JP3986234B2 - ディジタル放送受信機 - Google Patents

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Description

【0001】
【産業上の利用分野】
この発明はディジタル放送受信機に関し、特にたとえばパイロット信号を含む直交周波数分割多重(OFDM:Orthogonal Frequency Division Multiplexing) で変調された信号を受信する、ディジタル放送受信機に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のこの種のディジタル放送受信機の一例が、平成6年8月19日に出願公開された特開平6−232931号[H04L 27/22]公報に開示されている。図7に示すように、このディジタル復調装置1では、ディジタル信号の同相検波軸信号(I信号)および直交検波軸信号(Q信号)が遅延検波回路2に入力される。遅延検波回路2は、1シンボル先行するI信号およびQ信号との信号点配置の違い、すなわち位相差を検出し、所定の関係に基づいてI信号およびQ信号のそれぞれを検波信号XおよびYに復号する。この検波信号XおよびYはデータ識別回路3aおよび3bのそれぞれに与えられるとともに、相関検出回路4に与えられる。データ識別回路3aおよび3bのそれぞれは、相関判定回路5から与えられるタイミングクロック信号に基づいて検波信号XおよびYを復号する。したがって、復号された検波信号XおよびYは、後段のパラレル/シリアル(P/S)変換回路6でシリアルデータ(データ列)に変換され、出力端子P2から出力される。
【0003】
また、相関検出回路4は、入力された検波信号XおよびYのレベルを1シンボル周期毎に予め設定された複数個のサンプリングポイントにおいてそれぞれサンプリングする。また、相隣接する2つのサンプリングポイントを一組の抽出ポイントとし、サンプリングした信号同士の相関を検出し、検出した相関を検波信号XおよびYのそれぞれについて対応する抽出ポイント毎に加算する。そして、複数シンボル分累積した上で、加算結果(相関結果)が相関判定回路5に出力される。
【0004】
つまり、図8に示すようなアイパターンにおいて、1シンボル期間で8個のサンプリングポイントP1〜P8に対応するレベルを検出し、相隣接するサンプリング同士のレベルの相関を検出する。具体的には、P1とP2,P2とP3,…P6とP7,P7とP8のそれぞれについてレベルの相関が複数シンボル分検出される。この相関結果(相関データ)が相関判定回路5に与えられ、相関判定回路5は相関データの大小を比較して、最も相関の大きくなる抽出ポイントを検出する。
【0005】
たとえば、図8においては、P4およびP5を含む抽出ポイントまたはP5およびP6を含む抽出ポイントが検出される。そして、検出した抽出ポイントに含まれるサンプリングポイントのいずれか一方をタイミングポイントに決定し、そのタイミングポイントに基づいてタイミングパルスを生成していた。このように、最も相関が大きくなる抽出ポイントを検出するため、すなわち直接的にアイパターンのアイが最も開いたポイントを直接捕まえるため、ゼロクロス近傍の雑音による影響(符号間干渉)を受けることがなかった。
【0006】
また、1シンボル復調する度にタイミングポイントを更新するようにすれば、フェージングによる位相ずれに対して高速に追従することが可能であった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この従来技術では、8つのサンプリングポイントに基づいて相関が最も大きい抽出ポイントを検出するため、図示は省略しているが、相関検出回路4には、7つの抽出ポイントのそれぞれに対応するカウンタが設けられており、回路構成が大きくなってしまっていた。このため、コストが高くなるという問題があった。
【0008】
それゆえに、この発明の主たる目的は、簡単な構成であり、かつ正確なキャリア位置でデータを復調することができる、ディジタル放送受信機を提供することである。
【0009】
この発明は、パイロット信号を含む直交周波数分割多重変調信号を受信するディジタル放送受信機であって、検波された変調信号からパイロット信号を抽出する抽出手段、基準パイロット信号を生成する生成手段、パイロット信号を所定クロックずつ遅延させる延手段、遅延手段遅延したパイロット信号と基準パイロット信号との相関関係を検出する相関検出手段、相関関係から検波された変調信号に含まれるデータの先頭位置を決定する決定手段、決定手段で決定された先頭位置を記憶する記憶手段、1シンボル毎に前記遅延手段の遅延クロック数を更新する更新手段、および記憶手段に記憶された少なくとも2つ以上の先頭位置から相関関係が最大となるときの先頭位置を選択する先頭位置選択手段を備える、ディジタル放送受信機である。
