JP2007251435A - Ｏｆｄｍ復調装置、ｏｆｄｍ復調方法、プログラム及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】通信路の状況に応じてＴＭＣＣキャリアをＳ／Ｎの劣化なく好適に復調する。
【解決手段】ＯＦＤＭ復調装置は、ベースバンド信号をＦＦＴ演算するＦＦＴ演算回路１０と、ＦＦＴ演算回路１０によってＦＦＴ演算されたベースバンド信号のＴＭＣＣキャリアの信号レベルのうち、所定のしきい値よりも大きなレベルを有するＴＭＣＣキャリアを加算平均して符号判別を行い、ＴＭＣＣキャリアを復調するＴＭＣＣ復調回路２とを備え、ＴＭＣＣ復調回路２は、ＦＦＴ演算回路１０に入力される前のベースバンド信号と、ＦＦＴ演算回路１０から出力された後のベースバンド信号とに基づいて、通信路の状況をモニタする通信路モニタ３と、通信路モニタ３によってモニタされた通信路の状況に基づいて、所定のしきい値を決定するしきい値決定回路４とを有している。
【選択図】図２

Description

本発明は、デジタル伝送方式にて、映像信号や音声信号を効率よく伝送できる直交周波数分割多重方式（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ、以下、略してＯＦＤＭ）の復調装置、ＯＦＤＭ復調方法、プログラム及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関する。

（ＯＦＤＭ放送）
地上デジタル放送では、建物によるゴースト妨害（フェージング、マルチパス）の克服に好適な変調方式として、マルチキャリアのＯＦＤＭ変復調方式が知られている。ＯＦＤＭ変復調方式は、１チャンネル帯域内に多数（２５６〜１０２４程度）のサブ・キャリアを設けて、映像信号や音声信号を効率よく伝送することが可能なデジタル変調・復調方式である。全キャリアを高速フーリエ逆変換（ＩＦＦＴ： Ｉｎｖｅｒｓｅ Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）によってＯＦＤＭ変調されたベースバンド（ＢＢ：ＢａｓｅＢａｎｄ）信号を生成する。

図３は、ＯＦＤＭ変調波の伝送シンボルの一例を示す図である。ＩＦＦＴ変換の処理窓の期間が、有効シンボル期間ｔｓとなる。有効シンボル期間は、Ｆ_ｓクロックＮ周期に相当する。有効シンボル期間ｔｓを基本単位としてデジタル変調された全キャリアを加え合わせたものを、ＯＦＤＭ伝送シンボルという。

実際の伝送シンボルは、通常、図３に示すように、有効シンボル期間２０１に、ガードインターバル（ＧＩ）２０２ａと呼ばれる期間ｔｇを付加して構成されている。ＧＩ期間ｔｇ（２０２ａ）の波形は、有効シンボル期間ｔｓの後部２０２ｂの信号波形を繰り返したものになっている。伝送シンボルのシンボル期間２０３は、有効シンボル期間２０１とＧＩ期間２０２ａとの和となる。たとえば、非特許文献１の放送規格によると、有効シンボル期間長は、ＭＯＤＥと呼ばれるパラメータによって次表１の様に定義されている。

さらに、ＧＩ期間（単位：μｓ）は、各有効シンボル期間長に対する比であるＧＩ期間長（ＧＩ比）と呼ばれるパラメータによって、次表２の様に定義されている。

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

また、非特許文献１によると、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、または６４ＱＡＭ変調された１伝送シンボルには、１セグメント当たり、次表３に示すキャリアが配置されている。

この表において、ＳＰは、ＳＰ（Ｓｃａｔｔｅｒｅｄ Ｐｉｌｏｔ）信号を意味する。このＳＰ信号は、周期的に挿入されるパイロット信号であり、たとえば、キャリア方向において、１２キャリアに１回、シンボル方向において、４シンボルに１回、挿入される。ＴＭＣＣは、ＴＭＣＣ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ａｎｄ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）信号を意味する。このＴＭＣＣ信号は、フレーム同期信号や伝送パラメータを伝送するための信号である。ＡＣ１は、ＡＣ１（Ａｕｘｉｌｉａｒｙ Ｃｈａｎｎｅｌ）信号を意味する。このＡＣ１信号は、付加情報を伝送するための信号である。ＴＭＣＣとＡＣ１は、ＳＰと異なり、各キャリアにおいて、非周期的に配置されている。

（従来のＯＦＤＭ復調装置の基本構成）
従来のＯＦＤＭ復調装置の一構成例は、たとえば、特許文献１に示されている。図４は、従来のＯＦＤＭ復調装置９１の構成を示すブロック図である。ＯＦＤＭ復調装置９１は、アンテナ８１と、チューナ８２と、ベースバンド信号処理部８９と、誤り訂正処理部７０とを含んでいる。ベースバンド信号処理部８９は、アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）８３と、直交復調回路８４と、狭帯域キャリア周波数誤差補正回路８５と、伝送モード判定回路８６と、ＦＦＴ演算回路８０と、広帯域キャリア周波数誤差補正回路８７と、ＴＭＣＣ復調回路９２と、波形等化回路８８とを有している。

放送局から放送されたデジタル放送の放送波は、ＯＦＤＭ復調装置９１のアンテナ８１により受信され、ＲＦ信号としてチューナ８２に供給される。チューナ８２は、アンテナ８１を通じてそれぞれ受信されたＲＦ（高周波）信号を、ＩＦ（中間周波数）信号に周波数変換する。チューナ８２は、周波数変換したＩＦ信号を、ベースバンド信号処理部８９に設けられたＡＤＣ８３に供給する。

