JP2006042025A - Ｏｆｄｍ信号復調回路及びｏｆｄｍ信号復調方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 受信したＯＦＤＭ方式の受信信号の増幅に伴うＣ／Ｎ値の劣化が受信装置の受信性能に与える影響を抑止させ、受信性能を向上させるＯＦＤＭ信号復調回路及びＯＦＤＭ信号復調方法を提供すること。
【解決手段】 伝送路等価回路５６は、ＦＦＴ処理回路５４から出力されるキャリア信号を波形等価する際に、チューナー部１００から出力された受信信号の利得に対応する補正係数を補正係数テーブル８２から抽出し、この抽出された補正係数に基づく位相補正を位相補正回路８４で行った信号に基づいて波形等価処理を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、チューナーによって受信された直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ；Orthogonal FrequencyDivision Multiplex）信号を復調するＯＦＤＭ信号復調回路及びＯＦＤＭ復調方法に関する。

日本の地上波デジタルテレビ放送には、変調方式として複数のキャリア（搬送波）を多重化して送受信することが可能なＯＦＤＭ方式（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：直交周波数分割多重方式）が利用されている。

地上波デジタルテレビ放送で利用する放送電波の周波数帯域は、４７０ＭＨｚから７７０ＭＨｚまでの３００ＭＨｚで、この周波数帯域幅が１３〜６２ｃｈの５０チャネルに分割されて、各放送局に割り当てられている。図９は、地上波デジタルテレビ放送で利用するＯＦＤＭ信号を受信するためのＯＦＤＭ信号復調回路が組み込まれた従来のＯＦＤＭ信号受信装置５のブロック図である。以下、図９を用いて従来のＯＦＤＭ信号受信装置５の機能構成を簡単に説明する。同図によれば、ＯＦＤＭ信号受信装置５は、外部アンテナＡＮＴ３０と、チューナー部７００と、復調部８００と、復号部９００とを備えて構成される。

ＯＦＤＭ信号受信装置５は、チューナー部７００で受信したＯＦＤＭ方式の受信信号の中から、ユーザに選択された放送局のチャネル帯域の受信信号をＯＦＤＭ復調部８００に出力する。そして、ＯＦＤＭ復調部８００は、入力された受信信号を復調してＴＳ（Transport Stream：トランスポート・ストリーム）と呼ばれる伝送に適した信号形式のデータを抽出し、復号部９００に出力する。復号部９００は、入力されたＴＳに復号処理を施し、ＯＦＤＭ信号受信装置１を内蔵する装置によってテレビ放送として表示出力及び音声出力される。ここで、従来のチューナー部７００及び復調部８００について、説明する。

まず、チューナー部７００は、ＲＦ−ＡＧＣ（Radio Frequency-Auto Gain Control）１０と、ＲＦ−ＢＰＦ（Radio Frequency-Band Pass Filter）１２と、ＲＦミキサ１４と、ＩＦ−ＢＰＦ（Intermediate Frequency-Band Pass Filter）１６と、ＩＦ−ＡＧＣ１８と、ＩＦミキサ２０と、ＬＰＦ（Low Pass Filter）２２と、ＲＦ−ＡＧＣ制御回路２４とを備え、外部アンテナＡＮＴ３０がＲＦ−ＡＧＣ１０に接続されて構成されている。

複数のキャリア（搬送波）に情報が分割され直交変調が成された直交周波数分割多重信号（ＯＦＤＭ信号）が外部アンテナＡＮＴ３０で受信される。
ＲＦ−ＡＧＣ１０は、外部アンテナＡＮＴ３０で受信された受信信号を増幅する回路である。ＲＦ−ＡＧＣ１０は、増幅した受信信号をＲＦ−ＢＰＦ１２に出力する。

ＲＦ−ＢＰＦ１２は、ＲＦ−ＡＧＣ１０から入力された受信信号のうち、ユーザに選択された放送局のチャネルに相当する周波数帯域の受信信号を抽出し、ＲＦミキサ１４に出力する回路である。また、ＲＦ−ＢＰＦ１２は、抽出したＯＦＤＭ方式の受信信号をＲＦ−ＡＧＣ制御回路２４に出力する。

ＲＦ−ＡＧＣ制御回路２４は、入力された受信信号の入力信号レベルに基づいて、ＲＦ−ＡＧＣ１０が増幅する利得を検出（算出）し、この検出された利得に基づいて制御信号ＳをＲＦ−ＡＧＣ１０に出力する。

また、ＲＦ−ＡＧＣ１０は、ＲＦ−ＡＧＣ制御回路２４から入力された制御信号ｓに基づいて、外部アンテナＡＮＴ３０で受信された受信信号を増幅し、ＲＦ−ＢＰＦ１２に出力する。

ＲＦミキサ１４は、ＲＦ−ＢＰＦ１２から入力された受信信号と、第１局部発信回路（不図示）から入力された局部発信信号とを混合することにより、第１中間周波数の信号に変換する。そして、変換した第１中間周波数の信号を、ＩＦ−ＢＰＦ１６に出力する。

ＩＦ−ＢＰＦ１６は、ＲＦミキサ１４から入力された第１中間周波数の信号から、ユーザに選択された放送局のチャネルの信号を抽出し、ＩＦ−ＡＧＣ１８に出力する。さらに、ＩＦ−ＡＧＣ１８は、ＩＦ−ＢＰＦ１６から入力された第１中間周波数の信号を増幅し、ＩＦミキサ２０に出力する。

ＩＦミキサ２０は、ＩＦ−ＡＧＣ１８から入力された信号と、第２局部発信回路（不図示）から入力された局部発信信号とを混合することにより、第２中間周波数の信号に変換する。そして、変換した信号を、ＬＰＦ２２に出力する。ＬＰＦ２２は、ＩＦミキサ２０から出力された信号をフィルタ処理し、復調部８００のＡＤＣ回路５０に出力する。

