(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信したＯＦＤＭ信号に対しフーリエ変換を行い、周波数領域の信号を出力するフーリエ変換手段と、
前記フーリエ変換手段により出力された周波数領域の信号から各サブキャリア情報を取得し、当該取得したサブキャリアの種類をそれぞれ判定するサブキャリア判定手段と、
前記サブキャリア判定手段により、振幅が増大されていると判定されたサブキャリアに対しては、その振幅に所定の係数を乗じたものを振幅とし、無変調と判定されたサブキャリアに対しては、その振幅を当該サブキャリアの両隣のサブキャリアの振幅の平均値とする振幅調整手段と、
前記振幅調整手段により調整された各サブキャリアの複素数で表された座標の絶対値を取り、実数化することで、各サブキャリアのそれぞれの振幅を得る振幅取得手段と、
前記振幅取得手段により取得された各サブキャリアの振幅の時間平均をとり、サブキャリア毎の平均振幅を求めることで、振幅特性の変化データを得る振幅特性データ取得手段と、
前記振幅特性データ取得手段により取得された振幅特性の変化データの両端にそれぞれ、Ｎｕｌｌデータを挿入し、データ個数を調整するデータ個数調整手段と、
前記データ個数調整手段により調整されたデータに対して、窓関数処理を行う窓関数処理手段と、
前記窓関数処理手段により処理されたデータが入力されるとともに、入力値の虚数部を０とみなして逆フーリエ変換を行う逆フーリエ変換手段と、
前記逆フーリエ変換手段による処理データから、その片側部分のみを抽出する処理データ抽出手段と、
前記処理データ抽出手段により抽出されたデータの絶対値及び対数を算出するデータ算出手段と、
前記データ算出手段から算出された数値に基づき、遅延プロファイルを作成する遅延プロファイル作成手段と、
を備えることを特徴とする遅延プロファイル作成回路。
【請求項２】
前記データ算出手段は、前記処理データ抽出手段により抽出されたデータの絶対値及び対数を算出するとともに、それらに対して、振幅方向の正規化処理を行うことを特徴とする請求項１記載の遅延プロファイル作成回路。
【請求項３】
受信したＯＦＤＭ信号に対しフーリエ変換を行い、周波数領域の信号を出力するフーリエ変換ステップと、
前記フーリエ変換ステップにより出力された周波数領域の信号から各サブキャリア情報を取得し、当該取得したサブキャリアの種類をそれぞれ判定するサブキャリア判定ステップと、
前記サブキャリア判定ステップにより、振幅が増大されていると判定されたサブキャリアに対しては、その振幅に所定の係数を乗じたものを振幅とし、無変調と判定されたサブキャリアに対しては、その振幅を当該サブキャリアの両隣のサブキャリアの振幅の平均値とする振幅調整ステップと、
前記振幅調整ステップにより調整された各サブキャリアの複素数で表された座標の絶対値を取り、実数化することで、各サブキャリアのそれぞれの振幅を得る振幅取得ステップと、
前記振幅取得ステップにより取得された各サブキャリアの振幅の時間平均をとり、サブキャリア毎の平均振幅を求めることで、振幅特性の変化データを得る振幅特性データ取得ステップと、
前記振幅特性データ取得ステップにより取得された振幅特性の変化データの両端にそれぞれ、Ｎｕｌｌデータを挿入し、データ個数を調整するデータ個数調整ステップと、
前記データ個数調整ステップにより調整されたデータに対して、窓関数処理を行う窓関数処理ステップと、
前記窓関数処理ステップにより処理されたデータが入力されるとともに、入力値の虚数部を０とみなして逆フーリエ変換を行う逆フーリエ変換ステップと、
前記逆フーリエ変換ステップによる処理データから、その片側部分のみを抽出する処理データ抽出ステップと、
前記処理データ抽出ステップにより抽出されたデータの絶対値及び対数を算出するデータ算出ステップと、
前記データ算出ステップから算出された数値に基づき、遅延プロファイルを作成する遅延プロファイル作成ステップと、
を含むことを特徴とする遅延プロファイル作成方法。
【請求項４】
