JP3768108B2 - OFDM receiver - Google Patents
OFDM receiver Download PDFInfo
- Publication number
- JP3768108B2 JP3768108B2 JP2001028559A JP2001028559A JP3768108B2 JP 3768108 B2 JP3768108 B2 JP 3768108B2 JP 2001028559 A JP2001028559 A JP 2001028559A JP 2001028559 A JP2001028559 A JP 2001028559A JP 3768108 B2 JP3768108 B2 JP 3768108B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- guard interval
- symbol
- ofdm
- sample
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Landscapes
- Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はクロック周波数制御方式、FFT(Fast Fourie Transform)時間窓のタイミング制御方式およびそれに用いる送信装置と受信装置に係わり、特に直交周波数分割多重(OFDM:Orthogonal Frequency Divisional Multiplexing)変調方式で変調されたデータ伝送装置の受信装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、移動体向けディジタル伝送や、地上系ディジタルテレビジョン放送への応用に適した変調方式として、マルチパスフェージングやゴーストに強いという特徴のある直交周波数分割多重変調方式(以下、OFDM方式と称す)が注目を浴びている。 OFDM方式は、マルチキャリア変調方式の一種であって、互いに直交するn本(nは数十〜数百)の搬送波(キャリア)にそれぞれディジタル変調を施した伝送方式である。
上記したキャリアのディジタル変調方式としては、4相差動位相偏移変調方式(DQPSK:Differential Quadrature Phase Shift Keying)がよく用いられるが、16値直交振幅変調(16QAM:16 Quadrature Amplitude Modulation)や64QAMなどの多値変調方式を用いることも可能である。
OFDM信号は、図2に示す様に、上記搬送波が互いに直交関係を保つように加算され、OFDM時間軸波形が生成される。 この加算処理は、各キャリアに対しIFFT(Inverse Fast Fourie Transform)処理を行うことで実現できる。IFFT処理における処理単位、即ち、FFTサンプル数は、一般に1024あるいは8192等の2のべき乗の単位として用いられ、時間軸変換されたOFDM信号のサンプル数はFFTサンプル数と等しくなる。
OFDM信号の構成は、図3に示すように、上記IFFT処理後の時間軸波形である有効シンボルと、有効シンボルの一部を複写して有効シンボルの前に付加したガードインターバルからOFDMシンボルが構成される。
OFDM方式は、ガードインターバルを付加することで、ガードインターバル期間内の遅延時間の遅延波に対しては、そのシンボル間干渉による劣化を避けることが出来るため、マルチパスフェージングに対して、強い耐性を有することができる。
上記の処理により、送信装置において生成されたOFDM信号は、中間周波数(IF)帯域、高周波(RF)に周波数変換した後、送信される。
【0003】
受信装置においては、受信信号は、RF帯域、IF帯域を経て、ベースバンド帯域に周波数変換された後、A/D変換器にてサンプリングされる。
OFDM信号に対する復調処理は、得られた受信サンプル値系列に対し、送信装置と逆にFFT演算処理を施し、時間軸信号から周波数軸信号へと変換する。FFT演算処理は、得られた受信サンプル系列上に有効シンボル期間長の時間窓を設け、時間窓内に含まれるサンプル信号に対してFFT演算処理を施す。
この様にして得られた各キャリア毎の振幅、位相情報に基づいて、DQPSKや16QAM等の復調を行い、OFDM伝送を完了する。
このような、OFDM受信機の復調処理に関しては、映像情報メディア学会誌vol.53,No.11,pp1538〜1549(1999)に記載されている。
次に、受信装置においてOFDM信号を復調する際に必要となり、本発明に係わる二点の処理について説明する。
第一点目として、OFDM方式は各キャリア間の周波数間隔が狭いため、送受信装置間のキャリア周波数誤差や、復調系のサンプリングクロック周波数誤差によるキャリア間の干渉が生じ易く、それらの周波数の再生には、高い精度が要求される。 OFDM信号を正しく受信し続けるためには、サンプリングクロック周波数を送信信号のサンプリングクロック周波数に常に高精度に一致させ続けるというサンプリングクロック再生処理の必要がある。