続いて、復調部８００について説明する。復調部８００は、ＡＤＣ（Analog Digital Converter）回路５０と、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform：高速フーリエ変換）処理回路５４と、伝送路等価回路５６と、復調回路５８と、誤り訂正回路６０と、ＩＦ−ＡＧＣ制御回路７０と、ＤＡＣ回路７２とを備えて構成される。

ＡＤＣ回路５０は、チューナー部７００のＬＰＦ２２から入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換して、出力する回路である。ＡＤＣ回路５０は、変換後のデジタル信号をＦＦＴ処理回路５４及びＩＦ−ＡＧＣ制御回路７０に出力する。

ここで、ＩＦ−ＡＧＣ制御回路７０は、ＡＤＣ回路５０から入力された信号に基づいて、ＩＦ−ＡＧＣ１８を制御する信号を生成する回路である。例えば、ＡＤＣ回路５０から出力されたデジタル信号の信号レベルが所定の信号レベルより低い（高い）場合には、ＩＦ−ＡＧＣ１８から出力される信号を適切なレベルに増幅（減縮）させるための制御信号を生成する。そして、ＤＡＣ回路７２でアナログ信号に変換し、ＩＦ−ＡＧＣ１８に出力する。

ＦＦＴ処理回路５４は、ＡＤＣ回路５０によってデジタル信号に変換された時間領域の信号に対しＦＦＴ演算を行い、このＦＦＴ演算処理により周波数領域の信号に変換されたキャリア（搬送波）を伝送路等価回路５６に出力する回路である。
また、このＦＦＴ演算処理により実軸成分（Ｉデータ信号）と虚軸成分（Ｑデータ信号）とからなる複素信号（（Ｉ、Ｑ）データ信号）を抽出し、この複素信号を周波数領域の信号として伝送路等価回路５６に出力する。

伝送路等価回路５６は、ＦＦＴ処理回路５４から入力された周波数領域の信号に含まれる同期信号（ＳＰ信号＝スキャッターパイロット信号）を利用して、振幅や位相に関する波形等価処理を行う回路である。そして、波形等価処理がなされた周波数領域の信号を、復調回路５８に出力する。

ここで、同期信号とは、受信側で波形等価を行うために、既知の電力と位相を持つキャリア信号（搬送波信号）であり、周波数領域の信号の中に所定の割合にて挿入されている信号である。

復調回路５８は、伝送路等価回路５６から入力された周波数領域の信号に基づいてデータを復調する回路である。例えば、入力された信号を、１６ＱＡＭ方式に従って復調することにより、データが復調される。そして、復調されたデータは、誤り訂正回路６０に出力する。

誤り訂正回路６０は、復調回路５８から入力されたデータに対して誤り訂正を行う。誤り訂正の方法としては、例えば、畳み符号や、リードソロモン符号（ＲＳ符号）等を利用することにより実現される。そして、誤り訂正回路６０は、誤り訂正された信号を、ＴＳとして復号部９００に出力する。

ここで、上述した伝送路等価回路５６に関する技術は種々のものが知られているが、その一例として、ＦＦＴ演算回路から出力された周波数領域の信号から同期信号（ＳＰ信号）を抽出し、この抽出された同期信号を時間軸方向にフィルタリングすることによって補間処理を行い伝送路特性を推定する。そして更に、この時間軸方向にフィルタリングされた同期信号を周波数軸方向に補間して、すべてのキャリアに対する振幅及び位相の周波数特性を推定する手法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−３４４４１０

ところで、チューナー部が受信する電波は微弱であるため、例えば、ＲＦ−ＡＧＣ１０や、ＩＦ−ＡＧＣ１８のようなＡＧＣ回路等で信号を増幅する必要がある。

しかし、チューナー部において信号の増幅は、チューナー部を構成する各種アナログ素子の過渡現象等による非線形歪みの発生を伴う。そして、この発生した非線形歪みが信号に重畳してしまい、チューナー部の出力信号のＣ／Ｎ値が劣化してしまった。また、復調部には、Ｃ／Ｎ値が劣化した信号が入力されてしまうことから、復調部に置いてエラーとなる割合が増加してしまい、受信性能に影響が生じていた。

また、ＡＧＣ（可変利得増幅器）による増幅度が大きくなると、チューナーにおいて発生する非線形歪みの程度が大きくなると共に、入力信号に対して位相が変化する位相歪が発生するため、チューナー部の出力信号のＣ／Ｎ値が更に劣化してしまい、受信性能に影響が生じていた。

上記課題に鑑み、本発明は、受信したＯＦＤＭ方式の受信信号の増幅に伴うＣ／Ｎ値の劣化が受信装置の受信性能に与える影響を抑止させ、受信性能を向上させるＯＦＤＭ復調回路及びＯＦＤＭ復調方法を提供することである。

以上の課題を解決するために、請求項１に記載された発明のＯＦＤＭ信号復調回路は、複数のキャリアに情報が分割され直交変調が成された直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ；Orthogonal FrequencyDivision Multiplex）信号をチューナーによって受信し、この受信された受信信号を復調するＯＦＤＭ信号復調回路（例えば、図１のアンテナＡＮＴ３０、チューナー部１００、復調部２００）において、
前記チューナーによって受信された受信信号の利得を取得する利得取得回路（例えば、図１の利得取得回路８０）と、
前記受信信号をＦＦＴ演算処理することによって周波数領域の信号に変換されたキャリアを出力するＦＦＴ処理回路（例えば、図１のＦＦＴ処理回路５４）と、
このＦＦＴ処理回路によって出力されたキャリアの位相を補正するための位相補正係数を予め前記利得に対応して記憶する記憶回路（例えば、図１の補正係数テーブル８２）と、
前記利得取得回路によって取得された受信信号の利得に基づいて前記記憶回路から位相補正係数を抽出し、この抽出された前記位相補正係数に基づいて前記ＦＦＴ処理回路によって出力されたキャリアの位相を補正する位相補正回路（例えば、図１、図２、図７の位相補正回路８４）と、
前記ＦＦＴ処理回路によって出力されたキャリアを前記位相補正回路によって補正されたキャリアに基づいて演算処理することによって前記ＦＦＴ処理回路によって出力されたキャリアに対して波形等価処理を行う伝送路等価回路（例えば、図１、図２、図７の伝送路等価回路５６）と、
を備えることを特徴とする。

