, # 7, # 5, # 3, # 0, #.
6, ... Has a certain predetermined pattern.
【0112】図14は、本発明の第2の実施の形態にお
けるOFDM復調装置の構成を示すブロック回路図であ
る。尚、図14において、太線の矢印は複素数信号を表
わし、細線の矢印は実数信号を表わす。また、図5と同
一符号を付した部分は図5と同じ構成であることを表わ
す。このため、図5と重複する部分についてはその説明
を省略する。FIG. 14 is a block circuit diagram showing the structure of the OFDM demodulator according to the second embodiment of the present invention. It should be noted that in FIG. 14, bold arrows represent complex signals and thin arrows represent real signals. Further, the portions denoted by the same reference numerals as those in FIG. 5 represent the same configurations as those in FIG. Therefore, the description of the same parts as those in FIG. 5 will be omitted.
【0113】図14において、補正量制御回路121の
第1の入力端には、タイミング検出回路33の第2の出
力S33が供給される。補正量制御回路121の第2の
入力端には周波数誤差検出回路34の出力S34が供給
される。補正量制御回路121の出力S41は加算器3
6の第2の入力端に供給される。In FIG. 14, the second output S33 of the timing detection circuit 33 is supplied to the first input terminal of the correction amount control circuit 121. The output S34 of the frequency error detection circuit 34 is supplied to the second input terminal of the correction amount control circuit 121. The output S41 of the correction amount control circuit 121 is the adder 3
6 to the second input terminal.
【0114】図15は図14における補正量制御回路1
21の内部構成を示すブロック回路図である。パターン
発生回路133の出力は照合回路134の第1の入力端
に供給される。補正量制御回路121に外部から与えら
れる第2の入力S34は、遅延回路131の入力端及び
減算器132の第1の入力端に供給される。遅延回路1
31の出力は減算器132の第2の入力端に供給され
る。FIG. 15 shows the correction amount control circuit 1 in FIG.
21 is a block circuit diagram showing an internal configuration of 21. FIG. The output of the pattern generation circuit 133 is supplied to the first input terminal of the matching circuit 134. The second input S34 externally given to the correction amount control circuit 121 is supplied to the input end of the delay circuit 131 and the first input end of the subtractor 132. Delay circuit 1
The output of 31 is supplied to the second input terminal of the subtractor 132.
【0115】減算器132の出力は係数器137の入力
端に供給される。係数器137の出力は照合回路134
の第2の入力端に供給される。照合回路134の出力は
カウンタ135の第1の入力端に供給される。補正量制
御回路121に外部から与えられる第1の入力S33は
カウンタ135の第2の入力端に供給される。カウンタ
135の出力はルックアップテーブル136の入力端に
供給される。ルックアップテーブル136の出力は補正
量制御回路121の出力S41として外部に出力され
る。The output of the subtractor 132 is supplied to the input terminal of the coefficient unit 137. The output of the coefficient unit 137 is the matching circuit 134.
Is supplied to the second input end of the. The output of the matching circuit 134 is supplied to the first input terminal of the counter 135. The first input S33 given from the outside to the correction amount control circuit 121 is supplied to the second input end of the counter 135. The output of the counter 135 is supplied to the input terminal of the look-up table 136. The output of the lookup table 136 is output to the outside as the output S41 of the correction amount control circuit 121.
【0116】以上のように構成されたOFDM復調装置
について、以下にその動作を説明する。The operation of the OFDM demodulator having the above configuration will be described below.
【0117】まず、図15に示す補正量制御回路121
において、パターン発生回路133は、前述のパイロッ
トシンボルの配列が有する所定のパターンによって決定
される信号列を発生する。例えば、前述のように、パイ
ロットシンボルの配列が、#4,#1,#2,#7,#
5,#3,#0,#6,…である場合、−3,1,5,
−2,−2,−3,6,…というように、現在のフレー
ムのパイロットシンボル番号から一つ前のパイロットシ
ンボル番号を差し引いたものを発生する。First, the correction amount control circuit 121 shown in FIG.
In, the pattern generation circuit 133 generates a signal string determined by a predetermined pattern included in the above-mentioned pilot symbol array. For example, as described above, the arrangement of pilot symbols is # 4, # 1, # 2, # 7, #.
5, # 3, # 0, # 6, ..., -3, 1, 5,
The pilot symbol number of the current frame minus the pilot symbol number immediately before is generated, such as -2, -2, -3, 6, ...
【0118】遅延回路131は、位相角信号S34を1
フレーム期間、つまりNsym×Nfサンプルだけ遅延
させる。減算器132は位相角信号S34から遅延され
た位相角信号を減じる。係数器137は減算器132の
出力にNp/(2π×fsc×Ts)を乗じる。The delay circuit 131 outputs the phase angle signal S34 to 1
The frame period is delayed by Nsym × Nf samples. The subtractor 132 subtracts the delayed phase angle signal from the phase angle signal S34. The coefficient unit 137 multiplies the output of the subtractor 132 by Np / (2π × fsc × Ts).
