JP2018019189A - 受信装置および方法、並びに復調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】同期信号の周波数誤差に対するシンボル間干渉による影響を抑制する。
【解決手段】同期信号を構成するシンボルの周波数誤差の推定値を推定し、推定値のシンボル間干渉による成分を制御する。例えば、推定値は、２個のシンボル間の位相差から推定することができる。例えば、２個のシンボル間の距離は、２以上とすることができる。例えば、推定値は、シンボル間干渉の成分が抑制されるように、位相差を検出するシンボルを選択することができる。例えば、予め記憶されているシンボル間干渉の成分に対応する値を減算することで、推定値のシンボル間干渉による成分を制御することができる。
【選択図】図１２

Description

本技術は、受信装置および方法、並びに復調装置に関し、特に同期信号の周波数誤差に対するシンボル間干渉による影響を抑制するようにした受信装置および方法、並びに復調装置に関する。

衛星放送が普及し、多くのコンテンツが放送されている。それに伴い、最近、より高精細度の画像を放送することが望まれている。高精細度の画像を放送するには高速に信号を同期させる必要があり、種々の提案がなされている（例えば特許文献１）。

また、高精細度の画像信号を放送するには、データ量が多くなるので、効率的に伝送する必要がある。そこで、送信側においてロールオフ率が小さい帯域制限フィルタを通して信号を送信する必要がある。

特開2008-278188号公報

送信側から送信されてきた信号を受信する受信装置の構成は、基本的に、送信側に対応させる必要がある。従って送信側で低ロールオフ率のフィルタを使用する場合には、受信側でも同じ低ロールオフ率のフィルタを用いる必要がある。具体的には、ロールオフ率が0.03のフィルタの使用が予想される。

ところで、低ロールオフ率のフィルタを使用すると、フィルタのタップ数が多くなり、回路規模が大きくなる。その結果、コストが増加する。また、同期ループのループ遅延が長くなり、同期性能が低下する。そこで受信装置においては、フィルタのタップ数がそれほど大きくならないようにすることが望まれる。

しかし、受信装置におけるフィルタのタップ数が十分でないと、受信信号に対するシンボル間干渉（ISI:Intersymbol Interference）による成分を除去することができない。その結果、受信装置において、受信信号に含まれる同期信号を用いて周波数誤差を検出し、周波数を同期させようとすると、検出される周波数誤差に、シンボル間干渉に基づく偏り（誤差）が発生し、正確に周波数を同期させることが困難になる。

本技術はこのような状況に鑑みてなされたものであり、同期信号の周波数誤差に対するシンボル間干渉による影響を抑制するものである。

本技術の一側面は、受信信号の同期信号を構成するシンボルの周波数誤差の推定値を推定する推定部と、前記推定値のシンボル間干渉による成分を制御する制御部とを備える受信装置である。

前記推定値は、２個の前記シンボル間の位相差から推定されることができる。

２個の前記シンボル間の距離は、２以上であることができる。

受信するＩ信号とＱ信号の反転の状態を検出する検出部をさらに備えることができる。

前記推定値を推定する２個の前記シンボル間の距離は、３以上の奇数であることができる。

前記推定値は、前記シンボル間の距離が偶数である２個の前記シンボルから推定され、前記Ｉ信号と前記Ｑ信号の反転の状態は、前記シンボル間の距離が奇数である２個の前記シンボルから検出されることができる。

受信する前記Ｉ信号と前記Ｑ信号の反転が検出された場合、処理する前記Ｉ信号と前記Ｑ信号を切り替える切り替え部をさらに備えることができる。

前記推定値は、前記シンボル間干渉の成分が抑制されるように、位相差を検出する前記シンボルが選択されることができる。

前記シンボル間干渉の成分が最小になるように前記シンボル間の位相差が平均されることができる。

予め記憶されている前記シンボル間干渉の成分に対応する値を減算することで、前記推定値のシンボル間干渉による成分を制御することができる。

前記受信信号を、前記推定値に対応して制御された周波数の信号に基づき検波して、周波数を同期させ、検波された信号の周波数帯域を制限し、前記周波数が制限された前記信号の位相を同期させることができる。

前記受信装置は、高度広帯域衛星放送を受信することができる。

本技術の一側面は、受信信号の同期信号を構成するシンボルの周波数誤差の推定値を推定し、前記推定値のシンボル間干渉による成分を制御する受信方法である。

本技術の一側面は、受信信号の同期信号を構成するシンボルの周波数誤差の推定値を推定する推定部と、前記推定値のシンボル間干渉による成分を制御する制御部とを備える復調装置である。

本技術の一側面においては、受信信号の同期信号を構成するシンボルの周波数誤差の推定値が推定され、推定値のシンボル間干渉による成分が制御される。

以上のように、本技術の一側面によれば、シンボル間干渉による影響を抑制することができる。
なお、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって、限定されるものではなく、また付加的な効果があってもよい。

高度広帯域衛星放送システムの構成を説明する図である。 本技術の受信装置の構成を示すブロック図である。 高度広帯域衛星放送のフレーム構成を示す図である。 受信処理を説明するフローチャートである。 本技術の衛星復調部の構成を示すブロック図である。 本技術のマッチドフィルタの構成を示すブロック図である。 本技術の同期処理を説明するフローチャートである。 シンボル間の位相差を説明する図である。 周波数誤差がある場合のシンボル間の位相差を説明する図である。 シンボル間干渉を説明する図である。 周波数誤差に対するシンボル間干渉による影響を説明する図である。 本技術の周波数推定部の構成を示すブロック図である。 本技術の周波数誤差推定処理を説明するフローチャートである。 シンボル間の位相差の検出を説明する図である。 シンボル間の位相差の検出を説明する図である。 本技術の周波数推定部の構成を示すブロック図である。 シンボル間の位相差を説明する図である。 本技術の周波数誤差推定処理を説明するフローチャートである。 タップによる影響を説明する図である。 本技術の衛星復調部の構成を示すブロック図である。 同期処理を説明するフローチャートである。 本技術の周波数推定部の構成を示すブロック図である。 本技術の周波数誤差推定処理を説明するフローチャートである。 Ｉ信号とＱ信号の反転を説明する図である。 本技術の周波数推定部の構成を示すブロック図である。 Ｉ信号とＱ信号の反転を説明する図である。 本技術の周波数誤差推定処理を説明するフローチャートである。 Ｉ信号とＱ信号の反転を説明する図である。 本技術の周波数推定部の構成を示すブロック図である。 本技術の周波数誤差推定処理を説明するフローチャートである。 本技術の周波数推定部の構成を示すブロック図である。 本技術の周波数誤差推定処理を説明するフローチャートである。

以下、本技術を実施するための実施の形態について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１ 高度広帯域衛星放送システム（図１乃至図４）
（１）高度広帯域衛星放送システムの構成（図１）
（２）受信装置（図２）
（３）フレームの構成（図３）
（４）受信の動作（図４）
２ 第１の衛星復調部（図５乃至図１９）
（１）第１の衛星復調部の構成と動作（図５乃至図７）
（２）周波数誤差推定の原理（図８乃至図１１）
（３）第１の周波数推定部（距離Ｋが２以上の場合：図１２乃至図１４）
（４）第２の周波数推定部（ISIの平均が最小になるシンボルの選択の場合：図１５）
（５）第３の周波数推定部（ISIの減算の場合：図１６乃至図１８）
（６）タップ数による影響（図１９）
３ 第２の衛星復調部（IQ反転検出の場合：図２０乃至図３２）
（１）第２の衛星復調部の構成と動作（図２０、図２１）
（２）第４の周波数推定部（IQ反転検出、距離Ｋが２以上で奇数の場合：図２２乃至図２４）
（３）第５の周波数推定部（IQ反転検出、ISIの平均が最小になるシンボルの選択、距離Ｋが奇数の場合：図１５、図２２、図２３）
（４）第６の周波数推定部（IQ反転検出、距離Ｋが２以上で偶数の場合：図２５乃至図２８）
（５）第７の周波数推定部（IQ反転検出、ISIの平均が最小になるシンボルの選択、距離Ｋが偶数の場合：図１５、図２５、図２７）
（６）第８の周波数推定部（IQ反転検出、ISIの減算、距離Ｋが奇数の場合：図２９、図３０）
（７）第９の周波数推定部（IQ反転検出、ISIの減算、距離Ｋが偶数の場合：図３１、図３２）
４ その他

＜１ 高度広帯域衛星放送システム＞
（１）高度広帯域衛星放送システムの構成（図１）

図１は、高度広帯域衛星放送システムの構成を説明する図である。高度広帯域衛星放送システム１においては、放送事業者２−１乃至２−ｎが放送するコンテンツをデジタル化し、送信装置３に伝送する。送信装置３は多くの場合、放送事業者２−１乃至２−ｎとは異なる事業者により運営されるが、同じ事業者であってもよい。各放送事業者２−１乃至２−ｎからの複数のコンテンツは、必要に応じてまとめられ、アンテナ４を介して衛星５に送信される。衛星５は、BS（Broadcast Satellite）またはCS（Communication Satellite）である。

