KR100335691B1

KR100335691B1 - 직교 주파수 분할 다중화 수신 장치

Info

Publication number: KR100335691B1
Application number: KR1019990052916A
Authority: KR
Inventors: 수도히로아키
Original assignee: 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤
Priority date: 1998-11-26
Filing date: 1999-11-26
Publication date: 2002-05-08
Also published as: EP1005204B1; DE69929742D1; KR20000047732A; EP1005204A3; JP3606761B2; US6647025B1; EP1005204A2; JP2000224132A; CN1261228A; CN1153387C; DE69929742T2

Abstract

승산기(103)는, 수신 신호와 수신 신호가 1심볼 지연된 신호와의 상관값을 산출하고, 적산기(104)는 산출 결과를 적산하며, 감산기(105)는 임의의 임계값과 감산 처리하고, 판정기(106)는 대소를 판정하며, 최초 타이밍 검출부(107)는, 일정 시간내에 수신된 복수의 프레임에 대하여, 어느 프레임에 대한 피크 검출 타이밍이 시간적으로 가장 빨리 획득된 것인지를 비교·선택하며, FFT 회로(108)는 선택된 타이밍을 처리 개시 타이밍으로 하여, 수신 신호에 대해 FFT 처리를 한다.

Description

직교 주파수 분할 다중화 수신 장치{ORTHOGONAL FREQUENCY DIVISION MULTIPLEX(OFDM) RECEIVER}

본 발명은 OFDM 수신 장치에 관한 것으로, 특히 이동체 통신에 있어서의 OFDM 수신 장치 및 그 심볼 동기 오차 저감 방법에 관한 것이다.

이하, 도 1 내지 도 4를 이용하여, 종래의 OFDM 수신 장치에 대하여 설명한다. 도 1은 종래의 OFDM 수신 장치의 1개략 구성을 나타내는 주요부 블럭도이고, 도 2는 종래의 OFDM 수신 장치의 다른 1개략 구성을 나타내는 주요부 블럭도이며,도 3은 OFDM 방식의 송신 신호의 프레임 구성을 나타내는 모식도이고, 도 4는 OFDM 수신 장치에 있어서의 상관값 산출 결과를 나타내는 모식도이다.

우선, 도 1을 이용하여 종래의 OFDM 수신 장치의 구성 및 그 심볼 동기 타이밍 획득 방법에 대하여 설명한다.

도 1에 있어서, A/D 변환기(1)는 수신 신호를 아날로그 신호에서 디지탈 신호로 변환한다. 지연기(2)는 디지탈 신호로 변환된 수신 신호를 1심볼분 지연시킨다. 승산기(3)는 디지탈 신호로 변환된 수신 신호와, 지연기(2)에 의해서 1심볼 지연된 수신 신호에 대하여 복소 승산 처리를 한다.

적산기(4)는 승산기(3)의 출력을 적산한다. 감산기(5)는 적산기(4)의 출력과 임계값을 감산 처리한다. 판정기(6)는 감산기(5)의 출력의 정부(正負) 판정을 한다. 예컨대, 이 출력이 정(正)인 경우에 적산 결과가 임계값을 넘었다고 판정하여, 이 적산값이 얻어지는 타이밍을 후술하는 FFT의 처리 타이밍으로 한다.

FFT 회로(7)는 디지탈 신호로 변환된 수신 신호에 대하여 고속 퓨리에 변환(FFT) 처리를 한다. FFT 회로(7)에 있어서의 FFT 처리는 판정기(6)의 출력, 즉 처리 개시 타이밍에 근거하여 시작된다.

복조부(8)는 FFT 회로(7)의 출력 신호에 대하여 복조 처리를 한다. 판정기(9)는 복조부(8)의 출력 신호의 판정을 한다.

이어서, 상기 구성을 갖는 OFDM 수신 장치의 동작을 설명한다. 수신된 수신 신호는 일반적으로, 도 3에 나타내는 것과 같은 프레임 구성을 갖고, 유효 심볼(41)전에는 지연파를 제거할 목적으로 유효 심볼의 후단부와 동일한 신호가 가드 구간(42)으로서 마련되고, 신호의 선두(가드 구간의 전)에는 위상 기준 심볼(파일럿 심볼)(43)과 위상 기준 심볼(43)과 동일한 신호인 동기용 심볼(44)이 마련된다.

A/D 변환기(1)에 의해서 디지탈 신호로 변환된 수신 신호는 지연기(2)에 의해서 1심볼분 지연되고, 승산기(3)에 의해서 수신 신호와 1심볼 지연된 수신 신호와의 상관값이 구해진다.

위상 기준 심볼(43)과 동일한 신호가 동기용 심볼(44)로서 위상 기준 심볼(43)전에 마련되어 있기 때문에, 도 4에 도시하는 바와 같이 수신 신호의 위상 기준 심볼의 후단으로서, 1심볼 지연시킨 신호의 동기 심볼의 후단(위상 기준 심볼(43)의 선두)에서 승산기(3)에 의해서 산출되는 상관값이 피크로 된다. 따라서, 감산기(5)와 판정기(6)를 이용하여, 적산기(4)의 출력과 임계값과의 비교를 하는 것에 의해, 상관값의 피크를 검출할 수 있다.

판정기(9)의 출력인 심볼 동기 타이밍은 FFT 회로(7)에 입력되어, FFT 처리 개시 트리거로 된다.

FFT 회로(7)에 의해서 FFT 처리된 수신 신호는 복조부(8)에 출력되어, 복조부(8)에 의해서 복조 처리가 행하여지고, 판정기(9)에 의해서 판정되어, 복조 신호로 된다.

이어서, 도 2를 이용하여, 복수의 브랜치(branch)의 수신 신호에 대하여 다이버시티를 하는 경우에 대하여 기술한다.

