DE69635014T2

DE69635014T2 - Versehen eines Mehrträgermodulationssystems mit einer Frequenzreferenz

Info

Publication number: DE69635014T2
Application number: DE69635014T
Authority: DE
Inventors: Tomoki Asahi-ku Saeki
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 1996-01-29
Filing date: 1996-12-18
Publication date: 2006-04-13
Anticipated expiration: 2016-12-19
Also published as: CN1083653C; DE69635014D1; KR970060669A; KR100215459B1; CN1162225A; JPH09214462A; EP0786888A2; US5956318A; ES2247596T3; EP0786888B1; EP0786888A3; JP2875976B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Modulations- und Demodulationstechnologie eines Signals auf dem Gebiet der Funkübertragung und Kommunikation und insbesondere ein Synchronisationsverfahren für ein kombiniertes Wellensignal innerhalb eines Orthogonalfrequenzteilungsmultiplexing(OFDM)-Verfahrens. Die vorliegende Erfindung betrifft einen OFDM-Modulator, einen OFDM-Demodulator, einen Quadraturamplitudenmodulations(QAM)-Modulator und einen QAM-Demodulator für die Realisierung des Synchronisationsverfahrens.
Gemäß einem OFDM-System wird an einem Senderende eine Gruppe von digitalen Signalen innerhalb eines Zeitraumes mit einer Mehrzahl von Trägern amplitudenmoduliert (im Weiteren AM-moduliert genannt), werden die Träger kombiniert, werden die kombinierten Träger in einen Hauptträger, z. B. einem Kanal-2-Träger, moduliert, um das modulierte Ergebnis zu übertragen. An einem Empfangsende wird der Hauptträger erfasst, und die OFDM-kombinierte Welle wird Fast-Fourier-transformiert, um dadurch ein gewünschtes digitales Signal zu demodulieren. Es ist erforderlich, eine Synchronisation zwischen dem Senderende und dem empfangenden Ende vorzunehmen, um die kombinierte Welle zu demodulieren. Daher ist es notwendig, den Takt des Senderendes und des empfangenden Endes unter Verwendung eines Synchronsignals für eine solche Synchronisation zu synchronisieren.
Gemäß einem konventionellen OFDM-Synchronisationsverfahren moduliert das Senderende einen Funkfrequenz(RF)-Träger in einer ersten Symbolperiode eines Frames nicht und überträgt denselben, während das empfangende Ende während eines solchen Nichtmodulationszeitintervalls Phasenkoppeln (phase locking) mit einem Träger unter Verwendung einer phase-locked-loop (PLL)-Schaltung ausführt, um somit mit dem Senderende Synchronisation herzustellen.
Gemäß dem obigen konventionellen Verfahren wird jedoch ein Bezugssignal, das mit einem Träger innerhalb des Nichtmodulationszeitintervalls durch die PLL-Schaltung gekoppelt wird, aufgrund der Erzeugung eines Phasenfehlers in dem Träger, wenn in dem Träger innerhalb des Nichtmodulationszeitintervalls Rauschen enthalten ist, instabil.
Die EP-A-0 682 426 beschreibt einen OFDM-Sender und -Empfänger, worin der Sender eine Invers-Fast-Fourier-Transformationsschaltung zum Umwandeln eines digitalen Informationssignals in ein mehrwertiges QAM-Modulationssignal einschließt. Des weiteren umfasst der Sender eine Schaltung zum Setzen eines Guard-Intervalls zum periodischen Erzeugen eines Guard-Intervallsignals, das einem Zeitabschnitt des mehrwertigen QAM-Modulationssignals gleich ist. Zusätzlich erzeugt die Invers-Fast-Fourier-Transformationsschaltung ein Pilotsignal, welches einem Träger einer gegebenen Ordnung entspricht, und addiert das Pilotsignal zu dem mehrwertigen QAM-Modulationssignal.
