JPH0851408A - Ofdm変調信号復調用の基準搬送周波数を再生する方法および装置 - Google Patents
Ofdm変調信号復調用の基準搬送周波数を再生する方法および装置Info
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Abstract
高精度、かつ安定に再生する。 【構成】 送信側においては、OFDM変調信号帯域内
または該帯域外に、周波数がfA (=a・fd )+fIF
およびfB (=b・fd )+fIF ここに、a,bは互いに異なる自然数、fd はOFDM
のキャリア周波数間隔、またfIFは基準搬送周波数 なる2周波からなる基準搬送周波数ロック用キャリア信
号を配置して送信し、受信側においては、受信された2
周波からなる基準搬送周波数ロック用キャリア信号fA
+fIFおよびfB +fIFのそれぞれに、位相ロックルー
プを構成する電圧制御発振器(VCO)105から得ら
れその発振器の発振出力信号としての基準搬送周波数f
IF108を乗じてベースバンド信号(fA 、fB )化す
るとともに、ベースバンド信号化した信号から補正値ε
(=fA −(a/b)・fB )を乗算器119および位
相比較器122において生成し、その生成した補正値を
電圧制御発振器(VCO)105の制御信号入力端子に
印加する。
Description
別する意味で使用されている術語)ディジタルテレビジ
ョン放送またはディジタル音声放送の変調方式に適して
いる周波数直交分割多重変調(以下OFDM変調と呼
ぶ)方式に係り、特に、受信側においてOFDM変調信
号を復調するための基準搬送周波数を再生する方法およ
び装置に関するものである。
の基準搬送周波数の再生に関しては、受信されたデータ
の位相誤差を検出することによって、再生基準搬送波の
周波数ずれを補正することが行われて来た。
いた信号伝送において、特に、同じ信号を同一周波数で
中継して放送する単一周波数ネットワーク(SFN:Si
ngle Frequency Network)などにおいては、各送信局の
送信周波数を正確に一致させる必要がある。従って、こ
の場合、各再送信局への信号配信については、各再送信
局で正確に信号配信元と同じ基準搬送周波数を再生する
ことが要求される。この要求に対しては、上述の受信さ
れたデータの位相誤差によって再生基準搬送波の周波数
ずれを補償したのでは正確さの点において不十分であ
る。
ような基準搬送周波数の正確さが要求される場合におい
て、周波数精度が高く、かつ経時的に安定な基準搬送周
波数の再生を可能とする方法および装置を提供すること
にある。また、本発明の第2の目的は、複数のOFDM
変調信号に共通の基準搬送周波数ロック用キャリア信号
を設定することによる統合的な同期系が得られる方式を
実現することにある。さらに、本発明の第3の目的は、
OFDM変調信号復調処理時のFFT(高速フーリエ変
換:Fast Fourier Transform)データサンプルクロック
を安定化させることにある。
め、本発明によるOFDM変調信号復調用の基準搬送周
波数を再生する方法は、送信側においては、OFDM変
調信号帯域内または該帯域外に、周波数がfA( =a・
fd ) +fIFおよびfB (=b・fd )+fIF ここに、a,bは互いに異なる自然数、fd はOFDM
のキャリア周波数間隔、またfIFは基準搬送周波数 なる2周波からなる基準搬送周波数ロック用キャリア信
号を配置して送信し、受信側においては、受信された前
記2周波からなる基準搬送周波数ロック用キャリア信号
fA +fIFおよびfB +fIFのそれぞれに、位相ロック
ループを構成する電圧制御発振器から得られ該発振器の
発振出力信号としての前記基準搬送周波数fIFを乗じて
ベースバンド信号化するとともに、該ベースバンド信号
化した信号から補正値ε(=fA −(a/b)・fB )
を生成し、該生成した補正値を前記電圧制御発振器の制
御信号入力端子に印加するとともに、その印加に際して
該補正値εの値は前記位相ロックループの働きによって
零に収斂されることを特徴とするものである。
される基準搬送周波数ロック用キャリア信号を3周波以
上とし、受信側においては、受信された前記3周波以上
の基準搬送周波数ロック用キャリア信号のうちから2周
波を選択して使用するようにしたことを特徴とするもの
である。
される基準搬送周波数ロック用キャリア信号が時間方向
について間欠的であることを特徴とするものである。
される基準搬送周波数ロック用キャリア信号が時間方向
について周波数が変化していることを特徴とするもので
ある。
される基準搬送周波数ロック用キャリア信号のレベルが
OFDM変調信号のキャリアレベルよりも大きくしてあ
ることを特徴とするものである。
される基準周波数ロック用キャリア信号が複数のOFD
