JP4982186B2 - Ｏｆｄｍ受信装置 - Google Patents

Description

本発明は、ＯＦＤＭ(Orthogonal frequency division multiplexing)受信装置に関し、特に、受信したＯＦＤＭ信号の各シンボルについて高速フーリエ変換(ＦＦＴ)を行う時間上の区間(以下、「ＦＦＴ窓」と言う。)の設定を制御する技術に関する。

近年、国内では地上デジタル放送のＩＳＤＢ−Ｔ（Integrated Services Digital Broadcasting-Terrestrialtransmission）伝送方式で放送が開始されており、欧州でもＤＶＢ−Ｔ（Digital Video Broadcasting-Terrestrialtransmission）伝送方式で放送が開始されており、移動体向けのＤＶＢ−Ｈ(Digital Video Broadcasting-Handheldstransmission)伝送方式による放送も開始されようとしている。

これらの伝送方式は、デジタル変調方式の１つであるＯＦＤＭ方式が採用されており、ＯＦＤＭ方式は周波数利用効率がよく、高速データ通信に適している。
ＩＳＤＢ−Ｔ方式のＯＦＤＭ信号の各シンボルは、有効シンボル期間信号と、ガードインターバル信号とで構成されており、送信側では、各サブキャリアの周波数軸上の振幅及び位相情報に逆高速フーリエ変換(ＩＦＦＴ)を行うことにより時間軸上の信号に変調した有効シンボル期間信号と、その有効シンボル期間信号の後半部分をコピーした信号であるガードインターバル信号を有効シンボル期間の前に付加して送信する。

受信側では、受信したＯＦＤＭ信号をＡ／Ｄ変換して直交復調し、直交復調後の信号に基づいて各シンボルの同期を検出し、各シンボルの有効シンボル長の信号に対してＦＦＴを行うことにより、周波数軸上の振幅及び位相情報に変換して復調することができる。
特許文献１には、ＯＦＤＭ信号のシンボルの構成上、受信した各シンボルにおいてマルチパスによるシンボル間干渉が生じている場合でも、ガードインターバルの範囲であれば、シンボル間干渉が生じている期間を除くようにＦＦＴ窓の開始位置を設定することにより適切なＦＦＴ結果を得る技術が開示されている。

しかし、ＯＦＤＭ信号の受信環境によってはマルチパス干渉以外に非常に振幅の大きなインパルス雑音を受信する場合がある。
このような雑音を含むシンボルに対して上述の様にＦＦＴを行って復調すると、そのシンボル全体にインパルス雑音が大きく影響し、復調後の誤り訂正処理によっても元のデータに復元することができない。

特許文献２には、振幅の大きいインパルス雑音を受信した場合に、そのインパルス雑音が検出された部分の振幅を０に設定してからＦＦＴを行うことにより、インパルス雑音による悪影響を軽減する技術が記載されている。
特開2002−171238号公報 特開2002−152613号公報

特許文献２の技術によれば、ＦＦＴ窓にインパルス雑音が含まれていても、ＦＦＴ前にインパルス雑音部分の振幅を０に置換えるので、ＦＦＴ後の信号に対する、雑音の影響を低減させることができるが、一律にインパルス雑音部分の振幅を０に置換えるため、元のＯＦＤＭ信号に比べて受信品質の劣化が避けられないという問題がある。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、振幅の大きなインパルス雑音を受信した場合におけるＯＦＤＭ信号の受信品質の劣化を軽減してＦＦＴを行うよう制御するＯＦＤＭ受信装置を提供することを目的とする。

上記問題を解決するため、本発明に係るＯＦＤＭ受信装置は、各シンボルにガードインターバル信号が挿入されて送信されたＯＦＤＭ信号を受信し、シンボル毎に有効シンボル長分の信号を高速フーリエ変換することによりＯＦＤＭ信号を復調するＯＦＤＭ受信装置であって、受信したＯＦＤＭ信号において振幅が所定値以上のインパルス雑音の発生時を検出する検出部と、検出したインパルス雑音発生時が、ガードインターバル信号があると推定される期間内、又はその期間の信号と同等の信号があると推定される期間内にある場合、当該発生時の信号値を用いずに、当該シンボルにおいて当該発生時の信号に代替する信号値を用いて高速フーリエ変換するよう制御する高速フーリエ変換制御部とを備えることを特徴とする。

また、前記高速フーリエ変換はＦＦＴ回路によってなされ、前記高速フーリエ変換制御部は、一シンボル毎に、連続する有効シンボル長分の信号を高速フーリエ変換するためのＦＦＴ区間として決定し、当該ＦＦＴ区間分の信号を前記ＦＦＴ回路に入力するＦＦＴ窓決定部を備えることとしてもよい。
尚、本明細書において、ガードインターバル信号は、有効シンボル期間の後半部分の信号と送信時において同一である信号を示すものとし、またガードインターバルは、当該ガードインターバル信号が送信される期間を示すものとして用いる。また、送信時におけるガードインターバルの長さをガード長と呼び、有効シンボル期間の長さを有効シンボル長と呼ぶこととする。

この構成によれば、ＯＦＤＭ受信装置がインパルス雑音を含むＯＦＤＭ信号を受信した場合、そのＯＦＤＭ信号において特定されたシンボルのガードインターバル、又はそのガードインターバルと送信時において同じ信号を含む有効シンボル期間内(以下、「ガード対応期間」と言う。)にインパルス雑音があれば、そのインパルス雑音発生時の信号値を除いてＦＦＴ窓を設定するので、インパルス雑音発生時の信号値を変えることなく適切なＦＦＴ結果を得ることができる。

また、前記ＯＦＤＭ受信装置は、更に、受信した前記ＯＦＤＭ信号と、当該ＯＦＤＭ信号を有効シンボル長だけ遅延させた遅延ＯＦＤＭ信号との相関量をシンボル単位で算出する相関算出部と、前記インパルス雑音発生時を含むシンボルを除く複数シンボルにおける前記相関量を平均化し、平均化した相関量に基づいて前記ガードインターバル信号がある期間の推定を行う平均化部とを備えることとしてもよい。

