JP6323087B2

JP6323087B2 - 変調装置

Info

Publication number: JP6323087B2
Application number: JP2014049858A
Authority: JP
Inventors: 博史小森
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2014-03-13
Filing date: 2014-03-13
Publication date: 2018-05-16
Anticipated expiration: 2034-03-13
Also published as: JP2015177217A

Description

本発明は、信号変調を行う変調装置に関する。

一般に、直交波周波数分割多重（ＯＦＤＭ：ＯｒｔｈｏｇｏｎａｌＦｒｅｑｕｅｎｃｙＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）変調のようなピーク対平均電力比（ＰＡＰＲ：ＰｅａｋｔｏＡｖｅｒａｇｅＰｏｗｅｒＲａｔｉｏ）の高い信号をＰＡ（ＰｏｗｅｒＡｍｐｌｉｆｉｅｒ）で効率よく増幅する場合、予めＯＦＤＭ変調波にＣＦＲ（ＣｒｅｓｔＦａｃｔｏｒＲｅｄｕｃｔｉｏｎ）を施してＯＦＤＭ変調波のＰＡＰＲを低減する必要がある。

一般的なＰＡＰＲ低減方法としてＣｌｉｐｐｉｎｇ＆Ｆｉｌｔｅｒ方式、ＡＣＥ（ＡｃｔｉｖｅＣｏｎｓｔｅｌｌａｔｉｏｎＥｘｔｅｎｓｉｏｎ）等が数多く提案されているが、これらの方式ではＯＦＤＭ変調信号の信号品質（ＥＶＭ：ＥｒｒｏｒＶｅｃｔｏｒＭａｇｎｉｔｕｄｅ又はＭＥＲ：ＭｏｄｕｌａｔｉｏｎＥｒｒｏｒＲａｔｉｏ）が劣化する。

信号品質が劣化しないＰＡＰＲ低減方法として、ＳＬＭ（ＳｅｌｅｃｔｉｖｅＭａｐｐｉｎｇ）やＰＴＳ（ＰａｒｔｉａｌＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎＳｅｑｕｅｎｃｅ）等が数多く提案されているが、一般的な方法では送受する情報データの他に副情報の伝送が必要となる（特許文献１）。

特開２０１３−０７４４１８号公報

上述したように、特開２０１３−０７４４１８号公報等の公知の技術では副情報が必要になるが、テレビジョン放送においては副情報を伝達する手段が設けられていない問題がある。

そこで、本発明の主目的は、副情報を必要とすることなく受信側で位相回転を戻すことができるようにした変調装置を提供することである。

上記課題を解決するため、入力した信号に対して少なくともパイロット信号を付加して出力する変調装置に係る発明は、パイロット信号が付加された信号のピーク対平均電力比を抑制するための位相回転量を算出する位相演算部と、パイロット信号が付加された信号に対して、位相回転量の位相回転を行う位相回転部と、受信側で位相回転が行われた信号の当該位相回転を元に戻すことができるように、位相回転部に入力する位相回転の変動を抑制する変動抑制部と、を備える。

本発明によれば、ピーク対平均電力比を抑えた信号を元に戻す際に、副情報を必要とすることなく位相回転を戻すことができるようになる。

本実施形態に係る変調装置のブロック図である。位相回転制御信号を例示した図で、（ａ）は急峻に変化する公知技術による位相回転制御信号、（ｂ）は急峻な変化を抑制した本実施形態にかかる位相回転制御信号を示す図である。ＩＦＦＴ部と位相回転部との数を変えた構成の変調装置のブロック図である。ブロック分割を行わない場合の変調装置のブロック図である。

本発明の実施形態を説明する。図１は、本実施形態に係る変調装置２のブロック図である。この変調装置２は、デジタルテレビジョン送信機（ＩＳＤＢ−Ｔ、ＤＶＢ−Ｔ、ＤＶＢ−Ｔ２等）、デジタルラジオ送信機（ＤＡＢ等）における無線伝送システムに利用可能である。

