JP3090137B2 - 直交周波数分割多重復調装置、及び直交周波数分割多重復調におけるシンボルの位相誤差の補正方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は直交周波数分割多重復調
に関する技術に関し、特にキャリアの周波数誤差とガー
ドインタバル期間に起因するシンボルの位相誤差を補正
する直交周波数分割多重復調装置及び位相誤差の補正方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、映像信号や音声信号の伝送におい
て、高品質で周波数利用効率の高い種々のディジタル復
変調の技術が開発されている。中でも、マルチパス干渉
に強い直交周波数分割多重（以下、ＯＦＤＭ（orthogon
al frequency division multiplex ）と言う）方式は、
既に欧州のディジタル音声放送システムに採用されてお
り、また我国においてもＯＦＤＭ方式のディジタルテレ
ビジョン放送が研究されている。

【０００３】ＯＦＤＭ方式は、伝送ディジタルデータを
互いに直交する多数のキャリアに分散し、変調する方式
である。更に詳細に説明すれば、伝送帯域を分割した所
定の伝送帯域幅毎にキャリアを発生させ、逆フーリエ変
換を用いてそれぞれのキャリアを伝送するディジタルデ
ータによって一括して位相変調等の変調を施して伝送す
る方式である。すなわち、伝送すべきディジタルデータ
によって位相変調等によって変調された各キャリアを加
算して合成することにより、ＯＦＤＭ変調信号が得られ
る。

【０００４】ところで、ＯＦＤＭ方式によるデータ伝送
は、伝送シンボルを単位として行われる。各伝送シンボ
ルは、図１４に示される如く、有効シンボルとガードイ
ンタバル期間とから成る。有効シンボル期間は、データ
伝送のために実質的に必要とされる信号期間である。ま
た、ガードインタバル期間は、マルチパスの影響を軽減
するための冗長的な信号期間であり、有効シンボル期間
の終端期間の信号をコピーしたものである。従って、ガ
ードインタバル期間の信号と有効シンボル期間の終端期
間の信号とは強い相関関係にある。

【０００５】そこで、この相関関係を利用し、引き込み
特性の向上を図った技術が特開平８―１０２７７１号公
報（以下、従来技術と言う）に開示されている。この従
来技術では、ガードインタバル期間の信号と有効シンボ
ル期間の終端期間の信号との強い相関関係を利用し、Ｆ
ＦＴ回路の出力に含まれるキャリア間隔の１／２以内の
周波数誤差を周波数誤差検出回路で検出している。そし
て、この検出された周波数誤差を用いればキャリアの周
波数誤差をキャリア間隔の整数倍となるように制御する
ことが出来る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た通り、ＯＦＤＭシンボルには、ガードインタバル期間
が含まれているため、現シンボルと次シンボルとの間に
は、ガードインタバル期間とＦＦＴに入力されるデータ
に含まれる周波数誤差とに応じて、固定の位相回転が生
じてしまう。

【０００７】従って、ガードインタバル期間があるシン
ボルを受信する場合には、キャリアの周波数誤差をキャ
リア間隔の整数倍となるように制御した後、キャリアシ
フトによって周波数誤差を補正しても正しい復調データ
を得ることはできなかった。そこで、本発明の目的は、
キャリアの周波数誤差とガードインタバル期間とに起因
するシンボルの位相誤差を補正し、正しいデータを得る
ことが出来る直交周波数分割多重復調装置及び位相誤差
の補正方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決する為の手段】本発明に係る直交周波数分
割多重復調装置は、有効シンボル期間とこの有効シンボ
ル期間のデータの一部に一致したガードインターバル期
間とを有する直交周波数分割多重変調信号を復調する直
交周波数分割多重復調装置において、直交周波数分割多
重変調信号が周波数分割多重復調されたデータからキャ
リア間隔の整数倍の周波数誤差を検出する周波数誤差検
出手段と、前記周波数誤差検出手段が検出した周波数誤
差をｎ（ｎは整数）としたとき、ガードインタバル期間
長と周波数誤差とから生じるシンボルの固定位相回転Δ
θを、式Δθ＝ｎ×（ガードインタバル期間長／有効シ
ンボル期間長）×３６０度から求め、１シンボル毎に−
Δθを増加させた位相量を各シンボルの補正量として各
シンボルの位相誤差を補正する補正手段とを有すること
を特徴とする。また、上記周波数誤差検出手段は、送信
側で特定の変調方式により変調され、かつ特定のキャリ
ア位置に配置されているキャリアを検出することによ
り、キャリア間隔の整数倍の周波数誤差を検出するよう
に構成することが可能である。

【０００９】また、上記周波数誤差検出手段は、送信側
で予め定められたキャリア位置にあるキャリアのデータ
に挿入された識別データを検出することにより、キャリ
ア間隔の整数倍の周波数誤差を検出するように構成する
ことも可能である。

【００１０】さらに、本発明に係る直交周波数分割多重
復調装置は、有効シンボル期間とこの有効シンボル期間
のデータの一部に一致したガードインタバル期間とを有
する直交周波数分割多重変調信号を復調する直交周波数
分割多重復調装置において、周波数分割多重復調された
データから、特定の変調方式により変調されかつ特定の
キャリア位置に配置されているキャリアを検出すること
により、キャリア間隔の整数倍の周波数誤差ｎ（整数）
を検出する周波数誤差検出手段と、ガードインタバル期
間長と周波数誤差とから生じるシンボルの固定位相回転
Δθを、 Δθ＝周波数誤差ｎ×（ガードインタバル期間長／有効
シンボル期間長）×３６０度 から求め、１シンボル毎に−Δθを増加させた位相量を
各シンボルの補正量とした補正データを生成し、シンボ
ルタイミングにあわせて補正データを出力する補正デー
タ発生手段と、前記補正データに基づいて、入力された
シンボルの位相誤差を補正する補正手段とを有すること
を特徴とする。

【００１１】尚、上記周波数誤差検出手段は、前記特定
のキャリアが存在すべきキャリア位置において検出され
なかった場合、検出するキャリア位置を一つずつずらし
ながら前記特定のキャリアを検出し、前記特定のキャリ
アが検出されたキャリア位置と存在すべきキャリア位置
とのずれを周波数誤差データとして出力するように構成
することが可能である。