また、請求項４に記載された発明のＯＦＤＭ復調方法は、複数のキャリアに情報が分割され直交変調が成された直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ；Orthogonal FrequencyDivision Multiplex）信号をチューナーによって受信し、この受信された受信信号を復調するＯＦＤＭ信号復調方法において、
前記チューナーによって受信された受信信号の利得を取得する利得取得工程（例えば、図１の利得取得回路８０）と、
前記受信信号をＦＦＴ演算処理することによって周波数領域の信号に変換されたキャリアを出力するＦＦＴ処理工程（例えば、図１のＦＦＴ処理回路５４）と、
このＦＦＴ処理工程によって出力されたキャリアの位相を補正するための位相補正係数を予め前記利得に対応して記憶する記憶工程（例えば、図１の補正係数テーブル８２）と、
前記ＦＦＴ処理工程によって出力されたキャリアの位相を補正するために前記利得取得工程によって取得された受信信号の利得に基づき前期記憶工程から位相補正係数を抽出し、この抽出された前記位相補正係数に基づいて前記ＦＦＴ処理回路によって出力されたキャリアの位相を補正する位相補正工程（例えば、図１、図２、図７の位相補正回路８４）と、
前記ＦＦＴ処理工程によって出力されたキャリアを前記位相補正工程によって補正されたキャリアに基づいて演算処理することによって前記ＦＦＴ処理工程によって出力されたキャリアに対して波形等価処理を行う伝送路等価工程（例えば、図１、図２、図７の伝送路等価回路５６）と、
を備えることを特徴とする。

請求項２に記載された発明は、請求項１に記載のＯＦＤＭ復調装置において、
前記伝送路等価回路（例えば、図１、図２の伝送路等価回路５６）は、
前記ＦＦＴ処理回路によって抽出されたキャリアから既知の電力と位相を有する同期信号を抽出する同期信号抽出回路（例えば、図２のＳＰ信号抽出回路５６ｄ）と、
この同期信号抽出回路によって抽出された同期信号に基づいて前記ＦＦＴ処理回路によって出力されたキャリアを時間軸方向に補正する補正量を算出することにより得られたシンボルフィルタ係数を前記位相補正回路に出力するシンボルフィルタ回路（例えば、図２のシンボルフィルタ回路５６ｂ）と、
前記位相補正回路から出力されたシンボルフィルタ係数を周波数軸方向に補正する補正量を算出することにより得られたキャリアフィルタ係数を出力するキャリアフィルタ回路（例えば、図２のキャリアフィルタ回路５６ｃ）と、
前記ＦＦＴ処理回路から出力されたキャリアを前記キャリアフィルタ回路から出力されたキャリアフィルタ係数で除算することによって、前記ＦＦＴ処理回路から出力されたキャリアに対して波形等価処理を行う除算回路（例えば、図２の除算回路５６ａ）と、
を備えることを特徴とする。

請求項３に記載された発明は、請求項１に記載のＯＦＤＭ復調装置において、
前記伝送路等価回路（例えば、図１、図７の伝送路等価回路５６）は、
前記ＦＦＴ処理回路によって抽出されたキャリアから既知の電力と位相を有する同期信号を抽出して前記位相補正回路に出力する同期信号抽出回路（例えば、図７のＳＰ信号抽出回路５６ｄ）と、
前記位相補正回路からの同期信号に基づいて前記ＦＦＴ処理回路によって出力されたキャリアを時間軸方向に補正する補正量を算出することにより得られたシンボルフィルタ係数を出力するシンボルフィルタ回路（例えば、図７のシンボルフィルタ回路５６ｂ）と、
このシンボルフィルタ回路から出力されたシンボルフィルタ係数を周波数軸方向に補正する補正量を算出することにより得られたキャリアフィルタ係数を出力するキャリアフィルタ回路（例えば、図７のキャリアフィルタ回路５６ｃ）と、
前記ＦＦＴ処理回路から出力されたキャリアを前記キャリアフィルタ回路から出力されたキャリアフィルタ係数で除算することによって、前記ＦＦＴ処理回路から出力されたキャリアに対して波形等価処理を行う除算回路（例えば、図７の除算回路５６ａ）と、
を備えることを特徴とする。

請求項１又は４に記載された発明によれば、ＯＦＤＭ信号の復調において、予め、記憶回路に、チューナー部で発生する位相変化（非線形歪）と受信信号の利得との関係を補正係数として記憶しておき、ＦＦＴ処理回路によってＦＦＴ処理されたキャリア信号を波形等価する際に、チューナー部から出力された受信信号の利得に対応する補正係数を記憶回路からキャリア信号毎に抽出し、この抽出された補正係数に基づいて位相補正を行ってから伝送路等価回路によって波形等価処理を行うことができる。従って、受信信号を大きく増幅することによりチューナー部で発生する位相変化によってＣ／Ｎ値が劣化するような場合であっても、伝送路等価回路における波形等価処理の際に、利得に対応する補正係数に基づいてキャリア毎に位相補正を行うことができるので、受信信号の利得の変化が装置の受信性能に与える影響を抑止し、Ｃ／Ｎ値の劣化を防ぐことができる。
また、予め、チューナー毎に位相変化と利得との関係を補正係数として補正係数テーブル８２に記憶することができるので、装置毎に最良の受信性能を得ることが可能となり、受信された信号を正確に復調することができる。

請求項２に記載された発明によれば、シンボルフィルタ回路において同期信号に基づいてキャリアの時間軸方向の補正量を算出することにより得られたシンボルフィルタ係数を位相補正回路に対して出力し、キャリアフィルタ回路によって位相補正回路から出力されたシンボルフィルタ係数に対して周波数軸方向の補正を行い除算回路で波形等価処理を行う。
これにより、従来の回路に対して大きな回路変更を伴わずに、受信信号を大きく増幅することによりチューナー部で発生する位相変化に対する補正を行うことができるので、回路規模、コストの削減、及び低消費電力における実現を可能とする。

