JPH11112460A - 直交周波数分割多重信号復調装置 - Google Patents

直交周波数分割多重信号復調装置

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JPH11112460A
JPH11112460A JP10019892A JP1989298A JPH11112460A JP H11112460 A JPH11112460 A JP H11112460A JP 10019892 A JP10019892 A JP 10019892A JP 1989298 A JP1989298 A JP 1989298A JP H11112460 A JPH11112460 A JP H11112460A
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泰男 原田
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晃 木曽田
Shigeru Soga
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JISEDAI DIGITAL TELEVISION HOSO SYSTEM KENKYUSHO
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JISEDAI DIGITAL TELEVISION HOSO SYSTEM KENKYUSHO
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  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 OFDM信号復調装置において、引き込み時
間が短いキャリア周波数同期を実現すると共に、チュー
ナの位相雑音等による全サブキャリアに共通な位相変動
の影響を除去する。 【解決手段】 差動検波回路26はFFT回路25の出
力をシンボル間差動検波し、相関算出回路27は差動検
波出力とパイロット伝送用サブキャリアの配置情報との
相関値を算出し、広帯域キャリア周波数誤差算出回路2
8は相関値のピーク位置からサブキャリア間隔単位の周
波数誤差を算出し、これを用いてキャリア周波数補正回
路23はキャリア周波数を補正する。また、位相平均回
路29はパイロット伝送用サブキャリアに対応する差動
検波出力の位相を平均化し、これを用いて位相変動補正
回路30は全サブキャリアに共通な位相変動を補正す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、直交周波数分割多
重伝送方式によるデジタル放送やデジタル通信に用いら
れる直交周波数分割多重信号復調装置に関し、特に受信
側において復調に用いる再生キャリアの周波数同期技
術,及びチューナの位相雑音等による全サブキャリアに
共通な位相変動の影響を除去する技術に関する。
【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あっては、直
交周波数分割多重(以下、OFDM(Orthogonal Frequ
ency Division Multiplex ))伝送方式が注目されてい
る。
【0003】このOFDM伝送方式は、伝送するデジタ
ルデータによって互いに直交する多数のサブキャリアを
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から
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。
【0004】以下、OFDM伝送方式の原理について、
図20を用いて説明する。
【0005】図20は、OFDM伝送方式の原理的な構
成を示すブロック図である。尚、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
表わす。
【0006】まず、送信側において、被伝送信号はOF
DM信号変調装置11に入力されたデータ信号は,マッ
ピング回路111により各サブキャリアの変調方式に応
じた複素平面上の信号点にマッピングされた後、フーリ
エ逆変換(以下、IFFT(Inverse Fast Fourier Tra
nsform))回路112に供給される。このIFFT回路
112は、1シンボル分の被伝送信号をIFFT処理
し、時間領域に変換することによって有効シンボル期間
信号を生成するものであるが、さらに、各シンボル毎に
有効シンボル期間信号の後部を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
バンドのOFDM信号を生成する機能を有する。ここで
生成されたベースバンドOFDM信号は直交変調回路1
13に供給される。この直交変調回路113は、ベース
バンドOFDM信号でキャリアを直交変調することによ
り、当該ベースバンドOFDM信号を中間周波数(以
下、IF(Intermediate Frequency))帯域の信号に周
波数変換するもので、そのIF帯域のOFDM信号はア
ップコンバータ114によって無線周波数(以下、RF
(Radio Frequency ))帯域の信号に周波数変換され、
伝送路12に出力される。
【0007】一方、受信側において伝送路12からOF
DM復調装置13に入力されたOFDM信号は、チュー
ナ131によりRF帯域からIF帯域に周波数変換され
た後、直交復調回路132に供給される。この直交復調
回路132は、入力されたIF帯域信号を直交復調する
ことによってベースバンドOFDM信号に復調するもの
で、その復調出力はフーリエ変換(以下、FFT(Fast
Fourier Transform))回路133に供給される。この
FFT回路133は、ベースバンドOFDM信号中から
有効シンボル期間信号を取り出してFFT処理し、周波
数領域に変換するもので、その出力は検波回路134に
供給される。この検波回路134は、各サブキャリアを
変調方式に応じて検波した後、デマッピングすることに
よりデータ信号を復元する。
【0008】しかしながら、上記のような原理的な構成
では、送受で用いるキャリアの周波数の間に誤差がある
場合に、正確にデータを復調することができなくなる。
そこで、従来から、サブキャリア間隔以内及びサブキャ
リア間隔単位の二つの自動周波数制御(以下、AFC
(Auto Frequency Control))回路を組み合わせ、広範
囲の周波数同期を得る手法が開示されている(例えば、
1996年電子情報通信学会通信ソサイエティ大会予稿
集、B−512、第512頁)。
【0009】上記文献に開示されているAFC方式にお
いて、サブキャリア間隔以内の周波数誤差は、OFDM
信号中のガード期間信号が有効シンボル期間信号の後部
のコピーであることから、それらの間の相関を利用して
算出している。また、サブキャリア間隔単位の周波数誤
差は、送信側において所定の周期で挿入された周波数同
期用の基準シンボルを用いて算出している。
【0010】以下、上記文献に開示されているAFC方
式を用いた従来のOFDM信号復調装置の構成及び動作
について、図21から図22を用いて説明する。
【0011】図22は、周波数同期用基準シンボルの構
成の一例を示す模式図である。図22において、横軸は
周波数、縦軸は振幅を表わし、図中の実線はその周波数
にサブキャリアが存在することを示し、破線はその周波
数にサブキャリアが存在しないことを示す。この例で
は、サブキャリアの有無を所定の疑似ランダム(以下、
PN(Pseudo Noise))系列に対応させている。
【0012】図21は、従来のOFDM信号復調装置の
構成を示すブロック図である。図21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、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。
【0013】図21において、チューナ21は伝送路か
ら入力されたOFDM信号をRF帯域からIF帯域に周
波数変換するもので、その出力は直交復調回路22に供
給される。この直交復調回路22は、その内部で発生す
る固定的なキャリアを用いてIF帯域のOFDM信号を
ベースバンドのOFDM信号に復調するもので、その復
調出力は、キャリア周波数(fc)補正回路23の第1
の入力端に供給される。このキャリア周波数補正回路2
3は、第2の入力端に供給されるサブキャリア間隔単位
の広帯域キャリア周波数誤差信号と第3の入力端に供給
されるサブキャリア間隔以内の狭帯域キャリア周波数誤
差信号とに基づいて発生する補正キャリアを、第1の入
力端に供給されるベースバンドOFDM信号に乗じるこ
とにより、キャリア周波数誤差を補正するもので、その
出力は狭帯域キャリア周波数誤差算出回路24及びFF
T回路25に供給される。
【0014】狭帯域キャリア周波数誤差算出回路24
は、ベースバンドOFDM信号中のガード期間信号と有
効シンボル期間信号の後部との相関を利用して、サブキ
ャリア間隔以内の周波数誤差を算出するもので、その出
