JP2735025B2 - Frequency division multiplex signal generator - Google Patents
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- JP2735025B2 JP2735025B2 JP7100215A JP10021595A JP2735025B2 JP 2735025 B2 JP2735025 B2 JP 2735025B2 JP 7100215 A JP7100215 A JP 7100215A JP 10021595 A JP10021595 A JP 10021595A JP 2735025 B2 JP2735025 B2 JP 2735025B2
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- H04L27/2614—Peak power aspects
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- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
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- Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は周波数分割多重信号発生
装置に係り、特に符号化されたディジタル映像信号など
を限られた周波数帯域の直交周波数分割多重(OFD
M:OrthogonalFrequency Division Multiplex)信号に
変換して発生する周波数分割多重信号発生装置に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a frequency division multiplexing signal generator, and more particularly to an orthogonal frequency division multiplexing (OFD) for a coded digital video signal or the like in a limited frequency band.
M: Orthogonal Frequency Division Multiplex (M) relates to a frequency division multiplex signal generation device that generates a signal by converting the signal.
【0002】[0002]
【従来の技術】符号化されたディジタル映像信号などを
限られた周波数帯域で伝送する方式の一つとして、25
6直交振幅変調(QAM:Quadrature Amplitude Modul
ation)などの多値変調されたディジタル情報を多数の
搬送波を用いて伝送するOFDM方式が従来より知られ
ている。このOFDM方式は多数の搬送波を直交して配
置し、各々の搬送波で独立したディジタル情報を伝送す
る方式である。なお、「搬送波が直交している」とは、
隣接する搬送波のスペクトラムが当該搬送波の周波数位
置で零になることを意味する。2. Description of the Related Art One method of transmitting coded digital video signals in a limited frequency band is as follows.
6 Quadrature Amplitude Modul (QAM)
An OFDM system that transmits digital information modulated by multi-level modulation such as ation) using a large number of carriers is conventionally known. The OFDM system is a system in which a large number of carriers are arranged orthogonally and independent digital information is transmitted on each carrier. Note that "carriers are orthogonal" means
This means that the spectrum of an adjacent carrier becomes zero at the frequency position of the carrier.
【0003】このOFDM方式によれば、ガードバンド
期間(ガードインターバル)を設定し、その期間の情報
を重複して伝送するようにしているため、電波のマルチ
パスにより生ずる伝送歪みを軽減できる。すなわち、こ
のOFDM信号の受信は、シンボル期間内に伝送される
信号の振幅、位相変調成分を検出し、これらのレベルに
より情報の値を復号するものであるから、最初のガード
インターバル期間の信号を除いて復号することにより、
同一シンボル区間のマルチパス信号と、受信すべき信号
の周波数成分は同一であるため、比較的狭い周波数帯域
で、伝送歪みの少ない復号ディジタルデータを伝送でき
る。According to the OFDM method, since a guard band period (guard interval) is set and information of the period is transmitted in an overlapping manner, transmission distortion caused by multipath of radio waves can be reduced. That is, the reception of the OFDM signal is to detect the amplitude and phase modulation components of the signal transmitted within the symbol period and to decode the value of the information based on these levels. By decrypting it,
Since the frequency components of the multipath signal in the same symbol section and the signal to be received are the same, decoded digital data with little transmission distortion can be transmitted in a relatively narrow frequency band.
【0004】従来は、上記のOFDM信号は単一の逆高
速フーリエ変換回路(IFFT回路)を用いて生成され
ている。このIFFT回路はデータ系列の長さNが2の
べき乗2Lであるとき、サイズNの離散的フーリエ変換
(DFT)をサイズがN/2のDFTに分解してバタフ
ライ演算を多重して行う回路であり、次数をkとすると
きkの実数部と虚数部の端子に伝送しようとするディジ
タル値に対応する値(レベル)の信号を与えて、ディジ
タル値を伝送するための信号を得る。時間間隔Tの間に
N個の複素数による逆DFTを実行すると、OFDM信
号を生成でき、逆DFTの各点が搬送波に相当すること
が知られている(「データ圧縮とディジタル変調」、日
経エレクトロニクスブック、233頁)。Conventionally, the above-mentioned OFDM signal is generated using a single inverse fast Fourier transform circuit (IFFT circuit). This IFFT circuit performs a multiplexed butterfly operation by decomposing a discrete Fourier transform (DFT) of size N into a DFT of size N / 2 when the length N of the data sequence is a power of 2 2 L. When a degree is k, a signal of a value (level) corresponding to a digital value to be transmitted is given to terminals of a real part and an imaginary part of k, and a signal for transmitting a digital value is obtained. It is known that when an inverse DFT with N complex numbers is performed during a time interval T, an OFDM signal can be generated, and each point of the inverse DFT corresponds to a carrier ("Data compression and digital modulation", Nikkei Electronics Book, 233 pages).
【0005】このIFFT回路を用いて発生された多数
の情報搬送波は、送信すべき情報に応じて変調、送信さ
れるため、これらの情報搬送波の周波数分割多重信号で
あるOFDM信号はランダム信号としての形態をとる。[0005] Since a large number of information carriers generated using this IFFT circuit are modulated and transmitted according to information to be transmitted, an OFDM signal which is a frequency division multiplexed signal of these information carriers is converted into a random signal. Take the form.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記の従来
装置では多数の情報搬送波を合成してできるOFDM信
号に対し、特に瞬間的に生じるピーク電力に対する対策
を施していないため、まれに大電力が発生されることが
ある。例えば、256個の情報搬送波を用いるOFDM
信号の電力は、1情報搬送波電力の256倍の合成した
平均電力であるため、仮に全情報搬送波の最大振幅電圧
値が一致して発生させられた場合は256の2乗倍にあ
たる65536倍となる。従って、仮に1情報搬送波の
電力を1mWとすると、これら256個の情報搬送波を
合成した平均電力は256mW程度であるが、全情報搬
送波の最大振幅位置が一致した時には65Wとなってし
まう。However, in the above-mentioned conventional apparatus, no measures are taken against the OFDM signal formed by combining a large number of information carriers, especially the peak power that occurs instantaneously. May be generated. For example, OFDM using 256 information carriers
Since the power of the signal is a combined average power of 256 times the power of one information carrier, if the maximum amplitude voltage values of all the information carriers are generated in agreement, the power becomes 65536 times, which is the square of 256 times. . Therefore, assuming that the power of one information carrier is 1 mW, the average power obtained by combining these 256 information carriers is about 256 mW, but becomes 65 W when the maximum amplitude positions of all the information carriers match.
【0007】このため、従来の周波数分割多重信号発生
装置では、全情報搬送波の最大振幅値が一致する確率は
非常に小さく、実際には殆ど発生しないが、平均電力値
は余裕をもった低い値に設定し、送信電力装置も平均電
力10〜20倍程度の余裕をもった大きな出力信号を発
生させられるもの(1情報搬送波の電力を1mWとする
ときは2.5W〜5Wを発生できる装置)を用い、まれ
に生じる大電力信号に対しても飽和させないで送信でき
るように考慮していた。このため、従来の周波数分割多
重信号発生装置は装置全体が高価で大型化するという問
題がある。For this reason, in the conventional frequency division multiplex signal generator, the probability that the maximum amplitude values of all the information carriers coincide is very small, and it hardly occurs in practice, but the average power value is a low value with a margin. And a transmission power device capable of generating a large output signal with a margin of about 10 to 20 times the average power (a device capable of generating 2.5 W to 5 W when the power of one information carrier is 1 mW). , So that even rarely generated high power signals can be transmitted without being saturated. For this reason, the conventional frequency division multiplex signal generator has a problem that the entire device is expensive and large.
【0008】本発明は上記の点に鑑みてなされたもの
で、発生する周波数分割多重信号のピーク電力を小さく
することにより、送信装置の小型・軽量化を送信装置の
電源装置も含めて実現し得る周波数分割多重信号発生装
置を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above points, and realizes reduction in size and weight of a transmission device including a power supply device of a transmission device by reducing peak power of a generated frequency division multiplexed signal. It is an object of the present invention to provide a frequency division multiplexed signal generating apparatus.