도 2에 있어서, A/D 변환기(11) 및 A/D 변환기(12)는 각각, 브랜치 1로부터의 수신 신호 1 및 브랜치 2로부터의 수신 신호 2를 아날로그 신호에서 디지탈 신호로 변환한다. 지연기(13) 및 지연기(14)는 각각, 디지탈 신호로 변환된 수신 신호 1 및 수신 신호 2를 1심볼분 지연시킨다. 승산기(15) 및 승산기(16)는 각각, 디지탈 신호로 변환된 수신 신호 1 및 수신 신호 2와, 지연기(13) 및 지연기(14)에 의해서 1심볼 지연된 수신 신호 1 및 수신 신호 2에 대하여 복소 승산 처리를 한다.

적산기(17) 및 적산기(18)는 각각, 승산기(l5) 및 승산기(16)의 출력을 적산한다. 감산기(19) 및 감산기(20)는 각각, 적산기(17) 및 적산기(18)의 출력과 임계값을 감산 처리한다. 판정기(21) 및 판정기(22)는 각각, 감산기(19) 및 감산기(20)의 출력의 정부 판정을 한다. 예컨대, 이 출력이 정인 경우에 적산 결과가 임계값을 넘었다고 판정하여, 이 적산값이 얻어지는 타이밍을 후술하는 FFT의 처리 타이밍으로 한다.

FFT 회로(23) 및 FFT 회로(24)는 각각, 디지탈 신호로 변환된 수신 신호 1 및 수신 신호 2에 대하여 고속 퓨리에 변환(FFT) 처리를 한다. 이들 FFT 회로(23) 및 FFT 회로(24)에 있어서의 FFT 처리는 각각, 판정기(21) 및 판정기(22)의 출력, 즉 처리 개시 타이밍에 근거하여 개시된다.

선택기(25)는 수신 신호 1 및 수신 신호 2의 수신 레벨에 따라서, FFT 회로(23)의 출력 또는 FFT 회로(24)의 출력을 선택하여 출력한다. 복조부(26)는 선택기(25)의 출력 신호에 대하여 복조 처리를 한다. 판정기(27)는 복조부(26)의 출력 신호의 판정을 한다.

아크 탄젠트(arc·tangent) 연산기(28) 및 아크 탄젠트 연산기(29)는 각각, 적산기(17) 및 적산기(18)의 출력 신호에 대하여 아크 탄젠트 연산을 한다. 평균화기(30)는 아크 탄젠트 연산기(28)의 출력과 아크 탄젠트 연산기(29)의 출력과의 평균을 취한다.

이어서, 상기 구성을 갖는 OFDM 수신 장치의 동작을 설명한다. 브랜치 1 및 브랜치 2에 의해서 수신된 수신 신호 1 및 수신 신호 2는 A/D 변환기(11) 및 A/D 변환기(12)에 의해서 디지탈 신호로 변환되고, 지연기(13) 및 지연기(14)에 의해서 1심볼분 지연되며, 승산기(15) 및 승산기(16)에 의해서 수신 신호와 1심볼 지연된 수신 신호와의 상관값이 구해진다.

산출된 각 브랜치의 수신 신호에 대한 상관값은 감산기(19) 및 감산기(20)와, 판정기(21) 및 판정기(22)를 이용하여, 적산기(17) 및 적산기(18)의 출력과 임계값과의 대소 비교를 하는 것에 의해 각각 피크가 검출된다.

판정기(21) 및 판정기(22)의 출력인 심볼 동기 타이밍은 각각, FFT 회로(23) 및 FFT 회로(24)에 입력되어, FFT 처리 개시 트리거로 된다.

FFT 회로(23) 및 FFT 회로(24)에 의해서 각각 FFT 처리된 수신 신호 1 및 수신 신호 2는 선택기(25)에 의해서 수신 레벨이 높은 쪽이 선택되어, 복조부(26)에 출력된다. 선택기(25)에 의해서 선택되어 복조부(26)에 입력된 수신 신호는 복조부(26)에 의해서 복조 처리가 행하여지고, 판정기(27)에 의해서 판정되어, 복조 신호로 된다.

한편, 적산기(17) 및 적산기(18)의 출력 신호는 각각, 아크 탄젠트연산기(28) 및 아크 탄젠트 연산기(29)에 의해서 아크 탄젠트 연산이 행하여져 각 브랜치의 수신 신호의 위상 회전량이 산출된다. 이 각 브랜치의 수신 신호의 위상 회전량은 평균화기(30)에 의해서 평균화되어 출력된다. 평균화기(30)의 출력인 위상 회전량 △f는 보상해야 할 주파수 오프셋량으로서, 직교 검파시의 주파수 오프셋 보상에 이용된다.

이와 같이, 종래의 OFDM 수신 장치는 수신 신호와 수신 신호를 1심볼 지연시켜 신호와의 상관값을 산출하고, 상관값의 피크를 검출하여, 이 피크가 검출된 타이밍을 심볼 동기 타이밍으로 하여, 수신 신호에 대한 FFT 처리 개시의 타이밍으로 한다. 또, 다이버시티에 있어서는 수신 레벨이 가장 높은 브랜치를 선택한다.

그러나, 종래의 OFDM 수신 장치에 있어서는 심볼 동기 타이밍이 시간적으로 보다 후방에서 획득되는 경향에 있는 멀티 패스 환경하에 있어서, 에러율 특성이 열화한다고 하는 문제가 있다.

즉, 종래의 OFDM 수신 장치에 있어서는 가드 구간은 유효 심볼의 전단에 마련되기 때문에, 심볼 동기 타이밍이 실제보다도 시간적으로 전방에서 획득된 경우에는 유효 심볼을 문제없이 추출할 수 있지만, 실제보다도 시간적으로 후방에서 동기가 획득된 경우에는 간섭이 발생하여 에러율 특성이 크게 열화한다.

본 발명의 목적은 심볼 동기 획득의 정밀도를 향상시켜, 멀티 패스 환경하에서의 에러율을 향상시키는 OFDM 수신 장치를 제공하는 것이다.

