JPH09219693A - デジタル放送受信機 - Google Patents

デジタル放送受信機

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JPH09219693A
JPH09219693A JP8024049A JP2404996A JPH09219693A JP H09219693 A JPH09219693 A JP H09219693A JP 8024049 A JP8024049 A JP 8024049A JP 2404996 A JP2404996 A JP 2404996A JP H09219693 A JPH09219693 A JP H09219693A
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JP
Japan
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data
array
phase
frequency
peak
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JP8024049A
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English (en)
Inventor
Tadatoshi Okubo
忠俊 大久保
Kenichi Taura
賢一 田浦
Yoshiharu Osuga
由治 大須賀
Masahiro Tsujishita
雅啓 辻下
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Priority to DE19705055A priority patent/DE19705055C2/de
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00Modulated-carrier systems
    • H04L27/26Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2647Arrangements specific to the receiver only
    • H04L27/2655Synchronisation arrangements
    • H04L27/2657Carrier synchronisation
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00Modulated-carrier systems
    • H04L27/26Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2647Arrangements specific to the receiver only
    • H04L27/2655Synchronisation arrangements
    • H04L27/2668Details of algorithms
    • H04L27/2673Details of algorithms characterised by synchronisation parameters
    • H04L27/2675Pilot or known symbols

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Channel Selection Circuits, Automatic Tuning Circuits (AREA)
  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
  • Superheterodyne Receivers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 各キャリアが位相変調され直交周波数分割多
重(OFDM)されたデジタル信号の受信時の周波数ず
れを防ぐ。 【解決手段】 受信した参照用の固定パターンシンボル
の配列とその既定値の共役複素数の配列を、各要素ごと
に掛けて逆FFT処理した結果のピークを求める。受信
値の配列と既定値の共役複素数の配列の各要素を右シフ
トした配列を要素ごとに掛けて逆FFT処理し、前記ピ
ーク検出結果と同一の要素番号のデータを抽出する。同
様に前記受信値の配列と既定値の共役複素数の配列の各
要素を左シフトした配列を要素ごとに掛けて逆FFT処
理し、前記ピーク検出結果と同一の要素番号のデータを
抽出する。前記ピーク値と抽出した2つのデータから受
信時に周波数変換する際の周波数ずれを補正する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、フレーム内に固
定パターンの同期信号を送出する、各キャリアが位相変
