(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信したＯＦＤＭ信号について高速フーリエ変換処理した後の信号からデータキャリアを抽出する手段と、
前記信号からパイロットキャリアを抽出する手段と、
前記抽出されたパイロットキャリアを、記憶手段に予め記憶されたパイロットキャリアで複素除算して、各々のパイロットキャリアに対する位相誤差を算出する手段と、
前記各々のパイロットキャリアに対する位相誤差に基づいて複素数である位相誤差補償値を算出する手段と、
この位相誤差補償値により前記抽出されたデータキャリアを複素除算して、データキャリアの位相を補償する手段とを有し、
前記位相誤差補償値を算出する手段は、前記各々のパイロットキャリアに対する位相誤差を複素加算する手段と、前記複素加算された位相誤差を正規化する手段とを有することを特徴とするＯＦＤＭ復調装置。
【請求項２】
前記位相誤差補償値を算出する手段は、前記各々のパイロットキャリアに対する位相誤差をそれぞれ正規化する手段を有し、前記複素加算する手段は、前記正規化されたそれぞれの位相誤差を加算することを特徴とする請求項１に記載のＯＦＤＭ復調装置。
【請求項３】
受信したＯＦＤＭ信号について高速フーリエ変換処理した後の信号からデータキャリアを抽出する手段と、
前記信号からパイロットキャリアを抽出する手段と、
前記抽出されたパイロットキャリアを、記憶手段に予め記憶されたパイロットキャリアで複素除算して、各々のパイロットキャリアに対する位相誤差を算出する手段と、
前記各々のパイロットキャリアに対する位相誤差に基づいて複素数である位相誤差補償値を算出する手段と、
この位相誤差補償値により前記抽出されたデータキャリアを複素除算して、データキャリアの位相を補償する手段、としてコンピュータを機能させるためのプログラムであって、
前記位相誤差補償値を算出する手段は、前記各々のパイロットキャリアに対する位相誤差を複素加算する手段と、前記複素加算された位相誤差を正規化する手段とを有することを特徴とするプログラム。
【請求項４】
前記位相誤差補償値を算出する手段は、前記各々のパイロットキャリアに対する位相誤差をそれぞれ正規化する手段を有し、前記複素加算する手段は、前記正規化されたそれぞれの位相誤差を加算することを特徴とする請求項３に記載のプログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＯＦＤＭ伝送方式を用いた通信システムにおけるＯＦＤＭ復調装置およびプログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、地上波ディジタル放送やマルチメディア移動アクセス通信(MMAC:Multimedia Mobi1e Access Communication)システム等の研究が盛んに行われており、伝送方式として、直交周波数分割多重(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)伝送方式が採用されている．このＯＦＤＭ伝送方式は、送るべき情報を複数の搬送波（サブキャリア）に分割して送信するマルチキャリア伝送方式の一種である。サブキャリアの間隔は、各サブキャリアが干渉しない最小の間隔である直交周波数間隔であり、高い周波数利用効率を実現できる。
【０００３】
このＯＦＤＭ伝送方式の送受信機構成において、送信側では、送信ビット列をＱＰＳＫや１６ＱＡＭ等のサブキャリア変調によりシンボル化する。変調されたシンボルをサブキャリア数分に並列にし周波数軸上に配置する。この時、ある間隔で既知であるパイロット信号を挿入する。このパイロット信号により、送受信間の位相ずれである位相誤差を受信側で算出することが可能となる。その後、周波数軸上に配置されたシンボルを逆高速フーリエ変換し並直列変換して、時間領域の信号であるＯＦＤＭ波形とし、波形のある部分をコピーして遅延波対策であるガードインターバルを付け加え、ＩＦ／ＲＦ処理をして送信する。