なお、図１には１つのアンテナ４のみが示されているが、同一または異なる事業者のアンテナ４を複数設けることもできる。

衛星５はアンテナ４から送信されてきた信号を必要に応じて所定の処理を施した後、各家庭等に配置されている受信装置７−１乃至７−ｍに送信する。受信装置７−１乃至７−ｍは対応するアンテナ６−１乃至６−ｍを介して衛星５からの信号を受信する。

（２）受信装置（図２）

図２は、本技術の受信装置の構成を示すブロック図である。この受信装置１１は、図１の各受信装置７−１乃至７−ｍに対応する。

受信装置１１は、チューナ２１、復調装置２２、デコーダ２３およびモニタ２４により構成されている。チューナ２１は、衛星５からの信号を受信し、そのベースバンド信号であるＩ信号とＱ信号を復調装置２２に出力する。チューナ２１は地上波の放送信号も受信する機能を有しており、その中間周波数信号（IF:Intermediate Frequency）を出力する。

復調装置２２は、例えばLSI（large-scale integrated circuit）により構成され、アナログフロントエンド４１と復調ブロック４２とを有している。アナログフロントエンド４１はアナログデジタルコンバータ（ADC：Analog-to-Digital Converter）５１により、チューナ２１からのベースバンド信号のＩ信号とＱ信号をそれぞれAD変換し、復調ブロック４２の衛星復調部７１に出力する。アナログフロントエンド４１のADC５２は、チューナ２１からのIF信号をAD変換し、復調ブロック４２の地上復調部７２に出力する。

アナログフロントエンド４１は、PLL(Phase Locked Loop)５３を有する。PLL５３は水晶５４を有し、所定の周波数のクロックを生成する。PLL５３で生成されたクロックは、ディバイダ５５で分周され、所定の周波数とされ、ADC５１，５２に供給される。また、PLL５３で生成されたクロックは、クロック発生部５６に供給される。クロック発生回路５６は、各回路が必要とする所定の周波数のクロックを生成し、各回路に供給する。

復調ブロック４２においては、衛星復調部７１がアナログフロントエンド４１のADC５１から出力されたＩ信号とＱ信号を直交復調し、誤り訂正部７４に出力する。また、地上復調部７２がアナログフロントエンド４１のADC５２から出力されたIF信号を復調し、誤り訂正部７４に出力する。

誤り訂正部７４は、LDPC（Low-Density Parity-Check）/BCHデコーダ８１とビタビ（Viterbi）/リードソロモン（RS:Reed−Solomon）デコーダ７４を有し、衛星復調部７１と地上復調部７２からの信号の誤り訂正処理を行い、出力制御部７６に出力する。

また、復調ブロック４２においては、ケーブル復調部７３がADC５２から供給されたケーブルテレビジョン信号を復調し、誤り訂正部７５に出力する。リードソロモン（RS）デコーダ９１を有する誤り訂正部７５は、復調されたケーブルテレビジョン信号の誤りを訂正し、出力制御部７６に出力する。

出力制御部７６は、ユーザからの指示に基づいて、衛星放送信号、地上波信号、またはケーブルテレビジョン信号のいずれかを選択し、デコーダ２３に出力する。デコーダ２３は出力制御部７６から入力された映像信号や音声信号に対してデコード処理を施し、モニタ２４に出力する。モニタ２４は入力された信号に対応する画像を表示し、対応する音声を出力する。

（３）フレームの構成（図３）

図３は、図１の高度広帯域衛星放送システム１で使用される高度広帯域衛星放送のフレーム構成を示す図である。具体的には、ISDB-S3（Integrated Services Digital Broadcasting for Satellite 3）方式のフレーム構成を表している。ISDB-S3においては、解像度が所謂４Ｋおよび８Ｋの画像を伝送することが予定されている。伝送レートは33.7561MSpsである。信号はフレーム単位で送信され、１フレームは、120個の変調スロット（変調スロット＃１乃至＃120）で構成される。

各変調スロットの先頭には、２４シンボルで構成される同期信号が配置されている。同期信号は、FSync,SSyncまたは!Syncの３種類のいずれかとされる。変調スロット#1の同期信号はFSyncとされ、変調スロット#2の同期信号はSSyncとされる。変調スロット#3以降の変調スロットにおいては、!FSyncとSSyncの同期信号が交互に配置される。!FSyncはFSyncを反転した同期信号である。

同期信号の次には、３２シンボルで構成されるパイロット信号（図３においてＰで示される）が配置される。これは、伝送信号点の配置を表す伝送信号点配置信号である。

以下、136シンボルのデータと、４シンボルのTMCC（Transmission and Multiplexing configuration and Control）信号の組が、66組配置される。従って１変調スロットは、9,296シンボルで構成され、0.285msの長さとなる。また、１変調スロットのデータ（Data#1乃至Data#66）は、8,976シンボルで構成され、１変調スロットのTMCC信号は、264（＝４×66）シンボルで構成される。１フレームでは、136シンボルのデータが、7920個（Data#1乃至Data#7920）伝送され、４シンボルのTMCC信号が7920個（31,680シンボル＝４シンボル×7,920バースト）伝送される。１フレームのシンボル数は、1,115,520（＝9296×120）個となる。

高度広帯域衛星放送では、１フレーム内に複数の変調方式を混在させることができる。例えば１フレーム内に最大８個の伝送モードを定義することができ、個々の伝送モードにおいては異なる変調方式を採用することができる。変調方式としては、BPSK（Binary Phase Shift Keying）,QPSK（Quadrature Phase Shift Keying）,8PSK、16APSK（Amplitude & Phase Shift Keying）、32APSKの５種類の変調方式のいずれかを用いることができる。ただし、同期信号と伝送TMCC信号は、π／２シフトBPSK方式で変調される。

（４）受信の動作（図４）

次に図２に示す受信装置１１の動作について、図４を参照して説明する。図４は受信処理を説明するフローチャートである。なお、以下においては、衛星５からの信号を受信する場合を例として説明する。

ステップＳ１において、チューナ２１は衛星５を介して送信されてきた信号を受信し、Ｉ信号とＱ信号からなるベースバンド信号を出力する。ステップＳ２においてADC５１は、入力されたＩ信号とＱ信号をAD変換する。

ステップＳ３において衛星復調部７１は復調処理を実行する。図７等を参照して後述するが、Ｉ信号とＱ信号は周波数同期されるとともに、位相同期される。そして、Ｉ信号とＱ信号は直交復調される。

ステップＳ４において誤り訂正部７４は、LDPC/ BCHデコーダ８１とビタビ/RSデコーダ８２を利用して信号を誤り訂正する。ステップＳ５において出力制御部７６は、ユーザからの指示に基づいて、衛星放送の受信が指示された場合には、衛星復調部７１により復調された信号を選択する。

ステップＳ６においてデコーダ２３は、出力制御部７６から入力された信号の映像信号と音声信号をデコードする。

ステップＳ７においてモニタ２４は、デコーダ２３から供給された信号に対応する画像をディスプレイに出力し、表示させたり、スピーカから音声を出力させる。

ステップＳ８において、ユーザからの指示に基づいて処理を終了するかが判定され、処理の終了がまだ指示されていない場合には処理はステップＳ１に戻り、それ以降の処理が繰り返される。処理の終了が指示された場合には、処理は終了される。

＜２ 第１の衛星復調部（図５乃至図１９）＞
（１）第１の衛星復調部の構成と動作（図５乃至図７）

次に、図２の衛星復調部７１の構成について図５を参照して説明する。なお、主に、直交復調する前の、周波数同期と位相同期のための構成について説明する。

図５は、本技術の衛星復調部の構成を示すブロック図である。図５に示されるように、衛星復調部７１においては、乗算部２０１がADC５１から入力された搬送波を、周波数同期部２０６のNCO（Numerical Controlled Oscillator）２１３が発振出力した所定の周波数の発振信号を乗算することで周波数検波する。タイミング同期部２０２は、検波信号のタイミングを調整する。すなわち、ADC５１にPLL５３から入力されるサンプリングのためのクロックの位相は外部環境の状態に影響され、必ずしも安定していない。そこで信号が過不足なく復調できるように、タイミングが調整される。

マッチドフィルタ２０３はバンドパスフィルタであり、SNを最大化するために、所定の周波数帯域の信号のみを通過させる。マッチドフィルタ２０３は、例えば図６に示されるように構成される。図６は、本技術のマッチドフィルタの構成を示すブロック図である。図６に示されるように、マッチドフィルタ２０３は、FIR(Finite Impulse Response)フィルタにより構成されている。