調(PSK)され直交周波数分割多重(OFDM)変調
されたデジタル放送方式に対応するデジタル放送受信機
に関する。
【0002】
【従来の技術】各キャリアが位相変調(PSK)された
直交周波数分割多重(OFDM)デジタル放送方式にお
いては、図6に示すようにアンテナ1から入力されたR
F周波数帯域のOFDM信号は、RFアンプ2で増幅さ
れ、ミキサ3で電圧制御発振器9から出力される信号と
掛け合わせることで中間周波数(IF)信号にダウンコ
ンバートされ、IF復調器4で直交復調されてベースバ
ンド周波数帯域のI(同相)信号成分およびQ(直交)
信号成分がA/D変換器5へ入力される。A/D変換器
5でデジタルデータに変換されたI成分およびQ成分の
信号はFFT処理器6へ入力されて周波数領域の複素数
データに変換され、誤り訂正器7に入力されて誤り訂正
後のデジタルデータが出力端子8へ出力される。
【0003】また、各キャリアが位相変調されたOFD
M信号では、ミキサ3によりダウンコンバートされる周
波数が理想的な場合には、FFT処理器5から出力され
る各キャリアの位相データは、いくつかの特定の位相点
に集中している(例えば4相PSK(QPSK)の場合
には0,π/2,π,−π/2の4点など)。しかし、
ミキサ3によりダウンコンバートされる周波数が理想値
からずれている場合には、FFT処理器5から出力され
る各キャリアの位相データは、本来の位相点からずれて
あらわれる。
【0004】そこで、FFT処理器6から出力されたデ
ータは、位相誤差検出器10に入力されて各キャリアの
位相の本来の位相点からのずれ(位相誤差)が計算さ
れ、この位相誤差が周波数制御器11へ入力される。周
波数制御器11は前記位相誤差が少なくなるように電圧
制御発振器9の発振周波数を制御し、ミキサ3によりダ
ウンコンバートされるIF信号の中心周波数は理想的な
場合に近づく。これは具体的には、例えば各キャリアの
変調方式が位相0,π/2,π,−π/2の4点を取る
QPSKの場合には、FFT処理器6から出力される各
キャリアのデータをそれぞれ4乗すれば、この値の位相
は理想的にはすべて0(実際は2πの倍数)になってい
るので、前記4乗した結果をすべて加算した値を位相誤
差とする。周波数制御器11はこの位相誤差を使用して
電圧制御発振器9の発振周波数を制御し、電圧制御発振
器9から出力された信号はミキサ3へ入力され、これに
よりミキサ3から出力されるIF信号の中心周波数が決
定される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記QPSK
の場合、ミキサ3によりダウンコンバートされる周波数
が理想値からずれている場合で、FFT処理器5から出
力される各キャリアの位相データが、本来の位相点から
約π/2ずれてあらわれることがある。この場合、FF
T処理器6から出力される各キャリアのデータをそれぞ
れ4乗すると、この値の位相はすべてほぼ0(実際は2
πの倍数)となり、この結果をすべて加算した値を使っ
て、電圧制御発振器9の発振周波数を制御しても、ミキ
サ3によりダウンコンバートされる周波数のずれは補正
されないという問題がある。これは各キャリアの位相デ
ータが本来の位相点から−π/2や±π等ずれる場合に
ついても同様である。
【0006】この発明の目的は、各キャリアがPSK変
調されたOFDM信号の受信機において、受信信号を周
波数ダウンコンバートする際に生じる周波数ずれを検出
して自動的に補正できるデジタル放送受信機を得ること
である。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明に係るデジタル
放送受信機においては、各キャリアの参照用の固定パタ
ーンシンボル(位相参照シンボル)を受信して得る周波
数領域の復調データの配列に対して、受信機内にあらか
じめ保持する位相参照シンボルの既定値の共役複素数の
配列を各要素ごとに乗じる処理を行う位相補正手段と、
前記手段の出力を逆FFT処理する手段と、前記逆FF
T処理結果のピークを求めるピーク検出手段と、前記位
相参照シンボル復調データの配列と位相参照シンボル既
定値の共役複素数の配列とが所定の対応関係にある場合
および各配列の要素が所定の対応関係から複数データ分
互いにシフトした関係にある場合について前記位相補
正、逆FFT、ピーク検出の各処理を行い、処理結果の
各ピーク値が最大となる場合の前記各配列の対応関係を
求め、この対応関係の所定の対応関係からの差に基づき
放送周波数への同調制御を行う手段とを備えたものであ
る。
【0008】また、位相参照シンボルを受信して得る周
波数領域の復調データの配列に対して、受信機内にあら
かじめ保持する位相参照シンボルの既定値の共役複素数
の配列を各要素ごとに乗じる処理を行う位相補正手段
と、前記手段の出力を逆FFT処理する手段と、前記逆
FFT処理結果のピークを求めるピーク検出手段と、前
記逆FFT処理結果から特定の時点のデータを取り出す
データ検出手段と、前記位相参照シンボル復調データの
