JP2004129297A - Transmitting/receiving system of orthogonal frequency division multiplex signal and transmitting/receiving method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、OFDM(直交周波数分割多重 Orthogonal Frequency Division Multiplexing)信号の送信及び受信に係り、特にディジタル移動通信に好適なOFDM信号の送受信システム及びOFDM信号の送受信方法に関する。 The present invention relates to transmission and reception of OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) signals, and more particularly to an OFDM signal transmission / reception system and an OFDM signal transmission / reception method suitable for digital mobile communication.
図5と共に、従来のOFDM信号送信装置について説明する。 A conventional OFDM signal transmitting apparatus will be described with reference to FIG.
まず、ディジタル情報データ信号が、入力端子を介して直並列変換回路70に供給され、必要に応じて誤り訂正符号の付与がなされる。
First, a digital information data signal is supplied to a serial-
この回路70の出力信号は、IFFT回路71に供給され、その出力信号は、マルチパス歪を軽減させるためのガードインターバル回路72を介して、D/A変換器73に供給される。
The output signal of this
ここでアナログ信号に変換され、次のLPF74により必要な周波数帯域の成分のみが通過させられる。
Here, the signal is converted into an analog signal, and only components in a necessary frequency band are passed by the
アナログ値のリアル、イマジナリパートの出力信号は、直交変調器75に供給され、OFDM信号が出力される。
Output signals of the analog real and imaginary parts are supplied to a
このOFDM信号は、伝送すべき周波数帯に周波数変換器76により周波数変換されて、次の送信部77に供給され、これを構成しているリニア増幅器と送信アンテナとを介して、送信される。
This OFDM signal is frequency-converted by a
中間周波数発生回路78の出力信号と90°シフト回路78Aを介した信号とが直交変調器75に夫々供給される。
The output signal of the intermediate
また、この回路78の出力信号は、クロック信号発生回路79に供給される。
The output signal of the
回路79の出力クロック信号は、直並列変換回路70、IFFT回路71、ガードインターバル回路72、D/A変換器73に夫々供給される。
The output clock signal of the
次に、図6と共に従来のOFDM信号受信装置について説明する。 Next, a conventional OFDM signal receiving apparatus will be described with reference to FIG.
受信部80は、これを構成している受信アンテナにより得た前記送信部77からの信号を高周波増幅器により増幅し、搬送波周波数を中間周波数に変換する周波数変換器81を介して、中間周波増幅回路82に供給され、更に、直交復調器83に供給される。
A receiving
回路82の出力信号はキャリア検出回路90を介して中間周波数発生回路89に供給される。
An output signal of the
回路89の出力信号と90°シフト回路89Aを介した信号とが、直交復調器83に夫々供給されて、リアル、イマジナリパートの出力信号が復号される。
The output signal of the
直交復調器83の出力信号は、LPF84を介してA/D変換器85に供給され、ディジタル信号に変換されると共に、直交復調器83の出力信号は、同期信号発生回路91にも供給される。
The output signal of the
A/D変換器85の出力は次のガードインターバル回路86を介して、FFT,QAM復号回路87に供給される。
The output of the A /
このFFT、QAM復号回路87は供給される同期信号発生回路91の同期信号を基にして、複素フーリエ演算を行ない、入力信号の各周波数毎の実数部、虚数部信号(リアルパート、イマジナリパート)のレベルを求め、ディジタル情報伝送用キャリアで伝送される量子化されたディジタル信号のレベルが求められ、ディジタル情報が復号される。
The FFT /
FFT,QAM復号回路87の出力信号は、並直列変換回路88を介して出力される。
The output signal of the FFT /
ここで、送信装置の中間周波数と受信装置の中間周波数とが完全に一致しておれば変調成分のみが得られ、問題はないが、中間周波数発生回路、周波数変換器の局部発振器(図示せず)に周波数安定度が高くないものを使用したり、両出力信号間に位相誤差があったりすると、それ以降の復調動作に影響を与え、シンボルエラーの発生確率が増大する。 Here, if the intermediate frequency of the transmitting device and the intermediate frequency of the receiving device completely match, only the modulation component can be obtained, and there is no problem. However, the intermediate frequency generating circuit and the local oscillator of the frequency converter (not shown) ), If the frequency stability is not high, or if there is a phase error between the two output signals, the subsequent demodulation operation will be affected, and the probability of occurrence of a symbol error will increase.
OFDM信号送受信装置においては、受信側ですべての搬送波の位相を時間軸の変動成分を有することなく、完全に再生することは、大変困難であり、更に、マルチパス歪みを軽減するために、送信側でガードインターバル回路が設定されているので、このような条件の送信信号を受信する場合は、有効シンボル期間部分とガードインターバル部分とで、伝送信号の位相を送信側と完全に同一状態で再生することは、一層困難であるという問題があった。 In an OFDM signal transmitting and receiving apparatus, it is very difficult to completely reproduce the phases of all the carrier waves on the receiving side without having a fluctuation component on the time axis. Since the guard interval circuit is set on the side, when receiving a transmission signal under such conditions, the phase of the transmission signal is reproduced exactly in the same state as the transmission side in the effective symbol period part and the guard interval part. There is a problem that it is more difficult to do so.
本発明は上記の点に着目してなされたものであり、OFDMの特定キャリアをパイロット信号用キャリアとして設定し、これにより、受信側での同期関係を一定に保持出来るようにしたOFDM信号の送受信システム及びOFDM信号の送受信方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made by paying attention to the above points, and it has been set that a specific carrier of OFDM is set as a carrier for a pilot signal, whereby transmission and reception of an OFDM signal can be maintained at a constant level on a receiving side. An object of the present invention is to provide a system and a method of transmitting and receiving an OFDM signal.
本発明は、以下の1)〜4)項に記載の手段よりなる。 The present invention comprises the following means 1) to 4).
