JP2005322955A - Ofdm demodulator - Google Patents
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Abstract
【課題】OFDM復調装置におけるクロック周波数同期について、伝送路環境変動への追従性能及び同期引き込み性能を向上すること。
【解決手段】OFDM信号の伝送シンボル境界を推定しシンボルタイミング信号を生成する第1のシンボルタイミング生成部と、周波数誤差を推定するクロック周波数誤差推定部と、クロック周波数誤差に基づき発振周波数の制御を行う第1のクロック発生部と、所定クロック間隔でシンボルタイミング信号を生成する第2のシンボルタイミング生成部と、第1及び第2のシンボルタイミング生成部により生成されたシンボルタイミング信号の時間誤差を算出する時間誤差算出部と、時間誤差に基づき発振周波数の制御を行う第2のクロック発生部と、直交検波部の出力をメモリに書込みメモリからデータを読出すFIFOメモリ部と、FIFOメモリ部の出力をフーリエ変換するフーリエ変換部を備える。
【選択図】図1To improve clock frequency synchronization in an OFDM demodulator and to improve performance to follow transmission path environment fluctuation and synchronization pull-in performance.
A first symbol timing generator for estimating a transmission symbol boundary of an OFDM signal and generating a symbol timing signal, a clock frequency error estimator for estimating a frequency error, and controlling an oscillation frequency based on the clock frequency error. Calculating a time error of the symbol timing signal generated by the first clock generation unit to be performed, the second symbol timing generation unit generating a symbol timing signal at a predetermined clock interval, and the first and second symbol timing generation units A time error calculating unit for controlling the oscillation frequency based on the time error, a FIFO memory unit for writing the output of the quadrature detection unit to the memory and reading the data from the memory, and the output of the FIFO memory unit Is provided with a Fourier transform unit for performing Fourier transform.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、国内地上デジタル放送などで用いられるOFDM(直交周波数分割多重:Orthogonal Frequency Division Multiplexing)方式の復調装置に関し、特にクロック周波数同期における高速な引き込みと伝送路環境への追従性能の改善に関する。 The present invention relates to an OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) system demodulator used in domestic terrestrial digital broadcasting and the like, and more particularly, to high-speed pull-in in clock frequency synchronization and improvement of tracking performance to a transmission path environment.
OFDM方式は、国内地上デジタル放送方式(ISDB−T:Integrated Services Digital Broadcasting−Terrestrial transmission、非特許文献1)や欧州地上デジタル放送方式(DVB−T:Digital Video Broadcasting−Terrestrial transmission)などに採用されるマルチキャリアによるデジタル伝送方式である。 The OFDM system is adopted in domestic terrestrial digital broadcasting systems (ISDB-T: Integrated Services Digital Broadcasting-Terrestrial transmission, Non-Patent Document 1), and European terrestrial digital broadcasting systems (DVB-T: Digital Video Broadcasting, etc.). This is a multi-carrier digital transmission system.
以下、図面を用いてOFDM復調装置の構成例を示す。 Hereinafter, a configuration example of the OFDM demodulator will be described with reference to the drawings.
図3は、OFDM復調装置の構成を示している。アンテナ31により受信されたOFDM信号は、チューナにより所望の周波数帯域の信号のみ取り出される。A/D変換部33は、チューナ32から入力されるアナログ信号をデジタル信号へと変換する。直交検波部34は、中間周波数帯域にあるA/D変換部33の出力を、局部発振周波数(fc’)を基に所望の基底周波数帯域へと変換する。シンボルタイミング生成部35は、直交検波出力からOFDM信号の伝送シンボル境界を推定し、シンボルタイミング信号を生成する。クロック周波数誤差推定部36は、直交検波出力より、サンプリングクロック周波数誤差を推定し、出力する。クロック生成部37は、クロック周波数誤差推定部36の出力に基づき発振周波数を制御し、クロックを発生する。クロック生成部37で生成されたクロックは、復調装置各部へ入力される。フーリエ変換部38は、直交検波部34の出力を、シンボルタイミング生成部35から入力されるシンボル切り出しタイミングに基づいて、フーリエ変換を行う。等化部39は、フーリエ変換部38の出力から伝送路特性を推定し、推定された伝送路特性を基に等化処理を行う。誤り訂正部310は、等化部39から出力される信号に誤り訂正を施す。復号部311は、例えばMPEG(Moving Picture Experts Group)方式などで符号化されたデータを復号し、映像・音声等のデータを再生する。表示装置312は、復号部311から出力される映像・音声等のデータをディスプレイ・スピーカ等により、視聴者に提供する。
FIG. 3 shows the configuration of the OFDM demodulator. From the OFDM signal received by the
以上のOFDM復調装置の構成において、特にシンボル切り出し(シンボルタイミング生成)とクロック周波数同期について説明する。 In the above configuration of the OFDM demodulator, particularly symbol cutout (symbol timing generation) and clock frequency synchronization will be described.
