JP5110586B2 - Ｏｆｄｍ復調装置、ｏｆｄｍ復調方法、ｏｆｄｍ復調プログラムおよびそのプログラムを記録した記録媒体 - Google Patents

Description

本発明は、ＯＦＤＭ復調装置、ＯＦＤＭ復調方法、ＯＦＤＭ復調プログラムおよびそのプログラムを記録した記録媒体に関し、特に、受信信号の周波数誤差を補正するＯＦＤＭ復調装置、ＯＦＤＭ復調方法、ＯＦＤＭ復調プログラムおよびそのプログラムを記録した記録媒体に関する。

デジタル伝送方式において、映像信号および音声信号を効率よく伝送できる方式として、直交周波数分割多重（Orthogonal Frequency Division Multiplex、以下、略してＯＦＤＭ）方式が知られている。ＯＦＤＭ方式は、たとえば地上波デジタル放送において、建物によるゴースト妨害、たとえば直接波と建物等で反射された反射波とが干渉することにより信号が減衰するマルチパスおよび反射波同士が干渉することにより信号が減衰するフェージングの克服に好適な方式として採用されている。

ＯＦＤＭ変復調方式は、１チャンネル帯域内に多数（２５６〜１０２４程度）のサブキャリアを設けて、映像信号および音声信号を効率よく伝送することが可能なデジタル変調・復調方式である。このＯＦＤＭ変復調方式では、各サブキャリアに対応する信号を高速フーリエ逆変換（ＩＦＦＴ：Inverse Fast Fourier Transform）することによってＯＦＤＭ変調されたベースバンド（Baseband）信号を生成する。

図１２は、ＯＦＤＭ変調波の伝送シンボルの一例を示す図である。図１２において、ｔｓは有効データ期間を示し、ｔｇはガードインターバル期間を示す。

図１２を参照して、ＯＦＤＭ変復調方式では、ＩＦＦＴの処理窓すなわちＩＦＦＴ処理期間を、有効データ期間ｔｓに一致させる。有効データ期間ｔｓを基本単位として、各サブキャリアのデジタル変調信号を加え合わせたものが伝送シンボルとなる。

そして、ＯＦＤＭ変調された信号であるＯＦＤＭ信号の情報伝送単位は、有効データと有効データの一部の信号波形が複写されることにより生成されたガードインターバルとで構成されたＯＦＤＭ伝送シンボル（以下、単にシンボルとも称する。）である。すなわち、ＯＦＤＭ伝送シンボルは、有効データ２０１および２０２ｂに、ガードインターバル（以下、ＧＩとも称する。）２０２ａを付加することにより構成されている。

ＧＩ２０２ａの波形は、有効データ期間ｔｓにおいて横縞で示されている部分である有効データ２０２ｂの信号波形を繰り返したものになっている。このため、ＯＦＤＭ伝送シンボルのシンボル期間長２０３は、有効データ期間ｔｓとＧＩ期間ｔｇとの和となる。

図１３は、有効データ期間長の一例を示す図である。
図１３を参照して、たとえば、非特許文献１に記載された放送規格によると、有効データ期間長ｔｓは、ＭＯＤＥと呼ばれるパラメータによって定義されている。すなわち、有効データ期間長ｔｓは、ＭＯＤＥ１では２５２マイクロ秒であり、ＭＯＤＥ２では５０４マイクロ秒であり、ＭＯＤＥ３では１００８マイクロ秒である。

図１４は、ガードインターバル期間長の一例を示す図である。
図１４を参照して、たとえば、非特許文献１に記載された放送規格によると、ガードインターバル期間長ｔｇは、有効データ期間に対するガードインターバル期間の比であるＧＩ比と呼ばれるパラメータとＭＯＤＥとによって定義されている。すなわち、ガードインターバル期間長ｔｇは、たとえば、ＧＩ比が１／４でかつＭＯＤＥ１の場合には６３マイクロ秒であり、ＧＩ比が１／４でかつＭＯＤＥ２の場合には１２６マイクロ秒であり、ＧＩ比が１／４でかつＭＯＤＥ３の場合には２５２マイクロ秒であり、ＧＩ比が１／８でかつＭＯＤＥ１の場合には３１．５マイクロ秒である。

また、ＯＦＤＭ変復調方式では、ＯＦＤＭ伝送シンボルを幾つか集めたものを伝送フレームという。これは、たとえば、情報伝送用シンボルが１００個程度集まったものに、フレーム同期用シンボルおよびサービス識別用シンボルを付加したものである。非特許文献１では、１フレームが２０４シンボルと定義されている。

図１５は、１セグメントにおけるＯＦＤＭ伝送シンボルに含まれるキャリアの一例を示す図である。

図１５を参照して、たとえば、非特許文献１に記載された放送規格によると、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、または６４ＱＡＭ変調された１つのＯＦＤＭ伝送シンボルには、１セグメント当たり、データ用のキャリア、ＳＰ用のキャリア、ＴＭＣＣ用のキャリアおよびＡＣ１用のキャリアが設けられている。

ここで、ＳＰは、ＳＰ（Scattered Pilot）信号を意味する。このＳＰ信号は、周期的に挿入されるパイロット信号であり、たとえば、キャリア方向において１２キャリアに１回挿入され、シンボル方向において４シンボルに１回挿入される。

また、ＴＭＣＣは、ＴＭＣＣ（Transmission and Multiplexing Configuration Control）信号を意味する。このＴＭＣＣ信号は、フレーム同期信号および伝送パラメータを伝送するための信号である。

また、ＡＣ１は、ＡＣ（Auxiliary Channel）１信号を意味する。このＡＣ１信号は、付加情報を伝送するための信号である。ＴＭＣＣ信号およびＡＣ１信号は、ＳＰ信号と異なり、各キャリアにおいて非周期的に配置されている。
特開平１１−２２０４５１号公報 特開２００７−１４２８９２号公報 特開２００２−２６１７２９号公報 特開２００２−１１８５３３号公報 特開２００３−１３４０１０号公報 「地上デジタルテレビジョン放送の伝送方式ＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｂ３１ １．５版」、社団法人電波産業界、２００３年７月２９日

ところで、ＯＦＤＭ変復調方式では、一般に復調側で２種類のキャリア周波数誤差量を独立に検出する。２種類のキャリア周波数誤差のうちの一方は、サブキャリアの周波数間隔の精度の周波数誤差である広帯域キャリア周波数誤差である。他方は、サブキャリアの周波数間隔に対して±１／２以下の精度の周波数誤差である狭帯域キャリア周波数誤差である。

この狭帯域キャリア周波数誤差を補正する構成として、たとえば、特許文献１には、以下のようなフィードフォワード構成が開示されている。すなわち、直交復調後の信号から狭帯域キャリア周波数誤差を検出し、遅延させた直交復調後の信号に対して、検出した狭帯域キャリア周波数誤差だけ補正を行なう。

また、狭帯域キャリア周波数誤差を補正する構成として、特許文献２には、以下のようなフィードバック構成が開示されている。すなわち、直交復調を行なう直交検波部の後段に位相補正を行なうＣＯＲＤＩＣ（coordinate rotation digital computer algorithm）回路を設けることにより、ＯＦＤＭ信号の狭帯域キャリア周波数誤差を補正する。この位相補正回路によって狭帯域キャリア周波数誤差が補正されたＯＦＤＭ信号から狭帯域キャリア周波数誤差を検出し、この検出した狭帯域キャリア周波数誤差を用いてＣＯＲＤＩＣ回路が上記位相補正を行なう。また、検出された狭帯域キャリア周波数誤差のフィルタリングを行なうことにより、雑音等による検出値の分散を抑制している。

特許文献１記載のフィードフォワード構成および特許文献２記載のフィードバック構成のいずれにおいても、狭帯域キャリア周波数誤差を検出するためには、直交復調後の信号と直交復調後の信号を有効データ期間ｔｓ遅延させた信号との相関を算出する必要があり、略１シンボル分の遅延が生じる。

ここで、特許文献１記載の構成では、直交復調後の信号の遅延量が１シンボル分であれば、検出された狭帯域キャリア周波数誤差に対応するＯＦＤＭ伝送シンボルと遅延後のＯＦＤＭ伝送シンボルとが一致するため、検出値と補正される信号とにタイムラグが無い。したがって、非常に応答性の高い補正が可能となる。