すなわち、
1) ディジタル情報信号が供給され多値QAM変調信号を発生させるIFFT,パイロット信号生成回路と、前記変調信号の一部を所定の時間繰り返して伝送するように構成するガードインターバル設定回路と、前記両回路を駆動するクロック信号を発生させるクロック信号発生回路とを有し、前記IFFT,パイロット信号生成回路により複数の有効シンボル区間の開始点における位相が隣接する有効シンボル区間において互いに同相に保持されると共に振幅が一定に保持され、且つ前記クロック信号と整数の周波数比関係にある高次周波数のパイロット信号を、前記ガードインターバル設定回路で設定するガードインターバル区間に頭部では不連続な波形として存在させ、及び4逓倍して単一周波数の信号として存在させるようにして、複数の前記シンボル区間に亘り連続的に送出するように構成した送信装置と、
前記送信装置から送出されたパイロット信号を位相復調するパイロット信号復調手段と、前記パイロット信号復調手段により復調して得られたパイロット信号の位相情報を基に駆動用信号を生成する信号生成手段と、前記信号生成手段により生成された駆動用信号により駆動され前記多値QAM変調信号を前記ディジタル情報信号に変換するFFT手段とを、有して構成した受信装置とからなる直交周波数分割多重信号の送受信システム。
2) ディジタル情報信号が供給され多値QAM変調信号を発生させるIFFT,パイロット信号生成回路と、前記変調信号の一部を所定の時間繰り返して伝送するように構成するガードインターバル設定回路と、前記両回路を駆動するクロック信号を発生させるクロック信号発生回路とを有し、前記IFFT,パイロット信号生成回路により複数の有効シンボル区間の開始点における位相が隣接する有効シンボル区間において互いに同相に保持されると共に振幅が一定に保持され、且つ前記クロック信号と整数の周波数比関係にある高次周波数のパイロット信号を、前記ガードインターバル設定回路で設定するガードインターバル区間に頭部では不連続な波形として存在させ、及び4逓倍して単一周波数の信号として存在させるようにして、複数の前記シンボル区間に亘り連続的に送出するように構成した送信装置と、
前記送信装置から送出されたパイロット信号を復調して復調パイロット信号を得るパイロット信号復調手段と、前記パイロット信号復調手段により得られた復調パイロット信号を周波数変換してクロック信号を生成する信号生成手段と、前記信号生成手段により生成されたクロック信号を用い前記多値QAM変調信号を前記ディジタル情報信号に変換するFFT手段とを、有して構成した受信装置とからなる直交周波数分割多重信号の送受信システム。
3) 供給されるディジタル情報信号を所定のクロック信号を基にIFFTしてパイロット信号を含む多値QAM変調信号を生成し、前記多値QAM変調信号の一部を所定時間繰り返してガードインターバル信号を生成し、前記生成されたガードインターバル信号を前記多値QAM変調信号の前に付して送信し、この送信された信号を受信する直交周波数分割多重信号の送受信方法であって、
複数の有効シンボル区間の開始点における位相が隣接する有効シンボル区間において互いに同相に保持されると共に振幅が一定に保持され、且つ前記クロック信号と整数の周波数比関係にある高次周波数のパイロット信号を生成する第1のステップと、
前記第1のステップで生成されたパイロット信号を、予め設定される所定のガードインターバル区間に頭部では不連続な波形として存在させ、及び4逓倍して単一周波数の信号として存在させるようにして、複数の前記シンボル区間に亘り連続的に送出する第2のステップと、
前記第2のステップで送信されたパイロット信号を位相復調する第3のステップと、
前記第3のステップにより復調して得られたパイロット信号の位相情報を基に駆動用信号を生成する第4のステップと、
前記第4のステップにより生成された駆動用信号により駆動され、前記多値QAM変調信号をFFT変換して前記ディジタル情報信号を得る第5のステップと、
を有してなることを特徴とする直交周波数分割多重信号の送受信方法。
4) 供給されるディジタル情報信号を所定のクロック信号を基にIFFTしてパイロット信号を含む多値QAM変調信号を生成し、前記多値QAM変調信号の一部を所定時間繰り返してガードインターバル信号を生成し、前記生成されたガードインターバル信号を前記多値QAM変調信号の前に付して送信し、この送信された信号を受信する直交周波数分割多重信号の送受信方法であって、
複数の有効シンボル区間の開始点における位相が隣接する有効シンボル区間において互いに同相に保持されると共に振幅が一定に保持され、且つ前記クロック信号と整数の周波数比関係にある高次周波数のパイロット信号を生成する第1のステップと、
前記第1のステップで生成されたパイロット信号を、予め設定される所定のガードインターバル区間に頭部では不連続な波形として存在させ、及び4逓倍して単一周波数の信号として存在させるようにして、複数の前記シンボル区間に亘り連続的に送出する第2のステップと、
前記第2のステップで送信されたパイロット信号を復調して復調パイロット信号を得る第3のステップと、
前記第3のステップにより得られた復調パイロット信号を周波数変換してクロック信号を生成する第4のステップと、
前記第4のステップにより生成されたクロック信号を用い、前記多値QAM変調信号をFFT変換して前記ディジタル情報信号を得る第5のステップと、
を有してなることを特徴とする直交周波数分割多重信号の送受信方法。
That is,
1) An IFFT and pilot signal generation circuit for supplying a digital information signal to generate a multi-level QAM modulation signal, a guard interval setting circuit configured to repeatedly transmit a part of the modulation signal for a predetermined time, and A clock signal generation circuit for generating a clock signal for driving the circuit, wherein the IFFT and pilot signal generation circuits maintain the phases at the starting points of the plurality of effective symbol sections in the same phase in adjacent effective symbol sections, and The amplitude is held constant, and a pilot signal of a higher frequency having an integer frequency ratio relationship with the clock signal is present as a discontinuous waveform at the head in a guard interval section set by the guard interval setting circuit, And multiply by 4 to make it exist as a signal of a single frequency, A transmitting device configured to continuously transmit over a plurality of the symbol sections,
Pilot signal demodulating means for phase demodulating the pilot signal sent from the transmitting device, and signal generating means for generating a drive signal based on phase information of the pilot signal obtained by demodulation by the pilot signal demodulating means, Transmitting and receiving an orthogonal frequency division multiplexed signal, comprising: a receiving device configured to include: a FFT unit that is driven by the driving signal generated by the signal generating unit and converts the multi-level QAM modulated signal into the digital information signal. system.
2) an IFFT and pilot signal generation circuit for supplying a digital information signal to generate a multi-level QAM modulation signal, a guard interval setting circuit configured to transmit a part of the modulation signal repeatedly for a predetermined time, and A clock signal generating circuit for generating a clock signal for driving the circuit, wherein the IFFT and pilot signal generating circuits maintain the phases at the starting points of the plurality of effective symbol sections in the same phase in adjacent effective symbol sections, and The amplitude is held constant, and a pilot signal of a higher frequency having an integer frequency ratio relationship with the clock signal is present as a discontinuous waveform at the head in a guard interval section set by the guard interval setting circuit, And multiply by 4 to make it exist as a signal of a single frequency, A transmitting device configured to continuously transmit over a plurality of the symbol sections,
Pilot signal demodulating means for demodulating a pilot signal sent from the transmitting device to obtain a demodulated pilot signal; signal generating means for frequency-converting a demodulated pilot signal obtained by the pilot signal demodulating means to generate a clock signal; And a FFT unit for converting the multi-level QAM modulated signal into the digital information signal using the clock signal generated by the signal generation unit. .
3) The supplied digital information signal is IFFT based on a predetermined clock signal to generate a multi-level QAM modulation signal including a pilot signal, and a part of the multi-level QAM modulation signal is repeated for a predetermined time to generate a guard interval signal. Generating and transmitting the generated guard interval signal in front of the multi-level QAM modulation signal, and a method of transmitting and receiving an orthogonal frequency division multiplexed signal receiving the transmitted signal,
The phases at the start points of the plurality of effective symbol sections are held in phase with each other in the adjacent effective symbol sections, the amplitude is kept constant, and a pilot signal of a higher frequency having an integer frequency ratio relationship with the clock signal is generated. A first step of generating;
The pilot signal generated in the first step is caused to exist as a discontinuous waveform at the head in a predetermined guard interval section that is set in advance, and to be multiplied by 4 so as to exist as a signal of a single frequency. A second step of transmitting continuously over a plurality of said symbol sections;
A third step of phase demodulating the pilot signal transmitted in the second step;
A fourth step of generating a drive signal based on the phase information of the pilot signal obtained by demodulation in the third step;
A fifth step of being driven by the driving signal generated in the fourth step and performing an FFT on the multi-level QAM modulated signal to obtain the digital information signal;
And a method for transmitting and receiving orthogonal frequency division multiplexed signals.
4) The supplied digital information signal is IFFT based on a predetermined clock signal to generate a multi-level QAM modulation signal including a pilot signal, and a part of the multi-level QAM modulation signal is repeated for a predetermined time to generate a guard interval signal. Generating and transmitting the generated guard interval signal in front of the multi-level QAM modulation signal, and a method of transmitting and receiving an orthogonal frequency division multiplexed signal receiving the transmitted signal,
The phases at the start points of the plurality of effective symbol sections are held in phase with each other in the adjacent effective symbol sections, the amplitude is kept constant, and a pilot signal of a higher frequency having an integer frequency ratio relationship with the clock signal is generated. A first step of generating;
The pilot signal generated in the first step is caused to exist as a discontinuous waveform at the head in a predetermined guard interval section that is set in advance, and to be multiplied by 4 so as to exist as a signal of a single frequency. A second step of transmitting continuously over a plurality of said symbol sections;
A third step of demodulating the pilot signal transmitted in the second step to obtain a demodulated pilot signal;
A fourth step of frequency-converting the demodulated pilot signal obtained in the third step to generate a clock signal;
A fifth step of performing FFT on the multi-level QAM modulated signal using the clock signal generated in the fourth step to obtain the digital information signal;
And a method for transmitting and receiving orthogonal frequency division multiplexed signals.