入力された信号は、遅延部２５１₁乃至遅延部２５１_N-1により１クロック分ずつ順次遅延され、後段に出力される。乗算部２５２₀は入力されたＩ信号またはＱ信号に、係数Ｃ₀を乗算する。乗算部２５２₁乃至２５２_N-1は、対応する遅延部２５１₁乃至２５１_N-1から出力されたＩ信号に係数Ｃ₁乃至Ｃ_N-1を乗算する。各乗算部２５２_Iの出力は、加算部２５３により加算される。１つの遅延部２５１_i（ｉ＝１，２，・・・，Ｎ−１）と１つの乗算部２５２_i（ｉ＝１，２，・・・，Ｎ−１）が、タップを構成する。

入力される信号の値をｘ[n]とすると、加算部２５３の出力ｙ[ｎ]は、次式で表される。
ｙ[ｎ]＝Ｃ₀・ｘ[n]＋Ｃ₁・ｘ[n-１] ＋Ｃ₂・ｘ[n-２]＋・・・
＋Ｃ_N-1・ｘ[n-（Ｎ-1）] （１）

高度広帯域衛星放送においては、マッチドフィルタ２０３のロールオフ率を０．０３とすることが要求される。そのためには、タップ数が多くなる。しかし、本実施の形態の場合、マッチドフィルタ２０３のタップ数は、そのロールオフ率を０．０３とする場合ほどには多くしない。すなわち、それより少ない数のタップ数で構成される。その結果、通過する周波数帯域を十分狭くすることができず、そのままではシンボル間干渉が発生し、最終的にロールオフ率０．０３を実現することができない。そこで本実施の形態においては、周波数推定部２１２において、シンボル間干渉による影響を制限する制御を行うことで、最終的に、ロールオフ率が０．０３である場合と同等の機能を実現する。

図５の等化部２０４は周波数応答が各周波数において等しくなるように信号を調整する。位相同期部２０５はPLLで構成され、乗算部２０１に入力される受信信号の搬送波の位相と、NCO２１３が乗算部２０１に出力する発振信号の位相を同期させる。

周波数同期部２０６は、乗算部２０１に入力される受信信号の搬送波の周波数と、NCO２１３が乗算部２０１に出力する発振信号の周波数が同期するように調整する。このため、フレーム同期部２１１は、同期信号の先頭の位置を検出する。例えば、Ｉ信号の同期検出値（FSync,SSync,!FSyncと相関をとった結果）と、Ｑ信号の同期検出値（FSync,SSync,!FSyncと相関をとった結果）のそれぞれの２乗和が演算される。そしてこの２乗和の値が最も大きい位置が変調スロットの先頭位置とされる。同期検出値の複素平面上のシンボルの角度（すなわち座標（Ｉ信号の同期検出値，Ｑ信号の同期検出値）で表される）を用いて周波数が検出される。

周波数推定部２１２は、作動相関により同期信号のシンボル間の位相差を検出し、それに基づいて、周波数誤差を推定する。NCO２１３は、周波数推定部２１２により推定された周波数誤差に対応する周波数の信号を発生し、乗算部２０１に出力する。

周波数同期部２０６を含むループにより、受信信号の搬送波と、NCO２１３が乗算部２０１に出力する発振信号の周波数が同期するように粗調整され、位相同期部２０５により位相が同期するように微調整される。位相同期部２０５により位相同期された信号が、図示せぬ後段に出力され、直交復調処理される。

次に図７を参照して、図５の衛星復調部７１の同期動作について説明する。図７は、同期処理を説明するフローチャートである。

ステップＳ１１において乗算部２０１は、NCO２１３により発生された所定の周波数に調整された発振信号を受信信号の搬送波信号に乗算し、搬送波を検波する。

ステップＳ１２においてタイミング同期部２０２は、検波信号のタイミングを同期させる。すなわち、図２のADC５１にPLL５３から入力されるサンプリングのためのクロックの位相が外部環境の状態に影響され、安定していなくても、受信信号が過不足なく復調できるように、信号の出力のタイミングが調整される。

ステップＳ１３においてマッチドフィルタ２０３はタイミングが調整された受信信号の周波数帯域を制限し、所定の周波数帯域の信号のみを通過させる。

ステップＳ１４において等化部２０４は、周波数帯域が制限された信号を、周波数応答が各周波数において等しくなるように等化する。

ステップＳ１５においてPLLで構成される位相同期部２０５は、乗算部２０１に入力される受信信号の搬送波の位相と、NCO２１３が乗算部２０１に出力する発振信号の位相を同期させ、後段に出力し、直交検波させる。

ステップＳ１６において周波数同期部２０６のフレーム同期部２１１は、同期信号の先頭の位置を検出する。すなわち、FSync,SSync,!FSyncの先頭の位置が検出される。

周波数推定部２１２は、差動相関に基づいて、周波数誤差を推定する。すなわち、フレーム同期部２１１により検出された先頭位置から始まる２４個のシンボルで構成される同期信号のシンボル間の位相差に基づいて、周波数誤差が推定され、誤差に対応する数値の制御信号が生成される。この実施の形態の場合、周波数誤差の推定に際し、シンボル間干渉による影響が軽減されるように制御される。これによりマッチドフィルタ２０３のタップ数を少なくしても、ロールオフ率を０．０３とする場合のタップ数と同様のSNを実現することができる。

ステップＳ１８においてNCO２１３は、周波数推定部２１２より供給された制御信号に基づいて、周波数誤差に対応する周波数の発振信号を発生する。発振信号は乗算部２０１に出力される。

ステップＳ１９において乗算部２０１は、ユーザからの指示に基づいて、処理を終了するかを判定する。まだ処理の終了が指示されていない場合には、処理はステップＳ１１に戻り、それ以降の処理が繰り返される。

以上の処理が繰り返されることにより、乗算部２０１に入力される受信信号の搬送波の周波数と、NCO２１３が乗算部２０１に出力する発振信号の周波数の誤差が小さくなるように制御され（復調初期の粗調整が行われ）、さらに、両者の位相差が小さくなるように制御される（微調整される）。

なお、以上においては、図５の各ブロックに合わせて動作を説明したが、実際には、タイミング同期部２０２によるタイミング調整、周波数同期部２０６による周波数同期、そして位相同期部２０５による位相同期の順番に調整が行われる。

（２）周波数誤差推定の原理（図８乃至図１１）

次に、図５の周波数推定部２１２が図７のステップＳ１７で行う周波数誤差推定の原理について説明する。図８は、シンボル間の位相差を説明する図である。搬送波と発振信号に周波数誤差が存在しない理想的な場合、同期信号を構成する２４個の各シンボル（Sync系列）におけるＩ軸とＱ軸からなる複素平面（信号点配置図）上の信号点は、図８の上段に示されるようになる。すなわち、複素平面上の信号点は、第１シンボルでは右上（第１
象限）、第２シンボルでは左上（第２象限）、第３シンボルでは左下（第３象限）、第４シンボルでは左上（第２象限）、・・・、第２４シンボルでは右下（第４象限）といったように、隣接するシンボル間の位相差は、９０度進むかまたは遅れる。

従って、同期信号の変調を解いた後の隣接するシンボル間の位相差は、図８の下段に示されるようになる。すなわち、信号点は、第１シンボルでは右上（第１象限）、第２シンボルでは左上（第２象限）、第３シンボルでは右上（第１象限）、・・・第２４シンボルでは左上（第２象限）となる。従って、第１シンボルと第２シンボルの位相差は＋９０度、第２シンボルと第３シンボルの位相差は−９０度、第３シンボルと第４シンボルの位相差は＋９０度となり、以下同様に、位相差は＋９０度と−９０度が交互に表れるようになる。

これに対して搬送波と発振信号に周波数誤差が存在する場合、次のようになる。図９は、周波数誤差がある場合のシンボル間の位相差を説明する図である。図９の上段は、変調を解く前の状態を表している。図９の上段を図８の上段と比較して明らかなように、図９の信号点の位置は、図９の信号点の位置から若干ずれている。すなわち位相がずれている。

図９の下段は、変調を解いた後の状態を表している。第２シンボルでは周波数誤差が存在しない場合の位相（図８の下段の位相）より角度θだけ進んでいる。第３シンボルでは周波数誤差が存在しない場合の位相（図８の下段の位相）より角度２θだけ進んでおり、第４シンボルでは周波数誤差が存在しない場合の位相（図８の下段の位相）より角度３θだけ進んでいる。そして、第２４シンボルでは周波数誤差が存在しない場合の位相（図８の下段の位相）より角度２３θだけ進んでいる。