第二点目として、FFT演算処理を行う際に受信サンプル系列上に設ける時間窓は、図4に示すようにガードインターバル期間内のマルチパスの影響を軽減するため、シンボル期間の終了時点に配置されるのが望ましい。 しかしながら、サンプリングクロック周波数誤差やマルチパス等によって、隣り合うシンボルの信号を含んだ位置にFFT窓を設けてしまった場合には、シンボル間干渉が発生してしまう。
OFDM信号によるシンボル間干渉は、ガウス雑音の混入としてみなされるため、結果的にC/N(キャリア対雑音比:Carrier/Noise)の劣化として現れ、符号誤り率の劣化が生じてしまう。 従って、受信サンプリング系列上からシンボルの遷移時点を高精度に検出し、FFT時間窓をシンボル間干渉が発生しないように設けるというFFT時間窓位置制御処理の必要がある。
【0004】
上記二点を解決するために、OFDM信号を複数の同期シンボル群と、それに続くデータシンボル群としてフレームを構成する。 この同期シンボルとして、例えば、無信号期間のヌルシンボルや、周波数をシンボル期間に渡って周波数帯域の下限から上限までスイープさせるスイープシンボル等がある。
上記サンプリングクロック再生処理、およびFFT時間窓位置制御処理を上記同期シンボルに基づいて行う方法は、特開平7−321762号公報に記載されており、この手段によりOFDM信号を精度良く復調することが出来る。
また、OFDM伝送はその方式上、マラソン中継等の移動体伝送に用いられることが多い。 屋外での伝送は、その地形に応じて送信機から直接到来する主波の他に、建物等から反射して遅延時間を伴って到来する反射波が存在するマルチパス通信路が形成される。 更に、移動体伝送においては、主波と反射波のレベルも時々刻々と変化するフェージング環境も発生することがある。 このようなマルチパスは伝送誤りを引き起こし易く、マラソン中継においては、伝送誤りにより画像のフリーズを引き起こしてしまうことがある。
中継の信頼性を上げるためには、伝搬路特性を観測し、伝搬路特性に基づいた伝送を行うことは非常に有効な手段となる。
伝搬路特性を観測する手段として最も良く用いられている方法に、主波や反射波のレベルと遅延時間を算出する遅延プロファイルがある。 これは、上記に示したスイープシンボルと受信サンプル系列との相互相関演算を施すことにより、精度良く遅延プロファイルを算出することが可能である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術におけるOFDM方式では、受信信号を精度良く復調するため、OFDM信号に同期シンボルを付加する必要があった。 しかし、同期シンボルを付加すると、その分の伝送効率を低下させてしまうという欠点が挙げられる。例えば、400シンボルに4シンボルの割合で同期シンボルを付加した場合は、伝送効率が1%低下してしまう。
また、同期シンボルを用いない場合に、遅延プロファイルを精度良く算出することは困難であり、遅延プロファイルが得られたとしても、近接した遅延時間のマルチパスを判別することは困難であった。
本発明は、これらの欠点を除去し、同期シンボルを持たないOFDM信号から受信サンプリングクロックを再生し、正確にシンボル遷移点を検出し、検出結果に基づいてFFT時間窓を設定できるOFDM受信装置を提供することを目的とする。 更に、同期シンボルを用いない場合においても、遅延プロファイルを高精度に算出することが可能なOFDM受信装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の目的を達成するため、有効シンボル期間の一部に、当該有効シンボル期間の信号の一部が複写されたガードインターバル期間を有するOFDM信号を受信する受信装置において、当該受信信号をサンプリングした受信サンプル系列信号と当該受信サンプル系列信号を有効シンボル期間遅延した遅延信号との各サンプル毎の相互相関演算を施す相関演算手段と、得られた相関演算値系列信号をシンボル方向にフィルタリングする手段と、当該フィルタリングされた相関演算値系列信号から上記ガードインターバル位置を検出するガードインターバル位置検出手段を具備したOFDM受信装置である。
また、検出したガードインターバル位置に基づき高速フーリエ変換の時間窓の位置を制御する手段と、フィルタリングされた相関演算値系列信号に基づき受信サンプリングクロック周波数を送信装置のクロック周波数に同期するよう可変制御する手段を具備したOFDM受信装置である。
また、フィルタリングされた相関演算値系列信号に対し微分処理を行い、遅延プロファイルを生成する手段を具備したOFDM受信装置である。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、本発明によるディジタル伝送装置の受信装置について、図1に図示する実施形態により詳細に説明する。
図示しない送信装置から伝送路を経由して受信装置に到達したOFDM受信信号は、従来の技術と同様に、IF/BB変換部11にて中間周波数(IF)帯域の信号からベースバンド周波数帯域の信号に変換される。 IF/BB変換部11からの出力はA/D変換部12にてVCO1Bから供給される受信サンプリングクロックを用いてアナログ/ディジタル変換される。
OFDM受信信号から復調を行うためには、上記に述べたように、受信サンプリングクロック周波数の制御、及びFFT時間窓位置の制御を高精度に行う必要がある。
本発明はこれらの制御方式に係わるものであり、以下にこれらについて説明する。