本発明の受信されるパイロット信号より得られる位相情報を基に復号を行うOFDM信号送受信システム及びOFDM信号の送受信方法では、送信側からガードインターバルに頭部では不連続な波形として、及び4逓倍して単一周波数の信号として存在し、隣接する有効シンボル区間において互いに同相に保持される高次周波数のパイロット信号を送信し、受信側では受信されるパイロット信号を位相復調し、復調して得られた位相情報を基に駆動用信号を生成するに際し、実際に伝送されるパイロット信号は4逓倍して単一の周波数スペクトラムが得られ、且つ振幅が一定な信号として存在しているためパイロット信号の位相情報を基にジッタのない駆動用信号を生成出来、送信側で動作するIFFT回路と受信側で動作するFFT回路の時間関係を同一に設定することが容易になり、IFFT動作を行なったと同じ時間関係のFFT動作を行なうことが出来、より正確な情報の送受信が可能となる。 In the OFDM signal transmission / reception system and the OFDM signal transmission / reception method for decoding based on phase information obtained from a received pilot signal according to the present invention, a waveform is discontinuous at the head from the transmission side to the guard interval, and the signal is quadrupled. A high-frequency pilot signal, which exists as a single-frequency signal and is kept in phase with each other in adjacent effective symbol sections, is transmitted, and the received pilot signal is demodulated and demodulated. When a driving signal is generated based on the phase information obtained, the pilot signal actually transmitted is quadrupled to obtain a single frequency spectrum, and since the pilot signal exists as a signal having a constant amplitude, the pilot signal An IFFT circuit that operates on the transmission side and an FFT circuit that operates on the reception side, which can generate a drive signal without jitter based on the phase information It makes it easy to set the time relationship to the same, it is possible to perform the FFT operation in the same time relationship as was performed IFFT operation, it is possible to send and receive more accurate information.
また、本発明の復調パイロット信号を周波数変換して得られるクロック信号を用いて復号を行うOFDM信号送受信システム及びOFDM信号の送受信方法では、送信側からガードインターバルに頭部では不連続な波形として、及び4逓倍して単一周波数の信号として存在し、隣接する有効シンボル区間において互いに同相に保持される高次周波数のパイロット信号を送信し、受信側では受信されるパイロット信号を基にクロック信号を生成するに際し、実際に伝送されるパイロット信号は4逓倍して単一の周波数スペクトラムが得られ、且つ振幅が一定な信号として存在しているためパイロット信号の位相情報を基にジッタのないクロック信号を生成出来、送信側で動作するIFFT回路と受信側で動作するFFT回路の時間関係を同一に設定することが容易になり、IFFT動作を行なったと同じ時間関係のFFT動作を行なうことが出来、より正確な情報の送受信が可能となる。 Further, in the OFDM signal transmitting and receiving system and the OFDM signal transmitting and receiving method for decoding using the clock signal obtained by frequency conversion of the demodulated pilot signal of the present invention, the transmitter side as a discontinuous waveform at the head in the guard interval, And multiply by 4 to transmit a pilot signal of a higher frequency which exists as a signal of a single frequency and is kept in phase with each other in adjacent effective symbol sections, and a receiving side converts a clock signal based on the received pilot signal. At the time of generation, the pilot signal actually transmitted is quadrupled to obtain a single frequency spectrum, and since it exists as a signal having a constant amplitude, a clock signal having no jitter based on the phase information of the pilot signal. Can be generated, and the time relationship between the IFFT circuit operating on the transmitting side and the FFT circuit operating on the receiving side is the same. Makes it easy to set, it is possible to perform the FFT operation in the same time relationship as was performed IFFT operation, it is possible to send and receive more accurate information.
さらに、情報信号として伝送されるパイロット信号は、ガードインターバルの頭部において不連続な波形として存在するようにして送出されるため、上記駆動用信号はその不連続な波形情報を基にして時分割同期信号が入来する前に駆動用信号を生成できるなど、チャンネル切り換え時などでも短時間で周波数分割多重信号の復号を行う事が出来るなどの効果を有している。 Further, since the pilot signal transmitted as an information signal is sent out so as to exist as a discontinuous waveform at the head of the guard interval, the driving signal is time-divided based on the discontinuous waveform information. This has the effect that the frequency division multiplexed signal can be decoded in a short time even at the time of channel switching, for example, a drive signal can be generated before a synchronization signal arrives.
本発明のOFDM信号の送受信システム及びOFDM信号の送受信方法に適応されるOFDM信号送受信装置の実施例について、添付の図1乃至図4を参照して、以下に説明する。 An embodiment of an OFDM signal transmission / reception apparatus adapted to the OFDM signal transmission / reception system and OFDM signal transmission / reception method of the present invention will be described below with reference to the accompanying FIGS.
図1は、OFDM信号送信装置の実施例であり、ここで伝送されるディジタルデータは、圧縮されたオーディオ、ビデオ信号等である。 FIG. 1 shows an embodiment of an OFDM signal transmitting apparatus. Digital data transmitted here is a compressed audio or video signal.
OFDM信号送信装置は、多数のキャリアを直交して配置し、夫々のキャリアで独立したディジタル情報を伝送するもので、キャリアが直交しているので、隣接するキャリアのスペクトラムは当該キャリアの周波数位置で零になる。 An OFDM signal transmitting apparatus arranges a large number of carriers orthogonally, and transmits independent digital information on each carrier. Since the carriers are orthogonal, the spectrum of the adjacent carrier is determined by the frequency position of the carrier. Becomes zero.
この直交するキャリアを作るためIFFT回路技術が使用される。IFFTにおける窓区間である時間間隔Tの間にN個の複素数による逆DFT(離散フーリエ変換)を実行すれば、OFDM信号を生成でき、逆DFTの各点が変調信号出力に相当する。前記Nは、IFFTやFFTの周期とも呼ばれ、詳細は、コロナ社発行(発行日:1993年5月20日)の「テレビジョン学会編 今井 聖著 信号処理工学」の第74〜75ページなどで説明されている。
IFFT circuit technology is used to create this orthogonal carrier. If an inverse DFT (Discrete Fourier Transform) using N complex numbers is performed during a time interval T which is a window section in the IFFT, an OFDM signal can be generated, and each point of the inverse DFT corresponds to a modulation signal output. The N is also referred to as an IFFT or FFT cycle. For details, see
図1及び図2に示す本実施例に係る装置の基本的な仕様は、下記に示す通りである。
(a) 中心キヤリア周波数…100MHz (b) 伝送用キャリア数…248波
(c) 変調方式…256QAM OFDM (d) 使用キャリア数…257波
(e) 伝送帯域幅…100kHz, 使用帯域幅…99kHz
(f) 転送レート…750kbps (g) ガードインターバル…60.6μsec
図1に示すように、例えば、MPEG等の符号化方式により情報信号が圧縮されたオーディオ、ビデオ信号であるディジタル情報信号が、入力端子1を介して直並列変換回路2に供給され、必要に応じ誤り訂正符号の付与がなされる。
The basic specifications of the apparatus according to the present embodiment shown in FIGS. 1 and 2 are as shown below.
