JP3731496B2 - 直交周波数分割多重信号受信装置及び直交周波数分割多重信号受信方法 - Google Patents
直交周波数分割多重信号受信装置及び直交周波数分割多重信号受信方法 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、直交周波数分割多重信号受信装置及び直交周波数分割多重信号受信方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ディジタル信号を伝送する方式の１つとして、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ；Orthogonal Frequency Division Multiplex）方式が知られている。
この直交周波数分割多重方式を用いたシステムに適用される従来の受信装置は、受信タイミングを調整するため、受信信号をディジタル化するＡ／Ｄ（Analog-to-Digital）変換器におけるサンプリング周波数を制御していた。すなわち、従来の受信装置は、クロック信号をＡ／Ｄ変換器に供給してサンプリング周波数を規定するためのＶＣＸＯ（Voltage Controlled crystal Oscillator）を備えていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の受信装置では、ＶＣＸＯの周波数可変範囲に基づく制約により、受信タイミングを調整するために多くの時間が費やされることがあった。
例えば、周波数可変範囲が１００ｐｐｍであるＶＣＸＯを用いてＡ／Ｄ変換器のサンプリング周波数を制御するものとする。この場合、１ＯＦＤＭシンボルが２５６０サンプルからなり、ガードインターバル比が１／４であるＩＳＤＢ−ＴシステムのモードＩにおいて、約３．９ＯＦＤＭシンボルに対して１サンプルの割合までしかタイミングを変化させることができなかった。
【０００４】
また、従来の受信装置が備えるＶＣＸＯは、高い精度が要求される機器であり、受信装置全体の製造コストが増大する要因となっていた。
【０００５】
この発明は、上記実状に鑑みてなされたものであり、安価な構成で高速なタイミング制御を可能とする直交周波数分割多重信号受信装置を、提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明の第１の観点に係る直交周波数分割多重信号受信装置は、
直交周波数分割多重化が施された受信信号を入力して、ディジタル化するサンプリング手段と、
前記サンプリング手段によりディジタル化された受信信号をフーリエ変換するフーリエ変換手段と、
前記サンプリング手段が前記フーリエ変換手段に入力する受信信号のサンプルデータを操作することにより、前記フーリエ変換手段によるフーリエ変換の実行タイミングを調整するサンプル調整手段と、
前記フーリエ変換手段によりフーリエ変換された受信信号からパイロット信号を抽出するパイロット抽出手段と、
前記パイロット抽出手段により抽出されたパイロット信号の位相を、前記サンプル調整手段が操作するサンプルデータ数に対応した位相量だけ回転させるパイロット位相回転手段と、
前記パイロット位相回転手段から出力されたパイロット信号に基づいて、受信信号の伝送路応答成分に対応した等化係数を特定する等化係数特定手段と、
前記フーリエ変換手段によりフーリエ変換された受信信号を、予め定められた所定数のシンボル期間だけ遅延させる所定シンボル遅延手段と、
前記所定シンボル遅延手段により遅延が加えられた受信信号に対して、前記等化係数特定手段により特定された等化係数を用いた等化を行うことにより、伝送データを復調する信号等化手段と、
前記フーリエ変換手段によりフーリエ変換された受信信号を１シンボル期間だけ遅延させる１シンボル遅延手段と、
前記フーリエ変換手段によりフーリエ変換された受信信号及び前記１シンボル遅延手段により遅延が加えられた受信信号を用いた差動検波により、伝送データを復調する差動復調手段と、
前記差動復調手段により復調された伝送データの位相を、前記サンプル調整手段が操作するサンプルデータ数に対応した位相量だけ回転させるデータ位相回転手段と、
前記データ位相回転手段から出力された伝送データを、前記所定シンボル遅延手段が受信信号に加える遅延量と同一である所定数のシンボル期間だけ遅延させるデータ遅延手段と、
前記信号等化手段により復調された伝送データ及び前記データ遅延手段により遅延が加えられた伝送データについて、誤りを訂正して出力する誤り訂正手段とを備え、
前記等化係数特定手段は、等化係数を特定するために保持しているパイロット信号データを補正して、過去に取得したパイロット信号の位相を、前記サンプル調整手段が操作したサンプルデータ数に対応する位相量だけ回転させる、
ことを特徴とする。
【０００７】
前記サンプル調整手段がサンプルデータを操作した受信信号から有効シンボル区間の受信タイミングを検出し、フーリエ変換の実行タイミングの変更を指示するためのタイミング制御信号を生成するタイミング検出手段を備え、
前記サンプル調整手段は、前記タイミング検出手段が生成したタイミング制御信号に基づいて、受信信号に対してサンプルデータを追加することにより、あるいは、受信信号内のサンプルデータを削除することにより、受信信号のサンプルデータを操作し、
前記パイロット位相回転手段は、前記タイミング検出手段が生成したタイミング制御信号によりフーリエ変換の実行タイミングの変更が指示されると、前記パイロット抽出手段により抽出されたパイロット信号の位相を、前記サンプル調整手段が追加／削除するサンプルデータ数に対応した位相量だけ回転させ、また、前記タイミング検出手段が生成したタイミング制御信号によりフーリエ変換の実行タイミングの変更が指示されて前記サンプル調整手段がサンプルデータを操作したのち、前記所定シンボル遅延手段が受信信号に加える遅延量と同一である所定数のシンボル期間に相当する時間が経過すると、回転させていたパイロット信号の位相を元に戻し、
前記等化係数特定手段は、前記タイミング検出手段が生成したタイミング制御信号によりフーリエ変換の実行タイミングの変更が指示されて前記サンプル調整手段がサンプルデータを操作したのち、前記所定シンボル遅延手段が受信信号に加える遅延量と同一である所定数のシンボル期間に相当する時間が経過すると、等化係数を特定するために保持しているパイロット信号データを補正して、過去に取得したパイロット信号の位相を、前記サンプル調整手段が追加／削除したサンプルデータ数に対応する位相量だけ回転させ、
前記データ位相回転手段は、前記タイミング検出手段が生成したタイミング制御信号によりフーリエ変換の実行タイミングの変更が指示されると、前記差動復調手段により復調された伝送データの位相を、前記サンプル調整手段が追加／削除するサンプルデータ数に対応した位相量だけ回転させることが望ましい。
【０００８】
前記パイロット位相回転手段は、前記パイロット抽出手段により抽出されたパイロット信号の位相を、サンプルデータの操作によりフーリエ変換後の受信信号に生じる位相回転の方向に対して、逆方向に回転させ、
前記等化係数特定手段は、過去に取得したパイロット信号の位相を、サンプルデータの操作によりフーリエ変換後の受信信号に生じる位相回転の方向に対して、正方向に回転させ、
前記データ位相回転手段は、前記差動復調手段により復調された伝送データの位相を、サンプルデータの操作によりフーリエ変換後の受信信号に生じる位相回転に対して、逆方向に回転させることが望ましい。
【０００９】
前記サンプリング手段は、受信信号を、予め定められた一定のサンプリング周波数でサンプリングすることによりディジタル化することが望ましい。
【００１０】
前記サンプル調整手段は、受信信号におけるガードインターバル区間のサンプルデータを操作することが望ましい。
【００１１】
この発明の第２の観点に係る直交周波数分割多重信号受信装置は、
直交周波数分割多重化が施された受信信号を入力して、ディジタル化するサンプリング手段と、
前記サンプリング手段によりディジタル化された受信信号をフーリエ変換するフーリエ変換手段と、
前記サンプリング手段が前記フーリエ変換手段に入力する受信信号のサンプルデータを操作することにより、前記フーリエ変換手段によるフーリエ変換の実行タイミングを調整するサンプル調整手段と、
前記フーリエ変換手段によりフーリエ変換された受信信号からパイロット信号を抽出するパイロット抽出手段と、
前記パイロット抽出手段により抽出されたパイロット信号の位相を、前記サンプル調整手段が操作するサンプルデータ数に対応した位相量だけ回転させるパイロット位相回転手段と、
前記パイロット位相回転手段から出力されたパイロット信号に基づいて、受信信号の伝送路応答成分に対応した等化係数を特定する等化係数特定手段と、
前記フーリエ変換手段によりフーリエ変換された受信信号を、予め定められた所定数のシンボル期間だけ遅延させる所定シンボル遅延手段と、
前記所定シンボル遅延手段により遅延が加えられた受信信号に対して、前記等化係数特定手段により特定された等化係数を用いた等化を行うことにより、伝送データを復調する信号等化手段とを備え、
前記等化係数特定手段は、等化係数を特定するために保持しているパイロット信号データを補正して、過去に取得したパイロット信号の位相を、前記サンプル調整手段が操作したサンプルデータ数に対応する位相量だけ回転させる、
ことを特徴とする。
【００１２】
この発明の第３の観点に係る直交周波数分割多重信号受信装置は、
直交周波数分割多重化が施された受信信号を入力して、ディジタル化するサンプリング手段と、
前記サンプリング手段によりディジタル化された受信信号をフーリエ変換するフーリエ変換手段と、
前記サンプリング手段が前記フーリエ変換手段に入力する受信信号のサンプルデータを操作することにより、前記フーリエ変換手段によるフーリエ変換の実行タイミングを調整するサンプル調整手段と、
前記フーリエ変換手段によりフーリエ変換された受信信号を入力して、同期変調方式で変調されたサブキャリアから伝送データを復調する同期復調手段と、
前記フーリエ変換手段によりフーリエ変換された受信信号を入力して、差動変調方式で変調されたサブキャリアから伝送データを復調する差動復調手段とを備え、
前記同期復調手段は、予め定められたサブキャリアにて伝送されたパイロット信号の位相を、前記サンプル調整手段が操作するサンプルデータ数に対応した位相量だけ回転させて、サンプルデータの操作によりフーリエ変換後の受信信号に生じる位相回転を補正し、
前記差動復調手段は、差動検波により復調した伝送データの位相を、前記サンプル調整手段が操作するサンプルデータ数に対応した位相量だけ回転させて、サンプルデータの操作によりフーリエ変換後の受信信号に生じる位相回転を補正する、
ことを特徴とする。
【００１３】
この発明の第４の観点に係る直交周波数分割多重信号受信方法は、
直交周波数分割多重化が施された信号を受信して伝送データを復調するための直交周波数分割多重信号受信方法であって、
サンプリング手段が受信信号を入力してサンプリングすることにより、受信信号をディジタル化するサンプリングステップと、
フーリエ変換手段が前記サンプリングステップにてディジタル化された受信信号をフーリエ変換するフーリエ変換ステップと、
前記サンプリングステップにてディジタル化されて前記フーリエ変換手段に入力される受信信号のサンプルデータを、サンプル調整手段が操作することにより、前記フーリエ変換ステップにおけるフーリエ変換の実行タイミングを調整するサンプル調整ステップと、
