JP2010283821A - データ処理装置及びデータ処理方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】OFDM受信装置は、時間領域のサンプルを、OFDMシンボルの有効なサンプルに応じて決定された間隔で相関付け、複数の利用可能なガードインターバルのそれぞれについて、ガードインターバルの時間長に等しい期間分の相関付けられたサンプルを結合することにより、複数の連続して受信されたOFDMシンボルに対し、相関出力値を形成するように構成された相関処理部と、相関処理部から相関出力値を受信し、複数の利用可能なガードインターバルのそれぞれについての相関出力値から、複数の連続して受信されたOFDMシンボルのために用いられたガードインターバルのうちの1つを識別するように構成されたガードインターバル識別部とを有する。これにより、シグナリングデータを検出することなく、ガードインターバルを検出できる。
【選択図】図6
Description
DVB−T2システムでは、1つのOFDMシンボル当たりのサブキャリアの数は、パイロットの数及び他の予備サブキャリアの数に応じて変動する。図2は、DVB−T2規格に従う「スーパーフレーム」の一例を示す。
図3は、本発明の実施形態の技術と共に用いることができる受信装置の例を説明するための図である。図3に示すように、OFDM信号は、アンテナ100によって受信され、チューナ102によって検出され、アナログ−ディジタル変換部104によってディジタル形式に変換される。後に詳細に説明するが、いくつかの実施形態では、受信されたOFDM信号は、2つの別々のアンテナグループによって送信された2つのバージョンのOFDMシンボルの組み合わせであってもよい。ガードインターバル除去処理部106は、周知の技術により、高速フーリエ変換(FFT:Fast Fourier Transform)処理部108をチャネル推定/補正処理部110と共に用いて、埋込シグナリング復号部111と協働して、受信されたOFDMシンボルからデータが再生される前に、OFDMシンボルからガードインターバルを除去する。復調されたデータは、デマッピング部112から再生され、シンボルデインタリーバ114に供給される。シンボルデインタリーバ114は、受信したデータOFDMシンボルを逆マッピングして、デインタリーブされたデータを有する出力データストリームを再生成するように動作する。同様に、ビットデインタリーバ116は、ビットインタリーバ26によって実行されたインタリーブを逆インタリーブする。図3に示すOFDM受信装置の残りの部分には、誤りを訂正し、ソースデータの推定値を再生するための誤り訂正符号化部118が設けられる。
受信されたOFDMシンボルの選択されたガードインターバルのブラインド検出を行うために、簡単でありながらロバストなアルゴリズムが開発されてきている。当該技術は、DVB−T2に限られず、任意のシステムにおけるOFDMシンボルのガードインターバルを検出する際に用いられる。しかしながら、ガード期間の長さを検出するためにブラインド検出構成を利用しようという動機は、DVB−T2仕様の発展に後押しされてきた。この発展は、DVB−T規格において提供されていたガードインターバルのセット(「旧」ガードインターバル)、及び拡大されたガードインターバルのセット(「新」ガードインターバル)において、ガードインターバルの数を増やす変更を含む。受信装置に「旧」ガードインターバル又は「新」ガードインターバルの利用を通知するために、これらのガードインターバルは、L1シグナリングデータにより、以下に定義するように受信装置に指示される。
図4は、上記の表による種々の利用可能なガードインターバルを有するP2シンボルの図解である。図4に示すように、P2シンボル120の後に、さらなるデータシンボル124が続く。P2シンボルは、第1の有効部分Tuと、バーストTuの有効部分から繰り返される信号サンプルを有するガードインターバルTgとから構成される。
S2:受信装置は、P1シンボルが検出されたか否かを判定し、イエスの場合、処理はステップS3及びS4に並行して進む。