【0119】照合回路134は、第1の入力端から入力
される所定のパターンの信号列と第2の入力端から入力
される信号列が一致した場合、スーパーフレームの始ま
りを検出したとみなし、リセット信号を出力する。この
とき、一致を確認する信号の数を多くすれば同期の安定
性は向上するが、同期が確立するまでの時間が長くな
る。逆に少なくすれば同期が確立するまでの時間は短く
なるが、同期の安定性が低下する。The matching circuit 134 considers that the beginning of the superframe has been detected when the signal sequence of the predetermined pattern input from the first input end and the signal sequence input from the second input end match, Output a reset signal. At this time, if the number of signals for confirming the coincidence is increased, the stability of the synchronization is improved, but the time until the synchronization is established becomes long. On the contrary, if the number is decreased, the time until the synchronization is established becomes shorter, but the stability of the synchronization is lowered.
【0120】カウンタ135はスーパーフレームに含ま
れるフレーム数を1周期とするもので、照合回路134
の出力に基づいてその出力値nを0にリセットし、フレ
ーム周期のタイミング信号S33によってその出力値n
をインクリメントする。ルックアップテーブル136は
カウンタ135の出力nに対応する補正信号S41を出
力する。このとき、補正信号S41は前述のパイロット
シンボルの配列が有する所定のパターンによって決定さ
れる。The counter 135 counts the number of frames included in the superframe as one cycle.
The output value n is reset to 0 on the basis of the output of the
Is incremented. The lookup table 136 outputs the correction signal S41 corresponding to the output n of the counter 135. At this time, the correction signal S41 is determined by a predetermined pattern included in the above-mentioned pilot symbol array.
【0121】上記のようにして生成された補正信号S4
1を加算器36で周波数誤差検出回路34の出力S34
と加算することで、周波数誤差信号S26が得られる。
このとき、周波数誤差信号S26は、本発明の第1の実
施の形態におけるOFDM変調装置と同様に、周波数誤
差Δfに対してNp×fscの周期性をもつ。したがっ
て、本発明の第2の実施の形態におけるOFDM変調装
置でも、±Np×fsc/2以下の周波数誤差まで対応
することができる。The correction signal S4 generated as described above
1 is added by the adder 36 to the output S34 of the frequency error detection circuit 34
By adding and, the frequency error signal S26 is obtained.
At this time, the frequency error signal S26 has a periodicity of Np × fsc with respect to the frequency error Δf, as in the OFDM modulation device according to the first embodiment of the present invention. Therefore, even the OFDM modulation apparatus according to the second embodiment of the present invention can handle a frequency error of ± Np × fsc / 2 or less.
【0122】さらに、本発明の第2の実施の形態におい
ては、ヌルシンボル等の特別なシンボルを用いることな
く、パイロットシンボルに含まれる周波数情報からスー
パーフレームの区切りを検出することができる。これに
より、第1の実施の形態によるOFDM伝送方式よりも
伝送レートを上げることができる。Furthermore, in the second embodiment of the present invention, the delimiter of the superframe can be detected from the frequency information included in the pilot symbol without using a special symbol such as a null symbol. As a result, the transmission rate can be increased as compared with the OFDM transmission method according to the first embodiment.
【0123】尚、以上の説明においても、各シンボル毎
に有効シンボル期間信号の後部をコピーし、ガード期間
信号として有効シンボル期間信号の前に付加したベース
バンドOFDM信号を用いることとしたが、上記構成に
よっても、パイロットシンボルの相関処理によって搬送
波周波数の同期化が可能であるため、ガード期間信号を
付加しなくても同期動作には実質上問題はない。In the above description, the rear part of the effective symbol period signal is copied for each symbol and the baseband OFDM signal added before the effective symbol period signal is used as the guard period signal. Even with the configuration, since the carrier frequency can be synchronized by the correlation processing of the pilot symbols, there is substantially no problem in the synchronizing operation without adding the guard period signal.
【0124】(他の実施の形態)ところで、以上説明し
た本発明の第1及び第2の実施の形態は、特開平7−1
43097号公報に開示されているような従来のOFD
M復調装置と組み合わせて使用することもできる。図1
6及び図17はそのような構成例を示すブロック回路図
である。尚、図16及び図17において、図14及び図
20と同一部分には同一符号を付して示し、ここでは重
複する説明を省略する。(Other Embodiments) By the way, the first and second embodiments of the present invention described above are disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 7-1.
Conventional OFD as disclosed in Japanese Patent No. 43097
It can also be used in combination with an M demodulator. FIG.
6 and 17 are block circuit diagrams showing such a configuration example. 16 and 17, the same parts as those of FIGS. 14 and 20 are designated by the same reference numerals, and the duplicated description will be omitted here.
【0125】図16においては、本発明の第2の実施の
形態による同期再生回路111(第1の実施の形態によ
る同期再生回路24でもよい)によりfsc単位の周波
数誤差信号S26を検出し、丸め回路143により整数
部分のみを抽出する。このようにして得られた周波数誤
差信号S53を加算器142を介して周波数制御回路2
5に送り、搬送波周波数を制御することで±fsc/2
を越える範囲での粗同期を行うことができる。In FIG. 16, the frequency error signal S26 in units of fsc is detected and rounded by the synchronous reproduction circuit 111 according to the second embodiment of the present invention (or may be the synchronous reproduction circuit 24 according to the first embodiment). The circuit 143 extracts only the integer part. The frequency error signal S53 thus obtained is fed to the frequency control circuit 2 via the adder 142.
