JP2002290372A - Ofdm受信機 - Google Patents

Ofdm受信機

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JP2002290372A
JP2002290372A JP2001093159A JP2001093159A JP2002290372A JP 2002290372 A JP2002290372 A JP 2002290372A JP 2001093159 A JP2001093159 A JP 2001093159A JP 2001093159 A JP2001093159 A JP 2001093159A JP 2002290372 A JP2002290372 A JP 2002290372A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】受信機側で自動的に設定要素を設定できるよう
にする。 【解決手段】受信チャンネル設定部6は、メモリに予め
格納された複数のチャンネル情報を順次読み出して受信
高周波部1へ送出し、各チャンネルの受信レベルを検出
させて最大レベルのチャンネルを受信チャンネルとして
設定する。GI長設定部7は、中間周波信号S2のフレ
ームのヌルシンボルを検出しておおよそのフレーム先頭
を把握すると共に、スイープシンボルに基づき既知のパ
ターンとの相関を検出して正確なフレーム先頭を検出
し、GI長に応じてシンボル長およびフレーム長が異な
る点を利用して、2つのGI長(3μs,12μs)の
いずれか一方を判定する。符号化率設定部8は、メモリ
に予め格納された複数の符号化率情報を順次読み出して
ビタビ復号部4へ送出し、ビタビ復号におけるデータ誤
り率が許容値以内の符号化率を設定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はOFDM受信機に関
し、特に受信チャンネルおよびガードインターバル長並
びにビタビ復号の符号化率が設定要素として規定されて
いる800MHz帯デジタルFPU装置に適用するOF
DM受信機に関する。
【0002】
【従来の技術】デジタルデータ伝送方式としてマルチパ
ス妨害に強いOFDM(直交周波数分割多重)伝送が採
用されている。
【0003】一般にOFDM伝送では、送信側におい
て、伝送すべきデータを符号化し、逆フーリエ変換処理
を行って時間軸領域の実数部信号および虚数部信号を生
成し、マルチパスの影響を回避するためのガードインタ
ーバルを有効シンボルに付加して伝送シンボルを生成す
る。更に同期シンボルを付加してフレームを構成した
後、実数部信号および虚数部信号による直交変調を施し
て送信している。
【0004】一方、受信側においては、受信したOFD
M信号を直交復調して実数部信号と虚数部信号とを復調
し、フーリエ変換処理を行って周波数領域の実数部信号
および虚数部信号とした後、ビタビ復号処理、誤り訂正
処理を行っている。
【0005】ところで、800MHz帯デジタルFPU
(Field Pick−Up)装置については、電波
産業会(ARIB)により規定されたARIB STD
−B13 1.0版によれば、変調方式としてOFDM
が規定されている。
【0006】そして、使用チャンネルとしては「CH1
〜CH4」の4チャンネルが、ガードインターバル長と
して「3μs,12μs」の2つが、ビタビ復号の符号
化率(符号化されたデータ列が実際の情報を運ぶ割合)
として「1/2,2/3,3/4,7/8」及び「NO
CODE」の5つが、それぞれ設定要素として規定さ
れている。なお、NO CODEとは、畳み込み符号化
処理がされないものである。
【0007】このARIB STD−B13 1.0版
に準拠した800MHz帯デジタルFPU装置の送信機
側では、これら設定要素を選定してデータを符号化しO
FDM変調して送信する。一方、受信機側では、送信さ
れるOFDM信号の送信チャンネルに対応して受信チャ
ンネルを設定すると共に、受信したOFDM信号のガー
ドインターバル及びビタビ符号化率に対応して設定要素
をそれぞれ設定し、復調及び復号を行わなければならな
