JP6143607B2 - フレーム同期検出装置及び受信装置 - Google Patents

Description

本発明は、時間的に連続する複数のフレームで構成される受信信号における各フレームを検出するフレーム同期技術に関する。

近年、デジタル信号を伝送するための変調方式として、周波数の異なる複数の副搬送波（以下、サブキャリアとも呼ぶ。）を用いて情報を伝送するマルチキャリア方式、及び、単一の搬送波のみを用いて情報を伝送するシングルキャリア方式が採用されている。

マルチキャリア方式の例としては、伝送帯域において互いに直交関係にある複数のサブキャリアを利用する直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ：Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）方式が挙げられる。ＯＦＤＭ方式は、各サブキャリアにデータシンボルを割り当て、当該データシンボルでサブキャリアの振幅及び位相の一方または双方をデジタル変調し、デジタル変調後の複数のサブキャリアを多重化する方式である。デジタル変調方式としては、たとえば、ＰＳＫ（Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）もしくはＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）が使用されている。ＯＦＤＭ方式で生成されるマルチキャリア信号は、ＯＦＤＭシンボルと呼ばれる単位で伝送される。たとえば、日本及び欧州のデジタル放送規格では、各ＯＦＤＭシンボルは、ガードインターバル部と有効シンボルとで構成されており、ガードインターバル部は、有効シンボルの末尾部分の信号と同一の冗長信号（ｃｙｃｌｉｃ ｐｒｅｆｉｘ）からなる。

放送及び通信の各分野では、上記したマルチキャリア方式及びシングルキャリア方式の一方または双方を用いて生成された信号群をフレーム単位で伝送することが行われている。また、時間的に連続する複数のフレームを包含するさらに大きなフレーム（以下、スーパーフレームと呼ぶ。）を用いて情報を伝送することも行われている。各フレームには、疑似ランダムノイズ系列（ＰＮ系列：Ｐｓｅｕｄｏ−ｒａｎｄｏｍ Ｎｏｉｓｅ ｓｅｑｕｅｎｃｅ）などの既知信号が挿入されており、受信機は、受信された既知信号を識別することで、フレームのタイミング同期の確立と伝送路推定を実行することが可能である。

中国（中華人民共和国）で採用されている地上デジタル放送規格であるＤＴＭＢ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ）規格では、前述のスーパーフレームが採用されている。各スーパーフレームは、時間的に連続する複数の信号フレームからなる。各信号フレームは、既知パターンのＰＮ系列を含むヘッダ部と、伝送すべきデータ及びシステム情報を含むボディ部とで構成される。ＰＮ系列は、所定の生成多項式に従って動作する線形フィードバックレジスタを用いて生成することができる。

また、ＤＴＭＢ規格では、シングルキャリア方式とマルチキャリア方式の双方がサポートされており、マルチキャリア方式で情報が伝送される場合、ボディ部は、複数のサブキャリアからなるＯＦＤＭシンボルを有し、シングルキャリア方式で情報が伝送される場合には、ボディ部は、一連のシンボル信号を有する。

また、ＤＴＭＢ規格は、ヘッダモード１，ヘッダモード２及びヘッダモード３という３種類の伝送モードを規定する。ヘッダ部の長さは伝送モード毎に異なり、ＰＮ系列の生成に使用される生成多項式も伝送モード毎に異なる。ヘッダモード１及びヘッダモード３では、ＰＮ系列を生成する線形フィードバックシフトレジスタに与えるべき初期値が信号フレーム単位で切り替えられるため、ＰＮ系列のパターンは、信号フレーム単位で変化する。ヘッダモード２に関しては、線形フィードバックシフトレジスタに与えるべき初期値は固定値であるため、ＰＮ系列のパターンは変化しない。

さらに、ＤＴＭＢ規格では、伝送モードに応じた所定個数の信号フレームで各スーパーフレームが構成される。１つのスーパーフレームの時間長は、伝送モードに依らず、１２５ｍｓ（ミリ秒）に固定されており、ヘッダ部におけるＰＮ系列のパターンは、スーパーフレーム単位で周期的に繰り返される。

受信機は、信号フレームを通じて伝送された変調信号を誤り無く復調するために、スーパーフレームとの同期を確立してスーパーフレーム内の信号フレームを正確に識別する必要がある。特開２０１０−２０６５１１号公報（特許文献１）には、ＤＴＭＢ放送信号を受信し、その受信信号に基づいてフレーム番号（信号フレームの番号）を検出するフレーム番号検出装置が開示されている。このフレーム番号検出装置は、フレームヘッダ（ヘッダ部）内のＰＮ系列の一部または全部と一致する同期系列が予め記憶されている系列記憶部と、受信信号と前記同期系列とのパターンマッチングを実行して相互相関結果を得るパターンマッチング部と、相互相関結果に基づいてシンボル番号を検出するタイミング検出部と、当該検出されたシンボル番号を用いてフレーム番号を検出するフレーム番号取得部とを備えるものである。

特開２０１０−２０６５１１号公報（段落００１４〜００１５、図１）

上記の通り、特許文献１に開示されているフレーム番号検出装置は、受信信号中のＰＮ系列と同期系列との相互相関を演算し、この演算結果を利用してフレーム番号を検出している。しかしながら、たとえば、受信信号を中間周波数帯域の信号に変換する際に、その変換誤差によりキャリア周波数オフセットが発生し得る。この場合にキャリア周波数オフセットの影響を受けて受信信号中のＰＮ系列が大きく歪むと、特許文献１に開示されているフレーム番号検出装置は、相互相関結果を正確に算出することができず、フレーム番号の検出に失敗する。

また、受信機で使用される局部発振周波数の誤差もしくはドップラー効果に起因してキャリア周波数オフセットが発生する場合がある。この場合に受信信号中のＰＮ系列が大きく歪むと、フレーム番号を正確に検出することができない。

上記に鑑みて本発明の目的は、受信信号がキャリア周波数オフセットの影響を受けて歪む場合でも信号フレームを正確に検出し得るフレーム同期検出装置及び受信装置を提供することである。

本発明の一態様によるフレーム同期検出装置は、時間的に連続する複数のフレームを包含する一連のスーパーフレームで構成される受信信号を入力とし、前記複数のフレームの各々に含まれる既知信号系列に基づいて前記複数のフレーム各々を検出するフレーム同期検出装置であって、前記受信信号を１フレーム長を超える第１の遅延量だけ遅延させて第１の遅延信号を出力する第１の遅延部と、前記受信信号に含まれる既知信号系列と前記第１の遅延信号に含まれる遅延既知信号系列との間の自己相関を演算して前記複数のフレームにそれぞれ対応する複数の自己相関値を生成する自己相関演算部と、前記複数の自己相関値の中から前記スーパーフレームの時間長におけるピーク値を検出し、前記ピーク値に対応する当該フレームのフレーム番号を特定するフレーム番号検出部と、前記受信信号を前記第１の遅延量とは異なり１フレーム長を超える遅延量だけ遅延させて副遅延信号を出力する副遅延部と、前記受信信号に含まれる既知信号系列と前記副遅延信号に含まれる遅延既知信号系列との間の自己相関を演算して前記複数のフレームにそれぞれ対応する複数の副自己相関値を生成する副自己相関演算部と、を備え、前記フレーム番号検出部は、前記複数の自己相関値及び前記複数の副自己相関値の中から前記スーパーフレームの時間長におけるピーク値を検出し、前記ピーク値に対応する当該フレームのフレーム番号を特定することを特徴とする。