S3:その後、受信装置は、P1シンボルを復号して、そのシンボルにおいて提供されるFFTサイズを識別する。
S4:受信装置は、決定点S4において、Nmax個のサンプルが保存されたか否かを判定する。Nmaxは、OFDMシンボル内の有効なサンプルの最大数に等しい。Nmax個のサンプルが保存されていた場合、処理はステップS6に進む。
S6:決定点S6において、OFDMシンボルのFFTサイズが16k未満であるか否かが判断される。本発明の実施形態の技術によれば、FFTサイズが16k未満である場合、以下の段落で説明するブラインド技術を用いてガードインターバルを取得するのにかかる時間が、すべてのP2シンボルを取得し、P2シンボル内に保持されたL1シグナリングデータからガードインターバルを復号及び識別するのにかかる時間未満であると判定されたことになる。したがって、FFTサイズが16k未満の場合、処理はS8に進む。
S8:ステップS3においてFFTサイズを判定することなく、以下の段落で説明するブラインド技術を用いて、ガードインターバルが判定される。ステップS8における出力は、出力130において検出されたガードインターバルを提供し、第2の出力132において微周波数オフセットを提供する。この微周波数オフセットは、以下の段落において説明するが、受信されたOFDMシンボルを正しく検出するために必要とされる。
S10:他方、FFTサイズが16k以上の場合、すなわち、DVB−T2用の16k又は32kである場合、処理は、保存されたP2シンボルを復調する。
S14:ガードインターバルデータが、復号されたガードインターバルを識別する。この復号されたガードインターバルは、受信されたOFDMシンボルを復号するために用いられる、
P1を検出することで、第1のP2シンボルの開始位置が分かる。FFTサイズは既知であることから、この第1のP2シンボルの終了位置も「大まかに」把握できる。この終了位置にフラグを付け、ガードインターバル情報を利用可能とするためには、従来の窓相関法をこの終了位置の前後でのみ実行すれば十分である。同様のプロセスを複数のOFDMシンボルにわたって実行し、複雑な相関結果を蓄積することにより、抽出された情報の正確性及び信頼性が向上する。
ハードウェアの複雑性を低減するために、アルゴリズムのさらなる変更が行われた。図11及び図12は、図6に示した相関処理部の動作の簡略化された表現を示す。図7(a)及び図8(a)に示した例のように、OFDMシンボルにおける有効な信号サンプルの数であるTuの値に対応する信号サンプルの間隔から、相関処理が実行される。しかし、ここでは、利用可能なガードインターバルのそれぞれについて、多重合計処理部200により、異なる合計処理が実行される。この多重合計処理部200を通して、利用可能なガード値が挿入される。したがって、図11は、P1シンボルの後の1番目のシンボルについての出力値を示し、図12は、P1シンボルの後の2番目のシンボルの例を提供する。
以下の表は、8MHzシステムにおけるすべてのFFTモードについての種々の構成の概要と、それに対応する取得時間を示す。概して、最長取得時間Acqは、式(1)及び(2)を用いて算出することができ、ここで、「N」は、OFDMシンボルの数を表し、「T」は表(3)に示すような基本期間である。1k〜16kのFFTモードの場合、最大ガードサイズは1/4であり、一方、32kモードでは19/128であり、したがって、式(1)及び(2)である。
1k〜16kFFTの場合:Acq=(5/4)*N*FFTサイズ*T (1)
32kFFTの場合:Acq=(147/128)*N*FFTサイズ*T (2)