図9(a)にOFDM信号の構成を示す。OFDM信号の伝送シンボルは、ガードインターバルTgと有効シンボルTuにより構成される。復調装置においては、この伝送シンボルから有効シンボル期間のデータを切り出し、フーリエ変換を行う(シンボル切り出し)。この際、不正なタイミングで切り出しを行い、隣の伝送シンボルが切り出したデータに混入すると、シンボル間で干渉を起こし、信号品質が劣化する(シンボル間干渉)。また、サンプリング周波数ずれが存在する場合、OFDM信号の直交性がくずれ、サブキャリア間での干渉が発生し、信号品質劣化する(キャリア間干渉)。 FIG. 9A shows the configuration of the OFDM signal. An OFDM signal transmission symbol is composed of a guard interval Tg and an effective symbol Tu. In the demodulator, the data of the effective symbol period is cut out from this transmission symbol and Fourier transform is performed (symbol cut out). At this time, if clipping is performed at an incorrect timing and adjacent transmission symbols are mixed into the clipped data, interference occurs between the symbols and signal quality deteriorates (intersymbol interference). Also, if there is a sampling frequency shift, the orthogonality of the OFDM signal is lost, interference between subcarriers occurs, and signal quality deteriorates (intercarrier interference).
特許文献1では、シンボル間干渉及びキャリア間干渉を低減するシンボル切り出し及びクロック周波数誤差補正技術について記載されている。
図5に特許文献1に記載される従来のOFDM復調装置におけるシンボル切り出し及びクロック周波数誤差補正部の構成例を示す。直交検波部51は、中間周波数帯域にあるOFDM信号を、局部発振周波数(fc’)を基に所望の基底周波数帯域へと変換する。シンボルタイミング生成部52は、直交検波部51の出力から、伝送シンボル境界を推定し、シンボルタイミング信号を生成する。クロック周波数誤差推定部53は、直交検波部51及びシンボルタイミング生成部52の出力に基づいて、サンプリングクロック周波数誤差を推定し、出力する。クロック発生部54は、クロック周波数誤差推定部53の出力に基づき発振周波数を制御し、クロックを発生する。クロック発生部54により生成されたクロックは、復調装置各部へ入力される。フーリエ変換部55は、直交検波部51の出力を、シンボルタイミング生成部52から入力されるシンボル切り出しタイミングに基づいて、フーリエ変換を行う。
FIG. 5 shows a configuration example of a symbol cut-out and clock frequency error correction unit in the conventional OFDM demodulator described in
図4にシンボルタイミング生成部52の構成例を示す。遅延部43は、直交検波部51出力を有効シンボル区間Tu遅延する。共役複素数演算部42は、遅延部43の出力の共役複素数を演算する。複素乗算部41は、直交検波部51の出力と共役複素数演算部42の出力との複素乗算を演算し、出力する。区間積分部44は、ガードインターバル区間Tgにわたり、複素乗算部41の出力を積分する。最大値検出部45は、区間積分部44出力の電力を演算し、その最大値を検出し、最大値となる時刻をシンボル切り出しタイミングとして、シンボルタイミング信号を生成する。
FIG. 4 shows a configuration example of the
以上のように構成されたシンボルタイミング生成部の動作について、図9を参照し説明する。図9(a)にOFDM信号の伝送シンボルの構成を示す。OFDM伝送シンボルTsは、ガードインターバル区間Tg及び有効シンボル区間Tuにより構成される。ガードインターバル区間Tgは、例えば、ISDB−T方式においては、有効シンボル期間の後部のデータが複写される。図9(b)は、遅延部43の出力を示している。遅延部43は、図9(a)に示されるOFDM信号を有効シンボル区間Tuだけ遅延し、出力する。このとき、遅延部43の出力は、ガードインターバル区間において、図9(a)に示されるOFDM信号と同一の信号となり、強い相関を持つ。
The operation of the symbol timing generation unit configured as described above will be described with reference to FIG. FIG. 9A shows the configuration of the transmission symbol of the OFDM signal. The OFDM transmission symbol Ts includes a guard interval section Tg and an effective symbol section Tu. In the guard interval section Tg, for example, in the ISDB-T system, data at the rear of the effective symbol period is copied. FIG. 9B shows the output of the
図9(c)は、複素乗算部41の出力を示している。遅延部43の出力と直交検波部51の出力は、ガードインターバル区間において、同一の信号であるために、複素乗算部41の出力は、ガードインターバル区間において、実軸上に強い信号が存在する。