(a) Center carrier frequency: 100 MHz (b) Number of transmission carriers: 248 waves
(c) Modulation method: 256QAM OFDM (d) Number of carriers used: 257 waves
(e) Transmission bandwidth: 100 kHz, bandwidth used: 99 kHz
(f) Transfer rate: 750 kbps (g) Guard interval: 60.6 μsec
As shown in FIG. 1, for example, a digital information signal, which is an audio or video signal in which an information signal is compressed by an encoding method such as MPEG, is supplied to a serial-
この回路2で、入力信号は、256QAM変調用信号として配列され、出力される。
In this
この256QAM変調は、情報を伝送すべき各キャリアに対して、振幅方向に16レベル、角度方向に16レベルを定義し、16×16の256の値を特定して伝送する方式である。 The 256 QAM modulation is a system in which 16 levels are defined in the amplitude direction and 16 levels in the angle direction for each carrier to transmit information, and 256 values of 16 × 16 are specified and transmitted.
本実施例では、257波のキャリアの内、248波を用いて情報を伝送するようにして、残りの9波は、キャリブレーション用、その他の補助信号の伝送用として使用される。 In this embodiment, information is transmitted using 248 waves out of 257 carriers, and the remaining 9 waves are used for calibration and for transmitting other auxiliary signals.
直並列変換回路2では、1シンボル期間中に248バイトのディジタルデータ、即ち、1シンボル期間中に4ビットずつの並列データ248組を出力するように構成する。
The serial-
直並列変換回路2の出力信号は、IFFT,パイロット信号生成回路3に供給される。この回路3は、クロック信号発生回路10から出力されるクロック信号により動作し、248波のキャリアに対し、256QAM変調を行ない、各出力信号をリアル、イマジナリ成分として出力する。
The output signal of the serial-
また、IFFT、パイロット信号生成回路3では周期NのIFFT回路が用いられており、このIFFT回路で設定される各有効シンボル期間におけるN個の離散周波数点(サンプル点)に対応した離散周波数点情報が、前記IFFT、パイロット信号生成回路3から出力される。 In the IFFT / pilot signal generation circuit 3, an IFFT circuit having a period of N is used, and discrete frequency point information corresponding to N discrete frequency points (sample points) in each effective symbol period set by the IFFT circuit. Is output from the IFFT and pilot signal generation circuit 3.
ナイキスト周波数は、前記周期NのIFFTにおけるサンプルクロック周波数の1/2に相当し、パイロット信号は、前記ナイキスト周波数が持つ情報即ちナイキスト周波数情報として伝送される。このナイキスト周波数は前記サンプルクロック周波数の1/2であるため、受信装置で前記ナイキスト周波数情報を復号、逓倍し、FFT回路を動作させるための標本化位置信号(サンプルクロック信号)をつくることができる。 The Nyquist frequency corresponds to 1 / of the sample clock frequency in the IFFT of the period N, and the pilot signal is transmitted as information of the Nyquist frequency, that is, Nyquist frequency information. Since the Nyquist frequency is の of the sample clock frequency, the receiving device can decode and multiply the Nyquist frequency information to generate a sampling position signal (sample clock signal) for operating the FFT circuit. .
このナイキスト周波数情報は、IFFT,パイロット信号生成回路3のIFFTの実数部入力端子R(虚数部入力端子I)におけるN/2番目の周波数の端子に一定レベルの信号を印加することにより得られる。 The Nyquist frequency information is obtained by applying a signal of a constant level to the N / 2-th frequency terminal of the real part input terminal R (imaginary part input terminal I) of the IFFT of the IFFT and pilot signal generation circuit 3.
これらのIFFT,パイロット信号生成回路3の出力信号は、次のRAM(ランダムアクセスメモリ)4Aを有するガードインターバル設定回路4に供給され、このガードインターバル設定回路4により、伝送路におけるマルチパス歪を軽減させるための所定区間のガードインターバルgiが図3に示されるように設定される。 The output signals of these IFFT and pilot signal generation circuits 3 are supplied to a guard interval setting circuit 4 having the following RAM (random access memory) 4A, and the guard interval setting circuit 4 reduces multipath distortion in the transmission path. A guard interval gi of a predetermined section for performing the setting is set as shown in FIG.
ガードインターバル設定回路4は、クロック信号発生回路10から出力されるクロック信号により動作し、IFFT,パイロット信号生成回路3より得られる窓区間(有効シンボル期間ts)内の最後の部分を、窓区間の直前にも配置する。
The guard interval setting circuit 4 operates by the clock signal output from the clock
前記ガードインターバルを設定する為に、前記ガードインターバル設定回路4は、これが有するRAM(4A)に取り込んだ、IFFT,パイロット信号生成回路3よりの信号を読み出すときに、有効シンボル期間の最後の期間(giに等しくこの期間を設定する。)から読み出しては、有効シンボル期間の最初に戻り、有効シンボル期間tsのデータを読み出して、シンボル期間taの信号を送出するようにしている。 In order to set the guard interval, the guard interval setting circuit 4 reads the signal from the IFFT / pilot signal generation circuit 3 which is taken into the RAM (4A) of the guard interval setting circuit 4 and reads the last period of the effective symbol period ( This period is set to be equal to gi.), the process returns to the beginning of the effective symbol period, the data of the effective symbol period ts is read, and the signal of the symbol period ta is transmitted.
前記ナイキスト周波数情報(パイロット信号)は、ガードインターバル内でも伝送されるが、前後のIFFT窓区間信号との連続性を保持させるため、ガードインターバル内で、伝送されるパイロット信号が整数波長存在するようにさせる。 The Nyquist frequency information (pilot signal) is transmitted even within the guard interval, but in order to maintain continuity with the preceding and following IFFT window section signals, the transmitted pilot signal has an integer wavelength within the guard interval. Let
尚、パイロット信号として、ナイキスト周波数を用いる場合について述べたが、サンプルクロック信号と簡単な整数比の関係にあれば、必ずしもナイキスト周波数である必要はなく、伝送される周波数の中の高いものを用いてもよい。 Although the case where the Nyquist frequency is used as the pilot signal has been described, the Nyquist frequency does not necessarily have to be used as long as it has a simple integer ratio relationship with the sample clock signal. You may.
周期MのIFFTを考えるとき、ナイキスト周波数の1/2の位置に、即ちM/4番目の周波数にパイロット信号を配置し、OFDMで送出するキャリアは、IFFTにおける第1番目より第M/4番目まで、及び、第3M/4番目より第M番目までとして出力される信号を用いる。
When considering an IFFT with a period M, a pilot signal is arranged at a
このように周期M=2NのIFFTを用いても、周期NのIFFTを用いた時と等価なIFFTの出力信号を得ることができる。従って、ガードインターバルも含めて連続したパイロット信号を伝送出来ると共に、このパイロット信号を復号し、4逓倍することにより、サンプルクロック信号を得ることが出来る。 As described above, even if an IFFT with a period M = 2N is used, an output signal of an IFFT equivalent to the case of using an IFFT with a period N can be obtained. Therefore, a continuous pilot signal including a guard interval can be transmitted, and a sample clock signal can be obtained by decoding the pilot signal and quadrupling the pilot signal.
FFTの窓区間信号情報を別途復号できれば、本実施例により得られたサンプルクロック信号と組み合わせて、OFDM信号のFFT演算が出来、OFDM信号の復号を行なうことが出来る。 If the window section signal information of the FFT can be separately decoded, the FFT operation of the OFDM signal can be performed in combination with the sample clock signal obtained according to the present embodiment, and the OFDM signal can be decoded.
次に、図3と共にガードインターバル設定回路4で設定されるシンボル期間について述べる。 Next, the symbol period set by the guard interval setting circuit 4 will be described with reference to FIG.