力はキャリア周波数補正回路23の第3の入力端に供給
される。また、FFT回路25は、ベースバンドOFD
M信号中の有効シンボル期間信号をFFT処理し、周波
数領域に変換するもので、その出力は電力算出回路41
および検波回路31に供給される。
【0015】この電力算出回路41は、FFT回路25
から出力される各々のサブキャリアに対応した信号の電
力を算出するもので、その算出結果は相関算出回路42
に供給される。この相関算出回路42は、電力算出回路
41の出力と、図22に示す周波数同期基準シンボルの
サブキャリアの有無に対応したPN系列との相関値を算
出するもので、その相関値は広帯域キャリア周波数誤差
算出回路28に供給される。この広帯域キャリア周波数
誤差算出回路28は、相関値のピーク位置からサブキャ
リア間隔単位の周波数誤差を算出するもので、その出力
はキャリア周波数補正回路23の第2の入力端に供給さ
れる。検波回路31は、各サブキャリアを変調方式に応
じて検波した後、デマッピングすることによりデータ信
号を復元する。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
ような従来の手法では、送信側において所定の周期(例
えばフレーム)で挿入された周波数同期用の基準シンボ
ルを用いて、サブキャリア間隔単位の周波数誤差を算出
しているために、周波数同期の引き込み時間が比較的長
くなってしまう。
【0017】また従来の手法では、定常状態におけるキ
ャリア周波数の誤差を小さくするために、例えば図21
の狭帯域キャリア周波数誤差算出回路24の内部に設け
られるループフィルタの時定数を数百シンボル期間程度
に設定する必要がある。したがって、チューナの位相雑
音等の速い変動には追従することができない(この例に
限らず、一般的なAFC回路では、チューナの位相雑音
等の速い変動に追従できない)。このため、その残留周
波数誤差は、サブキャリア間の干渉(以下、ICI(In
ter Carrier Interference))、及び全サブキャリアに
共通な位相変動(以下、CPE(Common Phase Erro
r))を起こし、誤り率劣化の要因となる。
【0018】そこで本発明は、上記の問題を解決し、周
波数同期の引き込み時間がより短縮され、かつチューナ
の位相雑音等によるCPEの影響を除去することのでき
るOFDM信号復調装置を提供することを目的とする。
【0019】
【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、本発明に係わるOFDM信号復調装置は、以下の
ように構成される。
【0020】(1)毎シンボル同じ周波数に配置された
第1のパイロット信号を含む直交周波数分割多重信号を
復調する装置であって、前記直交周波数分割多重信号を
フーリエ変換することにより、周波数軸信号に変換する
フーリエ変換手段と、前記フーリエ変換手段の出力をシ
ンボル間差動検波することにより、シンボル間の変動を
算出する差動検波手段と、前記第1のパイロット信号の
配置情報と、前記差動検波手段の出力との相関を算出す
る相関算出手段と、前記相関算出手段の出力のピーク位
置を検出することにより、サブキャリア間隔単位のキャ
リア周波数誤差を推定する広帯域キャリア周波数誤差算
出手段と、前記広帯域キャリア周波数誤差算出手段の出
力に基づいて、キャリア周波数を補正する広帯域キャリ
ア周波数補正手段とを具備して構成される。
【0021】(2)毎シンボル同じ周波数に配置された
第1のパイロット信号を含む直交周波数分割多重信号を
復調する装置であって、前記直交周波数分割多重信号を
フーリエ変換することにより、周波数軸信号に変換する
フーリエ変換手段と、前記フーリエ変換手段の出力をシ
ンボル間差動検波することにより、シンボル間の変動を
算出する差動検波手段と、前記第1のパイロット信号に
対応した前記差動検波手段の出力の位相を、シンボル内
で平均化することにより、全サブキャリアに共通な位相
変動を推定する位相平均手段と、前記位相平均手段の出
力からシンボル毎の補正ベクトルを算出し、前記補正ベ
クトルに基づいて、全サブキャリアに共通な位相変動を
補正する位相変動補正手段とを具備して構成される。
【0022】(3)毎シンボル同じ周波数に配置された
第1のパイロット信号を含む直交周波数分割多重信号を
復調する装置であって、前記直交周波数分割多重信号を
フーリエ変換することにより、周波数軸信号に変換する
フーリエ変換手段と、前記フーリエ変換手段の出力をシ
ンボル間差動検波することにより、シンボル間の変動を
算出する差動検波手段と、前記第1のパイロット信号の
配置情報と、前記差動検波手段の出力との相関を算出す
る相関算出手段と、前記相関算出手段の出力のピーク位
置を検出することにより、サブキャリア間隔単位のキャ
リア周波数誤差を推定する広帯域キャリア周波数誤差算
出手段と、前記広帯域キャリア周波数誤差算出手段の出
力に基づいて、キャリア周波数を補正する広帯域キャリ
ア周波数補正手段と、前記第1のパイロット信号に対応
した前記差動検波手段の出力の位相を、シンボル内で平
均化することにより、全サブキャリアに共通な位相変動
を推定する位相平均手段と、前記位相平均手段の出力か
らシンボル毎の補正ベクトルを算出し、前記補正ベクト
ルに基づいて、全サブキャリアに共通な位相変動を補正
する位相変動補正手段とを具備して構成される。
【0023】(4)(1)及び(3)の構成にあって
は、前記相関算出手段は、前記第1のパイロット信号の
配置情報(2値信号)と、前記差動検波手段の出力(複
素ベクトル信号)との相関の大きさを算出する構成とす
る。
【0024】(5)(1)及び(3)の構成にあって
は、前記相関算出手段は、前記第1のパイロット信号の
配置情報(2値信号)と、前記差動検波手段の出力をシ
ンボル方向に平均化した信号(複素数信号)との相関の
大きさを算出する構成とする。
【0025】(6)(1)及び(3)の構成にあって
は、前記相関算出手段は、前記第1のパイロット信号の
配置情報(2値信号)と、前記差動検波手段の出力をシ
ンボル方向に平均化した信号の大きさ(実数信号)との
相関を算出する構成とする。
【0026】(7)(1)及び(3)の構成にあって
は、前記相関算出手段は、前記第1のパイロット信号の
配置情報(2値信号)と、前記差動検波手段の出力をシ
ンボル方向に平均化した信号の大きさを所定の閾値と大
小比較し2値化した信号(2値信号)との相関を算出す
る構成とする。
【0027】(8)(7)の構成にあっては、前記相関
算出手段は、前記閾値を受信信号の大きさにより制御す
る構成とする。
【0028】(9)(1)及び(3)の構成にあって
は、前記広帯域キャリア周波数補正手段は、前記広帯域
キャリア周波数誤差算出手段の出力に基づいて、チュー
ナの局部発振周波数を制御する構成とする。
【0029】(10)(1)及び(3)の構成にあって
は、前記広帯域キャリア周波数補正手段は、前記広帯域
キャリア周波数誤差算出手段の出力に基づいて、直交復
調手段の局部発振周波数を制御する構成とする。
【0030】(11)(1)及び(3)の構成にあって
は、前記広帯域キャリア周波数補正手段は、前記広帯域
キャリア周波数誤差算出手段の出力に基づいて補正キャ
リアを生成し、この補正キャリアを前記フーリエ変換手
段の入力信号に乗じる構成とする。
【0031】(12)(1)の構成にあっては、前記広
帯域キャリア周波数補正手段は、前記広帯域キャリア周
波数誤差算出手段の出力に基づいて、前記フーリエ変換
手段の出力信号を周波数方向にシフトすると共に、ガー
ド期間長に依存して発生するシンボル間の位相回転を補
正する構成とする。
【0032】(13)(3)の構成にあっては、前記広
帯域キャリア周波数補正手段は、前記広帯域キャリア周
波数誤差算出手段の出力に基づいて、前記フーリエ変換
手段の出力信号を周波数方向にシフトする構成とする。
【0033】(14)(2)及び(3)の構成にあって
は、前記位相変動補正手段を検波手段に組み込み、その
検波手段は、前記補正ベクトル算出手段の出力に基づい
て、全サブキャリアに共通な位相変動を補正すると同時
に、各々のサブキャリアの1次変調方式に応じて検波す
る構成とする。
【0034】(15)(14)の構成にあっては、前記
第1のパイロット信号に加えて、サブキャリア−シンボ
ル領域において分散的かつ周期的に配置された第2のパ
イロット信号を伝送する直交周波数分割多重信号を復調
する装置であって、前記検波手段は、前記補正ベクトル
算出手段の出力に基づいて、全サブキャリアに共通な位
相変動を補正すると同時に、前記第2のパイロット信号
を用いて各々のサブキャリアを同期検波する構成とす
る。
【0035】(16)(14)の構成にあっては、デー
タ信号をシンボル間の差動変調して伝送する直交周波数
分割多重信号を復調する装置であって、前記検波手段
は、前記補正ベクトル算出手段の出力に基づいて、全サ
ブキャリアに共通な位相変動を補正すると同時に、各々
のサブキャリアをシンボル間の差動検波する構成とす
る。
【0036】(17)(2)及び(3)の構成にあって
は、前記位相平均手段は、前記第1のパイロット信号に