本発明の他の一態様による受信装置は、時間的に連続する複数のフレームを包含する一連のスーパーフレームで構成される信号を受信する受信装置であって、前記複数のフレームの各々に含まれる既知信号系列に基づいて前記複数のフレーム各々を検出するフレーム同期検出部と、前記フレーム同期検出部による識別結果に基づいて伝送路応答を推定する伝送路応答推定部と、当該推定された伝送路応答を用いて前記受信信号の歪みを補正する等化処理部とを備え、前記フレーム同期検出部は、前記受信信号を１フレーム長を超える第１の遅延量だけ遅延させて第１の遅延信号を出力する第１の遅延部と、前記受信信号に含まれる既知信号系列と前記第１の遅延信号に含まれる遅延既知信号系列との間の自己相関を演算して前記複数のフレームにそれぞれ対応する複数の自己相関値を生成する自己相関演算部と、前記複数の自己相関値の中から前記スーパーフレームの時間長におけるピーク値を検出し、前記ピーク値に対応する当該フレームのフレーム番号を特定するフレーム番号検出部と、前記受信信号を前記第１の遅延量とは異なり１フレーム長を超える遅延量だけ遅延させて副遅延信号を出力する副遅延部と、前記受信信号に含まれる既知信号系列と前記副遅延信号に含まれる遅延既知信号系列との間の自己相関を演算して前記複数のフレームにそれぞれ対応する複数の副自己相関値を生成する副自己相関演算部とを有し、前記フレーム番号検出部は、前記複数の自己相関値及び前記複数の副自己相関値の中から前記スーパーフレームの時間長におけるピーク値を検出し、前記ピーク値に対応する当該フレームのフレーム番号を特定することを特徴とする。

本発明によれば、フレーム同期検出装置及びフレーム同期検出部は、受信信号と遅延信号との自己相関結果を用いてフレーム番号を特定しているので、たとえキャリア周波数オフセットに起因する位相回転量が受信信号に付加されても、その位相回転量をキャンセルすることができる。したがって、正確なフレーム番号情報を生成し、フレーム同期を確立することができる。また、特許文献１に開示されているような相互相関を実行する場合と比べると、自己相関の演算量は少ないという利点がある。

本発明に係る実施の形態１の受信装置の構成例を概略的に示す図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、実施の形態１に係るベースバンド受信信号の伝送フォーマットを概略的に示す図である。 （Ａ），（Ｂ）は、ＤＴＭＢ規格のヘッダモード１及びヘッダモード３に対応する信号フレームの構成を概略的に示す図である。 ヘッダモード１でＰＮ系列を生成する線形フィードバックレジスタの概略構成を示す図である。 ヘッダモード３でＰＮ系列を生成する線形フィードバックレジスタの概略構成を示す図である。 図４に示したヘッダモード１用の線形フィードバックレジスタに与えられるべき初期値とフレーム番号との対応関係を示すテーブルの図である。 図５に示したヘッダモード３用の線形フィードバックレジスタに与えられるべき初期値とフレーム番号との対応関係を示すテーブルの図である。 実施の形態１に係るフレーム同期検出部の概略構成を示す機能ブロック図である。 実施の形態１の自己相関演算部の概略構成を示す機能ブロック図である。 （Ａ），（Ｂ）は、ヘッダモード１の場合のベースバンド受信信号ｒ（ｔ）と遅延信号ｒ（ｔ−Ｔ２）との間の位置関係を概略的に示す図であり、（Ｃ）は、ヘッダモード１の場合の自己相関特性の一例を概略的に示すグラフである。 実施の形態１のフレームタイミング検出部の概略構成を示す機能ブロック図である。 本発明に係る実施の形態２のフレーム同期検出部の構成を概略的に示す機能ブロック図である。 （Ａ）〜（Ｇ）は、非遅延信号ｒ（ｔ）と遅延信号ｒ（ｔ−Ｔ３），ｒ（ｔ−Ｔ４），ｒ（ｔ−Ｔ５）と自己相関特性とを概略的に示す図である。 本発明に係る実施の形態３のフレーム同期検出部の構成を概略的に示す機能ブロック図である。 本発明に係る実施の形態４のフレーム同期検出部を構成を概略的に示す機能ブロック図である。

以下、本発明に係る種々の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。なお、すべての図面において、同様な構成要素には同一符号が付され、その詳細な説明は重複しないように適宜省略される。

実施の形態１．
図１は、本発明に係る実施の形態１の受信装置１の構成例を概略的に示す図である。図１に示されるように、この受信装置１は、受信アンテナ素子Ｒｘ、アナログ信号処理部１１、Ａ／Ｄ変換器（ＡＤＣ）１２、直交復調部１３、局部発振器１４、ＳＲＲＣ（Ｓｑｕａｒｅｄ−Ｒｏｏｔ Ｒａｉｓｅｄ Ｃｏｓｉｎｅ）フィルタ１５、ＰＮ除去部１６、等化処理部１７、フレームボディ処理部２１、伝送路応答推定部２２、局部ＰＮ系列生成部２４、乗算器２５及びフレーム同期検出装置として機能するフレーム同期検出部２６を備えている。

アナログ信号処理部１１は、受信アンテナ素子Ｒｘを介して無線信号を受信する。アナログ信号処理部１１は、その無線信号に対して信号の振幅レベルの調整と周波数変換と帯域制限とを施して、その結果得られた中間周波数帯域のアナログ受信信号をＡＤＣ１２へ供給する。ここで、信号の振幅レベルは、増幅器を用いて、設定された振幅レベルとなるように調整される。また、周波数変換では、ミキサーを用いて無線信号が所定の中間周波数帯域の信号に変換される。帯域制限は、バンドパスフィルタを用いて所望の帯域の信号以外の周波数成分を抑圧するものである。アナログ信号処理部１１による周波数変換の際に変換誤差が生じると、キャリア周波数オフセットが発生し得る。キャリア周波数オフセットが発生すると、本来存在しない位相回転成分がアナログ受信信号に付加されて当該アナログ受信信号の波形が歪むこととなる。

ＡＤＣ１２は、アナログ受信信号を所定のサンプリング周波数でサンプリングすることで当該アナログ受信信号をデジタル受信信号に変換する。直交復調部１３は、局部発振器１４から供給された発振信号を用いて搬送波帯域のデジタル受信信号を直交復調して基底帯域のベースバンド受信信号を生成する。ここで、ベースバンド受信信号は、同相成分（Ｉｎ−ｐｈａｓｅ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）と直交成分（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）とからなる複素信号である。なお、当該複素信号で表される複素数をＩ＋ｊＱ（ｊは、虚数単位）と表すとき、同相成分は、当該複素数の実部Ｉを表す信号であり、直交成分は、当該複素数の虚部Ｑを表す信号である。

局部発振器１４は、局部発振周波数ｆ_Ｓを有する発振信号を直交復調部１３に供給する。たとえば、数値制御発振器（ＮＣＯ：Ｎｕｍｅｒｉｃａｌｌｙ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）を用いて局部発振器１４を構成することができる。ここで、局部発振周波数ｆ_Ｓに誤差が存在すると、キャリア周波数オフセットが発生し得る。このキャリア周波数オフセットが発生すると、本来存在しない位相回転成分がベースバンド受信信号に付加されて当該ベースバンド受信信号の波形が歪むこととなる。