い。
【0008】特にFPU受信機は山上や高層ビル上に設
置される場合が多いので、一般にリモコン回線や特定の
サブキャリアを介して設定情報を伝送して、受信機の設
定を行うようにしている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】上述したように従来
は、リモコン回線や特定のサブキャリアを介して設定情
報を伝送して受信機の設定を行うようにしている。この
ため、設定情報を伝送する装置が必要となり、構成が複
雑化しコスト高になるという問題点を有している。
【0010】本発明の目的は、リモコン回線や特定のサ
ブキャリアを介して設定情報を伝送することなく、受信
機が自動的に設定要素を設定できるようにすることにあ
る。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明のOFDM受信機
は、指定される受信チャンネルに対応する局部発振信号
を生成して受信信号を所定の中間周波数信号に変換する
と共に受信レベルを検出する受信高周波部と、前記中間
周波数信号を直交復調する直交復調部と、直交復調出力
をフーリエ変換するフーリエ変換部と、フーリエ変換出
力を符号化率に応じてビタビ復号すると共にデータ誤り
率情報を出力するビタビ復号部と、ビタビ復号出力を誤
り符号訂正すると共にデータ誤り率情報を出力するリー
ドソロモン復号部と、前記受信レベルおよび前記中間周
波数信号並びに前記データ誤り率に基づき設定要素であ
る受信チャンネルおよびガードインターバル長並びにビ
タビ復号の符号化率をそれぞれ認識し設定する設定要素
認識手段とを備え、前記設定要素認識手段は、前記受信
チャンネルの受信レベルに基づき前記受信チャンネルを
判定し設定する受信チャンネル設定部と、前記OFDM
信号のフレームの同期シンボルに基づき前記ガードイン
ターバル長を判定し設定するガードインターバル長設定
部と、ビタビ復号およびリードソロモン復号におけるデ
ータ誤り率に基づき符号化率を判定し設定する符号化率
設定部とを有する。
【0012】前記受信チャンネル設定部は、前記複数の
受信チャンネルの情報を予め記憶しているメモリと、こ
のメモリにから前記受信チャンネル情報を順次読み出し
て前記受信高周波部へ送出するチャンネル選択回路と、
前記受信チャンネル毎の前記受信レベルを比較して最大
レベルの受信チャンネルを設定するチャンネル判定回路
とを有する。
【0013】また、前記ガードインターバル長設定部
は、OFDM信号のフレームのヌルシンボル(第1番目
のシンボル)に基づきおおよそのフレーム先頭位置を検
出するヌルシンボル検出回路と、OFDM信号のフレー
ムのスイープシンボル(第3番目のシンボル)に基づき
正確なフレーム先頭位置を検出する相関検出回路と、検
出したフレーム先頭に基づきGI長を判定するGI長判
定回路とを有する。
【0014】更に、前記符号化率設定部は、複数の符号
化率情報が予め格納されたメモリと、このメモリに格納
された符号化率情報の一つを順次読み出して前記ビタビ
復号部へ送出する符号化率選択回路と、前記ビタビ復号
部から出力されるデータの誤り率に基づき符号化率を判
定する符号化率判定回路とを有し、この符号化率判定回
路は、前記ビタビ復号部における誤り率が許容値以内で
あるときにその符号化率を設定する。
【0015】また更に、前記符号化率設定部は、前記リ
ードソロモン復号部から出力されるデータの誤り率情報
に基づきNO CODEであることを判定するNO C
ODE判定回路を有し、このNO CODE判定回路
は、前記ビタビ復号部での誤り率が許容値を超えたとき
に前記リードソロモン復号部での誤り率が許容値以内で
あるならばNO CODEであると判定し設定する。
【0016】なお、前記符号化率判定回路は、前記複数
の符号化率の全てに対してビタビ復号処理における誤り
率が許容値を超えるときNO CODEであると判定し
てもよい。
【0017】
【発明の実施の形態】次に本発明について図面を参照し
て説明する。
【0018】図1は、本発明の一実施形態を示すブロッ
ク図であり、電波産業会(ARIB)により規定された
ARIB STD−B13 1.0版に準拠した800