5 to control the carrier frequency to ± fsc / 2
Coarse synchronization can be performed in a range exceeding.
【0126】一方、従来技術による同期再生回路141
により±fsc/2以下の周波数誤差信号S52を検出
し、加算器142を介して周波数制御回路25に送り、
搬送波周波数を制御することで±fsc/2以下の範囲
での精同期を確立することができる。On the other hand, the conventional synchronous reproducing circuit 141
The frequency error signal S52 of ± fsc / 2 or less is detected by and is sent to the frequency control circuit 25 via the adder 142.
By controlling the carrier frequency, fine synchronization in the range of ± fsc / 2 or less can be established.
【0127】そこで、この実施の形態では、同期再生回
路141で得られる周波数誤差信号S52と丸め回路1
43で得られる周波数誤差信号S53とを加算器142
で加算することにより、完全な周波数誤差信号S54を
得る。Therefore, in this embodiment, the frequency error signal S52 obtained by the synchronous reproduction circuit 141 and the rounding circuit 1 are
The frequency error signal S53 obtained at 43 is added to the adder 142.
Then, the complete frequency error signal S54 is obtained.
【0128】したがって、上記の実施の形態による構成
によれば、粗同期と精同期を同時に行うことができるの
で、同期確立に要する期間を短縮することができる。Therefore, according to the configuration of the above embodiment, the coarse synchronization and the fine synchronization can be performed at the same time, so that the period required for establishing the synchronization can be shortened.
【0129】図17においては、従来技術による同期再
生回路141により±fsc/2以下の周波数誤差信号
S52を検出し、この信号S52によってのみ搬送波周
波数を制御してキャリア同期を確率する。In FIG. 17, a frequency error signal S52 of ± fsc / 2 or less is detected by the conventional synchronous reproduction circuit 141, and the carrier frequency is controlled only by this signal S52 to establish carrier synchronization.
【0130】一方、本発明の第2の実施の形態による同
期再生回路111(第1の実施の形態による同期再生回
路24でもよい)によって得られる周波数誤差信号S2
6を丸め回路152で整数単位に丸めることで、fsc
単位の周波数誤差信号S53を得てフーリエ変換回路1
51に送る。このフーリエ変換回路151では、fsc
単位の周波数誤差信号S53に基づいて、Nfft個の
フーリエ変換結果の中からNsc個の受信データS24
を取り出す。On the other hand, the frequency error signal S2 obtained by the synchronous reproduction circuit 111 according to the second embodiment of the present invention (or may be the synchronous reproduction circuit 24 according to the first embodiment).
6 is rounded by the rounding circuit 152 to an integer unit,
Fourier transform circuit 1 by obtaining unit frequency error signal S53
Send to 51. In this Fourier transform circuit 151, fsc
Based on the unit frequency error signal S53, Nsc received data S24 is selected from Nfft Fourier transform results.
Take out.
【0131】すなわち、従来の同期再生回路141によ
って得られる周波数誤差信号S52を用いてキャリア間
隔のずれを補正しても、サブキャリア単位のずれが残っ
ており、フーリエ変換回路151で取り出す受信データ
の範囲が規定位置からずれている。このずれは、前述の
説明から明らかなように、本発明の第2の実施の形態に
よる同期再生回路111で得られる周波数誤差信号S2
6の整数部分に相当する。That is, even if the carrier error deviation is corrected by using the frequency error signal S52 obtained by the conventional synchronous reproducing circuit 141, the deviation in subcarrier units remains, and the received data extracted by the Fourier transform circuit 151 is The range is off the specified position. As is clear from the above description, this deviation is caused by the frequency error signal S2 obtained by the synchronous reproduction circuit 111 according to the second embodiment of the present invention.
Corresponds to the integer part of 6.
【0132】そこで、この実施の形態では、丸め回路1
52で周波数誤差信号S26から整数部分を抽出するこ
とで得られるfsc単位の周波数誤差信号S53を用い
て、フーリエ変換回路151の受信データ取り出し範囲
を補正する。Therefore, in this embodiment, the rounding circuit 1
The reception data extraction range of the Fourier transform circuit 151 is corrected using the frequency error signal S53 in fsc unit obtained by extracting the integer part from the frequency error signal S26 at 52.
【0133】したがって、上記の実施の形態による構成
によれば、従来の同期再生では取り除けない周波数誤差
があっても、受信データを正確に取り出すことができ、
実質上、±fsc/2以上の周波数誤差に対応するキャ
リア周波数同期を得ることができる。特に、この実施の
形態では、先の実施の形態のように2重にフィードバッ
クするのではなく、一方をフィードフォワードで制御す
るようにしているので、構成及び調整をシンプルにする
ことができる。Therefore, according to the configuration of the above embodiment, even if there is a frequency error that cannot be removed by the conventional synchronous reproduction, the received data can be accurately extracted,
Substantially, carrier frequency synchronization corresponding to a frequency error of ± fsc / 2 or more can be obtained. In particular, in this embodiment, one of them is controlled by feedforward instead of being fed back in a double manner as in the previous embodiment, so that the configuration and adjustment can be simplified.