そして、ＳＲＲＣフィルタ１５は、直交復調部１３の出力をフィルタリングしてベースバンド受信信号ｒ（ｔ）（ｔは時間）を出力する。ＳＲＲＣフィルタ１５は、主としてシングルキャリア信号のシンボル間干渉を防ぐために設けられたルートコサインロールオフフィルタである。

図２（Ａ）〜（Ｃ）は、本実施の形態に係るベースバンド受信信号ｒ（ｔ）の伝送フォーマットを概略的に示す図である。図２（Ａ）に示されるように、伝送信号は、伝送モードに応じたＮ個（Ｎは正整数）の信号フレーム５１を包含するスーパーフレーム５０の形式で伝送される。各信号フレーム５１は、図２（Ｂ）に示されるようにヘッダ部（フレームヘッダ）とこれに後続するボディ部（フレームボディ）とで構成されている。ヘッダ部は、シングルキャリア方式で伝送される既知信号系列からなり、ボディ部は、シングルキャリア方式及びマルチキャリア方式のうちのいずれか一方の方式で伝送される信号系列からなる。本実施の形態に係るボディ部は、マルチキャリア方式の一種であるＯＦＤＭ方式で伝送される信号系列からなるため、本実施の形態の受信装置１は、ＯＦＤＭ方式に対応した構成を有している。

図２（Ｂ）に示されるように、ヘッダ部は、先頭部分にプレアンブル５１ａを含み、後端部分にポストアンブル５１ｂを含む。図２（Ｂ）の矢印で示されるように、プレアンブル５１ａは、ヘッダ部の後方部分のコピーからなる冗長信号系列であり、ポストアンブル５１ｂは、ヘッダ部の前方部分のコピーからなる冗長信号系列である。よって、これらプレアンブル５１ａ及びポストアンブル５１ｂの各々は、当該ヘッダ部の一部と同じ冗長信号系列をサイクリックプレフィクス（ｃｙｃｌｉｃ ｐｒｅｆｉｘ）として含む。後述するようにこれらプレアンブル５１ａ及びポストアンブル５１ｂは、フレーム同期処理に使用される。

さらに、図２（Ｃ）に示されるように、スーパーフレーム５０に含まれるＮ個の信号フレーム５１にはそれぞれ「０」から始まるフレーム番号が割り当てられている。これらフレーム番号は、後述する伝送路応答の推定と局部ＰＮ系列の供給の際に使用される。

図２（Ａ）〜（Ｃ）に示した伝送フォーマットは、中華人民共和国で採用されているＤＴＭＢ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ）規格に準拠したものである。ＤＴＭＢ規格では、ヘッダモード１，ヘッダモード２及びヘッダモード３という３種類の伝送モードが規定されている。ヘッダモード１，ヘッダモード２及びヘッダモード３の全てにおいて、ボディ部の長さは、約５００μ秒である。一方、ヘッダ部の長さは、ヘッダモード１で約５５．５６μ秒であり、ヘッダモード２で約７８．７０μ秒であり、ヘッダモード３では約１２５．００μ秒である。

図３（Ａ），（Ｂ）は、ヘッダモード１及びヘッダモード３に対応する信号フレーム５１の構成を概略的に示す図である。ヘッダモード１では、図３（Ａ）に示されるようにヘッダ部は、４２０シンボルのＰＮ系列を格納し、当該ヘッダ部の後端部分（１６５シンボル）と前端部分（１６５シンボル）とは同じ信号系列からなる。一方、ヘッダモード３では、図３（Ｂ）に示されるようにヘッダ部は、９４５シンボルのＰＮ系列を格納し、当該ヘッダ部の後端部分（４３４シンボル）と前端部分（４３４シンボル）とは同じ信号系列からなる。

図４は、ヘッダモード１でＰＮ系列を生成するフィードバックシフトレジスタとして機能する線形フィードバックレジスタの概略構成を示す図であり、図５は、ヘッダモード３でＰＮ系列を生成するフィードバックシフトレジスタとして機能する線形フィードバックレジスタの概略構成を示す図である。ヘッダモード１用の線形フィードバックレジスタは、図４に示されるように、直列接続された８個の遅延素子Ｄ１〜Ｄ８からなるシフトレジスタと、排他的論理和演算子７１，７２，７３とからなる。ｄ１〜ｄ８は、遅延素子Ｄ１〜Ｄ８にそれぞれ与えられるべき８ビットの初期値である。この線形フィードバックレジスタは、次の生成多項式Ｇ_１（ｘ）に従って動作する。
Ｇ_１（ｘ）＝１＋ｘ＋ｘ^５＋ｘ^６＋ｘ^８

一方、ヘッダモード３用の線形フィードバックレジスタは、図５に示されるように、直列接続された９個の遅延素子Ｄ１〜Ｄ９からなるシフトレジスタと、排他的論理和演算子７４，７５，７６とからなる。ｄ１〜ｄ９は、遅延素子Ｄ１〜Ｄ９にそれぞれ与えられる９ビットの初期値である。この線形フィードバックレジスタは、次の生成多項式Ｇ_３（ｘ）に従って動作する。
Ｇ_３（ｘ）＝ｘ＋ｘ^７＋ｘ^８＋ｘ^９

図６は、図４に示したヘッダモード１用の線形フィードバックレジスタに与えられるべき初期値とフレーム番号との対応関係を示すテーブルであり、図７は、図５に示したヘッダモード３用の線形フィードバックレジスタに与えられるべき初期値とフレーム番号との対応関係を示すテーブルである。送信機は、図６及び図７に示したテーブルに従ってＰＮ系列を生成する。

図１を参照すると、ＰＮ除去部１６は、乗算器２５で生成されたＰＮ系列のレプリカ信号（伝送路で歪みを受けたＰＮ系列の推定値）を用いて、ベースバンド受信信号ｒ（ｔ）からヘッダ部のＰＮ系列を除去する。等化処理部１７は、伝送路応答推定部２２で推定された時間領域の伝送路応答（チャネルインパルス応答）ｈｅを用いて、ＰＮ除去部１６の出力の歪み（位相回転量や振幅変化）を適正に補正する機能を有している。

伝送路応答推定部２２は、ベースバンド受信信号ｒ（ｔ）に基づき、フレーム同期検出部２６から供給されたフレーム番号情報Ｆｎとフレームタイミング信号Ｆｔと用いて伝送路応答を推定する。フレームタイミング信号Ｆｔは、一連の信号フレーム５１との同期タイミングの検出結果を表す信号である。図６及び図７に示されるように、信号フレーム単位でＰＮ系列の初期値が変化し、これにより信号フレーム単位でヘッダ部のＰＮ系列も変化する。このため、伝送路応答の推定精度の向上のためには、正確なフレーム番号と精度の高いフレームタイミング信号Ｆｔとが必要となる。

局部ＰＮ系列生成部２４は、ベースバンド受信信号ｒ（ｔ）の信号フレームと同期して動作し、フレーム番号情報Ｆｎに従って当該信号フレーム内のＰＮ系列に対応する局部ＰＮ系列を乗算器２５に供給する。乗算器２５は、局部ＰＮ系列に伝送路応答の推定値ｈｅを乗算することでＰＮ系列のレプリカ信号を生成し、ＰＮ除去部１６に供給することができる。