チューナ８２から出力されたＩＦ信号は、ＡＤＣ８３によりデジタル化される。デジタル化されたＩＦ信号は、直交復調回路８４に供給される。

直交復調回路８４は、所定の周波数（キャリア周波数）のキャリア信号を用いて、デジタル化されたＩＦ信号を直交復調し、ベースバンドのＯＦＤＭ信号を出力する。ベースバンドのＯＦＤＭ信号は、直交復調された結果、実軸成分（Ｉチャネル信号）と、虚軸成分（Ｑチャネル信号）とから構成される複素信号となる。直交復調回路８４から出力されるベースバンドのＯＦＤＭ信号は、狭帯域キャリア周波数誤差補正回路８５及び伝送モード判定回路８６に供給される。

狭帯域キャリア周波数誤差補正回路８５は、直交復調回路８４から供給されたベースバンドのＯＦＤＭ信号の狭帯域キャリア周波数誤差を補正して、ＦＦＴ演算回路８０に供給する。

伝送モード判定回路８６は、ベースバンドのＯＦＤＭ信号から伝送モード及びガードインターバル比等の伝送パラメータを抽出するシンボル同期処理を実行して、抽出した伝送パラメータをＦＦＴ演算回路８０に供給する。

ＦＦＴ演算回路８０は、伝送モード判定回路８６から供給された伝送パラメータに基づいて、ベースバンドのＯＦＤＭ信号に対してＦＦＴ演算を行い、各サブキャリアに直交変調されている信号を抽出して出力する。ＦＦＴ演算回路８０は、１つのＯＦＤＭシンボルから有効シンボル長分の信号を抜き出し、抜き出した信号に対してＦＦＴ演算を行う。すなわち、ＦＦＴ演算回路８０は、１つのＯＦＤＭシンボルからガードインターバル長分の信号を除き、残った信号に対してＦＦＴ演算を行う。ＦＦＴ演算を行うために抜き出される信号の範囲は、その抜き出した信号点が連続していれば、１つのＯＦＤＭ伝送シンボルの任意の位置でよい。つまり、その抜き出す信号の範囲の開始位置は、ＧＩ期間中のいずれかの位置となる。ＦＦＴ演算回路８０により抽出された各サブキャリアに変調されていた信号は、実軸成分（Ｉチャネル信号）と虚軸成分（Ｑチャネル信号）とから構成される複素信号である。ＦＦＴ演算回路８０により抽出された信号は、ＴＭＣＣ復調回路９２、広帯域キャリア周波数誤差補正回路８７および波形等価回路８８に供給される。

広帯域キャリア周波数誤差補正回路８７は、ＦＦＴ演算回路８０によって供給されたベースバンドのＯＦＤＭ信号の広帯域キャリア周波数誤差を補正してＦＦＴ演算回路８０に供給する。

波形等価回路８８には、ＦＦＴ演算回路８０から出力された各サブキャリアから復調された後の信号が供給される。波形等価回路８８は、その信号に対してキャリア復調を行う。ＩＳＤＢ−Ｔ規格のＯＦＤＭ信号を復調する場合であれば、波形等価回路８８は、たとえば、ＤＱＰＳＫの差動復調、または、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、および６４ＱＡＭなどの同期復調を行う。

ＴＭＣＣ復調回路９２は、ＯＦＤＭ伝送フレームにおける所定の位置に変調されている、ＴＭＣＣなどの伝送制御情報を復調する。誤り訂正処理部７０は、波形等価回路８８により波形等価されたＯＦＤＭ信号の誤りを訂正する。

図５は、ＴＭＣＣ復調回路９２の構成を示すブロック図である。ＴＭＣＣ復調回路９２は、差動復調回路９５を有している。差動復調回路９５は、ＦＦＴ演算回路８０によってＦＦＴ演算されたベースバンド信号のＴＭＣＣキャリアを差動復調して、加算平均回路９８及び復調レベル検出回路９３に供給する。復調レベル検出回路９３は、差動復調回路９５によって差動復調されたＴＭＣＣキャリアの復調レベルを検出して比較回路９７に供給する。

ＴＭＣＣ復調回路９２には、信号レベル検出回路９６が設けられている。信号レベル検出回路９６は、ＦＦＴ演算回路８０によってＦＦＴ演算されたＴＭＣＣキャリアの信号レベルを検出して比較回路９７に供給する。

ＴＭＣＣ復調回路９２は、しきい値決定回路９４を有している。しきい値決定回路９４は、ＦＦＴ演算回路８０によってＦＦＴ演算されたＴＭＣＣキャリアに基づいてしきい値を決定して比較回路９７に供給する。

比較回路９７は、しきい値決定回路９４によって決定されたしきい値と、信号レベル検出回路９６によって検出されたＴＭＣＣキャリアの信号レベル及び復調レベル検出回路９３によって検出されたＴＭＣＣキャリアの復調レベルとを比較し、加算平均に用いるＴＭＣＣキャリアの差動復調結果のタイミングを検出して、加算平均回路９８に供給する。

加算平均回路９８は、比較回路９７によって検出されたタイミングに基づいて、差動復調回路９５によって差動復調されたＴＭＣＣキャリアを加算平均して符号判別回路９９に供給する。符号判別回路９９は、加算平均回路９８による加算平均結果を符号判別し、ＤＢＰＳＫ復調データとして出力する。

図６は、周波数選択性フェージングの影響による搬送波の周波数特性劣化を説明するためのグラフである。移動体や地上波系のデジタル無線通信において注目されているＯＦＤＭ方式では、図６に示すように互いに同じ周波数ｆｓの間隔を空けて配置された多数の搬送波(キャリア)を、それぞれ同一のシンボル周波数でデジタル変調して情報符号を伝送する。

各搬送波のデジタル変調方式としては、４相位相偏移変調(ＱＰＳＫ：Quadrature Phase Shift Keying)方式、１６値直交振幅変調(１６ＱＡＭ：16 Quadrature Amplitude Modulation)、３２ＱＡＭ方式、６４ＱＡＭ方式などが用いられている。ＯＦＤＭ方式においては、キャリア単位で変調が可能であるので、これらの変調方式をシンボル内で同時に２つ以上使用することができる。このような伝送方式を階層化伝送という。階層化伝送を行った場合、受信装置側では復調の際に階層化情報が必要となる。その情報を伝送するために用意されているキャリアがＴＭＣＣである。