しかしながら、雑音等の影響により、狭帯域キャリア周波数誤差を正確に検出できず、検出値に誤差が含まれてしまう場合、この誤差についても補正してしまう。また、直交復調後の信号を１シンボル分遅延させるため、ＯＦＤＭ復調処理全体で１シンボル分の遅延を生じることになり、ＯＦＤＭ復調装置の処理が遅くなる。

また、特許文献２記載の構成では、フィードバック制御をしていることから、検出した狭帯域キャリア周波数誤差に対応するＯＦＤＭ伝送シンボルと、この誤差を補正すべきＯＦＤＭ伝送シンボルとが時間的に一致しなくなる。また、狭帯域キャリア周波数誤差のフィルタリングを行なっていることから、フィルタ係数によって異なるが１シンボル分以上の遅延が発生するため、特許文献１記載の構成と比較して処理遅延が大きくなる。すなわち、応答性が悪くなるので、狭帯域キャリア周波数誤差が頻繁に変化するような場合、狭帯域キャリア周波数誤差の補正精度が悪化する。その一方で、フィードフォワード構成と異なり直交復調後の信号を遅延させる手段が不要であり、ＯＦＤＭ復調装置の処理が遅くなることはない。また、狭帯域キャリア周波数誤差のフィルタリングを行なっていることから、雑音成分を除去することができる。したがって、狭帯域キャリア周波数誤差がほぼ一定の場合であって雑音が比較的多いときには、特許文献１記載の構成よりも精度よく補正することができる。

たとえば、ＯＦＤＭ信号の無線伝送経路においてフェージングが発生していない場合には、雑音抑制効果があり、かつＯＦＤＭ復調装置の処理遅延が無い特許文献２記載のフィードバック構成が望ましい。

他方、レイリーフェージングが発生している等、狭帯域キャリア周波数誤差が頻繁に変化するような場合には、フィードフォワード構成の方が狭帯域キャリア周波数誤差を精度よく補正できる。すなわち、ＯＦＤＭ復調装置において１シンボル分の遅延が発生するが、精度よく狭帯域キャリア周波数誤差を補正できるという点でフィードフォワード構成の方が望ましい。

以上のように、狭帯域キャリア周波数誤差補正では、フィードフォワード構成およびフィードバック構成でメリットおよびデメリットが異なる。

それゆえに、本発明の目的は、ＯＦＤＭ信号の伝送路状態に応じてキャリア周波数誤差の補正を適切に行なうことが可能なＯＦＤＭ復調装置、ＯＦＤＭ復調方法、ＯＦＤＭ復調プログラムおよびそのプログラムを記録した記録媒体を提供することである。

上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わるＯＦＤＭ復調装置は、ＯＦＤＭ変調されたＯＦＤＭ信号を受信して復調するＯＦＤＭ復調装置であって、受信されたＯＦＤＭ信号の周波数誤差を補正して出力する周波数補正部と、周波数補正部から受けたＯＦＤＭ信号を高速フーリエ変換することにより、複数のサブキャリアの変調信号を出力するＦＦＴ演算部と、ＦＦＴ演算部から受けた複数のサブキャリアの変調信号をそれぞれ復調する復調部と、ＯＦＤＭ復調装置へのＯＦＤＭ信号の伝送路の状態を測定する測定部とを備え、周波数補正部は、所定期間におけるＯＦＤＭ信号の位相変化量を検出する第１の位相変化検出部と、第１の位相変化検出部によって検出された位相変化量に基づいて、受信されたＯＦＤＭ信号を補正するフィードバック補正部とを含み、第１の位相変化検出部は、フィードバック補正部によって補正されたＯＦＤＭ信号の所定期間における位相変化量を検出し、周波数補正部は、さらに、第１の位相変化検出部によって検出された位相変化量に基づいて、フィードバック補正部によって補正されたＯＦＤＭ信号を補正するフィードフォワード補正部と、測定部によって測定された伝送路状態に基づいて、フィードバック補正部によって補正されたＯＦＤＭ信号およびフィードフォワード補正部によって補正されたＯＦＤＭ信号のいずれかを選択して出力するセレクタとを含む。

好ましくは、フィードフォワード補正部は、測定部によって測定された伝送路状態に基づいて、補正動作を停止するか否かを切り替える。

好ましくは、ＯＦＤＭ信号の情報伝送単位は、有効データと有効データの一部の信号波形が複写されることにより生成されたガードインターバルとで構成された伝送シンボルであり、第１の位相変化検出部は、フィードバック補正部によって補正されたＯＦＤＭ信号をガードインターバルの期間に相当する時間遅延させる第１の遅延回路と、フィードバック補正部によって補正されたＯＦＤＭ信号と第１の遅延回路によって遅延されたＯＦＤＭ信号との相関値を算出する相関回路と、相関回路によって算出された相関値のうち、ガードインターバルとガードインターバルに対応する有効データとの相関値の平均を算出する平均算出部と、平均算出部によって算出された平均値に基づいて、有効データの期間における位相変化量を算出する位相算出部とを含む。

より好ましくは、フィードフォワード補正部は、フィードバック補正部によって補正されたＯＦＤＭ信号を伝送シンボルに相当する時間遅延させて出力する第２の遅延回路を含み、第１の位相変化検出部によって検出された位相変化量に基づいて、第２の遅延回路から受けたＯＦＤＭ信号を補正する。

好ましくは、測定部は、第１の位相変化検出部によって検出された位相変化量に基づいて、ＯＦＤＭ信号の伝送路におけるフェージングを測定する。

好ましくは、ＯＦＤＭ復調装置は、さらに、受信されたＯＦＤＭ信号の電力を算出する電力算出部を備え、測定部は、電力算出部によって算出された電力に基づいて、ＯＦＤＭ信号の伝送路におけるフェージングを測定する。

好ましくは、ＯＦＤＭ復調装置は、さらに、復調部によって復調された信号に含まれる所定パターンの信号の位相変化量を算出する第２の位相変化検出部を備え、測定部は、第２の位相変化検出部によって検出された位相変化量に基づいて、ＯＦＤＭ信号の伝送路におけるフェージングを測定する。

好ましくは、ＦＦＴ演算部は、フィードバック補正部によって補正されたＯＦＤＭ信号を高速フーリエ変換することにより、複数のサブキャリアの変調信号を出力し、フィードフォワード補正部は、第１の位相変化検出部によって検出された位相変化量に基づいて、ＦＦＴ演算部から受けた複数のサブキャリアの変調信号を補正し、セレクタは、測定部によって測定された伝送路状態に基づいて、ＦＦＴ演算部から受けた複数のサブキャリアの変調信号およびフィードフォワード補正部によって補正された複数のサブキャリアの変調信号のいずれかを選択して出力し、復調部は、セレクタから受けた複数のサブキャリアの変調信号をそれぞれ復調する。

またこの発明のさらに別の局面に係わるＯＦＤＭ復調装置は、ＯＦＤＭ変調されたＯＦＤＭ信号を受信して復調するＯＦＤＭ復調装置であって、受信されたＯＦＤＭ信号の周波数誤差を補正して出力する周波数補正部と、周波数補正部から受けたＯＦＤＭ信号を高速フーリエ変換することにより、複数のサブキャリアの変調信号を出力するＦＦＴ演算部と、ＦＦＴ演算部から受けた複数のサブキャリアの変調信号をそれぞれ復調する復調部と、ＯＦＤＭ復調装置へのＯＦＤＭ信号の伝送路の状態を測定する測定部とを備え、周波数補正部は、受信されたＯＦＤＭ信号の所定期間における位相変化量を検出し、検出した位相変化量を示す信号を出力する位相変化検出部と、位相変化検出部から受けた信号のうち、所定周波数以上の周波数成分を減衰させて出力し、かつ所定周波数を測定部によって測定された伝送路状態に基づいて変更するフィルタと、フィルタから受けた信号が示す位相変化量に基づいて、受信されたＯＦＤＭ信号を補正するフィードフォワード補正部とを含む。

好ましくは、周波数補正部は、さらに、測定部によって測定された伝送路状態に基づいて、フィードフォワード補正部によって補正されたＯＦＤＭ信号および受信されたＯＦＤＭ信号のいずれかを選択して出力するセレクタを含む。