【0009】また、本発明の他の目的は、受信点におけ
る搬送波電力対雑音電力比(C/N)を改善することが
できる周波数分割多重信号発生装置を提供することにあ
る。It is another object of the present invention to provide a frequency division multiplex signal generator capable of improving a carrier power to noise power ratio (C / N) at a receiving point.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するため、ディジタル情報信号を複数に分割するデー
タ分配器と、データ分配器により分割されたディジタル
情報信号のそれぞれに基づいて変調された複数の周波数
分割多重信号を発生する複数の演算回路と、複数の演算
回路より取り出された複数の周波数分割多重信号のピー
ク電力を検出する複数のピーク検出回路と、複数のピー
ク検出回路の出力検出ピーク電力のうちしきい値を越え
た検出ピーク電力の周波数分割多重信号以外の一又は二
以上の周波数分割多重信号の極性を、しきい値を越えた
検出ピーク電力を打ち消す方向に制御する極性制御手段
と、極性制御手段を経た複数の周波数分割多重信号を加
算して出力する加算回路とを有する構成としたものであ
る。SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention provides a data distributor for dividing a digital information signal into a plurality of signals, and a digital information signal which is modulated based on each of the digital information signals divided by the data distributor. A plurality of arithmetic circuits for generating a plurality of frequency division multiplexed signals, a plurality of peak detection circuits for detecting peak powers of the plurality of frequency division multiplexed signals extracted from the plurality of arithmetic circuits, and outputs of the plurality of peak detection circuits A polarity for controlling the polarity of one or more frequency division multiplexed signals other than the frequency division multiplexed signal of the detected peak power exceeding the threshold among the detected peak powers in a direction to cancel the detected peak power exceeding the threshold. It has a configuration having a control means and an addition circuit for adding and outputting a plurality of frequency division multiplexed signals passed through the polarity control means.
【0011】また、本発明は、データ分配器により分割
されたディジタル情報信号に対し複数のグループ毎に各
段で前段出力の乗算結果と前段出力の加算とを順次に行
って最終段よりそれぞれ変調された複数の周波数分割多
重信号を発生する複数の演算回路と、複数の演算回路の
それぞれの最終段の加算入力の極性を切り換える複数の
極性切換回路と、複数の演算回路のそれぞれの一部より
取り出された信号に基づいて複数の周波数分割多重信号
のピーク電力、ピーク位置を検出し、しきい値を越えた
検出ピーク電力を打ち消す方向に複数の極性切換回路を
制御する極性判定回路と、複数の演算回路の周波数分割
多重信号を加算して出力する加算回路とを有する構成と
したものである。Further, according to the present invention, the digital information signal divided by the data distributor is sequentially multiplied by the output of the previous stage and added to the output of the previous stage at each stage for each of a plurality of groups, and modulated by the final stage. A plurality of arithmetic circuits for generating a plurality of frequency-division multiplexed signals, a plurality of polarity switching circuits for switching the polarity of an addition input at the final stage of each of the plurality of arithmetic circuits, and a part of each of the plurality of arithmetic circuits. A polarity judging circuit that detects peak powers and peak positions of a plurality of frequency division multiplexed signals based on the extracted signal and controls a plurality of polarity switching circuits in a direction to cancel a detected peak power exceeding a threshold; And an adder circuit for adding and outputting the frequency division multiplexed signal of the arithmetic circuit.
【0012】[0012]
【作用】本発明では、n個(nは2以上の整数)の演算
回路より出力される変調された周波数分割多重信号を加
算回路に加算して所望の搬送波数からなる周波数分割多
重信号を生成するようにしたため、単一の演算回路で所
望の搬送波数からなる周波数分割多重信号を発生する場
合よりも信号のピーク電力を1/nに抑えることができ
る。また、複数の演算回路のうちある一つの演算回路が
発生するピーク電力位置で他の演算回路から発生させら
れる信号の極性を制御あるいは反転することにより、更
に出力周波数分割多重信号の瞬時電力を低い値に抑える
ことができる。According to the present invention, a modulated frequency division multiplexed signal output from n (n is an integer of 2 or more) arithmetic circuits is added to an adder circuit to generate a frequency division multiplexed signal having a desired number of carrier waves. Therefore, the peak power of the signal can be reduced to 1 / n as compared with a case where a single arithmetic circuit generates a frequency division multiplexed signal having a desired number of carriers. Further, the instantaneous power of the output frequency division multiplexed signal is further reduced by controlling or inverting the polarity of a signal generated from another arithmetic circuit at a peak power position generated by one of the arithmetic circuits. Value.
【0013】[0013]
【実施例】次に、本発明の実施例について説明する。ま
ず、本発明の周波数分割多重信号発生装置について説明
する前に、本発明の周波数分割多重信号発生装置が適用
されるOFDM信号の送信装置及びOFDM信号の受信
装置について説明する。Next, an embodiment of the present invention will be described. First, before describing the frequency division multiplex signal generator of the present invention, an OFDM signal transmitting apparatus and an OFDM signal receiving apparatus to which the frequency division multiplex signal generating apparatus of the present invention is applied will be described.
【0014】図4は本発明の周波数分割多重信号発生装
置が適用されるOFDM信号送信装置及び受信装置の一
例のブロック図を示す。同図において、入力端子1には
伝送すべきディジタルデータが入力される。このディジ
タルデータとしては、例えばカラー動画像符号化表示方
式であるMPEG方式などの符号化方式で圧縮されたデ
ィジタル映像信号や音声信号などである。この入力ディ
ジタルデータは、入力回路2に供給されて必要に応じて
誤り訂正符号の付与がクロック分周器3よりのクロック
に基づいて行われる。クロック分周器3は中間周波数発
振器8よりの10.7MHzの中間周波数を分周して、
この中間周波数に同期したクロックを発生する。FIG. 4 is a block diagram showing an example of an OFDM signal transmitting apparatus and a receiving apparatus to which the frequency division multiplex signal generating apparatus according to the present invention is applied. In FIG. 1, digital data to be transmitted is input to an input terminal 1. The digital data is, for example, a digital video signal or an audio signal compressed by an encoding method such as the MPEG method, which is a color moving image encoding and displaying method. The input digital data is supplied to an input circuit 2 and an error correction code is added as necessary based on a clock from a clock frequency divider 3. The clock frequency divider 3 divides the 10.7 MHz intermediate frequency from the intermediate frequency oscillator 8 and
A clock synchronized with this intermediate frequency is generated.
【0015】誤り訂正符号が付加されたディジタルデー
タは、入力回路2から逆高速フーリエ変換(IFFT)
装置4に供給される。このIFFT装置4は本発明装置
の要部をなす装置部で後述する如く、本発明では複数の
IFFT回路を用いている。このIFFT装置4とし
て、データ系列Nが256であるIFFT回路と、2N
=M=512であるIFFT回路の2つの例について説
明する。IFFT装置4を構成するIFFT回路が前者
のIFFT回路である場合は、実数部(R)の入力端子
数が256、虚数部(I)の入力端子数が256であ
り、それぞれ4ビットのディジタルデータが実数部及び
虚数部共に計256個ずつの入力端子に入力されること
により、0番目(k=0)の入力端子の入力情報は伝送
する搬送波の中心周波数で伝送され、k=N/2、12
7番目(k=N/2)の入力端子の入力情報はナイキス
ト周波数に等価である両端周波数で伝送される。The digital data to which the error correction code has been added is supplied from an input circuit 2 to an inverse fast Fourier transform (IFFT).
It is supplied to the device 4. The IFFT device 4 is a device part which is a main part of the device of the present invention, and uses a plurality of IFFT circuits in the present invention as described later. The IFFT device 4 includes an IFFT circuit in which the data sequence N is 256,
= M = 512 Two examples of the IFFT circuit will be described. When the IFFT circuit constituting the IFFT device 4 is the former IFFT circuit, the number of input terminals of the real part (R) is 256 and the number of input terminals of the imaginary part (I) is 256, and each of the 4-bit digital data Are input to a total of 256 input terminals for both the real part and the imaginary part, so that the input information of the 0th (k = 0) input terminal is transmitted at the center frequency of the carrier to be transmitted, and k = N / 2 , 12
The input information of the seventh (k = N / 2) input terminal is transmitted at both end frequencies equivalent to the Nyquist frequency.
