JP2013055621A - 周波数誤差検出装置及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】ブースト比が異なるパイロット信号が混在するＯＦＤＭ信号であっても、その周波数誤差を正しく検出する。
【解決手段】広帯域ＡＦＣ部１５の相関演算部１６は、ＡＣ，ＴＭＣＣ及びＣＰ配置情報Ｐ’（ｋ）、ＳＰ配置情報ＳＰ（ｉ，ｋ）、ＡＣ，ＴＭＣＣ及びＣＰブースト比ｒ_P並びにＳＰブースト比ｒ_SPを用いて、パイロット信号の電力値を等しくするための全パイロット重み情報Ｐ_all（ｉ，ｋ）を求め、所定範囲内でスライドキャリア数αを設定し、サブキャリア毎の電力値と全パイロット重み情報Ｐ_all（ｉ，ｋ）とを乗算して積算電力値Ｓ（ｉ，α）を算出する。最大位置検出部１５３は、スライドキャリア数α及びＳＰのシーケンス番号ｉ毎の積算電力値Ｓ（ｉ，α）の中で最大値を判定し、最大となる積算電力値Ｓ（ｉ，α）におけるスライドキャリア数αを検出し、広帯域の周波数誤差として出力する。
【選択図】図２

Description

本発明は、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ：Orthogonal Frequency Division Multiplexing）伝送方式を用いた映像、音声またはデータを受信し、受信したＯＦＤＭ信号の周波数誤差を検出する装置及びプログラムに関する。

ＯＦＤＭは無線伝送に用いられる変調方式の１つであり、地上デジタル放送、無線ＬＡＮ等の様々な伝送システムで採用されている。ＯＦＤＭは、直交する複数のサブキャリアを用いた変調方式であり、これらのサブキャリアの情報を並列伝送する。このようなＯＦＤＭ伝送方式を用いたシステムでは、送信側と受信側との間に信号の周波数ずれが存在すると、各サブキャリアの直交性が崩れて復調信号が劣化する。

ＯＦＤＭ伝送方式を用いた地上デジタル放送システムの場合、数百から数千本のサブキャリアを用いることから、キャリア間隔は非常に狭くなり、復調信号に対する周波数誤差の影響が大きくなる。このため、受信側では、受信したＯＦＤＭ信号の周波数誤差を検出し、その周波数誤差を補正する処理（自動周波数制御（ＡＦＣ：Automatic Frequency Control））を行った後に、ＯＦＤＭ信号を復調する。

一般に、受信したＯＦＤＭ信号に対するＡＦＣには、狭帯域ＡＦＣと広帯域ＡＦＣとがある。狭帯域ＡＦＣは、例えばサブキャリア間隔の±１／２以内の周波数誤差（狭帯域の周波数誤差）を補正する制御をいい（例えば、非特許文献１を参照）、広帯域ＡＦＣは、例えばサブキャリア間隔の±１／２を超える周波数誤差（広帯域の周波数誤差）を補正する制御をいう。

以下、従来の広帯域ＡＦＣについて説明する。ここで、受信するＯＦＤＭ信号を、日本の地上デジタル放送方式であるＩＳＤＢ−Ｔ（Integrated Services Digital Broadcasting−Terrestrial）に採用されている信号として説明する。ＩＳＤＢ−Ｔでは、ＡＣ，ＴＭＣＣ，ＣＰ及びＳＰである４種類のパイロット信号が規定されている。それぞれのパイロット信号の電力値は、データシンボルの平均電力値に対して１６／９倍にブーストされる。

図４は、ＩＳＤＢ−ＴのＳＰ配置を示す図である。図４において、横軸は周波数（サブキャリア番号）を示し、縦軸は時間（シンボル番号）を示し、縦軸の＃０〜＃３はＳＰのシーケンス番号を示す。ＳＰは、キャリア方向に１２キャリア毎、シンボル方向に４シンボル毎に分散され、４シンボルで１周期の配置となっている。シーケンス番号＃０〜＃３は、ＳＰ配置がこの４シンボルのうちどのシンボルの配置パターンに該当するかを示す番号である。それ以外のＡＣ，ＴＭＣＣ及びＣＰは、予め設定されたサブキャリア番号に配置されている。

図５は、ＩＳＤＢ−Ｔのモード３における同期変調時のＡＣ及びＴＭＣＣのパイロット配置を示す図である。ＡＣ（ＡＣ１＿１，・・・，ＡＣ１＿８）及びＴＭＣＣ（ＴＭＣＣ１，・・・，ＴＭＣＣ４）が配置されるサブキャリア番号が、ＯＦＤＭセグメントフレームのセグメント番号０〜１２に対して示されている。例えば、セグメント番号１１のＯＦＤＭセグメントフレームにおいて、ＡＣ１＿１のパイロット信号は、サブキャリア番号１０に配置され、ＴＭＣＣ１のパイロット信号は、サブキャリア番号７０に配置される。このように、ＩＳＤＢ−Ｔのモード３においては、ＡＣ及びＴＭＣＣは、１シンボルのサブキャリア番号０〜４３１内で、所定の番号に配置される。

