JP2004247945A - Ｏｆｄｍ受信装置、半導体集積回路及びｏｆｄｍ受信方法 - Google Patents
Ｏｆｄｍ受信装置、半導体集積回路及びｏｆｄｍ受信方法 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】小さい回路規模で高精度に妨害を検出可能なＯＦＤＭ受信装置、半導体集積回路及びＯＦＤＭ受信方法を提供する。
【解決手段】受信部５１からの受信信号をフーリエ変換して変換信号ＳＦＦＴを供給する変換回路５２、変換信号ＳＦＦＴからパイロット信号ＳＰを検出し、パイロット信号ＳＰに時間補間を施す第１の補間回路５３、時間補間されたパイロット信号ＳＰに演算処理を施し、演算処理の結果に基づいて妨害を検出する妨害検出回路８ａ、前記妨害が検出されたパイロット信号ＳＰに対して周波数方向に妨害補間を行い、妨害補間後のパイロット信号ＳＰを周波数補間する第２の補間回路５４、変換信号ＳＦＦＴ及び周波数補間されたパイロット信号ＳＦに基づいて復調処理を行う復調回路６を備えるＯＦＤＭ受信装置。
【選択図】 図１
【解決手段】受信部５１からの受信信号をフーリエ変換して変換信号ＳＦＦＴを供給する変換回路５２、変換信号ＳＦＦＴからパイロット信号ＳＰを検出し、パイロット信号ＳＰに時間補間を施す第１の補間回路５３、時間補間されたパイロット信号ＳＰに演算処理を施し、演算処理の結果に基づいて妨害を検出する妨害検出回路８ａ、前記妨害が検出されたパイロット信号ＳＰに対して周波数方向に妨害補間を行い、妨害補間後のパイロット信号ＳＰを周波数補間する第２の補間回路５４、変換信号ＳＦＦＴ及び周波数補間されたパイロット信号ＳＦに基づいて復調処理を行う復調回路６を備えるＯＦＤＭ受信装置。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はデジタル伝送方式に関し、特に、伝送路中の妨害を検出可能なＯＦＤＭ受信装置、半導体集積回路及びＯＦＤＭ受信方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
音声及び映像信号のデジタル伝送方式として直交周波数分割多重方式（ＯＦＤＭ）が主流になりつつある。ＯＦＤＭにおいては互いに直交する複数キャリアにデータが割り当てられる。送信側は、送信信号に逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）を施す。これに対して受信側は、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）により受信信号の復調を行う。各キャリアは同期検波による直交振幅変調方式（ＱＡＭ）伝送、又は遅延検波等の任意の変調方式を用いることが出来る。同期検波の場合、送信信号に周期的にパイロット信号が挿入される。受信側では受信信号中のパイロット信号に基づき誤差を求め、振幅等化及び位相等化を行う。一方、遅延検波の場合、キャリアを再生せずに、シンボル間で差動符号化を行い受信信号を復調する。
【０００３】
しかしながら、伝送路においては、マルチパスによるフェージング、アナログテレビジョン放送の搬送波に起因した同一チャンネル妨害、及び伝送路中のスプリアス等の妨害が存在する。同期検波の場合、パイロット信号が妨害を受けると、受信信号を正確に復調できない。パイロット信号の妨害を検出するための第１の従来技術として、例えば、受信信号中のパイロット信号に対し、使用キャリア毎に時間方向の積分を施す手法がある（例えば、特許文献１参照。）。また、第２の従来技術として、パイロット信号の時間方向の変動から妨害を検出する手法が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−２５２０４０号公報
【０００５】
【特許文献２】
特開２００２−９４４８４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
地上波ディジタルテレビ放送の使用キャリア数は、移動体通信機器及び無線ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）等の使用キャリア数と比して非常に多い。第１の従来技術においては、使用キャリア数の増加と比例して妨害の検出に必要な回路の回路規模が増大する。第２の従来技術においては、パイロット信号の時間変動から妨害を検出するのみでは、周波数方向の変動が検出できない。周波数方向の変動が検出できなければ高精度な妨害検出は困難である。
【０００７】
上記問題点を鑑み、本発明は、小さい回路規模で高精度に妨害を検出可能なＯＦＤＭ受信装置、半導体集積回路及びＯＦＤＭ受信方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する為に、本発明の第１の特徴は、（イ）受信部からの受信信号をフーリエ変換して変換信号を供給する変換回路；（ロ）変換信号からパイロット信号を検出し、パイロット信号に時間補間を施す第１の補間回路；（ハ）時間補間されたパイロット信号に演算処理を施し、演算処理の結果を閾値と比較して妨害を検出する妨害検出回路；（ニ）妨害が検出されたパイロット信号に対して周波数方向に妨害補間を行い、妨害補間後のパイロット信号を周波数補間する第２の補間回路；（ホ）変換信号及び周波数補間されたパイロット信号に基づいて復調処理を行う復調回路を備えるＯＦＤＭ受信装置であることを要旨とする。
【０００９】
本発明の第２の特徴は、（イ）半導体チップ；（ロ）半導体チップ上に集積化され、受信部からの受信信号をフーリエ変換して変換信号を供給する変換回路；（ハ）半導体チップ上に集積化され、変換信号からパイロット信号を検出し、パイロット信号に時間補間を施す第１の補間回路；（ニ）半導体チップ上に集積化され、時間補間されたパイロット信号に演算処理を施し、演算処理の結果を閾値と比較して妨害を検出する妨害検出回路；（ホ）半導体チップ上に集積化され、妨害が検出されたパイロット信号に対して周波数方向に妨害補間を行い、妨害補間後のパイロット信号を周波数補間する第２の補間回路；（ヘ）半導体チップ上に集積化され、変換信号及び周波数補間されたパイロット信号に基づいて復調処理を行う復調回路を備える半導体集積回路であることを要旨とする。
【００１０】
本発明の第３の特徴は、（イ）受信信号をフーリエ変換して変換信号を供給し；（ロ）変換信号からパイロット信号を検出し、パイロット信号に時間補間を施し；（ハ）時間補間されたパイロット信号に演算処理を施し、演算処理の結果を閾値と比較して妨害を検出し；（ニ）妨害が検出されたパイロット信号に対して周波数方向に妨害補間を行い、妨害補間後のパイロット信号を周波数補間し；（ホ）変換信号及び周波数補間されたパイロット信号に基づいて復調処理を行うことを含むＯＦＤＭ受信方法であることを要旨とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、図面を参照して、本発明の第１〜第３の実施の形態を説明する。この第１〜第３の実施の形態における図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。