まず、使用帯域幅99kHz、IFFTの周期をN=256とするとき、有効シンボル周波数fsと有効シンボル期間tsは夫々次のようになる。 First, when the used bandwidth is 99 kHz and the IFFT cycle is N = 256, the effective symbol frequency fs and the effective symbol period ts are as follows, respectively.
fs=99,000/256=387Hz
ts=1/fs=2586μsec
これに、マルチパス歪除去用区間であるガードインターバル期間giをパイロット信号3波長分に決定すると、giは下記のように設定される。
fs = 99,000 / 256 = 387Hz
ts = 1 / fs = 2586 μsec
If the guard interval period gi, which is a multipath distortion removal section, is determined to be equal to three wavelengths of the pilot signal, gi is set as follows.
gi=(1/49,500)×3=60.6μsec
このときのシンボル期間taとシンボル周波数faは夫々次のようになる。
gi = (1 / 49,500) × 3 = 60.6 μsec
At this time, the symbol period ta and the symbol frequency fa are respectively as follows.
ta=ts+gi=2586+60.6=2646.6μsec
fa=1/ta=378Hz
これらのガードインターバル設定回路4の出力信号は、D/A変換器5に供給され、ここでアナログ信号に変換され、次のLPF6により必要な周波数帯域の成分のみが通過させられる。
ta = ts + gi = 2586 + 60.6 = 2646.6 μsec
fa = 1 / ta = 378 Hz
The output signals of the guard interval setting circuit 4 are supplied to a D /
アナログ値のリアル、イマジナリ出力信号は、次の直交変調器7に供給され、また、この変調器7には、10.7MHz中間周波発生回路9の出力信号と90°シフト回路8を介した信号とが夫々供給され、OFDM信号が出力される。
The real and imaginary output signals of the analog value are supplied to the
このOFDM信号は、伝送すべき周波数帯に周波数変換器11により周波数変換されて、次の送信部12に供給され、これを構成しているリニア増幅器と送信アンテナを介して、送信される。
The OFDM signal is frequency-converted by the frequency converter 11 into a frequency band to be transmitted, supplied to the
また、10.7MHz中間周波数発生回路9の出力信号は、クロック信号発生回路10にも供給されている。前記クロック信号発生回路10では、前記IFFT,パイロット信号生成回路3を駆動するクロック信号とガードインターバル設定回路4を駆動するクロック信号とが、前記中間周波数発生回路9から供給される共通のクロック信号を基に生成される。
The output signal of the 10.7 MHz intermediate frequency generation circuit 9 is also supplied to the clock
尚、248組の4+4ビットの並列データは、248波のキャリアにより伝送されるため、本装置の伝送速度は1シンボル期間当り248バイトである。従って、1秒当りの伝送速度は略750Kビットである。 Since the 248 sets of 4 + 4 bit parallel data are transmitted by 248 wave carriers, the transmission speed of this apparatus is 248 bytes per symbol period. Therefore, the transmission rate per second is approximately 750 Kbits.
次にガードインターバル、シンボル期間と同期信号(パイロット信号)の位相関係について図と共に以下に夫々説明する。 Next, the phase relationship between the guard interval, the symbol period and the synchronization signal (pilot signal) will be described below with reference to the drawings.
参考例として示した図7において、各シンボル期間に同一位相の同期信号(パイロット信号)が発生され、ガードインターバルに整数波長の同期信号が存在する場合について説明する。(極性を反転させずに連続した同期信号を発生させる第1の例である。)
図7に示すIFFTは有効シンボル期間及びIFFT期間と同義であり、IFFT期間の終わりの部分(右部)の1サイクルが、そのままIFFT期間の手前(左部)のガードインターバルGの信号とされる。
In FIG. 7 shown as a reference example, a case where a synchronization signal (pilot signal) having the same phase is generated in each symbol period and a synchronization signal having an integer wavelength exists in a guard interval will be described. (This is a first example of generating a continuous synchronization signal without inverting the polarity.)
The IFFT shown in FIG. 7 is synonymous with the effective symbol period and the IFFT period, and one cycle at the end (right part) of the IFFT period is used as it is as a signal of the guard interval G before (left part) of the IFFT period. .
この例では、IFFT期間毎に同位相の同期信号(パイロット信号)が発生させられており、ガードインターバル区間も同期信号(パイロット信号)が整数波存在するので、複数のシンボル期間に亘りパイロット信号は連続的に発生させられている。 In this example, a synchronization signal (pilot signal) having the same phase is generated every IFFT period, and the synchronization signal (pilot signal) has an integer wave in the guard interval section, so that the pilot signal is generated over a plurality of symbol periods. Generated continuously.
既に述べた図3の場合は図7の場合と同じであり、ガードインターバル区間も同期信号(パイロット信号)が整数波存在するので、複数のシンボル期間に亘りパイロット信号は連続的に発生させられている。 The case of FIG. 3 described above is the same as the case of FIG. 7, and since the synchronization signal (pilot signal) has an integer wave in the guard interval, the pilot signal is continuously generated over a plurality of symbol periods. I have.
参考例として示した図8において、一つ置きのシンボル期間に同一位相の同期信号(パイロット信号)が発生され、ガードインターバルに半波長の奇数倍の同期信号が存在する場合について説明する。(極性を反転させずに連続した同期信号を発生させる第2の例である。)
IFFTは有効シンボル期間及びIFFT期間と同義であり、IFFT期間の終わりの部分(右部)の1/2サイクルがそのままIFFT期間の手前の(左部)のガードインターバルの信号とされる。
In FIG. 8 shown as a reference example, a case will be described where a synchronization signal (pilot signal) having the same phase is generated in every other symbol period and a synchronization signal having an odd multiple of a half wavelength exists in the guard interval. (This is a second example of generating a continuous synchronization signal without inverting the polarity.)
The IFFT is synonymous with the effective symbol period and the IFFT period, and a half cycle at the end (right) of the IFFT period is used as it is as a signal of the guard interval before (left) the IFFT period.
この例では、IFFT期間毎に逆極性の同期信号(パイロット信号)が発生させられており、ガードインターバル区間も半波長の奇数倍の同期信号が存在するので、複数のシンボル区間(シンボル期間)に亘りパイロット信号は連続的に発生させられている。 In this example, a synchronization signal (pilot signal) of reverse polarity is generated for each IFFT period, and a synchronization signal having an odd multiple of a half wavelength exists in the guard interval, so that a plurality of symbol periods (symbol periods) are present. The pilot signal is continuously generated.
本発明の実施例に係る図9において、ガードインターバルGに同期信号が半波長の奇数倍存在する場合について説明する。(極性を反転した同期信号を発生させる第1の例である。)
この場合は、ガードインターバルの開始点でパイロット信号の極性が反転されており、シンボル期間毎のパイロット信号の位相は同相である。
In FIG. 9 according to the embodiment of the present invention, the case where the synchronization signal exists in the guard interval G at an odd multiple of a half wavelength will be described. (This is a first example of generating a synchronization signal with inverted polarity.)
In this case, the polarity of the pilot signal is inverted at the start point of the guard interval, and the phase of the pilot signal in each symbol period is the same.
即ち、周波数分割多重信号を発生させるIFFTの同期信号を発生させる周波数に対応する端子電圧はシンボル毎に一定とし、常に同位相の同期信号を発生させている。 That is, the terminal voltage corresponding to the frequency at which the IFFT synchronization signal for generating the frequency division multiplex signal is generated is fixed for each symbol, and the synchronization signal having the same phase is always generated.
従って、ガードインターバルが半波長の奇数倍のときは、受信装置側でシンボル期間1つ置き毎に同期信号の極性を反転させると同期信号は連続信号となる。 Therefore, when the guard interval is an odd multiple of half a wavelength, the synchronization signal becomes a continuous signal if the polarity of the synchronization signal is inverted every other symbol period on the receiving device side.
この場合は、図11に示すような位相同期回路でPLL回路を用いて同期信号の検出を行うことが出来る。 In this case, a synchronization signal can be detected using a PLL circuit in a phase synchronization circuit as shown in FIG.
