(57)【要約】  様々な伝搬環境において適切な復調、誤り訂正が可能な受信装置を提供する。デジタル変調信号を受信する受信装置であって、前記受信された信号に従って、所定の複数の復調方式の中から１つの復調方式を選択し、前記受信された信号を前記選択された復調方式を用いて復調して、復調信号を生成する復調部と、前記復調信号に対して軟判定を行ってメトリックデータを求めるデマップ部とを有する。前記デマップ部は、前記選択された復調方式に従って、前記復調信号を前記メトリックデータに変換する。
2010070884.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタル変調信号を受信する受信装置であって、
前記受信された信号に従って、所定の複数の復調方式の中から１つの復調方式を選択し、前記受信された信号を前記選択された復調方式を用いて復調して、復調信号を生成する復調部と、
前記復調信号に対して軟判定を行ってメトリックデータを求めるデマップ部とを備え、
前記デマップ部は、前記選択された復調方式に従って、前記復調信号を前記メトリックデータに変換する
受信装置。
【請求項２】
請求項１に記載の受信装置において、
前記復調部は、
前記受信された信号に従って、前記受信された信号が経由した伝送路の伝送路特性を推定する所定の複数の推定方式の中から１つの方式を前記復調方式として選択する方式判定部と、
前記方式判定部で選択された推定方式を用いて、前記受信された信号が伝送された伝送路の伝送路特性を推定する伝送路特性推定部と、
前記推定された伝送路特性を用いて、前記受信された信号を等化し、等化結果を前記復調信号として出力する等化部とを有する
受信装置。
【請求項３】
請求項２に記載の受信装置において、
前記方式判定部は、前記所定の複数の推定方式のそれぞれに対応する伝送路特性を順次求め、前記順次求められた伝送路特性にもとづいて、前記所定の複数の推定方式のうち、最良の推定方式を選択する
受信装置。
【請求項４】
請求項２に記載の受信装置において、
前記復調部は、前記推定された伝送路特性から前記復調信号の信頼性情報を算出する信頼性情報算出部をさらに有し、
前記デマップ部は、前記信頼性情報に従って前記メトリックデータの補正を行う
受信装置。
【請求項５】
請求項１に記載の受信装置において、
前記デマップ部は、前記選択された復調方式に応じた関数を用いて、前記復調信号をメトリックデータに変換する
受信装置。
【請求項６】
請求項１に記載の受信装置において、
前記デマップ部は、前記選択された復調方式に従って前記メトリックデータの補正を行う
受信装置。
【請求項７】
デジタル変調信号を受信する受信方法であって、
所定の複数の復調方式の中から前記受信された信号にもとづいて１つの復調方式を選択し、前記受信された信号を前記選択された復調方式を用いて復調して、復調信号を生成し、
前記復調信号に対して軟判定を行ってメトリックデータを求め、
前記軟判定を行う際には、前記選択された復調方式に従って、前記復調信号を前記メトリックデータに変換する
受信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、デジタル変調信号を受信する受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：直交周波数分割多重）方式を用いた地上デジタルテレビジョン放送が日本や欧州などで開始され、屋内に設置された受信機による受信に加えて、携帯端末や自動車などに搭載された受信機により移動しながら放送を受信する形態も普及しつつある。日本では、地上デジタルテレビジョン放送の伝送帯域の中央の一部を携帯端末などで受信できるようにしたワンセグメント放送サービスも普及してきている。【０００３】
ＯＦＤＭ方式とは、映像や音声などの情報を、互いに直交する複数のキャリアに割り当てて伝送する方式であり、送信側では送信信号に逆フーリエ変換処理（ＩＦＦＴ：Inverse Fast Fourier Transform）を行い、受信側ではフーリエ変換処理（ＦＦＴ：Fast Fourier Transform）を行って受信信号の復調を行う方式である。【０００４】
ところで伝送された信号を受信する際には、その信号が経た伝送路の特性によっては受信信号の品質が劣化する場合がある。この信号品質を劣化させる要因は様々であり、一般に地上デジタル放送の受信における劣化要因としては、マルチパス妨害やＡＷＧＮ（Additive White Gaussian Noise）妨害などがある。マルチパス妨害とは、建造物などによる電波の反射により、受信信号の振幅や位相に歪みが生じる妨害のことである。また、送信された場所から遠く離れた位置で受信する際には、受信電力が低下するので、チューナの熱雑音の影響を受けやすくなり、ＡＷＧＮ妨害が発生する。【０００５】
このような伝送路の特性（以下、伝送路特性と称す）に応じて生じる異なる種類の妨害に対して、その妨害の状況に応じた復調、誤り訂正などの処理を行うことにより、妨害の影響を抑えようとする受信装置の例が特許文献１および特許文献２に記載されている。ＯＦＤＭ信号を受信する装置においては、振幅および位相が既知であるパイロット信号から伝送路特性を推定し、推定した伝送路特性から受信信号の振幅や位相の歪みを補正する処理（等化）を行うのが一般的である。特許文献１に記載された受信装置においては、伝送路特性を推定するためのフィルタに用いるフィルタ係数をあらかじめ複数用意しており、このフィルタ係数を順次切り替え、その都度復調した信号の品質を検出し、最適なフィルタ係数を決定するようにしている。【０００６】
また、特許文献２に記載された受信装置においては、マルチパス妨害が生じた場合に伝送路の伝達関数、すなわち伝送路特性が変動することに着目している。すなわち、特許文献２記載の受信装置では、伝送路特性の変動量を検出し、復調信号から誤り訂正に用いるメトリック（metric）データを算出する際の補正を、上記検出した変動量により行うようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−３１１３８５号公報
【特許文献２】特開２００２−１１８５３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１の受信装置など、ＯＦＤＭ信号を受信する装置においては、誤り訂正にビタビ復号を用いることが一般的である。このビタビ復号は、ＡＷＧＮ妨害によるビット誤りを訂正するのに適しているが、一方、マルチパス妨害によるビット誤りには十分な訂正効果を発揮できない。このため、マルチパス妨害を受けた場合にビタビ復号を用いると、受信性能が劣化することがあるという課題がある。【０００９】
また、特許文献２の受信装置では、受信信号から伝送路特性の変動量を検出し、検出した変動量でメトリックデータを補正している。伝送路特性の変動要因は、マルチパス妨害のほか、ＡＷＧＮ妨害や、移動受信時に生じるフェージング妨害など、様々である。したがって、検出された変動量が他の場合の変動量と同じ値を示す場合であっても、伝送路特性の変動の要因が同じ種類の妨害であるとは限らない。想定した妨害とは異なる種類の妨害を受けている場合に、メトリックデータの補正を行ってしまうと、十分な誤り訂正効果を発揮できず、やはり受信性能が劣化するという課題がある。【００１０】
本発明は、様々な伝搬環境において適切な復調および誤り訂正が可能な受信装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の実施形態による受信装置は、デジタル変調信号を受信する受信装置であって、前記受信された信号に従って、所定の複数の復調方式の中から１つの復調方式を選択し、前記受信された信号を前記選択された復調方式を用いて復調して、復調信号を生成する復調部と、前記復調信号に対して軟判定を行ってメトリックデータを求めるデマップ部とを有する。前記デマップ部は、前記選択された復調方式に従って、前記復調信号を前記メトリックデータに変換する。【００１２】
これによると、復調部で選択された復調方式に従って復調信号をメトリックデータに変換するので、状態が異なる様々な伝送路を伝送された信号に対しても、効果的な誤り訂正が可能となる。【００１３】