【００１２】さらに、本発明に係る直交周波数分割多重
復調装置は、有効シンボル期間とこの有効シンボル期間
のデータの一部に一致したガードインタバル期間とを有
する直交周波数分割多重変調信号を復調する直交周波数
分割多重復調装置において、周波数分割多重復調された
データから、送信側で予め定められたキャリア位置にあ
るキャリアのデータに挿入された識別データを検出する
ことにより、キャリア間隔の整数倍の周波数誤差ｎ（整
数）を検出する周波数誤差検出手段と、ガードインタバ
ル期間長と周波数誤差とから生じるシンボルの固定位相
回転Δθを、 Δθ＝周波数誤差ｎ×（ガードインタバル期間長／有効
シンボル期間長）×３６０度 から求め、１シンボル毎に−Δθを増加させた位相量を
各シンボルの補正量とした補正データを生成し、シンボ
ルタイミングにあわせて補正データを出力する補正デー
タ発生手段と、前記補正データに基づいて、入力された
シンボルの位相誤差を補正する補正手段とを有すること
を特徴とする。

【００１３】尚、上記周波数誤差検出手段は、予め定め
られたキャリア位置において前記識別データが検出され
ない場合、キャリア位置を一つずつずらしながら前記識
別データを検出し、前記識別データが検出されたキャリ
ア位置と予め定められたキャリア位置とのずれを周波数
誤差データとして出力するように構成することが可能で
ある。

【００１４】さらに、本発明に係る直交周波数分割多重
復調装置は、有効シンボル期間とこの有効シンボル期間
のデータの一部に一致したガードインタバル期間とを有
する直交周波数分割多重変調信号を復調する直交周波数
分割多重復調装置において、直交周波数分割多重変調信
号を直交復調する直交復調手段と、前記直交復調手段か
ら出力されたデータの有効シンボル期間とガードインタ
バル期間との相関より、キャリアの周波数誤差をキャリ
ア間隔の整数倍となるようにキャリア周波数を制御する
制御手段と、前記制御手段の出力から、キャリア間隔の
整数倍に換算したキャリアずれ量を検出するキャリアず
れ検出手段と、前記キャリアずれ検出手段が検出したキ
ャリアずれ量とガードインタバル期間とによって生じる
シンボルの固定位相回転量を求め、前記固定位相回転量
を１シンボル毎に増加した位相補正量を補正データとし
て発生する補正データ発生手段と、前記補正データに基
づいて、各シンボルの位相回転の誤差を補正する補正手
段と、検出されたキャリアずれに基づいて、前記補正手
段から出力されるキャリアを前記キャリアずれ量だけシ
フトさせ、復調キャリアを選択するキャリア選択手段と
を有することを特徴とする。

【００１５】尚、上記補正データ発生手段は、前記キャ
リアずれ検出手段が検出したキャリアずれ量をｎ（ｎは
整数）としたとき、ガードインタバル期間長と周波数誤
差とから生じるシンボルの固定位相回転Δθを、式 Δθ＝ｎ×（ガードインタバル期間長／有効シンボル期
間長）×３６０度 から求め、１シンボル毎に−Δθを増加させた位相量を
各シンボルの補正量として補正データを発生するするよ
うに構成する。

【００１６】また、上記キャリアずれ検出手段は、送信
側で特定の変調方式により変調されたキャリアが予め定
められたキャリア位置に配置されている場合、予め定め
られたキャリア位置でパルスを発生する位置パルス発生
手段と、前記パルスのタイミング時のキャリアが前記特
定の変調方式により変調されたものであるかを検出する
検出手段と、前記検出手段で前記特定の変調方式により
変調されたキャリアが検出されなかった場合、アドレス
値を１増加させて前記位置パルス発生手段のパルス発生
のタイミングを１キャリア分ずらさせるパルス位置調整
手段とを有し、前記検出手段が前記特定の変調方式によ
り変調されたキャリアを検出した際の前記パルス位置調
整手段のアドレス値をキャリアずれ量とするように構成
することが出来る。

【００１７】さらに、上記パルス位置調整手段は、初期
値のアドレス値としてゼロが設定されており、前記検出
手段で前記特定の変調方式により変調されたキャリアが
検出されなかった場合に前記アドレス値をプラス側に１
増加させ、＋側の周波数誤差追従範囲の上限まで増加し
ても前記特定の変調方式により変調されたキャリアが検
出されなかった場合には、アドレス値をマイナス側に１
増加させて−側の周波数誤差追従範囲の下限まで行う。

【００１８】また、上記キャリアずれ検出手段は、送信
側で予め定められたキャリア位置にあるキャリアのデー
タに識別データが挿入されている場合において、前記キ
ャリア選択手段の出力からデータを再生し、キャリア位
置をずらしながら、前期識別データを検出する検出手段
と、前記検出手段で前記識別データが検出されるまでカ
ウント値をゼロから１ずつ増加させるカウント手段とを
有し、前記検出手段で前記識別データが検出された際の
前記カウント手段のカウント値をキャリアずれ量とする
ように構成することも可能である。

【００１９】尚、上記カウント手段は、初期値としてゼ
ロが設定されており、前記検出手段で前記識別データが
検出されなかった場合に前記カウント値をプラス側に１
増加させ、＋側の周波数誤差追従範囲の上限まで増加し
ても前記識別データが検出されなかった場合には、カウ
ント値をマイナス側に１増加させて−側の周波数誤差追
従範囲の下限まで行う。

【００２０】本発明に係る補正方法は、有効シンボル期
間とこの有効シンボル期間のデータの一部に一致したガ
ードインタバル期間とを有する直交周波数分割多重変調
信号を復調する際、キャリアの周波数誤差とガードイン
タバル期間とから生じるシンボルの位相誤差を補正する
補正方法であって、直交周波数分割多重変調信号が周波
数分割多重復調されたデータからキャリア間隔の整数倍
の周波数誤差を検出するステップと、前記検出した周波
数誤差をｎ（整数）としたとき、ガードインタバル期間
長と周波数誤差とから生じるシンボルの固定位相誤差Δ
θを、式 Δθ＝ｎ×（ガードインタバル期間長／有効シンボル期
間長）×３６０度 から求め、１シンボル毎に−Δθずつ増加した位相を１
シンボル毎の位相補正量として 算出するステップと、前
記算出された１シンボル毎の位相補正量に基づいて、各
シンボルの位相誤差を補正するステップとを有すること
を特徴とする。