図６は、従来の広帯域ＡＦＣ部（周波数誤差検出装置）の構成を示すブロック図である。この従来の広帯域ＡＦＣ部１５０は、電力算出部１５１、相関演算部（積算電力値算出部）１５２及び最大位置検出部（最大値判定部）１５３を備えている。広帯域ＡＦＣ部１５０は、ＯＦＤＭ信号が直交復調及び高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Fast Fourier Transform）された周波数領域の信号であるサブキャリア毎のＦＦＴ出力信号を入力し、サブキャリア毎の電力値を算出し、所定のパイロット配置情報に対応するサブキャリアの積算電力値を、サブキャリア番号をスライドさせる所定範囲内でそれぞれ算出し、所定範囲におけるそれぞれの積算電力値のうちの最大となる積算電力値を判定し、最大となる積算電力値におけるサブキャリア番号のスライド数を検出する。このように、広帯域ＡＦＣ部１５０は、サブキャリア間隔以上の周波数誤差を補正するための周波数誤差を検出し、広帯域の周波数情報として出力する。

電力算出部１５１は、周波数領域の信号であるサブキャリア毎のＦＦＴ出力信号を入力し、各サブキャリアの振幅値を２乗して電力値を算出し、サブキャリア毎の電力値を相関演算部１５２に出力する。

相関演算部１５２は、電力算出部１５１からサブキャリア毎の電力値を入力すると共に、ＡＣ，ＴＭＣＣ及びＣＰ配置情報（周波数軸上のサブキャリア番号が反映されたＡＣ，ＴＭＣＣ及びＣＰの配置情報）をメモリ（図示せず）から読み出し、読み出したＡＣ，ＴＭＣＣ及びＣＰ配置情報に対応するサブキャリアの電力値を１シンボル（全サブキャリア）において積算し、その積算電力値を最大位置検出部１５３に出力する。また、相関演算部１５２は、メモリから読み出したＡＣ，ＴＭＣＣ及びＣＰ配置情報が示すサブキャリア番号を１キャリア分スライドさせ、１キャリア分スライドさせたときのサブキャリアの電力値を１シンボルにおいて積算し、その積算電力値を最大位置検出部１５３に出力する。さらに、相関演算部１５２は、メモリから読み出したＡＣ，ＴＭＣＣ及びＣＰ配置情報が示すサブキャリア番号を所定数分スライドさせたときの積算電力値を算出する。このように、相関演算部１５２は、読み出したＡＣ，ＴＭＣＣ及びＣＰ配置情報が示すサブキャリア番号における積算電力値、及び１キャリア毎にスライドさせたときのそれぞれの積算電力値を、所定範囲におけるそれぞれの積算電力値として最大位置検出部１５３に出力する。

ここで、ＡＣ，ＴＭＣＣ及びＣＰは、周波数誤差検出のために使用するパイロット信号であり、前述のとおり、所定のサブキャリア番号に固定配置されている。メモリには、周波数軸上のサブキャリア番号を特定可能なＡＣ，ＴＭＣＣ及びＣＰ配置情報が予め格納されているものとする。

最大位置検出部１５３は、相関演算部１５２から所定範囲におけるそれぞれの積算電力値を入力し、所定範囲におけるこれらの積算電力値のうち、最大となる積算電力値を判定し、最大となる積算電力値におけるサブキャリア番号のスライドキャリア数を検出し、これを周波数誤差として外部へ出力する。

図７は、周波数誤差検出処理を説明する第１のイメージ図であり、図６に示した相関演算部１５２が、メモリから読み出したＡＣ，ＴＭＣＣ及びＣＰ配置情報が示すサブキャリア番号の積算電力値を求める処理を示している。図８は、周波数誤差検出処理を説明する第２のイメージ図であり、図６に示した相関演算部１５２が、メモリから読み出したＡＣ，ＴＭＣＣ及びＣＰ配置情報が示すサブキャリア番号を１キャリア分スライドさせたときの積算電力値を求める処理を示している。

図７及び図８の上段において、横軸はサブキャリア番号の周波数軸を示し、縦軸はサブキャリア毎の電力値を示している。電力値１付近の矢印は、データキャリアの電力値を表しており、電力１６／９付近の矢印は、ブーストされたパイロット信号の電力値を表しており、データキャリアの電力値よりもパイロット信号の電力値の方が大きい。図７及び図８の中段のＡＣ，ＴＭＣＣ及びＣＰ配置情報は一例を示しており、周波数誤差検出に使用するサブキャリアの位置（サブキャリア番号）、すなわち周波数誤差検出に使用するパイロット信号の位置には１を、周波数誤差検出に使用しないサブキャリアの位置（サブキャリア番号）には０をそれぞれ配置し、１シンボルにおける各サブキャリア番号において１または０にて構成される数列情報である。図８に示すＡＣ，ＴＭＣＣ及びＣＰ配置情報は、図７に示すＡＣ，ＴＭＣＣ及びＣＰ配置情報（メモリから読み出したサブキャリア番号）に比べて１キャリア分ずれていることがわかる。この場合、図７では、ＡＣ，ＴＭＣＣ及びＣＰ配置情報が１に対応する上段のサブキャリア番号は９，２７であり、これらのサブキャリア番号９，２７の電力値はデータキャリアの電力値である。これに対し、図８では、ＡＣ，ＴＭＣＣ及びＣＰ配置情報が１に対応する上段のサブキャリア番号は１０，２８であり、これらのサブキャリア番号１０，２８の電力値はＡＣの電力値である。