【0134】尚、以上においては、Nfft=102
4,Nsc=768,Np=8,Ng=128の場合を
例にとり説明したが、これらの値は他の数値であっても
よいことはいうまでもない。In the above, Nfft = 102
4, the case of Nsc = 768, Np = 8, Ng = 128 has been described as an example, but it goes without saying that these values may be other numerical values.
【0135】[0135]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、送信側で
生成したパイロットシンボルの周期性を利用することに
より、受信側で±fsc/2(fscはサブキャリア周
波数間隔)以上の周波数誤差に対応するキャリア周波数
同期を得ることができる。このとき、パイロットシンボ
ルにおいてもデータを伝送することができる。As described above, according to the present invention, by utilizing the periodicity of pilot symbols generated on the transmission side, a frequency error of ± fsc / 2 (fsc is a subcarrier frequency interval) or more on the reception side is achieved. It is possible to obtain carrier frequency synchronization corresponding to. At this time, data can be transmitted also in the pilot symbol.
【0136】また本発明によれば、パイロットシンボル
を構成するサブキャリアを時間に伴い変化させることに
より、マルチパス干渉の影響を軽減することができる。Further, according to the present invention, the influence of multipath interference can be reduced by changing the subcarriers forming the pilot symbol with time.
【図1】本発明の第1の実施の形態におけるOFDM変
調装置の構成を示すブロック回路図。FIG. 1 is a block circuit diagram showing a configuration of an OFDM modulator according to a first embodiment of the present invention.
【図2】(a)は本発明における一般シンボルの周波数
配置及び時間軸波形を示す図。(b)は本発明における
パイロットシンボルの周波数配置及び時間軸波形を示す
図。FIG. 2A is a diagram showing a frequency arrangement of general symbols and a time axis waveform in the present invention. FIG. 3B is a diagram showing a frequency arrangement of pilot symbols and a time axis waveform in the present invention.
【図3】本発明の第1の実施の形態におけるパイロット
シンボルの周波数配置を示す図。FIG. 3 is a diagram showing a frequency allocation of pilot symbols in the first embodiment of the present invention.
【図4】本発明の第1の実施の形態におけるスーパーフ
レームの構成を示す図。FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a super frame according to the first embodiment of the present invention.
【図5】本発明の第1の実施の形態におけるOFDM復
調装置の構成を示すブロック回路図。FIG. 5 is a block circuit diagram showing a configuration of an OFDM demodulation device according to the first embodiment of the present invention.
【図6】図5における直交復調回路21の内部構成を示
すブロック回路図。6 is a block circuit diagram showing an internal configuration of a quadrature demodulation circuit 21 in FIG.
【図7】図5における相関回路32の内部構成を示すブ
ロック回路図。7 is a block circuit diagram showing an internal configuration of a correlation circuit 32 in FIG.
【図8】図5におけるタイミング検出回路33の内部構
成を示すブロック回路図。8 is a block circuit diagram showing an internal configuration of a timing detection circuit 33 in FIG.
【図9】図5における周波数誤差検出回路34の内部構
成を示すブロック回路図。9 is a block circuit diagram showing an internal configuration of a frequency error detection circuit 34 in FIG.
【図10】図5における周波数制御回路25の内部構成
を示すブロック回路図。10 is a block circuit diagram showing an internal configuration of a frequency control circuit 25 in FIG.
【図11】図5における補正量制御回路35の内部構成
を示すブロック図。11 is a block diagram showing an internal configuration of a correction amount control circuit 35 in FIG.
【図12】(a)は図5におけるベースバンドOFDM
信号S22、(b)は図5における遅延ベースバンドO
FDM信号S31、(c)は図5における相関信号S3
2(Δf=0の場合)、(d)は図5における相関信号
S32(Δf=Np×fsc/4の場合)を示す図。FIG. 12 (a) is baseband OFDM in FIG.
The signals S22 and (b) are the delay baseband O in FIG.
The FDM signal S31, (c) is the correlation signal S3 in FIG.
2 (when Δf = 0) and (d) are diagrams showing the correlation signal S32 (when Δf = Np × fsc / 4) in FIG. 5.
【図13】本発明の第2の実施の形態におけるスーパー
フレームの構成を示す図。FIG. 13 is a diagram showing a configuration of a super frame according to the second embodiment of the present invention.
【図14】本発明の第2の実施の形態におけるOFDM
復調装置の構成を示すブロック回路図。FIG. 14 is an OFDM according to the second embodiment of the present invention.
The block circuit diagram which shows the structure of a demodulator.
【図15】図14における補正量制御回路121の内部
構成を示すブロック回路図。15 is a block circuit diagram showing an internal configuration of a correction amount control circuit 121 in FIG.
【図16】本発明の他の実施の形態におけるOFDM復
調装置の構成を示すブロック回路図。FIG. 16 is a block circuit diagram showing the configuration of an OFDM demodulator according to another embodiment of the present invention.
