(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
指定される受信チャンネルに対応する局部発振信号を生成して受信信号を所定の中間周波数信号に変換すると共に受信レベルを検出する受信高周波部と、前記中間周波数信号を直交復調する直交復調部と、直交復調出力をフーリエ変換するフーリエ変換部と、フーリエ変換出力を符号化率に応じてビタビ復号すると共にデータ誤り率情報を出力するビタビ復号部と、ビタビ復号出力を誤り符号訂正すると共にデータ誤り率情報を出力するリードソロモン復号部と、前記受信レベルおよび前記中間周波数信号並びに前記データ誤り率に基づき設定要素である受信チャンネルおよびガードインターバル長並びにビタビ復号の符号化率をそれぞれ認識し設定する設定要素認識手段とを備えることを特徴とするＯＦＤＭ受信機。
【請求項２】
前記設定要素認識手段は、前記受信チャンネルの受信レベルに基づき前記受信チャンネルを判定し設定する受信チャンネル設定部と、前記ＯＦＤＭ信号のフレームの同期シンボルに基づき前記ガードインターバル長を判定し設定するガードインターバル長設定部と、ビタビ復号およびリードソロモン復号におけるデータ誤り率に基づき符号化率を判定し設定する符号化率設定部とを有することを特徴とする請求項１記載のＯＦＤＭ受信機。
【請求項３】
前記受信チャンネル設定部は、前記複数の受信チャンネルの情報を予め記憶しているメモリと、このメモリにから前記受信チャンネル情報を順次読み出して前記受信高周波部へ送出するチャンネル選択回路と、前記受信チャンネル毎の前記受信レベルを比較して最大レベルの受信チャンネルを設定するチャンネル判定回路とを有することを特徴とする請求項２記載のＯＦＤＭ受信機。
【請求項４】
前記ガードインターバル長設定部は、ＯＦＤＭ信号のフレームのヌルシンボル（第１番目のシンボル）に基づきおおよそのフレーム先頭位置を検出するヌルシンボル検出回路と、ＯＦＤＭ信号のフレームのスイープシンボル（第３番目のシンボル）に基づき正確なフレーム先頭位置を検出する相関検出回路と、検出したフレーム先頭に基づきＧＩ長を判定するＧＩ長判定回路とを有していることを特徴とする請求項２記載のＯＦＤＭ受信機。
【請求項５】
前記符号化率設定部は、複数の符号化率情報が予め格納されたメモリと、このメモリに格納された符号化率情報の一つを順次読み出して前記ビタビ復号部へ送出する符号化率選択回路と、前記ビタビ復号部から出力されるデータの誤り率に基づき符号化率を判定する符号化率判定回路とを有し、この符号化率判定回路は、前記ビタビ復号部における誤り率が許容値以内であるときにその符号化率を設定することを特徴とする請求項２記載のＯＦＤＭ受信機。
【請求項６】
前記符号化率設定部は、前記リードソロモン復号部から出力されるデータの誤り率情報に基づきＮＯ  ＣＯＤＥであることを判定するＮＯ  ＣＯＤＥ判定回路を有し、このＮＯ  ＣＯＤＥ判定回路は、前記ビタビ復号部での誤り率が許容値を超えたときに前記リードソロモン復号部での誤り率が許容値以内であるならばＮＯ  ＣＯＤＥであると判定し設定することを特徴とする請求項５記載のＯＦＤＭ受信機。
【請求項７】
前記符号化率判定回路は、前記複数の符号化率の全てに対してビタビ復号処理における誤り率が許容値を超えるときはＮＯ  ＣＯＤＥであると判定することを特徴とする請求項５記載のＯＦＤＭ受信機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＯＦＤＭ受信機に関し、特に受信チャンネルおよびガードインターバル長並びにビタビ復号の符号化率が設定要素として規定されている８００ＭＨｚ帯デジタルＦＰＵ装置に適用するＯＦＤＭ受信機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
デジタルデータ伝送方式としてマルチパス妨害に強いＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）伝送が採用されている。
【０００３】
一般にＯＦＤＭ伝送では、送信側において、伝送すべきデータを符号化し、逆フーリエ変換処理を行って時間軸領域の実数部信号および虚数部信号を生成し、マルチパスの影響を回避するためのガードインターバルを有効シンボルに付加して伝送シンボルを生成する。更に同期シンボルを付加してフレームを構成した後、実数部信号および虚数部信号による直交変調を施して送信している。
