JPH114210A - データ伝送装置 - Google Patents
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- JPH114210A JPH114210A JP9155591A JP15559197A JPH114210A JP H114210 A JPH114210 A JP H114210A JP 9155591 A JP9155591 A JP 9155591A JP 15559197 A JP15559197 A JP 15559197A JP H114210 A JPH114210 A JP H114210A
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Abstract
精度の高い同期検出ができ、小型で同期引込みの早いデ
ータ伝送装置の実現を目的とする。 【解決手段】 直交周波数多重変調方式のデータ伝送装
置において、予め送信器で伝送信号に一定周期毎に所定
の同期シンボル群を挿入し、上記伝送信号を復調する受
信器に、該受信した伝送信号をベースバンドの信号に復
調し、A/D変換したディジタル信号の絶対値をとる手
段と、該信号を所定帯域に帯域制限後、該信号の振幅が
所定の値より大きいか小さいかを比較判定して対応する
判定結果を出力する手段と、この判定結果に基づき、上
記同期シンボル群の内のヌル区間の検出判定を行う手段
と、上記ヌル区間に続く他の同期シンボルの開始点検出
を行う手段と、当該ヌル区間の存在と上記他の同期シン
ボルの開始点の両方が検出された時を同期タイミングと
し、上記受信器の復調器の動作タイミングを当該同期タ
イミングに合わせる手段を備えたものである。
Description
l Frequency Division Multiplex )方式で伝送を行う送
信器、受信器において、復調器の同期検出の確度を向上
させる方式に関するものである。
のキャリアを多数並べて通信する方法としてOFDM
(Orthogonal Frequency Division Multiplex)方式があ
る。この方式で変調し送信された信号を受信器で復調す
る場合、同期がとれるまでは雑音のようにみえるOFD
M信号から同期をとり、復調する必要がある。受信器と
送信器の同期をとる手段としては、特開平7−3051
3号公報に示されているように、送信器において、OF
DM信号に予め無信号区間(ヌル区間)を定期的に挿入
し、このヌル区間を基準として同期をとる例がある。ま
た、テレビジョン学会技術報告VOL.19,NO.18(1995年8
月発行)にデータ伝送処理の単位であるフレームの最初
にヌル区間、スイープ信号(1シンボル期間に伝送帯域
の下限周波数から上限周波数まで変化する信号)等から
なる同期シンボル群を挿入し、これらを用いて同期をと
る例がある。その復調部の構成を図2に示す。この構成
は、OFDM方式で変調されたRF信号が受信部RF9
0でIF周波数に変換された後、受信部IF91でベー
スバンドに変換される。 この信号は、A/D変換器6
2でディジタル化されOFDM復調器93に入力され
る。そして、同期検出は受信部RF90の出力信号から
同期検出器92で2乗検波し、同期検出してOFDM復
調器93に入力される。
に、アナログ高周波信号である図2の受信部RF90の
出力を2乗検波し同期検出を行うための高周波アナログ
回路が必要になり、雑音の混入等を考慮した安定した同
期検出回路を実現するのが容易でない。 また、第二
に、ヌル区間に雑音が混入したり、データを伝送してい
る区間にマルチパスおよびフェージングが発生して受信
レベルが下がると無信号区間と誤り、結局、安定した同
期検出ができなくなるという問題が発生する。以下、図
2の各部の波形を図3の模式図を用いて説明する。図2
の受信部RF90の出力は図3のOFDM受信信号71
に示すようにデータ伝送中は振幅があり、定期的にN
1,N2,N3のヌル区間が設けられている。よって、
図2のOFDM復調器92の出力は、図3のOFDM受