参考例として示した図10において、ガードインターバルに同期信号(パイロット信号)が半波長の偶数倍存在する場合について説明する。(極性を反転した同期信号を発生させる第2の例である。)
図10に示されるように、ガードインターバルに存在する同期信号(パイロット信号)が整数波(半波長の偶数倍)のときであっても、同期信号を図9の場合と同様に、シンボル期間1つ置きに反転して出力するとシンボル毎に極性が反転する同期出力が得られる。
In FIG. 10 shown as a reference example, a case where a synchronization signal (pilot signal) exists at an even multiple of a half wavelength in a guard interval will be described. (This is a second example of generating a synchronization signal with inverted polarity.)
As shown in FIG. 10, even when the synchronization signal (pilot signal) existing in the guard interval is an integer wave (an even multiple of half a wavelength), the synchronization signal is transmitted in the
この場合も、図11に示すようなPLL回路を用いて同期信号の検出を行うことが出来る。 Also in this case, the synchronization signal can be detected using a PLL circuit as shown in FIG.
図11は、シンボル期間1つ置き毎に反転される同期信号を検出する位相同期回路である。 FIG. 11 shows a phase synchronization circuit for detecting a synchronization signal inverted every other symbol period.
この位相同期回路は、位相比較器PD2(112)、Amp(増幅器 113)、LPF(114)、VCO回路(115)で構成されるPLL回路のVCO出力にイクスクルーシブORで構成される信号切換器116が挿入されている構成である。
This phase-locked loop circuit switches the VCO output of a PLL circuit composed of a phase comparator PD2 (112), Amp (amplifier # 113), LPF (114), and VCO circuit (115) by an exclusive OR. In this configuration, the
位相比較器PD1(111)は、前記位相同期回路のVCO出力を入力とする同期検波回路を構成している。入力端子110に印加された同期信号を含む周波数多重分割信号は位相同期回路と同期検波回路PD1(111)の両者に入力される。この位相同期回路は位相比較器PD2(112)、増幅器(113)、LPF(114)、VCO(115)、信号切換器(116)で構成されるPLLよりなる。
The phase comparator PD1 (111) forms a synchronous detection circuit that receives the VCO output of the phase synchronous circuit as an input. The frequency division multiplexed signal including the synchronization signal applied to the
同期検波されたPD1(111)の出力に応じて信号切換器(116)でPLLのVCO回路115の出力を反転するように構成しているが、シンボル毎に極性反転される同期信号は前記同期検波回路により検出され、PLLを構成する位相比較器PD2(112)には極性反転されたVCO出力が供給されるため極性反転された同期信号に対しても連続的にロック動作を行う。
The output of the
図12は図11における端子Bと、Aの出力波形である。出力Aは同期信号出力波形で、出力Bはシンボル周期(シンボル期間)毎に極性反転されて伝送されるシンボル同期信号である。 FIG. 12 shows output waveforms at terminals B and A in FIG. Output A is a synchronization signal output waveform, and output B is a symbol synchronization signal transmitted with its polarity inverted for each symbol period (symbol period).
図13は図11に対する別の回路例で、信号切換器136は位相比較器PD2(132)とアンプ133の間に挿入されている。
FIG. 13 is another circuit example corresponding to FIG. 11, in which the
同期信号が反転されると同時にそれを検出して誤差信号の極性を反転するもので、動作の様態は図11と同様に行われる。いずれの場合も同期信号がシンボル周期(シンボル期間)1つ置きに反転していてもそれを検出してPLLのループの特性を反転するため、VCOは反転されること無く連続した動作を継続する。従って同期信号の復号を正常に行うことが出来ている。 The synchronous signal is detected at the same time as the synchronous signal is inverted, and the polarity of the error signal is inverted. The operation is performed in the same manner as in FIG. In any case, even if the synchronization signal is inverted every other symbol period (symbol period), it is detected and the characteristics of the PLL loop are inverted, so that the VCO continues continuous operation without being inverted. . Therefore, decoding of the synchronization signal can be performed normally.
次に、本送信装置により送信された信号を受信するOFDM信号受信装置の実施例について、図2及び図4と共に説明する。 Next, an embodiment of an OFDM signal receiving apparatus for receiving a signal transmitted by the transmitting apparatus will be described with reference to FIGS.
受信装置の各構成は前記送信装置と逆に動作する回路により構成される。
受信部20は、これを構成している受信アンテナにより得た前記送信部12からの信号を高周波増幅器により増幅し、周波数変換器21に供給する。
Each component of the receiving device is constituted by a circuit that operates in the opposite direction to the transmitting device.
The receiving
この出力信号は中間周波増幅回路22に供給され、前記中間周波増幅回路22から所定レベルの受信信号として出力される。
This output signal is supplied to the intermediate
中間周波増幅回路22の出力信号は、直交復調器23とキャリア検出(キャリア抽出)回路29とに夫々供給される。
The output signal of the intermediate
キャリア検出回路29は、図4に例示する位相比較器(乗算器)41、LPF42、VCO回路43、1/4分周回路45で構成されるPLL回路を有しており、この出力信号が供給される中間周波数発振回路31は、中心キャリアを位相誤差少なく抽出する回路である。
The
本実施例では、情報を伝送するキャリアは、シンボル周波数である378Hz毎に隣接、配置され、OFDM信号を構成している。中心キャリアに隣接する情報キャリアも378Hz離れているのみで、中心キャリアは隣接情報キャリアの影響を受けずに情報の伝送を行なう必要があり、選択度の高い回路が使用されている。 In the present embodiment, carriers for transmitting information are arranged adjacent to each other at every 378 Hz which is a symbol frequency, and constitute an OFDM signal. The information carrier adjacent to the center carrier is also separated by only 378 Hz. The center carrier needs to transmit information without being affected by the adjacent information carrier, and a circuit with high selectivity is used.
本実施例では、PLL回路を用いて中心キャリアの抽出を行なうが、隣接するキャリア周波数間隔の略1/2である±200Hz程度で発振する水晶発振子(VCXO)を電圧制御発振器(VCO)43として用い、回路を動作させる。PLL回路中に用いられるLPFも378Hzに対して十分に低いカットオフ周波数のものを用いている。 In this embodiment, the center carrier is extracted by using a PLL circuit. A quartz oscillator (VCXO) oscillating at about ± 200 Hz, which is approximately の of the interval between adjacent carrier frequencies, is connected to a voltage controlled oscillator (VCO) 43. To operate the circuit. The LPF used in the PLL circuit has a cutoff frequency sufficiently lower than 378 Hz.
この中間周波数発生回路31の出力信号と90°シフト回路30を介した信号とが乗算器40、41を有する直交復調器23に夫々供給されて、リアル、イマジナリパート(実数部、虚数部)の出力信号が復号される。
The output signal of the intermediate
この実数部、虚数部出力信号は、LPF24に供給され、OFDM信号情報として伝送された、必要な周波数帯域の信号を通過させ、入力されるアナログ信号のサンプリングを行ない、出力信号をA/D変換器(サンプリング回路)25に供給し、ディジタル信号に変換する。
The real part and imaginary part output signals are supplied to the
本発明に適応されるサンプル同期信号発生回路32では、周波数逓倍される前のサンプルクロック信号がパイロット信号に位相同期するPLL回路により発生され、この回路には直交復調器23のアナログ出力信号が供給される。 ガードインターバルの期間を含む、各シンボル区間で連続信号として伝送されるパイロット信号にPLLが位相同期し、復調されたパイロット信号が得られる。
In the sample synchronization
前記送信装置において、パイロット信号は、サンプルクロック周波数に対して所定の整数比に設定されており、周波数比に応じた周波数逓倍を行ない、サンプルクロック信号を得る。 In the transmitting apparatus, the pilot signal is set to a predetermined integer ratio with respect to the sample clock frequency, and performs frequency multiplication according to the frequency ratio to obtain a sample clock signal.
