JPH08265291A - Ｏｆｄｍ伝送方式とｏｆｄｍ送受信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】小規模回路で基準シンボル相関によるシンボル
同期検出を実現する。 【構成】ＯＦＤＭ信号を直交検波する回路１０３と、直
交検波出力からヌルシンボルを検出する回路１１８と、
ヌルシンボル検出出力に基づき入力同期タイミング信号
を発生する回路１１９と、そのタイミング信号に基づい
て直交検波出力から基準シンボル有効部分とその前後数
データを取り込むＲＡＭ１０７，１０８と、基準シンボ
ル有効部分のＩまたはＱ軸データを発生するＲＯＭ１０
９と、ＲＡＭ読出し開始位置をオフセットさせながらＲ
ＯＭ１０９からのデータ系列と繰り返し相関演算を行っ
て基準シンボルの相関を検出する相関器１１１，１１２
と、各相関出力の絶対値を求めて加算し、その加算出力
を順次比較して最大値を検出する回路１１１〜１１６
と、最大値検出時のオフセット量からシンボルタイミン
グのずれを検出して同期タイミング発生を補正する回路
１１７とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＯＦＤＭ変調方式によ
るディジタル信号伝送方式及びこれに用いる送受信装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、音声信号及び映像信号の伝送にお
いてディジタル変調方式の開発が盛んである。特に、デ
ィジタル地上放送においては、マルチパス妨害に強い、
周波数利用効率が高い、などの特徴を有する直交周波数
分割多重（ＯＦＤＭ）変調方式が注目されている。ＯＦ
ＤＭ方式の詳細は、文献「ＯＦＤＭを用いた移動体ディ
ジタル音声放送」（ＮＨＫ発行、ＶＩＥＷ １９９３年
５月）などに述べられているので、ここでは本発明に関
連する従来の技術について説明する。

【０００３】ＯＦＤＭ伝送においては、互いに直交する
複数キャリアにデータを割り当てて変調及び復調を行
う。これは、送信側では、複数のシンボルデータに対し
てＩＦＦＴ処理を行って送信し、逆に受信側では、受信
データに対してＦＦＴ処理を行うことにより実現でき
る。したがって、ＯＦＤＭ受信装置では、ＦＦＴ復調を
行うためにＯＦＤＭシンボルのシンボルタイミングを検
出することが必要である。このため、一般にＯＦＤＭ伝
送においては、タイミング同期用の基準シンボルを周期
的に送信するようにしている。

【０００４】図１０は、前述の基準シンボルを伝送する
場合のＯＦＤＭ伝送フレームの例を示すもので、この伝
送フレームは複数のＯＦＤＭシンボルにより構成され
る。フレームの先頭には、ヌルシンボルと呼ばれる無信
号期間が設けられ、このヌルシンボルを伝送することに
よりフレーム同期が検出される。また、このヌルシンボ
ルによりシンボルタイミングの粗同期も検出される。ヌ
ルシンボルに続いてタイミング同期用の基準シンボルが
送信され、これにより正確なシンボル同期が検出され
る。基準シンボル以降は情報シンボルが伝送される。

【０００５】タイミング同期用の基準シンボルの例とし
ては、サインスイープ波形がある。サインスイープ波形
は、図１１（ａ），（ｂ）に示すように、振幅が一定
で、周波数が時間とともに直線的に変化する複素正弦波
である。尚、図１１（ａ）はＩ軸データ、図１１（ｂ）
はＱ軸データを示している。この波形は大きな自己相関
を示すので、受信信号に含まれるサインスイープ波形の
相関を検出することにより、シンボルタイミングを検出
することができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】以上、従来のＯＦＤＭ
伝送におけるタイミング同期の方法について説明した
が、従来の技術では以下のような課題がある。前記の基
準シンボルによりタイミング同期を検出するためには、
入力信号に含まれる基準シンボルの相関を検出する必要
がある。基準シンボルのサンプル数Ｎは、ＯＦＤＭ伝送
におけるキャリア数、すなわちＦＦＴ回路のポイント数
によって決まり、ＯＦＤＭを用いたディジタル放送の場
合は、一般にＮ＝５１２〜８１９２である。したがっ
て、このような高速かつ長いデータ系列に対して、相関
演算を実時間で行うためには、膨大な規模の演算回路が
必要になるという問題がある。

【０００７】また、ＯＦＤＭ伝送方式は原理的にマルチ
パス妨害に強いという特徴がある。このため、ＯＦＤＭ
受信装置は、レベルの大きなマルチパスが存在する劣悪
な受信条件においても、安定に同期検出を行うことが課
題となっている。