図７及び図８の下段において、横軸はサブキャリア番号の周波数軸を示し、縦軸は、配置情報が１に対応するサブキャリアの電力値を示している。このように、図６に示した相関演算部１５２は、図７及び図８の下段に示した信号帯域幅内に残されたサブキャリアの電力値（ＡＣ，ＴＭＣＣ及びＣＰ配置情報が１に対応するサブキャリアの電力値）を積算することにより、積算電力値を求めることができる。つまり、相関演算部１５２は、所定範囲内でサブキャリア番号をスライドさせ、そのときの積算電力値をそれぞれ求めることができる。

図７及び図８の下段に示したサブキャリアの電力値から、積算電力値は、図７よりも図８の方が大きいことがわかる。これは、図８では、ＡＣ，ＴＭＣＣ及びＣＰ配置情報が示すパイロット信号の配置と実際のパイロット信号の配置とが一致しており、図８の下段に示したサブキャリアの電力値が、データキャリアよりも大きいパイロット信号の電力値だからである。このようにして、所定範囲内で１キャリア毎にスライドさせて求めた積算電力値のうち、最大となる積算電力値におけるスライドキャリア数がわかれば、周波数誤差を検出することができる。

関隆史、他２名、「ＯＦＤＭにおけるガード期間を利用した新しい周波数同期方式の検討」、テレビジョン学会技術報告、１９９５年８月２４日、ITE Technical Report Vol.19,No.38,pp.13〜18,BCS’95-42,BFO’95-49,ROFT’95-49(Aug.1995)

図６に示した広帯域ＡＦＣ部１５０の最大位置検出部１５３は、ブースト比（パイロット信号の電力比）が全てのパイロット信号にて同一である場合に、特定のパイロット信号の電力値がデータキャリアの平均電力値よりも大きいことを利用して、周波数誤差を検出するものである。しかしながら、この最大位置検出部１５３では、ブースト比がパイロット信号間で異なる場合に、周波数誤差を正しく検出することができない。

図９は、パイロット信号のブースト比が異なるＯＦＤＭ信号の周波数誤差検出処理を説明するイメージ図であり、ＩＳＤＢ−Ｔ波のＳＰの電力値が従来の２倍である場合を想定したものである。図９の上段は、図７及び図８の上段と同様に、横軸がサブキャリア番号の周波数軸を示し、縦軸はサブキャリア毎の電力値を示している。電力値１付近の矢印はデータキャリアの電力値を、電力１６／９付近の矢印はブーストされたＡＣの電力値を、電力３２／９付近の矢印はブーストされたＳＰの電力値をそれぞれ表しており、データキャリアよりもＡＣの電力値の方が大きく、ＡＣよりもＳＰの電力値の方が大きい。図９の中段のＡＣ，ＴＭＣＣ及びＣＰ配置情報は、図７及び図８の中段と同様に、その一例を示している。ＡＣ，ＴＭＣＣ及びＣＰ配置情報が１に対応する上段のサブキャリア番号は１２等であり、サブキャリア番号１２の電力値はＳＰの電力値である。

相関演算部１５２により算出される積算電力値は、ＡＣ，ＴＭＣＣ及びＣＰ配置情報が１に対応するサブキャリアがＳＰの場合（図９を参照）、ＡＣ，ＴＭＣＣ及びＣＰ配置情報が１に対応するサブキャリアがＳＰ以外の場合よりも大きくなる。つまり、周波数誤差検出のために用いるＡＣ，ＴＭＣＣ及びＣＰ配置情報に基づいて算出される積算電力値は、電力値の大きいＳＰが大きく影響する。

このように、図６に示した従来の広帯域ＡＦＣ部１５０では、ブースト比がパイロット信号間で異なる場合に、電力値が最も大きいパイロット信号（図９の場合はＳＰ）が積算電力値に大きく影響することから、周波数誤差を正しく検出することができないという問題があった。具体的には、積算電力値を算出する際に基準とならないパイロット信号またはデータキャリアの電力値が、基準となるパイロット信号の電力値よりも大きい場合には（例えば、図９に示すように、基準とならないＳＰの電力値が、基準となるＡＣの電力値よりも大きい場合には）、ＡＣ，ＴＭＣＣ及びＣＰ配置情報が１に対応するサブキャリアに電力値が最も大きいパイロット信号（基準ではないパイロット信号）を含むときに、積算電力値が大きい値になってしまい、最大となる積算電力値を判定しても、周波数誤差を正しく検出することができない。