【0016】また、IFFT装置4を構成するIFFT
回路が後者のIFFT回路である場合には、実数部
(R)の入力端子数が512、虚数部(I)の入力端子
数が512であり、それぞれ4ビットのディジタルデー
タが実数部及び虚数部共に0番目から127番目までの
計128個ずつと、384番目から511番目までの計
127個ずつの入力端子にそれぞれ入力されることによ
り、0番目(k=0)の入力端子の入力情報は伝送する
搬送波の中心周波数で伝送され、127番目(k=M/
4)と384番目(k=3M/4)の入力端子の入力情
報はナイキスト周波数に等価である両端周波数で伝送さ
れる。The IFFT constituting the IFFT device 4
When the circuit is the latter IFFT circuit, the number of input terminals of the real part (R) is 512 and the number of input terminals of the imaginary part (I) is 512, and the 4-bit digital data is a real part and an imaginary part, respectively. Both are input to a total of 128 input terminals from the 0th to the 127th and a total of 127 input terminals from the 384th to the 511th, so that the input information of the 0th (k = 0) input terminal becomes The signal is transmitted at the center frequency of the carrier to be transmitted and the 127th (k = M /
The input information of 4) and 384th (k = 3M / 4) input terminals are transmitted at both ends frequencies equivalent to the Nyquist frequency.
【0017】ここで、1番目から127番目までの計1
27個の入力端子の入力情報は中心搬送波周波数の上側
(高域側)の情報伝送用搬送波で伝送され、384番目
から511番目までの計127個の入力端子の入力情報
は中心搬送波周波数の下側(低域側)の情報伝送用搬送
波で伝送される。127番目と384番目の入力端子の
入力情報はナイキスト周波数に等価である両端周波数で
伝送される。なお、残りの入力端子には0が入力され
る。Here, a total of 1 from the 1st to the 127th
The input information of the 27 input terminals is transmitted on the carrier for information transmission above the center carrier frequency (high frequency side), and the input information of a total of 127 input terminals from 384th to 511th is below the center carrier frequency. It is transmitted on the carrier wave for information transmission on the side (low frequency side). The input information of the 127th and 384th input terminals is transmitted at both ends frequencies equivalent to the Nyquist frequency. Note that 0 is input to the remaining input terminals.
【0018】ここでは、上記のいずれの場合もIFFT
装置4からの258組の出力のうち、k=0の中心搬送
波周波数で伝送される一組の出力を除く257波のう
ち、248波の搬送波を用いて情報を伝送し、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の
ために用いられる。そのため、1シンボル期間中に24
8バイトのディジタルデータ、すなわち、1シンボル期
間中に、4ビットずつ一対の並列データ248組が入力
回路2からIFFT装置4の実数部入力端子と虚数部入
力端子に入力される。Here, in any of the above cases, IFFT
Information is transmitted using 248 carriers out of 257 out of 258 sets of outputs from the apparatus 4 except for a set of outputs transmitted at the center carrier frequency of k = 0, and the remaining 9 sets are output.
The waves are used for calibration and for transmission of other auxiliary signals. Therefore, during one symbol period, 24
8-byte digital data, that is, 248 pairs of parallel data of 4 bits each is input from the input circuit 2 to the real part input terminal and the imaginary part input terminal of the IFFT device 4 during one symbol period.
【0019】クロック分周器3からのクロックに基づい
て、IFFT装置4からIFFT演算されて取り出され
た計257組の出力データは、マルチパス歪みを軽減さ
せるためのガードインターバル回路5を通してD/A変
換器・低域フィルタ(LPF)6に供給され、ここでク
ロック分周器3からのクロックをサンプリングクロック
としてアナログ信号に変換された後、LPFにより必要
な周波数帯域の成分の実数部成分と虚数部成分とが通過
されて直交変調器7へそれぞれ供給される。A total of 257 sets of output data obtained by performing an IFFT operation from the IFFT device 4 on the basis of the clock from the clock frequency divider 3 are passed through a guard interval circuit 5 for reducing multipath distortion, and are then subjected to D / A conversion. The signal is supplied to a converter / low-pass filter (LPF) 6 where the clock from the clock divider 3 is converted into an analog signal by using the clock as a sampling clock. The partial components are passed and supplied to the quadrature modulator 7, respectively.
【0020】直交変調器7は中間周波数発振器8よりの
10.7MHzの中間周波数を第1の搬送波とし、か
つ、この中間周波数の位相を90°シフタ9により90
°シフトした10.7MHz中間周波数を第2の搬送波
として、それぞれD/A変換器・LPF6より入力され
たディジタルデータの実数部成分(実数部データ)と虚
数部成分(虚数部データ)で直交振幅変調(QAM)し
て257波の情報搬送波からなるOFDM信号を生成す
る。The quadrature modulator 7 uses an intermediate frequency of 10.7 MHz from the intermediate frequency oscillator 8 as a first carrier wave, and shifts the phase of the intermediate frequency to 90 ° by the 90 ° shifter 9.
Using the shifted 10.7 MHz intermediate frequency as a second carrier, the quadrature amplitude of the real part (real part data) and the imaginary part (imaginary part data) of the digital data input from the D / A converter / LPF 6 respectively. Modulation (QAM) is performed to generate an OFDM signal composed of 257 information carriers.
【0021】すなわち、本実施例ではそれぞれ16のレ
ベルを示す4ビットの実数部データと4ビットの虚数部
データのディジタル・アナログ変換信号を直交変調器7
に供給することにより、直交変調器7からは中心周波数
F0が10.7MHzの例えば図5に示す如き周波数ス
ペクトラムのOFDM信号が取り出される。That is, in this embodiment, the quadrature modulator 7 converts the digital / analog converted signal of the 4-bit real part data and the 4-bit imaginary part data indicating 16 levels, respectively.
, An OFDM signal having a center frequency F0 of 10.7 MHz and a frequency spectrum as shown in FIG. 5, for example, is extracted from the orthogonal modulator 7.
【0022】図5(A)の周波数スペクトラムは、IF
FT装置4のデータ系列がN(=256)である場合の
OFDM信号の周波数スペクトラムで、周波数帯域99
kHz内に全部で257波の搬送波が存在し、そのうち
248波の搬送波が1バイトの情報データで256QA
M変調されており、中心周波数F0を含む残りの9波の
搬送波が補助信号の伝送のために使用される。The frequency spectrum shown in FIG.
The frequency spectrum of the OFDM signal when the data sequence of the FT device 4 is N (= 256),
There are a total of 257 carriers in kHz, of which 248 carriers are 256 bytes of information data of 1 byte.
The remaining nine carriers, which are M-modulated and include the center frequency F0, are used for transmitting auxiliary signals.
【0023】ここで、中心周波数F0より高域側の搬送
波は、前記IFFT回路の1番目から128番目の実数
部入力端子及び虚数部入力端子に入力されたデータ等で
変調されており、また中心周波数F0より低域側の搬送
波は、前記IFFT回路の128番目から255番目の
実数部入力端子及び虚数部入力端子に入力されたデータ
等で変調されている。The carrier higher than the center frequency F0 is modulated by data or the like input to the first to 128th real part input terminals and the imaginary part input terminals of the IFFT circuit. The carrier wave lower than the frequency F0 is modulated by data input to the 128th to 255th real part input terminals and the imaginary part input terminals of the IFFT circuit.
【0024】また、図5(A)に「128」及び「−1
28」で示す位置には、それぞれナイキスト周波数の搬
送波が発生し、これは前記したように128番目の入力
端子に入力された固定電圧データに基づいて生成された
パイロット信号伝送用搬送波である。すなわち、同一の
128番目の入力端子に入力された固定電圧データは、
二つの搬送波により伝送される。FIG. 5A shows "128" and "-1".
A carrier having a Nyquist frequency is generated at the position indicated by reference numeral 28, and is a carrier for transmitting a pilot signal generated based on the fixed voltage data input to the 128th input terminal as described above. That is, the fixed voltage data input to the same 128th input terminal is
It is transmitted by two carriers.
【0025】なお、IFFTの周期をN(=256)と
したときの有効シンボル周波数fSと、有効シンボル期
間tSとは次のようになる。The effective symbol frequency f S when the IFFT cycle is N (= 256) and the effective symbol period t S are as follows.
【0026】 fS=99,000/256=387(Hz) tS=1/fS=2586(μsec) これにガードインターバル回路5により与えられたマル
チパス歪除去用区間であるガードインターバルgiを6
0μsecとして付加したときのシンボル期間taとシ
ンボル周波数faはそれぞれ次のようになる。F s = 99,000 / 256 = 387 (Hz) t s = 1 / f s = 2586 (μsec) A guard interval g i, which is a multipath distortion removal section provided by the guard interval circuit 5, 6
The symbol period t a and the symbol frequency f a when added as 0 μsec are as follows.
【0027】ta=tS+gi=2586+60=264
6(μsec) fa=1/ta=378(Hz) なお、IFFT装置4のデータ系列が2N(=512)
である場合のOFDM信号も、周波数帯域99kHz内
に全部で257波の搬送波が存在し、そのうち248波
の搬送波が1バイトの情報データで256QAM変調さ
れており、中心周波数F0を含む残りの9波の搬送波が
補助信号の伝送のために使用される。T a = t S + g i = 2586 + 60 = 264
6 (μsec) f a = 1 / t a = 378 (Hz) The data series of the IFFT unit 4 is 2N (= 512)
, The OFDM signal also has a total of 257 carriers in a frequency band of 99 kHz, of which 248 carriers are 256QAM-modulated with 1-byte information data, and the remaining 9 waves including the center frequency F0 Are used for the transmission of the auxiliary signal.
【0028】ただし、この場合のOFDM信号の周波数
スペクトラムは、図5(B)に示すように、中心周波数
F0より高域側の搬送波は、前記IFFT回路の1番目
から128番目の実数部入力端子及び虚数部入力端子に
入力されたデータ等で変調されており、また中心周波数
F0より低域側の搬送波は、前記IFFT回路の384
番目から511番目の実数部入力端子及び虚数部入力端
子に入力されたデータ等で変調されている。However, the frequency spectrum of the OFDM signal in this case is, as shown in FIG. 5B, the carrier wave higher than the center frequency F0 is the first to 128th real part input terminals of the IFFT circuit. And a carrier wave lower than the center frequency F0 is modulated by the data input to the imaginary part input terminal.
It is modulated with data and the like input to the 511st to 511st real part input terminals and the imaginary part input terminals.
【0029】この場合は、図5(B)に示すように、
「128」は上記のIFFT回路の128番目の実数部
入力端子及び虚数部入力端子に入力された固定電圧によ
り生成されたパイロット信号伝送用搬送波であり、「−
128」はIFFT回路の384番目の実数部入力端子
及び虚数部入力端子に入力された固定電圧により生成さ
れたパイロット信号伝送用搬送波で、これらはナイキス
ト周波数の1/2倍の周波数の搬送波である。In this case, as shown in FIG.
“128” is a carrier for transmitting a pilot signal generated by the fixed voltage input to the 128th real part input terminal and the imaginary part input terminal of the IFFT circuit, and “−”.
"128" is a carrier for transmitting a pilot signal generated by a fixed voltage input to the 384th real part input terminal and the imaginary part input terminal of the IFFT circuit, and these are carriers having a frequency half the Nyquist frequency. .
【0030】直交変調器7より取り出された、ガードイ
ンターバル処理される前のデータのシンボル周波数であ
る387Hz毎に隣接配置された複数の搬送波からなる
上記のOFDM信号は、図4の周波数変換器10に供給
されて送信周波数帯に周波数変換され、例えば上記の中
心搬送波周波数F0が100MHzとされてから送信部
11によりリニア増幅され、送信アンテナより送信され
る。The above-mentioned OFDM signal composed of a plurality of carriers arranged adjacent to each other at 387 Hz, which is the symbol frequency of the data before guard interval processing, extracted from the quadrature modulator 7 is converted to the frequency converter 10 shown in FIG. , And is frequency-converted into a transmission frequency band. For example, the central carrier frequency F0 is set to 100 MHz, then linearly amplified by the transmission unit 11, and transmitted from the transmission antenna.
【0031】これにより、図4の送信装置で送信される
信号の仕様は信号中心周波数100MHz、伝送帯域幅
100kHz(実際には図8に示したように99kH
z)、変調方式256QAM、OFDM、使用搬送波数
257波(そのうち情報伝送用搬送波数248波)、ガ
ードインターバル60μsecとなる。また、一対の4
ビットデータ248組が248波の搬送波で伝送される
ため、1シンボル期間当り248kバイトの伝送速度で
あり、よって1秒当りの伝送速度(転送レート)は、約
750kbps(≒8ビット×378Hz×248÷1
000)となる。As a result, the specifications of the signal transmitted by the transmitting apparatus of FIG. 4 are as follows: the signal center frequency is 100 MHz, and the transmission bandwidth is 100 kHz (actually, 99 kHz as shown in FIG. 8).
z), the modulation method is 256 QAM, OFDM, the number of used carriers is 257 (of which, the number of carriers for information transmission is 248), and the guard interval is 60 μsec. Also, a pair of 4
Since 248 sets of bit data are transmitted by 248 carrier waves, the transmission rate is 248 kbytes per symbol period, and the transmission rate (transfer rate) per second is about 750 kbps (≒ 8 bits × 378 Hz × 248). $ 1
000).
【0032】次に、周波数分割多重信号受信装置につい
て説明する。上記のOFDM信号は、図4の空間伝送路
12を経て受信部13により受信アンテナを介して受信
された後高周波増幅され、更に周波数変換器14により
中間周波数に周波数変換され、中間周波増幅器15によ
り増幅された後、直交復調器16及びキャリア抽出回路
17に供給される。Next, a frequency division multiplex signal receiving apparatus will be described. The above-mentioned OFDM signal is received by a receiving unit 13 via a receiving antenna via the spatial transmission path 12 shown in FIG. 4 and then high-frequency amplified, further frequency-converted to an intermediate frequency by a frequency converter 14, and After being amplified, it is supplied to a quadrature demodulator 16 and a carrier extraction circuit 17.
【0033】キャリア抽出回路17は、入力OFDM信
号の中心搬送波(キャリア)を位相誤差少なくできるだ
け正確に抽出する回路である。本実施例では、情報を伝
送する各搬送波は、シンボル周波数である387Hz毎
に隣接配置されてOFDM信号を構成しているため、中
心搬送波に隣接する情報伝送用搬送波も中心周波数に対
して387Hz離れており、中心搬送波を抽出するため
には、387Hzしか離れていない隣接する情報伝送用
搬送波の影響を受けないように、選択度の高い回路が必
要となる。The carrier extracting circuit 17 is a circuit for extracting the center carrier (carrier) of the input OFDM signal as accurately as possible with a small phase error. In this embodiment, each carrier for transmitting information is arranged adjacent to every 387 Hz that is a symbol frequency to form an OFDM signal. Therefore, the carrier for information transmission adjacent to the center carrier is also 387 Hz away from the center frequency. Therefore, in order to extract the center carrier, a circuit having a high selectivity is required so as not to be affected by the adjacent carrier for information transmission which is only 387 Hz apart.
【0034】そこで、キャリア抽出回路17はPLL回
路を用いて中心搬送波F0の抽出を行う。ただし、この
場合のPLL回路を構成するVCOとしては、可変範囲
が隣接する搬送波周波数の約1/2である±200Hz
程度で発振する水晶振動子を用いた電圧制御型水晶発振
回路(VCXO)を用い、かつ、PLL回路を構成する
LPFとして387Hzに対して充分にカットオフ周波
数の低いLPFを用いる。Therefore, the carrier extraction circuit 17 extracts the center carrier F0 using a PLL circuit. However, the VCO constituting the PLL circuit in this case has a variable range of about 200 Hz, which is about 1/2 of the adjacent carrier frequency.