パイロット抽出手段が前記フーリエ変換ステップにてフーリエ変換された受信信号からパイロット信号を抽出するパイロット抽出ステップと、
パイロット位相回転手段が、前記パイロット抽出ステップにて抽出されたパイロット信号の位相を、前記サンプル調整ステップにて前記サンプル調整手段が操作するサンプルデータ数に対応した位相量だけ回転させるパイロット位相回転ステップと、
等化係数特定手段が、前記パイロット位相回転手段から出力されたパイロット信号に基づいて、受信信号の伝送路応答成分に対応した等化係数を特定する等化係数特定ステップと、
所定シンボル遅延手段が、前記フーリエ変換ステップにてフーリエ変換された受信信号を、予め定められた所定数のシンボル期間だけ遅延させる所定シンボル遅延ステップと、
信号等化手段が、前記所定シンボル遅延ステップにて遅延が加えられた受信信号に対して、前記等化係数特定ステップにて特定された等化係数を用いた等化を行うことにより、伝送データを復調する信号等化ステップと、
１シンボル遅延手段が、前記フーリエ変換ステップにてフーリエ変換された受信信号を、１シンボル期間だけ遅延させる１シンボル遅延ステップと、
差動復調手段が、前記フーリエ変換ステップにてフーリエ変換された受信信号及び前記１シンボル遅延ステップにて遅延が加えられた受信信号を用いた差動検波により、伝送データを復調する差動検波ステップと、
データ位相回転手段が、前記差動検波ステップにて復調された伝送データの位相を、前記サンプル調整ステップにて前記サンプル調整手段が操作するサンプルデータ数に対応した位相量だけ回転させるデータ位相回転ステップと、
データ遅延手段が、前記データ位相回転手段から出力された伝送データを、前記所定シンボル遅延ステップにて前記所定シンボル遅延手段が受信信号に加える遅延量と同一である所定数のシンボル期間だけ遅延させるデータ遅延ステップと、
誤り訂正手段が、前記信号等化ステップにて復調された伝送データ及び前記データ遅延ステップにて遅延が加えられた伝送データの誤りを訂正して出力する誤り訂正ステップとを備え、
前記等化係数特定ステップは、前記等化係数特定手段が、等化係数を特定するために保持しているパイロット信号データを補正して、過去に取得したパイロット信号の位相を、前記サンプル調整ステップにて前記サンプル調整手段が操作したサンプルデータ数に対応する位相量だけ回転させるステップを備える、
ことを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して、この発明の実施の形態に係る直交周波数分割多重信号受信装置について詳細に説明する。
【００１５】
図１は、この発明の実施の形態に係る直交周波数分割多重信号受信装置１００の構成を示す図である。
この直交周波数分割多重信号受信装置１００に入力される受信信号は、送信側において直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ；Orthogonal Frequency Division Multiplexing）が施され、シンボル周期で互いに直交する多数のサブキャリアを用いてディジタル信号を伝送する。
ここで、この受信信号は、図２（ａ）に示すように、１つのＯＦＤＭシンボル期間が有効シンボル区間とガードインターバル区間とに分かれている。ガードインターバル区間は、ＯＦＤＭシンボル期間内で有効シンボル区間に前置され、有効シンボル区間の後部を複写した冗長な信号区間である。
【００１６】
受信側では、図２（ａ）に示す直接波及び図２（ｂ）に示す遅延波が到達して図２（ｃ）に示すような合成波が受信された場合でも、遅延波における遅延量が直接波のガードインターバル区間内に収まれば、遅延波の影響を受けることなく伝送データを復調することができる。
【００１７】
図１に示すように、この直交周波数分割多重信号受信装置１００は、Ａ／Ｄ変換器１と、サンプル調整器２と、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）回路３と、タイミング検出器４と、同期復調器５と、差動復調器６と、ＦＥＣ（Forward Error Correction）デコーダ７とを備えている。
【００１８】
Ａ／Ｄ変換器１は、受信信号をディジタル化するためのものである。
ここで、Ａ／Ｄ変換器１は、受信信号を予め定められた一定のサンプリング周波数でサンプリングすることによりサンプルデータを生成し、ディジタル化した受信信号としてサンプル調整器２に送る。
【００１９】
サンプル調整器２は、Ａ／Ｄ変換器１によりディジタル化された受信信号のサンプルデータを操作することにより、ＦＦＴ回路３による高速フーリエ変換の実行タイミングを調整するためのものである。より具体的には、サンプル調整器２は、タイミング検出器４から受けたタイミング制御信号に従って、受信信号に対して、サンプルデータを追加し、あるいは、サンプルデータを削除する。
この際、サンプル調整器２は、タイミング検出器４からのタイミング制御信号に基づいて、受信信号に対するサンプルデータの追加／削除の別、及び追加／削除するサンプルデータ数を特定する。
すなわち、サンプル調整器２は、タイミング検出器４からのタイミング制御信号により高速フーリエ変換の実行タイミングを進めさせる旨が命令されると、受信信号にダミーデータを挿入するなどして、サンプルデータを追加する。また、サンプル調整器２は、タイミング検出器４からのタイミング制御信号により高速フーリエ変換の実行タイミングを遅らせる旨が命令されると、受信信号内のサンプルデータを削除する。
サンプル調整器２は、サンプルデータを追加／削除した受信信号を出力し、ＦＦＴ回路３に送る。
【００２０】
ＦＦＴ回路３は、サンプル調整器２から受けた受信信号を高速フーリエ変換するなどして、時系列データを周波数成分データに変換するためのものである。ＦＦＴ回路３は、周波数成分データに変換した受信信号を、同期復調器５及び差動復調器６に入力する。
【００２１】
タイミング検出器４は、サンプル調整器２からの出力信号を取得して、有効シンボル区間の受信タイミングを検出するためのものである。すなわち、タイミング検出器４は、例えばサンプル調整器２からの出力信号についての自己相関演算を実行することにより、有効シンボル区間の受信タイミングを検出する。
【００２２】
また、タイミング検出器４は、検出した有効シンボル区間の受信タイミングと、ＦＦＴ回路３が高速フーリエ変換を実行するタイミングとの差異を検出し、高速フーリエ変換の実行タイミングの変更を指示するためのタイミング制御信号を生成する。
このタイミング制御信号は、ＦＦＴ回路３による高速フーリエ変換の実行タイミングを規定するＦＦＴ窓の位置を、受信信号内の有効シンボル区間と整合させるための信号であり、操作識別情報と、操作量特定情報とを含んでいる。
操作識別情報は、サンプル調整器２が受信信号に対してサンプルデータを追加して高速フーリエ変換の実行タイミングを進めさせるか、受信信号内のサンプルデータを削除して高速フーリエ変換の実行タイミングを遅らせるかを、命令するための情報である。
操作量特定情報は、サンプル調整器２が受信信号に対して追加／削除するサンプルデータ数を示す情報である。
タイミング検出器４により生成されたタイミング制御信号は、サンプル調整器２のほか、同期復調器５が備えるＳＰ位相回転部１１や等化係数特定部１２、及び差動復調器６が備えるデータ位相回転部１７に送られる。
【００２３】
同期復調器５は、受信信号内で所定のサブキャリアに散在するＳＰ（Scattered Pilot）信号を用いて受信信号の等化を行うことにより、例えばＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）方式や１６ＱＡＭ（16 Quadrature Amplitude Modulation）方式、６４ＱＡＭ方式といった、同期変調方式で変調されたサブキャリアから伝送データを復調するためのものである。
同期復調器５は、図３に示すように、ＳＰ抽出部１０と、ＳＰ位相回転部１１と、等化係数特定部１２と、遅延回路１３と、等化処理部１４とを備えている。
【００２４】
ＳＰ抽出部１０は、ＦＦＴ回路３によりフーリエ変換された受信信号から、ＳＰ信号を伝送したサブキャリアを抽出するためのものである。
【００２５】
ＳＰ位相回転部１１は、ＳＰ抽出部１０により抽出されたサブキャリアを用いて、ＳＰ信号の位相を回転させるためのものである。
ここで、ＳＰ位相回転部１１は、ＳＰ信号の位相を、サンプル調整器２が追加／削除するサンプルデータ数に対応した位相量だけ回転させる。
すなわち、ＳＰ位相回転部１１は、ＳＰ抽出部１０により抽出されたサブキャリアを受け、タイミング検出器４が生成したタイミング制御信号により高速フーリエ変換の実行タイミングの変更が指示されると、ＳＰ信号の位相を、操作量特定情報に示されるサンプルデータ数に対応した位相量だけ回転させる。
【００２６】
等化係数特定部１２は、ＳＰ位相回転部１１から出力されたＳＰ信号に基づいて、受信信号の伝送路応答成分に対応した等化係数を特定するためのものである。
例えば、等化係数特定部１２は、ＳＰ信号を伝送したサブキャリアを所定のタイミングで発生させた基準用のＳＰ信号で複素除算することにより、伝送路の特性を示す伝送路特性データを生成する。等化係数特定部１２は、伝送路特性データをシンボル方向とサブキャリア方向に補間することにより、等化係数を特定して等化処理部１４に送る。
【００２７】
ここで、等化係数特定部１２は、伝送路特性データをシンボル方向に補間するため、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）等から構成されるパイロット格納部１２ａを備えている。
パイロット格納部１２ａは、ＳＰ位相回転部１１から出力されたＳＰ信号を示すパイロット信号データを記憶することにより、過去に取得したパイロット信号を保持するためのものである。
【００２８】
遅延回路１３は、例えばバッファメモリー等から構成され、ＦＦＴ回路３により高速フーリエ変換された受信信号を、予め定められた所定数のシンボル期間だけ遅延させるためのものである。
すなわち、遅延回路１３は、ＦＦＴ回路３から受けた受信信号に遅延を加えることにより、等化処理部１４が等化を行うタイミングを調整し、適切なＳＰ信号から特定された等化係数による等化を可能とする。
例えば、遅延回路１３は、ＦＦＴ回路３から受けた受信信号を、所定のｄシンボル期間（ｄは自然数）だけ遅延させたのち、等化処理部１４に入力する。
【００２９】
等化処理部１４は、数値演算回路等から構成され、等化係数特定部１２により特定された等化係数を用いて、ＦＦＴ回路３により高速フーリエ変換された受信信号に対する等化を行うためのものである。
すなわち、等化処理部１４は、ＦＦＴ回路３により高速フーリエ変換されたのち遅延回路１３で遅延が加えられた受信信号と、等化係数特定部１２により特定された等化係数との複素除算を実行するなどして、受信信号に対する等化を行う。
【００３０】
図１に示す差動復調器６は、例えばＤＱＰＳＫ（Differencial QPSK）方式といった、差動変調方式で変調されたサブキャリアから伝送データを復調するためのものである。差動復調器６は、図４に示すように、遅延回路１５と、差動検波器１６と、データ位相回転部１７と、遅延回路１８とを備えている。
