JP4050476B2 - 直交周波数分割多重伝送信号受信装置 - Google Patents
直交周波数分割多重伝送信号受信装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4050476B2 JP4050476B2 JP2001092537A JP2001092537A JP4050476B2 JP 4050476 B2 JP4050476 B2 JP 4050476B2 JP 2001092537 A JP2001092537 A JP 2001092537A JP 2001092537 A JP2001092537 A JP 2001092537A JP 4050476 B2 JP4050476 B2 JP 4050476B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circuit
- signal
- correlation
- detection circuit
- orthogonal frequency
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Noise Elimination (AREA)
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（ＯＦＤＭ：Orthogonal Frequency Division Multiplex）伝送信号の受信装置における周波数同期と位相雑音除去に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＯＦＤＭ伝送信号を用いたデジタル伝送方式は、特に地上デジタル放送の分野で実用化が進められている。ＯＦＤＭ伝送方式は、伝送データを複数キャリアに分散して伝送する方式であり、単一キャリア伝送に比べて１シンボル期間が長くなるために、マルチパス妨害に強い方式として知られている。また、ＯＦＤＭ伝送方式においては、一般に、ガード期間と呼ばれる冗長期間が、実際にデータが伝送される有効期間の前に設けられており、マルチパス遅延波の影響をさらに低減することが可能になっている。
【０００３】
ＯＦＤＭ受信装置における周波数誤差の検出方法として、前記ガード期間を利用する方法が知られている。以下に、このガード期間を利用した周波数誤差の検出方法について説明する。
【０００４】
図６は、従来のＯＦＤＭ受信装置の構成を示すブロック図である。このＯＦＤＭ受信装置は、日本国特許第３０７４１０３号に記載されている。
【０００５】
図６において、アンテナ１０１に受信されたＯＦＤＭ信号は、チューナ１０２に入力され、このチューナ１０２により所定チャンネルのＯＦＤＭ信号が選択されてＩＦ（中間周波数）帯に変換される。チューナ１０２の出力は、アナログ／デジタル変換器（以下、Ａ／Ｄ変換器）１０３に供給され、このＡ／Ｄ変換器１０３によりデジタル信号に変換される。
【０００６】
前記Ａ／Ｄ変換器１０３の出力は、ＩＱ復調回路１０４に供給される。ここでは、ＩＱ復調回路１０４として直交検波回路が用いられており、この直交検波回路により、Ａ／Ｄ変換器１０３の出力は準同期直交検波されて複素ベースバンド信号に変換される。
【０００７】
ＩＱ復調回路１０４から出力される複素ベースバンド信号は、ＦＦＴ（Fast Fourier Transfer：高速フーリエ変換）回路１０５に供給される。ＦＦＴ回路１０５は、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）演算により前記複素ベースバンド信号を時間軸上のデータから周波数軸上のデータに変換する。前記ＦＦＴ回路１０５の出力は、復調回路１０６に供給される。復調回路１０６は、各キャリアのデータを復調する。復調回路１０６の出力は、誤り訂正回路１０７に供給され、この誤り訂正回路１０７により誤り訂正の復号処理、すなわち伝送中に生じた誤りが訂正されて受信データが復号される。
【０００８】
また、前記ＩＱ復調回路１０４から出力される信号は、分岐して相関検出回路１０８と有効期間遅延回路１０９にそれぞれ供給される。有効期間遅延回路１０９により遅延された信号は相関検出回路１０８に供給される。
【０００９】
前記相関検出回路１０８は、ガード期間におけるこれら２つの信号の相関を検出する。相関検出回路１０８における相関検出の動作について、図７（ａ）〜図７（ｄ）を用いて詳細に説明する。
【００１０】
前記ＩＱ復調回路１０４から出力される複素ベースバンド信号を図７（ａ）に、有効期間遅延回路１０９から出力される有効期間遅延信号を図７（ｂ）に示す。なお、前記ＩＱ復調回路１０４から出力される複素ベースバンド信号を、以下ＩＱ復調信号と記す。図７（ａ）に示すＩＱ復調信号の１シンボル期間は、ガード期間とデータを伝送する有効期間とで構成されている。ガード期間には、有効期間の後ろの部分の信号がコピーされている。したがって、ＩＱ復調信号と有効期間遅延信号との複素共役の相関を求めると、図７（ｃ）に示すように、両者が一致した部分に大きな相関が現れる。なお、図には相関信号のＩ成分のみを示している。
【００１１】
さらに、図７（ｃ）に示す相関信号をガード期間幅で移動平均すると、図７（ｄ）に示すように、有効期間の先頭でピークとなる相関信号が得られる。受信したＯＦＤＭ信号に周波数誤差がない場合、ガード期間における相関信号のピークはＩ成分のみに現れ、Ｑ成分はほぼ０になる。この図７（ｄ）に示す信号が、相関検出回路１０８の出力である。
【００１２】
前記相関検出回路１０８の出力はタイミング検出回路１１０に供給され、タイミング検出回路１１０により有効期間の先頭を示すタイミングが検出される。タイミング検出回路１１０の出力は、ＦＦＴ回路１０５に供給される。ＦＦＴ回路１０５は、タイミング検出回路１１０から出力される検出信号を用いて有効期間を見出し、この有効期間におけるＩＱ復調信号に対してＦＦＴを行う。
【００１３】
また、相関検出回路１０８の出力は、ｔａｎ−１回路１１１に供給される。ｔａｎ−１回路１１１は、タイミング検出回路１１０から出力される検出信号を用いてガード期間を見出し、このガード期間における相関信号のＩ成分とＱ成分から位相角ｔａｎ−１（Ｑ／Ｉ）を求める。受信したＯＦＤＭ信号に周波数誤差がない場合、ＩＱ復調信号の有効期間の後半部における信号と有効期間遅延信号のガード期間における信号とは一致するため、図７（ａ）〜図７（ｄ）に示したように、相関信号の位相角は０になる。すなわち、ｔａｎ−１回路１１１の出力は、０となる。
【００１４】
一方、受信したＯＦＤＭ信号に周波数誤差がある場合、前記ＩＱ復調信号の有効期間の後半部における信号と有効期間遅延信号のガード期間における信号との間には、周波数誤差に応じた位相のずれが生じているため、相関信号の位相角の大きさは、周波数誤差に比例した値になる。したがって、ｔａｎ−１回路１１１の出力は、周波数誤差に比例した誤差信号となる。
【００１５】
前記ｔａｎ−１回路１１１から出力される誤差信号は、周波数制御回路１１２に供給される。周波数制御回路１１２は、供給された誤差信号にゲイン係数をかけて積分し、ＩＱ復調回路１０４の検波周波数を制御する制御信号を生成する。周波数制御回路１１２から出力される制御信号は、ＩＱ復調回路１０４に供給される。ＩＱ復調回路１０４は、前記制御信号に応じて、周波数同期がとれるように検波周波数を制御する。これにより、受信したＯＦＤＭ信号における周波数同期が達成される。
【００１６】
以上、ガード期間における相関信号を利用して周波数同期を行う従来の技術について説明したが、ガード期間における相関信号を利用して、受信したＯＦＤＭ信号（受信信号）の位相変動を除去する技術も知られている。
【００１７】
図８は、従来の他のＯＦＤＭ受信装置の構成を示すブロック図である。このＯＦＤＭ受信装置は、日本国特許第２９０７８０４号に記載されている。図８において、図６に示した構成と同様の部分は説明を省略し、異なる部分のみを説明する。
【００１８】
図６において、ｔａｎ−１回路１１１の出力は、前述したように、ＩＱ復調信号の有効期間の後半部における信号と有効期間遅延信号のガード期間における信号との間の、位相のずれ量（位相変動量）を示している。位相変動推定回路１１２は、ｔａｎ−１回路１１１から供給される位相変動量を用いて、１シンボル期間内の各サンプル点における位相変動量を推定する。位相変動推定回路１１２の出力は、位相補正回路１１４に供給される。位相補正回路１１４は、有効期間遅延回路１１３から出力される信号に対して位相変動量を補正し、ＦＦＴ回路１０５に出力する。
【００１９】