【図17】本発明の他の実施の形態におけるOFDM復
調装置の構成を示すブロック回路図。FIG. 17 is a block circuit diagram showing the configuration of an OFDM demodulator according to another embodiment of the present invention.
【図18】OFDM伝送方式の原理的な構成を示すブロ
ック回路図。FIG. 18 is a block circuit diagram showing the basic configuration of an OFDM transmission system.
【図19】ベースバンドOFDM信号の時間軸波形を示
す図。FIG. 19 is a diagram showing a time-axis waveform of a baseband OFDM signal.
【図20】従来のOFDM復調装置の構成を示すブロッ
ク回路図。FIG. 20 is a block circuit diagram showing the configuration of a conventional OFDM demodulator.
【図21】(a)は図20におけるベースバンドOFD
M信号S22、(b)は図20における遅延ベースバン
ドOFDM信号S91、(c)は図20における相関信
号S92(Δf=0の場合)、(d)は図20における
相関信号S92(Δf=fsc/4の場合)を示す図。21A is a baseband OFD shown in FIG.
The M signal S22, (b) is the delayed baseband OFDM signal S91 in FIG. 20, (c) is the correlation signal S92 (when Δf = 0) in FIG. 20, and (d) is the correlation signal S92 (Δf = fsc) in FIG. / 4)).
【図22】従来のOFDM復調装置における周波数誤差
Δfと周波数誤差信号S52との関係を示す特性図。FIG. 22 is a characteristic diagram showing the relationship between the frequency error Δf and the frequency error signal S52 in the conventional OFDM demodulator.
11,12…周波数配置回路、13…スイッチ、14…
フーリエ逆変換回路、15…ガード期間付加回路、16
…ヌルシンボル挿入回路、17…直交変調回路、18…
配置制御回路、21…直交復調回路、22…ガード期間
除去回路、23…フーリエ変換回路、24…同期再生回
路、25…周波数制御回路、31…遅延回路、32…相
関回路、33…タイミング検出回路、34…周波数誤差
検出回路、35…補正量制御回路、36…加算器、41
…バンドパスフィルタ(BPF)、42,43…乗算
器、44,45…ローパスフィルタ(LPF)、46,
47…アナログ/デジタル(A/D)変換器、48…電
圧制御発振器(VCO)、49…π/2移相器、51…
複素共役回路、52…複素乗算器、53…移動平均回
路、61,62…2乗回路、63…加算器、64…ピー
ク検出回路、65…判定回路、66,67…カウンタ、
71…ホールド回路、72…位相角検出回路、81…係
数器、82…ループフィルタ、83…デジタル/アナロ
グ(D/A)変換器、91,92…2乗回路、93…加
算器、94…ローパスフィルタ(LPF)、95…判定
回路、96…カウンタ、97…係数器、111…同期再
生回路、121…補正量制御回路、131…遅延回路、
132…減算器、133…パターン発生器、134…照
合回路、135…カウンタ、136…ルックアップテー
ブル、141…同期再生回路、142…加算器、143
…丸め回路、151…フーリエ変換回路、152…丸め
回路、161…OFDM変調装置、162…伝送路、1
63…OFDM復調装置、171…フーリエ逆変換回
路、172…ガード期間付加回路、173…直交変調回
路、174…アップコンバータ、181…チューナ、1
82…直交復調回路、183…ガード期間除去回路、1
84…フーリエ変換回路、201…遅延回路、202…
相関回路、203…タイミング検出回路、204…周波
数誤差検出回路。11, 12 ... Frequency placement circuit, 13 ... Switch, 14 ...
Fourier inverse transform circuit, 15 ... Guard period adding circuit, 16
... Null symbol insertion circuit, 17 ... Quadrature modulation circuit, 18 ...
Arrangement control circuit, 21 ... Quadrature demodulation circuit, 22 ... Guard period removal circuit, 23 ... Fourier transform circuit, 24 ... Synchronous reproduction circuit, 25 ... Frequency control circuit, 31 ... Delay circuit, 32 ... Correlation circuit, 33 ... Timing detection circuit , 34 ... Frequency error detection circuit, 35 ... Correction amount control circuit, 36 ... Adder, 41
... band pass filter (BPF), 42, 43 ... multiplier, 44, 45 ... low pass filter (LPF), 46,
47 ... Analog / Digital (A / D) converter, 48 ... Voltage controlled oscillator (VCO), 49 ... .pi. / 2 phase shifter, 51 ...