【0010】
【作用】
このディジタル放送受信機は、パイロット信号を含む直交周波数分割多重変調信号(OFDM信号)を受信する。たとえば、パイロット抽出手段が検波されたOFDM信号からパイロット信号を抽出する。一方、生成手段が基準パイロット信号を生成する。また、遅延手段がパイロット信号を所定クロックずつ遅延させ、遅延されたパイロット信号のそれぞれとパイロット信号との相関関係が検出される。決定手段は、検出手段の検出結果に基づいて検波された変調信号に含まれるデータの先頭位置を決定する。この先頭位置が記憶手段に記憶される。また、更新手段が1シンボル毎に遅延手段の遅延クロック数を更新するので、検出したシンボル数に相当する数の先頭位置が記憶手段に記憶される。このように、遅延量を更新することにより、同じ手段を用いて少なくとも2つ以上の先頭位置を検出することができる。したがって、先頭位置手段が記憶手段に記憶された少なくとも2つ以上の先頭位置から相関性が一番高い先頭位置を選択する。したがって、正確な先頭位置を選択することができる。
【0011】
たとえば、遅延クロック数検出手段が相関関係が最大となる遅延されたパイロット信号の遅延クロック数を検出するので、その遅延クロック数を補正することによりデータの先頭位置を正常な位置に移動させることができる。
【0012】
つまり、変換手段が遅延クロック数を周波数誤差に変換するので、簡単にずれを補正することができる。
【0013】
【発明の効果】
この発明によれば、回路構成を増やす必要がないので、簡単な構成にすることができる。また、多数の相関関係を検出できるので、確実に先頭位置を検出することができる。したがって、正常に受信信号を再生することができる。
【0014】
この発明の上述の目的,その他の目的,特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。
【0015】
【実施例】
図1を参照して、この実施例のディジタル放送受信機10はチューナ12を含み、チューナ12にはアンテナ14が接続される。アンテナ14で受信された受信信号すなわちOFDMで変調されたテレビジョン信号(OFDM信号)がチューナ12に与えられる。チューナ12では、OFDM信号(受信信号)をダウンコンバートする。つまり、中間周波信号(IF信号)に変換される。このIF信号がA/D変換器16に与えられ、アナログ信号のIF信号がディジタル信号に変換される。ディジタル信号に変換されたIF信号はヒルベルト変換回路18に与えられ、同相成分から直交成分が導出される。つまり、IF信号が検波され、同相検波軸信号(I信号)および直交検波軸信号(Q信号)が生成される。このI信号およびQ信号が複素乗算回路20に与えられる。
【0016】
複素乗算回路20は、sin/cos変換回路26から出力されるsinデータ(sinθ)とcosデータ(cosθ)とを用いて、数1に示す複素演算処理を実行し、受信信号に含まれる残留キャリア成分を除去する。
【0017】
【数1】
I′=I×cosθ+Q×sinθ
Q′=Q×cosθ−I×sinθ
このような演算処理によって生成されたI′信号およびQ′信号が、高速フーリエ変換(FFT)回路22に与えられるとともに、第1自動周波数制御(AFC)回路28に与えられる。
【0018】
図2を参照して、第1AFC回路28は入力端子S2およびS3を含み、入力端子S2にはI′信号が入力され、入力端子S3にはQ′信号が入力される。このI′信号およびQ′信号は、周波数誤差検出回路40に与えられるとともに、シンボル同期回路44に与えられる。周波数誤差検出回路40は、I′信号およびQ′信号に基づいて周波数誤差Δf1を検出し、検出した周波数誤差Δf1をローパスフィルタ(LPF)42に与える。LPF42は、周波数誤差Δf1に含まれる高域成分を除去し、高域成分が除去された周波数誤差Δf1が出力端子S4を介して図1に示す加算器34に与えられる。
【0019】
また、シンボル同期回路44は、I′信号およびQ′信号に基づいて伝送シンボル期間の同期を十分に確立させ、伝送シンボル期間と同期するシンボルパルスを発生する。このシンボルパルスが後段のFFTウィンドウ設定回路46に与えられる。FFTウィンドウ設定回路46は、FFT処理のための時間ウィンドウ(FFTウィンドウ)を設定する。具体的には、図3(A)に示すような受信信号がアンテナ14で受信された場合には、シンボル同期回路44で図3(B)に示すような伝送シンボル期間に同期するシンボルパルスが生成される。したがって、FFTウィンドウ設定回路46は、有効シンボル期間を含むように、シンボルパルスに応じて所定期間のFFTウィンドウを設定する。
【0020】
