JP2016184833A - 受信装置及び受信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】全サブキャリアが位相偏移変調されたＯＦＤＭ信号を受信した際に、ＦＦＴ開始位置を精度よく推定できるようにすること。【解決手段】ＯＦＤＭ信号に対する直交検波により生成されたベースバンド信号に対してＦＦＴ演算を行うＦＦＴ部１０３と、ＦＦＴ演算されたデータに対して複素共役をとり、伝達関数の電力値を算出する伝達関数電力算出部１０５と、伝達関数の電力値に対してＩＦＦＴ演算を行うことで、インパルス応答の畳み込み演算結果を取得するＩＦＦＴ部１０６と、インパルス応答の畳み込み演算結果に対して、ＦＦＴ開始位置のずれ量を算出するＦＦＴ開始位置ずれ算出部１０７と、ＦＦＴ開始位置のずれ量からＦＦＴ開始位置を推定するＦＦＴ開始位置推定部１０２と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、受信装置及び受信方法に関し、特に、全サブキャリアが位相偏移変調された直交周波数分割多重方式の信号を受信する受信装置及び受信方法に関する。

近年、デジタル信号を伝送する方式として、マルチパス妨害の影響を受けにくい、直交周波数分割多重（以下、ＯＦＤＭとも称す）方式が採用されている。このＯＦＤＭ方式は、伝送帯域内に多数の直交する副搬送波（以下、サブキャリアとも称す）を設け、各々のサブキャリアの振幅及び位相にデータを割り当て、位相偏移変調（以下、ＰＳＫ）又は直角位相振幅変調（ＱＡＭ：Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）によりデジタル変調する方式である。

ＯＦＤＭ方式では、さらに、マルチパス環境下での受信性能を高めるために、ＯＦＤＭシンボル（以下、単にシンボルとも称す）間に有効データ区間の一部の信号をコピーしたガードインターバル（以下、ＧＩとも称す）が導入されている。このＧＩにより、ＧＩ区間内の遅延波であれば、ＧＩが有効データ区間の一部と同じ信号成分を持つため、主波のシンボルタイミングで高速フーリエ変換（以下、ＦＦＴと称す）の開始位置を設定することで、シンボル間干渉は発生せず、受信品質は保持される。

このようなＯＦＤＭ方式を採用したシステムの１つに、欧州のデジタル音声放送の規格であるＤＡＢ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｕｄｉｏ Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ）がある。ＤＡＢでは、各々のサブキャリアがπ／４シフトＤＱＰＳＫ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｑａｄｒｉｐｈａｓｅ−ＰＳＫ：差動四位相偏移変調）によりデジタル変調されている。また、ＤＡＢ規格の時間軸のＯＦＤＭフレームでは、ヌルシンボル、リファレンスシンボル、及び、複数のデータシンボルで送信信号が形成される。

ヌルシンボルは、伝送信号が存在しない期間であり、ヌルシンボルを検出することでＯＦＤＭフレームの先頭を識別することができる。
リファレンスシンボルは、送信側で差動変調する際の基準位相シンボル（既知信号からなるデータ群）であり、受信側ではこのシンボルを基準位相として差動復調を行う。
データシンボルには、システム情報又は本来伝送すべき音声信号等の主情報が割り当てられる。

ここで、前述のＦＦＴ開始位置を推定する方法としては、全サブキャリアがＤＡＢのようにＤＰＳＫ（差動位相偏移変調）等の差動変調によりデジタル変調されている場合、ＧＩ相関のピーク位置を用いるのが一般的である。しかしながら、この方法では、特に、マルチパス環境下でのＦＦＴ開始位置の推定精度が低いことが知られている。

そこで、ＤＡＢのように差動変調によるデジタル変調されている場合、基準位相となるリファレンスシンボルに相当する既知信号のデータ群が存在し、この既知信号のデータ群を用いて伝達関数を算出し、ＩＦＦＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ ＦＦＴ）を行うことで求まるインパルス応答（以下、遅延プロファイルとも称す）からＦＦＴ開始位置を推定する方法がある（例えば、特許文献１参照）。

特開平１０−７０５１８号公報（段落００２８〜００３０、図１等）

しかしながら、特許文献１に記載された方法では、リファレンスシンボルの時間間隔でしか、インパルス応答を算出できない。このため、リファレンスシンボルの間隔よりも短い時間変動がある伝送路又は送受信装置間のサンプリング周波数のずれ（クロック誤差）がある等の場合においては、ＦＦＴ開始位置の制御が追従できず、シンボル間干渉が発生し、受信品質が劣化する。

本発明は、上述のような問題点に鑑みてなされたものであり、全サブキャリアが位相偏移変調されたＯＦＤＭ信号を受信した際に、ＦＦＴ開始位置を精度よく推定できるようにすることを目的とする。