この構成によれば、有効シンボル長だけ遅延させたＯＦＤＭ信号と元の信号との相関量は、各信号値が類似する場合に大きくなり、類似しない場合に小さくなる。従って、前記両信号の相関量は、各シンボルのガード対応区間において最大となるが、受信したＯＦＤＭ信号のシンボルのガードインターバルやガード対応期間にインパルス雑音を含む場合は、含まない場合と比べて相関量が異なる。そのため、インパルス雑音を含むシンボルの相関量を平均化に用いないことにより、相関をより的確に求めることができ、各シンボルのシンボル間干渉を受けた期間を特定し、この期間を避けてＦＦＴ窓位置を設定することができる。

また、前記受信されるＯＦＤＭ信号は既定の複数の基準信号を含めて送信されたものであり、前記ＯＦＤＭ受信装置は、更に、前記既定の基準信号を示す基準信号情報を保持しており、送信された各基準信号に相応する高速フーリエ変換後の各基準信号を抽出する抽出部と、抽出された基準信号のうちインパルス雑音を含むシンボル中の基準信号を除いた残りの基準信号と、前記基準信号情報に示される基準信号を比較して伝送路特性を推定し、高速フーリエ変換後の各基準信号を補間する補間部とを備えることとしてもよい。

ここで、基準信号は、受信したＯＦＤＭ信号がどのような伝送路によって伝送されたかを推定するために予め挿入された信号である。受信側ではこの基準信号の挿入位置は既知であるので、受信した基準信号と既知の基準信号を複素除算することにより伝送路特性を推定することができる。
この構成によれば、インパルス雑音が有効シンボル期間のガード対応期間を除く期間に発生している場合、そのインパルス雑音発生時の信号に代替可能な信号がそのシンボル内にはないため、そのインパルス雑音発生時を含めずにＦＦＴ窓を設定することが困難となる。その場合、ＦＦＴ処理後の信号にはインパルス雑音を含むシンボルの基準信号も含まれており、これらの基準信号はインパルス雑音の影響を受けている。そのため、それらの基準信号を除いた残りの基準信号だけで伝送路特性を推定することによって、実際の伝送路特性との誤差を少なくすることができる。

また、前記ＯＦＤＭ受信装置は、更に、高速フーリエ変換後の信号を復号する復号部と、復号されたデータの誤り訂正を行う誤り訂正部と、 前記誤り訂正の動作の開始及び停止の制御を行い、前記インパルス雑音検出手段によりインパルス雑音が検出された場合に、前記誤り訂正手段に誤り訂正を開始させる誤り訂正制御部とを備えることとしてもよい。

この構成によれば、インパルス雑音が有効シンボルのガード対応期間を除く期間に発生している場合には、上述した通りインパルス雑音発生時の信号値も含めてＦＦＴを行わざるを得ず、そのＦＦＴ処理後に復号されたデータはビット誤りが発生している可能性が高い。そのため、インパルス雑音の発生を検出した場合には、強制的に復号後のデータについて誤り訂正を行うようにすることでビット誤りを低減することができ、誤り訂正が必要でない場合にのみ誤り訂正処理を停止させることにより誤り訂正による消費電力を低減させることができる。

＜実施の形態１＞
＜概要＞
本発明に係るＯＦＤＭ受信装置は、振幅が閾値以上のインパルス雑音を含むＯＦＤＭ信号を受信した場合において、シンボル単位にそのＯＦＤＭ信号のＦＦＴを行う際、そのインパルス雑音の影響を低減させようとするものである。

本発明では、図１２に示す様にインパルス雑音を含むＯＦＤＭ信号を受信した場合に、インパルス雑音の発生時刻を検出し、そのインパルス雑音を含むシンボルのＦＦＴ窓を設定する際、できるだけ検出した発生時刻の信号値を含まないように連続する有効シンボル長のＦＦＴ窓を設定する。
以下、上述の本発明に係るＯＦＤＭ受信装置の実施の形態について説明する。

尚、本実施の形態に係るＯＦＤＭ受信装置は、ＩＳＤＢ−Ｔ伝送方式で伝送されるＯＦＤＭ信号を受信する。このＯＦＤＭ信号は、サブキャリア間隔、ガード長、有効シンボル長などが異なる３種類の伝送モード(ＭＯＤＥ１〜３)のいずれかの伝送モードで伝送されており、ＯＦＤＭ受信装置は受信するＯＦＤＭ信号の伝送モードを予め知っているものとする。

また、このＯＦＤＭ信号は、スキャッタードパイロット(ＳＰ)信号と呼ばれる伝送路特性を推定するための基準信号を時間軸方向及び周波数軸方向に含み、インタリーブや誤り訂正情報等の伝送パラメタを示すＴＭＣＣ（Transmissionand Multiplexing Configuration Control）信号を含んでいるものとする。
＜構成＞
図１は、本発明に係るＯＦＤＭ受信装置の機能構成図を示しており、ＯＦＤＭ受信装置１は、受信したＯＦＤＭ信号にＦＦＴを施して時間軸上の振幅と位相情報を周波数軸上の振幅と位相情報に変換する時間軸処理部１０００と、ＦＦＴ処理後の信号を復調して復号する周波数軸処理部２０００とから構成されている。

ここで、時間軸処理部１０００は、ダウンコンバータ１０１、Ａ／Ｄ変換部１０２、直交復調部１０３、振幅制御部１０４、ＦＦＴ処理部１０５、インパルス雑音検出部１１０、シンボル同期部１１１、平均化部１１２、ＦＦＴ窓位置設定部１１３、及び遅延調整部１１４で構成されている。
以下、各部について説明する。