つまり、FFTウィンドウは、その終端がシンボルパルスがハイレベルになる位置に一致するように設定される。このFFTウィンドウは、有効シンボル期間と同じ長さであり、たとえば日本方式地上ディジタルテレビジョンの場合には、3つの伝送モードのそれぞれに従って2048ポイント(クロック)期間、4096ポイント期間、8192ポイント期間のいずれかに決定される。なお、この実施例では、2048ポイント期間に決定される。また、伝送シンボル期間では、受信信号は有効シンボル期間およびその後端部分を巡回的にコピーしたガードインターバルを含む。FFTウィンドウ設定回路46で設定されたFFTウィンドウは、出力端子S5を介して図1に示すFFT回路22、パイロット信号抽出回路30および第2AFC回路36に与えられる。
【0021】
図1に戻って、FFT回路22は、第1AFC回路28から与えられるFFTウィンドウに従ってI′信号およびQ′信号に対してFFT処理を施す。したがって、パイロット信号と複素シンボル信号列とによって構成される信号列が生成される。つまり、図3(D)に示すように、有効シンボル期間に有効なデータ領域と無効な領域とを含む信号列が生成される。この有効なデータ領域にパイロット信号が含まれる。なお、上述したように、この実施例では、有効シンボル期間が2048ポイント期間であり、そのうちの1405ポイントが有効なデータ領域である。また、有効なデータ領域以外の643(322+321)ポイントが無効な領域である。FFT処理が施されたI′信号およびQ′信号は、4相シフトキーイング(QPSK)デコーダ24に与えられるとともに、パイロット信号抽出回路30に与えられる。
【0022】
QPSKデコーダ24は、FFT処理が施されたI′信号およびQ′信号のそれぞれに含まれる複素シンボル信号列のみを抽出し、これをデコードする。したがって、1本のトランスポートストリーム(TS)信号が生成され、このTS信号が出力端子S1を介して後段の図示しないMPEGデコーダで復調される。したがって、再生映像信号および再生音声信号が得られる。
【0023】
また、パイロット信号抽出回路30は、FFT処理が施されたI′信号およびQ′信号からパイロット信号ERPIを抽出する。抽出されたパイロット信号ERPIは、FFTウィンドウの先端でタイミングを取って、つまりFFTウィンドウの先端に同期して、第2AFC回路36に与えられる。第2AFC回路36は、このパイロット信号ERPIと後で詳細に示す第2AFC回路36内で生成されるパイロット信号PIとに基づいて周波数誤差Δf2を算出する。そして、算出した周波数誤差Δf2が加算器34に与えられる。なお、FFTウィンドウは第2AFC回路36にも与えられており、このFFTウィンドウの先端で同期を取って、パイロット信号PIが生成される。
【0024】
図4を参照して、第2AFC回路36は入力端子S6を含み、入力端子S6にはパイロット信号抽出回路30で抽出されたパイロット信号ERPI、すなわち検波した受信信号(有効シンボル)に含まれるパイロット信号ERPIが入力される。第2AFC回路36はまた、遅延回路50a〜50dを含み、遅延回路50a〜50dのそれぞれに対応して設けられた相関検出回路52a〜52dが遅延回路50a〜50dの後段に設けられる。第2AFC回路36はさらに、カウンタ54a〜54dを含み、カウンタ54a〜54dは遅延回路50a〜50d(相関検出回路52a〜52d)のそれぞれに対応して相関検出回路52a〜52dの後段に設けられる。
【0025】
遅延回路50aは、コントローラ60から与えられる切換信号に応じて遅延量が設定される。この実施例では、遅延回路50aは、切換信号がハイレベル(H)のとき、遅延量が−4ポイントに設定され、切換信号がローレベル(L)のとき、遅延量が0ポイントに設定される。他の遅延回路50b、50cおよび50dの遅延量は、1ポイントに固定される。
【0026】
コントローラ60は、FFTウィンドウに基づいて切換信号を出力する。具体的には、コントローラ60は、最初のFFTウィンドウの先端すなわち立ち上がりエッジを検出すると、これに応じてハイレベル(H)の切換信号を出力し、次の(2番目)の立ち上がりエッジに応じてローレベル(L)の切換信号を出力する。つまり、奇数番目のシンボルに対してはハイレベルの切換信号を出力し、偶数番目のシンボルに対してはローレベル(L)の切換信号を出力する。
【0027】
相関検出回路52a〜52dは、それぞれに対応する遅延回路50a〜50dから出力される出力信号すなわちパイロット信号ERPIを所定ポイント(クロック)だけ遅延させた信号とパイロット信号発生回路64で発生されたパイロット信号との相関関係を検出する。なお、後で詳細に説明するが、相関検出回路52は1キャリア毎にパイロットシンボルの相関関係を検出し、相関性が高い場合には“1”のデータを出力し、相関性が低い場合には、“0”のデータを出力する。
【0028】