M変調信号に対して共用のものであることを特徴とする
ものである。
号復調用の基準搬送周波数を再生する装置は、送信側に
おいては、OFDM変調信号帯域内または該帯域外に、
周波数がfA( =a・fd ) +fIFおよびfB (=b・
fd )+fIF ここに、a,bは互いに異なる自然数、fd はOFDM
のキャリア周波数間隔、またfIFは基準搬送周波数 なる2周波からなる基準搬送周波数ロック用キャリア信
号を配置して送信し、受信側においては、受信された前
記2周波からなる基準搬送周波数ロック用キャリア信号
fA +fIFおよびfB +fIFのそれぞれに位相ロックル
ープを構成する電圧制御発振器から得られる基準搬送周
波数fIFを乗じる乗算手段と、該手段によってベースバ
ンド化された基準搬送周波数ロック用ベースバンド信号
fA およびfB をそれぞれ抽出する2個の帯域通過フィ
ルタと、前記抽出されたベースバンド信号fB に定数a
/bを乗算して(a/b)・fB を生成する定数乗算手
段と、前記抽出されおよび前記定数乗算されて得られた
それぞれ前記fA および(a/b)・fB から補正値ε
(=fA −(a/b)・fB )を演算し、該演算結果を
前記電圧制御発振器の制御信号入力端子に実質的に供給
するように構成した位相比較器とを少なくとも具えたこ
とを特徴とするものである。
を詳細に説明する。本発明による基準搬送周波数再生装
置の一例のブロック線図を図1に示し、同図中の各部分
((A) 〜(G) )における信号スペクトルを図2に示して
いる。
準搬送周波数ロック用の無変調キャリア信号を含むOF
DM変調信号、(受信IF信号)100(図2(A) 参
照)は、帯域通過フィルタ(BPF)101および10
3によりそれそれOFDM変調信号102(図2(B) 参
照)と基準搬送周波数ロック用キャリア信号(以下、単
に周波数ロック用キャリア信号という)104(図2
(E) 参照)とにそれぞれ分離される。OFDM変調信号
102の中心周波数は、周波数ずれがなければIF基準
搬送周波数fIFになる。OFDM変調信号102はさら
に2つに分離され、それら各分離された変調信号に、そ
れぞれIF基準搬送周波数fIFを発生する電圧制御発振
器(VCO)105からの出力信号106、および出力
信号107(ここに、出力信号106,107は同一信
号を意味する)をπ/2移相器112によりπ/2位相
シフトさせた信号をマルチプレクサ109、110で掛
け合わせ、低域通過フィルタ(LPF)113および1
14にそれぞれ通すことによりベースバンドI信号11
5(図2(C) 参照)、Q信号116(図2(D) 参照)を
得る。ここまでは、通常のOFDM変調信号復調回路そ
のままと何ら変るところはない。
は、上述のVCO105からの出力信号108(ここで
も、出力信号108は出力信号106,107と同一信
号を意味している)とマルチプレクサ111で掛け合わ
されベースバンド帯域の信号となり、さらに2つのBP
F117および118によりそれぞれ基準搬送周波数ロ
ック用ベースバンド信号(以下、単に周波数ロック用ベ
ースバンド信号という)fA 、fB (それぞれ図2(F),
(G)参照)が抽出される。これら抽出された周波数ロッ
ク用ベースバンド信号のうち、信号fA は1/N分周器
120を通り位相比較器122に入力される。また信号
fB は、乗算器119により定数a/b(ここに、a,
bは前述したように、OFDMのキャリア周波数間隔を
fd としたときfA =a・fd ,fB =b・fd の関係
にある互いに異なる自然数である)倍され、さらに、f
A の場合と同様1/N分周器121を通り位相比較器1
22に入力される。
120および121の出力を受信し基準搬送周波数を生
成するVCOを制御するための制御信号、すなわち補正
値ε(=fA −(a/b)・fB )に比例した信号を演
算して出力する。この出力信号はループフィルタ123
を介して上述のようにVCO105に印加される。その
結果フィードバックループが形成され、補正値εの値は
零に収斂する。
搬中のドップラ効果などにより周波数ずれΔf1 を起こ
しfIF+Δf1 となり、また、受信機のVCO発振周波
数もIF変換周波数fIFからΔf2 だけずれfIF+Δf
2 となったと仮定すると、周波数ロック用ベースバンド
信号fA およびfB に、ともに差周波数(Δf1 −Δf
2 )が加算されることになり(マルチプレクサ111に
おいて、VCO発振周波数の正方向へのずれΔf2 は負
方向のずれ−Δf2 となって現われる)、補正値εは、 補正値ε=fA −(a/b)・fB =a・fd +(Δf1 −Δf2 )−(a/b)・{b・
fd +(Δf1 −Δf2 )} ={(b−a)/b)}・{Δf1 −Δf2 } となる。