FIG. 9C shows the output of the
図9(d)は、区間積分部44の出力を示している。図9(c)に示される複素乗算部41の出力をガードインターバル区間Tgにわたって積分することにより、図9(d)に示す三角状の波形を得る。最大値検出部45においては、相関波形の電力を演算し、その最大値を検出することで、OFDM信号の伝送シンボル境界を推定することが可能となる(図9(e))。
FIG. 9D shows the output of the
図6にクロック周波数誤差推定部53の構成例を示す。遅延部61は、直交検波部51出力を有効シンボル区間Tuから、1サンプル区間を減じた区間、遅延する。フィルタ部62、63は、直交検波部51の出力を各々異なる周波数領域の信号成分を通過させる。共役複素数演算部64、65は、フィルタ部62、63の出力の共役複素数を各々演算し、出力する。複素乗算部66、67は、直交検波出力と、共役複素数演算部64、65の出力の複素乗算を各々演算し、出力する。アークタンジェント演算部611、612は、区間積分部68、69の出力から位相情報を抽出し、出力する。加算部610は、アークタンジェント演算部612の出力から、アークタンジェント演算部611の出力を減算する。ループフィルタ部613は、シンボルタイミング生成部52の出力時点で、加算部610の出力を取り込み、定められた時定数にてフィルタ処理を行う。
FIG. 6 shows a configuration example of the clock frequency
図7にフィルタ部62の構成例を示す。フィルタ部62は、遅延器71と乗算器72により構成される。
FIG. 7 shows a configuration example of the
図8にフィルタ部63の構成例を示す。フィルタ部63は、遅延器82、83と乗算器81、84及び加算器85により構成される。
FIG. 8 shows a configuration example of the filter unit 63. The filter unit 63 includes
以上のように構成されたクロック周波数誤差推定部により、サンプリング周波数誤差を推定することができる。 The clock frequency error estimation unit configured as described above can estimate the sampling frequency error.
次に、特許文献2に記載されるOFDM復調装置のクロック周波数誤差補正について、図面を参照して説明する。 Next, clock frequency error correction of the OFDM demodulator described in Patent Document 2 will be described with reference to the drawings.
図2は、特許文献2に記載されるOFDM復調装置の構成例を示している。 FIG. 2 shows a configuration example of the OFDM demodulator described in Patent Document 2.
直交検波部21は、中間周波数帯域にあるOFDM信号を、局部発振周波数(fc’)を基に所望の基底周波数帯域へと変換する。第1のシンボルタイミング生成部22は、直交検波部51の出力から、伝送シンボル境界を推定し、シンボルタイミング信号を生成する。第2のシンボルタイミング生成部23は、定められた一定のクロック間隔でシンボルタイミング信号を生成する。時間誤差算出部24は、第1のシンボルタイミング生成部22の出力と第2のシンボルタイミング23の時間誤差を算出し、出力する。クロック発生部25は、時間誤差算出部24の出力に基づき発振周波数を制御し、クロックを発生する。クロック発生部25により生成されたクロックは、復調装置各部へ入力される。フーリエ変換部26は、直交検波部21の出力を、第2のシンボルタイミング生成部23から入力されるシンボル切り出しタイミングに基づいて、フーリエ変換を行う。
The
シンボルタイミング生成部22は、特許文献1記載のシンボルタイミング生成部と同様の構成とできるため、説明は省略する。
Since the symbol
以上の構成によれば、シンボルタイミングが、一定クロック間隔となるよう制御されるため、結果として、クロック周波数誤差が補正される。 According to the above configuration, since the symbol timing is controlled to be a constant clock interval, the clock frequency error is corrected as a result.
以上のように、特許文献1及び特許文献2記載のOFDM復調装置によれば、シンボル間干渉及びキャリア間干渉を低減するOFDM復調装置を構成することができる。
しかしながら、前記従来の構成では、マルチパスなどの伝送路環境の変動に高速に追従できないという課題を有していた。 However, the conventional configuration has a problem that it cannot follow a change in the transmission path environment such as multipath at high speed.
図10にマルチパス環境におけるシンボル切り出しの原理図を示す。図10(a)に示すOFDM信号に、図10(a)’に示す遅延波が付加されるものとする。遅延部43出力(図10(b))は、主波及び遅延波のガードインターバル区間において、相関を持つ。 FIG. 10 shows a principle diagram of symbol extraction in a multipath environment. It is assumed that the delayed wave shown in FIG. 10 (a) 'is added to the OFDM signal shown in FIG. 10 (a). The output of the delay unit 43 (FIG. 10B) has a correlation in the guard interval section of the main wave and the delayed wave.