도 1은 종래의 OFDM 수신 장치의 1개략 구성을 나타내는 주요부 블럭도,

도 2는 종래의 OFDM 수신 장치의 1개략 구성을 나타내는 주요부 블럭도,

도 3은 OFDM 방식의 송신 신호의 프레임 구성을 나타내는 모식도,

도 4는 OFDM 수신 장치에 있어서의 상관값 산출 결과를 나타내는 모식도,

도 5는 본 발명의 실시예 1에 관한 OFDM 수신 장치의 개략 구성을 나타내는 주요부 블럭도,

도 6은 본 발명의 실시예 1에 관한 OFDM 수신 장치의 최초 타이밍 검출부의 개략 구성을 나타내는 주요부 블럭도,

도 7은 본 발명의 실시예 2에 관한 OFDM 수신 장치의 최초 타이밍 검출부의 개략 구성을 나타내는 주요부 블럭도,

도 8은 본 발명의 실시예 1에 관한 OFDM 수신 장치의 개략 구성을 나타내는 주요부 블럭도,

도 9는 본 발명의 실시예 1에 관한 OFDM 수신 장치의 최초 타이밍 검출부의 개략 구성을 나타내는 주요부 블럭도,

도 10은 본 발명의 실시예 4에 관한 OFDM 수신 장치의 개략 구성을 나타내는 주요부 블럭도,

도 11은 본 발명의 실시예 5에 관한 OFDM 수신 장치의 개략 구성을 나타내는 주요부 블럭도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

101 : A/D 변환기 102 : 지연기

103 : 승산기 104 : 적산기

105 : 감산기 106 : 판정기

107 : 최초 타이밍 검출부 108 : FFT 회로

109 : 복조부

본 발명의 골자는 일정 시간내에 수신된 복수의 프레임중, 가장 빨리 상관값의 피크가 검출된 프레임에 대한 피크 검출 타이밍을 FFT 처리 개시의 타이밍인 심볼 동기 타이밍으로서 이용하고, 또한, 다이버시티에 있어서는 가장 빨리 상관값의 피크가 검출된 브랜치에 대한 피크 검출 타이밍을 전체 브랜치에 대하여 공통의 FFT 처리 개시의 타이밍인 심볼 동기 타이밍으로서 이용하는 것이다.

본 발명의 상기 및 그밖의 목적과 새로운 특징은 이하, 도면을 참조로 설명하는 실시예에서 더욱 명확하게 될 것이다.

이하, 본 발명의 실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

(실시예 1)

본 실시예에 관한 OFDM 수신 장치는 일정 시간내에 수신된 복수의 프레임 중에서 시간적으로 가장 빨리 심볼 동기를 획득한 프레임에 대한 타이밍을 심볼 동기 타이밍으로서 이용하는 것이다.

이하, 도 5 및 도 6을 이용하여, 본 실시예에 관한 OFDM 수신 장치에 대하여 설명한다. 도 5는 본 발명의 실시예 1에 관한 OFDM 수신 장치의 개략 구성을 나타내는 주요부 블럭도이고, 도 6은 본 발명의 실시예 1에 관한 OFDM 수신 장치의 최초 타이밍 검출부의 개략 구성을 나타내는 주요부 블럭도이다.

A/D 변환기(101)는 수신 신호를 아날로그 신호에서 디지탈 신호로 변환한다. 지연기(102)는 디지탈 신호로 변환된 수신 신호를 1심볼분 지연시킨다.승산기(103)는 디지탈 신호로 변환된 수신 신호와, 지연기(102)에 의해서 1심볼 지연된 수신 신호에 대하여 복소 승산 처리를 한다.

적산기(104)는 승산기(103)의 출력을 적산한다. 감산기(105)는 적산기(104)의 출력과 임계값을 감산 처리한다. 판정기(106)는 감산기(105)의 출력의 정부 판정을 한다. 예컨대, 이 출력이 정인 경우에 적산 결과가 임계값을 넘었다고 판정하여, 이 적산값이 얻어지는 타이밍을 후술하는 FFT의 처리 타이밍으로 한다.

최초 타이밍 검출부(107)는 일정 시간내에 수신된 복수의 프레임에 대하여, 판정기(106)의 출력을 비교하여, 시간적으로 가장 빨리 상관값의 피크가 검출된 프레임을 선택하고, 이 선택된 프레임의 피크 타이밍을 심볼 동기 타이밍으로 하여 FFT 회로(108)에 출력한다. 또, 상기 일정 시간은 임의로 정할 수 있다. 최초 타이밍 검출부(107)에 대해서는 뒤에 상술한다.

FFT 회로(108)는 디지탈 신호로 변환된 수신 신호에 대하여 고속 퓨리에 변환(FFT) 처리를 한다. FFT 회로(108)에 있어서의 FFT 처리는 최초 타이밍 검출부(l07)의 출력, 즉 처리 개시 타이밍에 근거하여 시작된다.

복조부(109)는 FFT 회로(108)의 출력 신호에 대하여 복조 처리를 한다. 판정기(110)는 복조부(l09)의 출력 신호의 판정을 한다.

이어서, 도 6을 이용하여, 최초 타이밍 검출부(l07)에 대하여 상술한다.

최초 타이밍 검출부(107)는 도 6에 도시하는 바와 같이 카운터(201)와, 스위치(202)와, 복수의 메모리(203)와, 대소 비교기(204)로 이루어진다.

카운터(201)는 주기가 1프레임 길이와 동등하며, 판정기(106)의 출력인 수신신호의 각 프레임에 대한 피크 검출 타이밍에 의해서 계수 동작을 정지하고, 이 정지한 시점에서의 카운터 수치를 유지한다.

스위치(202)는 각 프레임에 대한 카운터 수치를 각각 다른 메모리(203)에 출력하도록 전환한다.