本発明の一態様に係る受信装置は、全サブキャリアが位相偏移変調されたＯＦＤＭ信号を受信する受信装置であって、前記ＯＦＤＭ信号に対する直交検波により生成されたベースバンド信号に対してＦＦＴ演算を行うＦＦＴ部と、前記ＦＦＴ演算されたデータに対して複素共役をとり、伝達関数の電力値を算出する伝達関数電力算出部と、前記伝達関数の電力値に対してＩＦＦＴ演算を行うことで、インパルス応答の畳み込み演算結果を取得するＩＦＦＴ部と、前記インパルス応答の畳み込み演算結果に対して、ＦＦＴ開始位置のずれ量を算出するＦＦＴ開始位置ずれ算出部と、前記ＦＦＴ開始位置のずれ量からＦＦＴ開始位置を推定するＦＦＴ開始位置推定部と、を備え、前記ＦＦＴ部は、前記ＦＦＴ開始位置推定部で推定されたＦＦＴ開始位置に従って、前記ベースバンド信号に対してＦＦＴ演算を行うことを特徴とする。

本発明の一態様に係る受信方法は、全サブキャリアが位相偏移変調されたＯＦＤＭ信号を受信する受信方法であって、前記ＯＦＤＭ信号に対する直交検波により生成されたベースバンド信号に対してＦＦＴ演算を行い、前記ＦＦＴ演算されたデータに対して複素共役をとり、伝達関数の電力値を算出し、前記伝達関数の電力値に対してＩＦＦＴ演算を行うことで、インパルス応答の畳み込み演算結果を取得し、前記インパルス応答の畳み込み演算結果に対して、ＦＦＴ開始位置のずれ量を算出し、前記ＦＦＴ開始位置のずれ量からＦＦＴ開始位置を推定し、前記推定されたＦＦＴ開始位置に従って、前記ベースバンド信号に対してＦＦＴ演算を行うことを特徴とする。

本発明の一態様によれば、全サブキャリアが位相偏移変調されたＯＦＤＭ信号を受信した際に、１シンボル毎に伝達関数の電力からインパルス応答の畳み込み演算結果を算出することで、ＦＦＴ開始位置のずれ量を求めることができ、ＦＦＴ開始位置を精度よく推定することができる。

実施の形態１に係るＯＦＤＭ信号受信装置の構成を示すブロック図である。 （Ａ）〜（Ｆ）は、ＦＦＴ開始位置ずれ量の算出方法を説明するための概略図である。 実施の形態１におけるＦＦＴ開始位置推定部の処理フロー図である。 実施の形態２に係るＯＦＤＭ信号受信装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態２におけるＦＦＴ開始位置推定部の処理フロー図である。

実施の形態１．
以下、本発明の実施の形態について、本発明を適用したＯＦＤＭ信号受信装置及びＯＦＤＭ信号受信方法を用いて説明する。なお、以下の実施の形態ではＤＡＢ規格に基づく受信装置及び受信方法であるものとして説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

図１は、実施の形態１に係るＯＦＤＭ信号受信装置の構成を示すブロック図である。
図示のＯＦＤＭ信号受信装置１００は、全サブキャリアが位相偏移変調されたＯＦＤＭ信号を受信する受信装置である。実施の形態１では、受信されたＯＦＤＭ信号から直交検波によりベースバンド信号（Ｉ，Ｑ信号）が生成され、このベースバンド信号がＯＦＤＭ信号受信装置１００に入力されるものとして説明するが、直交検波を行う直交検波部がＯＦＤＭ受信装置１００に備えられていてもよい。
なお、実施の形態１に係るＯＦＤＭ信号受信方法は、ＯＦＤＭ信号受信装置１００により実行される方法である。

ＯＦＤＭ信号受信装置１００は、ＧＩ相関算出部１０１と、ＦＦＴ開始位置推定部１０２と、ＦＦＴ部１０３と、差動復調復号部１０４と、伝達関数電力算出部１０５と、ＩＦＦＴ部１０６と、ＦＦＴ開始位置ずれ算出部１０７とを有する。