図14(a)、図14(b)、図15(a)、及び図15(b)は、1/16及び1/32の2つの利用可能なガードインターバル値のそれぞれについての、上述のガードインターバル検出処理の典型的な実行例を示す。図14(a)及び図15(a)に示すように、ブラインド検出技術を用いてガードインターバルを検出する際の精度に関するパス率は、付加白色ガウス雑音(AWGN:Additive White Gaussian Noise)が増加しても、100%である。図14(b)及び図15(b)に示すように、微周波数オフセットの平均位相誤差及び標準偏差は、信号雑音比に対して急激に低下する。図14及び図15から分かるように、信号雑音比が高くなると、微調整オフセット誤差は0に収束する。全体的に、提案された方式は、AWGN及びCWIの両方に対し、シングルパス及びマルチパスにおいて非常に高度なロバスト性を示す。微周波数オフセット推定の精度も高く、1k以上のFFTサイズに対してはマッピングの問題もないことから、P1検出ブロックにおいて算出された値に対する良い代替値となり得る。
Claims (19)
- 周波数領域において形成され、送信のために時間領域に変換された、複数のサブキャリアを有する直交周波数分割多重(OFDM:Orthogonal Frequency Division Multiplexed)シンボルからデータを検出及び再生する受信装置であって、前記時間領域のOFDMシンボルには、複数の所定の時間長のうちの1つの時間長を有するガードインターバルが挿入され、当該ガードインターバルは、前記OFDMシンボルの時間領域のサンプルを、前記OFDMシンボルの有効部分から、前記ガードインターバルに対応する期間だけ繰り返すことにより形成され、当該受信装置は、
前記OFDMシンボルを表す信号を検出し、当該OFDMシンボルの、時間領域においてサンプリングされたバージョンを生成するように構成された復調部と、
前記OFDMシンボルの前記時間領域のサンプルから、前記OFDMシンボルの有効なサンプルを識別するように構成されたガード検出部と、
前記OFDMシンボルの前記時間領域においてサンプリングされたバージョンを受信して、前記OFDMシンボルの前記有効なサンプルに対してフーリエ変換を実行し、前記OFDMシンボルの、周波数領域においてサンプリングされたバージョンを形成するように構成されたフーリエ変換処理部と、
前記OFDMシンボルのデータサブキャリアからデータを再生するように構成された検出部と
を具備し、前記ガード検出部は、
前記時間領域のサンプルを、前記OFDMシンボルの前記有効なサンプルに応じて決定された間隔(Tu)で相関付け、前記複数の利用可能なガードインターバル(Tg)のそれぞれについて、前記ガードインターバルの時間長に等しい期間分の当該相関付けられたサンプルを結合することにより、複数の連続したOFDMシンボルに対し、前記利用可能なガードインターバルのそれぞれについて、相関出力値を形成するように構成された相関処理部と、
前記相関処理部から前記相関出力値を受信し、前記複数の利用可能なガードインターバルのそれぞれについての前記相関出力値から、前記複数の連続したOFDMシンボルに用いられた前記ガードインターバルのうちの1つを識別するように構成されたガードインターバル識別部とを有する
受信装置。 - 請求項1に記載の受信装置であって、
前記相関処理部は、前記OFDMシンボルの前記有効なサンプルの数(Tu)により離間され、そのうちの1つが共役された複数の信号サンプルを乗算する乗算部と、前記乗算部の出力部において前記信号サンプルの平均値を形成する、前記利用可能な複数のガードインターバル(Tg)のそれぞれについての移動平均フィルタとを有し、
前記各移動平均フィルタによって平均される信号サンプルの数は、対応するガードインターバルに等しく、
前記ガードインターバル識別部は、前記連続した複数のOFDMシンボルに続く、最大の値を有する前記移動平均フィルタの出力相関値から前記ガードインターバルを識別するように構成される
受信装置。 - 請求項1に記載の受信装置であって、
前記複数の連続したOFDMシンボルの数は、前記ガードインターバルの検出において最低限の信頼性を実現するためにかかる時間に応じて決定される
受信装置。 - 請求項1に記載の受信装置であって、
前記複数の連続したOFDMシンボルの数は2である
受信装置。 - 請求項1に記載の受信装置であって、
前記受信されたOFDMシンボルは、当該受信されたOFDMシンボルのガードインターバルを指示するシグナリングデータを有し、