【００１２】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態に係るＯＦＤＭ受信装置は、図１に示すように、受信部５１からの受信信号ＳＴをフーリエ変換して変換信号ＳＦＦＴを供給する変換回路５２、変換信号ＳＦＦＴからパイロット信号ＳＰを検出し、パイロット信号ＳＰに時間補間を施す第１の補間回路５３、時間補間されたパイロット信号ＳＰに演算処理を施し、演算処理の結果に基づいて妨害を検出する妨害検出回路８ａ、妨害が検出されたパイロット信号ＳＰに対して周波数方向に妨害補間を行い、妨害補間後のパイロット信号ＳＰを周波数補間する第２の補間回路５４、変換信号ＳＦＦＴ及び周波数補間されたパイロット信号ＳＦに基づいて復調処理を行う復調回路６を備える。
【００１３】
図１に示す受信部５１は、アンテナ１、アンテナ１に接続されたチューナ２、チューナ２に接続されたアナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換器３を備える。チューナ２は、例えば、アンテナ１に接続された高周波フィルタ回路、高周波フィルタ回路に一方の入力が接続されたミキサ回路、ミキサ回路の他方の入力に接続された局部発振器、ミキサ回路の出力に接続された自動ゲイン制御（ＡＧＣ）回路を備える。
【００１４】
また、変換回路５２は、チューナ２に接続された直交検波回路４、直交検波回路４に接続されたフーリエ変換回路５を備える。直交検波回路４は、受信信号ＳＴからベースバンド信号ＳＢを生成しフーリエ変換回路５に供給する。ベースバンド信号ＳＢは、受信信号ＳＴの時間方向における各キャリアの位相情報及び振幅情報を有する。フーリエ変換回路５は、ベースバンド信号ＳＢを高速フーリエ変換して変換信号ＳＦＦＴを生成する。高速フーリエ変換により、ベースバンド信号ＳＢは時間領域から周波数領域に変換される。変換信号ＳＦＦＴは、受信信号ＳＴの周波数方向における各キャリアの位相情報及び振幅情報を有する。
【００１５】
更に、第１の補間回路５３は、図１に示すように、フーリエ変換回路５に接続されたパイロット信号検出回路１１、パイロット信号検出回路１１に接続された時間補間回路７を備える。パイロット信号検出回路１１は、変換信号ＳＦＦＴに含まれるパイロット信号ＳＰを検出する。パイロット信号ＳＰは、例えば図２（ａ）に示すように、変換信号ＳＦＦＴの４シンボル毎に挿入される。時間補間回路７は、パイロット信号ＳＰを時間方向に前後のパイロット信号ＳＰから補間する。時間方向に補間されたパイロット信号ＳＰは妨害検出回路８ａ及び第２の補間回路５４に伝送される。
【００１６】
図１に示す妨害検出回路８ａは、時間補間回路７に接続された差分演算回路８１ａ、差分演算回路８１ａに接続された閾値比較回路８２ａを備える。差分演算回路８１ａは、図２（ｃ）に示すように、周波数方向に隣り合う２つのパイロット信号、即ち第ｋのパイロット信号ＳＰｋ及び第（ｋ＋１）のパイロット信号ＳＰ（ｋ＋１）に差分処理を施す（ｋ：整数）。閾値比較回路８２ａは、差分処理の結果を閾値Ａｔｈと比較し妨害検出信号ＳＤを生成する。或いは、図２（ｃ）に示すように、差分演算回路８１ａは、周波数方向に隣り合う３つのパイロット信号、即ち第ｋのパイロット信号ＳＰｋ、第（ｋ＋１）のパイロット信号ＳＰ（ｋ＋１）、及び第（ｋ＋２）のパイロット信号ＳＰ（Ｋ＋２）に差分処理を施す。この場合、閾値比較回路８２ａの内部に差分値を保持するレジスタが備えられる。
【００１７】
また、第２の補間回路５４は、図１に示すように、時間補間回路７及び閾値比較回路８２ａに接続された妨害補間回路９、妨害補間回路９に接続された周波数補間回路１０を備える。妨害補間回路９は、時間補間されたパイロット信号ＳＰを妨害検出信号ＳＤにより妨害補間する。パイロット信号ＳＰは、例えば図２（ａ）に示すように、変換信号ＳＦＦＴの周波数方向において周期的に挿入されている。周波数補間回路１０は、パイロット信号ＳＰを周波数方向に隣り合う２つのパイロット信号ＳＰから補間する。周波数補間回路１０は、周波数補間を行い周波数補間信号ＳＦを復調回路６に供給する。復調回路６は、変換信号ＳＦＦＴ及び周波数補間信号ＳＦに基づき、同期検波による復調を行う。この結果、各データキャリアの伝達関数が推定され、データの振幅及び位相等化が実行される。復調回路６が復調した復調信号は、出力端子７１を介して外部回路に伝達される。
【００１８】
次に、図１及び図２を用いて、本発明の第１の実施の形態に係るＯＦＤＭ受信方法を説明する。
【００１９】
（イ）図１に示すアンテナ１が受信した受信信号ＳＴは、チューナ２により選局される。Ａ／Ｄ変換器３は、選局された受信信号ＳＴをディジタル信号に変換する。ディジタル信号に変換された受信信号ＳＴは、直交検波回路４により準同期直交検波が施される。この結果、直交位相の関係にある正弦波成分び余弦波成分が受信信号ＳＴから抽出される。パイロット信号検出回路１１は、図２（ａ）に示すように、パイロット信号ＳＰの周期性を利用して変換信号ＳＦＦＴからパイロット信号ＳＰを検出する。
【００２０】
（ロ）次に、差分演算回路８１ａは、図２（ｂ）に示すように、周波数方向に隣合う第ｋのパイロット信号ＳＰｋの複素成分と第（ｋ＋１）のパイロット信号ＳＰ（ｋ＋１）の複素成分との差分Ｄｋ１を算出する。或いは、図２（ｃ）に示す周波数方向に隣り合う３つのパイロット信号、即ち第ｋのパイロット信号ＳＰｋ、第（ｋ＋１）のパイロット信号ＳＰ（ｋ＋１）、第（ｋ＋２）のパイロット信号ＳＰ（ｋ＋２）を利用してもよい。この場合、図２（ｃ）に示す第ｋのパイロット信号ＳＰｋと第（ｋ＋１）のパイロット信号ＳＰ（ｋ＋１）との第１の差分Ｄｋ１、及び第２のパイロット信号ＳＰ（ｋ＋１）と第３のパイロット信号ＳＰ（ｋ＋２）との第２の差分Ｄｋ２をそれぞれ求める。周波数方向に前のパイロット信号ＳＰｋの複素成分をＡｋ、周波数方向に後のパイロット信号ＳＰ（ｋ＋１）の複素成分をＡ（ｋ＋１）とすると、図２（ｂ）に示すように第１の差分Ｄｋ１は：
Ｄｋ１＝Ａｋ−Ａ（ｋ＋１） ・・・・・（１）
となる。閾値比較回路８２ａは、差分Ｄｋが閾値Ａｔｈを超えた場合、妨害検出信号ＳＤを妨害補間回路９に供給する。尚、図２（ｃ）に示すように複素成分の振幅の差分に代えて振幅の差分を用いることも可能である。
【００２１】
（ハ）次に、閾値比較回路８２ａは第１の差分Ｄｋ１及び第２の差分Ｄｋ２を保持する。第１の差分Ｄｋ１及び第２の差分Ｄｋ２が共に閾値Ａｔｈを超えた場合、第２のパイロット信号ＳＰ（ｋ＋１）が妨害を受けた旨の妨害検出信号ＳＤを妨害補間回路９に供給する。妨害補間回路９は、妨害検出信号ＳＤに応じて第１のパイロット信号ＳＰｋと第３のパイロット信号ＳＰ（ｋ＋２）との平均位置に、図２（ｃ）に示すような補間パイロット信号ＲＳＰを補間する。
【００２２】
（ニ）次に、周波数補間回路１０は、妨害補間されたパイロット信号ＳＰに更に周波数補間を施す。周波数補間を施されたパイロット信号ＳＰは復調回路６に供給される。復調回路６は、変換信号ＳＦＦＴと周波数補間されたパイロット信号ＳＦとを用いて同期検波により復調処理を行う。
【００２３】