カウンタ54a〜54dは、相関検出回路52a〜52dから与えられる“1”のデータをカウントする。また、カウンタ54a〜54dはコントローラ60からの制御信号に従ってカウント値A〜Dおよびカウント値A′〜D′を後段のキャリア位置決定回路56に出力し、その後、リセットされる。つまり、コントローラ60は、FFTウィンドウの後端すなわち立ち下がりエッジに応答して、カウンタ54a〜54dのカウント値A〜D(A′〜D′)の出力およびリセットを実行するするための制御信号を出力する。
【0029】
このように、コントローラ60から出力される切換信号で遅延回路50aの遅延量を切り換え、またコントローラ60から出力される制御信号でカウンタ54a〜54dをリセットして使用するので、連続する2つのシンボル(有効シンボル)を用いて所定量ずつ遅延させたパイロット信号ERPIとパイロット信号PIとの相関関係を検出することができる。つまり、先行する(奇数番目の)シンボルにおいて、遅延回路50a〜50dで−4ポイント(クロック)〜−1ポイント(クロック)の間で1ポイント(クロック)ずつ遅延させて相関関係を検出させ、次の(偶数番目の)シンボルにおいて、遅延回路50a〜50dで0ポイント〜3ポイントの間で1ポイントずつ遅延させて相関関係を検出させることができる。つまり、1シンボルについての相関関係の検出が実行されると、遅延回路50a〜遅延回路50dの遅延量が更新されるので、回路構成を増やさずに多数の(この実施例では、2倍である。)相関関係を検出することができる。
【0030】
したがって、奇数番目のシンボルに対しては、入力端子S6から入力されたパイロット信号ERPIは、遅延回路50aで−4ポイント(クロック)遅延される。つまり、パイロット信号PIに対してパイロット信号ERPIが−4ポイント遅延される。すなわち、4キャリア前にずらされる。遅延回路50aで−4ポイント遅延されたパイロット信号ERPI(出力信号a)は、相関検出回路52aおよび遅延回路50bに与えられる。また、相関検出回路52aには、パイロット信号発生回路64で発生されたパイロット信号PIが与えられる。
【0031】
なお、パイロット信号は郵政省から出版されている“地上デジタルテレビジョン放送暫定方式の原案(伝送部分)”において詳細に示されているように、パイロットシンボルのキャリア位置とその振幅が固定的に決定されている。
【0032】
したがって、パイロット信号発生回路64は、パイロットシンボルが存在するキャリア位置で“1”となり、それ以外のキャリア位置で“0”となるパイロット信号PIを発生する。同様に、パイロット信号抽出回路30で抽出されたパイロット信号ERPIもまた、パイロットシンボルが存在するキャリア位置で“1”となり、それ以外のキャリア位置で“0”となる。なお、パイロット信号ERPIは、パイロット信号PIに対しては−4ポイント(クロック)遅延される。すなわち、4ポイント(クロック)前にずらされる。
【0033】
相関検出回路52aは、出力信号aとパイロット信号PIとの相関関係を検出する。具体的には、相関検出回路52aは出力信号aとパイロット信号PIとの相関関係をキャリア毎に検出する。なお、パイロット信号ERPIとパイロット信号PIとは互いにFFTウィンドウの先端で同期が取られているため、キャリア毎の相関を検出することができる。また、この実施例では、パイロットシンボルの相関性についてのみ検出している。したがって、キャリア間でパイロットシンボルの相関性が高ければ、つまり両方のキャリアが“1”を示していれば、相関検出回路52aは“1”のデータを出力し、相関性が低ければ、つまり両方のキャリアが“0”を示している場合または互いに異なる値を示している場合には、相関検出回路52bは“0”のデータを出力する。たとえば、相関検出回路52aは、論理乗算(AND)回路で構成され、AND回路はパイロット信号ERPIとパイロット信号PIとをキャリア毎に論理乗算する。したがって、上述のような相関関係を演算(検出)することができる。
【0034】
なお、相関検出回路52aを非排他的論理和演算(NXOR)回路で構成し、両方のキャリアが“0”または“1”を示す場合に“1”のデータを出力し、互いに異なる値を示す場合に“0”のデータを出力するようにすれば、全キャリアについて相関関係を検出することができる。
【0035】
相関検出回路52aから1キャリア毎に出力される“1”または“0”のデータはカウンタ54aに与えられる。カウンタ54aは、相関検出回路52aから出力された“1”のデータをカウントする。一方、相関検出回路52aから出力されたデータが“0”である場合には、カウンタ54aはカウントしない。
【0036】