前記データ算出ステップは、前記処理データ抽出ステップにより抽出されたデータの絶対値及び対数を算出するとともに、それらに対して、振幅方向の正規化処理を行うことを特徴とする請求項３記載の遅延プロファイル作成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受信したＯＦＤＭ方式を用いるデジタル信号に基づいて、遅延波状態の測定に用いる遅延プロファイルを作成する作成回路及びその作成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、デジタルＦＰＵ（Field Pickup Unit）や、地上デジタルＴＶ放送などで用いられているＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplex）方式における送受信において、受信側におけるマルチパス等に起因する電波遅延の状態を計測するために、遅延プロファイルが作成されているが、この遅延プロファイルを作成する方法としては、位相・振幅・挿入位置などが既知であるパイロット信号から得られるチャネル情報に基づいて逆フーリエ変換（IFFT）の処理を行うといったプロセスが採用されている技術が一般的とされてきていた。
【０００３】
例えば、図４に示すように、従来の遅延プロファイル作成回路５０は、一般的なＯＦＤＭ復調側と、遅延プロファイル作成（算出）側とから構成されているもので、まず、ＯＦＤＭ復調側において、フーリエ変換部５２が、受信し、同期再生・直交復調されたＯＦＤＭ信号に対しフーリエ変換を行うことで、周波数領域の信号を出力し、さらに、サブキャリア判定部５４が、フーリエ変換部５２により出力された周波数領域の信号から各サブキャリア情報を取得し、この取得したサブキャリアの種類をそれぞれ判定していく。
【０００４】
続いて、サブキャリア調整部５６が、サブキャリア判定部５４によってパイロット信号と判定されたサブキャリアに対しては、そこからパイロット情報のデータを抽出し、その他のサブキャリアからのデータは、全て破棄するといった処理を行う。そして、データ個数調整部５８が、サブキャリア調整部５６により抽出されたパイロット情報のデータの両端にそれぞれ、Ｎｕｌｌデータ（０データ）を挿入することで、データ個数を調整し、そのデータに対して、窓関数処理部６０が窓関数処理を行い、さらに、逆フーリエ変換処理といった、それに続く処理（６２、６４、６６）を経て遅延プロファイルが作成されていくといった構成となっている。
【０００５】
例えば、特許文献１には、ＯＦＤＭ信号を受信し、伝送路特性を算出するＯＦＤＭ信号受信装置において、前記ＯＦＤＭ信号のＲＦ信号をＩＦ信号に変換し、前記アナログのＩＦ信号をデジタルのＩＦ信号に変換し、前記デジタルのＩＦ信号を直交復調して等価ベースバンド信号を生成し、前記等価ベースバンド信号からＧＩを除去して有効シンボル期間の等価ベースバンド信号を出力する無線部と、前記無線部により出力された等価ベースバンド信号をＦＦＴし、周波数領域の信号を出力するＦＦＴ部と、前記ＦＦＴ部により出力された周波数領域の信号からパイロット信号を抽出し、パイロットキャリア位置の伝送路特性を算出するパイロット信号抽出部と、前記パイロット信号抽出部により算出されたパイロットキャリア位置の伝送路特性の位相を補正し、ＯＦＤＭシンボル間の位相を揃える位相補正部と、前記位相補正部によりシンボル間の位相が揃えられた信号に対し、ＯＦＤＭシンボル方向に内挿補間を行う内挿補間処理部と、前記内挿補間処理部により内挿補間された複数の信号をＯＦＤＭシンボル間で加算平均する加算平均処理部と、前記加算平均処理部により加算平均された信号をＩＦＦＴし、遅延プロファイルを算出する遅延プロファイル算出部とを備えたことを特徴とするＯＦＤＭ信号受信装置が開示されている。
【０００６】
また、特許文献２には、予め決められたキャリア位置に振幅・位相等化用のパイロット信号が配置されたデジタルベースバンドのＯＦＤＭ信号をＦＦＴ処理するＦＦＴ手段と、この手段のＦＦＴ出力から前記パイロット信号を抽出するパイロット信号抽出手段と、この手段で抽出されたパイロット信号から入力信号の振幅周波数特性及び位相周波数特性を推定する特定推定手段と、この手段で推定された特性値をＩＦＦＴ処理し、振幅値及び位相値を検出するＩＦＦＴ手段とを具備することを特徴とする遅延プロファイル測定装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１２−１０１７９号公報
【特許文献２】特開２０００−１１５０８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記従来技術や、特許文献に記載されている技術によると、例えば、パイロット信号から得られる情報データのみに基づいて遅延プロファイルを作成する構成となっているため、図５（ａ）に示しているように、遅延プロファイル作成のための演算に用いるサブキャリアの周波数間隔が広くなってしまうため、（ｂ）に示すように、遅延プロファイルが短い時間までしか推定できないこととなり、マルチパス等に起因する伝送路歪みの周波数間隔が、パイロット信号の挿入間隔よりも短くなるような長時間の遅延波については、正しく測定できないという欠点が指摘されている。