【００２１】尚、上記周波数誤差を検出するステップ
は、送信側で特定の変調方式により変調され、かつ特定
のキャリア位置に配置されたキャリアを検出することに
より、キャリア間隔の整数倍の周波数誤差を検出するス
テップである。また、上記周波数誤差を検出するステッ
プは、送信側で予め定められたキャリアのデータに挿入
された識別データを検出することにより、キャリア間隔
の整数倍の周波数誤差を検出するステップでも良い。

【００２２】

【００２３】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面を参照
して説明する。図１は本発明の実施の形態におけるＯＦ
ＤＭ復調装置のブロック図である。図１において、１は
受信されたＯＦＤＭ信号の帯域外の雑音成分を除去する
ＢＰＦ、２はＩＦ信号に変換するためのミキサ、３はミ
キサ２の出力で発生するイメージを除去するＢＰＦ、４
は局部発振器、５は直交復調部７に入力されるレベルを
一定にするためのＡＧＣアンプ、６は直交復調後のデー
タからＡＧＣアンプ５を制御する電圧を発生するエンベ
ロープ検出部、７はベースバンドデータ得るための直交
復調部、８は周波数誤差をキャリア間隔の整数倍となる
ように補正するローテータ、９はガードインタバル期間
の相関ベクトルを算出するガード相関演算部、１０は相
関ベクトルの位相に応じた周波数誤差補正データを発生
させるローカル周波数誤差補正データ発生部、１１は相
関ベクトルからクロックの再生及びＦＦＴのウィンドウ
パルスを発生させるタイミング発生部、１２は離散フー
リエ変換により直交周波数分割多重復調を行うＦＦＴ
部、１３はキャリア間隔の整数倍の周波数誤差を補正す
ると共にガードインタバル期間と周波数誤差とから生じ
る各シンボル毎の位相誤差を補正する周波数誤差補正
部、１４は各キャリアごとに復調ベクトルの残留位相誤
差の検出及び補正を行うローテータである。

【００２４】次に、上記のＯＦＤＭ復調装置の具体的な
構成及び動作について説明する。まず、受信されたＯＦ
ＤＭ信号はＢＰＦ１に入力され、帯域外の雑音成分が除
去される。ＢＰＦ１の出力信号は、ミキサ２、局部発振
器４及びＢＰＦ３により、ＩＦ信号に変換される。ＩＦ
信号は、外部から入力される電圧に応じて増幅度が可変
できるＡＧＣアンプ５によって一定のレベルに増幅さ
れ、直交復調部７に入力される。

【００２５】直交復調部７に入力されたＩＦ信号は、タ
イミング発生部１１から供給される再生クロックの周期
でサンプリングされ、デジタルデータに変換後、直交復
調される。そして、直交復調部７から同相検波軸信号と
直交検波軸信号が出力される。ここで直交復調部７の具
体的な構成について述べる。

【００２６】図２は直交復調部７の構成の一例を示す図
である。図2 において、２１は入力されるＯＦＤＭ信号
をデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換器、２２は直交
復調するためのＣＯＳ波及びＳＩＮ波を発生するＳＩＮ
／ＣＯＳ発生器、２３は入力ＩＦ信号データとＳＩＮ／
ＣＯＳ発生器２２のＣＯＳ波とを乗算する乗算器、２４
は入力ＩＦ信号データとＳＩＮ／ＣＯＳ発生器２２のＳ
ＩＮ波とを乗算する乗算器、２５は乗算器２３の出力デ
ータからベースバンドデータのみを取り出すためのデジ
タルローパスフィルタ、２６は乗算器２４の出力データ
からベースバンドデータのみを取り出すためのデジタル
ローパスフィルタ、２７はデジタルローパスフィルタ２
５からのデータのレートを１／４にする１／４間引き
部、２８はデジタルローパスフィルタ２６からのデータ
のレートを１／４にする１／４間引き部である。

【００２７】上記の如く構成された直交復調部７の動作
を述べると、入力されるアナログＩＦ信号は、ＡＤ変換
器２１に入力される。そして、ＦＦＴ部１２の動作クロ
ックの４倍の周期でサンプリングが行われ、デジタルデ
ータに変換される。このデジタルデータは、乗算器２３
及び乗算器２４によって、ＳＩＮ／ＣＯＳ発生器２２か
ら出力される周波数がｆｓ（ｆｓはＦＦＴ部１２の動作
クロック）のＣＯＳ波データ及びＳＩＮ波データと乗算
される。乗算器２３及び乗算器２４の出力は、デジタル
ＬＰＦ２５，２６にそれぞれ入力され、高調波成分が除
去される。高調波成分が除去されたデータは、１／４間
引き部２７，２８に入力され、データが４個中３個間引
かれる。そして、ＦＦＴ部１２の動作クロックのレート
で同相検波軸信号データと直交検波軸信号データとが出
力される。尚、直交復調部７の各部での周波数軸上のス
ペクトラムを図３に示す。

【００２８】上記のように直交復調して得られたデータ
は、エンベロープ検出部６、ローテータ８に入力され
る。エンベロープ検出部６では、入力されたデータの平
均レベルを演算し、予め定められた基準値との差分を求
め、移動平均加算後、ＤＡ変換して発生される電圧によ
って、ＡＧＣアンプ５の増幅度の制御を行う。

【００２９】一方、ローテータ８では、入力された直交
復調後のデータとローカル周波数誤差補正データ発生部
１０から供給される周波数誤差補正データ（ＳＩＮ波及
びＣＯＳ波）との複素乗算が行われ、周波数誤差をキャ
リア間隔の整数倍となるように補正が行われる。ここ
で、周波数誤差の補正について述べる。

【００３０】周波数誤差の補正は、ローテータ８、ガー
ド相関演算部９及びローカル周波数誤差補正データ発生
部１０で行われる。まず、ローテータ８から出力された
データはガード相関演算部９に入力される。そして、ガ
ード相関演算部９により、ローテータ８から出力された
データと１有効シンボル期間だけ遅延された前データと
からガードインタバル期間の波形相関ベクトルが算出さ
れる。