このとき複素乗算部41及び区間積分部44の出力は、各々図10(c)、図10(d)となる。例えば、最大値によりシンボルタイミングを検出を行う場合、図10(e)に示すように最大値が一意に求まらず、遅延波の遅延量に応じてシンボルタイミングが変動する。また、最大値以外の検出方法にて、シンボルタイミングを一意に定めた場合においても、例えば、移動環境のように、遅延波の電力、遅延時間が変動する場合においては、シンボルタイミングが変動する。
At this time, the outputs of the
以上のように、シンボルタイミングが変動する環境おいて、特許文献1記載のOFDM復調装置においては、フーリエ変換部に入力されるシンボルタイミングの間隔が一定のクロック数とならない場合が存在する。シンボル間隔が保証されない場合、フーリエ変換部以降のタイミング設計及び回路設計が複雑化し、回路規模が増大するという課題を有していた。
As described above, in the environment where the symbol timing fluctuates, in the OFDM demodulator described in
特許文献2記載のOFDM復調装置においては、シンボル間隔を保証し、クロック周波数を制御することで、伝送路環境の変動に追従するよう工夫されている。しかしながら、シンボルタイミングの時間位置を移動する際には、本来のクロック周波数と異なるクロック周波数を設定する必要があり、このクロック周波数誤差により、キャリア間干渉が発生する。キャリア間干渉を避けるためには、クロック周波数の制御量を抑える必要があり、結果、伝送環境への追従性能が劣化する。 The OFDM demodulator described in Patent Document 2 is devised to follow the fluctuations in the transmission path environment by guaranteeing the symbol interval and controlling the clock frequency. However, when the time position of the symbol timing is moved, it is necessary to set a clock frequency different from the original clock frequency, and inter-carrier interference occurs due to this clock frequency error. In order to avoid inter-carrier interference, it is necessary to suppress the control amount of the clock frequency, and as a result, the performance to follow the transmission environment deteriorates.
前記従来の課題を解決するため、本発明に係るOFDM復調装置は、有効シンボル区間Tuとガードインターバル区間Tgからなる伝送シンボルにより構成されるOFDM信号を受信し、復調を行うOFDM復調装置であって、前記OFDM信号を定められた基底周波数帯域に変換する直交検波部と、前記直交検波部の出力より前記OFDM信号の伝送シンボル境界を推定し、シンボルタイミング信号を生成する第1のシンボルタイミング生成部と、前記直交検波部の出力及び前記第1のシンボルタイミング生成部の出力に基づいて、サンプリングクロック周波数誤差を推定するクロック周波数誤差推定部と、前記クロック周波数誤差推定部により推定されたクロック周波数誤差に基づき発振周波数の制御を行う第1のクロック発生部と、定められた一定のクロック間隔でシンボルタイミング信号を生成する第2のシンボルタイミング生成部と、前記第1のシンボルタイミング生成部により生成されたシンボルタイミングと前記第2のシンボルタイミング生成部により生成されたシンボルタイミング信号の時間誤差を算出する時間誤差算出部と、前記時間誤差算出部により算出された時間誤差に基づき発振周波数の制御を行う第2のクロック発生部と、前記第1のクロック発生部により生成されたクロックタイミングにおいて、前記直交検波部の出力を順次メモリに書き込み、前記第2のクロック発生部により生成されたクロックタイミングにおいて、前記メモリから順次データを読み出すFIFO(First−In First−Out)メモリ部と、前記FIFOメモリ部の出力を前記第2のシンボルタイミング生成部により生成されたシンボルタイミングに基づいてフーリエ変換を行うフーリエ変換部を具備することを特徴とする。 In order to solve the above-described conventional problems, an OFDM demodulator according to the present invention is an OFDM demodulator that receives and demodulates an OFDM signal composed of transmission symbols composed of an effective symbol interval Tu and a guard interval interval Tg. An orthogonal detector for converting the OFDM signal to a predetermined base frequency band, and a first symbol timing generator for estimating a transmission symbol boundary of the OFDM signal from an output of the orthogonal detector and generating a symbol timing signal A clock frequency error estimator that estimates a sampling clock frequency error based on the output of the quadrature detector and the output of the first symbol timing generator, and the clock frequency error estimated by the clock frequency error estimator A first clock generator for controlling the oscillation frequency based on the A second symbol timing generation unit that generates a symbol timing signal at a fixed clock interval, a symbol timing generated by the first symbol timing generation unit, and a symbol generated by the second symbol timing generation unit Generated by a time error calculator that calculates a time error of the timing signal, a second clock generator that controls the oscillation frequency based on the time error calculated by the time error calculator, and the first clock generator FIFO (First-In First-Out) memory that sequentially writes the outputs of the quadrature detection unit to the memory at the clock timing and reads data sequentially from the memory at the clock timing generated by the second clock generation unit And the output of the FIFO memory And a Fourier transform unit that performs a Fourier transform on the basis of the symbol timing generated by the second symbol timing generation unit.