【０００９】
本発明は、上述の課題を解決するためのもので、マルチパス等に起因する伝送路歪みの周波数間隔が、パイロット信号の挿入間隔よりも短くなるような長時間の遅延波についても、正確な測定が可能となる遅延プロファイルの作成回路及びその作成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述の課題に対応するため、本発明は、以下の技術的手段を講じている。
即ち、請求項１記載の発明は、受信したＯＦＤＭ信号に対しフーリエ変換を行い、周波数領域の信号を出力するフーリエ変換手段と、前記フーリエ変換手段により出力された周波数領域の信号から各サブキャリア情報を取得し、当該取得したサブキャリアの種類をそれぞれ判定するサブキャリア判定手段と、前記サブキャリア判定手段により、振幅が増大されていると判定されたサブキャリアに対しては、その振幅に所定の係数を乗じたものを振幅とし、無変調と判定されたサブキャリアに対しては、その振幅を当該サブキャリアの両隣のサブキャリアの振幅の平均値とする振幅調整手段と、前記振幅調整手段により調整された各サブキャリアの複素数で表された座標の絶対値を取り、実数化することで、各サブキャリアのそれぞれの振幅を得る振幅取得手段と、前記振幅取得手段により取得された各サブキャリアの振幅の時間平均をとり、サブキャリア毎の平均振幅を求めることで、振幅特性の変化データを得る振幅特性データ取得手段と、前記振幅特性データ取得手段により取得された振幅特性の変化データの両端にそれぞれ、Ｎｕｌｌデータを挿入し、データ個数を調整するデータ個数調整手段と、前記データ個数調整手段により調整されたデータに対して、窓関数処理を行う窓関数処理手段と、前記窓関数処理手段により処理されたデータが入力されるとともに、入力値の虚数部を０とみなして逆フーリエ変換を行う逆フーリエ変換手段と、前記逆フーリエ変換手段による処理データから、その片側部分のみを抽出する処理データ抽出手段と、前記処理データ抽出手段により抽出されたデータの絶対値及び対数を算出するデータ算出手段と、前記データ算出手段から算出された数値に基づき、遅延プロファイルを作成する遅延プロファイル作成手段とを備えることを特徴とする遅延プロファイル作成回路である。
【００１１】
次に、請求項２記載の発明は、請求項１記載の遅延プロファイル作成回路であって、前記データ算出手段は、前記処理データ抽出手段により抽出されたデータの絶対値及び対数を算出するとともに、それらに対して、振幅方向の正規化処理を行うことを特徴としている。
【００１２】
さらに、請求項３記載の発明は、受信したＯＦＤＭ信号に対しフーリエ変換を行い、周波数領域の信号を出力するフーリエ変換ステップと、前記フーリエ変換ステップにより出力された周波数領域の信号から各サブキャリア情報を取得し、当該取得したサブキャリアの種類をそれぞれ判定するサブキャリア判定ステップと、前記サブキャリア判定ステップにより、振幅が増大されていると判定されたサブキャリアに対しては、その振幅に所定の係数を乗じたものを振幅とし、無変調と判定されたサブキャリアに対しては、その振幅を当該サブキャリアの両隣のサブキャリアの振幅の平均値とする振幅調整ステップと、前記振幅調整ステップにより調整された各サブキャリアの複素数で表された座標の絶対値を取り、実数化することで、各サブキャリアのそれぞれの振幅を得る振幅取得ステップと、前記振幅取得ステップにより取得された各サブキャリアの振幅の時間平均をとり、サブキャリア毎の平均振幅を求めることで、振幅特性の変化データを得る振幅特性データ取得ステップと、前記振幅特性データ取得ステップにより取得された振幅特性の変化データの両端にそれぞれ、Ｎｕｌｌデータを挿入し、データ個数を調整するデータ個数調整ステップと、前記データ個数調整ステップにより調整されたデータに対して、窓関数処理を行う窓関数処理ステップと、前記窓関数処理ステップにより処理されたデータが入力されるとともに、入力値の虚数部を０とみなして逆フーリエ変換を行う逆フーリエ変換ステップと、前記逆フーリエ変換ステップによる処理データから、その片側部分のみを抽出する処理データ抽出ステップと、前記処理データ抽出ステップにより抽出されたデータの絶対値及び対数を算出するデータ算出ステップと、前記データ算出ステップから算出された数値に基づき、遅延プロファイルを作成する遅延プロファイル作成ステップとを含むことを特徴とする遅延プロファイル作成方法である。