Die WO 92/16 063 offenbart ein System zur Funkübertragung und zum Empfangen von digitalen Daten innerhalb von Zeitmultiplexkanälen, die in Frames gruppiert sind, wobei jeder Frame Mehrträgersymbole mit OFDM-Trägern umfasst. Um die Möglichkeit für eine dynamische und genaue Synchronisation des Empfangsoszillators des Empfängers mit dem Sender zu Verfügung zu stellen, enthalten die gesendeten Frames Frequenzbezugssymbole, die Informationen tragen, einen Höchstwert an zumindest einer Bezugshöchstwertposition innerhalb des Frequenzrasters zu erzeugen, die durch zumindest eine Trägerposition von jeder der Kanten des Frequenzrasters und durch zumindest zwei Trägerpositionen von einer möglichen folgenden Bezugshöchstwertposition getrennt ist.
Die EP-A-0 653 585 offenbart eine OFDM-Synchronisations-Demodulations-Schaltung zum Empfangen eines OFDM-modulierten Signals, das eine zur Verfügung stehende Symbolperiode und eine Guard-Periode in Form einer Wellenform aufweist, welche mit einem Teil der zur Verfügung stehenden Symbolperiode übereinstimmt. Des weiteren umfasst die Demodulationsschaltung eine Schaltung zum Erfassen eines Guard-Zeitverlaufs zum Erfassen eines Zeitverlaufs der Guard-Periode.
Um das obige Problem zu lösen, ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein OFDM-Verfahren, ein Synchronisationsverfahren, einen Modulator und einen Demodulator für ein OFDM zum Ausführen des OFDM-Verfahrens zur Verfügung zu stellen, in welchem ein Bezugssignal, das eine genaue Phase aufweist, erzeugt wird, wenn eine Übertragung endet, d. h., der OFDM-Modulator erzeugt den Takt und das Bezugssignal zur Modulation (z. B. zur QAM), die bei dem OFDM von einem Träger verwendet werden, und ein empfangendes Ende, d. h., der OFDM-Demodulator reproduziert das Bezugs signal, das die genaue Phase aufweist, auch wenn das Signal/Rausch-Verhältnis (S/N-Verhältnis) des Trägers niedrig ist.
Dieses Problem wird durch den Inhalt der unabhängigen Ansprüche gelöst.
Bevorzugte Ausführungsformen bilden den Inhalt der abhängigen Ansprüche.
Die bevorzugten Ausführungsformen werden mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben, in denen:
1 ein Flussdiagramm zum Erklären des Prinzips der vorliegenden Erfindung ist,
2 ein graphisches Diagramm zum Erklären des Formats eines OFDM-Signals ist,
3 ein Wellenform-Diagramm zum Erklären eines Synchronsignals ist,
4 ein Blockdiagramm eines OFDM-Modulators gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist,
5 ein Wellenform-Diagramm zum Erklären einer kombinierten Welle ist, die mit Hilfe einer inversen Fast-Fourier-Transformation des OFDM-Modulators von 4 erhalten wird,
6 ein Blockdiagramm eines OFDM-Demodulators gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist,
7 ein Blockdiagramm des Synchronisations- und Modulationsteils in dem OFDM-Modulator von 4 ist,
8 ein Blockdiagramm des Taktreproduktions- und Synchronisationserfassungsteils in dem OFDM-Demodulator von 6 ist,
9 ein Blockdiagramm der Halteschaltung ist, die in dem OFDM-Demodulator von 6 verwendet wird,
10 ein Zeitverlaufsdiagramm zur Erklärung einer Akquisitionszeit der Halteschaltung von 9 ist.
Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unten in größerer Ausführlichkeit mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
Ein Orthogonalfrequenzteilungsmultiplexing(OFDM)-Verfahren enthält, wie in 1, die das Prinzip der vorliegenden Erfindung erklärt, gezeigt, die Schritte (S1) AM-Modulieren einer Gruppe von digitalen Signalen mit einer Mehrzahl von Trägern, (S2) Kombinieren der AM-modulierten Träger und Modulieren des kombinierten Trägers in einen Hauptträger, (S3) Erfassen des Hauptträgers und (S4) Fast-Fourier-Transformieren des kombinierten Trägers, um das digitale Signal zu demodulieren, wobei der AM-Modulationsschritt (S1) die Schritte (S11) Frequenzmodulieren (im Weiteren FM-Modulieren genannt) eines Bezugssignals zu einer Symbolperiode und (S12) AM-Modulieren des digitalen Signals zu anderen Symbolperioden enthält und wobei der Erfassungsschritt (S3) den Schritt (S31) des Phasenkoppelns des reproduzierten Bezugssignals mit dem FM-modulierten gesendeten Bezugssignal enthält.