A/D変換器12により得られた受信サンプル系列Sは、相関演算器14及び遅延回路13に入力され、遅延回路13の出力Dは相関演算器14のもう一方の入力端子に接続される。 遅延回路13では受信サンプル系列に対して有効シンボル期間の遅延、例えば、1024サンプリングクロックの遅延を行う。
相関演算器14では、図5に示すように受信サンプル系列Sと遅延した信号Dの各サンプル毎の相関演算を行う。 ここで、前述のように、OFDM信号は、有効シンボルの後端部(図5のa,b)を複写し、有効シンボルの前端部(図5のa',b')にガードインターバルとして付加した信号構成である。
そのため、図5に示す様に、有効シンボル期間遅延した遅延信号Dが、ガードインターバル期間の信号(a',b')である時、対応する受信サンプル値系列Sは遅延信号Dと同じ成分(a,b)となる。
従って、各サンプル毎の相関結果Cは、遅延信号Dがガードインターバルの信号(a',b')期間で相関係数は大きくなる。 そして、遅延信号Dがガードインターバル期間以外の信号期間では、受信サンプル値系列Sとは無相関な信号となるため、相関係数も小さくなる。
しかし、例えガードインターバル期間の信号であっても、OFDM信号の振幅分布はガウス分布に近い分布形態であるため、受信サンプル値系列Sの信号レベルが小さい時には相関値も小さくなり、1シンボルの相関演算で得られた相関値Cには、OFDM信号のレベルにより、ばらつきが存在してしまう。
【0008】
そこで、この相関値系列のレベルのばらつきを抑えるため、相関演算器14からの相関値系列信号Cをノイズ除去フィルタ15に入力し、ノイズ成分の除去を行う。
ノイズ除去フィルタ15は、例えば、(1/α)倍された相関値系列信号Cに、(1−1/α)倍された1シンボル遅延した相関値系列信号Cを巡回的にフィードバック加算する、周知のIIRフィルタである。 このノイズ除去フィルタ15により、相関演算器14からの相関系列出力Cをシンボル方向にフィルタリングを行い、即ち、1シンボル遅延した相関値系列信号Cを巡回的にフィードバック加算することにより、ノイズ成分を除去した相関値系列Fを出力する。
この様にして得られた相関値系列Fは、図5に示すようにガードインターバル期間のみ相関値レベルが大きくなる矩形波状の波形を形成する。
ノイズ除去フィルタ15からの出力Fは、シンボルタイミング検出器16に入力され、該シンボルタイミング検出器16で、相関値系列Fからガードインターバル位置を検出する。
この検出手段については、まず、入力された相関値系列Fに対して所定のしきい値を設け、相関値系列Fとこのしきい値との大小関係を比較する。
相関値系列がしきい値よりも大きなレベルである時は、その信号がガードインターバル信号であると判断し、その立ち上がり位置をガードインターバルの開始位置として検出する。
【0009】
しかし、ガードインターバル期間以外の信号であっても、稀にノイズ等の影響により相関値がしきい値より大きくなる場合がある。 このような時に、ガードインターバル位置が誤検出されることを防ぐため、正確にガードインターバル位置であるということを判断する手段が必要となる。
例えば、シンボルタイミング検出器16でガードインターバル期間を特定するための判断基準として、しきい値よりも大きな相関値信号の発生が、数シンボルに渡って安定して検出された場合、その位置がガードインターバル期間であると判断する。
また、シンボルタイミング検出器16に設けるしきい値の算出方法としては、例えば、相関値系列の平均値を算出し、その値の逓倍に設定する。 あるいは、受信サンプル値系列の平均値を算出し、その値の逓倍に設定することなどが挙げられる。
ガードインターバル信号の検出結果は、ガードインターバルの位置情報として得られ、シンボルタイミング検出器16では、この位置情報に基づいて、図6に示すように、シンボルカウンタ19にリセット信号RSを出力する。
シンボルカウンタ19は、リセットパルスRSに基づきカウンタ値をリセットし、VCO1Bから供給されるクロック単位でシンボル周期をカウントする。
シンボルカウンタ19からのシンボル同期タイミングSSTは、OFDM受信装置全体のタイミングを司り、FFT時間窓もシンボル同期タイミングに基づいて設定される。
シンボルタイミング検出器16では、一旦、リセットパルスRSが出力された (同期が取れた)後は、ガードインターバル位置を誤検出した時にシンボルカウンタ19がリセットされることを防ぐため、同期が外れるまでリセットパルスRSの出力は行わないように動作する。
更に、シンボルタイミング検出器16では、受信サンプリングクロック周波数を送信クロック周波数に同期させるように、VCO制御部1Aに制御信号を出力する機能も有している。
【0010】
以下に、シンボルタイミング検出器16において相関値系列Fから受信サンプリングクロック周波数の制御信号を算出する方法についての実施例を説明する。第一の実施例は、相関値系列Fから最大値を検出し、最大値位置を制御信号として算出するものである。
相関値系列Fではガードインターバル期間のレベルが大きくなるため、最大値を検出することで、ガードインターバル位置をガードインターバルのサンプル数以内の精度で検出することが出来る。