ガードインターバル処理回路26は、伝送された信号より、シンボル期間ta内の任意のタイミングで期間tsの有効シンボル期間信号を得られ、その中からマルチパス歪の影響が少ない方の有効シンボル期間信号を得て、FFT,QAM復号回路27に出力信号を供給する。
The guard
前記シンボル期間を検出するためのシンボル同期信号発生回路33は、前記シンボル期間を検出する。
The symbol synchronization
次のFFT,QAM復号回路27は、前記得られたクロック同期信号とシンボル同期信号とが供給されて、複素フーリエ演算を行ない、入力信号の各周波数毎の実数部、虚数部信号(リアルパート、イマジナリパート)のレベルを求める。
The next FFT /
このようにして得られた各周波数毎の実数部、虚数部信号レベルと、伝送される各キャリアの実数部、虚数部の基準値を伝送するための参照用キャリアの復調出力とを比較し、ディジタル情報伝送用キャリアで伝送される量子化されたディジタル信号のレベルが求められ、ディジタル情報が復号される。 The real part of each frequency obtained in this way, the imaginary part signal level, and the real part of each carrier to be transmitted, comparing the demodulated output of the reference carrier for transmitting the reference value of the imaginary part, The level of the quantized digital signal transmitted by the digital information transmission carrier is determined, and the digital information is decoded.
この回路27の出力信号は、並直列変換回路28を介して出力される。
The output signal of this
次に、図4と共にキャリア検出回路29、及び、サンプル同期(サンプルクロック)信号発生回路32について以下に述べる。
Next, the
本回路は一定レベルで伝送されるパイロット信号を抽出し、これを基に正確なサンプル同期(サンプルクロック)信号を生成することを目的としている。 The purpose of this circuit is to extract a pilot signal transmitted at a certain level and to generate an accurate sample synchronization (sample clock) signal based on the extracted pilot signal.
まず、キャリア検出回路29を構成するVCO回路43を中間周波数10.7MHzの4倍である42.8MHzの周波数で発振させる。VCO回路43の出力信号は、夫々1/4分周回路44、45を介して、乗算器40、41に供給される。
First, the
片方の乗算器41よりの出力信号はLPF42に供給され、シンボル周波数以下の成分が取り出され、その出力信号はVCO回路43を制御する。
An output signal from one of the
乗算器41、LPF42、VCO回路43、分周回路45によるループはPLL回路を構成している。
A loop including the
乗算器40、41の入力端子には中間周波増幅された信号が印加され、本回路により直交復号がなされ、実数部と虚数部の出力信号が得られる。
The intermediate frequency-amplified signal is applied to the input terminals of the
サンプル同期信号発生回路32は、直交復調器23よりの実数部出力信号が供給され、パイロット信号として送信されるナイキスト周波数成分を検出する。
The sample synchronization
分周比可変回路(VCO回路)50には、VCO回路43の出力信号が供給され、分周比は1/426から1/438までに設定されるように構成する。サンプル同期信号発生回路32における乗算器52は、直交復調器23よりの出力信号と、VCO回路の信号を1/2分周回路51を介した信号とが供給され、位相比較器としての動作を行なう。
The output signal of the
乗算器52の出力信号はLPF回路53により周波数制御に係わる誤差信号のみを通過させる。遅延回路54と加算回路55は、隣接するキャリア成分を減衰させるための回路で、シンボル周波数である387Hzにディップを持たせる特性としている。
The output signal of the
VCO回路(分周比可変回路)50、乗算器52、LPF53より構成されるPLL回路では、キャリア抽出部の直交復調器23の実数部出力信号中に含まれる連続するパイロット信号に同期したVCO出力信号が発振され、99kHzのサンプルクロック出力信号として出力される。
In a PLL circuit composed of a VCO circuit (division ratio variable circuit) 50, a
上記実施例では、257波のキャリアを発生させるために周期が256のIFFTを用いる場合について述べたが、他の実施例として、周期が512のIFFTを用いる例について以下に述べる。 In the above embodiment, the case where an IFFT having a period of 256 is used to generate carriers of 257 waves has been described. However, as another embodiment, an example in which an IFFT having a period of 512 is used will be described below.
この周期が512のIFFTを用いる実施例では、パイロット周波数として、ナイキスト周波数が用いられるのではなく、このサンプルクロック信号と簡単な整数比の関係にある次数の高い周波数を用いて行なう。 In the embodiment using the IFFT having a period of 512, the Nyquist frequency is not used as the pilot frequency, but a high-order frequency having a simple integer ratio relationship with the sample clock signal is used.
即ち、周期MのIFFTを考えるとき、ナイキスト周波数の1/2の位置に、即ちM/4番目の周波数にパイロット信号を配置し、OFDMで送出するキャリアは、IFFTにおける第1番目より第M/4番目まで、及び、第3M/4番目より第M番目までとして出力される信号を用いる。 That is, when considering an IFFT with a period M, a pilot signal is arranged at a position of 1/2 of the Nyquist frequency, that is, at the M / 4th frequency, and the carrier to be transmitted by OFDM is M / Mth than the first in the IFFT. The signals output up to the fourth and from the 3M / 4th to the Mth are used.
このように周期M=2NのIFFTを用いても、周期NのIFFTを用いた時と等価なIFFTの出力信号を得ることができる。従って、ガードインターバルも含めて連続したパイロット信号を伝送出来ると共に、このパイロット信号を復号し、4逓倍することにより、サンプルクロック信号を得ることが出来る。 As described above, even if an IFFT with a period M = 2N is used, an output signal of an IFFT equivalent to the case of using an IFFT with a period N can be obtained. Therefore, a continuous pilot signal including a guard interval can be transmitted, and a sample clock signal can be obtained by decoding the pilot signal and quadrupling the pilot signal.
このときに用いられるサンプル同期信号発生回路では、パイロット信号の周波数は上記の周期Nを256とした実施例と同じであるが、図2に示すFFT,QAM復号回路27を駆動するサンプルクロック周波数は周期Nを256とした場合の2倍となる。それに従って、2倍の198kHzのサンプルクロック信号を出力する。
In the sample synchronization signal generating circuit used at this time, the frequency of the pilot signal is the same as that of the embodiment in which the period N is 256, but the sample clock frequency for driving the FFT /
よって、このサンプル同期信号発生回路は、上記の実施例とは分周比可変回路50の分周比が1/213〜1/219、及び、1/2分周回路51の分周比が1/4になっている点が異なっており、それ以外の構成は図4と同じであり、その説明は省略する。
Therefore, in this sample synchronization signal generating circuit, the dividing ratio of the dividing
2 直並列変換回路
3 IFFT,パイロット信号生成回路
4 ガードインターバル設定回路
4A RAM(ランダムアクセスメモリ)
5 D/A変喚器
6,24,42,53,114,134 LPF
7 直交変調器
8,30 90°シフト回路
9,31 中間周波数発生回路
10 クロック信号発生回路
11,21 周波数変換器
12 送信部
20 受信部
23 直交復調器
25 A/D変換器(サンプリング回路)
26 ガードインターバル処理回路
27 FFT,QAM復号回路
28 並直列変換回路
29 キャリア検出回路
32 サンプル同期信号発生回路
33 シンボル同期信号発生回路
40,41,52 乗算器(位相比較器)
43,50,115,135 VCO回路
44,45 1/4分周回路
51 1/2分周回路
111,112,131,132 位相比較器(PD)
116,136 信号切換器
2 serial-parallel conversion circuit 3 IFFT, pilot signal generation circuit 4 guard interval setting circuit 4A RAM (random access memory)
5 D /
7
26 guard
43, 50, 115, 135
116,136 Signal switch
Claims (4)
前記送信装置から送出されたパイロット信号を位相復調するパイロット信号復調手段と、前記パイロット信号復調手段により復調して得られたパイロット信号の位相情報を基に駆動用信号を生成する信号生成手段と、前記信号生成手段により生成された駆動用信号により駆動され前記多値QAM変調信号を前記ディジタル情報信号に変換するFFT手段とを、有して構成した受信装置とからなる直交周波数分割多重信号の送受信システム。 An IFFT / pilot signal generation circuit for supplying a digital information signal to generate a multi-level QAM modulation signal; a guard interval setting circuit configured to repeatedly transmit a part of the modulation signal for a predetermined time; A clock signal generation circuit for generating a clock signal to be driven, wherein the IFFT and pilot signal generation circuits maintain the phases at the starting points of the plurality of effective symbol sections in the same phase in adjacent effective symbol sections and have the same amplitude. A high-frequency pilot signal, which is held constant and has an integer frequency ratio relationship with the clock signal, is present as a discontinuous waveform at the head in a guard interval section set by the guard interval setting circuit; and Multiply and exist as a single frequency signal, A transmission device configured to continuously delivered over the symbol interval,
Pilot signal demodulating means for phase demodulating the pilot signal sent from the transmitting device, and signal generating means for generating a drive signal based on phase information of the pilot signal obtained by demodulation by the pilot signal demodulating means, Transmitting and receiving an orthogonal frequency division multiplexed signal, comprising: a receiving device configured to include: a FFT unit that is driven by the driving signal generated by the signal generating unit and converts the multi-level QAM modulated signal into the digital information signal. system.