また、有効シンボル区間Tuとガードインターバル区間Tgからなる伝送シンボルにより構成されるOFDM信号を受信し、復調を行うOFDM復調装置であって、前記OFDM信号を定められた基底周波数帯域に変換する直交検波部と、前記直交検波部の出力より前記OFDM信号の伝送シンボル境界を推定し、シンボルタイミング信号を生成する第1のシンボルタイミング生成部と、第1のクロック発生部と、定められた一定のクロック間隔でシンボルタイミング信号を生成する第2のシンボルタイミング生成部と、前記第1のシンボルタイミング生成部により生成されたシンボルタイミングと前記第2のシンボルタイミング生成部により生成されたシンボルタイミング信号の時間誤差を算出する時間誤差算出部と、前記時間誤差算出部により算出された時間誤差に基づき発振周波数の制御を行う第2のクロック発生部と、前記第1のクロック発生部により生成されたクロックタイミングにおいて、前記直交検波部の出力を順次メモリに書き込み、前記第2のクロック発生部により生成されたクロックタイミングにおいて、前記メモリから順次データを読み出すFIFO(First−In First−Out)メモリ部と、前記FIFOメモリ部の出力を前記第2のシンボルタイミング生成部により生成されたシンボルタイミングに基づいてフーリエ変換を行うフーリエ変換部と、前記フーリエ変換部の出力より、サンプリングクロック周波数誤差を推定するクロック周波数誤差推定部を具備し、前記第1のクロック発生部は、前記周波数誤差推定部の出力に基づき発振周波数を制御することを特徴とする。 An OFDM demodulator that receives and demodulates an OFDM signal composed of transmission symbols composed of an effective symbol interval Tu and a guard interval interval Tg, and converts the OFDM signal into a predetermined base frequency band. A first symbol timing generation unit that estimates a transmission symbol boundary of the OFDM signal from an output of the orthogonal detection unit and generates a symbol timing signal, a first clock generation unit, and a predetermined constant clock A second symbol timing generator that generates symbol timing signals at intervals; a symbol timing generated by the first symbol timing generator; and a time error between the symbol timing signals generated by the second symbol timing generator A time error calculation unit for calculating the time error, and the time error calculation unit A second clock generator for controlling the oscillation frequency based on the time error calculated by the above, and at the clock timing generated by the first clock generator, the outputs of the quadrature detector are sequentially written in the memory, At the clock timing generated by the second clock generation unit, a FIFO (First-In First-Out) memory unit that sequentially reads data from the memory, and an output of the FIFO memory unit by the second symbol timing generation unit A Fourier transform unit that performs a Fourier transform based on the generated symbol timing; and a clock frequency error estimator that estimates a sampling clock frequency error from an output of the Fourier transform unit, wherein the first clock generation unit includes: Based on the output of the frequency error estimator, the oscillation frequency It is characterized by controlling the number.
また、前記FIFOメモリ部は、前記ガードインターバル区間Tgにおいて、データの書き込みを停止、若しくは、データの読み出しを停止し、前記メモリに蓄積されるデータ量を調整することを特徴とする。 Further, the FIFO memory unit adjusts the amount of data stored in the memory by stopping data writing or data reading during the guard interval Tg.
本発明に係るOFDM復調装置においては、キャリア間干渉を発生することなく高速に伝送路環境の変動に追従するクロック周波数同期を実現する。また、同期部において、1伝送シンボル間隔のクロック数を保証することで、フーリエ変換部以降のタイミング設計・回路設計を容易化し、回路規模の削減を実現する。 The OFDM demodulator according to the present invention realizes clock frequency synchronization that follows fluctuations in the transmission path environment at high speed without causing intercarrier interference. Also, by guaranteeing the number of clocks at one transmission symbol interval in the synchronization unit, the timing design and circuit design after the Fourier transform unit are facilitated, and the circuit scale is reduced.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(実施の形態)