そこで、本発明は前記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、ブースト比が異なるパイロット信号が混在するＯＦＤＭ信号であっても、その周波数誤差を正しく検出することが可能な周波数誤差検出装置及びプログラムを提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明による周波数誤差検出装置は、複数種類のパイロット信号が混在するＯＦＤＭ信号の周波数誤差を検出する装置において、前記ＯＦＤＭ信号をＦＦＴして得られたサブキャリア毎の信号から、サブキャリア毎の電力値を算出する電力算出部と、パイロット信号がサブキャリアに配置された位置を示すパイロット配置情報、及び前記パイロット信号のブースト比を示すパイロットブースト比に基づいて、前記パイロット配置情報が示すパイロット信号の位置に対応するサブキャリアについて算出された前記電力値を、前記パイロット信号のパイロットブースト比で除算し、前記除算結果に基づいて積算電力値を算出する積算電力値算出部と、前記パイロット配置情報が示すパイロット信号の位置を所定範囲内でサブキャリア数分スライドさせて算出された前記積算電力値のうち、最大となる積算電力値を判定し、前記最大となる積算電力値においてスライドさせたキャリア数に基づいて、前記ＯＦＤＭ信号の周波数誤差を検出する最大値判定部と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明による周波数誤差検出装置は、前記積算電力値算出部が、前記積算電力値を算出するための対象となる所定種類のパイロット信号がサブキャリアに配置された位置を示す第１のパイロット配置情報、前記ＯＦＤＭ信号に混在する複数種類のパイロット信号のうち前記所定種類以外のパイロット信号の位置を示す第２のパイロット配置情報、及び、前記パイロット信号におけるそれぞれのブースト比を示すパイロットブースト比を用いて、前記第１のパイロット配置情報及び前記第２のパイロット配置情報が示すそれぞれのパイロット信号の位置に対応するサブキャリアについて算出された前記電力値を、前記パイロット信号のパイロットブースト比で除算し、前記除算結果に基づいて積算電力値を算出する、ことを特徴とする。

また、本発明による周波数誤差検出装置は、前記積算電力値算出部が、前記積算電力値を算出するための対象となる所定種類の第１のパイロット信号がサブキャリアに配置された位置を示す第１のパイロット配置情報、前記ＯＦＤＭ信号に混在する複数種類のパイロット信号のうち前記所定種類以外の第２のパイロット信号が所定数のシンボルで１周期の配置となる場合に、前記所定数のシンボルのそれぞれに対応するシーケンス番号における前記第２のパイロット信号の位置を示す第２のパイロット配置情報、及び、前記パイロット信号におけるそれぞれのブースト比を示すパイロットブースト比を用いて、前記第１のパイロット配置情報及び前記第２のパイロット配置情報が示すそれぞれのパイロット信号の位置に対応するサブキャリアについて算出された前記電力値を、前記パイロット信号のパイロットブースト比で除算し、前記除算結果に基づいて積算電力値を算出し、前記最大値判定部が、前記第１のパイロット配置情報が示すパイロット信号の位置を所定範囲内でサブキャリア数分スライドさせ、前記第２のパイロット配置情報が示すシーケンス番号毎に算出された前記積算電力値のうち、最大となる積算電力値を判定し、前記最大となる積算電力値においてスライドさせたキャリア数に基づいて、前記ＯＦＤＭ信号の周波数誤差を検出し、前記最大となる積算電力値における前記シーケンス番号を検出する、ことを特徴とする。

さらに、本発明による周波数誤差検出プログラムは、コンピュータを、前記周波数誤差検出装置として機能させることを特徴とする。

以上のように、本発明によれば、ブースト比が異なるパイロット信号が混在するＯＦＤＭ信号であっても、その周波数誤差を正しく検出することが可能となる。

本発明の実施形態による広帯域ＡＦＣ部（周波数誤差検出装置）を含むＯＦＤＭ信号受信装置の構成を示すブロック図である。 広帯域ＡＦＣ部の構成を示すブロック図である。 広帯域ＡＦＣ部の処理を示すフローチャートである。 ＩＳＤＢ−ＴのＳＰ配置を示す図である。 ＩＳＤＢ−Ｔのモード３における同期変調時のＡＣ及びＴＭＣＣのパイロット配置を示す図である。 従来の広帯域ＡＦＣ部の構成を示すブロック図である。 周波数誤差検出処理を説明する第１のイメージ図である。 周波数誤差検出処理を説明する第２のイメージ図である。 パイロット信号のブースト比が異なるＯＦＤＭ信号の周波数誤差検出処理を説明するイメージ図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して詳細に説明する。本発明は、パイロット信号の配置及びブースト比の情報に基づいて、異なるブースト比のパイロット信号の電力値を等しくし、この等しくした電力値を用いて積算電力値を算出し、ＯＦＤＭ信号の周波数誤差を検出することを特徴とする。これにより、ブースト比がパイロット信号間で異なる場合であっても、パイロット信号の電力値を等しくして積算電力値を算出するから、電力値が最も大きいパイロット信号が積算電力値に大きく影響することがなく、正しい周波数誤差を検出することができる。

〔ＯＦＤＭ信号受信装置〕
まず、本発明の実施形態による広帯域ＡＦＣ（周波数誤差検出装置）を含むＯＦＤＭ信号受信装置について説明する。図１は、ＯＦＤＭ信号受信装置の構成を示すブロック図である。このＯＦＤＭ信号受信装置１は、直交復調部１０、複素乗算部１１、ＦＦＴ部１２、復調部１３、狭帯域ＡＦＣ部１４及び広帯域ＡＦＣ部１５を備えている。