2 ist ein graphisches Diagramm zum Erklären des Formats eines OFDM-Signals. Eine Symbolperiode ist aus einer effektiven Symbolperiode und einem Führungsband (guide band) zusammengesetzt. Ein Frame wird aus einem Satz von Symbolen ausgebildet. In dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Frame durch 127 Symbole ausgebildet. Ein Synchronsignal wird in dem Kopf des einen Frames eingefügt. 3 ist ein Wellenform-Diagramm zum Erläutern des Formats eines Synchronsignals, das in dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Das Synchronsignal weist 12 Zyklen eines 100 kHz-Signals auf, dessen Phase identisch mit dem Takt ist, und die Breite des Synchronsignals beträgt 130 μs. Ein Sender, der die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet, FM-moduliert ein Synchronsignal, das in 3 gezeigt ist, und überträgt das modulierte Ergebnis. Die folgende Tabelle 1 zeigt eine Spezifikation des OFDM-Systems, das die eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält.
Tabelle 1. Spezifikation des OFDM-Systems
Im Weiteren wird ein OFDM-System beschrieben, das die obigen Spezifikationen erfüllt.
4 ist ein Blockdiagramm eines OFDM-Modulators gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der OFDM-Modulator schließt einen S/P-Wandler 10 zum Seriell-zu-Parallel-Wandeln eines empfangenen Eingangsbitstroms, einen Invers-Fast-Fourier-Transformierer (IFFT) 16 zum inversen Fast-Fourier-Transformieren des S/P-gewandelten Signals, einen Quadratur-Zwei-Pasen-Modulator 26 zum Quadratur-Zwei-Phasen-Modulieren des analogen inversen Fast-Fourier-transformierten Ergebnisses, einen Summierer 28 zum Addieren eines Synchronsignals und des Quadratur-Zwei-Phasen-modulierten Signals, und eine Mischstufe 30 zum Mischen eines Bezugssignals und des Quadratur-Zwei-Phasen-modulierten Signals, um einen Träger zu erzeugen, ein.
Ein serieller Eingangsbitstrom wird durch den S/P-Wandler 10 in zwei 2-Bitsignale, d. h. in ein reelles Signal und ein imaginäres Signal, umgewandelt. Das 2-Bit reelle Signal und das 2-Bit imaginäre Signal werden Quellbänken (source banks) 12 bzw. 14 zugeführt und in Daten formatiert, die als Eingangsformate für den IFFT 16 geeignet sind. Die formatierten Daten werden dem IFFT 16 in Einheiten eines einzelnen Symbols zugeführt. Zum Beispiel sendet jede Quellbank 12 oder 14 2-Bitdaten in Hinsicht auf 1.024 Träger. Der IFFT 16 erzeugt einen Träger aus einem Wert der Amplitude gemäß den zwei Eingangsdaten, die aus dem reellen Signal und dem imaginären Signal zusammengesetzt sind, um somit Amplitudendaten einer kombinierten Welle der 1.024 Träger auszugeben. Somit werden 1.024 Amplitudendaten ausgegeben.
Die 1.024 Amplitudendaten der kombinierten Welle des Trägers, die von dem IFFT 16 ausgegeben werden, werden von den Zielbänken 18 und 20, die mit dem Ausgang des IFFT 16 verbunden sind, gespeichert. 5 zeigt eine Amplitude entsprechend einer Symbolperiode einer kombinierten Welle, die von dem IFFT 16 ausgegeben und in den Bänken 18 und 20 gespeichert wird. Die Zielbänke (target banks) 18 und 20 addieren die Wellenformdaten eines Führungsbandes zu der gespeicherten kombinierten Welle, um eine vorbestimmte Abtastfrequenz auszugeben. Die digitalen Signale, die von den Zielbänken 18 und 20 ausgegeben werden, werden durch die D/A-Wandler 22 bzw. 24 in analoge Signale umgewandelt und danach dem Quadratur-Zweiphasen-Modulator 26 zugeführt.