각 메모리(203)는 각 프레임의 카운터 수치를 저장한다. 메모리(203)는 최초 타이밍 검출부(l07)가 감시하는 일정 시간에 수신되는 프레임수가 충분히 저장되도록 마련하는 수가 결정된다. 예컨대, 최초 타이밍 검출부(107)가 감시하는 일정 시간을 1msec로 하고, 1msec 동안에 평균 4 프레임 수신되는 것이면, 메모리(203)는 4개 이상 마련하도록 한다.

대소 비교기(204)는 각 메모리(203)에 저장된 각 프레임에 대한 카운터 수치를 판독하고, 대소를 비교하여, 가장 수치가 작은 것을 출력한다. 이 출력된 카운터 수치가, 심볼 동기 타이밍으로서, FFT 처리 개시 타이밍으로 된다.

이어서, 상기 구성을 갖는 OFDM 수신 장치의 동작에 대하여 설명한다.

수신된 수신 신호는 A/D 변환기(101)에 의해서 디지탈 신호로 변환되고, 지연기(102)에 의해서 l 심볼분 지연되며, 승산기(103)에 의해서 1심볼 지연된 신호와의 상관값이 산출된다.

산출된 상관값은 적산기(104)에 의해서 적산되고, 감산기(105)에 의해서 임의의 임계값과 감산 처리되며, 판정기(106)에 의해서 대소 판정되어, 수신 신호의 각 프레임에 대한 상관값의 피크를 검출할 수 있다.

판정기(106)의 출력인 상관값의 피크는 최초 타이밍 검출부(107)에 의해서,일정 시간내에 수신된 복수의 프레임에 대하여, 어느 프레임에 대한 피크 검출 타이밍이 시간적으로 가장 빨리 획득되었는지 비교·선택된다.

A/D 변환뒤의 수신 신호는 FFT 회로(108)에 의해서, 대소 비교기(204)가 출력하는 타이밍을 처리 개시 타이밍으로 하여 FFT 처리된다.

FFT 처리된 수신 신호는 복조부(109)에 출력되고, 복조부(109)에 의해서 복조 처리가 행하여지며, 판정기(110)에 의해서 판정되어, 복조 신호로 된다.

이와 같이, 본 실시예에 의하면, 일정 시간내에 수신된 복수의 프레임에 대하여 검출된 상관값의 피크 중에서 시간적으로 가장 빠른 것을 심볼 동기 타이밍으로 하는 것에 의해, 심볼 동기 타이밍이 시간적으로 후방으로 어긋나는 것을 방지하여, 심볼 동기 타이밍의 획득 정밀도를 높일 수 있기 때문에, 멀티 패스 환경하에서의 에러율을 향상시킬 수 있다.

(실시예 2)

본 실시예에 관한 OFDM 수신 장치는 실시예 1과 마찬가지의 구성을 갖되, 단지 최초 타이밍 검출부 내의 메모리 용량을 삭감하는 것이다.

이하, 도 7을 이용하여 본 실시예에 관한 OFDM 수신 장치에 대하여 설명한다. 도 7은 본 발명의 실시예 2에 관한 OFDM 수신 장치의 최초 타이밍 검출부의 개략 구성을 나타내는 주요부 블럭도이다. 또, 실시예 1과 마찬가지의 구성에는 동일한 부호를 부여하고, 자세한 설명은 생략한다.

도 7에 있어서, 카운터(201)는 실시예 1과 마찬가지로, 수신된 각 프레임에대한 피크 검출 타이밍에 있어서의 카운터 수치를 순차 출력한다.

스위치(301)는 대소 비교기(204)의 출력에 근거하여, 카운터(201)에 의해서 계수된 카운터 수치나, 또는 메모리(302)에 이미 저장되어 있는 카운터 수치중, 작은 쪽을 메모리(302)에 출력하여 저장한다.

대소 비교기(204)는 메모리(302)에 저장되어 있는 카운터 수치와, 카운터(20l)가 출력하는 카운터 수치를 대소 비교하여 작은 쪽을 출력한다.

이와 같이, 본 실시예에 의하면, 최초 타이밍 검출부가 시간적으로 가장 빠른 타이밍이 나타날 때마다 그 타이밍을 저장하고, 이것을 심볼 동기 타이밍으로서 이용하기 때문에, 심볼 동기 획득 정밀도가 향상됨과 동시에, 메모리 용량이 삭감되어, 장치를 소형화·경량화할 수 있다.

이하, 실시예 3 내지 실시예 5에 있어서는 다이버시티를 하는 경우에 대하여 설명한다.

(실시예 3)

본 실시예에 관한 OFDM 수신 장치는 시간적으로 가장 빨리 심볼 동기를 획득한 브랜치에 대한 심볼 동기 타이밍을 전 브랜치에 대한 심볼 동기 타이밍으로서 이용하는 것이다.

이하, 도 8을 이용하여, 본 실시예에 관한 OFDM 수신 장치에 대하여 설명한다. 도 8은 본 발명의 실시예 1에 관한 OFDM 수신 장치의 개략 구성을 나타내는 주요부 블럭도이다.

A/D 변환기(401) 및 A/D 변환기(402)는 각각, 브랜치 1로부터의 수신 신호 1 및 브랜치 2로부터의 수신 신호 2를 아날로그 신호에서 디지탈 신호로 변환한다. 지연기(403) 및 지연기(404)는 각각, 디지탈 신호로 변환된 수신 신호 1 및 수신 신호 2를 1심볼분 지연시킨다. 승산기(405) 및 승산기(406)는 각각, 디지탈 신호로 변환된 수신 신호 1 및 수신 신호 2와, 지연기(403) 및 지연기(404)에 의해서 1심볼 지연된 수신 신호 1 및 수신 신호 2에 대하여 복소 승산 처리를 한다.