ＯＦＤＭ信号受信装置１がＯＦＤＭ信号送信装置（図示せず）により送信されたＯＦＤＭ信号を受信すると、直交復調部１０は、受信したＯＦＤＭ信号を入力し、ＯＦＤＭ信号を直交復調し、等価ベースバンド信号を生成して複素乗算部１１に出力する。

複素乗算部１１は、直交復調部１０から等価ベースバンド信号を入力すると共に、狭帯域ＡＦＣ部１４から狭帯域の周波数誤差情報を、広帯域ＡＦＣ部１５から広帯域の周波数誤差情報をそれぞれ入力する。そして、複素乗算部１１は、狭帯域の周波数誤差情報及び広帯域の周波数誤差情報に基づいて、これらの周波数誤差を打ち消すように位相回転用係数を生成し、位相回転用係数を等価ベースバンド信号に複素乗算する。これにより、等価ベースバンド信号の周波数誤差を補正することができる。周波数誤差を補正した後の等価ベースバンド信号は分配され、ＦＦＴ部１２及び狭帯域ＡＦＣ部１４へそれぞれ入力される。

狭帯域ＡＦＣ部１４は、複素乗算部１１から等価ベースバンド信号を入力し、サブキャリア間隔の±１／２以内の周波数誤差を補正するための周波数誤差を検出し、狭帯域の周波数誤差情報として複素乗算部１１に出力する。狭帯域の周波数誤差を検出するには、等価ベースバンド信号に付加されたガードインターバルの相関に基づく手法等が用いられる。詳細については、例えば前述の非特許文献１を参照されたい。

ＦＦＴ部１２は、複素乗算部１１から等価ベースバンド信号を入力し、有効シンボル期間の等価ベースバンド信号に対してＦＦＴを施し、サブキャリア毎の信号を生成する。サブキャリア毎の信号である周波数領域の信号、すなわちサブキャリア毎のＦＦＴ出力信号は分配され、復調部１３及び広帯域ＡＦＣ部１５へそれぞれ入力される。

復調部１３は、ＦＦＴ部１２からサブキャリア毎のＦＦＴ出力信号を入力し、デマッピング、デインターリーブ、デコード等の復調処理を行い、ＯＦＤＭ信号送信装置からの伝送情報を復元する。尚、デマッピング等の復調処理は既知であるから、説明を省略する。

広帯域ＡＦＣ部１５は、ＦＦＴ部１２からサブキャリア毎のＦＦＴ出力信号を入力し、
サブキャリア毎の電力値を算出し、ＡＣ，ＴＭＣＣ及びＣＰ配置情報、ＳＰ配置情報、ＡＣ，ＴＭＣＣ及びＣＰブースト比、並びにＳＰブースト比に基づいて、異なるブースト比のパイロット信号の電力値を等しくし、この等しくした電力値を用いて、サブキャリア番号をスライドさせる所定範囲内で積算電力値をそれぞれ算出する。そして、広帯域ＡＦＣ部１５は、所定範囲におけるそれぞれの積算電力値のうちの最大となる積算電力値を判定し、最大となる積算電力値におけるサブキャリア番号のスライドキャリア数を検出する。このように、広帯域ＡＦＣ部１５は、検出したスライドキャリア数を、サブキャリア間隔以上の周波数誤差を補正するための広帯域の周波数情報として複素乗算部１１に出力する。

〔広帯域ＡＦＣ部（周波数誤差検出装置）〕
次に、図１に示した広帯域ＡＦＣ部１５について説明する。図２は、広帯域ＡＦＣ部１５の構成を示すブロック図である。この広帯域ＡＦＣ部１５は、電力算出部１５１、相関演算部（積算電力値算出部）１６及び最大位置検出部（最大値判定部）１５３を備えている。広帯域ＡＦＣ部１５は、ブースト比がパイロット信号間で同一である場合に加え、パイロット信号間で異なる場合であっても、周波数誤差を正しく検出する。具体的には、積算電力値を計算する際に基準となるパイロット信号の電力値よりも、それ以外のパイロット信号またはデータキャリアの電力値の方が大きい場合であっても、ＯＦＤＭ信号の周波数誤差を正しく検出することができる。

図６に示した従来の広帯域ＡＦＣ部１５０と図２に示す広帯域ＡＦＣ部１５とを比較すると、両広帯域ＡＦＣ部１５０，１５共に、電力算出部１５１及び最大位置検出部１５３を備えている点で同一である。これに対し、広帯域ＡＦＣ部１５は、広帯域ＡＦＣ部１５０の相関演算部１５２とは異なる相関演算部１６を備えている点で相違する。入力する情報を比較すると、広帯域ＡＦＣ部１５０の相関演算部１５２は、積算電力値の算出対象の基準となるパイロット信号のサブキャリア番号が反映されたＡＣ，ＴＭＣＣ及びＣＰ配置情報を入力するのに対し、広帯域ＡＦＣ部１５の相関演算部１６は、同じＡＣ，ＴＭＣＣ及びＣＰ配置情報に加え、積算電力値の算出対象の基準ではなく、かつ電力値がＡＣ等に比べて大きいＳＰのサブキャリア番号が反映されたＳＰ配置情報、ＡＣ，ＴＭＣＣ及びＣＰブースト比、並びにＳＰブースト比も入力する点で相違する。