本発明の実施形態による受信方法は、デジタル変調信号を受信する受信方法であって、所定の複数の復調方式の中から前記受信された信号にもとづいて１つの復調方式を選択し、前記受信された信号を前記選択された復調方式を用いて復調して、復調信号を生成し、前記復調信号に対して軟判定を行ってメトリックデータを求め、前記軟判定を行う際には、前記選択された復調方式に従って、前記復調信号を前記メトリックデータに変換する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の実施形態によれば、複数の復調方式から最適なものを選択し、選択された方式に応じて復調信号をメトリックデータに変換するので、伝送路の状態が異なっていても効果的な誤り訂正が可能となる。また、受信性能の改善が低コストで実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る受信装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、ＩＳＤＢ−Ｔ方式の伝送フォーマットの一部を示す説明図である。
【図３】図３は、図１の方式判定部の構成例を示すブロック図である。
【図４】図４は、図１のデマップ部の構成例を示すブロック図である。
【図５】図５は、ＱＰＳＫ変調されたキャリアのコンスタレーション図である。
【図６】図６（ａ）は、図４のメトリック変換部において変換に用いられる関数の一例を示すグラフである。図６（ｂ）は、図４のメトリック変換部において変換に用いられる関数の他の例を示すグラフである。
【図７】図７は、図４のデマップ部の変形例の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１７】
図１は、本発明の実施形態に係る受信装置の構成を示すブロック図である。図１の受信装置は、伝送される情報によりキャリアをデジタル変調して得られた信号（デジタル変調信号）であって、伝送路を伝送された信号を受信する。ここでは一例として、図１の受信装置が送信されたＯＦＤＭ方式の信号を受信する場合について説明する。図１の受信装置は、チューナ１２と、直交検波部１３と、ＦＦＴ部１４と、復調部１５と、デマップ部１６と、誤り訂正部１７と、バックエンド部１８と、出力部１９とを有している。
【００１８】
アンテナ１１は、送信されたＲＦ帯域のＯＦＤＭ信号を受信し、チューナ部１２に出力する。チューナ部１２は、入力されるＲＦ（Radio Frequency：無線周波数）帯域のＯＦＤＭ信号より、所定のチャネルのＯＦＤＭ信号を選択し、周波数変換を行い、ＩＦ（Intermediate Frequency：中間周波数）帯域のＯＦＤＭ信号を得て、これを直交検波部１３に出力する。直交検波部１３は、ＩＦ帯域のＯＦＤＭ信号に対してベースバンドへの周波数変換を行い、Ｉ軸成分、Ｑ軸成分を有する時間領域のＯＦＤＭ信号を生成し、これをＦＦＴ部１４に出力する。ＦＦＴ部１４は、時間領域のＯＦＤＭ信号に対して高速フーリエ変換を行うことによって周波数領域のＯＦＤＭ信号を生成し、これを復調部１５に出力する。
【００１９】
復調部１５は、周波数領域のＯＦＤＭ信号に従って、所定の複数の復調方式の中から１つの復調方式を選択し、周波数領域のＯＦＤＭ信号を選択された復調方式を用いて復調して、復調信号ＤＭＳを生成する。本明細書において、復調という語は、少なくとも等化を含み、デマップは含まないとする。典型的には、復調という語は、等化された信号の信号点を求める処理までを含む。復調部１５は、周波数領域のＯＦＤＭ信号に対して伝送路で生じた振幅および位相の歪みの補償（等化）を行って復調信号ＤＭＳを生成し、デマップ部１６へ出力する。復調部１５は、復調信号ＤＭＳの生成に用いた復調方式を示す方式信号ＳＣＭをデマップ部１６に出力し、さらに復調信号ＤＭＳの各キャリアに対する信頼性の度合いを示す信頼性情報ＲＬＩを生成し、デマップ部１６に出力する。
【００２０】
デマップ部１６は、復調部１５から入力される復調信号ＤＭＳに対して、復調部１５から得られる信頼性情報および方式信号ＳＣＭが示す復調方式に従って軟判定を行ってメトリックデータを求める。すなわち、デマップ部１６は、各キャリアにより伝送された各ビットに対して、“０らしさ”、“１らしさ”を表すメトリックデータを算出し、誤り訂正部１７に出力する。誤り訂正部１７は、デマップ部１６から入力されたメトリックデータに対して、デインターリーブ、ビタビ復号、リードソロモン復号など、各種の誤り訂正処理を行って、訂正結果をトランスポートストリームとしてバックエンド部１８に出力する。
【００２１】
バックエンド部１８は、誤り訂正部１７から入力されたトランスポートストリームに対して映像や音声などの情報源ごとの信号への分離、伸張などの処理（たとえばＭＰＥＧのデコード処理）を行って、映像や音声、その他のデジタルデータを再生し、出力部１９に出力する。出力部１９は、バックエンド部１８から得られる映像を表示するディスプレイモニタ、音声を出力するスピーカ、またはデジタルデータの外部出力端子などを有する。
【００２２】
図１の受信装置が受信するＯＦＤＭ方式の信号は、たとえばＩＳＤＢ−Ｔ（Integrated Services Digital Broadcasting - Terrestrial）に準拠した信号である。図２は、ＩＳＤＢ−Ｔ方式の伝送フォーマットの一部を示す説明図である。図２において、縦軸は時間軸であり、シンボル番号を示している。横軸は周波数軸であり、キャリア番号を示している。また、白丸は映像や音声などの情報を伝送するデータ信号を示している。データ信号は、６４ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）やＱＰＳＫ（Quaternary Phase Shift Keying）などの変調方式で変調されている。黒丸はＳＰ（Scatterd Pilot）信号とよばれるパイロット信号を示している。
【００２３】
このＳＰ信号は、伝送路の伝達関数、すなわち伝送路特性を、受信側で推定するために挿入されており、その挿入位置、振幅、位相は受信側で既知である。伝送路特性は、伝送路で生じたマルチパス等により受信信号の振幅や位相に生じる歪みに対応する。さらにこのＳＰ信号は、挿入されているキャリアごとに同じ振幅、位相を有している。また、図２に示すように、ＳＰ信号の挿入位置には一定の周期性があり、シンボル方向には４シンボルごとに１シンボルの割合でＳＰ信号が挿入され、さらにキャリア方向には３キャリアごとに１キャリアの割合でＳＰ信号が挿入されるキャリアが配置されている。図１のＦＦＴ部１４では、周波数領域のＯＦＤＭ信号として、図２のように、シンボルごとに、各キャリアの信号が得られる。これらの信号はＩ軸成分、Ｑ軸成分を有する複素信号の形式を有している。
【００２４】
図１の復調部１５は、方式判定部５１と、伝送路特性推定部５２と、等化部５３と、信頼性情報算出部５４とを有している。ＦＦＴ部１４で求められた周波数領域のＯＦＤＭ信号は、方式判定部５１、伝送路特性推定部５２、および等化部５３に入力される。方式判定部５１は、周波数領域のＯＦＤＭ信号にもとづいて、受信されたＯＦＤＭ信号が伝送された伝送路の伝送路特性を推定する所定の複数の推定方式の中から伝送路の状態に応じた１つの適切な推定方式を選択し、選択された適切な推定方式を示す方式信号ＳＣＭを伝送路特性推定部５２およびデマップ部１６に出力する。
【００２５】
異なる推定方式によって伝送路特性を求めて用いる復調方式は、異なる復調方式であるといえる。つまり、伝送路特性の複数の推定方式は、それぞれ、複数の復調方式の１つに対応している。したがって、方式判定部５１は、所定の複数の復調方式の中から１つの復調方式を選択するといえる。
【００２６】
伝送路特性推定部５２は、周波数領域のＯＦＤＭ信号から、受信されたＯＦＤＭ信号が伝送された伝送路の伝送路特性を、方式判定部５１から入力される方式信号ＳＣＭにもとづき推定する。具体的には、伝送路特性推定部５２は、まず受信されたＳＰ信号に対応する伝送路特性を求める。つづいて、伝送路特性推定部５２は、ＳＰ信号に対応する伝送路特性を、方式信号ＳＣＭに従ってたとえばシンボル方向およびキャリア方向に補間することによって、各データ信号に対応した伝送路特性を求め、各データ信号に対応する伝送路特性を等化部５３および信頼性情報算出部５４に出力する。
【００２７】
等化部５３は、伝送路で生じた振幅、および位相の歪みの補償（等化）を、伝送路特性推定部５２から得られる伝送路特性を用いて（言い換えると、方式判定部５１で選択された復調方式を用いて）周波数領域のＯＦＤＭ信号に対して行い、その結果を復調信号ＤＭＳとしてデマップ部１６に出力する。信頼性情報算出部５４は、伝送路特性推定部５２から得られる伝送路特性から、復調信号ＤＭＳの信頼度を示す信頼性情報ＲＬＩをキャリアごとに算出し、デマップ部１６に出力する。たとえば、信頼性情報を伝送路特性の電力（Ｉ軸成分の２乗値とＱ軸成分の２乗値との和）から算出する。この場合には、伝送路特性の電力が大きなキャリアは信頼性が高く、伝送路特性の電力が小さなキャリアは信頼性が低いことを意味する信頼性情報が得られる。
【００２８】