変調装置２は、マッピング部１０、シリアル／パラレル（Ｓ／Ｐ）変換部２０、パイロット信号付加部３０、ブロック分割部４０、逆フーリェ変換（ＩＦＦＴ：ＩｎｖｅｒｓｅＦａｓｔＦｏｕｒｉｅｒＴｒａｎｓｆｏｒｍ）部５０、位相回転部６０、加算部７０、位相演算部８０を備える。

マッピング部１０は、送信するデータを６４ＱＡＭ（６４ＱｕａｄｒａｔｕｒｅＡｍｐｌｉｔｕｄｅＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ）等にマッピングする。

Ｓ／Ｐ変換部２０は、入力したシリアルデータをパラレルデータに変換する。

パイロット信号付加部３０は、通信規格に基づきパラレルデータにパイロット信号を付加する。なお、このときパイロット信号に特殊な処理を施す必要はない。

ブロック分割部４０は、各パラレルデータをそれぞれＮ個のブロックに分割する。図１では３つのブロックに分割する場合を示しているが、分割数を限定する趣旨ではなく、設計思想に基づき分割数を決定することができる。以下、分割されたデータをブロック信号、分割数をブロック数と記載する。

ＩＦＦＴ部５０（５０ａ〜５０ｃ）は、ブロック信号に対応して設けられて、ブロック信号に対して逆フーリェ変換を行う。逆フーリェ変換された信号をＩＦＦＴ信号と記載する。

位相回転部６０（６０ａ〜６０ｃ）は、ＩＦＦＴ部５０に対応して設けられている。そして、各位相回転部６０は、例えばＦＩＲ（ＦｉｎｉｔｅＩｍｐｕｌｓｅＲｅｓｐｏｎｓｅ）フィルタ等により構成されて、ＩＦＦＴ信号に対し位相演算部８０からの位相回転量を示す信号（位相回転制御信号）に基づき位相回転を行う。位相回転された信号を、位相調整信号と記載する。なお、位相回転部６０がＦＩＲフィルタで構成されている場合には、位相回転制御信号はタップ係数となる。

加算部７０は、各位相回転部６０からの位相調整信号を加算し、加算された信号を変調信号として出力する。

位相演算部８０は、変調信号のＰＡＰＲが減少するように、各々の位相回転部６０に与える位相回転制御信号を演算して出力する。

このような位相演算部８０は、合成部８１、位相演算部８２、変動抑制部８３を含んでいる。

合成部８１は、各ＩＦＦＴ部５０からのＩＦＦＴ信号を合成して、合成信号として位相演算部８２に出力する。この合成信号は、加算部７０から出力される変調信号に対応する。即ち、変調信号はＰＡＰＲが減少するように位相調整された信号であるのに対し、合成信号はかかる位相調整がされていない信号である。

位相演算部８２には、各ＩＦＦＴ部５０からのＩＦＦＴ信号と合成部８１からの合成信号とが入力する。そして、位相演算部８２は、合成信号のＰＡＰＲが減少するように各ＩＦＦＴ信号に対する位相回転量を演算する。先に、合成信号は変調信号に対応し、位相調整されているか否かの相違があることを述べた。合成信号のＰＡＰＲを減少させるようにＩＦＦＴ信号に対する位相回転量を演算することは、変調信号のＰＡＰＲを減少させることに対応する。

変動抑制部８３は、ローパスフィルタ等により形成された平滑回路で、位相回転制御信号の変化（変動率の変化）が緩やかになるように位相回転量を制限する。即ち、位相回転制御信号が急峻に変化する場合には、受信側でパイロット信号だけによって、元の信号に戻すことができない。そこで、受信側がパイロット信号だけで元の信号に戻すことができるように（キャリア方向（周波数方向）に対して位相回転の変化が緩やかになるように）、変動抑制部８３により位相回転制御信号の急激な変動を抑制する（変動率の小さくする）。