図1に本発明の実施の形態におけるOFDM復調装置におけるシンボル切り出し及びクロック周波数誤差補正部の構成例を示す。直交検波部11は、中間周波数帯域にあるOFDM信号を、局部発振周波数(fc’)を基に所望の基底周波数帯域へと変換する。第1のシンボルタイミング生成部12は、直交検波部11の出力から伝送シンボル境界を推定し、シンボルタイミング信号を生成する。クロック周波数誤差推定部13は、直交検波部11及び第1のシンボルタイミング生成部12の出力に基づいて、サンプリングクロック周波数誤差を推定し、出力する。第1のクロック発生部14は、クロック周波数誤差推定部13の出力に基づき、発振周波数を制御し、クロックを生成する。クロック発生部14で生成されたクロックは、AD変換部(図示せず)、直交検波部11、シンボルタイミング生成部12、クロック周波数誤差推定部13及びFIFOメモリ部18に入力される。第2のシンボルタイミング生成部15は、あらかじめ定められた一定のクロック間隔で、シンボルタイミング信号を生成する。通常、クロック間隔は、伝送シンボルに含まれるサンプル数に設定される。時間誤差算出部16は、第1のシンボルタイミング生成部12と、第2のシンボルタイミング生成部15との時間誤差を算出し、出力する。第2のクロック発生部17は、時間誤差算出部16の出力に基づいて発振クロック周波数を制御し、クロックを発生する。第2のクロック発生部17により生成されたクロックは、FIFOメモリ部18、フーリエ変換部19、第2のシンボルタイミング生成部15、時間誤差算出部16及びフーリエ変換部以降の信号処理部(等化部、誤り訂正部:図示せず)に入力される。FIFO(First−In First−Out)メモリ部18は、第1のクロック発生部から出力されるクロックタイミングに応じて、直交検波部11の出力を順次メモリに書き込み、第2のクロック生成部17から出力されるクロックタイミングに応じて順次メモリからデータを読み出し、出力する。フーリエ変換部19は、FIFOメモリ部18の出力を第2のシンボルタイミング生成部15のシンボルタイミングに基づいてフーリエ変換を行う。
(Embodiment)
FIG. 1 shows a configuration example of a symbol cut-out and clock frequency error correction unit in the OFDM demodulator according to the embodiment of the present invention. The
以上のように構成されたOFDM復調装置について、その動作を説明する。 The operation of the OFDM demodulator configured as described above will be described.
第1のシンボルタイミング生成部12及びクロック周波数誤差推定部13は、特許文献1記載のOFDM復調装置と同様の構成とすることができる。第1のクロック発生部から出力されるクロックは、シンボルタイミングの時間位置とは無関係にクロック周波数誤差推定部の出力によってのみ制御される。クロック周波数誤差が極小となるよう制御を行うことで、クロック周波数誤差によるキャリア間干渉を低減した信号を得ることができる。
The first
第2のクロック発生の原理を図11に示す。第1のシンボルタイミングは、受信されたOFDM信号から推定された伝送シンボル境界である。第2のシンボルタイミングは、一定のクロック間隔で発生される。第1のシンボルタイミングと第2のシンボルタイミングの時間位置を比較し、第1のシンボルタイミングが第2のシンボルタイミングに対して時間的に先行する場合は、第2のクロック発生部の発振周波数上げ、第1のシンボルタイミングが第2のシンボルタイミングに対して、時間的に遅延する場合は、第2のクロック発生部のクロック周波数を下げる。以上の動作を繰り返すことで、第2のシンボルタイミングのクロック間隔を変更することなく、第1のシンボルタイミングと第2のシンボルタイミングを同一にすることができる。 The principle of the second clock generation is shown in FIG. The first symbol timing is a transmission symbol boundary estimated from the received OFDM signal. The second symbol timing is generated at a constant clock interval. When the time positions of the first symbol timing and the second symbol timing are compared, and the first symbol timing precedes the second symbol timing in time, the oscillation frequency of the second clock generator is increased. When the first symbol timing is delayed with respect to the second symbol timing, the clock frequency of the second clock generator is lowered. By repeating the above operation, the first symbol timing and the second symbol timing can be made the same without changing the clock interval of the second symbol timing.
本発明に係るOFDM復調装置においては、第1のクロック発生部によりクロック周波数誤差を極小化し、キャリア間干渉を低減する。また、第2のクロック生成部により、伝送シンボル間隔内のクロック数を保証し、フーリエ変換部以降の信号処理回路のタイミング設計を容易化し、回路規模を削減できる。第1のクロックと第2のクロック間のデータ転送にはFIFOメモリを用いることで、信号品質を劣化させることなくクロック間のデータ転送が可能となっている。なお、ガードインターバル期間においてFIFOメモリの書き込み若しくは読み出しを停止することで、メモリに蓄積されるデータ量を調整することで、FIFOメモリに必要なメモリ容量を削減することができる。 In the OFDM demodulator according to the present invention, the clock frequency error is minimized by the first clock generation unit to reduce inter-carrier interference. In addition, the number of clocks within the transmission symbol interval is guaranteed by the second clock generation unit, the timing design of the signal processing circuit after the Fourier transform unit is facilitated, and the circuit scale can be reduced. By using a FIFO memory for data transfer between the first clock and the second clock, it is possible to transfer data between clocks without degrading signal quality. Note that the memory capacity required for the FIFO memory can be reduced by adjusting the amount of data stored in the memory by stopping the writing or reading of the FIFO memory during the guard interval period.