【００３１】このガード相関演算部９の具体的な構成を
図４に示す。図４中、４１は１有効シンボル期間データ
の遅延を行う１有効シンボル遅延部、４２は１有効シン
ボル遅延部４１の出力データの複素共役データを算出す
る共役部、４３は直交復調部７の出力データと共役部４
２の出力データとの複素乗算を行う複素乗算器、４４は
ガードインタバル期間の長さだけデータを蓄積するため
のシフトレジスタ、４５はシフトレジスタの出力を加算
する加算器、４６は複数シンボルの移動平均を求める移
動平均加算部である。

【００３２】上記の如く構成されたガード相関演算部９
の動作を述べると、ローテータ８から出力されるデータ
は、複素乗算器４３と１有効シンボル遅延部４１とに入
力される。１有効シンボル遅延部４１の出力データは、
共役部４２にて複素共役データに変換され、複素乗算器
４３に入力される。複素乗算器４３によって、ローテー
タ８から出力されたデータと共役部４２の出力データと
の複素乗算が行われ、複素乗算器４３の出力はシフトレ
ジスタ４４に入力される。シフトレジスタ４４の長さ
は、ガードインタバル期間の長さである。シフトレジス
タ４４の出力は、加算器４５に入力され、１有効シンボ
ル期間前のデータとの相関ベクトルが演算される。相関
ベクトルは移動平均加算部４６によって平均化され、移
動平均加算部４６から平均化された相関ベクトルが出力
される。

【００３３】この相関ベクトルは、図５に示すようにシ
ンボル周期にピークを発生する。これは、受信されるＯ
ＦＤＭ信号のガードインタバル期間のデータが有効シン
ボルの後半部（長さは、ガードインタバル長に応じて）
のデータをコピーしているので、この期間において現シ
ンボルと１シンボル期間前のシンボルとの相関が高くな
るからである。

【００３４】そこで、ローカル周波数誤差補正データ発
生部１０では、ガード相関演算部９から出力されたガー
ドインタバル期間の波形相関ベクトルの位相が０となる
ようにＳＩＮ波およびＣＯＳ波が発生される。そして、
ローテータ８により、これらのＳＩＮ波及びＣＯＳ波と
直交復調後のデータとの複素乗算を行うことによって、
周波数誤差をキャリア間隔の整数倍となるように補正す
るのである。

【００３５】一方、タイミング発生部１１では、ガード
相関演算部９から出力された波形相関ベクトルのピーク
値を検出し、ＦＦＴウィンドウパルスを発生させるとと
もに、ＰＬＬ（フェーズロックループ）を構成し、クロ
ックの再生を行う。ローテータ８にて周波数誤差がキャ
リア間隔の整数倍となるように補正されたデータはＦＦ
Ｔ部１２に入力され、ＦＦＴ部１２によりタイミング発
生部１１から入力されるウィンドウパルス内のデータが
離散フーリエ変換され、直交周波数分割多重復調され
る。

【００３６】ところで、直交周波数分割多重復調された
データからキャリア間隔の整数倍の周波数誤差（キャリ
アずれ）を検出し、復調するキャリアを選択する訳であ
るが、単にキャリアのずれ量を検出して復調キャリアを
選択するだけでは正しいデータは得られない。なぜな
ら、上述したようにＯＦＤＭシンボルには、ガードイン
タバル期間が含まれているため、この期間の間に固定の
位相回転が生じるからである。

【００３７】そこで、本実施の形態では、周波数誤差補
正部１３により、キャリア間隔の整数倍の周波数誤差を
補正すると共に、キャリア間隔の整数倍の周波数誤差と
ガードインタバル期間によって生じる固定位相誤差を補
正する。図６は周波数誤差補正部１３の構成の一例を示
す図である。図６中、６１は周波数誤差検出部であり、
ＦＦＴ後のデータからキャリア間隔の整数倍の周波数誤
差を検出する。６２はＳＩＮ／ＣＯＳ発生器であり、Ｆ
ＦＴに入力されるデータにキャリア間隔の整数倍の周波
数誤差があるときに発生する固定位相回転を補正する為
のＳＩＮ波及びＣＯＳ波を発生する。６３はローテータ
であり、ＳＩＮ／ＣＯＳ発生器６２からのＳＩＮ波及び
ＣＯＳ波のデータを受けて、固定位相回転を補正する。
６４は復調キャリア選択部であり、周波数誤差検出部６
１の検出結果を受けて、復調するキャリアを選択するも
のである。

【００３８】ここで、周波数誤差を検出する周波数誤差
検出部６１について更に構成を詳細に説明する。周波数
の誤差を検出する方法としては、データ信号とは異なる
信号を用いる方法がある。例えば、ＯＦＤＭ変調方式が
採用される地上波デジタル放送の原案では、ＣＰ（Cont
inual Pilot ）信号は、送信側ではあらかじめ定められ
たキャリアがＢＰＳＫで変調されることにより、他のキ
ャリアと区別することが可能である。

【００３９】本実施の形態においては、ＣＰ信号を用い
て周波数の誤差を検出する方法について述べる。図７は
周波数誤差検出部６１のブロック図である。図７中、７
１はＦＦＴ後のデータを１シンボル遅延する為の１シン
ボル遅延バッファであり、７２はＦＦＴ後のデータと１
シンボル遅延バッファ７１から出力される１シンボル前
のデータとを用いてデータを差動復調する差動復調部で
あり、７３はＢＰＳＫ変調されたキャリア位置でパルス
発生するＣＰ位置パルス発生器、７４はＣＰ位置パルス
発生器７３のパルスをトリガとしてＱＣＨの振幅成分を
累積加算する累積加算器、７５はオフセット値を決定す
るオフセットアドレス発生器、７６はあらかじめ定めら
れた基準値を発生する基準値発生回路、７７は基準値と
累積加算器７４の出力値とを比較するコンパレータであ
る。

