JP5543639B2 - Ofdm送信装置、ofdm送信方法、ofdm受信装置及びofdm受信方法 - Google Patents

Ofdm送信装置、ofdm送信方法、ofdm受信装置及びofdm受信方法 Download PDF

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Description

本発明は、複数のサブキャリアを多重して信号を送信する技術、及び、複数のサブキャリアを多重して送信された信号を受信する技術に関する。
現在、地上デジタル放送をはじめIEEE802.11aといった様々なデジタル通信において、直交周波数分割多重(OFDM:Orthogonal Frequency Division Multiplexing)方式が伝送方式として広く採用されている。OFDM方式は、複数の狭帯域デジタル変調信号を互いに直交する複数のサブキャリアにより周波数多重して送信する方式であることから、周波数の利用効率に優れた伝送方式である。
また、OFDM方式では、1シンボル区間が有効シンボル区間とガードインターバル区間とで構成されており、シンボル内で周期性を有するように有効シンボル区間の信号の一部をガードインターバル区間に複写して挿入している。このため、マルチパス干渉によって生じるシンボル間の干渉の影響を削減することが可能であり、マルチパス干渉に対しても優れた耐性を有している。
今後、各国でアナログテレビ放送が停止される予定であり、世界的に周波数再編の動きが活発化しており、欧州では、DVB−T(Digital Video Broadcasting for Terrestrial broadcasting)によるSD(Standard Definition)放送に加え、HD(High Definition)サービスに対する需要が高まっている。これらを受け、第二世代の欧州地上デジタル放送であるDVB−T2伝送方式の規格化が進められてきた。なお、DVB−T2伝送方式に関しては、非特許文献1に詳しく記載されている。
DVB−T2伝送方式では、図50に示すようなDVB−T2フレームが用いられ、DVB−T2フレームは、P1シンボル(P1信号)とP2シンボルとデータシンボルとで構成されている。
P1シンボルは、FFT(Fast Fourier Transform)サイズが1kで設定されており、図51に示すように、有効シンボルの前後にガードインターバルが設けられている。なお、図51はP1シンボルを時間軸で表したものである。以下、有効シンボル区間より手前に設けられたガードインターバル区間を適宜「前側ガードインターバル区間」と称し、有効シンボル区間より後ろに設けられたガードインターバル区間を適宜「後ろ側ガードインターバル区間」と称する。
P1シンボルのガードインターバルは、これまでのISDB−T(Integrated Services Digital Broadcasting for Terrestrial)伝送方式やDVB−T伝送方式におけるガードインターバルと異なる。P1シンボルでは、有効シンボル区間より手前に設けられたガードインターバル(前側ガードインターバル区間)には、有効シンボル区間(Ta=112μs)内の前側部分(Tc=59μs)の信号が複写して挿入され、有効シンボル区間より後ろに設けられたガードインターバル区間(後ろ側ガードインターバル区間)には、有効シンボル区間(Ta=112μs)内の後ろ側部分(Tb=53μs)の信号が複写して挿入されている。この複写して挿入する際には、図51及び特許文献1に示されているように、複写元の信号を所定の周波数シフト量fSH(P1シンボルの1サブキャリア間隔分)だけ周波数シフトさせた上でガードインターバル区間に挿入している。これを数式で示すと下記の(数1)のようになる。
Figure 0005543639
但し、P1シンボルをp1(t)で表し、その有効シンボルをp1A(t)で表し、周波数シフト量を+fSHとし、IFFT後の1サンプル時間をTとしている。tは、時間であり、P1シンボルの開始時間を0としている。なお、DVB−T2伝送方式において、帯域幅8MHzの場合、T=7/64μsとなり、有効シンボル区間の時間幅(以下、適宜「有効シンボル長」と称す。)は、1024T=112μsとなる。
また、P1シンボルを周波数軸で表すと、図52に示すように、P1シンボルは複数のActiveキャリアと複数のNullキャリア(Unusedキャリア)とで構成されており、Activeキャリアに情報が付加される。なお図52では、便宜上、Nullキャリアも点線の矢印で示しているが、実際は、Nullキャリアには情報は付加されておらず、Nullキャリアは振幅を有さない。Activeキャリアの位置は、特許文献2に示されているように、所定の系列、即ち、CSS(Complementary Sets of Sequence)に基づいて指定されている。
図53に非特許文献1に開示されている一般的なP1シンボルの復調を実施するP1シンボル復調部10001の構成を示す。P1シンボル復調部10001は、P1位置検出部10101とFFT部10102とP1デコード部10103とを備える。
P1位置検出部10101は、P1位置検出部10101の入力信号(つまり、P1シンボル復調部10001の入力信号)でのP1シンボルの位置を検出し、検出結果に基づくP1シンボルの位置情報をFFT部10102へ出力するものであり、その構成を図54に示す。
P1位置検出部10101は、乗算器10201と、遅延器10202と、複素共役演算器10203と、乗算器10204と、区間積分演算器10205と、遅延器10206と、複素共役演算器10207と、乗算器10208と、区間積分演算器10209と、遅延器10210と、乗算器10211と、ピーク検出器10212とを備える。
P1位置検出部10101の入力信号は乗算器10201に入力される。乗算器10201は、送信側で有効シンボル区間の前後のガードインターバル区間の信号に施された周波数シフト量+fSHの周波数シフトとは逆特性の周波数シフト(周波数シフト量−fSHの周波数シフト)をP1位置検出部10101の入力信号に対して施すために、P1位置検出部10101の入力信号に対してexp(−j2πfSHt)を乗算し、乗算結果を遅延器10202と乗算器10208とへ出力する。遅延器10202は、乗算器10201の出力信号を前側ガードインターバル区間の時間幅(以下、適宜「前側ガードインターバル長」と称す。)に相当する長さTc(=59μs)だけ遅延させて複素共役演算器10203へ出力する。複素共役演算器10203は、遅延器10202の出力信号の複素共役の信号を求め、求めた複素共役の信号を乗算器10204へ出力する。乗算器10204は、P1位置検出部10101の入力信号と複素共役演算器10203の出力信号とを乗算することによって相関を算出し、算出した相関値を区間積分演算器10205へ出力する。区間積分演算器10205は、前側ガードインターバル長Tcを区間積分幅として乗算器10204の出力信号に対して区間積分を実施し、区間積分結果を遅延器10210へ出力する。これらの信号の流れを表した模式図を図55(a)〜(c)に示す。図55(a)に示すように、P1位置検出部10101の入力信号を周波数シフト量−fSH周波数シフトさせた上で前側ガードインターバル長Tc遅延させた信号(図55(a)の下側の信号)の前側ガードインターバル区間の信号は、P1位置検出部10101の入力信号(図55(a)の上側の信号)の有効シンボル区間内の前側部分の信号と同じ信号となり、その部分に図55(b)に示すように相関が現れる。なお、それ以外の部分では、両者の信号は同じにならないため、相関が現れない。図55(b)に示される相関値を前側ガードインターバル長Tcの区間積分幅で区間積分することによって、図55(c)に示すようにピークが生じる。
また、P1位置検出部10101の入力信号は遅延器10206に入力され、遅延器10206はP1位置検出部10101の入力信号を後ろ側ガードインターバル区間の時間幅(以下、適宜「後ろ側ガードインターバル長」と称す。)に相当する長さTb(=53μs)だけ遅延させて複素共役演算器10207へ出力する。複素共役演算器10207は、遅延器10206の出力信号の複素共役の信号を求め、求めた複素共役の信号を乗算器10208へ出力する。なお、乗算器10208には、乗算器10201からP1位置検出部10101の入力信号に対してexp(−j2πfSHt)を乗算した乗算結果が入力されている。乗算器10208は、乗算器10201の出力信号(P1位置検出部10101の入力信号を周波数シフト量−fSH周波数シフトした信号)と複素共役演算器10207の出力信号とを乗算することによって相関を算出し、算出した相関値を区間積分演算器10209へ出力する。区間積分演算器10209は、後ろ側ガードインターバル長Tbを区間積分幅として乗算器10208の出力信号に対して区間積分を実施し、区間積分結果を乗算器10211へ出力する。これらの信号の流れを表した模式図を図56(a)〜(c)に示す。図56(a)に示すように、P1位置検出部10101の入力信号を周波数シフト量−fSH周波数シフトさせた信号(図56(a)の上側の信号)の後ろ側ガードインターバル区間の信号は、P1位置検出部10101の入力信号を後ろ側ガードインターバル長Tb遅延させた信号(図56(a)の下側の信号)の有効シンボル区間内の後ろ側部分の信号と同じ信号になるため、その部分に図56(b)に示すように相関が現れる。なお、それ以外の部分では、両者の信号は同じにならないため、相関が現れない。図56(b)に示される相関値を後ろ側ガードインターバル長Tbの区間積分幅で区間積分することによって、図56(c)に示すようにピークが生じる。
区間積分演算器10205の出力信号は遅延器10210に入力され、遅延器10210は区間積分演算器10205の出力信号に対して区間積分演算器10209の出力信号との遅延調整を施して乗算器10211へ出力する。乗算器10211は、区間積分演算器10209の出力信号と遅延器10210の出力信号との乗算を実施し、乗算結果をピーク検出器10212へ出力する。このように、前側ガードインターバル区間に関する相関値の区間積分結果のピークと後ろ側ガードインターバル区間に関する相関値の区間積分結果のピークとを合わせることで、さらにピークを顕著なものにできる。ピーク検出器10212は乗算器10211の出力信号のピーク位置を検出することによってP1位置検出部10101の入力信号(つまり、P1シンボル復調部10001の入力信号)でのP1シンボルの位置を検出し、検出結果に基づくP1シンボルの位置情報を図53のFFT部10102へ出力する。なお、遅延波が存在すると、遅延波の箇所にもその遅延波のレベルに対応した相関のピークが出現することになる。
図53のFFT部10102は、P1シンボルの位置情報を基に、P1シンボル復調部10001の入力信号(時間軸上の信号)に対して高速フーリエ変換(FFT)を実施して周波数軸上の信号へ変換し、周波数軸上の信号をP1デコード部10103へ出力する。P1デコード部10103は、周波数軸上の信号中のActiveキャリアを用いてP1シンボルのデコード処理を実施し、P1シンボルに付加されたS1信号の値及びS2信号の値を求め、S1信号の値及びS2信号の値を基にFFTサイズやMISO/SISO等の情報を取り出す。
ところで、DVB−T2伝送方式においては、将来の他の伝送方式を時間多重で送信できるように、FEF(Future Extension Frames)が存在する。これにより、DVB−T2伝送方式とは異なる伝送方式の送信が可能となる。FEFとDVB−T2フレームとの配置の関係を図57に示す。FEFの先頭部分には、DVB−T2フレームと同様にP1シンボルが存在する。但し、DVB−T2伝送方式のP1シンボルとは付加されている情報が異なる。このため、DVB−T2伝送方式に準拠した受信機(以下、「DVB−T2受信機」と称す。)は、P1シンボル復調部10001によって、FEF区間のP1シンボルを復調し、それに付加されている情報を利用して、FEF区間を認識することが可能となっている。
国際公開第2009/060183号 国際公開第2009/074693号
DVB Blue book Document A133、Implementation guidelines for a second generation digital terrestrial television broadcasting system(DVB−T2)
昨今、DVB−S2や上記のDVB−T2の流れを受け、さらなる次世代方式の議論が始まっている。これにあたり、FEF区間を利用したサービスも考えられる。その中で、FEF区間の先頭にあるP1シンボルで送信できる情報が7ビットと少なく、さらにFEF区間であることを表示する必要があり、情報量はかなり制約を受けるため、新たな伝送方式として、FEF区間中にもう一つのP1シンボルを送信するということが考えられる。しかしながら、FEF区間中にP1シンボルを同じ送信フォーマットで複数送信すると、以下の課題がある。ここでは簡単のため、2つのP1シンボルを送信することを考える。
P1シンボルを復調するためには、上述したように、送信側で付加された周波数シフトを元に戻した上でガード相関を得てピークを検出する。この際、2つのP1シンボルに対しガード相関が現れるので、ガード相関では、検出されたピークが別々のP1シンボルによるものなのか、同じP1シンボルの遅延波によるものなのかの区別が付きにくく、P1シンボルの復調が困難になる課題がある。DVB−T2伝送方式では、P2シンボルやデータシンボルの最大のガードインターバル長が4864サンプル(FFTサイズが32k、ガードインターバル比が19/128時)のケースもあり、ガードインターバルによって許容できる遅延波としては、P1シンボルの2098サンプルを大きく上回ることが考えられる。このため、検出されたピークが同じP1シンボルの遅延波によるものか別々のP1シンボルによるものかを見分けることは重要である。また、既存のDVB−T2受信機は、1フレームあたり1つのP1シンボルの受信を前提として復調する仕組みで作られているため、DVB−T2受信機が2つ目のP1シンボルを受信してしまうことで、復調動作に悪影響を及ぼし、DVB−T2伝送方式自体受信不能に陥ってしまう課題がある。
また、2つのP1シンボルが同じサブキャリア配置(Activeキャリアが配置されるサブキャリアが同じ)で送信され、遅延波が存在する場合、P1シンボルのActiveキャリアに電力が集中しているため、遅延波による2つのP1シンボル同士の干渉が、P1シンボルと通常のデータシンボルとの干渉に比べて大きくなる。例えば、P1シンボルと通常のデータシンボルの遅延波との干渉の場合は、データシンボルにはNullキャリアがほとんどないため、図58に示すように、P1シンボルではNullキャリアもActiveキャリアも影響を受ける。これに対して、P1シンボル同士の干渉の場合は、図59に示すように、Activeキャリアばかり干渉を受ける。P1シンボルはNullキャリアが多く存在するため、通常のデータシンボルの1サブキャリアよりもActiveキャリアの電力が大きくなっており、同じ遅延波電力でも、Activeキャリア単位での干渉の受け方は、データシンボルによる干渉よりも大きなものになる。このように、2つのP1シンボルを同じサブキャリア配置で送信すると、遅延環境下で、P1シンボルの復調誤りがおき、正しく受信ができなくなってしまうという課題がある。
そこで、本発明は、既存のDVB−T2受信機の受信に影響を与えず、複数の制御シンボル(例えば、P1シンボル)の区別を安易にし、又は、遅延環境においても安定した制御シンボルの復調を可能にする複数の制御シンボルを生成するOFDM送信装置、OFDM送信方法、集積回路、及びOFDM送信プログラム、並びに、これらによって送信された制御シンボルを含む信号を的確に受信できるOFDM受信装置、OFDM受信方法、集積回路、及びOFDM受信プログラムを提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明のOFDM送信装置は、互いに直交する複数のサブキャリアを多重し、有効シンボル区間の時間軸上の信号とガードインターバル区間の時間軸上の信号とで構成されるN(Nは2以上の整数)個の制御シンボルを生成する第1シンボル生成部と、前記制御シンボルとは別の複数のシンボルを生成する第2シンボル生成部と、前記複数のシンボルに前記N個の制御シンボルを挿入する挿入部と、を有し、各前記制御シンボルにおいて、前記ガードインターバル区間の時間軸上の信号は、前記有効シンボル区間の時間軸上の信号の少なくとも一部を他の制御シンボルと異なる周波数シフト量で周波数シフトした信号と同じである。
また、本発明のOFDM受信装置は、互いに直交する複数のサブキャリアを多重し、有効シンボル区間の時間軸上の信号とガードインターバル区間の時間軸上の信号とで構成されるN(Nは2以上の整数)個の制御シンボルを復調する第1シンボル復調部と、前記第1シンボル復調部での復調結果に基づいて前記制御シンボルとは別のシンボルを復調する第2シンボル復調部と、を有し、各前記制御シンボルにおいて、前記ガードインターバル区間の時間軸上の信号は、前記有効シンボル区間の時間軸上の信号の少なくとも一部を他の制御シンボルと異なる周波数シフト量で周波数シフトした信号と同じである。
これらによれば、N個の制御シンボルを送信する場合に、受信側において、互いに異なる制御シンボルか同じ制御シンボルの遅延波かの区別を安易にし、安定した受信が可能となる。また、FEF区間にN個の制御シンボルを送信する際には、既存のDVB−T2受信機の受信に影響を与えず、安定した受信が可能となる。