請求項３に記載された発明によれば、位相補正回路で位相補正を行った同期信号に基づいてシンボルフィルタ回路でキャリアを時間軸方向に補正する補正量を算出することにより得られたシンボルフィルタ係数をキャリアフィルタ回路に出力し、キャリアフィルタ回路によってシンボルフィルタ回路から出力されたシンボルフィルタ係数に対して周波数軸方向の補正を行い除算回路で波形等価処理を行う。
これにより、従来の回路に対して大きな回路変更を伴わずに、受信信号を大きく増幅することによりチューナー部で発生する位相変化に対する補正を行うことができるので、回路規模、コストの削減、及び低消費電力における実現を可能とする。

次に、図１を参照して、本発明のＯＦＤＭ信号復調装置を利用した地上波デジタルテレビ放送の受信装置について説明するが、本発明が適用可能なものはこれに限定されるものではない。

［１．概要］
ＯＦＤＭ信号受信装置１は、アンテナＡＮＴ３０と、チューナー部１００と、復調部２００と、復号部３００とを備えて構成されている。アンテナＡＮＴ３０により受信された、複数のキャリアに情報が分割され直交変調が成されたＯＦＤＭ方式の受信信号から、チューナー部１００によって、選択された放送局のチャネル帯域の信号が抽出される。そして、この抽出された信号が復調部２００に入力され、復調部２００は前記抽出された信号からＴＳ（Transport Stream：トランスポート・ストリーム）と呼ばれる伝送に適した信号形式のデータを抽出し、復号部３００に出力する。そして、復号部３００は、ＴＳから音声信号と映像信号とデータ信号とを分離して復号し、ＴＶ受像器に出力する。以下、チューナー部１００及び復調部２００について説明する。尚、図９で説明した従来のＯＦＤＭ信号受信装置５と同一の構成には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

［２．チューナー部］
チューナー部１００は、ＲＦ−ＡＧＣ１０と、ＲＦ−ＢＰＦ１２と、ＲＦミキサ１４と、ＩＦ−ＢＰＦ１６と、ＩＦ−ＡＧＣ１８と、ＩＦミキサ２０と、ＬＰＦ２２と、ＲＦ−ＡＧＣ制御回路２４とを備え、外部アンテナＡＮＴ３０がＲＦ−ＡＧＣ１０に接続されて構成されている。

まず、複数のキャリアに情報が分割され直交変調が成された直交周波数分割多重信号（ＯＦＤＭ信号）が外部アンテナＡＮＴ３０で受信される。
外部アンテナＡＮＴ３０によって受信された受信信号は、ＲＦ−ＡＧＣ１０で増幅される。そして、ユーザにより選択された放送局のチャネルに相当する周波数帯域の受信信号がＲＦ−ＢＰＦ１２により抽出される。この抽出された受信信号はＲＦミキサ１４により中間周波信号（ＩＦ信号）に変換される。そして、この中間周波信号から、ユーザにより選択された放送局のチャネルの信号がＩＦ−ＢＰＦ１６により抽出され、ＩＦ−ＡＧＣ１８により増幅される。さらに、ＩＦ−ＡＧＣ１８により増幅された中間周波信号は、ＩＦミキサ２０により低域周波数の第２中間周波信号に変換され、ＬＰＦ２２によりフィルタ処理された後、復調部２００へ出力される。また、ＲＦ−ＡＧＣ制御回路２４に入力された信号はＲＦ−ＡＧＣ制御回路２４内部のＡＤＣ回路２６によってデジタル信号に変換され、復調部２００の利得取得回路８０に出力される。

［３．復調部］
［３．１ 復調］
復調部２００は、ＡＤＣ回路５０と、ＦＦＴ処理回路５４と、伝送路等価回路５６と、復調回路５８と、誤り訂正回路６０と、ＩＦ−ＡＧＣ制御回路７０と、ＤＡＣ回路７２と、利得取得回路８０と、補正係数テーブル８２と、位相補正回路８４とを備えて構成されている。

また、伝送路等価回路５６は図２に示すように、除算回路５６ａと、シンボルフィルタ回路５６ｂと、キャリアフィルタ回路５６ｃと、ＳＰ信号抽出回路５６ｄとを備えて構成されている。そして、シンボルフィルタ回路５６ｂの出力（信号ｄ）と、キャリアフィルタ回路５６ｃの入力（信号ｅ）との間に、位相補正回路８４が介在するように接続されている。

チューナー部１００から出力された信号は、ＡＤＣ回路５０によりデジタル信号に変換される。このＡＤＣ回路５０によって変換されたデジタル信号は、ＩＦ−ＡＧＣ制御回路７０と、ＦＦＴ処理回路５４とに出力される。
ＦＦＴ処理回路５４は、ＡＤＣ回路５０によってデジタル信号に変換された時間領域の信号に対しＦＦＴ演算を行い、このＦＦＴ演算処理により周波数領域の信号に変換されたキャリア（搬送波）を伝送路等価回路５６に出力する回路である。
また、このＦＦＴ演算処理により実軸成分（Ｉデータ信号）と虚軸成分（Ｑデータ信号）とからなる複素信号（（Ｉ、Ｑ）データ信号）を抽出し、この複素信号を周波数領域の信号として伝送路等価回路５６に出力する。

ＦＦＴ処理回路５４から出力されたキャリア信号は、伝送路等価回路５６により波形等価（振幅等価及び位相等価）処理が為される。ここで、波形等価処理は、位相補正回路８４により位相補正が成された同期信号、または同期信号を含むキャリア信号に基づいて波形等価処理を行う。そして、伝送路等価回路５６により処理は成された周波数領域の信号は、復調回路５８に入力されて復調処理が施された後、誤り訂正回路６０による誤り訂正処理が施されてＴＳが抽出される。