＜ダウンコンバータ１０１＞
ダウンコンバータ１０１は、アンテナ１００を介してＯＦＤＭ信号を受信し、ユーザによって選局されたチャネルの信号を選択してベースバンド信号に変換する。
＜Ａ／Ｄ変換部１０２＞
Ａ／Ｄ変換部１０２は、ダウンコンバータ１０１によって変換されたベースバンド信号をデジタル信号に変換し、そのデジタル信号を直交復調部１０３及びインパルス雑音検出部１１０に送出する。

＜直交復調部１０３＞
直交復調部１０３は、Ａ／Ｄ変換部１０２から送出されたデジタル信号を直交検波し、各サブキャリアの信号を同相軸(Ｉ軸)信号と直交軸(Ｑ軸)信号に分離して複素信号に変換する。
＜インパルス雑音検出部１１０＞
インパルス雑音検出部１１０は、Ａ／Ｄ変換部１０２から送出されたデジタル信号の振幅が予め定めた閾値に達している場合、そのデジタル信号をインパルス雑音と判断し、インパルス雑音の発生時を検出する機能を有する。尚、閾値として、Ａ／Ｄ変換でクリップされる最大値を用いてもよい。

また、インパルス雑音検出部１１０は、シンボル同期部１１１からシンボルの同期を示す相関信号を受付け、シンボルのどの位置にインパルス雑音が発生したかを識別する機能と、インパルス雑音の発生時を示す雑音発生情報を振幅制御部１０４、平均化部１１２、ＦＦＴ窓位置設定部１１３へ送出する機能を有する。
＜シンボル同期部１１１＞
シンボル同期部１１１は、直交復調された複素信号に基づいて、受信したＯＦＤＭ信号の相関を算出して検出結果を平均化部１１２へ送出する機能を有する。

図２は、シンボル同期部１１１の機能ブロック図を示しており、シンボル同期部１１１は、遅延部１１１１、相関算出部１１１２、及び移動積分部１１１３から構成されている。
遅延部１１１１は、複素信号を有効シンボル長だけ遅延させて、その遅延複素信号を相関算出部１１１２へ送出する。

相関算出部１１１２は、遅延部１１１１から送出された遅延複素信号の複素共役をとったものと、直交復調部１０３から送出された複素信号を入力して乗算することにより、両信号間の類似度を示す相関を算出し、その算出結果を相関信号として移動積分部１１１３へ送出する。尚、相関信号値は、両信号が類似している場合、即ち相関がある場合には大きくなり、類似していない場合、即ち無相関である場合には小さくなる。

移動積分部１１１３は、相関信号を入力としてガード長に応じた区間の積分を行って区間積分信号を平均化部１１２及びインパルス雑音検出部１１０に送出する。
ここで、上述したシンボル同期処理について図４を用いて説明する。
図４(ａ)は、マルチパスの影響を受けていないＯＦＤＭ信号のシンボルを示している。
同図に示す様に、ＯＦＤＭ信号のシンボルは、有効シンボル期間信号とガードインターバル信号で構成されているため、この信号を有効シンボル長だけ遅延した信号と元の信号は、ガードインターバルの区間において同一の信号となり、強い相関が現れる。

そこで、入力信号（図４(a)）と遅延部１１１１において入力信号を有効シンボル長だけ遅延した信号(図４(ｂ))との相関を、相関算出部１１１２で演算すると、図４(ｃ)に示す相関信号を出力する。
次に、移動積分部１１１３において、相関信号をガード長の移動積分を行うと図４(d)に示す波形を出力することができる。同図に示す様に、１シンボル期間の特定位置に相関値のピークが現れ、有効シンボル期間の開始位置を特定することができる。

また、相関信号をガード長の２倍の長さ(２ＴＧ)の移動積分を行うと、図４(e)に示す様に台形状の波形を出力することができ、台形のフラット部分がガードインターバルと一致する。
尚、上述と同様に、マルチパスの影響を受けたＯＦＤＭ信号の場合について、図５を用いて説明する。

マルチパス干渉を受けたＯＦＤＭ信号は直接波と遅延波が重畳されて受信される。
図５(ａ)は直接波を示しており、同図(ｂ)は直接波よりΔｔ(ｔ＜ＴＧ)だけ遅延した遅延波を示している。
同図(ａ)(ｂ)の各々について、上述と同様に相関を算出して２倍のガード長(２ＴＧ)で移動積分した場合、同図(ｃ)の実線で表した波形１０が直接波の相関演算結果を示しており、破線で表した波形２０が遅延波の相関演算結果を示している。

直接波と遅延波は重畳されているので、図５(ｃ)の相関を合成した同図(ｄ)の波形３０がマルチパス干渉を受けているＯＦＤＭ信号の相関演算結果を示す波形である。
この場合、フラット部分であるｔ5からｔ6の期間、及びｔ7からｔ8の期間が、マルチパスによるシンボル間干渉が無いガードインターバルの信号値を含む期間に相当し、この期間であればＦＦＴ窓の開始位置をどこに設定してもマルチパスの影響を受けずに復調することが可能となる。以下、この期間を“開始位置候補期間”と呼ぶ。

尚、本実施の形態では、インパルス雑音の影響を受けたＯＦＤＭ信号についても、シンボル同期処理を同様に適用するが、後述する平均化部で相関信号が過去の相関信号を用いて平滑化されることにより、シンボル同期にインパルス雑音の影響を与えないようにする。
＜平均化部１１２＞
平均化部１１２は、シンボル同期部１１１によりシンボル単位に送出される相関信号を平滑化する機能を有しており、図３は平均化部１１２の機能ブロック図を示している。

同図に示すように平均化部１１２は、信号選択部１１２Ａとシンボル周期フィルタ１１２Ｂとから構成されており、信号選択部１１２Ａによって選択されて出力された相関信号をシンボル周期フィルタ１１２Ｂへ入力し、シンボル周期フィルタ１１２Ｂは入力された相関信号を平滑化する。
以下、各部について説明する。