本発明の第1の実施の形態におけるOFDM送信装置1の構成を示すブロック図。 図1のP1シンボル生成部11の構成を示すブロック図。 図2の第一P1シンボル生成部100の構成を示すブロック図。 Activeキャリアのサブキャリア番号を示す図。 S1信号の値及びS2信号の値に対するMSSシグナリング変換の変換系列(シーケンス系列)を示す図。 図3のガードインターバル付加部107による第一P1シンボルのガードインターバルの付加の様子を表す模式図(時間軸)。 図2の第二P1シンボル生成部200の構成を示すブロック図。 図7のガードインターバル付加部207による第二P1シンボルのガードインターバルの付加の様子を表す模式図(時間軸)。 第一P1シンボルと第二P1シンボルを用いた伝送方式のフレームの構造を示す模式図。 本発明の第1の実施の形態におけるOFDM受信装置2の構成を示すブロック図。 図10のP1シンボル復調部26の構成を示すブロック図。 図11の第一P1シンボル復調部300の構成を示すブロック図。 図12のP1位置検出部301の構成を示すブロック図。 図11の第二P1シンボル復調部400の構成を示すブロック図。 図14のP1位置検出部401の構成を示すブロック図。 図15のP1位置検出部401における第二P1シンボルの前側部分の相関の様子を表す模式図。 図15のP1位置検出部401における第二P1シンボルの後ろ側部分の相関の様子を表す模式図。 図13の第一P1シンボル復調部300のP1位置検出部301における第二P1シンボルの前側部分の相関の様子を表す模式図。 図13の第一P1シンボル復調部300のP1位置検出部301における第二P1シンボルの後ろ側部分の相関の様子を表す模式図。 第2の実施の形態におけるOFDM送信装置のP1シンボル生成部11Aの構成を示すブロック図。 図20の第二P1シンボル生成部200Aの構成を示すブロック図。 図21のガードインターバル付加部207Aによる第二P1シンボルのガードインターバルの付加の様子を表す模式図(時間軸)。 第2の実施の形態におけるOFDM受信装置のP1シンボル復調部26Aの構成を示すブロック図。 図23の第二P1シンボル復調部400Aの構成を示すブロック図。 図24のP1位置検出部401Aの構成を示すブロック図。 図25のP1位置検出部401Aにおける第二P1シンボルの前側部分の相関の様子を表す模式図。 図25のP1位置検出部401Aにおける第二P1シンボルの後ろ側部分の相関の様子を表す模式図。 図23の第一P1シンボル復調部300のP1位置検出部301(図13)における第二P1シンボルの前側部分の相関の様子を表す模式図。 図23の第一P1シンボル復調部300のP1位置検出部301(図13)における第二P1シンボルの後ろ側部分の相関の様子を表す模式図。 第3の実施の形態におけるOFDM送信装置のP1シンボル生成部11Bの構成を示すブロック図。 図30の第二P1シンボル生成部200Bの構成を示すブロック図。 図31のガードインターバル付加部207Bによる第二P1シンボルのガードインターバルの付加の様子を表す模式図(時間軸)。 第3の実施の形態におけるOFDM受信装置のP1シンボル復調部26Bの構成を示すブロック図。 図33の第二P1シンボル復調部400Bの構成を示すブロック図。 図34のP1位置検出部401Bの構成を示すブロック図。 第4の実施の形態におけるOFDM送信装置のP1シンボル生成部11Cの構成を示すブロック図。 図36の第二P1シンボル生成部200Cの構成を示すブロック図。 キャリア配置系列a[j]とキャリア配置系列b[j]とが直交する(無相関の)場合の、第一P1シンボルと第二P1シンボルのサブキャリア配置の例を示す模式図(周波数軸)。 第一P1シンボルのNullキャリアの一部を第二P1シンボルのActiveキャリアとする場合の、第一P1シンボルのサブキャリア配置と第二P1シンボルのサブキャリア配置の例を示す模式図(周波数軸)。 第4の実施の形態におけるOFDM受信装置のP1シンボル復調部26Cの構成を示すブロック図。 図40の第二P1シンボル復調部26Cの構成を示すブロック図 遅延環境における、第一P1シンボルと第二P1シンボルの干渉の模様を表す模式図。 図9と異なるフレームの構造を示す模式図。 図9とは異なるフレームの構造を示す模式図。 他のP1シンボル復調部26Dの構成を示すブロック図。 他のP1シンボル復調部26Eの構成を示すブロック図。 図46のP1相関演算部301Eの構成を示すブロック図。 図46のP1相関演算部401Eの構成を示すブロック図。 (a)は第一P1シンボルの時間軸の送信フォーマットを表す模式図であり、(b)は第二P1シンボルの時間軸の送信フォーマットを表す模式図。 DVB−T2伝送フォーマットのフレーム構造を表す模式図。 P1シンボルの時間軸の送信フォーマットを表す模式図。 P1シンボルの周波数軸の送信フォーマットを表す模式図。 非特許文献1のP1シンボル復調部10001の構成を示すブロック図。 図53のP1位置検出部10101の構成を示すブロック図。 図54のP1位置検出部10101におけるP1シンボルの前半部分の相関の様子を表す模式図。 図54のP1位置検出部10101におけるP1シンボルの後半部分の相関の様子を表す模式図。 DVB−T2フレームとFEF区間の構造を示す模式図。 遅延環境におけるP1シンボルとデータシンボルとの干渉の模様を表す模式図。 遅延環境における一のP1シンボルと他のP1シンボルとの干渉の模様を表す模式図。
本発明の一様態である第1のOFDM送信装置は、互いに直交する複数のサブキャリアを多重し、有効シンボル区間の時間軸上の信号とガードインターバル区間の時間軸上の信号とで構成されるN(Nは2以上の整数)個の制御シンボルを生成する第1シンボル生成部と、前記制御シンボルとは別の複数のシンボルを生成する第2シンボル生成部と、前記複数のシンボルに前記N個の制御シンボルを挿入する挿入部と、を有し、各前記制御シンボルにおいて、前記ガードインターバル区間の時間軸上の信号は、前記有効シンボル区間の時間軸上の信号の少なくとも一部を他の制御シンボルと異なる周波数シフト量で周波数シフトした信号と同じである。
本発明の一態様である第1のOFDM送信方法は、互いに直交する複数のサブキャリアを多重し、有効シンボル区間の時間軸の信号とガードインターバル区間の時間軸の信号とで構成されるN(Nは2以上の整数)個の制御シンボルを生成する第1シンボル生成ステップと、前記制御シンボルとは別の複数のシンボルを生成する第2シンボル生成ステップと、前記複数のシンボルに前記N個の制御シンボルを挿入する挿入ステップと、を有し、各前記制御シンボルにおいて、前記ガードインターバル区間の時間軸上の信号は、前記有効シンボル区間の時間軸上の信号の少なくとも一部を他の制御シンボルと異なる周波数シフト量で周波数シフトした信号と同じである。
本発明の一態様である第1の集積回路は、互いに直交する複数のサブキャリアを多重し、有効シンボル区間の時間軸上の信号とガードインターバル区間の時間軸上の信号とで構成されるN(Nは2以上の整数)個の制御シンボルを生成する第1シンボル生成回路と、前記制御シンボルとは別の複数のシンボルを生成する第2シンボル生成回路と、前記複数のシンボルに前記N個の制御シンボルを挿入する挿入回路と、を有し、各前記制御シンボルにおいて、前記ガードインターバル区間の時間軸上の信号は、前記有効シンボル区間の時間軸上の信号の少なくとも一部を他の制御シンボルと異なる周波数シフト量で周波数シフトした信号と同じである。
本発明の一態様である第1のOFDM送信プログラムは、互いに直交する複数のサブキャリアを多重し、有効シンボル区間の時間軸の信号とガードインターバル区間の時間軸の信号とで構成されるN(Nは2以上の整数)個の制御シンボルを生成する第1シンボル生成ステップと、前記制御シンボルとは別の複数のシンボルを生成する第2シンボル生成ステップと、前記複数のシンボルに前記N個の制御シンボルを挿入する挿入ステップと、をOFDM送信装置に実行させるOFDM送信プログラムであり、各前記制御シンボルにおいて、前記ガードインターバル区間の時間軸上の信号は、前記有効シンボル区間の時間軸上の信号の少なくとも一部を他の制御シンボルと異なる周波数シフト量で周波数シフトした信号と同じであることを特徴とする。
これらによれば、N個の制御シンボルを送信する場合に、受信側において、互いに異なる制御シンボルか同じ制御シンボルの遅延波かの区別を安易にし、安定した受信が可能となる。また、FEF区間にN個の制御シンボルを送信する際には、既存のDVB−T2受信機の受信に影響を与えず、安定した受信が可能となる。
本発明の一態様である第2のOFDM送信装置は、第1のOFDM送信装置において、前記第1シンボル生成部は、前記N個の制御シンボルの夫々に関して、周波数軸上の信号を時間軸上の信号に逆直交変換することによって前記有効シンボル区間の時間軸上の信号を生成する逆直交変換部と、前記N個の制御シンボルの夫々に関して、前記有効シンボル区間の時間軸上の信号の少なくとも一部を他の制御シンボルと異なる周波数シフト量で周波数シフトすることによって前記ガードインターバル区間の時間軸上の信号を生成し、生成した前記ガードインターバル区間の時間軸上の信号を前記有効シンボル区間の時間軸上の信号に付加するガードインターバル付加部と、を有する。
これによれば、N個の制御シンボルの生成を簡易に行うことができる。
本発明の一態様である第3のOFDM送信装置は、第2のOFDM送信装置において、前記ガードインターバル付加部は、前記有効シンボル区間の時間軸上の信号うちの他の制御シンボルと異なる箇所、時間幅、又は、箇所及び時間幅の信号を前記周波数シフト量で周波数シフトすることによって、前記ガードインターバル区間の時間軸上の信号を生成する。
これによれば、N個の制御シンボルを送信する場合に、受信側において、互いに異なる制御シンボルか同じ制御シンボルの遅延波かの区別をより安易にし、より安定した受信が可能となる。また、FEF区間にN個の制御シンボルを送信する際には、既存のDVB−T2受信機の受信に影響を与えず、より安定した受信が可能となる。
本発明の一態様である第4のOFDM送信装置は、第2のOFDM送信装置において、前記複数のサブキャリアは複数のActiveキャリアと複数のNullキャリアとで構成されており、前記N個の制御シンボルの夫々に関する前記複数のサブキャリアの各々をActiveキャリアとNullキャリアとに区別するためのキャリア配置系列が他の制御シンボルに関するキャリア配置系列と異なっており、前記第1シンボル生成部は、前記N個の制御シンボルの夫々に関して、前記キャリア配置系列に基づいて前記複数のActiveキャリアの夫々に制御情報のデータをマッピングすることによって前記周波数軸上の信号を生成するキャリア配置部を更に有する。
これによれば、N個の制御シンボルを送信する場合に、受信側において、遅延環境下においても、遅延に伴う制御シンボル同士の干渉成分を少なくし、安定した受信が可能となる。
本発明の一様態である第5のOFDM送信装置は、第1のOFDM送信装置において、前記Nは2である。
本発明の一様態である第6のOFDM送信装置は、第5のOFDM送信装置において、一方の前記制御シンボルに関する前記周波数シフト量と、他方の制御シンボルに関する周波数シフト量とでは、絶対値が同じで符号が異なる。
これらは、Nの数の一例、2つの制御シンボルの夫々での周波数シフト量の一例を提供するものである。
本発明の一様態である第7のOFDM送信装置は、互いに直交する複数のサブキャリアを多重し、有効シンボル区間の時間軸上の信号とガードインターバル区間の時間軸上の信号とで構成されるN(Nは2以上の整数)個の制御シンボルを生成する第1シンボル生成部と、前記制御シンボルとは別の複数のシンボルを生成する第2シンボル生成部と、前記複数のシンボルに前記N個の制御シンボルを挿入する挿入部と、を有し、各前記制御シンボルにおいて、前記ガードインターバル区間の時間軸上の信号は、前記有効シンボル区間の時間軸上の信号のうちの他の制御シンボルと異なる箇所、時間幅、又は、箇所及び時間幅の信号を所定の周波数シフト量で周波数シフトした信号と同じである。
本発明の一態様である第2のOFDM送信方法は、互いに直交する複数のサブキャリアを多重し、有効シンボル区間の時間軸上の信号とガードインターバル区間の時間軸上の信号とで構成されるN(Nは2以上の整数)個の制御シンボルを生成する第1シンボル生成ステップと、前記制御シンボルとは別の複数のシンボルを生成する第2シンボル生成ステップと、前記複数のシンボルに前記N個の制御シンボルを挿入する挿入ステップと、を有し、各前記制御シンボルにおいて、前記ガードインターバル区間の時間軸上の信号は、前記有効シンボル区間の時間軸上の信号のうちの他の制御シンボルと異なる箇所、時間幅、又は、箇所及び時間幅の信号を所定の周波数シフト量で周波数シフトした信号と同じである。
本発明の一態様である第2の集積回路は、互いに直交する複数のサブキャリアを多重し、有効シンボル区間の時間軸上の信号とガードインターバル区間の時間軸上の信号とで構成されるN(Nは2以上の整数)個の制御シンボルを生成する第1シンボル生成回路と、前記制御シンボルとは別の複数のシンボルを生成する第2シンボル生成回路と、前記複数のシンボルに前記N個の制御シンボルを挿入する挿入回路と、を有し、各前記制御シンボルにおいて、前記ガードインターバル区間の時間軸上の信号は、前記有効シンボル区間の時間軸上の信号のうちの他の制御シンボルと異なる箇所、時間幅、又は、箇所及び時間幅の信号を所定の周波数シフト量で周波数シフトした信号と同じである。
本発明の一態様である第2のOFDM送信プログラムは、互いに直交する複数のサブキャリアを多重し、有効シンボル区間の時間軸上の信号とガードインターバル区間の時間軸上の信号とで構成されるN(Nは2以上の整数)個の制御シンボルを生成する第1シンボル生成ステップと、前記制御シンボルとは別の複数のシンボルを生成する第2シンボル生成ステップと、前記複数のシンボルに前記N個の制御シンボルを挿入する挿入ステップと、をOFDM送信装置に実行させるOFDM送信プログラムであり、各前記制御シンボルにおいて、前記ガードインターバル区間の時間軸上の信号は、前記有効シンボル区間の時間軸上の信号のうちの他の制御シンボルと異なる箇所、時間幅、又は、箇所及び時間幅の信号を所定の周波数シフト量で周波数シフトした信号と同じである。
これらによれば、N個の制御シンボルを送信する場合に、受信側において、互いに異なる制御シンボルか同じ制御シンボルの遅延波かの区別を安易にし、安定した受信が可能となる。また、FEF区間にN個の制御シンボルを送信する際には、既存のDVB−T2受信機の受信に影響を与えず、安定した受信が可能となる。
本発明の一態様である第8のOFDM送信装置は、第7のOFDM送信装置において、前記第1シンボル生成部は、前記N個の制御シンボルの夫々に関して、周波数軸上の信号を時間軸上の信号に逆直交変換することによって前記有効シンボル区間の時間軸上の信号を生成する逆直交変換部と、前記N個の制御シンボルの夫々に関して、前記有効シンボル区間の時間軸上の信号のうちの他の制御シンボルと異なる箇所、時間幅、又は、箇所及び時間幅の信号を所定の周波数シフト量で周波数シフトすることによって前記ガードインターバル区間の時間軸上の信号を生成し、生成した前記ガードインターバル区間の時間軸上の信号を前記有効シンボル区間の時間軸上の信号に付加するガードインターバル付加部と、を有する。
これによれば、N個の制御シンボルの生成を簡易に行うことができる。
本願発明の一様態である第9のOFDM送信装置は、互いに直交する複数のサブキャリアを多重し、有効シンボル区間の時間軸上の信号とガードインターバル区間の時間軸上の信号とで構成されるN(Nは2以上の整数)個の制御シンボルを生成する第1シンボル生成部と、前記制御シンボルとは別の複数のシンボルを生成する第2シンボル生成部と、前記複数のシンボルに前記N個の制御シンボルを挿入する挿入部と、を有し、前記複数のサブキャリアは複数のActiveキャリアと複数のNullキャリアとで構成されており、前記N個の制御シンボルの夫々に関する前記複数のサブキャリアの各々をActiveキャリアとNullキャリアとに区別するためのキャリア配置系列が他の制御シンボルに関するキャリア配置系列と異なっており、前記N個の制御シンボルの夫々では、前記キャリア配置系列に基づいて前記複数のActiveキャリアの夫々に制御情報のデータがマッピングされている。
本発明の一態様である第3のOFDM送信方法は、互いに直交する複数のサブキャリアを多重し、有効シンボル区間の時間軸上の信号とガードインターバル区間の時間軸上の信号とで構成されるN(Nは2以上の整数)個の制御シンボルを生成する第1シンボル生成ステップと、前記制御シンボルとは別の複数のシンボルを生成する第2シンボル生成ステップと、前記複数のシンボルに前記N個の制御シンボルを挿入する挿入ステップと、を有し、前記複数のサブキャリアは複数のActiveキャリアと複数のNullキャリアとで構成されており、前記N個の制御シンボルの夫々に関する前記複数のサブキャリアの各々をActiveキャリアとNullキャリアとに区別するためのキャリア配置系列が他の制御シンボルに関するキャリア配置系列と異なっており、前記N個の制御シンボルの夫々では、前記キャリア配置系列に基づいて前記複数のActiveキャリアの夫々に制御情報のデータがマッピングされている。
本発明の一態様である第3の集積回路は、互いに直交する複数のサブキャリアを多重し、有効シンボル区間の時間軸上の信号とガードインターバル区間の時間軸上の信号とで構成されるN(Nは2以上の整数)個の制御シンボルを生成する第1シンボル生成回路と、前記制御シンボルとは別の複数のシンボルを生成する第2シンボル生成回路と、前記複数のシンボルに前記N個の制御シンボルを挿入する挿入回路と、を有し、前記複数のサブキャリアは複数のActiveキャリアと複数のNullキャリアとで構成されており、前記N個の制御シンボルの夫々に関する前記複数のサブキャリアの各々をActiveキャリアとNullキャリアとに区別するためのキャリア配置系列が他の制御シンボルに関するキャリア配置系列と異なっており、前記N個の制御シンボルの夫々では、前記キャリア配置系列に基づいて前記複数のActiveキャリアの夫々に制御情報のデータがマッピングされている。
本発明の一態様である第3のOFDM送信プログラムは、互いに直交する複数のサブキャリアを多重し、有効シンボル区間の時間軸上の信号とガードインターバル区間の時間軸上の信号とで構成されるN(Nは2以上の整数)個の制御シンボルを生成する第1シンボル生成ステップと、前記制御シンボルとは別の複数のシンボルを生成する第2シンボル生成ステップと、前記複数のシンボルに前記N個の制御シンボルを挿入する挿入ステップと、をOFDM送信装置に実行させるOFDM送信プログラムであり、前記複数のサブキャリアは複数のActiveキャリアと複数のNullキャリアとで構成されており、前記N個の制御シンボルの夫々に関する前記複数のサブキャリアの各々をActiveキャリアとNullキャリアとに区別するためのキャリア配置系列が他の制御シンボルに関するキャリア配置系列と異なっており、前記N個の制御シンボルの夫々では、前記キャリア配置系列に基づいて前記複数のActiveキャリアの夫々に制御情報のデータがマッピングされている。
これらによれば、N個の制御シンボルを送信する場合に、受信側において、遅延環境下においても、遅延に伴う制御シンボル同士の干渉成分を少なくし、安定した受信が可能となる。さらにN個の制御シンボルをFEF区間を用いて送信する際には、既存のDVB−T2受信機の受信に影響を与えず、安定した受信が可能となる。