このように、第１の実施の形態に係るＯＦＤＭ受信装置によれば、妨害検出回路８ａが妨害を検出したパイロット信号ＳＰのみを妨害補間回路９が妨害補間することが出来る。更に、妨害検出回路９が周波数方向の変動を検知して妨害を検出するので、時間方向の変動要因と無関係に妨害を検出することが出来る。時間方向の複雑な演算処理が不要となるので、受信信号ＳＴのキャリア数が増大しても回路規模を増大させる必要が無い。周波数補間回路１０が妨害補間されたパイロット信号ＳＰに対して周波数方向に補間を行うため高精度にパイロット信号ＳＰの妨害を修正することが出来る。また、時間補間、妨害補間、及び周波数補間が復調前に実行される。このため、周波数補間後のパイロット信号ＳＦは非常に誤り率を低く復調できる。したがって、復調回路６は安定して復調を行うことが出来る。
【００２４】
更に本発明の第１の実施の形態の変形例として、図３に示すように、妨害検出回路８ｂが、二乗和演算を実行しパイロット信号ＳＰの振幅を求める二乗和回路８３、パイロット信号ＳＰの振幅と閾値Ａｔｈとを比較する閾値比較回路８２ｂを備えるようにしてもよい。閾値Ａｔｈには上限と下限とが設定されている。閾値比較回路８２ｂは、パイロット信号ＳＰの振幅が閾値Ａｔｈの上限よりも大きい場合又はパイロット信号ＳＰの振幅が閾値Ａｔｈの下限より小さい場合に妨害と判断する。チューナ２には、通常、受信信号ＳＴのゲイン（振幅）を一定に保つＡＧＣ回路が備えられる。受信信号ＳＴの振幅が一定となるのでパイロット信号ＳＰの振幅も一定に保たれる。よって妨害は、二乗和回路８３がパイロット信号ＳＰの振幅を求め、更に閾値比較回路８２ｂが振幅の値と閾値Ａｔｈとを比較することにより検出できる。
【００２５】
なお、図１に示したＯＦＤＭ受信装置は、例えば図４に示すように、同一の半導体チップ９３ａ上にモノリシックに集積化し、半導体集積回路９２を形成することが可能である。図４に示す例においては、半導体集積回路９２は、半導体チップ９３ａ上にボンディングパッド９４、９５を備えている。ボンディングパッド９５は、図１に示す受信部５１からの受信信号ＳＴを直交検波回路４に入力する為の内部端子である。ボンディングパッド９４は、復調回路６が供給する復調信号を外部に出力する為の内部端子である。
【００２６】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態に係るＯＦＤＭ受信装置は、図５に示すように、差分演算回路８１ｃからの差分結果の平均値を求め閾値比較回路８２ｃの閾値Ａｔｈを制御する平均化回路３０を備える点が図１に示したＯＦＤＭ受信装置と異なる。平均化回路３０は、差分演算回路８１ｃに接続された二乗和回路３１、二乗和回路に接続された積分回路３２、積分回路３２と閾値比較回路８２ｃとの間に接続された補正回路３３を備える。その他の構成については、図１に示したＯＦＤＭ受信装置の構成と同様である。図５に示すＯＦＤＭ受信装置は、例えば図６に示すように、同一の半導体基板９３ｂ上にモノリシックに集積化し、半導体集積回路９６として構成することが可能である。
【００２７】
次に、図２及び図５を用いて、本発明の第２の実施の形態に係るＯＦＤＭ受信方法を説明する。但し、第１の実施の形態に係るＯＦＤＭ受信方法と重複する説明は省略する。
【００２８】
（イ）図５に示す差分演算回路８１ｃは、図２（ｂ）に示すように、周波数方向に隣合う２つのパイロット信号、即ち第１のパイロット信号ＳＰｋの複素成分と第２のパイロット信号ＳＰ（ｋ＋１）の複素成分との差分Ｄｋを式（１）により算出する。
【００２９】
（ロ）次に、二乗和回路３１は、差分演算回路８１ｃが算出した差分Ｄｋに二乗和演算を施し、差分Ｄｋの振幅値を求める。積分回路３２は、差分Ｄｋの振幅値について、全キャリアをシンボル単位で積分する。或いは、積分回路３２は、差分Ｄｋについて一部キャリアについて積分する。積分処理により差分Ｄｋの平均値が求められる。
【００３０】
（ハ）次に、補正回路３３は、差分Ｄｋの平均値にオフセット加算、定数倍等の処理を施し、閾値比較回路８２ｃの閾値Ａｔｈを算出する。即ち、β及びＮを２以上の整数、オフセットをαとすると閾値Ａｔｈは：
Ａｔｈ＝α＋β／Ｎ・ΣＤｋ ・・・・・（２）
となる。閾値比較回路８２ｃは、差分Ｄｋと閾値Ａｔｈとを比較し、妨害を検出する。
【００３１】
（ニ）妨害補間回路９は閾値比較回路８２ｃが供給する妨害検出信号ＳＤに応じて図２（ｃ）に示すように補間パイロット信号ＲＳＰを補間する。周波数補間回路１０は周波数補間を実行する。復調回路６は、変換信号ＳＦＦＴと周波数補間されたパイロット信号ＳＦとを用いて同期検波により受信信号を復調する。
【００３２】
このように、第２の実施の形態によれば、平均化回路３０が差分Ｄｋの平均値を算出することにより、マルチパス、チューナ周波数特性、及び雑音等に起因する閾値Ａｔｈの変動に対応可能なＯＦＤＭ受信装置を提供出来る。
【００３３】
（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態に係るＯＦＤＭ受信装置は、図７に示すように、妨害検出信号ＳＤをカウントし、カウントの結果に応じて閾値比較回路８２ｄの閾値Ａｔｈを変更させる妨害カウント回路６１ａを備える点が図１に示したＯＦＤＭ受信装置と異なる。妨害カウント回路６１ａは、カウント時間を生成するためのタイマを備えることが好ましい。妨害カウント回路６ａは、妨害検出信号ＳＤのカウント回数が所定の回数を超えた場合に妨害検出信号ＳＧを閾値比較回路８２ｄに供給する。或いは、妨害カウント回路６１ａは、妨害検出信号ＳＤのカウント回数が所定の時間内に所定の回数を超えた場合に妨害検出信号ＳＧを閾値比較回路８２ｄに供給する。その他の構成については、図１に示したＯＦＤＭ受信装置の構成と同様である。図７に示すＯＦＤＭ受信装置は、例えば図８に示すように、同一の半導体基板９３ｃ上にモノリシックに集積化し、半導体集積回路９７として構成することが可能である。
【００３４】
次に、図２、図７、及び図９を用いて、本発明の第３の実施の形態に係るＯＦＤＭ受信方法を説明する。但し、第１の実施の形態に係るＯＦＤＭ受信方法と重複する説明は省略する。
【００３５】
（イ）図７に示す差分演算回路８１ｄは、図２（ｃ）に示すように、周波数方向に隣合う第ｋのパイロット信号ＳＰｋの振幅と第（ｋ＋１）のパイロット信号ＳＰ（ｋ＋１）の振幅との第１の差分Ｄｋ１を算出する。即ち、第１の差分Ｄｋ１を：
｜Ｄｋ１｜＝｜Ａｋ｜−｜Ａ（ｋ＋１）｜ ・・・・・（３）
により求める。差分演算回路８１ｄは、式（１）に示すように、第ｋのパイロット信号ＳＰｋの複素成分と第（ｋ＋１）のパイロット信号ＳＰ（ｋ＋１）の複素成分との第１の差分Ｄｋ１を算出してもよい。
【００３６】
（ロ）次に、閾値比較回路８２ｄは、パイロット信号ＳＰの振幅が閾値Ａｔｈの上限よりも大きい場合又は閾値Ａｔｈの下限より小さい場合に妨害と判断する。よって、図９（ａ）においては、第４のパイロット信号ＳＰ４が妨害を受けたパイロット信号ＳＰであると判断する。図９（ｂ）においては、第５のパイロット信号ＳＰ５が妨害を受けたパイロット信号ＳＰであると判断する。パイロット信号ＳＰに妨害が検出された場合、閾値比較回路８２ｄは妨害検出信号ＳＤを妨害補間回路９及び妨害カウント回路６１ａに供給する。
【００３７】
（ハ）次に、妨害カウント回路６１ａは、妨害検出信号ＳＤを一定の回数カウントし、異常検出信号ＳＧを閾値比較回路６１ａに供給する。閾値比較回路８２ｄは異常検出信号ＳＧに応じて閾値Ａｔｈの値を調節する。この結果、図９（ａ）に示すパイロット信号ＳＰ１〜ＳＰ８のばらつきが小さい場合、閾値比較回路８２ｄは閾値Ａｔｈの上限と下限との幅を減少させる。これに対して図９（ｂ）に示すパイロット信号ＳＰ１〜ＳＰ８のばらつきが大きい場合、パイロット信号ＳＰ１〜ＳＰ８のばらつきが小さい場合と比して広い範囲の閾値Ａｔｈを設定する。