【０００８】本発明は上記の課題を解決するためになさ
れたもので、基準シンボルの相関を検出してシンボル同
期を検出する場合でも受信装置の演算回路が小規模です
み、さらにマルチパスに対する耐妨害性にも優れたＯＦ
ＤＭ伝送方式及びこの方式を利用した送受信装置を提供
することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本願第１の発明に係るＯ
ＦＤＭ受信装置は、ヌルシンボル及びタイミング同期用
の基準シンボル（有効シンボル部のサンプル数をＮ（Ｎ
は自然数）とする）を含むＯＦＤＭ変調波が入力され、
この信号を直交検波しベースバンド信号に変換してＩ軸
（同相検波軸）信号及びＱ軸（直交検波軸）信号を得る
直交検波器と、この直交検波器の出力の中からヌルシン
ボルを検出するヌルシンボル検出回路と、このヌルシン
ボル検出回路の出力に基づいて入力信号に同期したタイ
ミング信号を発生するタイミング発生回路と、このタイ
ミング発生回路から出力されるタイミング信号に基づい
て、前記直交検波器のＩ軸信号出力の中から、前記基準
シンボルの有効シンボル部とその前後の所定範囲（サン
プル数をＭ（Ｍは自然数でＭ＞Ｎ）とする）のデータを
取り込む第１のメモリと、前記タイミング発生回路から
出力されるタイミング信号に基づいて、前記直交検波器
のＱ軸信号出力の中から、前記基準シンボルの有効シン
ボル部とその前後の所定範囲（サンプル数をＭ（Ｍは自
然数でＭ＞Ｎ）とする）のデータを取り込む第２のメモ
リと、前記基準シンボルの有効シンボル部のＩ軸データ
またはＱ軸データを発生する基準シンボル発生器と、前
記第１のメモリ及び前記基準シンボル発生器から、それ
ぞれＮサンプルのデータが入力され、入力された２つの
データ系列に対して相関演算を行い、この演算を前記第
１のメモリの読出し開始位置をオフセットさせて繰り返
すことにより、前記基準シンボルの相関を検出する第１
の相関器と、前記第２のメモリ及び前記基準シンボル発
生器から、それぞれＮサンプルのデータが入力され、入
力された２つのデータ系列に対して相関演算を行い、こ
の演算を前記第２のメモリの読出し開始位置をオフセッ
トさせて繰り返すことにより、前記基準シンボルの相関
を検出する第２の相関器と、前記第１の相関器の出力の
絶対値を求める第１の絶対値検出器と、前記第２の相関
器の出力の絶対値を求める第２の絶対値検出器と、前記
第１の絶対値検出器の出力と前記第２の絶対値検出器の
出力を加算する加算器と、この加算器の出力を順次比較
して最大値を検出する最大値検出回路と、この最大値検
出回路が最大値を検出したときの、第１及び第２のメモ
リの読出し開始位置のオフセット量から、シンボルタイ
ミングのずれを検出するタイミング誤差検出回路とを具
備し、このタイミング誤差検出回路の出力に基づいて前
記タイミング発生回路のタイミングを補正することを特
徴とするものである。

【００１０】本願第２の発明に係るＯＦＤＭ受信装置
は、ヌルシンボル及びタイミング同期用の基準シンボル
（有効シンボル部のサンプル数をＮ（Ｎは自然数）とす
る）を含むＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）変調波が入
力され、この信号を直交検波しベースバンド信号に変換
してＩ軸（同相検波軸）信号及びＱ軸（直交検波軸）信
号を得る直交検波器と、この直交検波器の出力の中から
ヌルシンボルを検出するヌルシンボル検出回路と、この
ヌルシンボル検出回路の出力に基づいて入力信号に同期
したタイミング信号を発生するタイミング発生回路と、
このタイミング発生回路から出力されるタイミング信号
に基づいて、前記直交検波器のＩ軸信号出力の中から、
前記基準シンボルの有効シンボル部とその前後の所定範
囲（サンプル数をＭ（Ｍは自然数でＭ＞Ｎ）とする）の
データを取り込む第１のメモリと、前記タイミング発生
回路から出力されるタイミング信号に基づいて、前記直
交検波器のＱ軸信号出力の中から、前記基準シンボルの
有効シンボル部とその前後の所定範囲（サンプル数をＭ
（Ｍは自然数でＭ＞Ｎ）とする）のデータを取り込む第
２のメモリと、前記基準シンボルの有効シンボル部のＩ
軸データまたはＱ軸データを発生する基準シンボル発生
器と、前記第１のメモリ及び前記基準シンボル発生器か
ら、それぞれＮサンプルのデータが入力され、入力され
た２つのデータ系列に対して相関演算を行い、この演算
を前記第１のメモリの読出し開始位置をオフセットさせ
て繰り返すことにより、前記基準シンボルの相関を検出
する第１の相関器と、前記第２のメモリ及び前記基準シ
ンボル発生器から、それぞれＮサンプルのデータが入力
され、入力された２つのデータ系列に対して相関演算を
行い、この演算を前記第２のメモリの読出し開始位置を
オフセットさせて繰り返すことにより、前記基準シンボ
ルの相関を検出する第２の相関器と、前記第１の相関器
出力の２乗を求める第１の２乗回路と、前記第２の相関
器出力の２乗を求める第２の２乗回路と、前記第１の２
乗回路の出力と前記第２の２乗回路の出力を加算する加
算器と、この加算器の出力を順次比較して最大値を検出
する最大値検出回路と、この最大値検出回路が最大値を
検出したときの、第１及び第２のメモリの読出し開始位
置のオフセット量から、シンボルタイミングのずれを検
出するタイミング誤差検出回路とを具備し、このタイミ
ング誤差検出回路の出力に基づいて前記タイミング発生
回路のタイミングを補正することを特徴とするものであ
る。

【００１１】本願第３の発明に係るＯＦＤＭ受信装置
は、第１、第２の発明のいずれかの構成において、前記
第１のメモリは、前記タイミング発生回路から出力され
るタイミング信号に基づいて、前記直交検波器のＩ軸信
号出力の中から、前記基準シンボルの有効シンボルの一
部とその前後の所定範囲のデータを取り込み、前記第２
のメモリは、前記タイミング発生回路から出力されるタ
イミング信号に基づいて、前記直交検波器のＱ軸信号出
力の中から、前記基準シンボルの有効シンボルの一部と
その前後の所定範囲のデータを取り込み、前記基準シン
ボル発生器は、前記基準シンボルの有効シンボルの一部
のＩ軸データまたはＱ軸データを発生することを特徴と
するものである。

【００１２】本願第４の発明に係るＯＦＤＭ受信装置
は、第１、第２、第３の発明のいずれかの構成におい
て、前記最大値検出回路は、先に検出した最大値に所定
の値を加算し、この値と入力値とを比較して最大値を検
出することを特徴とするものである。

【００１３】本願第５の発明に係るＯＦＤＭ伝送方式
は、前記タイミング同期用の基準シンボルとしてサイン
スイープシンボルを伝送するＯＦＤＭ（直交周波数分割
多重）伝送方式において、周波数領域における振幅が一
定であるサインスイープシンボルをＯＦＤＭ変調して送
信する送信手段と、前記サインスイープシンボルを等化
用の基準シンボルとして利用し、ＯＦＤＭ復調したサイ
ンスイープシンボルの振幅の逆数を求め、その振幅逆数
から各直交周波数キャリアの振幅誤差を検出して補正す
る受信手段とを具備したことを特徴とするものである。