従って、第１シンボルと第２シンボルの位相差は＋（９０度＋θ）、第２シンボルと第３シンボルの位相差は−（９０度＋θ）、第３シンボルと第４シンボルの位相差は＋（９０度＋θ）となる。以下同様に、位相差は＋（９０度＋θ）と−（９０度＋θ）が交互に表れるようになる。従って、この偏角θを検出することで周波数誤差を検出することができる。

すなわち、偏角θから次の式に基づいて、周波数誤差Δｆを求めることができる。
Δｆ＝（θ／３６０）×３３．７５６１ （２）
なお、３３．７５６１（MHz）は、シンボルレートである。

次に、シンボル間干渉について説明する。図１０は、シンボル間干渉を説明する図である。シンボル間干渉とは、ある１つのシンボルの信号が他のシンボルの信号に漏れ込むことをいう。図１０は、周波数誤差は存在しないが、第２シンボルの信号が、他の第１シンボル、第３シンボル、第４シンボル、・・・第２４シンボルに漏れ込んだ状態を示している。

漏れ込みは、ベクトルで表すことができる。すなわち、第２シンボルの信号点を表す図中矢印で示されるベクトルが、他の第１シンボル、第３シンボル、第４シンボル、・・・第２４シンボル等の他のシンボルに、所定の割合で加算される。漏れ込み量は、シンボル間の距離に対応し、距離が遠くなる程小さくなる。図１０においても、距離が遠くなる程、ベクトルの長さが短くなっている。

なお、図１０には第２シンボルの他のシンボルに対する漏れ込みが示されているが、第２シンボル以外のシンボルも同様に他のシンボルに漏れ込むことになる。

このようなシンボル間干渉が発生すると、それが周波数誤差として誤検出される。図１１は、周波数誤差に対するシンボル間干渉による影響を説明する図である。図１１の上段は、周波数誤差が存在しないが、シンボル間干渉が発生している場合における変調を解く前の状態を表している。

図１１の下段は、図１１の上段のSync系列の変調を解いた状態を表している。図１１の下段に示されているように、第１シンボルと第２シンボルの位相差は＋（９０度＋Ｘ₁）、第２シンボルと第３シンボルの位相差は−（９０度＋Ｘ₂）、第３シンボルと第４シンボルの位相差は＋（９０度＋Ｘ₃）となり、以下同様に、位相差は＋（９０度＋Ｘ_n)と−（９０度＋Ｘ_n-1）が交互に表れるようになる。従って、シンボル間干渉が発生すると、この角度Ｘ_j（ｊ＝１，２，３，・・・、２３）が周波数誤差として誤検出される。本実施の形態では、周波数推定部２１２において、このシンボル間干渉による成分が抑制されるように制御される。

（３）第１の周波数推定部（距離Ｋが２以上の場合：図１２乃至図１４）

次に、図５の周波数推定部２１２の構成について説明する。図１２は、本技術の周波数推定部の構成を示すブロック図である。この周波数推定部２１２においては、同期信号抽出部３０１がフレーム同期部２１１から供給される信号から同期信号を抽出する。同期信号復調部３０２は同期信号抽出部３０１により抽出された同期信号を復調する。位相差検出部３０３は同期信号復調部３０２により復調された同期信号から位相差を検出する。これによりシンボル間干渉による成分が制御される。

９０度補正部３０４は、位相差検出部３０３により検出された位相差のうち、９０度の分を補正する。シンボル平均部３０５は、９０度補正部３０４の出力からシンボル間の位相差の平均値を演算する。変換部３０６は、シンボル平均部３０５により演算された平均値を対応する周波数誤差に変換する。すなわち、推定された周波数誤差に対応する推定値が出力される。

次に図１３を参照して、図１２の周波数推定部２１２の動作について説明する。図１３は、本技術の周波数誤差推定処理を説明するフローチャートである。ステップＳ５１において同期信号抽出部３０１は、同期信号を抽出する。すなわち、フレーム同期部２１１より検出された同期信号の先頭位置を基準にして、そこから２４シンボル分のFSync,SSync,!FSyncが抽出される。

ステップＳ５２において同期信号復調部３０２は、同期信号を復調する。すなわち、π／２シフトBPSK変調されている同期信号が復調される。ステップＳ５３において位相差検出部３０３は、同期信号の位相差を検出する。この位相差検出方法について図１４を参照して説明する。

図１４は、シンボル間の位相差の検出を説明する図である。図１４は、周波数誤差が無い場合の変調を解いた後の状態を表している。この実施の形態においては図１４に示されるように、隣接するシンボルではなく、２個離れた（シンボル間の距離Ｋ（式３）を参照して後述する）が２である）シンボルとの位相差が検出される。すなわち、第１シンボルと第３シンボルの位相差（０度＋Ｙ₁）、第２シンボルと第４シンボルの位相差（０度＋Ｙ₂）、・・・第２２シンボルと第２４シンボルの位相差（０度＋Ｙ₂₂）（図示せず）がそれぞれ検出される。

周波数誤差が無いにも拘わらず現れる成分の値Ｙ_i（ｉ＝１，２，・・・，２２）は、シンボル間干渉によるものである。２個離れたシンボルとの位相差が検出される場合の値Ｙ_iは、図１１の隣接する（シンボル間の距離Ｋが１である）シンボルとの位相差が検出される場合の値Ｘ_j（ｊ＝１，２，・・・，２３）に比べて、無視できるほど十分小さくなる。従って、シンボル間干渉による影響は無視することができる。シンボル間の距離Ｋが大きい程、シンボル間干渉の影響は小さくなる。

図１４においては２個離れた（シンボル間の距離Ｋが２である）シンボルとの位相差が検出されるが、３個以上離れた（シンボル間の距離Ｋが３以上である）シンボルとの位相差でもよい。２個以上離れた（シンボル間の距離Ｋが２以上である）シンボルとの位相差が検出される場合、周波数誤差は次式で表される。
Δｆ＝（θ／３６０）×（３３．７５６１／Ｋ） （３）
なお、Ｋは、離したシンボル間の距離を表す。図１４の例では、Ｋ＝２となる。Ｋ＝１の場合は、隣接するシンボル間の位相差が検出される場合である。この場合、式（３）は、式（２）と同一となる。θは、式（４）を参照して後述するように、周波数誤差に対応する角度（偏角）である。

距離Ｋが偶数である場合、０度からのずれ量で角度が推定され、奇数である場合、９０度からのずれ量で角度が推定される。

説明は図１３に戻って、ステップＳ５４において９０度補正部３０４は、検出された位相から９０度を補正する。つまり、図１１に示されるように、シンボル間の位相差に、（９０度＋Ｘ_i）、−（９０度＋Ｘ_i+1）のように、９０度の成分が出現する場合、その値が位相差の平均値に影響しないようにするために制御（除去）される。ただし、図１４の例では、出現する値は０度なので、９０度補正部３０４では実質的には何も処理されず、信号はそのまま出力される。

ステップＳ５５においてシンボル平均部３０５は、位相差を平均する。すなわち図１４の例では、２４個のシンボルを処理して、２２個のシンボル間位相差が得られるので、その平均値が演算される。具体的には、図１４に示される値Ｙ_iの平均値が周波数誤差に対応する偏角θとして、次式に示されるように演算される。
θ＝（Ｙ₁＋Ｙ₂＋Ｙ₃＋・・・Ｙ₂₂）／２２ （４）

ステップＳ５６において変換部３０６は、位相差を対応する周波数に変換する。すなわち、ステップＳ５５の処理で得られた偏角θを用いて、式（３）に従って、周波数誤差Δｆが演算される。この周波数誤差Δｆが入力された図５のNCO２１３は、周波数誤差Δｆに対応する周波数の発振信号を発生し、乗算部２０１に供給する。このようにして各変調スロットの先頭に配置されている同期信号に同期するように発振信号の周波数が変調スロット毎に制御される。

なお、所定の基準値に周波数誤差を加算した値で発振周波数を制御することもできる。

ステップＳ５７において同期信号抽出部３０１は、ユーザの指示に基づいて処理を終了するかを判定する。ユーザからまだ終了が指示されていない場合には、処理はステップＳ５１に戻り、それ以降の処理が繰り返される。終了が指示された場合には、処理は終了される。

以上のようにして、差動相関方式における周波数誤差の偏りを低減することができる。

（４）第２の周波数推定部（ISIの平均が最小になるシンボルの選択の場合：図１５）

図１４の例においては、距離Ｋ＝２のシンボル間の位相差を検出することでシンボル間干渉による影響を軽減するようにしたが、２４個のシンボルのうちの任意の所定のもののみを選択してシンボル間位相差を検出するようにすることもできる。この場合の周波数推定部２１２の構成は図１２に示される場合と同様である。ただし、位相差検出部３０３で位相差を検出するシンボルが選択される。この場合、シンボル間干渉による成分の平均値が最小になるシンボルが選択される。