【００４０】上記の如く構成された周波数誤差検出部６
１の動作を説明する。尚、本動作において、オフセット
アドレス発生器７５のオフセットアドレス値の初期値は
０とする。まず、ＦＦＴ後のデータは差動復調部７２に
入力される。差動復調部７２は入力されたデータと１シ
ンボル遅延部７１から出力される１シンボル前のデータ
とを用いて差動復調する。

【００４１】一方、ＣＰ位置パルス発生器７３は、入力
されるシンボルパルスをトリガにして、クロックをカウ
ントし、オフセットアドレス発生器７５からのオフセッ
トアドレス値に基づいたキャリア位置でパルスを発生す
る。初期状態は、オフセットアドレス値が０であるの
で、予め設定されているＢＰＳＫ変調されたキャリア位
置で" １" が出力される。

【００４２】累積加算器７４は、ＣＰ位置パルス発生器
７３の出力が" １" のときＱＣＨの振幅成分を累積加算
する。そして、シンボルの先頭でクリアする。コンパレ
ータ７７は、累積加算器７４がクリアされる前に、累積
加算器７４の累積結果と基準値発生回路７６の基準値と
の比較を行い、低い場合にキャリア間隔単位の周波数誤
差が取れたと判断する。一方、基準値より高い場合に
は、周波数誤差が取れないとして、オフセットアドレス
発生器７５のオフセットアドレス値を１カウントアップ
する。

【００４３】そして、コンパレータ７７により周波数誤
差が取れたと判断されるまで、上記と同じ動作を繰り返
し行う。尚、＋側の周波数誤差追従範囲の上限まで増加
しても周波数誤差が取れない場合は、−側の周波数誤差
追従範囲の下限までオフセットアドレス値を下げる。コ
ンパレータ７７により周波数誤差が取れた判断したとき
のオフセットアドレス発生器７５のオフセットアドレス
値がキャリア間隔の周波数誤差となる。このようにして
周波数誤差を検出する。次に、上記の如く構成された周
波数誤差補正部１３の動作を説明する。

【００４４】まず、ＦＦＴ部１２に入力されるデータに
周波数誤差が含まれてない場合、ローテータ６３では位
相回転せず、復調キャリア選択部６４は送信側のＩＦＦ
Ｔに入力したキャリアと同一のキャリアを選択する。そ
して、変調方式がＤＱＰＳＫであれば、ローテータ１４
により差動復調され、復調ベクトルが出力される。この
場合の復調コンスタレーションを図８に示す。

【００４５】一方、例えば、ＦＦＴ部１２に入力される
データに＋ｎｆ（ｆはキャリア間隔であり、ｎは整数）
の周波数誤差が含まれている場合、送信側のＩＦＦＴの
入力でＤＣ（０Ｈｚ）に割り当てられたデータは、ＦＦ
Ｔ後のデータでは＋ｎｆＨｚのデータとして出力され
る。また、下式で表される位相回転が、ＦＦＴに入力さ
れるデータに含まれる周波数誤差とガードインータバル
期間によって生じる。

【００４６】Δθ＝ｎ×（ガードインタバル期間長／有
効シンボル長）×３６０度 （ｎ：周波数誤差） 例えば、周波数誤差が＋ｆ、即ちｎ＝1 であり、ガード
インタバル期間の長さが有効シンボル長の１／８の場
合、４５度の位相回転が生じる。従って、この誤差を含
んだまま、差動復調したときのコンスタレーションは図
９のように、４５度位相回転を生る。これは、周波数誤
差補正部１３に入力される２シンボル以降のデータが＋
４５度づつ位相回転して入力されることを意味する。詳
細に述べれば、基準となる位相から２シンボル目の位相
が４５度の位相回転し、３シンボル目の位相が９０度位
相回転して入力される。従って、ローテータ６３に入力
される２シンボル目以降のシンボルを４５度づつ増加し
た値で位相補正すれば正しいデータを得ることが可能と
なる。この例を図１０に示す。

【００４７】そこで、周波数誤差検出部６１で検出され
た周波数誤差を用いて、固定の位相回転を補正する。例
えば、ガードインタバル期間長が１／８、周波数誤差が
＋ｆのとき、Δθは４５度である。従って、位相補正を
行う角度は、０、４５、９０…・３１５度の８通り存在
するので、ＳＩＮ／ＣＯＳ発生器６２は、０、−４５、
−９０…−３１５度のＳＩＮ／ＣＯＳの値を出力する。
このように１シンボルごとには、４５度づつ回転させる
角度は増加しているが、前シンボルと比較すると相対的
に４５度づつ回転している。

【００４８】上記のようなＳＩＮ／ＣＯＳ発生器６２の
構成例を図１１に示す。このＳＩＮ／ＣＯＳ発生器６２
は３ビットの加算器８１と、遅延器８２と、加算器８１
の出力に対応したＳＩＮ値及びＣＯＳ値が記憶されたＳ
ＩＮ／ＣＯＳ発生用ＲＯＭ８３とから構成される。尚、
ＳＩＮ／ＣＯＳ発生用ＲＯＭ８３には、予め知り得た
（ガードインタバル期間長／有効シンボル長）の値か
ら、式、 Δθ＝ｎ×（ガードインタバル期間長／有効シンボル
長）×３６０度 （ｎ：周波数誤差） を用いて計算された補正角度が入力される数値に対応さ
れて格納されている。具体的には、０（０００）＝０
度、１（００１）＝−４５度、２（０１０）＝−９０
度、３（０１１）＝−１３５度、４（１００）＝−１８
０度、５（１０１）＝−２２５度、６（１１０）＝−２
７０度、７（１１１）＝−３１５度である。

【００４９】周波数誤差が１の場合、加算器８１には周
波数誤差検出部６１から" １" が入力されるため、初期
値０と遅延器８２の入力を考えると加算器の出力は、０
（０００），１（００１），２（０１０）…７（１１
１），０（０００），１（００１）…とシンボル毎に１
ずつ増加する。ＳＩＮ／ＣＯＳ発生用ＲＯＭ８３は、
０，１，２…７，０，１…７の加算器８１の出力に対応
し、０，−４５，−９０…−３１５，０，−４５…−３
１５度のＳＩＮ／ＣＯＳの値を出力する。