信信号71のN1,N2の点でヌル区間の検出をして同
期検出信号72(S1,S2)を得る。しかし、マルチパ
スおよびフェージングの影響でOFDM受信信号71の
F1の区間のようにレベルが低下した場合、誤ってS3
を出力してしまう。また、OFDM受信信号71のヌル
区間N3のように、この区間で雑音が入った場合、同期
検出信号72に示すようにヌル区間の検出ができないこ
とがある。
成するため、直交周波数多重変調方式を用いたデータ伝
送装置において、受信器と送信器の同期をとるため、予
め上記送信器で伝送信号に一定周期毎に所定の同期シン
ボル群を挿入しておき、上記伝送信号を復調する上記受
信器に、該受信した伝送信号をベースバンドの信号に復
調し、A/D変換したディジタル信号の絶対値をとる手
段と、該信号を所定帯域に帯域制限後、該信号の振幅が
所定の値より大きいか小さいかを比較判定して対応する
判定結果を出力する手段と、この判定結果に基づき、上
記同期シンボル群の内の無信号期間(以下、ヌル区間)の
検出判定を行う手段と、上記ヌル区間に続く他の同期シ
ンボルの開始点検出を行う手段と、当該ヌル区間の存在
と上記他の同期シンボルの開始点の両方が検出されたと
きを同期タイミングとし、上記受信器の復調器の動作タ
イミングを当該同期タイミングに合わせる手段を備えた
ものである。
限された信号の振幅が所定値より大きいか小さいかを比
較判定し判定結果を出力する手段を、当該信号の振幅が
所定値より大きいか小さいかを比較する比較手段と該比
較結果に応じてカウント値を増減するカウンタ手段と
し、上記ヌル区間の検出判定を行う手段を、上記カウン
ト値が所定値以上あるいは以下になる時点をヌル区間の
開始点として検出判定する手段としたものである。さら
に、上記ヌル区間に続く他の同期シンボルの開始点検出
を行う場合、上記比較判定された判定結果出力のNサン
プル(Nは2以上の整数)の信号の状態から判定する多数
決型エッジ検出手段を用いるようにしたものである。さ
らにまた、上記多数決型エッジ検出手段として、上記ヌ
ル区間に続く他の同期シンボルの信号がNサンプル区間
において所定のしきい値を超える数をカウントし、当該
カウント数によって上記他の同期シンボルの開始点位置
を検出する手段と、当該Nサンプル区間における上記他
の同期シンボルの信号値の並びが所定の並びであるかを
判定して当該他の同期シンボルの開始点を検出する手段
とを有する構成としたものである。
する手段として、ディジタル化したベースバンドのOF
DM信号のレベルを用いヌル区間の判定を行い、このヌ
ル検出処理をディジタル化したことにより、動作が安定
化し、また、ヌル区間に続くスイープ信号のレベルを確
認することにより、ヌル区間に瞬発的に雑音が混入した
場合でも影響を受けにくい。さらに、マルチパス、フェ
ージングが発生し、受信信号のレベルが下がる場合で
も、上記の方法でヌル区間を確認しているので、誤って
ヌル区間と判断する確率を低減することができる。さら
にまた、本発明は、送信器と受信器の同期をとるための
手段として、受信信号のヌル区間後のスイープ信号の開
始点検出を1サンプルだけの判定ではなくNサンプルの
信号の状態から判定する多数決型エッジ検出としたた
め、受信信号のヌル区間およびヌル区間後に続くスイー
プ信号に雑音が混入しても、より高い精度でスイープ信
号の開始点検出が可能となる。
受信器復調部の構成を図1を使い説明する。OFDM変
調器から送られてきた信号は、RF/IF復調部61で
IF周波数に変換された後、復調されてベースバンドの
OFDM信号となる。そして、OFDMベースバンド信
号はA/D変換器62でA/D変換される。A/D変換
器62の出力は、復調器用制御器10に入力される。復
調器用制御器10に入力された信号は、絶対値回路9で
絶対値化される。この絶対値化された信号S10の模式
波形は図3のOFDM信号73である。そして、この信
号S10は、信号に含まれる雑音を低減させるため、ロ
ーパスフィルタ11に入力され、その出力は受信信号振
幅判定器12(例えば、汎用論理IC 74LS85 等)によ
