JP5072680B2 - 受信方法および装置 - Google Patents

Description

本発明は、受信技術に関し、特にＯＦＤＭ信号を受信する受信方法および装置に関する。

ディジタル信号伝送方式のひとつが、ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）変調方式である。ＯＦＤＭ変調方式では、複数のサブキャリアが使用されており、複数のサブキャリアにそれぞれ配置された周波数軸上のデータが、ＩＦＦＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）によって時間軸上のデータに変換されてから送信される。このようなＯＦＤＭ変調方式は、地上波ディジタルテレビジョン放送に適用されており、例えば、ＤＶＢ−Ｔ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｉｄｅｏ Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ）、ＩＳＤＢ−Ｔ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ−Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ）に採用されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００１−２９２１２５号公報

ＯＦＤＭ通信方式では、マルチパス遅延を補償するために、送信情報がマッピングされたシンボル（以下、「有効シンボル」という）の後部が、ガードインターバル（以下、「ＧＩ」という）として切り出され、ＧＩが有効シンボルの前段に付加される。受信装置は、受信信号を有効シンボル分遅延させた複素共役信号と受信信号との自己相関値を一定期間積算し、ピークタイミングを検出する。また、受信装置は、ピークタイミングをもとに、ＧＩが送信されているタイミングを推定することによって、ＧＩと有効シンボルとの境界に相当するシンボル同期タイミングを取得する。これは、メインパスよりもエコーパスが遅れて到来する場合に有効な手段である。しかしながら、メインパスよりもエコーパスが先に到来する場合に、前述のごとく取得されたシンボル同期タイミングを使用すると、１シンボル後のエコーパスの先端が有効シンボルに干渉し、受信特性が悪化する可能性が高くなる。

近年、世界各国で実用化されつつあるＤＶＢ−Ｔ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｉｄｅｏ Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ−Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ）やＩＳＤＢ−Ｔ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ−Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ）などの地上波ディジタルテレビジョン放送において、ＯＦＤＭ通信方式が使用されている。このような地上波ディジタルテレビジョン放送では、周波数領域および時間領域において離散的にスキャッタードパイロット（以下、「ＳＰ」という）信号が含まれており、ＳＰ信号をもとに遅延プロファイルが生成される。このような遅延プロファイルをもとに、前述のようなシンボル同期タイミングを推定する場合であっても、前述のように受信特性が悪化することもある。

本発明者はこうした状況を認識して本発明をなしたものであり、その目的は、メインパスと先行波、あるいはメインパスと遅延波の到着時刻のずれが大きくなる場合であっても、先行波あるいは遅延波を正確に識別する技術を提供することである。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の受信装置は、受信したマルチキャリア信号に対して、複数種類のウインドウを使用しながら、時間領域から周波数領域への変換を実行する変換部と、変換部からの各変換結果に対して、マルチキャリア信号に含まれた複数のサブキャリアのうち、所定のサブキャリアに対する遅延プロファイルを推定する推定部と、推定部において推定した各遅延プロファイルをもとに、変換部が使用すべきウインドウのタイミングを設定する設定部とを備える。変換部において使用される複数種類のウインドウは、周期が共通していながらも、シフト量が互いに異なっており、設定部は、各遅延プロファイルに対して、メインパス成分に対するエコーパス成分を特定した後、複数種類のウインドウのそれぞれに対応したエコーパス成分を比較することによって、ウインドウのタイミングを導出する。

本発明の別の態様は、受信方法である。この方法は、受信したマルチキャリア信号に対して、複数種類のウインドウを使用しながら、時間領域から周波数領域への変換を実行するステップと、各変換結果に対して、マルチキャリア信号に含まれた複数のサブキャリアのうち、所定のサブキャリアに対する遅延プロファイルを推定するステップと、推定した各遅延プロファイルをもとに、ウインドウのタイミングを設定するステップとを備える。変換を実行するステップにおいて使用される複数種類のウインドウは、周期が共通していながらも、シフト量が互いに異なっており、設定するステップは、各遅延プロファイルに対して、メインパス成分に対するエコーパス成分を特定した後、複数種類のウインドウのそれぞれに対応したエコーパス成分を比較することによって、ウインドウのタイミングを導出する。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、メインパスと先行波、あるいはメインパスと遅延波の到着時刻のずれが大きくなる場合であっても、先行波あるいは遅延波を正確に識別できる。

本発明を具体的に説明する前に、概要を述べる。本発明の実施例は、地上波ディジタルテレビジョン放送、例えばＤＶＢ−Ｔの無線信号を受信する受信装置に関する。無線信号は、前述のごとく、ＯＦＤＭ信号によって構成されており、ＯＦＤＭ信号には、ＳＰ信号が含まれている。受信装置は、受信したＯＦＤＭ信号に対してＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）を実行することによって、ＯＦＤＭ信号を時間領域から周波数領域へ変換する。このような、ＦＦＴを計算するためのＦＦＴウインドウを設定する際のタイミングが、前述のシンボル同期タイミングに相当する。また、ＳＰ信号をもとに遅延プロファイルを推定し、推定した遅延プロファイルからシンボル同期タイミングを導出する場合、先行波と遅延波とを誤って識別してしまうと、最適なタイミングからずれたシンボル同期タイミングとなってしまう。これに対応するために、本実施例に係る受信装置は、以下の処理を実行する。