本発明の一態様である第10のOFDM送信装置は、第9のOFDM送信装置において、前記第1シンボル生成部は、前記N個の制御シンボルの夫々に関して、前記キャリア配置系列に基づいて前記複数のActiveキャリアの夫々に制御情報のデータをマッピングすることによって周波数軸上の信号を生成するキャリア配置部と、前記N個の制御シンボルの夫々に関して、前記周波数軸上の信号を時間軸上の信号に逆直交変換することによって前記有効シンボル区間の時間軸上の信号を生成する逆直交変換部と、前記N個の制御シンボルの夫々に関して、前記有効シンボル区間の時間軸上の信号の少なくとも一部を所定の周波数シフト量で周波数シフトすることによって前記ガードインターバル区間の時間軸上の信号を生成し、生成した前記ガードインターバル区間の時間軸上の信号を前記有効シンボル区間の時間軸上の信号に付加するガードインターバル付加部と、を有する。
これによれば、N個の制御シンボルの生成を簡易に行うことができる。
本発明の一様態である第11のOFDM送信装置は、第9のOFDM送信装置において、前記N個の制御シンボルの夫々に関する前記キャリア配置系列は、他の制御シンボルに関する前記キャリア配置系列と直交する系列である。
本発明の一様態である第12のOFDM送信装置は、第9のOFDM送信装置において、前記N個の制御シンボルの夫々に関する前記キャリア配置系列での複数のActiveキャリアは、他の制御シンボルに関する前記キャリア配置系列ではNullキャリアである。
これらは、N個の制御シンボルの夫々でのキャリア配置系列の一例を提供するものである。
本発明の一様態である第1のOFDM受信装置は、互いに直交する複数のサブキャリアを多重し、有効シンボル区間の時間軸上の信号とガードインターバル区間の時間軸上の信号とで構成されるN(Nは2以上の整数)個の制御シンボルを復調する第1シンボル復調部と、前記第1シンボル復調部での復調結果に基づいて前記制御シンボルとは別のシンボルを復調する第2シンボル復調部と、を有し、各前記制御シンボルにおいて、前記ガードインターバル区間の時間軸上の信号は、前記有効シンボル区間の時間軸上の信号の少なくとも一部を他の制御シンボルと異なる周波数シフト量で周波数シフトした信号と同じである。
本発明の一態様である第1のOFDM受信方法は、互いに直交する複数のサブキャリアを多重し、有効シンボル区間の時間軸上の信号とガードインターバル区間の時間軸上の信号とで構成されるN(Nは2以上の整数)個の制御シンボルを復調する第1復調ステップと、前記第1復調ステップでの復調結果に基づいて前記制御シンボルとは別のシンボルを復調する第2シンボル復調ステップと、を有し、各前記制御シンボルにおいて、前記ガードインターバル区間の時間軸上の信号は、前記有効シンボル区間の時間軸上の信号の少なくとも一部を他の制御シンボルと異なる周波数シフト量で周波数シフトした信号と同じである。
本発明の一態様である第4の集積回路は、互いに直交する複数のサブキャリアを多重し、有効シンボル区間の時間軸上の信号とガードインターバル区間の時間軸上の信号とで構成されるN(Nは2以上の整数)個の制御シンボルを復調する制御シンボル復調回路と、前記第1シンボル復調回路での復調結果に基づいて前記制御シンボルとは別のシンボルを復調する第2シンボル復調回路と、を有し、各前記制御シンボルにおいて、前記ガードインターバル区間の時間軸上の信号は、前記有効シンボル区間の時間軸上の信号の少なくとも一部を他の制御シンボルと異なる周波数シフト量で周波数シフトした信号と同じである。
本発明の一態様である第1のOFDM受信プログラムは、互いに直交する複数のサブキャリアを多重し、有効シンボル区間の時間軸上の信号とガードインターバル区間の時間軸上の信号とで構成されるN(Nは2以上の整数)個の制御シンボルを復調する第1復調ステップと、前記第1復調ステップでの復調結果に基づいて前記制御シンボルとは別のシンボルを復調する第2シンボル復調ステップと、をOFDM受信装置に実行させるOFDM受信プログラムであり、各前記制御シンボルにおいて、前記ガードインターバル区間の時間軸上の信号は、前記有効シンボル区間の時間軸上の信号の少なくとも一部を他の制御シンボルと異なる周波数シフト量で周波数シフトした信号と同じである。
これらによれば、互いに異なる制御シンボルか同じ制御シンボルの遅延波かの区別を安易にでき、安定した受信が可能となる。
本発明の一様態である第2のOFDM受信装置は、第1のOFDM受信装置において、前記第1シンボル復調部は、受信信号における前記N個の制御シンボルの中から予め決められた少なくとも一つの制御シンボルの位置を検出することによって前記N個の制御シンボルの復調を実施する。
これによれば、制御シンボルの位置を検出して制御シンボルの復調が可能になる。
本発明の一様態である第3のOFDM受信装置は、第2のOFDM受信装置において、前記第1シンボル復調部は、前記受信信号と、位置検出が行われる前記制御シンボルに送信側で施された前記周波数シフト量の周波数シフトとは逆特性の周波数シフトをこの受信信号に施した信号と、の相関を算出することによって、この制御シンボルの位置検出を行う。
これによれば、送信側で施された周波数シフトを考慮した制御シンボルの位置検出を行うことができる。
本発明の一様態である第4のOFDM受信装置は、互いに直交する複数のサブキャリアを多重し、有効シンボル区間の時間軸上の信号とガードインターバル区間の時間軸上の信号とで構成されるN(Nは2以上の整数)個の制御シンボルを復調する第1シンボル復調部と、前記第1シンボル復調部での復調結果に基づいて前記制御シンボルとは別のシンボルを復調する第2シンボル復調部と、を有し、各前記制御シンボルにおいて、前記ガードインターバル区間の時間軸上の信号は、前記有効シンボル区間の時間軸上の信号のうちの他の制御シンボルと異なる箇所、時間幅、又は、箇所及び時間幅の信号を所定の周波数シフト量で周波数シフトした信号と同じである。
本発明の一態様である第2のOFDM受信方法は、互いに直交する複数のサブキャリアを多重し、有効シンボル区間の時間軸上の信号とガードインターバル区間の時間軸上の信号とで構成されるN(Nは2以上の整数)個の制御シンボルを復調する第1復調ステップと、前記第1復調ステップでの復調結果に基づいて前記制御シンボルとは別のシンボルを復調する第2シンボル復調ステップと、を有し、各前記制御シンボルにおいて、前記ガードインターバル区間の時間軸上の信号は、前記有効シンボル区間の時間軸上の信号のうちの他の制御シンボルと異なる箇所、時間幅、又は、箇所及び時間幅の信号を所定の周波数シフト量で周波数シフトした信号と同じである。
本発明の一態様である第5の集積回路は、互いに直交する複数のサブキャリアを多重し、有効シンボル区間の時間軸上の信号とガードインターバル区間の時間軸上の信号とで構成されるN(Nは2以上の整数)個の制御シンボルを復調する制御シンボル復調回路と、前記第1シンボル復調回路での復調結果に基づいて前記制御シンボルとは別のシンボルを復調する第2シンボル復調回路と、を有し、各前記制御シンボルにおいて、前記ガードインターバル区間の時間軸上の信号は、前記有効シンボル区間の時間軸上の信号のうちの他の制御シンボルと異なる箇所、時間幅、又は、箇所及び時間幅の信号を所定の周波数シフト量で周波数シフトした信号と同じである。
本発明の一態様である第2のOFDM受信プログラムは、互いに直交する複数のサブキャリアを多重し、有効シンボル区間の時間軸上の信号とガードインターバル区間の時間軸上の信号とで構成されるN(Nは2以上の整数)個の制御シンボルを復調する第1復調ステップと、前記第1復調ステップでの復調結果に基づいて前記制御シンボルとは別のシンボルを復調する第2シンボル復調ステップと、をOFDM受信装置に実行させるOFDM受信プログラムであり、各前記制御シンボルにおいて、前記ガードインターバル区間の時間軸上の信号は、前記有効シンボル区間の時間軸上の信号のうちの他の制御シンボルと異なる箇所、時間幅、又は、箇所及び時間幅の信号を所定の周波数シフト量で周波数シフトした信号と同じである。
これらによれば、互いに異なる制御シンボルか同じ制御シンボルの遅延波かの区別を安易にでき、安定した受信が可能となる。
本発明の一様態である第5のOFDM受信装置は、第4のOFDM受信装置において、前記第1シンボル復調部は、受信信号における前記N個の制御シンボルの中から予め決められた少なくとも一つの制御シンボルの位置を検出することによって前記N個の制御シンボルの復調を実施する。
これによれば、制御シンボルの位置を検出して制御シンボルの復調が可能になる。
本発明の一様態である第6のOFDM受信装置は、第5のOFDM受信装置において、前記第1シンボル復調部は、前記受信信号と、位置検出が行われる前記制御シンボルに送信側で施された前記周波数シフト量の周波数シフトとは逆特性の周波数シフトをこの受信信号に施した信号と、の相関を、この制御シンボルにおける前記箇所、時間幅、又は、箇所及び時間幅に基づき実施することによって、この制御シンボルの位置検出を行う。
これによれば、送信側で施された周波数シフト、ガードインターバル区間の信号の生成元を考慮した制御シンボルの位置検出を行うことができる。
本発明の一様態である第7のOFDM受信装置は、互いに直交する複数のサブキャリアを多重し、有効シンボル区間の時間軸上の信号とガードインターバル区間の時間軸上の信号とで構成されるN(Nは2以上の整数)個の制御シンボルを復調する第1シンボル復調部と、前記第1シンボル復調部での復調結果に基づいて前記制御シンボルとは別のシンボルを復調する第2シンボル復調部と、を有し、前記複数のサブキャリアは複数のActiveキャリアと複数のNullキャリアとで構成されており、前記N個の制御シンボルの夫々に関する前記複数のサブキャリアの各々をActiveキャリアとNullキャリアとに区別するためのキャリア配置系列が他の制御シンボルに関するキャリア配置系列と異なっており、前記N個の制御シンボルの夫々では、前記キャリア配置系列に基づいて前記複数のActiveキャリアの夫々に制御情報のデータがマッピングされている。
本発明の一態様である第3のOFDM受信方法は、互いに直交する複数のサブキャリアを多重し、有効シンボル区間の時間軸上の信号とガードインターバル区間の時間軸上の信号とで構成されるN(Nは2以上の整数)個の制御シンボルを復調する第1復調ステップと、前記第1復調ステップでの復調結果に基づいて前記制御シンボルとは別のシンボルを復調する第2シンボル復調ステップと、を有し、前記複数のサブキャリアは複数のActiveキャリアと複数のNullキャリアとで構成されており、前記N個の制御シンボルの夫々に関する前記複数のサブキャリアの各々をActiveキャリアとNullキャリアとに区別するためのキャリア配置系列が他の制御シンボルに関するキャリア配置系列と異なっており、前記N個の制御シンボルの夫々では、前記キャリア配置系列に基づいて前記複数のActiveキャリアの夫々に制御情報のデータがマッピングされている。
本発明の一態様である第6の集積回路は、互いに直交する複数のサブキャリアを多重し、有効シンボル区間の時間軸上の信号とガードインターバル区間の時間軸上の信号とで構成されるN(Nは2以上の整数)個の制御シンボルを復調する制御シンボル復調回路と、前記第1シンボル復調回路での復調結果に基づいて前記制御シンボルとは別のシンボルを復調する第2シンボル復調回路と、を有し、前記複数のサブキャリアは複数のActiveキャリアと複数のNullキャリアとで構成されており、前記N個の制御シンボルの夫々に関する前記複数のサブキャリアの各々をActiveキャリアとNullキャリアとに区別するためのキャリア配置系列が他の制御シンボルに関するキャリア配置系列と異なっており、前記N個の制御シンボルの夫々では、前記キャリア配置系列に基づいて前記複数のActiveキャリアの夫々に制御情報のデータがマッピングされている。
本発明の一態様である第3のOFDM受信プログラムは、互いに直交する複数のサブキャリアを多重し、有効シンボル区間の時間軸上の信号とガードインターバル区間の時間軸上の信号とで構成されるN(Nは2以上の整数)個の制御シンボルを復調する第1復調ステップと、前記第1復調ステップでの復調結果に基づいて前記制御シンボルとは別のシンボルを復調する第2シンボル復調ステップと、をOFDM受信装置に実行させるOFDM受信プログラムであり、前記複数のサブキャリアは複数のActiveキャリアと複数のNullキャリアとで構成されており、前記N個の制御シンボルの夫々に関する前記複数のサブキャリアの各々をActiveキャリアとNullキャリアとに区別するためのキャリア配置系列が他の制御シンボルに関するキャリア配置系列と異なっており、前記N個の制御シンボルの夫々では、前記キャリア配置系列に基づいて前記複数のActiveキャリアの夫々に制御情報のデータがマッピングされている。
これらによれば、互いに異なる制御シンボルか同じ制御シンボルの遅延波かの区別を安易にでき、安定した受信が可能となる。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
≪第1の実施の形態≫
以下、本発明の第1の実施の形態のOFDM送信装置1及びOFDM受信装置2について図面を参照して説明する。第1及び後述する第2から第4の実施の形態では、一例として第二世代欧州地上デジタル放送規格であるDVB−T2伝送方式およびFEF区間のP1シンボルを例に挙げて説明を行う。
<OFDM送信装置>
図1は、第1の実施の形態におけるOFDM送信装置1の構成を示すブロック図であり、OFDM送信装置1は、P1シンボル生成部11と、データシンボル生成部12と、P1シンボル挿入部13とを備える。P1シンボル生成部11は、図面を参照して後述するように、2つのP1シンボルを生成してP1シンボル挿入部13へ出力する。データシンボル生成部12は、入力データ(例えば、P1シンボルで送信するデータ以外のデータ)に対して、符号化、変調、パイロット挿入、ガードインターバル付加、等の処理を実施することによってP1シンボルとは別の複数のデータシンボルを生成してP1シンボル挿入部13へ出力する。P1シンボル挿入部13は、データシンボル生成部12で生成されたデータシンボルの間にP1シンボル生成部11で生成されたP1シンボルを挿入して出力する。P1シンボル挿入部13の出力信号は、OFDM送信装置1の不図示の処理部によって、デジタル信号からアナログ信号への変換、送信周波数帯へのアップコンバートなどの処理が施された後、送信される。なお、OFDM送信装置1は、P1シンボル生成部11に特徴があり、その他の部分は必要に応じて適宜変更或いは削除し、他の構成を適宜追加可能である(他の本発明に関連するOFDM送信装置においても同様)。例えば、データシンボル生成部12を、P1シンボルとは別のシンボルを生成するシンボル生成部に置き換えてもよく、別のシンボルの一部がデータシンボルであっても良い。
[P1シンボル生成部]
図2は、図1のP1シンボル生成部11の構成を示すブロック図であり、P1シンボル生成部11は、第一P1シンボル生成部100と第二P1シンボル生成部200とを備える。
第一P1シンボル生成部100は、図面を参照して後述するように、P1シンボル(以下、「第一P1シンボル」と称す。)を生成して図1のP1シンボル挿入部13へ出力する。第二P1シンボル生成部200は、図面を参照して後述するように、P1シンボル(以下、「第二P1シンボル」と称す。)を生成して図1のP1シンボル挿入部13へ出力する。
[第一P1シンボル生成部]
図3は図2の第一P1シンボル生成部100の構成を示すブロック図である。ここでは、第一P1シンボルは、DVB−T2伝送方式及びFEF区間で用いられているP1シンボルとするが、これに限られない。
第一P1シンボル生成部100は、キャリア配置系列生成部101と、MSSシグナリング変換部102と、DBPSK変換部103と、データスクランブル部104と、キャリア配置部105と、IFFT部106と、ガードインターバル付加部107とを備える。なお、MSSとは、「Modulation Signaling Sequence」の略である。
キャリア配置系列生成部101は、図4で示すサブキャリア番号jにおいてa[j]=1とし(Activeキャリアであることを示す)、それ以外ではa[j]=0とする(Nullキャリアであることを示す)、キャリア配置系列a[j]を生成し、或いは、ストアしておき、キャリア配置系列a[j]をキャリア配置部105へ出力する。
MSSシグナリング変換部102には、送信パラメータ情報を表すS1信号の値及びS2信号の値が入力される。MSSシグナリング変換部102は、入力されたS1信号の値及びS2信号の値を図5に示す系列にMSSシグナリング変換して、変換の結果得られた系列をDBPSK変換部103へ出力する。但し、図5中の「値」がMSSシグナリング変換部102に入力される値、「シーケンス系列(16進数表示)」が変換後の系列(MSSシグナリング変換部102から出力される系列)を表す。
DBPSK変換部103は、MSSシグナリング変換部102から入力された系列に対してDBPSK(Differential Binary Phase Shift Keying)を実施し、DBPSKの結果得られた系列をデータスクランブル部104へ出力する。
データスクランブル部104は、疑似ランダムバイナリシーケンス(Pseudorandom Binary Sequence:PRBS)を用いて、DBPSK変換部103から入力された系列をスクランブルし、スクランブルの結果得られた系列をキャリア配置部105へ出力する。
キャリア配置部105は、キャリア配置系列生成部101から入力されたキャリア配置系列の値が「1」であるサブキャリア番号のサブキャリア(Activeキャリア)に、データスクランブル部104から入力された系列のデータをマッピングしていき、マッピング結果をIFFT部106へ出力する。
キャリア配置部105によってActiveキャリアにデータがマッピングされた後、IFFT部106はキャリア配置部105の出力信号(周波数軸上の信号)を逆フーリエ変換(IFFT:Inverse Fast Fourier Transform)することによって有効シンボル区間の時間軸上の信号に変換し、有効シンボル区間の時間軸上の信号をガードインターバル付加部107へ出力する。
ガードインターバル付加部107は、IFFT部106の出力信号(有効シンボル区間の時間軸上の信号)を利用して、有効シンボル区間の時間軸上の信号に対して、前側ガードインターバル区間の時間軸上の信号を付加し、後ろ側ガードインターバル区間の時間軸上の信号を付加し、これによって第一P1シンボルを生成して図1のP1シンボル挿入部13へ出力する。