図３は、広帯域ＡＦＣ部１５の処理を示すフローチャートである。広帯域ＡＦＣ部１５の電力算出部１５１が入力するサブキャリア毎のＦＦＴ出力信号をＦ（ｋ）（ｋはサブキャリア番号）とすると、電力算出部１５１は、サブキャリア毎のＦＦＴ出力信号Ｆ（ｋ）を入力し（ステップＳ３０１）、ＦＦＴ出力信号Ｆ（ｋ）の振幅値を２乗してサブキャリア毎の電力値Ｆ（ｋ）×Ｆ（ｋ）^＊を求め、相関演算部１６に出力する（ステップＳ３０２）。ここで、＊は複素共役を表している。

相関演算部１６は、電力算出部１５１からサブキャリア毎の電力値Ｆ（ｋ）×Ｆ（ｋ）^＊を入力すると共に、メモリ（図示せず）から、ＡＣ，ＴＭＣＣ及びＣＰ配置情報Ｐ’（ｋ）、ＳＰ配置情報ＳＰ（ｉ，ｋ）（ｉはＳＰのシーケンス番号、ｋはサブキャリア番号）、ＡＣ，ＴＭＣＣ及びＣＰブースト比ｒ_P、並びにＳＰブースト比ｒ_SPを読み出す（ステップＳ３０３）。ここで、ＡＣ，ＴＭＣＣ及びＣＰ配置情報Ｐ’（ｋ）及びＳＰ配置情報ＳＰ（ｉ，ｋ）は、１シンボルを構成する全サブキャリア番号において、そのパイロット信号が配置されているサブキャリア番号では１、それ以外のサブキャリア番号では０からなる数列とする。

相関演算部１６は、ＡＣ，ＴＭＣＣ及びＣＰ配置情報Ｐ’（ｋ）及びＳＰ配置情報ＳＰ（ｉ，ｋ）が示すパイロット信号の電力値を等しくするための重みからなる全パイロット重み情報Ｐ_all（ｉ，ｋ）を、ＡＣ，ＴＭＣＣ及びＣＰ配置情報Ｐ’（ｋ）、ＳＰ配置情報ＳＰ（ｉ，ｋ）、ＡＣ，ＴＭＣＣ及びＣＰブースト比ｒ_P、並びにＳＰブースト比ｒ_SPを用いて、以下の式により求める（ステップＳ３０４）。
Ｐ_all（ｉ，ｋ）＝Ｐ’（ｋ）／ｒ_P＋ＳＰ（ｉ，ｋ）／ｒ_SP

ここで、全パイロット重み情報Ｐ_all（ｉ，ｋ）は、パイロット信号の電力値Ｆ（ｋ）×Ｆ（ｋ）^＊を乗算することにより、パイロット信号の電力値を等しくすることが可能な重みからなる数列である。ＡＣ，ＴＭＣＣ及びＣＰの位置における重みは、Ｐ_all（ｉ，ｋ）＝Ｐ’（ｋ）／ｒ_P＝１／ｒ_Pとなり、ＳＰの位置における重みは、Ｐ_all（ｉ，ｋ）＝ＳＰ（ｉ，ｋ）／ｒ_SP＝１／ｒ_SPとなる。図９の例では、ＡＣのブースト比ｒ_P＝１６／９、ＳＰブースト比ｒ_SP＝３２／９とすると、ＡＣの位置における全パイロット重み情報Ｐ_all（ｉ，ｋ）＝９／１６となり、ＳＰの位置における全パイロット重み情報Ｐ_all（ｉ，ｋ）＝９／３２となる。

相関演算部１６は、所定範囲内（探索スライドキャリア数内）でサブキャリア番号をスライドさせる数（スライドキャリア数）αを設定する（ステップＳ３０５）。最初の処理の場合は、スライドキャリア数α＝０に設定し、サブキャリア番号をスライドさせない。そして、相関演算部１６は、ＯＦＤＭ信号の総サブキャリア数をＮとし、サブキャリア毎の電力値Ｆ（ｋ＋α）×Ｆ（ｋ＋α）^＊と全パイロット重み情報Ｐ_all（ｉ，ｋ）とを乗算し、積算電力値（相関値）Ｓ（ｉ，α）を以下の式により求め、最大位置検出部１５３に出力する（ステップＳ３０６）。

例えば、所定範囲である探索スライドキャリア数の範囲を−５０≦α≦５０（αは整数）とすると、１０１×４＝４０４通りの積算電力値Ｓ（ｉ，α）が求められる。

尚、前記数式（１）では、サブキャリア毎の電力値Ｆ（ｋ）×Ｆ（ｋ）^＊のサブキャリア番号ｋをスライドさせるようにしたが、全パイロット重み情報Ｐ_all（ｉ，ｋ）のサブキャリア番号ｋをスライドさせるようにしてもよい。