ＧＩ相関算出部１０１は、入力されるベースバンド信号からＯＦＤＭ信号のガード相関係数を算出し、このガード相関結果をＦＦＴ開始位置推定部１０２に与える。

ＦＦＴ開始位置推定部１０２は、後述するＦＦＴ開始位置ずれ算出部１０７から、算出されたＦＦＴ開始位置ずれ量が与えられるまでは、ＧＩ相関算出部１０１より与えられたガード相関結果からガード相関のピーク位置を検出し、このピーク位置からＦＦＴ開始位置を推定した結果を保持し、このＦＦＴ開始位置を示すＦＦＴ開始位置情報をＦＦＴ部１０３に与える。
また、ＦＦＴ開始位置推定部１０２は、ＦＦＴ開始位置ずれ算出部１０７からＦＦＴ開始位置ずれ量が与えられた場合に、与えられたＦＦＴ開始位置ずれ量からＦＦＴ開始位置を推定する。例えば、ＦＦＴ開始位置推定部１０２は、ＦＦＴ開始位置ずれ算出部１０７からＦＦＴ開始位置ずれ量が与えられた場合に、保持しているＦＦＴ開始位置に対して、このＦＦＴ開始位置ずれ量の補正を行い、補正後のＦＦＴ開始位置を推定結果として再度保持し、このＦＦＴ開始位置を示すＦＦＴ開始位置情報をＦＦＴ部１０３に与える。

ＦＦＴ部１０３は、ＦＦＴ開始位置推定部１０２から与えられたＦＦＴ開始位置情報で示されるＦＦＴ開始位置に従って、入力されるベースバンド信号に対してＦＦＴ演算を行い、各サブキャリアに直交変調されているデータを抽出して、このデータを差動復調復号部１０４及び伝達関数電力算出部１０５に与える。

差動復調復号部１０４は、ＦＦＴ部１０３から与えられたデータに対して、差動復調及び復号を行い、復号ビット列を生成する。生成された復号ビット列は、例えば、図示しない音声デコーダで音声圧縮の復号が行われ、音声信号として再生される。

伝達関数電力算出部１０５は、ＦＦＴ部１０３から与えられたデータに対して、複素共役をとり、伝達関数の電力値を算出し、この電力値をＩＦＦＴ部１０６に与える。ここでは、全サブキャリアが位相偏移変調されたＯＦＤＭ信号が受信されているので、このＦＦＴ演算されたデータに対して複素共役をとることで、送信信号の成分が打ち消され、伝達関数の電力値が算出される。

ＩＦＦＴ部１０６は、伝達関数電力算出部１０５から与えられた伝達関数の電力値に対してＩＦＦＴ演算を行い、伝達関数の電力値に対するインパルス応答の畳み込み演算結果をＦＦＴ開始位置ずれ算出部１０７に与える。ここで、従来のＯＦＤＭ信号受信装置では、伝達関数に対してＩＦＦＴ演算を行い、伝達関数に対するインパルス応答を求めていた。しかしながら、実施の形態１に係るＯＦＤＭ信号受信装置１００では、伝達関数の電力値に対してＩＦＦＴ演算を行う。一般的に、周波数領域での積が時間領域での畳み込みになるため、伝達関数の電力に対してＩＦＦＴ演算を行うとインパルス応答の畳み込み演算を行った結果が得られる。

ＦＦＴ開始位置ずれ算出部１０７は、ＩＦＦＴ部１０６にてＩＦＦＴ演算されたインパルス応答の畳み込み演算結果に対して、ＦＦＴ開始位置のずれ量を算出する。例えば、ＦＦＴ開始位置ずれ算出部１０７は、インパルス応答の畳み込み演算結果におけるＦＦＴ開始位置に対する遅れ時間の最小成分を検出し、検出された最小成分のピーク位置を半分にした値をＦＦＴ開始位置ずれ量とする。算出されたＦＦＴ開始位置ずれ量は、ＦＦＴ開始位置推定部１０２に与えられる。

ＦＦＴ開始位置ずれ算出部１０７によるＦＦＴ開始位置ずれ量の算出方法について、図２（Ａ）〜（Ｆ）を用いて具体的に説明する。

まず、伝送路が白色ガウス雑音である場合を例にする。図２（Ａ）には、ＦＦＴ開始位置に対する受信信号の遅れ時間（ＦＦＴ開始位置のずれ量）が「τ０」、その強度が「Ａ０」である場合のインパルス応答が示されている。図２（Ｂ）には、このような環境下のインパルス応答の畳み込み演算結果が示されている。いずれの図も横軸の原点は、ＦＦＴインデックス０又はＤＣ成分であり、このシンボルのＦＦＴ開始位置の基準位置を意味する。

インパルス応答をｈ（ｔ）とすると、ＦＦＴ開始位置に対する受信信号の遅れ時間が「τ０」のインパルス応答は、式（１）で表わされる。

ここで、δ（ｔ）は、デルタ関数である。
このインパルス応答に対して、その複素共役を畳み込み演算すると式（２）となる。

つまり、インパルス応答の畳み込み演算結果は、ＦＦＴ開始位置に対する受信信号の遅れ時間「τ０」に対して２倍の値になることが分かる。

次に、伝送路が２波マルチパスである場合を例に説明する。図２（Ｃ）には、ＦＦＴ開始位置に対する主波の遅れ時間が「τ０」、その強度が「Ａ０」、遅延波の遅れ時間が「τ１」、その強度が「Ａ１」である場合（τ０＜τ１）のインパルス応答が示されている。図２（Ｄ）には、当該環境下でのインパルス応答の畳み込み演算結果が示されている。