シンボル間の位相差のうち、シンボル間干渉により発生する成分（例えば隣接するシンボル間の位相差の場合であれば図１１の値Ｘ_i）は、符号間干渉の量（漏れ込み量）と、同期信号のパターン（すなわち、FSync,SSync,!FSyncのパターン）に依存する。符号間干渉の量（漏れ込み量）は、マッチドフィルタ２０３の構成が決まれば決まり、FSync,SSync,!FSyncのパターンは規格により予め決められている。そこで受信装置１１において、２４個のシンボルの中から、シンボル間干渉により発生する成分（値Ｘ_i）の平均値が最小（理想的には０）になるようなシンボルを計算により特定することができる。そして、そのシンボルの任意の個数の任意の組み合わせが位相差検出対象として選択される。すなわち、最適な位相差検出が行われるように、例えば第１，２，５，・・・２３等、任意の数のシンボルの任意の組み合わせが選択される。従って、この場合、距離Ｋ＝１とすることができる。

図１５は、シンボル間の位相差の検出を説明する図である。図１５の例では、第１シンボル、第２シンボル、第３シンボル、第４シンボル、・・・第９シンボル、第１０シンボル、第１１シンボル、等が選択されている。そして、距離Ｋ＝１とされている。つまり、第１シンボルと第２シンボルの位相差（９０度＋Ｘ₁）、第３シンボルと第４シンボルの位相差（０度＋Ｘ₂）、・・・第９シンボルと第１０シンボルの位相差−（９０度＋Ｘ_n）、第１０シンボルと第１１シンボルの位相差（９０度＋Ｘ_n+1）、・・・等が検出される。

図１２の位相差検出部３０３（図１３のステップＳ５３）においては、選択されたシンボル間の位相差が検出され、シンボル平均部３０５（ステップＳ５５）においては選択されたシンボル間の位相差の平均値が演算される。選択されたシンボル間の位相差であるため、この平均値にはシンボル間干渉成分は含まれていないか、含まれていても極めて少ない。その他の処理は図１３に示される場合と同様であるのでその説明は省略する。

（５）第３の周波数推定部（ISIの減算の場合：図１６乃至図１８）

以上のように、図１４の例においては、２個以上離れたシンボル間の位相差を検出し、図１５の例においては位相差を検出する任意のシンボルを選択することで、シンボル間干渉による影響を軽減するようにした。さらに周波数推定部２１２を、図１６に示されるように構成して、シンボル間干渉による影響を軽減することができる。

図１６は、本技術の周波数推定部の構成を示すブロック図である。図１６を図１２と比較して明らかなように、図１６の周波数推定部２１２は、シンボル平均部３０５と変換部３０６の間に、減算部３２１を配置したことが図１２の周波数推定部２１２と異なっている。その他の構成は、図１２の周波数推定部２１２と同様であり、その説明は省略する。

減算部３２１は、予め所定の値を記憶しており、その記憶値を、シンボル平均部３０５により演算された平均値から減算して、変換部３０６に出力する。この記憶値は、シンボル間干渉により発生する成分（値Ｘ_i）の平均値に対応する値とされている。

ここで図１７を参照して記憶値について説明する。図１７は、シンボル間の位相差を説明する図である。図１７は、周波数誤差が存在しない、変調を解いた後の状態を表している。図１７に示されるように、周波数誤差が存在しない場合における２シンボル間の位相差は、第１シンボルと第２シンボルでは（９０度＋Ｘ₁）、第２シンボルと第３シンボルでは−（９０度＋Ｘ₂）、第３シンボルと第４シンボルでは（９０度＋Ｘ₃）・・・となる。

上述したように、シンボル間干渉により発生する成分（値Ｘ_i）は、符号間干渉の量（漏れ込み量）と、同期信号のパターン（すなわち、FSync,SSync,!FSyncのパターン）に依存する。そこで位相差検出部３０３により隣接するシンボル間の位相差が検出される場合、図１７における値Ｘ₁，Ｘ₂，Ｘ₃，・・・Ｘ₂₃の平均値、すなわちシンボル間干渉成分の平均値が記憶値とされる。この平均値は、計算、実験等により求めることができる。

次に、図１８を参照して図１６の周波数推定部２１２の動作について説明する。図１８は、本技術の周波数誤差推定処理を説明するフローチャートである。図１８の処理は、基本的に図１３の処理と同様の処理である。すなわち、図１８のステップＳ８１乃至ステップＳ８５の処理は、図１３のステップＳ５１乃至ステップＳ５５の処理と同様の処理であり、ステップＳ８７とステップＳ８８の処理は、ステップＳ５６とステップＳ５７の処理と同様の処理である。

ステップＳ８５とステップＳ８７の間にステップＳ８６の処理が挿入されている点が、図１８の処理と図１３の処理との間の異なっている点である。

すなわち、図１６の同期抽出部３０１乃至シンボル平均部３０５により、図１３のステップＳ５１乃至ステップＳ５５と同様の図１８のステップＳ８１乃至ステップＳ８５の処理が実行される。

ステップＳ８３において位相差検出部３０３により、シンボル間の距離Ｋが１と最も短い場合の位相差検出が行われる。従って、上述した式（３）からも明らかなように、距離Ｋの値を２以上とした場合に比べて、周波数誤差Δｆの幅を大きくすることができる。検出されるシンボル間の位相差は、次式で表される。θは周波数誤差に対応する偏角であり、Ｘ_iはシンボル間干渉成分である。
９０度＋θ＋Ｘ_i または −（９０度＋θ＋Ｘ_i） （５）

従ってステップＳ８４において９０度補正部３０４により９０度の成分が補正された値の、ステップＳ８５においてシンボル平均部３０５により演算された平均値は、次式で示されるようになる。Av（Ｘ_i）はシンボル間干渉成分の平均値である。
θ＋Av（Ｘ_i） （６）

上述したように、シンボル間干渉成分の平均値が減算部３２１に予め記憶されており、ステップＳ８６で減算部３２１はこの記憶値を位相差の平均値から減算する。つまり、式（６）からシンボル間干渉成分の平均値Av（Ｘ_i）が減算されるので、偏角θだけがステップＳ８７で変換部３０６により周波数誤差Δｆに変換される。

その他の説明は図１３における場合と同様なので省略する。

（６）タップ数による影響（図１９）

ここで図１９を参照して、マッチドフィルタ２０３のタップの数が性能に与える影響について説明する。図１９は、タップによる影響を説明する図である。図１９の横軸はマッチドフィルタ２０３のタップ数を表し、縦軸は信号電力対干渉電力比（SN）を表している。曲線Ｌ₁は、ロールオフ率が０．３５であり、伝送レートが５２Mbpsである現行のＢＳ／１１０度ＣＳデジタル放送規格（ISDB-S）の特性を表している。曲線Ｌ₂は、より高品質な画像、音声、データを効率よく伝送する、ロールオフ率が０．０３であり、ビットレートが最大１４２MbpsのISDB-S3の特性を表している。

曲線Ｌ₁においては、タップ数が１０個のときSN値は約４６であり、タップ数が６０個のときSN値は約７７である。曲線Ｌ₂においては、タップ数が１０個のときSN値は約２３であり、タップ数が６０個のときSN値は約４７である。曲線Ｌ₂（ISDB-S3）においてタップ数を６０個とした場合に実現されるSN値（約４７）は、曲線Ｌ₁（ISDB-S）において、タップ数を１０個とした場合に実現されるSN値（約４６）とほぼ等しい。

曲線Ｌ₁と曲線Ｌ₂のいずれにおいても、タップの数が少ない程、SNが劣化していることがわかる。また、曲線Ｌ₂の方が曲線Ｌ₁に比べて、全体的にSNがよくないことがわかる。すなわち、ISDB-S3の方が、ISDB-Sに比べて、少しでもSNを劣化させないようにする必要がある（タップ数が多い方がよい）ことがわかる。本実施の形態においては、タップ数を少なくするものの、シンボル間干渉成分を抑制するようにしたので、性能的には、タップ数が多い場合と同様のSNを実現することができる。

以上のような構成の本実施の形態によれば、次のような効果を奏することができる。
（１）シンボル間干渉による影響を抑制することができる。
（２）周波数の粗調整が行われ、位相の微調整が行われるので、比較的大きな周波数誤差（例えば約１MHz程度）が含まれる場合にも、速やかな同期が可能となる。
（３）適正な復調処理が可能となる。
（４） 構成が簡単で、回路規模が小さくなり、低コスト化することができる。
（５）タップ数が少ないので、同期ループのループ遅延が短くなり、同期性能が向上する。