MHz帯OFDMデジタルFPU装置の受信機に設定要
素を自動的に認識する設定要素認識手段9を設けた構成
を示している。
【0019】ここでは、4つの受信チャンネル「CH1
〜CH4」の内の一つを自動的に設定し、また、2つの
ガードインターバル長「3μs,12μs」および5つ
のビタビ復号の符号化率「1/2,2/3,3/4,7
/8及びNO CODE」の内の一つをそれぞれ自動的
に認識して設定するようにしている。
【0020】すなわち、チャンネル情報J1に応じて局
部発振周波数を変化させOFDM受信信号S1をOFD
M中間周波信号S2に変換すると共に受信レベル情報J
2を出力する受信高周波部1と、ガードインターバルを
除去して直交復調する直交復調部2と、直交復調出力を
フーリエ変換処理するフーリエ変換部(FFT)3と、
フーリエ変換出力を符号化率に応じてビタビ復号処理す
ると共にデータ誤り情報J4を出力するビタビ復号部4
と、ビタビ復号出力をリードソロモン復号処理して復号
データS3を出力と共にデータ誤り情報J5を出力する
リードソロモン復号部5と、受信レベル情報J2および
OFDM中間周波信号S2並びにデータ誤り情報J4,
J5に基づき、受信チャンネルおよびガードインターバ
ル長ならびに符号化率をそれぞれ認識する設定要素認識
手段9と、符号化率がNO CODEであると判定され
たときに信号をリードソロモン復号部5へ直接供給する
ためのスイッチ10とを備えている。
【0021】一般にデジタルデータの伝送においては、
伝送品質を向上させるためにブロック単位で誤り訂正符
号化を行っている。また、伝送効率を向上するために畳
込み符号化を行っている。800MHz帯デジタルFP
U装置では、リードソロモン符号による誤り訂正符号
化、およびビタビ復号による畳込み符号の復号を行うよ
うにしている。
【0022】図10はOFDM信号のフレーム構成例を
示している。ここでは、1フレームが900シンボルか
ら構成され、各フレームは同期シンボル部とデータシン
ボル部とからなり、同期シンボル部の第1シンボルはヌ
ルシンボル、第2シンボルはCWシンボル、第3シンボ
ルはスイープシンボルがそれぞれ割当てられている。
【0023】また、各シンボルの有効シンボル期間の終
了部分にはガードインターバル(GI)が付加され、こ
のガードインターバルには有効シンボルの一部がコピー
される。また、伝送シンボル長(有効シンボル長+ガー
ドインターバル長)およびフレーム長は、ガードインタ
ーバル長に応じて異なる。すなわち、有効シンボル長は
64μs一定であり、ガードインターバル長が3μsで
あれば伝送シンボル長は67μsであり、ガードインタ
ーバル長が12μsであれば伝送シンボル長は76μs
である。
【0024】フレームの先頭のヌルシンボルは、フレー
ムの区切りを示すために設けられたものであり、無信号
の期間である。このヌルシンボルを検出することによ
り、フレームの先頭のおおよその位置を把握できる。
【0025】3番目のスイープシンボルは、フレームの
先頭位置を正確に検出できるようにするために設けられ
たものであり、このシンボル期間の始めから終わりまで
の間に、振幅一定で所定のパターンで周波数が変化する
ようにしている。このスイープシンボルの周波数の変化
パターンを予めメモリに格納しておき、メモリに格納さ
れた周波数変化パターンと入力スイープシンボルとの波
形を比較して相関を検出することにより、フレームの先
頭位置を正確に検出できる。
【0026】設定要素認識手段9は、図1に示したよう
に、受信高周波部1から出力される受信レベル情報J2
に基づいて受信チャンネルを判定し設定する受信チャン
ネル設定部6と、OFDM中間周波信号S2に含まれる
同期シンボルに基づきガードインターバル長(以下、G
I長と略記)を判定し設定するGI長設定部7と、ビタ
ビ復号部4が出力する誤り率情報J4およびリードソロ
モン復号部5が出力する誤り率情報J5に基づき符号化
率を判定し設定する符号化率設定部8とを有している。
【0027】そして、図2に示すように、設定要素認識
手段9は、まず、受信チャンネル設定部6により受信チ
ャンネルを判定して設定し(ステップ101)、次にG