【００３１】
遅延回路１５は、ＦＦＴ回路３により高速フーリエ変換された受信信号を、１シンボル期間だけ遅延させるためのものである。
【００３２】
差動検波器１６は、ＦＦＴ回路３により高速フーリエ変換された受信信号と、遅延回路１５で遅延が加えられた受信信号とを用いて差動検波を実行することにより、伝送データを復調するためのものである。すなわち、差動検波器１６は、ＦＦＴ回路３からの出力データを１シンボル前のデータで除算することにより、差動検波を実行して伝送データを復調する。
【００３３】
データ位相回転部１７は、差動検波器１６により復調された伝送データを補正して、位相を回転させるためのものである。
ここで、データ位相回転部１７は、伝送データの位相を、サンプル調整器２が追加／削除するサンプルデータ数に対応した位相量だけ回転させるべく、伝送データを補正する。
すなわち、データ位相回転部１７は、タイミング検出器４が生成したタイミング制御信号により高速フーリエ変換の実行タイミングの変更が指示されると、ＳＰ信号の位相を、操作量特定情報に示されるサンプルデータ数に対応した位相量だけ回転させる。
【００３４】
遅延回路１８は、データ位相回転部１７により補正された伝送データを、予め定められた所定数のシンボル期間だけ遅延させるためのものである。
すなわち、遅延回路１８は、差動検波器１６により復調された伝送データに遅延を加えることにより、同期復調器５における伝送データの復調タイミングに合わせて差動復調器６からの伝送データの出力タイミングを調整する。
【００３５】
図１に示すＦＥＣデコーダ７は、同期復調器５及び差動復調器６により復調された伝送データの誤りを訂正して、トランスポートストリーム等の情報信号を復元するためのものである。
【００３６】
以下に、この発明の実施の形態に係る直交周波数分割多重信号受信装置１００の動作を説明する。
【００３７】
この直交周波数分割多重信号受信装置１００は、例えば送信側から無線にて伝送された直交周波数分割多重信号を、図示せぬアンテナにて受信し、ダウンコンバータや直交検波器等を通して取得した受信信号を、Ａ／Ｄ変換器１に入力する。
Ａ／Ｄ変換器１は、受信信号を入力してディジタル化するため、予め定められたサンプリング周波数で受信信号をサンプリングする。これにより、Ａ／Ｄ変換器１は受信信号のサンプルデータを生成し、サンプル調整器２を介してＦＦＴ回路３に送る。
【００３８】
ＦＦＴ回路３は、サンプル調整器２から受けたサンプルデータを高速フーリエ変換することにより、時間領域データから周波数成分データに変換する。ＦＦＴ回路３は、高速フーリエ変換した受信信号のサンプルデータを、同期復調器５及び差動復調器６に送る。
【００３９】
同期復調器５は、ＱＰＳＫ方式や１６ＱＡＭ方式、６４ＱＡＭ方式といった同期変調方式で変調されたサブキャリアから伝送データを復調するため、所定のサブキャリアにて伝送されたパイロット信号をＳＰ抽出部１０により抽出して、等化処理部１４により受信信号に対する等化を行う。
【００４０】
差動復調器６は、ＤＱＰＳＫ方式といった差動変調方式で変調されたサブキャリアから伝送データを復調するため、差動検波器１６により差動検波を実行する。
【００４１】
ここで、タイミング検出器４は、サンプル調整器２からＦＦＴ回路３に送られる受信信号より、有効シンボル区間の受信タイミングを検出して、ＦＦＴ回路３が高速フーリエ変換を実行するタイミングとの整合性をチェックする。
すなわち、タイミング検出器４は、ＦＦＴ回路３にて高速フーリエ変換の対象となるサンプルデータが、有効シンボル区間のサンプルデータとなっているか否かを判別する。この際、タイミング検出器４は、ガードインターバル区間のサンプルデータが高速フーリエ変換の対象に含まれている場合に、高速フーリエ変換の実行タイミングを変更するためのタイミング制御信号を生成する。
【００４２】
より具体的には、タイミング検出器４は、有効シンボル区間の受信タイミングと、高速フーリエ変換の実行タイミングとの差異を検出し、高速フーリエ変換の実行タイミングの遅れと進みの別、及び、差異を修正するために操作するサンプルデータ数を特定する。すなわち、タイミング検出器４は、高速フーリエ変換の実行タイミングの遅れを検出した場合に、受信信号に対してサンプルデータを追加して高速フーリエ変換の実行タイミングを進めさせる旨を命令する操作識別情報を作成する。一方、タイミング検出器４は、高速フーリエ変換の実行タイミングの進みを検出した場合に、受信信号内のサンプルデータを削除して高速フーリエ変換の実行タイミングを遅らせる旨を命令する操作識別情報を作成する。
また、タイミング検出器４は、サンプル調整器２が操作するサンプルデータ数を示す操作量特定情報を作成する。
タイミング検出器４は、こうして作成した操作識別情報及び操作量特定情報を含んだタイミング制御信号を、サンプル調整器２と、同期復調器５が備えるＳＰ位相回転部１１及び等化係数特定部１２と、差動復調器６が備えるデータ位相回転部１７とに送る。
【００４３】
サンプル調整器２は、タイミング検出器４から受けたタイミング制御信号に基づいて、Ａ／Ｄ変換器１から出力された受信信号のサンプルデータを操作する。すなわち、サンプル調整器２は、タイミング制御信号に含まれる操作識別情報により、サンプルデータを追加するか、削除するかを識別し、操作量特定情報により特定されたサンプルデータ数だけ、受信信号のサンプルデータに対するデータの追加／削除を行う。
【００４４】
この際、サンプル調整器２は、Ａ／Ｄ変換器１から出力される受信信号のサンプルデータのうちでガードインターバル区間に相当するデータに対して、サンプルデータの追加／削除を行う。
これにより、高速フーリエ変換の実行タイミングを制御することに伴うサンプリングデータの離散化傾向を抑制することができる。
【００４５】
また、サンプル調整器２は、サンプルデータを追加する場合に、例えば”０”を示すダミーデータを追加する。
【００４６】
このようにしてサンプル調整器２によりサンプルデータを操作すると、ＦＦＴ回路３にて高速フーリエ変換したのちの受信信号において、位相回転が生じる。図５（ａ）〜（ｃ）は、高速フーリエ変換したのちの受信信号に生じる位相回転量を例示する図である。
ここで、図５（ａ）〜（ｃ）における横軸は、高速フーリエ変換後の受信信号における周波数（サブキャリア位置）を示し、縦軸は、位相回転量を示している。なお、ｆは、ナイキスト周波数である。
図５（ａ）は、１サンプルデータだけ高速フーリエ変換の実行タイミングを遅らせた場合の位相回転量を示す図である。
図５（ｂ）は、１サンプルデータだけ高速フーリエ変換の実行タイミングを進ませた場合の位相回転量を示す図である。
図５（ｃ）は、３サンプルデータだけ高速フーリエ変換の実行タイミングを遅らせた場合の位相回転量を示す図である。
【００４７】
そこで、同期復調器５及び差動復調器６は、ＳＰ信号や伝送データの位相を回転させることで、サンプル調整器２がサンプルデータを操作することにより生じた位相回転を補正する。
【００４８】
以下、同期復調器５の動作について説明する。
同期復調器５は、ＦＦＴ回路３により高速フーリエ変換された受信信号を、ＳＰ抽出部１０及び遅延回路１３に入力する。
【００４９】
ＳＰ抽出部１０は、受信信号にてＳＰ信号を伝送したサブキャリアを抽出し、ＳＰ位相回転部１１に送る。
遅延回路１３は、予め定められたｄシンボル期間だけ受信信号を遅延させ、等化処理部１４に送る。
【００５０】
ＳＰ位相回転部１１は、ＳＰ抽出部１０により抽出されたサブキャリアに対する複素演算を実行するなどして、ＳＰ信号の位相を回転させる。
この際、ＳＰ位相回転部１１は、ＳＰ信号の位相を、サンプル調整器２が操作する受信信号のサンプルデータ数に対応した位相量だけ回転させる。
すなわち、ＳＰ位相回転部１１は、タイミング検出器４から受けたタイミング制御信号により高速フーリエ変換の実行タイミングの変更が指示されると、操作量特定情報に示されるサンプルデータ数を特定し、ＳＰ信号の位相を、サンプル調整器２が追加／削除するサンプルデータ数に対応した位相量だけ回転させる。
ここで、ＳＰ位相回転部１１は、図５（ａ）〜（ｃ）に例示したように受信信号にて生じる位相回転に対して、ＳＰ信号の位相を逆回転させるように補正する。
これにより、ＳＰ位相回転部１１は、ＳＰ信号を伝送したサブキャリアにて生じた位相回転を減殺する。
【００５１】
また、ＳＰ位相回転部１１は、サンプル調整器２が受信信号のサンプルデータを操作したタイミングから、遅延回路１３が受信信号に加える遅延量と同一のｄシンボル期間に相当する時間が経過すると、逆回転させていたＳＰ信号の位相を、元に戻す。
これにより、ＳＰ位相回転部１１は、等化処理部１４により等化が行われる対象となる受信信号がサンプル調整器２でサンプルデータを操作したのちに得られた受信信号となるタイミングで、ＳＰ信号の位相回転量を受信信号に生じた位相回転量と一致させる。
【００５２】
等化係数特定部１２は、ＳＰ位相回転部１１から受けたＳＰ信号を示すパイロット信号データをパイロット格納部１２ａに記憶させ、ＳＰ信号として格納させる。
【００５３】
また、等化係数特定部１２は、パイロット格納部１２ａに格納されているＳＰ信号を用いて伝送路特性データを生成し、シンボル方向とサブキャリア方向に補間することにより等化係数を特定する。
【００５４】
ここで、等化係数特定部１２は、サンプル調整器２が受信信号のサンプルデータを操作したタイミングから、遅延回路１３が受信信号に加える遅延量と同一のｄシンボル期間に相当する時間が経過すると、パイロット格納部１２ａにて保持しているパイロット信号データを補正して、過去に取得したＳＰ信号の位相を回転させる。
すなわち、等化係数特定部１２は、タイミング検出器４が生成したタイミング制御信号により高速フーリエ変換の実行タイミングの変更が指示されたのち、遅延回路１３が受信信号に加える遅延量と同一のｄシンボル期間に相当する時間が経過すると、過去に取得したＳＰ信号の位相を回転させる。
【００５５】
この際、等化係数特定部１２は、過去に取得したＳＰ信号の位相を、サンプル調整器２が操作した受信信号のサンプルデータ数に対応した位相量だけ回転させる。また、等化係数特定部１２は、図５（ａ）〜（ｃ）に例示したように受信信号にて生じる位相回転に対して、ＳＰ信号の位相を正回転させるように補正する。
これにより、等化係数特定部１２は、等化処理部１４により等化が行われる対象となる受信信号がサンプル調整器２でサンプルデータを操作したのちに得られた受信信号となるタイミングで、等化係数を特定するために過去に取得したＳＰ信号の位相回転量を、受信信号に生じた位相回転量と一致させる。
【００５６】
等化係数特定部１２は、こうして位相回転量を調整したＳＰ信号に基づいて、受信信号の伝送路応答成分に対応した等化係数を特定する。
等化係数特定部１２は、特定した等化係数を等化処理部１４に送る。
【００５７】
等化処理部１４は、遅延回路１３から受けた受信信号と、等化係数特定部１２から受けた等化係数との複素除算を実行するなどして、受信信号に対する等化を行う。
等化処理部１４は、等化を施すことにより復調した伝送データを、ＦＥＣデコーダ７に送る。
【００５８】
次に、差動復調器６の動作について説明する。
差動復調器６は、ＦＦＴ回路３により高速フーリエ変換された受信信号を、遅延回路１５及び差動検波器１６に入力する。
【００５９】
遅延回路１５は、入力された受信信号を１シンボル期間だけ遅延させ、差動検波器１６に送る。