以上の構成によるOFDM復調装置においては、第2のクロック発生部の変動量を大きくとった場合においても、キャリア間干渉による信号品質劣化の恐れがない。このことから、伝送路環境の変動により、第1のシンボルタイミングが変動した場合においても、高速な追従が可能となる。 In the OFDM demodulator configured as described above, there is no risk of signal quality degradation due to inter-carrier interference even when the amount of fluctuation of the second clock generator is large. From this, even when the first symbol timing varies due to the variation in the transmission path environment, high-speed tracking is possible.
なお、クロック周波数誤差補正部は、フーリエ変換部の後段に配置し、例えば、パイロット信号の位相変動量などからクロック周波数誤差を推定することも可能である。 Note that the clock frequency error correction unit can be arranged after the Fourier transform unit, and for example, the clock frequency error can be estimated from the phase variation amount of the pilot signal.
本発明に係るOFDM復調装置は、伝送路環境の変動に高速追従可能な国内地上デジタル放送の復調装置等として有用である。また欧州地上デジタル放送等、OFDM方式を採用する伝送方式の復調装置の用途にも応用できる。 The OFDM demodulator according to the present invention is useful as a domestic terrestrial digital broadcast demodulator capable of following high-speed changes in the transmission path environment. Also, it can be applied to the use of a transmission type demodulator employing the OFDM system such as European terrestrial digital broadcasting.
11 直交検波部
12 第1のシンボルタイミング生成部
13 クロック周波数誤差推定部
14 第1のクロック発生部
15 第2のシンボルタイミング生成部
16 時間誤差算出部
17 第2のクロック発生部
18 FIFOメモリ部
19 フーリエ変換部
21 直交検波部
22 第1のシンボルタイミング生成部
23 第2のシンボルタイミング生成部
24 時間誤差算出部
25 クロック発生部
26 フーリエ変換部
31 アンテナ
32 チューナ
33 A/D変換部
34 直交検波部
35 シンボルタイミング生成部
36 クロック周波数誤差推定部
37 クロック生成部
38 フーリエ変換部
39 等化部
310 誤り訂正部
311 復号部
312 表示装置
41 複素乗算部
42 共役複素数演算部
43 遅延部
44 区間積分部
45 最大値検出部
51 直交検波部
52 シンボルタイミング生成部
53 クロック周波数誤差推定部
54 クロック発生部
55 フーリエ変換部
61 遅延部
62,63 フィルタ部
64,65 共役複素数演算部
66,67 複素乗算部
68,69 区間積分部
610 加算部
611,612 アークタンジェント演算部
613 ループフィルタ部
71 遅延器
72 乗算器
81 乗算器
82,83 遅延器
84 乗算器
85 加算器
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記OFDM信号を定められた基底周波数帯域に変換する直交検波部と、
前記直交検波部の出力より前記OFDM信号の伝送シンボル境界を推定し、シンボルタイミング信号を生成する第1のシンボルタイミング生成部と、
前記直交検波部の出力及び前記第1のシンボルタイミング生成部の出力に基づいて、サンプリングクロック周波数誤差を推定するクロック周波数誤差推定部と、
前記クロック周波数誤差推定部により推定されたクロック周波数誤差に基づき発振周波数の制御を行う第1のクロック発生部と、
定められた一定のクロック間隔でシンボルタイミング信号を生成する第2のシンボルタイミング生成部と、
前記第1のシンボルタイミング生成部により生成されたシンボルタイミングと前記第2のシンボルタイミング生成部により生成されたシンボルタイミング信号の時間誤差を算出する時間誤差算出部と、
前記時間誤差算出部により算出された時間誤差に基づき発振周波数の制御を行う第2のクロック発生部と、
前記第1のクロック発生部により生成されたクロックタイミングにおいて、前記直交検波部の出力を順次メモリに書き込み、前記第2のクロック発生部により生成されたクロックタイミングにおいて、前記メモリから順次データを読み出すFIFO(First−In First−Out)メモリ部と、
前記FIFOメモリ部の出力を前記第2のシンボルタイミング生成部により生成されたシンボルタイミングに基づいてフーリエ変換を行うフーリエ変換部を具備することを特徴とするOFDM復調装置。 An OFDM demodulator that receives and demodulates an OFDM signal composed of transmission symbols composed of an effective symbol interval Tu and a guard interval interval Tg,
An orthogonal detector for converting the OFDM signal into a predetermined base frequency band;
A first symbol timing generation unit that estimates a transmission symbol boundary of the OFDM signal from an output of the orthogonal detection unit and generates a symbol timing signal;
A clock frequency error estimator for estimating a sampling clock frequency error based on the output of the quadrature detector and the output of the first symbol timing generator;
A first clock generator for controlling the oscillation frequency based on the clock frequency error estimated by the clock frequency error estimator;
A second symbol timing generation unit that generates a symbol timing signal at a predetermined fixed clock interval;
A time error calculation unit that calculates a time error between the symbol timing generated by the first symbol timing generation unit and the symbol timing signal generated by the second symbol timing generation unit;
A second clock generator for controlling the oscillation frequency based on the time error calculated by the time error calculator;
A FIFO that sequentially writes the output of the quadrature detector to the memory at the clock timing generated by the first clock generator and sequentially reads data from the memory at the clock timing generated by the second clock generator. A (First-In First-Out) memory unit;
An OFDM demodulator comprising a Fourier transform unit for performing a Fourier transform on the output of the FIFO memory unit based on the symbol timing generated by the second symbol timing generation unit.