って、受信信号振幅判定レベル設定器13で設定された
判定レベルで大小比較され信号S12を得る。そして信
号S12は設定された判定レベルよりも小さいときロー
レベル、大きいときハイレベルとなり、該信号S12の
模式波形は図3の判定結果74となる。この信号S12
は、入力が仮にローレベルのとき値を増し、ハイレベル
のとき値を減らすランダムウォークカウンタ(例えば、
汎用論理IC74LS191 等)から構成されるヌル区間検出
器14に入力される。
ウォークカウンタの値は、図3に示すカウンタ値75の
ように増減する。そして、このランダムウォークカウン
タの値が、予め設定した規定値を越えたらヌルと思われ
る区間を検出したとして、図3の波形76のようなプレ
ヌル信号を出力する。また、図1の信号S10(図3の
OFDM信号73)は、受信信号振幅判定レベル設定器
13に予め設定された判定レベルで大小比較されるの
で、ヌルの終わりを明確に判断できるようにするため、
図3のOFDM受信信号71に示すようにヌル期間N
1,N2,N3の後に、所定の同期信号C1,C2,C
3を挿入しておく。 この同期信号C1,C2,C3と
しては、OFDM信号の振幅が最大となるスイープ信号
等が良い。
は、これらスイープ信号C1,C2,C3の開始を検出
した時点でヌル区間終了を知らせる信号を出力する。
このヌル区間終了信号の模式波形77を図3に示す。そ
して、受信部タイミング制御器17は、ヌル区間検出器
14のヌル区間検出信号と受信部タイミング制御器17
のスイープ信号検出信号が対として検出されたときだ
け、正しい同期信号として判定し、OFDM復調器全体
に、同期信号を分配する。そして、受信器が送信器に同
期をとるための処理として、受信器のクロックの周波
数、位相が、送信器のクロックの周波数、位相に追従す
るよう、受信器内のクロック発信器に制御をかける。
この制御は、受信器が受信したスイープ信号と受信器が
もつスイープ信号との相関演算を行い、受信器、送信器
のクロックの周波数、位相差を求め、求めた値で受信器
内のクロック発信器の制御を行う。なお、上記の処理は
ディジタル信号の処理のため、A/D変換器62の出力
が復調器用制御器10に入力されてから同期の検出結果
が出るまで遅延が生じる。このため、データ遅延器18
では、受信部タイミング制御器17に従い復調器用制御
器10に入力されたOFDMディジタル信号に遅延をか
け、受信部タイミング制御器17の出力と位相を合わせ
る。
検出して同期をとる処理において、単にスイープ信号の
開始点を検出しようとした場合、ヌル区間およびヌル区
間後に続くスイープ信号に混入する雑音により、そのス
イープ信号の開始点の位置を誤って判定してしまう場合
がある。 その例を図4に示す。この図4の2値化同期
シンボル波形1、2値化同期シンボル波形2は、図3の
判定結果74の同期シンボル部分である同期シンボル7
8の区間を拡大したものである。ここで、図3の同期シ
ンボル78の区間が、図4の2値化同期シンボル波形1
のように、雑音のないヌル区間1−1,スイープ信号1
−2であれば、スイープ信号開始点1−3を明確に判定
できるが、図3の同期シンボル78の区間に、図4の2
値化同期シンボル波形2のヌル区間2−1,スイープ信
号2−2のように雑音が混入した場合、単純な信号の立
ち上がり検出では、ヌル区間2−1に混入した雑音2−
4を、スイープ信号の開始点の位置と誤って判断してし
まう。
相関演算の範囲を広くとり、正確なスイープ信号開始点
2−3の位置を検出する必要がある。つまり、図4の雑
音のない2値化同期シンボル波形1の場合は、スイープ
信号開始点1−3を正しく検出できるので、該スイープ
信号開始点1−3を相関演算開始点として、K=1から
K=j(jは2以上の整数)まで、j回のスイープ信号の
相関演算を行う。 その相関値Rの例を図5の相関演算
結果4に示す。一方、図4の雑音が混入した2値化同期
シンボル波形2の場合、スイープ信号開始点2−3を検
出するところを、雑音2−4の位置をスイープ信号の開
始点の位置と誤って判断してしまうため、K=−i(i