遅延回路50bは、出力信号aを1ポイント(クロック)だけ遅延させる。言い換えると、パイロット信号PIに対してパイロット信号ERPIが−3ポイント遅延される。つまり、3キャリア前にずらされる。遅延回路50bで−3ポイント遅延された信号(出力信号b)は、相関検出回路52bおよび遅延回路50cに出力される。相関検出回路52bは、上述の相関検出回路52aと同じ構成であり、出力信号bとパイロット信号PIとの相関を検出する。したがって、相関検出回路52bからは1キャリア毎に“1”または“0”のデータが出力される。そして、カウンタ54bは“1”のデータをカウントする。
【0037】
遅延回路50cは、出力信号bを1ポイント(クロック)だけ遅延させる。つまり、パイロット信号PIに対してパイロット信号ERPIが−2ポイント遅延される。すなわち、2キャリア前にずらされる。遅延回路50cで−2ポイント遅延された信号(出力信号c)は相関検出回路52cおよび遅延回路50dに出力される。相関検出回路52cもまた、相関検出回路52aと同じ構成であり、出力信号cとパイロット信号PIとの相関関係を検出する。つまり、相関検出回路52cから1キャリア毎に“1”または“0”のデータが出力され、カウンタ54cは“1”のデータをカウントする。
【0038】
遅延回路50dは、出力信号cを1ポイント(クロック)だけ遅延させる。つまり、パイロット信号PIに対してパイロット信号ERPIを−1ポイント遅延させる。すなわち、1キャリア前にずらされる。遅延回路50dで−1ポイント遅延された信号(出力信号d)は、相関検出回路52dに出力される。相関検出回路52dもまた、相関検出回路52aと同じ構成であり、出力信号dとパイロット信号PIとの相関関係を検出する。したがって、相関検出回路52dから1キャリア毎に“1”または“0”のデータが出力され、カウンタ54dは“1”のデータをカウントする。
【0039】
一方、偶数番目のシンボルに対しては、入力端子S6から入力されたパイロット信号ERPIは、遅延回路50aで0ポイント遅延される。遅延回路50aで0ポイント遅延されたパイロット信号ERPI(出力信号a′)もまた、出力信号aと同様に、相関検出回路52aおよび遅延回路50bに与えられる。つまり、パイロット信号ERPIがそのまま相関検出回路52aに与えられているのと同様である。相関検出回路52aは、出力信号a′とパイロット信号PIとの相関関係を検出する。したがって、相関検出回路52aからは1キャリア毎に“1”または“0”のデータが出力され、カウント54aは“1”のデータをカウントする。
【0040】
なお、この実施例では、理想的なパイロット信号ERPIが入力された場合には、キャリアのずれがないため、出力信号a′とパイロット信号PIとの相関性が一番高くなる。
【0041】
遅延回路50bは、出力信号a′を1ポイント(クロック)だけ遅延させる。言い換えると、パイロット信号PIに対してパイロット信号ERPIが1ポイント遅延される。遅延回路50bで1ポイント遅延された信号(出力信号b′)は、相関検出回路52bおよび遅延回路50cに出力される。相関検出回路52bは、出力信号b′とパイロット信号PIとの相関を検出する。したがって、相関検出回路52bから1キャリア毎に“1”または“0”のデータが出力され、カウンタ54bは“1”のデータをカウントする。
【0042】
遅延回路50cは、出力信号b′を1ポイント(クロック)だけ遅延させる。言い換えると、パイロット信号PIに対してパイロット信号ERPIが2ポイント遅延される。遅延回路50cで2ポイント遅延された信号(出力信号c′)は、相関検出回路52cおよび遅延回路50dに出力される。したがって、相関検出回路52cでは、出力信号c′とパイロット信号PIとの相関関係が検出され、相関検出回路52cから1 キャリア毎に“1“または“0”のデータが出力され、カウンタ54cは“1”のデータをカウントする。
【0043】
遅延回路50dは、出力信号c′を1ポイント(クロック)だけ遅延させる。言い換えると、パイロット信号PIに対してパイロット信号ERPIが3ポイント遅延される。遅延回路50dで3ポイント遅延された信号(出力信号d′)が相関検出回路52dに出力される。相関検出回路52dは、出力信号d′とパイロット信号との相関関係を検出する。したがって、相関検出回路52dから1キャリア毎に“1”または“0”のデータが出力され、カウンタ54dは“1”のデータをカウントする。
【0044】
具体的には、図5示すような基準となるパイロット信号PIがパイロット発生回路64で発生され、切換信号がハイレベル(H)のとき、出力信号a〜dが相関検出回路52a〜52dのそれぞれに入力され、切換信号がローレベル(L)のとき、出力信号a′〜d′が相関検出回路52a〜52dのそれぞれに入力される。そして、相関検出回路52a〜52dでは、連続する2つのシンボルのそれぞれのパイロット信号PIとパイロット信号ERPIとの相関がキャリア毎に検出される。したがって、カウンタ54a〜54dでは、先行するシンボルについて相関関係を検出した結果(カウント値A〜D)および次のシンボルについて相関関係を検出した結果(カウント値A′〜D′)が得られる。