＜３ 第２の衛星復調部（IQ反転を検出する場合：図２０乃至図３２）＞
（１）第２の衛星復調部の構成と動作（図２０、図２１）

図２に示されるように、Ｉ信号とＱ信号は、チューナ２１から復調装置２２に、それぞれ別のコードで供給される。誤ってまたは意図的に、チューナ２１のＩ信号出力端子が復調装置２２のＱ信号入力端子に接続され、チューナ２１のＱ信号出力端子が復調装置２２のＩ信号入力端子に接続される場合がある。意図的に行われるのは、例えばそのように接続した方が、２本の接続コードの長さの差が小さくなり、好ましい特性が得られる場合である。

そこで、Ｉ信号とＱ信号のコードが逆に接続された場合にも正しい処理ができるようにすることが望まれる。このような場合の衛星復調部７１の構成について、図２０を参照して説明する。

図２０は、本技術の衛星復調部の構成を示すブロック図である。図２０の衛星復調部７１においては、乗算部２０１とタイミング同期部２０２との間に、切り替え部４０１が挿入されている。その他の構成は図５の衛星復調部７１と同様である。

切り替え部４０１は、乗算部２０１が出力するＩ信号をタイミング同期部２０２のＩ信号入力端子とＱ信号入力端子のいずれか一方に切り替えて入力するように切り替えを行う。同様に、切り替え部４０１は、乗算部２０１が出力するＱ信号をタイミング同期部２０２のＱ信号入力端子とＩ信号入力端子のいずれか一方に切り替えて入力するように切り替えを行う。切り替えは周波数推定部２１２からの切り替え信号に基づいて行われる。

次に、図２１を参照して、図２０の衛星復調部７１の動作について説明する。図２１は、同期処理を説明するフローチャートである。図２１の処理は、基本的に図７の処理と同様である。すなわち図２１のステップＳ１０１の処理は、図７のステップＳ１１の理と同様の処理であり、図２１のステップＳ１０３乃至ステップＳ１１０の処理は、図７のステップＳ１２乃至ステップＳ１９の処理と同様の処理である。ステップＳ１０１とステップＳ１０３の間に、ステップＳ１０２が挿入されている点が、図２１の処理と図７の処理の相違点である。

ステップＳ１０１の処理で検波された信号が切り替え部４０１に入力されると、ステップＳ１０２において切り替え部４０１は、切り替え信号に対応して切り替えを行う。切り替え信号は周波数推定部２１２から供給される。

切り替え信号がＩ信号とＱ信号が反転していることを表している場合、切り替え部４０１はＩ信号とＱ信号の供給先の切り替えを行う。すなわち乗算部２０１から出力されたＩ信号は、タイミング同期部２０２のＱ信号入力端子に供給され、Ｑ信号は、タイミング同期部２０２のＩ信号入力端子に供給される。切り替え信号がＩ信号とＱ信号が反転していないことを表している場合、切り替え部４０１はＩ信号とＱ信号の供給先の切り替えを行わない。すなわちＩ信号はタイミング同期部２０２のＩ信号入力端子に、Ｑ信号はタイミング同期部２０２のＱ信号入力端子に、それぞれ供給される。

このように、Ｉ信号とＱ信号が反転していても、反転していなくても、タイミング同期部２０２以降の各部には、Ｉ信号とＱ信号が正しく入力されるので、各処理が正しく行われる。

その他の処理は図７の処理と同様であるので、その説明は省略する。

なお、図２０の例では、切り替え部４０１はタイミング同期部２０２の前に配置したが、位相同期部２０５より前であればよく、例えば乗算部２０１の前、等化部２０４の前等に配置することもできる。

（２）第４の周波数推定部（IQ反転検出、距離Ｋが２以上で奇数の場合：図２２乃至図２４）

次に図２０の周波数推定部２１２の構成例について説明する。図２２は、本技術の周波数推定部の構成を示すブロック図である。図２２の周波数推定部２１２においては、IQ反転検出部４２１が設けられている。その他の構成は図１２の周波数推定部２１２と同様である。ただし、図２２の周波数推定部２１２は、位相差検出部３０３が、シンボル間の距離Ｋが２以上であり、奇数である場合の位相差検出を行う。

IQ反転検出部４２１は、位相差検出部３０３の出力から、IQ反転を検出し、検出結果に対応する切り替え信号を図２０の切り替え部４０１に出力する。

次に図２２の周波数推定部２１２の動作について、図２３を参照して説明する。図２３は、本技術の周波数誤差推定処理を説明するフローチャートである。図２３の処理は基本的に図１３の処理と同様である。図２３のステップＳ１２１乃至ステップＳ１２３の処理は、図１３のステップＳ５１乃至ステップＳ５３の処理と同様であり、図２３のステップＳ１２５乃至ステップＳ１２８の処理は、図１３のステップＳ５４乃至ステップＳ５７の処理と同様である。図２３においては、ステップＳ１２３とステップＳ１２５の間にステップＳ１２４の処理が挿入されている点が、図２３と図１３の処理の相違点である。

ステップＳ１２１乃至ステップＳ１２３、ステップＳ１２５乃至ステップＳ１２８において、同期信号抽出部３０１乃至変換部３０６により、図１３を参照して説明した場合と同様の処理が行われる。ただし、ステップＳ１２３においては位相差検出部３０３により、例えば図３に示されるように、シンボル間の距離Ｋが２以上で、奇数（図２４の場合は、距離Ｋ＝３）である場合の位相差検出処理が行われる。

ここで図２４を参照して、シンボル間の距離Ｋが奇数である場合のＩ信号とＱ信号の反転について説明する。図２４は、Ｉ信号とＱ信号の反転を説明する図である。図２４はシンボル間の距離Ｋが３である場合の例を示している。図２４の上段は、Ｉ信号とＱ信号が反転していない場合の信号を表しており、下段は、反転している場合の信号を表している。反転している場合、虚数部の符号（Ｑ軸の座標）が反転していない場合と逆極性になっている。つまり複素共役の関係になっている。

従って、Ｉ信号とＱ信号が反転していない上段においては、第１シンボルと第４シンボルの位相差は＋９０度となっているのに対して、反転している下段においては、第１シンボルと第４のシンボルの位相差は−９０度となっている。第２シンボルと第５シンボルの位相差は、上段においては−９０度であるのに対して、下段においては＋９０度になっており、第３シンボルと第６シンボルの位相差は、上段においては＋９０度であるのに対して、下段においては−９０度になっている。

このように、Ｉ信号とＱ信号が反転している場合においては、反転していない場合に比べて、９０度の符号が逆になっている。ステップＳ１２４においてIQ反転検出部４２１は、この符号の反転を検出する。つまり、IQ反転検出部４２１は、Ｉ信号とＱ信号が反転していない場合の各シンボル間の位相差の９０度成分の符号を記憶しており、検出された符号が記憶されている符号と逆になっている場合には、Ｉ信号とＱ信号が反転していると判定する。逆に、検出された符号が記憶されている符号と逆になっていない場合には、Ｉ信号とＱ信号が反転していないと判定される。判定結果は切り替え信号として図２０の切り替え部４０１に供給される。

その他の動作は図１２（図１３）における場合と同様であるので、その説明は省略する。

このように、位相差検出部３０３において距離Ｋが２以上で、奇数であるシンボル間の位相差を検出する場合、後述する図２５の例と比較して明らかなように、IQ反転検出のための専用の位相差検出部４５１を設ける必要がない。従ってその分、構成が簡略化され、コストを低減することができる。

（３）第５の周波数推定部（IQ反転検出、ISIの平均が最小になるシンボルの選択、距離Ｋが奇数の場合：図１５、図２２、図２３）

図２２の位相差検出部３０３において、図１５を参照して説明したように、シンボル間干渉による成分の平均値が最小になるシンボル間の位相差を検出するようにすることもできる。その処理は、図２３を参照して説明した場合と同様となる。ただしこの場合のシンボル間の位相差は、IQ反転が検出可能な距離Ｋが奇数のシンボル間の位相差である必要がある。

（４）第６の周波数推定部（IQ反転検出、距離Ｋが２以上で偶数の場合：図２５乃至図２８）

次に図２０の周波数推定部２１２の他の構成例について説明する。図２５は、本技術の周波数推定部の構成を示すブロック図である。図２５の周波数推定部２１２においては、IQ反転検出部４２１の前段に位相差検出部４５１が設けられている。その他の構成は図２２の周波数推定部２１２と同様である。ただし、図２５の周波数推定部２１２は、位相差検出部３０３が、シンボル間の距離Ｋが２以上の偶数である場合の位相差検出を行う。これに対して位相差検出部４５１は、シンボル間の距離Ｋが奇数である場合の位相差検出を行う。その他の構成は、図２２における場合と同様である。