周波数選択性フェージングが起きると、図６に示すように、その影響で伝送帯域内にＳ／Ｎの劣化が生じる。ＴＭＣＣキャリアが割り当てられている個所に、このようなＳ／Ｎの劣化が生じると、例えば、搬送波２４ａ・２４ｂのように、ＴＭＣＣキャリアの受信レベルは小さくなり、復調したＴＭＣＣ情報符号の符号誤り率が増加するといった問題が生じる。

この問題を解決するために、図５に示すように、ＦＦＴ演算回路８０によってＦＦＴ演算されたＴＭＣＣキャリアに基づいてしきい値を決定し、このしきい値よりも大きなレベルを有するＴＭＣＣキャリアのみを加算平均して符号判別を行い、当該ＴＭＣＣキャリアを復調するＴＭＣＣ復調を行う。

この場合、受信レベルの大きいＴＭＣＣキャリアの値のみを加算平均しているために、周波数選択性フェージングによって一部のキャリアレベルが下がっても、ＴＭＣＣ検出におけるＳ／Ｎの低下を抑えることができ、ＴＭＣＣ情報符号の符号誤り率を低減できる。
特開２００２−２４７００３号公報（平成１４年８月３０日（2002.8.30）公開） 「地上デジタルテレビジョン放送の伝送方式ＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｂ３１ １．５版」、社団法人電波産業界、２００１年５月３１日初版策定、２００３年７月２９日１．５版改定

しかしながら、上記従来の構成では、ＯＦＤＭ信号が伝送される通信路の環境が悪化すると、図６に示されるＴＭＣＣキャリアの受信レベルの減少度合いが変動するため、しきい値に基づいてＴＭＣＣ検出におけるＳ／Ｎの低下を安定して抑えることができず、ＴＭＣＣ情報符号の符号誤り率を安定して低減することができないという問題が生じる。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、通信路の状況に応じてＴＭＣＣキャリアをＳ／Ｎの劣化なく好適に復調することができるＯＦＤＭ復調装置、ＯＦＤＭ復調方法、プログラム及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体を実現することにある。

本発明に係るＯＦＤＭ復調装置は、上記課題を解決するために、アンテナにより受信されてチューナにより高周波信号から周波数変換された中間周波数信号を直交復調したベースバンド信号をＦＦＴ演算するＦＦＴ演算回路と、前記ＦＦＴ演算回路によってＦＦＴ演算されたベースバンド信号のＴＭＣＣキャリアのうち、所定のしきい値よりも大きなレベルを有するＴＭＣＣキャリアを加算平均して符号判別を行い、ＴＭＣＣキャリアを復調するＴＭＣＣ復調回路とを備え、前記ＴＭＣＣ復調回路は、前記ＦＦＴ演算回路に入力される前のベースバンド信号と、前記ＦＦＴ演算回路から出力された後のベースバンド信号とに基づいて、通信路の状況をモニタする通信路モニタと、前記通信路モニタによってモニタされた通信路の状況に基づいて、前記所定のしきい値を決定するしきい値決定回路とを有していることを特徴とする。

上記特徴によれば、前記ＦＦＴ演算回路に入力される前のベースバンド信号と、前記ＦＦＴ演算回路から出力された後のベースバンド信号とに基づいて、通信路の状況をモニタし、このモニタされた通信路の状況に基づいて、前記所定のしきい値を決定する。このため、ＦＦＴ演算前後の全データを使用する事から、通信路の状況が精度よく検出でき、キャリア方向のみでなく、時間軸方向の信号強度変化についてもモニタする事で、どのような通信路環境でも最適なしきい値を設定する事ができる。その結果、通信路の状況に応じてＴＭＣＣキャリアをＳ／Ｎの劣化なく好適に復調することができる。

本発明に係るＯＦＤＭ復調装置では、前記通信路モニタは、前記ＦＦＴ演算回路に入力される前のベースバンド信号と、前記ＦＦＴ演算回路から出力された後のベースバンド信号とに基づいて、信号強度の時間的変化を検出し、前記しきい値決定回路は、前記通信路モニタによって検出された信号強度の時間的変化が大きくなると、前記しきい値を小さくすることが好ましい。

上記構成によれば、信号強度の小さい信号が入力された場合、全ての信号が閾値を下回る可能性が出てくるので、しきい値を小さくすることによって、これを避けることができる。

本発明に係るＯＦＤＭ復調装置では、前記通信路モニタは、前記ＦＦＴ演算回路に入力される前のベースバンド信号と、前記ＦＦＴ演算回路から出力された後のベースバンド信号とに基づいて、キャリア毎の信号強度の変化を検出し、前記しきい値決定回路は、前記通信路モニタによって検出されたキャリア毎の信号強度の変化が大きくなると、前記しきい値を大きくすることが好ましい。

上記構成によれば、しきい値を大きくすることにより、Ｓ／Ｎの小さい信号をＴＭＣＣ復調に使わないようにすることができる。

本発明に係るＯＦＤＭ復調装置では、前記ＴＭＣＣ復調回路は、前記ＴＭＣＣキャリアを差動復調する差動復調回路を有しており、前記しきい値決定回路は、前記差動復調回路による差動復調後の信号強度に基づいて前記所定のしきい値を決定することが好ましい。

差動復調前のＦＦＴからの出力に基づいてしきい値を決定する場合、差動復調前のＦＦＴからの出力の値そのものが差動復調後の信号の値と異なるので（差動復調前のＦＦＴからの出力はＩ、Ｑデータであり、差動復調後のデータはＩ、Ｑデータの複素乗算結果である）、差動復調後の信号と対応がとれるような値に変換しなければならない。しかし、差動復調後の信号であれば、上記のような変換は必要がなく、そのまま（単純の±αくらいの計算は必要であるが）しきい値として使うことができる。ただし、基準となるしきい値の決定方法は、これに限定されない。ＦＦＴ前後のＩ、Ｑデータに基づいてしきい値を算出してもよいし、経験的に決めた値に基づいて算出してもよい。