差動検波器１６は、ＦＦＴ回路３から受けた受信信号と、遅延回路１５から受けた受信信号とを用いて差動検波を実行する。差動検波器１６は、差動検波の結果得られた伝送データをデータ位相回転部１７に送る。
【００６０】
データ位相回転部１７は、差動検波器１６により復調された伝送データに対する複素演算を実行するなどして、伝送データの位相を回転させる。
この際、データ位相回転部１７は、伝送データの位相を、サンプル調整器２が操作する受信信号のサンプルデータ数に対応した位相量だけ回転させる。
すなわち、データ位相回転部１７は、タイミング検出器４から受けたタイミング制御信号により高速フーリエ変換の実行タイミングの変更が指示されると、操作量特定情報に示されるサンプルデータ数を特定し、伝送データの位相を、サンプル調整器２が追加／削除するサンプルデータ数に対応した位相量だけ回転させる。
ここで、データ位相回転部１７は、図５（ａ）〜（ｃ）に例示したように受信信号にて生じる位相回転に対して、伝送データの位相を逆回転させるように補正する。
これにより、データ位相回転部１７は、伝送データにて生じた位相回転を減殺する。
【００６１】
遅延回路１８は、データ位相回転部１７により位相回転量が調整された伝送データを受け、同期復調器５が備える遅延回路１３で受信信号に加えられる遅延量と同一である所定のｄシンボル期間だけ伝送データを遅延させ、ＦＥＣデコーダ７に送る。
【００６２】
ＦＥＣデコーダ７は、こうして同期復調器５及び差動復調器６から送られた伝送データの誤りを訂正し、トランスポートストリーム等の情報信号を復元して出力する。
【００６３】
以上説明したように、この直交周波数分割多重信号受信装置１００は、タイミング検出器４により、受信信号における有効シンボル区間の受信タイミングと、ＦＦＴ回路３が高速フーリエ変換を実行するタイミングとの差異を検出する。この際検出された差異を修正するため、サンプル調整器２により、受信信号のサンプルデータに対して、データを追加／削除するなどのデータ操作を実行する。このデータ操作により生じた位相回転は、同期復調器５及び差動復調器６がＳＰ信号や伝送データの位相を回転させることで、補正される。
【００６４】
これにより、Ａ／Ｄ変換器１のサンプリング周波数を変更することなく、高速フーリエ変換の実行タイミングを調整することができる。従って、ＶＣＸＯ等の高い精度が要求される機器が不要となり、安価な構成でタイミング制御が可能となる。
【００６５】
また、サンプル調整器２がサンプルデータを操作することにより高速フーリエ変換の実行タイミングを調整することから、高速なタイミング制御が可能となる。
すなわち、例えばＩＳＤＢ−Ｔ（Integrated Services Digital Broadcasting-Terrestrial）システムの伝送パラメータとして、モードＩにおけるガードインターバル比１／４とした場合、有効シンボル区間のサンプルデータ数は２０４８であり、ガードインターバル区間のサンプルデータ数は５１２サンプルである。
この場合、サンプル調整器２は、１ＯＦＤＭシンボル期間内で最大５１２サンプル分だけタイミングを変化させることができる。
これをＶＣＸＯ等の周波数可変発振器で実現させようとすると、２０００００ｐｐｍの周波数可変範囲を有していなければならないことになる。
すなわち、この直交周波数分割多重信号受信装置１００によると、極めて高速なタイミング制御が可能となる。
【００６６】
上記実施形態では、直交周波数分割多重信号受信装置１００が同期復調器５及び差動復調器６を備えるものとして説明したが、これに限定されるものではない。
すなわち、例えばＤＶＢ−Ｔ（Digital Video Broadcasting-T）システムでは、同期変調方式のみを用いてキャリアを変調するため、差動復調器６を省いた構成とすることで、このＤＶＢ−Ｔシステムに適合した受信装置として機能させることができる。
【００６７】
また、上記実施の形態では、Ａ／Ｄ変換器１が予め定められた一定のサンプリング周波数で受信信号をサンプリングするものとして説明したが、これに限定されず、Ａ／Ｄ変換器１のサンプリング周波数を規定するクロック信号を可変発振器により生成し、サンプリング周波数の微調整等を行うようにしてもよい。
【００６８】
上記実施の形態では、データ位相回転部１７が差動検波器１６の後段に設けられて伝送データの位相を回転させるものとして説明したが、これに限定されず、差動検波器１６の前段や遅延回路１５と差動検波器１６の間に介挿されて受信信号の位相を回転させるようにしてもよい。
【００６９】
【発明の効果】
この発明によれば、安価な構成で高速なタイミング制御が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態に係る直交周波数分割多重信号受信装置の構成を示す図である。
【図２】直交周波数分割多重信号受信装置が受信する信号について説明するための図である。
【図３】同期復調器の構成を示す図である。
【図４】差動復調器の構成を示す図である。
【図５】サンプル調整器がサンプルデータを操作することにより生じる位相回転について説明するための図である。
【符号の説明】
１ Ａ／Ｄ変換器
２ サンプル調整器
３ ＦＦＴ回路
４ タイミング検出器
５ 同期復調器
６ 差動復調器
７ ＦＥＣデコーダ
１０ ＳＰ抽出部
１１ ＳＰ位相回転部
１２ 等化係数特定部
１２ａ パイロット格納部
１３、１５、１８ 遅延回路
１４ 等化処理部
１６ 差動検波器
１７ データ位相回転部
１００ 直交周波数分割多重信号受信装置
【発明の属する技術分野】
この発明は、直交周波数分割多重信号受信装置及び直交周波数分割多重信号受信方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ディジタル信号を伝送する方式の１つとして、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ；Orthogonal Frequency Division Multiplex）方式が知られている。
この直交周波数分割多重方式を用いたシステムに適用される従来の受信装置は、受信タイミングを調整するため、受信信号をディジタル化するＡ／Ｄ（Analog-to-Digital）変換器におけるサンプリング周波数を制御していた。すなわち、従来の受信装置は、クロック信号をＡ／Ｄ変換器に供給してサンプリング周波数を規定するためのＶＣＸＯ（Voltage Controlled crystal Oscillator）を備えていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の受信装置では、ＶＣＸＯの周波数可変範囲に基づく制約により、受信タイミングを調整するために多くの時間が費やされることがあった。
例えば、周波数可変範囲が１００ｐｐｍであるＶＣＸＯを用いてＡ／Ｄ変換器のサンプリング周波数を制御するものとする。この場合、１ＯＦＤＭシンボルが２５６０サンプルからなり、ガードインターバル比が１／４であるＩＳＤＢ−ＴシステムのモードＩにおいて、約３．９ＯＦＤＭシンボルに対して１サンプルの割合までしかタイミングを変化させることができなかった。
【０００４】
また、従来の受信装置が備えるＶＣＸＯは、高い精度が要求される機器であり、受信装置全体の製造コストが増大する要因となっていた。
【０００５】
この発明は、上記実状に鑑みてなされたものであり、安価な構成で高速なタイミング制御を可能とする直交周波数分割多重信号受信装置を、提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明の第１の観点に係る直交周波数分割多重信号受信装置は、
直交周波数分割多重化が施された受信信号を入力して、ディジタル化するサンプリング手段と、
前記サンプリング手段によりディジタル化された受信信号をフーリエ変換するフーリエ変換手段と、
前記サンプリング手段が前記フーリエ変換手段に入力する受信信号のサンプルデータを操作することにより、前記フーリエ変換手段によるフーリエ変換の実行タイミングを調整するサンプル調整手段と、
前記フーリエ変換手段によりフーリエ変換された受信信号からパイロット信号を抽出するパイロット抽出手段と、
前記パイロット抽出手段により抽出されたパイロット信号の位相を、前記サンプル調整手段が操作するサンプルデータ数に対応した位相量だけ回転させるパイロット位相回転手段と、
前記パイロット位相回転手段から出力されたパイロット信号に基づいて、受信信号の伝送路応答成分に対応した等化係数を特定する等化係数特定手段と、
前記フーリエ変換手段によりフーリエ変換された受信信号を、予め定められた所定数のシンボル期間だけ遅延させる所定シンボル遅延手段と、
前記所定シンボル遅延手段により遅延が加えられた受信信号に対して、前記等化係数特定手段により特定された等化係数を用いた等化を行うことにより、伝送データを復調する信号等化手段と、
前記フーリエ変換手段によりフーリエ変換された受信信号を１シンボル期間だけ遅延させる１シンボル遅延手段と、
前記フーリエ変換手段によりフーリエ変換された受信信号及び前記１シンボル遅延手段により遅延が加えられた受信信号を用いた差動検波により、伝送データを復調する差動復調手段と、
前記差動復調手段により復調された伝送データの位相を、前記サンプル調整手段が操作するサンプルデータ数に対応した位相量だけ回転させるデータ位相回転手段と、
前記データ位相回転手段から出力された伝送データを、前記所定シンボル遅延手段が受信信号に加える遅延量と同一である所定数のシンボル期間だけ遅延させるデータ遅延手段と、
前記信号等化手段により復調された伝送データ及び前記データ遅延手段により遅延が加えられた伝送データについて、誤りを訂正して出力する誤り訂正手段とを備え、
前記等化係数特定手段は、等化係数を特定するために保持しているパイロット信号データを補正して、過去に取得したパイロット信号の位相を、前記サンプル調整手段が操作したサンプルデータ数に対応する位相量だけ回転させる、
ことを特徴とする。
【０００７】
前記サンプル調整手段がサンプルデータを操作した受信信号から有効シンボル区間の受信タイミングを検出し、フーリエ変換の実行タイミングの変更を指示するためのタイミング制御信号を生成するタイミング検出手段を備え、
前記サンプル調整手段は、前記タイミング検出手段が生成したタイミング制御信号に基づいて、受信信号に対してサンプルデータを追加することにより、あるいは、受信信号内のサンプルデータを削除することにより、受信信号のサンプルデータを操作し、
前記パイロット位相回転手段は、前記タイミング検出手段が生成したタイミング制御信号によりフーリエ変換の実行タイミングの変更が指示されると、前記パイロット抽出手段により抽出されたパイロット信号の位相を、前記サンプル調整手段が追加／削除するサンプルデータ数に対応した位相量だけ回転させ、また、前記タイミング検出手段が生成したタイミング制御信号によりフーリエ変換の実行タイミングの変更が指示されて前記サンプル調整手段がサンプルデータを操作したのち、前記所定シンボル遅延手段が受信信号に加える遅延量と同一である所定数のシンボル期間に相当する時間が経過すると、回転させていたパイロット信号の位相を元に戻し、
