JP5483054B2 - 受信装置、受信方法、およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、受信装置、受信方法、およびプログラムに関し、特に、OFDM変調信号におけるスペクトル反転の発生の有無を検出することができるようにした受信装置、受信方法、およびプログラムに関する。

DVB-T(Digital Video Broadcasting-Terrestrial)やISDB-T(Integrated Services Digital Broadcasting-Terrestrial)といった規格に準拠した地上デジタル放送では、直交周波数分割多重方式と呼ばれる変調方式が用いられる。以下では、直交周波数分割多重方式を、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)方式という。

OFDM方式は、伝送帯域内に多数の直交するサブキャリアを設け、それぞれのサブキャリアの振幅および位相にデータを割り当て、PSK(Phase Shift Keying)やQAM(Quadrature Amplitude Modulation)によりデジタル変調する方式である。

ところで、OFDM変調信号を受信する受信装置において、RF信号をIF信号に変換する際、スペクトル反転が発生する場合がある。このような場合、OFDM変調信号を正確に復調することができない。

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、OFDM変調信号におけるスペクトル反転の発生の有無を検出することができるようにするものである。

本発明の一側面の受信装置は、OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）変調信号を受信する受信手段と、サブキャリア単位のオフセット量を仮定オフセット量として順次設定する設定手段と、所定のOFDM変調信号に含まれる既知信号のサブキャリア位置を前記仮定オフセット量だけずらして反転処理した前記所定のOFDM変調信号であるスペクトル反転有り信号を用いて、前記受信手段により受信された前記OFDM変調信号におけるスペクトル反転の発生の有無を検出する検出手段とを備える受信装置である。

本発明の一側面の受信方法およびプログラムは、上述した本発明の一側面の受信装置に対応する。

本発明の一側面においては、サブキャリア単位のオフセット量が仮定オフセット量として順次設定され、所定のOFDM変調信号に含まれる既知信号のサブキャリア位置を前記仮定オフセット量だけずらして反転処理した前記所定のOFDM変調信号であるスペクトル反転有り信号を用いて、受信されたOFDM変調信号におけるスペクトル反転の発生の有無が検出される。

以上のように、本発明の一側面によれば、OFDM変調信号におけるスペクトル反転の発生の有無を検出することができる。

DVB-T規格のOFDM信号の配置例を示す図である。 本発明の前提となるOFDM受信装置の構成例を示すブロック図である。 図２の搬送波周波数オフセット検出器の詳細構成例を示すブロック図である。 サブキャリア単位のオフセット量の検出方法について説明する図である。 本発明を適用した第１実施の形態のOFDM受信装置の構成例を示すブロック図である。 図５の搬送波周波数オフセット検出器の詳細構成例を示すブロック図である。 図５のOFDM受信装置による受信処理について説明するフローチャートである。 図６の搬送波周波数オフセット検出器によるオフセット検出処理を説明するフローチャートである。 本発明を適用した第２実施の形態のOFDM受信装置の構成例を示すブロック図である。 図９のOFDM受信装置による受信処理について説明するフローチャートである。 パーソナルコンピュータの構成例を示すブロック図である。

＜発明の前提＞
まず、図１乃至図４を参照して、本発明の前提について説明する。

［OFDM変調信号の説明］
図１は、DVB-T規格のOFDM信号の配置例を示す図である。図１において、縦方向は時間方向であり、横方向は周波数方向である。

図１に示すように、DVB-T規格のOFDM信号は、データ信号、同期や等化のためのパイロット信号、およびTPS（Transmission Parameters Signaling）信号（不図示）により構成される。

パイロット信号には、シンボルごとに挿入されるCP(Continual Pilot)信号と、所定の時間間隔毎に挿入されるSP(Scattered Pilot)信号がある。パイロット信号は、BPSK（Binary Phase Shift Keying）変調された既知信号であり、同一のキャリアでは同一のパイロット信号が送信される。

［OFDM受信装置の構成例］
図２は、本発明の前提となるOFDM受信装置の構成例を示すブロック図である。

OFDM受信装置１０は、アンテナ１１、周波数変換器１２、局部発振器１３、A/D変換器１４、直交復調器１５、スペクトル反転器１６、セレクタ１７、FFT回路１８、およびシンボル同期回路１９を備える。また、OFDM受信装置１０は、チャンネル補償回路２０、搬送波周波数オフセット検出器２１、搬送波同期回路(AFC)２２、および局部発振器２３を備える。

アンテナ１１は、RF信号を受信し、そのRF信号を周波数変換器１２に供給する。周波数変換器１２は、アンテナ１１から供給されるRF信号と、局部発振器１３から供給される発振周波数（f_c+f_IF）の搬送波を乗算し、RF信号を中心周波数f_IFのIF信号に周波数変換する。周波数変換器１２は、このIF信号をA/D変換器１４に供給する。局部発振器１３は、発振周波数（f_c+f_IF）の搬送波を生成し、その搬送波を周波数変換器１２に供給する。

A/D変換器１４は、周波数変換器１２から供給されるIF信号に対してA/D変換を行い、その結果得られるデジタル化されたIF信号を直交復調器１５に供給する。直交復調器１５は、A/D変換器１４から供給されるIF信号を、局部発振器２３から供給される搬送波を用いて直交復調する。直交復調器１５は、直交復調の結果得られるＩ信号とＱ信号をスペクトル反転器１６とセレクタ１７に供給する。