対応した前記差動検波手段の出力複素ベクトルを、シン
ボル内で平均化し、その位相を算出することにより、全
サブキャリアに共通な位相変動を推定する構成とする。
【0037】(18)(3)の構成にあっては、前記相
関算出手段は、前記位相平均手段を包含し、前記第1の
パイロット信号の2値信号による配置情報と前記差動検
波手段から出力される複素ベクトル信号との相関を算出
して前記広帯域キャリア周波数誤差算出手段に供給する
と共に、前記相関演算で得られるベクトルの位相角度か
ら全サブキャリアに共通な位相変動を推定して前記位相
変動補正手段に供給する構成とする。
【0038】(19)(1)から(18)の構成にあっ
ては、前記第1のパイロット信号は、毎シンボル同じ周
波数に配置されたサブキャリアの集合を毎シンボル同じ
位相で変調した信号を含む構成とする。
【0039】(20)(1)、(3)から(13)、
(18)の構成にあっては、前記第1のパイロット信号
が、毎シンボル同じ周波数に配置されたサブキャリアの
集合をm相PSK変調(mは自然数)した信号を含むと
き、さらに、前記差動検波手段の出力をm乗し、前記相
関算出手段に供給するべき乗手段を備える構成とする。
【0040】(21)(2)、(3)、(14)から
(18)の構成にあっては、前記第1のパイロット信号
が、毎シンボル同じ周波数に配置されたサブキャリアの
集合をm相PSK変調(mは自然数)した信号を含むと
き、さらに、前記差動検波手段の出力をm乗し、前記位
相平均手段に供給するべき乗手段と,前記位相平均手段
の出力を1/m倍する係数手段とを備える構成とする。
【0041】(22)(2)、(3)、(14)から
(18)の構成にあっては、前記第1のパイロット信号
が、毎シンボル同じ周波数に配置されたサブキャリアの
集合をm相PSK変調(mは自然数)した信号を含むと
き、さらに、前記差動検波手段の出力が、位相によりm
個に分割された複素平面領域のいずれの領域に含まれる
かを判定し、該判定結果に応じて前記差動検波手段の出
力複素ベクトルをπ/mの整数倍だけ回転させることに
より、回転後の位相が常に同じ領域に含まれるようにし
た後、前記位相平均手段に供給するベクトル回転手段を
備える構成とする。
【0042】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係わるOFDM伝
送方式として、欧州の地上波デジタルテレビジョン放送
方式であるDVB−T(Digital Video Broadcasting-T
errestrial)規格の2kモード(伝送に使用するサブキ
ャリア数が1705本)を例にとり、本発明の実施の形
態について、図1から図19を用いて説明する。
【0043】上記の規格においては、所定のサブキャリ
アを用いて、スキャッタド(分散)パイロット(以下、
SP(Scattered Pilots))とコンティニュアル(連
続)パイロット(以下、CP(Continual Pilots))と
呼ばれる2種類のパイロット信号を伝送する。
【0044】図19は上記DVB−T規格のパイロット
信号配置を示す模式図である。図19において、横軸の
kはサブキャリアのインデックスを表わし、縦軸のnは
シンボルのインデックスを表わす。また、黒丸はパイロ
ット信号を伝送するサブキャリアを表わし、白丸は他の
データを伝送するサブキャリアを表わす。
【0045】スキャッタド・パイロットは、以下の
(1)式を満たすインデックスk=kpのサブキャリア
を用いて伝送する。(1)式において、modは剰余演
算を表わし、pは任意の非負整数である。
【0046】
【数1】 また、コンティニュアル・パイロットは、k={0,4
8,54,87,141,156,192,201,2
55,279,282,333,432,450,48
3,525,531,618,636,714,75
9,765,780,804,873,888,91
8,939,942,969,984,1050,11
01,1107,1110,1137,1140,11
46,1206,1269,1323,1377,14
91,1683,1704}を満たす45本のサブキャ
リアを用いて伝送する。
【0047】これらのパイロット信号は、それぞれ配置
されるサブキャリア・インデックスkに対応したPN系
列wk に基づいて変調されており、(2)式に示すよう
に毎シンボル同じ振幅及び同じ位相で多重される。
(2)式において、Re{ck,n}はサブキャリア・イ
ンデックスk、シンボル・インデックスnのサブキャリ
アに対応する複素ベクトルck,n の実数部を表わし、I
m{ck,n }は虚数部を表わす。
【0048】
【数2】 さらに上記規格においては、所定のサブキャリアを用い
て、伝送パラメータ信号(以下、TPS(Transmission
Parameter Signaling))を伝送する。
【0049】TPSは、k={34,50,209,3
46,413,569,595,688,790,90
1,1073,1219,1262,1286,146
9,1594,1687}を満たす17本のサブキャリ
アを用いて伝送し、同一シンボル内のサブキャリアでは
同じ情報ビットを伝送する。
【0050】このとき、インデックスnのシンボルで伝
送する情報ビットをSn とすると、TPSは(3)式に
示すようにシンボル間の差動2相PSK(Phase Shift
Keying)変調される。
【0051】
【数3】 但し、フレームの先頭シンボル(シンボル・インデック
スn=0)に関しては、(4)式に示すように、上記の
PN系列wk に基づいて絶対位相変調される。
【0052】
【数4】 (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信号復調装置の構成を示すブロック
図である。図1において、図21と同一部分には同一符
号を付して示す。尚、同図においても、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、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する。
【0053】図1において、チューナ21は伝送路から
入力されたOFDM信号をRF帯域からIF帯域に周波
数変換するもので、その出力は直交復調回路22に供給
される。この直交復調回路22は、その内部で発生する
固定的なキャリアを用いてIF帯域のOFDM信号をベ
ースバンドのOFDM信号に復調するもので、その復調
出力はキャリア周波数(fc)補正回路23の第1の入
力端に供給される。
【0054】このキャリア周波数補正回路23は、第2
の入力端に供給されるサブキャリア間隔単位の広帯域キ
ャリア周波数誤差信号と第3の入力端に供給されるサブ
キャリア間隔以内の狭帯域キャリア周波数誤差信号とに
基づいて補正キャリアを発生し、この補正キャリアを第
1の入力端に供給されるベースバンドOFDM信号に乗
じることにより、キャリア周波数誤差を補正するもの
で、その出力は狭帯域キャリア周波数誤差算出回路24
及びFFT回路25に供給される。
【0055】狭帯域キャリア周波数誤差算出回路24
は、ベースバンドOFDM信号中のガード期間信号と有
効シンボル期間信号の後部との相関を利用して、サブキ
ャリア間隔以内の周波数誤差を算出するもので、その出
力はキャリア周波数補正回路23の第3の入力端に供給
される。また、FFT回路25は、ベースバンドOFD
M信号中の有効シンボル期間信号をFFT処理し、周波
数領域に変換するもので、その出力は差動検波回路26
と位相変動補正回路30の第1の入力端とに供給され
る。
【0056】差動検波回路26は、FFT回路25から
出力される各々のサブキャリアに対応した信号をシンボ
ル間差動検波することにより、シンボル間の位相変動を
算出するもので、その算出結果は相関算出回路27と位
相平均回路29とに供給される。相関算出回路27は、
差動検波回路26の出力と、CPを伝送するサブキャリ
アの配置情報との相関値を算出するもので、その相関値
は広帯域キャリア周波数誤差算出回路28に供給され
る。この広帯域キャリア周波数誤差算出回路28は、相
関値のピーク位置からサブキャリア間隔単位の周波数誤
差を算出するもので、その出力はキャリア周波数補正回
路23の第2の入力端に供給される。
【0057】位相平均回路29は、CPに対応した差動
検波回路26の出力の位相をシンボル内で平均化するこ
とにより、CPEを推定するもので、その出力は位相変
動補正回路30の第2の入力端に供給される。この位相
変動補正回路30は、第2の入力端に供給される位相平
均回路29の出力に基づいて発生する補正ベクトルを、
第1の入力端に供給されるFFT回路25の出力に乗じ
ることにより、CPEを補正するもので、その出力は検
波回路31に供給される。検波回路31は、各サブキャ
リアを変調方式に応じて検波した後、デマッピングする
ことによりデータ信号を復元する。
【0058】差動検波回路26は、具体的には図2に示
すように構成され、FFT回路25の出力が1シンボル
期間遅延回路261及び複素乗算器263に供給される
ようになっている。1シンボル期間遅延回路261は、
FFT回路25の出力を1シンボル期間遅延するもの
で、その遅延出力は共役回路262に供給される。この
共役回路262は、1シンボル期間遅延回路261の出
力の虚数部の符号を反転して複素共役を算出するするも
ので、その算出結果は複素乗算器263に供給される。
この複素乗算器263は、FFT回路25の出力に共役
回路262の出力を乗じるもので、その演算結果は差動
検波回路26の出力として相関算出回路27と位相平均
回路29とに供給される。
【0059】図3は、図1における相関算出回路27の
第1の構成例を示すものである。この相関算出回路27
では、差動検波回路26からの差動検波出力がシフトレ
ジスタ2701に供給されるようになっている。このシ
フトレジスタ2701はCPを伝送するサブキャリアの
配置に対応した複数のタップ出力を備え、それらのタッ
プ出力は総和回路2702の入力端に供給される。この
総和回路2702はシフトレジスタ2701のタップ出
力の総和を演算するもので、その演算結果は電力算出回
路2703に供給される。この電力算出回路2703は
総和回路2702の出力の電力を算出するもので、その
算出結果は相関算出回路27の出力として広帯域キャリ
ア周波数誤差算出回路28に供給される。
【0060】図3に示す構成によれば、シフトレジスタ
2701の全タップ出力にCPを伝送するサブキャリア
が出力されるとき、相関算出回路27の出力はピーク値
を示す。したがって、広帯域キャリア周波数誤差算出回
路28において、相関算出回路27の出力のピーク値を
検出し、所定のタイミングからのずれを求めることによ
り、サブキャリア間隔単位のキャリア周波数誤差を推定
することができる。
【0061】図4は、図1における相関算出回路27の
第2の構成例を示すものである。図4において、図3と
同一部分には同一符号を付して示し、ここでは異なる部
分について説明する。
【0062】この相関算出回路27では、差動検波回路
26からの差動検波出力がシンボル間フィルタ回路27
04に供給されるようになっている。このシンボル間フ
ィルタ回路2704は、差動検波回路26の出力をシン
ボル方向に平均化するもので、その出力はシフトレジス
タ2701に供給される。このシフトレジスタ2701
以降の構成及び動作は、図3に示した第1の構成例の場
合と同じである。
【0063】図4におけるシンボル間フィルタ回路27
04は、具体的には図5に示すように構成され、差動検
波回路26の出力が減算器27041に供給されるよう
になっている。この減算器27041は、差動検波回路
26の出力から1シンボル期間遅延回路27044の出
力を減じるもので、その出力は係数器27042に供給
される。この係数器27042は、減算器27041の
出力に係数α(0≦α≦1)を乗じるもので、その演算
結果は加算器27043に供給される。この加算器27
043は、係数器27042の出力と1シンボル期間遅
延回路27044の出力とを加え合わせるもので、その
演算結果はシンボル間フィルタ回路2704の出力とし
てシフトレジスタ2701に供給される。1シンボル期
間遅延回路27044は、加算器27043の出力を1
シンボル期間遅延する。
【0064】図5のように構成されたシンボル間フィル
タ回路2704は、無限インパルス応答(以下、IIR
(Infinite Impulse Response ))型のローパスフィル
タとして動作し、差動検波回路26から出力される各々
のサブキャリアに対応した複素ベクトルをシンボル方向
に平均化する。差動検波回路26において、CPを伝送
するサブキャリアをシンボル間差動検波した信号は、C
PE成分を無視すると、毎シンボル同じ振幅及び同じ位
相の直流信号であるとみなせるので、その大部分はシン
ボル間フィルタ回路2704を通過する。その他のサブ
キャリアをシンボル間差動検波した信号は、毎シンボ
ル、振幅及び位相がランダムな信号であるので、シンボ
ル間フィルタ回路2704によって阻止される。また、
雑音成分も毎シンボルランダムな信号であるので、シン
ボル間フィルタ回路2704によって阻止される。
【0065】したがって、図3に示した相関算出回路2
7にシンボル間フィルタ回路2704を追加することに
より、相関算出回路27の出力のフロアが抑制され、広
帯域キャリア周波数誤差算出回路28における誤差の推
定誤りを軽減することができる。
【0066】図6は、図1における相関算出回路27の
第3の構成例である。図6において、図3及び図4と同
一部分には同一符号を付して示し、ここでは異なる部分
について説明する。
【0067】この相関算出回路27では、差動検波回路
26の出力がシンボル間フィルタ回路2704にてシン
ボル方向に平均化された後、電力算出回路2703に直
接供給されるようになっている。すなわち、この場合の
電力算出回路2703は、シンボル間フィルタ回路27
04の出力の電力を算出する。その算出結果はシフトレ
ジスタ2705に供給される。このシフトレジスタ27
05はCPを伝送するサブキャリアの配置に対応した複
数のタップ出力を備え、それらのタップ出力は総和回路
2706の入力端に供給される。この総和回路2706
はシフトレジスタ2705のタップ出力の総和を演算す
るもので、その演算結果は相関算出回路27の出力とし
て広帯域キャリア周波数誤差算出回路28に供給され
る。
【0068】図6においては、シフトレジスタ2705
は実数信号を保持し、総和回路2706も実数信号の総
和を演算するので、図3及び図4におけるシフトレジス
タ2701及び総和回路2702に比して、その規模を
削減することができる。
【0069】図7は、図1における相関算出回路27の
第4の構成例を示すものである。図7において、図6と
同一部分には同一符号を付して、その説明を省略する。
【0070】図7における比較回路2707は、電力算
出回路2703の出力と閾値設定回路2708で設定さ
れた閾値とを比較することでCPを伝送するサブキャリ
アを抽出するもので、電力算出回路2703の出力の方
が大きい場合には「1」を出力し、閾値設定回路270
8の出力の方が大きい場合には「0」を出力する。この
比較回路2707の出力はシフトレジスタ2709に供
給される。このシフトレジスタ2709はCPを伝送す
るサブキャリアの配置に対応した複数のタップ出力を備
え、それらのタップ出力は総和回路2710の入力端に
供給される。この総和回路2710はシフトレジスタ2
709のタップ出力の総和を演算するもので、その演算
結果は相関算出回路27の出力として広帯域キャリア周
波数誤差算出回路28に供給される。
【0071】図7においては、シフトレジスタ2709
は2値信号を保持し、総和回路2710も2値信号の総
和を演算するので、図3及び図4におけるシフトレジス
タ2701及び総和回路2702に比して、その規模を
大幅に削減することができる。また、閾値設定回路27
08から出力する閾値を受信信号の大きさにより制御す
れば、電力算出回路2703の出力レベルの変動に起因
する誤判定を防ぐことができる。
【0072】図8は、図1における位相変動補正回路3
0の構成例を示すものである。この位相変動補正回路3
0では、位相平均回路29の出力が加算器301に供給
されるようになっている。この加算器301は、信号を
1シンボル期間保持するレジスタ302と共に累積加算
器を構成し、位相平均回路29の出力を毎シンボル累積
加算することにより、演算開始からのシンボル間位相変
動の累積を算出するもので、その算出結果(加算器30
1の出力)は補正ベクトル算出回路(e-jφ)303に
供給される。この補正ベクトル算出回路303は、加算
器301の出力の−1倍を位相角とし、振幅が1である
複素ベクトルを算出するもので、その算出結果は乗算器
304に供給される。この乗算器304は、補正ベクト
ル算出回路303の出力とFFT回路25の出力とを乗
じる。この演算により、CPEを補正することができ
る。
【0073】以上の構成により、本実施の形態の構成に
よれば、毎シンボルに含まれるCPを伝送するサブキャ
リアの配置情報からサブキャリア間隔単位のキャリア周
波数誤差を算出するようにしているので、従来例に比べ
て周波数同期の引き込み時間を短縮することができる。
【0074】また、毎シンボル、CPを用いてシンボル
間の位相変動を算出し補正するので、チューナ21の位
相雑音等によるCPEの影響を除去することができる。
【0075】(第2の実施の形態)図9は、本発明の第
2の実施の形態におけるOFDM信号復調装置の構成を
示すブロック図である。尚、図9において、図1と同一
部分には同一符号を付して示す。また、同図において
も、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、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
略する。
【0076】図9に示すOFDM信号復調装置は、図1
におけるキャリア周波数補正回路23の代わりに、チュ
ーナ32においてキャリア周波数誤差を補正するように
したものである。このチューナ32は、第2の入力端に
供給されるサブキャリア間隔単位の広帯域キャリア周波
数誤差信号と第3の入力端に供給されるサブキャリア間
隔以内の狭帯域キャリア周波数誤差信号とに基づいて局
部発振周波数を制御し、第1の入力端に供給されるOF
DM信号をRF帯域からIF帯域に周波数変換するもの
で、その出力は直交復調回路22に供給される。他の構
成及び動作は、図1と同一であるので省略する。
【0077】(第3の実施の形態)図10は、本発明の
第3の実施の形態におけるOFDM信号復調装置の構成
を示すブロック図である。尚、図10において、図1と
同一部分には同一符号を付して示す。また、同図におい
ても、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、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
省略する。
【0078】図10に示すOFDM信号復調装置は、図
1におけるキャリア周波数補正回路23の代わりに、直
交復調回路33においてキャリア周波数誤差を補正する
ようにしたものである。この直交復調回路33は、第2
の入力端に供給されるサブキャリア間隔単位の広帯域キ
ャリア周波数誤差信号と第3の入力端に供給されるサブ
キャリア間隔以内の狭帯域キャリア周波数誤差信号とに
基づいて局部発振周波数を制御し、第1の入力端に供給
されるIF帯域のOFDM信号をベースバンドのOFD
M信号に復調するもので、その復調出力は狭帯域キャリ
ア周波数誤差算出回路24とFFT回路25とに供給さ
れる。他の構成及び動作は、図1と同一であるので省略
する。
【0079】(第4の実施の形態)図11は、本発明の
第4の実施の形態におけるOFDM信号復調装置の構成
を示すブロック図である。尚、図11において、図1と
同一部分には同一符号を付して示す。また、同図におい
ても、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、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
省略する。
【0080】図11に示すOFDM信号復調装置は、キ
ャリア周波数(fc)補正回路34においてサブキャリ
ア間隔以内の狭帯域キャリア周波数誤差を補正し、シフ
ト回路35においてサブキャリア間隔単位の広帯域キャ
リア周波数誤差を補正するようにしたものである。キャ
リア周波数補正回路34は、第2の入力端に供給される
サブキャリア間隔以内の狭帯域キャリア周波数誤差信号
に基づいて補正キャリアを発生し、この補正キャリアを
第1の入力端に供給されるベースバンドOFDM信号に
乗じることによってキャリア周波数誤差を補正するもの
で、その出力は狭帯域キャリア周波数誤差算出回路24
及びFFT回路25に供給される。シフト回路35は、
第2の入力端に供給されるサブキャリア間隔単位の広帯
域キャリア周波数誤差信号に基づいて、FFT回路25
の出力を周波数方向にシフトするもので、その出力は差
動検波回路26と位相変動補正回路の第1の入力端とに
供給される。他の構成及び動作は、図1と同一であるの
で省略する。
【0081】ここで、サブキャリア間隔単位のキャリア
周波数誤差は、有効シンボル期間長で整数周期となる周
波数誤差であるが、OFDM信号にはガード期間が存在
するので、周波数領域におけるサブキャリア単位のずれ
と共に、ガード期間長に依存したシンボル毎の位相回転
を発生させる。したがって、図11の構成のように、周
波数領域におけるシフトによって広帯域キャリア周波数
誤差を補正する場合は、この位相回転を補正する手段が
必要となる。しかしながら、この位相回転は全サブキャ
リアに共通なものであるため、図11のようにCPE除
去のための回路を備えている場合は、位相変動補正回路
30において自動的に補正される。
【0082】(第5の実施の形態)図12は、本発明の
第5の実施の形態におけるOFDM信号復調装置の構成
を示すブロック図である。尚、図12において、図1と
同一部分には同一符号を付して示す。また、同図におい
ても、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、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
省略する。
【0083】図12に示すOFDM信号復調装置は、図
1における位相変動補正回路30の代わりに、検波回路
36においてCPEを補正するようにしたものである。
この検波回路36は、第2の入力端に供給される位相平
均回路29の出力に基づいて補正ベクトルを発生し、こ
の補正ベクトルを各サブキャリアの変調方式に応じた検
波ベクトルに乗じる。そして、その検波ベクトルを用い
てFFT回路25の出力を検波すると共にCPEを補正
した後、デマッピングすることによりデータ信号を復元
する。他の構成及び動作は、図1と同一であるので省略
する。
【0084】図13は、図12における検波回路36
の、SP信号を使用した同期検波を前提とする変調方式
に対応した構成例を示すものである。この検波回路36
では、FFT回路25の出力が複素除算器3604の第
1の入力端と複素除算器3608の第1の入力端とに供
給されるようになっている。パイロット発生回路360
3は、FFT回路25の出力に同期してSPを発生する
もので、その出力は複素除算器3604の第2の入力端
に供給される。この複素除算器3604は、第1の入力
端に供給されるFFT回路25の出力中に含まれるSP
を、第2の入力端に供給されるパイロット発生回路36
03が出力する正規のSPで除算することにより、SP
に作用する伝送路特性を算出するものである。その出力
はスイッチ(SW)3605によりメモリ3606の出
力と選択的に複素乗算器3602の第1の入力端に供給
される。
【0085】一方、位相平均回路29の出力は補正ベク
トル算出回路(e)3601に供給される。この補
正ベクトル算出回路3601は、位相平均回路29の出
力を位相角とし、振幅が1である複素ベクトルを算出す
るもので、その算出結果は複素乗算器3602の第2の
入力端に供給される。スイッチ3605は、複素除算器
3604の出力がSPに対応している場合(1つのサブ
キャリアに着目すると4シンボル中1シンボル)には複
素除算器3604の出力を選択し、その他の場合(同じ
く4シンボル中3シンボル)にはメモリ3606の出力
を選択して出力する。
【0086】複素乗算器3602は、第1の入力端から
スイッチ3605により選択的に供給される複素除算器
3604の出力またはメモリ3606の出力と、第2の
入力端に供給される補正ベクトル算出回路3601の出
力とを乗算するもので、その演算結果はフィルタ回路3
607に供給されると共にメモリ3606にも供給され
る。このメモリ3606は複素乗算器3602の出力を
4シンボル期間(着目したサブキャリアで次のSPが伝
送されてくるまで)保持する。これらの動作により、S
Pを伝送するサブキャリア(3サブキャリア中1サブキ
ャリア)に作用する伝送路特性にCPEの補正を施すこ
とができる。
【0087】フィルタ回路3607は、複素乗算器36
02の出力を周波数(サブキャリア)方向に内挿し、全
サブキャリアに作用する伝送路特性(CPEを補正した
もの)を求めるもので、その出力は複素除算器3608
の第2の入力端に供給される。この複素除算器3608
は、第1の入力端に供給されるFFT回路25の出力
を、第2の入力端に供給されるフィルタ回路3607の
出力で除算することにより、FFT回路25の出力を同
期検波するものである。その出力はデマッピング回路3
609に供給される。このデマッピング回路3609
は、複素除算器3608の出力を変調方式に応じてデマ
ッピングすることによりデータ信号を復元するものであ
る。
【0088】図14は、図12における検波回路36
の、差動検波を前提とする変調方式に対応した構成例を
示すものである。この検波回路36では、FFT回路2
5の出力が1シンボル期間遅延回路3610と複素除算
器3611の第1の入力端とに供給されるようになって
いる。1シンボル期間遅延回路3610は、FFT回路
25の出力を1シンボル期間だけ遅延するものであり、
その出力は複素乗算器3602の第1の入力端に供給さ
れる。一方、位相平均回路29の出力は補正ベクトル算
出回路(e)3601に供給される。
【0089】この補正ベクトル算出回路3601は、位
相平均回路29の出力を位相角とし、振幅が1である複
素ベクトルを算出するもので、その算出結果は複素乗算
器3602の第2の入力端に供給される。この複素乗算
器3602は、第1の入力端に供給される1シンボル期
間遅延回路3610の出力と、第2の入力端に供給され
る補正ベクトル算出回路3601の出力とを乗算するこ
とにより、1シンボル期間前の信号にCPEの補正を施
すもので、その演算結果は複素除算器3611の第2の
入力端に供給される。
【0090】この複素除算器3611は、第1の入力端
に供給されるFFT回路25の出力を、第2の入力端に
供給される複素乗算器3602の出力で除算することに
より、FFT回路25の出力を差動検波するものであ
り、その出力はデマッピング回路3612に供給され
る。このデマッピング回路3612は、複素除算器36
11の出力を変調方式に応じてデマッピングすることに
よりデータ信号を復元するものである。
【0091】以上の構成により、本実施の形態によれ
ば、第1の実施の形態における位相変動補正回路30と
検波回路31の処理の一部を共用できるので、回路規模
を削減することができる。
【0092】(第6の実施の形態)図15は、本発明の
第6の実施の形態におけるOFDM信号復調装置の構成
を示すブロック図である。尚、図15において、図1と
同一部分には同一符号を付して示す。また、同図におい
ても、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、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
省略する。
【0093】図15に示すOFDM信号復調装置は、図
1における相関算出回路27と位相平均回路29との処
理をともに相関回路37で実行するようにしたものであ
る。
【0094】図16は、図15における相関回路37の
構成例であり、差動検波回路26の出力はシフトレジス
タ371に供給される。このシフトレジスタ371は、
CPを伝送するサブキャリアの配置に対応した複数のタ
ップ出力を備え、それらのタップ出力は総和回路372
の入力端に供給される。この総和回路372はシフトレ
ジスタ371のタップ出力の総和を演算するもので、そ
の演算結果は電力算出回路373と位相算出回路(ta
-1)374とに供給される。
【0095】電力算出回路373は総和回路372の出
力の電力を算出するもので、その算出結果は相関算出回
路37の第1の出力として広帯域キャリア周波数誤差算
出回路28に供給される。一方、位相算出回路374は
総和回路372の出力の位相を算出するもので、その算
出結果は相関算出回路37の第2の出力として位相変動
補正回路30の第2の入力端に供給される。
【0096】ここで、キャリア周波数が同期すると、シ
フトレジスタ371のタップ出力にはCPを伝送するサ
ブキャリアが出力されるので、総和回路372の出力は
CPを伝送するサブキャリアのシンボル間の変動をシン
ボル内で平均化したものとなる。
【0097】以上の構成により、本実施の形態によれ
ば、第1の実施の形態における相関算出回路27と位相
平均回路29の処理の一部を共用できるので、回路規模
を削減することができる。
【0098】(第7の実施の形態)図17は、本発明の
第7の実施の形態におけるOFDM信号復調装置の構成
を示すブロック図である。尚、図17において、図1と
同一部分には同一符号を付して示す。また、同図におい
ても、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、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
省略する。
【0099】図17に示すOFDM信号復調装置は、T
PSを用いてキャリア周波数同期及びCPE除去を行う
ものであり、第1の実施の形態に対して、べき乗回路3
8と係数器39とを追加したものとなっている。
【0100】ここで、べき乗回路38は、差動検波回路
26が出力する各々のサブキャリアに対応した複素ベク
トルの2乗を算出するもので、その演算結果は相関算出
回路27と位相平均回路29とに供給される。この2乗
演算は、TPSがシンボル間の差動2相PSK変調され
ていることに起因する位相変動の180度の不確定性を
解消する。
【0101】相関算出回路27は、べき乗回路38の出
力と、CPを伝送するサブキャリア及びTPSを伝送す
るサブキャリアの内、少なくとも一方の配置情報との相
関値を算出するもので、その相関値は広帯域キャリア周
波数誤差算出回路28に供給される。位相平均回路29
は、CP及びTPSの内、少なくとも一方に対応したべ
き乗回路38の出力の位相をシンボル内で平均化するこ
とにより、CPEを推定するもので、その出力は係数器
39に供給される。係数器39は、べき乗回路38によ
って2倍になったシンボル間の位相変動を1/2倍する
ことにより補正するもので、その出力は位相変動補正回
路30の第2の入力端に供給される。
【0102】一般的には、TPSがm相PSK変調(m
は自然数)されている場合、べき乗回路38は、差動検
波回路26が出力する各々のサブキャリアに対応した複
素ベクトルのm乗を算出し、係数器39は、位相平均回
路29の出力を1/m倍する。
【0103】以上の構成により、本実施の形態において
は、CPに加えてTPSを用いてサブキャリア間隔単位
のキャリア周波数誤差及びシンボル間の位相変動を算出
し補正するようにしているので、第1の実施の形態に比
べ雑音の影響による誤差を低減することができる。
【0104】(第8の実施の形態)図18は、本発明の
第8の実施の形態におけるOFDM信号復調装置の構成
を示すブロック図である。尚、図18において、図1と
同一部分には同一符号を付して示す。また、同図におい
ても、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、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
省略する。
【0105】図18に示すOFDM信号復調装置は、T
PSを用いてキャリア周波数同期及びCPE除去を行う
ものであり、第1の実施の形態に対して、べき乗回路3
8とベクトル回転回路40とを追加したものである。
【0106】ここで、べき乗回路38は、差動検波回路
26が出力する各々のサブキャリアに対応した複素ベク
トルの2乗を算出するもので、その演算結果は相関算出
回路27に供給される。この2乗演算は、TPSがシン
ボル間の差動2相PSK変調されていることに起因する
位相変動の180度の不確定性を解消する。相関算出回
路27は、べき乗回路38の出力と、CPを伝送するサ
ブキャリア及びTPSを伝送するサブキャリアの内、少
なくとも一方の配置情報との相関値を算出するもので、
その相関値は広帯域キャリア周波数誤差算出回路28に
供給される。
【0107】一方、ベクトル回転回路40は、差動検波
回路26の出力が、虚軸により分割された複素平面領域
のいずれの領域に含まれるかを判定し、その判定結果に
応じて差動検波回路26の出力複素ベクトルをπ/2だ
け回転し、回転後の位相が常に同じ領域に含まれるよう
にすることにより、TPSがシンボル間の差動2相PS
K変調されていることに起因する位相変動の180度の
不確定性を解消するものであり、その出力は位相平均回
路29に供給される。位相平均回路29は、CP及びT
PSの内、少なくとも一方に対応したベクトル回転回路
40の出力の位相をシンボル内で平均化することによ
り、CPEを推定するもので、その出力は位相変動補正
回路30の第2の入力端に供給される。
【0108】一般的には、TPSがm相PSK変調(m
は自然数)されている場合、ベクトル回転回路40は、
差動検波回路26の出力が、位相によりm個に分割され
た複素平面領域のいずれの領域に含まれるかを判定し、
その判定結果に応じて差動検波回路26の出力複素ベク
トルをπ/mの整数倍だけ回転することにより、回転後
の位相が常に同じ領域に含まれるようにする。
【0109】以上の構成により、本実施の形態において
も、第7の実施の形態と同様に、CPに加えてTPSを
用いてサブキャリア間隔単位のキャリア周波数誤差及び
シンボル間の位相変動を算出し補正するようにしている
ので、第1の実施の形態に比べ雑音の影響による誤差を
低減することができる。
【0110】尚、本発明の実施の形態において、相関算
出回路27及び37内部の電力算出は、振幅や、実部及
び虚部の振幅の和など、信号の大きさを算出するもので
あればよい。
【0111】また、本発明の実施の形態において、位相
平均回路29は、CP及びTPSの内、少なくとも一方
に対応した差動検波回路26あるいはベクトル回転回路
40の出力複素ベクトルを、シンボル内で平均化し、そ
の位相を算出することにより、CPEを近似する構成で
あってもよい。
【0112】また、本発明の実施の形態において、広帯
域キャリア周波数誤差算出回路28は、相関算出回路2
7の出力に基づいてキャリア周波数の同期状態を判定
し、同期状態にある場合にはサブキャリア間隔単位のキ
ャリア周波数誤差信号の出力を停止するものとし、その
同期判定に前方及び後方に対する保護機能をもたせれ
ば、雑音やフェージング等の影響による誤動作を防ぐこ
とができる。
【0113】さらに、以上の説明では、DVB−T規格
の2kモードを例にとって説明したが、第1乃至8の実
施の形態では、毎シンボル同じ周波数に配置されたサブ
キャリアの集合を毎シンボル同じ位相で変調した信号を
伝送するような伝送方式であればよく、第7乃至8の実
施の形態では、毎シンボル同じ周波数に配置されたサブ
キャリアの集合をm相PSK変調(mは自然数)した信
号を伝送するような伝送方式であればよいことはいうま
でもない。
【0114】
【発明の効果】以上のように本発明によるOFDM信号
復調装置は、毎シンボル同じ周波数に配置されたパイロ
ット信号を用いてサブキャリア間隔単位の周波数誤差を
算出することにより、従来例に比べ周波数同期の引き込
み時間を短縮することができる。
【0115】また、毎シンボル同じ周波数に配置された
パイロット信号を用いてシンボル間の位相変動を算出し
て補正することにより、チューナの位相雑音等によるC
PEの影響を除去することができる。
【0116】このように本発明によれば、周波数同期の
引き込み時間がより短縮され、かつチューナの位相雑音
等によるCPEの影響を除去することのできるOFDM
信号復調装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態におけるOFDM信
号復調装置の構成を示すブロック図である。
【図2】図1における差動検波回路の内部構成例を示す
ブロック図である。
【図3】図1における相関算出回路の第1の内部構成例
を示すブロック図である。
【図4】図1における相関算出回路の第2の内部構成例
を示すブロック図である。
【図5】図4におけるシンボル間フィルタ回路の内部構
成例を示すブロック図である。
【図6】図1における相関算出回路の第3の内部構成例
を示すブロック図である。
【図7】図1における相関算出回路の第4の内部構成例
を示すブロック図である。
【図8】図1における位相変動補正回路の内部構成例を
示すブロック図である。
【図9】本発明の第2の実施の形態におけるOFDM信
号復調装置の構成を示すブロック図である。
【図10】本発明の第3の実施の形態におけるOFDM
信号復調装置の構成を示すブロック図である。
【図11】本発明の第4の実施の形態におけるOFDM
信号復調装置の構成を示すブロック図である。
【図12】本発明の第5の実施の形態におけるOFDM
信号復調装置の構成を示すブロック図である。
【図13】図12における検波回路の第1の内部構成例
を示すブロック図である。
【図14】図12における検波回路の第2の内部構成例
を示すブロック図である。
【図15】本発明の第6の実施の形態におけるOFDM
信号復調装置の構成を示すブロック図である。
【図16】図15における相関算出回路の内部構成例を
示すブロック図である。
【図17】本発明の第7の実施の形態におけるOFDM
信号復調装置の構成を示すブロック図である。
【図18】本発明の第8の実施の形態におけるOFDM
信号復調装置の構成を示すブロック図である。
【図19】本発明に係わるパイロット信号配置例を示す
模式図である。
【図20】OFDM伝送方式の原理的な構成例を示すブ
ロック図である。
【図21】従来のOFDM信号復調装置の構成例を示す
ブロック図である。
【図22】従来のOFDM信号復調装置に関わる周波数
同期用基準シンボルの構成例を示す模式図である。
【符号の説明】
11…OFDM信号変調装置 111…マッピング回路 112…IFFT回路 113…直交変調回路 114…アップコンバータ 12…伝送路 131…チューナ 13…OFDM信号復調装置 131…チューナ 132…直交復調回路 133…FFT回路 134…検波回路 21…チューナ 22…直交復調回路 23…キャリア周波数誤差補正回路 24…狭帯域キャリア周波数誤差算出回路 25…FFT回路 26…差動検波回路 27…相関算出回路 28…広帯域キャリア周波数誤差算出回路 29…位相平均回路 30…位相変動補正回路 31…検波回路 32…チューナ 33…直交復調回路 34…キャリア周波数誤差補正回路 35…シフト回路 36…検波回路 37…相関算出回路 38…べき乗回路 39…係数器 40…ベクトル回転回路 41…電力算出回路 42…相関算出回路
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成10年7月29日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項22
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0041
【補正方法】変更
【補正内容】
【0041】(22)(2)、(3)、(14)から
(18)の構成にあっては、前記第1のパイロット信号
が、毎シンボル同じ周波数に配置されたサブキャリアの
集合をm相PSK変調(mは自然数)した信号を含むと
き、さらに、前記差動検波手段の出力が、位相によりm
個に分割された複素平面領域のいずれの領域に含まれる
かを判定し、該判定結果に応じて前記差動検波手段の出
力複素ベクトルをπ/mの整数倍だけ回転させること
により、回転後の位相が常に同じ領域に含まれるように
した後、前記位相平均手段に供給するベクトル回転手段
を備える構成とする。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0107
【補正方法】変更
【補正内容】
【0107】一方、ベクトル回転回路40は、差動検波
回路26の出力が、虚軸により分割された複素平面領域
のいずれの領域に含まれるかを判定し、その判定結果に
応じて差動検波回路26の出力複素ベクトルをπだけ回
転し、回転後の位相が常に同じ領域に含まれるようにす
ることにより、TPSがシンボル間の差動2相PSK変
調されていることに起因する位相変動の180度の不確
定性を解消するものであり、その出力は位相平均回路2
9に供給される。位相平均回路29は、CP及びTPS
の内、少なくとも一方に対応したベクトル回転回路40
の出力の位相をシンボル内で平均化することにより、C
PEを推定するもので、その出力は位相変動補正回路3
0の第2の入力端に供給される。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0108
【補正方法】変更
【補正内容】
【0108】一般的には、TPSがm相PSK変調(m
は自然数)されている場合、ベクトル回転回路40は、
差動検波回路26の出力が、位相によりm個に分割され
た複素平面領域のいずれの領域に含まれるかを判定し、
その判定結果に応じて差動検波回路26の出力複素ベク
トルをπ/mの整数倍だけ回転することにより、回転
後の位相が常に同じ領域に含まれるようにする。
フロントページの続き (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 (72)発明者 影山 定司 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 曽我 茂 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 坂下 誠司 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (22)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 毎シンボル同じ周波数に配置された第1
    のパイロット信号を含む直交周波数分割多重信号を復調
    する装置であって、 前記直交周波数分割多重信号をフーリエ変換することに
    より、周波数軸信号に変換するフーリエ変換手段と、 前記フーリエ変換手段の出力をシンボル間差動検波する
    ことにより、シンボル間の変動を算出する差動検波手段
    と、 前記第1のパイロット信号の配置情報と、前記差動検波
    手段の出力との相関を算出する相関算出手段と、 前記相関算出手段の出力のピーク位置を検出することに
    より、サブキャリア間隔単位のキャリア周波数誤差を推
    定する広帯域キャリア周波数誤差算出手段と、 前記広帯域キャリア周波数誤差算出手段の出力に基づい
    て、キャリア周波数を補正する広帯域キャリア周波数補
    正手段とを具備することを特徴とする直交周波数分割多
    重信号復調装置。
  2. 【請求項2】 毎シンボル同じ周波数に配置された第1
    のパイロット信号を含む直交周波数分割多重信号を復調
    する装置であって、 前記直交周波数分割多重信号をフーリエ変換することに
    より、周波数軸信号に変換するフーリエ変換手段と、 前記フーリエ変換手段の出力をシンボル間差動検波する
    ことにより、シンボル間の変動を算出する差動検波手段
    と、 前記第1のパイロット信号に対応した前記差動検波手段
    の出力の位相を、シンボル内で平均化することにより、
    全サブキャリアに共通な位相変動を推定する位相平均手
    段と、 前記位相平均手段の出力からシンボル毎の補正ベクトル
    を算出し、前記補正ベクトルに基づいて、全サブキャリ
    アに共通な位相変動を補正する位相変動補正手段とを具
    備することを特徴とする直交周波数分割多重信号復調装
    置。
  3. 【請求項3】 毎シンボル同じ周波数に配置された第1
    のパイロット信号を含む直交周波数分割多重信号を復調
    する装置であって、 前記直交周波数分割多重信号をフーリエ変換することに
    より、周波数軸信号に変換するフーリエ変換手段と、 前記フーリエ変換手段の出力をシンボル間差動検波する
    ことにより、シンボル間の変動を算出する差動検波手段
    と、 前記第1のパイロット信号の配置情報と、前記差動検波
    手段の出力との相関を算出する相関算出手段と、 前記相関算出手段の出力のピーク位置を検出することに
    より、サブキャリア間隔単位のキャリア周波数誤差を推
    定する広帯域キャリア周波数誤差算出手段と、 前記広帯域キャリア周波数誤差算出手段の出力に基づい
    て、キャリア周波数を補正する広帯域キャリア周波数補
    正手段と、 前記第1のパイロット信号に対応した前記差動検波手段
    の出力の位相を、シンボル内で平均化することにより、
    全サブキャリアに共通な位相変動を推定する位相平均手
    段と、 前記位相平均手段の出力からシンボル毎の補正ベクトル
    を算出し、前記補正ベクトルに基づいて、全サブキャリ
    アに共通な位相変動を補正する位相変動補正手段とを具
    備することを特徴とする直交周波数分割多重信号復調装
    置。
  4. 【請求項4】 前記相関算出手段は、前記第1のパイロ
    ット信号の2値信号による配置情報と、前記差動検波手
    段から出力される複素ベクトル信号との相関の大きさを
    算出することを特徴とする請求項1、3のいずれかに記
    載の直交周波数分割多重信号復調装置。
  5. 【請求項5】 前記相関算出手段は、前記第1のパイロ
    ット信号の2値信号による配置情報と、前記差動検波手
    段の出力をシンボル方向に平均化した複素数信号との相
    関の大きさを算出することを特徴とする請求項1、3の
    いずれかに記載の直交周波数分割多重信号復調装置。
  6. 【請求項6】 前記相関算出手段は、前記第1のパイロ
    ット信号の2値信号による配置情報と、前記差動検波手
    段の出力をシンボル方向に平均化した実数信号の大きさ
    との相関を算出することを特徴とする請求項1、3のい
    ずれかに記載の直交周波数分割多重信号復調装置。
  7. 【請求項7】 前記相関算出手段は、前記第1のパイロ
    ット信号の2値信号による配置情報と、前記差動検波手
    段の出力をシンボル方向に平均化した信号の大きさを所
    定の閾値と大小比較し2値化した信号との相関を算出す
    ることを特徴とする請求項1、3のいずれかに記載の直
    交周波数分割多重信号復調装置。
  8. 【請求項8】 前記相関算出手段は、前記閾値を受信信
    号の大きさにより制御することを特徴とする請求項7記
    載の直交周波数分割多重信号復調装置。
  9. 【請求項9】 前記広帯域キャリア周波数補正手段は、
    前記広帯域キャリア周波数誤差算出手段の出力に基づい
    て、伝送路から入力される直交周波数分割多重信号の帯
    域変換を行うチューナの局部発振周波数を制御すること
    を特徴とする請求項1、3のいずれかに記載の直交周波
    数分割多重信号復調装置。
  10. 【請求項10】 前記広帯域キャリア周波数補正手段
    は、前記広帯域キャリア周波数誤差算出手段の出力に基
    づいて、ベースバンド直交周波数分割多重を直交復調す
    る直交復調手段の局部発振周波数を制御することを特徴
    とする請求項1、3のいずれかに記載の直交周波数分割
    多重信号復調装置。
  11. 【請求項11】 前記広帯域キャリア周波数補正手段
    は、前記広帯域キャリア周波数誤差算出手段の出力に基
    づいて補正キャリアを生成し、この補正キャリアを前記
    フーリエ変換手段の入力信号に乗じることを特徴とする
    請求項1、3のいずれかに記載の直交周波数分割多重信
    号復調装置。
  12. 【請求項12】 前記広帯域キャリア周波数補正手段
    は、前記広帯域キャリア周波数誤差算出手段の出力に基
    づいて、前記フーリエ変換手段の出力信号を周波数方向
    にシフトすると共に、ガード期間長に依存して発生する
    シンボル間の位相回転を補正す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信号復調装置。
  13. 【請求項13】 前記広帯域キャリア周波数補正手段
    は、前記広帯域キャリア周波数誤差算出手段の出力に基
    づいて、前記フーリエ変換手段の出力信号を周波数方向
    にシフトすることを特徴とする請求項3記載の直交周波
    数分割多重信号復調装置。
  14. 【請求項14】 前記位相変動補正手段は、前記フーリ
    エ変換手段の出力を各々のサブキャリアの変調方式に応
    じて検波する検波手段に組み込まれ、その検波と同時に
    前記補正ベクトル算出手段の出力に基づいて、全サブキ
    ャリアに共通な位相変動を補正することを特徴とする請
    求項2、3のいずれかに記載の直交周波数分割多重信号
    復調装置。
  15. 【請求項15】 前記第1のパイロット信号に加えて、
    サブキャリア−シンボル領域において分散的かつ周期的
    に配置された第2のパイロット信号を伝送する直交周波
    数分割多重信号を復調する装置であって、 前記検波手段は、前記補正ベクトル算出手段の出力に基
    づいて、全サブキャリアに共通な位相変動を補正すると
    同時に、前記第2のパイロット信号を用いて各々のサブ
    キャリアを同期検波することを特徴とする請求項14記
    載の直交周波数分割多重信号復調装置。
  16. 【請求項16】 データ信号をシンボル間の差動変調し
    て伝送する直交周波数分割多重信号を復調する装置であ
    って、 前記検波手段は、前記補正ベクトル算出手段の出力に基
    づいて、全サブキャリアに共通な位相変動を補正すると
    同時に、各々のサブキャリアをシンボル間の差動検波す
    ることを特徴とする請求項14記載の直交周波数分割多
    重信号復調装置。
  17. 【請求項17】 前記位相平均手段は、前記第1のパイ
    ロット信号に対応した前記差動検波手段の出力複素ベク
    トルを、シンボル内で平均化し、その位相を算出するこ
    とにより、全サブキャリアに共通な位相変動を推定する
    ことを特徴とする請求項2、3のいずれかに記載の直交
    周波数分割多重信号復調装置。
  18. 【請求項18】 前記相関算出手段は、前記位相平均手
    段を包含し、前記第1のパイロット信号の2値信号によ
    る配置情報と前記差動検波手段から出力される複素ベク
    トル信号との相関を算出して前記広帯域キャリア周波数
    誤差算出手段に供給すると共に、前記相関演算で得られ
    るベクトルの位相角度から全サブキャリアに共通な位相
    変動を推定して前記位相変動補正手段に供給することを
    特徴とする請求項3記載の直交周波数分割多重信号復調
    装置。
  19. 【請求項19】 前記第1のパイロット信号は、毎シン
    ボル同じ周波数に配置されたサブキャリアの集合を毎シ
    ンボル同じ位相で変調した信号を含むことを特徴とする
    請求項1乃至18のいずれかに記載の直交周波数分割多
    重信号復調装置。
  20. 【請求項20】 前記第1のパイロット信号が、毎シン
    ボル同じ周波数に配置されたサブキャリアの集合をm相
    PSK変調(mは自然数)した信号を含むとき、 さらに、前記差動検波手段の出力をm乗して前記相関算
    出手段に供給するべき乗手段を備えることを特徴とする
    請求項1、3乃至13、18のいずれかに記載の直交周
    波数分割多重信号復調装置。
  21. 【請求項21】 前記第1のパイロット信号が、毎シン
    ボル同じ周波数に配置されたサブキャリアの集合をm相
    PSK変調(mは自然数)した信号を含むとき、さら
    に、 前記差動検波手段の出力をm乗し、前記位相平均手段に
    供給するべき乗手段と、 前記位相平均手段の出力を1/m倍する係数手段とを備
    えることを特徴とする請求項2、3、14乃至18のい
    ずれかに記載の直交周波数分割多重信号復調装置。
  22. 【請求項22】 前記第1のパイロット信号が、毎シン
    ボル同じ周波数に配置されたサブキャリアの集合をm相
    PSK変調(mは自然数)した信号を含むとき、さら
    に、 前記差動検波手段の出力が、位相によりm個に分割され
    た複素平面領域のいずれの領域に含まれるかを判定し、
    該判定結果に応じて前記差動検波手段の出力複素ベクト
    ルをπ/mの整数倍だけ回転させることにより、回転後
    の位相が常に同じ領域に含まれるようにした後、前記位
    相平均手段に供給するベクトル回転手段を備えることを
    特徴とする請求項2、3、14乃至18のいずれかに記
    載の直交周波数分割多重信号復調装置。
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