このような２波マルチパス環境下のインパルス応答は、式（３）で表わされる。

このインパルス応答に対して、その複素共役を畳み込み演算すると式（４）となる。

つまり、インパルス応答の畳み込み演算結果は、ＦＦＴ開始位置に対する遅れ時間の最小成分（式（４）の右辺第1項）に着目すると、ＦＦＴ開始位置に対する受信信号の遅れ時間の最小値（当該例の場合、主波の遅れ時間）「τ０」に対して２倍の値になることが分かる。

さらに、伝送路が２波マルチパスであるが、先行波であった場合を例に説明する。図２（Ｅ）には、ＦＦＴ開始位置に対する主波の遅れ時間が「τ０」、その強度が「Ａ０」、先行波の進み時間が「τ１」（遅れ時間が−τ１）、その強度が「Ａ１」である場合（−τ１＜τ０）のインパルス応答が示されている。図２（Ｆ）には、このような環境下でのインパルス応答の畳み込み演算結果が示されている。

このような２波マルチパス環境下のインパルス応答は、式（５）で表わされる。

このインパルス応答に対して、その複素共役を畳み込み演算すると式（６）となる。

つまり、インパルス応答の畳み込み演算結果は、ＦＦＴ開始位置に対する遅れ時間の最小成分（式（６）の右辺第２項）に着目すると、ＦＦＴ開始位置に対する受信信号の遅れ時間の最小値（当該例の場合、先行波の進み時間）「−τ１」に対して２倍の値になることが分かる。

以上より、インパルス応答の畳み込み演算結果における遅れ時間の最小成分に着目すると、ＦＦＴ開始位置に対する受信信号の遅れ時間の最小値に対して２倍の値が得られる。なお、例では、伝送路が白色ガウス雑音と２波マルチパスを挙げたが、多波マルチパスにおいても同様な結果となる。

ここで、ＦＦＴ開始位置ずれ算出部１０７は、例えば、ピーク検出により、インパルス応答の畳み込み演算結果における遅れ時間の最小成分を検出することができる。具体的には、ＦＦＴ開始位置ずれ算出部１０７は、インパルス応答の畳み込み演算結果で算出された範囲で、予め定められた閾値を超えた位置をピーク位置とみなし、インパルス応答の畳み込み演算結果から検出したピーク位置の最小値を遅れ時間の最小成分とする。

以上に記載されたＯＦＤＭ信号受信装置１００の各部は、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）によりソフトウェア的に実現されていればよいが、このような例に限定されるものではない。ＯＦＤＭ信号受信装置１００の各部は、例えば、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）又はＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）等の集積ロジックＩＣによりハード的に実現されるものであってもよい。

図３は、ＦＦＴ開始位置推定部１０２の処理フロー図である。
図示のステップは、全サブキャリアが位相偏移変調されたＯＦＤＭ信号が受信され、直交検波によりベースバンド信号が生成され、ベースバンド信号が１シンボル蓄積される毎に行われる。なお、ＯＦＤＭ信号受信装置１００に設けられた何れかの記憶部にベースバンド信号が蓄積されればよい。ここでは、ＧＩ相関算出部１０１の記憶部としてのメモリ１０１ａに、ベースバンド信号が１シンボル蓄積される毎に、図３のフローが開始されるものとする。

ＦＦＴ開始位置推定部１０２の処理フローは、開始ステップＳ１０と、シンボルカウンタ監視ステップＳ１１と、ＧＩ相関ピーク位置検出ステップＳ１２と、第１のＦＦＴ開始位置算出ステップＳ１３と、保持値読み出しステップＳ１４と、第２のＦＦＴ開始位置算出ステップＳ１５と、ＦＦＴ開始位置更新ステップＳ１６と、終了ステップＳ１７とを有する。

開始ステップＳ１０では、全サブキャリアが位相偏移変調されたＯＦＤＭ信号が受信され、直交検波によりベースバンド信号が生成され、ＧＩ相関算出部１０１に１シンボル蓄積された場合には、処理はシンボルカウンタ監視ステップＳ１１へ進む。なお、この判断はＦＦＴ開始位置推定部１０２が行ってもよく、また、ＧＩ相関算出部１０１が行い、判断結果をＦＦＴ開始位置推定部１０２に与えてもよい。

シンボルカウンタ監視ステップＳ１１では、ＦＦＴ開始位置推定部１０２は、開始ステップＳ１０で入力されたデータが１シンボル目であるか否かを監視する。１シンボル目である場合（Ｓ１１でＹｅｓ）には、処理はＧＩ相関ピーク位置検出ステップＳ１２へ進み、１シンボル目以外の場合（Ｓ１１でＮｏ）には、処理は保持値読み出しステップＳ１４へ進む。