フィードバックループによって零に収斂し、その結果、
Δf1 やΔf2 の上記周波数ずれにもかかわらず、VC
Oの発振周波数を常に正確にfIFに保ち、OFDM変調
信号再生用の基準搬送周波数を正確に再生することが可
能になる。
用キャリア信号(fA +fIF,fB+fIF)がともにO
FDM変調信号(情報信号)より高い周波数位置に配置
されているが、この周波数ロック用キャリア信号はOF
DM変調信号の帯域の両側に分けてそれぞれ配置するこ
とも可能である。また、2周波の周波数ロック用キャリ
ア信号をとくにOFDM変調信号の帯域外に配置するこ
ととせず、OFDM変調信号の帯域内に配置することも
可能である。この場合には、BPF101および103
は共用するものとし、信号102と104はこれを1本
化することができる。
周波の無変調キャリアを周波数ロック用キャリア信号
(ベースバンド周波数fA =a・fd 、fB =b・
fd 、fC =c・fd 、fd はOFDMのキャリア周波
数間隔:a,b,cは整数)として使用し、基準搬送周
波数を再生する基準搬送周波数再生装置のブロック線図
を示している。
PF201および203によりそれぞれOFDM変調信
号202、周波数ロック用キャリア信号204にそれぞ
れ分離される。OFDM変調信号202の中心周波数
は、周波数ずれがなければIF基準搬送周波数fIFにな
る。OFDM変調信号202はさらに2つに分離され、
それら各分離された変調信号に、それぞれIF基準搬送
周波数fIFを発生するVCO205からの出力信号20
6および出力信号207をπ/2移相器212によりπ
/2位相シフトさせた信号をマルチプレクサ209、2
10で掛け合わせ、LPF213および214にそれぞ
れ通すことによりベースバンドI信号215、Q信号2
16を得る。以上は、図1につき説明したI信号、Q信
号を得る過程と同じである。
(fa +fIF,fb +fIF,fc +fIF)は、VCO2
05からの出力信号208とマルチプレクサ211で掛
け合わされベースバンド帯域の信号となり、さらに3つ
のBPF217、218、219によれそれぞれ周波数
ロック用ベースバンド信号fA 、fB 、fC が抽出され
る。これら抽出された各信号はレベルを検出するために
レベル検出回路(Det)220、221および222そ
れぞれ入力され、レベルに対応した検出出力223、2
24および225を出力する。
ド信号のうち信号fA は、1/N分周器227を通り位
相比較器229に入力される。また、信号fB は、乗算
器226によりa/b倍され、さらに1/N分周器22
8を通り位相比較器229に入力される。この位相比較
器229は、前述の実施例と同様に補正値εAB(=f A
−(a/b)・fB )に比例した値を出力し、ループフ
ィルタ230を介しVCO制御信号発生回路234に入
力される。
信号fA 、fB から、補正値εABに比例した値をループ
フィルタ230を通して出力する回路を周波数ロック用
ベースバンド信号fA 、fB による補正値出力回路23
1とする。同様に、周波数ロック用ベースバンド信号f
A 、fC から、補正値εACに比例した値をループフィル
タを通して出力する回路を周波数ロック用ベースバンド
信号fA 、fC による補正値出力回路232とし、周波
数ロック用ベースバンド信号fB 、fC から、補正値ε
BCに比例した値をループフィルタを通して出力する回路
を周波数ロック用ベースバンド信号fB 、fC による補
正値出力回路233とする。
の組合わせによる3個の補正値出力回路231、232
および233からのそれぞれの補正出力εAB、εACおよ
びε BCを、VCOに供給する信号(制御信号)を発生さ
せるVCO制御信号発生回路234に入力する。VCO
制御信号発生回路234においては、各周波数ロック用
ベースバンド信号のレベル検出信号223、224およ
び225を参照し、あるスレシホールド以下のレベルの
ベースバンド信号による補正を無視することにより、周
波数ロック用ベースバンド信号のうちある程度レベルが
確保されたキャリア信号の組み合わせ(組み合わせの選
択)から得られる補正値を平均的に小さくするようなV
CO制御信号235がVCO205に印加されるように
する。これによれば、前述の2周波の周波数ロック用キ
ャリア信号を送信側から送り、これを使用して基準搬送
周波数を再生する場合に比し、得られる基準搬送周波数
の精度が向上するとともに、もし仮に周波数ロック用キ
ャリア信号fA +fIFのレベルがマルチパスなどにより
低下したとしても、残る周波数ロック用キャリア信号f
B +fIF、fC +fIFを使いVCOの制御信号を発生さ
せることにより、安定した基準搬送周波数の再生を行う
ことが可能となる。また、3周波に限らず、さらに多周
波の周波数ロック用キャリア信号を送信側から送信する