【０００４】
一方、受信側においては、受信したＯＦＤＭ信号を直交復調して実数部信号と虚数部信号とを復調し、フーリエ変換処理を行って周波数領域の実数部信号および虚数部信号とした後、ビタビ復号処理、誤り訂正処理を行っている。
【０００５】
ところで、８００ＭＨｚ帯デジタルＦＰＵ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｉｃｋ−Ｕｐ）装置については、電波産業会（ＡＲＩＢ）により規定されたＡＲＩＢ  ＳＴＤ−Ｂ１３  １．０版によれば、変調方式としてＯＦＤＭが規定されている。
【０００６】
そして、使用チャンネルとしては「ＣＨ１〜ＣＨ４」の４チャンネルが、ガードインターバル長として「３μｓ，１２μｓ」の２つが、ビタビ復号の符号化率（符号化されたデータ列が実際の情報を運ぶ割合）として「１／２，２／３，３／４，７／８」及び「ＮＯ  ＣＯＤＥ」の５つが、それぞれ設定要素として規定されている。なお、ＮＯ  ＣＯＤＥとは、畳み込み符号化処理がされないものである。
【０００７】
このＡＲＩＢ  ＳＴＤ−Ｂ１３  １．０版に準拠した８００ＭＨｚ帯デジタルＦＰＵ装置の送信機側では、これら設定要素を選定してデータを符号化しＯＦＤＭ変調して送信する。一方、受信機側では、送信されるＯＦＤＭ信号の送信チャンネルに対応して受信チャンネルを設定すると共に、受信したＯＦＤＭ信号のガードインターバル及びビタビ符号化率に対応して設定要素をそれぞれ設定し、復調及び復号を行わなければならない。
【０００８】
特にＦＰＵ受信機は山上や高層ビル上に設置される場合が多いので、一般にリモコン回線や特定のサブキャリアを介して設定情報を伝送して、受信機の設定を行うようにしている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように従来は、リモコン回線や特定のサブキャリアを介して設定情報を伝送して受信機の設定を行うようにしている。このため、設定情報を伝送する装置が必要となり、構成が複雑化しコスト高になるという問題点を有している。
【００１０】
本発明の目的は、リモコン回線や特定のサブキャリアを介して設定情報を伝送することなく、受信機が自動的に設定要素を設定できるようにすることにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明のＯＦＤＭ受信機は、指定される受信チャンネルに対応する局部発振信号を生成して受信信号を所定の中間周波数信号に変換すると共に受信レベルを検出する受信高周波部と、前記中間周波数信号を直交復調する直交復調部と、直交復調出力をフーリエ変換するフーリエ変換部と、フーリエ変換出力を符号化率に応じてビタビ復号すると共にデータ誤り率情報を出力するビタビ復号部と、ビタビ復号出力を誤り符号訂正すると共にデータ誤り率情報を出力するリードソロモン復号部と、前記受信レベルおよび前記中間周波数信号並びに前記データ誤り率に基づき設定要素である受信チャンネルおよびガードインターバル長並びにビタビ復号の符号化率をそれぞれ認識し設定する設定要素認識手段とを備え、前記設定要素認識手段は、前記受信チャンネルの受信レベルに基づき前記受信チャンネルを判定し設定する受信チャンネル設定部と、前記ＯＦＤＭ信号のフレームの同期シンボルに基づき前記ガードインターバル長を判定し設定するガードインターバル長設定部と、ビタビ復号およびリードソロモン復号におけるデータ誤り率に基づき符号化率を判定し設定する符号化率設定部とを有する。
【００１２】
前記受信チャンネル設定部は、前記複数の受信チャンネルの情報を予め記憶しているメモリと、このメモリにから前記受信チャンネル情報を順次読み出して前記受信高周波部へ送出するチャンネル選択回路と、前記受信チャンネル毎の前記受信レベルを比較して最大レベルの受信チャンネルを設定するチャンネル判定回路とを有する。
【００１３】
また、前記ガードインターバル長設定部は、ＯＦＤＭ信号のフレームのヌルシンボル（第１番目のシンボル）に基づきおおよそのフレーム先頭位置を検出するヌルシンボル検出回路と、ＯＦＤＭ信号のフレームのスイープシンボル（第３番目のシンボル）に基づき正確なフレーム先頭位置を検出する相関検出回路と、検出したフレーム先頭に基づきＧＩ長を判定するＧＩ長判定回路とを有する。
