JPH11163825A - Ofdm復調装置及びその方法 - Google Patents
Ofdm復調装置及びその方法Info
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- JPH11163825A JPH11163825A JP9344323A JP34432397A JPH11163825A JP H11163825 A JPH11163825 A JP H11163825A JP 9344323 A JP9344323 A JP 9344323A JP 34432397 A JP34432397 A JP 34432397A JP H11163825 A JPH11163825 A JP H11163825A
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Abstract
式において、情報キャリアを復号するための同期信号で
あるシンボルクロックとサンプルクロックの再生方法及
びそれに使用するシンボル・サンプルクロック再生装置
を提供する。 【解決手段】 OFDM(直交周波数分割多重)変調方
式によって生成されたガードインターバル期間を有する
OFDM変調信号を受信して復調する、A/D変換手段
とガードインターバル処理手段とを有するOFDM復調
装置において、シンボルの先頭タイミング情報を含む残
留高周波成分をフィルタにより抽出する手段22と、前
記残留高周波成分からシンボルタイミングクロックを生
成する手段(23,24)と、シンボルクロックと前記
生成したシンボルタイミングクロックの両信号間で位相
比較を行なう手段25と、前記位相比較結果に基づいて
電圧制御発振手段の出力周波数を制御し、前記電圧制御
発振手段の出力から前記シンボルクロックを取り出す手
段(27,28)とを備えた。
Description
ency Division Multiplex 直交周波数分割多重)変調伝
送方式において、情報キャリアを復号するための同期信
号であるシンボルクロックとサンプルクロックの再生方
法及びそれに使用するシンボル・サンプルクロック再生
装置に関する。
域内に多数(256〜1024程度)のサブ・キャリア
を立て、映像信号や音声信号を効率よく伝送することが
可能なディジタル変調・復調方式である。その一般的な
周波数スペクトルは図6に示す通りのものである。図6
において、各サブキャリアは、通常QAM(直交振幅変
調)され、各々のスペクトルのピーク値は、他のサブキ
ャリアのスペクトルの零点と一致(直交)する。図7に
おいて、OFDMのキャリアの最も周波数の低いものを
基本周波数 f1とすると、その1周期が有効シンボル期
間tsとなる。有効シンボル期間tsを基本単位として
ディジタル変調された全キャリアを加え合わせたものを
OFDM伝送シンボルという。実際の伝送シンボルは、
通常、図7に示すように有効シンボル期間tsに、ガー
ドインターバルと呼ばれる期間tgを付加して構成され
る。ガードインターバル期間tgの波形は、有効シンボ
ル期間tsの後部の信号波形を繰り返したものになって
いる。
伝送フレームといい、図8で示すように、情報伝送用シ
ンボルが100個程度集まったものに、フレーム同期用
シンボルやサービス識別用シンボルを付加したものであ
る。受信側では、ガードインターバルにある信号を無視
して残りの部分から情報を取り出す。これは、受信信号
にウィンドウをかけて、高速フーリエ変換(FFT)
し、有効シンボル期間分の信号を復調することを意味す
る。つまり、OFDM変調波を復調するには、受信デー
タをFFTするために、受信側で有効シンボル期間を如
何に正確に切り出すかということが重要な課題となって
いる。
がずれるとキャリアの直交性が崩れ、シンボル間干渉が
発生し、正しい復調が困難になるからである。また、同
時にFFT内のN個のサンプリングタイミングを送信機
のサンプリングタイミングに一致させるためのサンプル
クロックも必要となる。このため、従来は、OFDM信
号を受信する受信装置において、シンボルクロックやサ
ンプルクロックは、まず、送信側で、一定の時間(複数
シンボル期間)間隔を1フレームとした構成が提案され
ている。
1シンボル区間は、ヌルシンボル(全く信号のない状
態)とし、次の2シンボル区間でサインスイープ(チャ
ープ信号)を送信し、これらの信号を用いてシンボルク
ロックとサンプリングクロックの再生を行なっている。
また、ヌルシンボルを用いずに、多数あるキャリアの1
つにシンボル情報を割り当てる変調、例えば、シンボル
周期毎にキャリアを180度反転させる2−PSK変調
を行ない、受信側でこれを復調し、シンボルクロックと
サンプルクロックを再生する方法がある。
側のみでシンボル、サンプル同期をとる方法として、ガ
ードインターバルの巡回データの性質を利用し、適当な
FFTウィンドウを設定し、FFTした演算データか
ら、1シンボル前のデータの差分を取り、その相関値か
ら正しいFFTウィンドウを推定する方法も提案されて
いる。
方法は、ヌルシンボル挿入による伝送効率の低下を補う
ため、100シンボルに一回程度のバースト伝送にな
り、数百ms毎にしかシンボル同期が得られず、PLL
の引き込み時間の増大や、移動受信を考慮した場合の同