は2以上の整数)からK=jまで、i+j回のスイープ
信号の相関演算を行う必要がある。その相関値Rの例を
図5の相関演算結果5に示す。結局、受信信号のC/N
比が低く、ヌル区間およびヌル区間後に続くスイープ信
号に雑音が混入して、正しいスイープ信号開始点を検出
でない場合は、正しいスイープ信号開始点と、誤ってス
イープ信号開始点と判断した点の間のサンプル数以上の
サンプル数を加えた、広い区間のスイープ信号相関演算
を行い、同期点を検出する必要があり、スイープ信号相
関演算処理の規模が大きくなる。
型エッジ検出器19を挿入し、ヌル区間に続くスイープ
信号の開始点の検出精度を、さらに改善したものであ
る。この構成を図6に示し、多数決型エッジ検出器19
の動作について説明する。前述のOFDM送信器から送
信され、復調後、A/D変換されたベースバンドのOF
DM信号は、受信信号振幅判定器12に入力される。そ
して、受信信号振幅判定レベル設定器13に設定された
判定レベルで、大小比較され、ヌル区間検出器14およ
び多数決型エッジ検出器19に入力される。ヌル区間検
出器14でヌル区間を検出し、多数決型エッジ検出器1
9でスイープ信号の開始を検出する。この多数決型エッ
ジ検出器19の出力は、スイープ信号検出器15に入力
されスイープ信号の開始エッジを検出する。そして、受
信部タイミング制御器17は、ヌル区間検出器14のヌ
ル区間検出信号とスイープ信号検出器15のスイープ信
号検出信号の両方が検出されたとき正しい同期として判
定し、OFDM復調器の各部に同期信号を分配する。
の一実施例を図7に示し説明する。前述の受信信号振幅
判定器12で受信信号振幅判定レベル設定器13に設定
された判定レベルで大小比較され2値化された信号が、
多数決型エッジ検出器19に入力される。この信号は、
シフトレジスタ21−1からシフトレジスタ21−n
(nは、2以上の整数)へとシフトされる。 加算器2
2にはシフトレジスタ21−1からシフトレジスタ21
−nの出力が入力される。結局、この加算器22の出力
は、シフトレジスタ21−1からシフトレジスタ21−
nに入力される信号が、受信信号振幅判定レベル設定器
13に設定された判定レベルより大きいときのサンプル
数を数えた値となる。そして、加算器22の出力は比較
器24でスイープ信号判定レベル設定器23の設定値と
比較される。例えば、シフトレジスタ21が20段あ
り、スイープ信号判定レベル設定器23の設定値を15
サンプル以上とすると、20のサンプル値の内15サン
プル以上が、受信信号振幅判定レベル設定器13に設定
された判定値より大きいときに、スイープ信号開始点と
判断する。
受信信号振幅判定レベル設定器13に設定された判定レ
ベルで大小比較され、2値化された信号を、多数決型エ
ッジ検出器19にてエッジ検出するので、受信信号のヌ
ル区間およびヌル区間に続くスイープ信号に混入した雑
音の影響が図1の構成より、さらに減少する。なお、仮
に図7のスイープ信号判定レベル設定器23に「20の
サンプル値の内、15サンプル以上の受信信号が受信信
号振幅判定レベル設定器13に設定された判定レベルよ
り大きいとき」というように設定すると、実際にスイー
プ信号の開始点を検出するのは、20のサンプル値の内
15サンプル以上、20サンプルまでとなるので、雑音
の混入する量に応じ、スイープ信号の開始点の検出タイ
ミングが、最大5サンプルの範囲でずれる。この5サン
プルのずれは、スイープ信号の開始点の検出位置のずれ
となるため図5に示すスイープ信号相関演算範囲を、前
述の5クロックのずれを含めた広い範囲について行う必
要があり、スイープ信号相関演算処理量が増すことにな
る。
9内の具体的な動作タイミング波形を図8に示し、以下
に説明する。図7のシフトレジスタを20段とし、シフ
トレジスタ21に、図8の入力波形30のような雑音の
ないスイープ信号が入力された場合、加算器22の出力
値が比較器24において、スイープ信号判定レベル設定
器23に設定された15以上であるかを判定され、加算
器出力波形31のようになる。この時の遅延期間41