配列と位相参照シンボル既定値の共役複素数の配列とが
所定の対応関係にある場合と、各配列の要素が所定の対
応関係から1データ分左シフトした関係にある場合およ
び右シフトした関係にある場合のどちらかまたは双方に
ついて、位相補正、逆FFTの各処理を行い、前記各配
列が所定の対応関係にある場合の逆FFT結果にピーク
検出処理を行い、前記各配列が所定の対応関係から1デ
ータ分左右にシフトした関係にある場合の逆FFT結果
にそれぞれ前記ピーク検出結果と同一の要素番号の要素
を取り出すデータ検出処理を行い、前記ピーク検出処理
結果と前記データ検出処理結果との関係に基づき放送周
波数への同調制御を行う手段とを備えたものである。
【0009】また、位相参照シンボルを受信して得る周
波数領域の復調データの配列に対して、受信機内にあら
かじめ保持する位相参照シンボルの既定値の共役複素数
の配列を各要素ごとに乗じる処理を行う位相補正手段
と、前記位相参照シンボル復調データの配列に対して位
相参照シンボル既定値の配列を各要素ごとに減算してか
ら前記減算結果と前記位相参照シンボル既定値の共役複
素数の配列を各要素ごとに乗じる処理を行うデータ補正
手段と、前記各手段の出力を逆FFT処理する手段と、
前記逆FFT処理結果のピークを求めるピーク検出手段
と、前記逆FFT処理結果から特定の時点のデータを取
り出すデータ検出手段と、前記位相参照シンボル復調デ
ータの配列と位相参照シンボル既定値の共役複素数の配
列とが所定の対応関係にある場合について、位相補正、
逆FFT、ピーク検出の各処理を行い、前記位相参照シ
ンボル復調データの配列と位相参照シンボル既定値の共
役複素数の配列の要素が所定の対応関係から1データ分
左シフトした関係にある場合および右シフトした関係に
ある場合のどちらかまたは双方について、位相補正、逆
FFTの各処理を行い、前記逆FFT結果にそれぞれ前
記ピーク検出結果と同一の要素番号の要素を取り出すデ
ータ検出処理を行い、前記ピーク検出処理結果と前記デ
ータ検出処理結果との関係に基づき放送周波数への同調
制御を行う手段とを備えたものである。
【0010】
【発明の実施の形態】この発明の実施の形態であるデジ
タル放送受信機においては、受信信号を周波数ダウンコ
ンバートする際に同調周波数にずれが生じた場合には、
位相参照シンボル復調データの配列と位相参照シンボル
既定値の共役複素数の配列とを、所定の対応関係および
各配列の要素が所定の対応関係から複数データ分互いに
シフトした関係について位相補正、逆FFT、ピーク検
出処理すると、各ピーク値の最大値が周波数ずれに比例
して、所定の対応関係からシフトした関係のときに現れ
るため、前記各ピーク値の最大値が所定の対応関係のと
きに現れるよう同調制御するように働く。
【0011】また、受信信号を周波数ダウンコンバート
する際に同調周波数にずれが生じた場合には、位相参照
シンボル復調データの配列と位相参照シンボル既定値の
共役複素数の配列とを、所定の対応関係について位相補
正、逆FFT、ピーク検出処理してから、各配列の要素
が所定の対応関係から1データ分左シフトした関係およ
び右シフトした関係のどちらかまたは双方について位相
補正、逆FFT処理した結果からそれぞれ前記ピーク検
出結果と同一の要素番号の要素を取り出すと、この値が
同調周波数がずれていない場合に比べて大きな値とな
り、またその大きさは周波数ずれの正負によって異なっ
ているため、これが小さくなる方向へ同調制御するよう
に働く。
【0012】また、受信信号を周波数ダウンコンバート
する際に同調周波数にずれが生じた場合には、位相参照
シンボル復調データの配列と位相参照シンボル既定値の
共役複素数の配列とを、所定の対応関係について位相補
正、逆FFT、ピーク検出処理してから、各配列の要素
が所定の対応関係から1データ分左シフトした関係およ
び右シフトした関係のどちらかまたは双方についてデー
タ補正、逆FFT処理した結果からそれぞれ前記ピーク
検出結果と同一の要素番号の要素を取り出すと、この値
が同調周波数がずれていない場合に比べて大きな値とな
り、またその大きさは周波数ずれの正負によって異なっ
ているため、これが小さくなる方向へ同調制御するよう
に働く。
【0013】以下、この発明をその実施の形態を示す図
面に基づいて具体的に説明する。 実施の形態1.各キャリアが4相位相変調(QPSK)
されたOFDMデジタル放送では、適当な時間単位ごと
に一定の形式でフレームを構成し、フレーム単位でデー
タを連続して伝送を行う。ここで放送側でのベースバン
ドの1フレームの信号s(t)は、以下の(1)式で与
えられる。
【0014】
【数1】
【0015】ただし、OFDMのキャリア数K=153
6、キャリア周波数間隔はFs、1シンボルの長さは
s、1フレーム内のシンボル数はLであるとし、b
(t)は、
【0016】
【数2】
【0017】とする。また、zl,kはデジタルデータを
PSK変調用にマップしたもので、2ビットのデータ0