Complex conjugate circuit, 52 ... Complex multiplier, 53 ... Moving average circuit, 61, 62 ... Square circuit, 63 ... Adder, 64 ... Peak detection circuit, 65 ... Judgment circuit, 66, 67 ... Counter,
71 ... Hold circuit, 72 ... Phase angle detection circuit, 81 ... Coefficient device, 82 ... Loop filter, 83 ... Digital / analog (D / A) converter, 91, 92 ... Square circuit, 93 ... Adder, 94 ... Low-pass filter (LPF), 95 ... Judgment circuit, 96 ... Counter, 97 ... Coefficient unit, 111 ... Synchronous reproduction circuit, 121 ... Correction amount control circuit, 131 ... Delay circuit,
132 ... Subtractor, 133 ... Pattern generator, 134 ... Collation circuit, 135 ... Counter, 136 ... Lookup table, 141 ... Synchronous reproduction circuit, 142 ... Adder, 143
... Rounding circuit, 151 ... Fourier transform circuit, 152 ... Rounding circuit, 161, ... OFDM modulator, 162 ... Transmission line, 1
63 ... OFDM demodulation device, 171 ... Fourier inverse transformation circuit, 172 ... Guard period addition circuit, 173 ... Quadrature modulation circuit, 174 ... Up converter, 181, ... Tuner, 1
82 ... Quadrature demodulation circuit, 183 ... Guard period removal circuit, 1
84 ... Fourier transform circuit, 201 ... Delay circuit, 202 ...
Correlation circuit, 203 ... Timing detection circuit, 204 ... Frequency error detection circuit.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木曽田 晃 東京都港区赤坂5丁目2番8号 株式会社 次世代デジタルテレビジョン放送システム 研究所内 (72)発明者 原田 泰男 東京都港区赤坂5丁目2番8号 株式会社 次世代デジタルテレビジョン放送システム 研究所内 (72)発明者 木村 知弘 東京都港区赤坂5丁目2番8号 株式会社 次世代デジタルテレビジョン放送システム 研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Akira Kisota 5-2-8 Akasaka, Minato-ku, Tokyo Inside the next-generation digital television broadcasting system laboratory (72) Inventor Yasuo Harada 5 Akasaka, Minato-ku, Tokyo Next 2-8 Digital Television Broadcasting Systems Laboratory, Inc. (72) Inventor Tomohiro Kimura 5-2 8 Akasaka, Minato-ku, Tokyo Next Generation Digital Television Broadcasting Systems Laboratory, Ltd.
Claims (18)
する複数の副搬送波を変調し多重することで一般シンボ
ルを生成し、 第2のデジタルデータ系列で、前記一般シンボルを構成
する前記副搬送波のうち所定の間隔で並ぶ一部の副搬送
波を組にして変調し多重することでパイロットシンボル
を生成し、 前記一般シンボルと前記パイロットシンボルとを所定の
周期で切り替えて伝送することを特徴とする直交周波数
分割多重伝送方式。1. A general symbol is generated by modulating and multiplexing a plurality of subcarriers orthogonal to each other in a first digital data sequence, and the subcarrier that constitutes the general symbol in a second digital data sequence. Among them, a part of subcarriers arranged at a predetermined interval is paired and modulated and multiplexed to generate a pilot symbol, and the general symbol and the pilot symbol are switched at a predetermined cycle and transmitted. Orthogonal frequency division multiplex transmission system.
波の組を時間に伴って変化させることを特徴とする請求
項1記載の直交周波数分割多重伝送方式。2. The orthogonal frequency division multiplex transmission system according to claim 1, wherein a set of subcarriers forming the pilot symbol is changed with time.
ことを特徴とする請求項2記載の直交周波数分割多重伝
送方式。3. The orthogonal frequency division multiplex transmission system according to claim 2, wherein the sets of subcarriers are shifted in frequency order.
フトすることを特徴とする請求項2記載の直交周波数分
割多重伝送方式。4. The orthogonal frequency division multiplexing transmission system according to claim 2, wherein the set of subcarriers is shifted in a specific pattern order.
波に対応させて、一般シンボル用のデータとして出力す
る第1の周波数配置回路と、 第2のデジタルデータ系列を前記副搬送波のうち所定の
間隔で並ぶ一部の副搬送波に対応させて、パイロットシ
ンボル用のデータとして出力する第2の周波数配置回路
と、 前記第1及び第2の周波数配置回路から出力される一般
シンボル用のデータ及び前記パイロットシンボル用のデ
ータを所定の周期で切り替えて、送信データとして出力
するスイッチ回路と、 このスイッチ回路から出力される送信データを周波数領
域の信号とみなしてフーリエ逆変換を施すフーリエ逆変
換回路と、 このフーリエ逆変換回路の出力をベースバンドの直交周
波数分割多重信号として入力し、互いに直交する二つの
搬送波を用いて直交変調する直交変調回路とを具備する
ことを特徴とする直交周波数分割多重方式の変調装置。5. A first frequency allocation circuit for outputting a first digital data sequence as data for a general symbol in association with a predetermined subcarrier, and a second digital data sequence among the predetermined subcarriers. A second frequency allocation circuit for outputting as pilot symbol data corresponding to a part of subcarriers arranged at intervals of, and general symbol data output from the first and second frequency allocation circuits, and A switch circuit for switching the pilot symbol data at a predetermined cycle and outputting it as transmission data; and a Fourier inverse transform circuit for performing the inverse Fourier transform by regarding the transmission data output from this switch circuit as a signal in the frequency domain. , The output of this inverse Fourier transform circuit is input as a baseband orthogonal frequency division multiplex signal, and two carriers orthogonal to each other are input. And a quadrature modulation circuit that performs quadrature modulation using waves.