信号選択部１１２Ａは、シンボル期間遅延器１１２１、シンボル期間カウンタ１１２８、セレクタ１１２６、及びセレクタ１１２７で構成されている。
シンボル期間カウンタ１１２８は、シンボル同期部１１１から平均化部１１２に相関信号が入力されている時にインパルス雑音検出部１１０から送出された雑音発生情報を受信すると、受信時から1シンボル期間をカウントする。尚、シンボル期間カウンタ１１２１は、カウントしている間は“１”を出力し、１シンボル期間カウントした後、インパルス雑音検出部１１０からの雑音検出信号が無ければ“０”を出力する。

セレクタ１１２６は、シンボル期間カウンタ１１２８が“1”を出力している間はセレクタ１１２７から出力される信号を選択してシンボル期間遅延器１１２１に送出し、また、シンボル期間カウンタ１１２８が“０”を出力している間はシンボル同期部１１１から出力された信号を選択してシンボル期間遅延器１１２１に送出する。
シンボル期間遅延器１１２１は、１シンボル期間の長さのシフトレジスタであり、1シンボル期間前の信号値を出力する。

セレクタ１１２７は、シンボル期間カウンタ１１２８が“１”を出力している間は、シンボル期間遅延器１１２１から出力される信号を選択してシンボル周期フィルタ１１２Ｂに送出し、また、シンボル期間カウンタ１１２８が“０”を出力している間はシンボル同期部１１１から出力された信号を選択してシンボル周期フィルタ１１２Ｂに送出する。
続いて、シンボル周期フィルタ１１２Ｂについて説明する。

シンボル周期フィルタ１１２Ｂは、信号選択部１１２Ａにより選択された相関信号を入力し、その入力信号値と１シンボル期間前に出力された出力信号値を重み付けした信号値を加算することにより複数シンボル間の相関信号の平滑化を行うＩＩＲ(InfiniteImpulse Response)型フィルタである。
シンボル周期フィルタ１１２Ｂは、係数器１１２２、係数器１１２３、加算器１１２４、及びシンボル期間遅延器１１２５で構成されており、シンボル周期フィルタ１１２Ｂは、係数器１１２２及び係数器１１２３の乗算係数を各々“ｋ”、“１−ｋ”とする。

シンボル周期フィルタ１１２Ｂに入力する相関信号のｚ変換をＸin(z)、出力のｚ変換をＸout(z)とし、シンボルに相当するサンプル数をＮsとした場合、加算器１１２４では、k・Ｘin(z)+(1-ｋ)・ｚ^−Nｓ・Ｘout(z)＝Ｘout(z)が成立する。この場合、伝達関数Ｈ(z)は、Ｈ(z)＝(１−(１−ｋ)＊ｚ^−Nｓ)で表される。ＯＦＤＭ信号を受信する受信装置が移動しない場合には、シンボル間干渉は殆ど変化しないため、このように平均化することでより正確にシンボル間干渉を推定できる。

従って、シンボル同期部１１１がインパルス雑音部分の信号も含めてＯＦＤＭ信号の相関を算出し、その相関を示す相関信号を平均化部１１２に入力した場合でも、インパルス雑音を含めて演算された相関演算結果を示す相関信号の代わりに１シンボル期間前の相関信号を用いて平均化するため、インパルス雑音の影響を除いてシンボルの同期位置を特定することができる。

＜ＦＦＴ窓位置設定部１１３＞
ＦＦＴ窓位置設定部１１３は、平均化部１１２により平均化されて出力された相関信号に基づいて、受信した各シンボルにおけるＦＦＴ窓の開始位置候補期間を特定する機能を有する。
また、ＦＦＴ窓位置設定部１１３は、インパルス雑音検出部１１０から雑音発生情報を受信し、特定した開始位置候補期間の範囲で、雑音発生情報により示される雑音発生時刻を含めないようにＦＦＴ窓の開始時刻を決定し、決定した開始時刻から有効シンボル長の期間をＦＦＴ窓として設定し、ＦＦＴ窓の開始位置を示すＦＦＴ窓信号をＦＦＴ処理部１０５へ送出する機能を有する。

また、インパルス雑音の発生時刻を含めずにＦＦＴ窓を設定することができない場合、ＦＦＴ処理部１０５が処理しているシンボルがインパルス雑音の影響を受けている旨の情報を遅延調整部１１４へ送出する機能を有する。
ここで、図４(ｅ)に示す区間積分信号が平均化部１１２より出力されたものとして、ＦＦＴ窓位置設定部１１３のＦＦＴ窓位置設定処理について図６を用いて説明する。
（ＦＦＴ窓位置設定処理）
ＦＦＴ窓位置設定部１１３は、平均化部１１２より出力された区間積分信号を受信し、電圧レベルが閾値以上の(ｔ1−ｔ2)区間をシンボルの開始位置候補期間と特定する(ステップＳ０１)。

続いて、ＦＦＴ窓位置設定部１１３は、特定した(ｔ1−ｔ2)区間においてサンプリングする一時刻に着目し(ステップＳ０２)、着目した時刻を開始時刻とする有効シンボル長(ＴＳ)の期間分の信号列において、シンボル同期部１１１から受信した雑音発生情報により示されるインパルス雑音の発生をカウントする(ステップＳ０３)。
ステップＳ０３におけるカウント数が０でない場合、即ち、インパルス雑音発生時刻がＦＦＴ窓に含まれる場合には、ＦＦＴ窓位置設定部１１３は、開始位置候補期間(ｔ1−ｔ2)区間において未着目のサンプリング時刻があるか判断する(ステップＳ０４:Ｙ，ステップＳ０５)。

ステップＳ０５において、ＦＦＴ窓位置設定部１１３が未着目のサンプリング時刻があると判断した場合(ステップＳ０５:Ｙ)、未着目の一時刻に着目し、ステップＳ０３の処理を行う(ステップＳ０６)。
また、ステップＳ０４においてインパルス雑音の発生カウント数が０である場合、即ち、ＦＦＴ窓にインパルス雑音発生時刻を含んでいない場合には、その時刻をＦＦＴ窓の開始時刻として決定する(ステップＳ０４:Ｙ，ステップＳ０７)。