受信装置は、受信信号のＧＩと有効シンボル間の自己相関値から第１のシンボル同期タイミングを決定するとともに、第１のシンボル同期タイミングを前方にシフトすることによって第２のシンボル同期タイミングを決定する。また、受信装置は、第１のシンボル同期タイミングと第２のシンボル同期タイミングとのそれぞれによって、ＦＦＴを実行する。さらに、受信装置は、ＳＰ信号から伝送路特性を導出し、これに対してＩＦＦＴを実行することによって、遅延プロファイルを導出する。その結果、第１のシンボル同期タイミングに対応した遅延プロファイル（以下、「第１の遅延プロファイル」という）と、第２のシンボル同期タイミングに対応した遅延プロファイル（以下、「第２の遅延プロファイル」という）とが導出される。

また、受信装置は、第１の遅延プロファイルと第２の遅延プロファイルとにおいて対応したエコーパスを特定し、特定したエコーパス同士のパワーレベルを比較する。第１の遅延プロファイルのエコーパスのパワーレベルが第２の遅延プロファイルのエコーパスのパワーレベルよりしきい値以上で大きい場合、受信装置は、エコーパスを遅延波とみなす。第１の遅延プロファイルのエコーパスのパワーレベルが第２の遅延プロファイルのエコーパスのパワーレベルよりしきい値以下で小さい場合、受信装置は、エコーパスを先行波とみなす。第１の遅延プロファイルのエコーパスのパワーレベルと第２の遅延プロファイルのエコーパスのパワーレベルの差異がしきい値内であれば、受信装置は、メインパスに対するエコーパスの見かけ上の出現位置によって先行波か遅延波を判定する。

図１は、本発明の実施例に係る受信装置１００の構成を示す。受信装置１００は、アンテナ１０、ＲＦ部１２、ＡＤ部１４、ベースバンド処理部１６、制御部１８を含む。アンテナ１０は、図示しない送信装置からの無線信号を受信する。ここで、無線信号は、無線周波数帯に属し、ＯＦＤＭ信号によって構成されている。また、ＯＦＤＭ信号は、ＯＦＤＭシンボルの繰り返しによって構成されている。図２は、受信装置１００に入力されるＯＦＤＭシンボルの構成を示す。図の横軸方向が周波数に相当し、図の縦軸方向が時間に相当し、図の左側にシンボル番号を示す。図中の「○」がデータ信号に相当し、「Ｐ」がＳＰ信号に相当する。このように、ＳＰ信号は、ＯＦＤＭ信号の周波数領域および時間領域において離散的に挿入されている。また、ＳＰ信号は、受信装置１００にとって既知の信号であり、伝送路特性を推定するために使用される。図１に戻る。

ここで、ＤＶＢ−Ｔでは、２ｋモードと８ｋモードとが規定されている。２ｋモードとは、ＩＦＦＴのポイント数が２０４８サンプルである場合に相当し、８ｋモードとは、ＩＦＦＴのポイント数が８１９２サンプルである場合に相当する。以下では、８ｋモードを説明の対象にする。ＲＦ部１２は、アンテナ１０において順次受信したＯＦＤＭシンボルに対して、無線周波数帯からベースバンドへの周波数変換を実行する。また、ＲＦ部１２は、ベースバンドに周波数変換したＯＦＤＭシンボルを出力する。なお、ベースバンドの信号は、一般的に同相成分と直交成分にて形成される。そのため、２本の信号線が示されるべきであるが、ここでは、図面を明瞭にするために１本の信号線を示す。また、ＲＦ部１２は、チューナ機能、増幅機能等も有するが、ここでは、それらの説明を省略する。

ＡＤ部１４は、ベースバンドのＯＦＤＭシンボルに対して、アナログ−デジタル変換を実行する。その結果、ＡＤ部１４は、デジタル信号に変換されたＯＦＤＭシンボルを出力するが、以下、デジタル信号に変換されたＯＦＤＭシンボルも単にＯＦＤＭシンボルと呼ぶ。ベースバンド処理部１６は、ＯＦＤＭシンボルに対して、ＦＦＴ処理、シンボル同期タイミング検出処理等を実行した後に、ＯＦＤＭシンボルを復調する。ベースバンド処理部１６の処理の詳細は後述する。制御部１８は、受信装置１００全体の動作タイミングを制御する。

この構成は、ハードウエア的には、任意のコンピュータのＣＰＵ、メモリ、その他のＬＳＩで実現でき、ソフトウエア的にはメモリにロードされた受信機能を有したプログラムなどによって実現されるが、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウエアのみ、ソフトウエアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。

図３は、受信装置１００にて解決すべき課題の概要を示す。図３は、図２に示されたＳＰ信号をもとに導出された遅延プロファイルを示す。ここでは、有効シンボル長を８１９２サブキャリアに相当する８９６μｓｅｃとし、メインパスに加えて、遅延波あるいは先行波（以下、「エコーパス」と総称する）が存在する場合を想定する。なお、ＳＰ信号の伝送路特性から遅延プロファイルを導出するためには、図２に示した時間軸方向のＳＰ信号間のサブキャリアに対して、伝送路特性の時間軸補間がなされる。

そのため、時間軸補間値はサブキャリア全体に対して３分の１の情報量しか持たないことになる。この３分の１にダウンサンプルされた伝送路特性をもとに、ＩＦＦＴ演算等によって遅延プロファイルを導出した場合、図３のごとく、帯域内に３ペアの繰り返し成分が出現する。ここでは、繰り返し出現したメインパスを「Ｍ」、「Ｍ’」、「Ｍ’’」と示し、繰り返し出現したエコーパスを「Ｃ」、「Ｃ’」、「Ｃ’’」と示す。つまり、パス情報を観測できる有効な帯域は３分の１に減少する。