ＧＩ相関ピーク位置検出ステップＳ１２では、ＦＦＴ開始位置推定部１０２は、ＧＩ相関算出部１０１から与えられるガード相関結果を用いて、ガード相関のピーク位置を検出する。そして、処理は、第１のＦＦＴ開始位置算出ステップＳ１３へ進む。

第１のＦＦＴ開始位置算出ステップＳ１３では、ＦＦＴ開始位置推定部１０２は、ＧＩ相関ピーク位置検出ステップＳ１２で検出されたガード相関のピーク位置から、有効データ区間の開始位置、つまりＦＦＴ開始位置を推定する。そして、処理は、ＦＦＴ開始位置更新ステップＳ１６へ進む。
ここで、ＦＦＴ開始位置の推定では、ＦＦＴ開始位置推定部１０２は、例えば、ガード相関のピーク位置そのものを有効データ区間の開始位置としても良いし、ガード相関のピーク位置からＧＩ区間の半分のデータ量を減算した値を有効データ区間の開始位置としても良い。さらに、ＦＦＴ開始位置推定部１０２は、外部から入力される数値をガード相関のピーク位置から加（減）算した値を有効データ区間の開始位置としても良い。

保持値読み出しステップＳ１４では、ＦＦＴ開始位置推定部１０２は、１シンボル前に実施されたＦＦＴ開始位置更新ステップＳ１６で更新されたＦＦＴ開始位置の値を、記憶部としてのメモリないしレジスタから呼び出す。そして、処理は、第２のＦＦＴ開始位置算出ステップＳ１５へ進む。ここで、ＦＦＴ開始位置の値は、ＯＦＤＭ信号受信装置１００に設けられた何れかの記憶部に記憶されていればよい。ここでは、ＦＦＴ開始位置推定部１０２の記憶部としてのメモリ（又はレジスタ）１０２ａに、ＦＦＴ開始位置の値が記憶されているものとする。

第２のＦＦＴ開始位置算出ステップＳ１５では、ＦＦＴ開始位置推定部１０２は、保持値読み出しステップＳ１４で読み出された１シンボル前に実施されたＦＦＴ開始位置の値に対して、ＦＦＴ開始位置ずれ算出部１０７から与えられたＦＦＴ開始位置ずれ量の補正を行い、ＦＦＴ開始位置を推定する。そして、処理は、ＦＦＴ開始位置更新ステップＳ１６へ進む。
ここでは、ＦＦＴ開始位置推定部１０２は、例えば、１シンボル前に実施されたＦＦＴ開始位置から入力されるＦＦＴ開始位置ずれ量を単に減算した値を有効データ区間の開始位置としても良いし、外部から入力される数値に応じてＦＦＴ開始位置ずれ量を調整（加減剰余のいずれかの演算）した値を１シンボル前に実施されたＦＦＴ開始位置から加（減）算した値を有効データ区間の開始位置としても良い。

ＦＦＴ開始位置更新ステップＳ１６では、ＦＦＴ開始位置推定部１０２は、第１のＦＦＴ開始位置算出ステップＳ１３、又は、第２のＦＦＴ開始位置算出ステップＳ１５で推定されたＦＦＴ開始位置を記憶部（例えばメモリ１０２ａ）に記憶させることで、その値を更新する。そして、処理は、終了ステップＳ１７へ進む。

このように、実施の形態１に係るＯＦＤＭ信号受信装置１００及びＯＦＤＭ信号受信方法によれば、全サブキャリアが位相偏移変調されたＯＦＤＭ信号を受信した際に、１シンボル毎に伝達関数の電力からインパルス応答の畳み込み演算結果を算出することで、ＦＦＴ開始位置のずれ量を求めることができ、ＦＦＴ開始位置を精度よく推定することができる。

実施の形態２．
図４は、実施の形態２に係るＯＦＤＭ信号受信装置２００の構成を示すブロック図である。
ＯＦＤＭ信号受信装置２００は、ＧＩ相関算出部１０１と、ＦＦＴ開始位置推定部２０２と、ＦＦＴ部１０３と、差動復調復号部１０４と、伝達関数電力算出部１０５と、ＩＦＦＴ部（第１のＩＦＦＴ部）１０６と、ＦＦＴ開始位置ずれ算出部１０７と、ヌル検出部２１０と、伝達関数算出部２１１と、第２のＩＦＦＴ部２１２と、インパルス応答評価部２１３とを備える。
実施の形態２に係るＯＦＤＭ信号受信装置２００のＧＩ相関算出部１０１、ＦＦＴ部１０３、差動復調復号部１０４、伝達関数電力算出部１０５、ＩＦＦＴ部１０６及びＦＦＴ開始位置ずれ算出部１０７は、実施の形態１に係るＯＦＤＭ信号受信装置１００と同様に構成されている。
なお、ＦＦＴ部１０３は、ＦＦＴ演算を行うことで得られるデータを、差動復調復号部１０４、伝達関数電力算出部１０５及び伝達関数算出部２１１に与える。
また、実施の形態２に係るＯＦＤＭ信号受信方法は、ＯＦＤＭ信号受信装置２００により実行される方法である。

