JP2009055453A - デジタル放送受信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】放送信号がフェージング等の伝送路歪みの影響を受ける環境下においても、放送信号を高精度にシンボル判定し、より正確に伝送路歪みを補償することが可能なデジタル放送受信装置を提供する。
【解決手段】合成部１７からの合成信号を、シンボル判定部１９でシンボル判定する。この際、シンボル判定部１９には、補償部１６−１〜１６−ｎで伝送路歪みを補償した複素ベースバンドデジタル信号が、選択部１８により選択されて出力される。そして、シンボル判定の際、合成信号のみではシンボル判定できない場合、選択部１８から出力される複素ベースバンドデジタル信号を参照し、合成信号と複素ベースバンドデジタル信号との多数決によりシンボル判定する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば地上デジタル放送システムにおいて放送信号を中継伝送するデジタル放送中継装置に用いられるデジタル放送受信装置に関する。

地上デジタル放送システムでは、放送サービスエリアの拡大および難視聴地域の解消を目的として、多数の中継装置を所定のエリアに分散配置し、各中継装置にてＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：直交周波数分割多重）方式による放送波信号を多段中継する方式が採用されている。このシステムにおいて放送信号を中継する際、マルチパスやマルチパスフェージング等の伝送路歪みの影響により、中継装置が基地局からの放送信号を正確に中継できない場合がある。これは、伝送路歪みにより、基地局からの放送信号のＣＮ（Carrier to Noise）比が劣化し、中継装置における受信装置が基地局からの放送信号を正確に受信できなくなることに起因する。そこで、ＦＩＲ（Finite Impulse Response：ＦＩＲ）フィルタによるマルチパスの抑圧機能（例えば、特許文献１参照。）や、ダイバーシチによるマルチパスフェージングの抑圧機能（例えば、特許文献２参照。）を備えた受信装置が提案されている。

ところで、受信装置で受信される放送信号のさらなる特性改善方法として、シンボル判定がある。シンボル判定では、基地局における放送信号のコンスタレーション、つまり伝送路歪みの影響を受ける前のコンスタレーションと、受信装置で受信された放送信号、つまり伝送路歪みの影響を受けた後の放送信号とを比較することにより、伝送路歪みの影響を修正する。このため、シンボル判定は、地上デジタル放送システムにおいて伝送路歪みを補償するのに有効な手段であるといえる。

しかしながら、従来の受信装置に用いられるシンボル判定では、放送信号の被判定シンボルがコンスタレーションの未確定領域に位置する場合、コンスタレーションを正確に確定することができない場合があった。
特開２００２−１５８６３２号公報 特開２００２−３３０１１２号公報

以上のように、シンボル判定は、地上デジタル放送システムにおいて伝送路歪みを補償するのに有効な手段であるが、放送信号の被判定シンボルがコンスタレーションの未確定領域に位置する場合、正確に伝送路歪みを補償できない場合があった。

この発明は上記事情によりなされたもので、その目的は、放送信号がフェージング等の伝送路歪みの影響を受ける環境下においても、放送信号を高精度にシンボル判定することができ、これによってより正確に伝送路歪みを補償することが可能なデジタル放送受信装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明に係るデジタル放送受信装置は、直交周波数分割多重（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：ＯＦＤＭ）方式の放送信号を互いに独立して受信する複数系統の受信手段と、前記複数系統の受信手段で受信された放送信号それぞれを、複素ベースバンドデジタル信号に変換する複数の変換手段と、前記複数の変換手段それぞれから出力される前記複素ベースバンドデジタル信号を高速フーリエ変換（First Fourier Transform：ＦＦＴ）することで、サブキャリア毎の複素ベースバンドデジタル信号に変換する複数のＦＦＴ部と、前記複数のＦＦＴ部それぞれから出力される前記複素ベースバンドデジタル信号の伝送路歪みを補償する複数の補償部と、前記複数の補償部それぞれの出力をダイバーシチ合成し、この結果得られる合成信号を出力する合成部と、前記複数の補償部それぞれから出力される前記複数系統の複素ベースバンドデジタル信号のうち、当該信号の受信電力が規定の閾値を超えるものを選択的に出力する選択部と、前記合成信号を前記放送信号のシンボルマッピングに用いられるコンスタレーションとの比較によってシンボル判定するもので、当該シンボル判定で被判定シンボルの位置がコンスタレーションの位置を確定できない未確定領域にある場合、前記選択部で選択された複素ベースバンドデジタル信号の対応シンボル位置を参照して多数決により前記被判定シンボルのコンスタレーションの位置を確定するシンボル判定部とを具備する。

上記構成によるデジタル放送受信装置では、合成信号のみではコンスタレーションの位置を確定できない場合、選択部から選択的に出力される信号を参照し、合成信号と選択部からの信号とを用いた多数決によりコンスタレーションの位置を確定する。これにより、合成信号と受信電力特性のよい信号との多数決によってコンスタレーションの位置を確定することができるため、伝送路歪みをより正確に補償することが可能となる。