図１に示されるように、等化処理部１７は、ＦＦＴ１８，１９及び等化部２０を有する。ＦＦＴ１８は、ＰＮ除去部１６の出力に高速フーリエ変換を施して周波数領域信号を生成し、等化部２０に供給する。一方、ＦＦＴ１９は、伝送路応答の推定値ｈｅの系列に高速フーリエ変換を施して周波数領域の伝送路応答の推定値Ｈｅを生成し、等化部２０に供給する。等化部２０は、伝送路応答の推定値Ｈｅを用いてＦＦＴ１８の出力を周波数領域で等化する。

フレームボディ処理部２１は、等化処理部１７の出力にシンボル復調、デインターリービング及び誤り訂正などを施してデータ信号系列を出力する。

なお、本実施の形態に係るボディ部は、ＯＦＤＭ方式で伝送されたＯＦＤＭ信号系列で構成されるため、本実施の形態の等化処理部１７は周波数軸等化を実行しているが、これに限定されるものではない。ボディ部がシングルキャリア方式で伝送された信号系列で構成される場合には、等化処理部１７の構成をシングルキャリア方式に対応する構成（時間軸等化などを実行する構成）に変更すればよい。

次に、本実施の形態のフレーム同期検出部２６の構成について説明する。

図８は、実施の形態１に係るフレーム同期検出部２６の概略構成を示す機能ブロック図である。図８に示されるように、フレーム同期検出部２６は、遅延部３１，３２、自己相関演算部３３、フレームタイミング検出部３４及びフレーム番号検出部３５を有する。

図８に示される第１の遅延部３１は、ベースバンド受信信号ｒ（ｔ）を１フレーム長（信号フレームの長さ）を超える遅延量Ｔ１だけ遅延させて遅延信号ｒ（ｔ−Ｔ１）を出力する。ここで、遅延量Ｔ１は、第１の遅延量ともいい、遅延信号ｒ（ｔ−Ｔ１）は、第１の遅延信号ともいう。遅延量Ｔ１は、ヘッダモード１の場合、４２０１シンボル分の時間長に設定され、ヘッダモード３の場合には、４７２６シンボル分の時間長に設定される。ヘッダモード１の場合、４２０１シンボルは、１つの信号フレーム５１の総シンボル（＝４２００シンボル）にシンボルを１つ加えたものと等しい。また、ヘッダモード３の場合にも、４７２６シンボルは、１つの信号フレーム５１の総シンボルにシンボルを１つ加えたものに等しい。

自己相関演算部３３は、受信信号に含まれる既知信号系列と第１の遅延信号に含まれる遅延既知信号系列との間の自己相関を演算して、複数のフレームにそれぞれ対応する複数の自己相関値を生成する。
図９は、実施の形態１の自己相関演算部３３の概略構成を示す機能ブロック図である。自己相関演算部３３は、図９に示されるように、ベースバンド受信信号ｒ（ｔ）の複素共役ｒ^＊（ｔ）を生成する複素共役部６１と、複素乗算部６２と、積分演算部６３とを有する。
複素乗算部６２は、受信信号に含まれる既知信号系列と副遅延信号に含まれる遅延既知信号系列の複素共役とを乗算して副乗算信号の系列を生成する。具体的には、複素乗算部６２は、複素共役信号ｒ^＊（ｔ）と遅延信号ｒ（ｔ−Ｔ１）とを乗算して乗算信号ｒ^＊（ｔ）×ｒ（ｔ−Ｔ１）の系列を生成する。積分演算部６３は、フレームタイミング信号Ｆｔと同期して動作し、各信号フレームのヘッダ部の区間に亘って乗算信号ｒ^＊（ｔ）×ｒ（ｔ−Ｔ１）の系列を積分して各信号フレームに対応する自己相関値ＡＣ１（ｋ）（ｋは、フレーム番号）を算出することができる。

上記の通り、遅延量Ｔ１に相当する４２０１シンボルは、１つの信号フレーム５１の総シンボル（＝４２００シンボル）に１つのシンボルを加えたものである。このとき、各スーパーフレーム５０に対する自己相関値ＡＣ１（０）〜ＡＣ１（Ｎ−１）の中でピーク値は一度だけ発生する。ここで、ピーク値とは、自己相関値がある予め定められた値以上となるものである。具体的には、ヘッダモード１の場合、図６のテーブルによれば、フレーム番号２２４の初期値から生成されるＰＮ系列と、フレーム番号２２３の初期値から生成されるＰＮ系列とは、互いに同じビットパターン（＝０１１００００１・・・）のシンボル系列を含む。このため、自己相関演算部３３は、フレーム番号２２３の信号フレームの遅延信号ｒ（ｔ−Ｔ１）と、フレーム番号２２４の信号フレームのベースバンド受信信号ｒ（ｔ）との自己相関を演算することで自己相関値ＡＣ１（２２４）をピーク値として出力することができる。このように、互いに隣接するフレーム番号２２３とフレーム番号２２４との初期値の組み合わせがピーク値ＡＣ１（２２４）を生成させる。図６のテーブルによれば、互いに隣接するフレーム番号の初期値の組み合わせのうちフレーム番号２２３とフレーム番号２２４との初期値の組み合わせ以外では、自己相関演算部３３はピーク値を出力しない。したがって、自己相関演算部３３は、各スーパーフレーム５０に対してピーク値ＡＣ１（２２４）を一度だけ出力することができる。

一方、ヘッダモード３の場合、図７のテーブルによれば、フレーム番号０の初期値から生成されるＰＮ系列と、フレーム番号１９９の初期値から生成されるＰＮ系列とは、互いに同じビットパターン（＝１１１１０１１１０・・・）のシンボル系列（ビット列）を含む。このため、自己相関演算部３３は、フレーム番号１９９の信号フレームの遅延信号ｒ（ｔ−Ｔ１）と、フレーム番号０の信号フレームのベースバンド受信信号ｒ（ｔ）との自己相関を演算することで自己相関値ＡＣ（０）をピーク値として出力することができる。このように、互いに隣接するフレーム番号０とフレーム番号１９９との初期値の組み合わせがピーク値ＡＣ（０）を生成させる。図７のテーブルによれば、互いに隣接するフレーム番号の初期値の組み合わせのうちフレーム番号０とフレーム番号１９９との初期値の組み合わせ以外では、自己相関演算部３３は、ピーク値を出力しない。したがって、ヘッダモード３の場合も、自己相関演算部３３は、各スーパーフレーム５０に対してピーク値ＡＣ（０）を一度だけ出力することができる。

図８を参照すると、フレーム番号検出部３５は、フレームタイミング信号Ｆｔと同期して動作し、ピーク値ＡＣ１（ｋ）に対応するフレーム番号ｋを開始値として信号フレーム５１のフレーム番号を生成することができる。具体的には、フレーム番号検出部３５はカウンタを有し、フレームタイミング信号Ｆｔが入力される度に、カウンタの計数値Ｎｋをインクリメント（増加）させることでこの計数値Ｎｋをフレーム番号として出力することができる。ここで、フレーム番号検出部３５は、計数値Ｎｋがスーパフレーム内の最終フレームのフレーム番号（ヘッダモード１の場合は、２２４）に達している場合には、フレームタイミング信号Ｆｔの入力に応じて計数値Ｎｋをインクリメントせずに、初期値（＝０）にリセットする。なお、カウンタの計数値Ｎｋをデクリメント（減少）させ、この計数値Ｎｋを用いた所定の計算式によりフレーム番号を生成することもできる。このように、ピーク値判定ができた時点でフレーム番号を特定し、同期を確立できるため、画像や音声の再生をすばやく行うことができる。