図6に、ガードインターバル付加部107による第一P1シンボルのガードインターバルの付加の様子を表す模式図を示す(時間軸)。図6に示すように、ガードインターバル付加部107は、有効シンボル区間(Ta=112μs)内の前側部分(Tc=59μs)の時間軸上の信号を周波数シフト量+fSH(第一P1シンボルの1サブキャリア間隔分)周波数シフトさせて前側ガードインターバル区間の時間軸上の信号を生成し、生成した前側ガードインターバル区間の時間軸上の信号を有効シンボル区間の時間軸上の信号の前に付加する。また、ガードインターバル付加部107は、有効シンボル区間内の後ろ側部分(Tb=53μs)の時間軸上の信号を周波数シフト量+fSH周波数シフトさせて後ろ側ガードインターバル区間の時間軸上の信号を生成し、生成した後ろ側ガードインターバル区間の時間軸上の信号を有効シンボル区間の時間軸上の信号の後ろに付加する。このようにして、第一P1シンボルが生成される。これを数式で示すと下記の(数2)のようになる。
Figure 0005543639
但し、第一P1シンボルをp11st(t)で表し、その有効シンボルをp11stA(t)で表し、周波数シフト量を+fSHとし、IFFT後の1サンプル時間をTとしている。tは、時間であり、第一P1シンボルの開始時間を0としている。なお、DVB−T2伝送方式において、帯域幅8MHzの場合、T=7/64μsとなり、有効シンボル長は、1024T=112μsとなる。
[第二P1シンボル生成部]
図7は図2の第二P1シンボル生成部200の構成を示すブロック図である。
第二P1シンボル生成部200は、キャリア配置系列生成部201と、MSSシグナリング変換部202と、DBPSK変換部203と、データスクランブル部204と、キャリア配置部205と、IFFT部206と、ガードインターバル付加部207とを備える。
キャリア配置系列生成部201は、図4で示すサブキャリア番号jにおいてa[j]=1とし(Activeキャリアであることを示す)、それ以外ではa[j]=0とする(Nullキャリアであることを示す)、キャリア配置系列a[j]を生成し、或いは、ストアしておき、キャリア配置系列a[j]をキャリア配置部205へ出力する。ここでは、キャリア配置系列生成部201は、第一P1シンボル生成部100のキャリア配置系列生成部101と同じキャリア配置系列を出力するとしている。
MSSシグナリング変換部202には、送信パラメータ情報を表すS1信号の値及びS2信号の値が入力される。MSSシグナリング変換部202は、入力されたS1信号の値及びS2信号の値を図5に示す系列にMSSシグナリング変換して、変換の結果得られた系列をDBPSK変換部203へ出力する。但し、図5中の「値」がMSSシグナリング変換部202に入力される値、「シーケンス系列(16進数表示)」が変換後の系列(MSSシグナリング変換部202から出力される系列)を表す。なお、第一P1シンボル生成部100に入力される送信パラメータ情報と第二P1シンボル生成部200に入力される送信パラメータ情報とは異なるものとする(情報量の増加)が、同じものであってもよい(複数回送信することによる情報の信頼度の向上)。
DBPSK変換部203は、MSSシグナリング変換部202から入力された系列に対してDBPSKを実施し、DBPSKの結果得られた系列をデータスクランブル部204へ出力する。
データスクランブル部204は、PRBSを用いて、DBPSK変換部203から入力された系列をスクランブルし、スクランブルの結果得られた系列をキャリア配置部205へ出力する。
キャリア配置部205は、キャリア配置系列生成部201から入力されたキャリア配置系列の値が「1」であるサブキャリア番号のサブキャリア(Activeキャリア)に、データスクランブル部204から入力された系列のデータをマッピングしていき、マッピング結果をIFFT部206へ出力する。
なお、キャリア配置系列201からキャリア配置部205までの構成は、第一P1シンボル生成部100と同様の構成を例として説明を実施したが、これに限定されない。つまり、MSSシグナリング変換を用いず、そのまま情報を変調してもよいし、変調はDBPSKでなくてもよい。さらには、キャリア配置系列を用いず、ISDB−T伝送方式やDVB−T伝送方式のように中央の有効サブキャリア全てを用いる構成としてもよい。
キャリア配置部205によってActiveキャリアにデータがマッピングされた後、IFFT部206はキャリア配置部205の出力信号(周波数軸上の信号)をIFFTすることによって有効シンボル区間の時間軸上の信号に変換し、有効シンボル区間の時間軸上の信号をガードインターバル付加部207へ出力する。
ガードインターバル付加部207は、IFFT部206の出力信号(有効シンボル区間の時間軸上の信号)を利用して、有効シンボル区間の時間軸上の信号に対して、前側ガードインターバル区間の時間軸上の信号を付加し、後ろ側ガードインターバル区間の時間軸上の信号を付加し、これによって第二P1シンボルを生成して図1のP1シンボル挿入部13へ出力する。
図8に、ガードインターバル付加部207による第二P1シンボルのガードインターバルの付加の様子を表す模式図を示す(時間軸)。図8に示すように、ガードインターバル付加部207は、有効シンボル区間(Ta=112μs)内の前側部分(Tc=59μs)の時間軸上の信号を周波数シフト量−fSH周波数シフトさせて前側ガードインターバル区間の時間軸上の信号を生成し、生成した前側ガードインターバル区間の時間軸上の信号を有効シンボル区間の時間軸上の信号の前に付加する。また、ガードインターバル付加部207は、有効シンボル区間内の後ろ側部分(Tb=53μs)の時間軸上の信号を周波数シフト量−fSH周波数シフトさせて後ろ側ガードインターバル区間の時間軸上の信号を生成し、生成した後ろ側ガードインターバル区間の時間軸上の信号を有効シンボル区間の時間軸上の信号の後ろに付加する。このようにして、第二P1シンボルが生成される。これを数式で示すと下記の(数3)のようになる。
Figure 0005543639
但し、第二P1シンボルをp12nd (t’)で表し、有効シンボルをp12ndA(t’)で表し、周波数シフト量を−fSHとし、IFFT後の1サンプル時間をTとしている。t’は、時間であり、第二P1シンボルの開始時間を0としている。なお、DVB−T2伝送方式において、帯域幅8MHzの場合、T=7/64μsとなり、有効シンボル長は、1024T=112μsとなる。
上述した通り、第一P1シンボルでは、前側ガードインターバル区間の時間軸上の信号及び後ろ側ガードインターバル区間の時間軸上の信号は、有効シンボル区間の該当部分の時間軸上の信号を周波数シフト量+fSH(≠0)周波数シフトしたものである(図6参照)。これに対して、第二P1シンボルでは、前側ガードインターバル区間の時間軸上の信号及び後ろ側ガードインターバル区間の時間軸上の信号は、有効シンボル区間の該当部分の時間軸上の信号を周波数シフト量−fSH(fSHと絶対値が同じで、符号が異なる)周波数シフトしたものである(図8参照)。このように、第一P1シンボルと第二P1シンボルとでは、ガードインターバル区間の時間軸上の信号の生成時に有効シンボル区間の該当部分の時間軸上の信号を周波数シフトする周波数シフト量が互いに異なっている。なお、第一P1シンボル及び第二P1シンボルの前側ガードインターバル区間の時間軸上の信号の生成に使用される有効シンボル区間の時間軸上の信号の箇所及び時間幅(長さ)は互いに同じであり、第一P1シンボル及び第二P1シンボルの後ろ側ガードインターバル区間の時間軸上の信号の生成に使用される有効シンボル区間の時間軸上の信号の箇所及び時間幅(長さ)は互いに同じである(図6、図8参照)。
上述したようにして生成された第一P1シンボルと第二P1シンボルとは、図1のP1シンボル挿入部13によってデータシンボル生成部11によって生成されたデータシンボル群に挿入される。フレームの構成として、図9に示すように、フレームの先頭に第一P1シンボル(図9では、「1stP1シンボル」と図示)を配置し、その直後に第二P1シンボル(図9では、「2ndP1シンボル」と図示)を配置し、第二P1シンボルに続いてデータシンボルを配置したフレーム構成とする。これにより、第一P1シンボルに付加された送信パラメータ情報及び第二P1シンボルに付加された送信パラメータ情報を基にメインシンボル(例えばデータシンボル)の復調が可能となる。
<OFDM受信装置>
図10は、第1の実施の形態におけるOFDM受信装置2の構成を示すブロック図であり、OFDM受信装置2は、アンテナ21と、チューナ22と、復調部23とを備える。
アンテナ21は、図1のOFDM送信装置1から発せられた送信波を受信し、受信した送信波(受信波)をチューナ22へ出力する。チューナ22は、アンテナ21から入力された複数の受信波の中から所望の受信波を選択し、選択した受信波をRF(Radio Frequency)帯からIF(Intermediate Frequency)帯に変換し、IF帯となった受信波を復調部23へ出力する。
復調部23は、A/D変換部24と、直交変換部25と、P1シンボル復調部26と、データシンボル復調部27とを備える。A/D変換部24はIF帯となった受信波をアナログ信号からデジタル信号に変換して出力し、直交復調部25はA/D変換部24の出力信号を複素ベースバンド信号に直交復調して出力する。P1シンボル復調部26は、図面を参照して後述するように、直交復調部25の出力信号に含まれるP1シンボル(第一P1シンボル、第二P1シンボル)を復調する。データシンボル復調部27は、P1シンボル復調部26によるP1シンボルの復調の結果に基づいて、つまり、P1シンボルの復調により得られた送信パラメータ情報に基づいて、直交復調部25の出力信号に含まれる複数のデータシンボルを復調する。なお、OFDM受信装置2は、P1シンボル復調部26に特徴があり、その他の部分は必要に応じて適宜変更或いは削除し、他の構成を適宜追加可能である(他の本発明に関連するOFDM受信装置においても同様)。例えば、データシンボル復調部27を、P1シンボルとは別のシンボルを復調するシンボル復調部に置き換えてもよく、別のシンボルの一部がデータシンボルであっても良い。
[P1シンボル復調部]
図11は、図10のP1シンボル復調部26の構成を示すブロック図であり、P1シンボル復調部26は、第一P1シンボル復調部300と第二P1シンボル復調部400とを備える。
第一P1シンボル復調部300は、図面を参照して後述するように、第一P1シンボルの復調を実施し、第二P1シンボル復調部400は、図面を参照して後述するように、第二P1シンボルの復調を実施する。
[第一P1シンボル復調部]
図12は図11の第一P1シンボル復調部300の構成を示すブロック図であり、第一P1シンボル復調部300は、P1位置検出部301とFFT部302とP1デコード部303とを備える。
P1位置検出部301は、時間軸上の信号である、P1位置検出部301の入力信号(つまり、第一P1シンボル復調部300の入力信号)での第一P1シンボルの位置を検出し、検出結果に基づく第一P1シンボルの位置情報をFFT部302へ出力するものであり、その構成を図13に示す。
P1位置検出部301は、乗算器311と、遅延器312と、複素共役演算器313と、乗算器314と、区間積分演算器315と、遅延器316と、複素共役演算器317と、乗算器318と、区間積分演算器319と、遅延器320と、乗算器321と、ピーク検出器322とを備える。
P1位置検出部301の入力信号は乗算器311に入力される。乗算器311は、送信側で第一P1シンボルの前側ガードインターバル区間及び後ろ側ガードインターバル区間の時間軸上の信号に施された周波数シフト量+fSHの周波数シフトとは逆特性の周波数シフト(周波数シフト量−fSHの周波数シフト)をP1位置検出部301の入力信号に施すために、P1位置検出部301の入力信号に対してexp(−j2πfSHt)を乗算し、乗算結果を遅延器312と乗算器318とへ出力する。遅延器312は、乗算器311の出力信号を第一P1シンボルの前側ガードインターバル長に相当する長さTc(=59μs)だけ遅延させて複素共役演算器313へ出力する。複素共役演算器313は、遅延器312の出力信号の複素共役の信号を求め、求めた複素共役の信号を乗算器314へ出力する。乗算器314は、P1位置検出部301の入力信号と複素共役演算器313の出力信号とを乗算することによって相関を算出し、算出した相関値を区間積分演算器315へ出力する。区間積分演算器315は、第一P1シンボルの前側ガードインターバル長Tcを区間積分幅として乗算器314の出力信号に対して区間積分を実施し、区間積分結果を遅延器320へ出力する。なお、これらの信号の流れは図55(a)〜(c)に示したものと同じである。
また、P1位置検出部301の入力信号は遅延器316に入力され、遅延器316はP1位置検出部301の入力信号を第一P1シンボルの後ろ側ガードインターバル長に相当する長さTb(=53μs)だけ遅延させて複素共役演算器317へ出力する。複素共役演算器317は、遅延器316の出力信号の複素共役の信号を求め、求めた複素共役の信号を乗算器318へ出力する。なお、乗算器318には、乗算器311からP1位置検出部301の入力信号に対してexp(−j2πfSHt)を乗算した乗算結果が入力されている。乗算器318は、乗算器311の出力信号(P1位置検出部301の入力信号を周波数シフト量−fSH周波数シフトした信号)と複素共役演算器317の出力信号とを乗算することによって相関を算出し、算出した相関値を区間積分演算器319へ出力する。区間積分演算器319は、第一P1シンボルの後ろ側ガードインターバル長Tbを区間積分幅として乗算器318の出力信号に対して区間積分を実施し、区間積分結果を乗算器321へ出力する。なお、これらの信号の流れは図56(a)〜(c)に示したものと同じである。
区間積分演算器315の出力信号は遅延器320に入力され、遅延器320は区間積分演算器315の出力信号に対して区間積分演算器319の出力信号との遅延調整を施して乗算器321へ出力する。なお、遅延器320による遅延量は2×Tbである。乗算器321は、区間積分演算器319の出力信号と遅延器320の出力信号との乗算を実施し、乗算結果をピーク検出器322へ出力する。このように、前側ガードインターバル区間に関する相関値の区間積分結果のピークと後ろ側ガードインターバル区間に関する相関値の区間積分結果のピークとを合わせることで、さらにピークを顕著なものにできる。ピーク検出器322は、乗算器321の出力信号のピーク位置を検出することによってP1位置検出部301の入力信号(つまり、第一P1シンボル復調部300の入力信号)での第一P1シンボルの位置を検出し、検出結果に基づく第一P1シンボルの位置情報を図12のFFT部302へ出力する。なお、遅延波が存在すると、遅延波の箇所にもその遅延波のレベルに対応した相関のピークが出現することになる。
図12のFFT部302は、第一P1シンボルの位置情報に基づいて、第一P1シンボル復調部300の入力信号(時間軸上の信号)に対してFFTを実施して周波数軸上の信号へ変換し、周波数軸上の信号をP1デコード部303へ出力する。P1デコード部303は、図4で示すサブキャリア番号jにおいてa[j]=1とし(Activeキャリアであることを示す)、それ以外ではa[j]=0とする(Nullキャリアであることを示す)、キャリア配置系列a[j]を生成し、或いは、ストアしておき、キャリア配置系列a[j]を基に周波数軸上の信号中のActiveキャリアを用いて第一P1シンボルのデコード処理を実施し、第一P1シンボルに付加されたS1信号の値及びS2信号の値を求め、S1信号の値及びS2信号の値を基に送信パラメータ情報(例えば、FFTサイズやMISO/SISO等の情報)を取り出す。
[第二P1シンボル復調部]
図14は図11の第二P1シンボル復調部400の構成を示すブロック図であり、第二P1シンボル復調部400は、P1位置検出部401とFFT部402とP1デコード部403とを備える。
P1位置検出部401は、時間軸上の信号である、P1位置検出部401の入力信号(つまり、第二P1シンボル復調部400の入力信号)での第二P1シンボルの位置を検出し、検出結果に基づく第二P1シンボルの位置情報をFFT部402へ出力するものであり、その構成を図15に示す。
P1位置検出部401は、乗算器411と、遅延器412と、複素共役演算器413と、乗算器414と、区間積分演算器415と、遅延器416と、複素共役演算器417と、乗算器418と、区間積分演算器419と、遅延器420と、乗算器421と、ピーク検出器422とを備える。
P1位置検出部401の入力信号は乗算器411に入力される。乗算器411は、送信側で第二P1シンボルの前側ガードインターバル区間及び後ろ側ガードインターバル区間の時間軸上の信号に施された周波数シフト量−fSHの周波数シフトとは逆特性の周波数シフト(周波数シフト量+fSHの周波数シフト)をP1位置検出部401の入力信号に施すために、P1位置検出部401の入力信号に対してexp(+j2πfSHt)を乗算し、乗算結果を遅延器412と乗算器418とへ出力する。遅延器412は、乗算器411の出力信号を第二P1シンボルの前側ガードインターバル長に相当する長さTc(=59μs)だけ遅延させて複素共役演算器413へ出力する。複素共役演算器413は、遅延器412の出力信号の複素共役の信号を求め、求めた複素共役の信号を乗算器414へ出力する。乗算器414は、P1位置検出部401の入力信号と複素共役演算器413の出力信号とを乗算することによって相関を算出し、算出した相関値を区間積分演算器415へ出力する。区間積分演算器415は、第二P1シンボルの前側ガードインターバル長Tcを区間積分幅として乗算器414の出力信号に対して区間積分を実施し、区間積分結果を遅延器420へ出力する。これらの信号の流れを表した模式図を図16(a)〜(c)に示す。図16(a)に示すように、P1位置検出部401の入力信号を周波数シフト量+fSH周波数シフトさせた上で前側ガードインターバル長Tc遅延させた信号(図16(a)の下側の信号)の前側ガードインターバル区間の信号は、P1位置検出部401の入力信号(図16(a)の上側の信号)の有効シンボル区間内の前側部分の信号と同じ信号になり、その部分に図16(b)に示すように相関が現れる。なお、それ以外の部分では、両者の信号は同じにならないため、相関が現れない。図16(b)に示される相関値を前側ガードインターバル長Tcの区間積分幅で区間積分することにより、図16(c)に示すようにピークが生じる。