本発明に係るＯＦＤＭ復調装置では、前記ＴＭＣＣ復調回路は、前記ＦＦＴ演算回路によってＦＦＴ演算されたベースバンド信号のＴＭＣＣキャリアの信号レベルを検出する信号レベル検出回路と、前記信号レベル検出回路によって検出されたＴＭＣＣキャリアの信号レベルを、前記しきい値決定回路によって決定されたしきい値と比較して、前記しきい値よりも大きなレベルを有するＴＭＣＣキャリアを出力する比較回路とを有していることが好ましい。

上記構成によれば、簡単な構成により、ＴＭＣＣキャリアの信号レベルのうち、所定のしきい値よりも大きなレベルを有するＴＭＣＣキャリアを抽出することができる。

本発明に係るＯＦＤＭ復調装置では、前記ＴＭＣＣ復調回路は、前記ＴＭＣＣキャリアを差動復調する差動復調回路と、前記差動復調回路によって差動復調されたＴＭＣＣキャリアを加算平均する加算平均回路と、前記加算平均回路による加算平均結果を入力して符号判別を行い、ＴＭＣＣキャリア復調結果として出力する符号判別回路とを有していることが好ましい。

上記構成によれば、簡単な構成により、ＴＭＣＣキャリアの信号レベルのうち、所定のしきい値よりも大きなレベルを有するＴＭＣＣキャリアを加算平均して符号判別を行い、ＴＭＣＣキャリアを復調することができる。

本発明に係る他のＯＦＤＭ復調装置は、上記課題を解決するために、アンテナにより受信されてチューナにより高周波信号から周波数変換された中間周波数信号を直交復調したベースバンド信号をＦＦＴ演算するＦＦＴ演算回路と、前記ベースバンド信号のＴＭＣＣキャリアを復調するＴＭＣＣ復調回路とを備え、前記ＴＭＣＣ復調回路は、前記ＴＭＣＣキャリアの信号レベルと、前記ＴＭＣＣキャリアよりも遅延した遅延ＴＭＣＣキャリアの信号レベルとを検出する信号レベル検出回路と、前記ＴＭＣＣキャリアの信号レベルをしきい値と比較し、前記遅延ＴＭＣＣキャリアの信号レベルをしきい値と比較する比較回路とを有していることを特徴とする。

この特徴によれば、現シンボルと前シンボルの両方で、信号レベルを検出し、両方の信号レベルが所定のしきい値以上であれば、そのキャリアのＴＭＣＣ信号を使用して復調することができる。このため、ＴＭＣＣキャリアを確実にＳ／Ｎの劣化なく復調することができる。

本発明に係るＯＦＤＭ復調方法は、上記課題を解決するために、アンテナにより受信されてチューナにより高周波信号から周波数変換された中間周波数信号を直交復調したベースバンド信号をＦＦＴ演算し、ＦＦＴ演算する前のベースバンド信号と、ＦＦＴ演算した後のベースバンド信号とに基づいて、通信路の状況をモニタし、前記モニタした通信路の状況に基づいて、所定のしきい値を決定し、ＦＦＴ演算したベースバンド信号のＴＭＣＣキャリアの信号レベルのうち、前記所定のしきい値よりも大きなレベルを有するＴＭＣＣキャリアを加算平均して符号判別を行い、ＴＭＣＣキャリアを復調することを特徴とする。

上記特徴によれば、ＦＦＴ演算する前のベースバンド信号と、ＦＦＴ演算した後のベースバンド信号とに基づいて、通信路の状況をモニタし、このモニタされた通信路の状況に基づいて、前記所定のしきい値を決定する。このため、ＦＦＴ演算前後の全データを使用する事から、通信路の状況が精度よく検出でき、キャリア方向のみでなく、時間軸方向の信号強度変化についてもモニタする事で、どのような通信路環境でも最適なしきい値を設定する事ができる。その結果、通信路の状況に応じてＴＭＣＣキャリアをＳ／Ｎの劣化なく好適に復調することができる。

本発明に係るプログラムは、上記課題を解決するために、コンピュータに、アンテナにより受信されてチューナにより高周波信号から周波数変換された中間周波数信号を直交復調したベースバンド信号をＦＦＴ演算する手順と、ＦＦＴ演算する前のベースバンド信号と、ＦＦＴ演算した後のベースバンド信号とに基づいて、通信路の状況をモニタする手順と、前記モニタした通信路の状況に基づいて、所定のしきい値を決定する手順と、ＦＦＴ演算したベースバンド信号のＴＭＣＣキャリアの信号レベルのうち、前記所定のしきい値よりも大きなレベルを有するＴＭＣＣキャリアを加算平均して符号判別を行い、ＴＭＣＣキャリアを復調する手順とを実行させることを特徴とする。

本発明に係るコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、上記課題を解決するために、コンピュータに、アンテナにより受信されてチューナにより高周波信号から周波数変換された中間周波数信号を直交復調したベースバンド信号をＦＦＴ演算する手順と、ＦＦＴ演算する前のベースバンド信号と、ＦＦＴ演算した後のベースバンド信号とに基づいて、通信路の状況をモニタする手順と、前記モニタした通信路の状況に基づいて、所定のしきい値を決定する手順と、ＦＦＴ演算したベースバンド信号のＴＭＣＣキャリアの信号レベルのうち、前記所定のしきい値よりも大きなレベルを有するＴＭＣＣキャリアを加算平均して符号判別を行い、ＴＭＣＣキャリアを復調する手順とを実行させるプログラムを記録したことを特徴とする。

本発明に係るＯＦＤＭ復調装置は、以上のように、前記ＦＦＴ演算回路に入力される前のベースバンド信号と、前記ＦＦＴ演算回路から出力された後のベースバンド信号とに基づいて、通信路の状況をモニタする通信路モニタと、前記通信路モニタによってモニタされた通信路の状況に基づいて、前記所定のしきい値を決定するしきい値決定回路とを備えているので、通信路の状況に応じてＴＭＣＣキャリアをＳ／Ｎの劣化なく好適に復調することができるという効果を奏する。

本発明に係る他のＯＦＤＭ復調装置は、以上のように、前記ＴＭＣＣキャリアの信号レベルと、前記ＴＭＣＣキャリアよりも遅延した遅延ＴＭＣＣキャリアの信号レベルとを検出する信号レベル検出回路と、前記ＴＭＣＣキャリアの信号レベルを前記所定のしきい値と比較し、前記遅延ＴＭＣＣキャリアの信号レベルを前記所定のしきい値と比較する比較回路とを備えているので、ＴＭＣＣキャリアを確実にＳ／Ｎの劣化なく復調することができるという効果を奏する。

本発明に係るＯＦＤＭ復調方法は、以上のように、ＦＦＴ演算する前のベースバンド信号と、ＦＦＴ演算した後のベースバンド信号とに基づいて、通信路の状況をモニタし、前記モニタした通信路の状況に基づいて、所定のしきい値を決定するので、通信路の状況に応じてＴＭＣＣキャリアをＳ／Ｎの劣化なく好適に復調することができるという効果を奏する。

本発明の一実施形態について図１及び図２に基づいて説明すると以下の通りである。図１は、本発明の実施形態を示すものであり、ＯＦＤＭ復調装置１の要部構成を示すブロック図である。

ＯＦＤＭ復調装置１は、アンテナ１１と、チューナ１２と、ベースバンド信号処理部１９と、誤り訂正処理部２０とを含んでいる。ベースバンド信号処理部１９は、アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）１３と、直交復調回路１４と、狭帯域キャリア周波数誤差補正回路１５と、伝送モード判定回路１６と、ＦＦＴ演算回路１０と、広帯域キャリア周波数誤差補正回路１７と、ＴＭＣＣ復調回路２と、波形等化回路１８とを有している。

放送局から放送されたデジタル放送の放送波は、ＯＦＤＭ復調装置１のアンテナ１１により受信され、ＲＦ信号としてチューナ１２に供給される。チューナ１２は、アンテナ１１を通じてそれぞれ受信されたＲＦ（高周波）信号を、ＩＦ（中間周波数）信号に周波数変換する。チューナ１２は、周波数変換したＩＦ信号を、ベースバンド信号処理部１９に設けられたＡＤＣ１３に供給する。

チューナ１２から出力されたＩＦ信号は、ＡＤＣ１３によりデジタル化される。デジタル化されたＩＦ信号は、直交復調回路１４に供給される。

直交復調回路１４は、所定の周波数（キャリア周波数）のキャリア信号を用いて、デジタル化されたＩＦ信号を直交復調し、ベースバンドのＯＦＤＭ信号を出力する。ベースバンドのＯＦＤＭ信号は、直交復調された結果、実軸成分（Ｉチャネル信号）と、虚軸成分（Ｑチャネル信号）とから構成される複素信号となる。直交復調回路１４から出力されるベースバンドのＯＦＤＭ信号は、狭帯域キャリア周波数誤差補正回路１５及び伝送モード判定回路１６に供給される。

狭帯域キャリア周波数誤差補正回路１５は、直交復調回路１４から供給されたベースバンドのＯＦＤＭ信号の狭帯域キャリア周波数誤差を補正して、ＦＦＴ演算回路１０に供給する。

伝送モード判定回路１６は、ベースバンドのＯＦＤＭ信号から伝送モード及びガードインターバル比等の伝送パラメータを抽出するシンボル同期処理を実行して、抽出した伝送パラメータをＦＦＴ演算回路１０に供給する。

ＦＦＴ演算回路１０は、伝送モード判定回路１６から供給された伝送パラメータに基づいて、ベースバンドのＯＦＤＭ信号に対してＦＦＴ演算を行い、各サブキャリアに直交変調されている信号を抽出して出力する。ＦＦＴ演算回路１０は、１つのＯＦＤＭシンボルから有効シンボル長分の信号を抜き出し、抜き出した信号に対してＦＦＴ演算を行う。すなわち、ＦＦＴ演算回路１０は、１つのＯＦＤＭシンボルからガードインターバル長分の信号を除き、残った信号に対してＦＦＴ演算を行う。ＦＦＴ演算を行うために抜き出される信号の範囲は、その抜き出した信号点が連続していれば、１つのＯＦＤＭ伝送シンボルの任意の位置でよい。つまり、その抜き出す信号の範囲の開始位置は、ＧＩ期間中のいずれかの位置となる。ＦＦＴ演算回路１０により抽出された各サブキャリアに変調されていた信号は、実軸成分（Ｉチャネル信号）と虚軸成分（Ｑチャネル信号）とから構成される複素信号である。ＦＦＴ演算回路１０により抽出された信号は、ＴＭＣＣ復調回路２、広帯域キャリア周波数誤差補正回路１７および波形等価回路１８に供給される。

広帯域キャリア周波数誤差補正回路１７は、ＦＦＴ演算回路１０によって供給されたベースバンドのＯＦＤＭ信号の広帯域キャリア周波数誤差を補正してＦＦＴ演算回路１０に供給する。

波形等価回路１８には、ＦＦＴ演算回路１０から出力された各サブキャリアから復調された後の信号が供給される。波形等価回路１８は、その信号に対してキャリア復調を行う。ＩＳＤＢ−Ｔ規格のＯＦＤＭ信号を復調する場合であれば、波形等価回路１８は、たとえば、ＤＱＰＳＫの差動復調、または、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、および６４ＱＡＭなどの同期復調を行う。

ＴＭＣＣ復調回路２２は、ＯＦＤＭ伝送フレームにおける所定の位置に変調されている、ＴＭＣＣなどの伝送制御情報を復調する。誤り訂正処理部２０は、波形等価回路１８により波形等価されたＯＦＤＭ信号の誤りを訂正する。

図２は、ＴＭＣＣ復調回路２の構成を示すブロック図である。ＴＭＣＣ復調回路２は、差動復調回路５を有している。差動復調回路５は、１シンボル遅延回路２１を有している。１シンボル遅延回路２１は、ＦＦＴ演算回路１０によってＦＦＴ演算されたＴＭＣＣキャリアを１シンボルだけ遅延させて、信号レベル検出回路６及び差動復調回路５の複素共役回路２２に供給する。

複素共役回路２２は、１シンボル遅延したＴＭＣＣキャリアを複素共役演算して、複素乗算回路２３に供給する。複素乗算回路２３は、ＦＦＴ演算回路８０によってＦＦＴ演算されたＴＭＣＣキャリアと、複素共役回路２２からの１シンボル遅延したＴＭＣＣキャリアとを複素乗算により差動復調して加算平均回路８、比較回路７及びしきい値決定回路４に供給する。

信号レベル検出回路６は、ＦＦＴ演算回路１０によってＦＦＴ演算されたＴＭＣＣキャリアの信号レベルと、１シンボル遅延回路２１からの１シンボル遅延したＴＭＣＣキャリアの信号レベルとを検出して比較回路７に供給する。

ＴＭＣＣ復調回路２には、通信路モニタ３が設けられている。通信路モニタ３は、ＦＦＴ演算回路１０に入力される前のベースバンド信号と、ＦＦＴ演算回路１０から出力された後のベースバンド信号とに基づいて、ＯＦＤＭ信号が伝送された通信路の状況をモニタする。通信路モニタ３は、ＦＦＴ演算回路１０に入力される前のベースバンド信号に含まれる全データを参照して、信号強度の時間的変化を検出する。また、上記通信路モニタ３はＦＦＴ演算回路１０から出力された信号に含まれる全データを参照して、信号強度の時間変化、及びキャリア毎の信号強度の変化を検出する。

しきい値決定回路４は、通信路モニタ３によってモニタされた通信路の状況と、複素乗算回路２３によって差動復調されたＴＭＣＣキャリアとに基づいて、しきい値を決定する。通信路モニタ３によって検出された信号強度の時間変化が大きくなると、しきい値決定回路４は、閾値を下げる。これは、信号強度の小さい信号が入力された場合、全てのＴＭＣＣキャリアが閾値を下回るおそれが出てくるので、これを避ける為の処理である。

信号強度の時間変化が大きくなった場合、閾値を設定せずに、全てのＴＭＣＣキャリアに基づいて、ＤＢＰＳＫ復調を行ってもよい。

また、信号強度の時間的変化率が大きい場合、閾値の時間的変化率も大きくして、信号強度の変化に追随させる。

周波数方向に信号強度の変化が大きくなった場合には、大きめの閾値に設定し、ＳＮの小さいＴＭＣＣキャリアをＴＭＣＣ復調に使わないようにする。信号強度の時間変化、及びキャリア毎の信号強度の変化の両方ともが小さい時には、全てのＴＭＣＣキャリアに基づいて、ＤＢＰＳＫ復調を行ってもよい。

比較回路７は、信号レベル検出回路６によって検出されたＴＭＣＣキャリアの信号レベルを、しきい値決定回路４によって決定されたしきい値と比較して、しきい値よりも大きなレベルを有するＴＭＣＣキャリアを加算平均回路８に出力する。加算平均回路８は、しきい値よりも大きなレベルを有するＴＭＣＣキャリアを加算平均して符号判別回路９に供給する。符号判別回路９は、加算平均回路８による加算平均結果を入力して符号判別を行い、ＴＭＣＣキャリア復調結果（ＤＢＰＳＫ復調データ）として出力する。

本実施の形態では、先行技術を示す図５における差動復調後の復調レベル検出回路を削除し、差動復調前の２つのデータ（現シンボルデータと１シンボル前の（遅延した）データ）に対して信号レベルを検出する信号レベル検出回路６を設けている。図５に示す先行技術では、差動復調後の信号レベルが小さい場合、前シンボルのＴＭＣＣキャリアの信号強度が小さいと判定していたが、差動復調は現シンボルと前シンボルとで算出され、そこから前シンボルの信号レベルを判定するのは効率の良い判定方法とは言えない。従って、本実施の形態では、現シンボルと前シンボルとの両方の信号レベルを信号レベル検出回路６により検出し、両方の信号レベルが閾値以上であれば、そのキャリアのＴＭＣＣ信号を使用するという方法をとる。

以下、具体的な動作を説明する。差動復調回路５は、下記の（式１）により、ＴＭＣＣ（ＡＣ１）キャリア毎にＦＦＴ出力の差動復調を行う。

ここで、
Ｚ（ｎ、ｋ）：ＦＦＴ演算回路１０からの出力、
である。

しきい値決定回路４は、通信路モニタ３によってモニタされた通信路の状況と、差動復調回路５の複素乗算回路２３によって差動復調されたＴＭＣＣキャリアとに基づいて、しきい値Ｚ_ｔｈ（ｎ）・Ｚ_ｔｈ（ｎ−１）を決定する。

次に、比較回路７は、信号レベル検出回路６によって検出されたＴＭＣＣキャリアＺ（ｎ、ｋ）の信号レベルを、しきい値決定回路４によって決定されたしきい値Ｚ_ｔｈ（ｎ）と比較し、また、１シンボル遅延したＴＭＣＣキャリアＺ（ｎ−１、ｋ）の信号レベルを、しきい値決定回路４によって決定されたしきい値Ｚ_ｔｈ（ｎ−１）と比較する。

その後、加算平均回路８は、下記の（式２）及び（式３）を満足するＴＭＣＣキャリアＣ（ｎ、ｋ）のみを下記の（式４）に示すように加算する。

その後、符号判別回路９は、上記（式４）に示す和Ｄ（ｎ）の符号に応じてＤＢＰＳＫ復調を行う。即ち、Ｄ（ｎ）≧０であるときは、復調結果＝０とし、Ｄ（ｎ）＜０であるときは、復調結果＝１として復調データを出力する。

次に、他の具体的な動作を説明する。差動復調回路５は、上記の（式１）により、ＴＭＣＣ（ＡＣ１）キャリア毎にＦＦＴ出力の差動復調を行う。

しきい値決定回路４は、通信路モニタ３によってモニタされた通信路の状況と、差動復調回路５の複素乗算回路２３によって差動復調されたＴＭＣＣキャリアとに基づいて、しきい値Ｚ_ｔｈ（ｎ）及びしきい値Ｃ_ｔｈを決定する。

次に、比較回路７は、信号レベル検出回路６によって検出されたＴＭＣＣキャリアＺ（ｎ、ｋ）の信号レベルを、しきい値決定回路４によって決定されたしきい値Ｚ_ｔｈ（ｎ）と比較する。また、比較回路７は、差動復調されたＴＭＣＣキャリアＣ（ｎ、ｋ）の信号レベルを、しきい値決定回路４によって決定されたしきい値Ｃ_ｔｈと比較する。

その後、加算平均回路８は、下記の（式５）及び（式６）を満足するＴＭＣＣキャリアＣ（ｎ、ｋ）のみを下記の（式７）に示すように加算する。

その後、符号判別回路９は、上記（式７）に示す和Ｄ（ｎ）の符号に応じてＤＢＰＳＫ復調を行う。即ち、Ｄ（ｎ）≧０であるときは、復調結果＝０とし、Ｄ（ｎ）＜０であるときは、復調結果＝１として復調データを出力する。

このように、通信路モニタ３を新たに設けたことにより、通信路環境の変動に応じてしきい値を設定することが可能となり、通信路環境の変動に応じて最適なＴＭＣＣ復調が行える。

本実施の形態では、地上デジタル放送を受信するためのＯＦＤＭ復調装置の例を説明したが、本発明はこれに限定されない。ＯＦＤＭ方式に従って信号を受信する装置であればよく、例えば、無線ＬＡＮのための復調装置、ＢＳデジタル放送、ＣＳデジタル放送を受信するための復調装置、ケーブルテレビの復調装置に対しても本発明を適用することができる。

本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

なお、上記実施形態のＯＦＤＭ復調装置の各部や各処理ステップは、ＣＰＵなどの演算手段が、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭなどの記憶手段に記憶されたプログラムを実行し、インターフェース回路などの通信手段を制御することにより実現することができる。したがって、これらの手段を有するコンピュータが、上記プログラムを記録した記録媒体を読み取り、当該プログラムを実行するだけで、本実施形態のＯＦＤＭ復調装置の各種機能および各種処理を実現することができる。また、上記プログラムをリムーバブルな記録媒体に記録することにより、任意のコンピュータ上で上記の各種機能および各種処理を実現することができる。

この記録媒体としては、マイクロコンピュータで処理を行うために図示しないメモリ、例えばＲＯＭのようなものがプログラムメディアであっても良いし、また、図示していないが外部記憶装置としてプログラム読取り装置が設けられ、そこに記録媒体を挿入することにより読取り可能なプログラムメディアであっても良い。

また、何れの場合でも、格納されているプログラムは、マイクロプロセッサがアクセスして実行される構成であることが好ましい。さらに、プログラムを読み出し、読み出されたプログラムは、マイクロコンピュータのプログラム記憶エリアにダウンロードされて、そのプログラムが実行される方式であることが好ましい。なお、このダウンロード用のプログラムは予め本体装置に格納されているものとする。

また、上記プログラムメディアとしては、本体と分離可能に構成される記録媒体であり、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フレキシブルディスクやハードディスク等の磁気ディスクやＣＤ／ＭＯ／ＭＤ／ＤＶＤ等のディスクのディスク系、ＩＣカード（メモリカードを含む）等のカード系、あるいはマスクＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）、フラッシュＲＯＭ等による半導体メモリを含めた固定的にプログラムを担持する記録媒体等がある。

また、インターネットを含む通信ネットワークを接続可能なシステム構成であれば、通信ネットワークからプログラムをダウンロードするように流動的にプログラムを担持する記録媒体であることが好ましい。

さらに、このように通信ネットワークからプログラムをダウンロードする場合には、そのダウンロード用のプログラムは予め本体装置に格納しておくか、あるいは別な記録媒体からインストールされるものであることが好ましい。

本発明は、デジタル伝送方式にて、映像信号や音声信号を効率よく伝送できるＯＦＤＭ復調装置、ＯＦＤＭ復調方法、プログラム及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体に適用することができる。また、ＯＦＤＭ方式に従って信号を受信する装置、例えば、無線ＬＡＮのための復調装置、ＢＳデジタル放送、ＣＳデジタル放送を受信するための復調装置、ケーブルテレビの復調装置に対しても本発明を適用することができる。

本発明の実施形態を示すものであり、ＯＦＤＭ復調装置の要部構成を示すブロック図である。 上記ＯＦＤＭ復調装置に設けられたＴＭＣＣ復調回路の構成を示すブロック図である。 ＯＦＤＭ変調波の伝送シンボルの一例を示す図である。 従来技術を示すものであり、ＯＦＤＭ復調装置の要部構成を示すブロック図である。 上記ＯＦＤＭ復調装置に設けられたＴＭＣＣ復調回路の構成を示すブロック図である。 周波数選択性フェージングの影響による搬送波の周波数特性劣化を説明するためのグラフである。

符号の説明

１ ＯＦＤＭ復調装置
２ ＴＭＣＣ復調回路
３ 通信路モニタ
４ しきい値決定回路
５ 差動復調回路
６ 信号レベル検出回路
７ 比較回路
８ 加算平均回路
９ 符号判別回路
１０ ＦＦＴ演算回路

Claims (10)

1. アンテナにより受信されてチューナにより高周波信号から周波数変換された中間周波数信号を直交復調したベースバンド信号をＦＦＴ演算するＦＦＴ演算回路と、
   前記ＦＦＴ演算回路によってＦＦＴ演算されたベースバンド信号のＴＭＣＣキャリアのうち、所定のしきい値よりも大きなレベルを有するＴＭＣＣキャリアを加算平均して符号判別を行い、ＴＭＣＣキャリアを復調するＴＭＣＣ復調回路とを備え、
   前記ＴＭＣＣ復調回路は、前記ＦＦＴ演算回路に入力される前のベースバンド信号と、前記ＦＦＴ演算回路から出力された後のベースバンド信号とに基づいて、通信路の状況をモニタする通信路モニタと、
   前記通信路モニタによってモニタされた通信路の状況に基づいて、前記所定のしきい値を決定するしきい値決定回路とを有していることを特徴とするＯＦＤＭ復調装置。
2. 前記通信路モニタは、前記ＦＦＴ演算回路に入力される前のベースバンド信号と、前記ＦＦＴ演算回路から出力された後のベースバンド信号とに基づいて、信号強度の時間的変化を検出し、
   前記しきい値決定回路は、前記通信路モニタによって検出された信号強度の時間的変化が大きくなると、前記しきい値を小さくする請求項１記載のＯＦＤＭ復調装置。
3. 前記通信路モニタは、前記ＦＦＴ演算回路に入力される前のベースバンド信号と、前記ＦＦＴ演算回路から出力された後のベースバンド信号とに基づいて、キャリア毎の信号強度の変化を検出し、
   前記しきい値決定回路は、前記通信路モニタによって検出されたキャリア毎の信号強度の変化が大きくなると、前記しきい値を大きくする請求項１記載のＯＦＤＭ復調装置。
4. 前記ＴＭＣＣ復調回路は、前記ＴＭＣＣキャリアを差動復調する差動復調回路を有しており、
   前記しきい値決定回路は、前記差動復調回路による差動復調後の信号強度に基づいて前記所定のしきい値を決定する請求項１記載のＯＦＤＭ復調装置。
5. 前記ＴＭＣＣ復調回路は、前記ＦＦＴ演算回路によってＦＦＴ演算されたベースバンド信号のＴＭＣＣキャリアの信号レベルを検出する信号レベル検出回路と、
   前記信号レベル検出回路によって検出されたＴＭＣＣキャリアの信号レベルを、前記しきい値決定回路によって決定されたしきい値と比較して、前記しきい値よりも大きなレベルを有するＴＭＣＣキャリアを出力する比較回路とを有している請求項１記載のＯＦＤＭ復調装置。
6. 前記ＴＭＣＣ復調回路は、前記ＴＭＣＣキャリアを差動復調する差動復調回路と、
   前記差動復調回路によって差動復調されたＴＭＣＣキャリアを加算平均する加算平均回路と、
   前記加算平均回路による加算平均結果を入力して符号判別を行い、ＴＭＣＣキャリア復調結果として出力する符号判別回路とを有している請求項１記載のＯＦＤＭ復調装置。
7. アンテナにより受信されてチューナにより高周波信号から周波数変換された中間周波数信号を直交復調したベースバンド信号をＦＦＴ演算するＦＦＴ演算回路と、
   前記ベースバンド信号のＴＭＣＣキャリアを復調するＴＭＣＣ復調回路とを備え、
   前記ＴＭＣＣ復調回路は、前記ＴＭＣＣキャリアの信号レベルと、前記ＴＭＣＣキャリアよりも遅延した遅延ＴＭＣＣキャリアの信号レベルとを検出する信号レベル検出回路と、
   前記ＴＭＣＣキャリアの信号レベルをしきい値と比較し、前記遅延ＴＭＣＣキャリアの信号レベルをしきい値と比較する比較回路とを有していることを特徴とするＯＦＤＭ復調装置。
8. アンテナにより受信されてチューナにより高周波信号から周波数変換された中間周波数信号を直交復調したベースバンド信号をＦＦＴ演算し、
   ＦＦＴ演算する前のベースバンド信号と、ＦＦＴ演算した後のベースバンド信号とに基づいて、通信路の状況をモニタし、
   前記モニタした通信路の状況に基づいて、所定のしきい値を決定し、
   ＦＦＴ演算したベースバンド信号のＴＭＣＣキャリアのうち、前記所定のしきい値よりも大きなレベルを有するＴＭＣＣキャリアを加算平均して符号判別を行い、ＴＭＣＣキャリアを復調することを特徴とするＯＦＤＭ復調方法。
9. コンピュータに、アンテナにより受信されてチューナにより高周波信号から周波数変換された中間周波数信号を直交復調したベースバンド信号をＦＦＴ演算する手順と、
   ＦＦＴ演算する前のベースバンド信号と、ＦＦＴ演算した後のベースバンド信号とに基づいて、通信路の状況をモニタする手順と、
   前記モニタした通信路の状況に基づいて、所定のしきい値を決定する手順と、
   ＦＦＴ演算したベースバンド信号のＴＭＣＣキャリアのうち、前記所定のしきい値よりも大きなレベルを有するＴＭＣＣキャリアを加算平均して符号判別を行い、ＴＭＣＣキャリアを復調する手順とを実行させることを特徴とするプログラム。
10. コンピュータに、アンテナにより受信されてチューナにより高周波信号から周波数変換された中間周波数信号を直交復調したベースバンド信号をＦＦＴ演算する手順と、
    ＦＦＴ演算する前のベースバンド信号と、ＦＦＴ演算した後のベースバンド信号とに基づいて、通信路の状況をモニタする手順と、
    前記モニタした通信路の状況に基づいて、所定のしきい値を決定する手順と、
    ＦＦＴ演算したベースバンド信号のＴＭＣＣキャリアのうち、前記所定のしきい値よりも大きなレベルを有するＴＭＣＣキャリアを加算平均して符号判別を行い、ＴＭＣＣキャリアを復調する手順とを実行させるプログラムを記録したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

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