前記検出部は、前記OFDMシンボルから前記シグナリングデータを再生して、前記ガード検出部に、前記指示されたガードインターバルの指示情報を提供し、
前記ガード検出部内の前記ガードインターバル識別部は、前記シグナリングデータによって指示された前記ガードインターバルと、前記相関出力値から識別された前記ガードインターバルとの組み合わせから、ガードインターバルを推定するように構成される
受信装置。 - 請求項1に記載の受信装置であって、
前記OFDMシンボルの前記有効部分のサンプルの数は、送信装置の動作モードに応じて、所定数の離散値の範囲内で変動し、
前記ガードインターバル識別部は、前記相関出力値から前記ガードインターバルが検出できるよりも前に前記シグナリングデータが利用可能であるか否かに応じて、前記相関出力値又は前記シグナリングデータからガードインターバルを検出するように構成される
受信装置。 - 請求項6に記載の受信装置であって、
前記動作モードは、16k信号サンプル及び32k信号サンプルを有し、
前記ガードインターバル識別部は、前記動作モードが16kモード及び32kモードのいずれか一方である場合、前記シグナリングデータからガードインターバルを検出する
受信装置。 - 請求項1に記載の受信装置であって、
前記ガードインターバル識別部は、前記識別されたガードインターバルについて、前記相関出力値の変数を求めることにより、前記OFDMシンボルの前記周波数領域における微周波数オフセットを検出するように構成され、
前記微周波数オフセットは、前記OFDMシンボルからデータを検出するために用いられる
受信装置。 - 周波数領域において形成され、送信のために時間領域に変換された複数のサブキャリアを有するOFDMシンボルからデータを検出及び再生する受信方法であって、前記時間領域のOFDMシンボルには、複数の所定の時間長のうちの1つの時間長を有するガードインターバルが挿入され、当該ガードインターバルは、前記OFDMシンボルの時間領域のサンプルを、前記OFDMシンボルの有効部分から、前記ガードインターバルに対応する期間だけ繰り返すことにより形成され、当該受信方法は、
前記OFDMシンボルを表す信号を検出し、
前記OFDMシンボルの、時間領域においてサンプリングされたバージョンを生成し、
ガードインターバルサンプルを検出することにより、前記OFDMシンボルの前記時間領域のサンプルから、前記OFDMシンボルの有効なサンプルを識別し、
前記OFDMシンボルの前記時間領域においてサンプリングされたバージョンを受信して、前記OFDMシンボルの前記有効なサンプルに対してフーリエ変換を実行することにより、前記OFDMシンボルの、周波数領域においてサンプリングされたバージョンを形成し、当該周波数領域においてサンプリングされたバージョンから、データサブキャリアを再生し、
前記OFDMシンボルの前記データサブキャリアからデータを再生し、
前記OFDMシンボルの前記時間領域のサンプルから、前記OFDMシンボルの有効なサンプルを識別するステップは、
前記時間領域のサンプルを、前記時間領域のサンプルを、前記OFDMシンボルの前記有効なサンプルに応じて決定された間隔で相関付け、前記複数の利用可能なガードインターバルのそれぞれについて、前記ガードインターバルの時間長に等しい期間分の当該相関付けられたサンプルを結合し、複数の連続したOFDMシンボルに対し、前記利用可能なガードインターバルのそれぞれについて、相関出力値を形成するステップと、
前記複数の利用可能なガードインターバルのそれぞれについての相関出力値から、前記受信されたOFDMシンボルに用いられた前記ガードインターバルのうちの1つを識別するステップとを含む
受信方法。 - 請求項9に記載の受信方法であって、
前記相関付けるステップは、
前記OFDMシンボルにおける前記有効なサンプルの数(Tu)によって離間され、そのうち1つが共役された複数の信号サンプルを乗算するステップと、
前記利用可能な複数のガードインターバル(Tg)のそれぞれについて、移動平均フィルタを用いて、前記乗算された信号サンプルの平均値を形成するステップと、