A voltage controlled crystal oscillation circuit (VCXO) using a crystal oscillator that oscillates at about the same level is used, and an LPF having a sufficiently low cutoff frequency with respect to 387 Hz is used as an LPF constituting a PLL circuit.
【0035】キャリア抽出回路17により抽出された中
心搬送波F0は、中間周波数発振器18に供給され、こ
こで中心搬送波F0に位相同期した10.7MHzの中
間周波数を発生させる。中間周波数発振器18の出力中
間周波数は第1の復調用搬送波として直交復調器16に
直接に供給される一方、90°シフタ19により位相が
90°シフトされてから第2の復調用搬送波として直交
復調器16に供給される。The center carrier F0 extracted by the carrier extracting circuit 17 is supplied to an intermediate frequency oscillator 18 where an intermediate frequency of 10.7 MHz synchronized with the center carrier F0 is generated. The output intermediate frequency of the intermediate frequency oscillator 18 is supplied directly to the quadrature demodulator 16 as a first demodulation carrier, while the phase is shifted by 90 ° by a 90 ° shifter 19 and then quadrature demodulated as a second demodulation carrier. Is supplied to the vessel 16.
【0036】これにより、直交復調器16からは送信装
置の直交変調器7に入力された実数部、虚数部の各アナ
ログ信号と同等のアナログ信号(周波数分割多重信号)
が復調されて取り出され、サンプルクロック復号回路2
0に供給される一方、低域フィルタ21によりOFDM
信号情報として伝送された必要な周波数帯域の信号が通
過されてA/D変換器22に供給されてディジタル信号
に変換される。Thus, an analog signal (frequency division multiplexed signal) equivalent to each of the real part and imaginary part analog signals input from the quadrature demodulator 16 to the quadrature modulator 7 of the transmitting apparatus.
Is demodulated and taken out, and the sample clock decoding circuit 2
0, while the low-pass filter 21
A signal of a necessary frequency band transmitted as signal information is passed, supplied to the A / D converter 22, and converted into a digital signal.
【0037】A/D変換器22の入力信号に対するサン
プリングのタイミングは、サンプルクロック復号回路2
0により例えば特定の搬送波で伝送される、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パイロッ
ト信号より生成された、ナイキスト周波数の2倍の周波
数のサンプルクロックに基づいて発生される。すなわ
ち、サンプルクロック復号回路20は、中間周波数と復
調アナログ信号が入力され、ガードインターバル期間を
含む各シンボル期間で連続信号として伝送されるパイロ
ット信号に位相同期するPLL回路によりサンプルクロ
ックを発生する。The sampling timing for the input signal of the A / D converter 22 is determined by the sampling clock decoding circuit 2
0, for example, is generated based on a sample clock having a frequency twice as high as the Nyquist frequency, which is generated from a pilot signal and is set to a predetermined integer ratio with respect to the sample clock frequency and transmitted on a specific carrier. That is, the sample clock decoding circuit 20 receives the intermediate frequency and the demodulated analog signal, and generates a sample clock by a PLL circuit which is phase-synchronized with a pilot signal transmitted as a continuous signal in each symbol period including the guard interval period.
【0038】また、シンボル同期信号復号回路23は、
このサンプルクロックによりパイロット信号の位相状態
を調べ、シンボル期間を検出してシンボル同期信号を復
号する。システムクロック発生回路24は、これらサン
プルクロック及びシンボル同期信号よりガードインター
バル期間除去のための区間信号などのシステムクロック
を発生する。Further, the symbol synchronization signal decoding circuit 23
Using this sample clock, the phase state of the pilot signal is checked, the symbol period is detected, and the symbol synchronization signal is decoded. The system clock generation circuit 24 generates a system clock such as an interval signal for removing a guard interval period from the sample clock and the symbol synchronization signal.
【0039】A/D変換器22より取り出されたディジ
タル信号は、ガードインターバル期間処理回路25に供
給され、ここでシステムクロック発生回路24よりのシ
ステムクロックに基づいて、マルチパス歪の影響が少な
い方のシンボル期間信号を得てFFT,QAM復号回路
26に供給される。The digital signal extracted from the A / D converter 22 is supplied to a guard interval period processing circuit 25, where the digital signal is less affected by multipath distortion based on the system clock from the system clock generation circuit 24. Is obtained and supplied to the FFT / QAM decoding circuit 26.
【0040】FFT,QAM復号回路26のFFT(高
速フーリエ変換)回路部は、システムクロック発生回路
24よりのシステムクロックにより複素フーリエ演算を
行い、ガードインターバル期間処理回路25の出力信号
の各周波数毎の実数部、虚数部の各信号レベルを算出す
る。The FFT (Fast Fourier Transform) circuit section of the FFT / QAM decoding circuit 26 performs a complex Fourier operation on the basis of the system clock from the system clock generating circuit 24, and outputs an output signal of the guard interval period processing circuit 25 for each frequency. The signal levels of the real part and the imaginary part are calculated.
【0041】これにより得られた各周波数毎の実数部、
虚数部の各信号レベルは、QAM復号回路部により参照
用搬送波の復調出力と比較されることにより、ディジタ
ル情報伝送用搬送波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。この復号ディジタル情報信号は、出力回路27によ
り並直列変換などの出力処理が行われて出力端子28へ
出力される。The real part of each frequency obtained by the above,
Each signal level of the imaginary part is compared with the demodulated output of the reference carrier by the QAM decoding circuit section, whereby the level of the quantized digital signal transmitted by the carrier for digital information transmission is obtained. Decrypted. The decoded digital information signal is subjected to output processing such as parallel-serial conversion by the output circuit 27 and is output to the output terminal 28.
【0042】次に、本発明の要部のIFFT装置4の各
実施例について説明する。図1は本発明の要部の一実施
例のブロック図を示す。IFFT装置は入力ディジタル
データを4分配するデータ分配器32と、4個のIFF
T回路33〜36と、ピーク検出回路37〜40と、デ
ータ極性判定回路41と、極性制御回路42〜45と、
加算回路46からなる。Next, each embodiment of the IFFT device 4 as a main part of the present invention will be described. FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a main part of the present invention. The IFFT device comprises a data distributor 32 for distributing input digital data into four, and four IFFTs.
T circuits 33 to 36, peak detection circuits 37 to 40, a data polarity determination circuit 41, polarity control circuits 42 to 45,
An adder circuit 46 is provided.
【0043】入力端子31を介して入力された入力ディ
ジタルデータは、1シンボル期間に伝送すべき256バ
イトの信号であり、データ分配器32に入力されて64
バイト毎の4つのディジタル信号(実数部データ及び虚
数部データ)に分割された後、IFFT回路33〜36
にそれぞれ供給される。The input digital data input through the input terminal 31 is a 256-byte signal to be transmitted in one symbol period.
After being divided into four digital signals (real part data and imaginary part data) for each byte, IFFT circuits 33 to 36
Respectively.
【0044】IFFT回路33〜36のそれぞれはデー
タ系列Nが256であるIFFT回路であるものとする
と、実数部(R)の入力端子数が256、虚数部(I)
の入力端子数が256であり、それぞれ4ビットのディ
ジタルデータが実数部及び虚数部共に計256個ずつの
入力端子を有しているが、そのうち実数部及び虚数部共
に64個ずつの入力端子に4ビットのディジタルデータ
が入力される。Assuming that each of the IFFT circuits 33 to 36 is an IFFT circuit in which the data series N is 256, the number of input terminals of the real part (R) is 256 and the imaginary part (I)
Has 256 input terminals, and each of the 4-bit digital data has a total of 256 input terminals for both the real part and the imaginary part. Of these, 64 input terminals are provided for both the real and imaginary parts. 4-bit digital data is input.
【0045】ここで、これら64個ずつの入力端子はI
FFT回路33は±4m(mは0〜31の整数)番目の
搬送波周波数を出力する入力端子に、IFFT回路34
は±4m+1(mは0〜31の整数)番目の搬送波周波
数を出力する入力端子に、IFFT回路35は±4m+
2(mは0〜31の整数)番目の搬送波周波数を出力す
る入力端子に、IFFT回路36は±4m+3(mは0
〜31の整数)番目の搬送波周波数を出力する入力端子
にそれぞれ設定されている。Here, these 64 input terminals are I
The FFT circuit 33 is connected to an input terminal for outputting the ± 4 m-th (m is an integer of 0 to 31) -th carrier frequency by an IFFT circuit 34.
Is an input terminal for outputting the ± 4m + 1 (m is an integer from 0 to 31) th carrier frequency, and the IFFT circuit 35
The IFFT circuit 36 supplies ± 4m + 3 (m is 0 to 2) (m is an integer from 0 to 31) to an input terminal for outputting the 2nd carrier frequency.
(Integer of ~ 31) th carrier wave frequency.
【0046】このように、IFFT回路33〜36から
OFDM信号を構成する搬送波周波数が櫛歯状に4分割
されて出力される。これらの出力信号をそのまま加算し
てOFDM信号を生成する場合は、従来の課題とされて
いたピーク電力の問題がそのまま残る。OFDM信号を
構成する各搬送波の振幅と位相は変調信号により決めら
れるため、入力信号に相関性が少ないときは出力信号も
ランダムな搬送波信号の集合となる。As described above, the IFFT circuits 33 to 36 divide the carrier frequency constituting the OFDM signal into four in a comb shape and output. When the OFDM signal is generated by adding these output signals as they are, the problem of the peak power, which has been a conventional problem, remains. Since the amplitude and phase of each carrier constituting the OFDM signal is determined by the modulation signal, when the input signal has little correlation, the output signal is also a set of random carrier signals.
【0047】前記したように、ランダムな256波の搬
送波信号を合成した平均電力は、搬送波1波の電力の2
56倍になる。仮に、全搬送波の瞬時ピーク位置が一致
するとその電力値は256の2乗である65536倍と
なる。実際には、256の搬送波のピーク値が一致する
確率は非常に小さく、起こり得ないといえる。通常起こ
り得る電力のピーク値は、平均電力の10〜20倍とい
われている。すなわち、OFDM信号の平均送信電力を
10Wに設定するとき、送信部11の電力増幅器は10
0W〜200W程度の電力を歪み無く送信できる能力が
必要とされる(このときの理論最大電力は2560
W)。As described above, the average power obtained by synthesizing the 256 random carrier signals is 2 times the power of one carrier wave.
56 times. If the instantaneous peak positions of all carriers match, the power value becomes 65536 times, which is the square of 256. In practice, the probability that the peak values of the 256 carriers coincide is very small and cannot be said to occur. It is said that the peak value of the power that can usually occur is 10 to 20 times the average power. That is, when the average transmission power of the OFDM signal is set to 10 W, the power amplifier of the transmitting unit 11
The ability to transmit power of about 0 W to 200 W without distortion is required (the theoretical maximum power at this time is 2560
W).
【0048】そこで、本実施例ではこのような瞬時電力
を低く抑えることにより、平均電力を増加させ、受信点
でのC/Nを改善するものである。すなわち、IFFT
回路33〜36の各出力信号は、対応して設けられた極
性制御回路42〜45に供給される一方、ピーク検出回
路37〜40にそれぞれ入力されてその信号の最大瞬時
電力値、その極性、発生時間位置がIFFT動作のどの
位置で生じているかが検出される。IFFT回路33〜
36はそれぞれ64の搬送波について演算を行うので、
当然のことながら平均電力値に対するピーク電力値は2
56の搬送波について演算を行うときの1/4倍の値で
ある。Therefore, in this embodiment, the average power is increased and the C / N at the receiving point is improved by suppressing such instantaneous power. That is, IFFT
The output signals of the circuits 33 to 36 are supplied to the corresponding polarity control circuits 42 to 45, respectively, and input to the peak detection circuits 37 to 40, respectively. It is detected where the occurrence time position occurs in the IFFT operation. IFFT circuit 33-
36 operate on 64 carriers each,
Naturally, the peak power value for the average power value is 2
This is a value that is 1/4 times that when the calculation is performed for 56 carrier waves.
【0049】4つのピーク検出回路37〜40から取り
出された、IFFT回路33〜36の出力信号の最大瞬
時電力値、その極性、発生時間位置を示す検出データは
データ極性判定回路41に供給される。データ極性判定
回路41は、入力検出データよりピーク電力値が少なく
なる極性の組み合わせを求め、その結果により極性制御
回路42〜45から共通の加算回路46へ供給されるI
FFT回路33〜36の出力信号の極性を制御する。The detected data indicating the maximum instantaneous power value of the output signals of the IFFT circuits 33 to 36, the polarity thereof, and the occurrence time position, which are extracted from the four peak detection circuits 37 to 40, are supplied to the data polarity determination circuit 41. . The data polarity judging circuit 41 obtains a combination of polarities in which the peak power value is smaller than the input detection data, and based on the result, I is supplied from the polarity control circuits 42 to 45 to the common adding circuit 46.
The polarity of the output signal of the FFT circuits 33 to 36 is controlled.
【0050】データ極性判定回路41は、通常はIFF
T回路33〜36の出力信号を同相で出力するように極
性制御回路42〜45を制御するが、大きなピーク電力
が検出された時には、大きなピーク電力が検出されたI
FFT回路の出力信号と異なる他のIFFT回路の出力
信号の極性がそれを打ち消すように極性制御回路42〜
45を制御する。これにより、極性制御回路42〜45
の各出力信号を加算する加算回路46からはピーク電力
が所定値以下に抑圧された256の搬送波からなるOF
DM信号が出力される。The data polarity judging circuit 41 usually has an IFF
The polarity control circuits 42 to 45 are controlled so that the output signals of the T circuits 33 to 36 are output in the same phase, but when a large peak power is detected, the I
Polarity control circuits 42 to 42 so that the polarity of the output signal of another IFFT circuit different from the output signal of the FFT circuit cancels it.
45 is controlled. Thereby, the polarity control circuits 42 to 45
From an adder circuit 46 for adding each of the output signals of the OFs, which comprises 256 carrier waves with peak power suppressed to a predetermined value or less.
A DM signal is output.
【0051】ところで、高速フーリエ変換(FFT)回
路は、データ系列の長さNが2のべき乗2Lであると
き、サイズNの離散的フーリエ変換(DFT)をサイズ
がN/2のDFTに分解してバタフライ演算を多重して
行う回路である。このバタフライ演算は例えばN=8の
場合、図2に示すようなシグナルフローダイヤグラムで
表すことができることが知られている(例えば、今井
聖、「信号処理工学」、株式会社コロナ社、80頁)。
同図中、xBy the way, when the length N of the data sequence is a power of 2 2 L , the fast Fourier transform (FFT) circuit decomposes the discrete Fourier transform (DFT) of size N into a DFT of size N / 2. And performs a butterfly operation in a multiplexed manner. It is known that this butterfly operation can be represented by a signal flow diagram as shown in FIG. 2 when N = 8 (for example, Seiji Imai, "Signal Processing Engineering", Corona Co., p. 80). .
In the figure, x
〔0〕〜x〔7〕はデータ系列、WN i(但
し、i=0〜7)は回転因子、X[0] to x [7] are data series, W N i (where i = 0 to 7) are twiddle factors, X
〔0〕〜X〔7〕はD
FTの値を示す。また、矢印は信号が伝搬する方向を示
し、丸印の付近の数値は乗算する値を、また丸印は加算
点を示す。[0] to X [7] are D
Shows the value of FT. Arrows indicate the direction in which the signal propagates, numbers near the circle indicate values to be multiplied, and circles indicate addition points.
【0052】図2の最終段の回路部分は、図3(A)に
示す如くに表すことができる。同図(A)において、2
つのN=4からのデータは加算回路510〜517に入
力される一方、回転因子(W0 N)520〜回転因子
(W7 N)527と乗算された後加算回路510〜51
7に入力されて加算される。これにより、加算回路51
0〜517からは次式で表される値X[k]が出力され
る。The circuit portion at the last stage in FIG. 2 can be represented as shown in FIG. In FIG.
One of one N = the data from the 4 to be input to the adder circuit 51 0-51 7, twiddle factor (W 0 N) 52 0 twiddle factor (W 7 N) 52 7 and addition after being multiplied circuits 51 0 ~ 51
7 and added. Thereby, the addition circuit 51
0-51 from 7 outputs the value X [k] which is represented by the following formula.
【0053】[0053]
【数1】 これはFFT回路に関するものであるが、入力信号のサ
ンプル値と出力信号のFFT演算結果とを入れ替えると
IFFT回路として動作させることができる。IFFT
の動作は、偶数項の値をIFFTしたサンプル値に、奇
数項の値をIFFTしたサンプル値に所定の回転因子を
乗じて加算する。(Equation 1) This relates to the FFT circuit, but if the sample value of the input signal is replaced with the result of the FFT operation of the output signal, the circuit can be operated as an IFFT circuit. IFFT
Is multiplied by a predetermined twiddle factor to a sample value obtained by IFFT of a value of an even term and a sample value obtained by IFFT of a value of an odd term, and added.
【0054】本発明の他の実施例は、この最終段の回路
部分を図3(B)に示す構成としたものである。同図
(B)中、同図(A)と同一構成部分には同一符号を付
し、その説明を省略する。図3(B)において、加算回
路510〜517の一方の入力端子に入力される2つの
N=4からのサンプル値は、回転因子520〜527か
らの乗算結果と共にそれぞれ極性判定回路55に供給さ
れる。回転因子520〜527からの乗算結果は、また
極性切換回路560〜567を介して加算回路510〜
517の他方の入力端子にも供給される。In another embodiment of the present invention, the circuit portion of the last stage has the structure shown in FIG. In FIG. 7B, the same components as those in FIG. 7A are assigned the same reference numerals and explanations thereof will be omitted. In FIG. 3 (B), the sample values from the two N = 4 is input to one input terminal of the adding circuit 51 0 to 51 7, each polarity determining circuit with the multiplication result from the rotation factor 52 0-52 7 55. Multiplication from the rotation factor 52 0-52 7 results also polarity switching circuit 56 0-56 7 via the adder circuit 51 0
Also supplied to 51 7 other input terminal of the.
【0055】極性判定回路55は図1に示したピーク検
出回路37〜40とデータ極性判定回路41とからなる
構成と同様の構成であり、加算回路510〜517に入
力されるサンプル値を調べ、予め定めたしきい値より大
きな値を検出したときは、そのサンプル値が供給される
加算回路の他方の入力端子に入力される回転因子の乗算
結果の極性を、極性切換回路を制御してその信号が打ち
消される方向の極性に切り替える。加算回路510〜5
17の出力信号は合成されて出力される。[0055] polarity determination circuit 55 is the same structure as consisting of peak detection circuit 37 to 40 and a data polarity detection circuit 41. shown in FIG. 1, the sample value input to the addition circuit 51 0 to 51 7 When a value larger than a predetermined threshold value is detected, the polarity switching circuit controls the polarity of the multiplication result of the twiddle factor input to the other input terminal of the addition circuit to which the sample value is supplied. The polarity is switched to the direction in which the signal is canceled. Summing circuit 51 0-5
The 17 output signals are combined and output.
【0056】図2はN=8のバタフライ演算を3段重ね
るFFT方式であるが、N=256のIFFTは8段の
バタフライ演算を行う。なお、図3に示した方法は最終
段に限らず、これに加えてそれ以外の段でも同様に行う
ことにより、更に細かなピーク電力の抑圧ができる。FIG. 2 shows an FFT system in which three stages of butterfly operations of N = 8 are superimposed, whereas an IFFT of N = 256 performs eight stages of butterfly operations. It should be noted that the method shown in FIG. 3 is not limited to the final stage, and in addition to this, the other stages can be similarly performed to further finely suppress the peak power.
【0057】また、極性の切り替えられたOFDM信号
は、受信装置でも極性を切り替えてFFT演算を行い、
復号する必要がある。従って、極性を切り替えるときに
は、その情報を受信装置に何らかの形で知らせる必要が
ある。その意味からも極性切り替えの組み合わせを所定
のグループ別などのパターンに限定し、少ない情報で確
実に受信装置に伝送する配慮が必要である。The OFDM signal whose polarity has been switched is also subjected to FFT operation by switching its polarity in the receiving apparatus.
It needs to be decrypted. Therefore, when switching the polarity, it is necessary to inform the receiving device of the information in some form. From this point of view, it is necessary to limit the combination of the polarity switching to a pattern of a predetermined group or the like, and to ensure that the information is transmitted to the receiving device with little information.
【0058】OFDM信号はIFFTの入力端子電圧を
0に設定すると、それに対応する搬送波のレベルは0と
なる。これをキャリアホールと呼び、他の送信方式と伝
送帯域を共通にするときなどこの性質を利用する。例え
ばNTSC方式と重なる伝送帯域でOFDM信号を伝送
するときに、NTSC方式テレビジョン信号の中心搬送
波周波数部分、色信号を伝送する帯域の搬送波を0に設
定するなどの利用もされている。When the input terminal voltage of the IFFT is set to 0 for the OFDM signal, the level of the corresponding carrier becomes 0. This is called a carrier hole, and this property is used when the transmission band is shared with other transmission schemes. For example, when an OFDM signal is transmitted in a transmission band overlapping with the NTSC system, a center carrier frequency portion of an NTSC system television signal and a carrier in a band for transmitting a chrominance signal are set to 0.
【0059】各実施例では、極性切り替え情報を特定の
搬送波周波数により伝送を行う。上記の各実施例では、
極性制御回路42〜45あるいは極性切り替え回路56
0〜567 が4系統あるが、それに対応する搬送波を
4本配置する。すなわち、4本の搬送波に相当する周波
数の位置にIFFT回路より出力信号が生じないように
予めその端子の電圧は0に保っておく。このようにし
て、搬送波4本分のホールができるが、その各々の周波
数で発振する4個の発振器を設ける。通常は、この発振
器の出力はオフとしておくが、IFFTの極性が反転さ
れたときはそれに対応する発振器の出力を直交変調器
(図4)の入力に加算印加し、周波数変換器を介してO
FDM信号と共に送出する。受信装置では、最初に所定
のキャリアホールに信号があるかないかを調べ、あると
きはそれに対応するFFT回路の極性を反転し、復調を
行う。In each embodiment, the polarity switching information is transmitted at a specific carrier frequency. In each of the above embodiments,
Polarity control circuits 42 to 45 or polarity switching circuit 56
0-56 7 is 4 lines, but four arranged a carrier wave corresponding thereto. That is, the voltage of the terminal is kept at 0 in advance so that no output signal is generated from the IFFT circuit at the position of the frequency corresponding to the four carrier waves. In this manner, holes for four carrier waves are formed, and four oscillators that oscillate at the respective frequencies are provided. Normally, the output of this oscillator is kept off, but when the polarity of the IFFT is inverted, the output of the corresponding oscillator is added to the input of the quadrature modulator (FIG. 4), and the output of the oscillator is turned on via the frequency converter.
Transmitted together with FDM signal. The receiving device first checks whether there is a signal in a predetermined carrier hole, and if so, inverts the polarity of the FFT circuit corresponding to the signal and performs demodulation.
【0060】[0060]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
n個(nは2以上の整数)の演算回路より出力される変
調された周波数分割多重信号を加算回路に加算して所望
の搬送波数からなる周波数分割多重信号を生成すること
により、単一の演算回路で所望の搬送波数からなる周波
数分割多重信号を発生する場合よりも信号のピーク電力
を1/nに抑えることができ、また、複数の演算回路の
うちある一つの演算回路が発生するピーク電力位置で他
の演算回路から発生させられる信号の極性を制御あるい
は反転することにより、更に出力周波数分割多重信号の
瞬時電力を低い値に抑えることができるため、ピーク電
力値を小さく管理した周波数分割多重信号を送信装置内
の電力増幅器へ入力でき、よって、電力増幅器の余裕度
を小さくでき、送信装置の小型・軽量化を送信装置の電
源装置も含めて実現することができる。As described above, according to the present invention,
By adding the modulated frequency division multiplexed signals output from n (n is an integer of 2 or more) arithmetic circuits to an adder circuit to generate a frequency division multiplexed signal having a desired number of carriers, a single frequency division multiplexed signal is generated. The peak power of the signal can be reduced to 1 / n as compared with the case where a frequency division multiplexed signal having a desired number of carriers is generated by the arithmetic circuit, and the peak generated by one of the arithmetic circuits among a plurality of arithmetic circuits can be reduced. By controlling or inverting the polarity of the signal generated from another arithmetic circuit at the power position, the instantaneous power of the output frequency division multiplexed signal can be further suppressed to a low value, so that the frequency division control where the peak power value is managed to be small The multiplexed signal can be input to the power amplifier in the transmission device, so that the margin of the power amplifier can be reduced, and the size and weight of the transmission device can be reduced, including the power supply device of the transmission device. It can be.
【0061】また、本発明によれば、合成された多数の
情報搬送波からなる周波数分割多重信号のピーク電力値
を小さな値に抑え込めるため、従来と同一の電力増幅器
を用いた場合は、その分平均送信電力を大きく設定する
ことができ、受信点における搬送波電力対雑音電力比
(C/N)を改善することができ、より誤り率の少な
い、弱電界位置での通信品質を向上することができる。Further, according to the present invention, the peak power value of a frequency division multiplexed signal composed of a large number of synthesized information carriers can be suppressed to a small value. The average transmission power can be set large, the carrier power to noise power ratio (C / N) at the reception point can be improved, and the communication quality at a weak electric field position with a lower error rate can be improved. it can.
【図1】本発明の一実施例のブロック図である。FIG. 1 is a block diagram of one embodiment of the present invention.
【図2】通常用いられるFFTの一例のシグナルフロー
ダイヤグラムである。FIG. 2 is a signal flow diagram of an example of a commonly used FFT.
【図3】IFFT回路の最終段の回路の従来例と本発明
の他の実施例とをそれぞれ対比して示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a conventional example of a circuit at the last stage of an IFFT circuit and another example of the present invention in comparison.
【図4】本発明が適用されるディジタルデータ送受信装
置の構成を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a digital data transmitting / receiving apparatus to which the present invention is applied.
【図5】OFDM信号の周波数スペクトラムを示す図で
ある。FIG. 5 is a diagram illustrating a frequency spectrum of an OFDM signal.
2 入力回路 3 クロック分周器 4 逆高速フーリエ変換(IFFT)装置 7 直交変調器 8、18 中間周波数発振器 9、19 90°シフタ 31 ディジタルデータ入力端子 32 データ分配器 33〜36 IFFT回路(演算回路) 37〜40 ピーク検出回路 41 データ極性判定回路(極性制御手段) 42〜45 極性制御回路(極性制御手段) 46、510〜517 加算回路 520〜527 回転因子 55 極性判定回路 560〜567 極性切換回路2 Input Circuit 3 Clock Divider 4 Inverse Fast Fourier Transform (IFFT) Device 7 Quadrature Modulator 8, 18 Intermediate Frequency Oscillator 9, 19 90 ° Shifter 31 Digital Data Input Terminal 32 Data Distributor 33-36 IFFT Circuit (Operation Circuit ) 37-40 peak detection circuit 41 the data polarity judgment circuit (polarity control means) 42-45 polarity control circuit (polarity control means) 46 and 51 0-51 7 adder circuit 52 0-52 7 twiddle factor 55 the polarity judgment circuit 56 0 ~ 56 7 polarity switching circuit
Claims (5)
ータ分配器と、 前記データ分配器により分割されたディジタル情報信号
のそれぞれに基づいて変調された複数の周波数分割多重
信号を発生する複数の演算回路と、 前記複数の演算回路より取り出された複数の周波数分割
多重信号のピーク電力を検出する複数のピーク検出回路
と、 前記複数のピーク検出回路の出力検出ピーク電力のうち
しきい値を越えた検出ピーク電力の周波数分割多重信号
以外の一又は二以上の周波数分割多重信号の極性を、前
記しきい値を越えた検出ピーク電力を打ち消す方向に制
御する極性制御手段と、 前記極性制御手段を経た前記複数の周波数分割多重信号
を加算して出力する加算回路とを有することを特徴とす
る周波数分割多重信号発生装置。1. A data divider for dividing a digital information signal into a plurality of signals, and a plurality of arithmetic circuits for generating a plurality of frequency division multiplexed signals modulated based on each of the digital information signals divided by the data divider. A plurality of peak detection circuits for detecting peak powers of a plurality of frequency division multiplexed signals extracted from the plurality of arithmetic circuits; and a detection of a power exceeding a threshold value among output detection peak powers of the plurality of peak detection circuits. Polarity control means for controlling the polarity of one or more frequency division multiplexed signals other than the frequency division multiplexed signal of peak power in a direction to cancel the detected peak power exceeding the threshold, and A frequency division multiplexing signal generator comprising: an addition circuit for adding and outputting a plurality of frequency division multiplexing signals.
変換回路であり、前記加算回路から直交周波数分割多重
信号を出力することを特徴とする請求項1記載の周波数
分割多重信号発生装置。2. The frequency division multiplex signal generating apparatus according to claim 1, wherein said plurality of arithmetic circuits are inverse fast Fourier transform circuits, and output an orthogonal frequency division multiplex signal from said addition circuit.
ータ分配器と、 前記データ分配器により分割されたディジタル情報信号
に対し複数のグループ毎に各段で前段出力の乗算結果と
前段出力の加算とを順次に行って最終段よりそれぞれ変
調された複数の周波数分割多重信号を発生する複数の演
算回路と、 前記複数の演算回路のそれぞれの最終段の加算入力の極
性を切り換える複数の極性切換回路と、 前記複数の演算回路のそれぞれの一部より取り出された
信号に基づいて前記複数の周波数分割多重信号のピーク
電力、ピーク位置を検出し、しきい値を越えた検出ピー
ク電力を打ち消す方向に前記複数の極性切換回路を制御
する極性判定回路と、 前記複数の演算回路の周波数分割多重信号を加算して出
力する加算回路とを有することを特徴とする周波数分割
多重信号発生装置。3. A data divider for dividing a digital information signal into a plurality of pieces, and a multiplication result of a previous-stage output and an addition of the preceding-stage output for each of a plurality of groups with respect to the digital information signal divided by the data divider. A plurality of arithmetic circuits for sequentially generating a plurality of frequency division multiplexed signals modulated from the last stage, and a plurality of polarity switching circuits for switching the polarity of the addition input of the last stage of each of the plurality of arithmetic circuits. Detecting a peak power and a peak position of the plurality of frequency division multiplexed signals based on a signal extracted from a part of each of the plurality of arithmetic circuits, and canceling the detected peak power exceeding a threshold. A polarity determining circuit that controls a plurality of polarity switching circuits; and an adding circuit that adds and outputs a frequency division multiplexed signal of the plurality of arithmetic circuits. Frequency division multiplex signal generator for.
を行う逆高速フーリエ変換回路であり、前記複数の極性
切換回路は、最終段の加算回路に入力される回転因子と
の乗算結果を入力信号として受け、前記極性判定回路の
出力信号に基づいて入力信号の極性をそのまま又は反転
して出力することを特徴とする請求項3記載の周波数分
割多重信号発生装置。4. The plurality of operation circuits are inverse fast Fourier transform circuits for performing butterfly operation, and the plurality of polarity switching circuits output a multiplication result by a twiddle factor input to a final stage addition circuit as an input signal. 4. The frequency division multiplexed signal generating apparatus according to claim 3, wherein the input signal is output with the polarity of the input signal unchanged or inverted based on the output signal of the polarity determination circuit.
の特定の入力端子に入力して前記極性の切り換え情報を
特定の搬送波で出力することを特徴とする請求項1又は
3記載の周波数分割多重信号発生装置。5. The frequency division multiplexing system according to claim 1, wherein the polarity switching information is input to a specific input terminal of the arithmetic circuit, and the polarity switching information is output on a specific carrier. Signal generator.
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