0、01、10、11はそれぞれ1、j、−1、−j
(それぞれ位相0,π/2,π,−π/2)の4値にマ
ップされる。
【0018】受信側でのフレーム同期のために、各フレ
ームの先頭シンボル(l=0)期間だけ信号レベルを0
(以下、これを「ヌルシンボル」と呼ぶ)とする。 z0,k=0 (k=−K/2,...,K/2) ...(3)
【0019】また、ヌルシンボルの次のシンボル(l=
1)では、受信側で既知の固定パターンの信号(位相参
照シンボル)を伝送する。すなわち位相参照シンボルの
パターン列をz-K/2,...,zK/2として、 z1,k=zk (k=−K/2,...,K/2) ...(4) となるような位相参照シンボルを送信する。
【0020】ここで、送信側のベースバンドの位相参照
シンボルx(t)は、
【0021】
【数3】
【0022】で、これは送信機で中心周波数fcに、直
交変調されて送信される。
【0023】図1はこの発明の実施の形態1であるデジ
タル放送受信機を示すブロック図で、図において、アン
テナ1から入力されたRF周波数帯域のOFDM信号
は、RFアンプ2で増幅され、ミキサ3で電圧制御発振
器9から出力される信号と掛け合わせることで中間周波
数(IF)信号にダウンコンバートされ、IF復調器4
で直交復調されてベースバンド周波数帯域のI(同相)
信号成分およびQ(直交)信号成分がA/D変換器5へ
入力される。A/D変換器5でデジタルデータに変換さ
れた前記I成分およびQ成分の信号はFFT処理器6へ
入力されて周波数領域の複素数データに変換され、誤り
訂正器7に入力されて誤り訂正後のデジタルデータが出
力端子8へ出力される。
【0024】また、FFT処理器6で周波数領域に変換
された位相参照シンボルX’(ωk)(k=−K/
2,...,K/2)が位相補正器12A,12
B,...に入力される。
【0025】位相補正器12Aにおいては、周波数領域
の位相参照シンボルX’(ωk)に位相補正処理を行っ
たデータY’0(ωk)=X’(ωk)zk *がk=−K/
2〜K/2の範囲で計算される。同様に位相補正器12
Bにおいては、Y’1(ωk)=X’(ωk)zk-1 * が計
算され、位相補正器12Cにおいては、Y’-1(ωk
=X’(ωk)zk+1 * が計算される。つまり、適当なi
の範囲で、 Y’i(ωk)=X’(ωk)zk-i * ...(6) が計算される。
【0026】位相補正器12A,12B,...で計算
されたY’i(ωk)はそれぞれ逆FFT処理器13A,
13B,...に入力され、逆FFT処理され
て....,y’i(t),...がそれぞれピーク検
出器14A,14B,...に入力され、検出されたピ
ーク値と前記iの組が周波数ずれ検出器15へ出力され
る。
【0027】周波数ずれ検出器15は各ピーク検出器1
4A,14B,...から入力されたピーク値を比較
し、最も大きなピーク値を取るピーク検出器からの値を
取って、そのときのiが+ならば電圧制御発振器9の発
振周波数を低く、−ならば発振周波数を高くし、i=0
となるように電圧制御発振器9の発振周波数を制御す
る。
【0028】このように構成されたデジタル放送受信機
においては、周波数ダウンコンバートが正しく動作して
いる場合には、受信側のベースバンド信号x’(t)は
送信信号x(t)に等しくなる。
【0029】また、キャリアkに対応した送信側の位相
参照シンボルxk(t)を、 xk(t)=zkb(t−Ts)exp{2jπkFs(t−Ts)} ...(7) として、xk(t)を周波数領域に変換したXk(ω)
は、
【0030】
【数4】
【0031】と表せる。ただし、ωk=2πkFss
ある。図4に、このときの|Xk(ω)|を示す。
【0032】ここで、x(t)は、
【0033】
【数5】
【0034】であるから、X(ω)も、
【0035】
【数6】
【0036】である。
【0037】ここで、x(t)からX
(ω-K/2),...,X(ωK/2)は高速フーリエ変換
(FFT)アルゴリズムを使用して、効率的に計算する
ことができる。また、上記の(7)、(8)、(9)式
および図4から、ω=ωkでi≠kのときXi(ωk)=
0であるから、 X(ωk)=Xk(ωk) ...(11) となる。
【0038】このとき、Y(ωk)=X(ωk)z
k * は、 Y(ωk)=exp{jθ} ...(12) であるから(ただしzk * はzkの共役複素数)、データ
列Y(ω-K/2),....,Y(ωK/2)の逆FFT結
果y(t-K/2),...,y(tK/2)には、y(t0
にピークを持つインパルス状の信号が現れる。
【0039】また、受信側での周波数ダウンコンバート
が完全でなく、受信したベースバンドの位相参照シンボ
ル信号x’(t)が送信信号x(t)に対してωnだけ
ずれている場合は、適当な整数iの範囲で、 Y’i(ωk)=X’(ωk)zk-i * ...(13) =X(ωk−ωn)zk-i * ...(14) のデータ列Y’i(ω-K/2),...,Y’i(ωK/2