Der Quadratur-Zweiphasen-Modulator 26 AM-moduliert das reelle Signal, das von dem D/A-Wandler 22 eingespeist wird, und das imaginäre Signal, das von dem D/A-Wandler 24 eingespeist wird, in Sinus- und Kosinusträger, und addiert den AM-modulierten Sinusträger und den AM-modulierten Kosinusträger, um so ein Quadraturamplitudenmodulations(QAM)-Signal zu erzeugen, in welchem ein Träger unterdrückt ist.
Der Summierer 28 empfängt ein Synchronsignal und das QAM-modulierte Signal, das von dem Quadratur-Zweiphasen-Modulator 26 ausgegeben wird, und addiert das Synchronsignal zu dem QAM-modulierten Signal. Hierbei wird das Synchronsignal durch den Synchrongenerator 34 zum Erzeugen eines Synchronsignals für die Verwendung in dem OFDM-Modulator erzeugt. Der Synchrongenerator 34 ist mit einer Phase-Locked Loop (PLL) und einem Taktgenerator 32 zum Erzeugen eines Taktes oder eines Be zugsträgersignales, das mit dem Eingangsbitstromsignal synchronisiert ist, verbunden, um ein Synchronsignal aus dem synchronisierten Takt zu erzeugen.
Die Mischstufe 30 ist mit dem Summierer 28 und dem PLL und dem Taktgenerator 32 verbunden und mischt ein Bezugssignal von 101 MHz, das aus dem PLL und dem Taktgenerator 32 erhalten wird, mit dem QAM-modulierten Signal, das aus dem Summierer 28 erhalten wird, um einen Träger von 70,2 MHz zu erzeugen, wodurch man einen Kanal-2-Träger in den USA erhält.
6 ist ein Blockdiagramm eines OFDM-Demodulators. Der OFDM-Demodulator schließt einen Tuner 40 ein. Der Tuner 40 kann denselben Tuner wie ein konventioneller Fernsehempfänger verwenden. Der Träger des Kanals 2, der dem Tuner eingegeben wird, wird mit einem Mittelfrequenzsignal, das von dem Tuner 40 ausgegeben wird, phasengekoppelt (phase locked).
Ein Mittelfrequenz(IF)-Synchrondetektor 54, der mit dem Tuner 40 zum Empfangen eines IF-Signals verbunden ist, verwendet ein Synchronerfassungsverfahren, um ein reelles Signal und ein imaginäres Signal aus dem Eingangs-IF-Signal zu demodulieren. Der Taktgenerator 56 reproduziert unter Verwendung des IF-Signals, das von dem Tuner 40 empfangen wird, einen Takt, der mit der Mittelfrequenz phasengekoppelt ist. Der Synchrondetektor 58 erfasst das IF-Signal, das von dem Tuner 40 empfangen wird, und bestimmt eine zeitliche Position eines Synchronsignals eines Bezugssignals, z. B. 100 kHz. Als ein Ergebnis hiervon ergibt sich ein Synchronsignal für die Verwendung in dem OFDM-Demodulator.
Die analogen reellen und imaginären Signale, die in dem IF-Synchrondetektor 54 demoduliert werden, werden durch die A/D-Wandler 60 bzw. 62 in digitale Signale umgewandelt und danach den Quellbänken 64 bzw. 66 zugeführt. Die Quellbänke 64 und 66 wandeln die Eingangsdigitaldaten in ein Datenformat um, das für ein Eingangsformat in einen Fast-Fourier-Transformierer (FFT) 68 geeignet ist, um die Eingangsdigitalsignaldaten dem FFT 68 zuzuführen.
Die reellen und imaginären Signale werden dem FFT 68 zum Ausführen einer diskreten Fast-Fourier-Transformation über die Quellbänke 64 und 66 zugeführt. Der FFT 68 Fast-Fourier-transformiert einen kombinierten Träger (z. B. aus 1.024 Daten zusam mengesetzt), der von den eingehenden reellen und imaginären Signalen erhalten wird, und berechnet einen Wert für die Amplitude eines jeden Trägers, um ein digitales Signal zu demodulieren. Die zwei demodulierten digitalen Signale werden einem P/S-Wandler 74 zugeführt, um ein serielles Signal aus den zwei Daten, z. B. zwei Bits, über die Zielbänke 70 und 72 zu erzeugen. Der P/S-Wandler 74 gibt beim Kodieren einen Bitstrom entsprechend dem Eingangsbitstrom aus.
