JP2005057575A

JP2005057575A - Ｏｆｄｍ受信機

Info

Publication number: JP2005057575A
Application number: JP2003287731A
Authority: JP
Inventors: Kazukiro Adachi; 和広安達
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2003-08-06
Filing date: 2003-08-06
Publication date: 2005-03-03

Abstract

【課題】チューナによる電力消費量を小さくするのに好適なものとすること。
【解決手段】ＯＦＤＭ信号をチューナ１でベースバンド信号に変換し、そのベースバンド信号をＡ／Ｄコンバータ２でデジタル信号に変換し、そのデジタル信号からガードインターバル除去部３でガードインターバルを除去し、そのガードインターバルが除去されたデジタル信号をＦＦＴ処理部５で高速フーリエ変換によって復調するＯＦＤＭ受信機において、前記ＯＦＤＭ信号の伝送モードが変更されたことをシンボル同期検出部１２で検出されたときに、前記ガードインターバル除去前の前記デジタル信号をシンボルデータ記憶部４及びエラー訂正情報記憶部８に所定時間長分格納し、その格納したデジタル信号に基づいて前記ＯＦＤＭ信号の伝送モードをシンボル同期検出部１２で検出し、その検出結果に基づいて前記ガードインターバル除去部３でガードインターバルを除去するようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、有効シンボル間にガードインターバルを有するＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）信号を受信して復調するＯＦＤＭ受信機に関する。

従来、このような技術としては、受信したＯＦＤＭ信号をチューナでベースバンド信号に変換し、そのベースバンド信号をＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）コンバータでデジタル信号に変換し、そのデジタル信号から前記ＯＦＤＭ信号の伝送モードに基づいてガードインターバルを除去して、有効シンボルを取り出し、その有効シンボルを高速フーリエ変換で復調するものがある。

この従来例では、受信したＯＦＤＭ信号の伝送モードが未知のものであるときには、そのＯＦＤＭ信号の有効シンボルとガードインターバルとの境界を前記デジタル信号から検出し、その検出結果に基づいて前記デジタル信号からガードインターバルを除去するようになっている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平１３−０３６４９５号公報

しかしながら、上記従来の技術にあっては、受信したＯＦＤＭ信号の有効シンボルとガードインターバルとの境界をデジタル信号、つまりＡ／Ｄコンバータの出力信号から検出するようになっているため、それらの境界の検出中にもチューナを動作させ、Ａ／Ｄコンバータにベースバンド信号を供給しなければならず、その結果、チューナによる電力消費量が大きくなってしまう恐れがあった。

そこで、本発明は上記従来技術の未解決の問題を解決することを目的とするものであって、チューナによる電力消費量を小さくするのに好適なＯＦＤＭ受信機を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明に係るＯＦＤＭ受信機は、ＯＦＤＭ信号をベースバンド信号に変換するチューナと、前記ベースバンド信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータと、前記デジタル信号からガードインターバルを除去するガードインターバル除去部と、前記ガードインターバルが除去された前記デジタル信号を復調する復調処理部と、を備えたＯＦＤＭ受信機において、前記ガードインターバル除去前の前記デジタル信号を所定時間長分格納するデジタル信号格納部と、そのデジタル信号格納部に前記所定時間長分の前記デジタル信号が格納されたのちに、当該デジタル信号格納部に格納されている前記所定時間長分の前記デジタル信号に基づいて、前記ＯＦＤＭ信号の伝送モードを検出する伝送モード検出部とを備え、前記ガードインターバル除去部は、前記伝送モード検出部で検出された伝送モードに基づいてガードインターバルを除去することを特徴とするものである。

このような構成としたため、本発明に係るＯＦＤＭ受信機にあっては、所定時間長分のデジタル信号に基づいてＯＦＤＭ信号の伝送モードを検出する動作と、チューナの動作とを分離することができる。
また、本発明に係るＯＦＤＭ受信機にあっては、前記復調処理部で復調された前記デジタル信号をシリアル信号に変換するＰ／Ｓコンバータと、前記シリアル信号に含まれる有効シンボルの開始タイミングを検出する開始タイミング検出部とを備え、前記チューナは、前記所定時間長分のデジタル信号が前記デジタル信号格納部に全て格納されたときに動作を一旦停止し、前記開始タイミング検出部で検出された開始タイミングで動作を再開するようにしてもよく、そのようにすれば、チューナによる電力消費量を小さくすることができる。