前記等化係数特定手段は、前記タイミング検出手段が生成したタイミング制御信号によりフーリエ変換の実行タイミングの変更が指示されて前記サンプル調整手段がサンプルデータを操作したのち、前記所定シンボル遅延手段が受信信号に加える遅延量と同一である所定数のシンボル期間に相当する時間が経過すると、等化係数を特定するために保持しているパイロット信号データを補正して、過去に取得したパイロット信号の位相を、前記サンプル調整手段が追加／削除したサンプルデータ数に対応する位相量だけ回転させ、
前記データ位相回転手段は、前記タイミング検出手段が生成したタイミング制御信号によりフーリエ変換の実行タイミングの変更が指示されると、前記差動復調手段により復調された伝送データの位相を、前記サンプル調整手段が追加／削除するサンプルデータ数に対応した位相量だけ回転させることが望ましい。
【０００８】
前記パイロット位相回転手段は、前記パイロット抽出手段により抽出されたパイロット信号の位相を、サンプルデータの操作によりフーリエ変換後の受信信号に生じる位相回転の方向に対して、逆方向に回転させ、
前記等化係数特定手段は、過去に取得したパイロット信号の位相を、サンプルデータの操作によりフーリエ変換後の受信信号に生じる位相回転の方向に対して、正方向に回転させ、
前記データ位相回転手段は、前記差動復調手段により復調された伝送データの位相を、サンプルデータの操作によりフーリエ変換後の受信信号に生じる位相回転に対して、逆方向に回転させることが望ましい。
【０００９】
前記サンプリング手段は、受信信号を、予め定められた一定のサンプリング周波数でサンプリングすることによりディジタル化することが望ましい。
【００１０】
前記サンプル調整手段は、受信信号におけるガードインターバル区間のサンプルデータを操作することが望ましい。
【００１１】
この発明の第２の観点に係る直交周波数分割多重信号受信装置は、
直交周波数分割多重化が施された受信信号を入力して、ディジタル化するサンプリング手段と、
前記サンプリング手段によりディジタル化された受信信号をフーリエ変換するフーリエ変換手段と、
前記サンプリング手段が前記フーリエ変換手段に入力する受信信号のサンプルデータを操作することにより、前記フーリエ変換手段によるフーリエ変換の実行タイミングを調整するサンプル調整手段と、
前記フーリエ変換手段によりフーリエ変換された受信信号からパイロット信号を抽出するパイロット抽出手段と、
前記パイロット抽出手段により抽出されたパイロット信号の位相を、前記サンプル調整手段が操作するサンプルデータ数に対応した位相量だけ回転させるパイロット位相回転手段と、
前記パイロット位相回転手段から出力されたパイロット信号に基づいて、受信信号の伝送路応答成分に対応した等化係数を特定する等化係数特定手段と、
前記フーリエ変換手段によりフーリエ変換された受信信号を、予め定められた所定数のシンボル期間だけ遅延させる所定シンボル遅延手段と、
前記所定シンボル遅延手段により遅延が加えられた受信信号に対して、前記等化係数特定手段により特定された等化係数を用いた等化を行うことにより、伝送データを復調する信号等化手段とを備え、
前記等化係数特定手段は、等化係数を特定するために保持しているパイロット信号データを補正して、過去に取得したパイロット信号の位相を、前記サンプル調整手段が操作したサンプルデータ数に対応する位相量だけ回転させる、
ことを特徴とする。
【００１２】
この発明の第３の観点に係る直交周波数分割多重信号受信装置は、
直交周波数分割多重化が施された受信信号を入力して、ディジタル化するサンプリング手段と、
前記サンプリング手段によりディジタル化された受信信号をフーリエ変換するフーリエ変換手段と、
前記サンプリング手段が前記フーリエ変換手段に入力する受信信号のサンプルデータを操作することにより、前記フーリエ変換手段によるフーリエ変換の実行タイミングを調整するサンプル調整手段と、
前記フーリエ変換手段によりフーリエ変換された受信信号を入力して、同期変調方式で変調されたサブキャリアから伝送データを復調する同期復調手段と、
前記フーリエ変換手段によりフーリエ変換された受信信号を入力して、差動変調方式で変調されたサブキャリアから伝送データを復調する差動復調手段とを備え、
前記同期復調手段は、予め定められたサブキャリアにて伝送されたパイロット信号の位相を、前記サンプル調整手段が操作するサンプルデータ数に対応した位相量だけ回転させて、サンプルデータの操作によりフーリエ変換後の受信信号に生じる位相回転を補正し、
前記差動復調手段は、差動検波により復調した伝送データの位相を、前記サンプル調整手段が操作するサンプルデータ数に対応した位相量だけ回転させて、サンプルデータの操作によりフーリエ変換後の受信信号に生じる位相回転を補正する、
ことを特徴とする。
【００１３】
この発明の第４の観点に係る直交周波数分割多重信号受信方法は、
直交周波数分割多重化が施された信号を受信して伝送データを復調するための直交周波数分割多重信号受信方法であって、
サンプリング手段が受信信号を入力してサンプリングすることにより、受信信号をディジタル化するサンプリングステップと、
フーリエ変換手段が前記サンプリングステップにてディジタル化された受信信号をフーリエ変換するフーリエ変換ステップと、
前記サンプリングステップにてディジタル化されて前記フーリエ変換手段に入力される受信信号のサンプルデータを、サンプル調整手段が操作することにより、前記フーリエ変換ステップにおけるフーリエ変換の実行タイミングを調整するサンプル調整ステップと、
パイロット抽出手段が前記フーリエ変換ステップにてフーリエ変換された受信信号からパイロット信号を抽出するパイロット抽出ステップと、
パイロット位相回転手段が、前記パイロット抽出ステップにて抽出されたパイロット信号の位相を、前記サンプル調整ステップにて前記サンプル調整手段が操作するサンプルデータ数に対応した位相量だけ回転させるパイロット位相回転ステップと、
等化係数特定手段が、前記パイロット位相回転手段から出力されたパイロット信号に基づいて、受信信号の伝送路応答成分に対応した等化係数を特定する等化係数特定ステップと、
所定シンボル遅延手段が、前記フーリエ変換ステップにてフーリエ変換された受信信号を、予め定められた所定数のシンボル期間だけ遅延させる所定シンボル遅延ステップと、
信号等化手段が、前記所定シンボル遅延ステップにて遅延が加えられた受信信号に対して、前記等化係数特定ステップにて特定された等化係数を用いた等化を行うことにより、伝送データを復調する信号等化ステップと、
１シンボル遅延手段が、前記フーリエ変換ステップにてフーリエ変換された受信信号を、１シンボル期間だけ遅延させる１シンボル遅延ステップと、
差動復調手段が、前記フーリエ変換ステップにてフーリエ変換された受信信号及び前記１シンボル遅延ステップにて遅延が加えられた受信信号を用いた差動検波により、伝送データを復調する差動検波ステップと、
データ位相回転手段が、前記差動検波ステップにて復調された伝送データの位相を、前記サンプル調整ステップにて前記サンプル調整手段が操作するサンプルデータ数に対応した位相量だけ回転させるデータ位相回転ステップと、
データ遅延手段が、前記データ位相回転手段から出力された伝送データを、前記所定シンボル遅延ステップにて前記所定シンボル遅延手段が受信信号に加える遅延量と同一である所定数のシンボル期間だけ遅延させるデータ遅延ステップと、
誤り訂正手段が、前記信号等化ステップにて復調された伝送データ及び前記データ遅延ステップにて遅延が加えられた伝送データの誤りを訂正して出力する誤り訂正ステップとを備え、
前記等化係数特定ステップは、前記等化係数特定手段が、等化係数を特定するために保持しているパイロット信号データを補正して、過去に取得したパイロット信号の位相を、前記サンプル調整ステップにて前記サンプル調整手段が操作したサンプルデータ数に対応する位相量だけ回転させるステップを備える、
ことを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して、この発明の実施の形態に係る直交周波数分割多重信号受信装置について詳細に説明する。
【００１５】
図１は、この発明の実施の形態に係る直交周波数分割多重信号受信装置１００の構成を示す図である。
この直交周波数分割多重信号受信装置１００に入力される受信信号は、送信側において直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ；Orthogonal Frequency Division Multiplexing）が施され、シンボル周期で互いに直交する多数のサブキャリアを用いてディジタル信号を伝送する。
ここで、この受信信号は、図２（ａ）に示すように、１つのＯＦＤＭシンボル期間が有効シンボル区間とガードインターバル区間とに分かれている。ガードインターバル区間は、ＯＦＤＭシンボル期間内で有効シンボル区間に前置され、有効シンボル区間の後部を複写した冗長な信号区間である。
【００１６】
受信側では、図２（ａ）に示す直接波及び図２（ｂ）に示す遅延波が到達して図２（ｃ）に示すような合成波が受信された場合でも、遅延波における遅延量が直接波のガードインターバル区間内に収まれば、遅延波の影響を受けることなく伝送データを復調することができる。
【００１７】
図１に示すように、この直交周波数分割多重信号受信装置１００は、Ａ／Ｄ変換器１と、サンプル調整器２と、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）回路３と、タイミング検出器４と、同期復調器５と、差動復調器６と、ＦＥＣ（Forward Error Correction）デコーダ７とを備えている。
【００１８】
Ａ／Ｄ変換器１は、受信信号をディジタル化するためのものである。
ここで、Ａ／Ｄ変換器１は、受信信号を予め定められた一定のサンプリング周波数でサンプリングすることによりサンプルデータを生成し、ディジタル化した受信信号としてサンプル調整器２に送る。
【００１９】
サンプル調整器２は、Ａ／Ｄ変換器１によりディジタル化された受信信号のサンプルデータを操作することにより、ＦＦＴ回路３による高速フーリエ変換の実行タイミングを調整するためのものである。より具体的には、サンプル調整器２は、タイミング検出器４から受けたタイミング制御信号に従って、受信信号に対して、サンプルデータを追加し、あるいは、サンプルデータを削除する。
この際、サンプル調整器２は、タイミング検出器４からのタイミング制御信号に基づいて、受信信号に対するサンプルデータの追加／削除の別、及び追加／削除するサンプルデータ数を特定する。
すなわち、サンプル調整器２は、タイミング検出器４からのタイミング制御信号により高速フーリエ変換の実行タイミングを進めさせる旨が命令されると、受信信号にダミーデータを挿入するなどして、サンプルデータを追加する。また、サンプル調整器２は、タイミング検出器４からのタイミング制御信号により高速フーリエ変換の実行タイミングを遅らせる旨が命令されると、受信信号内のサンプルデータを削除する。
サンプル調整器２は、サンプルデータを追加／削除した受信信号を出力し、ＦＦＴ回路３に送る。
【００２０】
ＦＦＴ回路３は、サンプル調整器２から受けた受信信号を高速フーリエ変換するなどして、時系列データを周波数成分データに変換するためのものである。ＦＦＴ回路３は、周波数成分データに変換した受信信号を、同期復調器５及び差動復調器６に入力する。
【００２１】