一方、第２の遅延部３２は、ベースバンド受信信号ｒ（ｔ）を１フレーム長未満の遅延量Ｔ２だけ遅延させて遅延信号ｒ（ｔ−Ｔ２）を出力する。ここで、遅延量Ｔ２は、第２の遅延量ともいい、遅延信号ｒ（ｔ−Ｔ２）は、第２の遅延信号ともいう。具体的には、遅延量Ｔ２は、ヘッダモード１の場合、２５５シンボル分の時間長に設定され、ヘッダモード３の場合には、５１１シンボル分の時間長に設定される。図１０（Ａ），（Ｂ）は、ヘッダモード１の場合のベースバンド受信信号ｒ（ｔ）と遅延信号ｒ（ｔ−Ｔ２）との間の位置関係を概略的に示す図である。

フレームタイミング検出部３４は、受信信号に含まれる既知信号と第３乃至第５の遅延信号に含まれる遅延既知信号との間の自己相関を演算し、その自己相関の演算結果に基づいて複数のフレーム各々との同期タイミングを検出する。
図１１は、本実施の形態のフレームタイミング検出部３４の概略構成を示す機能ブロック図である。図１０に示されるように、フレームタイミング検出部３４は、複素共役部４１、複素乗算部４２、平均化部４３及び同期タイミング判定部（ピーク位置検出部）４４を有する。複素共役部４１は、ベースバンド受信信号ｒ（ｔ）の複素共役ｒ^＊（ｔ）を生成する。複素乗算部４２は、複素共役信号ｒ^＊（ｔ）と遅延信号ｒ（ｔ−Ｔ２）とを乗算して乗算信号ｒ^＊（ｔ）×ｒ（ｔ−Ｔ２）の系列を生成する。平均化部４３は、乗算信号ｒ^＊（ｔ）×ｒ（ｔ−Ｔ２）の系列の移動平均を算出し、その結果得られた平均化信号を自己相関特性ＡＣ２（ｔ）として出力する。図１０（Ｃ）は、ヘッダモード１の場合の自己相関特性ＡＣ２（ｔ）の一例を概略的に示すグラフである。図３（Ａ）に示したように、ヘッダ部の前端部をなす１６５シンボルは、同じヘッダ部の後端部をなす１６５シンボルと同じビットパターンを有する。よって、図１０（Ｃ）に示されるように、自己相関特性ＡＣ２（ｔ）は、各信号フレーム毎にピークを形成することができる。

同期タイミング判定部４４は、自己相関特性ＡＣ２（ｔ）に現れるピークを検出し、この検出結果に応じて信号フレームとの同期タイミングを表すフレームタイミング信号Ｆｔを生成し出力する。これにより、フレーム番号検出部３５は、フレームタイミング信号Ｆｔと同期して正確にフレーム番号を生成することができる。

以上に説明したように実施の形態１のフレーム同期検出部２６は、ベースバンド受信信号ｒ（ｔ）と遅延信号ｒ（ｔ−Ｔ１），ｒ（ｔ−Ｔ２）との自己相関結果を用いてフレーム番号情報Ｆｎとフレームタイミング信号Ｆｔとを生成している。フレーム同期検出部２６は、特許文献１に開示されるような相互相関を演算しないので、キャリア周波数オフセットに起因する位相回転量がベースバンド受信信号ｒ（ｔ）に付加されても、その位相回転量をキャンセルすることができる。したがって、正確なフレーム番号情報Ｆｎを生成し、フレーム同期を確立することができる。

また、特許文献１に開示されているような相互相関を実行する場合と比べると、自己相関の演算量は比較的少ないという利点がある。よって、フレーム同期検出部２６をハードウェアで構成する場合にその回路規模を小さくすることができる。

実施の形態２．
次に、本発明に係る実施の形態２について説明する。図１２は、実施の形態２のフレーム同期検出部２６Ｂの構成を概略的に示す機能ブロック図である。本実施の形態の受信装置の構成は、図１に示したフレーム同期検出部２６に代えて図１２のフレーム同期検出部２６Ｂを有する点を除いて、図１に示した受信装置１の構成と同じである。

図１２に示されるように、フレーム同期検出部２６Ｂは、上記実施の形態１のフレーム同期検出部２６と同様に第１の遅延部３１、自己相関演算部３３及びフレーム番号検出部３５を有する。本実施の形態のフレーム同期検出部２６Ｂは、さらに、信号遅延部３６、信号合成部３０及びフレームタイミング検出部３４とを有している。

信号遅延部３６は、ベースバンド受信信号ｒ（ｔ）を互いに異なる遅延量Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５だけ遅延させて遅延信号ｒ（ｔ−Ｔ３），ｒ（ｔ−Ｔ４），ｒ（ｔ−Ｔ５）をそれぞれ出力する機能を有する。ここで、ヘッダモード１及びヘッダモード３の場合に、遅延量Ｔ４は、１フレーム長の２倍に設定され、遅延量Ｔ３は、１フレーム長の２倍よりも１シンボルだけ短い値に設定され、遅延量Ｔ５は、１フレーム長の２倍よりも１シンボルだけ長い値に設定される。なお、遅延量Ｔ３は、第３の遅延量ともいい、遅延量Ｔ４は、第４の遅延量ともいい、遅延量Ｔ５は、第５の遅延量ともいう。さらに、遅延信号ｒ（ｔ−Ｔ３）は、第３の遅延信号ともいい、遅延信号ｒ（ｔ−Ｔ４）は、第４の遅延信号ともいい、遅延信号ｒ（ｔ−Ｔ５）は、第５の遅延信号ともいう。

信号合成部３０は、遅延信号ｒ（ｔ−Ｔ３），ｒ（ｔ−Ｔ４），ｒ（ｔ−Ｔ５）を合成して合成遅延信号Ｒｄ（ｔ）を生成し、フレームタイミング検出部３４に供給する。

そして、フレームタイミング検出部３４は、上記実施の形態１のフレームタイミング検出部３４（図１１）と同様に、当該合成遅延信号Ｒｄ（ｔ）とベースバンド受信信号ｒ（ｔ）との自己相関を演算し、その演算結果に基づいてフレームタイミング信号Ｆｔを生成し出力する。これにより、フレーム番号検出部３５は、フレームタイミング信号Ｆｔと同期して正確にフレーム番号を生成することができる。

図１３（Ａ）〜（Ｇ）は、非遅延信号であるベースバンド受信信号ｒ（ｔ）と、遅延信号ｒ（ｔ−Ｔ３），ｒ（ｔ−Ｔ４），ｒ（ｔ−Ｔ５）と、自己相関特性との例を概略的に示す図である。図１３（Ｃ）は、非遅延信号ｒ（ｔ）と遅延信号ｒ（ｔ−Ｔ３）との間の自己相関特性ＡＣ３（ｔ）を示し、図１３（Ｅ）は、非遅延信号ｒ（ｔ）と遅延信号ｒ（ｔ−Ｔ４）との間の自己相関特性ＡＣ４（ｔ）を示し、図１３（Ｇ）は、非遅延信号ｒ（ｔ）と遅延信号ｒ（ｔ−Ｔ５）との間の自己相関特性ＡＣ５（ｔ）を示している。