さらに、本発明に係るＯＦＤＭ受信機にあっては、前記復調処理部で復調された前記デジタル信号をシリアル信号に変換するＰ／Ｓコンバータと、前記シリアル信号に含まれる伝送誤りを訂正する伝送誤り訂正部と、前記ガードインターバルが除去された前記デジタル信号を格納するシンボルデータ記憶部とを備え、前記デジタル信号格納部は、前記伝送誤り訂正部が前記伝送誤りを訂正するときに利用する記憶領域と前記シンボルデータ記憶部とに前記デジタル信号を所定時間長分格納するようにしてもよく、そのようにすれば、前記デジタル信号を所定時間長分格納するためだけに新たな記憶領域を設けずに済み、ＯＦＤＭ受信装置の製造コストを小さくすることができる。

また、本発明に係るＯＦＤＭ受信機にあっては、前記所定時間長を、前記ＯＦＤＭ信号がとりうる伝送モードの伝送シンボル長のうち最も長い伝送シンボル長に対応する時間長の２倍以上とすればよく、そのようにすれば、ガードインターバルとそのガードインターバルの複製元のデジタル信号とを少なくとも１組格納することができ、格納したデジタル信号の自己相関を算出することで、前記ＯＦＤＭ信号の伝送モードを容易に検出することができる。

以下、本発明のＯＦＤＭ受信装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明のＯＦＤＭ受信装置の概略構成を示すブロック図である。図中、１はチューナであって、図示しないＯＦＤＭ送信装置から送信される数十ＭＨｚ〜数ＧＨｚのＯＦＤＭ信号を受信し、そのＯＦＤＭ信号を数ＭＨｚのベースバンド信号にダウンコンバートしてＡ／Ｄコンバータ２に出力する。なお、ＯＦＤＭ信号の伝送モードが変更されたこと、つまり有効シンボル長Ｔuやガードインターバル長Ｔgが変更されたことが後述するシンボル同期検出部１２で検出されたときには、ＯＦＤＭ信号がとりうる各伝送モードの伝送シンボル長のうち最も長い伝送シンボル長の２倍に対応するＯＦＤＭ信号をベースバンド信号にダウンコンバートしてから動作を一旦停止する。また、後述するシンボル同期検出部１２で有効シンボル長ＴuとガードインターバルＴgとが検出されてから、後述するシンボル同期検出部１２で算出された有効シンボル開始時間Tband3が経過したときに当該動作を再開する。なお、ベースバンド信号は、複数の伝送シンボルから構成され、それら複数の伝送シンボルのそれぞれは、有効シンボルとガードインターバルとから構成される。ここで、ガードインターバルは、同じ伝送シンボルを構成する有効シンボルの後部にあるデータを複製したデータであって、その有効シンボルの前に付加されているデータである。

また、Ａ／Ｄコンバータ2は、チューナ１でダウンコンバートされたベースバンド信号を所定のサンプル間隔Ｔsampleでデジタル信号に変換してガードインターバル除去部３とシンボルデータ記憶部４とエラー訂正情報記憶部８とに出力する。これらのうちガードインターバル除去部３は、後述するシンボル同期検出部１２で検出される伝送モードの有効シンボル長Ｔuとガードインターバル長Ｔgとに基づいて、Ａ／Ｄコンバータ２で変換されたデジタル信号からガードインターバルを除去して有効シンボルだけを検出し、その有効シンボルをシンボルデータ記憶部４に出力する。

また、シンボルデータ記憶部４は、ガードインターバル除去部３でガードインターバルが除去された有効シンボルを順次格納し、ＦＦＴ（Fast Fourier Transfer）処理部５からの指令に応じて、その格納した有効シンボルを当該ＦＦＴ処理部５に出力する。なお、ＯＦＤＭ信号の伝送モードが変更されたこと、つまり有効シンボル長Ｔuやガードインターバル長Ｔgが変更されたことがシンボル同期検出部１２で検出されたときには、Ａ／Ｄコンバータ２で変換されたデジタル信号を順次格納し、後述する相関信号計算部１１からの指令に応じて、その格納したデジタル信号を当該相関信号計算部１１に出力する。またその際、デジタル信号を構成する各データに“１”から始まる昇順のアドレスを付与する。また、このシンボルデータ記憶部４は、ＯＦＤＭ信号がとりうる伝送モードの伝送シンボル長のうち最も長い伝送シンボル長に対応する時間長分のデータを格納する。