は、15サンプルとなる。 また、シフトレジスタ21
−nの出力は、出力波形33となる。一方、シフトレジ
スタ21に、図8の入力波形34のような4サンプルの
雑音のある信号が入力された場合は、比較器24の出力
波形35のようになり、遅延期間44は19サンプルと
なる。このように、雑音量で比較器24の出力タイミン
グは変動するので、この条件では加算器22の出力をそ
のままスイープ信号の開始点と判断すると、検出誤差4
3に示すように、4サンプル誤差を生じる。
器24の出力とシフトレジスタ21−nの状態(この例
では4サンプル)を確認し、仮にこれらのレベルが、
L,L,H,Hとなるタイミングで判定する。具体的に
は、図8の出力波形33または出力波形36に示すよう
に、○印の付したサンプルの状態を判定する。その結
果、受信信号のヌル区間およびヌル区間後に続くスイー
プ信号に雑音が混入しても、スイープ信号の開始点を正
しく検出することができる。
他の実施例を図9に示す。図1の受信信号振幅判定器1
2で、受信信号振幅判定レベル設定器13に設定された
判定レベルで大小比較され2値化された信号が、多数決
型エッジ検出器19に入力される。この信号は、シフト
レジスタ21−1からシフトレジスタ21−nへとシフ
トされる。 加算器22−1では、入力された2値化判
定値を加算する。この加算結果は、レジスタ26−1に
格納される。一方、シフトレジスタ22−nの出力は加
算器22−2で加算される。 この加算結果は、レジス
タ26−2に格納される。そして、レジスタ26−1か
らレジスタ26−2の出力を、加算器22−3で減算す
ると、シフトレジスタ21−1からシフトレジスタ21
−n間の受信信号振幅判定レベル設定器23に設定され
た判定レベルより大きいときのサンプル数が求められ
る。
イープ信号判定レベル設定器23で与えられたサンプル
数以上であれば、スイープ信号が存在していると判断す
る。しかし、比較器24の出力は、図7の多数決型エッ
ジ検出器19の比較器24と同様に、図8の出力波形3
3、出力波形36のように、雑音の混入量に応じ検出タ
イミングがずれるので、図7のエッジ検出器25と同様
に、比較器24の出力とシフトレジスタ21−nの状態
(この例では4サンプル)を確認し、仮にレベルが、L,
L,H,Hとなるタイミングで判定する。なお、多数決
型エッジ検出器19の場合、レジスタ26−1とレジス
タ26−2は積算ループがあるので、初期化が必要であ
る。 その初期化は、リセット信号27で行う。 ま
た、レジスタ26−1とレジスタ26−2のビット数
は、シフトレジスタ21−1からシフトレジスタ21−
nの総段数以上を表現できる数が必要である。なお、前
述の例では、同期シンボル群として、ヌル区間の後にス
イープ信号が続く構成の場合について説明したが、ヌル
区間に続く信号としては、一定レベルの1キャリア信号
しか含まない信号等、振幅が一定である信号であれば良
い。
区間の検出をし損なうことや、マルチパス、フェージン
グが発生し受信信号のレベルが下がる場合でも、スイー
プ信号の開始点をヌル区間と誤って判断する確率が低減
されると共に、ヌル区間の検出処理がディジタル化され
ているので、スイープ信号の開始点を正しく検出できる
安定したOFDM伝送装置を提供することができる。
を示すブロック図
示すブロック図
示す模式図
模式図
施例の構成を示すブロック図
ロック図
すブロック図
スフィルタ、12:受信信号振幅判定器、13:受信信
号振幅判定レベル設定器、14:ヌル区間検出器、1
5:スイープ信号検出器、17:受信部タイミング制御
器、18:データ遅延器、19:多数決型エッジ検出
器、61:RF、IF復調部、62:A/D変換器、9
0:受信部RF、91:受信部IF、93:OFDM復
調器。
Claims (4)
- 【請求項1】 直交周波数多重変調方式を用いたデータ
伝送装置において、受信器と送信器の同期をとるため、
予め上記送信器で伝送信号に一定周期毎に所定の同期シ
ンボル群を挿入しておき、上記伝送信号を復調する上記
受信器に、該受信した伝送信号をベースバンドの信号に