一般に、ＯＦＤＭ信号の伝送路特性を推定する方式としては、まずＳＰ信号に対応する伝送路特性を求めた後、シンボル方向の補間を行い、つづいてキャリア方向の補間を行う方式や、シンボル方向の補間を行わず、シンボルごとにキャリア方向の補間のみを行う方式などが知られている。この補間の方式の違いによって、補間後の伝送路特性の推定精度は変わってくる。たとえば、シンボル方向の補間を行わず、シンボルごとにキャリア方向の補間のみを行う方式の方が、移動受信時の特性が改善する。
【００２９】
また、このような補間の処理には一般にフィルタを用いることが多く、このフィルタの係数によっても補間後の伝送路特性の推定精度は変わってくる。たとえば、キャリア方向の補間のフィルタの通過帯域幅が広くなるほど、遅延時間の長いマルチパス妨害に対する伝送路特性の推定精度が改善する。一方、この通過帯域幅が狭いほど、遅延時間の長いマルチパス妨害に対する推定精度は劣化するが、ＡＷＧＮ妨害に対する推定精度が改善する。
【００３０】
そこで伝送路特性推定部５２は、方式判定部５１から入力される、適切な推定方式を示す方式信号ＳＣＭに応じて、伝送路特性の補間の方式やフィルタの特性（フィルタ係数）を選択して用い、マルチパスやＡＷＧＮなどの影響が異なる各伝送路に適した伝送路特性の推定を行うようにしている。こうして得られる伝送路特性にもとづいて等化を行うので、等化部５３では、各伝送路の状態に応じた適切な等化が行われる。
【００３１】
つづいて、方式判定部５１について説明する。図３は、図１の方式判定部５１の構成例を示すブロック図である。図３の方式判定部５１は、伝送路特性推定部５１１と、品質検出部５１２と、制御部５１３とを有している。ＦＦＴ部１４から出力される周波数領域のＯＦＤＭ信号は、伝送路特性推定部５１１、品質検出部５１２、制御部５１３にそれぞれ入力される。
【００３２】
伝送路特性推定部５１１は前述の伝送路特性推定部５２と同様に、周波数領域のＯＦＤＭ信号から、伝送路特性を推定する。ただし、伝送路特性推定部５１１での伝送路特性の推定の際には、制御部５１３から入力される方式信号にもとづいて処理が行われる。すなわち、伝送路特性推定部５１１は、ＳＰ信号に対応する伝送路特性に対して、制御部５１３から入力される方式信号に従って、シンボル方向およびキャリア方向に補間してデータ信号に対応した伝送路特性を求め、求められた伝送路特性を品質検出部５１２に出力する。
【００３３】
品質検出部５１２は、周波数領域のＯＦＤＭ信号と伝送路特性推定部５１１で求められた伝送路特性とから、受信した信号の品質を示す品質値を検出し、この品質値を制御部５１３に出力する。品質検出部５１２は、たとえば、入力された周波数領域のＯＦＤＭ信号を、伝送路特性推定部５１１で求められた伝送路特性を用いて等化し、等化された信号と理想的な信号との間の差を検出して品質値とする。すなわち、品質検出部５１２は、Ｉ−Ｑ平面上における理想的な信号点と等化後の信号点との間の距離から品質値を求める。
【００３４】
この品質値は、その算出に用いる伝送路特性に応じて変わる。実際の伝送路の状態を示す伝送路特性と推定された伝送路特性との間の差が小さいほど、すなわち、伝送路特性の推定精度が高いほど、等化後の信号は良好な品質を有する。したがって、伝送路特性推定部５１１での伝送路特性の推定精度が高いほど、品質検出部５１２では品質が高いことを示す品質値が得られる。ここで説明した品質値の検出方法は一例であって、他の方法によって品質値を求めるようにしてもよい。
【００３５】
制御部５１３は、あらかじめ定められた複数の伝送路特性の推定方式の中から、伝送路特性推定部５１１で伝送路特性の推定に用いる方式を１つ選択し、方式信号として伝送路特性推定部５１１に出力する。つづいて制御部５１３では、伝送路特性推定部５１１に指定した方式で得られる伝送路特性に対応する品質値が品質検出部５１２から入力されると、伝送路特性推定部５１１で伝送路特性の推定に用いる別の方式を選択し、方式信号として伝送路特性推定部５１１に出力する。
【００３６】
制御部５１３は、上記のように、伝送路特性推定部５１１で伝送路特性の推定に用いる方式を順次切り替えながら、それぞれの方式に対応する品質値を得る。さらに制御部５１３はこうして得られたすべての伝送路特性の推定方式に対応する品質値同士の比較を行い、最良の品質値が得られる方式を１つ判定する。方式判定部５１の各構成要素は上記の動作を繰り返す。制御部５１３は、この判定の結果得られた方式を示す方式信号ＳＣＭを、伝送路特性推定部５２およびデマップ部１６に出力する。このとき、伝送路特性推定部５１１で伝送路特性の推定に用いる複数の方式としては、たとえば、補間の方式が異なるものや用いられるフィルタの係数が異なるものなどを用意しておき、それぞれＡＷＧＮやマルチパスの影響を受けた場合に特性改善に効果のある方式をあらかじめ候補として選んでおくとよい。
【００３７】
たとえば、伝送路特性の推定に用いる複数の方式に対応する複数の種類のフィルタを、キャリア方向の補間に用いるフィルタとして用意しておく。ここでは、１つは通過帯域幅が狭いフィルタ、もう１つは通過帯域幅が広いフィルタであるとする。このとき、マルチパス妨害のない伝送路あるいはＡＷＧＮ妨害が支配的な伝送路では、通過帯域幅の狭いフィルタを用いて推定された伝送路特性によって求められる復調信号ＤＭＳの品質が良好となる。このため、このフィルタに対応した方式信号、すなわちＡＷＧＮ妨害に適した方式を示す方式信号が出力される。逆にマルチパス妨害の存在する伝送路では、通過帯域幅の広いフィルタを用いて求められる復調信号ＤＭＳの品質が良好となる。このため、このフィルタに対応した方式信号、すなわちマルチパス妨害に適した方式を示す方式信号が出力される。この結果、方式判定部５１ではＡＷＧＮやマルチパスなどの影響を受けた伝送路の状態に応じた適切な復調の方式が判定され、その結果が方式信号として出力される。
【００３８】
図４は、図１のデマップ部１６の構成例を示すブロック図である。図４のように、デマップ部１６は、メトリック変換部１６１と、補正部１６２とを有している。復調部１５から得られる復調信号および方式信号はメトリック変換部１６１に、信頼性情報は補正部１６２にそれぞれ入力される。
【００３９】
メトリック変換部１６１は、復調信号ＤＭＳに対する軟判定を行う。すなわち、メトリック変換部１６１は、復調された各キャリアから得られるビットが“０”または“１”のいずれであるかの判定、いわゆる「硬判定」を行うのではなく、“０”と“１”との間の値を用いて、“０”らしさ、または、“１”らしさの程度の判定、いわゆる「軟判定」を行い、判定結果としてメトリックデータ（一般的には「尤度」などともよばれる）を得る。
【００４０】
図５は、ＱＰＳＫ変調されたキャリアのコンスタレーション図である。図５は、Ｉ−Ｑ平面上におけるキャリアの信号点の位置を示している。ＱＰＳＫ変調を行う場合、送信側では、送信される情報ビットの系列を２ビット単位で１つのキャリアに割り当てる処理、いわゆる「マッピング」とよばれる処理を行って伝送する。たとえば、日本において地上デジタル放送に採用されている伝送規格であるＩＳＤＢ−Ｔ方式では、マッピングの際には、各キャリアで送信されるビット列（ｂ０、ｂ１）に応じて信号点Ｔ００、Ｔ１０、Ｔ１１、Ｔ０１のうちのいずれか１つが選択される。すなわち、送信されるビット列が、
（ｂ０，ｂ１）＝（０，０）のときはＴ００に、
（ｂ０，ｂ１）＝（０，１）のときはＴ０１に、
（ｂ０，ｂ１）＝（１，０）のときはＴ１０に、
（ｂ０，ｂ１）＝（１，１）のときはＴ１１に、
それぞれマッピングされる。
【００４１】
もし伝送路に外乱などがなければ、デマップ部１６に入力される復調信号の信号点は、理想的な信号点であるＴ００、Ｔ０１、Ｔ１０、Ｔ１１のいずれかに一致するが、ＡＷＧＮやマルチパスなどの外乱によっては、復調信号の信号点の位置とこれらの理想信号点の位置との間にはずれが生じる。いま、デマップ部１６に入力される復調信号がＩ−Ｑ平面上の点Ｒの位置に得られたとし、そのＩ軸成分、Ｑ軸成分をそれぞれＲＩ、ＲＱとする。Ｉ軸成分ＲＩおよびＱ軸成分ＲＱは、伝送されるビット列のビットｂ０およびｂ１のレベルにそれぞれ対応している。
【００４２】
メトリック変換部１６１は、復調信号ＤＭＳを、伝送された各ビットの“０”らしさ、“１”らしさを示すメトリックデータに変換し、変換結果を補正部１６２に出力する。より具体的には、メトリック変換部１６１は、復調信号ＤＭＳが示す信号点Ｒの位置、すなわち信号点ＲのＩ軸成分およびＱ軸成分の値を、メトリックデータに変換する。
【００４３】
復調信号ＤＭＳの信号点Ｒの位置と、これを変換して得られるメトリックの値との関係は、関数として定義することもできる。図６（ａ）は、図４のメトリック変換部１６１において変換に用いられる関数の一例を示すグラフである。図６（ｂ）は、図４のメトリック変換部１６１において変換に用いられる関数の他の例を示すグラフである。図６（ａ）、（ｂ）の関数は、いずれも復調信号の信号点ＲのＩ軸成分ＲＩから、ビットｂ０に対するメトリックデータＰｂ０を決定する。