I長設定部7によりGI長を判定して設定し(ステップ
102)、その後、符号化率設定部8により符号化率を
判定し設定する(ステップ103)。
【0028】まず、受信チャンネルの設定について説明
する。
【0029】ここで、受信高周波部1は、図3に示すよ
うに、OFDM受信信号S1を高周波増幅する前置増幅
回路11と、チャンネル情報J1に応じて局部発振周波
数を変化させる局部発振回路12と、OFDM受信信号
S1を局部発振信号により中間周波信号に変換するミキ
サー13と、一定レベルの中間周波信号S2を出力する
と共に受信レベル情報J2を出力するAGC増幅回路1
4とを有している。
【0030】受信チャンネル設定部6は、図4に示すよ
うに、複数のチャンネル情報が予め格納された設定要素
メモリ61と、この設定要素メモリ61に格納されたチ
ャンネル情報の一つを順次読み出してチャンネル情報J
1として受信高周波部1へ送出するチャンネル選択回路
62と、受信高周波部1から出力される受信レベル情報
J2をメモリ64へ順次格納し、受信レベルが最大とな
るチャンネルを受信チャンネルとして判定するチャンネ
ル判定回路63とを有している。
【0031】図5は受信チャンネル設定部6の動作を示
すフローチャートである。
【0032】まず、チャンネル選択回路62は、4チャ
ンネル(CH1〜CH4)のチャンネル情報が予め格納
されている設定要素メモリ61から未選択のチャンネル
情報を一つ読み出して受信高周波部1の局部発振回路1
2へ送出し(ステップ201)、受信高周波部1のAG
C増幅回路14から受信レベル情報J2を受けて一旦メ
モリ64へ格納する(ステップ202)。
【0033】そして、CH1〜CH4の全てのチャンネ
ルについて同様な処理を行った後(ステップ203)、
メモリ64へ格納された受信レベル情報J2を比較し、
受信レベルが最大のチャンネルを受信チャンネルとして
判定し設定する(ステップ204)。
【0034】次に、GI長の設定について説明する。
【0035】ここで、GI長設定部7は、図6に示すよ
うに、OFDM信号のフレームのヌルシンボル(第1番
目のシンボル)を検出するヌルシンボル検出回路71
と、OFDM信号のフレームのスイープシンボル(第3
番目のシンボル)に基づき正確なフレーム先頭を検出す
る相関検出回路72と、検出したフレーム先頭に基づき
2つのGI長(3μs,12μs)のいずれか一方を判
定しGI長情報J3として出力するGI長判定回路73
とを有している。
【0036】図7はGI長設定部7の動作を示すフロー
チャートである。
【0037】まず、OFDM信号のフレームのヌルシン
ボル(第1番目のシンボル)を検出しておおよそのフレ
ームの先頭位置を把握する(ステップ301)。また、
OFDM信号のフレームのスイープシンボル(第3番目
のシンボル)に基づき既知のパターンとの相関を検出し
て正確なフレーム先頭位置を検出する(ステップ30
2)。そして、GI長に応じてシンボル長およびフレー
ム長が異なる点を利用して、2つのGI長(3μs,1
2μs)のいずれか一方を判定し、GI長情報J3とし
て出力する(ステップ303)。
【0038】次に、符号化率の設定について説明する。
【0039】符号化率設定部8は、図8に示すように、
複数の符号化率情報が予め格納された設定要素メモリ8
1と、この設定要素メモリ81に格納された符号化率情
報の一つを順次読み出して符号化率情報J6としてビタ
ビ復号部4へ送出する符号化率選択回路82と、ビタビ
復号部4から出力されるデータの誤り率情報J4に基づ
き符号化率を判定する符号化率判定回路83と、リード
ソロモン復号部5から出力されるデータの誤り率情報J
5に基づき「NO CODE」であることを判定するN
O CODE判定回路84とを有している。
【0040】図9は符号化率設定部8の動作を示すフロ
ーチャートである。
【0041】まず、符号化率選択回路82は、4つの符
号化率(1/2,2/3,3/4,7/8)の情報が予
め格納されている設定要素メモリ81から符号化率情報
の一つを読み出してビタビ復号部4へ送出する(ステッ
プ401)。
【0042】符号化率判定回路83は、ビタビ復号部4