적산기(407) 및 적산기(408)는 각각, 승산기(405) 및 승산기(406)의 출력을 적산한다. 감산기(409) 및 감산기(410)는 각각, 적산기(407) 및 적산기(408)의 출력과 임계값을 감산 처리한다. 판정기(411) 및 판정기(412)는 각각, 감산기(409) 및 감산기(410)의 출력의 정부 판정을 한다. 예컨대, 이 출력이 정인 경우에 적산 결과가 임계값을 넘었다고 판정하고, 이 적산값이 얻어지는 타이밍을 후술하는 FFT의 처리 타이밍으로 한다.

최초 타이밍 검출부(413)는 판정기(411)의 출력과 판정기(412)의 출력을 비교하여, 심볼 동기 타이밍을 시간적으로 빨리 획득한 쪽을 선택하여, 이 선택된 타이밍을, 양 브랜치에 공통의 심볼 동기 타이밍으로 하여 FFT 회로(414) 및 FFT 회로(4l5)의 양쪽에 출력한다.

이 최초 타이밍 검출부(413)는 브랜치마다 마련되고, 임의의 일정 주기로 동작하는 카운터(501, 502)와, 카운터(501, 502)의 계측값의 대소 비교를 실행하는 대소 비교부(503)와, 이 계측값이 최소로 되는 브랜치를 선택하는 선택기(504)를 구비하고 있다.

FFT 회로(414) 및 FFT 회로(415)는 각각, 디지탈 신호로 변환된 수신 신호 1 및 수신 신호 2에 대하여 고속 퓨리에 변환(FFT) 처리를 한다. 이들 FFT 회로(414) 및 FFT 회로(415)에 있어서의 FFT 처리는 각각, 판정기(411) 또는 판정기(412)의 출력, 즉 처리 개시 타이밍에 근거하여 개시된다.

선택기(416)는 수신 신호 1 및 수신 신호 2의 수신 레벨에 따라서, FFT 회로(414)의 출력 또는 FFT 회로(415)의 출력을 선택하여 출력한다. 복조부(417)는 선택기(416)의 출력 신호에 대하여 복조 처리를 한다. 판정기(418)는 복조부(417)의 출력 신호의 판정을 한다.

아크 탄젠트 연산기(419) 및 아크 탄젠트 연산기(420)는 각각, 종래와 마찬가지로, 적산기(407) 및 적산기(408)의 출력 신호에 대하여 아크 탄젠트 연산을 한다. 평균화기(421)는 아크 탄젠트 연산기(419)의 출력과 아크 탄젠트 연산기(420)의 출력과의 평균을 취한다.

브랜치 1 및 브랜치 2에 의해서 수신된 수신 신호 1 및 수신 신호 2는 각각, A/D 변환기(401) 및 A/D 변환기(402)에 의해서 디지탈 신호로 변환되고, 지연기(403) 및 지연기(404)에 의해서 1심볼분 지연되며, 승산기(405) 및 승산기(406)에 의해서 1심볼 지연된 신호와의 상관값이 산출된다.

산출된 상관값은 각각, 적산기(407) 및 적산기(408)에 의해서 적산되고, 감산기(409) 및 감산기(410)에 의해서 임의의 임계값과 감산 처리되며, 판정기(411) 및 판정기(412)에 의해서 대소 판정되어, 수신 신호 1 및 수신 신호 2 각각의 상관값의 피크를 검출할 수 있다.

판정기(411)의 출력인 상관값의 피크 및 판정기(412)의 출력인 상관값의 피크는 최초 타이밍 검출부(413)에 의해서, 어느 쪽의 타이밍이 시간적으로 빨리 획득되었는지가 비교· 선택된다. 즉, 도 9에 있어서, 카운터(501) 및 카운터(502)는 각각, 샘플 속도로 동작하고, 판정기(411) 및 (412)의 출력에 의해서 카운트를 정지하며, 이 정지 시점에서의 카운터 수치를 유지한다. 대소 비교기(503)는 카운터(501) 및 카운터(502)가 유지하는 카운터 정지 시점에서의 수치의 대소 비교를 하여 선택기(504)에 출력한다.

선택기(504)는 대소 비교기(503)의 출력에 따라서, 카운터(501) 및 카운터(502)가 유지하는 카운터 정지 시점에서의 수치가 작은 쪽의 판정기(411) 및 (412)의 출력을 선택하여, FFT 회로(414) 및 FFT 회로(415)의 양쪽에 출력한다.

이와 같이 선택된 타이밍은 양 브랜치에 공통의 심볼 동기 타이밍으로서, 수신 신호 1에 대하여 FFT 처리를 하는 FFT 회로(414) 및 수신 신호 2에 대하여 FFT 처리를 하는 FFT 회로(415)의 양쪽에 공통의 FFT 처리 개시의 타이밍으로 된다.

디지탈 신호로 변환된 수신 신호 1 및 수신 신호 2는 최초 타이밍 검출부(413)로부터의 제어 신호를 FFT 처리 개시 트리거로 하는 FFT 회로(414) 및 FFT 회로(415)에 있어서, 각각 FFT 처리된다.

FFT 처리된 수신 신호 1 및 수신 신호 2는 선택기(416)에 의해서 수신 레벨이 높은 쪽이 선택되어 복조부(417)에 출력된다. 복조부(417)에 입력된 수신 신호는 복조부(417)에 의해서 복조 처리가 행하여지고, 판정기(418)에 의해서 판정되어복조 신호로 된다.

한편, 적산기(407) 및 적산기(408)의 출력 신호는 각각, 아크 탄젠트 연산기(419) 및 아크 탄젠트 연산기(420)에 의해서 아크 탄젠트 연산이 행하여져, 각 브랜치의 수신 신호의 위상 회전량이 산출된다. 이 각 브랜치의 수신 신호의 위상 회전량은 평균화기(421)에 의해서 평균화되어 출력된다. 평균화기(421)의 출력인 위상 회전량 △f는 보상해야 할 주파수 오프셋량으로서, 직교 검파시의 주파수 오프셋 보상에 이용된다.