【００４４】
メトリック変換部１６１は、Ｉ軸成分ＲＩが大きければ送信されたビットｂ０がより“０”らしく、Ｉ軸成分ＲＩが小さければ送信されたビットｂ０がより“１”らしいことを示す値をメトリックデータとして出力する。ただし、図６（ａ）では、０付近の所定の範囲のＩ軸成分ＲＩに対するメトリックデータＰｂ０が、メトリックデータＰｂ０の最大値と最小値との間の中点の値で一定となる。図６（ｂ）では、Ｉ軸成分ＲＩの値に応じて連続的にメトリックデータＰｂ０が変化する。
【００４５】
復調信号の信号点ＲのＩ軸成分ＲＩからビットｂ０に対するメトリックデータＰｂ０を求める場合について説明したが、メトリック変換部１６１は、信号点ＲのＱ軸成分ＲＱからビットｂ１に対するメトリックデータも同様に求める。メトリック変換部１６１は、入力される復調信号をメトリックデータに変換する際に、入力される方式信号ＳＣＭの値に応じて、すなわち、選択された伝送路特性の推定方式に従って、変換に用いる関数を切り替える。補正部１６２は、入力される各キャリアの信頼性情報ＲＬＩに応じて、そのキャリアが伝送したビットに対するメトリックデータを補正し、補正したメトリックデータを誤り訂正部１７に出力する。
【００４６】
以上のように構成されたデマップ部１６の動作を説明する。マルチパス妨害が存在する環境では、キャリアの位置（周波数）によって受信電力が大きく異なり、他のキャリアに比べて電力が非常に小さいキャリアが生じることがある。このようなキャリアは信頼性が低く、そのキャリアで伝送されたビット（メトリックデータ）をそのまま誤り訂正に使うと、このメトリックデータにひきづられて全体としての誤り訂正効果が減少する。このため、補正部１６２は、軟判定後のメトリックデータのうち、信頼性情報により信頼性が低いとされたキャリアから得られるメトリックデータの値を、“０”らしさと“１”らしさの程度が等しいことを示す値（たとえば図６（ａ）における横軸と縦軸との交点のＰｂ０の値）に近づけるように補正する。
【００４７】
ここで、軟判定を行う際に、図６（ａ）に示すような、横軸の値が所定の範囲にあるときにメトリックデータＰｂ０が“１”らしさと“０”らしさとの間を示す値となる関数を使用する場合には、“０”でも“１”でもないことを示すメトリックデータの割合が過剰に増える。このため、そのようなメトリックデータを使用して誤り訂正を行っても十分な訂正効果が得られない。そこで、たとえば、メトリック変換部１６１は、入力される方式信号ＳＣＭがマルチパス妨害に適した方式を示す場合には、図６（ｂ）のような特性の関数を選択し、その他の場合、すなわち、方式信号ＳＣＭが、マルチパス妨害が存在しないこと、または、ＡＷＧＮ妨害に適した方式を示す場合には、図６（ａ）のような特性の関数を選択する。
【００４８】
この結果、マルチパス妨害が存在する環境下にて信頼性情報によるメトリックの補正が行われる場合でも、“０”でも“１”でもないことを示すメトリックデータの割合が適切に抑えられ、効果的な誤り訂正が行うことができ、デマップ部でのメトリック変換の特性が固定されている場合に比べて受信性能が改善される。
【００４９】
なお、メトリック変換部１６１で用いられる関数として、Ｉ軸成分ＲＩの変化に対するメトリックデータＰｂ０の値の変化の比が異なる複数の関数や、メトリックデータの値の上限または下限が異なる複数の関数を用意しておき、方式信号ＳＣＭが示す、復調部１５で選択された方式に応じて、メトリック変換部１６１が適切な特性の関数を選ぶようにしてもよい。
【００５０】
復調信号の信号点ＲのＩ軸成分ＲＩに関して説明したが、デマップ部１６は、復調信号の信号点ＲのＱ軸成分ＲＱに関しても同様に処理を行う。
【００５１】
図７は、図４のデマップ部１６の変形例の構成を示すブロック図である。図４のデマップ部１６に代えて図７のデマップ部２１６を用いてもよい。図７のデマップ部２１６は、メトリック変換部２６１と、補正部２６２とを有している。メトリック変換部２６１は、方式信号ＳＣＭを用いない点を除いてメトリック変換部１６１と同様に、復調信号ＤＭＳに対する軟判定を行って、復調信号ＤＭＳをメトリックデータに変換する。補正部２６２は、補正部１６２と同様に信頼性情報ＲＬＩに従ってメトリックデータの補正を行うのみではなく、方式信号ＳＣＭにも従ってメトリックデータの補正を行う。
【００５２】
補正部２６２は、信頼性情報ＲＬＩにより信頼性が低いとされたキャリアから得られるメトリックデータを、“０”らしさと“１”らしさの程度が等しいことを示す値に近づけるように補正するが、方式信号ＳＣＭがマルチパス妨害に適した方式を示す場合には、その補正の度合いを低減させる。この結果、マルチパス妨害が存在する環境下において信頼性情報ＲＬＩによるメトリックの補正が行われる場合であっても、“０”でも“１”でもないことを示すメトリックデータの割合が抑えられ、効果的な誤り訂正が行うことができる。
【００５３】
なお、メトリック変換部１６１等が関数を用いて復調信号ＤＭＳをメトリックデータに変換する場合について説明したが、Ｉ軸成分ＲＩとメトリックデータとの間の関係を示すテーブルなどを関数に代えて用いてもよい。メトリック変換部１６１等の処理を演算器等で行ってもよい。いずれの場合も装置コストは大きくない。
【００５４】
また、本実施形態では、信頼性情報算出部５４が信頼性情報ＲＬＩを伝送路特性の電力にもとづいて算出する例について説明したが、信頼性情報の算出方法はこの例に限定されない。信頼性情報は、特定のキャリア（周波数）に生じる妨害の影響度合いに応じて当該キャリアの信頼度を評価できるものであればよい。
【００５５】
本実施形態では、復調部１５の方式判定部５１が複数の復調方式による復調を順に行い、最適な復調方式を判定する場合の例について説明したが、これに代えて複数の復調方式による復調を並列に行い、それぞれの復調方式に対応する復調結果から品質値を複数検出し、品質値がもっとも良好となる復調方式を判定してもよい。この場合にも、選択された復調方式に応じてデマップ部１６での変換処理を切り替えるようにすればよい。
【００５６】
本実施形態では、受信する信号の例としてＩＳＤＢ−Ｔ方式のＯＦＤＭ信号を例にとり説明したが、受信する信号は、ＤＶＢ−Ｔ（Digital Video Broadcasting - Terrestrial）やＤＶＢ−Ｔ２などの放送規格や、無線ＬＡＮなどの伝送規格に則ったものでもよく、また、ＯＦＤＭ信号でなくてもよい。
【００５７】
受信装置が、他の伝送規格に準拠した信号や、たとえばＱＡＭ変調信号やＶＳＢ（Vestigial-Sideband）変調信号など、シングルキャリアの変調信号を受信する受信装置の場合でも同様に実施可能である。この場合、受信した信号の等化に用いるフィルタ特性が伝送路特性に応じて適応的に変わるように構成されていれば、復調信号を軟判定してメトリックデータに変換する際の特性をフィルタ特性に応じて切り替えるように制御すればよい。
【００５８】
このように本実施形態の受信装置は、所定の複数の復調方式から最適なものを判定し、判定した方式にもとづいて復調信号を生成する復調部と、復調部で選択された方式に応じて、復調信号をメトリックデータに変換するデマップ部とを有するものであり、ＡＷＧＮ、マルチパスなど種々の妨害が存在する伝送路を経由した信号に対して、効果的な誤り訂正が簡単な構成で可能となる。したがって、受信性能の改善が低コストで実現できる。
【００５９】
本発明の多くの特徴および優位性は、記載された説明から明らかであり、よって添付の特許請求の範囲によって、本発明のそのような特徴および優位性のすべてをカバーすることが意図される。さらに、多くの変更および改変が当業者には容易に可能であるので、本発明は、図示され記載されたものと全く同じ構成および動作に限定されるべきではない。したがって、すべての適切な改変物および等価物は本発明の範囲に入るものとされる。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
以上説明したように、本発明の実施形態によると様々な伝搬環境において適切な復調、誤り訂正が可能となるので、本発明は、受信装置等について有用である。
【符号の説明】
【００６１】
１５  復調部
１６、２１６  デマップ部
５１  方式判定部
５２  伝送路特性推定部
５３  等化部
５４  信頼性情報算出部
【図１】
2010070884.tif 000003
【図２】
2010070884.tif 000004
【図３】
2010070884.tif 000005
【図４】
2010070884.tif 000006
【図５】
2010070884.tif 000007
【図６】
2010070884.tif 000008