ここで図２６を参照して、シンボル間の距離Ｋが偶数である場合のＩ信号とＱ信号の反転について説明する。図２６は、Ｉ信号とＱ信号の反転を説明する図である。図２６は、シンボル間の距離Ｋが２である場合の例を示している。図２６の上段は、Ｉ信号とＱ信号が反転していない場合の信号を表しており、下段は、反転している場合の信号を表している。反転している場合、虚数部の符号（Ｑ軸の座標）が反転していない場合と逆極性になっている。つまり複素共役の関係になっている。

従って、Ｉ信号とＱ信号が反転していない上段においては、第１シンボルと第３のシンボルの位相差は０度となっており、反転している下段においても、第１シンボルと第３のシンボルの位相差は０度となっている。第２シンボルと第４のシンボルの位相差は、上段においては０度であり、下段においても０度になっている。

このように、本来の周波数誤差検出のための信号処理経路中の位相差検出部３０３においては、シンボル間の距離Ｋが２（偶数）である場合の位相差が検出されるので、IQ反転を検出することができない。そこで図２５の周波数推定部２１２においては、IQ反転検出部４２１の前段に、周波数誤差検出のための位相差検出部３０３とは別に、IQ反転検出のための位相差検出部４５１が設けられる。そこで、同期信号復調部３０３の出力から、シンボル間の距離Ｋが奇数である場合（例えば図２４に示されるようなシンボル間の距離Ｋが３である場合）の位相差検出が行われる。

次に図２５の周波数推定部２１２の動作について、図２７を参照して説明する。図２７は、本技術の周波数誤差推定処理を説明するフローチャートである。図２７の処理は、基本的に図２３の処理（従って図１３の処理）と同様の処理である。すなわち、ステップＳ１４１、ステップＳ１４２の処理は、図２３のステップＳ１２１、ステップＳ１２２の処理（図１３のステップＳ５１、ステップＳ５２の処理）と同様の処理であり、ステップＳ１４５乃至ステップＳ１４９の処理は、図２３のステップＳ１２３、ステップＳ１２５乃至ステップＳ１２８の処理（図１３のステップＳ５３乃至ステップＳ５７の処理）と同様の処理である。また、図２７のステップＳ１４４の処理は、図２３のステップＳ１２４の処理と同様の処理である。結局、ステップＳ１４４でIQ反転検出処理を行うために、ステップＳ１４３において専用の位相差検出が行われる点が、図２３の場合と異なっている。

図２７のステップＳ１４１、ステップＳ１４２、ステップＳ１４５乃至ステップＳ１４９において、同期信号抽出部３０１乃至変換部３０６により、図２３の場合と同様の処理（従って図１３の場合と同様の処理）が行われる。ただし、ステップＳ１４５において位相差検出部３０３は、シンボル間の距離Ｋが２以上の偶数である場合（例えば図１４に示されるようなＫ＝２である場合）の位相差検出処理を行う。

ステップＳ１４３において位相差検出部４５１は、ステップＳ１４２において同期信号復調部３０２により復調された同期信号の位相差を検出する。ここでは、シンボル間の距離Ｋが奇数である場合（例えば図２４に示されるようなＫ＝３である場合）の位相差検出処理が行われる。ステップＳ１４４においてIQ反転検出部４２１は、位相差検出部４５１により検出された位相差から、図２４を参照して説明したように、I信号とQ信号の反転の状態を検出し、判定結果を切り替え信号として図２０の切り替え部４２１に出力する。

その他の処理は図２３（図１３）の処理と同様であり、その説明は省略する。

なお、図２５の位相差検出部４５１は、IQ反転検出専用であり、周波数誤差の推定には用いられないので、若干シンボル間干渉による影響があっても許容される。そこで、図２８に示されるように、シンボル間の距離Ｋが１である場合の位相差を検出するようにしてもよい。

すなわち、図２８は、Ｉ信号とＱ信号の反転を説明する図である。図２８はシンボル間の距離Ｋが１である場合の例を示している。図２８の上段は、Ｉ信号とＱ信号が反転していない場合の信号を表しており、下段は、反転している場合の信号を表している。反転している場合、虚数部の符号（Ｑ軸の座標）が反転していない場合と逆極性になっている。つまり複素共役の関係になっている。

従って、Ｉ信号とＱ信号が反転していない上段においては、第１シンボルと第２のシンボルの位相差は＋９０度となっているのに対して、反転している下段においては、第１シンボルと第２のシンボルの位相差は−９０度となっている。第２シンボルと第３のシンボルの位相差は、上段においては−９０度であるのに対して、下段においては＋９０度になっており、第３シンボルと第４のシンボルの位相差は、上段においては＋９０度であるのに対して、下段においては−９０度になっている。

このように、位相差検出部４５１においては、シンボル間の距離Ｋが１である場合の位相差を検出するようにしてもよい。このことは、後述する図３１の例においても同様である。

（５）第７の周波数推定部（IQ反転検出、ISIの平均が最小になるシンボルの選択、距離Ｋが偶数の場合：図１５、図２５、図２７）

図２５の位相差検出部３０３においては、距離Ｋが偶数のシンボル間の位相差を検出し、位相差検出部４５１においては、距離Ｋが奇数のシンボル間の位相差を検出するようにした。位相差検出部３０３において、図１５を参照して説明したように、シンボル間干渉による成分の平均値が最小になるシンボル間の位相差を検出し、そのシンボル間位相差では、IQ反転が検出できない場合にも、周波数推定部２１２の構成は、図２５に示されるようになる。その処理は、図２７を参照して説明した場合と同様となる。ただしこの場合の位相差検出部４５１は、IQ反転が検出可能なシンボル間の位相差を検出する必要がある。

（６）第８の周波数推定部（IQ反転検出、ISIの減算、距離Ｋが奇数の場合：図２９、図３０）

次に図２０の周波数推定部２１２のさらに他の構成例について説明する。図２９は、本技術の周波数推定部の構成を示すブロック図である。図２９の周波数推定部２１２は、基本的に図１６の周波数推定部２１２と同様の構成である。図２９の周波数推定部２１２においては、IQ反転検出部４２１が設けられている点が、図１６の周波数推定部２１２と異なっている。ただし、図２９の周波数推定部２１２の位相差検出部３０３では、シンボル間の距離Ｋが奇数である場合（例えば図２４に示されるようなＫ＝３である場合）の位相差検出処理が行われる。

次に図３０を参照して、図２９の周波数推定部２１２の動作について説明する。図３０は、本技術の周波数誤差推定処理を説明するフローチャートである。図３０のステップＳ１８１乃至ステップＳ１８３、ステップＳ１８５乃至ステップＳ１８９の処理は、図１８のステップＳ８１乃至ステップＳ８８の処理と同様の処理である。ステップＳ１８３とステップＳ１８５の間に、ステップＳ１８４が挿入されている点で、図３０の処理は図１８の処理と異なっている。

ステップＳ１８１乃至ステップＳ１８３、ステップＳ１８５、ステップＳ１８６、ステップＳ１８８、ステップＳ１８９において、図１８のステップＳ８１乃至ステップＳ８５、ステップＳ８７、ステップＳ８８の処理と同様の処理、すなわち、図１３のステップＳ５１乃至ステップＳ５７の処理と同様の処理が実行される。ステップＳ１８７において図１８のステップＳ８６と同様の記憶値を減算する処理が行われる。

そして図３０の周波数誤差推定処理では、ステップＳ１８４においてIQ反転検出部４２１が、ステップＳ１８３で位相差検出部３０３により検出された位相差から、Ｉ信号とＱ信号の反転の状態が検出される。検出結果は切り替え信号として図２０の切り替え部４０１に出力される。

その他の処理は、図１８を参照して説明した場合と同様であり、その説明は省略する。

なお、IQ反転検出のためのシンボル間位相差には、若干シンボル間干渉による影響があっても許容される場合、図２９の位相差検出部３０３において、図２８に示されるような、距離Ｋが１であるシンボル間位相差を検出するようにすることができる。なぜならば、周波数誤差の推定に用いられる信号については、そのシンボル間干渉の成分が減算部３２１により減算されるからである。

（７）第９の周波数推定部（IQ反転検出、ISIの減算、距離Ｋが偶数の場合：図３１、図３２）

次に図２０の周波数推定部２１２のさらに他の構成例について説明する。図３１は、本技術の周波数推定部の構成を示すブロック図である。図３１の周波数推定部２１２は、基本的に図１６の周波数推定部２１２と同様の構成である。図３１の周波数推定部２１２においては、IQ反転検出部４２１と、その前段に位相差検出部４５１が設けられている点が、図１６の周波数推定部２１２と異なっている。ただし、図３１の周波数推定部２１２の位相差検出部３０３では、シンボル間の距離Ｋが偶数である場合（例えば図１４に示されるようなＫ＝２である場合）の位相差検出処理が行われる。これに対して位相差検出部４５１は、シンボル間の距離Ｋが奇数である場合（例えば図２４に示されるようなＫ＝１である場合）の位相差検出を行う。その他の構成は、図１６における場合と同様である。