【００１４】本願第６の発明に係るＯＦＤＭ送信装置
は、周波数領域で振幅が一定であるサインスイープシン
ボルを発生するサインスイープ発生器と、このサインス
イープ発生器の出力と、情報シンボルデータ及び他の基
準シンボルデータを多重化する多重化回路と、この多重
化回路の出力をＯＦＤＭ変調する変調回路と、この変調
回路の出力を直交変調する直交変調器とを具備したこと
を特徴とするものである。

【００１５】本願第７の発明に係るＯＦＤＭ受信装置
は、周波数領域で振幅が一定であるサインスイープシン
ボルを含むＯＦＤＭ変調波が入力され、この信号を直交
検波してベースバンド信号に変換する直交検波器と、こ
の直交検波器の出力をＯＦＤＭ復調する復調回路と、こ
の復調回路の出力の中から前記サインスープシンボルの
振幅の逆数値を求める振幅逆数演算回路と、この振幅逆
数演算回路の出力を振幅補正係数として、各直交周波数
キャリアの等化を行う等化回路とを具備したことを特徴
とするものである。

【００１６】

【作用】上記第１の発明に係るＯＦＤＭ受信装置におい
て、直交検波器は、ヌルシンボル及びタイミング同期用
の基準シンボル（有効シンボルのサンプル数Ｎ）を含む
ＯＦＤＭ変調波を直交検波して、ベースバンド信号に変
換する。ヌルシンボル検出回路は、直交検波器出力の中
からヌルシンボルを検出する。タイミング発生回路は、
ヌルシンボル検出回路の出力により、入力信号に同期し
たタイミング信号を発生する。第１の相関器は、第１の
メモリから供給されるＮサンプルのデータと、基準シン
ボル発生器から供給されるＮサンプルのデータとの相関
を求める。また、第２の相関器は、第２のメモリから供
給されるＮサンプルのデータと、基準シンボル発生器か
ら供給されるＮサンプルのデータとの相関を求める。こ
の２つの相関演算を第１及び第２のメモリの読出し開始
位置をずらしながら繰り返すことにより、基準シンボル
の相関を検出する。第１の絶対値検出回路は、第１の相
関器の出力の絶対値を求め、第２の絶対値検出回路は、
第２の相関器の出力の絶対値を求める。加算器は、第１
の絶対値検出器の出力と第２の絶対値検出器の出力を加
算する。これにより、入力信号に位相ずれがある場合で
も、確実に相関を検出することができる。最大値検出回
路は、加算器の出力を順次比較し、相関出力の最大値を
検出する。タイミング誤差検出回路は、最大値検出回路
が最大値を検出したときの、第１及び第２のメモリの読
出し位置のオフセット量から、シンボルタイミングのず
れを検出する。タイミング誤差検出回路の出力は、タイ
ミング発生回路に供給され、シンボルタイミングのずれ
が補正される。以上により、基準シンボルの相関検出に
よるタイミング同期回路の規模を削減するように作用す
る。

【００１７】上記第２の発明に係るＯＦＤＭ受信装置に
おいて、直交検波器は、ヌルシンボル及びタイミング同
期用の基準シンボル（有効シンボルのサンプル数Ｎ）を
含むＯＦＤＭ変調波を直交検波して、ベースバンド信号
に変換する。ヌルシンボル検出回路は、直交検波器出力
の中からヌルシンボルを検出する。タイミング発生回路
は、ヌルシンボル検出回路の出力により、入力信号に同
期したタイミング信号を発生する。第１の相関器は、第
１のメモリから供給されるＮサンプルのデータと、基準
シンボル発生器から供給されるＮサンプルのデータとの
相関を求める。また、第２の相関器は、第２のメモリか
ら供給されるＮサンプルのデータと、基準シンボル発生
器から供給されるＮサンプルのデータとの相関を求め
る。この２つの相関演算を第１及び第２のメモリの読出
し開始位置をずらしながら繰り返すことにより、基準シ
ンボルの相関を検出する。第１の２乗回路は、第１の相
関器出力を２乗した値を求め、第２の２乗回路は、第２
の相関器出力を２乗した値を求める。加算器は、第１の
２乗回路出力と第２の２乗回路出力を加算する。これに
より、入力信号に位相ずれがある場合でも、確実に相関
を検出することができる。最大値検出回路は、加算器の
出力を順次比較し、相関出力の最大値を検出する。タイ
ミング誤差検出回路は、最大値検出回路が最大値を検出
したときの、第１及び第２のメモリの読出し位置のオフ
セット量から、シンボルタイミングのずれを検出する。
タイミング誤差検出回路の出力は、タイミング発生回路
に供給され、シンボルタイミングのずれが補正される。
以上により、基準シンボルの相関検出によるタイミング
同期回路の規模を削減するように作用する。

【００１８】上記第３の発明に係るＯＦＤＭ受信装置に
おいて、第１のメモリは、タイミング発生回路からのタ
イミング信号により、直交検波器のＩ軸信号出力の中か
ら、基準シンボルの有効シンボルの一部とその前後の所
定範囲のデータを取り込む。第２のメモリは、タイミン
グ発生回路からのタイミング信号により、直交検波器の
Ｑ軸信号出力の中から、基準シンボルの有効シンボルの
一部とその前後の所定範囲のデータを取り込む。基準シ
ンボル発生器は、基準シンボルの有効シンボルの一部の
Ｉ軸データまたはＱ軸データを発生する。以上により、
基準シンボルの一部を用いて相関検出が可能な場合は、
基準シンボルの相関検出によるタイミング同期回路の規
模をさらに削減するように作用する。

【００１９】上記第４の発明に係るＯＦＤＭ受信装置に
おいて、最大値検出回路は、先に検出した相関出力の最
大値に所定の値を加算し、この値と入力値とを比較して
最大値を検出する。これにより、希望波による相関出力
のほかに、マルチパス信号による同等レベルの相関出力
が検出された場合でも、希望波による相関出力を最大値
として検出するように作用する。