また、P1位置検出部401の入力信号は遅延器416に入力され、遅延器416はP1位置検出部401の入力信号を第二P1シンボルの後ろ側ガードインターバル長に相当する長さTb(=53μs)だけ遅延させて複素共役演算器417へ出力する。複素共役演算器417は、遅延器416の出力信号の複素共役の信号を求め、求めた複素共役の信号を乗算器418へ出力する。なお、乗算器418には、乗算器411からP1位置検出部401の入力信号に対してexp(+j2πfSHt)を乗算した乗算結果が入力されている。乗算器418は、乗算器411の出力信号(P1位置検出部401の入力信号を周波数シフト量+fSH周波数シフトした信号)と複素共役演算器417の出力信号とを乗算することによって相関を算出し、算出した相関値を区間積分演算器419へ出力する。区間積分演算器419は、第二P1シンボルの後ろ側ガードインターバル長Tbを区間積分幅として乗算器418の出力信号の区間積分を実施し、区間積分結果を乗算器421へ出力する。これらの信号の流れを表した模式図を図17(a)〜(c)に示す。図17(a)に示すように、P1位置検出部401の入力信号を周波数シフト量+fSH周波数シフトさせた信号(図17(a)の上側の信号)の後ろ側ガードインターバル区間の信号は、P1位置検出部401の入力信号を後ろ側ガードインターバル長Tb遅延させた信号(図17(a)の下側の信号)の有効シンボル区間内の後ろ側部分の信号と同じ信号になるため、その部分に図17(b)に示すように相関が現れる。なお、それ以外の部分では、両者の信号は同じにならないため、相関が現れない。図17(b)に示される相関値を後ろ側ガードインターバル長Tbの区間積分幅で区間積分することによって、図17(c)に示すようにピークが生じる。
区間積分演算器415の出力信号は遅延器420に入力され、遅延器420は区間積分演算器415の出力信号に対して区間積分演算器419の出力信号との遅延調整を施して乗算器421へ出力する。なお、遅延器420による遅延量は2×Tbである。乗算器421は、区間積分演算器419の出力信号と遅延器420の出力信号との乗算を実施し、乗算結果をピーク検出器422へ出力する。このように、前側ガードインターバル区間に関する相関値の区間積分結果のピークと後ろ側ガードインターバル区間に関する相関値の区間積分結果のピークとを合わせることで、さらにピークを顕著なものにできる。ピーク検出器422は、乗算器421の出力信号のピーク位置を検出することによってP1位置検出部401の入力信号(つまり、第二P1シンボル復調部400の入力信号)での第二P1シンボルの位置を検出し、検出結果に基づく第二P1シンボルの位置情報を図14のFFT部402へ出力する。なお、遅延波が存在すると、遅延波の箇所にもその遅延波のレベルに対応した相関のピークが出現することになる。
図14のFFT部402は、第二P1シンボルの位置情報に基づいて、第二P1シンボル復調部400の入力信号(時間軸上の信号)に対してFFTを実施して周波数軸上の信号へ変換し、周波数軸上の信号をP1デコード部403へ出力する。P1デコード部403は、図4で示すサブキャリア番号jにおいてa[j]=1とし(Activeキャリアであることを示す)、それ以外ではa[j]=0とする(Nullキャリアであることを示す)、キャリア配置系列a[j]を生成し、或いは、ストアしておき、キャリア配置系列a[j]を基に周波数軸上の信号中のActiveキャリアを用いて第二P1シンボルのデコード処理を実施し、第二P1シンボルに付加されたS1信号の値及びS2信号の値を求め、S1信号の値及びS2信号の値を基に送信パラメータ情報を取り出す。
上述した通り、第一P1シンボル復調部300内のP1位置検出部301は第一P1シンボルを検出するために、入力信号に周波数シフト量−fSHの周波数シフトを施して相関演算を行う。第二P1シンボル復調部400内のP1位置検出部401は第二P1シンボルを検出するために、入力信号に周波数シフト量+fSHの周波数シフトを施して相関演算を行う。
[第一P1シンボル復調部のP1位置検出部における第二P1シンボルに対する動作]
図18(a)〜(c)は、第一P1シンボル復調部300のP1位置検出部301における第二P1シンボルの前側部分の相関の様子を示す模式図である。
送信された第二P1シンボルでは、前側ガードインターバル区間の信号及び後ろ側ガードインターバル区間の信号は、有効シンボル区間内の該当部分の信号を周波数シフト量−fSH周波数シフトしたものである(図8参照)。このため、第一P1シンボル復調部300のP1位置検出部301において、入力信号に対して周波数シフト量−fSH周波数シフトさせた上で前側ガードインターバル長Tc遅延させた信号(図18(a)の下側の信号)では、前側ガードインターバル区間の信号及び後ろ側ガードインターバル区間の信号は周波数シフト量−2fSH周波数シフトした状態となり、有効シンボル区間の信号は周波数シフト量−fSH周波数シフトした状態となる。このため、図18(a)の下側の信号の前側ガードインターバル区間の信号はP1位置検出部301の入力信号(図18(a)の上側の信号)の有効シンボル区間内の前側部分の信号と同じ信号にならず、図18(b)に示すように相関が現れない。なお、図18(a)の下側の信号での有効シンボル区間内の後ろ側部分の信号は、図18(a)の上側の信号での後ろ側ガードインターバル区間の信号と同じ信号になるが、両者が乗算器314に入力されるタイミングがあっていないため、図18(b)に示すように相関が現れない。このため、図18(b)に示される相関値を前側ガードインターバル長Tbの区間積分幅で区間積分しても、図18(c)に示すように顕著なピークは発生しない。
図19(a)〜(c)は、第一P1シンボル復調部300のP1位置検出部301における第二P1シンボルの後ろ側部分の相関の様子を示す模式図である。
送信された第二P1シンボルでは、前側ガードインターバル区間の信号及び後ろ側ガードインターバル区間の信号は有効シンボル区間内の該当部分の信号を周波数数シフト量−fSH周波数シフトしたものである(図8参照)。このため、第一P1シンボル復調部300のP1位置検出部301において、入力信号に対して周波数シフト量−fSH周波数シフトさせた信号(図19(a)の上側の信号)では、前側ガードインターバル区間の信号及び後ろ側ガードインターバル区間の信号は周波数シフト量−2fSH周波数シフトした状態となり、有効シンボル区間の信号は周波数シフト量−fSH周波数シフトした状態となる。このため、図19(a)の上側の信号の後ろ側ガードインターバル区間の信号はP1位置検出部301の入力信号を後ろ側ガードインターバル長Tb遅延させた信号(図19(a)の下側の信号)の有効シンボル区間内の後ろ側部分の信号と同じ信号にならず、図19(b)に示すように相関が現れない。なお、図19(a)の上側の信号での有効シンボル区間内の前側部分の信号は図19(a)の下側の信号の前側ガードインターバル区間の信号と同じ信号になるが、両者が乗算器318に入力されるタイミングがあっていないため、図19(b)に示すように相関が現れない。このため、図19(b)に示される相関値を後ろ側ガードインターバル長Tbの区間積分幅で区間積分しても、図19(c)に示すように顕著なピークは発生しない。
以上のように、第一P1シンボル復調部300において、第二P1シンボルに対するピークは発生せず、第一P1シンボルのみ検出することが可能となる。同様に、第二P1シンボル復調部400において、第一P1シンボルに対するピークは発生せず、第二P1シンボルのみ検出することが可能となる。
<効果>
上述した第1の実施の形態によれば、送信側では、前側ガードインターバル区間の信号及び後ろ側ガードインターバル区間の信号の生成において、第一P1シンボルでは有効シンボル区間の該当部分の信号を周波数シフト量+fSH周波数シフトさせ(図6参照)、第二P1シンボルでは周波数シフト量−fSH(第一P1シンボルにおける周波数シフト量+fSHと絶対値が同じで、符号が異なる周波数シフト量)周波数シフトさせている(図8参照)。これによって、受信側では、複数のピークが検出される場合に、そのピークが別シンボルによるものか遅延波によるものかを容易に見分けがつき、安定した受信が可能となる。また、FEF区間を用いて2つのP1シンボル(第一P1シンボル、第二P1シンボル)を送信する場合、第一P1シンボルがFEF区間の先頭シンボルとなり、第一P1シンボル復調用の復調部のみを有するDVB−T2受信機は、第二P1シンボルの影響を受けることは無く、既存のDVB−T2受信機との親和性を保つことができる。
≪第2の実施の形態≫
以下、本発明の第2の実施の形態のOFDM送信装置およびOFDM受信装置について図面を参照して説明する。なお、本実施の形態において、第1の実施の形態の構成要素と実質的に同じ構成要素には同じ符号を付し、その説明が適用できるため本実施の形態ではその説明を省略し、或いは、簡単な記載に留める。
<OFDM送信装置>
本実施の形態のOFDM送信装置は、第1の実施の形態のP1シンボル生成部11と異なるP1シンボル生成部11Aを備え、以下、P1シンボル生成部11Aについて説明する。
[P1シンボル生成部]
図20は、第2の実施の形態におけるOFDM送信装置のP1シンボル生成部11Aの構成を示すブロック図であり、P1シンボル生成部11Aは、第1の実施の形態で説明した処理を実施して第一P1シンボルを生成する第一P1シンボル生成部100と第二P1シンボル生成部200Aとを備える。第二P1シンボル生成部200Aは、第二P1シンボルを生成して出力するものであり、第1の実施の形態の第二P1シンボル生成部200と第二P1シンボルのガードインターバルの付加の仕方が異なる。以下、第二P1シンボル生成部200Aについて説明する。
[第二P1シンボル生成部]
図21は図20の第二P1シンボル生成部200Aの構成を示すブロック図である。第二P1シンボル生成部200Aは、第二P1シンボル生成部200のガードインターバル付加部207をガードインターバル付加部207Aに置き換えた構成をしている。
ガードインターバル付加部207Aは、IFFT部206の出力信号(有効シンボル区間の時間軸上の信号)を利用して、有効シンボル区間の時間軸の信号に対して、前側ガードインターバル区間の時間軸上の信号を付加し、後ろ側ガードインターバル区間の時間軸上の信号を付加し、これによって、第二P1シンボルを生成する。
図22に、ガードインターバル付加部207Aによる第二P1シンボルのガードインターバルの付加の様子を表す模式図を示す(時間軸)。図22に示すように、ガードインターバル付加部207Aは、有効シンボル区間(Ta=112μs)内の前側部分(Tb=53μs)の時間軸上の信号を周波数シフト量+fSH周波数シフトさせて前側ガードインターバル区間の時間軸上の信号を生成し、生成した前側ガードインターバル区間の時間軸上の信号を有効シンボル区間の時間軸上の信号の前に付加する。また、ガードインターバル付加部207Aは、有効シンボル区間内の後ろ側部分(Tc=59μs)の時間軸上の信号を周波数シフト量fSH周波数シフトさせて後ろ側ガードインターバル区間の時間軸上の信号を生成し、生成した後ろ側ガードインターバル区間の時間軸上の信号を有効シンボル区間の時間軸上の信号の後ろに付加する。これを数式で示すと下記の(数4)のようになる。
Figure 0005543639
但し、第二P1シンボルをp12nd(t’)で表し、有効シンボルをp12ndA(t’)で表し、周波数シフトシフト量をfSHとし、IFFT後の1サンプル時間をTとしている。t’は、時間であり、第二P1シンボルの開始時間を0としている。なお、DVB−T2伝送方式において、帯域幅8MHzの場合、T=7/64μsとなり、有効シンボル長は1024T=112μsとなる。なお、図6及び図22に示すように、第二P1シンボルの前後のガードインターバルの長さを第一P1シンボルのそれらと入れ替えたフォーマット(前ガードインターバルがTb、後ガードインターバルがTc)とするが、これに限られない。
上述した通り、第一P1シンボル及び第二P1シンボルでは、双方ともに、前側ガードインターバル区間の時間軸上の信号及び後ろ側ガードインターバル区間の時間軸上の信号は、有効シンボル区間の該当部分の時間軸上の信号を周波数シフト量+fSH(≠0)周波数シフトしたものであり、周波数シフト量は同じである(図6、図22参照)。また、第一P1シンボル及び第二P1シンボルでは、双方ともに、前側ガードインターバル区間の時間軸上の信号の生成には、有効シンボル区間の時間軸上の信号のうちの前側の部分を利用し、後ろ側ガードインターバル区間の時間軸上の信号の生成には、有効シンボル区間の時間軸上の信号のうちの後ろ側の部分を利用している(図6、図22参照)。
しかしながら、第一P1シンボルの前側ガードインターバル区間の時間軸上の信号の生成に利用される有効シンボル区間の該当部分の長さはTc(=59μs)であり(図6参照)、第二P1シンボルの前側ガードインターバル区間の時間軸上の信号の生成に利用される有効シンボル区間の該当部分の長さはTb(=53μs)であり(図22参照)、利用する有効シンボル区間の該当部分の長さが互いに異なっている。また、第一P1シンボルの後ろ側ガードインターバル区間の時間軸上の信号の生成に利用される有効シンボル区間の該当部分の長さはTb(=53μs)であり(図6参照)、第二P1シンボルの後ろ側ガードインターバル区間の時間軸上の信号の生成に利用される有効シンボル区間の該当部分の長さはTc(=59μs)であり(図22参照)、利用する有効シンボル区間の該当部分の長さが互いに異なっている。
<OFDM受信装置>
本実施の形態のOFDM受信装置は、第1の実施の形態のP1シンボル復調部26と異なるP1シンボル復調部26Aを備え、以下、P1シンボル復調部26Aについて説明する。
[P1シンボル復調部]
図23は、第2の実施の形態におけるOFDM受信装置のP1シンボル復調部26Aの構成を示すブロック図であり、P1シンボル復調部26Aは、第1の実施の形態で説明した処理を実施して第一P1シンボルを復調する第一P1シンボル復調部300と第二P1シンボル復調部400Aとを備える。第二P1シンボル復調部400Aは第二P1シンボルを復調するものであり、第1の実施の形態の第二P1シンボル復調部400と構成が異なる。以下、第二P1シンボル復調部400Aについて説明する。
[第二P1シンボル復調部]
図24は図23の第二P1シンボル復調部400Aの構成を示すブロック図であり、第二P1シンボル復調部400Aは、P1位置検出部401AとFFT部402とP1デコード部403とを備える。
P1位置検出部401Aは、時間軸上の信号である、P1位置検出部401Aの入力信号(つまり、第二P1シンボル復調部400Aの入力信号)での第二P1シンボルの位置を検出し、検出結果に基づく第二P1シンボルの位置情報をFFT部402へ出力するものであり、その構成を図25に示す。
P1位置検出部401Aは、乗算器451と、遅延器452と、複素共役演算器453と、乗算器454と、区間積分演算器455と、遅延器456と、複素共役演算器457と、乗算器458と、区間積分演算器459と、遅延器460と、乗算器461と、ピーク検出器462とを備える。
P1位置検出部401Aの入力信号は乗算器451に入力される。乗算器451は、送信側で第二P1シンボルの前側ガードインターバル区間及び後ろ側ガードインターバル区間の時間軸上の信号に施された周波数シフト量+fSHの周波数シフトとは逆特性の周波数シフト(周波数シフト量−fSHの周波数シフト)をP1位置検出部401Aの入力信号に施すために、P1位置検出部401Aの入力信号に対してexp(−j2πfSHt)を乗算し、乗算結果を遅延器452と乗算器458とへ出力する。なお、乗算器451は、入力信号に対して、第1の実施の形態の第二P1シンボル復調部400の乗算器411(図15参照)と異なり、第一P1シンボル復調部300の乗算器311(図13参照)と同じ周波数シフトを施している。遅延器452は、乗算器451の出力信号を第二P1シンボルの前側ガードインターバル長に相当する長さTb(=53μs)だけ遅延させて複素共役演算器453へ出力する。なお、遅延器452での遅延量Tb(=53μs)は、第一P1シンボル復調部300のP1位置検出部301の遅延器312での遅延量Tc(=59μs)、及び、第1の実施の形態の第二P1シンボル復調部400のP1位置検出部401の遅延器412での遅延量Tc(=59μs)と異なっている。複素共役演算器453は、遅延器452の出力信号の複素共役の信号を求め、求めた複素共役の信号を乗算器454へ出力する。乗算器454は、P1位置検出部401Aの入力信号と複素共役演算器453の出力信号とを乗算することによって相関を算出し、算出した相関値を区間積分演算器455へ出力する。区間積分演算器455は、第二P1シンボルの前側ガードインターバル長Tbを区間積分幅として乗算器454の出力信号に対して区間積分を実施し、区間積分結果を遅延器460へ出力する。これらの信号の流れを表した模式図を図26(a)〜(c)に示す。図26(a)に示すように、P1位置検出部401Aの入力信号を周波数シフト量−fSH周波数シフトさせた上で前側ガードインターバル長Tb遅延させた信号(図26(a)の下側の信号)の前側ガードインターバル区間の信号は、P1位置検出部401Aの入力信号(図26(a)の上側の信号)の有効シンボル区間内の前側部分の信号と同じ信号になり、その部分に図26(b)に示すように相関が現れる。なお、それ以外の部分では、両者の信号は同じにならないため、相関が現れない。図26(b)に示される相関値を前側ガードインターバル長Tbの区間積分幅で区間積分することにより、図26(c)に示すようにピークが生じる。
また、P1位置検出部401Aの入力信号は遅延器456に入力され、遅延器456はP1位置検出部401Aの入力信号を第二P1シンボルの後ろ側ガードインターバル長Tc(=59μs)だけ遅延させて複素共役演算器457へ出力する。なお、遅延器456での遅延量Tc(=59μs)は、第一P1シンボル復調部300のP1位置検出部301の遅延器316での遅延量Tb(=53μs)、及び、第1の実施の形態の第二P1シンボル復調部400のP1位置検出部401の遅延器426での遅延量Tb(=53μs)と異なっている。複素共役演算器457は、遅延器456の出力信号の複素共役の信号を求め、求めた複素共役の信号を乗算器458へ出力する。なお、乗算器458には、乗算器451からP1位置検出部401Aの入力信号に対してexp(−j2πfSHt)を乗算した乗算結果が入力されている。乗算器458は、乗算器451の出力信号(P1位置検出部401Aの入力信号を周波数シフト量−fSH周波数シフトした信号)と複素共役演算器457の出力信号とを乗算することによって相関を算出し、算出した相関値を区間積分演算器459へ出力する。区間積分演算器459は、第二P1シンボルの後ろ側ガードインターバル長Tcを区間積分幅として乗算器458の出力信号の区間積分を実施し、区間積分結果を乗算器461へ出力する。これらの信号の流れを表した模式図を図27(a)〜(c)に示す。図27(a)に示すように、P1位置検出部401Aの入力信号を周波数シフト量−fSH周波数シフトさせた信号(図27(a)の上側の信号)の後ろ側ガードインターバル区間の信号は、P1位置検出部401Aの入力信号を後ろ側ガードインターバル長Tc遅延させた信号(図27(a)の下側の信号)の有効シンボル区間内の後ろ側部分の信号と同じ信号になるため、その部分に図27(b)に示すように相関が現れる。なお、それ以外の部分では、両者の信号は同じにならないため、相関が現れない。図27(b)に示される相関値を後ろ側ガードインターバル長Tcの区間積分幅で区間積分することによって、図27(c)に示すようにピークが生じる。