【００３８】
（ニ）一方、妨害補間回路９は、妨害検出信号ＳＤに応じて妨害補間を行う。更に、周波数補間回路１０及び復調回路６を介して復調信号が出力端子７１から供給される。
【００３９】
このように、第３の実施の形態によれば、閾値比較回路８２ｄに設定される閾値Ａｔｈを理想的な値に調節することが可能となる。したがって、妨害でないパイロット信号ＳＰをも補間する誤動作が防止できる。
【００４０】
本発明の第３の実施の形態の変形例に係るＯＦＤＭ受信装置として、図１０に示すように、妨害検出信号ＳＤをカウントし、カウントの結果に応じて第２の補間回路５４の妨害補間を停止させる妨害カウント回路６１ｂを備える構成としてもよい。妨害の影響が非常に大きく、閾値比較回路８２ｅの閾値Ａｔｈが定まらない場合、妨害補間回路９の動作を停止させることにより誤動作の発生を防止できる。
【００４１】
（その他の実施の形態）
上記のように、本発明は第１〜第３の実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【００４２】
また、第１の実施の形態において、図１に示す妨害補間回路９は、図２（ｃ）に示すように、妨害検出信号ＳＤに応じて第ｋのパイロット信号ＳＰｋと第（ｋ＋２）のパイロット信号ＳＰ（ｋ＋２）との平均位置に補間パイロット信号ＲＳＰを補間するとして説明した。しかし、平均位置に補間パイロット信号ＲＳＰを補間せずに、パイロット信号ＳＰの時間方向の周期性を利用して補間パイロット信号ＲＳＰを補間してもよい。第ｋのパイロット信号ＳＰｋの一定時間経過後に補間信号ＲＳＰを挿入することにより、時系列的に後戻りすることなく高速に妨害補間することが可能となる。
【００４３】
第２の実施の形態においては、図５に示すように、差分Ｄｋの平均値を算出し閾値Ａｔｈを調節するとして説明した。また、第３の実施の形態においては、図７に示すように、妨害検出信号をカウントして閾値Ａｔｈを調節するとして説明した。本発明のその他の実施の形態として、図５に示す閾値比較回路８２ｃに図７に示す妨害カウント回路を接続する構成でもよい。
【００４４】
既に述べた第１〜第３の実施の形態においては、受信部５１を半導体基板上に集積化しない一例を説明した。しかし、チューナ２の一部及びＡ／Ｄ変換器３も同一半導体基板上に集積化できることは勿論である。チューナ２の一部としては、例えば、チューナ内部のミキサ回路、局部発振器、及びＡＧＣ回路が相当する。更に、第１〜第３の実施の形態に係るＯＦＤＭ受信装置は、地上波ディジタル放送に限らず移動体通信機器等広い範囲で利用可能であることは言うまでも無い。
【００４５】
このように本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲の発明特定事項によってのみ限定されるものである。
【００４６】
【発明の効果】
本発明によれば、小さい回路規模で高精度に妨害を検出可能なＯＦＤＭ受信装置、半導体集積回路及びＯＦＤＭ受信方法を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るＯＦＤＭ受信装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図２（ａ）は、受信信号中に挿入されたパイロット信号の様子を示す模式図であり、図２（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係るＯＦＤＭ受信装置の妨害検出の原理を説明する図であり、図２（ｃ）は、本発明の第１の実施の形態に係るＯＦＤＭ受信装置の妨害補間の原理を説明する図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態の変形例に係るＯＦＤＭ受信装置の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係るＯＦＤＭ受信装置を同一半導体基板上に集積化した構成の模式図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係るＯＦＤＭ受信装置の構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係るＯＦＤＭ受信装置を同一半導体基板上に集積化した構成の模式図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態に係るＯＦＤＭ受信装置の構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の第３の実施の形態に係るＯＦＤＭ受信装置を同一半導体基板上に集積化した構成の模式図である。
【図９】図９（ａ）は、本発明の第３の実施の形態に係るＯＦＤＭ受信装置のパイロット信号のばらつきが大きい場合の妨害検出の原理を説明する図であり、図９（ｂ）は、本発明の第３の実施の形態に係るＯＦＤＭ受信装置のパイロット信号のばらつきが小さい場合の妨害検出の原理を説明する図である。
【図１０】本発明の第３の実施の形態の変形例に係るＯＦＤＭ受信装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１…アンテナ
２…チューナ
３…Ａ／Ｄ変換器
４…直交検波回路
５…フーリエ変換回路
６…復調回路
７…時間補間回路
８ａ、８ｂ…妨害検出回路
９…妨害補間回路
１０…周波数補間回路
１１…パイロット信号検出回路
３０…平均化回路
３１…二乗和回路
３２…積分回路
３３…補正回路
５１…受信部
５２…変換回路
５３…第１の補間回路
５４…第２の補間回路
６１ａ、６１ｂ…妨害カウント回路
８１ａ、８１ｃ、８１ｅ…差分演算回路
８２ａ、８２ｂ、８２ｃ、８２ｄ…閾値比較回路
９２、９６、９７…半導体集積回路
９３ａ、９３ｂ、９３ｃ…半導体チップ
９４、９５…ボンディングパッド
【発明の属する技術分野】
本発明はデジタル伝送方式に関し、特に、伝送路中の妨害を検出可能なＯＦＤＭ受信装置、半導体集積回路及びＯＦＤＭ受信方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
音声及び映像信号のデジタル伝送方式として直交周波数分割多重方式（ＯＦＤＭ）が主流になりつつある。ＯＦＤＭにおいては互いに直交する複数キャリアにデータが割り当てられる。送信側は、送信信号に逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）を施す。これに対して受信側は、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）により受信信号の復調を行う。各キャリアは同期検波による直交振幅変調方式（ＱＡＭ）伝送、又は遅延検波等の任意の変調方式を用いることが出来る。同期検波の場合、送信信号に周期的にパイロット信号が挿入される。受信側では受信信号中のパイロット信号に基づき誤差を求め、振幅等化及び位相等化を行う。一方、遅延検波の場合、キャリアを再生せずに、シンボル間で差動符号化を行い受信信号を復調する。
