JP2818151B2 - Ｏｆｄｍ伝送方式とｏｆｄｍ送受信装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＯＦＤＭ伝送方式
とその送受信装置に関し、特にＯＦＤＭ変調信号の伝送
フレーム内の構成（キャリア数、ガード長）が異なる複
数の伝送方式が存在した場合に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、音声信号及び映像信号の伝送にお
いてディジタル変調方式の開発が盛んである。特に、デ
ィジタル地上放送においては、マルチパス妨害に強い、
周波数利用効率が高い、などの特徴を有するＯＦＤＭ方
式が注目されている。ＯＦＤＭ方式の詳細については、
文献ＩＴＵ−ＲＳ寄書（ＴＧ１１／３）またはテレビジ
ョン学会研究報告Vol.17. No.54. pp7-12 、BCS ｀93-3
3 (Sep.1993)などに述べられているので、ここでは本発
明に関連する従来の技術について説明する。

【０００３】ＯＦＤＭ伝送では、互いに直交する複数キ
ャリアにデータを割り当てて変調及び復調を行う。これ
は、送信側で複数のシンボルデータに対してＩＦＦＴ処
理を行い、受信側で受信データに対してＦＦＴ処理を行
うことにより実現できる。

【０００４】この場合、ＯＦＤＭ受信装置では、伝送方
式に対応したモード設定で復調を行うことが必要であ
る。したがって、ＯＦＤＭ信号の伝送フレーム内の構成
（キャリア数、ガード長）が異なる複数の伝送方式が存
在する場合には、伝送方式に応じてＯＦＤＭ受信装置の
受信モードを切り換える必要がある。

【０００５】図１６は従来のＯＦＤＭ送信装置の構成例
を示す図である。まず、図１６（ａ）において、被伝送
情報なる入力信号が入力端子２０１に与えられると、こ
の入力信号は誤り訂正符号化部２０２で符号化され、変
調回路２０３で複素ベクトル平面に対応づけられる。

【０００６】次に、変調回路２０３で複素ベクトル化さ
れた信号は多重化部２０４で受信同期用のヌルシンボル
及び同期シンボルと共に、伝送パラメータを示すモード
シンボルが多重されて逆ＦＦＴ部２０５に供給される。
この逆ＦＦＴ部２０５は、入力信号を高速逆フーリエ変
換することで、周波数領域の信号を時間軸領域の信号に
変換するものである。

【０００７】この逆ＦＦＴ部２０５の出力信号は、ガー
ド付加部２０６で干渉妨害を抑圧するためのガード期間
が付加された後、直交変調部２０７に供給され、ここで
所定の周波数により直交変換される。

【０００８】この直交変調出力は、Ｄ／Ａ（デジタル・
アナログ）変換器２０８でアナログ信号に変換された
後、周波数変換部２０９で局部発振器２１２からの周波
数信号により搬送波周波数に変換される。そして、電力
増幅器２１０で電力増幅され、アンテナ２１１から送出
される。

【０００９】尚、上記デジタル信号処理に必要なクロッ
ク及びタイミング信号は、図１６（ｂ）に示すタイミン
グ発生部２１３にてフレーム長に基づいて生成され、各
部へ出力される。また、多重化部２０４で多重されるモ
ードシンボルは、図１６（ｃ）に示すように、モード設
定部２１４で設定されたモードがモード信号変調部２１
５で変調された信号である。ここで、モード信号変調部
２１５はキャリア数設定部２１６及びガード長設定部２
１７の各設定値に基づいて変調係数を切り替えるように
なっている。

【００１０】図１７は従来のＯＦＤＭ受信装置の構成例
を示す図である。まず、送信信号が受信アンテナ３０１
及び高周波増幅器３０２を経て、チューナ回路３０３で
選局される。この選局は、選局情報を入力端子３１０か
ら入力し、局部発振器３１１の周波数を変更することで
行われる。チューナ３０３の出力は、Ａ／Ｄ（アナログ
／デジタル）変換器３０４でデジタル信号に変換され、
直交検波部３０５で直交検波された後、ＦＦＴ部３０６
で時間領域から周波数領域の信号に変換される。

【００１１】尚、Ａ／Ｄ変換クロック及びその他のデジ
タル回路で使用されるクロック及びタイミング信号は、
受信信号（直交検波出力）自身から同期再生部３１２で
再生される。

【００１２】上記ＦＦＴ部３０６の出力は、ＯＦＤＭ信
号のキャリア毎の位相と振幅を示している。これらの位
相及び振幅が多値ＱＡＭのコンスタレーション（複素ベ
クトル）であり、これら多値ＱＡＭの各位相及び振幅に
割り当てられたデータが復調回路３０７で判定される。
判定されたデジタルデータは、誤り訂正部３０８で伝送
中に生じた誤りが訂正され、復調信号として出力端子３
０９から出力される。

【００１３】伝送方式に応じたモード設定は、初期は初
期モード設定部３１３で設定されたモードで動作し、Ｆ
ＦＴ部３０６の出力からモード信号復調部３１５とモー
ドデコード部３１６でモード信号が検出された後は、検
出されたモード信号で動作する。モード信号の初期と検
出後との切り換えはモード設定部３１４で行われる。こ
こで設定されたモード信号は必要なデジタル処理回路部
へ出力される。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】以上、従来のＯＦＤＭ
伝送方式とＯＦＤＭ受信装置における受信モード設定に
ついて説明したが、次に本発明が解決しようとする課題
について述べる。例えば、ＯＦＤＭ方式を用いたディジ
タル放送において、受信装置では個々の伝送方式に応じ
たモードで復調動作を行う必要がある。この場合、本
来、伝送方式モードが予め判っている場合には、受信装
置で伝送方式に応じたモード設定を行えばよいが、伝送
モードが不明な場合には、ＯＦＤＭ信号に多重されたモ
ード信号を復調することで、受信装置のモード設定を行
うことになる。

【００１５】しかしながら、伝送フレーム内の構成（キ
ャリア数とガード長）が異なる複数の伝送方式が存在し
た場合には、伝送方式に対応したモードが判らないと、
ＯＦＤＭ信号に多重されたモード信号の復調を行うこと
ができない。このため、受信装置のモード設定を行うこ
とができず、復調処理を行うことができない。

【００１６】そこで本発明は、上記の問題を解決し、フ
レーム構成（キャリア数とガード長）が異なる複数の伝
送方式が存在する場合でも、受信装置側でＯＦＤＭ信号
に多重されたモード信号を復調し、モード設定を行うこ
とで情報シンボルの復調を行うことが可能なＯＦＤＭ伝
送方式とＯＦＤＭ送受信装置を提供することを目的とす
る。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は以下のように構成する。 （１）互いに伝送フレーム内の少なくともキャリア数、
ガード長のいずれかが異なる複数の伝送信号をそれぞれ
直交周波数分割多重により伝送するＯＦＤＭ伝送方式に
おいて、送信側で前記キャリア数とガード長に応じてフ
レーム長を決定してＯＦＤＭ変調を行って送信し、受信
側でＯＦＤＭ受信信号のフレーム長を検出してキャリア
数とガード長を判定し、その判定結果に相当するキャリ
ア数とガード長のモードに設定してＯＦＤＭ復調を行う
ことを特徴とする。

【００１８】（２）（１）に記載のＯＦＤＭ伝送方式に
用いられるＯＦＤＭ送信装置であって、情報シンボルと
ヌルシンボルと同期シンボルとモード情報を伝送するモ
ードシンボルの多重化を行う多重化手段と、この手段で
得られた多重化信号を逆フーリエ変換して周波数領域か
ら時間領域に変換する逆フーリエ変換手段と、この手段
の出力にガード期間を付加するガード付加手段と、この
手段の出力を所定の周波数で直交変調する直交変調手段
と、伝送方式別にキャリア数を設定するキャリア設定手
段と、伝送方式別にガード長を設定するためのガード長
設定手段と、前記キャリア設定手段とガード長設定手段
で設定されたキャリア数とガード長に応じてフレーム長
を決定するフレーム長決定手段とを具備し、前記設定キ
ャリア数及びガード長に応じたフレーム長で多重化、逆
フーリエ変換、ガード付加及び直交変調を行い、設定キ
ャリア数とガード長に応じたフレーム長の変調信号を送
信出力することを特徴とする。

【００１９】（３）（１）に記載のＯＦＤＭ伝送方式に
用いられるＯＦＤＭ受信装置であって、ＯＦＤＭ伝送信
号を直交検波する直交検波手段と、この手段で得られた
直交検波出力を高速フーリエ変換により時間領域から周
波数領域へ変換する高速フーリエ変換手段と、この手段
のフーリエ変換結果から伝送された情報を復調する復調
手段と、前記直交検波出力からタイミング及びクロック
を再生する同期再生手段と、前記ＯＦＤＭ伝送信号のモ
ードが未知のときのモードを設定する初期モード設定手
段と、前記直交検波出力からフレーム長を検出するフレ
ーム長検出手段と、この手段で検出されたフレーム長に
よりキャリア数とガード長を決定するフレーム長デコー
ド手段と、前記高速フーリエ変換手段の出力からＯＦＤ
Ｍ信号に多重されているモード信号を復調するモード信
号復調手段と、この手段で復調されたモード信号をシリ
アルからパラレルに変換するモードデコード手段と、前
記初期モード設定手段とフレーム長デコード手段とモー
ドデコード手段で設定されたいずれかのモード信号を選
択し、受信装置を動作させるためのモード設定手段とを
具備したことを特徴とする。

【００２０】（４）（３）に記載のＯＦＤＭ受信装置に
おいて、前記モード設定手段は、前記ＯＦＤＭ伝送信号
に多重されているモード信号を検出し、検出されたモー
ドで復調が行われるまでのシーケンスとして、電源投入
時とシステムリセット時に前記初期モード設定手段で設
定されたモードで動作させる第１のステップと、このス
テップの動作中に前記フレーム長検出手段でフレーム長
が検出されたとき、そのフレーム長検出結果により決定
されたキャリア数とガード長のモードで動作させる第２
のステップと、このステップの動作中に前記モード信号
復調手段で前記ＯＦＤＭ伝送信号に多重されたモード信
号が検出復調されたとき、前記モードデコード手段で設
定されたモードで動作させる第３のステップとを備える
ことを特徴とする。

【００２１】（５）（３）に記載のＯＦＤＭ受信装置に
おいて、前記モード設定手段は、キャリア数とガード長
のモード信号として、電源投入時とシステムリセット時
には前記初期モード設定手段で設定されるモード信号を
選択し、前記フレーム長検出手段でフレーム長が検出さ
れたときには前記フレーム長デコード手段で決定される
キャリア数とガード長のモード信号を選択し出力する第
１の切り換え手段と、キャリア数とガード長以外のモー
ド信号として、電源投入時には前記初期モード設定手段
で設定されるモード信号を選択し、前記モード信号復調
手段で前記ＯＦＤＭ伝送信号に多重されたモード信号が
検出されたときには前記モードデコード手段から出力さ
れるモード信号を選択し出力する第２の切り換え手段と
を備えることを特徴とする。

【００２２】（６）（３）に記載のＯＦＤＭ受信装置に
おいて、前記フレーム長デコード手段は、前記フレーム
長検出手段で検出されたフレーム長がどのモードのフレ
ーム長の許容範囲内かどうかの判定を行うフレーム長判
定手段と、そのフレーム長判定結果からキャリア数とガ
ード長のモード信号への変換を行うデコード手段とを備
えることを特徴とする。

【００２３】（７）（３）に記載のＯＦＤＭ受信装置に
おいて、前記フレーム長検出手段は、前記ＯＦＤＭ伝送
信号に多重されているヌルシンボル同士の期間長を検出
することを特徴とする。

【００２４】（８）（７）に記載のＯＦＤＭ受信装置に
おいて、前記ヌルシンボル同士の期間長の検出によるフ
レーム長検出手段は、前記直交検波出力からエンベロー
プを検出するエンベロープ検出手段と、この手段のエン
ベロープ検出信号について一定期間の移動平均演算を行
う移動平均手段と、この移動平均手段の結果と設定した
比較レベルとの比較を行う比較手段と、前記比較レベル
の設定を行う比較レベル設定手段と、前記比較手段の出
力の微分演算を行う微分手段と、この微分手段の結果に
基づきフレームの長さをカウントするフレーム長カウン
タ手段とを備えることを特徴とする。

【００２５】（９）（３）に記載のＯＦＤＭ受信装置に
おいて、前記フレーム長検出手段は、前記ＯＦＤＭ伝送
信号の基準シンボル期間に多重されているサインスイー
プによるチャープシンボル同士の期間長を検出すること
を特徴とする。

【００２６】（１０）（９）に記載のＯＦＤＭ受信装置
において、前記チャープシンボル同士の期間長の検出に
よるフレーム長検出手段は、前記直交検波出力の複素信
号とサインスイープ波形の基準信号の相関演算を行う相
関演算手段と、この手段の相関演算結果に基づき発生す
る基準信号を決定する基準信号決定手段と、この手段で
決定された基準信号を発生する基準信号発生手段と、前
記相関演算手段の結果からエンベロープを検出するエン
ベロープ検出手段と、この手段の検出結果と設定した比
較レベルとの比較を行う比較手段と、前記比較レベルの
設定を行う比較レベル設定手段と、前記比較手段の出力
の微分演算を行う微分手段と、この微分手段の結果に基
づきフレームの長さをカウントするフレーム長カウンタ
手段とを備えるしたことを特徴とする。

【００２７】（１１）（９）に記載のＯＦＤＭ受信装置
において、前記サインスイープによるチャープシンボル
同士の期間長の検出によるフレーム長検出手段は、前記
直交検波出力の複素信号について、互いに異なる複数の
伝送方式のキャリア数分のサインスイープによる基準信
号と相関演算を行う相関演算手段と、前記複数の伝送方
式のキャリア数分の基準信号を発生する基準信号発生手
段と、前記相関演算手段でどの相関演算結果が最大にな
るかを検出する最大値検出手段と、この手段で検出され
た最大になる相関演算結果を選択し出力する切替手段
と、この手段の出力のエンベロープを検出するエンベロ
ープ検出手段と、この手段の検出結果と設定した比較レ
ベルとの比較を行う比較手段と、前記比較レベルの設定
を行う比較レベル設定手段と、前記比較手段の出力の微
分演算を行うための微分手段と、この微分手段の結果に
基づきフレームの長さをカウントするフレーム長カウン
タ手段とを備えることを特徴とする。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、図１乃至図１１を参照して
本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明
におけるＯＦＤＭ伝送方式の実施形態を示す図である。
ＯＦＤＭを用いたディジタル伝送において、ＯＦＤＭ変
調信号の伝送フレーム内の構成（キャリア数、ガード
長）が異なる複数の伝送方式が存在する場合、送信装置
で図１（ａ）に示すようにキャリア数とガード長に応じ
てフレーム長を決定し送信することで、受信装置で入力
されたＯＦＤＭ信号のフレーム長の検出により、キャリ
ア数とガード長を判定することができる。

【００２９】図１（ａ）のフレーム構成例を（ｂ）
（ｃ）（ｄ）に示す。これらの図から明らかなように、
本発明による伝送方式では、キャリア数とガード長に応
じてフレーム長が異なる構成となる。尚、図１（ｅ）は
１シンボルの構成を示している。

【００３０】図２は、本発明におけるＯＦＤＭ伝送方式
に係わるＯＦＤＭ送信装置の一実施形態の構成を示すブ
ロック図である。尚、ここでは説明を簡単にするため、
図１２の従来例と同一の部分には同一符号を付してその
説明を省略し、ここでは異なる点のみ説明する。

【００３１】本実施形態で特徴とするところは、図２
（ｃ）に示すようにフレーム長決定部２１８を設けた点
にある。このフレーム長決定部２１８は、例えば図１
（ａ）に示すようなキャリア数、ガード長、フレーム長
の関係を示すテーブル情報を格納し、キャリア数設定部
２１６及びガード長設定部２１７の設定値を取り込んで
そのテーブル情報を参照することで、対応するフレーム
長を判別する。

【００３２】このフレーム長決定部２１８で判別決定さ
れたフレーム長は、図２（ａ）に示す多重化部２０４、
逆ＦＦＴ部２０５、ガード付加部２０６、直交変換部２
０７及び図２（ｂ）に示すタイミング発生部２１３に供
給される。このため、本実施形態の構成では、全てキャ
リア数、ガード長に対応するフレーム長で信号処理を行
うことになる。

【００３３】すなわち、従来の伝送方式におけるモード
設定では、フレーム長をキャリア数やガード長とは全く
独立に決定し、各パラメータ毎（キャリア数、ガード
長、変調方式など）に設定したモードに応じて各部のモ
ード設定を行い動作していた。

【００３４】これに対し、本発明では、キャリア数設定
部２１６で設定されたキャリア数モードとガード長２１
７で設定されたガード長モードに応じてフレーム長をフ
レーム長決定部２１８で決定し、決定されたフレーム長
で伝送信号のＯＦＤＭ変調処理を実行するようにしてい
る。このため、受信側では、上記テーブルと同じテーブ
ルを備え、ＯＦＤＭ受信信号からフレーム長を検出し、
上記テーブルを参照すれば、キャリア数モード、ガード
長モードを識別可能となる。

【００３５】図３は、本発明におけるＯＦＤＭ伝送方式
に係わるＯＦＤＭ受信装置の一実施形態の構成を示すブ
ロック図である。尚、ここでも説明を簡単にするため、
図３において図１３と同一部分には同一符号を付してそ
の説明を省略し、ここでは異なる点のみ説明する。

【００３６】本実施形態において特徴とするところは、
フレーム長検出部３１７及びフレーム長デコード部３１
８を備える点にある。フレーム長検出部３１７は、直交
検波部３０５で得られたＯＦＤＭ受信信号を取り込み、
例えば基準シンボル間をカウントすることでフレーム長
を検出する。フレーム長デコード部３１８は、予め送信
側のフレーム長決定部に格納されたテーブルと同じテー
ブルを格納し、入力したフレーム長についてテーブルを
参照することによりキャリア数、ガード長を識別する。
このフレーム長デコード部３１８で得られたキャリア
数、ガード長はモード設定部３１４に供給され、モード
切替動作に供される。

【００３７】このモード設定部３１４は、電源投入時、
システムリセット時／フレーム長検出時／モード信号検
出時のモード切替制御によるモード設定シーケンスを実
行する。

【００３８】本ＯＦＤＭ受信装置の電源投入から復調が
可能になるまでのモード設定シーケンスは、電源投入時
とシステムリセット時に初期モード設定部３１３で設定
されたモードで動作し、次にフレーム長検出部３１７と
フレーム長デコード部３１８により決定されたキャリア
数とガード長で動作する。このように伝送方式に対応し
たキャリア数とガード長が設定された後は、ＯＦＤＭ信
号に多重されたモード信号を復調することが可能となる
ため、モード信号復調部３１５とモードデコード部３１
６により復調されたモード信号で動作する。

【００３９】図４はモード設定シーケンスの処理の流れ
とモード設定の動作状態を説明する図ある。電源投入時
（システムリセット動作時）は、初期モードで設定され
た動作し、フレーム長検出時以降は、フレーム長検出結
果によるキャリア数とガード長により動作し、モード信
号検出時以降は、検出されたモード信号で動作する。

【００４０】図５は上記モード設定部３１４の具体的な
構成とその周辺回路の具体的な接続関係を示すブロック
図である。初期モード設定部３１３では、電源投入時と
システムリセット時に使用する初期のモード設定を行う
もので、初期設定値とするキャリア数及びガード長をモ
ード設定部３１４内のキャリア数セレクタ４０４とガー
ド長セレクタ４０５に出力し、それ以外のモード信号を
モード設定部３１４内のキャリア数セレクタ４０６とガ
ード長セレクタ４０７に出力する。

【００４１】一方、入力端子４０１を通じて直交検波部
３０５から出力される直交検波信号がフレーム長検出部
３１７に供給され、このフレーム長検出部３１７でフレ
ーム長が検出される。検出されたフレーム長はフレーム
長デコード部３１８に供給され、検出された１フレーム
長がどのキャリア数とガード長に対応したフレーム長か
の判別が行われる。その判別結果は、キャリア数とガー
ド長のモード信号としてモード設定部３１４内のキャリ
ア数セレクタ４０４とガード長セレクタ４０５に出力さ
れる。

【００４２】キャリア数セレクタ４０４とガード長セレ
クタ４０５では、フレーム長が検出されるまでは、初期
モード設定部３１３で設定されたキャリア数とガード長
を選択出力し、フレーム長が検出された時は、フレーム
長デコード部３１８により得られたキャリア数とガード
長に切り換え、モード信号出力端子４０８に出力する。

【００４３】伝送方式に対応したキャリア数とガード長
が検出された後は、モード信号の復調が可能となる。そ
こで、入力端子４０２を通じてＦＦＴ部３０６の出力が
モード信号復調部３１５に供給され、ここでモード信号
の復調が行われた後、モード信号デコード部３１６に供
給される。このモード信号デコード部３１６では、復調
信号からモード信号への変換が行われ、キャリア数とガ
ード長以外のモードのセレクタ４０６、４０７に出力さ
れる。

【００４４】キャリア数とガード長以外のモードのセレ
クタ４０６、４０７では、モード信号が検出されるまで
は、初期モード設定部３１３で設定されたモード信号を
選択出力し、モード信号が検出された時は、復調された
モード信号に切り換え、モード信号出力端子４０８に出
力する。モード出力端子４０８から出力される各モード
信号は、それぞれＯＦＤＭ受信装置内の各部に出力され
る。

【００４５】入力端子４０３にシステムリセット信号が
供給された場合、このリセット信号は初期モード設定部
３１３、フレーム長検出部３１４、モード信号復調部３
１５に供給され、電源投入時と同じ状態に戻されて同様
の処理が実行される。

【００４６】図６は上記フレーム長デコード部３１８の
具体的な構成を示すブロック図、同図７はフレーム長検
出とキャリア数及びガード長の判定の様子を示す図であ
る。まず、図６において、入力端子６０１には、キャリ
ア数、ガード長に応じて決定された図７（ａ），
（ｂ），（ｃ）に示すフレーム長検出出力が入力され、
フレーム長判定部６０２に供給される。このフレーム長
判定部６０２では、検出されたフレーム長について、Ｘ
１＜フレーム長＜Ｙ１、Ｘ２＜フレーム長＜Ｙ２、Ｘ３
＜フレーム長＜Ｙ３、…のような比較を行い、どの範囲
のフレーム長かを判定する。その判定結果はモードデコ
ード部６０３に供給される。このモードデコード部６０
３ではフレーム長に対応するキャリア数とガード長のデ
コードが行われる。そのデコード結果はモード信号とし
て出力される。

【００４７】図８は上記フレーム長検出部３１７の具体
的な構成を示すブロック図、図９はその各部の出力タイ
ミングを示す図である。ここでは、フレーム長検出をヌ
ルシンボルで行った場合の一実施形態を示している。

【００４８】図８において、入力端子７０１には図９
（ａ）に示すようにヌルシンボル、基準シンボルに続い
て情報シンボルを配置したフレーム構成のＯＦＤＭ直交
検波出力（複素信号）が入力され、エンベロープ検出部
７０２に供給される。このエンベロープ検出部７０２は
複素信号から振幅への変換を行うことで直交検波出力の
エンベロープを検出するもので、その検出出力は移動平
均部７０４に供給される。この移動平均部７０４は、エ
ンベロープ検出信号の一定期間の移動平均演算を行うも
ので、その演算結果は図９（ｂ）に示すようにヌルシン
ボル期間にレベル低下を生じて比較器７０５に供給され
る。この比較器７０５は、移動平均されたエンベロープ
検出信号を比較レベル設定部７０３で設定された値（図
９（ｂ）中点線で示す）と比較するもので、その比較結
果は図９（ｃ）に示すように波形整形されて微分回路７
０６に供給される。

【００４９】この微分回路７０６は、図９（ｄ）に示す
ように、比較器７０５の出力の立ち上がりまたは立ち下
がり（図では立ち下がり）のエッジを検出するもので、
そのエッジ検出結果はフレーム長カウンタ７０７に供給
される。このフレーム長カウンタ７０７は、図９（ｅ）
に示すように微分回路７０６のエッジ検出結果の間隔を
クロックの計数によりヌルシンボル期間長を求める。こ
れによって１フレームの長さを検出することができ、そ
のフレーム長検出信号を出力端子７０８から出力するこ
とができる。

【００５０】図１０は上記フレーム長検出部３１７の他
の具体的な構成を示すブロック図、図１１及び図１２は
その各部の出力タイミングを示す図である。ここでは、
フレーム長検出を基準シンボルに設定されたチャープ
（サインスイープ）シンボルで行う場合の一実施形態を
示している。

【００５１】図１０において、入力端子８０１には図１
１（ａ）、図１２（ａ）に示すようにヌルシンボル、基
準シンボルに続いて情報シンボルを配置したフレーム構
成のＯＦＤＭ直交検波出力が入力され、相関演算部８０
２に供給される。この相関演算部８０２は、入力された
直交検波信号と基準信号発生部８０３で発生される基準
信号（図１３（ａ），（ｂ）に示すＩ，Ｑ軸データ波形
によるチャープ信号が図１１（ｂ）に示すタイミングで
時分割出力される）との相関演算を行うもので、その演
算結果はエンベロープ検出部８０４に供給される。

【００５２】このエンベロープ検出部８０４は、相関演
算結果から振幅への変換を行うことで直交検波相関演算
出力のエンベロープを検出するもので、ここで得られた
相関演算振幅信号は図１１（ｃ）に示すようになって比
較器８０６に供給される。この比較器８０６は、相関演
算振幅信号を比較レベル設定部８０５で設定された値と
比較するもので、その比較結果は微分回路８０７に供給
される。

【００５３】ここで、本構成には、上記基準信号発生部
８０３に対し、基準信号決定部８１０が設けられてい
る。この基準信号決定部８１０は、図１１（ｂ）に示す
ように、基準信号発生部８０３に電源投入時とシステム
リセット時に異なる複数の伝送方式のキャリア数分の基
準信号を時分割で発生させるため、エンベロープ検出部
８０４の出力から最大値を検出し、基準信号発生部８０
３で発生するキャリア数を決定する。最大値が検出さ
れ、基準信号が決定された後は、エンベロープ検出信号
は図１２（ｂ）に示すようになり、比較器８０６の出力
は図１２（ｃ）に示すようになる。

【００５４】上記微分回路８０７は、図１２（ｄ）に示
すように、比較器８０７の出力の立ち上がりまたは立ち
下がり（図では立ち下がり）のエッジを検出するもの
で、その検出結果はフレーム長カウンタ８０８に供給さ
れる。このフレーム長カウンタ８０８は、図１２（ｅ）
に示すように、微分回路７０６のエッジ検出結果の間隔
をクロックの計数によりチャープ（サインスイープ）期
間長を求める。これによって１フレームの長さを検出す
ることができる。

【００５５】図１４は、上記フレーム長検出部３１７に
おいて、フレーム長検出をチャープ（サインスイープ）
シンボルで行う場合の他の具体的な構成を示すブロック
図、図１５はその各部の出力タイミングを示す図であ
る。尚、重複する説明を省くため、図１４において、図
１０と同一部分には同一符号を付して示し、ここでは異
なる部分についてのみ説明する。

【００５６】本構成では、互いに異なる複数の伝送方式
のキャリア数分（ここではｎ個とする）の相関演算部８
０２１〜８０２ｎと基準信号発生部８０３１〜８０３ｎ
とを備え、最大値検出部９０１により各相関演算部８０
２１〜８０２ｎの演算結果の中から最大値を検出し、切
替部９０４から相関演算結果が最大となったキャリアの
信号を取り出して前述のエンベロープ検出部８０４に出
力するようにしている。

【００５７】基準信号発生部８０３１〜８０３ｎは、そ
れぞれ伝送方式別に互いに異なる基準信号（図１３
（ａ），（ｂ）に示すＩ，Ｑ軸データ波形によるチャー
プ信号が図１１（ｂ）に示すタイミングで時分割出力さ
れる）を発生する。

【００５８】上記構成において、図１５（ａ）に示すよ
うな入力信号に対し、基準信号発生部８０３１〜８０３
ｎ（図では８０３１，８０３ｎのみ示し、途中は省略し
ている）から図１５（ｂ），（ｄ）に示すような基準信
号を発生させると、図１５（ｃ），（ｅ）に示すよう
に、基準シンボル中のサインスイープと相関がとれた場
合に相関演算結果が最大となる（図１５では相関演算部
８０２ｎの出力）。そこで、最大値検出部９０１で相関
演算結果が最大値をとる経路を検出し、切替部９０２を
通じてエンベロープ検出部８０４に導出する。エンベロ
ープ検出以降の動作は図１２の場合と同様である。以上
の結果、相関演算結果の最大値検出によりキャリア数が
決定され、最適なモード設定が可能となる。

【００５９】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、フレーム
構成（キャリア数とガード長）が異なる複数の伝送方式
が存在する場合でも、受信装置側でＯＦＤＭ信号に多重
されたモード信号を復調し、モード設定を行うことで情
報シンボルの復調を行うことが可能なＯＦＤＭ伝送方式
とＯＦＤＭ送受信装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明におけるＯＦＤＭ伝送方式の一実施形態
を示す図。

【図２】本発明におけるＯＦＤＭ伝送方式に係わるＯＦ
ＤＭ送信装置の構成を示すブロック図。

【図３】本発明におけるＯＦＤＭ伝送方式に係わるＯＦ
ＤＭ受信装置の構成を示すブロック図。

【図４】図３のモード設定部のシーケンスを説明する
図。

【図５】図３のモード設定部の具体的な構成を示すブロ
ック図。

【図６】図３のフレーム長デコード部の具体的な構成を
示すブロック回路図。

【図７】図６のフレーム長検出とキャリア数及びガード
長の判定の様子を示す図。

【図８】図３のフレーム長検出部としてヌルシンボルに
よりフレーム長検出を行う場合の具体的な構成を示すブ
ロック図。

【図９】図８の各部の出力タイミングを示す図。

【図１０】図３のフレーム長検出部としてチャープ（サ
インスイープ）によりフレーム長検出を行う場合の具体
的な構成を示すブロック図。

【図１１】図１０のエンベロープ検出までの各部の出力
タイミングを示す図。

【図１２】図１０のエンベロープ検出後の各部の出力タ
イミングを示す図。

【図１３】図１０の基準信号発生部で発生される基準信
号のＩ，Ｑ軸データ波形（チャープ信号）を示す波形
図。

【図１４】図３のフレーム長検出部としてチャープ（サ
インスイープ）によりフレーム長検出を行う場合の他の
具体的な構成を示すブロック図。

【図１５】図１４の特徴部の出力タイミングを示す図。

【図１６】従来のＯＦＤＭ送信装置の構成を示すブロッ
ク図。

【図１７】従来のＯＦＤＭ受信装置の構成を示すブロッ
ク図。

【符号の説明】

２０１…入力端子、２０２…誤り訂正符号化部、２０３
…変調回路、２０４…多重化部、２０５…逆ＦＦＴ部、
２０６…ガード付加部、２０７…直交変調部、２０８…
Ｄ／Ａ（デジタル・アナログ）変換器、２０９…周波数
変換部、２１０…電力増幅器、２１１…アンテナ、２１
２…局部発振器、２１３…タイミング発生部、２１４…
モード設定部、２１５…モード信号変調部、２１６…キ
ャリア数設定部、２１７…ガード長設定部、２１８…フ
レーム長決定部、３０１…受信アンテナ、３０２…高周
波増幅器、３０３…チューナ回路、３０４…Ａ／Ｄ（ア
ナログ／デジタル）変換器、３０５…直交検波部、３０
６…ＦＦＴ部、３０７…復調回路、３０８…誤り訂正
部、３０９…復調信号出力端子、３１０…選局情報入力
端子、３１１…局部発振器、３１２…同期再生部、３１
３…初期モード設定部、３１４…モード設定部、３１５
…モード信号復調部、３１６…モードデコード部、３１
７…フレーム長検出部、３１８…フレーム長デコード
部、４０１…直交偏波信号入力端子、４０２…ＦＦＴ出
力信号入力端子、４０３…システムリセット信号入力端
子、４０４…キャリア数セレクタ、４０５…ガード長セ
レクタ、４０６，４０７…セレクタ、４０８…モード信
号出力端子、６０１…フレーム長検出信号入力端子、６
０２…フレーム長判定部、６０３…モードデコード部、
７０１…直交検波信号入力端子、７０２…エンベロープ
検出部、７０３…比較レベル設定部、７０４…移動平均
部、７０５…比較器、７０６…微分回路、７０７…フレ
ーム長カウンタ、７０８…フレーム長検出信号出力端
子、８０１…直交検波信号入力端子、８０２，８０２１
〜８０２ｎ…相関演算部、８０３，８０３１〜８０３ｎ
…基準信号発生部、８０４…エンベロープ検出部、８０
５…比較レベル設定部、８０６…比較器、８０７…微分
回路、８０８…フレーム長カウンタ、８０９…フレーム
長検出信号出力端子、９０１…最大値検出部、９０２…
切替部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 関 隆史 東京都港区赤坂５丁目２番８号 株式会 社次世代デジタルテレビジョン放送シス テム研究所内 (72)発明者 多賀 昇 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株式会社東芝マルチメディア技術研究所 内 (72)発明者 大橋 裕司 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株式会社東芝マルチメディア技術研究所 内 (56)参考文献 特開 平７−254915（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−88617（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−22973（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H04J 11/00 H04L 27/34 H04N 7/08

Claims (11)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 有効シンボル期間とこの有効シンボル期
   間の一部に一致した波形のガード期間とを有する伝送シ
   ンボルに基づく同期シンボルと複数の情報シンボルを組
   み合わせて伝送フレームを構成した伝送信号を、伝送帯
   域内に発生され互いに直交関係にある複数のキャリアを
   用いて直交周波数分割多重（以下、ＯＦＤＭ）変調して
   伝送するＯＦＤＭ伝送方式において、前記情報シンボルのサンプリング周波数が一定でかつ伝
   送帯域幅が一定の条件のもとで、前記伝送フレーム内の
   少なくともキャリア数によって決まる有効シンボル期
   間、有効シンボル期間に対して一定比率で決まるガード
   期間のいずれかが異なる複数の伝送モードが存在すると
   き、 送信側で前記伝送モード毎にキャリア数とガード長
   に応じて伝送フレーム長を決定してＯＦＤＭ変調を行っ
   て送信し、受信側でＯＦＤＭ受信信号のフレーム長を検
   出してキャリア数とガード長を判定し、その判定結果に
   相当するキャリア数とガード長のモードに設定してＯＦ
   ＤＭ復調を行うことを特徴とするＯＦＤＭ伝送方式。
2. 【請求項２】請求項１に記載のＯＦＤＭ伝送方式に用い
   られるＯＦＤＭ送信装置であって、 情報シンボルとヌルシンボルと同期シンボルとモード情
   報を伝送するモードシンボルの多重化を行う多重化手段
   と、 この手段で得られた多重化信号を逆フーリエ変換して周
   波数領域から時間領域に変換する逆フーリエ変換手段
   と、 この手段の出力にガード期間を付加するガード付加手段
   と、 この手段の出力を所定の周波数で直交変調する直交変調
   手段と、 伝送方式別にキャリア数を設定するキャリア設定手段
   と、 伝送方式別にガード長を設定するためのガード長設定手
   段と、 前記キャリア設定手段とガード長設定手段で設定された
   キャリア数とガード長に応じてフレーム長を決定するフ
   レーム長決定手段とを具備し、 前記設定キャリア数及びガード長に応じたフレーム長で
   多重化、逆フーリエ変換、ガード付加及び直交変調を行
   い、設定キャリア数とガード長に応じたフレーム長の変
   調信号を送信出力することを特徴とするＯＦＤＭ送信装
   置。
3. 【請求項３】請求項１に記載のＯＦＤＭ伝送方式に用い
   られるＯＦＤＭ受信装置であって、 ＯＦＤＭ伝送信号を直交検波する直交検波手段と、 この手段で得られた直交検波出力を高速フーリエ変換に
   より時間領域から周波数領域へ変換する高速フーリエ変
   換手段と、 この手段のフーリエ変換結果から伝送された情報を復調
   する復調手段と、 前記直交検波出力からタイミング及びクロックを再生す
   る同期再生手段と、 前記ＯＦＤＭ伝送信号のモードが未知のときのモードを
   設定する初期モード設定手段と、 前記直交検波出力からフレーム長を検出するフレーム長
   検出手段と、 この手段で検出されたフレーム長によりキャリア数とガ
   ード長を決定するフレーム長デコード手段と、 前記高速フーリエ変換手段の出力からＯＦＤＭ信号に多
   重されているモード信号を復調するモード信号復調手段
   と、 この手段で復調されたモード信号をシリアルからパラレ
   ルに変換するモードデコード手段と、 前記初期モード設定手段とフレーム長デコード手段とモ
   ードデコード手段で設定されたいずれかのモード信号を
   選択し、受信装置を動作させるためのモード設定手段と
   を具備したことを特徴とするＯＦＤＭ受信装置。
4. 【請求項４】前記モード設定手段は、前記ＯＦＤＭ伝送
   信号に多重されているモード信号を検出し、検出された
   モードで復調が行われるまでのシーケンスとして、電源
   投入時とシステムリセット時に前記初期モード設定手段
   で設定されたモードで動作させる第１のステップと、こ
   のステップの動作中に前記フレーム長検出手段でフレー
   ム長が検出されたとき、そのフレーム長検出結果により
   決定されたキャリア数とガード長のモードで動作させる
   第２のステップと、このステップの動作中に前記モード
   信号復調手段で前記ＯＦＤＭ伝送信号に多重されたモー
   ド信号が検出復調されたとき、前記モードデコード手段
   で設定されたモードで動作させる第３のステップとを備
   えることを特徴とする請求項３に記載のＯＦＤＭ受信装
   置。
5. 【請求項５】前記モード設定手段は、 キャリア数とガード長のモード信号として、電源投入時
   とシステムリセット時には前記初期モード設定手段で設
   定されるモード信号を選択し、前記フレーム長検出手段
   でフレーム長が検出されたときには前記フレーム長デコ
   ード手段で決定されるキャリア数とガード長のモード信
   号を選択し出力する第１の切り換え手段と、 キャリア数とガード長以外のモード信号として、電源投
   入時には前記初期モード設定手段で設定されるモード信
   号を選択し、前記モード信号復調手段で前記ＯＦＤＭ伝
   送信号に多重されたモード信号が検出されたときには前
   記モードデコード手段から出力されるモード信号を選択
   し出力する第２の切り換え手段とを備えることを特徴と
   する請求項３に記載のＯＦＤＭ受信装置。
6. 【請求項６】前記フレーム長デコード手段は、 前記フレーム長検出手段で検出されたフレーム長がどの
   モードのフレーム長の許容範囲内かどうかの判定を行う
   フレーム長判定手段と、 そのフレーム長判定結果からキャリア数とガード長のモ
   ード信号への変換を行うデコード手段とを備えることを
   特徴とする請求項３に記載のＯＦＤＭ受信装置。
7. 【請求項７】前記フレーム長検出手段は、前記ＯＦＤＭ
   伝送信号に多重されているヌルシンボル同士の期間長を
   検出することを特徴とする請求項３に記載のＯＦＤＭ受
   信装置。
8. 【請求項８】前記ヌルシンボル同士の期間長の検出によ
   るフレーム長検出手段は、 前記直交検波出力からエンベロープを検出するエンベロ
   ープ検出手段と、 この手段のエンベロープ検出信号について一定期間の移
   動平均演算を行う移動平均手段と、 この移動平均手段の結果と設定した比較レベルとの比較
   を行う比較手段と、 前記比較レベルの設定を行う比較レベル設定手段と、 前記比較手段の出力の微分演算を行う微分手段と、 この微分手段の結果に基づきフレームの長さをカウント
   するフレーム長カウンタ手段とを備えることを特徴とす
   る請求項７に記載のＯＦＤＭ受信装置。
9. 【請求項９】前記フレーム長検出手段は、前記ＯＦＤＭ
   伝送信号の基準シンボル期間に多重されているサインス
   イープによるチャープシンボル同士の期間長を検出する
   ことを特徴とする請求項３記載のＯＦＤＭ受信装置。
10. 【請求項１０】前記チャープシンボル同士の期間長の検
    出によるフレーム長検出手段は、 前記直交検波出力の複素信号とサインスイープ波形の基
    準信号の相関演算を行う相関演算手段と、 この手段の相関演算結果に基づき発生する基準信号を決
    定する基準信号決定手段と、 この手段で決定された基準信号を発生する基準信号発生
    手段と、 前記相関演算手段の結果からエンベロープを検出するエ
    ンベロープ検出手段と、 この手段の検出結果と設定した比較レベルとの比較を行
    う比較手段と、 前記比較レベルの設定を行う比較レベル設定手段と、 前記比較手段の出力の微分演算を行う微分手段と、 この微分手段の結果に基づきフレームの長さをカウント
    するフレーム長カウンタ手段とを備えるしたことを特徴
    とする請求項９に記載のＯＦＤＭ受信装置。
11. 【請求項１１】前記サインスイープによるチャープシン
    ボル同士の期間長の検出によるフレーム長検出手段は、 前記直交検波出力の複素信号について、互いに異なる複
    数の伝送方式のキャリア数分のサインスイープによる基
    準信号と相関演算を行う相関演算手段と、 前記複数の伝送方式のキャリア数分の基準信号を発生す
    る基準信号発生手段と、 前記相関演算手段でどの相関演算結果が最大になるかを
    検出する最大値検出手段と、 この手段で検出された最大になる相関演算結果を選択し
    出力する切替手段と、 この手段の出力のエンベロープを検出するエンベロープ
    検出手段と、 この手段の検出結果と設定した比較レベルとの比較を行
    う比較手段と、 前記比較レベルの設定を行う比較レベル設定手段と、 前記比較手段の出力の微分演算を行うための微分手段
    と、 この微分手段の結果に基づきフレームの長さをカウント
    するフレーム長カウンタ手段とを備えることを特徴とす
    る請求項９に記載のＯＦＤＭ受信装置。