前記連続した複数のOFDMシンボルに対する処理の後、最大の値を有する前記移動平均フィルタの出力相関値からガードインターバルを検出するステップとを含み、
前記移動平均フィルタによって平均される信号サンプルの数は、対応するガードインターバルに等しい
受信方法。 - 請求項9に記載の受信方法であって、
前記複数の連続したOFDMシンボルの数は、前記ガードインターバルの検出において最低限の信頼性を実現するのにかかる時間に応じて決定される
受信方法。 - 請求項9に記載の受信方法であって、
前記複数の連続したOFDMシンボルの数は2である
受信方法。 - 請求項9に記載の受信方法であって、
前記受信されたOFDMシンボルは、当該受信されたOFDMシンボルのガードインターバルを通知するシグナリングデータを有し、
前記受信方法は、さらに、
前記OFDMシンボルから前記シグナリングデータを再生し、
前記シグナリングデータによって通知された前記ガードインターバルと、前記相関出力値から識別された前記ガードインターバルとの組み合わせからガードインターバルを推定する
受信装置。 - 請求項9に記載の受信方法であって、
前記OFDMシンボルの前記有効部分のサンプルの数は、送信装置の動作モードに応じて、所定の数の離散値の間で変動し、
前記方法は、さらに、
前記相関出力値から前記ガードインターバルが検出できるよりも前に前記シグナリングデータが利用可能であるか否かに応じて、前記相関出力値又は前記シグナリングデータからガードインターバルを検出する
受信方法。 - 請求項9に記載の受信方法であって、さらに、
前記識別されたガードインターバルについて、前記相関出力値の変数を求めることにより、前記OFDMシンボルの前記周波数領域における微周波数オフセットを検出し、当該微周波数オフセットを、前記OFDMシンボルからデータを検出するために用いる
受信方法。 - 周波数領域において形成され、送信のために時間領域に変換された、複数のサブキャリアを有するOFDMシンボルからデータを検出及び再生する受信装置であって、前記時間領域のOFDMシンボルには、複数の所定の時間長のうちの1つの時間長を有するガードインターバルが挿入され、当該ガードインターバルは、前記OFDMシンボルの時間領域のサンプルを、前記OFDMシンボルの有効部分から、前記ガードインターバルに対応する期間だけ繰り返すことにより形成され、当該受信装置は、
前記時間領域のサンプルを、前記OFDMシンボルの前記有効なサンプルに応じて決定された間隔で乗算し、前記複数の利用可能なガードインターバルのそれぞれについて、前記ガードインターバルの時間長に等しい期間分の当該相関付けられたサンプルを合計することにより、複数の連続したOFDMシンボルに対し、前記利用可能なガードインターバルのそれぞれについて、相関出力値を形成するように構成された相関処理部と、
前記相関処理部から前記相関出力値を受信し、前記複数の利用可能なガードインターバルのそれぞれについての相関出力値から、前記受信されたOFDMシンボルに用いられた前記ガードインターバルのうちの1つを識別するように構成されたガードインターバル識別部と
を具備する受信装置。 - DVB受信装置用のガード検出部であって、
前記時間領域のサンプルを、前記OFDMシンボルの前記有効なサンプルに応じて決定された間隔で乗算し、前記複数の利用可能なガードインターバルのそれぞれについて、前記ガードインターバルの時間長に等しい期間分の当該相関付けられたサンプルを合計することにより、複数の連続したOFDMシンボルに対し、前記利用可能なガードインターバルのそれぞれについて、相関出力値を形成するように構成された相関処理部と、
前記相関処理部から前記相関出力値を受信し、前記複数の利用可能なガードインターバルのそれぞれについての相関出力値から、前記受信されたOFDMシンボルに用いられた前記ガードインターバルのうちの1つを識別するように構成されたガードインターバル識別部と