期信号の復号までに時間遅れが生じ、好ましくない。ま
た、キャリアの一つにシンボル情報を乗せる方法は、連
続的にシンボル、サンプル同期が得られるという点で優
れているが、常に一つ以上のキャリアを占有することに
なり、伝送効率が低下すると同時に、受信状況により他
のキャリアの干渉を受け、性能が低下する問題がある。
また、送信側で特別なシンボル情報を送らず、FFTさ
れた演算データからシンボル位置を推定する方法は、シ
ンボル位置精度が、復調時のBER(ビットエラーレー
ト)に左右されるという問題がある。
ボルを用いる方法を除いて、OFDM変調波をベースバ
ンドに復調するために必要なキャリア同期再生が既に完
了しているという前提で動作が可能となるいう問題があ
る。通常キャリア同期再生は、FFTの演算結果を用
い、その位相ズレ量を検出し、キャリア周波数を出力す
る電圧制御発振器(VCO)をコントロールして行なっ
ている。そのため、この方法では、正しいFFT演算結
果が得るためには、シンボル・サンプル同期がキャリア
同期の前に完了しているという前提があった。しかし、
キャリアに情報を割り当てる方法や、ガードバンドの巡
回データの性質を利用した方法では、サンプル・シンボ
ル同期はキャリアの同期が行なわれたということを前提
にして行なわれており、ここに大きな矛盾が生じてい
た。
・サンプル同期とキャリア同期を同時に行なうシステム
を構成することは困難だということがわかる。しかし、
通常キャリア同期は、FFT演算結果を用いる方式が有
効であり、実現性が高い。そこで、FFTの演算結果を
用いたキャリア同期を行なうために、送信側で特別な同
期情報を付加することなく、また、受信側でFFT演算
結果を用いず、連続的にシンボル・サンプル同期クロッ
ク信号が得られる、シンボル・サンプルクロック再生
(同期)回路を用いることは、OFDMデータ復調シス
テムには重要である。
成するための手段として、OFDM(直交周波数分割多
重)変調方式によって生成されたガードインターバル期
間を有するOFDM変調信号を受信して復調する、A/
D変換手段とガードインターバル処理手段とを有するO
FDM復調装置において、シンボルの先頭タイミング情
報を含む残留高周波成分をフィルタにより抽出する手段
と、前記残留高周波成分からシンボルタイミングクロッ
クを生成する手段と、シンボルクロックと前記生成した
シンボルタイミングクロックの両信号間で位相比較を行
なう手段と、前記位相比較結果に基づいて電圧制御発振
手段の出力周波数を制御し、前記電圧制御発振手段の出
力から前記シンボルクロックを取り出す手段とを備えて
構成したことを特徴とする。また、本発明のOFDM復
調装置は、前記電圧制御発振手段の出力をシンボルクロ
ック周波数のN倍に設定する手段と、前記電圧制御発振
手段の出力を1/Nに分周し、前記電圧制御発振手段の
出力をサンプルクロックとする1/N分周手段が挿入さ
れていることを特徴とする。
対策用に付加されているガードインターバルとシンボル
期間データとの不連続性を利用し、送信側で特別な同期
信号を付加せず、シンボル・サンプル同期が得られるも
のである。また、受信側では、キャリア同期が完了され
ていなくても、シンボル・サンプル同期が得られるた
め、データのFFT演算が行なえ、キャリア同期を完了
し、データの復調を行なえる。この方法は、OFDM変
調波のすべてのキャリアのデータの不連続部分を用いて
得られるものなので、OFDM変調波の一部が干渉を受
けてもシンボル・サンプルクロック精度には影響が少な
い。これにより、キャリア同期が完了していない状態で
も、連続的に、シンボル・サンプル同期を得ることが出
来る。
requency Division Multiplex 直交周波数分割多重)復
調装置の一実施例について、以下に図と共に説明する。
図1は本発明のOFDM復調装置のブロック図であり、
図2は本発明のシンボル・サンプル再生回路の一実施例
を示した図である。
リアの直交状態を示す周波数スペクトラム、図7は前記
した如くOFDM信号波形図であり、その信号波形が多
数の直交したキャリアの重ね合わせにより出来ているこ
とを示す。図7に示すように、OFDM信号は、f1,f2,
… …,fn の互いに直交した多数のディジタル変調波を
組み合わせたもので、この期間を有効シンボル期間ts
と、有効シンボル期間の後部の信号波形を繰り返したガ
ードインターバルtgで一つのシンボルとなる。
DM信号の場合、ガードインターバル期間中の信号は、
有効シンボル期間tsの信号を巡回的に繰り返している
ため、ガードインターバル期間tgとその前の有効シン
ボル期間tsとの信号は、シンボル期間tsの開始点に
おいて、ほとんどすべてのキャリアで不連続になってい
る。
て、例としてあげたキャリアa、キャリアbは共にシン
ボルの先頭であるシンボル開始点において、夫々不連続
になっていることを示している。この位置では、多数の
キャリアの高次周波数成分が重なり合っている。よっ
て、キャリアの情報成分と隣接OFDM変調波を除去す
るBPFを用いれば、シンボル開始のタイミング点を抽
出することが出来る。OFDM復調波を前記BPFを通
した場合、その出力信号には図4のような残留高周波成
分が表われる。この残留高周波成分がシンボルの開始点
を表わしている。