の逆FFTy’i(t-K/ 2),...,y’i(tK/2
を計算すれば、i=nの場合にインパルス状の信号が得
られる。i≠nの場合には、OFDMのキャリア数があ
る程度多く、zkが適当にばらついていれば、インパル
スに似た信号は現れないので、上記の手法でインパルス
状のデータ列が現れるiを求めることで、受信時の周波
数ずれを検出できる。
【0040】実施の形態2.また、図2はこの発明の実
施の形態2であるデジタル放送受信機を示すブロック図
で、図において、アンテナ1から入力されたRF周波数
帯域のOFDM信号は、RFアンプ2で増幅され、ミキ
サ3で電圧制御発振器9から出力される信号と掛け合わ
せることで中間周波数(IF)信号にダウンコンバート
され、IF復調器4で直交復調されてベースバンド周波
数帯域のI(同相)信号成分およびQ(直交)信号成分
がA/D変換器5へ入力される。A/D変換器5でデジ
タルデータに変換された前記I成分およびQ成分の信号
はFFT処理器6へ入力されて周波数領域の複素数デー
タに変換され、誤り訂正器7に入力されて誤り訂正後の
デジタルデータが出力端子8へ出力される。
【0041】また、FFT処理器6で周波数領域に変換
された位相参照シンボルX’(ωk)(k=−K/
2,...,K/2)が位相補正器12A,12B,1
2Cに入力される。
【0042】位相補正器12Aにおいては、周波数領域
の位相参照シンボルX’(ωk)に位相補正処理を行っ
たデータY0(ωk)=X’(ωk)zk * がk=−K/2
〜K/2の範囲で計算される。同様に位相補正器12B
においては、Y1(ωk)=X’(ωk)zk-1 * が計算さ
れ、位相補正器12Cにおいては、Y-1(ωk)=X’
(ωk)zk+1 * が計算される。
【0043】位相補正器12A,12B,12Cで計算
されたY0(ωk),Y1(ωk),Y-1(ωk)はそれぞ
れ逆FFT処理器13A,13B,13Cに入力され、
逆FFT処理されて各ピーク検出器14およびデータ検
出器16B,16Cに入力される。
【0044】ピーク検出器14Aにおいては、データ
列...,y0(t),...のピーク値y0(tp)お
よびその時の時刻tの値tpが検出され、ピーク値y
0(tp)は周波数ずれ検出器15に出力され、時刻tp
は他のピーク検出器14B,14Cへ出力される。
【0045】データ検出器16Bにおいては、データ
列...,y1(t),...の時刻tpのときの値y1
(tp)が検出され、周波数ずれ検出器15へ出力され
る。同様に、データ検出器16Cにおいては、データ
列...,y-1(t),....の時刻tpのときの値
-1(tp)が検出され、周波数ずれ検出器15へ出力
される。
【0046】周波数ずれ検出器15は、ピーク検出器1
4Aおよびデータ検出器16B,16Cから出力された
データを比較し、y1(tp)およびy-1(tp)がy
0(tp)に比較的近く、かつ、y1(tp)がy
-1(tp)よりも大きい場合には、負方向の周波数ずれ
を検出して電圧制御発振器9の発振周波数を高くする。
同様にy1(tp)およびy-1(tp)がy0(tp)に比
較的近く、かつ、y1(tp)がy- 1(tp)よりも小さ
い場合には正方向の周波数ずれを検出して電圧制御発振
器9の発振周波数を低くする。
【0047】このように構成されたデジタル放送受信機
においては、信号をベースバンド帯域に周波数ダウンコ
ンバートする際に生じるキャリア周波数間隔以下の周波
数ずれをΔωとして、ベースバンド受信信号の位相参照
シンボルx’(t)は、
【0048】
【数7】
【0049】と表せる。このときx’(t)のk番目の
キャリアに対応した成分x’k(t)は、 x’k(t)=xk(t)exp{jΔωt} ...(17) である。また、x’k(t)を周波数領域に変換した
X’k(ω)は、 X’k(ω)=Xk(ω−Δω) ...(18) である。図5に、このときの|X’k(ω)|を示す。
【0050】図5から、ω=ωkで範囲−K/2〜K/
2のiに対して、i≠kのときにもX’i(ωk)=0は
成立しないため、ω=ωkのときのx’(t)のフーリ
エ変換X’(ω)は、
【0051】
【数8】
【0052】となる。
【0053】このとき、Yi(ωk)=X’(ωk)zk+i
* のうち、Y0(ωk),Y-1(ωk),Y1(ωk)はそ
れぞれ、
【0054】
【数9】
【0055】となる。
【0056】ここでY0(ω-K/2),...,Y0(ω
K/2)をフーリエ逆変換したデータ列y
0(t-K/2),...,y0(tK/2)には、(21)式
の第一項は他の項よりも振幅が大きく、位相がそろって
いるために、特定の点tpに大きな振幅のピークを持っ
たデータが現れ、(21)式の第二項以降の成分のエネ
ルギーはy0(t-K/2),...,y0(tK/2)全体に
広く分散されるため、y0(tp)においてこれらの占め
る割合は小さくなる。