また、OFDM信号はランダム信号であるため、最大値として検出される位置もガードインターバル期間内でランダムな位置となる。 こうしてシンボル毎に最大値位置の検出を行い、前シンボルにて検出した最大値位置と、現在のシンボルにて算出した最大値位置との誤差をVCO1Bへの制御情報として出力する。ここで、送信装置と受信装置のクロック周波数が同期していれば、この最大値の位置誤差の平均値は0になるが、受信クロック周波数が送信のそれよりも高い場合には、平均値は負の値になり、低い場合には、逆に正の値となる。
従って、この最大値位置誤差をVCO1Bの制御情報とし、最大値位置誤差が0になるように制御を行えば、受信サンプリングクロック周波数を送信クロック周波数に同期させることが出来る。
【0011】
第二の実施例は、上記に示したしきい値より大きなレベルとなる相関値系列Fの両端のレベル差を制御信号として算出するものである。
上記に示したように、送信装置と受信装置のクロック周波数が同期していればガードインターバル期間内の相関値レベルの平均値は等しくなる。 しかしながら、受信クロック周波数が送信のそれよりも高い場合は、相関値系列Fの前端のサンプルに無相関となる信号成分が含まれるため、相関値レベルは小さくなる。逆に周波数が低い場合には、後端の相関値レベルが小さくなるため、これらのサンプルのレベルが等しくなるように制御することで、受信サンプリングクロック周波数制御が可能となる。
以上に示した実施例において、シンボルタイミング検出器16から出力される制御情報はVCO制御部1Aに入力される。
VCO制御部1Aでは制御情報に基づいてVCO1Bの周波数を制御する為、制御情報を周波数制御電圧に変換して出力する。
以上の処理により、受信サンプリングクロック周波数を送信クロック周波数に同期させることが可能となる。
【0012】
次に、遅延プロファイルの算出手段の実施例について説明する。
ノイズ除去フィルタ15の出力Fは、微分器17に入力される。 微分器17では、図7の(a)に示すような相関値系列Fに対し、1サンプル前の信号と現在のサンプル信号との差分を演算し、微分係数K(図7の(b))を算出する。
ここで、相関値系列信号がガードインターバル期間になると、急激に相関値レベルが大きくなるため、その時の微分係数Kは大きな値となる。
また、マルチパスが混入した時の相関値系列Fは、図8の(a)に示すように、主波によるガードインターバル信号の相関係数と反射波によるガードインターバル信号の相関係数とが合成された波形となり、その微分係数Kも主波と反射波の切り替わり時点で大きな値(図8の(b))を有する。
微分器17からの出力Kは比較器18に入力され、この微分係数Kから正の値を有する信号のみを抽出し、負の値を有する信号は、所定の値(例えば0)に変換して出力する。(図7、図8の(c))
この信号は主波と反射波の位置に、それぞれのレベルに応じた急峻なピークが存在するため、近接した遅延時間の反射波も区別することが可能となる。
以上の処理により遅延プロファイル波形を算出することで、伝搬路特性を正確に観測することが可能となる。
【0013】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明による受信装置では、同期シンボルが存在しないOFDM信号であっても、受信信号に対して相互相関演算を行うことで、ガードインターバル信号を高精度に検出することが出来、符号間干渉のないFFT時間窓を設けることが可能となる。
また、検出したガードインターバル信号から送信装置と受信装置とのクロック周波数誤差を検出し、受信クロック周波数を送信クロック周波数に同期させるように制御を行うことが可能となる。
更に、相関波形を微分処理することで、高精度な遅延プロファイルを提供することも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による受信装置の構成を示すブロック図
【図2】OFDM変調信号の信号形態を示す模式図
【図3】OFDMシンボル波形を示す模式図
【図4】FFT時間窓を示す模式図
【図5】本発明の相関演算処理状況を説明するための模式図
【図6】本発明のシンボル同期状況を説明するためのタイミングチャート
【図7】本発明のマルチパスが混入していない場合の遅延プロファイルを示す模式図
【図8】本発明のマルチパスが混入した場合の遅延プロファイルを示す模式図
【符号の説明】
11:IF/BB変換器、12:A/D変換器、13:遅延回路、14:相関演算器、15ノイズ除去フィルタ、16:シンボルタイミング検出器、17:微分器、18比較器、19:シンボルカウンタ、1A:VCO制御部、1B:VCO、1C:FFT演算部、1D:復調部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a clock frequency control method, an FFT (Fast Fourie Transform) time window timing control method, and a transmission device and a reception device used therefor. The present invention relates to a receiving device of a data transmission device.