【００５０】周波数誤差が２の場合には、加算器８１に
は周波数誤差検出部６１から" ２"が入力されるため、
初期値０と遅延器８２の入力を考えると加算器の出力
は、０（０００），２（０１０）…６（１１０），０
（０００），１（００１）…とシンボル毎に２ずつ増加
する。ＳＩＮ／ＣＯＳ発生用ＲＯＭ８３は、０，２…
６，０，２…６の加算器８１の出力に対応し、０，−９
０…−２７０，０，−９０…−２７０度のＳＩＮ／ＣＯ
Ｓの値を出力する。

【００５１】ここで、周波数誤差が１の場合におけるＳ
ＩＮ／ＣＯＳ発生器６２から発生されるデータがローテ
ータ６３に入力されるタイミングのタイミングチャート
を図１２に示す。図１２に示される如く、ＳＩＮ／ＣＯ
Ｓ発生器６２は、１シンボル、２シンボル、３シンボル
…に対応して０度、−４５度、−９０度…というように
−４５度づつ増加したデータを出力する。ローテータ６
３では、入力された値によってシンボルデータの位相を
補正する。すなわち、２シンボル目では４５度の位相補
正し、３シンボル目では９０度の位相補正…と言うよう
に補正し、シンボルの位相誤差をキャンセルする。これ
により、キャリア間隔の整数倍の周波数誤差とガードイ
ンタバル期間とに起因する固定の位相回転を補正するこ
とが出来る。

【００５２】ローテータ６３により、キャリア間隔の整
数倍の周波数誤差とガードインタバル期間に起因する固
定の位相回転の補正後、復調キャリア選択部６４で、周
波数誤差に応じて復調するキャリアの選択を行う。例え
ば、送信側で−Ｎから＋Ｎのキャリアにデータを入力し
ていた場合、周波数誤差が＋ｆのときは、復調するキャ
リアは、−（Ｎ−１）〜＋（Ｎ＋１）までのキャリアの
選択を行う。この選択キャリアの指示は、周波数誤差検
出部６１から出力されるキャリア間隔の周波数誤差に基
づいて行われる。

【００５３】最後に、ローテータ１４によって各キャリ
アごとに残留位相誤差の検出及び補正が行われる。本発
明の他の実施の形態について説明する。本実施の形態が
前述した実施の形態と異なる点は、周波数誤差の検出方
法である。本実施の形態ではフレームの先頭を検出する
ためにＴＭＣＣ（Transmissionand Multiplexing Confi
guration Control ）に挿入された固定のデータを用い
て、周波数誤差を検出する例を説明する。尚、前述の実
施の形態と異なる点は周波数誤差補正部１３の構成の
為、周波数誤差補正部１３につてのみ説明する。

【００５４】ＯＦＤＭ変調方式が採用される地上波デジ
タル放送の原案では、フレームの先頭を検出するため
に、固定のデータが挿入される。この固定データは、３
５ＥＥと反転のＣＡ１１とがフレームごとに交互に現れ
るよう、ＴＭＣＣという定められた位置のキャリアの第
１シンボルから第１６シンボルに入力される。本実施の
形態では、この固定データが検出するまで、シンボルパ
ルスの位置を調整し、キャリア間隔の整数倍の周波数誤
差を検出することにより、キャリア間隔の整数倍の周波
数誤差とガードインタバル期間とによって生じる位相回
転の補正、復調キャリアの選択を行う。

【００５５】次に、具体的な構成及び動作を図面を参照
して説明する。図１３は他の実施の形態における周波数
誤差補正部のブロック図である。図１３中、１００は周
波数誤差（キャリアずれ）を検出する為の周波数誤差補
正データ切替部、１０１は固定データを検出する為の固
定データ検出部である。尚、図１３中、前述した実施の
形態と同様な構成のものについては同じ符号を付してい
る。

【００５６】この周波数誤差補正部において、まず周波
数誤差補正データ切替部１００の初期値が０にセットさ
れる。そして、定められたフレーム数の間、固定データ
検出部１０１からの固定データの検出を示す検出信号を
待つ。定められたフレーム数の間に固定データが検出さ
れた場合は、周波数誤差は０であり同期とみなされる。
一方、定められたフレーム数の間に固定データが検出さ
れない場合は、初期値の０を１カウントアップし、同様
に定められたフレーム数の間、固定データの検出信号を
待つ。この操作を固定データが検出されるまで繰り返
す。そして、固定データが検出された時のカウント値が
周波数誤差（キャリアずれ）となる。尚、＋側の周波数
誤差追従範囲の上限までカウント値を増加しても周波数
同期が取れない場合は、−側の周波数誤差追従範囲の下
限までカウント値を下げる。

【００５７】周波数同期取れた時の出力データ（周波数
誤差）は、ＳＩＮ／ＣＯＳ発生器６２及び復調キャリア
選択部６４に入力され、前述した同様な動作を行い、周
波数補正が行われる。尚、本実施の形態では、復調方式
として非同期検波方式（差動復調）を用いたが、同期検
波方式でも本発明の固定の位相補正が適用することが出
来る。なぜなら、正確にシンボル毎に正しい位相補正を
しているからである。これにより、差動復調のように現
シンボルと前シンボルとの位相差で復調する方式のもみ
ならず、絶対位相を再生する必要のある同期検波方式で
も適用することが出来るのである。

【００５８】また、本実施の形態では、固定の位相回転
の補正した後に復調キャリアを選択しているが、復調キ
ャリアを選択した後に位相回転の補正しても良い。

【００５９】

【効果の説明】本発明によれば、、キャリア間隔の整数
倍の周波数誤差とガードインタバル期間とに起因するシ
ンボルの位相誤差を補正し、正しいデータを得ることが
可能となる。また、各シンボル毎に位相が正しく補正さ
れているので、位相差を用いてキャリアを復調する差動
復調のみならず、同期検波方式であっても正しくデータ
を復調することが出来ると言う効果も奏する。

【００６０】更に、本実施の形態に記載されているよう
に、前段にキャリアの周波数誤差がキャリア間隔の整数
倍となるように制御する制御手段を設け、位相補正手段
と併用すれば、精度の高い局部発振器を用いることが不
要となり、安価な受信機を提供することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す図である。