タイミング検出器４は、サンプル調整器２からの出力信号を取得して、有効シンボル区間の受信タイミングを検出するためのものである。すなわち、タイミング検出器４は、例えばサンプル調整器２からの出力信号についての自己相関演算を実行することにより、有効シンボル区間の受信タイミングを検出する。
【００２２】
また、タイミング検出器４は、検出した有効シンボル区間の受信タイミングと、ＦＦＴ回路３が高速フーリエ変換を実行するタイミングとの差異を検出し、高速フーリエ変換の実行タイミングの変更を指示するためのタイミング制御信号を生成する。
このタイミング制御信号は、ＦＦＴ回路３による高速フーリエ変換の実行タイミングを規定するＦＦＴ窓の位置を、受信信号内の有効シンボル区間と整合させるための信号であり、操作識別情報と、操作量特定情報とを含んでいる。
操作識別情報は、サンプル調整器２が受信信号に対してサンプルデータを追加して高速フーリエ変換の実行タイミングを進めさせるか、受信信号内のサンプルデータを削除して高速フーリエ変換の実行タイミングを遅らせるかを、命令するための情報である。
操作量特定情報は、サンプル調整器２が受信信号に対して追加／削除するサンプルデータ数を示す情報である。
タイミング検出器４により生成されたタイミング制御信号は、サンプル調整器２のほか、同期復調器５が備えるＳＰ位相回転部１１や等化係数特定部１２、及び差動復調器６が備えるデータ位相回転部１７に送られる。
【００２３】
同期復調器５は、受信信号内で所定のサブキャリアに散在するＳＰ（Scattered Pilot）信号を用いて受信信号の等化を行うことにより、例えばＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）方式や１６ＱＡＭ（16 Quadrature Amplitude Modulation）方式、６４ＱＡＭ方式といった、同期変調方式で変調されたサブキャリアから伝送データを復調するためのものである。
同期復調器５は、図３に示すように、ＳＰ抽出部１０と、ＳＰ位相回転部１１と、等化係数特定部１２と、遅延回路１３と、等化処理部１４とを備えている。
【００２４】
ＳＰ抽出部１０は、ＦＦＴ回路３によりフーリエ変換された受信信号から、ＳＰ信号を伝送したサブキャリアを抽出するためのものである。
【００２５】
ＳＰ位相回転部１１は、ＳＰ抽出部１０により抽出されたサブキャリアを用いて、ＳＰ信号の位相を回転させるためのものである。
ここで、ＳＰ位相回転部１１は、ＳＰ信号の位相を、サンプル調整器２が追加／削除するサンプルデータ数に対応した位相量だけ回転させる。
すなわち、ＳＰ位相回転部１１は、ＳＰ抽出部１０により抽出されたサブキャリアを受け、タイミング検出器４が生成したタイミング制御信号により高速フーリエ変換の実行タイミングの変更が指示されると、ＳＰ信号の位相を、操作量特定情報に示されるサンプルデータ数に対応した位相量だけ回転させる。
【００２６】
等化係数特定部１２は、ＳＰ位相回転部１１から出力されたＳＰ信号に基づいて、受信信号の伝送路応答成分に対応した等化係数を特定するためのものである。
例えば、等化係数特定部１２は、ＳＰ信号を伝送したサブキャリアを所定のタイミングで発生させた基準用のＳＰ信号で複素除算することにより、伝送路の特性を示す伝送路特性データを生成する。等化係数特定部１２は、伝送路特性データをシンボル方向とサブキャリア方向に補間することにより、等化係数を特定して等化処理部１４に送る。
【００２７】
ここで、等化係数特定部１２は、伝送路特性データをシンボル方向に補間するため、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）等から構成されるパイロット格納部１２ａを備えている。
パイロット格納部１２ａは、ＳＰ位相回転部１１から出力されたＳＰ信号を示すパイロット信号データを記憶することにより、過去に取得したパイロット信号を保持するためのものである。
【００２８】
遅延回路１３は、例えばバッファメモリー等から構成され、ＦＦＴ回路３により高速フーリエ変換された受信信号を、予め定められた所定数のシンボル期間だけ遅延させるためのものである。
すなわち、遅延回路１３は、ＦＦＴ回路３から受けた受信信号に遅延を加えることにより、等化処理部１４が等化を行うタイミングを調整し、適切なＳＰ信号から特定された等化係数による等化を可能とする。
例えば、遅延回路１３は、ＦＦＴ回路３から受けた受信信号を、所定のｄシンボル期間（ｄは自然数）だけ遅延させたのち、等化処理部１４に入力する。
【００２９】
等化処理部１４は、数値演算回路等から構成され、等化係数特定部１２により特定された等化係数を用いて、ＦＦＴ回路３により高速フーリエ変換された受信信号に対する等化を行うためのものである。
すなわち、等化処理部１４は、ＦＦＴ回路３により高速フーリエ変換されたのち遅延回路１３で遅延が加えられた受信信号と、等化係数特定部１２により特定された等化係数との複素除算を実行するなどして、受信信号に対する等化を行う。
【００３０】
図１に示す差動復調器６は、例えばＤＱＰＳＫ（Differencial QPSK）方式といった、差動変調方式で変調されたサブキャリアから伝送データを復調するためのものである。差動復調器６は、図４に示すように、遅延回路１５と、差動検波器１６と、データ位相回転部１７と、遅延回路１８とを備えている。
【００３１】
遅延回路１５は、ＦＦＴ回路３により高速フーリエ変換された受信信号を、１シンボル期間だけ遅延させるためのものである。
【００３２】
差動検波器１６は、ＦＦＴ回路３により高速フーリエ変換された受信信号と、遅延回路１５で遅延が加えられた受信信号とを用いて差動検波を実行することにより、伝送データを復調するためのものである。すなわち、差動検波器１６は、ＦＦＴ回路３からの出力データを１シンボル前のデータで除算することにより、差動検波を実行して伝送データを復調する。
【００３３】
データ位相回転部１７は、差動検波器１６により復調された伝送データを補正して、位相を回転させるためのものである。
ここで、データ位相回転部１７は、伝送データの位相を、サンプル調整器２が追加／削除するサンプルデータ数に対応した位相量だけ回転させるべく、伝送データを補正する。
すなわち、データ位相回転部１７は、タイミング検出器４が生成したタイミング制御信号により高速フーリエ変換の実行タイミングの変更が指示されると、ＳＰ信号の位相を、操作量特定情報に示されるサンプルデータ数に対応した位相量だけ回転させる。
【００３４】
遅延回路１８は、データ位相回転部１７により補正された伝送データを、予め定められた所定数のシンボル期間だけ遅延させるためのものである。
すなわち、遅延回路１８は、差動検波器１６により復調された伝送データに遅延を加えることにより、同期復調器５における伝送データの復調タイミングに合わせて差動復調器６からの伝送データの出力タイミングを調整する。
【００３５】
図１に示すＦＥＣデコーダ７は、同期復調器５及び差動復調器６により復調された伝送データの誤りを訂正して、トランスポートストリーム等の情報信号を復元するためのものである。
【００３６】
以下に、この発明の実施の形態に係る直交周波数分割多重信号受信装置１００の動作を説明する。
【００３７】
この直交周波数分割多重信号受信装置１００は、例えば送信側から無線にて伝送された直交周波数分割多重信号を、図示せぬアンテナにて受信し、ダウンコンバータや直交検波器等を通して取得した受信信号を、Ａ／Ｄ変換器１に入力する。
Ａ／Ｄ変換器１は、受信信号を入力してディジタル化するため、予め定められたサンプリング周波数で受信信号をサンプリングする。これにより、Ａ／Ｄ変換器１は受信信号のサンプルデータを生成し、サンプル調整器２を介してＦＦＴ回路３に送る。
【００３８】
ＦＦＴ回路３は、サンプル調整器２から受けたサンプルデータを高速フーリエ変換することにより、時間領域データから周波数成分データに変換する。ＦＦＴ回路３は、高速フーリエ変換した受信信号のサンプルデータを、同期復調器５及び差動復調器６に送る。
【００３９】
同期復調器５は、ＱＰＳＫ方式や１６ＱＡＭ方式、６４ＱＡＭ方式といった同期変調方式で変調されたサブキャリアから伝送データを復調するため、所定のサブキャリアにて伝送されたパイロット信号をＳＰ抽出部１０により抽出して、等化処理部１４により受信信号に対する等化を行う。
【００４０】
差動復調器６は、ＤＱＰＳＫ方式といった差動変調方式で変調されたサブキャリアから伝送データを復調するため、差動検波器１６により差動検波を実行する。
【００４１】
ここで、タイミング検出器４は、サンプル調整器２からＦＦＴ回路３に送られる受信信号より、有効シンボル区間の受信タイミングを検出して、ＦＦＴ回路３が高速フーリエ変換を実行するタイミングとの整合性をチェックする。
すなわち、タイミング検出器４は、ＦＦＴ回路３にて高速フーリエ変換の対象となるサンプルデータが、有効シンボル区間のサンプルデータとなっているか否かを判別する。この際、タイミング検出器４は、ガードインターバル区間のサンプルデータが高速フーリエ変換の対象に含まれている場合に、高速フーリエ変換の実行タイミングを変更するためのタイミング制御信号を生成する。
【００４２】
より具体的には、タイミング検出器４は、有効シンボル区間の受信タイミングと、高速フーリエ変換の実行タイミングとの差異を検出し、高速フーリエ変換の実行タイミングの遅れと進みの別、及び、差異を修正するために操作するサンプルデータ数を特定する。すなわち、タイミング検出器４は、高速フーリエ変換の実行タイミングの遅れを検出した場合に、受信信号に対してサンプルデータを追加して高速フーリエ変換の実行タイミングを進めさせる旨を命令する操作識別情報を作成する。一方、タイミング検出器４は、高速フーリエ変換の実行タイミングの進みを検出した場合に、受信信号内のサンプルデータを削除して高速フーリエ変換の実行タイミングを遅らせる旨を命令する操作識別情報を作成する。
また、タイミング検出器４は、サンプル調整器２が操作するサンプルデータ数を示す操作量特定情報を作成する。
タイミング検出器４は、こうして作成した操作識別情報及び操作量特定情報を含んだタイミング制御信号を、サンプル調整器２と、同期復調器５が備えるＳＰ位相回転部１１及び等化係数特定部１２と、差動復調器６が備えるデータ位相回転部１７とに送る。
【００４３】
サンプル調整器２は、タイミング検出器４から受けたタイミング制御信号に基づいて、Ａ／Ｄ変換器１から出力された受信信号のサンプルデータを操作する。すなわち、サンプル調整器２は、タイミング制御信号に含まれる操作識別情報により、サンプルデータを追加するか、削除するかを識別し、操作量特定情報により特定されたサンプルデータ数だけ、受信信号のサンプルデータに対するデータの追加／削除を行う。
【００４４】
この際、サンプル調整器２は、Ａ／Ｄ変換器１から出力される受信信号のサンプルデータのうちでガードインターバル区間に相当するデータに対して、サンプルデータの追加／削除を行う。
これにより、高速フーリエ変換の実行タイミングを制御することに伴うサンプリングデータの離散化傾向を抑制することができる。
【００４５】
また、サンプル調整器２は、サンプルデータを追加する場合に、例えば”０”を示すダミーデータを追加する。
【００４６】
このようにしてサンプル調整器２によりサンプルデータを操作すると、ＦＦＴ回路３にて高速フーリエ変換したのちの受信信号において、位相回転が生じる。図５（ａ）〜（ｃ）は、高速フーリエ変換したのちの受信信号に生じる位相回転量を例示する図である。
