JPH10210000A - Ofdm方式のデジタル通信システムにおけるフレーム同期方法及び装置 - Google Patents
Ofdm方式のデジタル通信システムにおけるフレーム同期方法及び装置Info
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Abstract
るフレーム同期方法及び装置を提供する。 【解決手段】 OFDM方式のデジタル通信システムの
受信器において、受信された同位相と直角位相のチャン
ネル信号を入力されてシンボル内にあるTPSパイロッ
トの位相を計算して出力する位相計算部100と、TPS
パイロットの位相を入力されて差分2進位相シフトキー
イング復号を行った後、前記復調されたシンボル内にあ
るTPSパイロットを出力する差分2進位相シフトキー
イング復号部200と、前記復号されたTPSパイロット
を入力されて各々比較し、その比較結果に応じる制御信
号を出力する制御信号発生部300と、前記比較結果に応
じる信号を入力されてフレーム毎に反転される性質を有
する同期ワードの位置を確認した後、フレーム同期信号
を出力するフレーム同期部400とを含む。
Description
化(orthogonal frequency division multiplexing:以
下、OFDMと略する)方式のデジタル通信システムの
受信器に係り、特にTPS(Transmission Parameter Si
gnalling:以下、TPSと略する)ブロックでフレーム
毎に反転される同期ワードを用いて送受信端間のフレー
ムを同期させるための方法及び装置に関する。
ル高画質テレビ(以下、HDTVという)の伝送チャンネ
ルでは多重経路フェージングにより受信された信号でシ
ンボル間の干渉(intersymbol interference:ISI)が
起こる。特に、HDTVのようにデータが高速で伝送さ
れる場合、シンボル間の干渉は更に深化して受信側での
データ復元時に深刻な誤謬を招く。この問題を解決する
方法として、最近欧州ではデジタルオーディオ放送(D
AB)及びデジタル地上テレビ放送(DTTB)の伝送方
式として多重経路フェージングに強力に動作できるOF
DM方式が提案されている。
ボル列が所定の単位ブロックに分割された後、前記分割
された各ブロックのシンボル列がN個の並列シンボルに
変換される。このN個の並列シンボルは逆高速フーリエ
変換(inverse fast fouriertransform)により各々異な
る周波数を有する副搬送波を用いて多重化された後に加
算されてチャンネルを通して伝送される。すなわち、N
個の並列シンボルを一つの単位ブロックとして定義し、
単位ブロックの各副搬送波は相互直交性を有するように
して副チャンネル間の影響を無くす。したがって、従来
の単一搬送波伝送方式に比べると、同一なシンボル伝送
率を保ちながらもシンボル周期を副チャンネル数(N)だ
け増加させることができるので、多重経路フェージング
によるシンボル間の干渉を減らし得る。特に、伝送され
るシンボルの間に保護区間(GuardInterval:GI)を挿
入する場合にはシンボル間の干渉を更に減らし得るの
で、チャンネル等化器の構造が非常に簡単化される長所
もある。かつ、OFDM方式は従来のFDM(frequency
division multiplexing)方式とは異なり各副チャンネ
ルのスペクトルが相互重畳される特性があるため、帯域
効率が高くスペクトルの形態が四角波状で電力が各周波
数帯域に均一に分布して同一チャンネル干渉に強い長所
もある。このようなOFDM方式によく結合される変調
方法としてはPAM(pulse amplitude modulation)、F
SK(frequency shift keying)、PSK(phase shift k
eying)、QAM(quadrature amplitude modulation)な
どがある。
M信号の単位伝送シンボルのフォーマット図である。送
信側から伝送されたシンボルは図1(a)のように有効
区間(Useful Part)と保護区間(GI)とに分けられる。
有効区間は有効なOFDMサンプルが伝送される区間で
あり、この有効区間の前端に保護区間が挿入されて、O