【図２】直交復調部７の構成例を示す図である。

【図３】直交復調部７の各部のスペクトラムを示す図で
ある。

【図４】ガード相関演算部９の構成例を示す図である。

【図５】ガード相関演算部９におけるシンボルと相関波
形の関係を示す図である。

【図６】周波数誤差補正部１３の構成を示す図である。

【図７】周波数誤差検出部６１の構成例を示す図であ
る。

【図８】復調コンスタレーションの一例を示す図であ
る。

【図９】復調コンスタレーションの一例を示す図であ
る。

【図１０】周波数誤差補正部１３における補正の一例を
説明するための図である。

【図１１】ＳＩＮ／ＣＯＳ発生器６２の構成を示す図で
ある。

【図１２】ＳＩＮ／ＣＯＳ発生器６２から発生されるデ
ータのローテータ６３への入力タイミングを示す図であ
る。

【図１３】本発明の他の実施の形態を示す図である。

【図１４】従来の技術を説明するための図である。

【符号の説明】

１ ＢＰＦ ２ ミキサ ３ ＢＰＦ ４ 局部発振器 ５ ＡＧＣアンプ ６ エンベロープ検出部 ７ 直交復調部 ８ ローテータ ９ ガード相関演算部 １０ ローカル周波数誤差補正データ発生部 １１ タイミング発生部 １２ ＦＦＴ部 １３ 周波数誤差補正部 １４ ローテータ