から折返してデータの誤り率情報J4を受け(ステップ
402)、ビタビ復号の誤り率が許容値以内であれば
(ステップ403)、選択した符号化率を設定する(ス
テップ404)。
【0043】ステップ403においてビタビ復号の誤り
率が許容値を超えているのであれば、NO CODE判
定回路84に判定を依頼する。NO CODE判定回路
84は、リードソロモン復号部5から受ける誤り率情報
J5が示す誤り率が許容値以内であるならば(ステップ
405)、NO CODEであると判定し(ステップ4
06)、信号を直接リードソロモン復号部5へ供給する
ようにスイッチ10を切替える(ステップ407)。
【0044】また、ステップ405においてリードソロ
モン復号の誤り率が許容値を超えているのであれば、ス
テップ401に戻り、設定要素メモリ81から未選択の
符号化率情報の一つを読み出してビタビ復号部4へ送出
し、同様の処理を行うことにより、4つの符号化率(1
/2,2/3,3/4,7/8)及びNO CODEの
いずれかを判定できる。なお、符号化率判定回路83に
おいて、4つの符号化率(1/2,2/3,3/4,7
/8)に対しビタビ復号の誤り率がいずれも許容値を超
える場合には、NO CODEであると判定するように
してもよい。しかし、この場合は無線回線のエラー発生
による可能性があるので、リードソロモン復号の誤り率
により判定することにより、確実なNO CODE判定
が可能となる。
【0045】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、受
信機側において自動的に設定要素を判定して設定できる
ので、従来のようにリモコン回線や特定のサブキャリア
を介して設定情報を受信機側に伝送する必要がなく、ま
た、調整や保守等の煩わしさを排除できるという効果が
得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を示すブロック図である。
【図2】図1に示した設定要素認識手段9の動作を示す
フローチャートである。
【図3】図1に示した受信高周波部1の一例を示すブロ
ック図である。
【図4】図1に示した受信チャンネル設定部6の一例を
示すブロック図である。
【図5】受信チャンネル設定部6の動作を示すフローチ
ャートである。
【図6】図1に示したGI長設定部7の一例を示すブロ
ック図である。
【図7】GI長設定部7の動作を示すフローチャートで
ある。
【図8】図1に示した符号化率設定部8の一例を示すブ
ロック図である。
【図9】符号化率設定部8の動作を示すフローチャート
である。
【図10】OFDM信号のフレーム構成例を示す図であ
る。
【符号の説明】
1 受信高周波部 4 ビタビ復号部 5 リードソロモン復号部 6 受信チャンネル設定部 7 GI長設定部 8 符号化率設定部 9 設定要素認識手段 10 スイッチ 61,81 設定要素メモリ 62 チャンネル選択回路 63 チャンネル判定回路 71 ヌルシンボル検出回路 72 相関検出回路 73 GI長判定回路 82 符号化率選択回路 83 符号化率判定回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5J065 AC02 AD11 AH23 5K014 AA01 BA08 BA11 EA01 EA08 FA11 GA02 HA10 5K022 AA26 DD01 DD33

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 指定される受信チャンネルに対応する局
    部発振信号を生成して受信信号を所定の中間周波数信号
    に変換すると共に受信レベルを検出する受信高周波部
    と、前記中間周波数信号を直交復調する直交復調部と、
    直交復調出力をフーリエ変換するフーリエ変換部と、フ
    ーリエ変換出力を符号化率に応じてビタビ復号すると共
    にデータ誤り率情報を出力するビタビ復号部と、ビタビ
    復号出力を誤り符号訂正すると共にデータ誤り率情報を
    出力するリードソロモン復号部と、前記受信レベルおよ