区間積分演算器455の出力信号は遅延器460に入力され、遅延器460は区間積分演算器455の出力信号に対して区間積分演算器459の出力信号との遅延調整を施して乗算器461へ出力する。なお、遅延器460による遅延量は2×Tcである。乗算器461は、区間積分演算器459の出力信号と遅延器460の出力信号との乗算を実施し、乗算結果をピーク検出器462へ出力する。このように、前側ガードインターバル区間に関する相関値の区間積分結果のピークと後ろ側ガードインターバル区間に関する相関値の区間積分結果のピークとを合わせることで、さらにピークを顕著なものにできる。ピーク検出器462は乗算器461の出力信号のピーク位置を検出することによってP1位置検出部401Aの入力信号(つまり、P1シンボル復調部401Aの入力信号)での第二P1シンボルの位置を検出し、検出結果に基づく第二P1シンボルの位置情報を図24のFFT部402へ出力する。なお、遅延波が存在すると、遅延波の箇所にもその遅延波のレベルに対応した相関のピークが出現することになる。
[第一P1シンボル復調部のP1位置検出部における第二P1シンボルに対する動作]
図28(a)〜(c)は、第一P1シンボル復調部300のP1位置検出部301(図13参照)における第二P1シンボルの前側部分の相関の様子を示す模式図である。
送信された第二P1シンボルでは、前側ガードインターバル区間の信号及び後ろ側ガードインターバル区間の信号は、有効シンボル区間の該当部分の信号を周波数シフト量+fSH周波数シフトしたものであり、前側ガードインターバル長はTb(=53μs)、後ろ側ガードインターバル長はTc(=59μs)である(図22参照)。このため、第一P1シンボル復調部300のP1位置検出部301において、入力信号に対して周波数シフト量−fSH周波数シフトさせた上で第一P1シンボルの前側ガードインターバル長Tc(=59μs)遅延させた信号(図28(a)の下側の信号)の前側ガードインターバル区間の信号は、P1位置検出部301の入力信号(図28(a)の上側の信号)の有効シンボル区間内の前側部分の信号と周波数シフト量は同じ0になっているが、乗算器314に入力されるタイミングがあっていないため、図28(b)に示すように相関が大きくならない。一方で、図28(a)の下側の信号の有効シンボル区間内の後ろ側部分の信号は、図28(a)の上側の信号の後ろ側ガードインターバル区間の信号と、乗算器314に入力されるタイミングは合うが、周波数シフト量が異なっているため、図28(b)に示すように相関は現れない。このため、図28(b)に示される相関値を第一P1シンボルの前側ガードインターバル長Tcの区間積分幅で区間積分しても図28(c)に示すように顕著なピークは存在しない。
図29(a)〜(c)は、第一P1シンボル復調部300のP1位置検出部301における第二P1シンボルの後ろ側部分の相関の様子を示す模式図である。
送信された第二P1シンボルでは、前側ガードインターバル区間の信号及び後ろ側ガードインターバル区間の信号は有効シンボル区間の該当部分の信号を周波数シフト量+fSH周波数シフトしたものであり、前側ガードインターバル長はTb(=53μs)、後ろ側ガードインターバル長はTc(=59μs)である(図22参照)。このため、第一P1シンボル復調部300のP1位置検出部301において、入力信号に対して周波数シフト量−fSH周波数シフトさせた信号(図29(a)の上側の信号)の後ろ側ガードインターバル区間の信号は、P1位置検出部301の入力信号を第一P1シンボルの後ろ側ガードインターバル長Tb(=53μs)遅延させた信号(図29(a)の下側の信号)の有効シンボル区間内の後ろ側部分の信号と周波数シフト量は同じ0になっているが、乗算器318に入力されるタイミングがあっていないため、図29(b)に示すように相関が大きくならない。一方で、図29(a)の上側の信号の有効シンボル区間内の前側部分の信号は、図29(a)の下側の信号の前側ガードインターバル区間の信号と、乗算器318に入力されるタイミングは合うが、周波数シフト量が異なっている。このため、図29(b)に示すように相関は現れない。このため、図29(b)に示される相関値を第一P1シンボルの後ろ側ガードインターバル長Tbの区間積分幅で区間積分しても図29(c)に示すように顕著なピークは存在しない。
以上のように、第一P1シンボル復調部300において、第二P1シンボルに対するピークは発生せず、第一P1シンボルのみ検出することが可能となる。同様に、第二P1シンボル復調部400Aにおいて、第一P1シンボルに対するピークは発生せず、第二P1シンボルのみ検出することが可能となる。
<効果>
上述した第2の実施の形態によれば、送信側では、前側ガードインターバル区間の信号及び後ろ側ガードインターバル区間の信号の生成において、第一P1シンボルでは前側ガードインターバル長をTc、後ろ側ガードインターバル長をTbとする(図6参照)。一方、第二P1シンボルでは前側ガードインターバル長をTb、後ろ側ガードインターバル長をTcとしている(図22参照)。このように、第一P1シンボルと第二P1シンボルとで互いに異なる長さのガードインターバルを利用して第一P1シンボル及び第二P1シンボルを構成することで、受信側では、第一P1シンボルと第二P1シンボルとが遅延波かどうか容易に見分けがつき、安定した受信が可能となる。また、FEF区間を用いて2つのP1シンボル(第一P1シンボル、第二P1シンボル)を送信する場合、第一P1シンボルがFEF区間の先頭シンボルとなり、第一P1シンボル復調用の復調部のみを有するDVB−T2受信機は、第二P1シンボルの影響を受けることは無く、既存のDVB−T2受信機との親和性を保つことができる。
≪第3の実施の形態≫
以下、本発明の第3の実施の形態のOFDM送信装置およびOFDM受信装置について、図面を参照して説明する。なお、本実施の形態において、第1及び第2の実施の形態の構成要素と実質的に同じ構成要素には同じ符号を付し、その説明が適用できるため本実施の形態ではその説明を省略し、或いは、簡単な記載に留める。
<OFDM送信装置>
本実施の形態のOFDM送信装置は、第1の実施の形態のP1シンボル生成部11と異なるP1シンボル生成部11Bを備え、以下、P1シンボル生成部11Bについて説明する。
[P1シンボル生成部]
図30は、第3の実施の形態におけるOFDM送信装置のP1シンボル生成部11Bの構成を示すブロック図であり、P1シンボル生成部11Bは、第1の実施の形態で説明した処理を実施して第一P1シンボルを生成する第一P1シンボル生成部100と第二P1シンボル生成部200Bとを備える。第二P1シンボル生成部200Bは、第二P1シンボルを生成して出力するものであり、第1及び第2の実施の形態の第二P1シンボル生成部200,200Aと第二P1シンボルのガードインターバルの付加の仕方が異なる。以下、第二P1シンボル復調部200Bについて説明する。
[第二P1シンボル生成部]
図31は図30の第二P1シンボル生成部200Bの構成を示すブロック図である。第二P1シンボル生成部200Bは、第二P1シンボル生成部200のガードインターバル付加部207をガードインターバル付加部207Bに置き換えた構成をしている。
ガードインターバル付加部207Bは、IFFT部206の出力信号(有効シンボル区間の時間軸上の信号)を利用して、有効シンボル区間の時間軸の信号に対して、前側ガードインターバル区間の時間軸上の信号を付加し、後ろ側ガードインターバル区間の時間軸上の信号を付加し、これによって、第二P1シンボルを生成する。
図32に、ガードインターバル付加部207Bによる第二P1シンボルのガードインターバルの付加の様子を表す模式図を示す(時間軸)。図32に示すように、ガードインターバル付加部207Bは、有効シンボル区間(Ta=112μs)内の前側部分(Tb=53μs)の時間軸上の信号を周波数シフト量−fSH周波数シフトさせて前側ガードインターバル区間の時間軸上の信号を生成し、生成した前側ガードインターバル区間の時間軸上の信号を有効シンボル区間の時間軸上の信号の前に付加する。また、図32に示すように、ガードインターバル付加部207Bは、有効シンボル区間(Ta=112μs)内の後ろ側部分(Tc=59μs)の時間軸上の信号を周波数シフト量−fSH周波数シフトさせて後ろ側ガードインターバル区間の時間軸上の信号を生成し、生成した後ろ側ガードインターバル区間の時間軸上の信号を有効シンボル区間の時間軸上の信号の後ろに付加する。
上述した通り、第一P1シンボル及び第二P1シンボルでは、双方ともに、前側ガードインターバル区間の時間軸上の信号の生成には、有効シンボル区間の時間軸上の信号のうちの前側の部分を利用し、後ろ側ガードインターバル区間の時間軸上の信号の生成には、有効シンボル区間の時間軸上の信号のうちの後ろ側の部分を利用している(図6、図32参照)。
しかしながら、第一P1シンボルでは、前側ガードインターバル区間の時間軸上の信号及び後ろ側ガードインターバル区間の時間軸上の信号は、有効シンボル区間の該当部分の時間軸上の信号を周波数シフト量+fSH(≠0)周波数シフトしたものである(図6参照)。これに対して、第二P1シンボルでは、前側ガードインターバル区間の時間軸上の信号及び後ろ側ガードインターバル区間の時間軸上の信号は、有効シンボル区間の該当部分の時間軸上の信号を周波数シフト量−fSH(fSHと絶対値が同じで、符号が異なる)周波数シフトしたものである(図32参照)。このように、第一P1シンボルと第二P1シンボルとでは、ガードインターバル区間の時間軸上の信号の生成時に有効シンボル区間の該当部分の時間軸上の信号を周波数シフトする周波数シフト量が互いに異なっている。
また、第一P1シンボルの前側ガードインターバル区間の時間軸上の信号の生成に利用される有効シンボル区間の該当部分の長さはTc(=59μs)であり(図6参照)、第二P1シンボルの前側ガードインターバル区間の時間軸上の信号の生成に利用される有効シンボル区間の該当部分の長さはTb(=53μs)であり(図32参照)、利用する有効シンボル区間の該当部分の長さが互いに異なっている。また、第一P1シンボルの後ろ側ガードインターバル区間の時間軸上の信号の生成に利用される有効シンボル区間の該当部分の長さはTb(=53μs)であり(図6参照)、第二P1シンボルの後ろ側ガードインターバル区間の時間軸上の信号の生成に利用される有効シンボル区間の該当部分の長さはTc(=59μs)であり(図32参照)、利用する有効シンボル区間の該当部分の長さが互いに異なっている。
<OFDM受信装置>
本実施の形態のOFDM受信装置は、第1の実施の形態のP1シンボル復調部26と異なるP1シンボル復調部26Bを備え、以下、P1シンボル復調部26Bについて説明する。
[P1シンボル復調部]
図33は、第3の実施の形態におけるOFDM受信装置のP1シンボル復調部26Bの構成を示すブロック図であり、P1シンボル復調部26Bは、第1の実施の形態で説明した処理を実施して第一P1シンボルを復調する第一P1シンボル復調部300と第二P1シンボル復調部400Bとを備える。第二P1シンボル復調部400Bは第二P1シンボルを復調するものであり、第1及び第2の実施の形態の第二P1シンボル復調部400,400Aと構成が異なる。以下、第二P1シンボル復調部400Bについて説明する。
[第二P1シンボル復調部]
図34は図33の第二P1シンボル復調部400Bの構成を示すブロック図であり、第二P1シンボル復調部400Bは、P1位置検出部401BとFFT部402とP1デコード部403とを備える。
P1位置検出部401Bは、時間軸上の信号である、P1位置検出部401Bの入力信号(つまり、第二P1シンボル復調部400Bの入力信号)での第二P1シンボルの位置を検出し、検出結果に基づく第二P1シンボルの位置情報をFFT部402へ出力するものであり、その構成を図35に示す。
P1位置検出部401Bは、乗算器501と、遅延器502と、複素共役演算器503と、乗算器504と、区間積分演算器505と、遅延器506と、複素共役演算器507と、乗算器508と、区間積分演算器509と、遅延器510と、乗算器511と、ピーク検出器512とを備える。
P1位置検出部401Bの入力信号は乗算器501に入力される。乗算器501は、送信側で第二P1シンボルの前側ガードインターバル区間及び後ろ側ガードインターバル区間の時間軸上の信号に施された周波数シフト量−fSHの周波数シフトとは逆特性の周波数シフト(周波数シフト量+fSHの周波数シフト)をP1位置検出部401Bの入力信号に施すために、P1位置検出部401Bの入力信号に対してexp(+j2πfSHt)を乗算し、乗算結果を遅延器502と乗算器508とへ出力する。なお、乗算器501は、入力信号に対して、第一P1シンボル復調部300の乗算器311(図13参照)と異なる周波数シフトを施している。遅延器502は、乗算器501の出力信号を第二P1シンボルの前側ガードインターバル長に相当する長さTb(=53μs)だけ遅延させて複素共役演算器503へ出力する。なお、遅延器502での遅延量Tb(=53μs)は、第一P1シンボル復調部300のP1位置検出部301の遅延器312での遅延量Tc(=59μs)と異なる。複素共役演算器503は、遅延器502の出力信号の複素共役の信号を求め、求めた複素共役の信号を乗算器504へ出力する。乗算器504は、P1位置検出部401Bの入力信号と複素共役演算器503の出力信号とを乗算することによって相関を算出し、算出した相関値を区間積分演算器505へ出力する。区間積分演算器505は、第二P1シンボルの前側ガードインターバル長Tbを区間積分幅として乗算器504の出力信号に対して区間積分を実施し、区間積分結果を遅延器510へ出力する。
また、P1位置検出部401Bの入力信号は遅延器506に入力され、遅延器506はP1位置検出部401Bの入力信号を第二P1シンボルの後ろ側ガードインターバル長Tc(=59μs)だけ遅延させて複素共役演算器507へ出力する。なお、遅延器506での遅延量Tc(=59μs)は、第一P1シンボル復調部300のP1位置検出部301の遅延器316での遅延量Tb(=53μs)と異なっている。複素共役演算器507は、遅延器506の出力信号の複素共役の信号を求め、求めた複素共役の信号を乗算器508へ出力する。なお、乗算器508には、乗算器501からP1位置検出部401Bの入力信号に対してexp(+j2πfSHt)を乗算した乗算結果が入力されている。乗算器508は、乗算器501の出力信号(P1位置検出部401Bの入力信号を周波数シフト量+fSH周波数シフトした信号)と複素共役演算器507の出力信号とを乗算することによって相関を算出し、算出した相関値を区間積分演算器509へ出力する。区間積分演算器509は、第二P1シンボルの後ろ側ガードインターバル長Tcを区間積分幅として乗算器508の出力信号の区間積分を実施し、区間積分結果を乗算器511へ出力する。
区間積分演算器505の出力信号は遅延器510に入力され、遅延器510は区間積分演算器505の出力信号に対して区間積分演算器509の出力信号との遅延調整を施して乗算器511へ出力する。なお、遅延器510による遅延量は2×Tcである。乗算器511は、区間積分演算器519の出力信号と遅延器510の出力信号との乗算を実施し、乗算結果をピーク検出器512へ出力する。このように、前側ガードインターバル区間に関する相関値の区間積部結果のピークと後ろ側ガードインターバル区間に関する相関値の区間積分結果のピークとを合わせることで、さらにピークを顕著なものにできる。ピーク検出器512は乗算器511の出力信号のピーク位置を検出することによってP1位置検出部401Bの入力信号(つまり、P1シンボル復調部401Bの入力信号)での第二P1シンボルの位置を検出し、検出結果に基づく第二P1シンボルの位置情報を図34のFFT部402へ出力する。なお、遅延波が存在すると、遅延波の箇所にもその遅延波のレベルに対応した相関のピークが出現することになる。
<効果>
上述した第3の実施の形態によれば、第1の実施の形態及び第2の実施の形態と同様の効果が得られる。なお、この場合には、例えば、第一P1シンボル復調部300のP1位置検出部301において、第二P1シンボルに対する処理時に、乗算器311から区間積分演算器315までの相関演算及び区間積分演算において誤って後ろ側ガードインターバルでピークが生じ、乗算器311、遅延器316から区間積分演算器319までの相関演算及び区間積分演算において誤って前側ガードインターバルでピークが生じるが、乗算器321の乗算処理によってピークが無くなるので、第二P1シンボルの位置を誤って第一P1シンボルの位置と検出してしまうことはない。同様に、第二P1シンボル復調部400bのP1位置検出部401bにおいて、第一P1シンボルの位置を誤って第二P1シンボルの位置と検出してしまうことはない。
ここで、第3の実施の形態において、第一P1シンボルの前側ガードインターバル長をTc1及びその後ろ側ガードインターバル長をTb1、第二P1シンボルの前側ガードインターバル長をTc2及びその後ろ側ガードインターバル長をTb2とし、Tc1、Tb1、Tc2、Tb2の夫々を異なる値となるように変形してもよい。この場合には、第一P1シンボル復調部300のP1位置検出部301における第二P1シンボルに対する処理時にピークが発生することがなく、第二P1シンボル復調部400bのP1位置検出部401bにおける第一P1シンボルに対する処理時にピークが発生することがなくなる。
≪第4の実施の形態≫
以下、本発明の第4の実施の形態のOFDM送信装置およびOFDM受信装置について、図面を参照して説明する。なお、本実施の形態において、第1から第3の実施の形態の構成要素と実質的に同じ構成要素には同じ符号を付し、その説明が適用できるため本実施の形態ではその説明を省略し、或いは、簡単な記載に留める。
<OFDM送信装置>
本実施の形態のOFDM送信装置は、第1の実施の形態のP1シンボル生成部11と異なるP1シンボル生成部11Cを備え、以下、P1シンボル生成部11Cについて説明する。
[P1シンボル生成部]
図36は、第4の実施の形態におけるOFDM送信装置のP1シンボル生成部11Cの構成を示すブロック図であり、P1シンボル生成部11Cは、第1の実施の形態で説明した処理を実施して第一P1シンボルを生成する第一P1シンボル生成部100と第二P1シンボル生成部200Cとを備える。第二P1シンボル生成部200Cは、第二P1シンボルを生成して出力するものであり、第1から第3の実施の形態の第二P1シンボル生成部200,200A,200Bが用いるサブキャリア配置(Activeキャリア及びNullキャリアの配置)と異なるサブキャリア配置を用いる。以下、第二P1シンボル生成部200Cについて説明する。