また、ＦＦＴ処理部５は、シンボルデータ記憶部４に有効シンボルを出力させ、その有効シンボルを高速フーリエ変換でパラレルデータに復調してからＰ／Ｓ（パラレル／シリアル）コンバータ６に出力する。また、このＰ／Ｓコンバータ６は、ＦＦＴ処理部５で高速フーリエ変換されたパラレルデータをシリアルデータに変換してエラー検出訂正部７に出力する。

このエラー検出訂正部７では、エラー訂正情報記憶部８に格納されているシリアルデータを出力させ、その出力させたシリアルデータに基づいて、Ｐ／Ｓコンバータ６で変換されたシリアルデータに含まれている伝送誤りを訂正してからディスプレイ等の外部機器に出力する。なお、新たな伝送シンボルに対応するシリアルデータの伝送誤りの訂正を開始するときには、そのシリアルデータをエラー訂正情報記憶部８に出力する。

また、エラー訂正情報記憶部８は、エラー検出訂正部７から出力されるシリアルデータを順次格納し、エラー検出訂正部７からの指令に応じて、その格納したシリアルデータを当該エラー検出訂正部７に出力する。なお、シンボルデータ記憶部４に前記最も長い伝送シンボル長に対応するデジタル信号が全て格納されたときには、そのデジタル信号の続きを順次格納し、後述する相関信号計算部１１からの指令に応じて、その格納したデジタル信号を当該相関信号計算部１１に出力する。またその際、シンボルデータ記憶部４に格納された最後のデータに付与されたアドレスに続く数字から始まる昇順のアドレスを当該デジタル信号を構成する各データに付与する。また、このシンボルデータ記憶部４は、ＯＦＤＭ信号がとりうる伝送シンボル長のうち最も長い伝送シンボル長に対応する時間長分のデータを格納する。

また、カウンタ９は、サンプル間隔Ｔsampleが経過するたびにカウント値を“１”ずつカウントアップしてパラメータ特定部１０に出力する。なお、エラー訂正情報記憶部８に前記最も長い伝送シンボル長に対応するデジタル信号が格納されたときには、そのカウント値を“０”の初期状態とする。
このパラメータ特定部１０は、後述するシンボル同期検出部１２で有効シンボル長ＴuとガードインターバルＴgとが検出されたときに、カウンタ９のカウント値にサンプル間隔Ｔsampleを乗じ、エラー訂正情報記憶部８にデジタル信号の格納が終了してからの経過時間（以下、検出時間とも呼ぶ。）Ｔdetectを算出する。

また、相関信号計算部１１は、Ａ／Ｄコンバータ２で変換されたデジタル信号と、そのデジタル信号を後述するシンボル同期検出部１２で検出された有効シンボル長Ｔuだけ遅延させた遅延データとの相関、つまり自己相関を算出し、その自己相関を後述するシンボル同期検出部１２で検出されたガードインターバル長Ｔgに対応する時間窓でフィルタリングし、ガードインターバルの部分を強調してシンボル同期検出部１２に出力する。なお、エラー訂正情報記憶部８に前記最も長い伝送シンボル長に対応するデジタル信号が全て格納されたときには、まずOLE_LINK1、シンボルデータ記憶部４とエラー訂正情報８とに順次デジタル信号を出力させ、その出力させたデジタル信号を連結してOLE_LINK1１つのデジタル信号を復元する。次に、その復元したデジタル信号を各伝送モードの有効シンボル長だけ遅延させた複数の遅延データを生成し、それら複数の遅延データと元のデジタル信号との相関、つまり自己相関をそれぞれ算出する。そして、それらの自己相関を各ガードインターバルに対応する時間窓でフィルタリングし、ガードインターバルの部分を強調してシンボル同期検出部１２に出力する。