ここで、伝送路等価回路５６における波形等価処理について説明する。
図２に伝送路等価回路５６の内部構成と位相補正回路８４を示す。伝送路等価回路５６は、入力されたキャリア信号からＳＰ信号抽出回路５６ｄにより同期信号（ＳＰ信号）を抽出し、シンボルフィルタ回路５６ｂに出力する。シンボルフィルタ回路５６ｂは、ＳＰ信号抽出回路５６ｄから同期信号を入力し、この同期信号を時間軸方向にフィルタリングして補間処理を行い、キャリア信号に対して時間軸方向に伝送路特性を推定する処理を行う回路である。そして、時間軸方向に補間処理された同期信号を含むキャリアを位相補正回路８４に出力する（信号ｄ）。

位相補正回路８４は、入力された同期信号を含むキャリアの位相補正を補正係数テーブル８２に記憶されている補正係数を用いて行い、この位相補正後の同期信号を含むキャリアを伝送路等価回路５６内部のキャリアフィルタ回路５６ｃに出力する（信号ｅ）。
ここで、チューナー部１００のＲＦ−ＡＧＣ１０、ＩＦ−ＡＧＣ１８は、アンテナＡＮＴ３０で受信された信号のレベルに応じて増幅度を調整する。この場合、調整される増幅度によって、発生する位相変化（位相歪）の変化量が異なるので、位相補正回路８４によってこの位相変化を補正する。

キャリアフィルタ回路５６ｃは、入力された位相補正後の同期信号を含むキャリアを周波数軸方向にフィルタリングすることによって補間処理を行い、全てのキャリアの周波数軸方向に対する振幅及び位相の周波数特性を推定し、除算回路５６ａに出力することにより、伝送路の周波数特性を推定する処理を行う回路である。

除算回路５６ａは、ＦＦＴ処理回路５４から入力される周波数領域の信号と、キャリアフィルタ回路５６ｃから入力される信号とに対して除算処理を行うことによって、ＦＦＴ処理回路５４から入力される周波数領域の信号に対して波形等価処理を行う。
次に、伝送路等価回路５６における位相補正について説明する。

［３．２ 位相補正］
まず、利得取得回路８０は、チューナー部１００のＲＦ−ＡＧＣ制御回路２４に入力された信号の内、ＲＦ−ＡＧＣ制御回路２４内部のＡＤＣ回路２６によってデジタル信号に変換された信号を入力して、受信信号の利得を取得する。そして、取得した受信信号の利得を、補正係数テーブル８２に出力する。補正係数テーブル８２は、入力された利得に対応する補正係数を補正係数テーブル８２内部に有するメモリから抽出し、位相補正回路８４に出力する（信号ｃ）。
位相補正回路８４は、入力された補正係数に基づいて伝送路等価回路５６より入力されたシンボルフィルタ係数（信号ｄ）に対して位相補正を行う。ここで、補正係数テーブル８２と、位相補正回路８４について以下詳細に説明する。

まず、補正係数テーブル８２について説明する。補正係数テーブル８２は、チューナー部１００が受信した受信信号の利得と補正係数（位相補正角度）とを対応づけて補正係数テーブル８２内部のメモリに記憶しており、利得に対応する補正係数を位相補正回路８４に出力する回路である。ここで、補正係数テーブル８２に記憶する補正係数を決める方法としては、例えば、チューナーの位相変化特性（入力信号と位相変化の関係）をチューナー毎に測定し、この測定された各入力信号に対する位相変化値から補正係数を決定する。そして、工場出荷時に予め補正係数テーブル８２に記憶させる。これにより、個々のチューナーに適した補正係数を補正係数テーブル８２に記憶することが可能となるので、ＯＦＤＭ受信装置１毎に、最適な補正処理を行うことができる。

図３は、チューナーの位相変化特性の一例を図示したものである。図３のグラフは、縦軸をチューナーの出力位相（度）、横軸を周波数（Ｈｚ）とし、チューナーの入力信号レベルに対応する受信信号の最低周波数、中心周波数、及び、最高周波数の各々における位相を示したグラフである。ここでチューナーの出力位相は、本来の位置を「０」度とした場合に何度ずれているかを示すものである。例えば、チューナーに入力されたＯＦＤＭ方式の受信信号の入力レベルが「−８０ｄＢｍ」である場合には、最低周波数では「＋６度」、中心周波数では「＋７度」、最大周波数では「＋８度」本来の位置からずれていることが解る。ここで、本実施形態における周波数は、中心周波数を利用することとして説明する。

入力信号のレベルが「−８０ｄＢｍ」である場合には、中心周波数で「＋７度」位相がずれるため、補正係数テーブル８２は位相補正角度（補正係数）として「−８０ｄＢｍ」と対応づけて「−７度」を記憶している。同様に、入力信号のレベルが「−６０ｄＢｍ」である場合には中心周波数で「−２．５」度位相がずれるため、位相補正角度として「−６０ｄＢｍ」と対応づけて「＋２．５度」を記憶する。また、入力信号レベルが「−４０ｄＢｍ」の場合には位相のずれがない（「０度」）ため、位相補正角度として「０度」（補正無し）を「−４０ｄＢｍ」と対応づけて記憶する。

この結果、例えば、利得取得回路８０が取得した入力信号レベルが「−８０ｄＢｍ」の場合、補正係数テーブル８２は、内部のメモリから位相補正角度を「−７度」と読み出し、位相補正回路８４に出力する。

さらに、周波数領域の信号は複数のキャリア（搬送波）が含まれている。例えば、ＩＳＤＢ−Ｔ方式（ＭＯＤＥ３）のＯＦＤＭ信号の１セグメントには、４３２本のキャリアが含まれている。

ＦＦＴ処理回路５４から出力される周波数領域の信号は、キャリア毎に伝送路等価回路５６に入力される。一例として、伝送路等価回路５６に入力される周波数領域の信号は、低い周波数のキャリア（キャリア番号「０」番）から高い周波数のキャリア（キャリア番号「４３１」番）まで順次入力されるものとする。