【００１４】
更に、前記符号化率設定部は、複数の符号化率情報が予め格納されたメモリと、このメモリに格納された符号化率情報の一つを順次読み出して前記ビタビ復号部へ送出する符号化率選択回路と、前記ビタビ復号部から出力されるデータの誤り率に基づき符号化率を判定する符号化率判定回路とを有し、この符号化率判定回路は、前記ビタビ復号部における誤り率が許容値以内であるときにその符号化率を設定する。
【００１５】
また更に、前記符号化率設定部は、前記リードソロモン復号部から出力されるデータの誤り率情報に基づきＮＯ  ＣＯＤＥであることを判定するＮＯ  ＣＯＤＥ判定回路を有し、このＮＯ  ＣＯＤＥ判定回路は、前記ビタビ復号部での誤り率が許容値を超えたときに前記リードソロモン復号部での誤り率が許容値以内であるならばＮＯ  ＣＯＤＥであると判定し設定する。
【００１６】
なお、前記符号化率判定回路は、前記複数の符号化率の全てに対してビタビ復号処理における誤り率が許容値を超えるときＮＯ  ＣＯＤＥであると判定してもよい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
次に本発明について図面を参照して説明する。
【００１８】
図１は、本発明の一実施形態を示すブロック図であり、電波産業会（ＡＲＩＢ）により規定されたＡＲＩＢ  ＳＴＤ−Ｂ１３  １．０版に準拠した８００ＭＨｚ帯ＯＦＤＭデジタルＦＰＵ装置の受信機に設定要素を自動的に認識する設定要素認識手段９を設けた構成を示している。
【００１９】
ここでは、４つの受信チャンネル「ＣＨ１〜ＣＨ４」の内の一つを自動的に設定し、また、２つのガードインターバル長「３μｓ，１２μｓ」および５つのビタビ復号の符号化率「１／２，２／３，３／４，７／８及びＮＯ  ＣＯＤＥ」の内の一つをそれぞれ自動的に認識して設定するようにしている。
【００２０】
すなわち、チャンネル情報Ｊ１に応じて局部発振周波数を変化させＯＦＤＭ受信信号Ｓ１をＯＦＤＭ中間周波信号Ｓ２に変換すると共に受信レベル情報Ｊ２を出力する受信高周波部１と、ガードインターバルを除去して直交復調する直交復調部２と、直交復調出力をフーリエ変換処理するフーリエ変換部（ＦＦＴ）３と、フーリエ変換出力を符号化率に応じてビタビ復号処理すると共にデータ誤り情報Ｊ４を出力するビタビ復号部４と、ビタビ復号出力をリードソロモン復号処理して復号データＳ３を出力と共にデータ誤り情報Ｊ５を出力するリードソロモン復号部５と、受信レベル情報Ｊ２およびＯＦＤＭ中間周波信号Ｓ２並びにデータ誤り情報Ｊ４，Ｊ５に基づき、受信チャンネルおよびガードインターバル長ならびに符号化率をそれぞれ認識する設定要素認識手段９と、符号化率がＮＯ  ＣＯＤＥであると判定されたときに信号をリードソロモン復号部５へ直接供給するためのスイッチ１０とを備えている。
【００２１】
一般にデジタルデータの伝送においては、伝送品質を向上させるためにブロック単位で誤り訂正符号化を行っている。また、伝送効率を向上するために畳込み符号化を行っている。８００ＭＨｚ帯デジタルＦＰＵ装置では、リードソロモン符号による誤り訂正符号化、およびビタビ復号による畳込み符号の復号を行うようにしている。
【００２２】
図１０はＯＦＤＭ信号のフレーム構成例を示している。ここでは、１フレームが９００シンボルから構成され、各フレームは同期シンボル部とデータシンボル部とからなり、同期シンボル部の第１シンボルはヌルシンボル、第２シンボルはＣＷシンボル、第３シンボルはスイープシンボルがそれぞれ割当てられている。
【００２３】
また、各シンボルの有効シンボル期間の終了部分にはガードインターバル（ＧＩ）が付加され、このガードインターバルには有効シンボルの一部がコピーされる。また、伝送シンボル長（有効シンボル長＋ガードインターバル長）およびフレーム長は、ガードインターバル長に応じて異なる。すなわち、有効シンボル長は６４μｓ一定であり、ガードインターバル長が３μｓであれば伝送シンボル長は６７μｓであり、ガードインターバル長が１２μｓであれば伝送シンボル長は７６μｓである。
【００２４】
フレームの先頭のヌルシンボルは、フレームの区切りを示すために設けられたものであり、無信号の期間である。このヌルシンボルを検出することにより、フレームの先頭のおおよその位置を把握できる。
【００２５】
３番目のスイープシンボルは、フレームの先頭位置を正確に検出できるようにするために設けられたものであり、このシンボル期間の始めから終わりまでの間に、振幅一定で所定のパターンで周波数が変化するようにしている。このスイープシンボルの周波数の変化パターンを予めメモリに格納しておき、メモリに格納された周波数変化パターンと入力スイープシンボルとの波形を比較して相関を検出することにより、フレームの先頭位置を正確に検出できる。
【００２６】
設定要素認識手段９は、図１に示したように、受信高周波部１から出力される受信レベル情報Ｊ２に基づいて受信チャンネルを判定し設定する受信チャンネル設定部６と、ＯＦＤＭ中間周波信号Ｓ２に含まれる同期シンボルに基づきガードインターバル長（以下、ＧＩ長と略記）を判定し設定するＧＩ長設定部７と、ビタビ復号部４が出力する誤り率情報Ｊ４およびリードソロモン復号部５が出力する誤り率情報Ｊ５に基づき符号化率を判定し設定する符号化率設定部８とを有している。
【００２７】
そして、図２に示すように、設定要素認識手段９は、まず、受信チャンネル設定部６により受信チャンネルを判定して設定し（ステップ１０１）、次にＧＩ長設定部７によりＧＩ長を判定して設定し（ステップ１０２）、その後、符号化率設定部８により符号化率を判定し設定する（ステップ１０３）。
【００２８】
まず、受信チャンネルの設定について説明する。
【００２９】
ここで、受信高周波部１は、図３に示すように、ＯＦＤＭ受信信号Ｓ１を高周波増幅する前置増幅回路１１と、チャンネル情報Ｊ１に応じて局部発振周波数を変化させる局部発振回路１２と、ＯＦＤＭ受信信号Ｓ１を局部発振信号により中間周波信号に変換するミキサー１３と、一定レベルの中間周波信号Ｓ２を出力すると共に受信レベル情報Ｊ２を出力するＡＧＣ増幅回路１４とを有している。
【００３０】
受信チャンネル設定部６は、図４に示すように、複数のチャンネル情報が予め格納された設定要素メモリ６１と、この設定要素メモリ６１に格納されたチャンネル情報の一つを順次読み出してチャンネル情報Ｊ１として受信高周波部１へ送出するチャンネル選択回路６２と、受信高周波部１から出力される受信レベル情報Ｊ２をメモリ６４へ順次格納し、受信レベルが最大となるチャンネルを受信チャンネルとして判定するチャンネル判定回路６３とを有している。
【００３１】
図５は受信チャンネル設定部６の動作を示すフローチャートである。
【００３２】
まず、チャンネル選択回路６２は、４チャンネル（ＣＨ１〜ＣＨ４）のチャンネル情報が予め格納されている設定要素メモリ６１から未選択のチャンネル情報を一つ読み出して受信高周波部１の局部発振回路１２へ送出し（ステップ２０１）、受信高周波部１のＡＧＣ増幅回路１４から受信レベル情報Ｊ２を受けて一旦メモリ６４へ格納する（ステップ２０２）。
【００３３】
そして、ＣＨ１〜ＣＨ４の全てのチャンネルについて同様な処理を行った後（ステップ２０３）、メモリ６４へ格納された受信レベル情報Ｊ２を比較し、受信レベルが最大のチャンネルを受信チャンネルとして判定し設定する（ステップ２０４）。
【００３４】
次に、ＧＩ長の設定について説明する。
【００３５】
ここで、ＧＩ長設定部７は、図６に示すように、ＯＦＤＭ信号のフレームのヌルシンボル（第１番目のシンボル）を検出するヌルシンボル検出回路７１と、ＯＦＤＭ信号のフレームのスイープシンボル（第３番目のシンボル）に基づき正確なフレーム先頭を検出する相関検出回路７２と、検出したフレーム先頭に基づき２つのＧＩ長（３μｓ，１２μｓ）のいずれか一方を判定しＧＩ長情報Ｊ３として出力するＧＩ長判定回路７３とを有している。
【００３６】
図７はＧＩ長設定部７の動作を示すフローチャートである。
【００３７】
まず、ＯＦＤＭ信号のフレームのヌルシンボル（第１番目のシンボル）を検出しておおよそのフレームの先頭位置を把握する（ステップ３０１）。また、ＯＦＤＭ信号のフレームのスイープシンボル（第３番目のシンボル）に基づき既知のパターンとの相関を検出して正確なフレーム先頭位置を検出する（ステップ３０２）。そして、ＧＩ長に応じてシンボル長およびフレーム長が異なる点を利用して、２つのＧＩ長（３μｓ，１２μｓ）のいずれか一方を判定し、ＧＩ長情報Ｊ３として出力する（ステップ３０３）。
【００３８】
次に、符号化率の設定について説明する。
【００３９】
符号化率設定部８は、図８に示すように、複数の符号化率情報が予め格納された設定要素メモリ８１と、この設定要素メモリ８１に格納された符号化率情報の一つを順次読み出して符号化率情報Ｊ６としてビタビ復号部４へ送出する符号化率選択回路８２と、ビタビ復号部４から出力されるデータの誤り率情報Ｊ４に基づき符号化率を判定する符号化率判定回路８３と、リードソロモン復号部５から出力されるデータの誤り率情報Ｊ５に基づき「ＮＯ  ＣＯＤＥ」であることを判定するＮＯ  ＣＯＤＥ判定回路８４とを有している。
【００４０】
図９は符号化率設定部８の動作を示すフローチャートである。
【００４１】
まず、符号化率選択回路８２は、４つの符号化率（１／２，２／３，３／４，７／８）の情報が予め格納されている設定要素メモリ８１から符号化率情報の一つを読み出してビタビ復号部４へ送出する（ステップ４０１）。
【００４２】
符号化率判定回路８３は、ビタビ復号部４から折返してデータの誤り率情報Ｊ４を受け（ステップ４０２）、ビタビ復号の誤り率が許容値以内であれば（ステップ４０３）、選択した符号化率を設定する（ステップ４０４）。
【００４３】
ステップ４０３においてビタビ復号の誤り率が許容値を超えているのであれば、ＮＯ  ＣＯＤＥ判定回路８４に判定を依頼する。ＮＯ  ＣＯＤＥ判定回路８４は、リードソロモン復号部５から受ける誤り率情報Ｊ５が示す誤り率が許容値以内であるならば（ステップ４０５）、ＮＯ  ＣＯＤＥであると判定し（ステップ４０６）、信号を直接リードソロモン復号部５へ供給するようにスイッチ１０を切替える（ステップ４０７）。
【００４４】
また、ステップ４０５においてリードソロモン復号の誤り率が許容値を超えているのであれば、ステップ４０１に戻り、設定要素メモリ８１から未選択の符号化率情報の一つを読み出してビタビ復号部４へ送出し、同様の処理を行うことにより、４つの符号化率（１／２，２／３，３／４，７／８）及びＮＯ  ＣＯＤＥのいずれかを判定できる。
なお、符号化率判定回路８３において、４つの符号化率（１／２，２／３，３／４，７／８）に対しビタビ復号の誤り率がいずれも許容値を超える場合には、ＮＯ  ＣＯＤＥであると判定するようにしてもよい。しかし、この場合は無線回線のエラー発生による可能性があるので、リードソロモン復号の誤り率により判定することにより、確実なＮＯ  ＣＯＤＥ判定が可能となる。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、受信機側において自動的に設定要素を判定して設定できるので、従来のようにリモコン回線や特定のサブキャリアを介して設定情報を受信機側に伝送する必要がなく、また、調整や保守等の煩わしさを排除できるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すブロック図である。
【図２】図１に示した設定要素認識手段９の動作を示すフローチャートである。
【図３】図１に示した受信高周波部１の一例を示すブロック図である。
【図４】図１に示した受信チャンネル設定部６の一例を示すブロック図である。
【図５】受信チャンネル設定部６の動作を示すフローチャートである。
【図６】図１に示したＧＩ長設定部７の一例を示すブロック図である。
【図７】ＧＩ長設定部７の動作を示すフローチャートである。
【図８】図１に示した符号化率設定部８の一例を示すブロック図である。
【図９】符号化率設定部８の動作を示すフローチャートである。
【図１０】ＯＦＤＭ信号のフレーム構成例を示す図である。
【符号の説明】
１    受信高周波部
４    ビタビ復号部
５    リードソロモン復号部
６    受信チャンネル設定部
７    ＧＩ長設定部
８    符号化率設定部
９    設定要素認識手段
１０    スイッチ
６１，８１    設定要素メモリ
６２    チャンネル選択回路
６３    チャンネル判定回路
７１    ヌルシンボル検出回路
７２    相関検出回路
７３    ＧＩ長判定回路
８２    符号化率選択回路
８３    符号化率判定回路
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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