【図７】
2010070884.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成23年3月10日(2011.3.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、デジタル変調信号を受信する受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：直交周波数分割多重）方式を用いた地上デジタルテレビジョン放送が日本や欧州などで開始され、屋内に設置された受信機による受信に加えて、携帯端末や自動車などに搭載された受信機により移動しながら放送を受信する形態も普及しつつある。日本では、地上デジタルテレビジョン放送の伝送帯域の中央の一部を携帯端末などで受信できるようにしたワンセグメント放送サービスも普及してきている。
【０００３】
ＯＦＤＭ方式とは、映像や音声などの情報を、互いに直交する複数のキャリアに割り当てて伝送する方式であり、送信側では送信信号に逆フーリエ変換処理（ＩＦＦＴ：Inverse Fast Fourier Transform）を行い、受信側ではフーリエ変換処理（ＦＦＴ：Fast Fourier Transform）を行って受信信号の復調を行う方式である。
【０００４】
ところで伝送された信号を受信する際には、その信号が経た伝送路の特性によっては受信信号の品質が劣化する場合がある。この信号品質を劣化させる要因は様々であり、一般に地上デジタル放送の受信における劣化要因としては、マルチパス妨害やＡＷＧＮ（Additive White Gaussian Noise）妨害などがある。マルチパス妨害とは、建造物などによる電波の反射により、受信信号の振幅や位相に歪みが生じる妨害のことである。また、送信された場所から遠く離れた位置で受信する際には、受信電力が低下するので、チューナの熱雑音の影響を受けやすくなり、ＡＷＧＮ妨害が発生する。
【０００５】
このような伝送路の特性（以下、伝送路特性と称す）に応じて生じる異なる種類の妨害に対して、その妨害の状況に応じた復調、誤り訂正などの処理を行うことにより、妨害の影響を抑えようとする受信装置の例が特許文献１および特許文献２に記載されている。ＯＦＤＭ信号を受信する装置においては、振幅および位相が既知であるパイロット信号から伝送路特性を推定し、推定した伝送路特性から受信信号の振幅や位相の歪みを補正する処理（等化）を行うのが一般的である。特許文献１に記載された受信装置においては、伝送路特性を推定するためのフィルタに用いるフィルタ係数をあらかじめ複数用意しており、このフィルタ係数を順次切り替え、その都度復調した信号の品質を検出し、最適なフィルタ係数を決定するようにしている。
【０００６】
また、特許文献２に記載された受信装置においては、マルチパス妨害が生じた場合に伝送路の伝達関数、すなわち伝送路特性が変動することに着目している。すなわち、特許文献２記載の受信装置では、伝送路特性の変動量を検出し、復調信号から誤り訂正に用いるメトリック（metric）データを算出する際の補正を、上記検出した変動量により行うようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−３１１３８５号公報
【特許文献２】特開２００２−１１８５３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１の受信装置など、ＯＦＤＭ信号を受信する装置においては、誤り訂正にビタビ復号を用いることが一般的である。このビタビ復号は、ＡＷＧＮ妨害によるビット誤りを訂正するのに適しているが、一方、マルチパス妨害によるビット誤りには十分な訂正効果を発揮できない。このため、マルチパス妨害を受けた場合にビタビ復号を用いると、受信性能が劣化することがあるという課題がある。
【０００９】
また、特許文献２の受信装置では、受信信号から伝送路特性の変動量を検出し、検出した変動量でメトリックデータを補正している。伝送路特性の変動要因は、マルチパス妨害のほか、ＡＷＧＮ妨害や、移動受信時に生じるフェージング妨害など、様々である。したがって、検出された変動量が他の場合の変動量と同じ値を示す場合であっても、伝送路特性の変動の要因が同じ種類の妨害であるとは限らない。想定した妨害とは異なる種類の妨害を受けている場合に、メトリックデータの補正を行ってしまうと、十分な誤り訂正効果を発揮できず、やはり受信性能が劣化するという課題がある。
【００１０】
本発明は、様々な伝搬環境において適切な復調および誤り訂正が可能な受信装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の実施形態による受信装置は、デジタル変調信号を受信する受信装置であって、前記受信された信号に従って、所定の複数の復調方式の中から１つの復調方式を選択し、前記受信された信号を前記選択された復調方式を用いて復調して、復調信号を生成する復調部と、前記復調信号に対して軟判定を行ってメトリックデータを求めるデマップ部とを有する。前記デマップ部は、前記選択された復調方式に従って、前記復調信号を前記メトリックデータに変換する。
【００１２】
これによると、復調部で選択された復調方式に従って復調信号をメトリックデータに変換するので、状態が異なる様々な伝送路を伝送された信号に対しても、効果的な誤り訂正が可能となる。
【００１３】
本発明の実施形態による受信方法は、デジタル変調信号を受信する受信方法であって、所定の複数の復調方式の中から前記受信された信号にもとづいて１つの復調方式を選択し、前記受信された信号を前記選択された復調方式を用いて復調して、復調信号を生成し、前記復調信号に対して軟判定を行ってメトリックデータを求め、前記軟判定を行う際には、前記選択された復調方式に従って、前記復調信号を前記メトリックデータに変換する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の実施形態によれば、複数の復調方式から最適なものを選択し、選択された方式に応じて復調信号をメトリックデータに変換するので、伝送路の状態が異なっていても効果的な誤り訂正が可能となる。また、受信性能の改善が低コストで実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係る受信装置の構成を示すブロック図である。
【図２】ＩＳＤＢ−Ｔ方式の伝送フォーマットの一部を示す説明図である。
【図３】図１の方式判定部の構成例を示すブロック図である。
【図４】図１のデマップ部の構成例を示すブロック図である。
【図５】ＱＰＳＫ変調されたキャリアのコンスタレーション図である。
【図６】図６（ａ）は、図４のメトリック変換部において変換に用いられる関数の一例を示すグラフである。図６（ｂ）は、図４のメトリック変換部において変換に用いられる関数の他の例を示すグラフである。
【図７】図４のデマップ部の変形例の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１７】
図１は、本発明の実施形態に係る受信装置の構成を示すブロック図である。図１の受信装置は、伝送される情報によりキャリアをデジタル変調して得られた信号（デジタル変調信号）であって、伝送路を伝送された信号を受信する。ここでは一例として、図１の受信装置が送信されたＯＦＤＭ方式の信号を受信する場合について説明する。図１の受信装置は、チューナ１２と、直交検波部１３と、ＦＦＴ部１４と、復調部１５と、デマップ部１６と、誤り訂正部１７と、バックエンド部１８と、出力部１９とを有している。
【００１８】
アンテナ１１は、送信されたＲＦ帯域のＯＦＤＭ信号を受信し、チューナ部１２に出力する。チューナ部１２は、入力されるＲＦ（Radio Frequency：無線周波数）帯域のＯＦＤＭ信号より、所定のチャネルのＯＦＤＭ信号を選択し、周波数変換を行い、ＩＦ（Intermediate Frequency：中間周波数）帯域のＯＦＤＭ信号を得て、これを直交検波部１３に出力する。直交検波部１３は、ＩＦ帯域のＯＦＤＭ信号に対してベースバンドへの周波数変換を行い、Ｉ軸成分、Ｑ軸成分を有する時間領域のＯＦＤＭ信号を生成し、これをＦＦＴ部１４に出力する。ＦＦＴ部１４は、時間領域のＯＦＤＭ信号に対して高速フーリエ変換を行うことによって周波数領域のＯＦＤＭ信号を生成し、これを復調部１５に出力する。
【００１９】