FDMサンプルをシンボル単位で区分するようになる。
この保護区間では有効区間内の下位に位置した一部のサ
ンプルを複写して用いる。DTTBの規格によると、有
効区間のサイズは高速フーリエトランスフォーム(以
下、FFTと略する)のサイズに応じて2Kモードと8
Kモードとに分けられ、2Kモードの場合には図1
(b)のように“2048”になる。かつ、保護区間の
サイズはFFTサイズの1/4、1/8、1/16又は
1/32に分けられ、FFTサイズの1/4の場合には
図1(b)のように“512”になる。ここで、“20
48”とは1705個の有効副搬送波と343個のナル
(NULL)副搬送波を合したものを意味する。そして、
保護区間は有効区間の最後部分である1536番目のデ
ータから2047番目のデータ(すなわち、512サイ
ズ)を複写したものであり、このような保護区間は有効
データの前方に挿入される。結局、単位伝送シンボルの
サイズは有効区間“2048”と保護区間“512”の
合計“2560”になる。
は各々68個のOFDMシンボルよりなるフレームから
構成され、このようなフレームが四つ集まって一つのス
ーパーフレームを構成する。かつ、各フレームには伝送
されるデータと共に分散パイロットセル(Scattered Pil
ot Cells)、連続パイロット搬送波(Continual PilotCar
riers)、TPSパイロット等が含まれる。
シンボルを1ブロック単位としてIFFTを行った後、
次のフレーム単位に伝送し、受信端では送信端から伝送
された同一なフレームに対してFFTを行い元の情報を
復元する。したがって、送受信端間のフレーム同期が相
互に合わない場合、復元された情報に誤謬を発生させる
問題点があった。
問題点を解決するために案出されたものであり、OFD
M方式のデジタル通信システムの受信器において、TP
Sブロックでフレーム毎に反転される同期ワードを用い
て送受信端間のフレームを同期させるための方法を提供
することにその目的がある。
デジタル通信システムの受信器において、前記フレーム
同期方法を実現するに最適の装置を提供することであ
る。
にOFDM方式のデジタル通信システムの受信器におい
て本発明によるフレーム同期方法は、a)送信器から伝
送された同位相と直角位相のチャンネル信号から各シン
ボルのTPSパイロットの位相を計算する段階と、b)
前記a)段階で計算された現在シンボルのTPSパイロ
ットと以前シンボルのTPSパイロットとの位相差を求
める段階と、c)前記b)段階で求められた位相差に対し
て差分2進位相シフトキーイング復号化を行う段階と、
d)前記c)段階で復号化された一つのシンボル内のすべ
てのTPSパイロットが同一であるかどうかを判断し、
一つのシンボル内のすべてのTPSパイロットが同一な
場合、該シンボルの代表TPSパイロットを出力する段
階と、e)以前フレームに当たるシンボルの代表TPS
パイロットと現在フレームに当たる対応シンボルの代表
PTSパイロットとを比較し、現在位置が同期ワード位
置に当たるかを判断する段階と、f)前記e)段階での判
断結果、同期ワードの位置に当たる場合、シンボル数を
カウントしてカウントされた値に応じてフレーム同期信
号を発生させる段階とを含むことを特徴とする。
式のデジタル通信システムの受信器において本発明によ
るフレーム同期装置は、受信された同位相と直角位相の
チャンネル信号を入力されてシンボル内にあるTPSパ
イロットの位相を計算して出力する位相計算手段と、前
記位相計算手段で計算されたTPSパイロットの位相を
入力されて差分2進位相シフトキーイング復調を行い、
前記復調されたシンボル内にあるTPSパイロットを出
力する差分2進位相シフトキーイング復号手段と、前記
差分2進位相シフトキーイング復号手段から復号化され
たTPSパイロットを入力されてシンボル単位で各々比
較した後、その比較結果に応じる制御信号を出力する制
御信号発生手段と、前記制御信号発生手段から出力され
る制御信号に応じて、以前フレームに当たるシンボルの
代表TPSパイロットと現在フレームに当たる対応シン
ボルの代表TPSパイロットとを比較し、同期ワードの
位置を確認し、フレーム同期信号を出力するフレーム同
期手段とを含むことを特徴とする。