이와 같이, 본 실시예에 의하면, 심볼 동기를 시간적으로 가장 빨리 획득한 브랜치에 대한 심볼 동기를 모든 브랜치에 있어서의 공통의 심볼 동기 타이밍으로 하는 것에 의해, 심볼 동기 타이밍이 시간적으로 후방으로 어긋나는 것을 방지하여, 심볼 동기 타이밍의 획득 정밀도를 높일 수 있기 때문에, 멀티 패스 환경하에서의 다이버시티의 정밀도를 향상시킬 수 있다.

(실시예 4)

본 실시예에 관한 OFDM 수신 장치는 실시예 3과 마찬가지의 구성을 갖되, 단지 주파수 오프셋량에는 심볼 동기가 시간적으로 가장 빨리 획득된 브랜치의 수신 신호의 위상 회전량 △f를 이용하는 것이다.

이하, 도 10을 이용하여, 본 실시예에 관한 장치에 대하여 설명한다. 도 10은 본 발명의 실시예 4에 관한 OFDM 수신 장치의 개략 구성을 나타내는 주요부 블럭도이다. 또, 도면 중, 도 8과 마찬가지의 구성에는 동일 부호를 부여하고, 자세한 설명은 생략한다.

선택기(601)는 최초 타이밍 검출부(413)의 출력에 근거하여, 심볼 동기 타이밍을 시간적으로 빨리 획득할 수 있는 쪽의 브랜치의 수신 신호의 위상 회전량, 즉 아크 탄젠트 연산기(419)의 출력 또는 아크 탄젠트 연산기(420)의 출력을 출력한다.

이와 같이, 본 실시예에 의하면, 주파수 오프셋량 검출시, 모든 브랜치의 수신 신호의 위상 회전량을 평균화하지 않고, 심볼 동기 타이밍이 시간적으로 빨리 획득된 오차가 적은 쪽의 브랜치의 수신 신호의 위상 회전량만을 채용하기 때문에, 보상해야 할 주파수 오프셋량의 검출 정밀도를 높일 수 있어, 정확한 주파수 오프셋 보상을 할 수 있다.

(실시예 5)

본 실시예에 관한 OFDM 수신 장치는 실시예 3 및 실시예 4와 마찬가지의 구성을 갖고, 단지 양 브랜치에 있어서의 심볼 동기 타이밍이 근접하는 경우에는 전 브랜치의 수신 신호의 위상 회전량을 평균화한 것을 주파수 오프셋량에 채용하는 것이다.

이하, 도 11을 이용하여, 본 실시예에 관한 장치에 대하여 설명한다. 도 11은 본 발명의 실시예 5에 관한 OFDM 수신 장치의 개략 구성을 나타내는 주요부 블럭도이다. 또, 실시예 3 또는 4와 마찬가지의 구성에는 동일 부호를 부여하고, 자세한 설명은 생략한다.

획득된 양 브랜치에 있어서의 심볼 동기 타이밍이 시간적으로 근접하고 있는 경우는 실시예 4와 같이 어느 쪽인가의 브랜치의 수신 신호의 위상 회전량만을 이용하는 것보다도, 실시예 3과 같이 양 브랜치의 수신 신호의 위상 회전량을 평균화하여 이용하는 것이 오차가 적어지기 때문에, 양 브랜치에 대한 심볼 동기 타이밍의 시간적인 간격에 따라 양자를 구별지어 사용하도록 한다.

감산기(701)는 최초 타이밍 검출부(413)에 있어서 양 브랜치에 대한 심볼 동기 타이밍의 획득 시간이 비교된 결과에 근거하여, 양 타이밍의 시간 간격으로부터 임의의 임계값을 감산한다. 판정기(702)는 감산기(701)의 출력의 정부를 판정하여, 양 브랜치에 대한 심볼 동기 타이밍의 획득 시간의 시간 간격이 충분히 근접해 있다(시간차가 작다)고 할 수 있는지 여부에 대하여 판단된다.

판정기(702)의 출력은 선택기(703)에 제어 신호로서 입력된다. 선택기(703)는 평균화기(421)의 출력과 선택기(601)의 출력을 선택적으로 출력하는 제어를 한다.

예컨대, 감산 결과가 임계값보다 작은 부(負)로 되는 경우에는, 즉 양 브랜치에 대한 심볼 동기 타이밍의 획득 시간의 시간 간격이 충분히 근접하고 있고, 타이밍 검출 정밀도는 대략 동등하다고 생각하여, 평균화 처리를 실행하라는 지시가 평균화기(421)에 전달되어, 평균화 처리에 의해 주파수 오프셋을 구한다. 선택기(703)는 평균화기(421)의 출력인 각 브랜치의 수신 신호의 위상 회전량을 평균한 값을 주파수 오프셋량으로서 출력한다.

한편, 판정기(702)에 있어서의 판단이 양 브랜치에 대한 심볼 동기 타이밍이근접해 있지 않다고 하는 것이면, 어느 쪽인가의 브랜치에 있어서의 심볼 동기 타이밍에는 오차가 많이 포함되는 것으로 하여, 선택기(703)는 최초 타이밍 검출부(413)의 출력에 근거하여 심볼 동기 타이밍의 획득이 시간적으로 빨랐던 쪽의 브랜치의 수신 신호의 위상 회전량을 출력하는 선택기(601)의 출력을 주파수 오프셋량으로서 출력한다.

예컨대, 감산 결과가 임계값보다 큰 부로 되는 경우에는, 즉 양 브랜치에 대한 심볼 동기 타이밍의 검출 시간의 시간 간격이 충분히 근접하고 있다고는 할 수 없는 상태에서는 어느 하나의 브랜치에 대한 심볼 동기 타이밍은 오차가 많이 포함되어 있다고 판단하고, 심볼 동기가 시간적으로 빨리 획득된 쪽의 브랜치의 수신 신호의 위상 회전량을 이용하라는 지시가 선택기(703)에 전달되고, 선택기(703)는 선택기(601)의 출력인 심볼 동기가 시간적으로 빨리 획득된 쪽의 브랜치의 수신 신호의 위상 회전량을 주파수 오프셋량으로서 출력한다.