    び前記中間周波数信号並びに前記データ誤り率に基づき
    設定要素である受信チャンネルおよびガードインターバ
    ル長並びにビタビ復号の符号化率をそれぞれ認識し設定
    する設定要素認識手段とを備えることを特徴とするOF
    DM受信機。
  2. 【請求項2】 前記設定要素認識手段は、前記受信チャ
    ンネルの受信レベルに基づき前記受信チャンネルを判定
    し設定する受信チャンネル設定部と、前記OFDM信号
    のフレームの同期シンボルに基づき前記ガードインター
    バル長を判定し設定するガードインターバル長設定部
    と、ビタビ復号およびリードソロモン復号におけるデー
    タ誤り率に基づき符号化率を判定し設定する符号化率設
    定部とを有することを特徴とする請求項1記載のOFD
    M受信機。
  3. 【請求項3】 前記受信チャンネル設定部は、前記複数
    の受信チャンネルの情報を予め記憶しているメモリと、
    このメモリにから前記受信チャンネル情報を順次読み出
    して前記受信高周波部へ送出するチャンネル選択回路
    と、前記受信チャンネル毎の前記受信レベルを比較して
    最大レベルの受信チャンネルを設定するチャンネル判定
    回路とを有することを特徴とする請求項2記載のOFD
    M受信機。
  4. 【請求項4】 前記ガードインターバル長設定部は、O
    FDM信号のフレームのヌルシンボル(第1番目のシン
    ボル)に基づきおおよそのフレーム先頭位置を検出する
    ヌルシンボル検出回路と、OFDM信号のフレームのス
    イープシンボル(第3番目のシンボル)に基づき正確な
    フレーム先頭位置を検出する相関検出回路と、検出した
    フレーム先頭に基づきGI長を判定するGI長判定回路
    とを有していることを特徴とする請求項2記載のOFD
    M受信機。
  5. 【請求項5】 前記符号化率設定部は、複数の符号化率
    情報が予め格納されたメモリと、このメモリに格納され
    た符号化率情報の一つを順次読み出して前記ビタビ復号
    部へ送出する符号化率選択回路と、前記ビタビ復号部か
    ら出力されるデータの誤り率に基づき符号化率を判定す
    る符号化率判定回路とを有し、この符号化率判定回路
    は、前記ビタビ復号部における誤り率が許容値以内であ
    るときにその符号化率を設定することを特徴とする請求
    項2記載のOFDM受信機。
  6. 【請求項6】 前記符号化率設定部は、前記リードソロ
    モン復号部から出力されるデータの誤り率情報に基づき
    NO CODEであることを判定するNOCODE判定
    回路を有し、このNO CODE判定回路は、前記ビタ
    ビ復号部での誤り率が許容値を超えたときに前記リード
    ソロモン復号部での誤り率が許容値以内であるならばN
    O CODEであると判定し設定することを特徴とする
    請求項5記載のOFDM受信機。
  7. 【請求項7】 前記符号化率判定回路は、前記複数の符
    号化率の全てに対してビタビ復号処理における誤り率が
    許容値を超えるときはNO CODEであると判定する
    ことを特徴とする請求項5記載のOFDM受信機。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006005796A (ja) * 2004-06-18 2006-01-05 Hiroshima Univ 送信シンボル作成回路、ディジタルデータ送信器、送信シンボル作成方法、ディジタルデータ送信方法、送信シンボル作成プログラム、最尤系列推定回路、ディジタルデータ受信器、最尤系列推定方法、ディジタルデータ受信方法、最尤系列推定プログラム、コンピュータ読み取り可能な記録媒体、およびディジタルデータ送受信システム
JP2006262394A (ja) * 2005-03-18 2006-09-28 Nec Corp 復号回路及び復号方法
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