【０００３】
しかしながら、伝送路においては、マルチパスによるフェージング、アナログテレビジョン放送の搬送波に起因した同一チャンネル妨害、及び伝送路中のスプリアス等の妨害が存在する。同期検波の場合、パイロット信号が妨害を受けると、受信信号を正確に復調できない。パイロット信号の妨害を検出するための第１の従来技術として、例えば、受信信号中のパイロット信号に対し、使用キャリア毎に時間方向の積分を施す手法がある（例えば、特許文献１参照。）。また、第２の従来技術として、パイロット信号の時間方向の変動から妨害を検出する手法が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−２５２０４０号公報
【０００５】
【特許文献２】
特開２００２−９４４８４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
地上波ディジタルテレビ放送の使用キャリア数は、移動体通信機器及び無線ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）等の使用キャリア数と比して非常に多い。第１の従来技術においては、使用キャリア数の増加と比例して妨害の検出に必要な回路の回路規模が増大する。第２の従来技術においては、パイロット信号の時間変動から妨害を検出するのみでは、周波数方向の変動が検出できない。周波数方向の変動が検出できなければ高精度な妨害検出は困難である。
【０００７】
上記問題点を鑑み、本発明は、小さい回路規模で高精度に妨害を検出可能なＯＦＤＭ受信装置、半導体集積回路及びＯＦＤＭ受信方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する為に、本発明の第１の特徴は、（イ）受信部からの受信信号をフーリエ変換して変換信号を供給する変換回路；（ロ）変換信号からパイロット信号を検出し、パイロット信号に時間補間を施す第１の補間回路；（ハ）時間補間されたパイロット信号に演算処理を施し、演算処理の結果を閾値と比較して妨害を検出する妨害検出回路；（ニ）妨害が検出されたパイロット信号に対して周波数方向に妨害補間を行い、妨害補間後のパイロット信号を周波数補間する第２の補間回路；（ホ）変換信号及び周波数補間されたパイロット信号に基づいて復調処理を行う復調回路を備えるＯＦＤＭ受信装置であることを要旨とする。
【０００９】
本発明の第２の特徴は、（イ）半導体チップ；（ロ）半導体チップ上に集積化され、受信部からの受信信号をフーリエ変換して変換信号を供給する変換回路；（ハ）半導体チップ上に集積化され、変換信号からパイロット信号を検出し、パイロット信号に時間補間を施す第１の補間回路；（ニ）半導体チップ上に集積化され、時間補間されたパイロット信号に演算処理を施し、演算処理の結果を閾値と比較して妨害を検出する妨害検出回路；（ホ）半導体チップ上に集積化され、妨害が検出されたパイロット信号に対して周波数方向に妨害補間を行い、妨害補間後のパイロット信号を周波数補間する第２の補間回路；（ヘ）半導体チップ上に集積化され、変換信号及び周波数補間されたパイロット信号に基づいて復調処理を行う復調回路を備える半導体集積回路であることを要旨とする。
【００１０】
本発明の第３の特徴は、（イ）受信信号をフーリエ変換して変換信号を供給し；（ロ）変換信号からパイロット信号を検出し、パイロット信号に時間補間を施し；（ハ）時間補間されたパイロット信号に演算処理を施し、演算処理の結果を閾値と比較して妨害を検出し；（ニ）妨害が検出されたパイロット信号に対して周波数方向に妨害補間を行い、妨害補間後のパイロット信号を周波数補間し；（ホ）変換信号及び周波数補間されたパイロット信号に基づいて復調処理を行うことを含むＯＦＤＭ受信方法であることを要旨とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、図面を参照して、本発明の第１〜第３の実施の形態を説明する。この第１〜第３の実施の形態における図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。
【００１２】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態に係るＯＦＤＭ受信装置は、図１に示すように、受信部５１からの受信信号ＳＴをフーリエ変換して変換信号ＳＦＦＴを供給する変換回路５２、変換信号ＳＦＦＴからパイロット信号ＳＰを検出し、パイロット信号ＳＰに時間補間を施す第１の補間回路５３、時間補間されたパイロット信号ＳＰに演算処理を施し、演算処理の結果に基づいて妨害を検出する妨害検出回路８ａ、妨害が検出されたパイロット信号ＳＰに対して周波数方向に妨害補間を行い、妨害補間後のパイロット信号ＳＰを周波数補間する第２の補間回路５４、変換信号ＳＦＦＴ及び周波数補間されたパイロット信号ＳＦに基づいて復調処理を行う復調回路６を備える。
【００１３】
図１に示す受信部５１は、アンテナ１、アンテナ１に接続されたチューナ２、チューナ２に接続されたアナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換器３を備える。チューナ２は、例えば、アンテナ１に接続された高周波フィルタ回路、高周波フィルタ回路に一方の入力が接続されたミキサ回路、ミキサ回路の他方の入力に接続された局部発振器、ミキサ回路の出力に接続された自動ゲイン制御（ＡＧＣ）回路を備える。
【００１４】
また、変換回路５２は、チューナ２に接続された直交検波回路４、直交検波回路４に接続されたフーリエ変換回路５を備える。直交検波回路４は、受信信号ＳＴからベースバンド信号ＳＢを生成しフーリエ変換回路５に供給する。ベースバンド信号ＳＢは、受信信号ＳＴの時間方向における各キャリアの位相情報及び振幅情報を有する。フーリエ変換回路５は、ベースバンド信号ＳＢを高速フーリエ変換して変換信号ＳＦＦＴを生成する。高速フーリエ変換により、ベースバンド信号ＳＢは時間領域から周波数領域に変換される。変換信号ＳＦＦＴは、受信信号ＳＴの周波数方向における各キャリアの位相情報及び振幅情報を有する。
【００１５】
更に、第１の補間回路５３は、図１に示すように、フーリエ変換回路５に接続されたパイロット信号検出回路１１、パイロット信号検出回路１１に接続された時間補間回路７を備える。パイロット信号検出回路１１は、変換信号ＳＦＦＴに含まれるパイロット信号ＳＰを検出する。パイロット信号ＳＰは、例えば図２（ａ）に示すように、変換信号ＳＦＦＴの４シンボル毎に挿入される。時間補間回路７は、パイロット信号ＳＰを時間方向に前後のパイロット信号ＳＰから補間する。時間方向に補間されたパイロット信号ＳＰは妨害検出回路８ａ及び第２の補間回路５４に伝送される。
【００１６】
図１に示す妨害検出回路８ａは、時間補間回路７に接続された差分演算回路８１ａ、差分演算回路８１ａに接続された閾値比較回路８２ａを備える。差分演算回路８１ａは、図２（ｃ）に示すように、周波数方向に隣り合う２つのパイロット信号、即ち第ｋのパイロット信号ＳＰｋ及び第（ｋ＋１）のパイロット信号ＳＰ（ｋ＋１）に差分処理を施す（ｋ：整数）。閾値比較回路８２ａは、差分処理の結果を閾値Ａｔｈと比較し妨害検出信号ＳＤを生成する。或いは、図２（ｃ）に示すように、差分演算回路８１ａは、周波数方向に隣り合う３つのパイロット信号、即ち第ｋのパイロット信号ＳＰｋ、第（ｋ＋１）のパイロット信号ＳＰ（ｋ＋１）、及び第（ｋ＋２）のパイロット信号ＳＰ（Ｋ＋２）に差分処理を施す。この場合、閾値比較回路８２ａの内部に差分値を保持するレジスタが備えられる。