【００２０】上記第５の発明に係るＯＦＤＭ伝送方式に
おいて、タイミング同期用の基準シンボルとしてサイン
スイープシンボルを伝送する場合に、送信側では、周波
数領域における振幅が一定であるサインスイープシンボ
ルをＯＦＤＭ変調して送信し、受信側では、サインスイ
ープシンボルを等化用の基準信号としても利用し、ＯＦ
ＤＭ復調したサインスイープシンボルの振幅の逆数を求
めることにより、各キャリアの振幅誤差を検出して補正
する。以上により、受信側で振幅誤差を検出する際に、
振幅の基準データが不要となり、受信装置の回路規模を
削減するように作用する。

【００２１】上記第６の発明に係るＯＦＤＭ送信装置に
おいて、サインスープ発生器は、周波数領域で振幅が一
定であるサインスイープシンボルを発生する。多重化回
路は、サインスイープ発生器の出力と、情報シンボルデ
ータ及び他の基準シンボルデータを多重化する。変調回
路は、多重化回路の出力をＯＦＤＭ変調し、直交変調回
路は、変調回路の出力を直交変調する。以上により、周
波数領域で振幅が一定であるサインスープシンボルを周
期的に送信するように作用する。

【００２２】上記第７の発明に係るＯＦＤＭ受信装置に
おいて、直交検波器は、サインスイープシンボルを含む
ＯＦＤＭ変調波を直交検波して、ベースバンド信号に変
換する。復調回路は、直交検波器の出力をＯＦＤＭ復調
する。振幅逆数演算回路は、復調回路の出力の中からサ
インスープシンボルの振幅の逆数値を求める。等化回路
は、振幅逆数演算回路の出力を振幅補正係数として、各
キャリアの等化を行う。以上により、振幅誤差を検出す
る際に、振幅の基準データが不要となり、受信装置の回
路規模を削減するように作用する。

【００２３】

【実施例】以下、図１乃至第９を参照して本発明の実施
例を詳細に説明する。図１は、本発明におけるＯＦＤＭ
伝送方式による受信装置（以下、ＯＦＤＭ受信装置と称
する）の一実施例を示す図である。図１において、受信
信号は、周波数変換器１０１により所定の周波数に変換
された後、Ａ／Ｄ変換器１０２によりディジタル信号に
変換されて、直交検波器１０３に入力される。

【００２４】この直交検波器１０３は、入力信号を再生
キャリアで直交検波し、ベースバンドのＯＦＤＭ変調波
を出力する。直交検波器１０３の同相検波軸出力（Ｉ軸
信号）及び直交検波軸出力（Ｑ軸信号）は、それぞれＯ
ＦＤＭ変調波の実部及び虚部である。直交検波器１０３
の出力は、ＦＦＴ回路１０４に入力される。

【００２５】このＦＦＴ回路１０４は、入力されたＯＦ
ＤＭ変調波の中で、ガード期間を除いた有効シンボルに
対してＦＦＴ演算を行う。このＦＦＴ回路１０４の出力
は、各キャリアの振幅・位相を表す複素データであり、
等化器１０５によってマルチパスなどによる振幅・位相
のずれが補正され、さらにデマルチプレクサ１０６によ
ってヌルシンボル及び基準シンボルが分離されて、情報
シンボルのみが受信データとして出力される。

【００２６】また、直交検波器１０３の出力は、分岐し
てヌルシンボル検出回路１１８に供給される。このヌル
シンボル検出回路１１８は、フレーム先頭のヌルシンボ
ルのタイミングを検出する。ヌルシンボル検出回路１１
８の出力は、タイミング発生回路１１９に供給され、こ
れによりフレームタイミングの同期化及びシンボルタイ
ミングの粗い同期化が達成される。

【００２７】さらに正確なシンボルタイミングは、ヌル
シンボルの次に伝送される基準シンボルを利用して検出
する。以下、基準シンボルとしてサインスイープシンボ
ルが用いられている場合について説明する。

【００２８】正確なシンボルタイミングは、サインスイ
ープシンボルの相関を検出することにより求まる。しか
し、ここでの相関演算は多数サンプルの畳み込み演算で
あり、実時間処理を行うためには膨大な回路が必要とな
る。

【００２９】そこで、ヌルシンボルにより検出されたタ
イミングを利用し、図２に示すように、サインスイープ
シンボルの有効シンボル部及びその前後の数十サンプル
の信号を例えばＲＡＭ等のメモリに取り込んだ後に相関
演算を行う。サインスイープの前後のマージンは、ヌル
シンボルによるタイミング検出誤差を考慮して設定され
る。

【００３０】具体的には、図１に示すように、直交検波
器１０３のＩ軸出力及びＱ軸出力は、それぞれＲＡＭ１
０７、１０８に入力される。また、アドレス発生回路１
１０からＷ（書き込み）アドレスが供給され、図２に示
す範囲の信号（サンプル数Ｍ）がＲＡＭ１０７、１０８
に書き込まれる。一方、ＲＯＭ１０９には、予め送信さ
れるサインスイープシンボルのＩ軸データ（サンプル数
Ｎ）が格納される。

【００３１】ＲＡＭ１０７、１０８の書き込みが完了し
た後、サインスイープシンボルの相関検出を行う。アド
レス発生回路１１０よりＲ（読み出し）アドレスがＲＡ
Ｍ１０７、１０８に供給され、書き込まれたＭサンプル
のデータの中からＮサンプルが出力される。また、アド
レス発生回路１１０よりＲアドレスがＲＯＭ１０９に供
給され、Ｎサンプルのデータが出力される。

【００３２】ＲＡＭ１０７及びＲＯＭ１０９の出力は相
関器１１１に入力され、送信したサインスイープのＩ軸
データと受信したサインスイープのＩ軸データとの相関
が検出される。同様にして、ＲＡＭ１０８及びＲＯＭ１
０９の出力は相関器１１２に入力され、送信したサイン
スイープのＩ軸データと受信したサインスイープのＱ軸
データとの相関が検出される。