図４は、補正係数テーブル８２に記憶される補正係数として、位相補正角度を記憶した場合のデータ構成の一例を示した図である。入力信号のレベルに対応する利得と補正係数としての位相補正角度とを、ＯＦＤＭ方式の受信信号のキャリア毎に対応づけて記憶している。例えば、入力信号レベルが「−６０ｄＢｍ」の場合、「＋３」度を読み出す。

このように、キャリア毎に補正係数を記憶し、記憶された補正係数に基づいて位相補正の処理を施すことにより、各キャリアに応じたより細かな位相補正を行うことができる。また、補正係数テーブルは、チューナー部１００ごとに最適な補正係数を補正係数テーブル８２に記憶することができるので、ＯＦＤＭ信号復調装置１の性能をよりいっそう向上させることが可能となる。

続いて、位相補正回路８４の動作原理について説明する。位相補正回路８４は、伝送路等価回路５６内部のシンボルフィルタ回路５６ｂにより抽出されるシンボルフィルタ係数に対して位相補正を行う回路である。具体的には、位相補正回路８４に入力されるシンボルフィルタ係数（信号ｄ）は複素信号であり、この複素信号の内、実数部としてのＩデータ信号をＩａデータ信号に、また、複素信号の内、虚数部としてのＱデータ信号をＱａデータ信号に位相補正する。図５に、位相補正回路８４における処理動作を図で示す。

図５によれば、Ｉデータ信号に係数Ａを乗算した値とＱデータ信号に係数Ｂを乗算した値との減算結果をＩａデータ信号とする。また、Ｉデータ信号に係数Ｂを乗算した値とＱデータ信号に係数Ａを乗算した値との加算結果をＱａデータ信号とする。
この位相補正回路８４の動作は、式（１）の演算式で表される。

ここで、係数Ａ及び係数Ｂは、補正係数テーブル８２から抽出された位相補正角度によって算出される所定の係数である。例えば、一例として、位相角度がαのときに、係数Ａをｃｏｓαと、係数Ｂをｓｉｎαとして算出することができる。

式（２）を乗算回路、加算回路、減算回路の回路素子で実現した場合も図５と同様の回路となる。まず、角度αから、係数Ａ及び係数Ｂが位相補正回路８４により算出される。ここで、Ｉデータ信号と係数Ａとを乗算した信号と、Ｑデータ信号と係数Ｂとを乗算した信号との減算を行い、Ｉａデータ信号として出力される。また、Ｉデータ信号と係数Ｂとを乗算した信号に、Ｑデータ信号と係数Ａとを乗算した信号を加算し、Ｑａデータ信号として出力される。このようにして、（Ｉ、Ｑ）データ信号に対して位相角度αの補正を行って（Ｉａ、Ｑａ）データ信号を得る場合のイメージを図６に示す。

［３．３ 伝送路等価回路］
続いて、伝送路等価回路５６の動作について、図１及び図２を用いて説明する。
図２に示されるように、伝送路等価回路５６は、ＦＦＴ処理回路５４から入力されるキャリア信号の中から、ＳＰ信号抽出回路５６ｄによって同期信号（ＳＰ信号）を抽出しシンボルフィルタ回路５６ｂに出力する（信号ｆ）。

シンボルフィルタ回路５６ｂは、ＳＰ信号抽出回路５６ｄにより抽出された同期信号を時間軸方向にフィルタリングすることによって補間処理を行い、同期信号に対する時間軸方向の補正量を抽出（算出）する。更に、この補正後の同期信号の伝送路特性に基づいて、時間軸方向における同期信号以外のキャリアに対する時間軸方向の補正量も抽出（算出）する。そして、この伝送路特性が補正された同期信号を含むキャリアの補正量をシンボルフィルタ係数として位相補正回路８４に出力する（信号ｄ）。

位相補正回路８４は、伝送路等価回路５６より入力されるシンボルフィルタ係数に対して、実数部としてのＩデータ信号をＩａデータ信号に、虚数部としてのＱデータ信号をＱａデータ信号に変換することによって位相補正を行う。このときの処理動作は前述したように、図５に示す回路に基づき、補正係数テーブル８２から、予めキャリア毎に対応させて記憶された補正係数を入力し、この入力された補正係数に基づいて位相補正処理を行う。

つまり、補正係数テーブル８２から入力された位相補正角度から係数Ａ、係数Ｂを算出する。例えば、位相角度をαとした場合、係数Ａ＝ｃｏｓα、係数Ｂ＝ｓｉｎαとして係数Ａ、及び、係数Ｂを算出することができる。そして、Ｉデータ信号と係数Ａとを乗算した信号と、Ｑデータ信号と係数Ｂとを乗算した信号との減算によってＩａデータ信号を算出する。また、Ｉデータ信号と係数Ｂとを乗算した信号に、Ｑデータ信号と係数Ａとを乗算した信号を加算してＱａデータ信号が算出される。
位相補正が成されたシンボルフィルタ係数は、キャリアフィルタ回路５６ｃに出力される（信号ｅ）。

キャリアフィルタ回路５６ｃは、位相補正回路８４より入力される位相補正後のシンボルフィルタ係数を周波数軸方向にフィルタリングすることによって補間処理を行い、全てのキャリアの伝送路特性に対する周波数軸方向の補正量を抽出（算出）し、この抽出された補正量をキャリアフィルタ係数として除算回路５６ａに出力する（信号ｇ）。

除算回路５６ａは、ＦＦＴ処理回路５４から入力されたキャリア信号（信号ａ）をキャリアフィルタ回路５６ｃから入力されるキャリアフィルタ係数（信号ｇ）で除算することによって波形等価処理を行う回路である。これにより、ＦＦＴ処理回路５４から入力されたキャリアに対して、受信信号の利得に応じて変化した位相を補正する位相補正を行うことができる。
伝送路等価回路５６は、この位相補正を含む波形等価処理が成された信号を、復調回路５８に出力する。