【００１７】
また、第２の補間回路５４は、図１に示すように、時間補間回路７及び閾値比較回路８２ａに接続された妨害補間回路９、妨害補間回路９に接続された周波数補間回路１０を備える。妨害補間回路９は、時間補間されたパイロット信号ＳＰを妨害検出信号ＳＤにより妨害補間する。パイロット信号ＳＰは、例えば図２（ａ）に示すように、変換信号ＳＦＦＴの周波数方向において周期的に挿入されている。周波数補間回路１０は、パイロット信号ＳＰを周波数方向に隣り合う２つのパイロット信号ＳＰから補間する。周波数補間回路１０は、周波数補間を行い周波数補間信号ＳＦを復調回路６に供給する。復調回路６は、変換信号ＳＦＦＴ及び周波数補間信号ＳＦに基づき、同期検波による復調を行う。この結果、各データキャリアの伝達関数が推定され、データの振幅及び位相等化が実行される。復調回路６が復調した復調信号は、出力端子７１を介して外部回路に伝達される。
【００１８】
次に、図１及び図２を用いて、本発明の第１の実施の形態に係るＯＦＤＭ受信方法を説明する。
【００１９】
（イ）図１に示すアンテナ１が受信した受信信号ＳＴは、チューナ２により選局される。Ａ／Ｄ変換器３は、選局された受信信号ＳＴをディジタル信号に変換する。ディジタル信号に変換された受信信号ＳＴは、直交検波回路４により準同期直交検波が施される。この結果、直交位相の関係にある正弦波成分び余弦波成分が受信信号ＳＴから抽出される。パイロット信号検出回路１１は、図２（ａ）に示すように、パイロット信号ＳＰの周期性を利用して変換信号ＳＦＦＴからパイロット信号ＳＰを検出する。
【００２０】
（ロ）次に、差分演算回路８１ａは、図２（ｂ）に示すように、周波数方向に隣合う第ｋのパイロット信号ＳＰｋの複素成分と第（ｋ＋１）のパイロット信号ＳＰ（ｋ＋１）の複素成分との差分Ｄｋ１を算出する。或いは、図２（ｃ）に示す周波数方向に隣り合う３つのパイロット信号、即ち第ｋのパイロット信号ＳＰｋ、第（ｋ＋１）のパイロット信号ＳＰ（ｋ＋１）、第（ｋ＋２）のパイロット信号ＳＰ（ｋ＋２）を利用してもよい。この場合、図２（ｃ）に示す第ｋのパイロット信号ＳＰｋと第（ｋ＋１）のパイロット信号ＳＰ（ｋ＋１）との第１の差分Ｄｋ１、及び第２のパイロット信号ＳＰ（ｋ＋１）と第３のパイロット信号ＳＰ（ｋ＋２）との第２の差分Ｄｋ２をそれぞれ求める。周波数方向に前のパイロット信号ＳＰｋの複素成分をＡｋ、周波数方向に後のパイロット信号ＳＰ（ｋ＋１）の複素成分をＡ（ｋ＋１）とすると、図２（ｂ）に示すように第１の差分Ｄｋ１は：
Ｄｋ１＝Ａｋ−Ａ（ｋ＋１） ・・・・・（１）
となる。閾値比較回路８２ａは、差分Ｄｋが閾値Ａｔｈを超えた場合、妨害検出信号ＳＤを妨害補間回路９に供給する。尚、図２（ｃ）に示すように複素成分の振幅の差分に代えて振幅の差分を用いることも可能である。
【００２１】
（ハ）次に、閾値比較回路８２ａは第１の差分Ｄｋ１及び第２の差分Ｄｋ２を保持する。第１の差分Ｄｋ１及び第２の差分Ｄｋ２が共に閾値Ａｔｈを超えた場合、第２のパイロット信号ＳＰ（ｋ＋１）が妨害を受けた旨の妨害検出信号ＳＤを妨害補間回路９に供給する。妨害補間回路９は、妨害検出信号ＳＤに応じて第１のパイロット信号ＳＰｋと第３のパイロット信号ＳＰ（ｋ＋２）との平均位置に、図２（ｃ）に示すような補間パイロット信号ＲＳＰを補間する。
【００２２】
（ニ）次に、周波数補間回路１０は、妨害補間されたパイロット信号ＳＰに更に周波数補間を施す。周波数補間を施されたパイロット信号ＳＰは復調回路６に供給される。復調回路６は、変換信号ＳＦＦＴと周波数補間されたパイロット信号ＳＦとを用いて同期検波により復調処理を行う。
【００２３】
このように、第１の実施の形態に係るＯＦＤＭ受信装置によれば、妨害検出回路８ａが妨害を検出したパイロット信号ＳＰのみを妨害補間回路９が妨害補間することが出来る。更に、妨害検出回路９が周波数方向の変動を検知して妨害を検出するので、時間方向の変動要因と無関係に妨害を検出することが出来る。時間方向の複雑な演算処理が不要となるので、受信信号ＳＴのキャリア数が増大しても回路規模を増大させる必要が無い。周波数補間回路１０が妨害補間されたパイロット信号ＳＰに対して周波数方向に補間を行うため高精度にパイロット信号ＳＰの妨害を修正することが出来る。また、時間補間、妨害補間、及び周波数補間が復調前に実行される。このため、周波数補間後のパイロット信号ＳＦは非常に誤り率を低く復調できる。したがって、復調回路６は安定して復調を行うことが出来る。
【００２４】
更に本発明の第１の実施の形態の変形例として、図３に示すように、妨害検出回路８ｂが、二乗和演算を実行しパイロット信号ＳＰの振幅を求める二乗和回路８３、パイロット信号ＳＰの振幅と閾値Ａｔｈとを比較する閾値比較回路８２ｂを備えるようにしてもよい。閾値Ａｔｈには上限と下限とが設定されている。閾値比較回路８２ｂは、パイロット信号ＳＰの振幅が閾値Ａｔｈの上限よりも大きい場合又はパイロット信号ＳＰの振幅が閾値Ａｔｈの下限より小さい場合に妨害と判断する。チューナ２には、通常、受信信号ＳＴのゲイン（振幅）を一定に保つＡＧＣ回路が備えられる。受信信号ＳＴの振幅が一定となるのでパイロット信号ＳＰの振幅も一定に保たれる。よって妨害は、二乗和回路８３がパイロット信号ＳＰの振幅を求め、更に閾値比較回路８２ｂが振幅の値と閾値Ａｔｈとを比較することにより検出できる。
【００２５】
なお、図１に示したＯＦＤＭ受信装置は、例えば図４に示すように、同一の半導体チップ９３ａ上にモノリシックに集積化し、半導体集積回路９２を形成することが可能である。図４に示す例においては、半導体集積回路９２は、半導体チップ９３ａ上にボンディングパッド９４、９５を備えている。ボンディングパッド９５は、図１に示す受信部５１からの受信信号ＳＴを直交検波回路４に入力する為の内部端子である。ボンディングパッド９４は、復調回路６が供給する復調信号を外部に出力する為の内部端子である。
【００２６】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態に係るＯＦＤＭ受信装置は、図５に示すように、差分演算回路８１ｃからの差分結果の平均値を求め閾値比較回路８２ｃの閾値Ａｔｈを制御する平均化回路３０を備える点が図１に示したＯＦＤＭ受信装置と異なる。平均化回路３０は、差分演算回路８１ｃに接続された二乗和回路３１、二乗和回路に接続された積分回路３２、積分回路３２と閾値比較回路８２ｃとの間に接続された補正回路３３を備える。その他の構成については、図１に示したＯＦＤＭ受信装置の構成と同様である。図５に示すＯＦＤＭ受信装置は、例えば図６に示すように、同一の半導体基板９３ｂ上にモノリシックに集積化し、半導体集積回路９６として構成することが可能である。
【００２７】
次に、図２及び図５を用いて、本発明の第２の実施の形態に係るＯＦＤＭ受信方法を説明する。但し、第１の実施の形態に係るＯＦＤＭ受信方法と重複する説明は省略する。
【００２８】