7 ist ein Blockdiagramm des Synchron- und Modulationsteils in dem OFDM-Modulator von 4. Der Betriebesablauf des Synchron- und Modulationsteils wird für den Fall beschrieben, in dem ein IF-Träger von 30,8 MHz als ein Beispiel verwendet wird.
Der Synchron- und Modulationsteil schließt einen FM-Signalgenerator 78 zum Erzeugen eines FM-modulierten spannungskontrollierten Oszillationssignals und des um 90° phasenverschobenen Signals davon, einen ersten AM-Modulator 86 zum AM-Modulieren des FM-modulierten Signals (eines Trägers) in eine reelles Signal, einen zweiten AM-Modulator 98 zum AM-Modulieren des um 90° phasenverschobenen Trägers in ein imaginäres Signal ein, und ein zweiter Summierer 100 addiert die entsprechenden Träger, die in den ersten und zweiten AM-Modulatoren 86 und 98 moduliert werden. Der Synchron- und Modulationsteil schließt weiterhin einen ersten Schalter 82 zum Schalten des reellen Signals auf den ersten AM-Modulator 86, einen zweiten Schalter 84 zum Schalten des Ausgangs des zweiten AM-Modulators 98 auf den zweiten Summierer 100 und einen Kontroller zum Deaktivieren des ersten und zweiten Schalters 82 und 84 ein.
Es wird der Arbeitsablauf des FM-Signalgenerators 78 zum Erzeugen des FM-modulierten spannungsgesteuerten Oszillationssignals und des um 90° phasenverschobenen Signals beschrieben. Der IF-Träger ist mit der Sendefrequenz eines Bitstroms phasengekoppelt, um somit mit 30,8 MHz zu oszillieren, und das Phasenkoppeln wird in einem internen spannungsgesteuerten Oszillator (VCO) 88 ausgeführt, der die Frequenz unter Gleichstrom ändern kann. Ein Phasendetektor 92 vergleicht einen Träger eines externen Bezugssignals von 30,8 MHz, das von einem externen Bezugssignalgenerator 102 eingegeben wird, mit einem Träger, der aus dem VCO 88 erhalten wird, um jenen mit diesem zu synchronisieren. Das Ausgangssignal des Phasendetektors 92 steuert den VCO 88 über den ersten Summierer 94. Da der Träger von 30,8 MHz bei einem Bezugssignal von 100 kHz FM-moduliert ist, überlagert der erste Summierer 94 das Bezugssignal von 100 kHz, das von dem Burst-Signalgenerator 90 erzeugt wird, dem Ausgangssignal des Phasendetektors 92. Wenn der Träger nicht bei dem Bezugssignal FM-moduliert ist, lässt der erste Summierer 94 das Ausgangssignal des Phasendetektors 92, das dem VCO 88 zuzuführen ist, durch. Der Burst-Signalgenerator 90 teilt die Frequenz von 30,8 MHz in 308 Unterfrequenzen und erzeugt ein Bezugssignal von 100 kHz, das für die FM-Modulation des Trägers bei 100 kHz für eine Symbolperiode verwendet wird. Dem gemäß wird das 30,8-MHz-Signal, das von dem VCO 88 eingespeist wird, FM-moduliert, um dem ersten Modulator 86 zugeführt zu werden. Außerdem wird die Phase des FM-modulierten Trägers, der von dem VCO 88 zugeführt wird, um 90° in dem 90°-Phasenverschieber 96 verschoben, um dem zweiten Modulator 98 zugeführt zu werden.
Als nächstes wird der gesamte Arbeitsablauf des Synchron- und Modulationsteils beschrieben. Der Kontroller 80 empfängt ein Startsignal und bestimmt dann eine Position, an der das Bezugssignal von 100 kHz eingefügt wird. Der Kontroller 80 steuert die Schaltoperationen des ersten und zweiten Schalters 82 und 84. Während einer Synchronsignalperiode schaltet der Kontroller 80 den ersten Schalter 82 aus, um ein Gleichstrom(DC)-Signal durch Ausblenden des reellen Signals zu erzeugen. Somit geht während der Synchronsignalperiode das FM-Signal, das von dem VCO 88 ausgegeben wird, durch den ersten AM-Modulator 86, ohne AM-moduliert zu werden. Währenddessen schaltet der Kontroller 80 den zweiten Schalter 84, um das AM-modulierte Signal bei dem zweiten AM-Modulator 86 während der Synchronsignalperiode auszuschalten, wodurch er eine FM-Modulation des Synchronsignals in dem IF-Signal von 30,8 MHz ausführt.