ここで、図５（ａ）〜（ｃ）における横軸は、高速フーリエ変換後の受信信号における周波数（サブキャリア位置）を示し、縦軸は、位相回転量を示している。なお、ｆは、ナイキスト周波数である。
図５（ａ）は、１サンプルデータだけ高速フーリエ変換の実行タイミングを遅らせた場合の位相回転量を示す図である。
図５（ｂ）は、１サンプルデータだけ高速フーリエ変換の実行タイミングを進ませた場合の位相回転量を示す図である。
図５（ｃ）は、３サンプルデータだけ高速フーリエ変換の実行タイミングを遅らせた場合の位相回転量を示す図である。
【００４７】
そこで、同期復調器５及び差動復調器６は、ＳＰ信号や伝送データの位相を回転させることで、サンプル調整器２がサンプルデータを操作することにより生じた位相回転を補正する。
【００４８】
以下、同期復調器５の動作について説明する。
同期復調器５は、ＦＦＴ回路３により高速フーリエ変換された受信信号を、ＳＰ抽出部１０及び遅延回路１３に入力する。
【００４９】
ＳＰ抽出部１０は、受信信号にてＳＰ信号を伝送したサブキャリアを抽出し、ＳＰ位相回転部１１に送る。
遅延回路１３は、予め定められたｄシンボル期間だけ受信信号を遅延させ、等化処理部１４に送る。
【００５０】
ＳＰ位相回転部１１は、ＳＰ抽出部１０により抽出されたサブキャリアに対する複素演算を実行するなどして、ＳＰ信号の位相を回転させる。
この際、ＳＰ位相回転部１１は、ＳＰ信号の位相を、サンプル調整器２が操作する受信信号のサンプルデータ数に対応した位相量だけ回転させる。
すなわち、ＳＰ位相回転部１１は、タイミング検出器４から受けたタイミング制御信号により高速フーリエ変換の実行タイミングの変更が指示されると、操作量特定情報に示されるサンプルデータ数を特定し、ＳＰ信号の位相を、サンプル調整器２が追加／削除するサンプルデータ数に対応した位相量だけ回転させる。
ここで、ＳＰ位相回転部１１は、図５（ａ）〜（ｃ）に例示したように受信信号にて生じる位相回転に対して、ＳＰ信号の位相を逆回転させるように補正する。
これにより、ＳＰ位相回転部１１は、ＳＰ信号を伝送したサブキャリアにて生じた位相回転を減殺する。
【００５１】
また、ＳＰ位相回転部１１は、サンプル調整器２が受信信号のサンプルデータを操作したタイミングから、遅延回路１３が受信信号に加える遅延量と同一のｄシンボル期間に相当する時間が経過すると、逆回転させていたＳＰ信号の位相を、元に戻す。
これにより、ＳＰ位相回転部１１は、等化処理部１４により等化が行われる対象となる受信信号がサンプル調整器２でサンプルデータを操作したのちに得られた受信信号となるタイミングで、ＳＰ信号の位相回転量を受信信号に生じた位相回転量と一致させる。
【００５２】
等化係数特定部１２は、ＳＰ位相回転部１１から受けたＳＰ信号を示すパイロット信号データをパイロット格納部１２ａに記憶させ、ＳＰ信号として格納させる。
【００５３】
また、等化係数特定部１２は、パイロット格納部１２ａに格納されているＳＰ信号を用いて伝送路特性データを生成し、シンボル方向とサブキャリア方向に補間することにより等化係数を特定する。
【００５４】
ここで、等化係数特定部１２は、サンプル調整器２が受信信号のサンプルデータを操作したタイミングから、遅延回路１３が受信信号に加える遅延量と同一のｄシンボル期間に相当する時間が経過すると、パイロット格納部１２ａにて保持しているパイロット信号データを補正して、過去に取得したＳＰ信号の位相を回転させる。
すなわち、等化係数特定部１２は、タイミング検出器４が生成したタイミング制御信号により高速フーリエ変換の実行タイミングの変更が指示されたのち、遅延回路１３が受信信号に加える遅延量と同一のｄシンボル期間に相当する時間が経過すると、過去に取得したＳＰ信号の位相を回転させる。
【００５５】
この際、等化係数特定部１２は、過去に取得したＳＰ信号の位相を、サンプル調整器２が操作した受信信号のサンプルデータ数に対応した位相量だけ回転させる。また、等化係数特定部１２は、図５（ａ）〜（ｃ）に例示したように受信信号にて生じる位相回転に対して、ＳＰ信号の位相を正回転させるように補正する。
これにより、等化係数特定部１２は、等化処理部１４により等化が行われる対象となる受信信号がサンプル調整器２でサンプルデータを操作したのちに得られた受信信号となるタイミングで、等化係数を特定するために過去に取得したＳＰ信号の位相回転量を、受信信号に生じた位相回転量と一致させる。
【００５６】
等化係数特定部１２は、こうして位相回転量を調整したＳＰ信号に基づいて、受信信号の伝送路応答成分に対応した等化係数を特定する。
等化係数特定部１２は、特定した等化係数を等化処理部１４に送る。
【００５７】
等化処理部１４は、遅延回路１３から受けた受信信号と、等化係数特定部１２から受けた等化係数との複素除算を実行するなどして、受信信号に対する等化を行う。
等化処理部１４は、等化を施すことにより復調した伝送データを、ＦＥＣデコーダ７に送る。
【００５８】
次に、差動復調器６の動作について説明する。
差動復調器６は、ＦＦＴ回路３により高速フーリエ変換された受信信号を、遅延回路１５及び差動検波器１６に入力する。
【００５９】
遅延回路１５は、入力された受信信号を１シンボル期間だけ遅延させ、差動検波器１６に送る。
差動検波器１６は、ＦＦＴ回路３から受けた受信信号と、遅延回路１５から受けた受信信号とを用いて差動検波を実行する。差動検波器１６は、差動検波の結果得られた伝送データをデータ位相回転部１７に送る。
【００６０】
データ位相回転部１７は、差動検波器１６により復調された伝送データに対する複素演算を実行するなどして、伝送データの位相を回転させる。
この際、データ位相回転部１７は、伝送データの位相を、サンプル調整器２が操作する受信信号のサンプルデータ数に対応した位相量だけ回転させる。
すなわち、データ位相回転部１７は、タイミング検出器４から受けたタイミング制御信号により高速フーリエ変換の実行タイミングの変更が指示されると、操作量特定情報に示されるサンプルデータ数を特定し、伝送データの位相を、サンプル調整器２が追加／削除するサンプルデータ数に対応した位相量だけ回転させる。
ここで、データ位相回転部１７は、図５（ａ）〜（ｃ）に例示したように受信信号にて生じる位相回転に対して、伝送データの位相を逆回転させるように補正する。
これにより、データ位相回転部１７は、伝送データにて生じた位相回転を減殺する。
【００６１】
遅延回路１８は、データ位相回転部１７により位相回転量が調整された伝送データを受け、同期復調器５が備える遅延回路１３で受信信号に加えられる遅延量と同一である所定のｄシンボル期間だけ伝送データを遅延させ、ＦＥＣデコーダ７に送る。
【００６２】
ＦＥＣデコーダ７は、こうして同期復調器５及び差動復調器６から送られた伝送データの誤りを訂正し、トランスポートストリーム等の情報信号を復元して出力する。
【００６３】
以上説明したように、この直交周波数分割多重信号受信装置１００は、タイミング検出器４により、受信信号における有効シンボル区間の受信タイミングと、ＦＦＴ回路３が高速フーリエ変換を実行するタイミングとの差異を検出する。この際検出された差異を修正するため、サンプル調整器２により、受信信号のサンプルデータに対して、データを追加／削除するなどのデータ操作を実行する。このデータ操作により生じた位相回転は、同期復調器５及び差動復調器６がＳＰ信号や伝送データの位相を回転させることで、補正される。
【００６４】
これにより、Ａ／Ｄ変換器１のサンプリング周波数を変更することなく、高速フーリエ変換の実行タイミングを調整することができる。従って、ＶＣＸＯ等の高い精度が要求される機器が不要となり、安価な構成でタイミング制御が可能となる。
【００６５】
また、サンプル調整器２がサンプルデータを操作することにより高速フーリエ変換の実行タイミングを調整することから、高速なタイミング制御が可能となる。
すなわち、例えばＩＳＤＢ−Ｔ（Integrated Services Digital Broadcasting-Terrestrial）システムの伝送パラメータとして、モードＩにおけるガードインターバル比１／４とした場合、有効シンボル区間のサンプルデータ数は２０４８であり、ガードインターバル区間のサンプルデータ数は５１２サンプルである。
この場合、サンプル調整器２は、１ＯＦＤＭシンボル期間内で最大５１２サンプル分だけタイミングを変化させることができる。
これをＶＣＸＯ等の周波数可変発振器で実現させようとすると、２０００００ｐｐｍの周波数可変範囲を有していなければならないことになる。
すなわち、この直交周波数分割多重信号受信装置１００によると、極めて高速なタイミング制御が可能となる。
【００６６】
上記実施形態では、直交周波数分割多重信号受信装置１００が同期復調器５及び差動復調器６を備えるものとして説明したが、これに限定されるものではない。
すなわち、例えばＤＶＢ−Ｔ（Digital Video Broadcasting-T）システムでは、同期変調方式のみを用いてキャリアを変調するため、差動復調器６を省いた構成とすることで、このＤＶＢ−Ｔシステムに適合した受信装置として機能させることができる。
【００６７】
また、上記実施の形態では、Ａ／Ｄ変換器１が予め定められた一定のサンプリング周波数で受信信号をサンプリングするものとして説明したが、これに限定されず、Ａ／Ｄ変換器１のサンプリング周波数を規定するクロック信号を可変発振器により生成し、サンプリング周波数の微調整等を行うようにしてもよい。
【００６８】
上記実施の形態では、データ位相回転部１７が差動検波器１６の後段に設けられて伝送データの位相を回転させるものとして説明したが、これに限定されず、差動検波器１６の前段や遅延回路１５と差動検波器１６の間に介挿されて受信信号の位相を回転させるようにしてもよい。
【００６９】
【発明の効果】
この発明によれば、安価な構成で高速なタイミング制御が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態に係る直交周波数分割多重信号受信装置の構成を示す図である。
【図２】直交周波数分割多重信号受信装置が受信する信号について説明するための図である。
【図３】同期復調器の構成を示す図である。
【図４】差動復調器の構成を示す図である。
【図５】サンプル調整器がサンプルデータを操作することにより生じる位相回転について説明するための図である。
【符号の説明】
１ Ａ／Ｄ変換器
２ サンプル調整器
３ ＦＦＴ回路
４ タイミング検出器
５ 同期復調器
６ 差動復調器
７ ＦＥＣデコーダ
１０ ＳＰ抽出部
１１ ＳＰ位相回転部
１２ 等化係数特定部
１２ａ パイロット格納部
１３、１５、１８ 遅延回路
１４ 等化処理部
１６ 差動検波器
１７ データ位相回転部
１００ 直交周波数分割多重信号受信装置
Claims (8)
- 直交周波数分割多重化が施された受信信号を入力して、ディジタル化するサンプリング手段と、
前記サンプリング手段によりディジタル化された受信信号をフーリエ変換するフーリエ変換手段と、
前記サンプリング手段が前記フーリエ変換手段に入力する受信信号のサンプルデータを操作することにより、前記フーリエ変換手段によるフーリエ変換の実行タイミングを調整するサンプル調整手段と、
前記フーリエ変換手段によりフーリエ変換された受信信号からパイロット信号を抽出するパイロット抽出手段と、