（イ）図５に示す差分演算回路８１ｃは、図２（ｂ）に示すように、周波数方向に隣合う２つのパイロット信号、即ち第１のパイロット信号ＳＰｋの複素成分と第２のパイロット信号ＳＰ（ｋ＋１）の複素成分との差分Ｄｋを式（１）により算出する。
【００２９】
（ロ）次に、二乗和回路３１は、差分演算回路８１ｃが算出した差分Ｄｋに二乗和演算を施し、差分Ｄｋの振幅値を求める。積分回路３２は、差分Ｄｋの振幅値について、全キャリアをシンボル単位で積分する。或いは、積分回路３２は、差分Ｄｋについて一部キャリアについて積分する。積分処理により差分Ｄｋの平均値が求められる。
【００３０】
（ハ）次に、補正回路３３は、差分Ｄｋの平均値にオフセット加算、定数倍等の処理を施し、閾値比較回路８２ｃの閾値Ａｔｈを算出する。即ち、β及びＮを２以上の整数、オフセットをαとすると閾値Ａｔｈは：
Ａｔｈ＝α＋β／Ｎ・ΣＤｋ ・・・・・（２）
となる。閾値比較回路８２ｃは、差分Ｄｋと閾値Ａｔｈとを比較し、妨害を検出する。
【００３１】
（ニ）妨害補間回路９は閾値比較回路８２ｃが供給する妨害検出信号ＳＤに応じて図２（ｃ）に示すように補間パイロット信号ＲＳＰを補間する。周波数補間回路１０は周波数補間を実行する。復調回路６は、変換信号ＳＦＦＴと周波数補間されたパイロット信号ＳＦとを用いて同期検波により受信信号を復調する。
【００３２】
このように、第２の実施の形態によれば、平均化回路３０が差分Ｄｋの平均値を算出することにより、マルチパス、チューナ周波数特性、及び雑音等に起因する閾値Ａｔｈの変動に対応可能なＯＦＤＭ受信装置を提供出来る。
【００３３】
（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態に係るＯＦＤＭ受信装置は、図７に示すように、妨害検出信号ＳＤをカウントし、カウントの結果に応じて閾値比較回路８２ｄの閾値Ａｔｈを変更させる妨害カウント回路６１ａを備える点が図１に示したＯＦＤＭ受信装置と異なる。妨害カウント回路６１ａは、カウント時間を生成するためのタイマを備えることが好ましい。妨害カウント回路６ａは、妨害検出信号ＳＤのカウント回数が所定の回数を超えた場合に妨害検出信号ＳＧを閾値比較回路８２ｄに供給する。或いは、妨害カウント回路６１ａは、妨害検出信号ＳＤのカウント回数が所定の時間内に所定の回数を超えた場合に妨害検出信号ＳＧを閾値比較回路８２ｄに供給する。その他の構成については、図１に示したＯＦＤＭ受信装置の構成と同様である。図７に示すＯＦＤＭ受信装置は、例えば図８に示すように、同一の半導体基板９３ｃ上にモノリシックに集積化し、半導体集積回路９７として構成することが可能である。
【００３４】
次に、図２、図７、及び図９を用いて、本発明の第３の実施の形態に係るＯＦＤＭ受信方法を説明する。但し、第１の実施の形態に係るＯＦＤＭ受信方法と重複する説明は省略する。
【００３５】
（イ）図７に示す差分演算回路８１ｄは、図２（ｃ）に示すように、周波数方向に隣合う第ｋのパイロット信号ＳＰｋの振幅と第（ｋ＋１）のパイロット信号ＳＰ（ｋ＋１）の振幅との第１の差分Ｄｋ１を算出する。即ち、第１の差分Ｄｋ１を：
｜Ｄｋ１｜＝｜Ａｋ｜−｜Ａ（ｋ＋１）｜ ・・・・・（３）
により求める。差分演算回路８１ｄは、式（１）に示すように、第ｋのパイロット信号ＳＰｋの複素成分と第（ｋ＋１）のパイロット信号ＳＰ（ｋ＋１）の複素成分との第１の差分Ｄｋ１を算出してもよい。
【００３６】
（ロ）次に、閾値比較回路８２ｄは、パイロット信号ＳＰの振幅が閾値Ａｔｈの上限よりも大きい場合又は閾値Ａｔｈの下限より小さい場合に妨害と判断する。よって、図９（ａ）においては、第４のパイロット信号ＳＰ４が妨害を受けたパイロット信号ＳＰであると判断する。図９（ｂ）においては、第５のパイロット信号ＳＰ５が妨害を受けたパイロット信号ＳＰであると判断する。パイロット信号ＳＰに妨害が検出された場合、閾値比較回路８２ｄは妨害検出信号ＳＤを妨害補間回路９及び妨害カウント回路６１ａに供給する。
【００３７】
（ハ）次に、妨害カウント回路６１ａは、妨害検出信号ＳＤを一定の回数カウントし、異常検出信号ＳＧを閾値比較回路６１ａに供給する。閾値比較回路８２ｄは異常検出信号ＳＧに応じて閾値Ａｔｈの値を調節する。この結果、図９（ａ）に示すパイロット信号ＳＰ１〜ＳＰ８のばらつきが小さい場合、閾値比較回路８２ｄは閾値Ａｔｈの上限と下限との幅を減少させる。これに対して図９（ｂ）に示すパイロット信号ＳＰ１〜ＳＰ８のばらつきが大きい場合、パイロット信号ＳＰ１〜ＳＰ８のばらつきが小さい場合と比して広い範囲の閾値Ａｔｈを設定する。
【００３８】
（ニ）一方、妨害補間回路９は、妨害検出信号ＳＤに応じて妨害補間を行う。更に、周波数補間回路１０及び復調回路６を介して復調信号が出力端子７１から供給される。
【００３９】
このように、第３の実施の形態によれば、閾値比較回路８２ｄに設定される閾値Ａｔｈを理想的な値に調節することが可能となる。したがって、妨害でないパイロット信号ＳＰをも補間する誤動作が防止できる。
【００４０】
本発明の第３の実施の形態の変形例に係るＯＦＤＭ受信装置として、図１０に示すように、妨害検出信号ＳＤをカウントし、カウントの結果に応じて第２の補間回路５４の妨害補間を停止させる妨害カウント回路６１ｂを備える構成としてもよい。妨害の影響が非常に大きく、閾値比較回路８２ｅの閾値Ａｔｈが定まらない場合、妨害補間回路９の動作を停止させることにより誤動作の発生を防止できる。
【００４１】
（その他の実施の形態）
上記のように、本発明は第１〜第３の実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【００４２】
また、第１の実施の形態において、図１に示す妨害補間回路９は、図２（ｃ）に示すように、妨害検出信号ＳＤに応じて第ｋのパイロット信号ＳＰｋと第（ｋ＋２）のパイロット信号ＳＰ（ｋ＋２）との平均位置に補間パイロット信号ＲＳＰを補間するとして説明した。しかし、平均位置に補間パイロット信号ＲＳＰを補間せずに、パイロット信号ＳＰの時間方向の周期性を利用して補間パイロット信号ＲＳＰを補間してもよい。第ｋのパイロット信号ＳＰｋの一定時間経過後に補間信号ＲＳＰを挿入することにより、時系列的に後戻りすることなく高速に妨害補間することが可能となる。
【００４３】
第２の実施の形態においては、図５に示すように、差分Ｄｋの平均値を算出し閾値Ａｔｈを調節するとして説明した。また、第３の実施の形態においては、図７に示すように、妨害検出信号をカウントして閾値Ａｔｈを調節するとして説明した。本発明のその他の実施の形態として、図５に示す閾値比較回路８２ｃに図７に示す妨害カウント回路を接続する構成でもよい。
【００４４】
既に述べた第１〜第３の実施の形態においては、受信部５１を半導体基板上に集積化しない一例を説明した。しかし、チューナ２の一部及びＡ／Ｄ変換器３も同一半導体基板上に集積化できることは勿論である。チューナ２の一部としては、例えば、チューナ内部のミキサ回路、局部発振器、及びＡＧＣ回路が相当する。更に、第１〜第３の実施の形態に係るＯＦＤＭ受信装置は、地上波ディジタル放送に限らず移動体通信機器等広い範囲で利用可能であることは言うまでも無い。
【００４５】
このように本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲の発明特定事項によってのみ限定されるものである。