図９の例では、ＡＣの電力値Ｆ（ｋ＋α）×Ｆ（ｋ＋α）^＊と全パイロット重み情報Ｐ_all（ｉ，ｋ）との乗算結果は、（１６／９）×（９／１６）＝１となり、ＳＰの乗算結果は、（３２／９）×（９／３２）＝１となる。ＡＣよりもＳＰの電力値の方が大きいが、電力値Ｆ（ｋ＋α）×Ｆ（ｋ＋α）^＊と全パイロット重み情報Ｐ_all（ｉ，ｋ）とを乗算することで、ＡＣの場合とＳＰの場合とで電力値Ｆ（ｋ＋α）×Ｆ（ｋ＋α）^＊×Ｐ_all（ｉ，ｋ）を等しくすることができ、等しくした電力値Ｆ（ｋ＋α）×Ｆ（ｋ＋α）^＊×Ｐ_all（ｉ，ｋ）を用いて積算電力値Ｓ（ｉ，α）を算出することができる。

相関演算部１６は、所定範囲内で全てのスライドキャリア数αを設定済みであるか否かを判定し（ステップＳ３０７）、全てのスライドキャリア数αを設定済みであると判定した場合（ステップＳ３０７：Ｙ）、ステップＳ３０８へ移行し、全てのスライドキャリア数αを設定済みでないと判定した場合（ステップＳ３０７：Ｎ）、ステップＳ３０５へ移行し、所定範囲内で新たなスライドキャリア数αを設定する。

最大位置検出部１５３は、ステップＳ３０７から移行して、相関演算部１６から、スライドキャリア数α及びＳＰのシーケンス番号ｉ毎の積算電力値Ｓ（ｉ，α）を入力し、これらの積算電力値の中で最大値を判定し、最大となる積算電力値Ｓ（ｉ，α）におけるスライドキャリア数α及びＳＰのシーケンス番号ｉを検出する（ステップＳ３０８）。そして、最大位置検出部１５３は、検出したスライドキャリア数αを広帯域の周波数誤差として外部へ出力すると共に、検出したＳＰのシーケンス番号ｉを当該シンボルにおけるＳＰの配置を示すシーケンス番号ｉ（図４における＃０〜＃３のうちのいずれかのシーケンス番号）として外部へ出力する。尚、検出したスライドキャリア数αは、プラスの場合もあるし。マイナスの場合もある。

以上のように、本発明の実施形態による広帯域ＡＦＣ部１５（周波数誤差検出装置）によれば、電力算出部１５１が、サブキャリア毎のＦＦＴ出力信号Ｆ（ｋ）の振幅値からサブキャリア毎の電力値を求め、相関演算部１６が、ＡＣ，ＴＭＣＣ及びＣＰ配置情報Ｐ’（ｋ）、ＳＰ配置情報ＳＰ（ｉ，ｋ）、ＡＣ，ＴＭＣＣ及びＣＰブースト比ｒ_P、並びにＳＰブースト比ｒ_SPを用いて、パイロット信号の電力値を等しくするための重みからなる全パイロット重み情報Ｐ_all（ｉ，ｋ）を求め、所定範囲内でスライドキャリア数αを設定し、サブキャリア毎の電力値Ｆ（ｋ＋α）×Ｆ（ｋ＋α）^＊と全パイロット重み情報Ｐ_all（ｉ，ｋ）とを乗算することで積算電力値（相関値）Ｓ（ｉ，α）を求めるようにした。そして、最大位置検出部１５３が、スライドキャリア数α及びＳＰのシーケンス番号ｉ毎の積算電力値Ｓ（ｉ，α）の中で最大値を判定し、最大となる積算電力値Ｓ（ｉ，α）におけるスライドキャリア数α及びＳＰのシーケンス番号ｉを検出し、検出したスライドキャリア数αを広帯域の周波数誤差とし、検出したＳＰのシーケンス番号ｉを当該シンボルにおけるＳＰの配置を示すシーケンス番号ｉとして出力するようにした。これにより、ブースト比が異なるパイロット信号が混在するＯＦＤＭ信号であっても、サブキャリア毎の電力値Ｆ（ｋ＋α）×Ｆ（ｋ＋α）^＊と全パイロット重み情報Ｐ_all（ｉ，ｋ）とを乗算することで、積算電力値を算出するための電力値が、ＡＣ，ＴＭＣＣ及びＣＰ配置情報Ｐ’（ｋ）並びにＳＰ配置情報ＳＰ（ｉ，ｋ）の示す全てのパイロット信号において等しくなる。したがって、積算電力値は、電力値が最も大きいパイロット信号に影響を受けることがなく、全てのパイロット信号の電力値が等しいものとして算出されるから、積算電力値が最大となるスライドキャリア数α及びＳＰのシーケンス番号ｉを正しく検出することができ、周波数誤差及び当該シンボルにおけるＳＰのシーケンス番号を正しく検出することが可能となる。