【０００４】
受信側では、ＩＦ／ＲＦ処理した後、ガードインターバルを外し、直並列変換を行い、高速フーリエ変換を経て周波数領域の信号にする。この周波数領域の信号を用いて、伝搬路推定を行う等化処理をする。等化処理後に、位相ずれである位相誤差を補償する位相誤差補償処理を行う。この処理において、受信側に送信されたパイロット信号と同じパイロット信号が保持されているので、送信側で挿入されたパイロット信号と受信側に保持してあるパイロット信号を比較することで送受信間の位相誤差を算出し、この位相誤差より位相誤差補償値を算出する。この位相誤差補償値を用いてデータの位相誤差を補償する。
【０００５】
このようなＯＦＤＭ伝送の送受信機構成が、特開平２０００−４９７４７号公報に記載されている。この公報に記載された復調装置では、送受信間の位相誤差を算出する際に、送信された複素数のパイロット信号と受信側に保持してある複素数のパイロット信号の複素共役数とを乗算し、得られた複素数Ｃ＝（ｉ，ｑ）から逆正接arctan（ｑ／ｉ）により、実数である位相誤差を算出し、この位相誤差から位相誤差補償値を算出して、データキャリアの位相誤差を補償している。そして、位相補償されたデータをサブキャリア復調して、受信ビット列を得ている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来技術では、送信された複素数のパイロット信号と受信側に保持してある複素数のパイロット信号の複素共役数との乗算によって得られた複素数Ｃ＝（ｉ，ｑ）から、逆正接arctan（ｑ／ｉ）を用いて、実数である位相誤差を算出し、この位相誤差から位相誤差補償値を算出するようにしている。このように逆正接arctan（ｑ／ｉ）を用いると、分母のｉが０となる特別な場合における処理方法や、ハードウェア化の際に逆正接arctan関数の実現方法等を考慮する必要があり、手間がかかる。
【０００７】
本発明は、逆正接arctan関数を用いることなく、複素演算のみにより位相誤差補償値を得て、データキャリアの位相を補償することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、受信したＯＦＤＭ信号について高速フーリエ変換処理した後の信号からデータキャリアを抽出する手段と、
前記信号からパイロットキャリアを抽出する手段と、
前記抽出されたパイロットキャリアを、記憶手段に予め記憶されたパイロットキャリアで複素除算して、各々のパイロットキャリアに対する位相誤差を算出する手段と、
前記各々のパイロットキャリアに対する位相誤差に基づいて複素数である位相誤差補償値を算出する手段と、
この位相誤差補償値により前記抽出されたデータキャリアを複素除算して、データキャリアの位相を補償する手段とを有するＯＦＤＭ復調装置を特徴としている。
【０００９】
この発明によれば、逆正接arctan関数を用いることなく、複素演算のみによって位相誤差補償値を得、これによってデータキャリアの位相を補償することができる。
【００１０】
上記した位相誤差補償値を算出する手段としては、前記各々のパイロットキャリアに対する位相誤差を複素加算する手段と、前記複素加算された位相誤差を正規化する手段とを有して構成することができる。
【００１１】
この場合、請求項２に記載の発明のように、前記各々のパイロットキャリアに対する位相誤差をそれぞれ正規化する手段を有し、この正規化されたそれぞれの位相誤差を加算するようにすれば、各々のパイロットキャリアに対する位相誤差の振幅成分が異なる通信環境下においても、精度よくデータキャリアの位相誤差を補償することができる。
【００１２】
また、請求項３、４に記載の発明は、請求項１、２に記載の発明をコンピュータで実現するためのプログラムを特徴としている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１に、本発明の一実施形態に係るＯＦＤＭ復調装置の構成を示す。このＯＦＤＭ復調装置は、アンテナ１、受信部２、Ａ／Ｄ変換部３、ガードインターバル除去部４、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）部５、等化処理部６、位相誤差補償処理部７、およびサブキャリア復調部８などで構成されている。