【００４６】
【発明の効果】
本発明によれば、小さい回路規模で高精度に妨害を検出可能なＯＦＤＭ受信装置、半導体集積回路及びＯＦＤＭ受信方法を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るＯＦＤＭ受信装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図２（ａ）は、受信信号中に挿入されたパイロット信号の様子を示す模式図であり、図２（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係るＯＦＤＭ受信装置の妨害検出の原理を説明する図であり、図２（ｃ）は、本発明の第１の実施の形態に係るＯＦＤＭ受信装置の妨害補間の原理を説明する図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態の変形例に係るＯＦＤＭ受信装置の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係るＯＦＤＭ受信装置を同一半導体基板上に集積化した構成の模式図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係るＯＦＤＭ受信装置の構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係るＯＦＤＭ受信装置を同一半導体基板上に集積化した構成の模式図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態に係るＯＦＤＭ受信装置の構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の第３の実施の形態に係るＯＦＤＭ受信装置を同一半導体基板上に集積化した構成の模式図である。
【図９】図９（ａ）は、本発明の第３の実施の形態に係るＯＦＤＭ受信装置のパイロット信号のばらつきが大きい場合の妨害検出の原理を説明する図であり、図９（ｂ）は、本発明の第３の実施の形態に係るＯＦＤＭ受信装置のパイロット信号のばらつきが小さい場合の妨害検出の原理を説明する図である。
【図１０】本発明の第３の実施の形態の変形例に係るＯＦＤＭ受信装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１…アンテナ
２…チューナ
３…Ａ／Ｄ変換器
４…直交検波回路
５…フーリエ変換回路
６…復調回路
７…時間補間回路
８ａ、８ｂ…妨害検出回路
９…妨害補間回路
１０…周波数補間回路
１１…パイロット信号検出回路
３０…平均化回路
３１…二乗和回路
３２…積分回路
３３…補正回路
５１…受信部
５２…変換回路
５３…第１の補間回路
５４…第２の補間回路
６１ａ、６１ｂ…妨害カウント回路
８１ａ、８１ｃ、８１ｅ…差分演算回路
８２ａ、８２ｂ、８２ｃ、８２ｄ…閾値比較回路
９２、９６、９７…半導体集積回路
９３ａ、９３ｂ、９３ｃ…半導体チップ
９４、９５…ボンディングパッド
Claims (11)
- 受信部からの受信信号をフーリエ変換して変換信号を供給する変換回路と、
前記変換信号からパイロット信号を検出し、前記パイロット信号に時間補間を施す第１の補間回路と、
前記時間補間された前記パイロット信号に演算処理を施し、前記演算処理の結果を閾値と比較して妨害を検出する妨害検出回路と、
前記妨害が検出された前記パイロット信号に対して周波数方向に妨害補間を行い、前記妨害補間後の前記パイロット信号を周波数補間する第２の補間回路と、
前記変換信号及び前記周波数補間された前記パイロット信号に基づいて復調処理を行う復調回路
とを備えることを特徴とするＯＦＤＭ受信装置。 - 前記妨害検出回路は、
前記演算処理として、周波数方向に隣り合う第ｋのパイロット信号及び第（ｋ＋１）のパイロット信号のそれぞれの複素成分に対して差分処理を行う差分演算回路と、
前記差分と閾値とを比較する閾値比較回路
とを備えることを特徴とする請求項１に記載のＯＦＤＭ受信装置。 - 前記妨害検出回路は、
前記演算処理として、周波数方向に隣り合う第ｋのパイロット信号及び第（ｋ＋１）のパイロット信号のそれぞれの振幅に対して差分処理を行う差分演算回路と、
前記差分と閾値とを比較する閾値比較回路
とを備えることを特徴とする請求項１に記載のＯＦＤＭ受信装置。 - 前記妨害検出回路は、
前記演算処理として二乗和演算を実行し前記パイロット信号の振幅を求める二乗和回路と、
前記前記振幅と前記閾値とを比較する閾値比較回路
とを備えることを特徴とする請求項１に記載のＯＦＤＭ受信装置。 - 前記差分処理の結果に積分演算を施し、前記閾値の値を制御する平均化回路を更に備えることを特徴とする請求項２又は３に記載のＯＦＤＭ受信装置。
- 前記平均化回路は、
前記差分に二乗和演算を施し、前記パイロット信号の振幅を求める二乗和回路と、
前記振幅に積分演算を施し前記振幅の平均値を算出する積分回路と、
前記平均値を補正する補正回路
とを備えることを特徴とする請求項５に記載のＯＦＤＭ受信装置。 - 前記閾値比較回路は、前記振幅が前記閾値の上限よりも大きい場合及び前記振幅が前記閾値の下限より小さい場合に妨害と判断することを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載のＯＦＤＭ受信装置。
- 前記妨害の検出回数をカウントし、前記カウントの結果に応じて前記閾値を変更させる妨害カウント回路を更に備えることを特徴とする請求項１に記載のＯＦＤＭ受信装置。
- 前記妨害検出信号をカウントし、前記カウントの結果に応じて前記妨害補間を停止させる妨害カウント回路を更に備えることを特徴とする請求項１に記載のＯＦＤＭ受信装置。
- 半導体チップと、
該半導体チップ上に集積化され、受信部からの受信信号をフーリエ変換して変換信号を供給する変換回路と、
前記半導体チップ上に集積化され、前記変換信号からパイロット信号を検出し、前記パイロット信号に時間補間を施す第１の補間回路と、
前記半導体チップ上に集積化され、前記時間補間された前記パイロット信号に演算処理を施し、前記演算処理の結果を閾値と比較して妨害を検出する妨害検出回路と、
前記半導体チップ上に集積化され、前記妨害が検出された前記パイロット信号に対して周波数方向に妨害補間を行い、前記妨害補間後の前記パイロット信号を周波数補間する第２の補間回路と、
前記半導体チップ上に集積化され、前記変換信号及び前記周波数補間された前記パイロット信号に基づいて復調処理を行う復調回路
とを備えることを特徴とする半導体集積回路。 - 受信信号をフーリエ変換して変換信号を供給し、
前記変換信号からパイロット信号を検出し、前記パイロット信号に時間補間を施し、
前記時間補間された前記パイロット信号に演算処理を施し、前記演算処理の結果を閾値と比較して妨害を検出し、
前記妨害が検出された前記パイロット信号に対して周波数方向に妨害補間を行い、前記妨害補間後の前記パイロット信号を周波数補間し、
前記変換信号及び前記周波数補間された前記パイロット信号に基づいて復調処理を行う
ことを含むことを特徴とするＯＦＤＭ受信方法。
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