パス情報を観測できる有効な帯域は３分の１に減少しているので、エコーパスＣ’に着目すると、エコーパスＣ’は、メインパスＭ’に対して有効シンボル長８９６μｓｅｃの３分の１のさらに半分の１４９μｓｅｃ以下の時間だけ進んだ先行波といえる。また、エコーパスＣ’は、メインパスＭに対して有効シンボル長８９６μｓｅｃの３分の１のさらに半分の１４９μｓｅｃ以上遅れた遅延波ともいえる。つまり、エコーパスＣ’がメインパスＭ’に対する先行波である可能性と、エコーパスＣ’がメインパスＭに対する遅延波である可能性とが両立し、特定できなくなる。その結果、シンボル同期タイミングが適切に設定されなくなる。

図４は、ベースバンド処理部１６の構成を示す。ベースバンド処理部１６は、サンプリング補間部５０、ＡＦＣ部５２、同期タイミング粗検出部５４、同期タイミング制御部５６、ＦＦＴ部５８、コンティニュアスパイロット信号抽出部６０、ＳＦＯ／ＣＦＯトラッキング部６２、ＴＰＳ信号抽出部６４、ＴＰＳ信号復号部６６、スキャッタードパイロット抽出部６８、チャネル推定部７０、時間軸補間部７２、ＩＦＦＴ部７４、遅延プロファイル記憶部７６、遅延プロファイル比較部７８、遅延プロファイル補正部８０、同期タイミング微調整部８２、係数選択部８４、周波数軸補間フィルタ部８６、等化部８８、デマッパ部９０を含む。

サンプリング補間部５０は、図示しないＡＤ部１４からＯＦＤＭシンボルを受けつける。また、サンプリング補間部５０は、後述のＳＦＯ／ＣＦＯトラッキング部６２から受けつけた信号をもとに、ＯＦＤＭシンボルに対するサンプリング周波数オフセットを補正する。サンプリング補間部５０は、補正したＯＦＤＭシンボルをＡＦＣ部５２へ出力する。ＡＦＣ部５２は、サンプリング補間部５０からＯＦＤＭシンボルを受けつける。また、ＡＦＣ部５２は、後述のＳＦＯ／ＣＦＯトラッキング部６２から受けつけた信号をもとに、ＯＦＤＭシンボルに対するキャリア周波数オフセットを補正する。ＡＦＣ部５２は、補正したＯＦＤＭシンボルを同期タイミング粗検出部５４およびＦＦＴ部５８へ出力する。なお、サンプリング補間部５０におけるサンプリング周波数オフセットの補正、ＡＦＣ部５２におけるキャリア周波数オフセットの補正には、公知の技術が使用されればよいので、ここでは説明を省略する。

同期タイミング粗検出部５４は、ＡＦＣ部５２からＯＦＤＭシンボルを受けつける。また、同期タイミング粗検出部５４は、ＯＦＤＭシンボルを有効シンボル期間だけ遅延させ、遅延させたＯＦＤＭシンボルと受けつけたＯＦＤＭシンボルとの自己相関を実行する。つまり、ＯＦＤＭシンボルに対して、ガードインターバル部分と有効シンボル部分との自己相関値が導出される。さらに、同期タイミング粗検出部５４は、相関値のピークを検出し、検出タイミングを第１のシンボル同期タイミングとして、同期タイミング制御部５６に供給する。

同期タイミング制御部５６は、同期タイミング粗検出部５４から供給された第１のシンボル同期タイミングをＦＦＴ部５８へ設定する。ＦＦＴ部５８では、設定された第１のシンボル同期タイミングをＦＦＴウインドウの先頭タイミングとして、ＯＦＤＭシンボルから有効シンボルを切り出す。これは、ＯＦＤＭシンボルからガードインターバルを除去することに相当する。つまり、ＦＦＴ部５８は、ガードインターバルと有効シンボルとの組合せが含まれたＯＦＤＭシンボルを受けつけ、かつ有効シンボルの期間をもとに規定されたＦＦＴウインドウにてＯＦＤＭシンボルから有効シンボルを抽出する。また、ＦＦＴ部５８は、切り出したＯＦＤＭシンボルに対してＦＦＴ演算を実行することによって、時間領域のＯＦＤＭシンボルを周波数領域のＯＦＤＭシンボルへ変換する（以下、周波数領域のＯＦＤＭシンボルも「ＯＦＤＭシンボル」という）。その結果、図２のようにサブキャリア単位に分離された信号が出力される。

コンティニュアスパイロット信号抽出部６０では、ＦＦＴ部５８からＯＦＤＭシンボルを受けつける。また、コンティニュアスパイロット信号抽出部６０は、各ＯＦＤＭシンボル共通のサブキャリアに配置されたコンティヌアスパイロット信号を抽出する。なお、コンティヌアスパイロット信号は、予め定められたサブキャリアに配置されている。コンティニュアスパイロット信号抽出部６０は、抽出したコンティヌアスパイロット信号をＳＦＯ／ＣＦＯトラッキング部６２へ出力する。

ＳＦＯ／ＣＦＯトラッキング部６２は、コンティニュアスパイロット信号抽出部６０からコンティヌアスパイロット信号を受けつける。ＳＦＯ／ＣＦＯトラッキング部６２は、コンティニュアスパイロット信号からサンプリング周波数オフセット値およびキャリア周波数オフセット値を導出する。なお、これらの導出には、公知の技術が使用されればよい。また、ＳＦＯ／ＣＦＯトラッキング部６２は、サンプリング補間部５０に対して、サンプリング周波数オフセットを補正するための制御を実行するとともに、ＡＦＣ部５２に対して、キャリア周波数オフセットを補正するための制御を実行する。

ＴＰＳ信号抽出部６４は、ＦＦＴ部５８からＯＦＤＭシンボルを受けつける。また、ＴＰＳ信号抽出部６４は、各ＯＦＤＭシンボル共通のサブキャリアに配置されたＴＰＳ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｐａｒａｍｅｔｅｒ ｓｉｇｎａｌｉｎｇ）信号を抽出する。ここで、ＯＦＤＭシンボルのうち、一部のサブキャリアにＴＰＳ信号が配置され、残りのサブキャリアにデータが配置されている。２ｋモードでは、ＴＰＳ信号が１７のサブキャリアに配置され、８ｋモードでは、ＴＰＳ信号が８６のサブキャリアに配置されている。また、ＴＰＳ信号は、データ信号を復調するために必要な情報が含まれた制御信号である。ＴＰＳ信号において、変調方式としてＤＢＰＳＫ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｂｉｎａｒｙ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）が採用されており、誤り検出／訂正方式としてＢＣＨ符号（Ｂｏｓｅ−Ｃｈａｕｄｈｕｒｉ−Ｈｏｃｑｕｅｎｇｈｅｍ ｃｏｄｅ）が採用されている。ＴＰＳ信号抽出部６４は、抽出したＴＰＳ信号をＴＰＳ信号復号部６６へ出力する。

ＴＰＳ信号復号部６６は、ＴＰＳ信号抽出部６４からＴＰＳ信号を受けつける。ＴＰＳ信号復号部６６は、ＴＰＳ信号からフレーム同期符号を検出し、先頭フレームを特定する。その後、ＴＰＳ信号復号部６６は、フレーム同期符号に続く、各種ＴＰＳ信号を復号する。スキャッタードパイロット抽出部６８では、ＴＰＳ信号復号部６６からフレーム同期符号を受けつけるとともに、ＦＦＴ部５８からＯＦＤＭシンボルを受けつける。スキャッタードパイロット抽出部６８は、ＴＰＳ信号復号部６６にて検出されたフレーム同期符号をもとに、ＯＦＤＭシンボルからシンボルごとに異なったサブキャリアに配置されたＳＰ信号を抽出する。つまり、図２のように配置されたＳＰ信号が抽出される。スキャッタードパイロット抽出部６８は、抽出したＳＰ信号をチャネル推定部７０へ出力する。

チャネル推定部７０は、スキャッタードパイロット抽出部６８からＳＰ信号を受けつける。チャネル推定部７０は、受けつけたＳＰ信号と、予め記憶したＳＰ信号とをもとに、ＳＰ信号が配置された伝送路特性を算出する。このような伝送路特性は、伝送路の周波数特性ともいえる。チャネル推定部７０は、伝送路特性を時間軸補間部７２へ出力する。時間軸補間部７２は、ＳＰ信号が配置されたサブキャリアでの伝送路特性に対して、時間軸方向に補間する。ここで、補間には、例えば線形補間が使用される。時間軸補間部７２は、補間した伝送路特性をＩＦＦＴ部７４および周波数軸補間フィルタ部８６へ出力する。

ＩＦＦＴ部７４は、時間軸補間部７２から伝送路特性を受けつける。ＩＦＦＴ部７４は、伝送路特性が配置されていないサブキャリアに「０」を割り当てた後、ＩＦＦＴを実行する。その結果、周波数領域の伝送路特性が時間領域の伝送路特性へ変換される。時間領域の伝送路特性が、遅延プロファイルである。ここで、当該遅延プロファイルが、前述の第１の遅延プロファイルに相当する。ＩＦＦＴ部７４は、第１の遅延プロファイルを遅延プロファイル記憶部７６へ出力する。

遅延プロファイル記憶部７６は、ＩＦＦＴ部７４から第１の遅延プロファイルを受けつける。図５は、遅延プロファイル記憶部７６に記憶される第１の遅延プロファイルのパス情報を示す。ここで、メインパスが「Ｍ」と示され、エコーパスが「Ｃ」と示される。遅延プロファイル記憶部７６は、メインパスＭに対して、有効シンボル長８９６μｓｅｃの３分の１の±１４９μｓｅｃの第１の遅延プロファイル観測窓１２０内のエコーパスＣのパス情報を抽出する。ここで、パス情報は、ポジションＴｃ、パワーレベルＰｃと示される。遅延プロファイル記憶部７６は、パス情報を記憶する。ここで、遅延プロファイル観測窓を有効シンボル長の３分の１にしている理由は、ＤＶＢ−Ｔ規格において離散的に配置されたＳＰ信号による伝送路特性の時間軸補間値が、前述のごとく、有効シンボル全体に対して３分の１にダウンサンプルされているからである。図４に戻る。

同期タイミング制御部５６は、遅延プロファイル記憶部７６での記憶がなされた後、第２のシンボル同期タイミングを設定する。図６は、同期タイミング制御部５６において設定されるタイミングを示す。同期タイミング制御部５６は、第１のシンボル同期タイミング１２２を一定期間、例えばＧＩ期間だけ前方にシフトさせることによって、第２のシンボル同期タイミング１２４をＦＦＴ部５８に設定する。つまり、第１のシンボル同期タイミング１２２でのＦＦＴウインドウと、第２のシンボル同期タイミング１２４でのＦＦＴウインドウとは、周期が共通していながらも、シフト量が互いに異なっている。図４に戻る。以上の処理の結果、ＦＦＴ部５８は、ＯＦＤＭシンボルに対して、第１のシンボル同期タイミング１２２でのＦＦＴウインドウおよび第２のシンボル同期タイミング１２４でのＦＦＴウインドウを使用しながら、時間領域から周波数領域への変換を実行する。

スキャッタードパイロット抽出部６８、チャネル推定部７０、時間軸補間部７２、ＩＦＦＴ部７４は、新たに設定された第２のシンボル同期タイミングにもとづくＯＦＤＭシンボルに対して、前述の処理を実行する。その結果、ＩＦＦＴ部７４は、第２のシンボル同期タイミングに対応した第２の遅延プロファイルを導出する。つまり、チャネル推定部７０からＩＦＦＴ部７４は、複数種類のＦＦＴウインドウを使用しながら、ＯＦＤＭシンボルに含まれたＳＰ信号に対する遅延プロファイルを推定する。図７は、ＩＦＦＴ部７４にて導出される第２の遅延プロファイルのパス情報を示す。ここで、メインパスが「Ｍ」と示され、エコーパスが「Ｄ」と示される。遅延プロファイル記憶部７６は、メインパスＭに対して、有効シンボル長８９６μｓｅｃの３分の１の±１４９μｓｅｃの第２の遅延プロファイル観測窓１２６内のエコーパスＤのパス情報を抽出する。ここで、パス情報は、ポジションＴｄ、パワーレベルＰｄと示される。図４に戻る。

遅延プロファイル比較部７８は、遅延プロファイル記憶部７６から、第１の遅延プロファイルのパス情報を受けつけるとともに、ＩＦＦＴ部７４から、第１の遅延プロファイルのパス情報を受けつける。前者は、図５に示されたポジションＴｃ、パワーレベルＰｃに相当し、後者は、図７に示されたポジションＴｄ、パワーレベルＰｄに相当する。遅延プロファイル比較部７８は、パワーレベルＰｃとパワーレベルＰｄとを比較し、比較結果を遅延プロファイル補正部８０へ出力する。

遅延プロファイル補正部８０は、遅延プロファイル比較部７８から比較結果を受けつけるとともに、パス情報も受けつける。遅延プロファイル補正部８０は、比較結果をもとに、エコーパスが先行波であるか、遅延波であるかを決定する。ここで、遅延プロファイル補正部８０は、判定条件として４つのケースを予め規定しており、比較結果およびパス情報からひとつのケースを選択する。図８は、遅延プロファイル補正部８０において規定される先行波あるいは遅延波の判定条件を示す。図示のごとく、判定条件欄２１０、判定結果欄２１２が含まれている。判定条件欄２１０の中に、ケース１からケース４までの４つのケースが示されている。

まず、遅延プロファイル補正部８０は、比較結果をもとに、ふたつのエコーパス成分間のパワーレベルの差異、つまり｜Ｐｃ−Ｐｄ｜がしきい値以上であるか否かを判定する。しきい値以上であれば、遅延プロファイル補正部８０は、ケース１およびケース２を選択する。一方、しきい値未満であれば、遅延プロファイル補正部８０は、ケース３およびケース４を選択する。ケース１およびケース２を選択した場合、遅延プロファイル補正部８０は、第１のシンボル同期位置に対するエコーパスパワーレベルＰｃと、第２のシンボルの同期位置に対するエコーパスパワーレベルＰｄとを比較する。

前者が後者よりも小さければ、遅延プロファイル補正部８０はケース１を選択し、前者が後者よりも大きければ、遅延プロファイル補正部８０はケース２を選択する。さらに、遅延プロファイル補正部８０は、ケース１の場合にエコーパスが先行波であると決定し、ケース２の場合にエコーパスが遅延波であると決定する。つまり、ケース１およびケース２を選択した場合、遅延プロファイル補正部８０は、エコーパスの大きさをもとに、当該エコーパスが先行波であるか遅延波であるかを決定する。

一方、ケース３およびケース４を選択した場合、遅延プロファイル補正部８０は、エコーパスとメインパスとのタイミング差を導出する。具体的に説明すると、遅延プロファイル補正部８０は、エコーパスが先行波であると仮定したときのエコーパスとメインパスとのタイミング差（以下、「第１値」という）を導出する。また、遅延プロファイル補正部８０は、エコーパスが遅延波であると仮定したときのエコーパスとメインパスとのタイミング差（以下、「第２値」という）を導出する。

第１値が第２値よりも小さければ、遅延プロファイル補正部８０はケース３を選択し、第１値が第２値よりも大きければ、遅延プロファイル補正部８０はケース４を選択する。さらに、遅延プロファイル補正部８０は、ケース３の場合にエコーパスが先行波であると決定し、ケース４の場合にエコーパスが遅延波であると決定する。つまり、ケース３およびケース４を選択した場合、遅延プロファイル補正部８０は、メインパスとエコーパスとのタイミング差をもとに、当該エコーパスが先行波であるか遅延波であるかを決定する。図４に戻る。

また、遅延プロファイル補正部８０は、先行波であるか遅延波であるかの判定結果をもとに、遅延プロファイルを補正するとともに、遅延プロファイル窓範囲を決定する。図９は、遅延プロファイル補正部８０において規定される遅延プロファイルの補正処理を示す。図示のごとく、ケース欄２００、補正前の遅延プロファイル欄２０２、補正後の遅延プロファイル欄２０４が含まれる。ケース欄２００に示されているケース１からケース４は、図９の判定条件欄２１０に示されたケース１からケース４に対応する。補正前の遅延プロファイル欄２０２には、遅延プロファイル窓１２８に対するメインパス「Ｍ」とエコーパス「Ｅ」とが示されている。

ケース１の場合、前述のごとく、エコーパスは先行波であるので、補正後の遅延プロファイル欄２０４に示されたように、エコーパスＥは、２９９μｓｅｃだけ前方にシフトされる。また、エコーパスＥのシフトにあわせて、遅延プロファイル窓１２８もシフトされる。ケース２の場合、前述のごとく、エコーパスＥは遅延波であるので、補正後の遅延プロファイル欄２０４に示されたように、エコーパスＥは、２９９μｓｅｃだけ後方にシフトされる。また、エコーパスＥのシフトにあわせて、遅延プロファイル窓１２８もシフトされる。なお、ケース３およびケース４の場合、補正後の遅延プロファイル欄２０４に示されたように遅延プロファイル窓１２８が設定される。図４に戻る。遅延プロファイル補正部８０は、処理結果を同期タイミング微調整部８２へ出力する。

同期タイミング微調整部８２は、遅延プロファイル補正部８０において補正した遅延プロファイルをもとに、ＯＦＤＭシンボルから有効シンボルを切り出すために最適なシンボル同期タイミングを設定するためのタイミングオフセット値を導出する。つまり、同期タイミング微調整部８２は、遅延プロファイル補正部８０での決定内容、つまり遅延プロファイルに応じて、ＦＦＴ部５８が使用すべきＦＦＴウインドウのタイミングを決定する。また、同期タイミング微調整部８２は、導出したタイミングオフセット値を同期タイミング制御部５６へ出力する。なお、同期タイミング微調整部８２における最適なシンボル同期タイミングの導出方法は、エコーパスが先行波であるか、遅延波であるかによって異なる。ここでは、前者を説明した後に、後者を説明する。

図１０は、同期タイミング微調整部８２においてエコーパルスが先行波であるときのシンボル同期タイミングの最適化処理を示す。エコーパスがＧＩ長を超える場合欄２２０とエコーパスがＧＩ長内に存在する場合欄２２２が含まれている。そのため、同期タイミング微調整部８２は、エコーパルスが先行波であることを確認した後に、エコーパルスとメインパスとのタイミング差を導出する。タイミング差がＧＩ長を超える場合、同期タイミング微調整部８２は、エコーパスがＧＩ長を超える場合欄２２０の内容にしたがって、シンボル同期タイミングを決定する。具体的には、同期タイミング微調整部８２は、メインパスのタイミングからＧＩ長進んだタイミングをシンボル同期タイミングターゲット１３０に設定するようにタイミングオフセット値を導出する。ここで、タイミングオフセット値は、第２のシンボル同期タイミング１２４とシンボル同期タイミングターゲット１３０との差異に相当する。つまり、同期タイミング微調整部８２は、ＧＩ長をもとに、シンボル同期タイミングターゲット１３０を決定する。

一方、タイミング差がＧＩ長内に存在する場合、同期タイミング微調整部８２は、エコーパスがＧＩ長内に存在する場合欄２２２の内容にしたがって、シンボル同期タイミングを決定する。具体的には、同期タイミング微調整部８２は、先行波のタイミングをシンボル同期タイミングターゲット１３０に設定するようにタイミングオフセット値を導出する。ここでも、タイミングオフセット値は、第２のシンボル同期タイミング１２４とシンボル同期タイミングターゲット１３０との差異に相当する。なお、複数の先行波が存在する場合、同期タイミング微調整部８２は、最先の先行波のタイミングをシンボル同期タイミングターゲット１３０に設定する。

図１１は、同期タイミング微調整部８２においてエコーパルスが遅延波であるときのシンボル同期タイミングの最適化処理を示す。エコーパスがＧＩ長を超える場合欄２２４とエコーパスがＧＩ長内に存在する場合欄２２６とが含まれているが、シンボル同期タイミングの最適化については処理が共通するので、ここではまとめて説明する。同期タイミング微調整部８２は、メインパスのタイミングをシンボル同期タイミングに決定する。つまり、同期タイミング微調整部８２は、メインパスの位置をシンボル同期タイミングターゲット１３０に設定するようにタイミングオフセット値を求める。また、ここでも、タイミングオフセット値は、第２のシンボル同期タイミング１２４とシンボル同期タイミングターゲット１３０との差異に相当する。図４に戻る。同期タイミング微調整部８２は、タイミングオフセット値を同期タイミング制御部５６へ出力する。

同期タイミング制御部５６は、同期タイミング微調整部８２からタイミングオフセット値を受けつけると、タイミングオフセット値だけ第２のシンボル同期タイミングをシフトさせる。同期タイミング制御部５６は、ＦＦＴウインドウをシフトさせ、これをＦＦＴ部５８に設定する。その後、コンティニュアスパイロット信号抽出部６０、ＳＦＯ／ＣＦＯトラッキング部６２、サンプリング補間部５０、ＡＦＣ部５２、スキャッタードパイロット抽出部６８、チャネル推定部７０、時間軸補間部７２は、微調整されたシンボル同期タイミングにもとづくＯＦＤＭシンボルに対して前述の処理を実行する。

係数選択部８４は、遅延プロファイル補正部８０において決定された遅延プロファイル窓範囲に応じて、周波数軸補間フィルタ部８６にて伝送路特性の時間軸補間値を周波数軸補間するために、予め用意してあるフィルタ係数のセットを選択する。等化部８８は、周波数軸補間フィルタ部８６で伝送路特性の時間軸補間値をさらに周波数軸方向に補間した伝送路特性を使用してＯＦＤＭシンボルの振幅および位相成分を補正する。等化部８８は、等化結果をデマッパ部９０へ出力する。デマッパ部９０は、等化結果に対して軟判定を実行する。その際、ＱＰＳＫやＱＡＭなどの変調方式や階層化方式等の情報が使用される。つまり、デマッパ部９０は、ＯＦＤＭシンボルを復調する。

以上の構成による受信装置１００の動作を説明する。同期タイミング粗検出部５４は、時間領域のＯＦＤＭシンボルに対して自己相関処理を実行し、相関値のピークを検出することによって、第１のシンボル同期タイミングを導出する。同期タイミング制御部５６は、第１のシンボル同期タイミングもとにしたＦＦＴウインドウをＦＦＴ部５８に設定する。ＦＦＴ部５８は、時間領域のＯＦＤＭシンボルに対してＦＦＴを実行することによって、周波数領域のＯＦＤＭシンボルを生成する。スキャッタードパイロット抽出部６８、チャネル推定部７０、時間軸補間部７２、ＩＦＦＴ部７４は、第１の遅延プロファイルを導出する。その後、同期タイミング制御部５６は、第１のシンボル同期タイミングを前方にシフトすることによって第２のシンボル同期タイミングを導出し、第２のシンボル同期タイミングもとにしたＦＦＴウインドウをＦＦＴ部５８に設定する。

ＦＦＴ部５８、スキャッタードパイロット抽出部６８、チャネル推定部７０、時間軸補間部７２、ＩＦＦＴ部７４は、第２の遅延プロファイルを導出する。遅延プロファイル比較部７８は、第１の遅延プロファイルでのエコーパスと第２の遅延プロファイルでのエコーパスとを比較し、遅延プロファイル補正部８０は、エコーパスが先行波であるか遅延波であるかを決定する。さらに、遅延プロファイル補正部８０は、決定内容をもとに遅延プロファイルを補正し、同期タイミング微調整部８２は、補正した遅延プロファイルをもとに、シンボル同期タイミングを導出する。同期タイミング制御部５６は、シンボル同期タイミングをＦＦＴ部５８に設定する。

本発明の実施例によれば、第１のシンボル同期タイミングに対応したエコーパスと、第２のシンボル同期タイミングに対応したエコーパスとを比較することによって、シンボル同期タイミングを導出するので、先行波あるいは遅延波の特定の正確性を向上できる。また、先行波あるいは遅延波の特定の正確性が向上されるので、シンボル同期タイミングの正確性を向上できる。また、シンボル同期タイミングの正確性が向上されるので、受信特性を向上できる。また、エコーパスのパワーレベル差が大きければ、パワーレベルをもとに先行波あるいは遅延波を特定するので、特定の正確性を向上できる。

また、エコーパスのパワーレベル差が大きければ、タイミングをもとに先行波あるいは遅延波を特定するので、特定の正確性の悪化を抑制できる。また、先行波である場合、シンボル同期タイミングを可能な限り前方に設定するので、先行波を考慮したシンボル同期タイミングを設定できる。また、離散的なＳＰ信号をもとに遅延プロファイルを生成する場合において、メインパスと先行波、あるいは遅延波の到着時刻のずれが、時間軸補間された伝送路特性のダウンサンプル率の半分を超えるような場合においても、正しく先行波、あるいは遅延波を特定できる。

以上、本発明を実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

本発明の実施例において、ベースバンド処理部１６は、各遅延プロファイルに対してひとつのエコーパスを考慮している。しかしながらこれに限らず例えば、ベースバンド処理部１６は、複数のエコーパスを考慮してもよい。その際、遅延プロファイル比較部７８は、各エコーパスに対して、先行波であるか遅延波であるかを決定する。また、同期タイミング微調整部８２は、複数のエコーを補正した後の遅延プロファイルに対して、シンボル同期タイミングを導出する。例えば、同期タイミング微調整部８２は、最も前方に配置されているエコーパスをもとにシンボル同期タイミングを導出する。本変形例によれば、シンボル同期タイミングの導出精度を向上できる。

本発明の実施例において、同期タイミング制御部５６は、第１のシンボル同期タイミングと第２のシンボル同期タイミングとをＦＦＴ部５８に設定している。しかしながらこれに限らず例えば、同期タイミング制御部５６は、３種類以上のシンボル同期タイミングをＦＦＴ部５８に設定してもよい。本変形例によれば、さまざまなＦＦＴウインドウにおけるエコーパス成分が導出されるので、シンボル同期タイミングを詳細に設定できる。

本発明の実施例において、同期タイミング制御部５６は、第１のシンボル同期タイミングをＧＩだけずらすことによって、第２のシンボル同期タイミングを導出している。しかしながらこれに限らず例えば、同期タイミング制御部５６は、ＧＩ以外の量だけ、第１のシンボル同期タイミングをずらすことによって、第２のシンボル同期タイミングを導出してもよい。本変形例によれば、第２のシンボル同期タイミングの設定の自由度を向上できる。

本発明の実施例において、時間軸補間部７２において補間した伝送路特性は、ＩＦＦＴ部７４に入力されている。しかしながらこれに限らず、時間軸補間部７２において補間した伝送路特性は、周波数軸補間フィルタ部８６において周波数軸補間された後、ＩＦＦＴ部７４に入力されてもよい。その際、周波数軸補間フィルタ部８６の係数選択には、遅延プロファイル導出段階では正確なパス分布が不明であるので、有効シンボル長８９６μｓｅｃの３分の１の±１４９μｓｅｃの範囲の帯域を通過させるフィルタ係数が採用される。本変形例によれば、ベースバンド処理部１６の構成の自由度を向上できる。

本発明の実施例において、同期タイミング制御部５６は、第１のシンボル同期タイミングをＦＦＴ部５８に設定し、第１の遅延プロファイルが導出された後、第２のシンボル同期タイミングをＦＦＴ部５８に設定する。つまり、第１のシンボル同期タイミングに対する処理と、第２のシンボル同期タイミングに対する処理とが、シリアルに実行される。しかしながらこれに限らず、ＦＦＴ部５８、スキャッタードパイロット抽出部６８、チャネル推定部７０、時間軸補間部７２、ＩＦＦＴ部７４等がふたつ備えられてもよい。このような構成によれば、第１のシンボル同期タイミングに対する処理と、第２のシンボル同期タイミングに対する処理とが、パラレルに実行される。同時に実行されるので、遅延プロファイル記憶部７６が不要になる。また、同期タイミング制御部５６は遅延プロファイル比較の段階において、ふたつのＦＦＴ部５８に対して、第１のシンボル同期タイミングと第２のシンボル同期タイミングとを供給する。本変形例によれば、処理を高速化できる。また、同一シンボルにてエコーパスのパワーレベルを比較できるので、より正確に先行波、遅延波を判定できる。

本発明の実施例に係る受信装置の構成を示す図である。 図１の受信装置に入力されるＯＦＤＭシンボルの構成を示す図である。 図１の受信装置にて解決すべき課題の概要を示す図である。 図１のベースバンド処理部の構成を示す図である。 図４の遅延プロファイル記憶部に記憶される第１の遅延プロファイルのパス情報を示す図である。 図４の同期タイミング制御部において設定されるタイミングを示す図である。 図４のＩＦＦＴ部にて導出される第２の遅延プロファイルのパス情報を示す図である。 図４の遅延プロファイル補正部において規定される先行波あるいは遅延波の判定条件を示す図である。 図４の遅延プロファイル補正部において規定される遅延プロファイルの補正処理を示す図である。 図４の同期タイミング微調整部においてエコーパルスが先行波であるときのシンボル同期タイミングの最適化処理を示す図である。 図４の同期タイミング微調整部においてエコーパルスが遅延波であるときのシンボル同期タイミングの最適化処理を示す図である。

符号の説明

１０ アンテナ、 １２ ＲＦ部、 １４ ＡＤ部、 １６ ベースバンド処理部、 １８ 制御部、 ５０ サンプリング補間部、 ５２ ＡＦＣ部、 ５４ 同期タイミング粗検出部、 ５６ 同期タイミング制御部、 ５８ ＦＦＴ部、 ６０ コンティニュアスパイロット信号抽出部、 ６２ ＳＦＯ／ＣＦＯトラッキング部、 ６４ ＴＰＳ信号抽出部、 ６６ ＴＰＳ信号復号部、 ６８ スキャッタードパイロット抽出部、 ７０ チャネル推定部、 ７２ 時間軸補間部、 ７４ ＩＦＦＴ部、 ７６ 遅延プロファイル記憶部、 ７８ 遅延プロファイル比較部、 ８０ 遅延プロファイル補正部、 ８２ 同期タイミング微調整部、 ８４ 係数選択部、 ８６ 周波数軸補間フィルタ部、 ８８ 等化部、 ９０ デマッパ部、 １００ 受信装置。

Claims (4)

1. 受信したマルチキャリア信号に対して、複数種類のウインドウを使用しながら、時間領域から周波数領域への変換を実行する変換部と、
   前記変換部からの各変換結果に対して、マルチキャリア信号に含まれた複数のサブキャリアのうち、所定のサブキャリアに対する遅延プロファイルを推定する推定部と、
   前記推定部において推定した各遅延プロファイルをもとに、前記変換部が使用すべきウインドウのタイミングを設定する設定部とを備え、
   前記変換部において使用される複数種類のウインドウは、周期が共通していながらも、シフト量が互いに異なっており、
   前記設定部は、各遅延プロファイルに対して、メインパス成分に対するエコーパス成分を特定した後、複数種類のウインドウのそれぞれに対応したエコーパス成分を比較することによって、ウインドウのタイミングを導出することを特徴とする受信装置。
2. 前記設定部は、
   複数種類のウインドウのそれぞれに対応したエコーパス成分間の大きさの差異がしきい値以上であれば、エコーパス成分の大きさをもとに、当該エコーパス成分が先行波であるか遅延波であるかを決定し、複数種類のウインドウのそれぞれに対応したエコーパス成分間の大きさの差異がしきい値よりも小さければ、メインパス成分とエコーパス成分とのタイミング差をもとに、当該エコーパス成分が先行波であるか遅延波であるかを決定する第１決定部と、
   前記第１決定部での決定内容に応じて、ウインドウのタイミングを決定する第２決定部とを備えることを特徴とする請求項１に記載の受信装置。
3. 前記変換部は、ガードインターバルと有効シンボルとの組合せが含まれたマルチキャリア信号を入力し、かつ有効シンボルの期間をもとにウインドウの周期を規定し、
   前記第２決定部は、前記第１決定部においてエコーパス成分が先行波であると決定された場合、エコーパス成分とメインパス成分とのタイミング差がガードインターバルの期間以下であれば、エコーパス成分のタイミングをもとに、ウインドウのタイミングを決定し、エコーパス成分とメインパス成分とのタイミング差がガードインターバルの期間より大きければ、ガードインターバルの期間をもとに、ウインドウのタイミングを決定し、前記第１決定部においてエコーパス成分が遅延波であると決定された場合、メインパス成分のタイミングをもとに、ウインドウのタイミングを決定することを特徴とする請求項２に記載の受信装置。
4. 受信したマルチキャリア信号に対して、複数種類のウインドウを使用しながら、時間領域から周波数領域への変換を実行するステップと、
   各変換結果に対して、マルチキャリア信号に含まれた複数のサブキャリアのうち、所定のサブキャリアに対する遅延プロファイルを推定するステップと、
   推定した各遅延プロファイルをもとに、ウインドウのタイミングを設定するステップとを備え、
   前記変換を実行するステップにおいて使用される複数種類のウインドウは、周期が共通していながらも、シフト量が互いに異なっており、
   前記設定するステップは、各遅延プロファイルに対して、メインパス成分に対するエコーパス成分を特定した後、複数種類のウインドウのそれぞれに対応したエコーパス成分を比較することによって、ウインドウのタイミングを導出することを特徴とする受信方法。

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