ここで、伝送路等価回路５６は、ＦＦＴ処理回路５４から、周波数領域の複素信号がキャリア番号順に所定の間隔で直列に入力される。
補正係数テーブル８２は、利得取得回路８０によって取得された利得に対応する補正係数を補正係数テーブル８２内部のメモリより読み出し、位相補正回路８４に出力する。この時、伝送路等価回路５６と、位相補正回路８４との同期が取られることにより、補正係数テーブル８２は、位相補正回路８４にキャリア番号「０」番から補正係数を順次出力することができる。

本発明によれば、ＯＦＤＭ信号の復調において、予め、補正係数テーブル８２に、チューナー部１００で発生する位相変化（非線形歪）と受信信号の利得との関係を補正係数として補正係数テーブル８２に記憶しておき、ＦＦＴ処理回路７２によってＦＦＴ処理されたキャリア信号を波形等価する際に、チューナー部１００から出力された受信信号の利得に対応する補正係数を前記補正係数テーブル８２からキャリア信号毎に抽出し、この抽出された補正係数に基づいて位相補正を行うと共に、時間軸方向の補正と周波数軸方向の補正も行なってから伝送路等価回路５６によって波形等価処理を行うことができる。従って、受信信号を大きく増幅することによりチューナー部１００で発生する位相変化によってＣ／Ｎ値が劣化するような場合であっても、伝送路等価回路５６における波形等価処理の際に、利得に対応する補正係数に基づいてキャリア毎に位相補正を行うことができるので、受信信号の利得の変化が装置の受信性能に与える影響を抑止し、Ｃ／Ｎ値の劣化を防ぐことができる。
また、予め、チューナー部１００毎に位相変化と利得との関係を補正係数として補正係数テーブル８２に記憶することができるので、装置毎に最良の受信性能を得ることが可能となり、受信された信号を正確に復調することができる。

［４．変形例］
上述した実施形態におけるＯＦＤＭ受信装置１の構成は、本発明を説明するための一例であり限定されるものではないことは勿論である。例えば、位相補正回路８４を、シンボルフィルタ回路５６ｂと、キャリアフィルタ回路５６ｃとの間に介在するように接続されることとして説明したが、ＳＰ信号抽出回路５６ｄと、シンボルフィルタ回路５６ｂとの間に介在するように接続されることとしても良い。

この場合における伝送路等価回路５６と位相補正回路８４とのブロック図を図７に示す。図７によれば、ＳＰ信号抽出回路５６ｄの出力（信号ｄ）と、シンボルフィルタ回路５６ｂの入力（信号ｅ）との間に、位相補正回路８４が介在するように接続されている。
ここで、伝送路等価回路５６内部の各ブロックと位相補正回路８４の動作について述べる。
図７に示されるように、伝送路等価回路５６は、ＦＦＴ処理回路５４から入力されるキャリア信号の中から、ＳＰ信号抽出回路５６ｄによって同期信号（ＳＰ信号）を抽出し位相補正回路８４に出力する（信号ｄ）。

位相補正回路８４は、伝送路等価回路５６より入力された同期信号に対して、実数部としてのＩデータ信号をＩａデータ信号に、虚数部としてのＱデータ信号をＱａデータ信号に位相補正を行う。このときの位相補正処理は、図２に示す伝送路等価回路で説明したように、補正係数テーブル８２から入力される補正係数に基づいて行う。そして、位相補正後の同期信号は、シンボルフィルタ回路５６ｂに出力される（信号ｅ）。

シンボルフィルタ回路５６ｂは、位相補正回路８４により入力された同期信号を時間軸方向にフィルタリングすることによって各キャリアに対する補間処理を行い、同期信号に対する時間軸方向の補正量を抽出（算出）する。更に、この補正後の同期信号の伝送路特性に基づいて、時間軸方向における同期信号以外のキャリア信号に対する時間軸方向の補正量も抽出（算出）する。そして、この伝送路特性が補正された同期信号と同期信号以外のキャリアの補正量をシンボルフィルタ係数としてキャリアフィルタ回路５６ｃに出力する（信号ｈ）。

キャリアフィルタ回路５６ｃは、シンボルフィルタ回路５６ｂより入力されるシンボルフィルタ係数を周波数軸方向にフィルタリングすることによって補間処理を行い、全てのキャリアの伝送路特性に対する周波数軸方向の補正量を抽出（算出）し、この抽出された補正量をキャリアフィルタ係数として除算回路５６ａに出力する（信号ｇ）。

除算回路５６ａは、ＦＦＴ処理回路５４から入力されたキャリア信号（信号ａ）をキャリアフィルタ回路５６ｃから入力されるキャリアフィルタ係数（信号ｇ）で除算することによって波形等価処理を行う。これにより、ＦＦＴ処理回路５４から入力されたキャリアに対して、受信信号の利得に応じて変化した位相を補正することができる。そして、この位相補正を含む波形等価処理が成された信号が復調回路５８に出力される。
従って、位相補正回路８４は、キャリアフィルタ回路５６ｃの前であれば、図７に示した位置に接続されることとしても良いことは、勿論である。

なお、補正係数テーブル８２には、補正係数として位相補正角度が記憶されることとして説明したが、上述した係数Ａ及び係数Ｂを記憶することとしてもよい。
図８は、補正係数テーブル８２に記憶される補正係数として、位相補正回路８４で周波数領域の信号の位相変化を補正する際に用いられる係数Ａ、及び、係数Ｂを記憶した場合のデータ構成の一例を示した図である。入力信号のレベルに対応する利得と補正係数としての係数Ａ、及び、係数Ｂとを、ＯＦＤＭ方式の受信信号のキャリア毎に対応づけて記憶している。この場合、角度から係数Ａ、及び、係数Ｂを演算することなく、直接係数Ａ、及び、係数Ｂに基づいて位相補正を行うことが出来る。従って、角度からその都度係数Ａ、及び、係数Ｂを演算する必要が無く、高速に動作させることが可能となる。