上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わるＯＦＤＭ復調方法は、ＯＦＤＭ変調されたＯＦＤＭ信号を受信するステップと、保存されている位相変化量に基づいて、受信したＯＦＤＭ信号に対して第１の補正処理を行なうステップと、第１の補正処理が行なわれたＯＦＤＭ信号の所定期間における位相変化量を検出し、新たに保存するステップと、検出された位相変化量に基づいて、第１の補正処理が行なわれたＯＦＤＭ信号に対して第２の補正処理を行なうステップと、ＯＦＤＭ復調装置へのＯＦＤＭ信号の伝送路の状態に基づいて、第１の補正処理が行なわれたＯＦＤＭ信号および第２の補正処理が行なわれたＯＦＤＭ信号のいずれかを選択するステップと、選択されたＯＦＤＭ信号を高速フーリエ変換することにより、複数のサブキャリアの変調信号を出力するステップと、複数のサブキャリアの変調信号をそれぞれ復調するステップとを含む。

上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わるＯＦＤＭ復調プログラムは、ＯＦＤＭ変調されたＯＦＤＭ信号を受信して復調するＯＦＤＭ復調装置におけるＯＦＤＭ復調プログラムであって、コンピュータに、保存されている位相変化量に基づいて、受信されたＯＦＤＭ信号に対して第１の補正処理を行なうステップと、第１の補正処理が行なわれたＯＦＤＭ信号の所定期間における位相変化量を検出し、新たに保存するステップと、検出された位相変化量に基づいて、第１の補正処理が行なわれたＯＦＤＭ信号に対して第２の補正処理を行なうステップと、ＯＦＤＭ復調装置へのＯＦＤＭ信号の伝送路の状態に基づいて、第１の補正処理が行なわれたＯＦＤＭ信号および第２の補正処理が行なわれたＯＦＤＭ信号のいずれかを選択するステップと、選択されたＯＦＤＭ信号を高速フーリエ変換することにより、複数のサブキャリアの変調信号を出力するステップと、複数のサブキャリアの変調信号をそれぞれ復調するステップとを実行させる。

上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わるコンピュータ読取可能な記録媒体は、ＯＦＤＭ変調されたＯＦＤＭ信号を受信して復調するＯＦＤＭ復調装置におけるＯＦＤＭ復調プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体であって、ＯＦＤＭ復調プログラムは、コンピュータに、保存されている位相変化量に基づいて、受信されたＯＦＤＭ信号に対して第１の補正処理を行なうステップと、第１の補正処理が行なわれたＯＦＤＭ信号の所定期間における位相変化量を検出し、新たに保存するステップと、検出された位相変化量に基づいて、第１の補正処理が行なわれたＯＦＤＭ信号に対して第２の補正処理を行なうステップと、ＯＦＤＭ復調装置へのＯＦＤＭ信号の伝送路の状態に基づいて、第１の補正処理が行なわれたＯＦＤＭ信号および第２の補正処理が行なわれたＯＦＤＭ信号のいずれかを選択するステップと、選択されたＯＦＤＭ信号を高速フーリエ変換することにより、複数のサブキャリアの変調信号を出力するステップと、複数のサブキャリアの変調信号をそれぞれ復調するステップとを実行させる。

本発明によれば、ＯＦＤＭ信号の伝送路状態に応じてキャリア周波数誤差の補正を適切に行なうことができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

＜第１の実施の形態＞
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るＯＦＤＭ復調装置の構成を示す機能ブロック図である。

図１を参照して、ＯＦＤＭ復調装置６０１は、ＯＦＤＭ復調ＬＳＩ（大規模集積回路）５０１と、アンテナ５０２と、チューナ５０３と、記録媒体アクセス部５１５とを備える。ＯＦＤＭ復調ＬＳＩ５０１は、ベースバンド信号処理部５０４と、誤り訂正処理部５１４とを含む。ベースバンド信号処理部５０４は、アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）５０５と、直交復調部５０６と、狭帯域キャリア周波数誤差補正部５１と、シンボル同期部５０８と、ＡＧＣ（自動利得制御）部５０９と、ＦＦＴ演算部５１０と、ＴＭＣＣ復号部５１１と、広帯域キャリア周波数誤差補正部５１２と、波形等化部（復調部）５１３と、フェージングモニタ１３１とを含む。

放送局から放送されたデジタル放送の放送波は、ＯＦＤＭ復調装置６０１のアンテナ５０２により受信され、ＲＦ（高周波）信号としてチューナ５０３に供給される。チューナ５０３は、アンテナ５０２によって受信されたＲＦ信号を、ＩＦ（中間周波数）信号に周波数変換する。チューナ５０３は、周波数変換したＩＦ信号を、ベースバンド信号処理部５０４に設けられたＡＤＣ５０５に供給する。

チューナ５０３から出力されたＩＦ信号は、ＡＤＣ５０５によりデジタル化される。デジタル化されたＩＦ信号は、直交復調部５０６に供給される。

直交復調部５０６は、所定の周波数たとえばキャリア周波数を有するキャリア信号を用いて、デジタル化されたＩＦ信号を直交復調することにより、ベースバンド帯のＯＦＤＭ信号を出力する。ベースバンド帯のＯＦＤＭ信号は、直交復調された結果、実軸成分（Ｉチャネル信号）と、虚軸成分（Ｑチャネル信号）とから構成される複素信号となる。直交復調部５０６から出力されるベースバンド帯のＯＦＤＭ信号は、狭帯域キャリア周波数誤差補正部５１に供給される。

狭帯域キャリア周波数誤差補正部５１は、直交復調部５０６から供給されたベースバンド帯のＯＦＤＭ信号の狭帯域キャリア周波数誤差を補正して、シンボル同期部５０８、ＦＦＴ演算部５１０及びＡＧＣ部５０９に供給する。

シンボル同期部５０８は、ベースバンド帯のＯＦＤＭ信号から伝送モード及びＧＩ比等の伝送パラメータを抽出し、有効データの先頭タイミングを抽出するシンボル同期処理を実行する。

ＡＧＣ部５０９は、狭帯域キャリア周波数誤差補正部５１から受けたベースバンド帯のＯＦＤＭ信号の電力を算出し、算出した電力に基づいてチューナ５０３のゲインを調整する。

ＦＦＴ演算部５１０は、狭帯域キャリア周波数誤差補正部５１から受けたベースバンド帯のＯＦＤＭ信号に対してＦＦＴ演算を行ない、各サブキャリアにおいて直交変調されている信号を抽出して出力する。ＦＦＴ演算部５１０は、１つのＯＦＤＭシンボルから有効データ長分の信号を抜き出し、抜き出した信号に対してＦＦＴ演算を行なう。すなわち、ＦＦＴ演算部５１０は、１つのＯＦＤＭシンボルからＧＩ期間長分の信号を除き、残った信号に対してＦＦＴ演算を行なう。ＦＦＴ演算を行なうために抜き出される信号の範囲は、その抜き出される信号点が連続する場合、１つのＯＦＤＭ伝送シンボル中の任意の位置でよい。つまり、その抜き出される信号の範囲の開始位置は、ＧＩ期間中のいずれかの位置になる。ＦＦＴ演算部５１０により抽出されるＦＦＴ復調信号すなわち各サブキャリアの変調信号は、実軸成分（Ｉチャネル信号）と虚軸成分（Ｑチャネル信号）とから構成される複素信号である。ＦＦＴ演算部５１０により抽出された信号は、ＴＭＣＣ復号部５１１及び広帯域キャリア周波数誤差補正部５１２に供給される。

広帯域キャリア周波数誤差補正部５１２は、ＦＦＴ演算部５１０から供給されたＦＦＴ復調信号の広帯域キャリア周波数誤差を補正して波形等価部５１３に供給する。

波形等化部５１３には、広帯域キャリア周波数誤差補正部５１２から出力された各サブキャリアにおける変調信号が供給される。波形等化部５１３は、図示しないが、特許文献３に記載の波形等化回路のように、ＦＦＴ復調信号からＳＰキャリアを抽出するＳＰ抽出回路と、ＳＰ基準キャリアを発生するＳＰ発生回路と、抽出したＳＰキャリアを基準キャリアで除算する複素除算回路と、ＳＰ補間ＬＰＦと、データ抽出回路と、データ抽出回路によって抽出されたデータキャリアをＳＰ補間ＬＰＦから取得したデータキャリア伝達関数で除算する複素除算回路とを含む。これらの回路により、ＦＦＴ復調信号に対してキャリア復調を行なう。ＩＳＤＢ−Ｔ（Integrated Services Digital Broadcasting - Terrestrial）規格に従うＯＦＤＭ信号を復調する場合には、波形等化部５１３は、たとえば、ＤＱＰＳＫの差動復調、またはＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ及び６４ＱＡＭなどの同期復調を行なう。