また、ステップＳ０５において、ＦＦＴ窓位置設定部１１３が未着目のサンプリング時刻がないと判断した場合、即ち、インパルス雑音発生時刻を避けてＦＦＴ窓を設定できない場合には、インパルス雑音カウント数が最小となる(ｔ1−ｔ2)区間の時刻を開始時刻として決定する(ステップＳ０５:Ｙ，ステップＳ０８)。
ＦＦＴ窓位置設定部１１３は、ステップＳ０７又はステップＳ０８において決定された開始時刻から有効シンボル長の期間をＦＦＴ窓として設定し、ＦＦＴ窓の開始時刻の情報を含むＦＦＴ窓信号をＦＦＴ処理部１０５へ送出する。また、決定されたＦＦＴ窓にインパルス雑音発生時刻が含まれている場合には、そのシンボルがインパルス雑音を受けている旨の情報を遅延調整部１１４へ送出する(ステップＳ０９)。

尚、上述のＦＦＴ窓位置設定処理は、マルチパス干渉の影響を受けたＯＦＤＭ信号であるか否かを問わず行う。
例えば、図５(ｄ)に示す相関信号がＦＦＴ窓位置設定部１１３に入力された場合、ＦＦＴ窓位置設定部１１３は、同図においてＳ１の開始位置候補期間として(ｔ5〜ｔ6)区間を特定する。

従って、ＦＦＴ窓位置設定部１１３は、(ｔ5〜ｔ6)区間で、インパルス雑音の発生カウント数が０又は最小となるようにＦＦＴ窓の開始時刻を設定すれば、ＦＦＴ処理部１０５でシンボルＳ１のＦＦＴを行うことができる。
＜振幅制御部１０４＞
振幅制御部１０４は、インパルス雑音検出部１１０により検出されたインパルス雑音発生時刻の信号の振幅を０に設定し、その信号をＦＦＴ処理部１０５へ送出する。

＜ＦＦＴ処理部１０５＞
ＦＦＴ処理部１０５は、ＦＦＴ窓位置設定部１１３により設定されたＦＦＴ窓信号により示される区間の信号についてＦＦＴを行うことにより時間領域の複素信号を周波数領域の複素信号に変換し、変換した複素信号をシンボル単位に周波数軸処理部２０００へ送出する。

尚、ＦＦＴ窓位置設定部１１３がインパルス雑音発生時刻を含めずにＦＦＴ窓の設定を行うことができなかった場合でも、ＦＦＴ処理部１０５がＦＦＴ処理を行う際、振幅制御部１０４によりインパルス雑音発生時刻の信号の振幅が０に設定されているため、インパルス雑音による影響は軽減される。
＜遅延調整部１１４＞
遅延調整部１１４は、ＦＦＴ窓位置設定部１１３から送出されたシンボル情報を受信し、ＦＦＴ処理されたインパルス雑音を含むシンボルの複素信号が、ＦＦＴ処理部１０５から伝送路推定部２１１へ入力されるタイミングで、そのシンボルがインパルス雑音の影響を受けている旨の情報を伝送路推定部２１１へ送出する。

尚、ＦＦＴ窓位置設定部１１３が送出するＦＦＴ窓信号により示される時刻に同期して、ＦＦＴ処理部１０５が受信したＯＦＤＭ信号のＦＦＴを行えるように各部でも遅延調整を行っているものとする。
次に周波数軸処理部２０００について説明する。
周波数軸処理部２０００は、伝送路等化部２１０、伝送路特性推定部２１１、補間部２１２、デマップ部２２０、デインタリーブ部２３０、ビタビ復号部２４１、ＲＳ復号部２４２、及び受信品質算出部２５０で構成されている。

尚、上述した通り、受信したＯＦＤＭ信号には、伝送路特性を推定するためのＳＰ信号が挿入されており、本実施の形態では、サブキャリア方向（周波数方向）に１２本のサブキャリアに１本の割合でＢＰＳＫ変調されたＳＰ信号を挿入し、ＯＦＤＭシンボル毎に３サブキャリアずつ周波数方向にシフトさせてＳＰ信号を挿入させることで、ＯＦＤＭシンボル方向（時間方向）の同一のサブキャリアに対しては、４ＯＦＤＭシンボルに１回の割合でＳＰ信号が挿入される。

以下、各部について説明する。
＜伝送路等化部２１０＞
伝送路等化部２１０は、補間部２１２によって補間された伝送路特性に基づいて受信したデータ信号(図7の例の場合、情報伝送信号)の補正を行う機能を有する。
＜伝送路特性推定部２１１＞
伝送路特性推定部２１１は、ＦＦＴ処理部１０５から送出された複素信号を受信し、遅延調整部１１４から送出されたインパルス雑音の影響を受けている旨の情報を受信する機能を有する。

また、伝送路特性推定部２１１は、受信した複素信号の中からＳＰ信号を抽出する機能と、送信側で既定されたＳＰ信号の挿入位置情報に基づいて、抽出したＳＰ信号部分の伝送路特性を推定する機能を有する。
尚、伝送路特性推定部２１１は、ＦＦＴ窓位置設定部１１３からシンボル情報を受信した場合には、そのシンボル情報により示されるシンボルのＳＰ信号を用いずに伝送路特性を推定する。

＜補間部２１２＞
補間部２１２は、伝送路特性推定部２１１により推定された伝送路特性に基づいて、時間軸方向にＳＰ信号を補間してＳＰ信号が配置されているサブキャリアの伝送路特性を推定し、伝送路等化部２１０へ推定した伝送路特性を示す情報を送出する機能を有する。
また、時間軸方向に補間したＳＰ信号を周波数軸方向に補間してシンボル内の全サブキャリアの伝送路特性を推定する機能を有する。

ここで、図７の例を用いて上述の補間処理について説明する。
図７は、ＦＦＴ処理部１０５から出力された信号を示しており、黒丸がＳＰ信号、白丸が本来送信すべきデータを示す情報伝送信号である。
ここで、インパルス雑音の影響を受けているシンボルが、同図のシンボル５００である場合における補間処理について説明する。