て、第2のデジタルデータを対応させる副搬送波の組を
時間に伴って変化させる配置制御回路を備えることを特
徴とする請求項5記載の直交周波数分割多重方式の変調
装置。6. The arrangement control circuit further comprises, with respect to the second frequency arrangement circuit, an arrangement control circuit for changing a set of subcarriers corresponding to the second digital data with time. An orthogonal frequency division multiplexing modulation device as described.
周波数順にシフトさせることを特徴とする請求項6記載
の直交周波数分割多重伝送方式の変調装置。7. The orthogonal frequency division multiplexing transmission modulation apparatus according to claim 6, wherein the arrangement control circuit shifts the set of subcarriers in frequency order.
特定のパターン順にシフトさせることを特徴とする請求
項6記載の直交周波数分割多重伝送方式の変調装置。8. The orthogonal frequency division multiplexing transmission modulator according to claim 6, wherein the arrangement control circuit shifts the set of subcarriers in a specific pattern order.
調回路との間に設けられ、前記フーリエ逆変換回路の出
力を有効シンボル期間信号として入力し、その一部をコ
ピーしガード期間信号として前記有効シンボル期間信号
に付加し、ベースバンドの直交周波数分割多重信号とし
て前記直交変調回路に出力するガード期間付加回路を備
えることを特徴とする請求項5乃至8のいずれかに記載
の直交周波数分割多重方式の変調装置。9. The output of the inverse Fourier transform circuit is provided between the inverse Fourier transform circuit and the quadrature modulator as an effective symbol period signal, a part of which is copied and used as a guard period signal. 9. The orthogonal frequency division multiplex according to claim 5, further comprising a guard period addition circuit which adds to the effective symbol period signal and outputs to the orthogonal modulation circuit as a baseband orthogonal frequency division multiplex signal. Type modulator.
する複数の副搬送波を変調し多重したものを一般シンボ
ルとし、第2のデジタルデータ系列で前記一般シンボル
を構成する前記副搬送波のうち所定の間隔で並ぶ一部の
副搬送波を組にして変調し多重したものをパイロットシ
ンボルとし、前記一般シンボルと前記パイロットシンボ
ルとを所定の周期で切り替えて送信データを生成し、こ
の送信データを互いに直交する二つの搬送波を用いて直
交変調して伝送する直交周波数分割多重伝送方式に則し
た直交周波数分割多重信号を復調する復調装置であっ
て、 前記直交周波数分割多重信号を互いに直交する二つの搬
送波を用いてベースバンドの信号に復調する直交復調回
路と、 この直交復調回路の復調信号をフーリエ変換して周波数
領域のデータを復調するフーリエ変換回路と、 前記直交復調回路の復調信号を、有効シンボル期間及び
前記パイロットシンボルを構成する副搬送波の間隔によ
って決まる時間だけ遅延させる遅延回路と、 前記直交復調回路の復調信号と前記遅延回路で遅延され
る復調信号との相関信号を算出する相関回路と、 この相関回路の出力信号の位相角を求めて前記直交復調
回路における搬送波の周波数誤差を検出する周波数誤差
検出回路と、 この周波数誤差検出回路の出力信号から前記パイロット
シンボルを構成する副搬送波の組の周波数に依存する位
相角成分を除去し、送信側と受信側との搬送波周波数の
ずれに依存する位相角成分のみを抽出する補正回路とを
具備することを特徴とする直交周波数分割多重方式の復
調装置。10. A general symbol is obtained by modulating and multiplexing a plurality of subcarriers orthogonal to each other in a first digital data sequence, and a predetermined one of the subcarriers forming the general symbol in a second digital data sequence. A part of subcarriers arranged at intervals is modulated and multiplexed as a pilot symbol, the general symbol and the pilot symbol are switched at a predetermined cycle to generate transmission data, and the transmission data is orthogonal to each other. A demodulator for demodulating an orthogonal frequency division multiplex signal conforming to an orthogonal frequency division multiplex transmission system in which two carriers are orthogonally modulated and transmitted, wherein the orthogonal frequency division multiplex signal uses two carriers orthogonal to each other. Quadrature demodulation circuit that demodulates to a baseband signal by Fourier transforming the demodulation signal of this quadrature demodulation circuit A Fourier transform circuit for demodulating the data, a delay circuit for delaying the demodulated signal of the quadrature demodulation circuit by a time determined by an effective symbol period and an interval of subcarriers forming the pilot symbol, and a demodulated signal of the quadrature demodulation circuit A correlation circuit for calculating a correlation signal between the demodulation signal delayed by the delay circuit and the frequency error detection circuit for detecting the frequency error of the carrier in the orthogonal demodulation circuit by obtaining the phase angle of the output signal of the correlation circuit. , The phase angle component dependent on the frequency of the set of subcarriers forming the pilot symbol is removed from the output signal of this frequency error detection circuit, and only the phase angle component dependent on the difference in carrier frequency between the transmitting side and the receiving side is removed. And an orthogonal frequency division multiplexing system demodulation device.