[0002]
[Prior art]
In recent years, an orthogonal frequency division multiplexing modulation system (hereinafter referred to as the OFDM system) characterized by being resistant to multipath fading and ghost as a modulation system suitable for digital transmission for mobiles and terrestrial digital television broadcasting Is attracting attention. The OFDM system is a kind of multi-carrier modulation system, and is a transmission system in which digital modulation is performed on n (n is several tens to several hundreds) carrier waves (carriers) orthogonal to each other.
As the above-described carrier digital modulation system, a 4-phase differential phase shift keying (DQPSK) is often used, but 16-value quadrature amplitude modulation (16QAM), 64QAM, etc. It is also possible to use a multi-level modulation method.
As shown in FIG. 2, the OFDM signals are added so that the carrier waves are in an orthogonal relationship with each other, and an OFDM time axis waveform is generated. This addition processing can be realized by performing IFFT (Inverse Fast Fourie Transform) processing on each carrier. A processing unit in IFFT processing, that is, the number of FFT samples is generally used as a unit of power of 2 such as 1024 or 8192, and the number of samples of the OFDM signal subjected to time axis conversion becomes equal to the number of FFT samples.
As shown in FIG. 3, the OFDM signal is composed of an effective symbol which is a time axis waveform after the IFFT processing and a guard interval in which a part of the effective symbol is copied and added before the effective symbol. Is done.
In the OFDM scheme, by adding a guard interval, it is possible to avoid deterioration due to inter-symbol interference with respect to a delayed wave having a delay time within the guard interval period. Can have.
By the above processing, the OFDM signal generated in the transmission device is frequency-converted to an intermediate frequency (IF) band and a high frequency (RF) and then transmitted.
[0003]
In the receiving apparatus, the received signal is frequency-converted to the baseband band through the RF band and IF band, and then sampled by the A / D converter.
In the demodulation process for the OFDM signal, the FFT processing is performed on the obtained received sample value series in reverse to the transmission apparatus to convert the time axis signal to the frequency axis signal. In the FFT calculation process, a time window having an effective symbol period length is provided on the obtained received sample sequence, and the FFT calculation process is performed on the sample signal included in the time window.
Based on the amplitude and phase information for each carrier thus obtained, demodulation such as DQPSK and 16QAM is performed to complete OFDM transmission.
Regarding such demodulation processing of the OFDM receiver, the Journal of the Institute of Image Information and Television Engineers vol. 53, no. 11, pp 1538-1549 (1999).
Next, two processes necessary for demodulating an OFDM signal in the receiving apparatus will be described.
First, since the frequency interval between each carrier is narrow in the OFDM system, interference between carriers due to a carrier frequency error between transmission / reception devices and a sampling clock frequency error in the demodulation system is likely to occur, and the reproduction of those frequencies is difficult. High accuracy is required. In order to continue to receive the OFDM signal correctly, it is necessary to perform a sampling clock recovery process in which the sampling clock frequency is always matched with the sampling clock frequency of the transmission signal with high accuracy.
Second, the time window provided on the received sample sequence when performing the FFT calculation processing is arranged at the end of the symbol period in order to reduce the influence of multipaths in the guard interval period as shown in FIG. It is desirable to be done. However, when an FFT window is provided at a position including a signal of an adjacent symbol due to a sampling clock frequency error or multipath, intersymbol interference occurs.
Intersymbol interference due to the OFDM signal is regarded as mixing of Gaussian noise, and as a result, it appears as deterioration of C / N (Carrier / Noise), resulting in deterioration of the code error rate. Therefore, it is necessary to perform FFT time window position control processing in which a symbol transition time point is detected with high accuracy from the received sampling sequence, and an FFT time window is provided so that intersymbol interference does not occur.