【００３３】相関器１１１、１１２の出力は、それぞれ
絶対値検出器１１３、１１４により絶対値が求められた
後、加算器１１５により加算される。ここで、上記２種
類の相関出力の和を求めることにより、入力信号に位相
回転がある場合でも確実に相関を検出することができ
る。加算器１１５の出力は、最大値検出回路１１６に供
給される。

【００３４】以上の演算はＲＡＭ１０７、１０８の読出
し開始点をずらしながら繰り返される。相関出力は、受
信データ系列と送信データ系列が一致した時に最大とな
るので、最大値検出回路１１６でこのタイミングを検出
することにより、正確なシンボルタイミングを検出する
ことができる。

【００３５】最大値検出回路１１６の出力は、タイミン
グ誤差検出回路１１７に供給される。また、アドレス発
生回路１１０からＲＡＭ１０７、１０８の読出し開始点
のアドレスオフセット量がタイミング誤差検出回路１１
７に供給される。

【００３６】このタイミング誤差検出回路１１７は、相
関出力が最大となったタイミングにおけるＲＡＭ１０
７、１０８の読出しオフセット量を検出し、この値から
シンボルタイミングのずれを検出する。タイミング誤差
検出回路１１７の出力は、タイミング発生回路１１９に
供給され、シンボルタイミングのすれが補正される。

【００３７】尚、図１において、絶対値検出回路１１
３、１１４を２乗回路に置き換えることも可能である。
すなわち、相関器１１１、１１２の出力を２乗して加算
することにより、同様に入力信号に位相回転があるとき
にも確実に相関を検出することができる。

【００３８】図３は、図１の相関器１１１の具体的な構
成を示す図である。尚、相関器１１２の構成も同様であ
る。図３において、ＲＯＭ１０９及びＲＡＭ１０７から
のデータは、乗算器３０１で乗算される。乗算器３０１
の出力は、加算器３０２及びラッチ回路３０３によりＮ
サンプル分の値が積分された後、ラッチ回路３０４に取
り込まれて出力される。

【００３９】ここで、相関演算の開始時点でラッチ回路
３０３にクリア信号が供給され、前回の演算結果が０に
クリアされるようになっている。また、Ｎサンプルの積
分が終了した時点で、ラッチ３０４にクロック信号が供
給されてデータが取り込まれるようになっている。

【００４０】図４は、図１の最大値検出回路１１６の具
体的な構成を示す図である。図４において、加算器１１
５より供給される相関出力は、比較器４０１の端子Ａに
入力される。ラッチ回路４０２は相関出力の最大値を保
持するためのもので、ＲＡＭ１０７、１０８にサインス
イープ信号が書き込まれた時点で、クリア信号により出
力が０にクリアされる。

【００４１】このラッチ回路４０２の出力は、加算器４
０３を介して比較器４０１の端子Ｂに入力される。比較
器４０１の出力はＡ＞ＢのときにＨ（ハイレベル）にな
り、これがラッチ回路４０２のクロック端子に供給され
て、入力信号が新しい最大値として保持される。また、
比較器４０１の出力は、最大値検出タイミングとして出
力される。

【００４２】尚、加算器４０３には、オフセット発生回
路４０４より所定の値が供給され、ラッチ回路４０２の
出力と加算されるようになっている。これは、受信信号
にレベルの大きなマルチパス信号が含まれる場合でも、
安定に相関出力の最大値を検出するためのものである。

【００４３】特に、Ｄ／Ｕ＝０ｄＢのマルチパス信号が
存在する場合、先に検出される希望波による相関ピーク
と、後に検出されるマルチパス波による相関ピークのレ
ベルがほぼ等しくなる。このような場合でも、図４に示
すように、先に検出された最大値を所定のレベルだけオ
フセットさせることにより、安定して最初の相関ピーク
を最大値と判定することができる。

【００４４】図５は、図１におけるタイミング誤差検出
回路１１７の具体的な構成を示す図である。図５におい
て、ラッチ回路５０１には、アドレス発生回路１１０よ
り、ＲＡＭ１０７、１０８の読出し開始点のオフセット
量を示すデータが供給される。また、ラッチ回路５０１
のクロック端子には、最大値検出回路１１６の出力が供
給され、相関出力が最大となったときのアドレスオフセ
ット量が順次ラッチされる。

【００４５】ＲＡＭ１０７、１０８の全てのサンプルの
相関検出が完了した時点で、ラッチ回路５０２にタイミ
ング信号が供給されて、ラッチ回路５０１の出力が取り
込まれる。これにより、相関出力が最大となったとき
の、ＲＡＭ１０７、１０８の読出し開始点のオフセット
量のずれが求められる。補正信号発生回路５０３は、ラ
ッチ回路５０２の出力を所定の値と比較することによ
り、シンボルタイミングのずれを補正するための信号を
発生して出力する。

【００４６】以上、図１から図５で説明した実施例の構
成によれば、サインスープシンボルを利用してＯＦＤＭ
シンボルのシンボルタイミングを検出するＯＦＤＭ受信
装置において、回路規模を削減し、また、入力信号に位
相回転やマルチパスが存在するときにも正確な同期検出
を行うことができる。

【００４７】尚、図１から図５においては、サインスイ
ープシンボル全体のデータについて相関検出を行った
が、サインスイープシンボル中央の一部を用いても相関
検出が可能である。この場合、ＲＡＭ１０７、１０８の
書き込み範囲をサインスイープ中央部及びその前後と
し、ＲＯＭ１０９の内容をサインスイープ中央部のデー
タにすればよい。

【００４８】また、図１から図５においては、基準シン
ボルとしてサインスイープ波形を用いた場合について説
明したが、ＲＯＭ１０９の内容を変更することにより、
他の基準シンボルを用いた場合でも適用できる。

【００４９】以上、基準シンボルの相関を利用してタイ
ミング同期を検出するＯＦＤＭ受信装置について説明し
た。次に、本発明の他の実施例について説明する。前記
基準シンボルは、受信装置においてタイミング同期の基
準信号としてだけでなく、マルチパスなどによる受信信
号の振幅・位相のずれを等化するための基準信号として
も利用することができる。図６は、前記タイミング同期
用の基準シンボルがサインスイープシンボルであり、こ
れを等化用の基準信号にも用いる場合のＯＦＤＭ伝送方
式を示す図である。

【００５０】前述のように、サインスイープ波形は、振
幅が一定で、周波数が時間とともに直線的に変化する複
素正弦波である。図６（ａ）は、図１１に示したサイン
スイープ波形の周波数領域における振幅を示す。これ
は、図１１に示すＮポイントの複素データをＦＦＴする
ことにより得られる。図６（ａ）から、図１１に示すサ
インスイープ波形を周波数領域に変換したデータは、振
幅が一定でないことがわかる。

【００５１】図６（ｂ）は、本発明のＯＦＤＭ伝送方式
の場合を示す図であり、図６（ａ）のデータに対して、
位相はそのままで、振幅のみを有効キャリア部分で一
定、それ以外の部分で０となるように変形したものであ
る。

【００５２】このようにサインスイープシンボルの周波
数領域データを変形した場合、時間領域においては、図
７（ａ）、（ｂ）に示すように振幅のうねりが生じる。
しかし、図７（ａ）、（ｂ）の波形を用いても、受信装
置において前述のタイミング検出は可能である。さら
に、この波形をＦＦＴにより復調し、等化用の基準信号
として各周波数成分の振幅及び位相のずれを検出する場
合、予め周波数領域において振幅が一定なので、振幅誤
差の検出が容易であるという利点がある。

【００５３】図８は、前述の周波数領域で振幅が一定の
サインスイープシンボルを含むＯＦＤＭ信号を送信する
ＯＦＤＭ送信装置の構成を示す図である。図８におい
て、情報シンボルデータは、マルチプレクサ８０３に入
力される。また、ヌルシンボル発生器８０１は、ヌルシ
ンボルを生成するための０データを発生するもので、こ
のヌルシンボルはマルチプレクサ８０３に入力される。
サインスイープ発生器８０２は、前述の周波数領域で振
幅が一定であるサインスイープデータを発生するもの
で、このサインスイープデータもマルチプレクサ８０３
に入力される。

【００５４】マルチプレクサ８０３は、各入力を例えば
ヌルシンボル、サインスイープシンボル、情報シンボル
の順番で多重化して伝送フレームを構成する。このマル
チプレクサ８０３の出力はＩＦＦＴ回路８０４に供給さ
れ、ＩＦＦＴ演算によりベースバンドのＯＦＤＭ変調波
の実部及び虚部が生成される。

【００５５】ＩＦＦＴ回路８０４の出力はガードインタ
ーバル付加回路８０５に供給され、マルチパス妨害の影
響を低減するために、１ＯＦＤＭシンボルの後半部分が
ガードインターバルとしてシンボルの前にコピーされ
る。

【００５６】ガードインターバル付加回路８０５の出力
は、直交変調器８０６により所定周波数のキャリアで直
交変調された後、Ｄ／Ａ変換器８０７でアナログ信号に
変換される。Ｄ／Ａ変換器８０７の出力は、周波数変換
器８０８によりＲＦ信号に周波数変換されて送信され
る。

【００５７】図９は、前述の周波数領域で振幅が一定の
サインスイープシンボルを含むＯＦＤＭ信号を受信する
ＯＦＤＭ受信装置を構成する、図１の等化器１０５の具
体的な構成を示す図である。図９において、ＦＦＴ回路
１０４から供給されるＩデータ（ＦＦＴ出力の実部）及
びＱデータ（ＦＦＴ出力の虚部）は、分岐して位相検出
回路９０１に入力され、位相検出が行われる。

【００５８】位相検出回路９０１の出力は減算器９０２
に入力される。この減算器９０２には、ＲＯＭ９０３よ
り周波数領域のサインスイープシンボルの位相データが
入力される。すなわち、減算器９０２において、受信し
たサインスイープの位相データと送信したサインスイー
プの位相データの差を各キャリア毎に求めることによ
り、伝送路特性による位相ずれの量を検出する。減算器
９０２の出力は、sin/cos 変換回路９０４に入力され、
位相データがガウス座標データに変換される。

【００５９】一方、ＦＦＴ出力のＩデータ及びＱデータ
は、分岐されて振幅逆数演算回路９０５にも入力され
る。この振幅逆数演算回路９０５は、Ｉデータ及びＱデ
ータから振幅逆数を各キャリア毎に求めることにより、
伝送路特性による振幅ずれの量を検出する。

【００６０】上述のように、sin/cos 変換回路９０４に
より減算器９０２から出力される位相データがガウス座
標データに変換され、振幅逆数演算回路９０５によりＦ
ＦＴ出力のＩデータ及びＱデータから振幅の逆数値が検
出される。ここでは予め周波数領域における振幅が一定
であるサインスイープシンボルを送信しているので、伝
送路特性による各キャリアの振幅誤差は、受信信号の振
幅の逆数を求めることにより検出できる。したがって、
受信装置では、振幅基準データ格納用のＲＯＭが不要と
なるという利点がある。

【００６１】振幅逆数演算回路９０５の出力は、振幅補
正用の係数として乗算器９０６、９０７に供給され、si
n/cos 変換回路９０４の出力と乗算される。乗算器９０
６、９０７の出力は、ＦＩＦＯメモリ９０８に入力され
る。このＦＩＦＯメモリ９０８は、サインスイープシン
ボルについての演算結果が入力されたときに、１シンボ
ル分のデータを取り込み、以後は次のサインスープシン
ボルが入力されるまで、取り込んだデータをシンボル周
期で繰り返し出力する。

【００６２】ＦＩＦＯメモリ９０８の出力は複素乗算器
９０９に入力され、入力信号との複素乗算が行われる。
これにより、キャリア毎の振幅・位相のずれが等化され
て出力される。

【００６３】以上、図６から図９で説明した実施例の構
成によれば、サインスイープシンボルを基準信号として
受信信号を等化する場合において、受信装置の回路規模
を削減することができる。

【００６４】

【発明の効果】以上に説明したように本発明によれば、
ＯＦＤＭ受信装置において、送信信号に含まれる基準シ
ンボルの相関を検出してＯＦＤＭシンボルのシンボル同
期を検出する場合に、回路規模を削減し、マルチパスに
対する耐妨害性を向上させることができる。また、サイ
ンスイープシンボルを基準信号として受信信号を等化す
る場合においても、受信装置の回路規模を削減すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係るＯＦＤＭ受信装置の実施例を示
すブロック回路図である。

【図２】 図１のＲＡＭの書き込み範囲を説明するため
の伝送フレーム構成を示す図である。

【図３】 図１の相関器１１１の具体的な構成を示すブ
ロック回路図である。

【図４】 図１の最大値検出回路１１６の具体的な構成
を示すブロック回路図である。

【図５】 図１のタイミング誤差検出回路１１７の具体
的な構成を示すブロック回路図である。

【図６】 本発明に係るＯＦＤＭ伝送方式を説明するた
めのサインスイープ波形の周波数領域における振幅変化
を示す波形図である。

【図７】 本発明に係るＯＦＤＭ伝送方式を説明するた
めの、サインスイープシンボルの周波数領域データを変
形した場合の時間領域変化を示す波形図である。

【図８】 本発明に係るＯＦＤＭ送信装置の実施例を示
すブロック回路図である。

【図９】 本発明に係るＯＦＤＭ受信装置における等化
器の具体的な構成を示すブロック回路図である。

【図１０】 従来のＯＦＤＭ伝送方式を説明するための
伝送フレーム構成を示す図である。

【図１１】 従来のＯＦＤＭ伝送方式によるサインスイ
ープ波形の一例を示す波形図である。

【符号の説明】

１０１…周波数変換器、１０２…Ａ／Ｄ変換器、１０３
…直交検波器、１０４…ＦＦＴ回路、１０５…等化器、
１０６…デマルチプレクサ、１０７、１０８…ＲＡＭ、
１０９…ＲＯＭ、１１０…アドレス発生回路、１１１、
１１２…相関器、１１３、１１４…絶対値検出器、１１
５…加算器、１１６…最大値検出回路、１１７…タイミ
ング誤差検出回路、１１８…ヌルシンボル検出回路、１
１９…タイミング発生回路、３０１…乗算器、３０２…
加算器、３０３、３０４…ラッチ回路、４０１…比較
器、４０２…ラッチ回路、４０３…加算器、４０４…オ
フセット発生回路、５０１、５０２…ラッチ回路、５０
３…補正信号発生回路 ８０１…ヌルシンボル発生器、８０２…サインスイープ
発生器、８０３…マルチプレクサ、８０４…ＩＦＦＴ回
路、８０５…ガードインターバル付加回路、８０６…直
交変調器、８０７…Ｄ／Ａ変換器、８０８…周波数変換
器、９０１…位相検出回路、９０２…減算器、９０３…
ＲＯＭ、９０４…ｓｉｎ／ｃｏｓ変換回路、９０５…振
幅逆数演算回路、９０６、９０７…乗算器、９０８…Ｆ
ＩＦＯメモリ、９０９…複素乗算器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 誠 東京都港区新橋３丁目３番９号 東芝エ ー・ブイ・イー株式会社内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ヌルシンボル及びタイミング同期用の基準
   シンボル（有効シンボル部のサンプル数をＮ（Ｎは自然
   数）とする）を含むＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）変
   調波が入力され、この信号を直交検波しベースバンド信
   号に変換してＩ軸（同相検波軸）信号及びＱ軸（直交検
   波軸）信号を得る直交検波器と、 この直交検波器の出力の中からヌルシンボルを検出する
   ヌルシンボル検出回路と、 このヌルシンボル検出回路の出力に基づいて入力信号に
   同期したタイミング信号を発生するタイミング発生回路
   と、 このタイミング発生回路から出力されるタイミング信号
   に基づいて、前記直交検波器のＩ軸信号出力の中から、
   前記基準シンボルの有効シンボル部とその前後の所定範
   囲（サンプル数をＭ（Ｍは自然数でＭ＞Ｎ）とする）の
   データを取り込む第１のメモリと、 前記タイミング発生回路から出力されるタイミング信号
   に基づいて、前記直交検波器のＱ軸信号出力の中から、
   前記基準シンボルの有効シンボル部とその前後の所定範
   囲（サンプル数をＭ（Ｍは自然数でＭ＞Ｎ）とする）の
   データを取り込む第２のメモリと、 前記基準シンボルの有効シンボル部のＩ軸データまたは
   Ｑ軸データを発生する基準シンボル発生器と、 前記第１のメモリ及び前記基準シンボル発生器から、そ
   れぞれＮサンプルのデータが入力され、入力された２つ
   のデータ系列に対して相関演算を行い、この演算を前記
   第１のメモリの読出し開始位置をオフセットさせて繰り
   返すことにより、前記基準シンボルの相関を検出する第
   １の相関器と、 前記第２のメモリ及び前記基準シンボル発生器から、そ
   れぞれＮサンプルのデータが入力され、入力された２つ
   のデータ系列に対して相関演算を行い、この演算を前記
   第２のメモリの読出し開始位置をオフセットさせて繰り
   返すことにより、前記基準シンボルの相関を検出する第
   ２の相関器と、 前記第１の相関器の出力の絶対値を求める第１の絶対値
   検出器と、 前記第２の相関器の出力の絶対値を求める第２の絶対値
   検出器と、 前記第１の絶対値検出器の出力と前記第２の絶対値検出
   器の出力を加算する加算器と、 この加算器の出力を順次比較して最大値を検出する最大
   値検出回路と、 この最大値検出回路が最大値を検出したときの、第１及
   び第２のメモリの読出し開始位置のオフセット量から、
   シンボルタイミングのずれを検出するタイミング誤差検
   出回路とを具備し、 このタイミング誤差検出回路の出力に基づいて前記タイ
   ミング発生回路のタイミングを補正することを特徴とす
   るＯＦＤＭ受信装置。
2. 【請求項２】ヌルシンボル及びタイミング同期用の基準
   シンボル（有効シンボル部のサンプル数をＮ（Ｎは自然
   数）とする）を含むＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）変
   調波が入力され、この信号を直交検波しベースバンド信
   号に変換してＩ軸（同相検波軸）信号及びＱ軸（直交検
   波軸）信号を得る直交検波器と、 この直交検波器の出力の中からヌルシンボルを検出する
   ヌルシンボル検出回路と、 このヌルシンボル検出回路の出力に基づいて入力信号に
   同期したタイミング信号を発生するタイミング発生回路
   と、 このタイミング発生回路から出力されるタイミング信号
   に基づいて、前記直交検波器のＩ軸信号出力の中から、
   前記基準シンボルの有効シンボル部とその前後の所定範
   囲（サンプル数をＭ（Ｍは自然数でＭ＞Ｎ）とする）の
   データを取り込む第１のメモリと、 前記タイミング発生回路から出力されるタイミング信号
   に基づいて、前記直交検波器のＱ軸信号出力の中から、
   前記基準シンボルの有効シンボル部とその前後の所定範
   囲（サンプル数をＭ（Ｍは自然数でＭ＞Ｎ）とする）の
   データを取り込む第２のメモリと、 前記基準シンボルの有効シンボル部のＩ軸データまたは
   Ｑ軸データを発生する基準シンボル発生器と、 前記第１のメモリ及び前記基準シンボル発生器から、そ
   れぞれＮサンプルのデータが入力され、入力された２つ
   のデータ系列に対して相関演算を行い、この演算を前記
   第１のメモリの読出し開始位置をオフセットさせて繰り
   返すことにより、前記基準シンボルの相関を検出する第
   １の相関器と、 前記第２のメモリ及び前記基準シンボル発生器から、そ
   れぞれＮサンプルのデータが入力され、入力された２つ
   のデータ系列に対して相関演算を行い、この演算を前記
   第２のメモリの読出し開始位置をオフセットさせて繰り
   返すことにより、前記基準シンボルの相関を検出する第
   ２の相関器と、 前記第１の相関器出力の２乗を求める第１の２乗回路
   と、 前記第２の相関器出力の２乗を求める第２の２乗回路
   と、 前記第１の２乗回路の出力と前記第２の２乗回路の出力
   を加算する加算器と、 この加算器の出力を順次比較して最大値を検出する最大
   値検出回路と、 この最大値検出回路が最大値を検出したときの、第１及
   び第２のメモリの読出し開始位置のオフセット量から、
   シンボルタイミングのずれを検出するタイミング誤差検
   出回路とを具備し、 このタイミング誤差検出回路の出力に基づいて前記タイ
   ミング発生回路のタイミングを補正することを特徴とす
   るＯＦＤＭ受信装置。
3. 【請求項３】前記第１のメモリは、前記タイミング発生
   回路から出力されるタイミング信号に基づいて、前記直
   交検波器のＩ軸信号出力の中から、前記基準シンボルの
   有効シンボルの一部とその前後の所定範囲のデータを取
   り込み、 前記第２のメモリは、前記タイミング発生回路から出力
   されるタイミング信号に基づいて、前記直交検波器のＱ
   軸信号出力の中から、前記基準シンボルの有効シンボル
   の一部とその前後の所定範囲のデータを取り込み、 前記基準シンボル発生器は、前記基準シンボルの有効シ
   ンボルの一部のＩ軸データまたはＱ軸データを発生する
   ことを特徴とする請求項１、２のいずれかに記載のＯＦ
   ＤＭ受信装置。
4. 【請求項４】前記最大値検出回路は、先に検出した最大
   値に所定の値を加算し、この値と入力値とを比較して最
   大値を検出することを特徴とする請求項１、２、３のい
   ずれかに記載のＯＦＤＭ受信装置。
5. 【請求項５】前記タイミング同期用の基準シンボルとし
   てサインスイープシンボルを伝送するＯＦＤＭ（直交周
   波数分割多重）伝送方式において、 周波数領域における振幅が一定であるサインスイープシ
   ンボルをＯＦＤＭ変調して送信する送信手段と、 前記サインスイープシンボルを等化用の基準シンボルと
   して利用し、ＯＦＤＭ復調したサインスイープシンボル
   の振幅の逆数を求め、その振幅逆数から各直交周波数キ
   ャリアの振幅誤差を検出して補正する受信手段とを具備
   したことを特徴とするＯＦＤＭ伝送方式。
6. 【請求項６】周波数領域で振幅が一定であるサインスイ
   ープシンボルを発生するサインスイープ発生器と、 このサインスイープ発生器の出力と、情報シンボルデー
   タ及び他の基準シンボルデータを多重化する多重化回路
   と、 この多重化回路の出力をＯＦＤＭ変調する変調回路と、 この変調回路の出力を直交変調する直交変調器とを具備
   したことを特徴とするＯＦＤＭ送信装置。
7. 【請求項７】周波数領域で振幅が一定であるサインスイ
   ープシンボルを含むＯＦＤＭ変調波が入力され、この信
   号を直交検波してベースバンド信号に変換する直交検波
   器と、 この直交検波器の出力をＯＦＤＭ復調する復調回路と、 この復調回路の出力の中から前記サインスープシンボル
   の振幅の逆数値を求める振幅逆数演算回路と、 この振幅逆数演算回路の出力を振幅補正係数として、各
   直交周波数キャリアの等化を行う等化回路とを具備した
   ことを特徴とするＯＦＤＭ受信装置。