ところで、図１においては、位相回転部６０を各ＩＦＦＴ部５０に対応して複数設けた場合を示したが、このような構成に限定しない。即ち、位相回転を行う理由は、後述する加算部７０から出力される変調信号のＰＡＰＲを減少させることが目的である。従って、この目的が達成できる限りにおいて、各ＩＦＦＴ部５０に対応して位相回転部６０を設けなくてもよい。例えば、図３に示すように、位相回転部６０ｂを省略したような構成である。この場合、位相演算部８２で算出する位相回転量の数も少なくなるので、当該位相演算部８２における演算負荷も小さくなる。

また、パイロット信号付加部３０からのパイロット信号が付加された信号をブロック分割部４０で分割し、それぞれのブロック信号に対してＩＦＦＴ部５０でＩＦＦＴ処理を行い、位相回転を行った。しかし、滑らかに連続した位相回転を行うことにより、パイロット信号だけで信号を元に戻すことが目的であるので、図４に示すように、ブロック信号に分割することは必須要件とならない。

図２は、位相回転制御信号を例示した図で、（ａ）は急峻に変化する公知技術による位相回転制御信号、（ｂ）は急峻な変化を抑制した本実施形態にかかる位相回転制御信号を示している。以下、図２（ａ）に示す位相回転制御信号を一定位相回転量制御信号と記載し、（ｂ）に示す位相回転制御信号を変動位相回転量制御信号と記載する。

図２（ａ）に示すように、一定位相回転量制御信号は、パルス的に変動し、優位値は一定量である。このような位相回転制御方法でも副情報があれば受信側で元の信号に戻すことは可能である。しかし、急激に変動するためパイロット信号だけでは元の信号に戻すことができない。

これに対し、本実施形態によれば、変動抑制部８３により変動位相回転量制御信号の位相回転量を受信側で正常に戻せる範囲（等化可能な範囲）で変化するように、その変化率を抑制する。従って、受信側では副情報がなくてもパイロット信号だけで位相回転を元に戻すことが可能になる。なお、許容される位相回転の量は、通信規格で定められているパイロット信号の配置間隔等に依存するので、ここでは限定しない。

以上説明したように、副情報の伝送が不要なので、余分な情報を伝送する必要がなく、伝送効率の改善が可能になる。また、広く普及しているＴＶ受像機のように副情報を処理する手段が設けられていない装置に対しても、構成変更を行う必要がない。さらに、変調信号に必ず存在するパイロット信号によって元の位相に戻すため、通信方式を変更する必要がない。

２変調装置
１０マッピング部
２０シリアル／パラレル変換部
３０パイロット信号付加部
４０ブロック分割部
５０（５０ａ〜５０ｃ）ＩＦＦＴ部
６０（６０ａ〜６０ｃ）位相回転部
７０加算部
８０位相演算部
８１合成部
８２位相演算部
８３変動抑制部

Claims

入力した信号に対して少なくともパイロット信号を付加して出力する変調装置であって、
前記パイロット信号が付加された信号のピーク対平均電力比を抑制するための位相回転量を算出する位相演算部と、
前記パイロット信号が付加された信号に対して、前記位相回転量の位相回転を行う位相回転部と、
受信側で前記位相回転が行われた信号の当該位相回転を元に戻すことができるように、前記位相回転部に入力する前記位相回転の変動を抑制する変動抑制部と、
を備え、
前記変動抑制部は、ローパスフィルタにより形成された平滑回路であることを特徴とする変調装置。
請求項１に記載の変調装置であって、
前記パイロット信号が付加された信号に対して逆フーリェ変換を行う逆フーリェ変換部を備え、
該逆フーリェ変換部で変換された信号に対して前記位相演算部が前記位相回転量を演算することを特徴とする変調装置。
請求項２に記載の変調装置であって、
前記パイロット信号が付加された信号を複数のブロックに分割し、分割された信号に対して前記逆フーリェ変換部に前記逆フーリェ変換を行わせるブロック分割部を備えることを特徴とする変調装置。
請求項３に記載の変調装置であって、
前記変動抑制部が算出する前記位相回転量の数は、前記ブロック分割部により分割して得られた信号の数と同じ数又は当該数より少ない数であることを特徴とする変調装置。