Während der von derjenigen des Synchronsignals verschiedenen Perioden wird eine Quadratur-Zweiphasen-Modulationsoperation durch die reellen und imaginären Signale ausgeführt.
8 ist ein Blockdiagramm des Taktreproduktions- und Synchrondetektionsteils in dem OFDM-Demodulator von 6. Im Weiteren wird als ein Beispiel ein Fall beschrieben, in dem ein Kanal-2-RF-Signal eingegeben wird. Ähnliche Elemente, die dieselben Funktionen haben, wie die Elemente, die in 6 gezeigt sind, wie der Tuner 40 und der Synchrondetektor 54 des OFDM-Demodulators, weisen dieselben Bezugs zeichen auf. Ein Synchronsignaldetektor schließt einen Bandpassfilter 110, einen FM-Detektor 114, einen Synchrongenerator 116 ein, und enthält weiterhin einen Schmalbandpassfilter 112 von 45,75 MHz zum Einspeisen eines IF-Signals in einen Teiler 52, wobei das geteilte IF-Signal in einem Phasendetektor 46 für die Empfangsoszillation phasenverglichen wird. Ein Taktreproduzierer enthält eine Phase-Locked Loop von 20 MHz.
Das IF-Signal geht durch den Bandpassfilter 110 (±100 kHz) durch, um ein Synchronsignal zu demodulieren, das dem FM-Detektor 114 zuzuführen ist, um ein Synchronsignal von 100 kHz zu erhalten. Der Synchrongenerator 116 erzeugt ein Frame-Synchronsignal, das eine Breite von 130 μm bei einem Signal von 100 kHz aufweist.
Währenddessen wird das 100-kHz-Signal an einem Ende eines Phasendetektors 120 in der Phase-Locked Loop 118 zum Reproduzieren eines Taktes von 20 MHz eingespeist. Das Signal, das von dem 20 MHz VCO 124 ausgegeben wird, wird durch 200 geteilt, d. h., 100 kHz in einem Signalteiler 126. und das geteilte Signal wird dem anderen Ende des Phasedetektors 120 eingespeist. Der Phasendetektor 120 vergleicht die Phasen des 100-kHz-Synchronsignals mit der des geteilten Signals, das von dem VCO 124 ausgegeben wird. Das aus dem Phasenvergleich resultierende Signal behält die Spannung durch eine Halteschaltung 122 während der Synchronsignalperiode, die von dem Synchronsignalgenerator 116 bereitgestellt wird, bei. D. h., dass das geteilte 100-kHz-Signal mit dem 100-kHz-Synchronsignal phasengekoppelt ist, und dass die Phase-Locked Loop 118 lediglich während der Synchronsignalperiode arbeitet. Durch diese Ausführung wird der 20-MHz-Takt von dem VCO 124 reproduziert.
Eine Mischstufe 44 erzeugt ein IF-Signal von 45,75 MHz mit Hilfe eines Empfangsoszillationssignals von 101 MHz, das in einem Empfangsoszillator 48 erzeugt wird. Ein Phasendetektor 46 zur Empfangsoszillation vergleicht eine Phase des Empfangsoszillationssignals von 101 MHz, das von dem VCO 48 ausgegeben wird, und teilt es durch 404 über einen Teiler 50 mit einer Phase eines Signals, das durch 183 geteilt wird, welches über einen Schmalbandpassfilter 112 und einen Teiler 52 zugeführt wird. Der VCO 48 behält das 101-MHz-Empfangsoszillationssignal unter Verwendung des Phasenvergleichssignals bei. Hierbei wird das Phasenvergleichssignal durch eine Halteschaltung 47 während der Synchronsignalperiode, wenn das Synchronsignal durch den Synchrongenerator 116 erzeugt wird, beibehalten. Das kombinierte Signal des OFDM wird in einem Modulator, wie in 7 gezeigt, über einen IF-Verstärker (nicht gezeigt) moduliert.