以上により、チューナ発振器の位相雑音や移動受信時のフェージングなどによって生じる受信信号の位相変動を除去することができ、位相雑音による伝送特性の劣化を抑えることが可能である。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
以上、ガード期間における相関信号を利用した従来の技術について説明したが、前述した従来の技術では以下のような問題がある。
【００２１】
ＣＷ(Continuous Wave)妨害などの相関の強い妨害が存在する場合、相関検出回路１０８の出力は、妨害波が存在しない場合の相関信号と、妨害波による相関信号とが合成されたものとなる。このため、受信したＯＦＤＭ信号の周波数誤差及び位相変動量が０の場合であっても、相関信号のＩ成分とＱ成分との位相角が０にならず、正しい周波数誤差及び位相変動量を検出できなくなる。
【００２２】
そこでこの発明は、前記課題に鑑みてなされたものであり、妨害波が存在する場合でも、受信信号の周波数同期及び位相変動除去の性能を向上させることができるＯＦＤＭ受信装置を提供することを目的とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、この発明に係る第１の直交周波数分割多重伝送信号受信装置は、データ信号が伝送される有効期間と、冗長期間であって前記有効期間の後半部分のデータ信号が複写されたガード期間とから構成される直交周波数分割多重伝送信号を受信し、この直交周波数分割多重伝送信号を、設定された検波周波数に従って検波して復調信号を出力する復調回路と、前記復調回路から出力される復調信号を前記有効期間だけ遅延する遅延回路と、前記遅延回路により遅延される前の復調信号と、前記遅延回路により遅延された後の復調信号との相関を求めて相関信号を出力する相関検出回路と、前記相関検出回路から出力された前記相関信号に対し、前記ガード期間以外の期間における前記相関信号の基準値からのずれ量を検出するずれ検出回路と、前記ずれ検出回路により検出された前記ずれ量を用いて、前記ガード期間における前記相関信号を補正する補正回路と、前記補正回路により補正された前記相関信号を用いて、前記復調回路から出力される復調信号の周波数誤差を検出する誤差検出回路と、前記誤差検出回路から出力される、前記周波数誤差を示す信号を平滑化して前記復調回路にフィードバックすることにより、前記復調回路における検波周波数の設定を制御する制御回路とを具備する。
【００２４】
前記目的を達成するために、この発明に係る第２の直交周波数分割多重伝送信号受信装置は、データ信号が伝送される有効期間と、冗長期間であって前記有効期間の後半部分のデータ信号が複写されたガード期間とから構成される直交周波数分割多重伝送信号を受信し、この直交周波数分割多重伝送信号を、設定された検波周波数に従って検波して復調信号を出力する復調回路と、前記復調回路から出力される復調信号を前記有効期間だけ遅延する遅延回路と、前記遅延回路により遅延される前の復調信号と、前記遅延回路により遅延された後の復調信号との相関を求めて相関信号を出力する相関検出回路と、前記相関検出回路から出力された前記相関信号に対し、前記ガード期間以外の期間における前記相関信号の基準値からのずれ量を検出するずれ検出回路と、前記ずれ検出回路により検出された前記ずれ量を用いて、前記ガード期間における前記相関信号を補正する補正回路と、前記補正回路により補正された前記相関信号を用いて、前記復調回路から出力される復調信号の有効期間ごとの位相変動量を検出する位相変動検出回路と、前記位相変動検出回路から出力される位相変動量を用いて、前記復調信号の１シンボル内の位相変動量を推定する位相変動推定回路と、前記位相変動推定回路により推定された前記位相変動量を用いて、前記遅延回路から出力される復調信号の位相変動を補正する位相補正回路とを具備する。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明の第１及び第３の実施の形態に、ＯＦＤＭ伝送方式に設けられたガード期間における相関信号を利用して周波数同期を行う例を説明し、また第２及び第４の実施の形態に、ガード期間における相関信号を利用して位相雑音の除去を行う例を説明する。説明に際し、全図にわたり、共通する部分には共通する参照符号を付す。
【００２６】
［第１の実施の形態］
まず、ＯＦＤＭ伝送方式では、ＯＦＤＭ信号が複数のシンボル期間を有し、さらに１シンボル期間が有効期間（データ期間）とこの有効期間の前に設けられた、冗長期間であるガード期間とに分けられている。この第１の実施の形態では、ガード期間における相関信号を利用して周波数同期を行う手法を以下に述べる。
【００２７】
図１は、この発明の第１の実施の形態のＯＦＤＭ受信装置の構成を示すブロック図である。図２（ａ）〜図２（ｅ）は、前記第１の実施の形態のＯＦＤＭ受信装置における妨害波検出及び補正の動作を示す図である。
【００２８】
図１において、アンテナ１１に受信されたＯＦＤＭ信号はチューナ１２に入力され、このチューナ１２により所定チャンネルのＯＦＤＭ信号が選択されてＩＦ（中間周波数）帯に変換される。チューナ１２の出力は、アナログ／デジタル変換器（以下、Ａ／Ｄ変換器）１３に供給され、このＡ／Ｄ変換器１３によりデジタル信号に変換される。
【００２９】
前記Ａ／Ｄ変換器１３の出力は、ＩＱ復調回路１４に供給される。ここでは、、ＩＱ復調回路１４として直交検波回路が用いられており、この直交検波回路により、Ａ／Ｄ変換器１３の出力は準同期直交検波されて複素ベースバンド信号に変換される。すなわち、ＩＱ復調回路１４は、設定された検波周波数に従ってＡ／Ｄ変換器１３の出力を検波する。
【００３０】
前記ＩＱ復調回路１４から出力される複素ベースバンド信号（以下、ＩＱ復調信号と記す）は、ＦＦＴ（Fast Fourier Transfer：高速フーリエ変換）回路１５に供給される。ＦＦＴ回路１５は、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）演算により前記ＩＱ復調信号を時間軸上のデータから周波数軸上のデータに変換する。
【００３１】
前記ＦＦＴ回路１５の出力は、復調回路１６に供給される。復調回路１６は、各キャリアのデータを復調する。復調回路１６の出力は、誤り訂正回路１７に供給され、この誤り訂正回路１７により誤り訂正の復号処理、すなわち伝送中に生じた誤りが訂正されて受信データが復号される。
【００３２】
また、前記ＩＱ復調回路１４から出力されたＩＱ復調信号は、分岐して相関検出回路１８と有効期間遅延回路１９にそれぞれ供給される。有効期間遅延回路１９により遅延された信号は相関検出回路１８に供給される。
【００３３】
前記相関検出回路１８は、ＩＱ復調信号と有効期間遅延信号との相関を検出し、有効期間の先頭でピークとなる相関信号を求める。相関検出回路１８における相関検出の動作について、図２（ａ）〜図２（ｄ）を用いて詳細に説明する。
【００３４】
前記ＩＱ復調回路１４から出力されるＩＱ復調信号を図２（ａ）に、有効期間遅延回路１９から出力される有効期間遅延信号を図２（ｂ）に示す。図２（ａ）に示すように、ＩＱ復調信号の１シンボル期間は、ガード期間とデータを伝送する有効期間とで構成されている。ガード期間には、有効期間の後ろの部分の信号がコピーされている。このため、図２（ａ）に示すＩＱ復調信号と、図２（ｂ）に示す有効期間遅延信号との複素共役の相関を求めると、図２（ｃ）に示すように、両者が一致した部分に大きな相関が現れる。この相関検出では、ＩＱ復調信号と有効期間遅延信号とで複素乗算が行われ、図２（ｃ）に示すような相関信号が求められる。なお、図２（ｃ）には、相関信号のＩ成分のみを示したが、Ｑ成分に対しても同様の処理を行う。
【００３５】
さらに、図２（ｃ）に示す相関信号をガード期間幅で移動平均すると、図２（ｄ）に示すように、有効期間の先頭でピークとなる相関信号が得られる。受信したＯＦＤＭ信号に周波数誤差がない場合、ガード期間における相関ピークはＩ成分のみに現れ、Ｑ成分はほぼ０になる。この図２（ｄ）に示す信号が、相関検出回路１８の出力である。
【００３６】
前記相関検出回路１８の出力（図２（ｄ）に示す信号）は、タイミング検出回路２０に供給される。タイミング検出回路２０は、図２（ｄ）に示す信号より有効期間の先頭を示すタイミングを検出し、その検出信号をＦＦＴ回路１５に出力する。ＦＦＴ回路１５は、タイミング検出回路２０から出力される検出信号を用いて有効期間を見出し、この有効期間におけるＩＱ復調信号に対してＦＦＴを行う。
【００３７】