[第二P1シンボル生成部]
図37は、図36の第二P1シンボル生成部200Cの構成を示すブロック図である。第二P1シンボル生成部200Cは、第二P1シンボル生成部200のキャリア配置系列生成部201をキャリア配置系列生成部201Cに置き換えた構成をしている。
キャリア配置系列生成部201Cは、第一P1シンボル生成部100のキャリア配置系列生成部101がキャリア配置部105へ出力するキャリア配置系列a[j]と異なるキャリア配置系列b[j]を生成し、或いは、キャリア配置系列b[j]をストアしておき、キャリア配置系列b[j]をキャリア配置部205へ出力する。但し、Activeキャリアのサブキャリア番号jにおいてb[j]=1、Nullキャリアのサブキャリア番号jにおいてb[j]=0とする。なお、キャリア配置部205は、キャリア配置系列a[j]の代わりにキャリア配置系列b[j]を用いてActiveキャリアへのデータのマッピングを行う。
ここでは、キャリア配置系列a[j]とキャリア配置系列b[j]とが直交する(無相関になる)ように、キャリア配置系列a[j]とキャリア配置系列b[j]とを設定する。この一例を図38に示す。但し、図38(a)は、第一P1シンボルのサブキャリア配置(キャリア配置系列a[j]で示されるサブキャリア配置)を示す模式図(周波数軸)である。また、図38(b)は、第二P1シンボルのサブキャリア配置(キャリア配置系列b[j]で示されるサブキャリア配置)を示す模式図(周波数軸)である。
なお、第一P1シンボル用のキャリア配置系列a[j]と第二P1シンボル用のキャリア配置系列b[j]とが互いに直交する代わりに、次のようなものであってもよい。第一P1シンボルのキャリア配置系列a[j]における0を示す複数の箇所の一部が、第二P1シンボルのキャリア配置系列b[j]で1を示すように、キャリア配置系列a[j]とキャリア配置系列b[j]とを設定してもよい。つまり、第一P1シンボルの複数のNullキャリアの一部(第二P1シンボルの複数のActiveキャリア分)を、第二P1シンボルの複数のActiveキャリアとしてもよい。この一例を図39に示す。但し、図39(a)は、第一P1シンボルのサブキャリア配置(キャリア配置系列a[j]で示されるサブキャリア配置)を示す模式図(周波数軸)である。また、図39(b)は、第二P1シンボルのサブキャリア配置(キャリア配置系列b[j]で示されるサブキャリア配置)を示す模式図(周波数軸)である。
<OFDM受信装置>
本実施の形態のOFDM受信装置は、第1の実施の形態のP1シンボル復調部26と異なるP1シンボル復調部26Cを備え、以下、P1シンボル復調部26Cについて説明する。
[P1シンボル復調部]
図40は、第4の実施の形態におけるOFDM受信装置のP1復調部26Cの構成を示すブロック図であり、P1シンボル復調部26Cは、第1の実施の形態で説明した処理を実施して第一P1シンボルを復調する第一P1シンボル復調部300と第二P1シンボル復調部400Cとを備える。第二P1シンボル復調部400Cは第二P1シンボルを復調するものであり、第1から第3の実施の形態の第二P1シンボル復調部400,400A,400Bと構成が異なる。以下、第二P1シンボル復調部400Cについて説明する。
[第二P1シンボル復調部]
図41は図40の第二P1シンボル復調部400Cの構成を示すブロック図である。第二P1シンボル復調部400Cは、第1の実施の形態の第二P1シンボル復調部400のP1デコード部403をP1デコード部403Cに置き換えた構成をしている。
P1デコード部403Cは、キャリア配置系列b[j]を生成し、或いは、ストアしておき、キャリア配置系列b[j]を基に周波数軸上の信号中のActiveキャリアを用いて第二P1シンボルのデコード処理を実施し、第二P1シンボルに付加されたS1信号の値及びS2信号の値を求め、S1信号の値及びS2信号の値を基に送信パラメータ情報を取り出す。
<効果>
上述したOFDM送信装置およびOFDM受信装置では、第一P1シンボルでのActiveキャリアの配置箇所と第二P1シンボルでのActiveキャリアの配置箇所とを変えているため(第一P1シンボルのActiveキャリアの一部(全部でない)と第二P1シンボルのActiveキャリアの一部(全部でない)とが同じサブキャリアに配置される場合もある)、図42に示すように、遅延環境における互いの干渉成分を少なくすることができる。第一P1シンボルと第二P1シンボルとのキャリア配置系列を直交にすれば、遅延波によるP1シンボルの干渉の影響を受けるキャリアはほぼ半数とすることができ、第一P1シンボルのNullキャリア部分のみを第二P1シンボルのActiveキャリアにするという配置にすれば、影響を受けるキャリアはほとんどないということになり、遅延環境においても安定した受信を可能とすることができる。また、FEF区間を用いて送信する場合、第一P1シンボルがFEF区間の先頭シンボルとなり、第二P1シンボルのキャリア配置が第一P1シンボルと異なるため、DVB−T2受信機が第一P1シンボルと識別が付き易くなり、第二P1シンボルによって受信不可になることを抑制することができる。
≪変形≫
本発明は上記の実施の形態で説明した内容に限定されず、本発明の目的とそれに関連又は付随する目的を達成するためのいかなる形態においても実施可能であり、例えば、以下であってもよい。
(1)第1の実施の形態では、前側ガードインターバル区間及び後ろ側ガードインターバル区間の信号の生成において、第一P1シンボルでは周波数シフト量を+fSHとし(図6参照)、第二P1シンボルでは周波数シフト量を−fSHとした(図8参照)が、これに限られない。例えば、前側ガードインターバル区間及び後ろ側ガードインターバル区間の信号の生成において、第一P1シンボルでは周波数シフト量を+fSHとし、第二P1シンボルでは周波数シフト量を+2fSHとしてもよく、第一P1シンボルでの周波数シフト量と第二P1シンボルでの周波数シフト量とが異なっていればよい。但し、これには、一方の周波数シフト量が「0」、他方の周波数シフト量が「0」と異なる値の場合も含み、周波数シフト量が「0」の場合も周波数シフトの一つとして取り扱う。なお、第二P1シンボルでの周波数シフト量が+2fSHの場合、第二P1シンボル復調部400では、周波数シフト量−2fSHの周波数シフトを実施して(乗算器411が入力信号に対してexp(−2πfSHt)を乗算して)相関を取る構成とする。
(2)第1の実施の形態では、第一P1シンボルの前側ガードインターバル区間の周波数シフト量とその後ろ側ガードインターバル区間の周波数シフト量とを同じにし(+fSH)、第二P1シンボルの前側ガードインターバル区間の周波数シフト量とその後ろ側ガードインターバル区間の周波数シフト量とを同じにした(−fSH)が、これに限られない。第一P1シンボルの前側ガードインターバル区間の周波数シフト量とその後ろ側ガードインターバル区間の周波数シフト量とが異なっていてもよいし、第二P1シンボルの前側ガードインターバル区間の周波数シフト量とその後ろ側ガードインターバル区間の周波数シフト量とが異なっていてもよい。この場合、前側ガードインターバル区間の信号の生成において、第一P1シンボルでの周波数シフト量と第二P1シンボルでの周波数シフト量とが異なるようにし、後ろ側ガードインターバル区間の信号の生成において、第一P1シンボルでの周波数シフト量と第二P1シンボルでの周波数シフト量とが異なるようにすればよい。この場合には、図13のP1位置検出部301を、例えば、次のように変形すればよい。乗算器311は第一P1シンボルの前側ガードインターバル区間の信号に施された周波数シフトとは逆特性の周波数シフトを入力信号に対して施して遅延器312へ出力する(乗算器318への出力は行わない)。更に、P1位置検出部に新たに乗算器を追加し、新たに追加された乗算器は第一P1シンボルの後ろ側ガードインターバル区間の信号に施された周波数シフトとは逆特性の周波数シフトを入力信号に対して施して乗算器318へ出力する。また、図15のP1位置検出部401を、例えば、次のように変形すればよい。乗算器411は第二P1シンボルの前側ガードインターバル区間の信号に施された周波数シフトとは逆特性の周波数シフトを入力信号に対して施して遅延器412へ出力する(乗算器418への出力は行わない)。更に、P1位置検出部に新たに乗算器を追加し、新たに追加された乗算器は第二P1シンボルの後ろ側ガードインターバル区間の信号に施された周波数シフトとは逆特性の周波数シフトを入力信号に対して施して乗算器418へ出力する。
(3)第1の実施の形態では、P1シンボルを2つ(第一P1シンボル、第二P1シンボル)としたが、これに限定されず、3つ以上のP1シンボルが存在してもよく、この場合には、前側ガードインターバル区間及び後ろ側ガードインターバル区間の信号の生成において、3つ以上のP1シンボルの各々の周波数シフト量が互いに異なるようにすればよい。
(4)第1の実施の形態では、第一P1シンボル及び第二P1シンボルがDVB−T2規格のP1シンボルに対応したものとしたことから、第一P1シンボル及び第二P1シンボルでの前側ガードインターバル長をTc(=59μs)、及び、後ろ側ガードインターバル長をTb(=53μs)としたが、これに限られない。第一P1シンボル及び第二P1シンボルでの前側ガードインターバル長がTc(=59μs)以外であってもよく、複数のP1シンボルでの後ろ側ガードインターバル長がTb(=53μs)以外であってもよく、P1シンボルが複数存在する場合においても同様である。例えば、第一P1シンボル及び第二P1シンボルでの前側ガードインターバル長をTb(=53μs)とし、及び、後ろ側ガードインターバル長をTc(=59μs)としてもよい。なお、前側ガードインターバル長と後ろ側ガードインターバル長とを同じにしてもよい。この場合には、例えば、第一P1シンボル復調部300のP1位置検出部301において、第二P1シンボルに対する処理時に、乗算器311から区間積分演算器315までの相関演算及び区間積分演算において誤って後ろ側ガードインターバルでピークが生じ、乗算器311、遅延器316から区間積分演算器319までの相関演算及び区間積分演算において誤って前側ガードインターバルでピークが生じるが、乗算器321の乗算処理によってピークが無くなるので、第二P1シンボルの位置を誤って第一P1シンボルの位置と検出してしまうことはない。
(5)第1から第3の実施の形態では、第一P1シンボル及び第二P1シンボルがDVB−T2規格のP1シンボルに対応したものとしたことから、サブキャリア配置を示す(Activeキャリアがどのサブキャリアに配置されているかを示す)キャリア配置系列を図4に従ったものとしたが、これに限定されるものではなく、キャリア配置系列はどのようなものであってもよい。なお、Activeキャリは離散的である必要はなく、全サブキャリアをActiveキャリアとするものでもよく、中央部分の複数のサブキャリアをActiveキャリアとするものでもよい。
(6)第1から第4の実施の形態において、フレームの構成として、図9に示すように、第一P1シンボルがフレームの先頭で直後に第二P2シンボルが続くフレーム構成としたが、これに限られず、図43に示すように第一P1シンボルをフレームの先頭に配置し、第二P1シンボルをフレームの途中に配置するフレーム構成であったり、図44に示すように第一P1シンボルをフレームの先頭に配置し、第二P1シンボルをフレームの最後に配置するフレーム構成であってもよく、フレーム構成は特に限定されない。なお、図43、図44中の「1stP1シンボル」は第一P1シンボル、「2ndP1シンボル」は第二P1シンボルである。また、例えば、第二P1シンボルは数フレームごとに出現するようにしてもよい。
(7)第1から第4の実施の形態では、IFFT後の有効シンボル区間の一部分の時間軸上の信号に回転を施してガードインターバル区間(前側ガードインターバル区間、後ろ側ガードインターバル区間)の時間軸上の信号を生成するようにしているが、ガードインターバル区間の時間軸上の信号の生成の仕方はこれに限定されるものではなく、例えば、次のようなものであってもよい。IFFT前の周波数軸上の信号を周波数シフトしておき、周波数シフト後の周波数軸上の信号をIFFTし、IFFT後の時間軸上の信号の一部をガードインターバル区間の時間軸上の信号に用いるようにしてもよい。
(8)第1から第4の実施の形態では、各P1シンボル復調部は、第一P1シンボル復調部及び第二P1シンボル復調部において各々P1位置検出部を有する構成としたが、これに限定されるものではなく、各P1シンボル復調部は第一P1シンボル検出用のP1位置検出部及び第二P1シンボル検出用のP1位置検出部の一方のみ(例えば第一P1シンボル検出用のP1位置検出部のみ)備えるようにしてもよい。この場合、P1位置検出部は一方のP1シンボルの位置を検出し、これをもとに、送信フォーマットにおける第一P1シンボルと第二P1シンボルとの位置の関係から、他方のP1シンボルの位置を予測する。一方のFFT部は検出された一方のP1シンボルの位置に基づいてFFTを実施し、他方のFFT部は予測された一方のP1シンボルの位置に基づいてFFTを実施する。これにより、P1位置検出部の数を減らすことができ、回路規模の抑制が可能となる。
一例として、図45に第一P1シンボル検出用のP1位置検出部301Dのみを有するP1シンボル復調部26Dの構成を示す。なお、ここでは、第1の実施の形態のP1シンボル復調部26の変形例として記載するが、第2から第4の実施の形態のP1シンボル復調部26A,26B,26Cに対しても同様の変形となる。P1シンボル復調部26DのP1位置検出部301Dは、図13に構成を示すP1位置検出部301に、次の機能を付加したものである。P1位置検出部301Dは、ピーク検出器322によって検出される第一P1シンボルの位置から、送信フォーマットにおける第一P1シンボルと第二P1シンボルとの位置の関係とを利用して、第二P1シンボルの位置を予測し、予測結果に基づく第二P1シンボルの位置情報をFFT部402へ出力する。FFT部402は、P1位置検出部301Dからの第二P1シンボルの位置情報に基づいて、P1シンボル復調部26Dの入力信号(時間軸上の信号)をFFTする。
なお、M(Mは3以上の整数)個のP1シンボルが存在する場合には、M個のP1シンボルの夫々用のP1位置検出部を備えるようにしてもよく、(M−1)個未満のP1シンボルの夫々用のP1位置検出部を備えるようにしてもよい。
(9)第1から第4の実施の形態では、各P1シンボル復調部は、第一P1シンボルの位置及び第二P1シンボルの位置を別個に検出する構成としたが、これに限らず、P1シンボル復調部は、第一P1シンボルに関する前半部分の区間積分結果と後半部分の区間積分結果とを乗算した乗算結果と、第二P1シンボルに関する前半部分の区間積分結果と後半部分の区間積分結果とを乗算した乗算結果とを遅延調整の上、両者を乗算することによってよりピークを顕著化して第一P1シンボルの位置及び第二P1シンボルの位置を見つける構成としてもよい。
一例として、図46にP1シンボル復調部26Eの構成を示す。なお、ここでは、第1の実施の形態のP1シンボル復調部26の変形例として記載するが、第2から第4の実施の形態のP1シンボル復調部26A,26B,26Cに対しても同様の変形となる。
P1シンボル復調部26Eは、P1相関演算部301Eと、P1相関演算部401Eと、遅延器601と、乗算器602と、ピーク検出器603と、FFT部302と、P1デコード部303と、FFT部402と、P1デコード部403とを備える。
P1相関演算部301Eは、図47に示す構成をしており、P1相関演算部301Eの乗算器321は乗算結果を遅延器601へ出力する。なお、図47に示すP1相関演算部301Eは、図13に構成を示すP1位置検出部301から、ピーク検出器322を取り除いた構成をしている。P1相関演算部401Eは図48に示す構成をしており、P1相関演算部401Eの乗算器421は乗算結果を乗算器602へ出力する。なお、図48に示すP1相関演算部401Eは、図15に構成を示すP1位置検出部401から、ピーク検出器422を取り除いた構成をしている。
遅延器601は、P1相関演算部301Eの乗算器321の出力信号に対して、P1相関演算部401Eの乗算器421の出力信号との遅延調整(第一P1シンボルと第二P1シンボルの遅延調整)を施して乗算器602へ出力する。乗算器602は、遅延器601の出力信号とP1相関演算部401Eの乗算器421の出力信号とを乗算し、乗算結果をピーク検出器603へ出力する。ピーク検出器603は、乗算器602の出力信号のピークを検出し、検出結果と、送信フォーマットにおける第一P1シンボルと第二P1シンボルとの位置関係とに基づいて、P1シンボル復調部27Eの入力信号における第一P1シンボルの位置と第二P1シンボルの位置とを得る。そして、ピーク検出器603は、第一P1シンボルの位置情報をFFT部302へ出力し、FFT部302はこれを基にFFTを実施する。ピーク検出器603は、第二P1シンボルの位置情報をFFT部402へ出力し、FFT部402はこれを基にFFTを実施する。このことにより、第一P1シンボル及び第二P1シンボルの位置の検出の精度が向上する。
(10)第1から第4の実施の形態の各P1シンボル復調部において、多重処理等により、FFT部およびデコード部の共通化を実施して回路規模を抑制してもよい。
(11)第1から第4の実施の形態や変形例の各P1位置検出部や変形例の各P1相関演算部において、送信側で与えられた周波数シフトとは逆特性(絶対値が同じで、符号が異なる)の周波数シフトを施して相関を得る構成としたが、数学的に同じ処理であれば、周波数シフト、遅延、及び相関(複素共役、乗算)の順序およびそれに伴う周波数シフトの方向は適宜変更可能である。
(12)第1から第4の実施の形態において、送信側ではIFFT(逆直交変換の一つ)を実施し、受信側ではFFT(直交変換の一つ)を実施するとしたが、これに限定されるものではなく、送信側で逆フーリエ変換、逆コサイン変換、逆ウェーブレット変換、逆アダマール変換などの逆直交変換を実施し、受信側でフーリエ変換、コサイン変換、ウェーブレット変換、アダマール変換などの直交変換を実施するようにしてもよい。
(13)第2の実施の形態において、図6及び図22で示した第一P1シンボル及び第二P1シンボルの前側ガードインターバル区間及び後ろ側ガードインターバル区間の時間軸上の信号の生成に利用する有効シンボル区間の箇所の長さは、一例であって、これに限定されるものではない。第一P1シンボル及び第二P1シンボルの前側ガードインターバル区間の時間軸上の信号の生成に利用する有効シンボル区間の箇所の長さが互いに異なっていればよい(前側ガードインターバル長の長さが異なっていればよい)。また、第一P1シンボル及び第二P1シンボルの後ろ側ガードインターバル区間の時間軸上の信号の生成に利用する有効シンボル区間の箇所の長さが互いに異なっていればよい(後ろ側ガードインターバル長の長さが異なっていればよい)。この場合において、第一P1シンボルの前側ガードインターバル長とその後ろ側ガードインターバル長とが同じであっても異なっていてもよく、第二P1シンボルの前側ガードインターバル長とその後ろ側ガードインターバル長とが同じであっても異なっていてもよい。