尚、本発明の実施形態による広帯域ＡＦＣ部１５のハードウェア構成としては、通常のコンピュータを使用することができる。広帯域ＡＦＣ部１５は、ＣＰＵ、ＲＡＭ等の揮発性の記憶媒体、ＲＯＭ等の不揮発性の記憶媒体、及びインターフェース等を備えたコンピュータによって構成される。広帯域ＡＦＣ部１５に備えた電力算出部１５１、相関演算部１６及び最大位置検出部１５３の各機能は、これらの機能を記述したプログラムをＣＰＵに実行させることによりそれぞれ実現される。また、これらのプログラムは、磁気ディスク（フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク等）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等）、半導体メモリ等の記憶媒体に格納して頒布することもできる。

以上、実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、その技術思想を逸脱しない範囲で種々変形可能である。本発明は、図１に示したＯＦＤＭ信号受信装置１に適用があるだけでなく、ＯＦＤＭ伝送方式を用いた映像、音声またはデータを受信し、ＯＦＤＭ信号を測定する測定装置、補償装置、ＯＦＤＭ信号を中継する中継装置等にも適用がある。要するに、本発明は、広帯域ＡＦＣ部１５である周波数誤差検出装置を含む装置にも適用がある。

１ ＯＦＤＭ信号受信装置
１０ 直交復調部
１１ 複素乗算部
１２ ＦＦＴ部
１３ 復調部
１４ 狭帯域ＡＦＣ部
１５，１５０ 広帯域ＡＦＣ部（周波数誤差検出装置）
１６，１５２ 相関演算部（積算電力値算出部）
１５１ 電力算出部
１５３ 最大位置検出部（最大値判定部）

Claims (4)

1. 複数種類のパイロット信号が混在するＯＦＤＭ信号の周波数誤差を検出する装置において、
   前記ＯＦＤＭ信号をＦＦＴして得られたサブキャリア毎の信号から、サブキャリア毎の電力値を算出する電力算出部と、
   パイロット信号がサブキャリアに配置された位置を示すパイロット配置情報、及び前記パイロット信号のブースト比を示すパイロットブースト比に基づいて、前記パイロット配置情報が示すパイロット信号の位置に対応するサブキャリアについて算出された前記電力値を、前記パイロット信号のパイロットブースト比で除算し、前記除算結果に基づいて積算電力値を算出する積算電力値算出部と、
   前記パイロット配置情報が示すパイロット信号の位置を所定範囲内でサブキャリア数分スライドさせて算出された前記積算電力値のうち、最大となる積算電力値を判定し、前記最大となる積算電力値においてスライドさせたキャリア数に基づいて、前記ＯＦＤＭ信号の周波数誤差を検出する最大値判定部と、
   を備えたことを特徴とする周波数誤差検出装置。
2. 請求項１に記載の周波数誤差検出装置において、
   前記積算電力値算出部は、
   前記積算電力値を算出するための対象となる所定種類のパイロット信号がサブキャリアに配置された位置を示す第１のパイロット配置情報、前記ＯＦＤＭ信号に混在する複数種類のパイロット信号のうち前記所定種類以外のパイロット信号の位置を示す第２のパイロット配置情報、及び、前記パイロット信号におけるそれぞれのブースト比を示すパイロットブースト比を用いて、前記第１のパイロット配置情報及び前記第２のパイロット配置情報が示すそれぞれのパイロット信号の位置に対応するサブキャリアについて算出された前記電力値を、前記パイロット信号のパイロットブースト比で除算し、前記除算結果に基づいて積算電力値を算出する、ことを特徴とする周波数誤差検出装置。
3. 請求項１に記載の周波数誤差検出装置において、
   前記積算電力値算出部は、
   前記積算電力値を算出するための対象となる所定種類の第１のパイロット信号がサブキャリアに配置された位置を示す第１のパイロット配置情報、前記ＯＦＤＭ信号に混在する複数種類のパイロット信号のうち前記所定種類以外の第２のパイロット信号が所定数のシンボルで１周期の配置となる場合に、前記所定数のシンボルのそれぞれに対応するシーケンス番号における前記第２のパイロット信号の位置を示す第２のパイロット配置情報、及び、前記パイロット信号におけるそれぞれのブースト比を示すパイロットブースト比を用いて、前記第１のパイロット配置情報及び前記第２のパイロット配置情報が示すそれぞれのパイロット信号の位置に対応するサブキャリアについて算出された前記電力値を、前記パイロット信号のパイロットブースト比で除算し、前記除算結果に基づいて積算電力値を算出し、
   前記最大値判定部は、
   前記第１のパイロット配置情報が示すパイロット信号の位置を所定範囲内でサブキャリア数分スライドさせ、前記第２のパイロット配置情報が示すシーケンス番号毎に算出された前記積算電力値のうち、最大となる積算電力値を判定し、前記最大となる積算電力値においてスライドさせたキャリア数に基づいて、前記ＯＦＤＭ信号の周波数誤差を検出し、前記最大となる積算電力値における前記シーケンス番号を検出する、ことを特徴とする周波数誤差検出装置。
4. コンピュータを、請求項１から３までのいずれか一項に記載の周波数誤差検出装置として機能させるための周波数誤差検出プログラム。

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