を具備するガード検出部。 - 周波数領域において形成され、送信のために時間領域に変換された、複数のサブキャリアを有するOFDMシンボルからデータを検出及び再生する装置であって、前記時間領域のOFDMシンボルには、複数の所定の時間長のうちの1つの時間長を有するガードインターバルが挿入され、当該ガードインターバルは、前記OFDMシンボルの時間領域のサンプルを、前記OFDMシンボルの有効部分から、前記ガードインターバルに対応する期間だけ繰り返すことにより形成され、当該装置は、
前記OFDMシンボルを表す信号を検出する手段と、
当該OFDMシンボルの、時間領域においてサンプリングされたバージョンを生成する手段と、
ガードインターバルサンプルを検出することにより、前記OFDMシンボルの前記時間領域のサンプルから、前記OFDMシンボルの有効なサンプルを識別する手段と、
前記OFDMシンボルの前記時間領域においてサンプリングされたバージョンを受信して、前記OFDMシンボルの前記有効なサンプルに対してフーリエ変換を実行することにより、前記OFDMシンボルの、周波数領域においてサンプリングされたバージョンを形成し、当該周波数領域においてサンプリングされたバージョンから、データサブキャリアを再生する手段と、
前記OFDMシンボルの前記データサブキャリアからデータを再生する手段とを具備し、
前記OFDMシンボルの前記時間領域のサンプルから、前記OFDMシンボルの有効なサンプルを識別する手段は、
前記時間領域のサンプルを、前記OFDMシンボルの前記有効なサンプルに応じて決定された間隔で相関付け、前記複数の利用可能なガードインターバルのそれぞれについて、前記ガードインターバルの時間長に等しい期間分の当該相関付けられたサンプルを結合することにより、複数の連続したOFDMシンボルに対し、前記利用可能なガードインターバルのそれぞれについて、相関出力値を形成する手段と、
前記複数の利用可能なガードインターバルのそれぞれについての相関出力値から、前記受信されたOFDMシンボルに用いられた前記ガードインターバルのうちの1つを識別する手段とを有する
装置。 - OFDMシンボルからデータを検出及び再生する受信装置であって、
前記OFDMシンボルを表す信号を検出し、当該OFDMシンボルの時間領域においてサンプリングされたバージョンを生成するように構成された復調部であって、前記OFDMシンボルは、周波数領域において形成され、送信のために時間領域に変換された、複数のサブキャリアを有し、前記時間領域のOFDMシンボルには、複数の所定の時間長のうちの1つの時間長を有するガードインターバルが挿入され、当該ガードインターバルは、前記OFDMシンボルの時間領域のサンプルを、前記OFDMシンボルの有効部分から、前記ガードインターバルに対応する期間だけ繰り返すことにより形成される、復調部と、
前記OFDMシンボルの前記時間領域のサンプルから、前記OFDMシンボルの有効なサンプルを識別するように構成されたガード検出部と、
前記OFDMシンボルの前記時間領域においてサンプリングされたバージョンを受信して、前記OFDMシンボルの前記有効なサンプルに対してフーリエ変換を実行し、前記OFDMシンボルの、周波数領域においてサンプリングされたバージョンを形成するように構成されたフーリエ変換処理部と、
前記OFDMシンボルのデータサブキャリアからデータを再生するように構成された検出部と
を具備し、前記ガード検出部は、
前記時間領域のサンプルを、前記OFDMシンボルの前記有効なサンプルに応じて決定された間隔(Tu)で相関付け、前記複数の利用可能なガードインターバル(Tg)のそれぞれについて、前記ガードインターバルの時間長に等しい期間分の当該相関付けられたサンプルを結合することにより、複数の連続したOFDMシンボルに対し、前記利用可能なガードインターバルのそれぞれについて、相関出力値を形成するように構成された相関処理部と、
前記相関処理部から前記相関出力値を受信し、前記複数の利用可能なガードインターバルのそれぞれについての前記相関出力値から、前記複数の連続したOFDMシンボルに用いられた前記ガードインターバルのうちの1つを識別するように構成されたガードインターバル識別部とを有する
受信装置。
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