【0057】また、Y-1(ω-K/2),...,Y-1(ω
K/2)をフーリエ逆変換したデータ列y
-1(t-K/2),...,y-1(tK/2)には、(22)
式の第一項は位相が(21)式と同様な形でそろってい
るために、y-1(tp)に集中して現れ、(22)式の
第二項以降の成分のエネルギーはy
-1(t-K/2),...,y-1(tK/2)全体に広く分散
されるため、y-1(tp)においてこれらの占める割合
は小さくなる。
【0058】また、Y1(ω-K/2),...,Y1(ω
K/2)をフーリエ逆変換したデータ列y
1(t-K/2),...,y1(tK/2)も同様に、(2
3)式の第一項の成分がy1(tp)に集中して現れる。
【0059】よって、y-1(tp)、y1(tp)は周波
数のずれΔωに応じて変化するので、この値に応じてキ
ャリア周波数間隔以下の周波数ずれを検出できる。
【0060】ところで、上記説明では、y-1(tp),
1(tp)の両方を使用したが、どちらか一方のみを使
用してもよい。
【0061】実施の形態3.また、図3はこの発明の実
施の形態3であるデジタル放送受信機を示すブロック図
で、図において、アンテナ1より入力されたRF周波数
帯域のOFDM信号は、RFアンプ2で増幅され、ミキ
サ3で電圧制御発振器9から出力される信号と掛け合わ
せることで中間周波数(IF)信号にダウンコンバート
され、IF復調器4で直交復調されてベースバンド周波
数帯域のI(同相)信号成分およびQ(直交)信号成分
がA/D変換器5へ入力される。A/D変換器5でデジ
タルデータに変換された前記I成分およびQ成分の信号
はFFT処理器6へ入力されて周波数領域の複素数デー
タに変換され、誤り訂正器7に入力されて誤り訂正後の
デジタルデータが出力端子8へ出力される。
【0062】また、FFT処理器6で周波数領域に変換
された位相参照シンボルX’(ωk)(k=−K/
2,...,K/2)が位相補正器12A,およびデー
タ補正器17B,17Cに入力される。
【0063】位相補正器12Aにおいては、周波数領域
の位相参照シンボルX’(ωk)に位相補正処理を行っ
たデータV0(ωk)=X’(ωk)zk * がk=−K/2
〜K/2の範囲で計算される。同様にデータ補正器17
Bにおいては、V1(ωk)=(X’(ωk)−X
(ωk))zk-1 * が計算され、データ補正器17Cにお
いては、V-1(ωk)=(X’(ωk)−X(ωk))z
k+1 * が計算される。
【0064】位相補正器12A,およびデータ補正器1
7B,17Cで計算されたV0(ωk),V1(ωk),V
-1(ωk)はそれぞれ逆FFT処理器13A,13B,
13Cに入力され、逆FFT処理されて各ピーク検出器
14およびデータ検出器16B,16Cに入力される。
【0065】ピーク検出器14Aにおいては、データ
列...,v0(t),...のピーク値v0(tp)お
よびその時の時刻tの値tpが検出され、ピーク値v
0(tp)は周波数ずれ検出器15に出力され、時刻tp
は他のピーク検出器14B,14Cへ出力される。
【0066】データ検出器16Bにおいては、データ
列...,v1(t),...の時刻tpのときの値v1
(tp)が検出され、周波数ずれ検出器15へ出力され
る。同様に、データ検出器16Cにおいては、データ
列...,v-1(t),....の時刻tpのときの値
-1(tp)が検出され、周波数ずれ検出器15へ出力
される。
【0067】周波数ずれ検出器15は、ピーク検出器1
4Aおよびデータ検出器16B,16Cから出力された
データを比較し、v1(tp)およびv-1(tp)がv
0(tp)に比較的近く、v1(tp)がv-1(tp)より
も大きい場合には、負方向の周波数ずれがあると判定し
て電圧制御発振器9の発振周波数を高くする。同様にv
1(tp)およびv-1(tp)がv0(tp)に比較的近
く、かつ、v1(tp)がv- 1(tp)よりも小さい場合
には正方向の周波数ずれがあると判定して電圧制御発振
器9の発振周波数を低くする。
【0068】このとき、V0(ωk),V-1(ωk),V1
(ωk)はそれぞれ、
【0069】
【数10】
【0070】となる。
【0071】ここでV0(ω-K/2),...,V0(ω
K/2)をフーリエ逆変換したデータ列v
0(t-K/2),...,v0(tK/2)には、(24)式
の第一項は他の項よりも振幅が大きく、位相がそろって
いるために、特定の点tpに大きな振幅のピークを持っ
たデータが現れ、(24)式の第二項以降の成分のエネ
ルギーはv0(t-K/2),...,v0(tK/2)全体に
広く分散されるため、v0(tp)においてこれらの占め
る割合は小さくなる。
【0072】また、V-1(ω-K/2),...,V-1(ω
K/2)をフーリエ逆変換したデータ列v
-1(t-K/2),...,v-1(tK/2)においては、
(25)式の第1項はΔωが比較的小さいため小さな値
となり、(25)式の第2項は位相が(24)式と同様