【００１４】
このＯＦＤＭ復調装置において、アンテナ１では、伝搬路を通ってきたＯＦＤＭ信号を受信する。受信部２では、アンテナ１が受信したＯＦＤＭ信号についてＲＦ／ＩＦ処理、タイミング再生処理等を行い、ベースバンドのＯＦＤＭ信号を得る。Ａ／Ｄ変換部３では、アナログ信号をディジタル信号に変換する。ガードインターバル除去部４では、マルチパス対策のために付加されている冗長の区間を除去する。ＦＦＴ部５では、時間領域の信号を周波数領域の信号に変換する。等化処理部６では、伝搬路推定を行う等化処理をする。位相誤差補償処理部７では、位相雑音等による位相誤差を算出し、この位相誤差から位相誤差補償値を算出し、シンボルの位相誤差を補償する。サブキャリア復調部８では、位相誤差補償処理部７で補償されたシンボルを復調し、ディジタルデータ列を得る。
【００１５】
図２に、上記した位相誤差補償処理部７の構成を示す。この位相誤差補償処理部７は、データ抽出部７１、パイロット抽出部７２、メモリ７３、位相誤差算出部７４、位相誤差補償値算出部７５、および位相誤差補償部７６から構成されている。
【００１６】
ＦＦＴ部５で周波数領域の信号に変換されたＦＦＴ処理後の信号（図１の場合にはＦＦＴ部５から等化処理部６を介した信号）が、データ抽出部７１とパイロット抽出部７２に入力される。この入力信号は、図３に示すように、複数本の周波数領域の信号からなり、そのうちＰ1〜ＰNのＮ本がパイロットキャリアになっている。
【００１７】
データ抽出部７１では、入力信号からデータキャリアを抽出し、パイロット抽出部７２では、入力信号からＮ本のパイロットキャリアを抽出する。記憶手段をなすメモリ７３には、送信されたパイロットキャリアと同じパイロットキャリアが予め記憶されている。位相誤差算出部７４では、パイロット抽出部７２で抽出されたパイロットキャリアと、メモリ７３に予め記憶されているパイロットキャリアとを比較し、Ｎ本のパイロットキャリアのそれぞれについて送受信間の位相誤差Ｅ1〜ＥNを算出する。この算出は、パイロット抽出部７２で抽出されたパイロットキャリアを、メモリ７３に予め記憶されているパイロットキャリアで複素除算することにより行われる。位相誤差補償値算出部７５では、位相誤差算出部７４で算出された位相誤差Ｅ1〜ＥNを複素数の形で受け、位相誤差補償値を算出し、複素数の形で位相誤差補償部７６へ渡す。位相誤差補償部７６では、位相誤差補償値算出部７５で算出された位相誤差補償値によりデータキャリアを複素除算して、データキャリアの位相を補償する。
【００１８】
図４に、上記した位相誤差補償値算出部７５の構成を示す。位相誤差算出部７４から複素数である位相誤差Ｅ1〜ＥNを受け取り、それぞれの振幅値を正規化処理部７５１−１〜７５１−Ｎで正規化する。正規化された位相誤差を複素加算部７５２で複素加算する。複素加算部７５２で加算された位相誤差を正規化処理部７５３で正規化する。正規化処理部７５３からの出力が位相誤差補償値となる。なお、上記した正規化処理部７５１−１〜７５１−Ｎと正規化処理部７５３は、それぞれ図５に示すように構成されている。
【００１９】
この位相誤差補償値算出部７５の処理を図６を用いて説明する。▲１▼に位相誤差算出部７４からの位相誤差Ｅ1〜ＥNを複素平面上で示す。図に示すように、位相誤差Ｅ1〜ＥNは、それぞれ振幅成分（大きさ）と位相成分（角度）を持っている。この状態で複素加算をすると、振幅成分が含まれているので、位相成分のみを扱うことができない。このため、正規化処理部７５１−１〜７５１−Ｎで正規化処理を行い、振幅成分を１にして位相成分のみにする。▲２▼に正規化処理後の位相誤差Ｅ1〜ＥNを複素平面上で示す。そして、正規化処理した位相誤差Ｅ1〜ＥNを複素加算部７５２で複素加算する。Ｎ個の位相成分である位相誤差を複素加算することで、Ｎ個の位相誤差の平均値が算出される。▲３▼に複素加算後の状態を複素平面上で示す。複素加算部７５２で複素加算を行うと、振幅成分が発生する（大きさが１ではなくなる）。このため、正規化処理部７５３で正規化処理を行い、振幅成分を１にして位相成分（平均した位相誤差）のみにする。▲４▼に正規化処理後の複素平面上の状態を示す。正規化処理することで、位相成分（平均した位相誤差）のみとなる（振幅成分が１）。この複素数が位相誤差補償値であり、この補償値でデータキャリアの位相誤差を補償する。このように、正規化処理部７５３で正規化処理することによって、振幅成分が１になり、データキャリアの位相誤差のみを補償することができる。
【００２０】
なお、上記した実施形態では、正規化処理部７５１−１〜７５１−Ｎで位相誤差Ｅ1〜ＥNをそれぞれ正規化するものを示したが、位相誤差Ｅ1〜ＥNの振幅値の変動が小さい場合は、位相誤差Ｅ1〜ＥNの正規化正を行わないようにしてもよい。この場合、例えば、正規化スイッチ７５４を設け、正規化処理部７５１−１〜７５１−Ｎで正規化を行うかどうかを選択できるようにしてもよい。
【００２１】
また、上記した実施形態では、復調装置をハードウェアによって構成するものを示したが、コンピュータを用いて構成するようにしてもよい。この場合、上記した位相誤差補償処理部７の処理を図７のフローチャートで示すプログラムに従ってコンピュータに実行させることができる。このプログラムは、予め記録媒体（例えば、ＲＯＭ）に記憶されたものとすることの他、プログラムの配信によって記録媒体に記憶されたものとすることができる。
【００２２】
この図７に示すプログラムによりコンピュータが実行する処理について説明する。まず、ＦＦＴ処理後の信号を入力し（ステップ１０１）、入力したデータからデータキャリアを抽出し（ステップ１０２）、また入力したデータからパイロットキャリアを抽出する（ステップ１０３）。そして、抽出したパイロットキャリアを、記憶手段をなすメモリに予め記憶したパイロットキャリアで複素除算して送受信間の位相誤差Ｅ1〜ＥNを算出する（ステップ１０４）。さらに、位相誤差Ｅ1〜ＥNを図４に示すのと同様の処理にて平均して位相誤差補償値を算出し（ステップ１０５）、この位相誤差補償値により先にステップ１０２で抽出したデータキャリアを複素除算して、データキャリアの位相を補償する（ステップ１０６）。
【００２３】
なお、上記した実施形態において、複素除算は、結果的に複素除算されていればよく、例えば分子となる複素数と分母となる複素数の複素共役数とを乗算するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るＯＦＤＭ復調装置の構成を示す図である。
【図２】図１中の位相誤差補償処理部７の構成を示す図である。
【図３】ＦＦＴ部５で周波数領域の信号に変換されたＦＦＴ処理後の信号を示す図である。
【図４】図２中の位相誤差補償値算出部７５の構成を示す図である。
【図５】図４中の正規化処理部７５１−１〜７５１−Ｎ、７５３の構成を示す図である。
【図６】図４に示す位相誤差補償値算出部７５の処理を説明するための図である。
【図７】位相誤差補償処理部７をコンピュータで実現した場合のそのの処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１…アンテナ、２…受信部、３…Ａ／Ｄ変換部、
４…ガードインターバル除去部、５…ＦＦＴ（高速フーリエ変換）部、
６…等化処理部、７…位相誤差補償処理部、８…サブキャリア復調部、
７１…データ抽出部、７２…パイロット抽出部、７３…メモリ、
７４…位相誤差算出部、７５…位相誤差補償値算出部、
７６…位相誤差補償部、７５１−１〜７５１−Ｎ…正規化処理部、
７５２…複素加算部、７５３…正規化処理部、７５４…正規化スイッチ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003678134.tif 000008