이와 같이, 본 실시예에 의하면, 검출된 양 브랜치에 있어서의 심볼 동기 타이밍이 근접하는 경우에는 전 브랜치의 수신 신호의 위상 회전량을 평균화한 것을, 보상해야 할 주파수 오프셋량에 채용하기 때문에, 주파수 오프셋량의 검출 정밀도를 높일 수 있어, 정확한 주파수 오프셋 보상을 할 수 있다.

본 발명의 OFDM 수신 장치는 무선 통신 시스템에 있어서의 이동국과 같은 통신 단말 장치나 기지국 장치에 적용할 수 있다. 이에 따라, 심볼 동기 획득의 정밀도가 향상하기 때문에, 통신 중의 오차를 저감시켜 회선 품질을 향상시킬 수 있다.

상기 실시예 3 내지 실시예 5의 설명에 있어서는 브랜치가 2개, 즉 수신 신호의 브랜치가 2개인 경우에 대하여 기술하였지만, 본 발명은 브랜치가 임의의 복수개인 경우에도 마찬가지로 적용할 수 있다.

또, 상기 실시예 1 내지 실시예 5에 있어서는 최초 타이밍 검출부가, 카운터를 이용하여 계측한 수의 대소 비교를 실행하는 구성인 경우에 대하여 설명하고 있지만, 본 발명은 이러한 구성에 한정되는 것이 아니라, 프레임마다 또는 브랜치마다 검출된 상관값의 피크의 타이밍을 비교하고, 시간적으로 가장 빠른 것을 선택하여, 심볼 동기 타이밍으로서 이용하는 것이 가능하면, 상기 이외의 구성을 적용하는 것도 가능하다.

또, 실시예 1 또는 2에 나타낸 심볼 동기 타이밍의 설정 방법은 실시예 3 내지 5에 나타낸 다이버시티의 경우에도 동시에 적용할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 OFDM 수신 장치는 일정 시간 내에 수신된 복수의 프레임중, 가장 빨리 상관값의 피크가 검출된 프레임에 대한 피크 검출 타이밍을 FFT 처리 개시의 타이밍인 심볼 동기 타이밍으로서 이용하고, 또, 다이버시티에 있어서는 가장 빨리 상관값의 피크가 검출된 브랜치에 대한 피크 검출 타이밍을 전 브랜치에 대하여 공통의 FFT 처리 개시의 타이밍인 심볼 동기 타이밍으로서 이용하는 것에 의해, 심볼 동기 획득의 정밀도를 향상시켜, 멀티 패스 환경하에서의 에러율을 향상시킬 수 있다.

이상 본 발명자에 의해 이루어진 발명을 상기 실시예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위 내에서 여러가지로 변경 가능한 것은 물론이다.

본 출원은 일본 특허 출원 10-336111(1998.11.26) 및 11-79574(1999.3.24)를 근거로 하고 있으며, 이들 내용은 본 명세서에 참고적으로 포함되어 있다.

Claims

복수의 프레임으로 이루어지는 수신 신호의 심볼 동기 타이밍을 프레임마다 검출하는 타이밍 검출부와,

소정 시간내에 상기 타이밍 검출부에서 검출된 타이밍중 시간적으로 가장 빠른 타이밍을 선택하는 타이밍 선택부와,

이 타이밍 선택부에서 선택된 타이밍을 처리 개시 타이밍으로 하여 수신 신호에 대하여 퓨리에 변환 처리를 하는 퓨리에 변환부를 구비하는 OFDM 수신 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 타이밍 선택부는

상기 타이밍 검출부에서 검출된 각 타이밍을 그 발생 시각의 빠르기에 대응하는 수치로 변환하는 변환부와,

이들 변환된 수치를 대소 비교하는 것에 의해, 상기 타이밍 검출부에 의해서 검출된 타이밍이 시간적으로 가장 빠른 것을 추출하는 추출부를 갖는 OFDM 수신 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 타이밍 선택부는

상기 타이밍 검출부에서 검출된 각 타이밍을 그 발생 시각의 빠르기에 대응하는 수치로 변환하는 변환부와,

이들 변환된 수치를 1 타이밍분만 저장하는 저장부와,

상기 변환부에 의해서 변환된 수치와 상기 저장부에서 판독한 수치를 대소 비교하여, 상기 타이밍 검출부에서 검출된 타이밍이 시간적으로 빠른 쪽을 출력하는 비교부와,

이 비교부의 비교 결과에 따라서, 상기 타이밍 검출부에서 검출된 시간적으로 빠른 타이밍에 대응하는 수치를 상기 저장부에 갱신하는 갱신 제어부를 갖는 OFDM 수신 장치.
복수 브랜치로 수신한 수신 신호의 심볼 동기를 브랜치마다 검출하는 타이밍 검출부와,

이 타이밍 검출부에서 브랜치마다 검출된 타이밍중 시간적으로 가장 빠른 타이밍을 선택하는 타이밍 선택부와,

이 타이밍 선택부에서 선택된 타이밍을 각 브랜치에 있어서의 수신 신호에 대한 퓨리에 변환 처리에 공통의 개시 타이밍으로서 설정하는 퓨리에 변환 처리 제어부와,

퓨리에 변환 처리뒤의 각 브랜치의 수신 신호 중에서 수신 레벨이 가장 높은신호를 선택하여 복조 처리를 하는 복조부를 구비하는 OFDM 수신 장치.
제 4 항에 있어서,

상기 타이밍 선택부는

상기 타이밍 검출부에서 검출된 각 브랜치의 타이밍을 그 발생 시각의 빠르기에 대응하는 수치로 변환하는 변환부와, 이들 변환된 수치를 대소 비교하여, 상기 타이밍 검출 수단에 의해서 검출된 타이밍이 시간적으로 가장 빠른 것을 추출하는 추출부를 갖는 OFDM 수신 장치.
제 4 항에 있어서,