【0045】
なお、簡単に示すために、パイロット信号PIおよびパイロット信号ERPIは、受信信号の有効シンボルに含まれるキャリア数(ポイント数)を16と仮定し、有効シンボルに10キャリア分のデータが含まれていると仮定してある。また、上述したように、パイロット信号PIおよびパイロット信号ERPIは、パイロットシンボルが存在するキャリア位置で“1”を示し、それ以外のキャリア位置で“0”を示している。さらに、有効シンボル期間において、先頭の(時間的に前の)キャリアから順に0〜15のキャリア番号を付してある。したがって、パイロット信号PIから分かるように、パイロットシンボルはキャリア番号4,7,11および12に対応するキャリア位置に存在する。
【0046】
図5においては、理想的なパイロット信号ERPIが入力された場合について示しており、パイロット信号PIに対して遅延量が0ポイント(キャリア)である出力信号a′とパイロット信号PIとが一致している。また、カウント値A〜Dおよびカウント値A′〜D′の時間的な変化から分かるように、1シンボル期間カウントした結果からカウント値A′が最大となっている。
【0047】
また、パイロット信号ERPIが−1ポイントずれてしまっている場合には、つまりパイロット信号ERPIが1ポイント遅れている場合には、図6に示すように、パイロット信号PIに対して−1ポイント(キャリア)遅延した出力信号dとパイロット信号PIとが一致する。また、カウント値A〜Dおよびカウント値A′〜D′の時間的な変化から分かるように、1シンボル期間カウントした結果からカウント値Dが最大となっている。
【0048】
このように、所定ポイント(1ポイント)ずつずらしたパイロット信号ERPIとパイロット信号PIとの相関関係を連続する2つのシンボルについてキャリア毎に検出し、相関性が高いキャリアの数がカウンタ54a〜54dでカウントされる。
【0049】
たとえば、奇数番目である先行するシンボルについての相関検出の処理が実行されると、コントローラ60から与えられる制御信号に従ってカウンタ54a〜54dのカウント値A〜Dがキャリア位置決定回路56に与えられる。キャリア位置決定回路56は、カウンタ54a〜54dから与えられたカウント値A〜Dをそれぞれ比較し、最大となるカウント値を検出する。つまり、カウント値が最大であるカウンタに対応するキャリア位置が有効シンボルに含まれるデータの先頭のキャリア位置(先頭キャリア位置)であると判定(決定)される。そして、先頭キャリア位置およびそのときのカウント値がメモリ58に記憶される。このとき、最大となるカウント値が2つ以上あれば、全ての先頭キャリア位置およびそれぞれに対応するカウント値がメモリ58に記憶される。
【0050】
この先頭キャリア位置は、カウント値が最大となるカウンタに対応して設けられた遅延回路の遅延量とFFTウィンドウの先端に対応するキャリア位置とから容易に知ることができる。つまり、図3(D)で示した有効シンボルで考えると、データの先頭キャリア位置は、図3(C)に示すようなFFTウィンドウの先端から323ポイント(キャリア)目である。このキャリア数(323)から遅延量を減算することにより、有効シンボルに含まれるデータの先頭キャリア位置を算出することができる。
【0051】
続いて、偶数番目である次のシンボルについて相関検出の処理が実行されると、コントローラから与えられる制御信号に従ってカウンタ54a〜54dのカウント値A′〜D′がキャリア位置決定回路56に与えられる。キャリア位置決定回路56は、カウンタ54a〜54dから与えられたカウント値A′〜D′のそれぞれを比較し、最大となるカウント値を検出する。つまり、カウント値が最大であるカウンタに対応するキャリア位置が有効シンボルに含まれるデータの先頭キャリア位置に決定される。そして、先頭キャリア位置およびそのときのカウント値がメモリ58に記憶される。なお、最大となるカウント値が2つ以上ある場合には、上述と同様に、全ての先頭キャリア位置およびそれぞれに対応するカウント値がメモリ58に記憶される。
【0052】
キャリア位置選択回路66は、メモリ58に記憶された少なくとも2つ以上の先頭キャリア位置に対応するそれぞれのカウント値を比較する。そして、キャリア位置選択回路66は、比較した結果、最大となるカウント値に対応する先頭キャリア位置を選択し、周波数誤差検出回路62に出力する。
【0053】
周波数誤差変換回路62は、メモリ58から与えられた先頭キャリア位置から周波数誤差Δf2を算出する。つまり、このようなOFDM信号では、1キャリアに相当する周波数の大きさ(周波数幅)Xが固定的に決定されているため、ずれているキャリアの数すなわち遅延回路50a〜50dの遅延量から容易に周波数誤差を算出することができる。