Claims (16)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 有効シンボル期間とこの有効シンボル期
   間のデータの一部に一致したガードインターバル期間と
   を有する直交周波数分割多重変調信号を復調する直交周
   波数分割多重復調装置において、 直交周波数分割多重変調信号が周波数分割多重復調され
   たデータからキャリア間隔の整数倍の周波数誤差を検出
   する周波数誤差検出手段と、前記周波数誤差検出手段が検出した周波数誤差をｎ（ｎ
   は整数）としたとき、ガードインタバル期間長と周波数
   誤差とから生じるシンボルの固定位相回転Δθを、式 Δθ＝ｎ×（ガードインタバル期間長／有効シンボル期
   間長）×３６０度 から求め、１シンボル毎に−Δθを増加させた位相量を
   各シンボルの補正量として 各シンボルの位相誤差を補正
   する補正手段とを有することを特徴とする直交周波数分
   割多重復調装置。
2. 【請求項２】 前記周波数誤差検出手段は、送信側で特
   定の変調方式により変調され、かつ特定のキャリア位置
   に配置されているキャリアを検出することにより、キャ
   リア間隔の整数倍の周波数誤差を検出するように構成さ
   れていることを特徴とする請求項１に記載の直交周波数
   分割多重復調装置。
3. 【請求項３】 前記周波数誤差検出手段は、送信側で予
   め定められたキャリア位置にあるキャリアのデータに挿
   入された識別データを検出することにより、キャリア間
   隔の整数倍の周波数誤差を検出するように構成されてい
   ることを特徴とする請求項１に記載の直交周波数分割多
   重復調装置。
4. 【請求項４】 有効シンボル期間とこの有効シンボル期
   間のデータの一部に一致したガードインタバル期間とを
   有する直交周波数分割多重変調信号を復調する直交周波
   数分割多重復調装置において、 周波数分割多重復調されたデータから、特定の変調方式
   により変調されかつ特定のキャリア位置に配置されてい
   るキャリアを検出することにより、キャリア間隔の整数
   倍の周波数誤差ｎ（整数）を検出する周波数誤差検出手
   段と、 ガードインタバル期間長と周波数誤差とから生じるシン
   ボルの固定位相回転Δθを、 Δθ＝周波数誤差ｎ×（ガードインタバル期間長／有効
   シンボル期間長）×３６０度 から求め、１シンボル毎に−Δθを増加させた位相量を
   各シンボルの補正量とした補正データを生成し、シンボ
   ルタイミングにあわせて補正データを出力する補正デー
   タ発生手段と、 前記補正データに基づいて、入力されたシンボルの位相
   誤差を補正する補正手段とを有することを特徴とする直
   交周波数分割多重復調装置。
5. 【請求項５】 前記周波数誤差検出手段は、前記特定の
   キャリアが存在すべきキャリア位置において検出されな
   かった場合、検出するキャリア位置を一つずつずらしな
   がら前記特定のキャリアを検出し、前記特定のキャリア
   が検出されたキャリア位置と存在すべきキャリア位置と
   のずれを周波数誤差データとして出力するように構成さ
   れていることを特徴とする請求項４に記載の直交周波数
   分割多重復調装置。
6. 【請求項６】 有効シンボル期間とこの有効シンボル期
   間のデータの一部に一致したガードインタバル期間とを
   有する直交周波数分割多重変調信号を復調する直交周波
   数分割多重復調装置において、 周波数分割多重復調されたデータから、送信側で予め定
   められたキャリア位置にあるキャリアのデータに挿入さ
   れた識別データを検出することにより、キャリア間隔の
   整数倍の周波数誤差ｎ（整数）を検出する周波数誤差検
   出手段と、 ガードインタバル期間長と周波数誤差とから生じるシン
   ボルの固定位相回転Δθを、 Δθ＝周波数誤差ｎ×（ガードインタバル期間長／有効
   シンボル期間長）×３６０度 から求め、１シンボル毎に−Δθを増加させた位相量を
   各シンボルの補正量とした補正データを生成し、シンボ
   ルタイミングにあわせて補正データを出力する補正デー
   タ発生手段と、 前記補正データに基づいて、入力されたシンボルの位相
   誤差を補正する補正手段とを有することを特徴とする直
   交周波数分割多重復調装置。
7. 【請求項７】 前記周波数誤差検出手段は、予め定めら
   れたキャリア位置において前記識別データが検出されな
   い場合、キャリア位置を一つずつずらしながら前記識別
   データを検出し、前記識別データが検出されたキャリア
   位置と予め定められたキャリア位置とのずれを周波数誤
   差データとして出力するように構成されていることを特
   徴とする請求項６に記載の直交周波数分割多重復調装
   置。
8. 【請求項８】 有効シンボル期間とこの有効シンボル期
   間のデータの一部に一致したガードインタバル期間とを
   有する直交周波数分割多重変調信号を復調する直交周波
   数分割多重復調装置において、 直交周波数分割多重変調信号を直交復調する直交復調手
   段と、 前記直交復調手段から出力されたデータの有効シンボル
   期間とガードインタバル期間との相関より、キャリアの
   周波数誤差をキャリア間隔の整数倍となるようにキャリ
   ア周波数を制御する制御手段と、 前記制御手段の出力から、キャリア間隔の整数倍に換算
   したキャリアずれ量を検出するキャリアずれ検出手段
   と、 前記キャリアずれ検出手段が検出したキャリアずれ量と
   ガードインタバル期間とによって生じるシンボルの固定
   位相回転量を求め、前記固定位相回転量を１シンボル毎
   に増加した位相補正量を補正データとして発生する補正
   データ発生手段と、 前記補正データに基づいて、各シンボルの位相回転の誤
   差を補正する補正手段と、 検出されたキャリアずれに基づいて、前記補正手段から
   出力されるキャリアを前記キャリアずれ量だけシフトさ
   せ、復調キャリアを選択するキャリア選択手段とを有す
   ることを特徴とする直交周波数分割多重復調装置。
9. 【請求項９】 前記補正データ発生手段は、 前記キャリアずれ検出手段が検出したキャリアずれ量を
   ｎ（ｎは整数）としたとき、ガードインタバル期間長と
   周波数誤差とから生じるシンボルの固定位相回転Δθ
   を、式 Δθ＝ｎ×（ガードインタバル期間長／有効シンボル期
   間長）×３６０度 から求め、１シンボル毎に−Δθを増加させた位相量を
   各シンボルの補正量として補正データを発生するするよ
   うに構成されていることを特徴とする請求項８に記載の
   直交周波数分割多重復調装置。
10. 【請求項１０】 送信側で特定の変調方式により変調さ
    れたキャリアが予め定められたキャリア位置に配置され
    ている場合において、 前記キャリアずれ検出手段は、 予め定められたキャリア位置でパルスを発生する位置パ
    ルス発生手段と、前記パルスのタイミング時のキャリア
    が前記特定の変調方式により変調されたものであるかを
    検出する検出手段と、前記検出手段で前記特定の変調方
    式により変調されたキャリアが検出されなかった場合、
    アドレス値を１増加させて前記位置パルス発生手段のパ
    ルス発生のタイミングを１キャリア分ずらさせるパルス
    位置調整手段とを有し、 前記検出手段が前記特定の変調方式により変調されたキ
    ャリアを検出した際の前記パルス位置調整手段のアドレ
    ス値をキャリアずれ量とすることを特徴とする請求項８
    又は請求項９に記載の直交周波数分割多重復調装置。
11. 【請求項１１】 前記パルス位置調整手段は、初期値の
    アドレス値としてゼロが設定されており、前記検出手段
    で前記特定の変調方式により変調されたキャリアが検出
    されなかった場合に前記アドレス値をプラス側に１増加
    させ、＋側の周波数誤差追従範囲の上限まで増加しても
    前記特定の変調方式により変調されたキャリアが検出さ
    れなかった場合には、アドレス値をマイナス側に１増加
    させて−側の周波数誤差追従範囲の下限まで行うことを
    特徴とする請求項１０に記載の直交周波数分割多重復調
    装置。
12. 【請求項１２】 送信側で予め定められたキャリア位置
    にあるキャリアのデータに識別データが挿入されている
    場合において、 前記キャリアずれ検出手段は、 前記キャリア選択手段の出力からデータを再生し、キャ
    リア位置をずらしながら、前期識別データを検出する検
    出手段と、前記検出手段で前記識別データが検出される
    までカウント値をゼロから１ずつ増加させるカウント手
    段とを有し、前記検出手段で前記識別データが検出され
    た際の前記カウント手段のカウント値をキャリアずれ量
    とすることを特徴とする請求項８又は請求項９に記載の
    直交周波数分割多重復調装置。
13. 【請求項１３】 前記カウント手段は、初期値としてゼ
    ロが設定されており、前記検出手段で前記識別データが
    検出されなかった場合に前記カウント値をプラス側に１
    増加させ、＋側の周波数誤差追従範囲の上限まで増加し
    ても前記識別データが検出されなかった場合には、カウ
    ント値をマイナス側に１増加させて−側の周波数誤差追
    従範囲の下限まで行うことを特徴とする請求項１２に記
    載の直交周波数分割多重復調装置。
14. 【請求項１４】 有効シンボル期間とこの有効シンボル
    期間のデータの一部に一致したガードインタバル期間と
    を有する直交周波数分割多重変調信号を復調する際、キ
    ャリアの周波数誤差とガードインタバル期間とから生じ
    るシンボルの位相誤差を補正する補正方法であって、 直交周波数分割多重変調信号が周波数分割多重復調され
    たデータからキャリア間隔の整数倍の周波数誤差を検出
    するステップと、前記検出した周波数誤差をｎ（整数）としたとき、ガー
    ドインタバル期間長と周波数誤差とから生じるシンボル
    の固定位相誤差Δθを、式 Δθ＝ｎ×（ガードインタバル期間長／有効シンボル期
    間長）×３６０度 から求め、１シンボル毎に−Δθずつ増加した位相を１
    シンボル毎の位相補正量として 算出するステップと、 前記算出された１シンボル毎の位相補正量に基づいて、
    各シンボルの位相誤差を補正するステップとを有するこ
    とを特徴とする直交周波数分割多重復調におけるシンボ
    ルの位相誤差の補正方法。
15. 【請求項１５】 前記周波数誤差を検出するステップ
    は、送信側で特定の変調方式により変調され、かつ特定
    のキャリア位置に配置されたキャリアを検出することに
    より、キャリア間隔の整数倍の周波数誤差を検出するス
    テップであることを特徴とする請求項１４に記載の直交
    周波数分割多重復調におけるシンボルの位相誤差の補正
    方法。
16. 【請求項１６】 前記周波数誤差を検出するステップ
    は、送信側で予め定められたキャリアのデータに挿入さ
    れた識別データを検出することにより、キャリア間隔の
    整数倍の周波数誤差を検出するステップであることを特
    徴とする請求項１４に記載の直交周波数分割多重復調に
    おけるシンボルの位相誤差の補正方法。