た図面に基づき更に詳細に説明する。
FDMパラメータを見てみると次の表1に示した通りで
ある。
間隔の逆数に当たる周期(Tu)と保護区間に当たる周期
(ΔT)とから構成される。
うちTPSパイロットを用いて送受信端間のフレーム同
期を行うが、このTPSパイロットは伝送に関わる情
報、例えばQAM配列パターンのα値により定義された
変調に関わる情報、階層情報、保護区間情報、内部コー
ドレート情報、フレーム数に関わる情報等を受信端に伝
送するために用いられる。FFTサイズが2Kモードの
場合には17個のTPSパイロットが用いられ、8Kモ
ードの場合には68個のTPSパイロットが用いられ
る。TPSパイロットのための副搬送波インデックスは
次の表2に示した通りである。
フレーム構造を示した図面であり、2Kモード、すなわ
ちkmin=0でkmax=1704である場合を例示するこ
とにする。TPSパイロットの副搬送波は表2に示した
ように一つのシンボル内に17個(TPSパイロット#
0〜TPSパイロット#16)ずつ存在し、一つのシン
ボル内に存在するすべてのTPSデータは同一である。
そして、一つのフレームは68個のシンボルから構成さ
れるので、一つのTPSブロックは68ビットのTPS
パイロットから構成される。
ト)のうち1ビットは初期化ビット、16ビットは同期
ビット、37ビットは情報ビット、14ビットは誤謬保
護のための余分ビットから構成される。37ビットの情
報ビットのうち23ビットが現在用いられ、残りの14
ビットは留保の意味ですべて“0”にセットされてい
る。TPSブロックは次の表3に示したように伝送され
る。
BPSK(differential-Binary Phase Shift Keying)変
調のための初期化ビットのことを示す。16個の(S1−
S16)は同期ワードであり、各スーパーフレーム内の一
番目と三番目のフレームはS1〜S16=“0011010111101
110”のような同期ワードを有し、二番目と四番目のフ
レームはS1〜S16=“1100101000010001”のような同
期ワードを有する。したがって、本発明ではTPSブロ
ックでフレーム毎に同期ワードが反転される特性を用い
て送受信端間のフレーム同期を行う。
レームから構成されるが、二つのビット(S23,S24)に
応じて次の表4のように分けられる。
特徴を示す。
階層情報を示す。
かどうかと、階層的な場合におけるα値を知らせるため
のものである。
つのコードレートに当たる信号を必要とする。このよう
な場合コードレートを決定する三つのビットは次の表7
に示した通りである。
区間のサイズを示すものであり、本発明の一実施形態で
は便宜上S36,S37=“11”、すなわち、1/4に決
める。
モードを示すものであり、本発明の一実施形態では
S38,S39=“00”、すなわち、2Kモードに決め
る。
いて本発明の一実施形態によるフレーム同期装置を示し
たブロック図であり、位相計算部100、差分2進位相
シフトキーイング(D−BPSK)復号部200、制御信
号発生部300及びフレーム同期部400から構成され
る。D−BPSK復号部200は位相格納部210、減
算部220及びD−BPSK復調部230から構成さ
れ、制御信号発生部300はパイロット格納部310及
びパイロット比較部320から構成され、フレーム同期
部400はTPSパイロット格納部410、TPSパイ
ロット比較部420及び係数部430から構成される。
θn,pは現在(n)シンボルのp番目のTPSパイロット
の位相を示し、θn-1,pは以前(n-1)シンボルのp番目
のTPSパイロットの位相を示し、Δθnは現在(n)シ
ンボルのp番目のTPSパイロットと以前(n-1)シン
ボルのp番目のTPSパイロットとの位相差を示し、S
n,pはnシンボルのp番目のパイロットのD−BPSK
復号化されたTPSパイロットを示し、Snはnシンボ
ルの代表TPSパイロットを示す。
送端から受信された同位相(I)と直角位相(Q)のチャン
ネル信号を入力されて、現在nシンボル内にあるp番目
のTPSパイロットの位相(θn,p)を計算する。ここ
で、pは1から17までを示す。この際に計算されたT
PSパイロットの位相(θn,p)はルックアップテーブル