【0054】
具体的に説明すると、カウント値Aに対応する先頭キャリア位置が選択された場合には、そのカウント値Aを示すカウンタ54aに対応する遅延回路50aの遅延量がパイロット信号PIに対して−4ポイントであるため、すなわち4キャリア前にずらしてあるため、周波数幅Xに4を掛けることにより周波数誤差Δf2を算出することができる。また、カウント値Bに対応する先頭キャリア位置が選択された場合には、そのカウント値Bを示すカウンタ54bに対応する遅延回路50bの遅延量がパイロット信号PIに対して−3ポイントであるため、すなわち3キャリア前にずらしてあるため、周波数幅Xに3を掛けることにより周波数誤差Δf2を算出することができる。
【0055】
さらに、カウント値Cに対応する先頭キャリア位置が選択された場合には、そのカウント値Cを示すカウンタ54bに対応する遅延回路50cの遅延量がパイロット信号PIに対して−2ポイントであるため、すなわち2キャリア前にずらしてあるため、周波数幅Xに2を掛けることにより、周波数誤差Δf2を算出することができる。さらにまた、カウント値Dに対応する先頭キャリア位置が選択された場合には、そのカウント値Dに対応する遅延回路50dの遅延量が−1ポイントであるため、すなわち1キャリア前にずらしてあるため、周波数幅Xに1を掛けることにより周波数誤差Δf2を算出することができる。
【0056】
また、カウント値A′に対応する先頭キャリア位置が選択された場合には、そのカウント値A′を示すカウンタ54aに対応する遅延回路50aの遅延量がパイロット信号に対して0ポイントであるため、すなわち遅延量が0であるため、周波数誤差Δf2も生じない。したがって、周波数誤差Δf2は0ある。さらに、カウント値B′に対応する先頭キャリア位置が選択された場合には、そのカウント値B′を示すカウンタ54bに対応する遅延回路50bの遅延量がパイロット信号PIに対して1ポイントであるため、すなわち1キャリア遅延されるため、周波数幅Xに−1を掛けることにより周波数誤差Δf2を算出することができる。
【0057】
さらにまた、カウント値C′に対応する先頭キャリア位置が選択された場合には、そのカウント値C′を示すカウンタ54cに対応する遅延回路50cの遅延量がパイロット信号PIに対して2ポイントであるため、すなわち2キャリア遅延されるため、周波数幅Xに2を掛けることにより周波数誤差Δf2を算出することができる。また、カウント値D′に対応する先頭キャリア位置が選択された場合には、そのカウント値D′を示すカウンタ54dに対応する遅延回路50dの遅延量がパイロット信号PIに対して3ポイントであるため、すなわち3キャリア遅延されるため、周波数幅Xに3を掛ける事により周波数誤差Δf2を算出することができる。
【0058】
このようして算出された先頭キャリア位置に対応する周波数誤差Δf2が出力端子S7を介して加算器34に与えられる。
【0059】
図1に戻って、加算器34は、2つの周波数誤差成分Δf1およびΔf2を加算し、加算した周波数誤差成分Δf3を数値制御発振器(NCO)32に与える。NCO32は、加算器34から与えられた周波数誤差Δf3に基づいて、この周波数誤差Δf3を除去するための制御信号θを生成する。つまり、sinデータおよびcosデータのパラメータ(θ)を生成し、sin/cos変換回路26に出力する。したがって、sin/cos変換回路26では、NCO32から与えられる制御信号θに基づいて、sinデータ(sinθ)およびcosデータ(cosθ)を生成し、複素乗算回路20に与える。したがって、周波数誤差Δf3が補正され、FFT処理の精度を高くすることができる。つまり、正確な先頭キャリア位置でデータを復調することができる。
【0060】
この実施例によれば、遅延回路の遅延量を切り換える(更新する)とともに、相関検出回路およびカウンタを用いて連続する2つのシンボルについてパイロット信号ERPIとパイロット信号PIとの相関関係を検出することができるので、回路構成を増やすことなく、多くの検出結果を得ることができる。したがって、確実に有効シンボルに含まれるデータの先頭キャリア位置を検出することができる。このため、周波数誤差を正しく補正でき、正確なキャリア位置でデータを復調することができる。すなわち、正常に受信信号を再生することができる。
【0061】
なお、この実施例で示したようなディジタル放送受信機おいては、動作初期では、シンボルの同期が不安定であるため、受信機本体の電源がオンされてから所定時間(たとえば、30秒)経過するまでは、第2AFC回路を不能化しておき、シンボルの同期が安定してから能動化するようにすれば、上述の効果を最大限に引き出すことができる。
【0062】