スペクトル反転器１６は、直交復調器１５から供給されるＩ信号とＱ信号に対してスペクトル反転処理を行う。スペクトル反転処理としては、Ｉ信号とＱ信号を入れ替える処理、Ｑ信号にのみ「-1」を乗算する処理などがある。スペクトル反転器１６は、スペクトル反転処理されたＩ信号とＱ信号をセレクタ１７に供給する。

セレクタ１７は、外部から供給される選択信号にしたがって、直交復調器１５からのＩ信号およびＱ信号、または、スペクトル反転器１６からのＩ信号およびＱ信号を選択し、FFT回路１８、シンボル同期回路１９、およびAFC２２に出力する。なお、選択信号は、例えば、処理対象となるRF信号の周波数、局部発振器２３の発信周波数（f_c+f_IF）、およびA/D変換器１４のサンプリング周波数の組み合わせに応じて予め設定される。

FFT回路１８は、シンボル同期回路１９から供給されるシンボル同期信号にしたがって、セレクタ１７から供給されるＩ信号およびＱ信号に対してFFT演算を行う。FFT回路１８は、FFT演算の結果得られる各サブキャリアに直交変調されているデータを表すＩ信号およびＱ信号からなるOFDM信号を、チャンネル補償回路２０および搬送波周波数オフセット検出器２１に供給する。

シンボル同期回路１９は、セレクタ１７から供給されるＩ信号およびＱ信号を用いてガードインターバル（GI）期間の相関値を検出し、その相関値に基づいてシンボル同期信号を生成する。シンボル同期回路１９は、そのシンボル同期信号をFFT回路１８に供給する。

チャンネル補償回路２０は、FFT回路１８から供給されるOFDM信号を等化し、等化後のOFDM信号を復調結果として出力する。

搬送波周波数オフセット検出器２１は、FFT回路１８から供給されるOFDM信号を用いて、サブキャリア単位のオフセット量を検出する。搬送波周波数オフセット検出器２１は、そのサブキャリア単位のオフセット量をAFC２２にフィードバックする。

なお、オフセット量とは、正常なOFDM信号の各サブキャリアの周波数に対する、FFT回路１８から実際に出力されたOFDM信号の各サブキャリアの周波数のずれ量である。搬送波周波数オフセット検出器２１の詳細については、後述する図３を参照して説明する。

AFC２２は、セレクタ１７から供給されるＩ信号およびＱ信号を用いてGI期間の相関値を検出し、その相関値に基づいて局部発振器２３を制御することにより、局部発振器２３で生成される搬送波のサブキャリアより小さい単位のオフセットを除去する。また、AFC２２は、搬送波周波数オフセット検出器２１から供給されるサブキャリア単位のオフセット量に基づいて局部発振器２３を制御することにより、局部発振器２３で生成される搬送波のサブキャリア単位以上のオフセットを除去する。

局部発振器２３は、AFC２２による制御にしたがって所定の周波数の搬送波を生成し、その搬送波を直交復調器１５に供給する。

[搬送波周波数オフセット検出器の詳細構成例]
図３は、図２の搬送波周波数オフセット検出器２１の詳細構成例を示すブロック図である。

図３の搬送波周波数オフセット検出器２１は、メモリ４１、位相差算出器４２、制御部４３、メモリ４４、マッピング回路４５、累算回路４６、絶対値演算回路４７、および最大探索器４８により構成される。

メモリ４１および位相差算出器４２は、連続する２つのシンボル間のサブキャリアごとの位相差を算出する。

詳細には、メモリ４１は、FFT回路１８から供給される１シンボル分のOFDM信号としてのＩ信号およびＱ信号を記憶する。位相差算出器４２は、FFT回路１８から供給される１シンボル分のOFDM信号と、メモリ４１に記憶されている１つ前のシンボルのOFDM信号とを用いて、サブキャリアごとの位相差を算出する。

全シンボルのCP信号は同一であるので、CP信号が配置されるサブキャリアの位相差は、理論的には０度となる。但し、実際にはノイズ等の影響があるため０度にはならず、０度に近い値となる。一方、各シンボルのデータ信号は同一であるとは限らないため、データ信号が配置されるサブキャリアの位相差は、平均が０であるランダムな値となる。

位相差算出器４２は、算出された全サブキャリアの位相差をメモリ４４に供給し、記憶させる。

制御部４３、メモリ４４、マッピング回路４５、累算回路４６、絶対値演算回路４７、および最大探索器４８は、位相差算出器４２により算出されたサブキャリアの位相差を用いて、相関処理によりサブキャリア単位のオフセット量を検出する。

詳細には、制御部４３は、予め設定されているオフセット量検出範囲内のサブキャリア単位のオフセット量を、順次仮定オフセット量ｋに設定する。制御部４３は、その仮定オフセット量ｋを最大探索器４８に供給する。また、制御部４３は、仮定オフセット量ｋと、予め保持している規格で定められたCP信号が配置されるサブキャリア（以下、既知CPサブキャリアという）のサブキャリア番号のセットとに基づいて読み出しアドレスを決定する。

具体的には、既知CPサブキャリアのサブキャリア番号を仮定オフセット量ｋだけずらしたサブキャリア番号が、実際のサブキャリア単位のオフセット量が仮定オフセット量ｋである場合にCP信号が配置されるサブキャリア（以下、仮定CPサブキャリアという）のサブキャリア番号である。