実施の形態２に係るＯＦＤＭ信号受信装置２００は、全サブキャリアが位相偏移変調され、かつ、既知信号のデータ群が一定間隔で挿入されているフレーム構成をもったＯＦＤＭ信号を受信する受信装置である。

ヌル検出部２１０は、入力されるベースバンド信号からヌル部の可能性のある無信号部分を検出して、ヌルシンボル（フレーム構成の先頭シンボル）検出信号を伝達関数算出部２１１及びＦＦＴ開始位置推定部２０２に与える。ヌル検出部２１０は、例えば、ベースバンド信号の各サブキャリアの電力を算出し、１シンボル期間分のサブキャリアの電力値を加算し、この加算結果が基準値以下である場合にヌルシンボルであると推定し、ヌルシンボル検出信号を生成する。なお、基準値は外部から与えられるようにしても良いし、予め固定値として保持しても良い。

伝達関数算出部２１１は、ヌル検出部２１０で検出された無信号部分に基づいて、既知信号のデータ群の処理タイミングを推定し、既知信号のデータ群を用いて伝達関数を算出する。例えば、伝達関数算出部２１１は、ヌル検出部２１０より与えられたヌルシンボル検出信号からリファレンスシンボル（既知信号のデータ群）の処理タイミングを推定し、このリファレンスシンボルに対して、ＦＦＴ部１０３にてＦＦＴ演算されたデータの各サブキャリアにおいて既知である基準位相成分を除去することで、伝達関数を算出する。そして、伝達関数算出部２１１は、算出された伝達関数を第２のＩＦＦＴ部２１２に与える。

第２のＩＦＦＴ部２１２は、伝達関数算出部２１１で算出された伝達関数に対してＩＦＦＴ演算を行い、伝達関数に対するインパルス応答を算出し、このインパルス応答をインパルス応答評価部２１３に与える。

インパルス応答評価部２１３は、第２のＩＦＦＴ部２１２にてＩＦＦＴ演算されたインパルス応答に対して、ＦＦＴ開始位置のずれ量を算出する。例えば、インパルス応答評価部２１３は、このインパルス応答におけるＦＦＴ開始位置に対する遅れ時間の最小成分を検出し、検出された最小成分のピーク位置をＦＦＴ開始位置ずれ量として出力する。

実施の形態２におけるＦＦＴ開始位置推定部２０２は、ＦＦＴ開始位置ずれ算出部１０７で算出されたＦＦＴ開始位置ずれ量が入力されるまでは、ＧＩ相関算出部１０１から算出されたガード相関結果からガード相関のピーク位置を検出し、このピーク位置からＦＦＴ開始位置を推定した結果を保持するとともに、ＦＦＴ部１０３に与える。
また、ＦＦＴ開始位置推定部２０２は、ＦＦＴ開始位置ずれ算出部１０７からＦＦＴ開始位置ずれ量が与えられた場合に、保持しているＦＦＴ開始位置に対して、ＦＦＴ開始位置ずれ量の補正を行い、補正後のＦＦＴ開始位置を推定結果として再度保持するとともに、ＦＦＴ部１０３に与える。
さらに、ＦＦＴ開始位置推定部２０２は、ＦＦＴ開始位置ずれ算出部１０７で算出されたＦＦＴ開始位置ずれ量、及び、インパルス応答評価部２１３で算出されたＦＦＴ開始位置ずれ量を用いて、ＦＦＴ開始位置を推定する。例えば、ＦＦＴ開始位置推定部２０２は、ヌル検出部２１０より与えられたヌルシンボル検出信号からリファレンスシンボルの処理タイミングを推定し、リファレンスシンボルの処理タイミングである場合に、インパルス応答評価部２１３から与えられたＦＦＴ開始位置ずれ量と、ＦＦＴ開始位置ずれ算出部１０７から与えられたＦＦＴ開始位置ずれ量とを比較する。そして、ＦＦＴ開始位置推定部２０２は、この比較結果を用いて、保持しているＦＦＴ開始位置に対して、ＦＦＴ開始位置ずれ量の補正を行い、補正後のＦＦＴ開始位置を推定結果として再度保持するとともに、ＦＦＴ部１０３に与える。ここで、ＦＦＴ開始位置推定部２０２は、比較結果として、単純にどちらかのＦＦＴ開始位置ずれ量を選択しても良いし、２つのＦＦＴ開始位置ずれ量の平均値をとっても良い。また、外部から与えられる重みづけ係数を用いて、加重平均をとっても良い。