また、この実施例では、遅延回路50aの遅延量を2つ設定できるようにしているが、さらに多くの遅延量を設定することもできる。この場合には、より広範囲について相関関係を検出することができる。したがって、正確なデータの先頭キャリア位置を確実に検出することができる。
【0063】
さらに、この実施例では、パイロット信号PIに対して1ポイント間隔でパイロット信号ERPIをずらして相関関係を検出しているが、2ポイント以上の間隔でずらすようにしてもよい。ただし、ポイント数をあまり大きくすると、正確な先頭キャリア位置を検出できなくなってしまう恐れがある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例の構成を示す図解図である。
【図2】図1実施例に示す第1AFC回路を示す図解図である。
【図3】(A)は図1実施例に示すようなディジタル放送受信機で受信されるOFDM信号(受信信号)のタイミングチャートであり、(B)はシンボル同期回路で発生されるシンボルパルスのタイミングチャートであり、(C)はFFTウィンドウ設定回路で設定されるFFTウィンドウのタイミングチャートであり、(D)は、FFT処理を施される有効シンボルのタイミングチャートである。
【図4】図1実施例に示す第2AFC回路を示す図解図である。
【図5】(A)パイロット信号PIの構成を示す図解図であり、(B)理想的なパイロット信号ERPIが入力された場合の出力信号a〜出力信号dおよびカウント値A〜カウント値Dを示す図解図である。
【図6】(A)パイロット信号PIの構成を示す図解図であり、(B)理想的なパイロット信号ERPIが入力された場合の出力信号a〜出力信号dおよびカウント値A〜カウント値Dを示す図解図である。
【図7】従来のディジタル放送受信機の構成を示す図解図である。
【図8】図7に示すディジタル放送受信機で検波された検波信号のアイパターンを示す図解図である。
【符号の説明】
10 …ディジタル放送受信機
18 …ヒルベルト変換回路
20 …複素乗算回路
22 …FFT回路
24 …QPSKデコーダ
26 …sin/cos変換回路
28 …第1AFC回路
30 …パイロット信号抽出回路
32 …NCO
36 …第2AFC回路
40,62 …周波数誤差検出回路
44 …シンボル同期回路
46 …FFTウィンドウ設定回路
50a,50b,50c,50d …遅延回路
52a,52b,52c,52d …相関検出回路
54a,54b,54c,54d …カウンタ
56 …キャリア位置決定回路
60 …コントローラ
64 …パイロット信号発生回路
66 …キャリア位置選択回路

Claims (4)

  1. パイロット信号を含む直交周波数分割多重変調信号を受信するディジタル放送受信機であって、
    検波された前記変調信号から前記パイロット信号を抽出する抽出手段、
    基準パイロット信号を生成する生成手段、
    前記パイロット信号を所定クロックずつ遅延させる複数の遅延手段、
    前記遅延手段のそれぞれで遅延した前記パイロット信号と前記基準パイロット信号との相関関係を検出する相関検出手段、
    前記相関関係から検波された前記変調信号に含まれるデータの先頭位置を決定する決定手段、
    前記決定手段で決定された前記先頭位置を記憶する記憶手段、
    1シンボル毎に前記複数の遅延手段の遅延クロック数を更新する更新手段、
    および前記記憶手段に記憶された少なくとも2つ以上の前記先頭位置から前記相関関係が最大となるときの先頭位置を選択する先頭位置選択手段を備える、ディジタル放送受信機。
  2. 前記相関検出手段の検出結果から前記相関関係が最大となる遅延されたパイロット信号の遅延クロック数を検出するクロック数検出手段をさらに備える、請求項1記載のディジタル放送受信機。
  3. 前記遅延クロック数を周波数誤差に変換する変換手段をさらに備える、請求項2記載のディジタル放送受信機。
  4. パイロット信号を含む直交周波数分割多重変調信号を受信するディジタル放送受信機であって、
    検波された前記変調信号から前記パイロット信号を抽出する抽出手段、
    基準パイロット信号を生成する生成手段、
    前記パイロット信号を所定クロックずつ遅延させる遅延手段、
    前記遅延手段で遅延した前記パイロット信号と前記基準パイロット信号との相関関係を検出する相関検出手段、
    前記相関関係から検波された前記変調信号に含まれるデータの先頭位置を決定する決定手段、
    前記決定手段で決定された前記先頭位置を記憶する記憶手段、
    1シンボル毎に前記遅延手段の遅延クロック数を更新する更新手段、
    および前記記憶手段に記憶された少なくとも2つ以上の前記先頭位置から前記相関関係が最大となるときの先頭位置を選択する先頭位置選択手段を備える、ディジタル放送受信機。
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