ようにシステムを構成してもよいことも勿論である。こ
の場合、送信される信号の数および周波数位置に応じて
それなりの効果が生ずることが予想される。
と周波数ロック用キャリア信号とが同時に併存するよう
な概念で説明したが、これは必ずしもその必要はなく、
時間方向について間欠的に送信されるものであってもよ
い。この例を図4(a)から(c) に示し、説明する。
用キャリア信号をfA 、fB で、またOFDM変調信号
(情報信号)をOFDMで表示すると、同図(a) は、O
FDM変調信号に加え、周波数ロック用キャリア信号の
周波数を固定し常時送信する方式(併存の概念)、同図
(b)は、周波数ロック用キャリア信号の周波数を固定
し、OFDM変調信号に時分割で多重することにより送
信する方式、および同図(c) は、OFDM変調信号に加
え、周波数ロック用キャリア信号の周波数を時間的に変
化させながら常時送信する方式である。勿論、同図(b)
、(c) の方式を同時に行い、周波数ロック用キャリア
信号の周波数を時間的に変化させながら、時分割でOF
DM変調信号に多重して送信する方式としてもよい。
のキャリアレベルを情報伝送のためのOFDM変調信号
のキャリアレベルよりも大きくし、受信側における基準
搬送周波数再生の安定化を図ることができる。
ャリア信号およびOFDM変調信号の他のスペクトル形
態を示している。周波数ロック用キャリア信号fA 、f
B 、fC 、----を複数のOFDM変調信号OFDM1 、
OFDM2 、OFDM3 、----に対して共通なものとす
ることにより、特定帯域内で複数のOFDM変調信号に
よる同期系の共通化を図ることが可能となる。これによ
り、各OFDM信号間の統合(例えば、OFDM1 とO
FDM2 とを統合して広帯域のOFDM1チャンネルと
する)、分離(例えば、OFDM1 を周波数分離して複
数のサービスを行う)などシステムの柔軟性を高めるこ
とが可能となる。また、周波数ロック用キャリア信号
は、OFDM変調信号群の上下いずれかの両端、もしく
はOFDM変調信号群の中に配置することも可能であ
る。
リア信号の周波数、または、その間欠送信の時間間隔な
どを特定することにより、受信可能となる受信機を特定
することも可能となる。
波数を用いて、OFDM変調信号復調処理時のFFTデ
ータサンプルクロックに周波数ロックをかけ、これを安
定化することができる。
播中のドップラ効果による周波数ずれや受信側での装置
に基準搬送周波数のずれがある場合においても、高精度
で、かつ安定した基準搬送周波数およびFFTデータサ
ンプルクロックの再生を行うことが可能となる。
ブロック線図を示している。
((A) 〜(G) )における信号スペクトルを示している。
のブロック線図を示している。
ア信号とOFDM変調信号との時間方向についての関係
を示している。
ア信号とOFDM変調信号の他のスペクトル形態を示し
ている。
よる補正値出力回路 232 周波数ロック用ベースバンド信号fA 、fC に
よる補正値出力回路 233 周波数ロック用ベースバンド信号fB 、fC に
よる補正値出力回路 234 VCO制御信号発生回路 235 VCO制御信号(補正値ε)
Claims (7)
- 【請求項1】 OFDM変調信号復調用の基準搬送周波
数を受信側において再生する方法であって、 送信側においては、OFDM変調信号帯域内または該帯
域外に、周波数がfA(=a・fd ) +fIFおよびfB
(=b・fd )+fIF ここに、 a,bは互いに異なる自然数、fd はOFDMのキャリ
ア周波数間隔、またfIFは基準搬送周波数 なる2周波からなる基準搬送周波数ロック用キャリア信
号を配置して送信し、 受信側においては、受信された前記2周波からなる基準
搬送周波数ロック用キャリア信号fA +fIFおよびfB
+fIFのそれぞれに、位相ロックループを構成する電圧
制御発振器から得られ該発振器の発振出力信号としての
前記基準搬送周波数fIFを乗じてベースバンド信号化す
るとともに、該ベースバンド信号化した信号から補正値
ε(=fA −(a/b)・fB )を生成し、該生成した
補正値を前記電圧制御発振器の制御信号入力端子に印加
するとともに、その印加に際して該補正値εの値は前記
位相ロックループの働きによって零に収斂されることを
特徴とするOFDM変調信号復調用の基準搬送周波数を
再生する方法。 - 【請求項2】 請求項1記載の基準搬送周波数を再生す
る方法において、前記送信側から送信される基準搬送周
波数ロック用キャリア信号を3周波以上とし、受信側に
おいては、受信された前記3周波以上の基準搬送周波数
ロック用キャリア信号のうちから2周波を選択して使用
するようにしたことを特徴とするOFDM変調信号復調
用の基準搬送周波数を再生する方法。 - 【請求項3】 請求項1または2記載の基準搬送周波数