[0004]
In order to solve the above two points, the OFDM signal is composed of a plurality of synchronization symbol groups followed by a data symbol group. Examples of the synchronization symbol include a null symbol in a no-signal period and a sweep symbol that sweeps the frequency from the lower limit to the upper limit of the frequency band over the symbol period.
A method of performing the sampling clock recovery process and the FFT time window position control process based on the synchronization symbol is described in Japanese Patent Laid-Open No. 7-321762, and this means can accurately demodulate the OFDM signal. .
Further, OFDM transmission is often used for mobile transmission such as marathon relay because of its method. In the case of outdoor transmission, a multipath communication path is formed in which a reflected wave that is reflected from a building or the like and arrives with a delay time exists in addition to the main wave that directly arrives from the transmitter according to the topography. Furthermore, in mobile transmission, a fading environment may occur in which the levels of the main wave and the reflected wave change from moment to moment. Such a multipath is likely to cause a transmission error, and in a marathon relay, a transmission error may cause an image freeze.
In order to increase the reliability of the relay, it is very effective to observe the propagation path characteristics and perform transmission based on the propagation path characteristics.
As a method most often used as means for observing propagation path characteristics, there is a delay profile for calculating the level and delay time of the main wave and reflected wave. This is because the delay profile can be calculated with high accuracy by performing the cross-correlation operation between the sweep symbol and the received sample sequence described above.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the OFDM system in the above prior art, it is necessary to add a synchronization symbol to the OFDM signal in order to accurately demodulate the received signal. However, the addition of a synchronization symbol has the disadvantage that the transmission efficiency is reduced accordingly. For example, when synchronization symbols are added at a rate of 4 symbols to 400 symbols, the transmission efficiency is reduced by 1%.
In addition, when a synchronization symbol is not used, it is difficult to calculate a delay profile with high accuracy, and even if a delay profile is obtained, it is difficult to determine multipaths having close delay times.
The present invention eliminates these drawbacks, and reproduces a reception sampling clock from an OFDM signal having no synchronization symbol, accurately detects a symbol transition point, and sets an FFT time window based on the detection result. The purpose is to provide. It is another object of the present invention to provide an OFDM receiver capable of calculating a delay profile with high accuracy even when no synchronization symbol is used.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a receiving apparatus for receiving an OFDM signal having a guard interval period in which a part of a signal of the effective symbol period is copied in a part of the effective symbol period. A correlation calculation means for performing a cross-correlation calculation for each sample between a received sample sequence signal obtained by sampling the received sample sequence signal and a delayed signal obtained by delaying the received sample sequence signal by an effective symbol period, and filtering the obtained correlation calculation value sequence signal in the symbol direction And a guard interval position detecting means for detecting the guard interval position from the filtered correlation calculation value series signal.
Further, means for controlling the position of the time window of the fast Fourier transform based on the detected guard interval position, and variably controlling the received sampling clock frequency to synchronize with the clock frequency of the transmitting apparatus based on the filtered correlation calculation value series signal. An OFDM receiving apparatus comprising means.
Further, the OFDM receiving apparatus includes means for performing differential processing on the filtered correlation calculation value series signal to generate a delay profile.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a receiver of a digital transmission apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to an embodiment shown in FIG.
An OFDM received signal that has arrived at a receiving device from a transmitting device (not shown) via a transmission line is converted from an intermediate frequency (IF) band signal to a baseband frequency band signal by an IF / BB converter 11 as in the conventional technique. Converted to a signal. The output from the IF / BB converter 11 is analog / digital converted by the A / D converter 12 using the reception sampling clock supplied from the
In order to perform demodulation from the OFDM received signal, as described above, it is necessary to control the reception sampling clock frequency and the FFT time window position with high accuracy.
The present invention relates to these control methods, and these will be described below.
The received sample series S obtained by the A / D converter 12 is input to the correlation calculator 14 and the
The correlation calculator 14 performs correlation calculation for each sample of the received sample series S and the delayed signal D as shown in FIG. Here, as described above, the OFDM signal copies the rear end portion (a, b in FIG. 5) of the effective symbol and adds it as a guard interval to the front end portion (a ′, b ′ in FIG. 5) of the effective symbol. This is the signal configuration.
Therefore, as shown in FIG. 5, when the delayed signal D delayed by the effective symbol period is a signal (a ′, b ′) in the guard interval period, the corresponding received sample value series S has the same component ( a, b).
Therefore, the correlation result C for each sample has a large correlation coefficient during the signal (a ′, b ′) period of the delayed signal D in the guard interval. In the signal period other than the guard interval period, the delayed signal D becomes a signal uncorrelated with the received sample value series S, and therefore the correlation coefficient is small.