図３１と図２９の周波数推定部２１２の相違点は、IQ反転検出部４２１がI信号とQ信号の反転を検出するために、専用の位相差検出部４５１が設けられている点である。

次に図３２を参照して、図３１の周波数推定部２１２の動作について説明する。図３２は、本技術の周波数誤差推定処理を説明するフローチャートである。図３２のステップＳ２０１、ステップＳ２０２、ステップＳ２０５乃至ステップＳ２１０の処理は、図１８のステップＳ８１乃至ステップＳ８８の処理と同様の処理である。ステップＳ２０２とステップＳ２０５の間に、ステップＳ２０３とステップＳ２０４が挿入されている点が、図１８の処理と異なっている。

また、図３２のステップＳ２０１、ステップＳ２０２、ステップＳ２０５乃至ステップＳ２１０の処理は、図３０のステップＳ１８１乃至ステップＳ１８３、ステップＳ１８５乃至ステップＳ１８９の処理に対応している。図３０においては、ステップＳ１８４においてIQ反転の状態を検出するために、ステップＳ１８３での位相差検出結果が用いられる。これに対して、図３２においては、ステップＳ２０４でIQ反転の状態を検出するのに、ステップＳ２０３におけるIQ反転の状態を検出するための専用の位相差検出結果が用いられる。

ステップＳ２０１、ステップＳ２０２、ステップＳ２０５乃至ステップＳ２０７、ステップＳ２０８、ステップＳ２１０において、図１８のステップＳ８１乃至ステップＳ８５、ステップＳ８７、ステップＳ８８の処理と同様の処理、すなわち、図１３のステップＳ５１乃至ステップＳ５７の処理と同様の処理が実行される。ただしステップＳ２０５において位相差検出部３０３は、シンボル間の距離Ｋが偶数である場合（例えば図１４に示されるようなＫ＝２である場合）の位相差検出処理を行う。ステップＳ２０８において図１８のステップＳ８６と同様の記憶値を減算する処理が行われる。

また、ステップＳ２０３において位相差検出部４５１は、シンボル間の距離Ｋが奇数である場合（例えば図２４に示されるようなＫ＝３である場合）の位相差検出処理を行う。位相差検出部４５１により検出された位相差に基づいて、ステップＳ２０４においてIQ反転検出部４２１が、Ｉ信号とＱ信号の反転の状態を検出する。検出結果は切り替え信号として図２０の切り替え部４０１に出力される。

その他の処理は、図１８を参照して説明した場合と同様であり、その説明は省略する。

以上のような構成の本実施の形態によれば、上述した第１の衛星復調部において述べた効果の他、次のような効果を奏することができる。
（１）I信号とＱ信号が反転している場合においても、適正に信号を復調処理することができる。
（２）距離Ｋが奇数であるシンボル間の位相差を検出するようにすることで、構成をより簡単にすることができる。

また、本技術の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。本技術は、ロールオフ率が０．０５その他の場合にも適用することができる。

＜４ その他＞
本技術は、以下のような構成もとることができる。
（１）
受信信号の同期信号を構成するシンボルの周波数誤差の推定値を推定する推定部と、
前記推定値のシンボル間干渉による成分を制御する制御部と
を備える受信装置。
（２）
前記推定値は、２個の前記シンボル間の位相差から推定される
前記（１）に記載の受信装置。
（３）
２個の前記シンボル間の距離は、２以上である
前記（１）または（２）に記載の受信装置。
（４）
受信するＩ信号とＱ信号の反転の状態を検出する検出部をさらに備える
前記（１）、（２）または（３）に記載の受信装置。
（５）
前記推定値を推定する２個の前記シンボル間の距離は、３以上の奇数である
前記（１）乃至（４）のいずれかに記載の受信装置。
（６）
前記推定値は、前記シンボル間の距離が偶数である２個の前記シンボルから推定され、
前記Ｉ信号と前記Ｑ信号の反転の状態は、前記シンボル間の距離が奇数である２個の前記シンボルから検出される
前記（１）乃至（５）のいずれかに記載の受信装置。
（７）
受信する前記Ｉ信号と前記Ｑ信号の反転が検出された場合、処理する前記Ｉ信号と前記Ｑ信号を切り替える切り替え部をさらに備える
前記（１）乃至（６）のいずれかに記載の受信装置。
（８）
前記推定値は、前記シンボル間干渉の成分が抑制されるように、位相差を検出する前記シンボルが選択される
前記（１）乃至（７）のいずれかに記載の受信装置。
（９）
前記シンボル間干渉の成分が最小になるように前記シンボル間の位相差が平均される
前記（１）乃至（８）のいずれかに記載の受信装置。
（１０）
予め記憶されている前記シンボル間干渉の成分に対応する値を減算することで、前記推定値のシンボル間干渉による成分を制御する
前記（１）乃至（９）のいずれかに記載の受信装置。
（１１）
前記受信信号を、前記推定値に対応して制御された周波数の信号に基づき検波して、周波数を同期させ、
検波された信号の周波数帯域を制限し、
前記周波数が制限された前記信号の位相を同期させる
前記（１）乃至（１０）のいずれかに記載の受信装置。
（１２）
前記受信装置は、高度広帯域衛星放送を受信する
前記（１）乃至（１１）のいずれかに記載の受信装置。
（１３）
受信信号の同期信号を構成するシンボルの周波数誤差の推定値を推定し、
前記推定値のシンボル間干渉による成分を制御する
受信方法。
（１４）
受信信号の同期信号を構成するシンボルの周波数誤差の推定値を推定する推定部と、
前記推定値のシンボル間干渉による成分を制御する制御部と
を備える復調装置。

１１ 受信装置， ２２ 復調装置， ４２ 復調ブロック， ７１ 衛星復調部， ２０１ 乗算部， ２０２ タイミング同期部， ２０３ マッチドフィルタ， ２０４ 等化部， ２０５ 位相同期部， ２０６ 周波数同期部， ２１１ フレーム同期部， ２１２ 周波数推定部， ２１３ NCO， ３０１ 同期抽出部， ３０２ 同期信号復調部， ３０３ 位相検出部， ３０４ ９０度補正部，３０５ シンボル平均部， ３０６ 変換部， ３２１ 減算部， ４０１切り替え部， ４２１ IQ反転検出部， ４５１ 位相差検出部

Claims (14)

1. 受信信号の同期信号を構成するシンボルの周波数誤差の推定値を推定する推定部と、
   前記推定値のシンボル間干渉による成分を制御する制御部と
   を備える受信装置。
2. 前記推定値は、２個の前記シンボル間の位相差から推定される
   請求項１に記載の受信装置。
3. ２個の前記シンボル間の距離は、２以上である
   請求項２に記載の受信装置。
4. 受信するＩ信号とＱ信号の反転の状態を検出する検出部をさらに備える
   請求項２に記載の受信装置。
5. 前記推定値を推定する２個の前記シンボル間の距離は、３以上の奇数である
   請求項４に記載の受信装置。
6. 前記推定値は、前記シンボル間の距離が偶数である２個の前記シンボルから推定され、
   前記Ｉ信号と前記Ｑ信号の反転の状態は、前記シンボル間の距離が奇数である２個の前記シンボルから検出される
   請求項４に記載の受信装置。
7. 受信する前記Ｉ信号と前記Ｑ信号の反転が検出された場合、処理する前記Ｉ信号と前記Ｑ信号を切り替える切り替え部をさらに備える
   請求項４に記載の受信装置。
8. 前記推定値は、前記シンボル間干渉の成分が抑制されるように、位相差を検出する前記シンボルが選択される
   請求項２に記載の受信装置。
9. 前記シンボル間干渉の成分が最小になるように前記シンボル間の位相差が平均される
   請求項８に記載の受信装置。
10. 予め記憶されている前記シンボル間干渉の成分に対応する値を減算することで、前記推定値のシンボル間干渉による成分を制御する
    請求項２に記載の受信装置。
11. 前記受信信号を、前記推定値に対応して制御された周波数の信号に基づき検波して、周波数を同期させ、
    検波された信号の周波数帯域を制限し、
    前記周波数が制限された前記信号の位相を同期させる
    請求項２に記載の受信装置。
12. 前記受信装置は、高度広帯域衛星放送を受信する
    請求項２に記載の受信装置。
13. 受信信号の同期信号を構成するシンボルの周波数誤差の推定値を推定し、
    前記推定値のシンボル間干渉による成分を制御する
    受信方法。
14. 受信信号の同期信号を構成するシンボルの周波数誤差の推定値を推定する推定部と、
    前記推定値のシンボル間干渉による成分を制御する制御部と
    を備える復調装置。

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