従って、制御部４３は、セット内の既知CPサブキャリアのサブキャリア番号から仮定オフセット量ｋだけずらした結果得られる仮定CPサブキャリアのサブキャリア番号に基づいて、仮定CPサブキャリアの位相差が記憶されるメモリ４４のアドレスを求める。そして、制御部４３は、そのアドレスを読み出しアドレスとして決定する。制御部４３は、決定された読み出しアドレスと読み出し命令をメモリ４４に供給する。

また、制御部４３は、１シンボル分の仮定CPサブキャリアの位相差についての累算回路４６による累算が終了するごとに、リセット信号を累算回路４６に供給する。さらに、制御部４３は、書き込み命令および書き込みアドレスをメモリ４４に供給する。

メモリ４４は、制御部４３からの書き込み命令および書き込みアドレスに基づいて、位相差算出器４２から供給される全サブキャリアの位相差を記憶する。また、メモリ４４は、制御部４３からの読み出し命令および読み出しアドレスに基づいて、仮定CPサブキャリアの位相差を読み出し、その位相差をマッピング回路４５に供給する。

マッピング回路４５は、メモリ４４から読み出された仮定CPサブキャリアの位相差を、複素平面上で固定半径の円周にマッピングし、ベクトルに変換する。マッピング回路４５は、そのベクトルを累算回路４６に供給する。

累算回路４６は、図示せぬメモリを内蔵する。累算回路４６は、制御部４３からリセット信号が供給されるまで、マッピング回路４５から供給されるベクトルと、内蔵するメモリに保持されているベクトルとを加算し、その結果得られるベクトルを内蔵するメモリに保持する処理を繰り返す。これにより、１シンボル分のベクトルが累算され、累算結果がメモリに保持される。

そして、累積回路４６は、制御部４３からのリセット信号に応じて、内蔵するメモリに保持されている１シンボル分のベクトルの累算結果を絶対値演算回路４７に供給し、内蔵するメモリをリセットする。

絶対値演算回路４７は、累算回路４６から供給されるベクトルの絶対値を演算し、その絶対値を相関値として、最大探索器４８に供給する。

最大探索器４８は、絶対値演算回路４７から供給される相関値と、制御部４３から供給される仮定オフセット量ｋとを対応付けたテーブルを記憶する。最大探索器４８は、１シンボル分のテーブルに登録されている最大の相関値に対応する仮定オフセット量ｋを、サブキャリア単位のオフセット量としてAFC２２に供給する。

実際のサブキャリア単位のオフセット量が仮定オフセット量ｋである場合、相関値は、CP信号の位相差を表すベクトルの累積結果の絶対値になるので、大きい。一方、実際のサブキャリア単位のオフセット量が仮定オフセット量ｋではない場合、相関値はデータ信号の位相差を表すベクトルの累算結果の絶対値になるので、累算時に相殺が起こり、相関値は小さくなる。

従って、最大探索器４８は、最大の相関値に対応する仮定オフセット量ｋをAFC２２に供給することにより、実際のサブキャリア単位のオフセット量をAFC２２に供給することができる。

[サブキャリア単位のオフセット量の検出方法の説明]
図４は、図３の搬送波周波数オフセット検出器２１によるサブキャリア単位のオフセット量の検出方法について説明する図である。

なお、図４の例では、実際のサブキャリア単位のオフセット量が２となっている。また、図４の例では、左側へのずれ量を負のオフセット量で表し、右側へのずれ量を正のオフセット量で表す。

図４に示すように、搬送波周波数オフセット検出器２１では、まず、シンボルＬ＋１のOFDM信号と、それより１つ前のシンボルＬのOFDM信号の位相差がサブキャリアごとに算出される。また、図４に示すように、オフセット量検出範囲が、−MaxFreqOffからMaxFreqOff-1までの範囲である場合、搬送波周波数オフセット検出器２１では、仮定オフセット量ｋとして、まず、−MaxFreqOffが設定される。そして、この仮定オフセット量ｋの仮定CPサブキャリアの位相差が、マッピングされてベクトルに変換され、そのベクトルが１シンボル分累算される。そして、その累算値の絶対値が相関値として求められる。

次に、仮定オフセット量ｋとして−MaxFreqOff+1が設定され、この仮定オフセット量ｋについての相関値が同様にして求められる。以降も同様にして、仮定オフセット量ｋが、−MaxFreqOff+2からMaxFreqOff-1までの整数値の小さい方から順に設定され、仮定オフセット量ｋについての相関値が求められる。

以上のようにしてオフセット量検出範囲内の全てのサブキャリア単位のオフセット量が仮定オフセット量ｋに設定され、その仮定オフセット量ｋの相関値が求められると、最大の相関値に対応する仮定オフセット量ｋが検出される。図４の例では、実際のサブキャリア単位のオフセット量が２であるので、仮定オフセット量ｋが２である場合の相関値が最大となり、仮定オフセット量の２が検出される。