補間部２１２は、伝送路特性推定部２１１によって推定されたＳＰ信号部分の伝送路特性に基づき、例えば、ＳＰ信号３１１とＳＰ信号６１１の間を時間軸方向に補間する場合、ＳＰ信号５１１を用いずにＳＰ信号３１１とＳＰ信号５１１を用いて補間する。他の時間軸方向の補間も同様にＳＰ信号５１２、５１３を用いずに行い、周波数方向の３サブキャリア毎の伝送路特性を推定する。

続いて補間部２１２は、時間軸方向に補間されたＳＰ信号を用いて周波数軸方向を補間し、全サブキャリアの伝送路特性を推定する。
＜デマップ部２２０＞
デマップ部２２０は、伝送路等化部２１０によって補正されたデータ部分の複素信号に対して再割付（デマップ）を行い、伝送データ系列を復元する機能を有する。

例えば、ＩＳＤＢ−Ｔ規格のＯＦＤＭ信号を復調する場合には、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ又は６４ＱＡＭに対応したデマップを行う。
また、デマップ部２２０は、デマップ時におけるコンスタレーションにおいて、基準点から復調したシンボル点のずれ量に基づき、搬送波電力対雑音電力比(以下、「Ｃ／Ｎ比」と言う。)を算出し、算出したＣ／Ｎ比を示すＣ／Ｎ信号を受信品質算出部２５０へ送出する機能を有する。

＜デインタリーブ部２３０＞
デインタリーブ部２３０は、ＴＭＣＣ信号により示されるインタリーブ情報、例えば、送信側において連続データが所定の時間間隔で時間インタリーブされている場合には、その時間間隔等を示すインタリーブ情報に基づいて、受信したビット列を元のビット列に並び替え、ビタビ復号部２４１及び受信品質算出部２５０へデインタリーブ後のビット系列を送出する。

＜ビタビ復号部２４１＞
ビタビ復号部２４１は、デインタリーブ処理されたビット系列に基づいてビタビ復号を行い、復号後のビット系列を受信品質算出部２５０及びＲＳ復号部２４２へ送出する。
＜受信品質算出部２５０＞
受信品質算出部２５０は、遅延調整部１１４から雑音発生情報を受信し、デマップ部２２０からＣ／Ｎ信号を受信する機能を有する。

また、ビタビ復号部２４１によってビタビ復号された後のデータについて畳み込み符号化処理を行い、当該処理後のデータとビタビ復号する前のデータとに基づいて、ビタビ復号前のビットエラーレート(以下、「ビタビ前ＢＥＲ」と言う。)を算出する機能を有する。更に、ビタビ復号後のデータとＲＳ復号部２４２によってＲＳ復号された後のデータとに基づいて、ビタビ復号後のビットエラーレート(以下、「ビタビ後ＢＥＲ」と言う。)を算出する機能を有する。

また、受信品質算出部２５０は、インパルス雑音検出信号を受信した場合、又はＣ／Ｎ信号値が閾値以下となった場合、又は、ビタビ前ＢＥＲ及びビタビ後ＢＥＲの値に応じてＲＳ復号部２４２の起動を制御する機能を有する。
以下、図８に示す受信品質算出部２５０の動作フロー図に基づき、ＲＳ復号部２４２の起動制御処理について説明する。

受信品質算出部２５０は、遅延調整部１１４から雑音発生情報を受信したか否か、デマップ部２２０から受付けたＣ／Ｎ信号値がＲＳ復号部２４２の停止時より低下したか否か、及び算出したビタビ前ＢＥＲがＲＳ復号部２４２の停止時より悪化しているか否かを判断し、一つでも肯定的な判断をした場合には、ＲＳ復号部２４２に起動を指示する(ステップＳ１１:Ｙ，ステップＳ１２)。

受信品質算出部２５０は、ビタビ復号部２４１から送出されるビタビ復号後データと、ＲＳ復号部２４２から送出されるＲＳ復号後データを受信してビタビ後ＢＥＲを算出し、ビタビ後ＢＥＲが０か否かを判断する(ステップＳ１３)。
受信品質算出部２５０は、ステップＳ１３においてビタビ後ＢＥＲが０である場合、ＲＳ復号部２４２の起動停止を指示する(ステップＳ１３:Y，ステップＳ１４)。

また、ステップＳ１３においてビタビ後ＢＥＲが０でなければ、受信品質算出部２５０は、ビタビ後ＢＥＲが０になるまでＲＳ復号部２４２に復号処理を行わせる(ステップＳ１３:Ｎ)。
また、ステップＳ１１において、受信品質算出部２５０がいずれも肯定的な判断をした場合、ＲＳ復号部２４２の起動を停止させる(ステップＳ１１:Ｎ)。

＜ＲＳ復号部２４２＞
ＲＳ復号部２４２は、受信品質算出部２５０による起動指示に応じて起動し、ビタビ復号されたビット系列についてリードソロモン復号を行い、復号後のデータを受信品質算出部２５０及び図示しない画像等処理部へ送出する機能を有する。
上記の構成により、本発明に係るＯＦＤＭ受信装置は、受信したＯＦＤＭ信号がマルチパス干渉の影響を受けているか否かに関わらず、受信ＯＦＤＭ信号のシンボルにインパルス雑音を検出した場合、そのインパルス雑音の発生時刻の信号を含むシンボルのＦＦＴ窓位置を設定する際において、ＦＦＴ窓にその雑音発生時刻をできるだけ含まないようにＦＦＴ窓の開始位置を設定することができ、ＦＦＴ処理におけるインパルス雑音の影響を軽減することができる。

また、シンボルのＦＦＴ窓位置設定の際にインパルス雑音発生時刻を避けて設定できず、その時刻における信号の振幅を０に設定してＦＦＴ処理した場合には、ＦＦＴ処理後の復調及び復号処理において、そのシンボルを用いないで伝送路等化を行い、誤り訂正を強制的に行わせることにより、ビット誤りを低減させることができる。
＜補足＞
なお、本発明を上記の実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は、上記の実施の形態に限定されないのはもちろんである。以下のような場合も本発明に含まれる。