な形でそろっているために、v-1(tp)に集中して現
れる。(25)式の第1項および第3項以降の成分のエ
ネルギーはv-1(t-K/2),...,v-1(tK/2)全
体に広く分散されるため、v-1(tp)においてこれら
の占める割合は小さくなる。
【0073】また、V1(ω-K/2),...,V1(ω
K/2)をフーリエ逆変換したデータ列v
1(t-K/2),...,v1(tK/2)も同様に、(2
6)式の第2項の成分がv1(tp)に集中して現れる。
【0074】よって、v-1(tp)およびv1(tp)は
周波数のずれΔωに応じて変化するので、この値に応じ
てキャリア周波数間隔以下の周波数ずれを検出する。ま
た周波数のずれΔωが比較的小さい場合には、(2
5)、(26)式の第1項の成分をほとんどキャンセルす
ることができるため、v-1(tp)、v1(tp)はより
正確に周波数ずれを検出することができる。
【0075】ところで、上記説明では、v-1(tp),
1(tp)の両方を使用したが、どちらか一方のみを使
用してもよい。
【0076】また、上記説明では、位相補正器12A,
12B,12C,...、逆FFT処理器13A,13
B,13C,...、ピーク検出器14A,14B,1
4C,...、データ検出器16B,16C、データ補
正器17B,17C等を独立した装置として説明した
が、これらはそれぞれ単一の装置を共用することができ
る。
【0077】また、位相補正器12A〜データ補正器1
7Cは、デジタルシグナルプロセッサ(DSP)等を用
いてプログラム処理として構成することができる。
【0078】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、周波
数領域のPSK変調されたOFDM信号に含まれる同期
用の固定信号部分の各周波数成分と、あらかじめわかっ
ている値から時間領域のデータの配列...,y
i(t),...を計算し、各iについてピーク値を検
出し、最も大きなピークの発生するiについて、その時
のiが+ならば電圧制御発振器9の発振周波数を低く、
−ならば発振周波数を高くしてi=0となるように電圧
制御発振器9の発振周波数を制御することで、OFDM
のキャリア周波数間隔の整数倍の周波数ずれを検出し、
これを自動的に補正することができる。
【0079】また、周波数領域のPSK変調されたOF
DM信号に含まれる同期用の固定信号部分の各周波数成
分と、あらかじめわかっている理想値から時間領域の複
素データy0(tp),y1(tp),y-1(tp)を計算
し、y1(tp)およびy-1(tp)がy0(tp)に比較
的近く、y1(tp)がy-1(tp)よりも大きい場合に
は周波数が負の方向にずれているものとみなし、また、
1(tp)およびy-1(tp)がy0(tp)に比較的近
く、かつ、y1(tp)がy-1(tp)よりも小さい場合
には周波数が正方向にずれているとみなすことで、キャ
リア周波数間隔以下の周波数ずれを検出することができ
る。
【0080】また、y0(tp)とy-1(tp)またはy1
(tp)を計算し、y0(tp)に対するy-1(tp)また
はy1(tp)の相対値から、周波数ずれを検出すること
ができる。
【0081】また、周波数領域のPSK変調されたOF
DM信号に含まれる同期用の固定信号部分の各周波数成
分と、あらかじめわかっている理想値から時間領域の複
素データv0(tp),v1(tp),v-1(tp)を計算
し、v1(tp)およびv-1(tp)がv0(tp)に比較
的近く、かつ、v1(tp)がv-1(tp)よりも大きい
場合には周波数が負の方向にずれているものとみなし、
また、v1(tp)およびv-1(tp)がv0(tp)に比
較的近く、かつ、v1(tp)がv-1(tp)よりも小さ
い場合には周波数が正方向にずれているとみなすこと
で、キャリア周波数間隔以下の周波数ずれを検出するこ
とができる。
【0082】また、v0(tp)とv-1(tp)またはv1
(tp)を計算し、v0(tp)に対するv-1(tp)また
はv1(tp)の相対値から、周波数ずれを検出すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1に係る放送受信機の
構成を示すブロック図である。
【図2】 この発明の実施の形態2に係る放送受信機の
構成を示すブロック図である。
【図3】 この発明の実施の形態請求項3に係る放送受
信機の構成を示すブロック図である。
【図4】 OFDM送信信号の1キャリアの振幅波形を
示す図である。
【図5】 OFDM受信信号の受信時に周波数ずれがあ
る場合の1キャリアの振幅波形を示す図である。
【図6】 従来のOFDM放送受信機の構成を示すブロ
ック図である。
【符号の説明】
1 アンテナ、2 RFアンプ、3 ミキサ、4 IF
復調器、5 A/D変換器、6 FFT処理器、7 誤
り訂正器、8 デジタルデータ出力端子、9電圧制御発
振器、10 位相誤差検出器、11 周波数制御器、1