【００１３】
そして、請求項４記載の発明は、請求項３記載の遅延プロファイル作成方法であって、前記データ算出ステップは、前記処理データ抽出ステップにより抽出されたデータの絶対値及び対数を算出するとともに、それらに対して、振幅方向の正規化処理を行うことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、マルチパス等に起因する伝送路歪みの周波数間隔が、パイロット信号の挿入間隔よりも短くなるような長時間の遅延波についても、正確な測定できる遅延プロファイルを作成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る遅延プロファイル作成回路の実施形態を示したブロック図である。
【図２】本発明に係る遅延プロファイル作成方法の実施形態を示したフローチャートである。
【図３】本発明に係る遅延プロファイル作成回路及び遅延プロファイル作成方法の実施形態に関する概念図で、（ａ）は演算に用いるサブキャリアを示したグラフで、（ｂ）は演算結果に基づいてグラフ表示された遅延プロファイルの一例を示したものである。
【図４】従来の遅延プロファイル作成回路の実施形態を示したブロック図である。
【図５】従来の遅延プロファイル作成回路及び遅延プロファイル作成方法に関する概念図で、（ａ）は演算に用いるサブキャリアを示したグラフで、（ｂ）は演算結果に基づいてグラフ表示された遅延プロファイルの一例を示したものである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明に係る遅延プロファイル作成回路及びその作成方法の実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係る遅延プロファイル作成回路の実施形態を示したブロック図で、図２は、本発明に係る遅延プロファイル作成方法の実施形態を示したフローチャートである。また、図３は、本発明に係る遅延プロファイル作成回路及び遅延プロファイル作成方法の実施形態に関する概念図で、（ａ）は演算に用いるサブキャリアを示したグラフで、（ｂ）は演算結果に基づいてグラフ表示された遅延プロファイルの一例を示したものである。
【００１７】
なお、符号については、１０は遅延プロファイル作成回路、１２はＯＦＤＭ復調部、１４はフーリエ変換部、１６はサブキャリア判定部、１８は振幅調整部、２０は振幅取得部、２２は振幅特性データ取得部、２４はデータ個数調整部、２６は窓関数処理部、２８は逆フーリエ変換部、３０は処理データ抽出部、３２はデータ算出部、３４は遅延プロファイル作成部を示している。
【００１８】
まず、本実施形態における遅延プロファイル作成回路１０は、図１に示すように、一般的なＯＦＤＭ復調側と、遅延プロファイル作成（算出）側とから構成されている。そして、この遅延プロファイル作成回路１０は、ＯＦＤＭ復調部１２が受信し、同期再生・直交復調したＯＦＤＭ信号に対しフーリエ変換を行うことで、周波数領域の信号を出力するフーリエ変換部１４と、フーリエ変換部１４により出力された周波数領域の信号から各サブキャリア情報を取得し、この取得したサブキャリアの種類をそれぞれ判定するサブキャリア判定部１６とを備えている。
【００１９】
さらに、遅延プロファイル作成回路１０は、サブキャリア判定部１６により、振幅が増大されていると判定されたサブキャリアに対しては、その振幅に所定の係数を乗じたもの（本実施形態では、係数を３／４としている。）を振幅とし、無変調と判定されたサブキャリアに対しては、その振幅を対応するサブキャリアの両隣のサブキャリアの振幅の平均値とする振幅調整部１８と、振幅調整部１８により調整された各サブキャリアの複素数で表された座標の絶対値を取り、実数化することで、各サブキャリアのそれぞれの振幅を得る振幅取得部２０とを備えている。
【００２０】
またさらに、遅延プロファイル作成回路１０は、振幅取得部２０により取得された各サブキャリアの振幅の時間平均をとり（本実施形態では、１６ＯＦＤＭシンボル程度としている。）、サブキャリア毎の平均振幅を求めることで、振幅特性の変化データを得る振幅特性データ取得部２２と、振幅特性データ取得部２２により取得された振幅特性の変化データの両端にそれぞれ、Ｎｕｌｌデータ（０データ）を挿入し、データ個数を調整するデータ個数調整部２４と、データ個数調整部２４により調整されたデータに対して、窓関数処理を行う窓関数処理部２６を備えている。