このシンボル同期検出部１２は、相関信号計算部１１から出力される自己相関の波形にピーク点を持つデータがないか否かを判定し、自己相関の波形にピーク点を持つデータがないときには、ＯＦＤＭ信号の伝送モードが変更されたこと、つまり有効シンボル長Ｔuやガードインターバル長Ｔgが変更されたことを検出する。なお、エラー訂正情報記憶部８に前記最も長い伝送シンボル長に対応するデジタル信号が全て格納されたときには、まず、相関信号計算部１１から出力される自己相関の波形にピーク点を持つデータ、つまり遅延量がＯＦＤＭ信号の有効シンボル長に一致し、且つ、時間窓がＯＦＤＭ信号のガードインターバル長に対応するデータの前記遅延量をＯＦＤＭ信号の有効シンボル長Ｔuとし、前記時間窓をＯＦＤＭ信号のガードインターバル長Ｔgとして検出する。次に、その有効シンボル長ＴuとガードインターバルＴgとに基づき、下記（１）式に従って、Ｐ／Ｓコンバータ６で変換されたシリアル信号に含まれる有効シンボルの開始タイミング（有効シンボル開始時刻）Tband3を算出する。そして、その有効シンボル長ＴuとガードインターバルＴgとをガードインターバル除去部３とパラメータ特定部１０とに出力し、有効シンボル開始時間Tband3をチューナ１に出力する。

Tband3＝Ｔu―（Ｔlast−Ｔband2Adress）×Ｔsample
−Ｔdetect＋Ｔg ………（１）
但し、Ｔlastは、エラー訂正情報記憶部８に格納された最後のデータに付与されているアドレスであり、Ｔband2Adressは、相関ピークが検出されたデジタル信号に付与されているアドレスである。

次に、本発明に係るＯＦＤＭ受信機の動作を具体的に説明する。
まず、受信していたＯＦＤＭ信号の伝送モードが変更されたとする。すると、シンボル同期検出部１２でＯＦＤＭ信号の有効シンボル長Ｔuやガードインターバル長Ｔgが変更されたことが検出され、チューナ１でＯＦＤＭ信号がダウンコンバートされてベースバンド信号に変換され、そのベースバンド信号がＡ／Ｄコンバータ２でデジタル信号に変換され、そのデジタル信号の各データが昇順のアドレスを付与されてシンボルデータ記憶部４に順次格納されていく。

上記デジタル信号の各データが格納されていくうちに、図２に一点鎖線で囲んで示すように、ＯＦＤＭ信号がとりうる各伝送モードの伝送シンボル長のうち最も長い伝送シンボル長に対応するデジタル信号がシンボルデータ記憶部４に全て格納されたとする。すると、そのデジタル信号の続きが、シンボルデータ記憶部４に最後に格納されたデータに付与されたアドレスに続く数字から始まる昇順のアドレスを付与されてエラー訂正情報記憶部８に順次格納されていく。

このように、本実施形態にあっては、伝送モードを検出するためのデジタル信号をシンボルデータ記憶部４とエラー訂正情報記憶部８とに格納するようにしたため、前記デジタル信号を格納するためだけに新たな記憶領域を設けずに済み、ＯＦＤＭ受信装置の製造コストを小さくすることができる。
上記デジタル信号の各データが格納されていくうちに、図２に二点差線で囲んで示すように、前記最も長い伝送シンボル長に対応するデジタル信号がエラー訂正情報記憶部８に全て格納されたとする。すると、チューナ１の動作が一旦停止され、図２に示すように、カウンタ９のカウント値が“０”の初期状態とされ、また同時に、相関信号計算部１１で、シンボルデータ記憶部４に格納されているデジタル信号とエラー訂正情報８に格納されているデジタル信号とが連結され、前記最も長い有効シンボル長に対応する時間長の２倍のデジタル信号が復元され、その復元したデジタル信号を各伝送モードの有効シンボル長だけ遅延させた複数の遅延データが生成され、それら複数の遅延データと元のデジタル信号との相関、つまり自己相関がそれぞれ算出され、それらの自己相関が各ガードインターバルに対応する時間窓でフィルタリングされる。

このように、本実施形態では、ＯＦＤＭ信号がとりうる各伝送モードの伝送シンボル長のうち最も長い伝送シンボル長の２倍に対応する時間長分のデジタル信号が全て格納されたときに、チューナ１の動作を一旦停止し、その格納されたデジタル信号に基づいてＯＦＤＭ信号の伝送モードを検出するようにしたため、チューナ１による電力消費量を小さくすることができる。