を再生する方法において、前記送信側から送信される基
準搬送周波数ロック用キャリア信号は時間方向について
間欠的であることを特徴とするOFDM変調信号復調用
の基準搬送周波数を再生する方法。 - 【請求項4】 請求項1乃至3のいずれか1項記載の基
準搬送周波数を再生する方法において、前記送信側から
送信される基準搬送周波数ロック用キャリア信号は時間
方向について周波数が変化していることを特徴とするO
FDM変調信号復調用の基準搬送周波数を再生する方
法。 - 【請求項5】 請求項1乃至4のいずれか1項記載の基
準搬送周波数を再生する方法において、前記送信側から
送信される基準搬送周波数ロック用キャリア信号のレベ
ルはOFDM変調信号のキャリアレベルよりも大きくし
てあることを特徴とするOFDM変調信号復調用の基準
搬送周波数を再生する方法。 - 【請求項6】 請求項1乃至5のいずれか1項記載の基
準搬送周波数を再生する方法において、前記送信側から
送信される基準搬送周波数ロック用キャリア信号は複数
のOFDM変調信号に対して共用のものであることを特
徴とするOFDM変調信号復調用の基準搬送周波数を再
生する方法。 - 【請求項7】 OFDM変調信号復調用の基準搬送周波
数を受信側において再生する装置であって、 送信側においては、OFDM変調信号帯域内または該帯
域外に、周波数がfA( =a・fd ) +fIFおよびfB
(=b・fd )+fIF ここに、 a,bは互いに異なる自然数、fd はOFDMのキャリ
ア周波数間隔、またfIFは基準搬送周波数 なる2周波からなる基準搬送周波数ロック用キャリア信
号を配置して送信し、 受信側においては、受信された前記2周波からなる基準
搬送周波数ロック用キャリア信号fA +fIFおよびfB
+fIFのそれぞれに位相ロックループを構成する電圧制
御発振器から得られる基準搬送周波数fIFを乗じる乗算
手段と、該手段によってベースバンド化された基準搬送
周波数ロック用ベースバンド信号fA およびfB をそれ
ぞれ抽出する2個の帯域通過フィルタと、前記抽出され
たベースバンド信号fB に定数a/bを乗算して(a/
b)・fB を生成する定数乗算手段と、前記抽出されお
よび前記定数乗算されて得られたそれぞれ前記fA およ
び(a/b)・fB から補正値ε(=fA −(a/b)
・fB )を演算し、該演算結果を前記電圧制御発振器の
制御信号入力端子に実質的に供給するように構成した位
相比較器とを少なくとも具えたことを特徴とするOFD
M変調信号復調用の基準搬送周波数を再生する装置。
Priority Applications (1)
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JP18706894A JP3390260B2 (ja) | 1994-08-09 | 1994-08-09 | Ofdm変調信号復調用の基準搬送周波数を再生する方法および装置 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPH10209999A (ja) * | 1997-01-17 | 1998-08-07 | Nec Corp | 自動周波数制御方式 |
US6762991B1 (en) | 1999-03-19 | 2004-07-13 | Kabushiki Kaisha Kaisha | Signal generator and OFDM modulator synchronized to external device |
US6813326B1 (en) | 1998-09-11 | 2004-11-02 | Hitachi Denshi Kabushiki Kaisha | Data transmission system, data transmission communication station, and data transmission method |
JP2008252923A (ja) * | 2008-05-12 | 2008-10-16 | Toshiba Corp | 信号伝送方法及び中継装置 |
JP2010118965A (ja) * | 2008-11-13 | 2010-05-27 | Canon Inc | Ofdm信号伝送装置及びofdm信号伝送方法 |
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1994
- 1994-08-09 JP JP18706894A patent/JP3390260B2/ja not_active Expired - Fee Related
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