（１）上述した実施の形態では、シンボル同期部１１１はインパルス雑音発生時の複素信号も含めて相関を算出し、平均化部１１２でインパルス雑音発生時を含む相関信号の代わりに1シンボル期間前の相関信号を用いて平均化を行っていたが、図9に示す様に、シンボル同期部１１１は、振幅制御部１０４でインパルス雑音発生時の振幅を０に設定した後の複素信号を用いて同期処理を行うこととしてもよい。

（２）上述した実施の形態では、振幅制御部１０４は、インパルス雑音検出部１１０によってインパルス雑音の発生が検出された時、インパルス雑音検出部１１０により送出される雑音発生情報に基づいて、その雑音発生時の振幅値を０に設定していたが、図１０に示す様に、ＦＦＴ窓位置設定部１１３がインパルス雑音発生時刻を含めずにＦＦＴ窓を設定できない場合に限り、その雑音発生時刻を示す情報を振幅制御部１０４に送出し、振幅制御部１０４がその情報に基づいて該当する振幅値を０に設定することとしてもよい。

（３）上述した実施の形態では、ＦＦＴ窓位置設定部１１３がＦＦＴ窓を設定する際、連続する有効シンボル長のＦＦＴ窓の開始位置をガードインターバルの範囲で動かすことによってインパルス雑音発生時刻を含まないようにＦＦＴ窓位置の設定制御を行っていたが、インパルス雑音発生時がガードインターバル内又はガード対応区間内である場合に、ＦＦＴ窓位置設定部１１３は、ＦＦＴ窓の開始位置を動かさずに、設定したＦＦＴ窓にインパルス雑音発生時が含まれているとき、その雑音発生時の信号値の代わりに、ガードインターバル又はガード対応区間から対応する信号値を抽出してＦＦＴに用いることとしてもよい。尚、この場合も、インパルス雑音検出時刻が有効シンボルのガード対応期間外であれば、その検出時刻の信号の振幅を０に設定してＦＦＴ処理を行う。

（４）上述した実施の形態では、ＩＳＤＢ−Ｔ方式に適用した場合の構成について説明したが、ＤＶＢ−Ｈ方式に適用する場合は、受信品質算出部２５１は、ＲＳ復号後のＢＥＲが０であれば、図１１に示すＭＰＥ−ＦＥＣ（Multi-ProtocolEncapsulation Forward Error Correction）２４３を停止し、ＭＰＥ−ＦＥＣを停止後にＣ／Ｎ信号値が低下した場合、インパルス雑音の影響を受けている旨の情報を受信した場合、又はビタビ後ＢＥＲがＭＰＥ−ＦＥＣを停止後に悪化した場合のいずれかに該当するときは、ＭＰＥ−ＦＥＣを起動させることとしてもよい。

（５）上述した実施の形態では、受信したＯＦＤＭ信号をＡ／Ｄ変換後のデジタル信号において所定の振幅値を検出した場合に、その検出時刻を振幅制御部１０４へ伝えるものとして説明したが、前述の特許文献１に示す方法によりインパルス雑音の発生を検出してもよい。特許文献１のチューナ(図１３参照)は、インパルス雑音を含む図１２に示す様なシンボルをアンテナ１０で受信した場合、そのシンボルをＡ／Ｄ変換部１２でベースバンド信号にＡ／Ｄ変換し、直交復調部１３で直交復調されて出力された信号の変化から閾値発生部１６がインパルス雑音検出のための閾値を発生させ、その閾値をコンパレータ１７へ出力する。コンパレータ１７は、この閾値と直交復調部１０３からの出力を比較することによりインパルス雑音を検出し、振幅制御部１４は検出されたインパルス雑音部分の振幅を０にするものである。

（６）上述の実施の形態では、インパルス雑音を含むシンボルの相関信号を用いずに１シンボル期間前の相関信号を用いて平均化することとして説明したが、信号選択部１１２Ａが、インパルス雑音を含むシンボルの相関信号を元の信号値より小さくなるように重み付けしてＩＩＲフィルタに入力し、平均化に用いることとしてもよい。
（７）上述の実施の形態では、ＩＳＤＢ−Ｔ及びＤＶＢ−Ｈの伝送方式について説明したが、上述の各処理はＤＶＢ−Ｔ方式等、ガードインターバルを有するマルチキャリア信号を受信する場合にも適用可能である。

（８）上述のＯＦＤＭ受信装置の各機能ブロックは典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されても良いし、一部又は全てを含むように１チップ化されても良い。ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。
また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（FieldProgrammable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサー を利用しても良い。

さらには、半導体技術の進歩又は派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適応等が可能性としてありえる。

本発明に係るＯＦＤＭ受信装置は、地上波デジタル放送を受信する放送受信機等に利用できる。

実施の形態１に係るＯＦＤＭ受信装置の機能ブロック図である。 本発明に係るＯＦＤＭ受信装置のシンボル同期部の機能ブロック図である。 本発明に係るＯＦＤＭ受信装置の平均化部の機能ブロック図である。 図４(ａ)は、入力信号であるＯＤＦＭ信号の構成を表し、図４(ｂ)は、遅延部の出力信号を表し、図４(ｃ)は、相関算出部の出力信号を表す。図４(ｄ)は相関信号をガード長(ＴＧ)で区間積分した区間積分信号の波形であり、同図(ｅ)は２倍のガード長(２ＴＧ)期間で区間積分した区間積分信号の波形である。 図５(ａ)は、ＯＦＤＭ信号の直接波を表し、図５(ｂ)は、マルチパスによる遅延波を表している。図５(ｃ)は、図５(ａ)(ｂ)の各々の相関を示す波形を表し、図５(ｄ)は、図５(ｃ)の各波形を合成した波形を表している。 ＦＦＴ窓位置設定部の動作フローを示す図である。 受信した各シンボルを時間軸と周波数軸の平面に配置した図である。 受信品質算出部の動作フローを示す図である。 補足(１)に示す変換部の機能ブロック図を示している。 補足(２)に示す変換部の機能ブロック図を示している。 補足(５)に示す復調復号部の機能ブロック図を示している。 インパルス雑音を含むＯＦＤＭ信号のシンボルを表した図である。 従来のインパルス雑音の影響を低減する技術の機能ブロック図を示している。