9 ist ein Blockdiagramm einer Hochgeschwindigkeitshalteschaltung 47 oder 122, die in dem OFDM-Demodulator von 6 verwendet wird. 10 ist ein Zeitverlaufsdiagramm zum Erklären einer Akquisitionszeit der Halteschaltung von 9.
Wie oben beschrieben demoduliert das OFDM-Verfahren und der OFDM-Modulator und -Demodulator, die das OFDM-Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung verwenden, ein OFDM-kombiniertes Wellensignal einer genauen Phase an einem empfangenden Ende, ohne durch Rauschen und externe Signale gestört zu werden, und es kann insbesondere eine Synchronisation erhalten werden, selbst wenn der OFDM-Träger von niedrigem Pegel ist. Ebenso kann die vorliegende Erfindung ein OFDM ausführen, das Impulsrauschen gut aushalten kann. Ebenso kann die vorliegende Erfindung ein effizientes OFDM ausführen, auch wenn eine externe Interferenzwelle, wie ein Geist oder eine Interferenz eines identischen Kanals auftritt. Unter Verwendung des OFDM-Synchronisationsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Empfindlichkeit eines Empfängers, wie eines Fernsehempfängers, verbessert werden.

Claims

Ein OFDM-, Orthogonalfrequenzteilungsmultiplex-, Synchronisationsverfahren, die Schritte umfassend: S1) AM-Modulieren einer Mehrzahl von Trägern mit einer Gruppe digitaler Signale; S2) Kombinieren der genannten Mehrzahl von AM-modulierten Trägern, um kombinierte Träger bereitzustellen, und RF-Modulieren der kombinierten Träger zum Senden an einen Empfänger; S3) Erfassen der RF-modulierten kombinierten Träger durch den Empfänger; S4) Fast-Fourier-Transformieren der genannten kombinierten Träger, um die digitalen Signale zu demodulieren, worin der genannte AM-Modulations-Schritt S1) die Schritte S11) FM-Modulieren eines Bezugssignals durch Ausblenden eines reellen Signalteils der genannten digitalen Signale während vorbestimmter Synchronperioden, um ein frequenzmoduliertes Bezugssignal bereitzustellen, und S12) AM-Modulieren der digitalen Signale außerhalb der genannten vorbestimmten Synchronperioden umfasst, und worin der genannte Erfassungsschritt S3) den Schritt S31) des Erfassens des Bezugssignals und Erzeugens eines Synchronsignals; und des Reproduzierens eines Bezugstakts durch Phasenkoppeln (phase-locking) eines internen Bezugssignals mit dem genannten erfassten Bezugssignal während des genannten erzeugten Synchronsignals umfasst.
Das OFDM-Synchronisationsverfahren gemäß Anspruch 1, worin das genannte FM-modulierte Bezugssignal eine Frequenz aufweist, die durch Teilen der Frequenz eines IF-Trägers in eine geradzahlige Anzahl von Unterfrequenzen erhalten wird.
Das OFDM-Synchronisationsverfahren gemäß Anspruch 2, weiterhin den Schritt des Phasenkoppelns eines zweiten Bezugssignals gemäß einer abwärtsgewandelten Version der genannten RF-modulierten kombinierten Träger umfassend.