全に完了していなくても、OFDM復調波は、受信機の
キャリア周波数と送信機のキャリア周波数の差分の周波
数が発生するだけであり、その周波数は、残留高周波成
分に比較して無視出来るくらい低い周波数のため、残留
高周波の時間的発生位置には影響を与えない。よって、
キャリアの同期状態に影響なくシンボル・サンプル同期
が行なえる。
変復調装置の基本的な仕様は、以下に示す通りである。 (1) 中心キャリア周波数 10.7MHz (4) 使用キャリア数 257波 (2) 伝送帯域幅 100KHz (5) FFTサイズ 512点 (3) 変調方式 256QAM (6) シンボル周期 2.6ms
調され、A/Dコンバータ3,4でディジタル化され、
ガードインターバル処理器5、FFT・QAM復号器
6、出力回路7で順次されて復調される。ここで、乗算
器1,2により復調されたOFDMベースバンド信号か
らタイミング信号を抽出し、シンボル・サンプルクロッ
クがシンボル・サンプル再生回路11で再生され、A/
Dコンバータ3,4と、ガードインターバル処理器5に
夫々送られる。
キャリアの位相差を位相差検出器8で求め、その結果を
D/Aコンバータ9でアナログ値に変換し、ループフィ
ルタ10で不要なノイズ成分を除去し、キャリア周波数
を出力する電圧制御発振器(VCO)12を制御する。
電圧制御発振器(VCO)12の出力は、90度移相器1
3を介して、乗算器1に供給され、また、電圧制御発振
器(VCO)12の出力は、直接に乗算器2に供給され
て、キャリア同期ループが形成される。
プル再生回路似ついて、図と共に以下に説明する。図2
は、本発明を構成するシンボル・サンプル再生回路の一
実施例のブロックを示したものであり、図3は、図2の
シンボル・サンプル再生回路の一部の信号波形図を示し
たものである。OFDM復調波は、まず入力回路21に
供給され、必要なレベルにまで増幅される。増幅された
信号はBPF22で残留高周波成分が抽出される。抽出
された残留高周波成分は包絡線検波器23で検波され、
コンパレータ24でシンボルタイミングクロックが得ら
れる。なお、前記のBPF22に代えてHPF(ハイパ
スフィルタ)を使用してもよい。
クロック周波数付近で発振している電圧制御発振器(V
CO)27を備え、その発振出力信号を1/N分周器2
8に送られ、周波数が1/Nされてシンボルクロック周
波数相当のシンボルクロックとなる。この信号と前記抽
出されたシンボルタイミングクロックは、位相比較器2
5の各入力端子に供給され、両信号の位相比較を行なっ
て、その位相差に応じた位相差電圧が出力される。
は、ノイズと急峻な変動、信号の消失を吸収するため
に、ループフィルタ26に供給され、ループフィルタ2
6の出力は電圧制御発振器(VCO)27の制御端子に
入力される。電圧制御発振器(VCO)27の出力とし
てサンプルクロックを得る。以上により、OFDM復調
装置を動作させるための正確なシンボル・サンプルクロ
ックを得ることが出来る。
とガードインターバルのデータの不連続性を利用し、特
別なシンボル同期信号を送信しなくとも、復調器のキャ
リア同期動作が行なわれる前に、他の干渉を受けにく
く、精度の高いシンボル・サンプルクロックを得ること
が出来る。
リアのデータの不連続部分を利用して得られるものなの
で、OFDM変調波の一部が干渉を受けてもシンボル・
サンプルクロック精度には影響が少ない。これにより、
キャリア同期が完了していない状態でも、連続的に、シ
ンボル・サンプル同期を得ることが出来る。
ロック図である。
ル同期回路の一実施例を示すブロック図である。
ル同期回路の具体的な波形の説明図である。
を示した図である。
態とを示す図である。
る。
Claims (5)
- 【請求項1】OFDM(直交周波数分割多重)変調方式
によって生成されたガードインターバル期間を有するO
FDM変調信号を受信して復調する、A/D変換手段と
ガードインターバル処理手段とを有するOFDM復調装
置において、 シンボルの先頭タイミング情報を含む残留高周波成分を
フィルタにより抽出する手段と、 前記残留高周波成分からシンボルタイミングクロックを
生成する手段と、 シンボルクロックと前記生成したシンボルタイミングク
ロックの両信号間で位相比較を行なう手段と、 前記位相比較結果に基づいて電圧制御発振手段の出力周
波数を制御し、前記電圧制御発振手段の出力から前記シ
ンボルクロックを取り出す手段とを備えて構成したこと
を特徴とするOFDM復調装置。 - 【請求項2】請求項1に記載されたOFDM復調装置に
おいて、 前記電圧制御発振手段の出力をシンボルクロック周波数
のN倍に設定する手段と、前記電圧制御発振手段の出力
を1/Nに分周する手段とを有する構成とし、前記電圧
制御発振手段の出力をOFDM復調のためのサンプルク
ロック信号として前記A/D変換手段に供給し、前記電
圧制御発振手段の出力を1/Nに分周する手段の出力を
シンボルクロック信号として前記ガードインターバル処
理手段に供給するようにしたことを特徴とするOFDM
復調装置。 - 【請求項3】請求項1に記載されたOFDM復調装置に
おいて、 キャリア同期が行なわれる前のOFDM復調信号を用い
て、シンボルの先頭タイミング情報を含む残留高周波成
分をフィルタにより抽出する手段と、 前記残留高周波成分からシンボルタイミングクロックを
生成する手段と、 シンボルクロックと前記生成したシンボルタイミングク
ロックの両信号間で位相比較を行なう手段と、 前記位相比較結果に基づいて電圧制御発振手段の出力周
波数を制御し、前記電圧制御発振手段の出力から前記シ
ンボルクロックを取り出す手段とを備えて構成したこと
を特徴とするOFDM復調装置。 - 【請求項4】OFDM(直交周波数分割多重)変調方式
によって生成されたガードインターバル期間を有するO
FDM変調信号を受信して復調する、A/D変換ステッ
プとガードインターバル処理ステップとを有するOFD
M復調方法において、 シンボルの先頭タイミング情報を含む残留高周波成分を
フィルタにより抽出するステップと、前記残留高周波成
分からシンボルタイミングクロックを生成するステップ
と、シンボルクロックと前記生成したシンボルタイミン
グクロックの両信号間で位相比較を行なうステップと、
前記位相比較結果に基づいて電圧制御発振ステップの出
力周波数を制御し、前記電圧制御発振ステップの出力か
ら前記シンボルクロックを取り出すステップとを備えて
構成したことを特徴とするOFDM復調方法。 - 【請求項5】請求項4に記載されたOFDM復調方法に
おいて、 キャリア同期が行なわれる前のOFDM復調信号を用い
て、シンボルの先頭タイミング情報を含む残留高周波成
分をフィルタにより情報信号を除去して抽出するステッ
プと、前記残留高周波成分からシンボルタイミングクロ
ックを生成するステップと、シンボルクロックと前記生
成したシンボルタイミングクロックの両信号間で位相比
較を行なうステップと、前記位相比較結果に基づいて電
圧制御発振手段の出力周波数を制御し、前記電圧制御発
振手段の出力から前記シンボルクロックを取り出すステ
ップとを備えるようにしたことを特徴とするOFDM復
調方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34432397A JP3580107B2 (ja) | 1997-11-28 | 1997-11-28 | Ofdm復調装置及びその方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34432397A JP3580107B2 (ja) | 1997-11-28 | 1997-11-28 | Ofdm復調装置及びその方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11163825A true JPH11163825A (ja) | 1999-06-18 |
JP3580107B2 JP3580107B2 (ja) | 2004-10-20 |
Family
ID=18368358
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP34432397A Expired - Fee Related JP3580107B2 (ja) | 1997-11-28 | 1997-11-28 | Ofdm復調装置及びその方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3580107B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011089714A1 (ja) * | 2010-01-22 | 2011-07-28 | 株式会社 東芝 | 無線送受信システム |
JP2013106057A (ja) * | 2011-11-10 | 2013-05-30 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 受信装置 |
-
1997
- 1997-11-28 JP JP34432397A patent/JP3580107B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011089714A1 (ja) * | 2010-01-22 | 2011-07-28 | 株式会社 東芝 | 無線送受信システム |
JP5337258B2 (ja) * | 2010-01-22 | 2013-11-06 | 株式会社東芝 | 無線送受信システム、方法、およびmri装置 |
US8971427B2 (en) | 2010-01-22 | 2015-03-03 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Wireless transceiver system and method |
JP2013106057A (ja) * | 2011-11-10 | 2013-05-30 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 受信装置 |
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Publication number | Publication date |
---|---|
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