この発明によれば、放送信号がフェージング等の伝送路歪みの影響を受ける環境下においても、放送信号を高精度にシンボル判定することができ、これによってより正確に伝送路歪みを補償することが可能なデジタル放送受信装置を提供することができる。

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係るデジタル放送受信装置を用いたデジタル放送中継装置の機能構成を示すブロック図である。なお、本実施形態では、１６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation：ＱＡＭ）方式で変調された放送信号を、直交周波数分割多重（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：ＯＦＤＭ）方式により伝送する場合を例に説明する。

図１に示すデジタル放送中継装置において、デジタル放送受信装置１０は、受信アンテナ１１−１〜１１−ｎと、受信部１２−１〜１２−ｎと、アナログ−デジタル変換部（Ａ／Ｄ）１３−１〜１３−ｎと、直交復調部１４−１〜１４−ｎと、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform：ＦＦＴ）部１５−１〜１５−ｎと、補償部１６−１〜１６−ｎと、合成部１７と、選択部１８と、シンボル判定部１９とを備える。

ＯＦＤＭ方式の放送信号は、受信アンテナ１１−１〜１１−ｎで互いに独立して受信される。受信された放送信号は、受信部１２−１〜１２−ｎでＲＦ（Radio Frequency）帯の信号からＩＦ（Intermediate Frequency）帯の信号に変換され、アナログ−デジタル変換部１３−１〜１３−ｎでデジタル信号に変換され、直交復調部１４−１〜１４−ｎで複素ベースバンドデジタル信号に変換される。

ＦＦＴ部１５−１〜１５−Ｎは、複素ベースバンドデジタル信号を高速フーリエ変換することで、サブキャリア毎の複素ベースバンドデジタル信号に変換する。

補償部１６−１〜１６−ｎは、信号に挿入されているパイロット信号であるＳＰ（Scattered Pilot）信号及びＣＰ（Continual Pilot）信号を用いることにより、複素ベースバンドデジタル信号のマルチパスによる伝送路歪みを補償する。

合成部１７は、伝送路歪みが補償された複素ベースバンド信号を、各信号間で同期を取った後、サブキャリア単位でダイバーシチ合成する。ここでのダイバーシチ合成のアルゴリズムには、等利得合成、最大比合成等が用いられる。

選択部１８は、規定の電力値を予め閾値として設定している。そして、補償部１６−１〜１６−ｎからの複素ベースバンドデジタル信号を受け取り、これらの信号のうち、受信電力が閾値を超える信号のみを選択的に出力する。

シンボル判定部１９は、合成信号を放送信号のシンボルマッピングに用いられるコンスタレーションとの比較によってシンボル判定する。

図２は、本発明の一実施形態に係るシンボル判定部１９によるシンボル判定の手順を示したフローチャートである。また、図３は、本発明の一実施形態に係るシンボル判定部１９におけるコンスタレーションを示す模式図である。なお、図３における太線は未確定領域を示す。

まず、シンボル判定部１９は、合成信号をシンボル判定する（ステップＳ１）。そして、合成信号の被判定シンボルの位置がコンスタレーションの位置を確定できない未確定領域にあるか否かを判断する（ステップＳ２）。合成信号の被判定シンボルが図３のａに位置する場合、つまり、被判定シンボルの位置が未確定領域にない場合（ステップＳ２のＮｏ）、ユークリッド距離の最も近いコンスタレーションは（１，１）であることが明白であり、合成信号のコンスタレーションの位置を（１，１）に確定する（ステップＳ３）。

合成信号の被判定シンボルが図３のｂに位置する場合、つまり、被判定シンボルの位置が未確定領域にある場合（ステップＳ２のＹｅｓ）、ユークリッド距離の最も近いコンスタレーションは（−１，−１）と（−３，−１）とのいずれかであり、合成信号のコンスタレーションの位置は確定しない。そこで、シンボル判定部１９は、選択部１８から出力される複素ベースバンドデジタル信号の対応シンボル位置を参照する（ステップＳ４）。

ここで、受信電力が閾値以上となる信号が３つ有り、選択部１８から出力された信号の対応シンボルが、図３のｃ１、ｃ２、ｃ３に示される位置にあったとする。この場合、被判定シンボルｂ、対応シンボルｃ１〜ｃ３の位置からコンスタレーションを多数決で判定し（ステップＳ５）、コンスタレーションを（−１，−１）に確定する（ステップＳ６）。

シンボル判定部１９は、以上のようにシンボル判定を行い、シンボル判定された複素ベースバンドデジタル信号をパイロット挿入部２１に出力する。

デジタル放送受信装置１０から出力された複素ベースバンドデジタル信号は、パイロット挿入部２１でパイロット信号が挿入され、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform：ＩＦＦＴ）部２２で周波数軸の信号から時間軸の信号に戻される。時間軸の信号に戻された複素ベースバンドデジタル信号は、直交変調部２３で直交変調され、デジタル−アナログ変換部（Ｄ／Ａ）２４でアナログＩＦ信号に変換され、送信部２５で所定のＲＦ帯のＲＦ信号に周波数変換される。所定のＲＦ帯のＲＦ信号は、チャンネルフィルタ（ＣＨ−ＦＩＬ）２６を通過して送信アンテナ２７から再送信される。