符号の説明

１００ アンテナ
１０１ ダウンコンバータ
１０２ Ａ／Ｄ変換部
１０３ 直交復調部
１０４ 振幅制御部
１０５ ＦＦＴ処理部
１１０ インパルス雑音検出部
１１１ シンボル同期部
１１２ 平均化部
１１３ ＦＦＴ窓位置設定部
１１４ 遅延調整部
２１０ 伝送路等化部
２１１ 伝送路特性推定部
２１２ 補間部
２２０ デマップ部
２３０ デインタリーブ部
２４１ ビタビ復号部
２４２ ＲＳ復号部
２５０ 受信品質算出部
１０００ 時間軸処理部
２０００ 周波数軸処理部

Claims (7)

1. 各シンボルにガードインターバル信号が挿入されて送信されたＯＦＤＭ信号を受信し、シンボル毎に有効シンボル長分の信号を高速フーリエ変換することによりＯＦＤＭ信号を復調するＯＦＤＭ受信装置であって、
   受信したＯＦＤＭ信号において振幅が所定値以上のインパルス雑音の発生時を検出する検出部と、
   検出したインパルス雑音発生時が、ガードインターバル信号があると推定される期間内、又はその期間の信号と同等の信号があると推定される期間内にある場合、当該発生時の信号値を用いずに、当該シンボル中の当該インパルス雑音発生時の信号に対応する前記ガードインターバル信号または前記同等の信号の信号値を代替として用いて高速フーリエ変換するよう制御する高速フーリエ変換制御部と
   を備えるＯＦＤＭ受信装置。
2. 前記高速フーリエ変換はＦＦＴ回路によってなされ、
   前記高速フーリエ変換制御部は、
   一シンボル毎に、連続する有効シンボル長分の信号を高速フーリエ変換するためのＦＦＴ区間として決定し、当該ＦＦＴ区間分の信号を前記ＦＦＴ回路に入力するＦＦＴ窓決定部を備える請求項１記載のＯＦＤＭ受信装置。
3. 前記ＯＦＤＭ受信装置は、更に、
   受信した前記ＯＦＤＭ信号と、当該ＯＦＤＭ信号を有効シンボル長だけ遅延させた遅延ＯＦＤＭ信号との相関量をシンボル単位で算出する相関算出部と、
   前記インパルス雑音発生時を含むシンボルを除く複数シンボルにおける前記相関量を平均化し、平均化した相関量に基づいて前記ガードインターバル信号がある期間の推定を行う平均化部と
   を備える請求項１記載のＯＦＤＭ受信装置。
4. 前記受信されるＯＦＤＭ信号は既定の複数の基準信号を含めて送信されたものであり、
   前記ＯＦＤＭ受信装置は、更に、
   前記既定の基準信号を示す基準信号情報を保持しており、
   送信された各基準信号に相応する高速フーリエ変換後の各基準信号を抽出する抽出部と、
   抽出された基準信号のうちインパルス雑音を含むシンボル中の基準信号を除いた残りの基準信号と、前記基準信号情報に示される基準信号を比較して伝送路特性を推定し、高速フーリエ変換後の各基準信号を補間する補間部と
   を備える請求項１記載のＯＦＤＭ受信装置。
5. 前記ＯＦＤＭ受信装置は、更に、
   高速フーリエ変換後の信号を復号する復号部と、
   復号されたデータの誤り訂正を行う誤り訂正部と、
   前記誤り訂正の動作の開始及び停止の制御を行い、前記インパルス雑音検出手段によりインパルス雑音が検出された場合に、前記誤り訂正手段に誤り訂正を開始させる誤り訂正制御部と
   を備える請求項１記載のＯＦＤＭ受信装置。
6. 各シンボルにガードインターバル信号が挿入されて送信されたＯＦＤＭ信号を受信し、プログラムを実行可能な装置に、シンボル毎に有効シンボル長分の信号を高速フーリエ変換することによりＯＦＤＭ信号を復調する処理を実行させる制御プログラムであって、
   当該ＯＦＤＭ信号を復調する処理は、
   受信したＯＦＤＭ信号において振幅が所定値以上のインパルス雑音の発生時を検出する検出ステップと、
   検出したインパルス雑音発生時が、ガードインターバル信号があると推定される期間内、又はその期間の信号と同等の信号があると推定される期間内にある場合、当該発生時の信号値を用いずに、当該シンボル中の当該インパルス雑音発生時の信号に対応する前記ガードインターバル信号または前記同等の信号の信号値を代替として用いて高速フーリエ変換するよう制御する高速フーリエ変換制御ステップと
   の各ステップを含む制御プログラム。
7. 各シンボルにガードインターバル信号が挿入されて送信されたＯＦＤＭ信号を受信し、シンボル毎に有効シンボル長分の信号を高速フーリエ変換することによりＯＦＤＭ信号を復調するＯＦＤＭ受信装置の集積回路であって、
   受信したＯＦＤＭ信号において振幅が所定値以上のインパルス雑音の発生時を検出する検出部と、
   検出したインパルス雑音発生時が、ガードインターバル信号があると推定される期間内、又はその期間の信号と同等の信号があると推定される期間内にある場合、当該発生時の信号値を用いずに、当該シンボル中の当該インパルス雑音発生時の信号に対応する前記ガードインターバル信号または前記同等の信号の信号値を代替として用いて高速フーリエ変換するよう制御する高速フーリエ変換制御部と
   を備える集積回路。

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