そして、シンボル同期検出部１２で、その自己相関の波形にピーク点を持つデータの遅延量が有効シンボル長Ｔuとされ、その時間窓がガードインターバル長Ｔgとされ、図２に示すように、それらの検出結果に基づいて有効シンボル開始時間Tband3が算出され、その有効シンボル長ＴuとガードインターバルＴgとがガードインターバル除去部３に出力され、有効シンボル開始時間Tband3がチューナ１に出力され、それら有効シンボル長Ｔuとガードインターバル長Ｔgとが検出されてから有効シンボル開始時間Tband3が経過すると、チューナ１の動作が再開される。

このように、本実施形態では、ＯＦＤＭ信号がとりうる伝送モードの伝送シンボル長のうち最も長い伝送シンボル長に対応する時間長分の２倍のデジタル信号を格納し、ガードインターバルとそのガードインターバルの複製元のデジタル信号とを少なくとも１組格納し、その格納したデジタル信号の自己相関を算出するようにしたため、前記ＯＦＤＭ信号の伝送モードを容易に検出できる。

また、Ｐ／Ｓコンバータ６で変換されたシリアル信号に含まれる有効シンボルの開始タイミングTband3でチューナ１の動作を再開するようにしたため、適切なタイミングでチューナ１の動作を再開することができる。
なお、上記実施の形態では、図１のシンボルデータ記憶部４及びエラー訂正情報記憶部８がデジタル信号格納部を構成し、以下同様に、図１のＦＦＴ処理部５が復調処理部を構成し、図１のシンボル同期検出部１２が伝送モード検出部及び開始タイミング検出部を構成し、図１のエラー検出訂正部７及びエラー訂正情報記憶部８が伝送誤り訂正部を構成する。
また、上記実施の形態は、本発明のＯＦＤＭ受信機の一例を示したものであり、その構成等を限定するものではない。

本発明のＯＦＤＭ受信機の一実施形態を示す構成図である。本発明の動作を説明するための説明図である。

符号の説明

１はチューナ、２はＡ／Ｄコンバータ、３はガードインターバル除去部、４はシンボルデータ記憶部（デジタル信号格納部）、５はＦＦＴ処理部（復調処理部）、６はＰ／Ｓコンバータ、７はエラー検出訂正部（伝送誤り訂正部）、８はエラー訂正情報記憶部（デジタル信号格納部）、９はカウンタ、１０はパラメータ特定部、１１は相関信号計算部、１２はシンボル同期検出部（伝送モード変更検出部、開始タイミング検出部）

Claims

ＯＦＤＭ信号をベースバンド信号に変換するチューナと、前記ベースバンド信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータと、前記デジタル信号からガードインターバルを除去するガードインターバル除去部と、前記ガードインターバルが除去された前記デジタル信号を復調する復調処理部と、を備えたＯＦＤＭ受信機において、
前記ガードインターバル除去前の前記デジタル信号を所定時間長分格納するデジタル信号格納部と、そのデジタル信号格納部に前記所定時間長分の前記デジタル信号が格納されたのちに、当該デジタル信号格納部に格納されている前記所定時間長分の前記デジタル信号に基づいて前記ＯＦＤＭ信号の伝送モードを検出する伝送モード検出部とを備え、前記ガードインターバル除去部は、前記伝送モード検出部で検出された伝送モードに基づいてガードインターバルを除去することを特徴とするＯＦＤＭ受信機。
前記復調処理部で復調された前記デジタル信号をシリアル信号に変換するＰ／Ｓコンバータと、前記シリアル信号に含まれる有効シンボルの開始タイミングを検出する開始タイミング検出部とを備え、前記チューナは、前記所定時間長分のデジタル信号が前記デジタル信号格納部に全て格納されたときに動作を一旦停止し、前記開始タイミング検出部で検出された開始タイミングで動作を再開することを特徴とする請求項１に記載のＯＦＤＭ受信機。
前記復調処理部で復調された前記デジタル信号をシリアル信号に変換するＰ／Ｓコンバータと、前記シリアル信号に含まれる伝送誤りを訂正する伝送誤り訂正部と、前記ガードインターバルが除去された前記デジタル信号を格納するシンボルデータ記憶部とを備え、前記デジタル信号格納部は、前記伝送誤り訂正部が前記伝送誤りを訂正するときに利用する記憶領域と前記シンボルデータ記憶部とに前記デジタル信号を所定時間長分格納することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のＯＦＤＭ受信機。
前記所定時間長を、前記ＯＦＤＭ信号がとりうる伝送モードの伝送シンボル長のうち最も長い伝送シンボル長に対応する時間長の２倍以上としたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のＯＦＤＭ受信機。