復調部１５は、周波数領域のＯＦＤＭ信号に従って、所定の複数の復調方式の中から１つの復調方式を選択し、周波数領域のＯＦＤＭ信号を選択された復調方式を用いて復調して、復調信号ＤＭＳを生成する。本明細書において、復調という語は、少なくとも等化を含み、デマップは含まないとする。典型的には、復調という語は、等化された信号の信号点を求める処理までを含む。復調部１５は、周波数領域のＯＦＤＭ信号に対して伝送路で生じた振幅および位相の歪みの補償（等化）を行って復調信号ＤＭＳを生成し、デマップ部１６へ出力する。復調部１５は、復調信号ＤＭＳの生成に用いた復調方式を示す方式信号ＳＣＭをデマップ部１６に出力し、さらに復調信号ＤＭＳの各キャリアに対する信頼性の度合いを示す信頼性情報ＲＬＩを生成し、デマップ部１６に出力する。
【００２０】
デマップ部１６は、復調部１５から入力される復調信号ＤＭＳに対して、復調部１５から得られる信頼性情報および方式信号ＳＣＭが示す復調方式に従って軟判定を行ってメトリックデータを求める。すなわち、デマップ部１６は、各キャリアにより伝送された各ビットに対して、“０らしさ”、“１らしさ”を表すメトリックデータを算出し、誤り訂正部１７に出力する。誤り訂正部１７は、デマップ部１６から入力されたメトリックデータに対して、デインターリーブ、ビタビ復号、リードソロモン復号など、各種の誤り訂正処理を行って、訂正結果をトランスポートストリームとしてバックエンド部１８に出力する。
【００２１】
バックエンド部１８は、誤り訂正部１７から入力されたトランスポートストリームに対して映像や音声などの情報源ごとの信号への分離、伸張などの処理（たとえばＭＰＥＧのデコード処理）を行って、映像や音声、その他のデジタルデータを再生し、出力部１９に出力する。出力部１９は、バックエンド部１８から得られる映像を表示するディスプレイモニタ、音声を出力するスピーカ、またはデジタルデータの外部出力端子などを有する。
【００２２】
図１の受信装置が受信するＯＦＤＭ方式の信号は、たとえばＩＳＤＢ−Ｔ（Integrated Services Digital Broadcasting - Terrestrial）に準拠した信号である。図２は、ＩＳＤＢ−Ｔ方式の伝送フォーマットの一部を示す説明図である。図２において、縦軸は時間軸であり、シンボル番号を示している。横軸は周波数軸であり、キャリア番号を示している。また、白丸は映像や音声などの情報を伝送するデータ信号を示している。データ信号は、６４ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）やＱＰＳＫ（Quaternary Phase Shift Keying）などの変調方式で変調されている。黒丸はＳＰ（Scatterd Pilot）信号とよばれるパイロット信号を示している。
【００２３】
このＳＰ信号は、伝送路の伝達関数、すなわち伝送路特性を、受信側で推定するために挿入されており、その挿入位置、振幅、位相は受信側で既知である。伝送路特性は、伝送路で生じたマルチパス等により受信信号の振幅や位相に生じる歪みに対応する。さらにこのＳＰ信号は、挿入されているキャリアごとに同じ振幅、位相を有している。また、図２に示すように、ＳＰ信号の挿入位置には一定の周期性があり、シンボル方向には４シンボルごとに１シンボルの割合でＳＰ信号が挿入され、さらにキャリア方向には３キャリアごとに１キャリアの割合でＳＰ信号が挿入されるキャリアが配置されている。図１のＦＦＴ部１４では、周波数領域のＯＦＤＭ信号として、図２のように、シンボルごとに、各キャリアの信号が得られる。これらの信号はＩ軸成分、Ｑ軸成分を有する複素信号の形式を有している。
【００２４】
図１の復調部１５は、方式判定部５１と、伝送路特性推定部５２と、等化部５３と、信頼性情報算出部５４とを有している。ＦＦＴ部１４で求められた周波数領域のＯＦＤＭ信号は、方式判定部５１、伝送路特性推定部５２、および等化部５３に入力される。方式判定部５１は、周波数領域のＯＦＤＭ信号にもとづいて、受信されたＯＦＤＭ信号が伝送された伝送路の伝送路特性を推定する所定の複数の推定方式の中から伝送路の状態に応じた１つの適切な推定方式を選択し、選択された適切な推定方式を示す方式信号ＳＣＭを伝送路特性推定部５２およびデマップ部１６に出力する。
【００２５】
異なる推定方式によって伝送路特性を求めて用いる復調方式は、異なる復調方式であるといえる。つまり、伝送路特性の複数の推定方式は、それぞれ、複数の復調方式の１つに対応している。したがって、方式判定部５１は、所定の複数の復調方式の中から１つの復調方式を選択するといえる。
【００２６】
伝送路特性推定部５２は、周波数領域のＯＦＤＭ信号から、受信されたＯＦＤＭ信号が伝送された伝送路の伝送路特性を、方式判定部５１から入力される方式信号ＳＣＭにもとづき推定する。具体的には、伝送路特性推定部５２は、まず受信されたＳＰ信号に対応する伝送路特性を求める。つづいて、伝送路特性推定部５２は、ＳＰ信号に対応する伝送路特性を、方式信号ＳＣＭに従ってたとえばシンボル方向およびキャリア方向に補間することによって、各データ信号に対応した伝送路特性を求め、各データ信号に対応する伝送路特性を等化部５３および信頼性情報算出部５４に出力する。
【００２７】
等化部５３は、伝送路で生じた振幅、および位相の歪みの補償（等化）を、伝送路特性推定部５２から得られる伝送路特性を用いて（言い換えると、方式判定部５１で選択された復調方式を用いて）周波数領域のＯＦＤＭ信号に対して行い、その結果を復調信号ＤＭＳとしてデマップ部１６に出力する。信頼性情報算出部５４は、伝送路特性推定部５２から得られる伝送路特性から、復調信号ＤＭＳの信頼度を示す信頼性情報ＲＬＩをキャリアごとに算出し、デマップ部１６に出力する。たとえば、信頼性情報を伝送路特性の電力（Ｉ軸成分の２乗値とＱ軸成分の２乗値との和）から算出する。この場合には、伝送路特性の電力が大きなキャリアは信頼性が高く、伝送路特性の電力が小さなキャリアは信頼性が低いことを意味する信頼性情報が得られる。
【００２８】
一般に、ＯＦＤＭ信号の伝送路特性を推定する方式としては、まずＳＰ信号に対応する伝送路特性を求めた後、シンボル方向の補間を行い、つづいてキャリア方向の補間を行う方式や、シンボル方向の補間を行わず、シンボルごとにキャリア方向の補間のみを行う方式などが知られている。この補間の方式の違いによって、補間後の伝送路特性の推定精度は変わってくる。たとえば、シンボル方向の補間を行わず、シンボルごとにキャリア方向の補間のみを行う方式の方が、移動受信時の特性が改善する。
【００２９】
また、このような補間の処理には一般にフィルタを用いることが多く、このフィルタの係数によっても補間後の伝送路特性の推定精度は変わってくる。たとえば、キャリア方向の補間のフィルタの通過帯域幅が広くなるほど、遅延時間の長いマルチパス妨害に対する伝送路特性の推定精度が改善する。一方、この通過帯域幅が狭いほど、遅延時間の長いマルチパス妨害に対する推定精度は劣化するが、ＡＷＧＮ妨害に対する推定精度が改善する。
【００３０】
そこで伝送路特性推定部５２は、方式判定部５１から入力される、適切な推定方式を示す方式信号ＳＣＭに応じて、伝送路特性の補間の方式やフィルタの特性（フィルタ係数）を選択して用い、マルチパスやＡＷＧＮなどの影響が異なる各伝送路に適した伝送路特性の推定を行うようにしている。こうして得られる伝送路特性にもとづいて等化を行うので、等化部５３では、各伝送路の状態に応じた適切な等化が行われる。
【００３１】
つづいて、方式判定部５１について説明する。図３は、図１の方式判定部５１の構成例を示すブロック図である。図３の方式判定部５１は、伝送路特性推定部５１１と、品質検出部５１２と、制御部５１３とを有している。ＦＦＴ部１４から出力される周波数領域のＯＦＤＭ信号は、伝送路特性推定部５１１、品質検出部５１２、制御部５１３にそれぞれ入力される。
【００３２】
伝送路特性推定部５１１は前述の伝送路特性推定部５２と同様に、周波数領域のＯＦＤＭ信号から、伝送路特性を推定する。ただし、伝送路特性推定部５１１での伝送路特性の推定の際には、制御部５１３から入力される方式信号にもとづいて処理が行われる。すなわち、伝送路特性推定部５１１は、ＳＰ信号に対応する伝送路特性に対して、制御部５１３から入力される方式信号に従って、シンボル方向およびキャリア方向に補間してデータ信号に対応した伝送路特性を求め、求められた伝送路特性を品質検出部５１２に出力する。
【００３３】
品質検出部５１２は、周波数領域のＯＦＤＭ信号と伝送路特性推定部５１１で求められた伝送路特性とから、受信した信号の品質を示す品質値を検出し、この品質値を制御部５１３に出力する。品質検出部５１２は、たとえば、入力された周波数領域のＯＦＤＭ信号を、伝送路特性推定部５１１で求められた伝送路特性を用いて等化し、等化された信号と理想的な信号との間の差を検出して品質値とする。すなわち、品質検出部５１２は、Ｉ−Ｑ平面上における理想的な信号点と等化後の信号点との間の距離から品質値を求める。
【００３４】
この品質値は、その算出に用いる伝送路特性に応じて変わる。実際の伝送路の状態を示す伝送路特性と推定された伝送路特性との間の差が小さいほど、すなわち、伝送路特性の推定精度が高いほど、等化後の信号は良好な品質を有する。したがって、伝送路特性推定部５１１での伝送路特性の推定精度が高いほど、品質検出部５１２では品質が高いことを示す品質値が得られる。ここで説明した品質値の検出方法は一例であって、他の方法によって品質値を求めるようにしてもよい。
【００３５】
制御部５１３は、あらかじめ定められた複数の伝送路特性の推定方式の中から、伝送路特性推定部５１１で伝送路特性の推定に用いる方式を１つ選択し、方式信号として伝送路特性推定部５１１に出力する。つづいて制御部５１３では、伝送路特性推定部５１１に指定した方式で得られる伝送路特性に対応する品質値が品質検出部５１２から入力されると、伝送路特性推定部５１１で伝送路特性の推定に用いる別の方式を選択し、方式信号として伝送路特性推定部５１１に出力する。
【００３６】
制御部５１３は、上記のように、伝送路特性推定部５１１で伝送路特性の推定に用いる方式を順次切り替えながら、それぞれの方式に対応する品質値を得る。さらに制御部５１３はこうして得られたすべての伝送路特性の推定方式に対応する品質値同士の比較を行い、最良の品質値が得られる方式を１つ判定する。方式判定部５１の各構成要素は上記の動作を繰り返す。制御部５１３は、この判定の結果得られた方式を示す方式信号ＳＣＭを、伝送路特性推定部５２およびデマップ部１６に出力する。このとき、伝送路特性推定部５１１で伝送路特性の推定に用いる複数の方式としては、たとえば、補間の方式が異なるものや用いられるフィルタの係数が異なるものなどを用意しておき、それぞれＡＷＧＮやマルチパスの影響を受けた場合に特性改善に効果のある方式をあらかじめ候補として選んでおくとよい。
【００３７】
たとえば、伝送路特性の推定に用いる複数の方式に対応する複数の種類のフィルタを、キャリア方向の補間に用いるフィルタとして用意しておく。ここでは、１つは通過帯域幅が狭いフィルタ、もう１つは通過帯域幅が広いフィルタであるとする。このとき、マルチパス妨害のない伝送路あるいはＡＷＧＮ妨害が支配的な伝送路では、通過帯域幅の狭いフィルタを用いて推定された伝送路特性によって求められる復調信号ＤＭＳの品質が良好となる。このため、このフィルタに対応した方式信号、すなわちＡＷＧＮ妨害に適した方式を示す方式信号が出力される。逆にマルチパス妨害の存在する伝送路では、通過帯域幅の広いフィルタを用いて求められる復調信号ＤＭＳの品質が良好となる。このため、このフィルタに対応した方式信号、すなわちマルチパス妨害に適した方式を示す方式信号が出力される。この結果、方式判定部５１ではＡＷＧＮやマルチパスなどの影響を受けた伝送路の状態に応じた適切な復調の方式が判定され、その結果が方式信号として出力される。
【００３８】
図４は、図１のデマップ部１６の構成例を示すブロック図である。図４のように、デマップ部１６は、メトリック変換部１６１と、補正部１６２とを有している。復調部１５から得られる復調信号および方式信号はメトリック変換部１６１に、信頼性情報は補正部１６２にそれぞれ入力される。
【００３９】
メトリック変換部１６１は、復調信号ＤＭＳに対する軟判定を行う。すなわち、メトリック変換部１６１は、復調された各キャリアから得られるビットが“０”または“１”のいずれであるかの判定、いわゆる「硬判定」を行うのではなく、“０”と“１”との間の値を用いて、“０”らしさ、または、“１”らしさの程度の判定、いわゆる「軟判定」を行い、判定結果としてメトリックデータ（一般的には「尤度」などともよばれる）を得る。
【００４０】
図５は、ＱＰＳＫ変調されたキャリアのコンスタレーション図である。図５は、Ｉ−Ｑ平面上におけるキャリアの信号点の位置を示している。ＱＰＳＫ変調を行う場合、送信側では、送信される情報ビットの系列を２ビット単位で１つのキャリアに割り当てる処理、いわゆる「マッピング」とよばれる処理を行って伝送する。たとえば、日本において地上デジタル放送に採用されている伝送規格であるＩＳＤＢ−Ｔ方式では、マッピングの際には、各キャリアで送信されるビット列（ｂ０、ｂ１）に応じて信号点Ｔ００、Ｔ１０、Ｔ１１、Ｔ０１のうちのいずれか１つが選択される。すなわち、送信されるビット列が、
（ｂ０，ｂ１）＝（０，０）のときはＴ００に、
（ｂ０，ｂ１）＝（０，１）のときはＴ０１に、
（ｂ０，ｂ１）＝（１，０）のときはＴ１０に、
（ｂ０，ｂ１）＝（１，１）のときはＴ１１に、
それぞれマッピングされる。
【００４１】
もし伝送路に外乱などがなければ、デマップ部１６に入力される復調信号の信号点は、理想的な信号点であるＴ００、Ｔ０１、Ｔ１０、Ｔ１１のいずれかに一致するが、ＡＷＧＮやマルチパスなどの外乱によっては、復調信号の信号点の位置とこれらの理想信号点の位置との間にはずれが生じる。いま、デマップ部１６に入力される復調信号がＩ−Ｑ平面上の点Ｒの位置に得られたとし、そのＩ軸成分、Ｑ軸成分をそれぞれＲＩ、ＲＱとする。Ｉ軸成分ＲＩおよびＱ軸成分ＲＱは、伝送されるビット列のビットｂ０およびｂ１のレベルにそれぞれ対応している。
【００４２】
メトリック変換部１６１は、復調信号ＤＭＳを、伝送された各ビットの“０”らしさ、“１”らしさを示すメトリックデータに変換し、変換結果を補正部１６２に出力する。より具体的には、メトリック変換部１６１は、復調信号ＤＭＳが示す信号点Ｒの位置、すなわち信号点ＲのＩ軸成分およびＱ軸成分の値を、メトリックデータに変換する。
【００４３】
復調信号ＤＭＳの信号点Ｒの位置と、これを変換して得られるメトリックの値との関係は、関数として定義することもできる。図６（ａ）は、図４のメトリック変換部１６１において変換に用いられる関数の一例を示すグラフである。図６（ｂ）は、図４のメトリック変換部１６１において変換に用いられる関数の他の例を示すグラフである。図６（ａ）、（ｂ）の関数は、いずれも復調信号の信号点ＲのＩ軸成分ＲＩから、ビットｂ０に対するメトリックデータＰｂ０を決定する。
【００４４】
メトリック変換部１６１は、Ｉ軸成分ＲＩが大きければ送信されたビットｂ０がより“０”らしく、Ｉ軸成分ＲＩが小さければ送信されたビットｂ０がより“１”らしいことを示す値をメトリックデータとして出力する。ただし、図６（ａ）では、０付近の所定の範囲のＩ軸成分ＲＩに対するメトリックデータＰｂ０が、メトリックデータＰｂ０の最大値と最小値との間の中点の値で一定となる。図６（ｂ）では、Ｉ軸成分ＲＩの値に応じて連続的にメトリックデータＰｂ０が変化する。
【００４５】
復調信号の信号点ＲのＩ軸成分ＲＩからビットｂ０に対するメトリックデータＰｂ０を求める場合について説明したが、メトリック変換部１６１は、信号点ＲのＱ軸成分ＲＱからビットｂ１に対するメトリックデータも同様に求める。メトリック変換部１６１は、入力される復調信号をメトリックデータに変換する際に、入力される方式信号ＳＣＭの値に応じて、すなわち、選択された伝送路特性の推定方式に従って、変換に用いる関数を切り替える。補正部１６２は、入力される各キャリアの信頼性情報ＲＬＩに応じて、そのキャリアが伝送したビットに対するメトリックデータを補正し、補正したメトリックデータを誤り訂正部１７に出力する。
【００４６】
以上のように構成されたデマップ部１６の動作を説明する。マルチパス妨害が存在する環境では、キャリアの位置（周波数）によって受信電力が大きく異なり、他のキャリアに比べて電力が非常に小さいキャリアが生じることがある。このようなキャリアは信頼性が低く、そのキャリアで伝送されたビット（メトリックデータ）をそのまま誤り訂正に使うと、このメトリックデータにひきづられて全体としての誤り訂正効果が減少する。このため、補正部１６２は、軟判定後のメトリックデータのうち、信頼性情報により信頼性が低いとされたキャリアから得られるメトリックデータの値を、“０”らしさと“１”らしさの程度が等しいことを示す値（たとえば図６（ａ）における横軸と縦軸との交点のＰｂ０の値）に近づけるように補正する。
【００４７】
ここで、軟判定を行う際に、図６（ａ）に示すような、横軸の値が所定の範囲にあるときにメトリックデータＰｂ０が“１”らしさと“０”らしさとの間を示す値となる関数を使用する場合には、“０”でも“１”でもないことを示すメトリックデータの割合が過剰に増える。このため、そのようなメトリックデータを使用して誤り訂正を行っても十分な訂正効果が得られない。そこで、たとえば、メトリック変換部１６１は、入力される方式信号ＳＣＭがマルチパス妨害に適した方式を示す場合には、図６（ｂ）のような特性の関数を選択し、その他の場合、すなわち、方式信号ＳＣＭが、マルチパス妨害が存在しないこと、または、ＡＷＧＮ妨害に適した方式を示す場合には、図６（ａ）のような特性の関数を選択する。
【００４８】
この結果、マルチパス妨害が存在する環境下にて信頼性情報によるメトリックの補正が行われる場合でも、“０”でも“１”でもないことを示すメトリックデータの割合が適切に抑えられ、効果的な誤り訂正が行うことができ、デマップ部でのメトリック変換の特性が固定されている場合に比べて受信性能が改善される。
【００４９】
なお、メトリック変換部１６１で用いられる関数として、Ｉ軸成分ＲＩの変化に対するメトリックデータＰｂ０の値の変化の比が異なる複数の関数や、メトリックデータの値の上限または下限が異なる複数の関数を用意しておき、方式信号ＳＣＭが示す、復調部１５で選択された方式に応じて、メトリック変換部１６１が適切な特性の関数を選ぶようにしてもよい。
【００５０】
復調信号の信号点ＲのＩ軸成分ＲＩに関して説明したが、デマップ部１６は、復調信号の信号点ＲのＱ軸成分ＲＱに関しても同様に処理を行う。
【００５１】
図７は、図４のデマップ部１６の変形例の構成を示すブロック図である。図４のデマップ部１６に代えて図７のデマップ部２１６を用いてもよい。図７のデマップ部２１６は、メトリック変換部２６１と、補正部２６２とを有している。メトリック変換部２６１は、方式信号ＳＣＭを用いない点を除いてメトリック変換部１６１と同様に、復調信号ＤＭＳに対する軟判定を行って、復調信号ＤＭＳをメトリックデータに変換する。補正部２６２は、補正部１６２と同様に信頼性情報ＲＬＩに従ってメトリックデータの補正を行うのみではなく、方式信号ＳＣＭにも従ってメトリックデータの補正を行う。
【００５２】
補正部２６２は、信頼性情報ＲＬＩにより信頼性が低いとされたキャリアから得られるメトリックデータを、“０”らしさと“１”らしさの程度が等しいことを示す値に近づけるように補正するが、方式信号ＳＣＭがマルチパス妨害に適した方式を示す場合には、その補正の度合いを低減させる。この結果、マルチパス妨害が存在する環境下において信頼性情報ＲＬＩによるメトリックの補正が行われる場合であっても、“０”でも“１”でもないことを示すメトリックデータの割合が抑えられ、効果的な誤り訂正が行うことができる。
【００５３】
なお、メトリック変換部１６１等が関数を用いて復調信号ＤＭＳをメトリックデータに変換する場合について説明したが、Ｉ軸成分ＲＩとメトリックデータとの間の関係を示すテーブルなどを関数に代えて用いてもよい。メトリック変換部１６１等の処理を演算器等で行ってもよい。いずれの場合も装置コストは大きくない。
【００５４】
また、本実施形態では、信頼性情報算出部５４が信頼性情報ＲＬＩを伝送路特性の電力にもとづいて算出する例について説明したが、信頼性情報の算出方法はこの例に限定されない。信頼性情報は、特定のキャリア（周波数）に生じる妨害の影響度合いに応じて当該キャリアの信頼度を評価できるものであればよい。
【００５５】
本実施形態では、復調部１５の方式判定部５１が複数の復調方式による復調を順に行い、最適な復調方式を判定する場合の例について説明したが、これに代えて複数の復調方式による復調を並列に行い、それぞれの復調方式に対応する復調結果から品質値を複数検出し、品質値がもっとも良好となる復調方式を判定してもよい。この場合にも、選択された復調方式に応じてデマップ部１６での変換処理を切り替えるようにすればよい。
【００５６】
本実施形態では、受信する信号の例としてＩＳＤＢ−Ｔ方式のＯＦＤＭ信号を例にとり説明したが、受信する信号は、ＤＶＢ−Ｔ（Digital Video Broadcasting - Terrestrial）やＤＶＢ−Ｔ２などの放送規格や、無線ＬＡＮなどの伝送規格に則ったものでもよく、また、ＯＦＤＭ信号でなくてもよい。
【００５７】
受信装置が、他の伝送規格に準拠した信号や、たとえばＱＡＭ変調信号やＶＳＢ（Vestigial-Sideband）変調信号など、シングルキャリアの変調信号を受信する受信装置の場合でも同様に実施可能である。この場合、受信した信号の等化に用いるフィルタ特性が伝送路特性に応じて適応的に変わるように構成されていれば、復調信号を軟判定してメトリックデータに変換する際の特性をフィルタ特性に応じて切り替えるように制御すればよい。
【００５８】
このように本実施形態の受信装置は、所定の複数の復調方式から最適なものを判定し、判定した方式にもとづいて復調信号を生成する復調部と、復調部で選択された方式に応じて、復調信号をメトリックデータに変換するデマップ部とを有するものであり、ＡＷＧＮ、マルチパスなど種々の妨害が存在する伝送路を経由した信号に対して、効果的な誤り訂正が簡単な構成で可能となる。したがって、受信性能の改善が低コストで実現できる。
【００５９】
本発明の多くの特徴および優位性は、記載された説明から明らかであり、よって添付の特許請求の範囲によって、本発明のそのような特徴および優位性のすべてをカバーすることが意図される。さらに、多くの変更および改変が当業者には容易に可能であるので、本発明は、図示され記載されたものと全く同じ構成および動作に限定されるべきではない。したがって、すべての適切な改変物および等価物は本発明の範囲に入るものとされる。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
以上説明したように、本発明の実施形態によると様々な伝搬環境において適切な復調、誤り訂正が可能となるので、本発明は、受信装置等について有用である。
【符号の説明】
【００６１】
１５  復調部
１６、２１６  デマップ部
５１  方式判定部
５２  伝送路特性推定部
５３  等化部
５４  信頼性情報算出部
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタル変調信号を受信する受信装置であって、
前記受信された信号に従って、所定の複数の復調方式の中から１つの復調方式を選択し、前記受信された信号を前記選択された復調方式を用いて復調して、復調信号を生成する復調部と、
前記復調信号に対して軟判定を行ってメトリックデータを求めるデマップ部とを備え、
前記デマップ部は、前記選択された復調方式に従って、前記復調信号を前記メトリックデータに変換する
受信装置。
【請求項２】
請求項１に記載の受信装置において、
前記復調部は、
前記受信された信号に従って、前記受信された信号が経由した伝送路の伝送路特性を推定する所定の複数の推定方式の中から１つの方式を前記復調方式として選択する方式判定部と、
前記方式判定部で選択された推定方式を用いて、前記受信された信号が伝送された伝送路の伝送路特性を推定する伝送路特性推定部と、
前記推定された伝送路特性を用いて、前記受信された信号を等化し、等化結果を前記復調信号として出力する等化部とを有する
受信装置。
【請求項３】
請求項２に記載の受信装置において、
前記方式判定部は、前記所定の複数の推定方式のそれぞれに対応する伝送路特性を順次求め、前記順次求められた伝送路特性にもとづいて、前記所定の複数の推定方式のうち、最良の推定方式を選択する
受信装置。
【請求項４】
請求項２に記載の受信装置において、
前記復調部は、前記推定された伝送路特性から前記復調信号の信頼性情報を算出する信頼性情報算出部をさらに有し、
前記デマップ部は、前記信頼性情報に従って前記メトリックデータの補正を行う
受信装置。
【請求項５】
請求項１に記載の受信装置において、
前記デマップ部は、前記選択された復調方式に応じた関数を用いて、前記復調信号をメトリックデータに変換する
受信装置。
【請求項６】
請求項１に記載の受信装置において、
前記デマップ部は、前記選択された復調方式に従って前記メトリックデータの補正を行う
受信装置。
【請求項７】
デジタル変調信号を受信する受信方法であって、
所定の複数の復調方式の中から前記受信された信号にもとづいて１つの復調方式を選択し、前記受信された信号を前記選択された復調方式を用いて復調して、復調信号を生成し、
前記復調信号に対して軟判定を行ってメトリックデータを求め、
前記軟判定を行う際には、前記選択された復調方式に従って、前記復調信号を前記メトリックデータに変換する
受信方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2010070884.tif 000010
【図２】
2010070884.tif 000011
【図３】
2010070884.tif 000012
【図４】
2010070884.tif 000013
【図５】
2010070884.tif 000014
【図６】
2010070884.tif 000015
【図７】
2010070884.tif 000016
【国際調査報告】
2010070884.tif 000017
2010070884.tif 000018
2010070884.tif 000019
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