例えば、ＯＦＤＭ信号受信装置２００が車などの移動体とともに移動するような環境におかれている場合には、ＦＦＴ開始位置推定部２０２は、以下のようにして、インパルス応答評価部２１３から与えられたＦＦＴ開始位置ずれ量と、ＦＦＴ開始位置ずれ算出部１０７から与えられたＦＦＴ開始位置ずれ量とを選択することができる。
ＯＦＤＭ信号受信装置２００が移動していない場合には、電波環境が大きく変動することは少ないため、ＦＦＴ開始位置推定部２０２は、インパルス応答評価部２１３から与えられたＦＦＴ開始位置ずれ量を選択する。一方、ＯＦＤＭ信号受信装置２００が移動している場合には、電波環境が変動するため、ＦＦＴ開始位置推定部２０２は、ＦＦＴ開始位置ずれ算出部１０７から与えられたＦＦＴ開始位置ずれ量を選択する。
以上のような切り替えを行うことで、ＦＦＴ開始位置ずれ量の算出精度が向上する。なお、移動しているか否かは、車であればスピードメーター、サイドブレーキ、ブレーキのオンオフ等で判断することができる。

図５は、実施の形態２におけるＦＦＴ開始位置推定部２０２の処理フロー図である。
図５において、図３に示されている実施の形態１に係るＦＦＴ開始位置推定部１０２の処理フローの処理ステップと同様な処理ステップには、同じ符号が付与されている。

図示のステップは、全サブキャリアが位相偏移変調されたＯＦＤＭ信号であり、かつ、既知信号のデータ群が一定間隔で挿入されているフレーム構成をもったＯＦＤＭ信号を受信し、直交検波によりベースバンド信号が生成され、１シンボル蓄積される毎に行われる。

ステップＳ１１からステップＳ１４までの処理は、図３のステップＳ１１からＳ１４までの処理と同様である。但し、図５のステップＳ１４の処理の後は、処理はステップＳ２０に進む。

リファレンスシンボル検出ステップＳ２０では、ＦＦＴ開始位置推定部２０２は、ヌル検出部２１０から与えられたヌルシンボル検出信号からリファレンスシンボルの処理タイミングを推定する。より具体的には、ＦＦＴ開始位置推定部２０２は、当該検出信号が有効になった次に入力される処理タイミングを監視する。ヌルシンボル検出信号が有効である場合は、ヌルシンボルに対して処理を行わないためフローは終了する（Ｓ１７）。また、リファレンスシンボルの処理タイミングではない場合には、処理は、第２のＦＦＴ開始位置算出ステップＳ１５へ進む。さらに、リファレンスシンボルの処理タイミングである場合には、第３のＦＦＴ開始位置算出ステップＳ２１に進む。

第３のＦＦＴ開始位置算出ステップＳ２１では、ＦＦＴ開始位置推定部２０２は、インパルス応答評価部２１３から与えられたＦＦＴ開始位置ずれ量と、ＦＦＴ開始位置ずれ算出部１０７から与えられたＦＦＴ開始位置ずれ量とを比較し、当該比較結果を用いて、保持値読み出しステップＳ１４で読みだされたＦＦＴ開始位置に対して、ＦＦＴ開始位置ずれ量の補正を行うことで、ＦＦＴ開始位置を推定する。そして処理は、ＦＦＴ開始位置更新ステップＳ２２へ進む。

ＦＦＴ開始位置更新ステップＳ２２では、ＦＦＴ開始位置推定部２０２は、第１のＦＦＴ開始位置算出ステップＳ１３、第２のＦＦＴ開始位置算出ステップＳ１５、又は、第３のＦＦＴ開始位置算出ステップＳ２１で推定されたＦＦＴ開始位置を記憶部に記憶させることで、その値を更新する。そして、処理は、終了ステップＳ１７へ進む。

以上のように、実施の形態２に係るＯＦＤＭ信号受信装置２００及びＯＦＤＭ信号受信方法によれば、全サブキャリアが位相偏移変調され、かつ、既知信号のデータ群が一定間隔で挿入されているフレーム構成をもったＯＦＤＭ信号を受信した際に、既知信号のデータ群の間隔よりも短い１シンボル毎に伝達関数の電力からインパルス応答の畳み込み演算結果を算出することで、ＦＦＴ開始位置のずれ量を求めることができる。さらに、実施の形態２では、既知信号のデータ群の間隔毎に既知信号のデータ群の伝達関数のインパルス応答から算出されたＦＦＴ開始位置のずれ量も考慮されるので、ＦＦＴ開始位置をより一層精度よく推定することができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１００，２００ ＯＦＤＭ信号受信装置、 １０１ ＧＩ相関算出部、 １０２，２０２ ＦＦＴ開始位置推定部、 １０３ ＦＦＴ部、 １０４ 差動復調復号部、 １０５ 伝達関数電力算出部、 １０６ ＩＦＦＴ部、 １０７ ＦＦＴ開始位置ずれ算出部、 ２１０ ヌル検出部、 ２１１ 伝達関数算出部、 ２１２ 第２のＩＦＦＴ部、 ２１３ インパルス応答評価部。