前記送信装置から送出されたパイロット信号を復調して復調パイロット信号を得るパイロット信号復調手段と、前記パイロット信号復調手段により得られた復調パイロット信号を周波数変換してクロック信号を生成する信号生成手段と、前記信号生成手段により生成されたクロック信号を用い前記多値QAM変調信号を前記ディジタル情報信号に変換するFFT手段とを、有して構成した受信装置とからなる直交周波数分割多重信号の送受信システム。 An IFFT / pilot signal generation circuit for supplying a digital information signal to generate a multi-level QAM modulation signal; a guard interval setting circuit configured to repeatedly transmit a part of the modulation signal for a predetermined time; A clock signal generation circuit for generating a clock signal to be driven, wherein the IFFT and pilot signal generation circuits maintain the phases at the starting points of the plurality of effective symbol sections in the same phase in adjacent effective symbol sections and have the same amplitude. A high-frequency pilot signal, which is held constant and has an integer frequency ratio relationship with the clock signal, is present as a discontinuous waveform at the head in a guard interval section set by the guard interval setting circuit; and Multiply and exist as a single frequency signal, A transmission device configured to continuously delivered over the symbol interval,
Pilot signal demodulating means for demodulating a pilot signal sent from the transmitting device to obtain a demodulated pilot signal; signal generating means for frequency-converting a demodulated pilot signal obtained by the pilot signal demodulating means to generate a clock signal; And a FFT unit for converting the multi-level QAM modulated signal into the digital information signal using the clock signal generated by the signal generation unit. .
複数の有効シンボル区間の開始点における位相が隣接する有効シンボル区間において互いに同相に保持されると共に振幅が一定に保持され、且つ前記クロック信号と整数の周波数比関係にある高次周波数のパイロット信号を生成する第1のステップと、
前記第1のステップで生成されたパイロット信号を、予め設定される所定のガードインターバル区間に頭部では不連続な波形として存在させ、及び4逓倍して単一周波数の信号として存在させるようにして、複数の前記シンボル区間に亘り連続的に送出する第2のステップと、
前記第2のステップで送信されたパイロット信号を位相復調する第3のステップと、
前記第3のステップにより復調して得られたパイロット信号の位相情報を基に駆動用信号を生成する第4のステップと、
前記第4のステップにより生成された駆動用信号により駆動され、前記多値QAM変調信号をFFT変換して前記ディジタル情報信号を得る第5のステップと、
を有してなることを特徴とする直交周波数分割多重信号の送受信方法。 IFFT is performed on the supplied digital information signal based on a predetermined clock signal to generate a multi-level QAM modulated signal including a pilot signal, and a part of the multi-level QAM modulated signal is repeated for a predetermined time to generate a guard interval signal. Transmitting the generated guard interval signal in front of the multi-level QAM modulated signal, and receiving the transmitted signal, a method of transmitting and receiving an orthogonal frequency division multiplexed signal,
The phases at the start points of the plurality of effective symbol sections are held in phase with each other in the adjacent effective symbol sections, the amplitude is kept constant, and a pilot signal of a higher frequency having an integer frequency ratio relationship with the clock signal is generated. A first step of generating;
The pilot signal generated in the first step is caused to exist as a discontinuous waveform at the head in a predetermined guard interval section that is set in advance, and to be multiplied by 4 so as to exist as a signal of a single frequency. A second step of transmitting continuously over a plurality of said symbol sections;
A third step of phase demodulating the pilot signal transmitted in the second step;
A fourth step of generating a drive signal based on the phase information of the pilot signal obtained by demodulation in the third step;
A fifth step of being driven by the driving signal generated in the fourth step and performing an FFT on the multi-level QAM modulated signal to obtain the digital information signal;
And a method for transmitting and receiving orthogonal frequency division multiplexed signals.
複数の有効シンボル区間の開始点における位相が隣接する有効シンボル区間において互いに同相に保持されると共に振幅が一定に保持され、且つ前記クロック信号と整数の周波数比関係にある高次周波数のパイロット信号を生成する第1のステップと、
前記第1のステップで生成されたパイロット信号を、予め設定される所定のガードインターバル区間に頭部では不連続な波形として存在させ、及び4逓倍して単一周波数の信号として存在させるようにして、複数の前記シンボル区間に亘り連続的に送出する第2のステップと、
前記第2のステップで送信されたパイロット信号を復調して復調パイロット信号を得る第3のステップと、
前記第3のステップにより得られた復調パイロット信号を周波数変換してクロック信号を生成する第4のステップと、
前記第4のステップにより生成されたクロック信号を用い、前記多値QAM変調信号をFFT変換して前記ディジタル情報信号を得る第5のステップと、
を有してなることを特徴とする直交周波数分割多重信号の送受信方法。 IFFT is performed on the supplied digital information signal based on a predetermined clock signal to generate a multi-level QAM modulated signal including a pilot signal, and a part of the multi-level QAM modulated signal is repeated for a predetermined time to generate a guard interval signal. Transmitting the generated guard interval signal in front of the multi-level QAM modulated signal, and receiving the transmitted signal, a method of transmitting and receiving an orthogonal frequency division multiplexed signal,
The phases at the start points of the plurality of effective symbol sections are held in phase with each other in the adjacent effective symbol sections, the amplitude is kept constant, and a pilot signal of a higher frequency having an integer frequency ratio relationship with the clock signal is generated. A first step of generating;
The pilot signal generated in the first step is caused to exist as a discontinuous waveform at the head in a predetermined guard interval section that is set in advance, and to be multiplied by 4 so as to exist as a signal of a single frequency. A second step of transmitting continuously over a plurality of said symbol sections;
A third step of demodulating the pilot signal transmitted in the second step to obtain a demodulated pilot signal;
A fourth step of frequency-converting the demodulated pilot signal obtained in the third step to generate a clock signal;
A fifth step of performing FFT on the multi-level QAM modulated signal using the clock signal generated in the fourth step to obtain the digital information signal;
And a method for transmitting and receiving orthogonal frequency division multiplexed signals.
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