ル期間をTs、パイロットシンボルを構成する副搬送波
の間隔をNpとするとき、Ts/Npで表わされる遅延
時間を有することを特徴とする請求項10記載の直交周
波数分割多重方式の復調装置。11. The delay circuit has a delay time represented by Ts / Np, where Ts is an effective symbol period of an input signal and Np is an interval between subcarriers forming a pilot symbol. Item 11. An orthogonal frequency division multiplex system demodulator.
される複素数信号の複素共役信号を出力する複素共役回
路と、前記直交復調回路から出力される複素数信号と前
記複素共役信号を乗じる複素乗算器と、この複素乗算器
の乗算結果の移動平均を求めて相関信号として出力する
移動平均回路とを備えることを特徴とする請求項10乃
至11のいずれかに記載の直交周波数分割多重方式の復
調装置。12. The correlation circuit outputs a complex conjugate signal of a complex number signal output from the delay circuit, and a complex multiplication that multiplies the complex number signal output from the orthogonal demodulation circuit by the complex conjugate signal. And a moving average circuit for obtaining a moving average of the multiplication result of the complex multiplier and outputting the moving average as a correlation signal. 12. Orthogonal frequency division multiplexing demodulation according to any one of claims 10 to 11, apparatus.
イロットシンボルの副搬送波の組が時間に伴って周波数
順に変化するとき、前記補正回路は、前記パイロットシ
ンボルを構成する副搬送波の組の変化回数を検出し、こ
の検出結果に基づいて前記位相角成分の除去を行うこと
を特徴とする請求項10乃至12のいずれかに記載の直
交周波数分割多重方式の復調装置。13. When the set of pilot carrier subcarriers in the orthogonal frequency division multiplexed signal changes in frequency order with time, the correction circuit detects the number of changes in the set of subcarriers forming the pilot symbol. The orthogonal frequency division multiplexing system demodulator according to claim 10, wherein the phase angle component is removed based on the detection result.
イロットシンボルの副搬送波の組が時間に伴って特定の
パターン順に変化するとき、前記補正回路は、前記パイ
ロットシンボルを構成する副搬送波の組のパターン変化
を検出し、この検出結果に基づいて前記位相角成分の除
去を行うことを特徴とする請求項10乃至12のいずれ
かに記載の直交周波数分割多重方式の復調装置。14. When the set of pilot carrier subcarriers in the orthogonal frequency division multiplexed signal changes in a specific pattern order with time, the correction circuit changes the pattern of the set of subcarriers forming the pilot symbol. Is detected, and the phase angle component is removed based on the detection result. The demodulator of the orthogonal frequency division multiplexing system according to any one of claims 10 to 12.
いて前記直交復調回路の搬送波周波数を制御する周波数
制御回路を備えることを特徴とする請求項10乃至14
のいずれかに記載の直交周波数分割多重方式の復調装
置。15. A frequency control circuit for controlling a carrier frequency of the quadrature demodulation circuit based on a correction output of the correction circuit.
2. An orthogonal frequency division multiplexing demodulator according to any one of 1.
る丸め回路と、この丸め回路の補正出力に基づいて前記
直交復調回路の搬送波周波数を制御する周波数制御回路
とを備えることを特徴とする請求項10乃至14のいず
れかに記載の直交周波数分割多重方式の復調装置。16. A rounding circuit for rounding a correction output of the correction circuit, and a frequency control circuit for controlling a carrier frequency of the quadrature demodulation circuit based on the correction output of the rounding circuit. Item 15. An orthogonal frequency division multiplex system demodulator according to any one of items 10 to 14.
る丸め回路を備え、前記フーリエ変換回路は、前記丸め
回路の補正出力に基づいて変換すべき副搬送波を選択制
御することを特徴とする請求項10乃至14のいずれか
に記載の直交周波数分割多重方式の復調装置。17. A rounding circuit for rounding a correction output of the correction circuit, wherein the Fourier transform circuit selectively controls a subcarrier to be converted based on the correction output of the rounding circuit. Item 15. An orthogonal frequency division multiplex system demodulator according to any one of items 10 to 14.
ド期間信号が付加されているとき、前記相関回路の出力
信号から前記復調信号のシンボルタイミングを検出する
タイミング検出回路と、この回路で検出されたシンボル
タイミングに基づいて前記復調信号からガード期間信号
を除去し、有効シンボル期間信号を抽出して前記フーリ
エ変換回路に出力するガード期間除去回路とを備えるこ
とを特徴とする請求項10乃至17のいずれかに記載の
直交周波数分割多重方式の復調装置。18. A timing detection circuit for detecting the symbol timing of the demodulated signal from the output signal of the correlation circuit when a guard period signal is added to the orthogonal frequency division multiplexed signal, and this timing detection circuit detects the symbol timing. 18. A guard period removing circuit that removes a guard period signal from the demodulated signal based on symbol timing, extracts an effective symbol period signal, and outputs the effective symbol period signal to the Fourier transform circuit. An orthogonal frequency division multiplex system demodulator according to the above paragraph.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8023718A JPH09219692A (en) | 1996-02-09 | 1996-02-09 | Orthogonal frequency division multiplex transmission system and modulator and demodulator therefor |
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