前記OFDM信号を定められた基底周波数帯域に変換する直交検波部と、
前記直交検波部の出力より前記OFDM信号の伝送シンボル境界を推定し、シンボルタイミング信号を生成する第1のシンボルタイミング生成部と、
第1のクロック発生部と、
定められた一定のクロック間隔でシンボルタイミング信号を生成する第2のシンボルタイミング生成部と、
前記第1のシンボルタイミング生成部により生成されたシンボルタイミングと前記第2のシンボルタイミング生成部により生成されたシンボルタイミング信号の時間誤差を算出する時間誤差算出部と、
前記時間誤差算出部により算出された時間誤差に基づき発振周波数の制御を行う第2のクロック発生部と、
前記第1のクロック発生部により生成されたクロックタイミングにおいて、前記直交検波部の出力を順次メモリに書き込み、前記第2のクロック発生部により生成されたクロックタイミングにおいて、前記メモリから順次データを読み出すFIFO(First−In First−Out)メモリ部と、
前記FIFOメモリ部の出力を前記第2のシンボルタイミング生成部により生成されたシンボルタイミングに基づいてフーリエ変換を行うフーリエ変換部と、
前記フーリエ変換部の出力より、サンプリングクロック周波数誤差を推定するクロック周波数誤差推定部を具備し、
前記第1のクロック発生部は、前記周波数誤差推定部の出力に基づき発振周波数を制御することを特徴とするOFDM復調装置。 An OFDM demodulator that receives and demodulates an OFDM signal composed of transmission symbols composed of an effective symbol interval Tu and a guard interval interval Tg,
An orthogonal detector for converting the OFDM signal into a predetermined base frequency band;
A first symbol timing generation unit that estimates a transmission symbol boundary of the OFDM signal from an output of the orthogonal detection unit and generates a symbol timing signal;
A first clock generator;
A second symbol timing generation unit that generates a symbol timing signal at a predetermined fixed clock interval;
A time error calculator for calculating a time error between the symbol timing generated by the first symbol timing generator and the symbol timing signal generated by the second symbol timing generator;
A second clock generator for controlling the oscillation frequency based on the time error calculated by the time error calculator;
A FIFO that sequentially writes the output of the quadrature detector to the memory at the clock timing generated by the first clock generator, and sequentially reads data from the memory at the clock timing generated by the second clock generator. A (First-In First-Out) memory unit;
A Fourier transform unit that performs a Fourier transform on the output of the FIFO memory unit based on the symbol timing generated by the second symbol timing generation unit;
A clock frequency error estimating unit for estimating a sampling clock frequency error from an output of the Fourier transform unit;
The OFDM demodulator characterized in that the first clock generator controls the oscillation frequency based on the output of the frequency error estimator.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004137077A JP2005322955A (en) | 2004-05-06 | 2004-05-06 | Ofdm demodulator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004137077A JP2005322955A (en) | 2004-05-06 | 2004-05-06 | Ofdm demodulator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2005322955A true JP2005322955A (en) | 2005-11-17 |
Family
ID=35469927
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2004137077A Pending JP2005322955A (en) | 2004-05-06 | 2004-05-06 | Ofdm demodulator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2005322955A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007055008A1 (en) * | 2005-11-10 | 2007-05-18 | Fujitsu Limited | Receiver, error detection circuit, and reception method |
| KR100746553B1 (en) | 2005-12-09 | 2007-08-06 | 한국전자통신연구원 | Apparatus and method for CFO aided timing offset tracking for OFDM system |
-
2004
- 2004-05-06 JP JP2004137077A patent/JP2005322955A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007055008A1 (en) * | 2005-11-10 | 2007-05-18 | Fujitsu Limited | Receiver, error detection circuit, and reception method |
| US8031817B2 (en) | 2005-11-10 | 2011-10-04 | Fujitsu Limited | Receiver device, error detection circuit, and receiving method |
| KR100746553B1 (en) | 2005-12-09 | 2007-08-06 | 한국전자통신연구원 | Apparatus and method for CFO aided timing offset tracking for OFDM system |
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