However, even in the case of a signal in the guard interval period, the amplitude distribution of the OFDM signal has a distribution form close to a Gaussian distribution. Therefore, when the signal level of the received sample value series S is small, the correlation value becomes small and the correlation of one symbol The correlation value C obtained by the calculation varies depending on the level of the OFDM signal.
[0008]
Therefore, in order to suppress variations in the level of the correlation value series, the correlation value series signal C from the correlation calculator 14 is input to the
For example, the
The correlation value series F obtained in this way forms a rectangular wave waveform in which the correlation value level increases only during the guard interval period, as shown in FIG.
The output F from the
For this detection means, first, a predetermined threshold value is provided for the input correlation value series F, and the magnitude relationship between the correlation value series F and this threshold value is compared.
When the correlation value series is at a level larger than the threshold value, it is determined that the signal is a guard interval signal, and the rising position is detected as the start position of the guard interval.
[0009]
However, even for signals other than the guard interval period, the correlation value may rarely become larger than the threshold value due to the influence of noise or the like. In such a case, in order to prevent the guard interval position from being erroneously detected, a means for accurately determining that it is the guard interval position is required.
For example, when the generation of a correlation value signal larger than the threshold value is stably detected over several symbols as a criterion for specifying the guard interval period by the
Further, as a threshold value calculation method provided in the
The detection result of the guard interval signal is obtained as position information of the guard interval, and the
The symbol counter 19 resets the counter value based on the reset pulse RS, and counts the symbol period in units of clocks supplied from the
The symbol synchronization timing SST from the
In the
Furthermore, the
[0010]
Hereinafter, an embodiment of a method for calculating the control signal of the reception sampling clock frequency from the correlation value series F in the
Since the level of the guard interval period is large in the correlation value series F, the guard interval position can be detected with an accuracy within the number of samples of the guard interval by detecting the maximum value.
Further, since the OFDM signal is a random signal, the position detected as the maximum value is also a random position within the guard interval period. Thus, the maximum value position is detected for each symbol, and an error between the maximum value position detected in the previous symbol and the maximum value position calculated in the current symbol is output as control information to the
Therefore, if this maximum value position error is used as control information for the
[0011]
In the second embodiment, the level difference between both ends of the correlation value series F having a level larger than the threshold value described above is calculated as a control signal.
As described above, if the clock frequencies of the transmission device and the reception device are synchronized, the average values of the correlation value levels within the guard interval period are equal. However, when the reception clock frequency is higher than that of transmission, the correlation value level is small because the front end sample of the correlation value sequence F includes a signal component that is uncorrelated. On the other hand, when the frequency is low, the correlation value level at the rear end becomes small. Therefore, by controlling the levels of these samples to be equal, it is possible to control the reception sampling clock frequency.
In the embodiment described above, the control information output from the
Since the VCO control unit 1A controls the frequency of the
With the above processing, the reception sampling clock frequency can be synchronized with the transmission clock frequency.
[0012]
Next, an embodiment of a delay profile calculation unit will be described.
The output F of the
Here, when the correlation value series signal is in the guard interval period, the correlation value level suddenly increases, and the differential coefficient K at that time becomes a large value.
Further, as shown in FIG. 8A, the correlation value series F when multipath is mixed is composed of the correlation coefficient of the guard interval signal by the main wave and the correlation coefficient of the guard interval signal by the reflected wave. The differential coefficient K also has a large value ((b) in FIG. 8) at the time of switching between the main wave and the reflected wave.
The output K from the differentiator 17 is input to the
Since this signal has steep peaks corresponding to the respective levels at the positions of the main wave and the reflected wave, it is also possible to distinguish reflected waves having close delay times.
By calculating the delay profile waveform by the above processing, the propagation path characteristics can be accurately observed.
[0013]
【The invention's effect】
As described above, the receiving apparatus according to the present invention can detect the guard interval signal with high accuracy by performing the cross-correlation operation on the received signal even for the OFDM signal having no synchronization symbol. It is possible to provide an FFT time window without intersymbol interference.
Further, it is possible to detect the clock frequency error between the transmission device and the reception device from the detected guard interval signal, and to perform control so that the reception clock frequency is synchronized with the transmission clock frequency.