状で内部のROM(図示せず)に格納される。
00で計算されたTPSパイロットの位相(θn,p)を入
力されてD−BPSK復号を行った後、前記復号された
シンボル内にあるTPSパイロットを出力する。これを
更に詳細に説明すると、位相格納部210では位相計算
部100で計算されたTPSパイロットの位相を格納す
る。減算部220では位相格納部210から現在(n)シ
ンボルのp番目のTPSパイロットの位相(θn,p)と以
前(n−1)シンボルのp番目のTPSパイロットの位相
(θn-1,p)を入力されて、両位相間の差(Δθn=θn,p−
θn-1,p)を計算して出力する。D−BPSK復調部23
0では減算部220から出力される位相差(Δθn)に対
してD−BPSK復調を行った後、復調されたTPSパ
イロットを出力する。ここで、位相格納部210は一つ
のシンボル内のTPSパイロット数(2Kモード:17
個)より一つ多い数に当たる18個のTPSパイロット
の位相を格納できるシフトレジスタで具現することがで
き、前記シフトレジスタには各TPSパイロットの位相
値が10ビット単位で格納される。
部200で復号されたTPSパイロット(Sn,p)を入力
されて各々比較した後、前記比較結果に応じる制御信号
を出力する。これを更に詳細に説明すると、パイロット
格納部310ではD−BPSK復号部200で復号され
た17個のTPSパイロット(Sn,p)を格納する。パイ
ロット比較部320ではパイロット格納部310に格納
された各々のTPSパイロットがすべて同一であるかを
比較する。この際、すべて同一な場合にはこれらのTP
Sパイロットが一つのシンボルに属することを意味する
ので、該シンボル(n)の代表TPSパイロット(Sn)を
出力し、同一でない場合にはフレーム同期部400をリ
セットさせるためのリセット信号を出力する。ここで、
パイロット格納部310は一つのシンボル内に存在する
TPSパイロットに当たる数(17個)だけ格納できる容
量を有するシフトレジスタで具現することができる。
00から出力される比較結果に応じる信号を入力され
て、フレーム毎に反転される性質を有する同期ワード
(表3参照)の位置を確認した後、フレーム同期信号を出
力する。これを更に詳細に説明すると、TPSパイロッ
ト格納部410では制御信号発生部300から出力され
る現在フレームの68個TPSパイロットと以前フレー
ムの一つのTPSパイロットを格納する。TPSパイロ
ット比較部420では以前フレームのTPSパイロット
(Sn-68)と現在フレームのTPSパイロット(Sn)とを
比較して、前記比較結果に応じて同期ワードの位置を確
認した後、同期ワードの位置に当たる時に制御信号を出
力する。すなわち、TPSパイロット比較部420は以
前フレームのTPSパイロット(Sn-68)が現在フレーム
のTPSパイロット(Sn)と異なる場合には同期ワード
位置を意味する“1”を出力し、そうでない場合には
“0”を出力する。係数部430ではTPSパイロット
比較部420から出力される制御信号に応じて入力され
たシンボルクロックをカウントしてフレーム同期信号を
出力する。ここで、TPSパイロット格納部410は一
つのフレームに当たるシンボル数“68”より一つ多い
数“69”のTPSパイロットを格納できる容量を有す
るシフトレジスタで具現することができ、TPSパイロ
ット比較部420は排他論理和ゲートで具現することが
でき、係数部430はフレーム毎に反転される16ビッ
トの同期ワード(表3参照)をカウントするために4ビッ
トカウンタで具現することができる。
いて本発明の一実施形態によるフレーム同期方法を説明
するための流れ図であり、第1段階(S1)では同位相と
直角位相のチャンネル信号を入力する。第2段階(S2)
では第1段階(S1)で入力された同位相と直角位相のチ
ャンネル信号に応じてTPSパイロットの位相を計算す
る。第3段階(S3)では前記第2段階(S2)で計算され
た現在シンボルのTPSパイロットの位相と以前シンボ
ルのTPSパイロットの位相との差を求める。第4段階
(S4)では前記第3段階(S3)で求められた位相差に対
して差分D−BPSK復号化を行う。第5段階(S5)で
は第4段階(S4)で復号化された一つのシンボル内のす
べてのTPSパイロット(Sn,p)が同一であるかを判断
して同一でない場合には前記第1段階(S1)に戻る。前
記第5段階(S5)での判断結果、復号化された一つのシ
ンボル内のすべてのTPSパイロットが同一な場合、第
6段階(S6)では以前フレームに当たるシンボルの代表
TPSパイロット(Sn-68)と現在フレームに当たる対応
シンボルの代表TPSパイロット(Sn)とを比較し、現
在位置がフレーム同期ワードの位置に当たるかを判断す
る。第7段階(S7)では前記第6段階(S6)での判断結
果、フレーム同期ワードの位置に当たる場合、シンボル
数をカウントし、第8段階(S8)ではカウント値が16
である場合、最終的にフレーム同期信号を出力する。
Kモードである場合に対して説明したが、FFTサイズ
が8Kモードの場合にも容易に適用することができる。
FDM方式のデジタル通信システムの受信器においてフ
レーム同期のための別途のハードウエアを備えなくても
フレーム毎に反転されるTPSブロックの同期ワードを
用いて効率よくフレーム同期を行うことにより、受信器
全体にかかるコストを節減できる。
伝送シンボルに対するフォーマット図である。
造を示した図面である。
において本発明によるフレーム同期装置の一実施形態に
よるブロック図である。
において本発明によるフレーム同期方法を説明するため
の流れ図である。
Claims (12)
- 【請求項1】 OFDM方式のデジタル通信システムの
受信器において、 a)送信器から伝送された同位相と直角位相のチャンネ
ル信号から各シンボルのTPSパイロットの位相を計算
する段階と、 b)前記a)段階で計算された現在シンボルのTPSパイ
ロットと以前シンボルのTPSパイロットとの位相差を
求める段階と、 c)前記b)段階で求められた位相差に対して差分2進位
相シフトキーイング復号化を行う段階と、 d)前記c)段階で復号化された一つのシンボル内のすべ
てのTPSパイロットが同一であるかどうかを判断し、
一つのシンボル内のすべてのTPSパイロットが同一な
場合、該シンボルの代表TPSパイロットを出力する段
階と、 e)以前フレームに当たるシンボルの代表TPSパイロ
ットと現在フレームに当たる対応シンボルの代表TPS
パイロットとを比較し、現在位置が同期ワード位置に当
たるかを判断する段階と、 f)前記e)段階での判断結果、同期ワードの位置に当た
る場合、シンボル数をカウントしてカウントされた値に
応じてフレーム同期信号を発生させる段階とを含むこと
を特徴とするフレーム同期方法。 - 【請求項2】 OFDM方式のデジタル通信システムの
受信器において、 受信された同位相と直角位相のチャンネル信号を入力さ
れてシンボル内にあるTPSパイロットの位相を計算し
て出力する位相計算手段と、 前記位相計算手段で計算されたTPSパイロットの位相
を入力されて差分2進位相シフトキーイング復調を行
い、前記復調されたシンボル内にあるTPSパイロット
を出力する差分2進位相シフトキーイング復号手段と、 前記差分2進位相シフトキーイング復号手段で復号化さ
れたTPSパイロットを入力されてシンボル単位で各々
比較し、その比較結果に応じる制御信号を出力する制御
信号発生手段と、 前記制御信号発生手段から出力される制御信号に応じ
て、以前フレームに当たるシンボルの代表TPSパイロ
ットと現在フレームに当たる対応シンボルの代表TPS
パイロットとを比較して、フレーム毎に反転される同期
ワードの位置を確認し、フレーム同期信号を出力するフ
レーム同期手段とを含むことを特徴とするフレーム同期
装置。 - 【請求項3】 前記位相計算手段は、前記受信された同
位相と直角位相のチャンネル信号に応じるTPSパイロ
ットの位相をルックアップテーブル状で格納されている
メモリで具現することを特徴とする請求項2に記載のフ
レーム同期装置。 - 【請求項4】 前記差分2進位相シフトキーイング復号
手段は、 前記位相計算手段からTPSパイロットの位相を入力さ
れて格納するための格納部と、 前記格納部から現在シンボルのTPSパイロットの位相
と以前シンボルのTPSパイロットの位相との差を出力
する減算部と、 前記減算部から出力される位相差に対して差分2進位相
シフトキーイング復調を行い、前記復調されたTPSパ
イロットを出力する差分2進位相シフトキーイング復調
部とから構成されることを特徴とする請求項2に記載の
フレーム同期装置。 - 【請求項5】 前記格納部は、一つのシンボル内のTP
Sパイロットの数より一つ多い数に当たるTPSパイロ
ットの位相を格納するシフトレジスタで具現されること
を特徴とする請求項4に記載のフレーム同期装置。 - 【請求項6】 前記制御信号発生手段は、 前記差分2進位相シフトキーイング復号手段から一つの
シンボル内にある復調されたTPSパイロットを入力さ
れて格納するためのパイロット格納部と、 前記パイロット格納部から各々の復調されたTPSパイ
ロットを入力されて一つのシンボル内ですべて同一であ
るかを比較し、前記比較結果に応じる制御信号を発生さ
せるパイロット比較部とから構成されることを特徴とす
る請求項2に記載のフレーム同期装置。 - 【請求項7】 前記パイロット比較部は、前記パイロッ
ト格納部から各々の復調されたTPSパイロットを入力
されて一つのシンボル内ですべて同一でない場合、前記
フレーム同期手段をリセットさせる制御信号出力するこ
とを特徴とする請求項6に記載のフレーム同期装置。 - 【請求項8】 前記パイロット格納部は、一つのシンボ
ル内に存在するTPSパイロットに当たる数だけを格納
するシフトレジスタで具現されることを特徴とする請求
項6に記載のフレーム同期装置。 - 【請求項9】 前記フレーム同期手段は、 前記制御信号発生手段からシンボルの代表TPSパイロ
ットを入力されて格納するためのTPSパイロット格納
部と、 以前フレームに当たるシンボルの代表TPSパイロット
と現在フレームに当たる対応シンボルの代表TPSパイ
ロットとを各々比較して同期ワードの位置を確認し、同
期ワードの位置に当たる時に制御信号を出力するTPS
パイロット比較部と、 前記TPSパイロット比較部からの制御信号に応じてシ
ンボルクロックをカウントし、前記カウントされた値に
応じてフレーム同期信号を出力するカウンティング手段
とから構成されることを特徴とする請求項2に記載のフ
レーム同期装置。 - 【請求項10】 前記TPSパイロット格納部は、一つ
のフレームに当たるシンボル数より一つ多い数のTPS
パイロットを格納するシフトレジスタで具現されること
を特徴とする請求項9に記載のフレーム同期装置。 - 【請求項11】 前記TPSパイロット比較部は排他的
論理和ゲートで具現されることを特徴とする請求項9に
記載のフレーム同期装置。 - 【請求項12】 前記カウンティング手段は4ビットカ
ウンタで具現されることを特徴とする請求項9に記載の
フレーム同期装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019960075562A KR100221336B1 (ko) | 1996-12-28 | 1996-12-28 | 직교 주파수 분할 다중화 수신 시스템의 프레임 동기 장치 및 그 방법 |
| KR1996-75562 | 1996-12-28 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10210000A true JPH10210000A (ja) | 1998-08-07 |
| JP3882098B2 JP3882098B2 (ja) | 2007-02-14 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP36067197A Expired - Fee Related JP3882098B2 (ja) | 1996-12-28 | 1997-12-26 | Ofdm方式のデジタル通信システムにおけるフレーム同期方法及び装置 |
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|---|---|
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| DE (1) | DE19758014B4 (ja) |
| FR (1) | FR2758031B1 (ja) |
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