復調し、A/D変換したディジタル信号の絶対値をとる
手段と、該信号を所定帯域に帯域制限後、該信号の振幅
が所定の値より大きいか小さいかを比較判定して対応す
る判定結果を出力する手段と、この判定結果に基づき、
上記同期シンボル群の内の無信号期間(以下、ヌル区間)
の検出判定を行う手段と、上記ヌル区間に続く他の同期
シンボルの開始点検出を行う手段と、当該ヌル区間の存
在と該ヌル区間に続く他の同期シンボルの開始点の両方
が検出された時を同期タイミングとし、上記受信器の復
調器の動作タイミングを当該同期タイミングに合わせる
手段を備えたことを特徴とするデータ伝送装置。 - 【請求項2】 請求項1に記載のデータ伝送装置におい
て、上記絶対値化され、所定帯域に帯域制限された信号
の振幅が所定値より大きいか小さいかを比較判定し判定
結果を出力する手段を、当該信号の振幅が所定値より大
きいか小さいかを比較する比較手段と該比較結果に応じ
てカウント値を増減するカウンタ手段とし、上記ヌル区
間の検出判定を行う手段を、上記カウント値が所定値以
上あるいは以下になる時点をヌル区間の開始点として検
出判定する手段としたことを特徴とするデータ伝送装
置。 - 【請求項3】 請求項1乃至2に記載のデータ伝送装置
において、上記ヌル区間に続く他の同期シンボルの開始
点検出を行う場合、上記比較判定された判定結果出力の
Nサンプル(Nは2以上の整数)の信号の状態から判定す
る多数決型エッジ検出手段を用いることを特徴とするデ
ータ伝送装置。 - 【請求項4】 請求項3に記載のデータ伝送装置におい
て、上記多数決型エッジ検出手段として、上記ヌル区間
に続く他の同期シンボルの信号がNサンプル(Nは2以
上の正数)区間において所定のしきい値を超える数をカ
ウントし、当該カウント数によって上記他の同期シンボ
ルの開始点位置を検出する手段と、当該Nサンプル区間
における上記他の同期シンボルの信号値の並びが所定の
並びであるかを判定して当該他の同期シンボルの開始点
を検出する手段とを有することを特徴とするデータ伝送
装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15559197A JP3568180B2 (ja) | 1997-06-12 | 1997-06-12 | データ伝送装置 |
US09/096,454 US6381251B1 (en) | 1997-06-12 | 1998-06-11 | Data transmission apparatus and receiving apparatus using orthogonal frequency division multiplex modulation system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15559197A JP3568180B2 (ja) | 1997-06-12 | 1997-06-12 | データ伝送装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH114210A true JPH114210A (ja) | 1999-01-06 |
JP3568180B2 JP3568180B2 (ja) | 2004-09-22 |
Family
ID=15609387
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP15559197A Expired - Fee Related JP3568180B2 (ja) | 1997-06-12 | 1997-06-12 | データ伝送装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
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US (1) | US6381251B1 (ja) |
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