前記パイロット抽出手段により抽出されたパイロット信号の位相を、前記サンプル調整手段が操作するサンプルデータ数に対応した位相量だけ回転させるパイロット位相回転手段と、
前記パイロット位相回転手段から出力されたパイロット信号に基づいて、受信信号の伝送路応答成分に対応した等化係数を特定する等化係数特定手段と、
前記フーリエ変換手段によりフーリエ変換された受信信号を、予め定められた所定数のシンボル期間だけ遅延させる所定シンボル遅延手段と、
前記所定シンボル遅延手段により遅延が加えられた受信信号に対して、前記等化係数特定手段により特定された等化係数を用いた等化を行うことにより、伝送データを復調する信号等化手段と、
前記フーリエ変換手段によりフーリエ変換された受信信号を１シンボル期間だけ遅延させる１シンボル遅延手段と、
前記フーリエ変換手段によりフーリエ変換された受信信号及び前記１シンボル遅延手段により遅延が加えられた受信信号を用いた差動検波により、伝送データを復調する差動復調手段と、
前記差動復調手段により復調された伝送データの位相を、前記サンプル調整手段が操作するサンプルデータ数に対応した位相量だけ回転させるデータ位相回転手段と、
前記データ位相回転手段から出力された伝送データを、前記所定シンボル遅延手段が受信信号に加える遅延量と同一である所定数のシンボル期間だけ遅延させるデータ遅延手段と、
前記信号等化手段により復調された伝送データ及び前記データ遅延手段により遅延が加えられた伝送データについて、誤りを訂正して出力する誤り訂正手段とを備え、
前記等化係数特定手段は、等化係数を特定するために保持しているパイロット信号データを補正して、過去に取得したパイロット信号の位相を、前記サンプル調整手段が操作したサンプルデータ数に対応する位相量だけ回転させる、
ことを特徴とする直交周波数分割多重信号受信装置。 - 前記サンプル調整手段がサンプルデータを操作した受信信号から有効シンボル区間の受信タイミングを検出し、フーリエ変換の実行タイミングの変更を指示するためのタイミング制御信号を生成するタイミング検出手段を備え、
前記サンプル調整手段は、前記タイミング検出手段が生成したタイミング制御信号に基づいて、受信信号に対してサンプルデータを追加することにより、あるいは、受信信号内のサンプルデータを削除することにより、受信信号のサンプルデータを操作し、
前記パイロット位相回転手段は、前記タイミング検出手段が生成したタイミング制御信号によりフーリエ変換の実行タイミングの変更が指示されると、前記パイロット抽出手段により抽出されたパイロット信号の位相を、前記サンプル調整手段が追加／削除するサンプルデータ数に対応した位相量だけ回転させ、また、前記タイミング検出手段が生成したタイミング制御信号によりフーリエ変換の実行タイミングの変更が指示されて前記サンプル調整手段がサンプルデータを操作したのち、前記所定シンボル遅延手段が受信信号に加える遅延量と同一である所定数のシンボル期間に相当する時間が経過すると、回転させていたパイロット信号の位相を元に戻し、
前記等化係数特定手段は、前記タイミング検出手段が生成したタイミング制御信号によりフーリエ変換の実行タイミングの変更が指示されて前記サンプル調整手段がサンプルデータを操作したのち、前記所定シンボル遅延手段が受信信号に加える遅延量と同一である所定数のシンボル期間に相当する時間が経過すると、等化係数を特定するために保持しているパイロット信号データを補正して、過去に取得したパイロット信号の位相を、前記サンプル調整手段が追加／削除したサンプルデータ数に対応する位相量だけ回転させ、
前記データ位相回転手段は、前記タイミング検出手段が生成したタイミング制御信号によりフーリエ変換の実行タイミングの変更が指示されると、前記差動復調手段により復調された伝送データの位相を、前記サンプル調整手段が追加／削除するサンプルデータ数に対応した位相量だけ回転させる、
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信号受信装置。 - 前記パイロット位相回転手段は、前記パイロット抽出手段により抽出されたパイロット信号の位相を、サンプルデータの操作によりフーリエ変換後の受信信号に生じる位相回転の方向に対して、逆方向に回転させ、
前記等化係数特定手段は、過去に取得したパイロット信号の位相を、サンプルデータの操作によりフーリエ変換後の受信信号に生じる位相回転の方向に対して、正方向に回転させ、
前記データ位相回転手段は、前記差動復調手段により復調された伝送データの位相を、サンプルデータの操作によりフーリエ変換後の受信信号に生じる位相回転に対して、逆方向に回転させる、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の直交周波数分割多重信号受信装置。 - 前記サンプリング手段は、受信信号を、予め定められた一定のサンプリング周波数でサンプリングすることによりディジタル化する、
ことを特徴とする請求項１、２又は３のいずれか１項に記載の直交周波数分割多重信号受信装置。 - 前記サンプル調整手段は、受信信号におけるガードインターバル区間のサンプルデータを操作する、
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の直交周波数分割多重信号受信装置。 - 直交周波数分割多重化が施された受信信号を入力して、ディジタル化するサンプリング手段と、
前記サンプリング手段によりディジタル化された受信信号をフーリエ変換するフーリエ変換手段と、
前記サンプリング手段が前記フーリエ変換手段に入力する受信信号のサンプルデータを操作することにより、前記フーリエ変換手段によるフーリエ変換の実行タイミングを調整するサンプル調整手段と、
前記フーリエ変換手段によりフーリエ変換された受信信号からパイロット信号を抽出するパイロット抽出手段と、
前記パイロット抽出手段により抽出されたパイロット信号の位相を、前記サンプル調整手段が操作するサンプルデータ数に対応した位相量だけ回転させるパイロット位相回転手段と、
前記パイロット位相回転手段から出力されたパイロット信号に基づいて、受信信号の伝送路応答成分に対応した等化係数を特定する等化係数特定手段と、
前記フーリエ変換手段によりフーリエ変換された受信信号を、予め定められた所定数のシンボル期間だけ遅延させる所定シンボル遅延手段と、
前記所定シンボル遅延手段により遅延が加えられた受信信号に対して、前記等化係数特定手段により特定された等化係数を用いた等化を行うことにより、伝送データを復調する信号等化手段とを備え、
前記等化係数特定手段は、等化係数を特定するために保持しているパイロット信号データを補正して、過去に取得したパイロット信号の位相を、前記サンプル調整手段が操作したサンプルデータ数に対応する位相量だけ回転させる、
ことを特徴とする直交周波数分割多重信号受信装置。 - 直交周波数分割多重化が施された受信信号を入力して、ディジタル化するサンプリング手段と、
前記サンプリング手段によりディジタル化された受信信号をフーリエ変換するフーリエ変換手段と、
前記サンプリング手段が前記フーリエ変換手段に入力する受信信号のサンプルデータを操作することにより、前記フーリエ変換手段によるフーリエ変換の実行タイミングを調整するサンプル調整手段と、
前記フーリエ変換手段によりフーリエ変換された受信信号を入力して、同期変調方式で変調されたサブキャリアから伝送データを復調する同期復調手段と、
前記フーリエ変換手段によりフーリエ変換された受信信号を入力して、差動変調方式で変調されたサブキャリアから伝送データを復調する差動復調手段とを備え、
前記同期復調手段は、予め定められたサブキャリアにて伝送されたパイロット信号の位相を、前記サンプル調整手段が操作するサンプルデータ数に対応した位相量だけ回転させて、サンプルデータの操作によりフーリエ変換後の受信信号に生じる位相回転を補正し、
前記差動復調手段は、差動検波により復調した伝送データの位相を、前記サンプル調整手段が操作するサンプルデータ数に対応した位相量だけ回転させて、サンプルデータの操作によりフーリエ変換後の受信信号に生じる位相回転を補正する、
ことを特徴とする直交周波数分割多重信号受信装置。 - 直交周波数分割多重化が施された信号を受信して伝送データを復調するための直交周波数分割多重信号受信方法であって、
サンプリング手段が受信信号を入力してサンプリングすることにより、受信信号をディジタル化するサンプリングステップと、
フーリエ変換手段が前記サンプリングステップにてディジタル化された受信信号をフーリエ変換するフーリエ変換ステップと、
前記サンプリングステップにてディジタル化されて前記フーリエ変換手段に入力される受信信号のサンプルデータを、サンプル調整手段が操作することにより、前記フーリエ変換ステップにおけるフーリエ変換の実行タイミングを調整するサンプル調整ステップと、
パイロット抽出手段が前記フーリエ変換ステップにてフーリエ変換された受信信号からパイロット信号を抽出するパイロット抽出ステップと、
パイロット位相回転手段が、前記パイロット抽出ステップにて抽出されたパイロット信号の位相を、前記サンプル調整ステップにて前記サンプル調整手段が操作するサンプルデータ数に対応した位相量だけ回転させるパイロット位相回転ステップと、
等化係数特定手段が、前記パイロット位相回転手段から出力されたパイロット信号に基づいて、受信信号の伝送路応答成分に対応した等化係数を特定する等化係数特定ステップと、
所定シンボル遅延手段が、前記フーリエ変換ステップにてフーリエ変換された受信信号を、予め定められた所定数のシンボル期間だけ遅延させる所定シンボル遅延ステップと、
信号等化手段が、前記所定シンボル遅延ステップにて遅延が加えられた受信信号に対して、前記等化係数特定ステップにて特定された等化係数を用いた等化を行うことにより、伝送データを復調する信号等化ステップと、
１シンボル遅延手段が、前記フーリエ変換ステップにてフーリエ変換された受信信号を、１シンボル期間だけ遅延させる１シンボル遅延ステップと、
差動復調手段が、前記フーリエ変換ステップにてフーリエ変換された受信信号及び前記１シンボル遅延ステップにて遅延が加えられた受信信号を用いた差動検波により、伝送データを復調する差動検波ステップと、
データ位相回転手段が、前記差動検波ステップにて復調された伝送データの位相を、前記サンプル調整ステップにて前記サンプル調整手段が操作するサンプルデータ数に対応した位相量だけ回転させるデータ位相回転ステップと、
データ遅延手段が、前記データ位相回転手段から出力された伝送データを、前記所定シンボル遅延ステップにて前記所定シンボル遅延手段が受信信号に加える遅延量と同一である所定数のシンボル期間だけ遅延させるデータ遅延ステップと、
誤り訂正手段が、前記信号等化ステップにて復調された伝送データ及び前記データ遅延ステップにて遅延が加えられた伝送データの誤りを訂正して出力する誤り訂正ステップとを備え、
前記等化係数特定ステップは、前記等化係数特定手段が、等化係数を特定するために保持しているパイロット信号データを補正して、過去に取得したパイロット信号の位相を、前記サンプル調整ステップにて前記サンプル調整手段が操作したサンプルデータ数に対応する位相量だけ回転させるステップを備える、
ことを特徴とする直交周波数分割多重信号受信方法。
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