また、前記相関検出回路１８の出力は、分岐してオフセット検出回路２１に供給される。このオフセット検出回路２１の動作について、図２（ｃ）〜図２（ｆ）を用いて詳細に説明する。ＣＷ妨害などの妨害波が存在する場合、ＩＱ復調信号と有効期間遅延信号との相関信号は、妨害波が存在しない場合の相関成分に妨害波の相関成分が付加されて、例えば図２（ｃ）に示すように、信号全体が“０”からの一定量だけずれた信号となる。すなわち、妨害波が存在しない場合の有効期間における相関信号は“０”となるが、妨害波が存在する場合、妨害波の大きさに応じた信号が相関信号の全体に付加され、図２（ｃ）及び図２（ｄ）に示すように、“０”から一定量だけずれた信号となる。このときのずれを、オフセットと呼ぶことにする。オフセット量は、妨害波によって生じるずれ量を示し、妨害波が存在しない場合と存在する場合の相関信号の差分をいう。
【００３８】
前記オフセット検出回路２１は、タイミング検出回路２０から供給される、図２（ｅ）に示すようなタイミング信号に従って、相関信号のＩ成分及びＱ成分のそれぞれに対して、ガード期間以外（有効期間内）の所定期間Ｔにおける相関信号の平均値を求める。妨害が存在しない場合、前記所定期間Ｔにおける相関信号の平均値はほぼ０になることから、前記相関信号の平均値は、妨害波によって生じる相関信号のＩ成分及びＱ成分（オフセット量）のそれぞれを示す。
【００３９】
前記オフセット検出回路２１の出力（図２（ｆ）に示す信号）は、補正回路２２に供給される。この補正回路２２は、図２（ｆ）に示す信号を用いてガード期間における相関信号のＩ成分及びＱ成分のそれぞれに対して、前記オフセット量を補正する。このオフセット量の補正では、ガード期間における相関信号のＩ成分から、図２（ｆ）に示す信号のガード期間における振幅を、図２（ｇ）に示す信号のタイミングで減算することにより、Ｉ成分から、妨害波によって生じるずれ量を取り除く。Ｑ成分に対しても同様の処理を行う。
【００４０】
以上の動作をシンボル単位で繰り返すことにより、妨害波の影響を除去する。なお、妨害波の時間変動が遅い場合には、複数のシンボルにわたってガード期間以外の所定期間における相関信号をとり、それらの平均値を求めるようにしてもよい。
【００４１】
次に、前記補正回路２２の出力は、ｔａｎ−１回路２３に供給される。ｔａｎ−１回路２３は、タイミング検出回路２０から出力される信号に従って、ガード期間における相関信号のＩ成分とＱ成分から位相角ｔａｎ−１（Ｑ／Ｉ）を求める。受信したＯＦＤＭ信号に周波数誤差がない場合、ＩＱ復調信号の有効期間の後半部における信号と有効期間遅延信号のガード期間における信号とは一致するため、相関信号の位相角は０になる。すなわち、ｔａｎ−１回路２３の出力は、０となる。
【００４２】
一方、受信したＯＦＤＭ信号に周波数誤差がある場合、前記ＩＱ復調信号の有効期間の後半部における信号と有効期間遅延信号のガード期間における信号との間には、周波数誤差に応じた位相のずれが生じているため、相関信号の位相角の大きさは、周波数誤差に比例した値になる。したがって、ｔａｎ−１回路２３の出力は、周波数誤差に比例した誤差信号となる。
【００４３】
前記ｔａｎ−１回路２３から出力される誤差信号は、周波数制御回路２４に供給される。周波数制御回路２４は、供給された誤差信号にゲイン係数をかけて積分し、ＩＱ復調回路１４の検波周波数を制御する制御信号を生成する。周波数制御回路２４から出力される制御信号は、ＩＱ復調回路１４に供給される。ＩＱ復調回路１４は、前記制御信号に応じて、周波数同期がとれるように検波周波数を制御する。これにより、受信したＯＦＤＭ信号における周波数同期が達成される。
【００４４】
以上の構成により、第１の実施の形態のＯＦＤＭ受信装置は、妨害波により相関信号にずれ（オフセット）が生じた場合でも、受信したＯＦＤＭ信号に対して周波数誤差を正確に検出することができ、妨害波が存在するときの周波数同期性能を向上させることができる。
【００４５】
［第２の実施の形態］
この発明の第２の実施の形態では、ガード期間における相関信号を利用して位相雑音の除去を行う手法を説明する。
【００４６】
図３は、第２の実施の形態のＯＦＤＭ受信装置の構成を示すブロック図である。この第２の実施の形態のＯＦＤＭ受信装置は、図１に示した第１の実施の形態の構成において、ＩＱ復調回路１４とＦＦＴ回路１５との間に有効期間遅延回路３１と位相補正回路３２を配置し、さらに周波数制御回路２４に換えて位相変動推定回路３３を配置し、この位相変動推定回路３３の出力を位相補正回路３２に供給するものである。前記第１の実施の形態における構成と同様の部分には同じ符号を付してその説明は省略し、以下に、異なる構成部分のみを説明する。
【００４７】
図３において、ＩＱ復調回路１４の出力は有効期間遅延回路３１に供給され、さらに有効期間遅延回路３１の出力は位相補正回路３２に供給される。
【００４８】
また、前記第１の実施の形態と同様に、補正回路２２はガード期間における相関信号に対してオフセット量を除去し、ｔａｎ−１回路２３はオフセット量が除去された相関信号のＩ成分とＱ成分を用いて位相角を求める。このｔａｎ−１回路２３の出力は、ＩＱ復調信号の有効期間の後半部における信号と、有効期間遅延信号のガード期間における信号との間の位相変動量を示している。
【００４９】
前記位相変動推定回路３３は、ｔａｎ−１回路２３から出力される位相変動量を用いて、１シンボル期間内の各サンプル点における位相変動量を推定する。位相変動推定回路３３から出力される位相変動量の推定結果を示す信号は、位相補正回路３２に供給される。位相補正回路３２は、前記推定結果を示す信号に応じて、有効期間遅延回路３１から出力されるＩＱ復調信号の位相変動を補正する。これにより、受信したＯＦＤＭ信号の位相変動が除去される。
【００５０】
以上の構成により、第２の実施の形態のＯＦＤＭ受信装置は、妨害波が存在する場合でも、チューナ発振器の位相雑音や移動受信時のフェージングなどによって生じるＯＦＤＭ受信信号の位相変動を正確に検出することができ、妨害波が存在するときの位相雑音除去性能を向上させることができる。
【００５１】
［第３の実施の形態］
この発明の第３の実施の形態では、ガード期間における相関信号を利用して周波数同期を行う手法を説明する。
【００５２】
図４は、第３の実施の形態のＯＦＤＭ受信装置の構成を示すブロック図である。この第３の実施の形態のＯＦＤＭ受信装置は、図１に示した第１の実施の形態の構成に加えて、オフセット検出回路２１と周波数制御回路２４との間に判定回路４１を設けたものである。
【００５３】
図４において、オフセット検出回路２１の出力は補正回路２２に供給されるとともに、判定回路４１に供給される。判定回路４１は、オフセット検出回路２１から出力される相関信号のＩ成分とＱ成分のオフセット量の絶対値を求め、絶対値の大きい方を所定値と比較して妨害波の大きさを判定する。例えば、判定回路４１は、オフセット量が所定値以下のときに“０”を出力し、オフセット量が所定値より大きいときに“１”を出力する。
【００５４】
前記判定回路４１の出力は、周波数制御回路２４に供給される。周波数制御回路２４は、ｔａｎ−１回路２３から出力される誤差信号にゲイン係数をかけて積分するが、判定回路４１の出力が“１”の場合には、判定回路４１の出力が“０”の場合に比べて、前記ゲイン係数を小さくする。
【００５５】
妨害波のレベルが大きいほど、オフセット検出回路２１の検出誤差により、周波数誤差信号のばらつきが大きくなる場合が考えられる。このような場合でも、前記構成を用いて妨害波のレベルを判定し、妨害波のレベルが大きいときに周波数制御回路２４内の積分器のゲインを小さくすることにより、妨害波のレベルが大きい場合でも周波数同期を安定に行うことが可能であり、周波数同期性能を向上させることができる。
【００５６】
［第４の実施の形態］
この発明の第４の実施の形態では、ガード期間における相関信号を利用して位相雑音除去を行う手法を説明する。
【００５７】
図５は、第４の実施の形態のＯＦＤＭ受信装置の構成を示すブロック図である。この第４の実施の形態のＯＦＤＭ受信装置は、図３に示した第２の実施の形態の構成に加えて、オフセット検出回路２１と位相変動推定回路３３との間に判定回路５１を設けたものである。
【００５８】
図５において、オフセット検出回路２１の出力は補正回路２２に供給されるとともに、判定回路５１に供給される。判定回路５１は、オフセット検出回路２１から出力される相関信号のＩ成分とＱ成分のオフセット量の絶対値を求め、絶対値の大きい方を所定値と比較して妨害波の大きさを判定する。例えば、判定回路５１は、オフセット量が所定値以下のときに“０”を出力し、オフセット量が所定値より大きいときに“１”を出力する。
【００５９】
前記判定回路５１の出力は、位相変動推定回路３３に供給される。位相変動推定回路３３は、ｔａｎ−１回路２３から出力される位相変動量を用いて、１シンボル期間内の各サンプル点における位相変動量を推定するが、判定回路５１の出力が“１”の場合には、シンボル内の位相変動量の推定を停止する。この位相変動推定回路３３による位相変動量の推定停止により、位相補正回路３２による位相の補正も停止される。
【００６０】
妨害波のレベルが大きいほど、オフセット検出回路２１の検出誤差により、位相変動検出時の推定誤差が大きくなる場合が考えられる。このような場合でも、前記構成を用いて妨害波のレベルを判定し、妨害波が大きいときに位相変動量の推定と位相の補正を停止させることにより、すなわち位相雑音の除去動作を停止させることにより、位相雑音除去回路（位相変動推定回路３３、位相補正回路３２）の誤動作による伝送特性の劣化を抑えることが可能となる。
【００６１】
前記第１〜第４の実施の形態においては、ガード期間における相関信号を用いてＯＦＤＭ信号のシンボルタイミングを検出する例を示したが、この発明はこの構成に限定されるものではない。例えば、伝送信号に基準信号が含まれる場合は、これを用いてタイミング検出を行うことも可能である。
【００６２】
また、前記実施の形態においては、ガード期間における相関信号を用いて周波数同期を行う場合と、位相雑音除去を行う場合を示したが、両者を組み合わせることも可能である。
【００６３】
さらに、前述した各実施の形態には種々の段階の発明が含まれており、各実施の形態において開示した複数の構成要件の適宜な組み合わせにより、種々の段階の発明を抽出することも可能である。
【００６４】
【発明の効果】
以上述べたようにこの発明によれば、妨害波が存在する場合でも、受信信号の周波数同期及び位相変動除去の性能を向上させることができるＯＦＤＭ受信装置が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施の形態のＯＦＤＭ受信装置の構成を示すブロック図である。
【図２】前記第１の実施の形態のＯＦＤＭ受信装置における動作を示す図である。
【図３】この発明の第２の実施の形態のＯＦＤＭ受信装置の構成を示すブロック図である。
【図４】この発明の第３の実施の形態のＯＦＤＭ受信装置の構成を示すブロック図である。
【図５】この発明の第４の実施の形態のＯＦＤＭ受信装置の構成を示すブロック図である。
【図６】従来のＯＦＤＭ受信装置の構成を示すブロック図である。
【図７】従来の前記ＯＦＤＭ受信装置における動作を示す図である。
【図８】従来の他のＯＦＤＭ受信装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１１…アンテナ
１２…チューナ
１３…アナログ／デジタル変換器（Ａ／Ｄ変換器）
１４…ＩＱ復調回路
１５…ＦＦＴ（Fast Fourier Transfer：高速フーリエ変換）回路
１６…復調回路
１７…誤り訂正回路
１８…相関検出回路
１９…有効期間遅延回路
２０…タイミング検出回路
２１…オフセット検出回路
２２…補正回路
２３…ｔａｎ−１回路
２４…周波数制御回路
３１…有効期間遅延回路
３２…位相補正回路
３３…位相変動推定回路
４１…判定回路
５１…判定回路
【発明の属する技術分野】
この発明は、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ：Orthogonal Frequency Division Multiplex）伝送信号の受信装置における周波数同期と位相雑音除去に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＯＦＤＭ伝送信号を用いたデジタル伝送方式は、特に地上デジタル放送の分野で実用化が進められている。ＯＦＤＭ伝送方式は、伝送データを複数キャリアに分散して伝送する方式であり、単一キャリア伝送に比べて１シンボル期間が長くなるために、マルチパス妨害に強い方式として知られている。また、ＯＦＤＭ伝送方式においては、一般に、ガード期間と呼ばれる冗長期間が、実際にデータが伝送される有効期間の前に設けられており、マルチパス遅延波の影響をさらに低減することが可能になっている。
【０００３】
ＯＦＤＭ受信装置における周波数誤差の検出方法として、前記ガード期間を利用する方法が知られている。以下に、このガード期間を利用した周波数誤差の検出方法について説明する。
【０００４】
図６は、従来のＯＦＤＭ受信装置の構成を示すブロック図である。このＯＦＤＭ受信装置は、日本国特許第３０７４１０３号に記載されている。
【０００５】
図６において、アンテナ１０１に受信されたＯＦＤＭ信号は、チューナ１０２に入力され、このチューナ１０２により所定チャンネルのＯＦＤＭ信号が選択されてＩＦ（中間周波数）帯に変換される。チューナ１０２の出力は、アナログ／デジタル変換器（以下、Ａ／Ｄ変換器）１０３に供給され、このＡ／Ｄ変換器１０３によりデジタル信号に変換される。
【０００６】
前記Ａ／Ｄ変換器１０３の出力は、ＩＱ復調回路１０４に供給される。ここでは、ＩＱ復調回路１０４として直交検波回路が用いられており、この直交検波回路により、Ａ／Ｄ変換器１０３の出力は準同期直交検波されて複素ベースバンド信号に変換される。
【０００７】
ＩＱ復調回路１０４から出力される複素ベースバンド信号は、ＦＦＴ（Fast Fourier Transfer：高速フーリエ変換）回路１０５に供給される。ＦＦＴ回路１０５は、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）演算により前記複素ベースバンド信号を時間軸上のデータから周波数軸上のデータに変換する。前記ＦＦＴ回路１０５の出力は、復調回路１０６に供給される。復調回路１０６は、各キャリアのデータを復調する。復調回路１０６の出力は、誤り訂正回路１０７に供給され、この誤り訂正回路１０７により誤り訂正の復号処理、すなわち伝送中に生じた誤りが訂正されて受信データが復号される。
【０００８】
また、前記ＩＱ復調回路１０４から出力される信号は、分岐して相関検出回路１０８と有効期間遅延回路１０９にそれぞれ供給される。有効期間遅延回路１０９により遅延された信号は相関検出回路１０８に供給される。
【０００９】
前記相関検出回路１０８は、ガード期間におけるこれら２つの信号の相関を検出する。相関検出回路１０８における相関検出の動作について、図７（ａ）〜図７（ｄ）を用いて詳細に説明する。
【００１０】
前記ＩＱ復調回路１０４から出力される複素ベースバンド信号を図７（ａ）に、有効期間遅延回路１０９から出力される有効期間遅延信号を図７（ｂ）に示す。なお、前記ＩＱ復調回路１０４から出力される複素ベースバンド信号を、以下ＩＱ復調信号と記す。図７（ａ）に示すＩＱ復調信号の１シンボル期間は、ガード期間とデータを伝送する有効期間とで構成されている。ガード期間には、有効期間の後ろの部分の信号がコピーされている。したがって、ＩＱ復調信号と有効期間遅延信号との複素共役の相関を求めると、図７（ｃ）に示すように、両者が一致した部分に大きな相関が現れる。なお、図には相関信号のＩ成分のみを示している。
【００１１】
さらに、図７（ｃ）に示す相関信号をガード期間幅で移動平均すると、図７（ｄ）に示すように、有効期間の先頭でピークとなる相関信号が得られる。受信したＯＦＤＭ信号に周波数誤差がない場合、ガード期間における相関信号のピークはＩ成分のみに現れ、Ｑ成分はほぼ０になる。この図７（ｄ）に示す信号が、相関検出回路１０８の出力である。
【００１２】
前記相関検出回路１０８の出力はタイミング検出回路１１０に供給され、タイミング検出回路１１０により有効期間の先頭を示すタイミングが検出される。タイミング検出回路１１０の出力は、ＦＦＴ回路１０５に供給される。ＦＦＴ回路１０５は、タイミング検出回路１１０から出力される検出信号を用いて有効期間を見出し、この有効期間におけるＩＱ復調信号に対してＦＦＴを行う。
【００１３】
また、相関検出回路１０８の出力は、ｔａｎ−１回路１１１に供給される。ｔａｎ−１回路１１１は、タイミング検出回路１１０から出力される検出信号を用いてガード期間を見出し、このガード期間における相関信号のＩ成分とＱ成分から位相角ｔａｎ−１（Ｑ／Ｉ）を求める。受信したＯＦＤＭ信号に周波数誤差がない場合、ＩＱ復調信号の有効期間の後半部における信号と有効期間遅延信号のガード期間における信号とは一致するため、図７（ａ）〜図７（ｄ）に示したように、相関信号の位相角は０になる。すなわち、ｔａｎ−１回路１１１の出力は、０となる。
【００１４】
一方、受信したＯＦＤＭ信号に周波数誤差がある場合、前記ＩＱ復調信号の有効期間の後半部における信号と有効期間遅延信号のガード期間における信号との間には、周波数誤差に応じた位相のずれが生じているため、相関信号の位相角の大きさは、周波数誤差に比例した値になる。したがって、ｔａｎ−１回路１１１の出力は、周波数誤差に比例した誤差信号となる。
【００１５】
前記ｔａｎ−１回路１１１から出力される誤差信号は、周波数制御回路１１２に供給される。周波数制御回路１１２は、供給された誤差信号にゲイン係数をかけて積分し、ＩＱ復調回路１０４の検波周波数を制御する制御信号を生成する。周波数制御回路１１２から出力される制御信号は、ＩＱ復調回路１０４に供給される。ＩＱ復調回路１０４は、前記制御信号に応じて、周波数同期がとれるように検波周波数を制御する。これにより、受信したＯＦＤＭ信号における周波数同期が達成される。
【００１６】
以上、ガード期間における相関信号を利用して周波数同期を行う従来の技術について説明したが、ガード期間における相関信号を利用して、受信したＯＦＤＭ信号（受信信号）の位相変動を除去する技術も知られている。
【００１７】
図８は、従来の他のＯＦＤＭ受信装置の構成を示すブロック図である。このＯＦＤＭ受信装置は、日本国特許第２９０７８０４号に記載されている。図８において、図６に示した構成と同様の部分は説明を省略し、異なる部分のみを説明する。
【００１８】
図６において、ｔａｎ−１回路１１１の出力は、前述したように、ＩＱ復調信号の有効期間の後半部における信号と有効期間遅延信号のガード期間における信号との間の、位相のずれ量（位相変動量）を示している。位相変動推定回路１１２は、ｔａｎ−１回路１１１から供給される位相変動量を用いて、１シンボル期間内の各サンプル点における位相変動量を推定する。位相変動推定回路１１２の出力は、位相補正回路１１４に供給される。位相補正回路１１４は、有効期間遅延回路１１３から出力される信号に対して位相変動量を補正し、ＦＦＴ回路１０５に出力する。
【００１９】
以上により、チューナ発振器の位相雑音や移動受信時のフェージングなどによって生じる受信信号の位相変動を除去することができ、位相雑音による伝送特性の劣化を抑えることが可能である。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
以上、ガード期間における相関信号を利用した従来の技術について説明したが、前述した従来の技術では以下のような問題がある。
【００２１】
ＣＷ(Continuous Wave)妨害などの相関の強い妨害が存在する場合、相関検出回路１０８の出力は、妨害波が存在しない場合の相関信号と、妨害波による相関信号とが合成されたものとなる。このため、受信したＯＦＤＭ信号の周波数誤差及び位相変動量が０の場合であっても、相関信号のＩ成分とＱ成分との位相角が０にならず、正しい周波数誤差及び位相変動量を検出できなくなる。
【００２２】
そこでこの発明は、前記課題に鑑みてなされたものであり、妨害波が存在する場合でも、受信信号の周波数同期及び位相変動除去の性能を向上させることができるＯＦＤＭ受信装置を提供することを目的とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、この発明に係る第１の直交周波数分割多重伝送信号受信装置は、データ信号が伝送される有効期間と、冗長期間であって前記有効期間の後半部分のデータ信号が複写されたガード期間とから構成される直交周波数分割多重伝送信号を受信し、この直交周波数分割多重伝送信号を、設定された検波周波数に従って検波して復調信号を出力する復調回路と、前記復調回路から出力される復調信号を前記有効期間だけ遅延する遅延回路と、前記遅延回路により遅延される前の復調信号と、前記遅延回路により遅延された後の復調信号との相関を求めて相関信号を出力する相関検出回路と、前記相関検出回路から出力された前記相関信号に対し、前記ガード期間以外の期間における前記相関信号の基準値からのずれ量を検出するずれ検出回路と、前記ずれ検出回路により検出された前記ずれ量を用いて、前記ガード期間における前記相関信号を補正する補正回路と、前記補正回路により補正された前記相関信号を用いて、前記復調回路から出力される復調信号の周波数誤差を検出する誤差検出回路と、前記誤差検出回路から出力される、前記周波数誤差を示す信号を平滑化して前記復調回路にフィードバックすることにより、前記復調回路における検波周波数の設定を制御する制御回路とを具備する。
【００２４】
前記目的を達成するために、この発明に係る第２の直交周波数分割多重伝送信号受信装置は、データ信号が伝送される有効期間と、冗長期間であって前記有効期間の後半部分のデータ信号が複写されたガード期間とから構成される直交周波数分割多重伝送信号を受信し、この直交周波数分割多重伝送信号を、設定された検波周波数に従って検波して復調信号を出力する復調回路と、前記復調回路から出力される復調信号を前記有効期間だけ遅延する遅延回路と、前記遅延回路により遅延される前の復調信号と、前記遅延回路により遅延された後の復調信号との相関を求めて相関信号を出力する相関検出回路と、前記相関検出回路から出力された前記相関信号に対し、前記ガード期間以外の期間における前記相関信号の基準値からのずれ量を検出するずれ検出回路と、前記ずれ検出回路により検出された前記ずれ量を用いて、前記ガード期間における前記相関信号を補正する補正回路と、前記補正回路により補正された前記相関信号を用いて、前記復調回路から出力される復調信号の有効期間ごとの位相変動量を検出する位相変動検出回路と、前記位相変動検出回路から出力される位相変動量を用いて、前記復調信号の１シンボル内の位相変動量を推定する位相変動推定回路と、前記位相変動推定回路により推定された前記位相変動量を用いて、前記遅延回路から出力される復調信号の位相変動を補正する位相補正回路とを具備する。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明の第１及び第３の実施の形態に、ＯＦＤＭ伝送方式に設けられたガード期間における相関信号を利用して周波数同期を行う例を説明し、また第２及び第４の実施の形態に、ガード期間における相関信号を利用して位相雑音の除去を行う例を説明する。説明に際し、全図にわたり、共通する部分には共通する参照符号を付す。
【００２６】
［第１の実施の形態］
まず、ＯＦＤＭ伝送方式では、ＯＦＤＭ信号が複数のシンボル期間を有し、さらに１シンボル期間が有効期間（データ期間）とこの有効期間の前に設けられた、冗長期間であるガード期間とに分けられている。この第１の実施の形態では、ガード期間における相関信号を利用して周波数同期を行う手法を以下に述べる。
【００２７】
図１は、この発明の第１の実施の形態のＯＦＤＭ受信装置の構成を示すブロック図である。図２（ａ）〜図２（ｅ）は、前記第１の実施の形態のＯＦＤＭ受信装置における妨害波検出及び補正の動作を示す図である。
【００２８】
図１において、アンテナ１１に受信されたＯＦＤＭ信号はチューナ１２に入力され、このチューナ１２により所定チャンネルのＯＦＤＭ信号が選択されてＩＦ（中間周波数）帯に変換される。チューナ１２の出力は、アナログ／デジタル変換器（以下、Ａ／Ｄ変換器）１３に供給され、このＡ／Ｄ変換器１３によりデジタル信号に変換される。
【００２９】
前記Ａ／Ｄ変換器１３の出力は、ＩＱ復調回路１４に供給される。ここでは、、ＩＱ復調回路１４として直交検波回路が用いられており、この直交検波回路により、Ａ／Ｄ変換器１３の出力は準同期直交検波されて複素ベースバンド信号に変換される。すなわち、ＩＱ復調回路１４は、設定された検波周波数に従ってＡ／Ｄ変換器１３の出力を検波する。
【００３０】
前記ＩＱ復調回路１４から出力される複素ベースバンド信号（以下、ＩＱ復調信号と記す）は、ＦＦＴ（Fast Fourier Transfer：高速フーリエ変換）回路１５に供給される。ＦＦＴ回路１５は、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）演算により前記ＩＱ復調信号を時間軸上のデータから周波数軸上のデータに変換する。
【００３１】
前記ＦＦＴ回路１５の出力は、復調回路１６に供給される。復調回路１６は、各キャリアのデータを復調する。復調回路１６の出力は、誤り訂正回路１７に供給され、この誤り訂正回路１７により誤り訂正の復号処理、すなわち伝送中に生じた誤りが訂正されて受信データが復号される。
【００３２】
また、前記ＩＱ復調回路１４から出力されたＩＱ復調信号は、分岐して相関検出回路１８と有効期間遅延回路１９にそれぞれ供給される。有効期間遅延回路１９により遅延された信号は相関検出回路１８に供給される。
【００３３】
前記相関検出回路１８は、ＩＱ復調信号と有効期間遅延信号との相関を検出し、有効期間の先頭でピークとなる相関信号を求める。相関検出回路１８における相関検出の動作について、図２（ａ）〜図２（ｄ）を用いて詳細に説明する。
【００３４】
前記ＩＱ復調回路１４から出力されるＩＱ復調信号を図２（ａ）に、有効期間遅延回路１９から出力される有効期間遅延信号を図２（ｂ）に示す。図２（ａ）に示すように、ＩＱ復調信号の１シンボル期間は、ガード期間とデータを伝送する有効期間とで構成されている。ガード期間には、有効期間の後ろの部分の信号がコピーされている。このため、図２（ａ）に示すＩＱ復調信号と、図２（ｂ）に示す有効期間遅延信号との複素共役の相関を求めると、図２（ｃ）に示すように、両者が一致した部分に大きな相関が現れる。この相関検出では、ＩＱ復調信号と有効期間遅延信号とで複素乗算が行われ、図２（ｃ）に示すような相関信号が求められる。なお、図２（ｃ）には、相関信号のＩ成分のみを示したが、Ｑ成分に対しても同様の処理を行う。
【００３５】
さらに、図２（ｃ）に示す相関信号をガード期間幅で移動平均すると、図２（ｄ）に示すように、有効期間の先頭でピークとなる相関信号が得られる。受信したＯＦＤＭ信号に周波数誤差がない場合、ガード期間における相関ピークはＩ成分のみに現れ、Ｑ成分はほぼ０になる。この図２（ｄ）に示す信号が、相関検出回路１８の出力である。
【００３６】
前記相関検出回路１８の出力（図２（ｄ）に示す信号）は、タイミング検出回路２０に供給される。タイミング検出回路２０は、図２（ｄ）に示す信号より有効期間の先頭を示すタイミングを検出し、その検出信号をＦＦＴ回路１５に出力する。ＦＦＴ回路１５は、タイミング検出回路２０から出力される検出信号を用いて有効期間を見出し、この有効期間におけるＩＱ復調信号に対してＦＦＴを行う。
【００３７】
また、前記相関検出回路１８の出力は、分岐してオフセット検出回路２１に供給される。このオフセット検出回路２１の動作について、図２（ｃ）〜図２（ｆ）を用いて詳細に説明する。ＣＷ妨害などの妨害波が存在する場合、ＩＱ復調信号と有効期間遅延信号との相関信号は、妨害波が存在しない場合の相関成分に妨害波の相関成分が付加されて、例えば図２（ｃ）に示すように、信号全体が“０”からの一定量だけずれた信号となる。すなわち、妨害波が存在しない場合の有効期間における相関信号は“０”となるが、妨害波が存在する場合、妨害波の大きさに応じた信号が相関信号の全体に付加され、図２（ｃ）及び図２（ｄ）に示すように、“０”から一定量だけずれた信号となる。このときのずれを、オフセットと呼ぶことにする。オフセット量は、妨害波によって生じるずれ量を示し、妨害波が存在しない場合と存在する場合の相関信号の差分をいう。
【００３８】
前記オフセット検出回路２１は、タイミング検出回路２０から供給される、図２（ｅ）に示すようなタイミング信号に従って、相関信号のＩ成分及びＱ成分のそれぞれに対して、ガード期間以外（有効期間内）の所定期間Ｔにおける相関信号の平均値を求める。妨害が存在しない場合、前記所定期間Ｔにおける相関信号の平均値はほぼ０になることから、前記相関信号の平均値は、妨害波によって生じる相関信号のＩ成分及びＱ成分（オフセット量）のそれぞれを示す。
【００３９】
前記オフセット検出回路２１の出力（図２（ｆ）に示す信号）は、補正回路２２に供給される。この補正回路２２は、図２（ｆ）に示す信号を用いてガード期間における相関信号のＩ成分及びＱ成分のそれぞれに対して、前記オフセット量を補正する。このオフセット量の補正では、ガード期間における相関信号のＩ成分から、図２（ｆ）に示す信号のガード期間における振幅を、図２（ｇ）に示す信号のタイミングで減算することにより、Ｉ成分から、妨害波によって生じるずれ量を取り除く。Ｑ成分に対しても同様の処理を行う。
【００４０】
以上の動作をシンボル単位で繰り返すことにより、妨害波の影響を除去する。なお、妨害波の時間変動が遅い場合には、複数のシンボルにわたってガード期間以外の所定期間における相関信号をとり、それらの平均値を求めるようにしてもよい。
【００４１】
次に、前記補正回路２２の出力は、ｔａｎ−１回路２３に供給される。ｔａｎ−１回路２３は、タイミング検出回路２０から出力される信号に従って、ガード期間における相関信号のＩ成分とＱ成分から位相角ｔａｎ−１（Ｑ／Ｉ）を求める。受信したＯＦＤＭ信号に周波数誤差がない場合、ＩＱ復調信号の有効期間の後半部における信号と有効期間遅延信号のガード期間における信号とは一致するため、相関信号の位相角は０になる。すなわち、ｔａｎ−１回路２３の出力は、０となる。
【００４２】
一方、受信したＯＦＤＭ信号に周波数誤差がある場合、前記ＩＱ復調信号の有効期間の後半部における信号と有効期間遅延信号のガード期間における信号との間には、周波数誤差に応じた位相のずれが生じているため、相関信号の位相角の大きさは、周波数誤差に比例した値になる。したがって、ｔａｎ−１回路２３の出力は、周波数誤差に比例した誤差信号となる。
【００４３】
前記ｔａｎ−１回路２３から出力される誤差信号は、周波数制御回路２４に供給される。周波数制御回路２４は、供給された誤差信号にゲイン係数をかけて積分し、ＩＱ復調回路１４の検波周波数を制御する制御信号を生成する。周波数制御回路２４から出力される制御信号は、ＩＱ復調回路１４に供給される。ＩＱ復調回路１４は、前記制御信号に応じて、周波数同期がとれるように検波周波数を制御する。これにより、受信したＯＦＤＭ信号における周波数同期が達成される。
【００４４】
以上の構成により、第１の実施の形態のＯＦＤＭ受信装置は、妨害波により相関信号にずれ（オフセット）が生じた場合でも、受信したＯＦＤＭ信号に対して周波数誤差を正確に検出することができ、妨害波が存在するときの周波数同期性能を向上させることができる。
【００４５】
［第２の実施の形態］
この発明の第２の実施の形態では、ガード期間における相関信号を利用して位相雑音の除去を行う手法を説明する。
【００４６】
図３は、第２の実施の形態のＯＦＤＭ受信装置の構成を示すブロック図である。この第２の実施の形態のＯＦＤＭ受信装置は、図１に示した第１の実施の形態の構成において、ＩＱ復調回路１４とＦＦＴ回路１５との間に有効期間遅延回路３１と位相補正回路３２を配置し、さらに周波数制御回路２４に換えて位相変動推定回路３３を配置し、この位相変動推定回路３３の出力を位相補正回路３２に供給するものである。前記第１の実施の形態における構成と同様の部分には同じ符号を付してその説明は省略し、以下に、異なる構成部分のみを説明する。
【００４７】
図３において、ＩＱ復調回路１４の出力は有効期間遅延回路３１に供給され、さらに有効期間遅延回路３１の出力は位相補正回路３２に供給される。
【００４８】
また、前記第１の実施の形態と同様に、補正回路２２はガード期間における相関信号に対してオフセット量を除去し、ｔａｎ−１回路２３はオフセット量が除去された相関信号のＩ成分とＱ成分を用いて位相角を求める。このｔａｎ−１回路２３の出力は、ＩＱ復調信号の有効期間の後半部における信号と、有効期間遅延信号のガード期間における信号との間の位相変動量を示している。
【００４９】
前記位相変動推定回路３３は、ｔａｎ−１回路２３から出力される位相変動量を用いて、１シンボル期間内の各サンプル点における位相変動量を推定する。位相変動推定回路３３から出力される位相変動量の推定結果を示す信号は、位相補正回路３２に供給される。位相補正回路３２は、前記推定結果を示す信号に応じて、有効期間遅延回路３１から出力されるＩＱ復調信号の位相変動を補正する。これにより、受信したＯＦＤＭ信号の位相変動が除去される。
【００５０】
以上の構成により、第２の実施の形態のＯＦＤＭ受信装置は、妨害波が存在する場合でも、チューナ発振器の位相雑音や移動受信時のフェージングなどによって生じるＯＦＤＭ受信信号の位相変動を正確に検出することができ、妨害波が存在するときの位相雑音除去性能を向上させることができる。
【００５１】
［第３の実施の形態］
この発明の第３の実施の形態では、ガード期間における相関信号を利用して周波数同期を行う手法を説明する。
【００５２】
図４は、第３の実施の形態のＯＦＤＭ受信装置の構成を示すブロック図である。この第３の実施の形態のＯＦＤＭ受信装置は、図１に示した第１の実施の形態の構成に加えて、オフセット検出回路２１と周波数制御回路２４との間に判定回路４１を設けたものである。
【００５３】
図４において、オフセット検出回路２１の出力は補正回路２２に供給されるとともに、判定回路４１に供給される。判定回路４１は、オフセット検出回路２１から出力される相関信号のＩ成分とＱ成分のオフセット量の絶対値を求め、絶対値の大きい方を所定値と比較して妨害波の大きさを判定する。例えば、判定回路４１は、オフセット量が所定値以下のときに“０”を出力し、オフセット量が所定値より大きいときに“１”を出力する。
【００５４】
前記判定回路４１の出力は、周波数制御回路２４に供給される。周波数制御回路２４は、ｔａｎ−１回路２３から出力される誤差信号にゲイン係数をかけて積分するが、判定回路４１の出力が“１”の場合には、判定回路４１の出力が“０”の場合に比べて、前記ゲイン係数を小さくする。
【００５５】
妨害波のレベルが大きいほど、オフセット検出回路２１の検出誤差により、周波数誤差信号のばらつきが大きくなる場合が考えられる。このような場合でも、前記構成を用いて妨害波のレベルを判定し、妨害波のレベルが大きいときに周波数制御回路２４内の積分器のゲインを小さくすることにより、妨害波のレベルが大きい場合でも周波数同期を安定に行うことが可能であり、周波数同期性能を向上させることができる。
【００５６】
［第４の実施の形態］
この発明の第４の実施の形態では、ガード期間における相関信号を利用して位相雑音除去を行う手法を説明する。
【００５７】
図５は、第４の実施の形態のＯＦＤＭ受信装置の構成を示すブロック図である。この第４の実施の形態のＯＦＤＭ受信装置は、図３に示した第２の実施の形態の構成に加えて、オフセット検出回路２１と位相変動推定回路３３との間に判定回路５１を設けたものである。
【００５８】
図５において、オフセット検出回路２１の出力は補正回路２２に供給されるとともに、判定回路５１に供給される。判定回路５１は、オフセット検出回路２１から出力される相関信号のＩ成分とＱ成分のオフセット量の絶対値を求め、絶対値の大きい方を所定値と比較して妨害波の大きさを判定する。例えば、判定回路５１は、オフセット量が所定値以下のときに“０”を出力し、オフセット量が所定値より大きいときに“１”を出力する。
【００５９】
前記判定回路５１の出力は、位相変動推定回路３３に供給される。位相変動推定回路３３は、ｔａｎ−１回路２３から出力される位相変動量を用いて、１シンボル期間内の各サンプル点における位相変動量を推定するが、判定回路５１の出力が“１”の場合には、シンボル内の位相変動量の推定を停止する。この位相変動推定回路３３による位相変動量の推定停止により、位相補正回路３２による位相の補正も停止される。
【００６０】
妨害波のレベルが大きいほど、オフセット検出回路２１の検出誤差により、位相変動検出時の推定誤差が大きくなる場合が考えられる。このような場合でも、前記構成を用いて妨害波のレベルを判定し、妨害波が大きいときに位相変動量の推定と位相の補正を停止させることにより、すなわち位相雑音の除去動作を停止させることにより、位相雑音除去回路（位相変動推定回路３３、位相補正回路３２）の誤動作による伝送特性の劣化を抑えることが可能となる。
【００６１】
前記第１〜第４の実施の形態においては、ガード期間における相関信号を用いてＯＦＤＭ信号のシンボルタイミングを検出する例を示したが、この発明はこの構成に限定されるものではない。例えば、伝送信号に基準信号が含まれる場合は、これを用いてタイミング検出を行うことも可能である。
【００６２】
また、前記実施の形態においては、ガード期間における相関信号を用いて周波数同期を行う場合と、位相雑音除去を行う場合を示したが、両者を組み合わせることも可能である。
【００６３】
さらに、前述した各実施の形態には種々の段階の発明が含まれており、各実施の形態において開示した複数の構成要件の適宜な組み合わせにより、種々の段階の発明を抽出することも可能である。
【００６４】
【発明の効果】
以上述べたようにこの発明によれば、妨害波が存在する場合でも、受信信号の周波数同期及び位相変動除去の性能を向上させることができるＯＦＤＭ受信装置が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施の形態のＯＦＤＭ受信装置の構成を示すブロック図である。
【図２】前記第１の実施の形態のＯＦＤＭ受信装置における動作を示す図である。
【図３】この発明の第２の実施の形態のＯＦＤＭ受信装置の構成を示すブロック図である。
【図４】この発明の第３の実施の形態のＯＦＤＭ受信装置の構成を示すブロック図である。
【図５】この発明の第４の実施の形態のＯＦＤＭ受信装置の構成を示すブロック図である。
【図６】従来のＯＦＤＭ受信装置の構成を示すブロック図である。
【図７】従来の前記ＯＦＤＭ受信装置における動作を示す図である。
【図８】従来の他のＯＦＤＭ受信装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１１…アンテナ
１２…チューナ
１３…アナログ／デジタル変換器（Ａ／Ｄ変換器）
１４…ＩＱ復調回路
１５…ＦＦＴ（Fast Fourier Transfer：高速フーリエ変換）回路
１６…復調回路
１７…誤り訂正回路
１８…相関検出回路
１９…有効期間遅延回路
２０…タイミング検出回路
２１…オフセット検出回路
２２…補正回路
２３…ｔａｎ−１回路
２４…周波数制御回路
３１…有効期間遅延回路
３２…位相補正回路
３３…位相変動推定回路
４１…判定回路
５１…判定回路
Claims (10)
- データ信号が伝送される有効期間と、冗長期間であって前記有効期間の後半部分のデータ信号が複写されたガード期間とから構成される直交周波数分割多重伝送信号を受信し、この直交周波数分割多重伝送信号を、設定された検波周波数に従って検波し復調信号を出力する復調回路と、
前記復調回路から出力される復調信号を前記有効期間だけ遅延する遅延回路と、
前記遅延回路により遅延される前の復調信号と、前記遅延回路により遅延された後の復調信号との相関を求めて相関信号を出力する相関検出回路と、
前記相関検出回路から出力された前記相関信号に対し、前記ガード期間以外の期間における前記相関信号の基準値からのずれ量を検出するずれ検出回路と、
前記ずれ検出回路により検出された前記ずれ量を用いて、前記ガード期間における前記相関信号を補正する補正回路と、
前記補正回路により補正された前記相関信号を用いて、前記復調回路から出力される復調信号の周波数誤差を検出する誤差検出回路と、
前記誤差検出回路から出力される、前記周波数誤差を示す信号を平滑化して前記復調回路にフィードバックすることにより、前記復調回路における検波周波数の設定を制御する制御回路と、
を具備することを特徴とする直交周波数分割多重伝送信号受信装置。 - 前記ずれ検出回路により検出された前記ずれ量を用いて、前記直交周波数分割多重伝送信号に含まれる妨害波の大きさを判定し、この判定結果を前記制御回路に出力する判定回路をさらに具備し、
前記制御回路は、前記判定回路から出力された前記判定結果に応じて、前記復調回路に対する利得を切り換え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伝送信号受信装置。 - 前記制御回路は、前記判定回路により妨害波が大きいと判定されたときに、妨害波が小さいと判定されたときと比べて前記利得を小さくすることを特徴とする請求項２に記載の直交周波数分割多重伝送信号受信装置。
- 前記相関検出回路は、前記遅延される前の復調信号と、前記遅延された後の復調信号とで乗算を行い、前記相関信号を求めることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載の直交周波数分割多重伝送信号受信装置。
- 前記相関信号はＩ成分とＱ成分とからなり、前記誤差検出回路は前記Ｉ成分とＱ成分とを用いて位相角を求めることにより、前記周波数誤差を検出することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載の直交周波数分割多重伝送信号受信装置。
- データ信号が伝送される有効期間と、冗長期間であって前記有効期間の後半部分のデータ信号が複写されたガード期間とから構成される直交周波数分割多重伝送信号を受信し、この直交周波数分割多重伝送信号を、設定された検波周波数に従って検波し復調信号を出力する復調回路と、
前記復調回路から出力される復調信号を前記有効期間だけ遅延する遅延回路と、
前記遅延回路により遅延される前の復調信号と、前記遅延回路により遅延された後の復調信号との相関を求めて相関信号を出力する相関検出回路と、
前記相関検出回路から出力された前記相関信号に対し、前記ガード期間以外の期間における前記相関信号の基準値からのずれ量を検出するずれ検出回路と、
前記ずれ検出回路により検出された前記ずれ量を用いて、前記ガード期間における前記相関信号を補正する補正回路と、
前記補正回路により補正された前記相関信号を用いて、前記復調回路から出力される復調信号の有効期間ごとの位相変動量を検出する位相変動検出回路と、
前記位相変動検出回路から出力される位相変動量を用いて、前記復調信号の１シンボル内の位相変動量を推定する位相変動推定回路と、
前記位相変動推定回路により推定された前記位相変動量を用いて、前記遅延回路から出力される復調信号の位相変動を補正する位相補正回路と、
を具備することを特徴とする直交周波数分割多重伝送信号受信装置。 - 前記ずれ検出回路により検出された前記ずれ量を用いて、前記直交周波数分割多重伝送信号に含まれる妨害波の大きさを判定し、この判定結果を前記位相変動推定回路に出力する判定回路をさらに具備し、
前記位相変動推定回路は、前記判定回路から出力された前記判定結果に応じて、前記位相変動量の推定を実行するかあるいは停止するかを切り換え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伝送信号受信装置。 - 前記位相変動推定回路は、前記判定回路により妨害波が大きいと判定されたときに前記位相変動量の推定を停止し、妨害波が小さいと判定されたときに前記位相変動量の推定を実行することを特徴とする請求項７に記載の直交周波数分割多重伝送信号受信装置。
- 前記相関検出回路は、前記遅延される前の復調信号と、前記遅延された後の復調信号とで乗算を行い、前記相関信号を求めることを特徴とする請求項６乃至８のいずれか１つに記載の直交周波数分割多重伝送信号受信装置。
- 前記相関信号はＩ成分とＱ成分とからなり、前記位相変動検出回路は前記Ｉ成分とＱ成分とを用いて位相角を求めることにより、前記位相変動量を検出することを特徴とする請求項６乃至９のいずれか１つに記載の直交周波数分割多重伝送信号受信装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001092537A JP4050476B2 (ja) | 2001-03-28 | 2001-03-28 | 直交周波数分割多重伝送信号受信装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001092537A JP4050476B2 (ja) | 2001-03-28 | 2001-03-28 | 直交周波数分割多重伝送信号受信装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002290371A JP2002290371A (ja) | 2002-10-04 |
| JP4050476B2 true JP4050476B2 (ja) | 2008-02-20 |
Family
ID=18946982
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001092537A Expired - Fee Related JP4050476B2 (ja) | 2001-03-28 | 2001-03-28 | 直交周波数分割多重伝送信号受信装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4050476B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004214962A (ja) * | 2002-12-27 | 2004-07-29 | Sony Corp | Ｏｆｄｍ復調装置 |
| JP2004214963A (ja) * | 2002-12-27 | 2004-07-29 | Sony Corp | Ｏｆｄｍ復調装置 |
| JP2004214961A (ja) * | 2002-12-27 | 2004-07-29 | Sony Corp | Ｏｆｄｍ復調装置 |
| KR100528332B1 (ko) * | 2003-03-15 | 2006-01-09 | 삼성전자주식회사 | Ｏｆｄｍ 시스템에서의 초기 주파수 동기 방법 및 장치 |
| US8897278B2 (en) | 2007-03-29 | 2014-11-25 | Panasonic Corporation | OFDM receiving device and OFDM receiving method |
| JP5293480B2 (ja) | 2009-07-27 | 2013-09-18 | 富士通株式会社 | 周波数制御装置、周波数制御方法及び基地局装置ならびに移動局装置 |
| JP5446652B2 (ja) | 2009-09-17 | 2014-03-19 | 富士通株式会社 | 通信システム、通信制御方法及び路側器ならびに移動体通信機 |
-
2001
- 2001-03-28 JP JP2001092537A patent/JP4050476B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2002290371A (ja) | 2002-10-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4161054B2 (ja) | デジタル信号復調装置 | |
| KR100457987B1 (ko) | 심볼처리가향상된전송시스템및수신기 | |
| JP3556047B2 (ja) | ディジタル放送受信機 | |
| JP4983365B2 (ja) | 無線通信装置 | |
| EP1349337B1 (en) | Multicarrier reception with interference detection | |
| US7991058B2 (en) | OFDM reception device | |
| JP4193900B2 (ja) | Ｃｄｍａ受信装置および方法 | |
| EP1499052A1 (en) | Receiver and its receiving method | |
| JP5098553B2 (ja) | Ｏｆｄｍ受信装置およびｏｆｄｍ受信方法 | |
| JP4279027B2 (ja) | Ｏｆｄｍ復調方法及び半導体集積回路 | |
| JPH11346206A (ja) | デジタル放送受信機 | |
| US6584092B1 (en) | Apparatus and method for OFDM communication | |
| JP2009519664A (ja) | 広帯域伝送システムにおいてシンボル時間誤差を推定する方法およびシステム | |
| JP4050476B2 (ja) | 直交周波数分割多重伝送信号受信装置 | |
| JP4916846B2 (ja) | Ｏｆｄｍ復調装置及びｏｆｄｍ復調方法 | |
| JP2010074284A (ja) | Ｍｉｍｏ−ｏｆｄｍ受信装置 | |
| JP2006174218A (ja) | Ｏｆｄｍ受信装置およびｏｆｄｍ受信方法 | |
| JP2001308762A (ja) | デジタル放送用受信機 | |
| JP2004304618A (ja) | Ｏｆｄｍ受信装置 | |
| JP2004214960A (ja) | Ｏｆｄｍ復調装置 | |
| JP3636944B2 (ja) | Ｏｆｄｍ復調装置 | |
| JP4430032B2 (ja) | ディジタル放送受信装置及びｏｆｄｍ信号受信方法 | |
| JP4287691B2 (ja) | Ｏｆｄｍ受信装置 | |
| JP2005236666A (ja) | Ｏｆｄｍ復調装置 | |
| JP2000165338A (ja) | Ｏｆｄｍ受信装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050311 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070720 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070807 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20071009 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20071127 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20071129 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 4050476 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101207 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111207 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121207 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121207 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131207 Year of fee payment: 6 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |