JP4362961B2 - 直交周波数分割多重変調装置 - Google Patents
直交周波数分割多重変調装置 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、直交周波数分割多重化伝送 （ＯＦＤＭ: Orthogonal Frequency Division Multiplexing）変調方式によるデジタル放送や放送中継装置等に適用されるＯＦＤＭ変調装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、デジタル信号を伝送する方式として、直交周波数分割多重方式（ＯＦＤＭ : Orthogonal Frequency Division Multiplexing）とよばれる変調方式が提案されている。このＯＦＤＭ変調方式は、伝送帯域内に多数の直交する副搬送波（サブキャリア）を設け、それぞれのサブキャリアの振幅及び位相にデータを割り当て、ＰＳＫ（Phase Shift Keying）やＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）によりデジタル変調する方式である。このＯＦＤＭ変調方式は、多数のサブキャリアで伝送帯域を分割するため、サブキャリア１波あたりの帯域は狭くなり変調速度は遅くなるが、トータルの伝送速度は、従来の変調方式と変わらないという特徴を有している。また、このＯＦＤＭ変調方式は、多数のサブキャリアが並列に伝送されるためにシンボル速度が遅くなるという特徴を有している。そのためこのＯＦＤＭ変調方式は、シンボルの時間長に対する相対的なマルチパスの時間長を短くすることができ、マルチパス妨害を受けにくくなる。また、ＯＦＤＭ変調方式は複数のサブキャリアに対してデータの割り当てが行われることから、変調時には逆フーリエ変換を行うＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）演算回路、復調時にはフーリエ変換を行うＦＦＴ（Fast Fourier Transform）演算回路を用いることにより、送受信回路を構成することができるという特徴を有している。
【０００３】
以上のような特徴からＯＦＤＭ変調方式は、マルチパス妨害の影響を強く受ける地上波デジタル放送および通信に適用することが広く検討されている。
【０００４】
このようなＯＦＤＭ変調方式を採用した地上デジタル放送としては、例えばＤＶＢ−Ｔ （Digital Video Broadcasting-Terrestrial）やＩＳＤＢ−Ｔ（Integrated Services Digital Broadcasting-Terrestrial）といった規格が提案されている。
【０００５】
ＯＦＤＭ変調方式による送信信号は、図４に示すようにＯＦＤＭシンボルと呼ばれるシンボル単位で伝送される。このＯＦＤＭシンボルは送信時にＩＦＦＴが行われる信号期間である有効シンボルと、この有効シンボルの後半の一部分の波形がそのまま複写されたガードインターバルとから構成されている。このガードインターバルは、ＯＦＤＭシンボルの前半部分に設けられている。例えばＤＶＢ−Ｔ規格（２Ｋモード）においては、有効シンボル内に２０４８本のサブキャリアが含まれており、そのサブキャリア間隔は４．１４ｋＨｚとなる。また有効シンボル内の２０４８本のサブキャリアのうち、１７０５本のサブキャリアにデータが変調されている。またガードインターバルは有効シンボルの１／４の時間長の信号とされている。
【０００６】
まず、従来のＯＦＤＭ変調装置について説明をする。なお、ここでは、地上デジタル放送規格の一つであるＤＢＶ−Ｔ規格（２Ｋモード）に従ったＯＦＤＭ変調装置について説明する。
【０００７】
従来のＯＦＤＭ変調装置１０１は、図５に示すように、ＭＵＸアダプテーション／エネルギー拡散回路１０２と、リード・ソロモン符号化器１０３と、畳み込みインターリーブ回路１０４と、畳み込み符号化器１０５と、ビット／シンボルインターリーブ回路１０６と、マッピング回路１０７と、フレームアダプテーション回路１０８と、ＩＦＦＴ回路１０９と、ガードインターバル付加回路１１０と、Ｄ／Ａ変換器１１１と、アパーチャ補正回路１１２と、フロントエンド１１３と、アンテナ１１４と、ＴＰＳ生成回路１１４とを備えて構成されている。
【０００８】
このＯＦＤＭ変調装置１０１には、前段のＭＰＥＧエンコーダにより映像や音声信号を圧縮、多重化されたＭＰＥＧ２トランスポートストリーム（Transport Stream）が、入力される。このトランスポートストリームは、ＯＦＤＭ変調装置１０１のＭＵＸアダプテーション／エネルギー拡散回路１０２に供給される。
【０００９】
ＭＵＸアダプテーション／エネルギー拡散回路１０２は、ＴＳパケットの先頭の１バイトの同期バイト４７ｈを、８個のＴＳパケットごとにビット反転し、Ｂ８ｈとする。このとき同時にエネルギー拡散を行う際に用いられる疑似乱数系列（ＰＲＢＳ）発生用のシフトレジスタを、８個のＴＳパケット毎に、所定の種で初期化する。ＤＶＢ−Ｔ方式では、ＰＲＢＳの系列は（ｘ15＋ｘ14＋１）であり、種は００９Ａｈである。ＭＵＸアダプテーション／エネルギー拡散回路１０２は、ＴＳパケットの同期バイト（１バイト）を除いたデータとＰＲＢＳとの排他論理和の演算を行うことによって、エネルギー拡散処理を行う。エネルギー拡散がされたデータ系列は、リード・ソロモン符号化器１０３に供給される。
【００１０】
リード・ソロモン符号化器１０３は、入力されたデータ系列に対してリード・ソロモン符号化処理を行い、ＴＳパケットごとに１６バイトのパリティを付加する。パリティが付加されたデータ系列は、畳み込みインターリーブ回路１０４に供給される。
【００１１】
畳み込みインターリーブ回路１０４は、入力されたデータ系列に対して、バイト単位の畳み込みインタリーブ処理を行う。畳み込みインタリーブ回路１０４は、例えば、図６に示すように、遅延量がそれぞれ異なる遅延素子が設けられた１２のブランチを有しており、入力・出力とも同じブランチを選択し、１バイトごと同時に０，１，２，３，４，・・・・１０，１１，０，１，２・・・といったようにブランチを順次切り替えていく。そして、１バイトの入力に対して、１バイトの出力を行い、畳み込みインタリーブを行う。畳み込みインタリーブがされたデータ系列は、畳み込み符号化器１０５に供給される。
【００１２】
畳み込み符号化器１０５は、例えばＧ１＝１７１（Ｏｃｔａｌ）及びＧ２＝１３３（Ｏｃｔａｌ）の２つの符号化器により畳み込み符号化を行い、１ビットの入力に対して、２ビットの符号化出力を行う。さらに、パンクチャッド処理を行う場合には、この２ビットの符号化出力に対してパンクチャリング処理を行う。畳み込み符号化がされたデータ系列は、ビット／シンボルインターリーブ回路１０６に供給される。
【００１３】
ビット／シンボルインターリーブ回路１０６は、ＯＦＤＭシンボル内の周波数のインターリーブとマッピング点に割り当てるビット内のインターリーブを行う。インタリーブがされたデータ系列は、マッピング回路１０７に供給される。
【００１４】
マッピング回路１０７は、変調方式に応じた符号長（例えば６４ＱＡＭの場合には６ビットの符号長）でデータ系列を分割し、それぞれ所定のマッピング点に割り当てる。このようにデータ系列をマッピング点に割り当てることにより、Ｉ，Ｑ成分からなる２次元情報が出力される。２次元情報とされたデータ系列は、フレームアダプテーション回路１０８に供給される。
【００１５】
フレームアダプテーション回路１０８は、マッピングされた２次元情報に加えて、ＴＰＳ生成回路１１４から供給される所定のパイロット信号や伝送路多重制御信号（ＴＳＰ: Transmission Parameter Signalling）及びヌル信号を挿入し、いわゆるＯＦＤＭフレーム構成処理を行う。ＯＦＤＭフレーム構成がされたデータ系列は、ＩＦＦＴ回路１０９に供給される。
【００１６】
ＩＦＦＴ回路１０９は、Ｉ，Ｑの２０４８組のデータを１ＯＦＤＭシンボルとし、一括してＩＦＦＴ演算を行う。ＩＦＦＴ演算がされたデータ系列は、１有効シンボル毎に、ガードインターバル付加回路１１０に供給される。
【００１７】
ガードインターバル付加回路１１０は、ＩＦＦＴ回路１０９から出力された有効シンボルの信号の後半１／４の信号波形を複写して有効シンボルの先頭に付加し、有効シンボルにガードインターバルを付加する。ガードインターバルが付加されたデータは、Ｄ／Ａ変換器１１１に供給される。
【００１８】
Ｄ／Ａ変換器１１１は、デジタル信号をアナログ信号に変換し、アパーチャ補正回路１１２に供給する。
【００１９】
アパーチャ補正回路１１２は、Ｄ／Ａ変換器１１１のアパーチャ効果によって生じる信号劣化を補正する。具体的には、アパーチャ補正回路１１２は、アパーチャ効果の周波数特性に応じて、周波数特性の補正を行う。アパーチャ補正がされた信号は、フロントエンド１１３に供給される。
【００２０】
フロントエンド１１３は、アパーチャ補正がされた信号をＲＦ帯域へ周波数アップコンバートを行い、アンテナ１１４を介して空中に放射する。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来のＯＦＤＭ変調装置１０１では、Ｄ／Ａ変換器のアパーチャ効果を、アナログ領域で行っていた。そのため、アパーチャ補正回路の回路規模が大きくなり、また、最適な周波数特性に補正することが困難であった。
【００２２】
本発明はこのような状況を鑑みてなされたものであり、例えばＤ／Ａ変換器によるアパーチャ効果の周波数特性、伝送路の周波数特性、復調側のＡ／Ｄ変換器によるアパーチャ効果の周波数特性等の、時間領域の変調信号に対して生じる各種周波数特性を、簡易な構成で補正することができる直交周波数分割多重変調装置を提供することを目的とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかる直交周波数分割多重変調装置は、所定の帯域内の各周波数成分（サブキャリア）に情報を分割して変調する直交周波数分割多重変調装置であって、上記サブキャリア数以内の所定のデータ数から構成される伝送シンボル毎に、デジタルデータ系列を構成する構成手段と、上記構成手段により構成されたデジタルデータ系列の各データの値を、上記伝送シンボル毎に補正する補正手段と、上記補正手段により補正された伝送シンボルを構成する各データを、所定の帯域内の各サブキャリアの電力レベルに割り当てて、伝送シンボル毎に逆フーリエ変換を行い、時間領域データに変換する逆フーリエ変換手段と、上記時間領域データをアナログ信号に変換するデジタル／アナログ変換手段とを備え、上記補正手段は、上記デジタル／アナログ変換手段のアパーチャ効果の周波数特性の逆特性のうち、最も低いサブキャリアの利得を示す切片データを記憶する切片データ記憶部と、上記逆特性が所定数に分割された各周波数領域の平均の利得の傾きを示す傾きデータを上記周波数領域毎に記憶する傾きデータ記憶部とを有し、上記切片データと上記傾きデータとを用いて、上記時間領域データに変換する前の伝送シンボル内の各サブキャリアに対応するデータの値に対して、上記逆特性を与える補正を上記周波数領域毎に行う。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態として、本発明を適用したＯＦＤＭ変調装置について説明を行う。なお、ここでは、一例として地上デジタル放送規格の一つであるＤＢＶ−Ｔ規格（２Ｋモード）に従ったＯＦＤＭ変調装置について説明する。
【００２８】
ＯＦＤＭ変調装置１は、図１に示すように、ＭＵＸアダプテーション／エネルギー拡散回路１１と、リード・ソロモン符号化器１２と、畳み込みインターリーブ回路１３と、畳み込み符号化回路１４と、ビット／シンボルインターリーブ回路１５と、マッピング回路１６と、フレームアダプテーション回路１７と、アパーチャ補正回路１８と、ＩＦＦＴ回路１９と、ガードインターバル付加回路２０と、Ｄ／Ａ変換器２１と、フロントエンド２２と、送信アンテナ２３と、ＴＰＳ生成回路２４とを備えて構成されている。
【００２９】
このＯＦＤＭ変調装置１には、前段のＭＰＥＧエンコーダにより映像や音声信号を圧縮、多重化されたＭＰＥＧ２トランスポートストリームが入力される。このトランスポートストリームは、ＯＦＤＭ変調装置１のＭＵＸアダプテーション／エネルギー拡散回路１１に供給される。
【００３０】
ＭＵＸアダプテーション／エネルギー拡散回路１１は、ＴＳパケットの先頭の１バイトの同期バイト４７ｈを、８個のＴＳパケットごとにビット反転し、Ｂ８ｈとする。このとき同時にエネルギー拡散を行う際に用いられる疑似乱数系列（ＰＲＢＳ）発生用のシフトレジスタを、８個のＴＳパケット毎に、所定の種で初期化する。ＭＵＸアダプテーション／エネルギー拡散回路１１は、ＴＳパケットの同期バイト（１バイト）を除いたデータとＰＲＢＳとの排他論理和の演算を行うことによって、エネルギー拡散処理を行う。
【００３１】
ＭＵＸアダプテーション／エネルギー拡散回路１１は、１５次（Ｘ15＋Ｘ14＋１）の疑似ランダム系列によりエネルギー拡散を行う。エネルギー拡散処理がされたデータは、リード・ソロモン符号化器１２に供給される。
【００３２】
リード・ソロモン符号化器１２は、入力されたデータ系列に対してリード・ソロモン符号化処理を行い、ＴＳパケットごとに１６バイトのパリティを付加する。パリティが付加されたデータ系列は、畳み込みインターリーブ回路１３に供給される。
【００３３】
畳み込みインターリーブ回路１３は、入力されたデータ系列に対して畳み込みインタリーブ処理を行う。畳み込みインタリーブ回路１３は、例えば、図６に示したように、遅延量がそれぞれ異なる遅延素子が設けられた１２のブランチを有しており、入力・出力とも同じブランチを選択し、１バイトごと同時に０，１，２，３，４，・・・・１０，１１，０，１，２・・・といったようにブランチを順次切り替えていく。そして、１バイトの入力に対して、１バイトの出力を行い、畳み込みインタリーブを行う。畳み込みインタリーブがされたデータ系列は、畳み込み符号化回路１４に供給される。
【００３４】
畳み込み符号化回路１４は、例えばＧ１＝１７１（Ｏｃｔａｌ）及びＧ２＝１３３（Ｏｃｔａｌ）の２つの符号化器により畳み込み符号化を行い、１ビットの入力に対して、２ビットの符号化出力を行う。さらに、パンクチャッド処理を行う場合には、この２ビットの符号化出力に対してパンクチャリング処理を行う。畳み込み符号化がされたデータ系列は、ビット／シンボルインターリーブ回路１５に供給される。
【００３５】
ビット／シンボルインターリーブ回路１５は、ＯＦＤＭシンボル内の周波数のインターリーブとマッピング点に割り当てるビット内のインターリーブを行う。インタリーブがされたデータ系列は、マッピング回路１６に供給される。
【００３６】
マッピング回路１６は、変調方式に応じた符号長（例えば６４ＱＡＭの場合には６ビットの符号長）でデータ系列を分割し、それぞれ所定のマッピング点に割り当てる。このようにデータ系列をマッピング点に割り当てることにより、Ｉ，Ｑ成分からなる２次元情報が出力される。２次元情報とされたデータ系列は、フレームアダプテーション回路１７に供給される。
【００３７】
フレームアダプテーション回路１７は、マッピングされた２次元情報に加えて、ＴＰＳ生成回路２４から供給される所定のパイロット信号や伝送路多重制御信号（ＴＳＰ: Transmission Parameter Signalling）及びヌル信号を挿入してＯＦＤＭフレーム構成を行う。
【００３８】
ここで、ＯＦＤＭ変調方式を採用する場合、一般に、所定数の変調シンボル単位（Ｉ，Ｑデータ一組単位）で、ＯＦＤＭシンボルというデータ構成がされる。ＯＦＤＭシンボルは、一括してＩＦＦＴ演算を行うデータ単位であり、ＯＦＤＭシンボル内の各Ｉ，Ｑデータが、各副搬送波（サブキャリア）に割り当てられることとなる。例えば、ＤＶＢ−Ｔ規格では、１ＯＦＤＭシンボルで送信される変調シンボル数（Ｉ，Ｑデータ）が、２０４８（キャリア番号＃０〜＃２０４７）個であり、そのうち、１７０５個のサブキャリアに有効なデータが割り当てられる。
【００３９】
ＯＦＤＭフレーム作成部３２では、入力された伝送データを、このようなＯＦＤＭシンボル及びＯＦＤＭフレーム単位に分割してフレーム構成を行う。フレーム構成がされた伝送データは、アパーチャ補正回路１８に供給される。
【００４０】
アパーチャ補正回路１８は、後段のＤ／Ａ変換器２１のアパーチャ効果によって生じる周波数特性を考慮して、このアパーチャ効果によって生じる周波数特性の逆特性を、予めこの周波数領域の伝送データに与えておく補正回路である。アパーチャ補正がされた伝送データは、ＩＦＦＴ演算回路１９に供給される。
【００４１】
ＩＦＦＴ回路１９は、Ｉ，Ｑの２０４８組のデータを１ＯＦＤＭシンボルとし、一括してＩＦＦＴ演算を行う。ＩＦＦＴ演算がされたデータ系列は、１有効シンボル毎に、ガードインターバル付加回路２０に供給される。
【００４２】
ガードインターバル付加回路２０は、ＩＦＦＴ回路１９から出力された有効シンボルの信号の後半１／４の信号波形を複写して有効シンボルの先頭に付加し、有効シンボルにガードインターバルを付加する。ガードインターバルが付加されたデータは、Ｄ／Ａ変換器２１に供給される。
【００４３】
Ｄ／Ａ変換器２１は、デジタル信号をアナログ信号に変換する。アナログ信号に変換された信号は、フロントエンド２２に供給される。なお、このＤ／Ａ変換器２１から出力された信号は、アパーチャ効果による影響は除去されている。
【００４４】
フロントエンド２２は、Ｄ／Ａ変換器２１から供給された信号をＲＦ帯域へ周波数アップコンバートを行い、送信アンテナ２３を介して空中に放射する。
【００４５】
つぎに、アパーチャ補正回路１８について、さらに詳細に説明をする。
【００４６】
アパーチャ補正回路１８は、上述したように、後段のＤ／Ａ変換器２１のアパーチャ効果によって生じる周波数特性を考慮して、このアパーチャ効果によって生じる周波数特性の逆特性を、予めこの周波数領域の伝送データに与えておく回路である。
【００４７】
ＯＦＤＭ変調では、ＯＦＤＭシンボル単位で一括して伝送データをＩＦＦＴ演算することによって、ＯＦＤＭシンボル内の各データ値を各サブキャリアの電力値として割り当てた時間領域の信号を生成し、情報の周波数多重化を行う。そのため、割り当てられる周波数毎に所定のゲインを定めて、そのデータ値を増幅又は減衰させれば、周波数多重化後の時間領域の信号の周波数特性を自在に補正することができる。本発明ではこのことを利用し、アパーチャ補正回路１８をＩＦＦＴ回路１９の前段に設け、Ｄ／Ａ変換器２１のアパーチャ効果によって生じる周波数特性を、この時間領域の状態で予め補正をしている。
【００４８】
まず、アパーチャ補正回路１８によって補正する周波数特性を図２に示す。
【００４９】
この図２に示す補正値は、Ｄ／Ａ変換器２１のアパーチャ効果の周波数特性（周波数対利得）の逆特性を示している。この補正値の特性図は、Ｄ／Ａ変換器２１の特性を予め調べておき、作成する。
【００５０】
まず、このアパーチャ効果の逆特性から、最も低い周波数の利得、つまり、サブキャリア番号０に与える利得を算出する。算出したこの値を、切片データとする。さらに、このアパーチャ効果の逆特性を、所定数の周波数領域に分割する。ここでは、サブキャリア番号０から２０４７までを８個の領域に分割している。この分割の仕方は、周波数を均等に分割してもよし、均等でなくてもよい。続いて、この逆特性から、平均の利得の傾き（つまり、サブキャリアが１つ増加したときの利得の増加量の平均）を各周波数領域毎に算出する。これを各領域毎の傾きデータとする。
【００５１】
アパーチャ補正回路１８は、この切片データと各領域毎の傾きデータとに基づき、図３に示すようなデジタル回路によって、アパーチャ補正を行う。
【００５２】
図３にアパーチャ補正回路１８の回路構成図を示す。
【００５３】
アパーチャ補正回路１８は、補正値データ生成部３１と、タイミング調整の為の第１〜第３のレジスタ３２〜３３と、乗算器３４と、クリップ回路３５とを備えて構成される。
【００５４】
このアパーチャ補正回路１８には、フレームアダプテーション回路１７から出力された伝送データ（Ｉ，Ｑデータ）、この伝送データ（Ｉ，Ｑデータ）に同期したタイミングクロック、ＯＦＤＭシンボルの開始タイミングを示すＯＦＤＭシンボルスタートフラグが入力される。ＯＦＤＭシンボルスタートフラグは、ＯＦＤＭシンボルの最初のデータ（すなわち、サブキャリア番号０のデータ）と同期したタイミングで、その値が有効（１）となる。さらに、このアパーチャ補正回路１８の初期設定用の信号として、切片データと各領域の傾きデータが入力される。
【００５５】
アパーチャ補正回路１８は、レジスタ４０と、キャリアカウンタ４１と、傾きデータテーブル４２と、切片データレジスタ４３と、第１のセレクタ４４と、第２のセレクタ４５と、加算器４６と、クリップ回路４７と、レジスタ４８とを備えて構成されている。
【００５６】
キャリアカウンタ４１は、タイミングクロックをカウントするカウンタ回路である。このキャリアカウンタ４１は、その出力値として、０から２０４７までの値を出力する。また、キャリアカウンタ４１は、レジスタ４０によってタイミング調整がされたＯＦＤＭシンボルスタートパルスが入力される。キャリアカウンタ４１は、ＯＦＤＭシンボルスタートパルスが有効（１）となると、カウント値を０にリセットする。すなわち、このキャリアカウンタ４１は、各Ｉ，Ｑデータのサブキャリア番号を、このアパーチャ補正回路１８に入力されるＩ，Ｑデータに同期して発生する回路である。
【００５７】
キャリアカウンタ４１から発生されたサブキャリア番号は、傾きデータテーブル４２に入力される。
【００５８】
傾きデータテーブル４２は、先に算出した傾きデータを格納するテーブルである。傾きデータテーブル４２は、その領域番号をアドレスして、各領域毎の傾きデータを格納している。この傾きデータテーブル４２に格納される各傾きデータは、外部から書き換え可能となっており、必要に応じて更新することが可能である。
【００５９】
傾きデータテーブル４２には、キャリアカウンタ４１から発生されたサブキャリア番号が入力される。傾きデータテーブル４２は、入力されたサブキャリア番号を領域番号に変換して、その変換した領域番号をアドレスとしている傾きデータを出力する。
【００６０】
切片データレジスタ４３は、先に算出した切片データを格納するレジスタである。この切片データレジスタ４３に格納されている切片データは、外部から書き換え可能となっており、必要に応じて更新することが可能である。
【００６１】
第１のセレクタ４４は、傾きデータテーブル４２から出力された傾きデータと０値とのいずれか一方を選択して切り換え出力する回路である。第１のセレクタ４４は、レジスタ４０によってタイミング調整がされたＯＦＤＭシンボルスタートパルスに応じて、傾きデータと、０値とのいずれか一方を選択する。ＯＦＤＭシンボルスタートパルスが有効（１）であった場合には、０値を選択して出力し、無効（０）であった場合には、傾きデータを選択して出力する。すなわち、第１のセレクタ４４は、ＯＦＤＭシンボルの最初のＩ，Ｑデータ（シンボル番号０）の同期タイミングでは、０値を出力し、それ以外のタイミングでは傾きデータを出力する。
【００６２】
第２のセレクタ４５は、切片データレジスタ４３から出力された切片データと、後述するＩ，Ｑデータに乗算される補正値データとのいずれか一方を選択して切り換え出力する回路である。第２のセレクタ４５は、レジスタ４０によってタイミング調整がされたＯＦＤＭシンボルスタートパルスに応じて、切片データと、補正値データとのいずれか一方を選択する。ＯＦＤＭシンボルスタートパルスが有効（１）であった場合には、切片データを選択して出力し、無効（０）であった場合には、補正値データを選択して出力する。すなわち、第２のセレクタ４５は、ＯＦＤＭシンボルの最初のＩ，Ｑデータ（シンボル番号０）の同期タイミングでは、切片データを出力し、それ以外のタイミングでは補正値データを出力する。
【００６３】
加算器４６は、第１のセレクタ４４の出力データと第２のセレクタ４５の出力データとを加算する。すなわち、加算器４６から出力されるデータは、ＯＦＤＭシンボルの最初のＩ，Ｑデータ（シンボル番号０）の同期タイミングでは切片データを出力し、それ以外のタイミングでは、この切片データに各シンボルの傾きデータを累積加算していった値が出力される。
【００６４】
クリップ回路４７は、加算器４６から出力されたデータを、オーバーフロー時の折り返しを防止するため、所定の値でクリップ処理する。クリップ処理がされたデータは、レジスタ４８に格納される。
【００６５】
このレジスタ４８に格納されたデータが、現在のタイミングのＩ，Ｑデータを、アパーチャ補正の為の補正値データとなる。
【００６６】
以上のように補正値データ生成部３１は、補正値データを生成する。
【００６７】
補正値データ生成部３１のレジスタ４８に格納されている補正値データは、乗算器３４に入力される。
【００６８】
乗算器３４は、第１のレジスタ３２，第２のレジスタ３３によりタイミング調整がされたＩ，Ｑデータに、補正値データを乗算する。
【００６９】
このようにＩ，Ｑデータに補正値データを乗算することによって、Ｄ／Ａ変換器２１のアパーチャ効果によって生じる周波数特性の逆特性が、この周波数領域の伝送データに与えられる。
【００７０】
乗算器３４によって補正されたＩ，Ｑデータは、クリップ回路３５に供給される。
【００７１】
クリップ回路３５は、乗算器３４から出力されたＩ，Ｑデータを、オーバーフロー時の折り返しを防止するため、所定の値でクリップ処理する。
【００７２】
そして、クリップ処理がされたＩ，Ｑデータは、第３のレジスタ３６に格納され、補正後のＩ，Ｑデータとして、後段のＩＦＦＴ演算回路１９に供給される。
【００７３】
以上のように本発明の実施の形態のＯＦＤＭ変調装置１では、Ｄ／Ａ変換器２１のアパーチャ効果によって生じる周波数特性に応じて、ＩＦＦＴ演算する前のＯＦＤＭシンボル内の各データの値を補正する。
【００７４】
このためこのＯＦＤＭ変調装置１では、ＩＦＦＴ演算前の周波数領域の各データの値を補正することができるので、デジタル回路を用いた簡易な構成で、Ｄ／Ａ変換器２１のアパーチャ効果を補正することができる。また、周波数領域で各データを補正するので、本来の特性に近い近似を行うことができ、最適な補正ができる。また、デジタル回路により補正を行うので、外部からその補正値を変更することが容易にでき、周波数特性を簡単に変更することができる。
【００７５】
なお、アパーチャ効果を補正するにあたり、ＩＦＦＴ演算するデータの周波数領域を分割し、各領域毎の傾き値を求めているが、この領域分割数を多くすれば、必要なメモリ容量は大きくなるが、より正確にアパーチャ補正を行うことができる。
【００７６】
また、このアパーチャ補正回路１８では、アパーチャ効果の周波数特性のみならず、伝送路の周波数特性や復調側のＡ／Ｄ変換器によって生じるアパーチャ効果の周波数特性も、予め補正しておくこともできる。すなわち、ＩＦＦＴ演算後の時間領域データに対して生じる全ての周波数特性に対して、補正することが可能である。
【００７７】
【発明の効果】
本発明にかかる直交周波数分割多重変調装置では、切片データと上記傾きデータとを用いて、上記時間領域データに変換する前の伝送シンボル内の各サブキャリアに対応するデータの値に対して、上記逆特性を与える補正を上記周波数領域毎に行う。
【００７８】
このためこの直交周波数分割多重変調装置では、逆フーリエ変換前の周波数領域の各データの値を補正することができるので、Ｄ／Ａ変換器によるアパーチャ効果により時間領域の変調信号に対して生じる周波数特性の変化を、デジタル回路を用いた簡易な構成で補正することができる。また、切片データと傾きデータとを用いて各データを分割した各周波数領域毎に補正するので、本来の特性に近い近似を行うことができ、最適な補正ができる。また、デジタル回路により補正を行うので、周波数特性を簡単に変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】上記ＯＦＤＭ変調部のブロック構成図である。
【図２】Ｄ／Ａ変換器のアパーチャ効果によって生じる周波数特性の逆特性を示す図である。
【図３】上記アパーチャ補正回路の回路構成図である。
【図４】ＯＦＤＭシンボルの信号構造を説明するための図である。
【図５】従来のＯＦＤＭ変調装置のブロック構成図である。
【図６】畳み込みインタリーブ回路の構成を説明するための図である。
【符号の説明】
１ 無線中継システム、１１ ワイヤレスカメラ、１２ 受信中継局、２３ ＯＦＤＭ変調部、３４ ＯＦＤＭ復調部、４２ ＭＵＸアダプテーション／エネルギ拡散部、８７ ＭＵＸアダプテーション／エネルギ逆拡散部
【発明の属する技術分野】
本発明は、直交周波数分割多重化伝送 （ＯＦＤＭ: Orthogonal Frequency Division Multiplexing）変調方式によるデジタル放送や放送中継装置等に適用されるＯＦＤＭ変調装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、デジタル信号を伝送する方式として、直交周波数分割多重方式（ＯＦＤＭ : Orthogonal Frequency Division Multiplexing）とよばれる変調方式が提案されている。このＯＦＤＭ変調方式は、伝送帯域内に多数の直交する副搬送波（サブキャリア）を設け、それぞれのサブキャリアの振幅及び位相にデータを割り当て、ＰＳＫ（Phase Shift Keying）やＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）によりデジタル変調する方式である。このＯＦＤＭ変調方式は、多数のサブキャリアで伝送帯域を分割するため、サブキャリア１波あたりの帯域は狭くなり変調速度は遅くなるが、トータルの伝送速度は、従来の変調方式と変わらないという特徴を有している。また、このＯＦＤＭ変調方式は、多数のサブキャリアが並列に伝送されるためにシンボル速度が遅くなるという特徴を有している。そのためこのＯＦＤＭ変調方式は、シンボルの時間長に対する相対的なマルチパスの時間長を短くすることができ、マルチパス妨害を受けにくくなる。また、ＯＦＤＭ変調方式は複数のサブキャリアに対してデータの割り当てが行われることから、変調時には逆フーリエ変換を行うＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）演算回路、復調時にはフーリエ変換を行うＦＦＴ（Fast Fourier Transform）演算回路を用いることにより、送受信回路を構成することができるという特徴を有している。
【０００３】
以上のような特徴からＯＦＤＭ変調方式は、マルチパス妨害の影響を強く受ける地上波デジタル放送および通信に適用することが広く検討されている。
【０００４】
このようなＯＦＤＭ変調方式を採用した地上デジタル放送としては、例えばＤＶＢ−Ｔ （Digital Video Broadcasting-Terrestrial）やＩＳＤＢ−Ｔ（Integrated Services Digital Broadcasting-Terrestrial）といった規格が提案されている。
【０００５】
ＯＦＤＭ変調方式による送信信号は、図４に示すようにＯＦＤＭシンボルと呼ばれるシンボル単位で伝送される。このＯＦＤＭシンボルは送信時にＩＦＦＴが行われる信号期間である有効シンボルと、この有効シンボルの後半の一部分の波形がそのまま複写されたガードインターバルとから構成されている。このガードインターバルは、ＯＦＤＭシンボルの前半部分に設けられている。例えばＤＶＢ−Ｔ規格（２Ｋモード）においては、有効シンボル内に２０４８本のサブキャリアが含まれており、そのサブキャリア間隔は４．１４ｋＨｚとなる。また有効シンボル内の２０４８本のサブキャリアのうち、１７０５本のサブキャリアにデータが変調されている。またガードインターバルは有効シンボルの１／４の時間長の信号とされている。
【０００６】
まず、従来のＯＦＤＭ変調装置について説明をする。なお、ここでは、地上デジタル放送規格の一つであるＤＢＶ−Ｔ規格（２Ｋモード）に従ったＯＦＤＭ変調装置について説明する。
【０００７】
従来のＯＦＤＭ変調装置１０１は、図５に示すように、ＭＵＸアダプテーション／エネルギー拡散回路１０２と、リード・ソロモン符号化器１０３と、畳み込みインターリーブ回路１０４と、畳み込み符号化器１０５と、ビット／シンボルインターリーブ回路１０６と、マッピング回路１０７と、フレームアダプテーション回路１０８と、ＩＦＦＴ回路１０９と、ガードインターバル付加回路１１０と、Ｄ／Ａ変換器１１１と、アパーチャ補正回路１１２と、フロントエンド１１３と、アンテナ１１４と、ＴＰＳ生成回路１１４とを備えて構成されている。
【０００８】
このＯＦＤＭ変調装置１０１には、前段のＭＰＥＧエンコーダにより映像や音声信号を圧縮、多重化されたＭＰＥＧ２トランスポートストリーム（Transport Stream）が、入力される。このトランスポートストリームは、ＯＦＤＭ変調装置１０１のＭＵＸアダプテーション／エネルギー拡散回路１０２に供給される。
【０００９】
ＭＵＸアダプテーション／エネルギー拡散回路１０２は、ＴＳパケットの先頭の１バイトの同期バイト４７ｈを、８個のＴＳパケットごとにビット反転し、Ｂ８ｈとする。このとき同時にエネルギー拡散を行う際に用いられる疑似乱数系列（ＰＲＢＳ）発生用のシフトレジスタを、８個のＴＳパケット毎に、所定の種で初期化する。ＤＶＢ−Ｔ方式では、ＰＲＢＳの系列は（ｘ15＋ｘ14＋１）であり、種は００９Ａｈである。ＭＵＸアダプテーション／エネルギー拡散回路１０２は、ＴＳパケットの同期バイト（１バイト）を除いたデータとＰＲＢＳとの排他論理和の演算を行うことによって、エネルギー拡散処理を行う。エネルギー拡散がされたデータ系列は、リード・ソロモン符号化器１０３に供給される。
【００１０】
リード・ソロモン符号化器１０３は、入力されたデータ系列に対してリード・ソロモン符号化処理を行い、ＴＳパケットごとに１６バイトのパリティを付加する。パリティが付加されたデータ系列は、畳み込みインターリーブ回路１０４に供給される。
【００１１】
畳み込みインターリーブ回路１０４は、入力されたデータ系列に対して、バイト単位の畳み込みインタリーブ処理を行う。畳み込みインタリーブ回路１０４は、例えば、図６に示すように、遅延量がそれぞれ異なる遅延素子が設けられた１２のブランチを有しており、入力・出力とも同じブランチを選択し、１バイトごと同時に０，１，２，３，４，・・・・１０，１１，０，１，２・・・といったようにブランチを順次切り替えていく。そして、１バイトの入力に対して、１バイトの出力を行い、畳み込みインタリーブを行う。畳み込みインタリーブがされたデータ系列は、畳み込み符号化器１０５に供給される。
【００１２】
畳み込み符号化器１０５は、例えばＧ１＝１７１（Ｏｃｔａｌ）及びＧ２＝１３３（Ｏｃｔａｌ）の２つの符号化器により畳み込み符号化を行い、１ビットの入力に対して、２ビットの符号化出力を行う。さらに、パンクチャッド処理を行う場合には、この２ビットの符号化出力に対してパンクチャリング処理を行う。畳み込み符号化がされたデータ系列は、ビット／シンボルインターリーブ回路１０６に供給される。
【００１３】
ビット／シンボルインターリーブ回路１０６は、ＯＦＤＭシンボル内の周波数のインターリーブとマッピング点に割り当てるビット内のインターリーブを行う。インタリーブがされたデータ系列は、マッピング回路１０７に供給される。
【００１４】
マッピング回路１０７は、変調方式に応じた符号長（例えば６４ＱＡＭの場合には６ビットの符号長）でデータ系列を分割し、それぞれ所定のマッピング点に割り当てる。このようにデータ系列をマッピング点に割り当てることにより、Ｉ，Ｑ成分からなる２次元情報が出力される。２次元情報とされたデータ系列は、フレームアダプテーション回路１０８に供給される。
【００１５】
フレームアダプテーション回路１０８は、マッピングされた２次元情報に加えて、ＴＰＳ生成回路１１４から供給される所定のパイロット信号や伝送路多重制御信号（ＴＳＰ: Transmission Parameter Signalling）及びヌル信号を挿入し、いわゆるＯＦＤＭフレーム構成処理を行う。ＯＦＤＭフレーム構成がされたデータ系列は、ＩＦＦＴ回路１０９に供給される。
【００１６】
ＩＦＦＴ回路１０９は、Ｉ，Ｑの２０４８組のデータを１ＯＦＤＭシンボルとし、一括してＩＦＦＴ演算を行う。ＩＦＦＴ演算がされたデータ系列は、１有効シンボル毎に、ガードインターバル付加回路１１０に供給される。
【００１７】
ガードインターバル付加回路１１０は、ＩＦＦＴ回路１０９から出力された有効シンボルの信号の後半１／４の信号波形を複写して有効シンボルの先頭に付加し、有効シンボルにガードインターバルを付加する。ガードインターバルが付加されたデータは、Ｄ／Ａ変換器１１１に供給される。
【００１８】
Ｄ／Ａ変換器１１１は、デジタル信号をアナログ信号に変換し、アパーチャ補正回路１１２に供給する。
【００１９】
アパーチャ補正回路１１２は、Ｄ／Ａ変換器１１１のアパーチャ効果によって生じる信号劣化を補正する。具体的には、アパーチャ補正回路１１２は、アパーチャ効果の周波数特性に応じて、周波数特性の補正を行う。アパーチャ補正がされた信号は、フロントエンド１１３に供給される。
【００２０】
フロントエンド１１３は、アパーチャ補正がされた信号をＲＦ帯域へ周波数アップコンバートを行い、アンテナ１１４を介して空中に放射する。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来のＯＦＤＭ変調装置１０１では、Ｄ／Ａ変換器のアパーチャ効果を、アナログ領域で行っていた。そのため、アパーチャ補正回路の回路規模が大きくなり、また、最適な周波数特性に補正することが困難であった。
【００２２】
本発明はこのような状況を鑑みてなされたものであり、例えばＤ／Ａ変換器によるアパーチャ効果の周波数特性、伝送路の周波数特性、復調側のＡ／Ｄ変換器によるアパーチャ効果の周波数特性等の、時間領域の変調信号に対して生じる各種周波数特性を、簡易な構成で補正することができる直交周波数分割多重変調装置を提供することを目的とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかる直交周波数分割多重変調装置は、所定の帯域内の各周波数成分（サブキャリア）に情報を分割して変調する直交周波数分割多重変調装置であって、上記サブキャリア数以内の所定のデータ数から構成される伝送シンボル毎に、デジタルデータ系列を構成する構成手段と、上記構成手段により構成されたデジタルデータ系列の各データの値を、上記伝送シンボル毎に補正する補正手段と、上記補正手段により補正された伝送シンボルを構成する各データを、所定の帯域内の各サブキャリアの電力レベルに割り当てて、伝送シンボル毎に逆フーリエ変換を行い、時間領域データに変換する逆フーリエ変換手段と、上記時間領域データをアナログ信号に変換するデジタル／アナログ変換手段とを備え、上記補正手段は、上記デジタル／アナログ変換手段のアパーチャ効果の周波数特性の逆特性のうち、最も低いサブキャリアの利得を示す切片データを記憶する切片データ記憶部と、上記逆特性が所定数に分割された各周波数領域の平均の利得の傾きを示す傾きデータを上記周波数領域毎に記憶する傾きデータ記憶部とを有し、上記切片データと上記傾きデータとを用いて、上記時間領域データに変換する前の伝送シンボル内の各サブキャリアに対応するデータの値に対して、上記逆特性を与える補正を上記周波数領域毎に行う。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態として、本発明を適用したＯＦＤＭ変調装置について説明を行う。なお、ここでは、一例として地上デジタル放送規格の一つであるＤＢＶ−Ｔ規格（２Ｋモード）に従ったＯＦＤＭ変調装置について説明する。
【００２８】
ＯＦＤＭ変調装置１は、図１に示すように、ＭＵＸアダプテーション／エネルギー拡散回路１１と、リード・ソロモン符号化器１２と、畳み込みインターリーブ回路１３と、畳み込み符号化回路１４と、ビット／シンボルインターリーブ回路１５と、マッピング回路１６と、フレームアダプテーション回路１７と、アパーチャ補正回路１８と、ＩＦＦＴ回路１９と、ガードインターバル付加回路２０と、Ｄ／Ａ変換器２１と、フロントエンド２２と、送信アンテナ２３と、ＴＰＳ生成回路２４とを備えて構成されている。
【００２９】
このＯＦＤＭ変調装置１には、前段のＭＰＥＧエンコーダにより映像や音声信号を圧縮、多重化されたＭＰＥＧ２トランスポートストリームが入力される。このトランスポートストリームは、ＯＦＤＭ変調装置１のＭＵＸアダプテーション／エネルギー拡散回路１１に供給される。
【００３０】
ＭＵＸアダプテーション／エネルギー拡散回路１１は、ＴＳパケットの先頭の１バイトの同期バイト４７ｈを、８個のＴＳパケットごとにビット反転し、Ｂ８ｈとする。このとき同時にエネルギー拡散を行う際に用いられる疑似乱数系列（ＰＲＢＳ）発生用のシフトレジスタを、８個のＴＳパケット毎に、所定の種で初期化する。ＭＵＸアダプテーション／エネルギー拡散回路１１は、ＴＳパケットの同期バイト（１バイト）を除いたデータとＰＲＢＳとの排他論理和の演算を行うことによって、エネルギー拡散処理を行う。
【００３１】
ＭＵＸアダプテーション／エネルギー拡散回路１１は、１５次（Ｘ15＋Ｘ14＋１）の疑似ランダム系列によりエネルギー拡散を行う。エネルギー拡散処理がされたデータは、リード・ソロモン符号化器１２に供給される。
【００３２】
リード・ソロモン符号化器１２は、入力されたデータ系列に対してリード・ソロモン符号化処理を行い、ＴＳパケットごとに１６バイトのパリティを付加する。パリティが付加されたデータ系列は、畳み込みインターリーブ回路１３に供給される。
【００３３】
畳み込みインターリーブ回路１３は、入力されたデータ系列に対して畳み込みインタリーブ処理を行う。畳み込みインタリーブ回路１３は、例えば、図６に示したように、遅延量がそれぞれ異なる遅延素子が設けられた１２のブランチを有しており、入力・出力とも同じブランチを選択し、１バイトごと同時に０，１，２，３，４，・・・・１０，１１，０，１，２・・・といったようにブランチを順次切り替えていく。そして、１バイトの入力に対して、１バイトの出力を行い、畳み込みインタリーブを行う。畳み込みインタリーブがされたデータ系列は、畳み込み符号化回路１４に供給される。
【００３４】
畳み込み符号化回路１４は、例えばＧ１＝１７１（Ｏｃｔａｌ）及びＧ２＝１３３（Ｏｃｔａｌ）の２つの符号化器により畳み込み符号化を行い、１ビットの入力に対して、２ビットの符号化出力を行う。さらに、パンクチャッド処理を行う場合には、この２ビットの符号化出力に対してパンクチャリング処理を行う。畳み込み符号化がされたデータ系列は、ビット／シンボルインターリーブ回路１５に供給される。
【００３５】
ビット／シンボルインターリーブ回路１５は、ＯＦＤＭシンボル内の周波数のインターリーブとマッピング点に割り当てるビット内のインターリーブを行う。インタリーブがされたデータ系列は、マッピング回路１６に供給される。
【００３６】
マッピング回路１６は、変調方式に応じた符号長（例えば６４ＱＡＭの場合には６ビットの符号長）でデータ系列を分割し、それぞれ所定のマッピング点に割り当てる。このようにデータ系列をマッピング点に割り当てることにより、Ｉ，Ｑ成分からなる２次元情報が出力される。２次元情報とされたデータ系列は、フレームアダプテーション回路１７に供給される。
【００３７】
フレームアダプテーション回路１７は、マッピングされた２次元情報に加えて、ＴＰＳ生成回路２４から供給される所定のパイロット信号や伝送路多重制御信号（ＴＳＰ: Transmission Parameter Signalling）及びヌル信号を挿入してＯＦＤＭフレーム構成を行う。
【００３８】
ここで、ＯＦＤＭ変調方式を採用する場合、一般に、所定数の変調シンボル単位（Ｉ，Ｑデータ一組単位）で、ＯＦＤＭシンボルというデータ構成がされる。ＯＦＤＭシンボルは、一括してＩＦＦＴ演算を行うデータ単位であり、ＯＦＤＭシンボル内の各Ｉ，Ｑデータが、各副搬送波（サブキャリア）に割り当てられることとなる。例えば、ＤＶＢ−Ｔ規格では、１ＯＦＤＭシンボルで送信される変調シンボル数（Ｉ，Ｑデータ）が、２０４８（キャリア番号＃０〜＃２０４７）個であり、そのうち、１７０５個のサブキャリアに有効なデータが割り当てられる。
【００３９】
ＯＦＤＭフレーム作成部３２では、入力された伝送データを、このようなＯＦＤＭシンボル及びＯＦＤＭフレーム単位に分割してフレーム構成を行う。フレーム構成がされた伝送データは、アパーチャ補正回路１８に供給される。
【００４０】
アパーチャ補正回路１８は、後段のＤ／Ａ変換器２１のアパーチャ効果によって生じる周波数特性を考慮して、このアパーチャ効果によって生じる周波数特性の逆特性を、予めこの周波数領域の伝送データに与えておく補正回路である。アパーチャ補正がされた伝送データは、ＩＦＦＴ演算回路１９に供給される。
【００４１】
ＩＦＦＴ回路１９は、Ｉ，Ｑの２０４８組のデータを１ＯＦＤＭシンボルとし、一括してＩＦＦＴ演算を行う。ＩＦＦＴ演算がされたデータ系列は、１有効シンボル毎に、ガードインターバル付加回路２０に供給される。
【００４２】
ガードインターバル付加回路２０は、ＩＦＦＴ回路１９から出力された有効シンボルの信号の後半１／４の信号波形を複写して有効シンボルの先頭に付加し、有効シンボルにガードインターバルを付加する。ガードインターバルが付加されたデータは、Ｄ／Ａ変換器２１に供給される。
【００４３】
Ｄ／Ａ変換器２１は、デジタル信号をアナログ信号に変換する。アナログ信号に変換された信号は、フロントエンド２２に供給される。なお、このＤ／Ａ変換器２１から出力された信号は、アパーチャ効果による影響は除去されている。
【００４４】
フロントエンド２２は、Ｄ／Ａ変換器２１から供給された信号をＲＦ帯域へ周波数アップコンバートを行い、送信アンテナ２３を介して空中に放射する。
【００４５】
つぎに、アパーチャ補正回路１８について、さらに詳細に説明をする。
【００４６】
アパーチャ補正回路１８は、上述したように、後段のＤ／Ａ変換器２１のアパーチャ効果によって生じる周波数特性を考慮して、このアパーチャ効果によって生じる周波数特性の逆特性を、予めこの周波数領域の伝送データに与えておく回路である。
【００４７】
ＯＦＤＭ変調では、ＯＦＤＭシンボル単位で一括して伝送データをＩＦＦＴ演算することによって、ＯＦＤＭシンボル内の各データ値を各サブキャリアの電力値として割り当てた時間領域の信号を生成し、情報の周波数多重化を行う。そのため、割り当てられる周波数毎に所定のゲインを定めて、そのデータ値を増幅又は減衰させれば、周波数多重化後の時間領域の信号の周波数特性を自在に補正することができる。本発明ではこのことを利用し、アパーチャ補正回路１８をＩＦＦＴ回路１９の前段に設け、Ｄ／Ａ変換器２１のアパーチャ効果によって生じる周波数特性を、この時間領域の状態で予め補正をしている。
【００４８】
まず、アパーチャ補正回路１８によって補正する周波数特性を図２に示す。
【００４９】
この図２に示す補正値は、Ｄ／Ａ変換器２１のアパーチャ効果の周波数特性（周波数対利得）の逆特性を示している。この補正値の特性図は、Ｄ／Ａ変換器２１の特性を予め調べておき、作成する。
【００５０】
まず、このアパーチャ効果の逆特性から、最も低い周波数の利得、つまり、サブキャリア番号０に与える利得を算出する。算出したこの値を、切片データとする。さらに、このアパーチャ効果の逆特性を、所定数の周波数領域に分割する。ここでは、サブキャリア番号０から２０４７までを８個の領域に分割している。この分割の仕方は、周波数を均等に分割してもよし、均等でなくてもよい。続いて、この逆特性から、平均の利得の傾き（つまり、サブキャリアが１つ増加したときの利得の増加量の平均）を各周波数領域毎に算出する。これを各領域毎の傾きデータとする。
【００５１】
アパーチャ補正回路１８は、この切片データと各領域毎の傾きデータとに基づき、図３に示すようなデジタル回路によって、アパーチャ補正を行う。
【００５２】
図３にアパーチャ補正回路１８の回路構成図を示す。
【００５３】
アパーチャ補正回路１８は、補正値データ生成部３１と、タイミング調整の為の第１〜第３のレジスタ３２〜３３と、乗算器３４と、クリップ回路３５とを備えて構成される。
【００５４】
このアパーチャ補正回路１８には、フレームアダプテーション回路１７から出力された伝送データ（Ｉ，Ｑデータ）、この伝送データ（Ｉ，Ｑデータ）に同期したタイミングクロック、ＯＦＤＭシンボルの開始タイミングを示すＯＦＤＭシンボルスタートフラグが入力される。ＯＦＤＭシンボルスタートフラグは、ＯＦＤＭシンボルの最初のデータ（すなわち、サブキャリア番号０のデータ）と同期したタイミングで、その値が有効（１）となる。さらに、このアパーチャ補正回路１８の初期設定用の信号として、切片データと各領域の傾きデータが入力される。
【００５５】
アパーチャ補正回路１８は、レジスタ４０と、キャリアカウンタ４１と、傾きデータテーブル４２と、切片データレジスタ４３と、第１のセレクタ４４と、第２のセレクタ４５と、加算器４６と、クリップ回路４７と、レジスタ４８とを備えて構成されている。
【００５６】
キャリアカウンタ４１は、タイミングクロックをカウントするカウンタ回路である。このキャリアカウンタ４１は、その出力値として、０から２０４７までの値を出力する。また、キャリアカウンタ４１は、レジスタ４０によってタイミング調整がされたＯＦＤＭシンボルスタートパルスが入力される。キャリアカウンタ４１は、ＯＦＤＭシンボルスタートパルスが有効（１）となると、カウント値を０にリセットする。すなわち、このキャリアカウンタ４１は、各Ｉ，Ｑデータのサブキャリア番号を、このアパーチャ補正回路１８に入力されるＩ，Ｑデータに同期して発生する回路である。
【００５７】
キャリアカウンタ４１から発生されたサブキャリア番号は、傾きデータテーブル４２に入力される。
【００５８】
傾きデータテーブル４２は、先に算出した傾きデータを格納するテーブルである。傾きデータテーブル４２は、その領域番号をアドレスして、各領域毎の傾きデータを格納している。この傾きデータテーブル４２に格納される各傾きデータは、外部から書き換え可能となっており、必要に応じて更新することが可能である。
【００５９】
傾きデータテーブル４２には、キャリアカウンタ４１から発生されたサブキャリア番号が入力される。傾きデータテーブル４２は、入力されたサブキャリア番号を領域番号に変換して、その変換した領域番号をアドレスとしている傾きデータを出力する。
【００６０】
切片データレジスタ４３は、先に算出した切片データを格納するレジスタである。この切片データレジスタ４３に格納されている切片データは、外部から書き換え可能となっており、必要に応じて更新することが可能である。
【００６１】
第１のセレクタ４４は、傾きデータテーブル４２から出力された傾きデータと０値とのいずれか一方を選択して切り換え出力する回路である。第１のセレクタ４４は、レジスタ４０によってタイミング調整がされたＯＦＤＭシンボルスタートパルスに応じて、傾きデータと、０値とのいずれか一方を選択する。ＯＦＤＭシンボルスタートパルスが有効（１）であった場合には、０値を選択して出力し、無効（０）であった場合には、傾きデータを選択して出力する。すなわち、第１のセレクタ４４は、ＯＦＤＭシンボルの最初のＩ，Ｑデータ（シンボル番号０）の同期タイミングでは、０値を出力し、それ以外のタイミングでは傾きデータを出力する。
【００６２】
第２のセレクタ４５は、切片データレジスタ４３から出力された切片データと、後述するＩ，Ｑデータに乗算される補正値データとのいずれか一方を選択して切り換え出力する回路である。第２のセレクタ４５は、レジスタ４０によってタイミング調整がされたＯＦＤＭシンボルスタートパルスに応じて、切片データと、補正値データとのいずれか一方を選択する。ＯＦＤＭシンボルスタートパルスが有効（１）であった場合には、切片データを選択して出力し、無効（０）であった場合には、補正値データを選択して出力する。すなわち、第２のセレクタ４５は、ＯＦＤＭシンボルの最初のＩ，Ｑデータ（シンボル番号０）の同期タイミングでは、切片データを出力し、それ以外のタイミングでは補正値データを出力する。
【００６３】
加算器４６は、第１のセレクタ４４の出力データと第２のセレクタ４５の出力データとを加算する。すなわち、加算器４６から出力されるデータは、ＯＦＤＭシンボルの最初のＩ，Ｑデータ（シンボル番号０）の同期タイミングでは切片データを出力し、それ以外のタイミングでは、この切片データに各シンボルの傾きデータを累積加算していった値が出力される。
【００６４】
クリップ回路４７は、加算器４６から出力されたデータを、オーバーフロー時の折り返しを防止するため、所定の値でクリップ処理する。クリップ処理がされたデータは、レジスタ４８に格納される。
【００６５】
このレジスタ４８に格納されたデータが、現在のタイミングのＩ，Ｑデータを、アパーチャ補正の為の補正値データとなる。
【００６６】
以上のように補正値データ生成部３１は、補正値データを生成する。
【００６７】
補正値データ生成部３１のレジスタ４８に格納されている補正値データは、乗算器３４に入力される。
【００６８】
乗算器３４は、第１のレジスタ３２，第２のレジスタ３３によりタイミング調整がされたＩ，Ｑデータに、補正値データを乗算する。
【００６９】
このようにＩ，Ｑデータに補正値データを乗算することによって、Ｄ／Ａ変換器２１のアパーチャ効果によって生じる周波数特性の逆特性が、この周波数領域の伝送データに与えられる。
【００７０】
乗算器３４によって補正されたＩ，Ｑデータは、クリップ回路３５に供給される。
【００７１】
クリップ回路３５は、乗算器３４から出力されたＩ，Ｑデータを、オーバーフロー時の折り返しを防止するため、所定の値でクリップ処理する。
【００７２】
そして、クリップ処理がされたＩ，Ｑデータは、第３のレジスタ３６に格納され、補正後のＩ，Ｑデータとして、後段のＩＦＦＴ演算回路１９に供給される。
【００７３】
以上のように本発明の実施の形態のＯＦＤＭ変調装置１では、Ｄ／Ａ変換器２１のアパーチャ効果によって生じる周波数特性に応じて、ＩＦＦＴ演算する前のＯＦＤＭシンボル内の各データの値を補正する。
【００７４】
このためこのＯＦＤＭ変調装置１では、ＩＦＦＴ演算前の周波数領域の各データの値を補正することができるので、デジタル回路を用いた簡易な構成で、Ｄ／Ａ変換器２１のアパーチャ効果を補正することができる。また、周波数領域で各データを補正するので、本来の特性に近い近似を行うことができ、最適な補正ができる。また、デジタル回路により補正を行うので、外部からその補正値を変更することが容易にでき、周波数特性を簡単に変更することができる。
【００７５】
なお、アパーチャ効果を補正するにあたり、ＩＦＦＴ演算するデータの周波数領域を分割し、各領域毎の傾き値を求めているが、この領域分割数を多くすれば、必要なメモリ容量は大きくなるが、より正確にアパーチャ補正を行うことができる。
【００７６】
また、このアパーチャ補正回路１８では、アパーチャ効果の周波数特性のみならず、伝送路の周波数特性や復調側のＡ／Ｄ変換器によって生じるアパーチャ効果の周波数特性も、予め補正しておくこともできる。すなわち、ＩＦＦＴ演算後の時間領域データに対して生じる全ての周波数特性に対して、補正することが可能である。
【００７７】
【発明の効果】
本発明にかかる直交周波数分割多重変調装置では、切片データと上記傾きデータとを用いて、上記時間領域データに変換する前の伝送シンボル内の各サブキャリアに対応するデータの値に対して、上記逆特性を与える補正を上記周波数領域毎に行う。
【００７８】
このためこの直交周波数分割多重変調装置では、逆フーリエ変換前の周波数領域の各データの値を補正することができるので、Ｄ／Ａ変換器によるアパーチャ効果により時間領域の変調信号に対して生じる周波数特性の変化を、デジタル回路を用いた簡易な構成で補正することができる。また、切片データと傾きデータとを用いて各データを分割した各周波数領域毎に補正するので、本来の特性に近い近似を行うことができ、最適な補正ができる。また、デジタル回路により補正を行うので、周波数特性を簡単に変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】上記ＯＦＤＭ変調部のブロック構成図である。
【図２】Ｄ／Ａ変換器のアパーチャ効果によって生じる周波数特性の逆特性を示す図である。
【図３】上記アパーチャ補正回路の回路構成図である。
【図４】ＯＦＤＭシンボルの信号構造を説明するための図である。
【図５】従来のＯＦＤＭ変調装置のブロック構成図である。
【図６】畳み込みインタリーブ回路の構成を説明するための図である。
【符号の説明】
１ 無線中継システム、１１ ワイヤレスカメラ、１２ 受信中継局、２３ ＯＦＤＭ変調部、３４ ＯＦＤＭ復調部、４２ ＭＵＸアダプテーション／エネルギ拡散部、８７ ＭＵＸアダプテーション／エネルギ逆拡散部
Claims (1)
- 所定の帯域内の各周波数成分（サブキャリア）に情報を分割して変調する直交周波数分割多重変調装置において、
上記サブキャリア数以内の所定のデータ数から構成される伝送シンボル毎に、デジタルデータ系列を構成する構成手段と、
上記構成手段により構成されたデジタルデータ系列の各データの値を、上記伝送シンボル毎に補正する補正手段と、
上記補正手段により補正された伝送シンボルを構成する各データを、所定の帯域内の各サブキャリアの電力レベルに割り当てて、伝送シンボル毎に逆フーリエ変換を行い、時間領域データに変換する逆フーリエ変換手段と、
上記時間領域データをアナログ信号に変換するデジタル／アナログ変換手段とを備え、
上記補正手段は、
上記デジタル／アナログ変換手段のアパーチャ効果の周波数特性の逆特性のうち、最も低いサブキャリアの利得を示す切片データを記憶する切片データ記憶部と、
上記逆特性が所定数に分割された各周波数領域内における平均の利得の傾きを示す傾きデータを上記周波数領域毎に記憶する傾きデータ記憶部とを有し、
上記切片データと上記傾きデータとを用いて、上記時間領域データに変換する前の伝送シンボル内の各サブキャリアに対応するデータの値に対して、上記逆特性を与える補正を上記周波数領域毎に行う直交周波数分割多重変調装置。
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