Claims (7)

1. 全サブキャリアが位相偏移変調されたＯＦＤＭ信号を受信する受信装置であって、
   前記ＯＦＤＭ信号に対する直交検波により生成されたベースバンド信号に対してＦＦＴ演算を行うＦＦＴ部と、
   前記ＦＦＴ演算されたデータに対して複素共役をとり、伝達関数の電力値を算出する伝達関数電力算出部と、
   前記伝達関数の電力値に対してＩＦＦＴ演算を行うことで、インパルス応答の畳み込み演算結果を取得するＩＦＦＴ部と、
   前記インパルス応答の畳み込み演算結果に対して、ＦＦＴ開始位置のずれ量を算出するＦＦＴ開始位置ずれ算出部と、
   前記ＦＦＴ開始位置のずれ量からＦＦＴ開始位置を推定するＦＦＴ開始位置推定部と、を備え、
   前記ＦＦＴ部は、前記ＦＦＴ開始位置推定部で推定されたＦＦＴ開始位置に従って、前記ベースバンド信号に対してＦＦＴ演算を行うこと
   を特徴とする受信装置。
2. 前記ＯＦＤＭ信号は、既知信号のデータ群が一定間隔で挿入されているフレーム構成を有しており、
   前記既知信号のデータ群を用いて伝達関数を算出する伝達関数算出部と、
   前記伝達関数算出部で算出された伝達関数に対してＩＦＦＴ演算を行い、当該伝達関数に対するインパルス応答を算出する第２のＩＦＦＴ部と、
   前記第２のＩＦＦＴ部で算出されたインパルス応答に対して、ＦＦＴ開始位置のずれ量を算出するインパルス応答評価部と、をさらに備え、
   前記ＦＦＴ開始位置推定部は、前記ＦＦＴ開始位置ずれ算出部で算出されたＦＦＴ開始位置ずれ量、及び、前記インパルス応答評価部で算出されたＦＦＴ開始位置ずれ量を用いて、ＦＦＴ開始位置を推定すること
   を特徴とする請求項１に記載の受信装置。
3. 前記インパルス応答評価部は、前記第２のＩＦＦＴ部で算出されたインパルス応答における遅れ時間の最小成分を検出し、当該検出された最小成分のピーク位置を、ＦＦＴ開始位置のずれ量とすること
   を特徴とする請求項２に記載の受信装置。
4. ＦＦＴ開始位置ずれ算出部は、前記インパルス応答の畳み込み演算結果における遅れ時間の最小成分を検出し、当該検出された最小成分のピーク位置を半分にした値を、ＦＦＴ開始位置ずれ量とすること
   を特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の受信装置。
5. 前記ベースバンド信号から前記ＯＦＤＭ信号のガード相関係数を算出するＧＩ相関算出部をさらに備え、
   前記ＦＦＴ開始位置推定部は、前記ＦＦＴ開始位置ずれ算出部が、前記ＦＦＴ開始位置を推定するまで、前記ガード相関係数のピーク位置を検出し、当該ピーク位置からＦＦＴ開始位置を推定すること
   を特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の受信装置。
6. 前記ＦＦＴ演算されたデータに対して差動復調及び復号を行い、復号ビット列を生成する差動復調復号部をさらに備えること
   ことを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の受信装置。
7. 全サブキャリアが位相偏移変調されたＯＦＤＭ信号を受信する受信方法であって、
   前記ＯＦＤＭ信号に対する直交検波により生成されたベースバンド信号に対してＦＦＴ演算を行い、
   前記ＦＦＴ演算されたデータに対して複素共役をとり、伝達関数の電力値を算出し、
   前記伝達関数の電力値に対してＩＦＦＴ演算を行うことで、インパルス応答の畳み込み演算結果を取得し、
   前記インパルス応答の畳み込み演算結果に対して、ＦＦＴ開始位置のずれ量を算出し、
   前記ＦＦＴ開始位置のずれ量からＦＦＴ開始位置を推定し、
   前記推定されたＦＦＴ開始位置に従って、前記ベースバンド信号に対してＦＦＴ演算を行うこと
   を特徴とする受信方法。

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