＜第１実施の形態＞
[OFDM受信装置の第１実施の形態の構成例]
図５は、本発明を適用した第１実施の形態のOFDM受信装置の構成例を示すブロック図である。

図５に示す構成のうち、図２の構成と同じ構成には同じ符号を付してある。重複する説明については適宜省略する。

図５のOFDM受信装置６０の構成は、主に、セレクタ１７の代わりにセレクタ６１が設けられている点、および、搬送波周波数オフセット検出器２１の代わりに搬送波周波数オフセット検出器６２が設けられている点が図２の構成と異なる。OFDM受信装置６０では、OFDM信号を用いてスペクトル反転の発生の有無が検出され、スペクトル反転が制御される。

詳細には、OFDM受信装置６０では、搬送波周波数オフセット検出器６２から、周波数変換器１２によるスペクトル反転の発生の有無を表すスペクトル反転検出信号が、セレクタ６１に供給される。セレクタ６１は、そのスペクトル反転検出信号にしたがって、直交復調器１５からのＩ信号およびＱ信号、または、スペクトル反転器１６からのＩ信号およびＱ信号を選択し、FFT回路１８およびシンボル同期回路１９に出力する。

搬送波周波数オフセット検出器６２は、FFT回路１８から供給されるOFDM信号を用いて、サブキャリア単位のオフセット量を検出するとともに、周波数変換器１２によるスペクトル反転の発生の有無を検出する。搬送波周波数オフセット検出器６２は、搬送波周波数オフセット検出器２１と同様に、検出されたサブキャリア単位のオフセット量をAFC２２にフィードバックする。また、搬送波周波数オフセット検出器６２は、検出結果を表すスペクトル反転検出信号をセレクタ６１に供給する。

[搬送波周波数オフセット検出器の詳細構成例]
図６は、図５の搬送波周波数オフセット検出器６２の詳細構成例を示すブロック図である。

図６に示す構成のうち、図３の構成と同じ構成には同じ符号を付してある。重複する説明については適宜省略する。

図６の搬送波周波数オフセット検出器６２の構成は、主に、制御部４３の代わりに制御部８１が設けられている点、および、最大探索器４８の代わりに最大探索器８２が設けられている点が図３の構成と異なる。

制御部８１は、制御部４３と同様に、予め設定されているオフセット量検出範囲内のサブキャリア単位のオフセット量を、順次仮定オフセット量ｋに設定する。制御部８１は、その仮定オフセット量ｋと、スペクトル反転の有または無を表すスペクトル信号を最大探索器８２に供給する。

また、制御部８１は、スペクトル信号がスペクトル反転の無を表す場合、仮定オフセット量ｋと、予め保持している既知CPサブキャリアのサブキャリア番号のセットとに基づいて、仮定CPサブキャリアの位相差のアドレスを読み出しアドレスに決定する。以下では、既知CPサブキャリアのサブキャリア番号のセットをＡセットという。即ち、Ａセットは、OFDM変調信号に含まれるCP信号のサブキャリア位置のOFDM信号であるスペクトル反転無し信号に対応するサブキャリアのサブキャリア番号のセットである。

さらに、制御部８１は、スペクトル信号がスペクトル反転の有を表す場合、仮定オフセット量ｋと、予め保持しているＢセット（詳細は後述する）とに基づいて、反転仮定CPサブキャリア（詳細は後述する）の位相差のアドレスを読み出しアドレスに決定する。具体的には、制御部８１は、Ｂセット内のサブキャリア番号を仮定オフセット量ｋだけずらした結果得られるサブキャリア番号を、反転仮定CPサブキャリアのサブキャリア番号として求める。そして、制御部８１は、その反転仮定CPサブキャリアのサブキャリア番号に基づいて、読み出しアドレスを決定する。

なお、反転仮定CPサブキャリアとは、実際のサブキャリア単位のオフセット量が仮定オフセット量ｋである場合に、スペクトル反転が発生したOFDM信号においてCP信号が配置されるサブキャリアである。

また、Ｂセットとは、スペクトル反転が発生したOFDM信号における既知CPサブキャリアのサブキャリア番号のセットである。即ち、Ｂセットとは、OFDM変調信号に含まれるCP信号に対して、そのサブキャリア位置の反転処理を行った結果得られるOFDM信号であるスペクトル反転有り信号に対応するサブキャリアのサブキャリア番号のセットである。具体的には、Ｂセットは、Ａセット内のサブキャリア番号に対応する既知CPサブキャリアと、中心サブキャリアに対して周波数軸上で対称の関係にあるサブキャリアのサブキャリア番号のセットである。

より詳細には、DVB-T規格の8Kモードの場合にはOFDM信号の全サブキャリア数は6817である。従って、例えば、セットＡが0,48,54,87,141,156,・・・である場合、セットＢは、(6816-0),(6816-48),(6816-54),(6816-87),(6816-141),(6816-156),・・・である。

また、制御部８１は、制御部４３と同様に、決定された読み出しアドレスと読み出し命令をメモリ４４に供給する。さらに、制御部８１は、制御部４３と同様に、１シンボル分の仮定CPサブキャリアの位相差についての累算回路４６による累算が終了するごとに、リセット信号を累算回路４６に供給する。また、制御部８１は、制御部４３と同様に、書き込み命令および書き込みアドレスをメモリ４４に供給する。

最大探索器８２は、絶対値演算回路４７から供給される相関値、並びに、制御部４３から供給される仮定オフセット量ｋおよびスペクトル反転信号を対応付けたテーブルを記憶する。最大探索器４８は、図３の最大探索器４８と同様に、１シンボル分のテーブルに登録されている最大の相関値に対応する仮定オフセット量ｋを、サブキャリア単位のオフセット量としてAFC２２に供給する。

また、最大探索器８２は、最大の相関値に対応するスペクトル反転信号がスペクトル反転の無を表す場合、スペクトル反転の発生の無を表すスペクトル反転検出信号をセレクタ６１に供給する。一方、最大の相関値に対応するスペクトル反転信号がスペクトル反転の有を表す場合、スペクトル反転の発生の有を表すスペクトル反転検出信号をセレクタ６１に供給する。スペクトル反転検出信号は、例えば、スペクトル反転の発生の無を表す場合「０」を表す信号であり、スペクトル反転の発生の有を表す場合「１」を表す信号である。

[OFDM受信装置の処理]
図７は、OFDM受信装置６０による受信処理について説明するフローチャートである。この受信処理は、アンテナ１１によりRF信号が受信されたとき開始される。

図７のステップＳ１１において、周波数変換器１２は、アンテナ１１により受信されたRF信号と、局部発振器１３から供給される発振周波数（f_c+f_IF）の搬送波を乗算し、RF信号を中心周波数f_IFのIF信号に周波数変換する。周波数変換器１２は、このIF信号をA/D変換器１４に供給する。

ステップＳ１２において、A/D変換器１４は、周波数変換器１２から供給されるIF信号に対してA/D変換を行い、その結果得られるデジタル化されたIF信号を直交復調器１５に供給する。

ステップＳ１３において、直交復調器１５は、A/D変換器１４から供給されるIF信号を、局部発振器２３から供給される搬送波を用いて直交復調する。直交復調器１５は、直交復調の結果得られるＩ信号とＱ信号をスペクトル反転器１６とセレクタ６１に供給する。

ステップＳ１４において、スペクトル反転器１６は、直交復調器１５から供給されるＩ信号とＱ信号に対してスペクトル反転処理を行う。そして、スペクトル反転器１６は、スペクトル反転処理されたＩ信号とＱ信号をセレクタ６１に供給する。

ステップＳ１５において、セレクタ６１は、搬送波周波数オフセット検出器６２から供給されるスペクトル反転検出信号に基づいて、周波数変換器１２によりスペクトル反転が発生しているかどうかを判定する。スペクトル反転検出信号がスペクトル反転の発生の有を表している場合、セレクタ６１はスペクトル反転が発生していると判定し、処理をステップＳ１６に進める。

ステップＳ１６において、セレクタ６１は、スペクトル反転器１６から供給されるスペクトル反転処理されたＩ信号およびＱ信号を選択し、FFT回路１８、シンボル同期回路１９、およびAFC２２に出力する。そして処理はステップＳ１８に進む。

一方、スペクトル反転検出信号がスペクトル反転の発生の無を表している場合、ステップＳ１５においてセレクタ６１はスペクトル反転が発生していないと判定し、処理をステップＳ１７に進める。

ステップＳ１７において、セレクタ６１は、直交復調器１５から供給されるＩ信号およびＱ信号を選択し、FFT回路１８、シンボル同期回路１９、およびAFC２２に出力する。そして処理はステップＳ１８に進む。

ステップＳ１８において、FFT回路１８は、シンボル同期回路１９から供給されるシンボル同期信号にしたがって、セレクタ６１から供給されるＩ信号およびＱ信号に対してFFT演算を行う。FFT回路１８は、FFT演算の結果得られるOFDM信号を、チャンネル補償回路２０および搬送波周波数オフセット検出器６２に供給する。

ステップＳ１９において、チャンネル補償回路２０は、FFT回路１８から供給されるOFDM信号を等化し、等化後のOFDM信号を復調結果として出力する。そして処理は終了する。

図８は、OFDM受信装置６０の搬送波周波数オフセット検出器６２によるオフセット検出処理を説明するフローチャートである。このオフセット検出処理は、FFT回路１８からOFDM信号が搬送波周波数オフセット検出器６２に供給されたとき開始される。

ステップＳ３１において、搬送波周波数オフセット検出器６２のメモリ４１は、FFT回路１８から供給される１シンボル分のOFDM信号を記憶する。ステップＳ３２において、位相差算出器４２は、FFT回路１８からの１シンボル分のOFDM信号と、メモリ４１に記憶されている１つ前のシンボルのOFDM信号を用いて、サブキャリアごとの位相差を算出する。そして、位相差算出器４２は、算出された全サブキャリアの位相差をメモリ４４に供給する。

ステップＳ３３において、メモリ４４は、制御部８１からの書き込み命令および書き込みアドレスに基づいて、位相差算出器４２から供給される全サブキャリアの位相差を記憶する。

ステップＳ３４において、制御部８１は、予め設定されているオフセット量検出範囲内のサブキャリア単位のオフセット量のうちの、まだ仮定オフセット量ｋとして設定されていないオフセット量を、仮定オフセット量ｋに設定する。そして、制御部８１は、その仮定オフセット量ｋを最大探索器８２に供給する。

ステップＳ３５において、制御部８１は、スペクトル反転の無を表すスペクトル反転信号を最大探索器８２に供給する。また、制御部８１は、仮定オフセット量ｋとＡセットに基づいて、仮定CPサブキャリアの位相差のアドレスを読み出しアドレスに決定し、その読み出しアドレスと読み出し命令をメモリ４４に供給する。

ステップＳ３６において、メモリ４４は、制御部８１からの読み出し命令および読み出しアドレスに基づいて、仮定CPサブキャリアの位相差を読み出す。

ステップＳ３７において、搬送波周波数オフセット検出器６２は、メモリ４４から読み出された仮定CPサブキャリアの位相差を用いて相関値を求める。

具体的には、マッピング回路４５は、メモリ４４から読み出された仮定CPサブキャリアの位相差を、複素平面上で固定半径の円周にマッピングしてベクトルに変換する。累算回路４６は、制御部８１からのリセット信号にしたがって、内蔵するメモリを用いて、マッピング回路４５により変換されたベクトルを１シンボル分累算する。そして、累算回路４６は、１シンボル分のベクトルの累算結果を絶対値演算回路４７に供給し、内蔵するメモリをリセットする。絶対値演算回路４７は、累算回路４６から供給されるベクトルの絶対値を求め、その絶対値を相関値とする。この相関値は最大探索器８２に供給される。

ステップＳ３８において、最大探索器８２は、絶対値演算回路４７から供給される相関値、並びに、制御部４３から供給される仮定オフセット量ｋおよびスペクトル反転信号を対応付けてテーブルに登録する。

ステップＳ３９において、制御部８１は、スペクトル反転の有を表すスペクトル反転信号を最大探索器８２に供給する。また、制御部８１は、仮定オフセット量ｋとＢセットに基づいて、反転仮定CPサブキャリアの位相差のアドレスを読み出しアドレスに決定し、その読み出しアドレスと読み出し命令をメモリ４４に供給する。

ステップＳ４０において、メモリ４４は、制御部８１からの読み出し命令および読み出しアドレスに基づいて、反転仮定CPサブキャリアの位相差を読み出す。

ステップＳ４１において、搬送波周波数オフセット検出器６２は、メモリ４４から読み出された反転仮定CPサブキャリアの位相差を用いて相関値を求める。

ステップＳ４２において、最大探索器８２は、絶対値演算回路４７から供給される相関値、並びに、制御部４３から供給される仮定オフセット量ｋおよびスペクトル反転信号を対応付けてテーブルに登録する。

ステップＳ４３において、制御部８１は、オフセット量検出範囲内の全てのサブキャリア単位のオフセット量を仮定オフセット量ｋに設定したかどうかを判定する。ステップＳ４３でオフセット量検出範囲内の全てのサブキャリア単位のオフセット量を、まだ仮定オフセット量ｋに設定していないと判定された場合、処理はステップＳ４４に進む。

ステップＳ４４において、制御部８１は、オフセット量検出範囲内のサブキャリア単位のオフセット量のうちの、まだ仮定オフセット量ｋに設定されていないオフセット量に、仮定オフセット量ｋを更新する。そして、処理はステップＳ３６に戻り、オフセット量検出範囲内の全てのサブキャリア単位のオフセット量が仮定オフセット量ｋに設定されるまで、ステップＳ３６乃至Ｓ４４の処理が繰り返される。

一方、ステップＳ４３でオフセット量検出範囲内の全てのサブキャリア単位のオフセット量を仮定オフセット量ｋに設定したと判定された場合、処理はステップＳ４５に進む。ステップＳ４５において、最大探索器８２は、テーブルに登録されている最大の相関値に対応する仮定オフセット量ｋを、サブキャリア単位のオフセット量としてAFC２２に出力する。

ステップＳ４６において、最大探索器８２は、テーブルに登録されている最大の相関値に対応するスペクトル反転信号に対応するスペクトル反転検出信号をセレクタ６１に出力する。そして、処理は終了する。

＜第２実施の形態＞
[OFDM受信装置の第２実施の形態の構成例]
図９は、本発明を適用した第２実施の形態のOFDM受信装置１００の構成例を示すブロック図である。

図９に示す構成のうち、図５の構成と同じ構成には同じ符号を付してある。重複する説明については適宜省略する。

図９のOFDM受信装置１００の構成は、主に、スペクトル反転器１６の代わりにキャリアリオーダ回路１０１が設けられている点、およびセレクタ６１の代わりにセレクタ１０２が設けられている点が図５の構成と異なる。OFDM受信装置１００では、スペクトル反転検出信号にしたがうスペクトル反転が、FFT演算後のOFDM信号に対して行われる。

詳細には、OFDM受信装置１００では、直交復調器１５から出力されるＩ信号およびＱ信号がそのままFFT回路１８にのみ入力される。そして、FFT回路１８によるFFT演算の結果得られるOFDM信号は、搬送波周波数オフセット検出器６２、キャリアリオーダ回路１０１、およびセレクタ１０２に供給される。

キャリアリオーダ回路１０１は、FFT回路１８から供給されるOFDM信号に対してスペクトル反転処理を行う。具体的には、キャリアリオーダ回路１０１は、OFDM信号の各サブキャリアの信号を、そのサブキャリアと中心サブキャリアに対して周波数軸上で対称となるサブキャリアの信号と入れ替える。

例えば、キャリアリオーダ回路１０１は、サブキャリア番号0の信号とサブキャリア番号6816の信号、サブキャリア番号1の信号とサブキャリア番号6815の信号、サブキャリア番号2の信号とサブキャリア番号6814の信号をそれぞれ入れ替える。また、キャリアリオーダ回路１０１は、サブキャリア番号3の信号とサブキャリア番号6813の信号、…、サブキャリア番号3406の信号とサブキャリア番号3410の信号をそれぞれ入れ替える。さらに、キャリアリオーダ回路１０１は、サブキャリア番号3407の信号とサブキャリア番号3409の信号を入れ替え、サブキャリア番号3408の信号をそのままにする。

キャリアリオーダ回路１０１は、スペクトル反転処理されたOFDM信号をセレクタ１０２に供給する。

セレクタ１０２は、搬送波周波数オフセット検出器６２から供給されるスペクトル反転検出信号にしたがって、FFT回路１８からのOFDM信号、または、キャリアリオーダ回路１０１からのOFDM信号を選択し、チャンネル補償回路２０に出力する。

[OFDM受信装置の処理]
図１０は、OFDM受信装置１００による受信処理について説明するフローチャートである。この受信処理は、アンテナ１１によりRF信号が受信されたとき開始される。

図１０のステップＳ６１乃至Ｓ６３の処理は、図７のステップＳ１１乃至Ｓ１３の処理と同様であるので説明は省略する。

ステップＳ６３の処理後、ステップＳ６４において、FFT回路１８は、シンボル同期回路１９から供給されるシンボル同期信号にしたがって、直交復調器１５から供給されるＩ信号およびＱ信号に対してFFT演算を行う。FFT回路１８は、FFT演算の結果得られるOFDM信号を、搬送波周波数オフセット検出器６２、キャリアリオーダ回路１０１、およびセレクタ１０２に供給する。

ステップＳ６５において、キャリアリオーダ回路１０１は、FFT回路１８から供給されるOFDM信号に対してスペクトル反転処理を行う。そして、キャリアリオーダ回路１０１は、スペクトル反転処理されたOFDM信号をセレクタ１０２に供給する。

ステップＳ６６において、セレクタ１０２は、搬送波周波数オフセット検出器６２から供給されるスペクトル反転検出信号に基づいて、周波数変換器１２によりスペクトル反転が発生しているかどうかを判定する。スペクトル反転検出信号がスペクトル反転の有を表している場合、セレクタ１０２はスペクトル反転が発生していると判定し、処理をステップＳ６７に進める。

ステップＳ６７において、セレクタ１０２は、キャリアリオーダ回路１０１から供給されるスペクトル反転処理されたOFDM信号を選択し、チャンネル補償回路２０に出力する。そして処理はステップＳ６９に進む。

一方、スペクトル反転検出信号がスペクトル反転の無を表している場合、ステップＳ６６においてセレクタ１０２はスペクトル反転が発生していないと判定し、処理をステップＳ６８に進める。

ステップＳ６８において、セレクタ１０２は、FFT回路１８から供給されるOFDM信号を選択し、チャンネル補償回路２０に出力する。そして処理はステップＳ６９に進む。

ステップＳ６９において、チャンネル補償回路２０は、セレクタ１０２から供給されるOFDM信号を等化し、等化後のOFDM信号を復調結果として出力する。そして処理は終了する。

なお、上述した説明では、最大の相関値に対応するスペクトル反転信号に応じて、スペクトル反転検出信号を切り替えたが、以下の方法で切り替えるようにしてもよい。

即ち、スペクトル反転の有を表すスペクトル検出信号に対応する反転仮定CPサブキャリアについての最大の相関値が所定値以上であるかどうかによって、スペクトル反転検出信号を切り替えるようにしてもよい。この場合、反転仮定CPサブキャリアについての最大の相関値が所定値以上であると、スペクトル反転の発生の有を表すスペクトル反転検出信号が出力され、所定値より小さいと、スペクトル反転の発生の無を表すスペクトル反転検出信号が出力される。

また、上述した説明では、スペクトル反転検出信号にしたがってセレクタ６１や１０２の選択が制御されたが、スペクトル反転検出信号にしたがってスペクトル反転処理が直接制御されるようにしてもよい。この場合、OFDM受信装置６０（１００）には、セレクタ６１（１０２）が設けられず、スペクトル反転検出信号は、スペクトル反転器１６（キャリアリオーダ回路１０１）に入力される。そして、スペクトル反転器１６（キャリアリオーダ回路１０１）は、スペクトル反転検出信号にしたがってスペクトル反転処理を行うか、行わないかを制御する。

以上のように、OFDM受信装置６０および１００は、スペクトル反転有り信号を用いてスペクトル反転の有無を検出するので、OFDM変調信号におけるスペクトル反転の発生を自動で検出することができる。従って、OFDM受信装置６０および１００は、OFDM受信装置１０のように選択信号を予め設定しておく必要がない。

ところで、上述した一連の処理は、ハードウエアにより実行させることもできるが、ソフトウエアにより実行させることができる。

この場合、上述したOFDM受信装置の少なくとも一部として、例えば、図１１に示すパーソナルコンピュータを採用してもよい。

図１１において、CPU（Central Processing Unit）２０１は、ROM（Read Only Memory）２０２に記録されているプログラム、または記憶部２０８からRAM（Random Access Memory）２０３にロードされたプログラムに従って各種の処理を実行する。RAM２０３にはまた、CPU２０１が各種の処理を実行する上において必要なデータなども適宜記憶される。

CPU２０１、ROM２０２、およびRAM２０３は、バス２０４を介して相互に接続されている。このバス２０４にはまた、入出力インタフェース２０５も接続されている。

入出力インタフェース２０５には、キーボード、マウスなどよりなる入力部２０６、ディスプレイなどよりなる出力部２０７、ハードディスクなどより構成される記憶部２０８、および、モデム、ターミナルアダプタなどより構成される通信部２０９が接続されている。通信部２０９は、インターネットを含むネットワークを介して他の装置（図示せず）との間で行う通信を制御する。

入出力インタフェース２０５にはまた、必要に応じてドライブ２１０が接続され、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、或いは半導体メモリなどよりなるリムーバブルメディア２１１が適宜装着され、それらから読み出されたコンピュータプログラムが、必要に応じて記憶部２０８にインストールされる。

一連の処理をソフトウエアにより実行させる場合には、そのソフトウエアを構成するプログラムが、専用のハードウエアに組み込まれているコンピュータ、または、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータなどに、ネットワークや記録媒体からインストールされる。

このようなプログラムを含む記録媒体は、図１１に示されるように、装置本体とは別に、ユーザにプログラムを提供するために配布される、プログラムが記録されている磁気ディスク（フロッピディスクを含む）、光ディスク（CD-ROM(Compact Disk-Read Only Memory),DVD(Digital Versatile Disk)，ブルーレイディスクを含む）、光磁気ディスク（ＭＤ（Mini-Disk）を含む）、もしくは半導体メモリなどよりなるリムーバブルメディア（パッケージメディア）２１１により構成されるだけでなく、装置本体に予め組み込まれた状態でユーザに提供される、プログラムが記録されているROM２０２や、記憶部２０８に含まれるハードディスクなどで構成される。

なお、本発明は、ISDB-T規格のOFDM変調信号を受信するOFDM受信装置にも適用することができる。この場合、CP信号ではなく、TMCC（Transmission and Multiplexing Configuration Control）信号が配置されると仮定されるサブキャリアの位相差を用いて、スペクトル反転の発生の有無が検出される。但し、TMCC信号は、「１」および「−１」の値をとり得るため、相関値を算出する際、ベクトルではなく、ベクトルの２乗が累算される。

本明細書において、記録媒体に記録されるプログラムを記述するステップは、その順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。

また、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。

１１ アンテナ, １２ 周波数変換器， １６ スペクトル反転器， ６０ OFDM受信装置, ６２ 搬送波周波数オフセット検出器, ８１ 制御部, ８２ 最大探索器, １００ OFDM受信装置

Claims (7)

1. OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）変調信号を受信する受信手段と、
   サブキャリア単位のオフセット量を仮定オフセット量として順次設定する設定手段と、
   所定のOFDM変調信号に含まれる既知信号のサブキャリア位置を前記仮定オフセット量だけずらして反転処理した前記所定のOFDM変調信号であるスペクトル反転有り信号を用いて、前記受信手段により受信された前記OFDM変調信号におけるスペクトル反転の発生の有無を検出する検出手段と
   を備える受信装置。
2. 前記検出手段は、前記スペクトル反転有り信号を用いて、前記スペクトル反転の発生の有無を検出するとともに、サブキャリアの周波数のずれ量を検出する
   請求項１に記載の受信装置。
3. 前記検出手段は、前記スペクトル反転有り信号と、前記既知信号のサブキャリア位置を前記仮定オフセット量だけずらした前記所定のOFDM変調信号であるスペクトル反転無し信号とを用いて、前記スペクトル反転の発生の有無を検出する
   請求項１に記載の受信装置。
4. 前記検出手段は、前記OFDM変調信号のシンボル間の位相差と、前記スペクトル反転有り信号および前記スペクトル反転無し信号における前記既知信号のサブキャリア位置とに基づいて、前記スペクトル反転の発生の有無を検出する
   請求項３に記載の受信装置。
5. 前記OFDM変調信号に対して周波数変換を行う周波数変換手段と、
   前記検出手段により前記スペクトル反転の発生の有りが検出された場合、周波数変換後の前記OFDM変調信号に対してスペクトル反転処理を行うスペクトル反転手段と
   をさらに備える
   請求項１に記載の受信装置。
6. 受信装置が、
   OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）変調信号を受信する受信ステップと、
   サブキャリア単位のオフセット量を仮定オフセット量として順次設定する設定ステップと、
   所定のOFDM変調信号に含まれる既知信号のサブキャリア位置を前記仮定オフセット量だけずらして反転処理した前記所定のOFDM変調信号であるスペクトル反転有り信号を用いて、前記受信ステップの処理により受信された前記OFDM変調信号におけるスペクトル反転の発生の有無を検出する検出ステップと
   を含む受信方法。
7. 受信されたOFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）変調信号に対して処理を実行するコンピュータに、
   サブキャリア単位のオフセット量を仮定オフセット量として順次設定する設定ステップと、
   所定のOFDM変調信号に含まれる既知信号のサブキャリア位置を前記仮定オフセット量だけずらして反転処理した前記所定のOFDM変調信号であるスペクトル反転有り信号を用いて、受信された前記OFDM変調信号におけるスペクトル反転の発生の有無を検出する検出ステップと
   を含む処理を実行させるプログラム。

Images