以上のように、上記実施形態では、補償部１６−１〜１６−ｎでパイロット信号を用いて伝送路歪みを補償した複素ベースバンドデジタル信号を、選択部１８でその受信電力に基づいて選択的に出力する。そして、シンボル判定の際、合成信号のみではシンボル判定できない場合、選択部１８から出力される複素ベースバンドデジタル信号を参照し、合成信号と複素ベースバンドデジタル信号との多数決によりシンボル判定する。これにより、合成信号の判定により送信された放送信号を一意的に推定できない場合でも、合成信号に使われた各ブランチの信号のうち、信頼性の高い複数個の信号を参照し、多数決判定により放送信号を推定することができるので、推定精度を向上することが可能となる。

したがって、デジタル放送中継装置において、フェージングによる受信波の等化エラーを小さくすることが可能である等、伝送路歪みを補償できる。その結果、放送信号を正確に中継することが可能なデジタル放送中継装置を提供することができる。これにより、放送信号がフェージング等の伝送路歪みの影響を受ける環境下においても、放送信号をシンボル判定することでより正確に伝送路歪みを補償することが可能なデジタル放送受信装置を提供することができる。

なお、この発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、１６ＱＡＭ方式で変調された放送信号のシンボル判定を行う例について説明しているが、変調方式は１６ＱＡＭに制限されず、例えば、ＱＰＳＫでも６４ＱＡＭでも同様に実施可能である。図４は、放送信号の変調方式がＱＰＳＫのときのコンスタレーションの一例を示し、図５は、放送信号の変調方式が６４ＱＡＭのときのコンスタレーションの一例を示す。

また、上記実施形態では、受信電力が閾値を超える複素ベースバンドデジタル信号が３つある例について説明しているが、この個数は３つに制限されず、１つ以上が存在する場合であれば同様に実施可能である。

さらに、この発明は、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。

本発明に係るデジタル放送受信装置を用いたデジタル放送中継装置の一実施形態の機能構成を示すブロック図。 上記一実施形態のシンボル判定部によるシンボル判定手順を示すフローチャート。 上記一実施形態のシンボル判定部におけるコンスタレーションを示す模式図。 放送信号の変調方式がＱＰＳＫのときのコンスタレーションの一例を示す模式図。 放送信号の変調方式が６４ＱＡＭのときのコンスタレーショの一例を示す模式図。

符号の説明

１０…デジタル放送受信装置、１１−１〜１１−ｎ…受信アンテナ、１２−１〜１２−ｎ…受信部、１３−１〜１３−ｎ…Ａ／Ｄ、１４−１〜１４−ｎ…直交復調部、１５−１〜１５−ｎ…ＦＦＴ部、１６−１〜１６−ｎ…補償部、１７…合成部、１８…選択部、１９…シンボル判定部、２１…パイロット挿入部、２２…ＩＦＦＴ部、２３…直交変調部、２４…Ｄ／Ａ、２５…送信部、２６…ＣＨ−ＦＩＬ、２７…送信アンテナ。

Claims (3)

1. 直交周波数分割多重（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：ＯＦＤＭ）方式の放送信号を互いに独立して受信する複数系統の受信手段と、
   前記複数系統の受信手段で受信された放送信号それぞれを、複素ベースバンドデジタル信号に変換する複数の変換手段と、
   前記複数の変換手段それぞれから出力される前記複素ベースバンドデジタル信号を高速フーリエ変換（First Fourier Transform：ＦＦＴ）することで、サブキャリア毎の複素ベースバンドデジタル信号に変換する複数のＦＦＴ部と、
   前記複数のＦＦＴ部それぞれから出力される前記複素ベースバンドデジタル信号の伝送路歪みを補償する複数の補償部と、
   前記複数の補償部それぞれの出力をダイバーシチ合成し、この結果得られる合成信号を出力する合成部と、
   前記複数の補償部それぞれから出力される前記複数系統の複素ベースバンドデジタル信号のうち、当該信号の受信電力が規定の閾値を超えるものを選択的に出力する選択部と、
   前記合成信号を前記放送信号のシンボルマッピングに用いられるコンスタレーションとの比較によってシンボル判定するもので、当該シンボル判定で被判定シンボルの位置がコンスタレーションの位置を確定できない未確定領域にある場合、前記選択部で選択された複素ベースバンドデジタル信号の対応シンボル位置を参照して多数決により前記被判定シンボルのコンスタレーションの位置を確定するシンボル判定部と
   を具備することを特徴とするデジタル放送受信装置。
2. 前記補償部は、前記複素ベースバンドデジタル信号に挿入されるパイロット信号を用いて前記伝送路歪みを補償することを特徴とする請求項１に記載のデジタル放送受信装置。
3. 前記合成部は、前記複素ベースバンドデジタル信号を当該信号のサブキャリア単位でダイバーシチ合成することを特徴とする請求項１に記載のデジタル放送受信装置。

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