ヘッダモード１及びヘッダモード３のいずれの場合でも、図６及び図７のテーブルによれば、０〜Ｎ−１の範囲内の任意整数のフレーム番号ｋに対して、当該フレーム番号ｋの初期値から生成されるＰＮ系列（以下、フレーム番号ｋのＰＮ系列と呼ぶ。）と、２フレーム長だけ遅延する遅延信号フレームのフレーム番号ｍｏｄ（Ｎ＋ｋ−２，Ｎ）のＰＮ系列とは、長い区間に亘って互いに同じビットパターンのシンボル系列を含む。ここで、Ｎは、各スーパーフレームに含まれる信号フレームの総数であり、ｍｏｄ（ｘ，Ｎ）は、零以上の整数ｘをＮで除算したときに得られる剰余値である。たとえば、ｋ＝１に対してはｍｏｄ（Ｎ＋ｋ−２，Ｎ）＝ｍｏｄ（Ｎ−１，Ｎ）＝Ｎ−１、ｋ＝２に対してはｍｏｄ（Ｎ＋ｋ−２，Ｎ）＝ｍｏｄ（Ｎ，Ｎ）＝０、となる。

図６及び図７のテーブルによれば、フレーム番号ｋのＰＮ系列中のビットパターンは、下記の（Ａ１）〜（Ａ３）のいずれか１つのビットパターンと時間軸上の長い区間に亘って一致するので、自己相関特性ＡＣ３（ｔ），ＡＣ４（ｔ），ＡＣ５（ｔ）のいずれかが各信号フレーム毎に必ず１つのピークを形成する。
（Ａ１）フレーム番号ｍｏｄ（Ｎ＋ｋ−２，Ｎ）のＰＮ系列を−１シンボルだけ時間軸上でシフトさせて得られるビットパターン、
（Ａ２）フレーム番号ｍｏｄ（Ｎ＋ｋ−２，Ｎ）のＰＮ系列のビットパターン、
（Ａ３）フレーム番号ｍｏｄ（Ｎ＋ｋ−２，Ｎ）のＰＮ系列を＋１シンボルだけ時間軸上でシフトさせて得られるビットパターン。

たとえば、図６によれば、フレーム番号０のＰＮ系列（＝１０１１００００１・・・・）は、フレーム番号２２３（＝ｍｏｄ（２２５−２，２２５））のＰＮ系列（＝０１１００００１・・・）を＋１シンボルだけシフトさせて得られるビットパターンと長い区間に亘って一致する。また、フレーム番号１のＰＮ系列（＝０１１００００１・・・）は、フレーム番号２２４（＝ｍｏｄ（２２５＋１−２，２２５））のＰＮ系列（＝１０１１００００・・・）を−１シンボルだけシフトさせて得られるビットパターンと長い区間に亘って一致する。さらに、フレーム番号１１３のＰＮ系列（＝１００１１０１０・・・・）は、フレーム番号１１１（＝ｍｏｄ（２２５＋１１３−２，２２５））のＰＮ系列（＝１００１１０１０・・・）と完全に一致する。

よって、ヘッダモード１及びヘッダモード３のいずれの場合でも、フレーム番号ｋの信号フレームのヘッダ部と、下記（Ｂ１）〜（Ｂ３）の信号フレームのヘッダ部との自己相関特性ＡＣ３（ｔ），ＡＣ４（ｔ），ＡＣ５（ｔ）のいずれかが、各信号フレーム毎に必ず１つのピークを形成することとなる。
（Ｂ１）フレーム番号ｋの信号フレームを、２フレーム長よりも１シンボル長だけ短い遅延量Ｔ３で遅延して得られる遅延信号フレーム、
（Ｂ２）フレーム番号ｋの信号フレームを、２フレーム長の遅延量Ｔ４で遅延して得られる遅延信号フレーム、
（Ｂ３）フレーム番号ｋの信号フレームを、２フレーム長よりも１シンボル長だけ長い遅延量Ｔ５で遅延して得られる遅延信号フレーム。

以上より、各信号フレーム毎に、合成遅延信号Ｒｄ（ｔ）とヘッダ部のＰＮ系列との大部分のビットパターンが一致するタイミングが生じる。したがって、フレームタイミング検出部３４は、合成遅延信号Ｒｄ（ｔ）とベースバンド受信信号ｒ（ｔ）との自己相関特性を演算し、その演算結果に基づいて各信号フレーム毎にフレームタイミング信号Ｆｔを出力することができる。

以上に説明したように実施の形態２のフレーム同期検出部２６Ｂは、ベースバンド受信信号ｒ（ｔ）と合成遅延信号Ｒｄ（ｔ）との自己相関結果を用いてフレーム番号情報Ｆｎとフレームタイミング信号Ｆｔとを生成する。フレーム同期検出部２６Ｂは、特許文献１に開示されるような相互相関を演算しないので、キャリア周波数オフセットに起因する位相回転量がベースバンド受信信号ｒ（ｔ）に付加されても、その位相回転量をキャンセルすることができる。したがって、正確なフレーム番号情報Ｆｎを生成し、フレーム同期を確立することができる。

特に、本実施の形態は、上記実施の形態１と比べて、ベースバンド受信信号ｒ（ｔ）と合成遅延信号Ｒｄ（ｔ）との間でＰＮ系列が一致する区間は、長くなる。そのため、ノイズの多い伝送路やマルチパスの影響を受けた伝送路に対しても、より正確にフレーム番号情報Ｆｎを生成し、フレームタイミング信号Ｆｔを出力することができる。

また、特許文献１に開示されているような相互相関を実行する場合と比べると、自己相関の演算量は比較的少ないという利点がある。よって、フレーム同期検出部２６をハードウェアで構成する場合にその回路規模を小さくすることができる。

実施の形態３．
次に、本発明に係る実施の形態３について説明する。図１４は、実施の形態３のフレーム同期検出部２６Ｃの構成を概略的に示す機能ブロック図である。本実施の形態の受信装置の構成は、図１に示したフレーム同期検出部２６に代えて図１４のフレーム同期検出部２６Ｃを有する点を除いて、図１に示した受信装置１の構成と同じである。

図１４に示されるように、フレーム同期検出部２６Ｃは、上記実施の形態１のフレーム同期検出部２６と同様に、第１の遅延部３１、自己相関演算部３３、第２の遅延部３２及びフレームタイミング検出部３４を有する。本実施の形態のフレーム同期検出部２６Ｃは、さらに、副遅延部３８、副自己相関演算部３９及びフレームタイミング検出部３４Ｃとを有している。

副遅延部３８は、上記遅延量Ｔ１とは異なる遅延量Ｔ６だけ遅延させて副遅延信号ｒ（ｒ−Ｔ６）を出力する。ヘッダモード１の場合、遅延量Ｔ６は、４３１２（＝３７８０＋４２０＋１１２）シンボル分の時間長に設定され、ヘッダモード３の場合は、遅延量Ｔ６は、４８２５（＝３７８０＋９４５＋１００）シンボル分の時間長に設定される。