브랜치마다 마련되어, 각 브랜치의 수신 신호의 위상 회전량을 산출하는 위상 회전량 연산부와,

상기 타이밍 선택부에서 타이밍이 선택된 브랜치의 수신 신호의 위상 회전량에 근거하여 모든 브랜치의 수신 신호에 대하여 주파수 오프셋 보상을 하는 주파수 오프셋 보상부를 갖는 OFDM 수신 장치.
제 6 항에 있어서,

상기 위상 회전량 연산부의 출력인 각 브랜치의 수신 신호의 위상 회전량을 평균화하는 평균화부와,

상기 타이밍 검출부의 출력인 각 브랜치에 대한 심볼 동기 타이밍의 발생 시각의 차가 소정값 이상인지 여부를 판정하는 판정부와,

이 판정부의 판정 결과에 근거하여, 발생 시각의 차가 소정값 이상이면 상기 주파수 오프셋 보상부를 상기 타이밍 선택부에서 타이밍이 선택된 브랜치의 수신 신호의 위상 회전량에 근거하여 모든 브랜치의 수신 신호에 대하여 주파수 오프셋 보상을 하도록 제어하고, 발생 시각의 차가 소정값에 도달하지 않으면 상기 주파수 오프셋 보상부를 상기 평균화부의 출력인 평균화 처리된 위상 회전량에 근거하여 모든 브랜치의 수신 신호에 대하여 주파수 오프셋 보상을 하도록 제어하는 제어부를 갖는 OFDM 수신 장치.
복수의 프레임으로 이루어지는 수신 신호의 심볼 동기 타이밍을 프레임마다 검출하는 타이밍 검출 공정과,

소정 시간내에 상기 타이밍 검출 공정에 의해서 검출된 타이밍중 시간적으로 가장 빠른 타이밍을 선택하는 타이밍 선택 공정과,

이 타이밍 선택 공정에 의해서 선택된 타이밍을 처리 개시 타이밍으로 하여 수신 신호에 대하여 퓨리에 변환 처리를 하는 퓨리에 변환 공정을 구비하는 심볼 동기 오차 저감 방법.
제 8 항에 있어서,

상기 타이밍 선택 공정에서, 상기 타이밍 검출 공정에 의해서 검출된 각 타이밍을 그 발생 시각의 빠르기에 대응하는 수치로 변환하여, 이들 변환된 수치를 대소 비교하는 것에 의해, 상기 타이밍 검출 공정에 의해서 검출된 타이밍이 시간적으로 가장 빠른 것을 추출하는 심볼 동기 오차 저감 방법.
제 8 항에 있어서,

상기 타이밍 선택 공정에 있어서,

상기 타이밍 검출 공정에 의해서 검출된 각 타이밍을 그 발생 시각의 빠르기에 대응하는 수치로 변환하고, 이들 변환된 수치를 1 타이밍분만 저장하며, 변환된 수치와 저장되어 있는 수치를 대소 비교하고, 상기 타이밍 검출 공정에 의해서 검출된 타이밍이 시간적으로 빠른 쪽을 출력하며, 이 출력된 타이밍에 따라서, 상기 타이밍 검출 공정에 의해서 검출된 시간적으로 빠른 타이밍에 대응하는 수치를 갱신하여 저장하는 심볼 동기 오차 저감 방법.
복수 브랜치에서 수신한 수신 신호의 심볼 동기를 브랜치마다 검출하는 타이밍 검출 공정과, 이 타이밍 검출 공정에 의해서 브랜치마다 검출된 타이밍중 시간적으로 가장 빠른 타이밍을 선택하는 타이밍 선택 공정과,

이 타이밍 선택 공정에 의해서 선택된 타이밍을 각 브랜치에 있어서의 수신 신호에 대한 퓨리에 변환 처리에 공통의 개시 타이밍으로서 설정하는 퓨리에 변환 처리 제어 공정과,

퓨리에 변환 처리뒤의 각 브랜치의 수신 신호 중에서 수신 레벨이 가장 높은 신호를 선택하여, 복조 처리를 하는 복조 공정을 구비하는 심볼 동기 오차 저감 방법.
제 11 항에 있어서,

상기 타이밍 선택 공정에 있어서,

상기 타이밍 검출 공정에서 검출된 각 브랜치의 타이밍을 그 발생 시각의 빠르기에 대응하는 수치로 변환하고, 이들 변환된 수치를 대소 비교하여, 상기 타이밍 검출 공정에 의해서 검출된 타이밍이 시간적으로 가장 빠른 것을 추출하는 심볼 동기 오차 저감 방법.
제 11 항에 있어서,

각 브랜치의 수신 신호의 위상 회전량을 산출하여, 상기 타이밍 선택 공정에서 타이밍이 선택된 브랜치의 수신 신호의 위상 회전량에 근거하여 모든 브랜치의수신 신호에 대하여 주파수 오프셋 보상을 하는 심볼 동기 오차 저감 방법.
제 13 항에 있어서,

각 브랜치의 수신 신호의 위상 회전량을 평균화하고, 상기 타이밍 검출 공정의 출력인 각 브랜치에 대한 심볼 동기 타이밍의 발생 시각의 차가 소정값 이상인지 여부를 판정하며, 이 판정 결과에 근거하여, 발생 시각의 차가 소정값 이상이면 상기 타이밍 선택 공정에서 타이밍이 선택된 브랜치의 수신 신호의 위상 회전량에 근거하여 모든 브랜치의 수신 신호에 대하여 주파수 오프셋 보상을 하도록 하고, 발생 시각의 차가 소정값에 도달하지 않으면 평균화 처리된 위상 회전량에 근거하여 모든 브랜치의 수신 신호에 대하여 주파수 오프셋 보상을 하도록 하는 심볼 동기 오차 저감 방법.