Ein OFDM-, Orthogonalfrequenzteilungsmultiplex-, Modulator, umfassend: einen Seriell-Parallel-Wandler (10) zum Umwandeln eines Bitstroms von Eingangsdaten von einem seriellen in ein paralleles Format; einen Invers-Fast-Fourier-Transformierer (16), der bewirkt, dass Daten, die von dem genannten Seriell-Parallel-Wandler (10) ausgegeben werden, einer inversen Fast-Fourier-Transformation unterzogen werden; einen D/A-(Digital-zu-Analog-)Wandler (22, 24) zum Umwandeln der einer inversen Fast-Fourier-Transformation unterzogenen Daten von digitaler Form in analoge Form; eine Synchron- und Modulationseinheit (26) zum AM-Modulieren der von dem genannten D/A-Wandler (22, 24) ausgegebenen Daten und zum Erzeugen eines FM-Bezugssignals zur Synchronisation während einer vorbestimmten Synchronperiode; und eine Vorrichtung (30) zum Umwandeln der genannten AM-modulierten Daten und des genannten erzeugten FM-Bezugssignals auf eine Trägerfrequenz, worin die genannte Synchron- und Modulationseinheit (26) umfasst: einen FM-Signalgenerator (78) zum Erzeugen des genannten Bezugssignals, einschließlich eines FM-Bezugssignals und eines FM-Quadraturphasenbezugssignals desselben; eine AM-Modulatoreinheit (86, 98, 82, 84, 100) zum AM-Modulieren der genannten Ausgangsdaten des genannten D/A-Wandlers außerhalb der genannten vorbestimmten Synchronperiode und zum Ausgeben des genannten FM-Bezugssignals während der genannten vorbestimmten Synchronperiode; und einen Kontroller (80) zum Betreiben der genannten AM-Modulatoreinheit nach Maßgabe der genannten vorbestimmten Synchronperioden, wobei der genannte Kontroller geeignet ist, die genannten Ausgangsdaten des genannten D/A-Wandlers, die einem reellen Signal des genannten Eingangsbitstroms entsprechen, während der genannten vorbestimmten Synchronperioden auszublenden, um das genannte FM-Bezugssignal in der genannten AM-Modulatoreinheit zu erzeugen.
Der wie in Anspruch 4 definierte OFDM-Modulator, weiterhin umfassend erste und zweite Quellbänke (12, 14) und erste und zweite Zielbänke (18, 20), worin der genannte Seriell-Parallel-Wandler (10) geeignet ist, zwei Sätze von parallelen Daten, einschließlich eines reellen Datensignals und eines imaginären Datensignals, zu erzeugen; wobei die genannten ersten und zweiten Quellbänke (12, 14) weiterhin geeignet sind, das genannte reelle Datensignal bzw. das genannte imaginäre Datensignal zu empfangen und zu formatieren und das genannte formatierte reelle Datensignal und imaginäre Datensignal dem genannten Invers-Fast-Fourier-Transformierer (16) zuzuführen, wobei die ersten und zweiten Zielbänke (18, 20) mit Ausgängen des genannten Invers-Fast-Fourier-Transformierers (16) zum Empfangen der transformierten reellen und imaginären Signale und zum Ausgeben der genannten transformierten reellen und imaginären Signale an den genannten D/A-Wandler (22, 24) verbunden sind.
Der wie in Anspruch 5 definierte OFDM-Modulator, worin die genannte Synchron- und Modulationseinheit (26) weiterhin mit dem Ausgang der genannten ersten und zweiten Zielbank (18, 20) zum AM-Modulieren der genannten transformierten reellen und imaginären Signale in Sinus- und Kosinusträger und zum Addieren der genannten AM-modulierten Sinus- und Kosinusträger, um ein Quadraturamplitudenmodulationssignal mit einem unterdrückten Träger zu erzeugen, verbunden ist.
Der wie in Anspruch 6 definierte OFDM-Modulator, weiterhin einen Synchrongenerator (34) zum Erzeugen eines Synchronsignals umfassend, worin die genannte Synchron- und Modulationseinheit (26) weiterhin mit dem genannten Synchrongenerator (34) zum Addieren des genannten Synchronsignals und des genannten Quadraturamplitudenmodulationssignals verbunden ist.
Der wie in Anspruch 7 definierte OFDM-Modulator, weiterhin umfassend eine Phase-Locked Loop und einen Taktgenerator (32), der mit dem genannten Synchrongenerator (34) und mit der genannten Vorrichtung (30) zum Umwandeln der genannten AM-modulierten Daten und des genannten erzeugten FM-Bezugssignals verbunden ist, worin die genannte Phase-Locked Loop und der Taktgenerator (32) weiterhin geeignet sind, ein Taktsignal zu erzeugen, das mit dem Bitstrom der Eingangsdaten synchronisiert ist, und worin die genannte Vorrichtung (30) zum Umwandeln der genannten AM-modulierten Daten und des genannten erzeugten FM-Bezugssignals geeignet ist, einen Träger einer vorbestimmten Frequenz zu erzeugen.