副自己相関演算部３９は、上記実施の形態１の自己相関演算部３３（図９）と同様の構成を有し、ベースバンド受信信号ｒ（ｔ）と遅延信号ｒ（ｔ−Ｔ６）との間の自己相関を演算し、その演算結果である自己相関値をフレーム番号検出部３５Ｃに供給することができる。フレーム番号検出部３５Ｃは、自己相関演算部３３による検出結果と副自己相関演算部３９による検出結果とに基づいてフレーム番号を特定することができる。

図６のテーブルによれば、ヘッダモード１の場合、自己相関演算部３３において自己相関値のピークが検出されるのは、フレーム番号２２４の信号フレームを受信したタイミングであり、副自己相関演算部３９において自己相関値のピークが検出されるのは、フレーム番号１１２の信号フレームを受信したタイミングである。また、図７のテーブルによれば、ヘッダモード３の場合、自己相関演算部３３において自己相関値のピークが検出されるのは、フレーム番号０の信号フレームを受信したタイミングであり、副自己相関演算部３９において自己相関値のピークが検出されるのは、フレーム番号１００の信号フレームを受信したタイミングである。

ヘッダモード１のとき、フレーム番号検出部３５Ｃは、自己相関演算部３３が副自己相関演算部３９よりもピーク値を先に検出した場合は、フレーム番号２２４を開始値として出力し、副自己相関演算部３９が自己相関演算部３３よりもピーク値を先に検出した場合は、フレーム番号１１２を開始値として出力することができる。一方、ヘッダモード３のとき、フレーム番号検出部３５Ｃは、自己相関演算部３３が副自己相関演算部３９よりもピーク値を先に検出した場合は、フレーム番号０を開始値として出力し、副自己相関演算部３９が自己相関演算部３３よりもピーク値を先に検出した場合は、フレーム番号１００を開始値として出力することができる。

以上に説明したように実施の形態３では、複数の異なる自己相関結果を利用してフレーム番号情報Ｆｎとフレームタイミング信号Ｆｔとを生成するので、フレーム同期の確立に要する時間を短縮することができる。

なお、本実施の形態のフレーム同期検出部２６Ｃは、遅延部３１及び自己相関演算部３３の組と、副遅延部３８及び副自己相関演算部３９の組との２組でそれぞれ得られる２系統の自己相関結果を利用してフレーム番号情報Ｆｎとフレームタイミング信号Ｆｔとを生成するものであるが、これに限定されるものではない。遅延部３１及び自己相関演算部３３の組に加えて、副遅延部及び副自己相関演算部の組を２組以上有するようにフレーム同期検出部２６Ｃの構成を変更して３系統以上の自己相関結果を利用できるようにすることも可能である。

実施の形態４．
次に、本発明に係る実施の形態４について説明する。図１５は、実施の形態４のフレーム同期検出部２６Ｄを構成を概略的に示す機能ブロック図である。本実施の形態の受信装置の構成は、図１に示したフレーム同期検出部２６に代えて図１５のフレーム同期検出部２６Ｄを有する点を除いて、図１に示した受信装置１の構成と同じである。

本実施の形態のフレーム同期検出部２６Ｄは、上記実施の形態１〜３における遅延部３１、自己相関演算部３３、フレーム番号検出部３５、副自己相関演算部３９、信号遅延部３６、フレームタイミング検出部３４及びフレーム番号検出部３５Ｃを有している。

このような構成とした場合、上記実施の形態２と同様に、ベースバンド受信信号ｒ（ｔ）と合成遅延信号との間でＰＮ系列が一致する区間は、長くなる。そのため、ノイズの多い伝送路やマルチパスの影響を受けた伝送路に対しても、より正確にフレーム番号情報Ｆｎを生成し、フレームタイミング信号Ｆｔを出力することができる。さらに、上記実施の形態３と同様に、複数の異なる自己相関結果を利用してフレーム番号情報Ｆｎとフレームタイミング信号Ｆｔとが生成されるので、フレーム同期の確立に要する時間を短縮することができる。

以上、図面を参照して本発明に係る種々の実施の形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な形態を採用することもできる。

上記実施の形態１乃至４の受信装置の機能の一部は、ハードウェア構成で実現されてもよいし、あるいは、ＣＰＵを含むマイクロプロセッサにより実行されるコンピュータプログラムで実現されてもよい。当該機能の一部がコンピュータプログラムで実現される場合には、マイクロプロセッサは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体から当該コンピュータプログラムをロードし実行することによって当該機能の一部を実現することができる。

また、上記実施の形態１乃至４の受信装置の構成の全部または一部は、ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）で実現することもできる。また、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）あるいはＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）により実施の形態１乃至４の受信装置の構成の全部または一部を実現することも可能である。

上記実施の形態１乃至４の受信装置は、デジタル放送受信装置（テレビジョン放送受信機及び音声放送受信機を含む。）、無線ＬＡＮ機器、あるいは、移動体通信システムの受信端末といった通信装置として構成され得る。

１ 受信装置、 １１ アナログ信号処理部、 １２ Ａ／Ｄ変換器（ＡＤＣ）、 １３ 直交復調部、 １４ 局部発振器、 １５ ＳＲＲＣ（Ｓｑｕａｒｅｄ−Ｒｏｏｔ Ｒａｉｓｅｄ Ｃｏｓｉｎｅ）フィルタ、 １６ ＰＮ除去部、 １７ 等化処理部、 １８，１９ 高速フーリエ変換部（ＦＦＴ）、 ２０ 等化部、 ２１ フレームボディ処理部、 ２２ 伝送路応答推定部、 ２４ 局部ＰＮ系列生成部、 ２５ 乗算器、 ２６，２６Ｂ，２６Ｃ，２６Ｄ フレーム同期検出部、 ３１，３２ 遅延部、 ３３ 自己相関演算部、 ３４ フレームタイミング検出部、 ３５，３５Ｃ フレーム番号検出部、 ３６ 信号遅延部、 ３８ 副遅延部、 ３９ 副自己相関演算部、 ４２ 複素乗算部、 ４３ 平均化部、 ４４ 同期タイミング判定部、 ５０ スーパーフレーム、 ５１ 信号フレーム、 ６２ 複素乗算部、 ６３ 積分演算部。

Claims (13)

1. 時間的に連続する複数のフレームを包含する一連のスーパーフレームで構成される受信信号を入力とし、前記複数のフレームの各々に含まれる既知信号系列に基づいて前記複数のフレーム各々を検出するフレーム同期検出装置であって、
   前記受信信号を１フレーム長を超える第１の遅延量だけ遅延させて第１の遅延信号を出力する第１の遅延部と、
   前記受信信号に含まれる既知信号系列と前記第１の遅延信号に含まれる遅延既知信号系列との間の自己相関を演算して前記複数のフレームにそれぞれ対応する複数の自己相関値を生成する自己相関演算部と、
   前記複数の自己相関値の中から前記スーパーフレームの時間長におけるピーク値を検出し、前記ピーク値に対応する当該フレームのフレーム番号を特定するフレーム番号検出部と、
   前記受信信号を前記第１の遅延量とは異なり１フレーム長を超える遅延量だけ遅延させて副遅延信号を出力する副遅延部と、
   前記受信信号に含まれる既知信号系列と前記副遅延信号に含まれる遅延既知信号系列との間の自己相関を演算して前記複数のフレームにそれぞれ対応する複数の副自己相関値を生成する副自己相関演算部と、を備え、
   前記フレーム番号検出部は、前記複数の自己相関値及び前記複数の副自己相関値の中から前記スーパーフレームの時間長におけるピーク値を検出し、前記ピーク値に対応する当該フレームのフレーム番号を特定する
   ことを特徴とするフレーム同期検出装置。
2. 請求項１に記載のフレーム同期検出装置であって、
   前記受信信号を１フレーム長未満の第２の遅延量だけ遅延させて第２の遅延信号を出力する第２の遅延部と、
   前記受信信号に含まれる既知信号と前記第２の遅延信号に含まれる遅延既知信号との間の自己相関を演算し、前記自己相関の演算結果に基づいて前記複数のフレーム各々との同期タイミングを検出するフレームタイミング検出部と
   をさらに備え、
   前記フレーム番号検出部は、当該特定されたフレーム番号を開始値とし、前記フレームタイミング検出部で検出された同期タイミングに応じて前記複数のフレーム各々のフレーム番号を生成する
   ことを特徴とするフレーム同期検出装置。
3. 請求項２に記載のフレーム同期検出装置であって、
   前記複数のフレーム各々は、前記既知信号系列からなるヘッダ部を有し、
   前記ヘッダ部は、当該ヘッダ部の一部と同じ冗長信号系列をサイクリックプレフィクスとして含む
   ことを特徴とするフレーム同期検出装置。
4. 請求項１に記載のフレーム同期検出装置であって、
   前記受信信号を互いに異なる第３乃至第５の遅延量だけ遅延させて第３乃至第５の遅延信号をそれぞれ出力する信号遅延部と、
   前記受信信号に含まれる既知信号と前記第３乃至第５の遅延信号に含まれる遅延既知信号との間の自己相関を演算し、前記自己相関の演算結果に基づいて前記複数のフレーム各々との同期タイミングを検出するフレームタイミング検出部と
   をさらに備え、
   前記フレーム番号検出部は、当該特定されたフレーム番号を開始値とし、前記フレームタイミング検出部で検出された同期タイミングに応じて前記複数のフレーム各々のフレーム番号を検出する
   ことを特徴とするフレーム同期検出装置。
5. 請求項４に記載のフレーム同期検出装置であって、前記第３乃至第５の遅延量は、１フレーム長の２倍と、該１フレーム長の２倍よりも短い遅延量と、該１フレーム長の２倍よりも長い遅延量とからなることを特徴とするフレーム同期検出装置。
6. 請求項２から５のうちのいずれか１項に記載のフレーム同期検出装置であって、前記フレーム番号検出部は、前記同期タイミングが検出される度に計数値を増加または減少させ、該計数値に基づいて前記フレーム番号を生成することを特徴とするフレーム同期検出装置。
7. 請求項１から６のうちのいずれか１項に記載のフレーム同期検出装置であって、
   前記自己相関演算部は、
   前記受信信号に含まれる既知信号系列と前記第１の遅延信号に含まれる遅延既知信号系列の複素共役とを乗算して乗算信号の系列を生成する複素乗算部と、
   前記複数のフレームの各々に対して前記乗算信号の系列を積分して前記自己相関値を算出する積分演算部と
   を含むことを特徴とするフレーム同期検出装置。
8. 請求項１に記載のフレーム同期検出装置であって、前記既知信号系列のパターンは、前記スーパーフレームの単位で繰り返し変化することを特徴とするフレーム同期検出装置。
9. 請求項１から８のうちのいずれか１項に記載のフレーム同期検出装置であって、
   前記副自己相関演算部は、
   前記受信信号に含まれる既知信号系列と前記副遅延信号に含まれる遅延既知信号系列の複素共役とを乗算して副乗算信号の系列を生成する複素乗算部と、
   前記複数のフレームの各々に対して前記副乗算信号の系列を積分して前記副自己相関値を算出する積分演算部と
   を含むことを特徴とするフレーム同期検出装置。
10. 請求項１から９のうちのいずれか１項に記載のフレーム同期検出装置であって、
    前記既知信号系列は、フィードバックシフトレジスタを用いて生成された疑似ランダムノイズ系列であり、
    前記フィードバックシフトレジスタは、前記複数のフレーム各々に対して指定された値を初期値として前記疑似ランダムノイズ系列を生成する
    ことを特徴とするフレーム同期検出装置。
11. 時間的に連続する複数のフレームを包含する一連のスーパーフレームで構成される信号を受信する受信装置であって、
    前記複数のフレームの各々に含まれる既知信号系列に基づいて前記複数のフレーム各々を検出するフレーム同期検出部と、
    前記フレーム同期検出部による識別結果に基づいて伝送路応答を推定する伝送路応答推定部と、
    当該推定された伝送路応答を用いて前記受信信号の歪みを補正する等化処理部と
    を備え、
    前記フレーム同期検出部は、
    前記受信信号を１フレーム長を超える第１の遅延量だけ遅延させて第１の遅延信号を出力する第１の遅延部と、
    前記受信信号に含まれる既知信号系列と前記第１の遅延信号に含まれる遅延既知信号系列との間の自己相関を演算して前記複数のフレームにそれぞれ対応する複数の自己相関値を生成する自己相関演算部と、
    前記複数の自己相関値の中から前記スーパーフレームの時間長におけるピーク値を検出し、前記ピーク値に対応する当該フレームのフレーム番号を特定するフレーム番号検出部と、
    前記受信信号を前記第１の遅延量とは異なり１フレーム長を超える遅延量だけ遅延させて副遅延信号を出力する副遅延部と、
    前記受信信号に含まれる既知信号系列と前記副遅延信号に含まれる遅延既知信号系列との間の自己相関を演算して前記複数のフレームにそれぞれ対応する複数の副自己相関値を生成する副自己相関演算部とを有し、
    前記フレーム番号検出部は、前記複数の自己相関値及び前記複数の副自己相関値の中から前記スーパーフレームの時間長におけるピーク値を検出し、前記ピーク値に対応する当該フレームのフレーム番号を特定する
    ことを特徴とする受信装置。
12. 請求項１１に記載の受信装置であって、
    前記フレーム同期検出部は、
    前記受信信号を１フレーム長未満の第２の遅延量だけ遅延させて第２の遅延信号を出力する第２の遅延部と、
    前記受信信号に含まれる既知信号と前記第２の遅延信号に含まれる遅延既知信号との間の自己相関を演算し、前記自己相関の演算結果に基づいて前記複数のフレーム各々との同期タイミングを検出するフレームタイミング検出部と
    をさらに有し、
    前記フレーム番号検出部は、当該特定されたフレーム番号を開始値とし、前記フレームタイミング検出部で検出された同期タイミングに応じて前記複数のフレーム各々のフレーム番号を検出する
    ことを特徴とする受信装置。
13. 請求項１１に記載の受信装置であって、
    前記フレーム同期検出部は、
    前記受信信号を互いに異なる第３乃至第５の遅延量だけ遅延させて第３乃至第５の遅延信号をそれぞれ出力する信号遅延部と、
    前記受信信号に含まれる既知信号と前記第３乃至第５の遅延信号に含まれる遅延既知信号との間の自己相関を演算し、前記自己相関の演算結果に基づいて前記複数のフレーム各々との同期タイミングを検出するフレームタイミング検出部と
    をさらに有し、
    前記フレーム番号検出部は、当該特定されたフレーム番号を開始値とし、前記フレームタイミング検出部で検出された同期タイミングに応じて前記複数のフレーム各々のフレーム番号を検出する
    ことを特徴とする受信装置。

Images