2A,12B,12C 位相補正器、13A,13B,
13C 逆FFT処理器、14A,14B,14C ピ
ーク検出器、15 周波数ずれ検出器、16B,16C
データ検出器、17B,17C データ補正器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 辻下 雅啓 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 各キャリアが位相変調(PSK)された
    直交周波数分割多重(OFDM)伝送方式を用いるデジ
    タル放送において、各キャリアの参照用の固定パターン
    シンボル(位相参照シンボル)を受信して得る周波数領
    域の復調データの配列に対して、受信機内にあらかじめ
    保持する位相参照シンボルの既定値の共役複素数の配列
    を各要素ごとに乗じる処理を行う位相補正手段と、前記
    手段の出力を逆FFT処理する手段と、前記逆FFT処
    理結果のピークを求めるピーク検出手段と、前記位相参
    照シンボル復調データの配列と位相参照シンボル既定値
    の共役複素数の配列とが所定の対応関係にある場合およ
    び各配列の要素が所定の対応関係から複数データ分互い
    にシフトした関係にある場合について前記位相補正、逆
    FFT、ピーク検出の各処理を行い、処理結果の各ピー
    ク値が最大となる場合の前記各配列の対応関係を求め、
    この対応関係の所定の対応関係からの差に基づき放送周
    波数への同調制御を行う手段を備えたことを特徴とする
    デジタル放送受信機。
  2. 【請求項2】 各キャリアが位相変調されたOFDM伝
    送方式を用いるデジタル放送において、位相参照シンボ
    ルを受信して得る周波数領域の復調データの配列に対し
    て、受信機内にあらかじめ保持する位相参照シンボルの
    既定値の共役複素数の配列を各要素ごとに乗じる処理を
    行う位相補正手段と、前記手段の出力を逆FFT処理す
    る手段と、前記逆FFT処理結果のピークを求めるピー
    ク検出手段と、前記逆FFT処理結果から特定の時点の
    データを取り出すデータ検出手段と、前記位相参照シン
    ボル復調データの配列と位相参照シンボル既定値の共役
    複素数の配列とが所定の対応関係にある場合と、各配列
    の要素が所定の対応関係から1データ分左シフトした関
    係にある場合および右シフトした関係にある場合のどち
    らかまたは双方について、位相補正、逆FFTの各処理
    を行い、前記各配列が所定の対応関係にある場合の逆F
    FT結果にピーク検出処理を行い、前記各配列が所定の
    対応関係から1データ分左右にシフトした関係にある場
    合の逆FFT結果にそれぞれ前記ピーク検出結果と同一
    の要素番号の要素を取り出すデータ検出処理を行い、前
    記ピーク検出処理結果と前記データ検出処理結果との関
    係に基づき放送周波数への同調制御を行う手段を備えた
    ことを特徴とするデジタル放送受信機。
  3. 【請求項3】 各キャリアが位相変調されたOFDM伝
    送方式を用いるデジタル放送において、位相参照シンボ
    ルを受信して得る周波数領域の復調データの配列に対し
    て、受信機内にあらかじめ保持する位相参照シンボルの
    既定値の共役複素数の配列を各要素ごとに乗じる処理を
    行う位相補正手段と、前記位相参照シンボル復調データ
    の配列に対して位相参照シンボル既定値の配列を各要素
    ごとに減算してから前記減算結果と前記位相参照シンボ
    ル既定値の共役複素数の配列を各要素ごとに乗じる処理
    を行うデータ補正手段と、前記各手段の出力を逆FFT
    処理する手段と、前記逆FFT処理結果のピークを求め
    るピーク検出手段と、前記逆FFT処理結果から特定の
    時点のデータを取り出すデータ検出手段と、前記位相参
    照シンボル復調データの配列と位相参照シンボル既定値
    の共役複素数の配列とが所定の対応関係にある場合につ
    いて、位相補正、逆FFT、ピーク検出の各処理を行
    い、前記位相参照シンボル復調データの配列と位相参照
    シンボル既定値の共役複素数の配列の要素が所定の対応
    関係から1データ分左シフトした関係にある場合および
    右シフトした関係にある場合のどちらかまたは双方につ
    いて、位相補正、逆FFTの各処理を行い、前記逆FF
    T結果にそれぞれ前記ピーク検出結果と同一の要素番号
    の要素を取り出すデータ検出処理を行い、前記ピーク検
    出処理結果と前記データ検出処理結果との関係に基づき
    放送周波数への同調制御を行う手段を備えたことを特徴
    とするデジタル放送受信機。
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