Furthermore, it is possible to provide a highly accurate delay profile by differentiating the correlation waveform.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a receiving apparatus according to the present invention. FIG. 2 is a schematic diagram showing a signal form of an OFDM modulated signal. FIG. 3 is a schematic diagram showing an OFDM symbol waveform. FIG. 5 is a schematic diagram for explaining the correlation calculation processing status of the present invention. FIG. 6 is a timing chart for explaining the symbol synchronization status of the present invention. FIG. FIG. 8 is a schematic diagram showing a delay profile when a multipath of the present invention is mixed.
11: IF / BB converter, 12: A / D converter, 13: delay circuit, 14: correlation calculator, 15 noise removal filter, 16: symbol timing detector, 17: differentiator, 18 comparator, 19: Symbol counter, 1A: VCO control unit, 1B: VCO, 1C: FFT operation unit, 1D: demodulation unit
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001028559A JP3768108B2 (en) | 2001-02-05 | 2001-02-05 | OFDM receiver |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001028559A JP3768108B2 (en) | 2001-02-05 | 2001-02-05 | OFDM receiver |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002232389A JP2002232389A (en) | 2002-08-16 |
JP3768108B2 true JP3768108B2 (en) | 2006-04-19 |
Family
ID=18893038
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001028559A Expired - Lifetime JP3768108B2 (en) | 2001-02-05 | 2001-02-05 | OFDM receiver |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3768108B2 (en) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AU2003903826A0 (en) | 2003-07-24 | 2003-08-07 | University Of South Australia | An ofdm receiver structure |
DE10334723A1 (en) | 2003-07-30 | 2005-02-24 | Bayer Materialscience Ag | New binder combination for highly resistant plastic coatings |
KR100634449B1 (en) | 2005-01-03 | 2006-10-16 | 삼성전자주식회사 | Method and apparatus for detecting length of protection interval based on OSDM using variable length protection interval |
US7570577B2 (en) | 2005-09-13 | 2009-08-04 | Nec Corporation | Apparatus, method, and program for detecting communication parameter |
JP2007123968A (en) * | 2005-10-25 | 2007-05-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | OFDM communication device |
US7756209B2 (en) | 2006-11-03 | 2010-07-13 | Nec Corporation | Apparatus, method, and program for identifying modulation mode |
JP4916846B2 (en) * | 2006-11-20 | 2012-04-18 | シャープ株式会社 | OFDM demodulation apparatus and OFDM demodulation method |
CN115001557B (en) * | 2022-04-28 | 2025-03-28 | 四川创智联恒科技有限公司 | Signal merging method, device and storage medium |
-
2001
- 2001-02-05 JP JP2001028559A patent/JP3768108B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2002232389A (en) | 2002-08-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4043335B2 (en) | Receiver | |
EP1108295B1 (en) | Method for forming a training sequeence | |
EP1624602B1 (en) | Demodulation device and demodulation method | |
RU2365054C2 (en) | System and method of frame synchronisation and reception of initial readout of symbol time | |
US6704374B1 (en) | Local oscillator frequency correction in an orthogonal frequency division multiplexing system | |
US7627059B2 (en) | Method of robust timing detection and carrier frequency offset estimation for OFDM systems | |
EP1892912A1 (en) | Sampling offset correction in an orthogonal frequency division multiplexing system | |
KR19980703715A (en) | Method and apparatus for combined frequency offset and timing estimation of a multi-carrier modulation system | |
KR20070011114A (en) | Orthogonal Frequency Division Multiple Demodulation Apparatus and Method | |
JPH098765A (en) | Frequency correction device | |
US20090207956A1 (en) | Receiver, integrated circuit, and reception method | |
Czylwik | Low overhead pilot-aided synchronization for single carrier modulation with frequency domain equalization | |
JP3768108B2 (en) | OFDM receiver | |
KR20010042707A (en) | Coarse frequency synchronization in multicarrier systems | |
JP3993441B2 (en) | OFDM signal receiver | |
WO2001069878A1 (en) | Method of selecting a position of a fft window in a cofdm receiver | |
JP3686538B2 (en) | Receiver | |
JP2007019985A (en) | Receiver | |
JP2000165338A (en) | OFDM receiver | |
JP4684308B2 (en) | Demodulator | |
JPH10308716A (en) | Receiver and receiving method | |
JP2000138647A (en) | Digital transmission equipment | |
JP4279098B2 (en) | Noise reduction circuit and delay profile generation method | |
JP3859538B2 (en) | Transmission status detection method | |
JP2004088662A (en) | Method and apparatus for detecting symbol synchronization timing in orthogonal multicarrier signal transmission system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040227 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050815 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20051024 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20051226 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060130 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060131 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 3768108 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100210 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100210 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110210 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120210 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120210 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130210 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130210 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140210 Year of fee payment: 8 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |