JP4396423B2

JP4396423B2 - Ｏｆｄｍ受信装置

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Publication number: JP4396423B2
Application number: JP2004197567A
Authority: JP
Inventors: 友彦谷口
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-07-05
Filing date: 2004-07-05
Publication date: 2010-01-13
Anticipated expiration: 2024-07-05
Also published as: CN1820440A; JP2006020190A; WO2006003964A1; CN1820440B; US7751351B2; EP1780921A4; US20060262715A1; EP1780921A1

Description

本発明は、直交周波数分割多重（以下、ＯＦＤＭ）伝送方式の受信装置に関し、特に受信信号が周波数選択性の妨害信号の影響により復調性能が悪化する場合の改善技術に関するものである。

現在、地上放送のデジタル化が実用化されている。ＯＦＤＭ伝送方式は、日本や欧州において地上デジタルテレビジョン放送方式として採用されている。日本の地上デジタルテレビジョン放送の伝送方式の詳細は規格として策定されている（非特許文献１を参照）。

本発明に関連する従来の技術について説明する。ＯＦＤＭ伝送方式は、互いに直交する複数のキャリア（搬送波）にデータを割り当てて変復調を行う。各キャリアはＱＰＳＫやＱＡＭもしくはＤＱＰＳＫなどの変調方式により変調される。

キャリア変調方式として、前述のＱＰＳＫやＱＡＭといった同期変調方式を採用した場合には、送信信号中にパイロット信号が挿入される。パイロット信号は、周波数方向および時間方向に一定間隔で挿入されている。ＯＦＤＭ信号の復調時に、パイロット信号を用いて伝送路特性の算出を行っている。このパイロット信号から算出した伝送路特性を、周波数および時間方向に補間し、全キャリアに対する基準信号を得ることができる。そして、基準信号に対する振幅差や位相差から送信データ系列を得る。さらに、復調されたデータ系列は、誤り訂正符号化処理が行われる。

以上により、デジタル放送では、従来のアナログテレビ放送と比較して良好な受信品質が得られると言われている。

しかしながら、放送波の受信環境によっては、マルチパスと呼ばれる反射波の影響を受け、特定キャリアの信号レベルの落ち込みが発生する。また、同一周波数帯域にアナログテレビジョン放送波などの妨害信号が存在する場合には、妨害信号の影響を受け復調性能が低下することがある。特に、パイロット信号が挿入された周波数位置に、強いマルチパス干渉による信号レベルの落ち込みが発生したり、妨害信号が存在した場合には、復調時の基準となる伝送路特性に誤推定が生じたりするため、マルチパス干渉や妨害信号が無い場合と比較して復調性能が大きく低下する。

このため、伝送信号が受けている妨害を検出し、検出した妨害量に応じた重み付け量を算出し、復調信号に重み付け処理し軟判定を行い、誤り訂正部での誤り訂正能力を向上させる方法が知られている。妨害信号の検出方法としては、復調された信号を硬判定し、復調された信号と硬判定後の信号との差分を求め、差分値を時間方向に積分し得られ各キャリアの分散情報を用いる方法が知られている（例えば、特許文献１を参照）。

また、パイロット信号の平均振幅と、各パイロット信号の振幅との誤差を求め、パイロット信号の周波数と一致する妨害の有無を検出する方法も知られている。妨害が存在する場合には、妨害を受けたパイロット信号は使用せず、妨害の無い前後のパイロット信号より補間した値をパイロット信号として代用している（例えば、特許文献２を参照）
特開２００１−４４９６５号公報特開平１１−２５２０４０号公報特開２０００−１１５０８７号公報社団法人電波産業会標準規格「地上デジタルテレビジョン放送の伝送方式、ＡＲＩＢＳＴＤ−Ｂ３１１．０版」平成１３年５月３１日策定社団法人電子情報通信学会編、今井秀樹著、「符号理論」、コロナ社、１９９０年１月出版

上述のように、ＯＦＤＭ受信装置では、ＯＦＤＭキャリアの分散情報から周波数選択性妨害を検出し、誤り訂正処理において利用したり、パイロット信号の誤差情報をもとに妨害信号の影響を受けたりしたパイロット信号を、妨害の影響を受けていないパイロット信号から補間し得られた信号に置き換えることで妨害信号による受信性能の低下を防止しようとしている。

しかしながら、特許文献１に記載の発明のように、復調された信号と硬判定後の信号との差分から妨害信号を検出する場合には、送信点と異なる信号マッピング点と復調信号の差分を計算してしまう可能性がある。また、誤推定の影響を低減させるため一定時間に得られるデータの平均化処理を伴うため、瞬時の妨害信号量を求めることは困難であった。

また、特許文献２に記載の発明においても、パイロット信号の平均振幅と各パイロット信号の振幅との誤差を検出するため、瞬時に正確な妨害信号量を求めるのが困難と思われる。

これらの課題を解決するために、本発明の第１の発明の妨害信号検出装置は、ＯＦＤＭ信号中に周期的に配置されたパイロット信号をシンボル毎に抽出し、パイロット信号から算出した伝送路特性を示す信号をＩＦＦＴ演算し、時間軸の信号に変換する。ＩＦＦＴ演算の結果得られた時間軸の信号に対し閾値を設定し、閾値より大きい値の信号は０に置換し、ＦＦＴ演算を行い周波数領域の信号へ変換する。

次に、ＦＦＴ演算により得られた信号の振幅もしくはパワーを算出した後に、時間方向および周波数方向に補間処理を行う。そして、補間後に得られた信号を、ＯＦＤＭ信号帯域内の妨害信号量として、ＯＦＤＭキャリア毎に算出する。妨害信号量の情報は、ＯＦＤＭ信号の軟判定の際に利用することで、妨害を含んだ信号の誤り訂正能力を向上させることが可能である。

なお、ＯＦＤＭ信号の受信性能を向上させる目的で、信号を時間方向および周波数方向に並び替えるインターリーブ処理が行われることがある。この場合には、ＯＦＤＭ信号に対して行われるデインタリーブ処理を検出した妨害信号にも適用することにより、データと妨害情報を周波数及び時間的に関連づけることが可能である。

また、本発明の第２の発明の妨害信号検出装置は、第１の発明において算出した妨害情報に加えて、第１の発明において算出した妨害情報を周波数方向に平均した値を、ＯＦＤＭ信号帯域全体に含まれる妨害信号量として利用するものである。

また、本発明の第３の発明の妨害信号検出装置は、本発明の第１の発明もしくは第２の発明におけるＩＦＦＴ演算の直前およびＦＦＴ演算の直後の信号に、窓関数を乗ずる処理を追加したものである。窓関数の導入により、ＩＦＦＴ演算の結果得られる時間軸の信号に対して閾値処理を行う場合に、閾値の設定範囲を広くすることが可能となる。

本発明の第４の発明の妨害信号検出装置は、本発明の第１、第２、及び第３の構成と比較して、ＩＦＦＴ演算手段より得られる時間軸情報を閾値処理する際に、閾値を下回る値を０に置換する点が異なる。そして、ＦＦＴ演算により再び周波数領域の信号に戻された信号を、パイロット信号から求めた伝送路特性を示す周波数領域の信号から減算することにより妨害信号情報を算出するものである。

本発明の第５の発明の妨害信号検出装置は、本発明の第１、第２、第３および第４の構成と比較して、あらかじめ補間処理した伝送路特性の情報をＩＦＦＴ演算処理、閾値処理およびＦＦＴ演算処理する点が異なる。

本発明によれば、ＯＦＤＭ信号に含まれる妨害信号の情報を、短時間に精度よく検出することが可能となる。特に、送信信号点の推定値と受信信号点の比較処理などを伴わないために、妨害信号量の誤推定が生じる可能性が低い。このため、一定期間に渡って算出した妨害信号情報を平均化させるなどの処理が不要となる。また、妨害信号情報の平均値を利用する場合が生じたとしても、平均期間を短くすることが可能となる。以上の結果、時間変動を伴うような妨害信号の検出も可能となり、より正確な妨害信号情報を軟判定結果に反映させ誤り訂正時に利用することできるため、ＯＦＤＭ信号の受信性能を改善することができる。

本発明の実施の形態に係る妨害信号検出装置を図面を用いて説明する。

（実施の形態１）
まず、本発明の妨害信号検出装置を具現化する装置構成の一例を説明する。図１は、本発明の実施の形態の一例の構成を示すブロック図である。図２において、１はチューナー手段、２はＡ／Ｄ変換手段、３は直交検波手段、４はＦＦＴ演算手段、５はパイロット抽出手段、６は伝送路推定手段、７は除算手段、８はＩＦＦＴ演算手段、９は閾値処理手段、１０はＦＦＴ演算手段、１１は妨害検出手段、１２は軟判定手段、１３は誤り訂正手段である。

チューナー手段１は、受信したＯＦＤＭ信号の選局を行う。Ａ／Ｄ変換手段２は、チューナーで選局された信号をデジタル信号へと変換し出力する。直交検波手段３は、ＯＦＤＭ信号を直交検波し出力する。ＦＦＴ演算手段４は、前記直交検波手段３より得られた信号を周波数領域の信号へと変換し出力する。パイロット抽出手段５は、ＯＦＤＭ信号に周期的に挿入されたパイロット信号を抽出する。さらに、抽出したパイロット信号を基準値と比較しパイロット信号の存在したキャリアの伝送路特性を算出し出力する。伝送路推定手段６では、前記パイロット抽出手段で算出したパイロット信号の存在したキャリアの伝送路特性を時間方向および周波数方向に補間し、全てのＯＦＤＭキャリアの伝送路特性の推定値を算出し出力する。除算手段７は、前記ＦＦＴ演算手段４にて周波数領域の信号に変換された信号を、前記伝送路推定手段６にて推定した伝送路特性の推定値で除算し、除算結果を出力する。

ＩＦＦＴ演算手段８は、前記パイロット抽出手段にて算出した伝送路特性を示す信号に対してＩＦＦＴ演算を行い、時間領域の信号へと変換し出力する。ＩＦＦＴ演算は、１シンボル期間分の前記パイロット抽出手段より得られる信号に対して行われる。前記パイロット抽出手段より得られる信号は、パイロット信号が周波数方向に離散的かつ周期的に配置されているため、ＯＦＤＭキャリア総数に比べて少ない。例えば、日本の地上デジタル放送方式では、パイロット信号が周波数方向には１２キャリア毎に配置されており、ＩＦＦＴ演算手段８に入力される信号の総数は、ＯＦＤＭキャリア総数の１／１２となる。そして、日本の地上デジタル放送方式においてＯＦＤＭキャリア数が最も多い伝送パラメータ（モード３と呼ばれ、キャリア総数は５６１７本である）の場合には、１シンボルあたりのパイロットキャリア数は４６８本または４６９本となる。このため、ＩＦＦＴ演算のポイント数は５１２ポイントに設定する。

閾値処理手段９は、前記ＩＦＦＴ演算手段８から得られた信号が、あらかじめ設定した閾値よりも大きい場合には０に置換し出力する。前記ＩＦＦＴ演算手段８から得られた信号が、閾値よりも小さな値の場合には、そのまま出力する。なお、ＩＦＦＴ演算手段８から得られる値が複素数の場合には、ベクトルの大きさを閾値と比較し、ベクトルの大きさが閾値を上回る場合に、実部・虚部共に０に置換する。

ＦＦＴ演算手段１０は、前記閾値処理手段９の出力に対してＦＦＴ演算を行い、周波数領域の信号へと変換し出力する。ＦＦＴ演算手段１０におけるＦＦＴ演算のポイント数は、前記ＩＦＦＴ演算手段８と同数とする。

ここで、パイロット抽出手段５からＩＦＦＴ演算手段８，閾値処理手段９、ＦＦＴ演算手段１０の処理の具体例を図２〜図５を用いて説明する。ＯＦＤＭ信号のキャリア総数が５６１７本、キャリア間隔が約１ｋＨｚ、パイロット信号が周波数方向に１２キャリア毎に配置されている場合を例として説明する。

図２は、妨害信号の影響を受けた信号の伝送路特性（振幅特性）のイメージ図である。また、ＯＦＤＭ伝送信号の帯域全体に対して一定量（Ｃ／Ｎ比で約１５ｄＢ）の白色雑音を加算した。妨害信号は、ＯＦＤＭ信号帯域のほぼ中央部に存在する。

図３に、図２のＯＦＤＭ信号に含まれるパイロット信号から求めた伝送路特性（振幅特性）を×印で示している。図１ではパイロット抽出手段５の出力に相当する。図３に示すように、妨害信号の位置がパイロット信号位置に重なるもしくは近い場合には、パイロット信号の振幅特性から妨害信号の存在を検出することが可能である。

図４は、図３のパイロット信号に対してＩＦＦＴ演算処理を行った結果である。縦軸は対数変換後の信号電力、横軸は周波数である。図４の信号は、一般に遅延プロファイル等の名称で呼ばれており、信号の伝搬路特性を把握するために用いられることがある（特許文献３を参照）。ＩＦＦＴ演算の結果、ＩＦＦＴポイント数（５１２点）の複素信号が得られるが、演算結果は周波数方向に対称性を有するため、図４では２５６点のみを表示した。また、演算結果のピーク値が０ｄＢとなるように補正し表示している。また、閾値処理手段１０にて設定する閾値も同時に図４に示す。

前記閾値処理手段１０では、図４の信号電力値が閾値より高い場合に、該当する複素信号値を０に置き換える。閾値は、たとえば、ＩＦＦＴ演算結果の電力を算出し、パワーのピーク値に対して−１５ｄＢの電力値とする。なお、閾値は、ＩＦＦＴ演算結果のベクトル量に対して設定してもよい。以上の閾値処理によりＯＦＤＭ信号成分と妨害成分との切り分けを行うレベルを変更することができる。

また、上記説明では、ＩＦＦＴ演算結果のピーク値に対して閾値を設定するものとしたが、ＯＦＤＭ信号の伝送路特性が全帯域に渡って一定で基準レベルの場合に得られる演算結果値に対して閾値を設定してもよい。この場合、ＯＦＤＭ信号が遅延波により強められたり弱められたりした場合に、電力のピーク値が変動する影響を受けない。

次に、図４の信号を閾値処理手段にて閾値処理を行った後にＦＦＴ演算手段１０にてＦＦＴ演算を行った結果を図５に示す。図５に示すように、ＦＦＴ演算結果のベクトル量を算出することで、帯域内の妨害信号や、加算した白色雑音のノイズ量を検出することが可能である。なお、ＦＦＴ演算手段１０とＩＦＦＴ演算８の演算ポイント数が同一のため、ＦＦＴ演算手段１０の出力信号の周波数位置は、パイロット抽出手段５の出力信号と一致する。

次に妨害検出手段１１について説明する。妨害検出手段１１は、前記ＦＦＴ演算手段１０より得られた信号を時間方向および周波数方向に補間処理を行う。

前記ＦＦＴ演算手段１０の出力信号は、パイロット抽出手段５より得られた伝送路特性を示す信号を処理し得られる。このため、パイロット信号と同様に、周波数方向および時間方向に周期的な情報となっている。図６に、ＦＦＴ演算手段１０より得られる妨害信号情報と、ＯＦＤＭ伝送信号のキャリア配置の関係を示す。図の横軸は周波数軸（キャリア方向）であり、縦軸は時間軸（シンボル方向）である。図中の黒丸が妨害情報の得られたＯＦＤＭキャリア位置であり、白丸が妨害情報の得られないＯＦＤＭキャリア位置を示す。先に述べたように、図６の妨害情報の得られたＯＦＤＭキャリア位置は、パイロット信号の配置されたＯＦＤＭシンボル位置と同一である。白丸の位置のキャリアの妨害情報は、黒丸の位置のキャリアの妨害情報を補間処理することにより得られる。妨害情報の補間方法は、周波数方向および時間方向に直線的に補間してもよいし、適当なタップ数を持つフィルタ処理により補間してもよい。また、得られた妨害情報を、一定のシンボル期間で平均化させることも可能である。

軟判定手段１２は、前記除算手段７より得られる復調データより軟判定を行い、得られた結果を出力する。ここで軟判定とは、受信信号点と送信信号点との間のユークリッド距離を算出し、ユークリッド距離が小さいほど尤度が高いと判断する方法を指す。また、受信信号点と送信信号点間の距離をユークリッド距離以外の方法により算出し、得られた距離を尤度として用いてもよい。

更に、軟判定手段１２は、妨害検出手段１２より得られた妨害情報を用いて、軟判定結果を補正する。例えば、妨害情報の大きさに対して閾値を設定し、閾値を超えるような大きな妨害が存在するキャリアに対しては、先に求めた尤度を低く補正する。また、妨害情報の大きさに応じて、尤度の重み付け量を変更することも可能である。

誤り訂正手段１３は、軟判定手段１２から得られた受信データの軟判定結果を用いて誤り訂正処理を行う。

以上図１により本発明の妨害信号検出装置の装置構成例を説明したが、図７のような構成とすることも可能である。図１と図７とは、１４のデインタリーブ手段の有無が異なる点である。

デインタリーブ手段１４は、インターリーブ処理が施された受信信号に対しデインタリーブ処理を行う。インターリーブ処理は、ＯＦＤＭ信号の受信特性を向上させる目的で、信号の送信時にデータの時間方向や周波数方向の並びを一定の規則に従い入れ替える処理を指す。インターリーブ処理が送信時に行われた場合には、信号の受信時に信号を基に戻す処理が必要となり、これをデインタリーブ処理と呼ぶ。

デインタリーブ手段１４では、除算手段７より得られる復調データを、送信側でのインターリーブ処理を行う前のデータの並びへと並び替える。この場合、妨害検出手段１１より得られる妨害情報を、データの並び替えと同一規則に従い並び替える必要がある。以上のように復調データと妨害情報に対してデインタリーブ処理を行うことにより、復調データと妨害情報の関係を保つことが可能となる。デインタリーブ手段１４は、デインタリーブ処理後の復調データと、デインタリーブ処理後の妨害情報を出力する。

なお、妨害情報については、周波数方向の並びだけを入れ替え、時間的な入れ替えを行わないことも可能である。この場合、インターリーブ期間に応じた期間に渡り、妨害情報の時間平均値を算出することが望ましい。

また、図１の軟判定手段１２は、妨害検出手段１１から得られた妨害情報を使用したが、図７の軟判定手段１２は、デインタリーブ手段１４より得られる復調データと妨害情報を入手し処理する点が異なる。

（実施の形態２）
本発明の妨害信号検出装置を具現化する装置構成の一例を説明する。

図８は、本発明の実施の形態の一例の構成を示すブロック図である。図８において、１はチューナー手段、２はＡ／Ｄ変換手段、３は直交検波手段、４はＦＦＴ演算手段、５はパイロット抽出手段、６は伝送路推定手段、７は除算手段、８はＩＦＦＴ演算手段、９は閾値処理手段、１０はＦＦＴ演算手段、１１は妨害検出手段、１２は軟判定手段、１３は誤り訂正手段、１５は信号品質算出手段である。先に実施の形態１において説明した図１の構成と、図８の構成は、妨害検出手段１１に１５の信号品質算出手段が接続されている点が異なる。このため、信号品質算出手段１５について詳細な説明を行う。

信号品質算出手段１５は、ＯＦＤＭ信号の信号品質の算出を行う。妨害検出手段１１は、複数のＯＦＤＭキャリアそれぞれについて、信号に含まれる妨害信号情報を算出した。一方、信号品質算出手段１５は、妨害検出手段１１より得られる妨害信号情報について周波数方向の平均値を算出し、受信している信号帯域全体の信号品質を算出する。１シンボル毎もしくは、一定のシンボル期間の平均値を信号品質とする。

軟判定手段１２は、妨害検出手段１１から得られる周波数方向の妨害情報と、信号品質算出手段１５より得られる時間方向の妨害情報をもとに、軟判定を行うことができる。

なお、本実施の形態では信号品質算出手段１５により得られる信号品質情報を、軟判定手段１２にて使用する場合について説明したが、他の目的に使用することも可能である。例えば、放送を受信する際のアンテナ設置方向を決定するための指標としてモニタするなどの利用が考えられる。

（実施の形態３）
本発明の妨害信号検出装置を具現化する装置構成の一例を説明する。

図９は、本発明の実施の形態の一例の構成を示すブロック図である。図９の構成は、図１や図７、図８の構成において、パイロット抽出手段５からＩＦＦＴ演算手段８、閾値処理手段９、ＦＦＴ演算手段１０、妨害検出手段１１までの構成に対して、窓かけ手段１６および逆窓かけ手段１７を追加したものである。このため窓かけ手段１６および逆窓かけ手段１７について詳細に説明する。

窓かけ手段１６は、ＩＦＦＴ演算を行う信号に対し、窓かけ処理を行う。本実施の構成では、パイロット信号を入手し、パイロット信号に対して窓かけ処理を行う。窓かけ処理について説明する。図１０は、窓かけ時に使用する窓関数の形状であり、横軸が周波数、縦軸が振幅である。図１０では、例としてハニング窓と呼ばれる窓関数を示した。窓関数の周波数方向に、窓かけ手段１６の後段のＩＦＦＴ演算手段のポイント数と同じ数の値を持ち、中心において１．０という値を持つ。中心から離れるに従い、なだらかに０．０に近づく。

本構成では、複素数の形式で得られるパイロット信号に、窓関数値（実数値）を乗算する。パイロット信号の総数がＩＦＦＴ演算もしくはＦＦＴ演算ポイント数に対して少ない場合には、不足する部分に実部と虚部が共に０である値を補う。また、パイロット信号の総数がＩＦＦＴ演算もしくはＦＦＴ演算ポイント数に対して少ない場合には、窓関数の中心（１．０の値を持つ）を、周波数方向に並べたときにほぼ中心位置のパイロット信号に乗算するようにする。これにより、最も低い周波数のキャリア位置にあるパイロット信号と、最も高い周波数のキャリア位置にあるパイロット信号それぞれに掛け合わされる窓関数値がほぼ同一値とすることができる。

なお、図１０では、ハニング窓を例として示したが、その他の形状を持つ窓関数を採用することも可能である。

図１１に、マルチパス干渉を受けたＯＦＤＭ信号から抽出したパイロット信号をＩＦＦＴ演算手段８の出力信号を示す。図１１左が窓かけ手段１６による処理を行った場合、また図１１右が窓かけ手段１６による処理を行わない場合である。窓かけ手段１６によりＩＦＦＴ演算手段８の出力値のサイドローブの広がりが狭くなる効果が見られる。窓かけ手段１６により、閾値処理手段９にて設定する閾値を低く設定することが可能となる。なお、窓かけ手段１６が無い場合には、ＩＦＦＴ演算手段出力が約−２０ｄＢより低い領域で広がりを持つため、閾値と重なる。

次に逆窓かけ手段１７の説明を行う。逆窓かけ手段１７は、ＦＦＴ演算手段１０から出力される信号に対して逆窓関数を乗算し出力する。逆窓かけ手段１７で乗ずる逆窓関数とは、前記窓かけ手段１６で用いた窓関数の逆数である。

図１２に、逆窓かけ手段１６の出力信号例を示す。ＯＦＤＭ信号には、実施の構成１の図５の場合と同様に、ＯＦＤＭ伝送信号帯域のほぼ中央に妨害信号を加算し、帯域全体には白色雑音を加算した。閾値処理手段９にて設定する閾値は、ＩＦＦＴ演算手段８の演算結果のピーク値と比較して２４ｄＢとした。図１２は、逆窓かけ手段１６から得られる信号の振幅を各周波数ごとに算出し示したものである。図１２に示すように、帯域内の妨害信号や、加算した白色雑音のノイズ量を検出することが可能である。

なお、本構成の結果得られる妨害情報の利用方法については、実施の形態１もしくは実施の形態２と同様のため省略する。

（実施の形態４）
本発明の妨害信号検出装置を具現化する装置構成の一例を説明する。図１３は、本発明の実施の形態の一例の構成を示すブロック図である。図１３の構成は、図９の構成と比較して、閾値処理手段１８および減算手段１９が異なる。このため閾値処理手段１８および減算手段１９について詳細に説明する。他の構成要素については、実施の形態１乃至実施の形態３において説明したため省略する。

閾値処理手段１８は、ＩＦＦＴ演算手段８の演算結果を入手し、前記ＩＦＦＴ演算手段８から得られた値が、あらかじめ設定した閾値よりも小さい場合に０として出力する。閾値よりも値が大きい場合には、そのまま出力する。なお、ＩＦＦＴ演算手段８から得られる値が複素数の場合には、ベクトルの大きさを閾値と比較する。図１、図７、図８および図９の閾値処理手段９とは、ＩＦＦＴ演算手段８の演算結果を閾値と比較し、閾値よりも小さな値を０と置き換えていた点が異なる。

減算手段１９は、逆窓かけ手段１７の出力と、パイロット信号を入手する。そして、パイロット信号から逆窓かけ手段１７から得られた信号を減算する。減算手段１９では、複素数の形式で入手したパイロット信号と、複素数の形式で入手した逆窓かけ手段の出力信号を、同じ周波数位置に存在する信号どうし減算処理を行い出力する
図１４に、窓かけ手段１６および減算手段１９が入手するパイロット信号と、減算手段１９が入手する信号と、減算手段１９の出力例を示す。各信号は、前述のように各信号は複素数の形式で出力されるが、説明のため、各周波数成分ごとに振幅値を算出し示した。

図１４で用いた信号は、ＯＦＤＭ信号にマルチパス干渉を加えると同時に、帯域のほぼ中央部に妨害信号が加算されている。また、帯域全体にわたって白色雑音が加算されている。図１４の減算手段１９の出力値の振幅情報から、ＯＦＤＭ信号に加算された妨害信号など、雑音の周波数情報を検出することができる。

（実施の形態５）
本発明の妨害信号検出装置を具現化する装置構成の一例を説明する。図１５は、本発明の実施の形態の一例の構成を示すブロック図である。図１５の構成は、図７の構成と比較して、ＩＦＦＴ演算手段２０およびＦＦＴ演算手段２１が異なる。

ＩＦＦＴ演算手段２０は、伝送路推定手段６より伝送路特性の情報を入手する。実施の形態１乃至実施の形態４の構成におけるＩＦＦＴ演算手段は、パイロット抽出手段よりＯＦＤＭ信号の１シンボル期間に含まれるパイロット信号の本数分だけの信号を入手した。一方、本実施の形態のＩＦＦＴ演算手段２０は、伝送路推定手段６から、１シンボル分の伝送路特性を示す信号を入手する。ＩＦＦＴ演算手段２０が伝送路推定手段６より入手する信号は、除算手段７が伝送路推定手段より入手する信号と同一である。例えば、実施の形態１の説明時に例と同じＯＦＤＭキャリア数が最も多い伝送パラメータ（モード３と呼ばれ、キャリア総数は５６１７）の場合には、ＩＦＦＴ演算のポイント数は８１９２ポイントとなる。なお、本実施の形態においては、ＦＦＴ演算手段２１で必要な演算ポイント数は、ＦＦＴ演算手段４のポイント数と同一であり、ＦＦＴ演算手段４とＦＦＴ演算手段２１を共通とさせることも可能である。

閾値処理手段９は、実施の形態１乃至実施の形態３の構成の説明と同じ処理を行う。ただし、ＩＦＦＴ演算手段２０の演算ポイント数が増加しているため、１シンボル期間に処理する信号の点数が増加する。

ＦＦＴ演算手段２１は、前記閾値処理手段９から得られる信号に対して、前記ＩＦＦＴ演算手段２０と同じ演算ポイント数のＦＦＴ演算を行い出力する。実施の形態１乃至実施の形態３の構成におけるＦＦＴ演算手段の出力は、周波数および時間方向に離散的な値であったため妨害検出手段１１による補間処理が必要であったが、本実施の構成では、全てのＯＦＤＭキャリアに対する妨害情報が得られるため補間の必要はない。

ただし、ＦＦＴ演算手段２１から得られる値の時間方向への平均値を算出し、軟判定手段１２へと出力してもよい。

本実施の形態では、補間処理された伝送路特性をもとに妨害情報を算出するため、実施の形態１乃至実施の形態３の構成と比べて、より精度の高い妨害情報の算出が可能となる。また、図１６に示すように、窓かけ手段１６、逆窓かけ手段１７を追加した構成とすることも可能である。使用する窓関数の点数はＩＦＦＴ演算およびＦＦＴ演算のポイント数に従い増加するが、得られる効果は実施の形態３で得られるものと同一である。

また、実施の形態４に示したような構成とすることが可能であることは言うまでもない。

本発明の妨害信号検出装置は、ＯＦＤＭ信号帯域内に存在する妨害信号量を高精度に検出することが可能である。特に、シンボル単位で処理が可能であるため、妨害信号量の誤推定を防止するために、一定時間内に得られた妨害信号を平均化させる処理が不要となるため、特に、時間的に変動する妨害信号が加算されたＯＦＤＭ信号を復調する場合に、受信性能を改善することが可能である。

本発明の実施の形態１の妨害信号検出装置の構成を示すブロック図帯域のほぼ中央部に妨害信号が加算されたＯＦＤＭ信号を示す図図２で示したＯＦＤＭ信号から抽出したパイロット信号を示す図図３で示したパイロット信号に対しＩＦＦＴ演算を行い得られる信号の振幅特性を示す図図４で示した信号に閾値処理を施した後にＦＦＴ演算を行い得られる信号の振幅特性を示す図妨害情報が得られるＯＦＤＭキャリアと妨害情報が得られないＯＦＤＭキャリアを示した図本発明の実施の形態１の妨害信号検出装置の別の構成を示すブロック図本発明の実施の形態２の妨害信号検出装置の別の構成を示すブロック図本発明の実施の形態３の妨害信号検出装置の別の構成を示すブロック図窓かけ手段で使用する窓関数の例を示す図窓かけ処理の有無によるＩＦＦＴ演算結果の比較図逆窓かけ手段の出力信号例を示した図本発明の実施の形態４の妨害信号検出装置の別の構成を示すブロック図減算手段の処理前後の信号例を示す図本発明の実施の形態５の妨害信号検出装置の構成を示すブロック図本発明の実施の形態５の妨害信号検出装置の別の構成を示すブロック図

符号の説明

１チューナー手段
２Ａ／Ｄ変換手段
３直交検波手段
４ＦＦＴ演算手段
５パイロット抽出手段
６伝送路推定手段
７除算手段
８ＩＦＦＴ演算手段
９閾値処理手段
１０ＦＦＴ演算手段
１１妨害検出手段
１２軟判定手段
１３誤り訂正手段
１４デインタリーブ手段
１５信号品質算出手段
１６窓かけ手段
１７逆窓かけ手段
１８閾値処理手段
１９減算処理手段
２０ＩＦＦＴ演算手段
２１ＦＦＴ演算手段

Claims

伝送帯域内に互いに直交する周波数関係を持つ複数のキャリアが割り当てられた情報信号で変調され、前記情報信号により変調された複数のキャリアに対して既知のパイロット信号が周期的に挿入された直交周波数分割多重（以下、ＯＦＤＭ）伝送信号を受信するＯＦＤＭ受信装置であって、
パイロット信号から算出した伝送路特性をＩＦＦＴ演算するＩＦＦＴ演算手段と、
ＩＦＦＴ演算結果として得られる時間軸の信号を閾値と比較し、前記時間軸の信号が閾値を上回る場合には値を０に置換する閾値処理手段と、
前記閾値処理手段にて処理した信号に対しＦＦＴ演算を行い周波数軸の信号へと変換するＦＦＴ演算手段と、
前記ＦＦＴ演算手段より得られる周波数軸の信号を、時間方向および周波数方向に補間処理し、ＯＦＤＭ信号帯域に加算された妨害信号を算出する妨害検出手段と、
前記パイロット信号から算出した伝送路特性に対し、窓関数を乗ずる演算を施す窓かけ手段と、
前記ＦＦＴ演算手段から得られる周波数軸の信号に対して、前記窓かけ手段で乗じた窓関数の逆数を乗算する逆窓かけ手段と
を備えたことを特徴とするＯＦＤＭ受信装置。
前記妨害検出手段より得られる周波数方向の妨害信号の情報の平均値を算出し、受信した信号帯域全体の妨害信号レベルを算出する信号品質算出手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載のＯＦＤＭ受信装置。
伝送帯域内に互いに直交する周波数関係を持つ複数のキャリアが割り当てられた情報信号で変調され、前記情報信号により変調された複数のキャリアに対して既知のパイロット信号が周期的に挿入されたＯＦＤＭ伝送信号を受信するＯＦＤＭ受信装置であって、
パイロット信号から算出した伝送路特性をＩＦＦＴ演算するＩＦＦＴ演算手段と、
ＩＦＦＴ演算結果として得られる時間軸の信号を閾値と比較し、前記時間軸の信号が閾値を下回る場合には値を０に置換する閾値処理手段と、
前記閾値処理手段にて処理した信号に対しＦＦＴ演算を行い周波数軸の信号へと変換するＦＦＴ演算手段と、
パイロット信号から算出した伝送路特性の信号から前記ＦＦＴ演算手段より得られる周波数軸の信号を減算する減算処理手段と、
前記減算処理より得られる信号を時間方向および周波数方向に補間処理し、ＯＦＤＭ信号帯域に加算された妨害信号を算出する妨害検出手段と
を備えたことを特徴とするＯＦＤＭ受信装置。
前記パイロット信号から算出した伝送路特性に対し、窓関数を乗ずる演算を施す窓かけ手段と、前記ＦＦＴ演算手段から得られる周波数軸の信号に対して、前記窓かけ手段で乗じた窓関数の逆数を乗算する逆窓かけ手段を備えたことを特徴とする請求項３に記載のＯＦＤＭ受信装置。
前記妨害検出手段より得られる周波数方向の妨害信号の情報の平均値を算出し、受信した信号帯域全体の妨害信号レベルを算出する信号品質算出手段を備えたことを特徴とする請求項３または４に記載のＯＦＤＭ受信装置。
伝送帯域内に互いに直交する周波数関係を持つ複数のキャリアが割り当てられた情報信号で変調され、前記情報信号により変調された複数のキャリアに対して既知のパイロット信号が周期的に挿入されたＯＦＤＭ伝送信号を受信するＯＦＤＭ受信装置であって、
パイロット信号から算出した伝送路特性を入手し、パイロット信号の配置規則に基づいて時間方向および周波数方向にパイロット信号から算出した伝送路特性の補間処理を行う伝送路推定手段と、
伝送路推定手段から得られる全てのＯＦＤＭキャリアの伝送路特性を示す信号をＩＦＦＴ演算するＩＦＦＴ演算手段と、
ＩＦＦＴ演算結果として得られる時間軸の信号を閾値と比較し、前記時間軸の信号が閾値を上回る場合には値を０に置換する閾値処理手段と、
前記閾値処理手段にて処理した信号に対しＦＦＴ演算を行い周波数軸の信号へと変換するＦＦＴ演算手段と、
前記伝送路推定手段にて算出した伝送路特性に対し、窓関数を乗ずる演算を施す窓かけ手段と、
前記ＦＦＴ演算手段から得られる周波数軸の信号に対して、前記窓かけ手段で乗じた窓関数の逆数を乗算する逆窓かけ手段と
を備えたことを特徴とするＯＦＤＭ受信装置。
前記ＦＦＴ演算手段より得られる周波数方向の妨害信号の情報の平均値を算出し、受信した信号帯域全体の妨害信号レベルを算出する信号品質算出手段を備えたことを特徴とする請求項６に記載のＯＦＤＭ受信装置。
伝送帯域内に互いに直交する周波数関係を持つ複数のキャリアが割り当てられた情報信号で変調され、前記情報信号により変調された複数のキャリアに対して既知のパイロット信号が周期的に挿入されたＯＦＤＭ伝送信号を受信するＯＦＤＭ受信装置であって、
パイロット信号から算出した伝送路特性を入手し、パイロット信号の配置規則に基づいて時間方向および周波数方向にパイロット信号から算出した伝送路特性の補間処理を行う伝送路推定手段と、
前記伝送路推定手段から得られる全てのＯＦＤＭキャリアの伝送路特性を示す信号をＩＦＦＴ演算するＩＦＦＴ演算手段と、
ＩＦＦＴ演算結果として得られる時間軸の信号を閾値と比較し、前記時間軸の信号が閾値を下回る場合には値を０に置換する閾値処理手段と、
前記閾値処理手段にて処理した信号に対しＦＦＴ演算を行い周波数軸の信号へと変換するＦＦＴ演算手段と、
パイロット信号から算出した伝送路特性の信号から前記ＦＦＴ演算手段より得られる周波数軸の信号を減算する減算処理手段と
を備えたことを特徴とするＯＦＤＭ受信装置。
前記伝送路推定手段にて算出した伝送路特性に対し、窓関数を乗ずる演算を施す窓かけ手段と、前記ＦＦＴ演算手段から得られる周波数軸の信号に対して、前記窓かけ手段で乗じた窓関数の逆数を乗算する逆窓かけ手段を備えたことを特徴とする請求項８に記載のＯＦＤＭ受信装置。
前記減算手段より得られる周波数方向の妨害信号の情報の平均値を算出し、受信した信号帯域全体の妨害信号レベルを算出する信号品質算出手段を備えたことを特徴とする請求項８または請求項９記載のＯＦＤＭ受信装置。