(14)第2の実施の形態では、第一P1シンボル及び第二P1シンボルのガードインターバル生成時の周波数シフト量をfSH(第一P1シンボル及び第二P1シンボルの1サブキャリア間隔分)としたが、これに限定されるものではなく、周波数シフト量はfSH以外の値(「0」も含む。)であってもよい。
(15)第一P1シンボル及び第二P1シンボルの前側ガードインターバル区間の時間軸上の信号の生成に利用する有効シンボル区間の箇所が互いに異なるようにし、第一P1シンボル及び第二P1シンボルの後ろ側ガードインターバル区間の時間軸上の信号の生成に利用する有効シンボル区間の箇所が互いに異なるようにして、ガードインターバルを生成するようにしてもよい。その一例を、図49(a),(b)に示す。図49(a),(b)の一例では、ガードインターバル付加部は、第一P1シンボルでは有効シンボル区間内の前側部分の信号を、第二P1シンボルでは有効シンボル区間内の後ろ側部分の信号を、周波数シフト量fSH分周波数シフトさせて前側ガードインターバル区間の時間軸上の信号を生成して、生成した前側ガードインターバル区間の時間軸上の信号を有効シンボル区間の時間軸上の信号の前に付加する。また、ガードインターバル付加部は、第一P1シンボルでは有効シンボル区間内の後ろ側部分の信号を、第二P1シンボルでは有効シンボル区間内の前側部分の信号を、周波数シフト量fSH分周波数シフトさせて後ろ側ガードインターバル区間の時間軸上の信号を生成して、生成した後ろ側ガードインターバル区間の時間軸上の信号を有効シンボル区間の時間軸上の信号の後ろに付加する。この場合、図25のP1位置検出部401Aは、相関を算出するため、遅延器452、遅延器456、遅延器460での遅延量をそれぞれ送信フォーマットにあわせた遅延量にすればよい。
なお、前側ガードインターバル長や後ろ側ガードインターバル長は一例であって、これに限定されるものではない。また、周波数シフト量は一例であって、これに限定されるものではなく、周波数シフト量はfSH(第一P1シンボル及び第二P1シンボルの1サブキャリア間隔分)以外の値(「0」も含む。)であってもよい。
(16)第2の実施の形態でのガードインターバルの生成の仕方と、上記の(15)のガードインターバルの生成の仕方とを組み合わせてもよい。つまり、第一P1シンボルの前側ガードインターバル区間の時間軸上の信号の生成に利用する有効シンボル区間の箇所及びその箇所の長さと、第二P1シンボルの前側ガードインターバル区間の時間軸上の信号の生成に利用する有効シンボル区間の箇所とその箇所の長さとの双方を互いに異なるようにしてもよい。また、第一P1シンボルの後ろ側ガードインターバル区間の時間軸上の信号の生成に利用する有効シンボル区間の箇所及びその箇所の長さと、第二P1シンボルの後ろ側ガードインターバル区間の時間軸上の信号の生成に利用する有効シンボル区間の箇所とその箇所の長さとの双方、を互いに異なるようにしてもよい。
(17)第2の実施の形態の形態及び上記の(15)、(16)では、P1シンボルを2つ(第一P1シンボル、第二P1シンボル)としたが、これに限定されず、3つ以上のP1シンボルが存在してもよく、この場合、前側ガードインターバル区間及び後ろ側ガードインターバル区間の信号の生成において、3つ以上のP1シンボルの各々で利用する有効シンボル区間の箇所とその箇所の長さの少なくとも一方が互いに異なっていればよい。
(18)上記の第3の実施の形態において、前側ガードインターバル区間の時間軸上の信号及び後ろ側ガードインターバル区間の時間軸上の信号の生成における、周波数シフト量、及び有効シンボル区間の生成に利用する箇所の長さに関して、第1の実施の形態に対する変形で説明した内容及び第2の実施の形態に対する変形で説明した内容を適用した変形を施すことも可能である。
(19)第1の実施の形態でのガードインターバルの生成の仕方と、第2の実施の形態でのガードインターバルの生成の仕方と、上記の(15)のガードインターバルの生成の仕方とを組み合わせてもよい。言い換えると、第3の実施の形態でのガードインターバルの生成の仕方と、上記の(15)のガードインターバルの生成の仕方とを組み合わせてもよい。
つまり、第一P1シンボルの前側ガードインターバル区間の時間軸上の信号の生成に利用する有効シンボル区間の箇所及びその箇所の長さ並びにその箇所の信号に施す周波数シフト量と、第二P1シンボルの前側ガードインターバル区間の時間軸上の信号の生成に利用する有効シンボル区間の箇所とその箇所の長さとその箇所の信号に施す周波数シフト量の全てを互いに異なるようにしてもよい。第一P1シンボルの後ろ側ガードインターバル区間の時間軸上の信号の生成に利用する有効シンボル区間の箇所及びその箇所の長さ並びにその箇所の信号に施す周波数シフト量と、第二P1シンボルの後ろ側ガードインターバル区間の時間軸上の信号の生成に利用する有効シンボル区間の箇所とその箇所の長さとその箇所の信号に施す周波数シフト量の全てを互いに異なるようにしてもよい。
P1シンボルを3つ以上送信する場合、各P1シンボルのガードインターバル区間(前側ガードインターバル区間、後ろ側ガードインターバル区間)の時間軸上の信号の生成に利用する有効シンボル区間の箇所及びその箇所の長さ並びにその箇所の信号に施す周波数シフト量を互いに異なるようにしてもよい。
(20)第4の実施の形態のガードインターバルの付加の仕方は、第1の実施の形態で説明したガードインターバルの付加の仕方(各P1シンボルでの周波数シフト量を互いに異ならせる)であるとして説明したが、これに限定されるものではなく、第2から第4の実施の形態で説明したガードインターバルの付加の仕方や第1から第4の実施の形態の変形として説明したガードインターバルの付加の仕方であってもよい。また、各P1シンボルで前側ガードインターバル区間及び後ろ側ガードインターバル区間の時間軸上の信号の生成に利用する有効シンボル区間の箇所及びその箇所の長さ並びにその箇所の信号に施す周波数シフト量は互いに同じであっても良い。
(21)第4の実施の形態では、P1シンボルを2つ(第一P1シンボル、第二P1シンボル)としたが、これに限定されず、3つ以上のP1シンボルが存在してもよく、この場合には、3つ以上のP1シンボルの各々のキャリア配置系列が互いに異なるようにすればよい。
(22)第1から第4の実施の形態において、各P1シンボルは、DVB−T2規格のP1シンボルに対応したものとしたが、これに限られず、DVB−T2規格のP1シンボルに対応したものでなくてもよい。例えば、IFFT前のサブキャリアマッピングは別の構成をとってもよく、全サブキャリアに情報を付加してもよく、DBPSK以外の差動変調や差動変調以外の変調を用いてもよい。ガードインターバル区間は有効シンボル区間の前後のどちらか片方のみであってもよい(片方のガードインターバル区間の信号が有効シンボル区間の信号の全てに基づいて生成されていても良く、その一部に基づいて生成されていてもよい)。また、第一P1シンボル及び第二P1シンボルのFFTサイズは1kでなくてもよく、有効シンボル長が112μsでなくてもよい。また、第一P1シンボルと第二P1シンボルの周波数軸フォーマット(MSSシグナリング変換、DBPSK変調、データスクランブル等)は互いに同じ構成でなくてもよい。
(23)上述した各OFDM送信装置および各OFDM受信装置の各構成要素は、集積回路であるLSIで実現してもよい。このとき、各構成要素は、個別に1チップ化されてもよいし、一部もしくは全てを含むように1チップ化されてもよい。また、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。また、集積回路化の手法はLSIに限られるものではなく、専用回路又は汎用プロセサで実現してもよい。FPGA(Field Programmable 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・プロセサを利用してもよい。さらに、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。バイオ技術の適用等が可能性としてあげられる。
(24)上記の各OFDM送信装置の動作の手順の少なくとも一部を送信プログラムに記載し、例えばCPU(Central Processing Unit)がメモリに記憶された当該プログラムを読み出して実行するようにしてもよいし、上記プログラムを記録媒体に保存して頒布等するようにしてもよい。上記の各OFDM受信装置の動作の手順の少なくとも一部を受信プログラムに記載し、例えばCPUがメモリに記憶された当該プログラムを読み出して実行するようにしてもよいし、上記プログラムを記録媒体に保存して頒布等するようにしてもよい。
(25)上記の各OFDM送信装置は、記載した送信処理の少なくとも一部を行うようにしてもよい。上記の各OFDM受信装置は、記載した受信処理の少なくとも一部を行うようにしてもよい。
(26)上記で説明した送信処理および受信処理の一部を行ういかなるOFDM送信装置、OFDM送信方法、送信側の集積回路、又はOFDM送信プログラム、及び、OFDM受信装置、OFDM受信方法、受信側の集積回路、又はOFDM受信プログラムをどのように組み合わせて第1から第4の実施の形態の内容及び上記の変形の内容を実現してもよい。例えば、上記の各実施の形態やその変形で説明したOFDM送信装置の構成の一部をOFDM送信装置又は送信側の集積回路で実現し、その一部を除く構成が行う動作の手順をOFDM送信プログラムに記載し、例えばCPUがメモリに記憶された当該プログラムを読み出して実行することによって実現してもよい。また、上記の各実施の形態やその変形で説明したOFDM受信装置の構成の一部をOFDM受信装置又は受信側の集積回路で実現し、その一部を除く構成が行う動作の手順をOFDM受信プログラムに記載し、例えばCPUがメモリに記憶された当該プログラムを読み出して実行することによって実現してもよい。
(27)上記では、制御シンボルをDVB−T2方式の名称であるP1シンボルとして記載したが、これに限定されるものではなく、送信する制御情報は送信パラメータ情報である必要はない。また、上記の内容は、FEF区間での送信に係わらず、今後、P1シンボルのような制御情報を伝送する特別なシンボル(制御シンボル)を複数有するOFDM通信の分野に適用できる。
本発明は、複数の特有な制御シンボルを送受信する分野において有益である。
11 P1シンボル生成部
12 データシンボル生成部
13 P1シンボル挿入部
26 P1シンボル復調部
27 データシンボル復調部
100 第一P1シンボル
101 キャリア配置系列生成部
102 MSSシグナリング変換部
103 DBPSK変換部
104 データスクランブル部
105 キャリア配置部
106 IFFT部
107 ガードインターバル付加部
200 第一P1シンボル
201 キャリア配置系列生成部
202 MSSシグナリング変換部
203 DBPSK変換部
204 データスクランブル部
205 キャリア配置部
206 IFFT部
207 ガードインターバル付加部
300 第一P1シンボル復調部
301 P1位置検出部
302 FFT部
303 P1デコード部
400 第二P1シンボル復調部
401 P1位置検出部
402 FFT部
403 P1デコード部

Claims (5)

  1. それぞれが有効期間と当該有効期間が後続する前方ガード期間と当該有効期間に後続する後方ガード期間とを含む第1の制御シンボルと第2の制御シンボルを生成し、前記第1の制御シンボルの前方ガード期間は、前記第1の制御シンボルの有効期間の信号の前方部分を0ではない第1の周波数シフト量で周波数シフトした信号を含み、前記第1の制御シンボルの後方ガード期間は、前記第1の制御シンボルの有効期間の信号の後方部分を前記第1の周波数シフト量で周波数シフトした信号を含み、前記第2の制御シンボルの前方ガード期間は、前記第2の制御シンボルの有効期間の信号の前方部分を0ではない第2の周波数シフト量で周波数シフトした信号を含み、前記第2の制御シンボルの後方ガード期間は、前記第2の制御シンボルの有効期間の信号の後方部分を前記第2の周波数シフト量で周波数シフトした信号を含み、前記第1の周波数シフト量は前記第2の周波数シフト量とは異なり、前記第1の制御シンボルの前方ガード期間の長さは前記第2の制御シンボルの前方ガード期間の長さと異なり、前記第1の制御シンボルの後方ガード期間の長さは前記第2の制御シンボルの後方ガード期間の長さと異なり、前記第1の制御シンボルの前方ガード期間と後方ガード期間の長さの和は前記第2の制御シンボルの前方ガード期間と後方ガード期間の長さの和に等しい、第1シンボル生成部と、
    前記第1の制御シンボル及び前記第2の制御シンボルとは異なる複数のシンボルを生成する第2シンボル生成部と、
    前記第1の制御シンボル及び前記第2の制御シンボルを前記複数のシンボルに挿入する挿入部と、
    を備えるOFDM送信装置。
  2. 前記第1の周波数シフト量はfSH、ただし、fSHは前記第1の制御シンボル及び前記第2の制御シンボルの有効区間の信号を構成する複数のサブキャリアの隣接するサブキャリア間の周波数間隔である、であり、前記第2の周波数シフト量は−fSHである、
    請求項1記載のOFDM送信装置。
  3. OFDM送信装置から送信された信号を受信するOFDM受信装置であって、
    前記OFDM送信装置から送信された信号を受信し、前記OFDM送信装置から送信された信号は、それぞれが有効期間と当該有効期間が後続する前方ガード期間と当該有効期間に後続する後方ガード期間とを含む第1の制御シンボルと第2の制御シンボルを、前記第1の制御シンボル及び前記第2の制御シンボルとは異なる複数のシンボルに挿入して生成されており、前記第1の制御シンボルの前方ガード期間は、前記第1の制御シンボルの有効期間の信号の前方部分を0ではない第1の周波数シフト量で周波数シフトした信号を含み、前記第1の制御シンボルの後方ガード期間は、前記第1の制御シンボルの有効期間の信号の後方部分を前記第1の周波数シフト量で周波数シフトした信号を含み、前記第2の制御シンボルの前方ガード期間は、前記第2の制御シンボルの有効期間の信号の前方部分を0ではない第2の周波数シフト量で周波数シフトした信号を含み、前記第2の制御シンボルの後方ガード期間は、前記第2の制御シンボルの有効期間の信号の後方部分を前記第2の周波数シフト量で周波数シフトした信号を含み、前記第1の周波数シフト量は前記第2の周波数シフト量とは異なり、前記第1の制御シンボルの前方ガード期間の長さは前記第2の制御シンボルの前方ガード期間の長さと異なり、前記第1の制御シンボルの後方ガード期間の長さは前記第2の制御シンボルの後方ガード期間の長さと異なり、前記第1の制御シンボルの前方ガード期間と後方ガード期間の長さの和は前記第2の制御シンボルの前方ガード期間と後方ガード期間の長さの和に等しい、受信部と、
    前記第1の制御シンボルを検出する第1の検出部と、
    前記第2の制御シンボルを検出する第2の検出部と、
    を備えるOFDM受信装置。
  4. それぞれが有効期間と当該有効期間が後続する前方ガード期間と当該有効期間に後続する後方ガード期間とを含む第1の制御シンボルと第2の制御シンボルを生成し、前記第1の制御シンボルの前方ガード期間は、前記第1の制御シンボルの有効期間の信号の前方部分を0ではない第1の周波数シフト量で周波数シフトした信号を含み、前記第1の制御シンボルの後方ガード期間は、前記第1の制御シンボルの有効期間の信号の後方部分を前記第1の周波数シフト量で周波数シフトした信号を含み、前記第2の制御シンボルの前方ガード期間は、前記第2の制御シンボルの有効期間の信号の前方部分を0ではない第2の周波数シフト量で周波数シフトした信号を含み、前記第2の制御シンボルの後方ガード期間は、前記第2の制御シンボルの有効期間の信号の後方部分を前記第2の周波数シフト量で周波数シフトした信号を含み、前記第1の周波数シフト量は前記第2の周波数シフト量とは異なり、前記第1の制御シンボルの前方ガード期間の長さは前記第2の制御シンボルの前方ガード期間の長さと異なり、前記第1の制御シンボルの後方ガード期間の長さは前記第2の制御シンボルの後方ガード期間の長さと異なり、前記第1の制御シンボルの前方ガード期間と後方ガード期間の長さの和は前記第2の制御シンボルの前方ガード期間と後方ガード期間の長さの和に等しく、
    前記第1の制御シンボル及び前記第2の制御シンボルとは異なる複数のシンボルを生成し、
    前記第1の制御シンボル及び前記第2の制御シンボルを前記複数のシンボルに挿入する、
    ステップを含むOFDM送信方法。
  5. OFDM送信装置から送信された信号を受信するOFDM受信方法であって、
    前記OFDM送信装置から送信された信号を受信し、前記OFDM送信装置から送信された信号は、それぞれが有効期間と当該有効期間が後続する前方ガード期間と当該有効期間に後続する後方ガード期間とを含む第1の制御シンボルと第2の制御シンボルを、前記第1の制御シンボル及び前記第2の制御シンボルとは異なる複数のシンボルに挿入して生成されており、前記第1の制御シンボルの前方ガード期間は、前記第1の制御シンボルの有効期間の信号の前方部分を0ではない第1の周波数シフト量で周波数シフトした信号を含み、前記第1の制御シンボルの後方ガード期間は、前記第1の制御シンボルの有効期間の信号の後方部分を前記第1の周波数シフト量で周波数シフトした信号を含み、前記第2の制御シンボルの前方ガード期間は、前記第2の制御シンボルの有効期間の信号の前方部分を0ではない第2の周波数シフト量で周波数シフトした信号を含み、前記第2の制御シンボルの後方ガード期間は、前記第2の制御シンボルの有効期間の信号の後方部分を前記第2の周波数シフト量で周波数シフトした信号を含み、前記第1の周波数シフト量は前記第2の周波数シフト量とは異なり、前記第1の制御シンボルの前方ガード期間の長さは前記第2の制御シンボルの前方ガード期間の長さと異なり、前記第1の制御シンボルの後方ガード期間の長さは前記第2の制御シンボルの後方ガード期間の長さと異なり、前記第1の制御シンボルの前方ガード期間と後方ガード期間の長さの和は前記第2の制御シンボルの前方ガード期間と後方ガード期間の長さの和に等しく、
    前記第1の制御シンボルを検出し、
    前記第2の制御シンボルを検出する、
    ステップを含むOFDM受信方法。
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