本発明におけるＯＦＤＭ信号受信装置のブロック構成図。 本発明における伝送路等価回路及び位相補正回路を示すブロック図。 チューナーの信号レベルに対する出力位相を示す図。 本発明における補正係数テーブルのデータ構成の一例を示す図。 本発明における位相補正回路の動作を説明するための図。 （Ｉ、Ｑ）データ信号に対して位相角度αの補正を行った場合のイメージ図。 変形例における伝送路等価回路及び位相補正回路を示すブロック図。 変形例における補正係数テーブル。 従来のＯＦＤＭ信号受信装置のブロック構成図。

符号の説明

１ ＯＦＤＭ信号受信装置
１００ チューナー部
１０ ＲＦ−ＡＧＣ
１２ ＲＦ−ＢＰＦ
１４ ＲＦミキサ
１６ ＩＦ−ＢＰＦ
１８ ＩＦ−ＡＧＣ
２０ ＩＦミキサ
２２ ＬＰＦ
２４ ＲＦ−ＡＧＣ制御回路
２６ ＡＤＣ回路
２００ 復調部
５０ ＡＤＣ回路
５４ ＦＦＴ処理回路
５６ 伝送路等価回路
５６ａ 除算回路
５６ｂ 時間軸補正フィルタ回路
５６ｃ 周波数軸補正フィルタ回路
５６ｄ ＳＰ信号抽出回路
５８ 復調回路
６０ 誤り訂正回路
７０ ＩＦ−ＡＧＣ制御回路
７２ ＤＡＣ回路
８０ 利得取得回路
８２ 補正係数テーブル
８４ 位相補正回路
３００ 復号部

Claims (4)

1. 複数のキャリアに情報が分割され直交変調が成された直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ；Orthogonal FrequencyDivision Multiplex）信号をチューナーによって受信し、この受信された受信信号を復調するＯＦＤＭ信号復調回路において、
   前記チューナーによって受信された受信信号の利得を取得する利得取得回路と、
   前記受信信号をＦＦＴ演算処理することによって周波数領域の信号に変換されたキャリアを出力するＦＦＴ処理回路と、
   このＦＦＴ処理回路によって出力されたキャリアの位相を補正するための位相補正係数を予め前記利得に対応して記憶する記憶回路と、
   前記利得取得回路によって取得された受信信号の利得に基づいて前記記憶回路から位相補正係数を抽出し、この抽出された前記位相補正係数に基づいて前記ＦＦＴ処理回路によって出力されたキャリアの位相を補正する位相補正回路と、
   前記ＦＦＴ処理回路によって出力されたキャリアを前記位相補正回路によって補正されたキャリアに基づいて演算処理することによって前記ＦＦＴ処理回路によって出力されたキャリアに対して波形等価処理を行う伝送路等価回路と、
   を備えることを特徴とするＯＦＤＭ信号復調回路。
2. 前記伝送路等価回路は、
   前記ＦＦＴ処理回路によって抽出されたキャリアから既知の電力と位相を有する同期信号を抽出する同期信号抽出回路と、
   この同期信号抽出回路によって抽出された同期信号に基づいて前記ＦＦＴ処理回路によって出力されたキャリアを時間軸方向に補正する補正量を算出することにより得られたシンボルフィルタ係数を前記位相補正回路に出力するシンボルフィルタ回路と、
   前記位相補正回路から出力されたシンボルフィルタ係数を周波数軸方向に補正する補正量を算出することにより得られたキャリアフィルタ係数を出力するキャリアフィルタ回路と、
   前記ＦＦＴ処理回路から出力されたキャリアを前記キャリアフィルタ回路から出力されたキャリアフィルタ係数で除算することによって、前記ＦＦＴ処理回路から出力されたキャリアに対して波形等価処理を行う除算回路と、
   を備えることを特徴とする請求項１記載のＯＦＤＭ信号復調回路。
3. 前記伝送路等価回路は、
   前記ＦＦＴ処理回路によって抽出されたキャリアから既知の電力と位相を有する同期信号を抽出して前記位相補正回路に出力する同期信号抽出回路と、
   前記位相補正回路からの同期信号に基づいて前記ＦＦＴ処理回路によって出力されたキャリアを時間軸方向に補正する補正量を算出することにより得られたシンボルフィルタ係数を出力するシンボルフィルタ回路と、
   このシンボルフィルタ回路から出力されたシンボルフィルタ係数を周波数軸方向に補正する補正量を算出することにより得られたキャリアフィルタ係数を出力するキャリアフィルタ回路と、
   前記ＦＦＴ処理回路から出力されたキャリアを前記キャリアフィルタ回路から出力されたキャリアフィルタ係数で除算することによって、前記ＦＦＴ処理回路から出力されたキャリアに対して波形等価処理を行う除算回路と、
   を備えることを特徴とする請求項１記載のＯＦＤＭ信号復調回路。
4. 複数のキャリアに情報が分割され直交変調が成された直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ；Orthogonal FrequencyDivision Multiplex）信号をチューナーによって受信し、この受信された受信信号を復調するＯＦＤＭ信号復調方法において、
   前記チューナーによって受信された受信信号の利得を取得する利得取得工程と、
   前記受信信号をＦＦＴ演算処理することによって周波数領域の信号に変換されたキャリアを出力するＦＦＴ処理工程と、
   このＦＦＴ処理工程によって出力されたキャリアの位相を補正するための位相補正係数を予め前記利得に対応して記憶する記憶工程と、
   前記ＦＦＴ処理工程によって出力されたキャリアの位相を補正するために前記利得取得工程によって取得された受信信号の利得に基づき前期記憶工程から位相補正係数を抽出し、この抽出された前記位相補正係数に基づいて前記ＦＦＴ処理回路によって出力されたキャリアの位相を補正する位相補正工程と、
   前記ＦＦＴ処理工程によって出力されたキャリアを前記位相補正工程によって補正されたキャリアに基づいて演算処理することによって前記ＦＦＴ処理工程によって出力されたキャリアに対して波形等価処理を行う伝送路等価工程と、
   を備えることを特徴とするＯＦＤＭ信号復調方法。

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