ＴＭＣＣ復号部５１１は、ＯＦＤＭ伝送フレームにおける所定の位置において変調されているＴＭＣＣなどの伝送制御情報を復号する。

誤り訂正処理部５１４は、波形等化部５１３により復調されたすなわち波形等化された信号の誤りを訂正する。

図２は、本発明の第１の実施の形態に係る狭帯域キャリア周波数誤差補正部の構成を示す機能ブロック図である。

図２を参照して、狭帯域キャリア周波数誤差補正部５１は、位相変化検出部６１と、フィードバック補正部６２と、フィードフォワード補正部１２１と、セレクタ１２５とを含む。位相変換検出部６１は、有効データ期間遅延回路１０２と、相関回路１０３と、区間平均算出部１０４と、位相算出部１０５とを含む。フィードバック補正部６２は、乗算回路１０１と、フィードバック演算部１０６とを含む。フィードフォワード補正部１２１は、１シンボル遅延回路１２２と、フィードフォワード演算部１２３と、乗算回路１２４とを含む。

狭帯域キャリア周波数誤差補正部５１は、狭帯域キャリア周波数誤差によって生じるＯＦＤＭ信号の位相変化を検出し、検出した位相変化に基づいてＯＦＤＭ信号を補正する。

フィードバック補正部６２は、位相変化検出部６１によって検出された位相変化量に基づいて、直交復調部５０６から受けたＯＦＤＭ信号を補正する。

位相変化検出部６１は、フィードバック補正部６２によって補正されたＯＦＤＭ信号の所定期間における位相変化量を検出する。

フィードフォワード補正部１２１は、位相変化検出部６１によって検出された位相変化量に基づいて、フィードバック補正部６２によって補正されたＯＦＤＭ信号を補正する。

セレクタ１２５は、フェージングモニタ１３１によって測定されたＯＦＤＭ信号の伝送路状態に基づいて、フィードバック補正部６２によって補正されたＯＦＤＭ信号およびフィードフォワード補正部１２１によって補正されたＯＦＤＭ信号のいずれかを選択して出力する。

より詳細には、乗算回路１０１は、直交復調部５０６から受けた直交復調後の信号と、フィードバック演算部１０６より出力された信号との乗算を行なう。

相関回路１０３は、乗算回路１０１の出力と、有効データ期間遅延回路１０２によって乗算回路１０１の出力がＧＩ期間ｔｇ遅延された信号との相関をとり、区間平均算出部１０４へ出力する。

区間平均算出部１０４は、相関回路１０３によって算出された相関値のうち、ＧＩ２０２ａとＧＩ２０２ａに対応する有効データ２０２ｂとの相関値の平均値を算出する。すなわち、区間平均算出部１０４は、相関回路１０３の出力のうち、図１２に示すＧＩ２０２ａと有効データ２０２ｂとの相関に相当する範囲の区間平均を算出する。これは、この範囲のみ有意な相関が得られるためである。区間平均算出部１０４は、ＯＦＤＭ伝送シンボルごとにこの範囲の区間平均を算出し、位相算出部１０５へ出力する。

位相算出部１０５では、区間平均算出部１０４によって算出された区間平均値から位相θを算出し、フィードバック演算部１０６へ出力する。位相算出部１０５によって算出される位相は、ＧＩ期間ｔｇ遅延された信号と遅延されていない信号との相関から得られる位相であるため、この位相は有効データ期間ｔｓの位相変化量である。また、この位相変化は狭帯域キャリア周波数誤差によるものである。

図３は、本発明の第１の実施の形態に係るフィードバック演算部の構成を示す機能ブロック図である。

図３を参照して、フィードバック演算部１０６は、加算回路１４１と、１シンボル遅延回路１４２と、フィルタ１４３と、補正値算出部１４４とを含む。補正値算出部１４４は、乗算回路１４５と、加算回路１４６と、１サンプル遅延回路１４７と、ｅｘｐ算出部１４８とを含む。

加算回路１４１は、位相算出部１０５より出力された位相θと１シンボル遅延回路１４２の出力とを加算してフィルタ１４３へ出力する。

フィルタ１４３は、加算回路１４１の出力信号をフィルタリングする。ここで、フィルタ１４３は、たとえばＬＰＦであり、加算回路１４１の出力信号のうち、所定周波数以上の成分を減衰させることにより、雑音を抑制する。

１シンボル遅延回路１４２は、フィルタ１４３の出力信号θｆを１シンボル分遅延させて加算回路１４１へ出力する。

補正値算出部１４４は、フィルタ１４３の出力信号θｆから補正値φを算出する。具体的には、フィルタ１４３の出力信号θｆは、有効データ期間ｔｓにおいてＯＦＤＭ信号の位相が変化した量を示している。

図２に示す乗算器１０１は、この位相変化をＯＦＤＭ信号のサンプルごとに補正していく。したがって、フィルタ１４３の出力信号θｆが示す有効データ期間ｔｓにおける位相変化量から、１サンプリング期間における位相変化量を算出する必要がある。補正値算出部１４４は、この１サンプリング期間における位相変化量を算出する。

まず、乗算回路１４５は、θｆと有効データ期間ｔｓとの除算、つまり１／ｔｓとの乗算を行なうことにより、Δθｆを算出する。Δθｆは、以下の式で表わされる。

Δθｆ＝θｆ／ｔｓ・・・（１）
次に、加算回路１４６は、１サンプル遅延回路１４７の出力信号とΔθｆの加算を行なってγを出力する。また、１サンプル遅延回路１４７は、γを１サンプル時間遅延して出力する。したがって、γはΔθｆの積分値となる。

ｅｘｐ算出部１４８は、γを補正値φに変換する。φは、以下の式で表される。
φ＝ｅｘｐ（−ｊ×γ）・・・（２）
φは乗算回路１０１へ出力される。乗算回路１０１は、直交復調後の信号とφとの乗算を行なう。

以上のようにして、狭帯域キャリア周波数誤差補正部５１は、狭帯域キャリア周波数誤差のフィードバック補正を行なう。

ここで、ｅｘｐ算出部１４８は、ＣＯＲＤＩＣ回路およびルックアップテーブル等を使用して簡単に実現できる。ただし、ｅｘｐ算出部１４８および乗算回路１０１をまとめて１つのＣＯＲＤＩＣ回路で実現してもよい。

次に、フィードフォワード補正部１２１の動作を説明する。
再び図２を参照して、フィードフォワード補正部１２１ではフィードフォワード構成の狭帯域キャリア周波数誤差補正を行なう。

１シンボル遅延回路１２２は、乗算回路１０１から受けたＯＦＤＭ信号を１シンボル分遅延して出力する。

乗算回路１２４は、１シンボル遅延回路１２２から受けたＯＦＤＭ信号と、フィードフォワード演算部１２３から受けた補正値とを乗算してセレクタ１２５へ出力する。

図４は、本発明の第１の実施の形態に係るフィードフォワード演算部の構成を示す図である。

図４を参照して、フィードフォワード演算部１２３は、乗算回路１５１と、加算回路１５２と、１サンプル遅延回路１５３と、ｅｘｐ算出部１５４とを含む。

位相算出部１０５の出力信号をθとすると、乗算回路１５１は、θと有効データ期間ｔｓとの除算、つまり１／ｔｓとの乗算を行なうことにより、Δθを算出する。Δθは、以下の式で表わされる。

Δθ＝θ／ｔｓ・・・（３）
次に、加算回路１５２は、１サンプル遅延回路１５３の出力信号とΔθとの加算を行なってγｆを出力する。また、１サンプル遅延回路１５３は、γｆを１サンプル時間遅延して出力する。したがって、γｆはΔθの積分値となる。

ｅｘｐ算出部１５４は、γｆを補正値φｆに変換する。φｆは、以下の式で表される。
φｆ＝ｅｘｐ（−ｊ×γｆ）・・・（４）
φｆは乗算回路１２４へ出力される。乗算回路１２４は、フィードバック補正部６２によって補正されたＯＦＤＭ信号とφｆとの乗算を行なう。

以上のようにして、狭帯域キャリア周波数誤差補正部５１は、狭帯域キャリア周波数誤差のフィードフォワード補正を行なう。

ここで、ｅｘｐ算出部１５４は、ＣＯＲＤＩＣ回路およびルックアップテーブル等を使用して簡単に実現できる。ただし、ｅｘｐ算出部１５４および乗算回路１２４をまとめて１つのＣＯＲＤＩＣ回路で実現してもよい。

図５は、無線伝送経路においてフェージングが発生している場合の、位相算出部１０５が算出する位相の時間変化を示すグラフ図である。

図５を参照して、無線伝送経路においてレイリーフェージングが発生する等、狭帯域キャリア周波数誤差が頻繁に変わるような場合には、位相算出部１０５によって算出される位相は、雑音等による揺らぎに加えて、急激に変化する場合がある。

雑音等による揺らぎはＯＦＤＭ信号の位相変化として正しい値ではなく、この揺らぎを忠実に補正すべきではない。このため、位相変化検出部６１によって検出された位相変化量を示す位相算出部１０５の出力信号に対してフィルタリングを行なうことにより、位相変化量の分散を抑制した後の値に基づいて補正を行なうことが望ましい。他方、急激な位相変化はフェージングによる場合が多く、かつこの位相変化は狭帯域キャリア周波数誤差によるものであることが多いため、忠実に補正した方が良い。

そこで、狭帯域キャリア周波数誤差補正部５１は、レイリーフェージング等、狭帯域キャリア周波数誤差が頻繁に変わるような状況においてのみフィードフォワードの狭帯域キャリア周波数誤差補正を行なう。

より詳細には、フェージングモニタ１３１は、このような急激な位相変化を検出し、フェージング判定信号をフィードフォワード補正部１２１およびセレクタ１２５へ出力する。フェージングモニタ１３１は、たとえば、位相算出部１０５から受けた位相変化量が所定の閾値を上回った場合、フェージング判定信号を出力する。

なお、フェージングモニタ１３１は、フェージングに限らず、ＯＦＤＭ復調装置６０１へのＯＦＤＭ信号の伝送路の何らかの状態を測定する構成であればよい。

セレクタ１２５は、フェージングモニタ１３１からフェージング判定信号を受けている場合にはフィードフォワード補正部１２１の出力信号を選択して出力し、フェージングモニタ１３１からフェージング判定信号を受けていない場合にはフィードバック補正部６２における乗算回路１０１の出力信号を選択して出力する。

また、フィードフォワード補正部１２１は、フェージングモニタ１３１からフェージング判定信号を受けている場合、補正動作を行ない、フェージングモニタ１３１からフェージング判定信号を受けていない場合、補正動作を停止する。

再び図１を参照して、記録媒体アクセス部５１５は、コンピュータ読取可能な記録媒体５１６に記録されたプログラムおよびデータを読み込み、ＯＦＤＭ復調ＬＳＩ５０１における各ブロックへ出力する。また、ＯＦＤＭ復調ＬＳＩ５０１からの指示により、記録媒体５１６に必要なデータを書込む。

記録媒体５１６は、磁気テープ、カセットテープ、磁気ディスク、光ディスク、ＩＣカード、光カード、マスクＲＯＭ（Read Only Memory）、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable ROM）、フラッシュメモリまたは半導体メモリ等の固定的にプログラムを保存する媒体である。なお、記録媒体５１６は、ネットワークからプログラムがダウンロードされるように流動的にプログラムを保存する記録媒体であってもよい。

ここで、プログラムとは、中央演算装置（ＣＰＵ）により直接実行可能なプログラムだけでなく、ソースプログラム形式のプログラム、圧縮処理されたプログラム、暗号化されたプログラム等を含む概念である。

図６は、本発明の実施の形態に係るＯＦＤＭ復調装置の動作手順を定めたフローチャートである。ＯＦＤＭ復調装置６０１は、フローチャートの各ステップを備えるプログラムを記録媒体５１６から読み出して実行する。このプログラムは、外部からインストールすることができる。

ＯＦＤＭ復調装置６０１は、アンテナ５０２においてＯＦＤＭ信号を受信する（ステップＳ１）。

次に、ＯＦＤＭ復調装置６０１は、フィードバック構成の狭帯域キャリア周波数誤差補正を行なう。すなわち、ＯＦＤＭ復調装置６０１は、狭帯域キャリア周波数誤差補正部５１において保存している位相変化量、すなわち過去に受信したＯＦＤＭ信号から検出された位相変化量に基づいて、受信されたＯＦＤＭ信号を補正する（ステップＳ２）。

次に、ＯＦＤＭ復調装置６０１は、狭帯域キャリア周波数誤差補正部５１において、フィードバック補正後のＯＦＤＭ信号の所定期間における位相変化量を検出し、新たに保存する（ステップＳ３）。

次に、ＯＦＤＭ復調装置６０１は、フィードフォワード構成の狭帯域キャリア周波数誤差補正を行なう。すなわち、ＯＦＤＭ復調装置６０１は、現在の位相変化量、すなわちステップＳ３において検出された位相変化量に基づいて、フィードバック補正後のＯＦＤＭ信号をさらに補正する（ステップＳ４）。

次に、ＯＦＤＭ復調装置６０１は、ＯＦＤＭ復調装置６０１へのＯＦＤＭ信号の伝送路の状態に基づいて、フィードバック補正後のＯＦＤＭ信号およびフィードフォワード補正後のＯＦＤＭ信号のいずれかを選択する（ステップＳ５）。

次に、ＯＦＤＭ復調装置６０１は、選択されたＯＦＤＭ信号を高速フーリエ変換することにより、複数のサブキャリアの変調信号を出力する（ステップＳ６）。

次に、ＯＦＤＭ復調装置６０１は、複数のサブキャリアの変調信号をそれぞれ復調する（ステップＳ７）。

以上のように、本発明の第１の実施の形態に係るＯＦＤＭ復調装置では、フェージングモニタ１３１によって測定された伝送路状態に基づいて、セレクタ１２５において、フィードバック補正部６１によって補正されたＯＦＤＭ信号およびフィードフォワード補正部１２１によって補正されたＯＦＤＭ信号のいずれかを選択して出力することにより、狭帯域キャリア周波数誤差の補正方法を切り替える。したがって、本発明の第１の実施の形態に係るＯＦＤＭ復調装置では、ＯＦＤＭ信号の伝送路状態に応じてキャリア周波数誤差の補正を適切に行なうことができる。

なお、本発明の第１の実施の形態に係るＯＦＤＭ復調装置では、チューナ５０３は、出力信号が中間周波数信号（ＩＦ信号）であるＩＦ方式であるとしたが、これに限定するものではない。チューナ５０３が、アナログの直交検波回路を含み、Ｉチャネル信号およびＱチャネル信号の２系統からなるベースバンド信号（ＢＢ信号）を出力するゼロＩＦ方式のチューナであってもよい。この場合、ＯＦＤＭ復調装置６０１では直交復調部５０６が不要となり、ベースバンド帯のＯＦＤＭ信号がＡＤＣ５０５を介して狭帯域キャリア周波数誤差補正部５１へ直接出力される。このようにすることで、ＩＦ方式のみならず、ゼロＩＦ方式のＯＦＤＭ復調装置に本発明を適用することができる。

次に、本発明の他の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

＜第２の実施の形態＞
本実施の形態は、第１の実施の形態に係るＯＦＤＭ復調装置と比べてフェージングの測定方法を変更したＯＦＤＭ復調装置に関する。以下で説明する内容以外は第１の実施の形態に係るＯＦＤＭ復調装置と同様である。

図７は、本発明の第２の実施の形態に係るＯＦＤＭ復調装置の構成を示す図である。
図７を参照して、ＯＦＤＭ復調装置６０２は、本発明の第１の実施の形態に係るＯＦＤＭ復調装置と比べて、ＡＧＣ部５０９およびフェージングモニタ１３１の代わりにＡＧＣ部１６１およびフェージングモニタ１６２を備える。

狭帯域キャリア周波数誤差が大きく変化することにより、位相算出部１０５が算出する位相が大きく変化するような環境では、ＯＦＤＭ信号の受信電力も大きく変化する場合が多い。したがって、ＯＦＤＭ信号の受信電力の変動でもフェージングを判定することが可能である。

ＡＧＣ部１６１は、狭帯域キャリア周波数誤差補正部５１から受けたベースバンド帯のＯＦＤＭ信号の電力を算出し、算出した電力に基づいてチューナ５０３のゲインを調整する。また、ＡＧＣ部１６１は、算出した電力を示す信号をフェージングモニタ１６２へ出力する。

フェージングモニタ１６２は、ＡＧＣ部１６１から通知された電力に基づいて、ＯＦＤＭ復調装置６０１へのＯＦＤＭ信号の伝送路におけるフェージングを測定し、測定結果を示す信号を狭帯域キャリア周波数誤差補正部５１へ出力する。たとえば、フェージングモニタ１６２は、所定期間におけるＯＦＤＭ信号の電力の最大変動値が所定の閾値を超えた場合、フェージング判定信号を狭帯域キャリア周波数誤差補正部５１へ出力する。

なお、本発明の第２の実施の形態に係るＯＦＤＭ復調装置では、ＡＧＣ部１６１がＯＦＤＭ信号の電力を算出する構成であるとしたが、これに限定するものではなく、ＯＦＤＭ復調装置６０２が受信したＯＦＤＭ信号の電力を算出する回路が設けられていればよい。

その他の構成および動作は第１の実施の形態に係るＯＦＤＭ復調装置と同様であるため、ここでは詳細な説明を繰り返さない。

次に、本発明の他の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

＜第３の実施の形態＞
本実施の形態は、第１の実施の形態に係るＯＦＤＭ復調装置と比べてフェージングの測定方法を変更したＯＦＤＭ復調装置に関する。以下で説明する内容以外は第１の実施の形態に係るＯＦＤＭ復調装置と同様である。

図８は、本発明の第３の実施の形態に係るＯＦＤＭ復調装置の構成を示す図である。
図８を参照して、ＯＦＤＭ復調装置６０３は、本発明の第１の実施の形態に係るＯＦＤＭ復調装置と比べて、フェージングモニタ１３１の代わりにフェージングモニタ１７２を備える。

ここで、図示しないが、特許文献４に記載の構成では、ＦＦＴ演算後の波形等化過程において生成される伝達関数の変動量を算出することにより、フェージング対策を行なっている。また、特許文献５に記載の構成では、各キャリアの伝達関数の相関を算出することにより、フェージング対策を行なっている。

波形等化部５１３は、広帯域キャリア周波数誤差補正部５１２から出力された各サブキャリアにおける変調信号からＳＰ信号すなわち所定パターンの信号を抽出してフェージングモニタ１７２へ出力する。

フェージングモニタ１７２は、特許文献４および５に記載の構成とは異なり、上述したＳＰなど、既知のパイロット信号の位相変化量を算出し、この位相変化量が所定の閾値を超えた場合、フェージング判定信号を狭帯域キャリア周波数誤差補正部５１へ出力する。すなわち、フェージングモニタ１７２は、波形等化部５１３から受けたＳＰ信号の位相変化量を検出し、検出した位相変化量に基づいて、ＯＦＤＭ復調装置６０１へのＯＦＤＭ信号の伝送路におけるフェージングを測定する。

ただし、パイロット信号の位相変化量は同一キャリアに存在するパイロット信号同士を用いて算出する必要がある。また、各ＯＦＤＭシンボルを用いて算出した各キャリアにおける位相変化量の平均を算出し、算出した平均値と所定の閾値とを比較してもよい。

その他の構成および動作は第１の実施の形態に係るＯＦＤＭ復調装置と同様であるため、ここでは詳細な説明を繰り返さない。

次に、本発明の他の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

＜第４の実施の形態＞
本実施の形態は、第１の実施の形態に係るＯＦＤＭ復調装置と比べてフィードフォワード構成の周波数補正対象を変更したＯＦＤＭ復調装置に関する。以下で説明する内容以外は第１の実施の形態に係るＯＦＤＭ復調装置と同様である。

図９は、本発明の第４の実施の形態に係るＯＦＤＭ復調装置の構成を示す図である。
図９を参照して、ＯＦＤＭ復調装置６０４は、狭帯域キャリア周波数誤差補正部５１の代わりに狭帯域キャリア周波数誤差補正部１８１を備える。狭帯域キャリア周波数誤差補正部１８１は、位相変化検出部６１と、フィードバック補正部６２と、フィードフォワード補正部１８２と、セレクタ１８５とを含む。フィードフォワード補正部１８２は、フィードフォワード演算部１８３と、乗算回路１８４とを含む。

ＦＦＴ演算部５１０は、フィードバック補正部６２によって補正されたＯＦＤＭ信号を高速フーリエ変換することにより、複数のサブキャリアの変調信号を乗算回路１８４およびセレクタ１８５へ出力する。

フィードフォワード補正部１８２は、位相変化検出部６１によって検出された位相変化量に基づいて、ＦＦＴ演算部５１０から受けた複数のサブキャリアの変調信号を補正する。

セレクタ１８５は、フェージングモニタ１３１からフェージング判定信号を受けている場合にはフィードフォワード補正部１８２によって補正された複数のサブキャリアの変調信号を選択して出力し、フェージングモニタ１３１からフェージング判定信号を受けていない場合にはＦＦＴ演算部５１０から受けた複数のサブキャリアの変調信号を選択して出力する。セレクタ１８５によって選択された信号は、ＴＭＣＣ復号部５１１及び広帯域キャリア周波数誤差補正部５１２へ出力される。

広帯域キャリア周波数誤差補正部５１２は、セレクタ１８５から受けた複数のサブキャリアの変調信号の広帯域キャリア周波数誤差を補正して波形等価部５１３へ出力する。

本発明の第１の実施の形態に係るＯＦＤＭ復調装置では、狭帯域キャリア周波数誤差補正部５１において、フィードフォワード補正部１２１が、ＯＦＤＭ信号を１シンボル分遅延させた信号を、位相変化検出部６１によって検出された位相変化量に基づいて補正する。フィードフォワード補正部１２１は、フェージングモニタ１３１の測定結果によってオン・オフ制御されるため、常時動作するわけではないが、動作するときは１シンボル分の遅延が発生し、さらにこの遅延を実現するためにＯＦＤＭ信号をたとえばＲＡＭに記憶させておく等、ＯＦＤＭ信号を遅延させる為の素子が必要となる。

これに対して、本発明の第４の実施の形態に係るＯＦＤＭ復調装置では、位相変化検出部６１によって検出された位相変化量に基づくフィードフォワード構成の補正を、ＦＦＴ演算部５１０の出力信号に対して行なう。

このような構成により、本発明の第１の実施の形態に係るＯＦＤＭ復調装置と比べて、フィードフォワード補正部における１シンボル遅延回路が不要となることから回路規模を小さくすることができ、かつキャリア周波数誤差補正において演算遅延を低減することが可能となる。

ただし、ＦＦＴ演算部５１０へは、フィードフォワード構成の狭帯域キャリア周波数誤差補正が行なわれていないＯＦＤＭ信号が入力されるため、直交性が劣化することによりＦＦＴ演算部５１０の出力信号に雑音が生じる。本発明の第４の実施の形態に係るＯＦＤＭ復調装置では、ＦＦＴ演算部５１０の出力信号の位相は補正することができるが、この雑音は補正することができないため、この点では、本発明の第１の実施の形態に係るＯＦＤＭ復調装置と比べてキャリア周波数誤差補正性能が劣化する。

ここで、ＦＦＴ演算部５１０の出力信号の位相補正を行なうため、フィードフォワード演算部１８３において算出する位相補正値は、本発明の第１の実施の形態に係るＯＦＤＭ復調装置とは異なる。すなわち、フィードフォワード演算部１８３の構成は以下の図１０のようになる。

図１０は、本発明の第４の実施の形態に係るフィードフォワード演算部の構成を示す図である。

図１０を参照して、フィードフォワード演算部１８３は、乗算回路１８６と、加算回路１５２と、１シンボル遅延回路１８７と、ｅｘｐ算出部１５４とを含む。

ここで、ＦＦＴ演算部５１０は、１シンボルごとに演算を行ない、その出力信号は１シンボルごとのデータとなる。したがって、本発明の第４の実施の形態に係るＯＦＤＭ復調装置では、１シンボル分の位相補正値を算出し、ＦＦＴ演算部５１０から出力される各キャリアの変調信号に対して同じ位相補正を行なう必要がある。

乗算回路１８６は、位相算出部１０５の出力信号すなわち有効データ期間ｔｓにおける位相変化量θと１シンボル期間（ｔｓ＋ｔｇ）／ｔｓとを乗算することにより、１シンボル分の位相回転量θｓを算出する。

次に、加算回路１５２は、乗算回路１８６からの位相回転量θｓと、加算回路１５２の出力を１シンボル遅延回路１８７によって１シンボル遅延させた信号との加算を行なうことによってシンボル積分を行ない、γｓを算出する。

ｅｘｐ算出部１５４は、γｓを補正値φｓに変換する。φｓは、以下の式で表される。
φｓ＝ｅｘｐ（−ｊ×γｓ）・・・（５）
φｓは乗算回路１８４へ出力される。乗算回路１８４は、ＦＦＴ演算部５１０の出力信号とφｓとの乗算を行なう。

以上のようにして、狭帯域キャリア周波数誤差補正部１８１は、狭帯域キャリア周波数誤差のフィードフォワード補正を行なう。

ここで、ｅｘｐ算出部１５４は、ＣＯＲＤＩＣ回路およびルックアップテーブル等を使用して簡単に実現できる。ただし、ｅｘｐ算出部１５４および乗算回路１８４をまとめて１つのＣＯＲＤＩＣ回路で実現してもよい。

その他の構成および動作は第１の実施の形態に係るＯＦＤＭ復調装置と同様であるため、ここでは詳細な説明を繰り返さない。

次に、本発明の他の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

＜第５の実施の形態＞
本実施の形態は、第１の実施の形態に係るＯＦＤＭ復調装置と比べて狭帯域キャリア周波数誤差のフィルタリングを行なう機能を追加したＯＦＤＭ復調装置に関する。以下で説明する内容以外は第１の実施の形態に係るＯＦＤＭ復調装置と同様である。

図１１は、本発明の第５の実施の形態に係るＯＦＤＭ復調装置の構成を示す図である。
図１１を参照して、ＯＦＤＭ復調装置６０５は、狭帯域キャリア周波数誤差補正部５１の代わりに狭帯域キャリア周波数誤差補正部１９１を備える。狭帯域キャリア周波数誤差補正部１９１は、位相変化検出部６１と、フィルタ１７３と、フィードフォワード補正部１２１と、セレクタ１２５とを含む。

狭帯域キャリア周波数誤差補正部１９１は、第１の実施の形態に係るＯＦＤＭ復調装置と異なり、フィードバック補正部６２を含まない。

フィルタ１７３は、位相変化検出部６１から受けた信号θのうち、所定周波数以上の周波数成分を減衰させて出力し、かつこの所定周波数をフェージングモニタ１３１から受けたフェージング判定信号に基づいて変更する。すなわち、フィルタ１７３は、フェージングモニタ判定信号に基づいてそのフィルタ係数を変更する。フィルタ１７３は、フェージングモニタ１３１からフェージング判定信号を受けていない場合には、高周波数領域を大きく減衰させるフィルタ係数を選択し、フェージング判定信号を受けている場合には、フィルタリングを行なわないか、高周波数領域をあまり減衰させないフィルタ係数を選択する。これにより、雑音等による位相変化検出部６１から受けた信号θの分散を抑制することができる。

セレクタ１２５は、フェージングモニタ１３１からフェージング判定信号を受けている場合にはフィードフォワード補正部１２１によって補正されたＯＦＤＭ信号を選択して出力し、フェージングモニタ１３１からフェージング判定信号を受けていない場合には直交復調部５０６から受けたＯＦＤＭ信号を選択して出力する。

したがって、本発明の第５の実施の形態に係るＯＦＤＭ復調装置では、フィルタ１７３を備える構成により、本発明の第１の実施の形態に係るＯＦＤＭ復調装置と比べて、さらに、ＯＦＤＭ信号の伝送路状態に応じてキャリア周波数誤差の補正を適切に行なうことができる。

また、本発明の第５の実施の形態に係るＯＦＤＭ復調装置では、１シンボルの処理遅延は常に発生するが、本発明の第１の実施の形態に係るＯＦＤＭ復調装置と比べて、フィードバック補正部６２を備えないため、簡易な構成となる。

その他の構成および動作は第１の実施の形態に係るＯＦＤＭ復調装置と同様であるため、ここでは詳細な説明を繰り返さない。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の第１の実施の形態に係るＯＦＤＭ復調装置の構成を示す機能ブロック図である。 本発明の第１の実施の形態に係る狭帯域キャリア周波数誤差補正部の構成を示す機能ブロック図である。 本発明の第１の実施の形態に係るフィードバック演算部の構成を示す機能ブロック図である。 本発明の第１の実施の形態に係るフィードフォワード演算部の構成を示す図である。 無線伝送経路においてフェージングが発生している場合の、位相算出部１０５が算出する位相の時間変化を示すグラフ図である。 本発明の実施の形態に係るＯＦＤＭ復調装置の動作手順を定めたフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態に係るＯＦＤＭ復調装置の構成を示す図である。 本発明の第３の実施の形態に係るＯＦＤＭ復調装置の構成を示す図である。 本発明の第４の実施の形態に係るＯＦＤＭ復調装置の構成を示す図である。 本発明の第４の実施の形態に係るフィードフォワード演算部の構成を示す図である。 本発明の第５の実施の形態に係るＯＦＤＭ復調装置の構成を示す図である。 ＯＦＤＭ変調波の伝送シンボルの一例を示す図である。 有効データ期間長の一例を示す図である。 ガードインターバル期間長の一例を示す図である。 １セグメントにおけるＯＦＤＭ伝送シンボルに含まれるキャリアの一例を示す図である。

符号の説明

５１，１８１，１９１ 狭帯域キャリア周波数誤差補正部、６１ 位相変化検出部、６２ フィードバック補正部、１０１ 乗算回路、１０２ 有効データ期間遅延回路、１０３ 相関回路、１０４ 区間平均算出部、１０５ 位相算出部、１０６ フィードバック演算部、１２１，１８２ フィードフォワード補正部、１２２ １シンボル遅延回路、１２３，１８３ フィードフォワード演算部、１２４ 乗算回路、１２５ セレクタ、１３１，１６２，１７２ フェージングモニタ、１４１ 加算回路、１４２，１８７ １シンボル遅延回路、１４３ フィルタ、１４４ 補正値算出部、１４５，１８４，１８６ 乗算回路、１４６ 加算回路、１４７ １サンプル遅延回路、１４８ ｅｘｐ算出部、１５１ 乗算回路、１５２ 加算回路、１５３ １サンプル遅延回路、１５４ ｅｘｐ算出部、１７３ フィルタ、５０１ ＯＦＤＭ復調ＬＳＩ（大規模集積回路）、５０２ アンテナ、５０３ チューナ、５０４ ベースバンド信号処理部、５０５ アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）、５０６ 直交復調部、５０８ シンボル同期部、１６１，５０９ ＡＧＣ（自動利得制御）部、５１０ ＦＦＴ演算部、５１１ ＴＭＣＣ復号部、５１４ 誤り訂正処理部、６０１〜６０５ ＯＦＤＭ復調装置。

Claims (13)

1. ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplex）変調されたＯＦＤＭ信号を受信して復調するＯＦＤＭ復調装置であって、
   前記受信されたＯＦＤＭ信号の周波数誤差を補正して出力する周波数補正部と、
   前記周波数補正部から受けたＯＦＤＭ信号を高速フーリエ変換することにより、複数のサブキャリアの変調信号を出力するＦＦＴ演算部と、
   前記ＦＦＴ演算部から受けた前記複数のサブキャリアの変調信号をそれぞれ復調する復調部と、
   前記ＯＦＤＭ復調装置への前記ＯＦＤＭ信号の伝送路の状態を測定する測定部とを備え、
   前記周波数補正部は、
   所定期間におけるＯＦＤＭ信号の位相変化量を検出する第１の位相変化検出部と、
   前記第１の位相変化検出部によって検出された位相変化量に基づいて、前記受信されたＯＦＤＭ信号を補正するフィードバック補正部とを含み、
   前記第１の位相変化検出部は、前記フィードバック補正部によって補正されたＯＦＤＭ信号の前記所定期間における位相変化量を検出し、
   前記周波数補正部は、さらに、
   前記第１の位相変化検出部によって検出された位相変化量に基づいて、前記フィードバック補正部によって補正されたＯＦＤＭ信号を補正するフィードフォワード補正部と、
   前記測定部によって測定された伝送路状態に基づいて、前記フィードバック補正部によって補正されたＯＦＤＭ信号および前記フィードフォワード補正部によって補正されたＯＦＤＭ信号のいずれかを選択して出力するセレクタとを含むＯＦＤＭ復調装置。
2. 前記フィードフォワード補正部は、前記測定部によって測定された伝送路状態に基づいて、前記補正動作を停止するか否かを切り替える請求項１に記載のＯＦＤＭ復調装置。
3. 前記ＯＦＤＭ信号の情報伝送単位は、有効データと前記有効データの一部の信号波形が複写されることにより生成されたガードインターバルとで構成された伝送シンボルであり、
   前記第１の位相変化検出部は、
   前記フィードバック補正部によって補正されたＯＦＤＭ信号を前記ガードインターバルの期間に相当する時間遅延させる第１の遅延回路と、
   前記フィードバック補正部によって補正されたＯＦＤＭ信号と前記第１の遅延回路によって遅延されたＯＦＤＭ信号との相関値を算出する相関回路と、
   前記相関回路によって算出された相関値のうち、前記ガードインターバルと前記ガードインターバルに対応する前記有効データとの相関値の平均を算出する平均算出部と、
   前記平均算出部によって算出された平均値に基づいて、前記有効データの期間における位相変化量を算出する位相算出部とを含む請求項１に記載のＯＦＤＭ復調装置。
4. 前記フィードフォワード補正部は、
   前記フィードバック補正部によって補正されたＯＦＤＭ信号を前記伝送シンボルに相当する時間遅延させて出力する第２の遅延回路を含み、前記第１の位相変化検出部によって検出された位相変化量に基づいて、前記第２の遅延回路から受けたＯＦＤＭ信号を補正する請求項３に記載のＯＦＤＭ復調装置。
5. 前記測定部は、前記第１の位相変化検出部によって検出された位相変化量に基づいて、前記ＯＦＤＭ信号の伝送路におけるフェージングを測定する請求項１に記載のＯＦＤＭ復調装置。
6. 前記ＯＦＤＭ復調装置は、さらに、
   前記受信されたＯＦＤＭ信号の電力を算出する電力算出部を備え、
   前記測定部は、前記電力算出部によって算出された電力に基づいて、前記ＯＦＤＭ信号の伝送路におけるフェージングを測定する請求項１に記載のＯＦＤＭ復調装置。
7. 前記ＯＦＤＭ復調装置は、さらに、
   前記復調部によって復調された信号に含まれる所定パターンの信号の位相変化量を算出する第２の位相変化検出部を備え、
   前記測定部は、前記第２の位相変化検出部によって検出された位相変化量に基づいて、前記ＯＦＤＭ信号の伝送路におけるフェージングを測定する請求項１に記載のＯＦＤＭ復調装置。
8. 前記ＦＦＴ演算部は、前記フィードバック補正部によって補正されたＯＦＤＭ信号を高速フーリエ変換することにより、複数のサブキャリアの変調信号を出力し、
   前記フィードフォワード補正部は、前記第１の位相変化検出部によって検出された位相変化量に基づいて、前記ＦＦＴ演算部から受けた前記複数のサブキャリアの変調信号を補正し、
   前記セレクタは、前記測定部によって測定された伝送路状態に基づいて、前記ＦＦＴ演算部から受けた前記複数のサブキャリアの変調信号および前記フィードフォワード補正部によって補正された前記複数のサブキャリアの変調信号のいずれかを選択して出力し、
   前記復調部は、前記セレクタから受けた前記複数のサブキャリアの変調信号をそれぞれ復調する請求項１に記載のＯＦＤＭ復調装置。
9. ＯＦＤＭ変調されたＯＦＤＭ信号を受信して復調するＯＦＤＭ復調装置であって、
   前記受信されたＯＦＤＭ信号の周波数誤差を補正して出力する周波数補正部と、
   前記周波数補正部から受けたＯＦＤＭ信号を高速フーリエ変換することにより、複数のサブキャリアの変調信号を出力するＦＦＴ演算部と、
   前記ＦＦＴ演算部から受けた前記複数のサブキャリアの変調信号をそれぞれ復調する復調部と、
   前記ＯＦＤＭ復調装置への前記ＯＦＤＭ信号の伝送路の状態を測定する測定部とを備え、
   前記周波数補正部は、
   前記受信されたＯＦＤＭ信号の所定期間における位相変化量を検出し、前記検出した位相変化量を示す信号を出力する位相変化検出部と、
   前記位相変化検出部から受けた信号のうち、所定周波数以上の周波数成分を減衰させて出力し、かつ前記所定周波数を前記測定部によって測定された伝送路状態に基づいて変更するフィルタと、
   前記フィルタから受けた信号が示す位相変化量に基づいて、前記受信されたＯＦＤＭ信号を補正するフィードフォワード補正部とを含むＯＦＤＭ復調装置。
10. 前記周波数補正部は、さらに、
    前記測定部によって測定された伝送路状態に基づいて、前記フィードフォワード補正部によって補正されたＯＦＤＭ信号および前記受信されたＯＦＤＭ信号のいずれかを選択して出力するセレクタを含む請求項９に記載のＯＦＤＭ復調装置。
11. ＯＦＤＭ復調装置におけるＯＦＤＭ復調方法であって、
    ＯＦＤＭ変調されたＯＦＤＭ信号を受信するステップと、
    保存されている位相変化量に基づいて、前記受信したＯＦＤＭ信号に対して第１の補正処理を行なうステップと、
    前記第１の補正処理が行なわれたＯＦＤＭ信号の所定期間における位相変化量を検出し、新たに保存するステップと、
    前記検出された位相変化量に基づいて、前記第１の補正処理が行なわれたＯＦＤＭ信号に対して第２の補正処理を行なうステップと、
    前記ＯＦＤＭ復調装置への前記ＯＦＤＭ信号の伝送路の状態に基づいて、前記第１の補正処理が行なわれたＯＦＤＭ信号および前記第２の補正処理が行なわれたＯＦＤＭ信号のいずれかを選択するステップと、
    前記選択されたＯＦＤＭ信号を高速フーリエ変換することにより、複数のサブキャリアの変調信号を出力するステップと、
    前記複数のサブキャリアの変調信号をそれぞれ復調するステップとを含むＯＦＤＭ復調方法。
12. ＯＦＤＭ変調されたＯＦＤＭ信号を受信して復調するＯＦＤＭ復調装置におけるＯＦＤＭ復調プログラムであって、コンピュータに、
    保存されている位相変化量に基づいて、前記受信されたＯＦＤＭ信号に対して第１の補正処理を行なうステップと、
    前記第１の補正処理が行なわれたＯＦＤＭ信号の所定期間における位相変化量を検出し、新たに保存するステップと、
    前記検出された位相変化量に基づいて、前記第１の補正処理が行なわれたＯＦＤＭ信号に対して第２の補正処理を行なうステップと、
    前記ＯＦＤＭ復調装置への前記ＯＦＤＭ信号の伝送路の状態に基づいて、前記第１の補正処理が行なわれたＯＦＤＭ信号および前記第２の補正処理が行なわれたＯＦＤＭ信号のいずれかを選択するステップと、
    前記選択されたＯＦＤＭ信号を高速フーリエ変換することにより、複数のサブキャリアの変調信号を出力するステップと、
    前記複数のサブキャリアの変調信号をそれぞれ復調するステップとを実行させるＯＦＤＭ復調プログラム。
13. ＯＦＤＭ変調されたＯＦＤＭ信号を受信して復調するＯＦＤＭ復調装置におけるＯＦＤＭ復調プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体であって、前記ＯＦＤＭ復調プログラムは、コンピュータに、
    保存されている位相変化量に基づいて、前記受信されたＯＦＤＭ信号に対して第１の補正処理を行なうステップと、
    前記第１の補正処理が行なわれたＯＦＤＭ信号の所定期間における位相変化量を検出し、新たに保存するステップと、
    前記検出された位相変化量に基づいて、前記第１の補正処理が行なわれたＯＦＤＭ信号に対して第２の補正処理を行なうステップと、
    前記ＯＦＤＭ復調装置への前記ＯＦＤＭ信号の伝送路の状態に基づいて、前記第１の補正処理が行なわれたＯＦＤＭ信号および前記第２の補正処理が行なわれたＯＦＤＭ信号のいずれかを選択するステップと、
    前記選択されたＯＦＤＭ信号を高速フーリエ変換することにより、複数のサブキャリアの変調信号を出力するステップと、
    前記複数のサブキャリアの変調信号をそれぞれ復調するステップとを実行させる、コンピュータ読取可能な記録媒体。

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