【００２１】
続いて、遅延プロファイル作成回路１０は、窓関数処理部２６により処理されたデータが入力されるとともに、入力値の虚数部を０とみなして逆フーリエ変換を行う逆フーリエ変換部２８と、逆フーリエ変換部２８による処理データから、その片側部分のみを抽出する処理データ抽出部３０と、処理データ抽出部３０により抽出されたデータの絶対値及び対数を算出するデータ算出部３２と、データ算出部３２から算出された数値に基づき、遅延プロファイルを作成する遅延プロファイル作成部３４とを備えている。
【００２２】
次に、本実施形態における遅延プロファイル作成回路１０の詳細について、本発明に係る遅延プロファイルの作成方法の実施形態とともに、図２に示すフローチャートも参照しながら説明する。まず、ＯＦＤＭ復調部１２は、受信したＯＦＤＭ信号に対し、同期再生・直交復調の処理をするとともに、その信号をフーリエ変換部１４によって、フーリエ変換し、周波数領域の信号として出力させていく（ステップ１）。
【００２３】
そして、サブキャリア判定部１６が、フーリエ変換部１４により出力された信号から各サブキャリアの情報を取得し、この取得した情報に基づいて、それぞれのサブキャリアの種類を判定していく（ステップ２）。続いて、振幅調整部１８が、サブキャリア判定部１６により、振幅が増大されていると判定されたサブキャリアに対しては、その振幅に所定の係数を乗じたもの（本実施形態では、係数を３／４としている。）を振幅とし、無変調と判定されたサブキャリアに対しては、その振幅を対応するサブキャリアの両隣のサブキャリアの振幅の平均値とする振幅調整を行う。なお、その他一般のサブキャリアと判定されたものに対しては、特段の処理を行わない（ステップ３）。
【００２４】
これは、デジタルＦＰＵや、地上デジタルＴＶ放送で用いられているＯＦＤＭ信号は、サブキャリア毎の平均振幅は一定ではなく、例えば、パイロット信号やＴＭＣＣ（Transmission and Multiplexing Configuration Control）のサブキャリアは、振幅が大きく、また、帯域中心に当たるサブキャリアや、ＡＣ（Auxiliary Channel）を使用しない場合のＡＣ用サブキャリアは無変調であるため、帯域全体の振幅特性を推定するためには、振幅調整を行うことが重要だからである。
【００２５】
そして、振幅取得部２０が、振幅調整部１８により調整された各サブキャリアの振幅を取得していく（ステップ４）。各サブキャリアは、振幅・位相が複素数により表されているが、この座標の絶対値を取り、実数化することで、各サブキャリアの振幅を取得していくというものである。なお、位相の情報は、ここで破棄することになる。
【００２６】
次に、振幅特性データ取得部２２が、振幅取得部２０により取得された各サブキャリアの振幅の時間平均をとり、サブキャリア毎の平均振幅を求め、伝送路歪みによる振幅特性の変化データを取得していく（ステップ５）。なお、本実施形態では、計算機シミュレーションにおいて、１６ＯＦＤＭシンボル程度に渡る時間平均を行うが、演算速度や、回路規模を勘案し、適宜増減させるようにする。
【００２７】
続いて、後工程において、振幅特性データ取得部２２が取得した振幅特性データに対して逆フーリエ変換を行うため、データ個数調整部２４が、振幅特性データのデータ個数を２＾ｎ個単位とすべく、両側にＮｕｌｌデータをそれぞれ付け足す処理を行う（ステップ６）。そして、両側にＮｕｌｌデータが付け足されたデータに対し、窓関数処理部２６が、窓関数処理を行う（ステップ７）。なお、本実施形態では、計算機シミュレーションにおいて、Blackman窓関数を用いるが、適宜他の窓関数を用いても良い。
【００２８】
次に、逆フーリエ変換部２８が、窓関数処理部２６により窓関数処理されたデータの入力に対し、その入力値の虚数部を０とみなして逆フーリエ変換を行う（ステップ８）。さらに、処理データ抽出部３０が、逆フーリエ変換部２８による処理データ（２＾ｎ）pointから、その片側部分のみ（２＾（ｎ−１）point）を抽出していく（ステップ９）。これは、実数ＩＦＦＴであることから、演算結果が時間方向に対称となっているためである。この処理は、伝送路歪みが原因である遅延波は、主波より時間的に遅延したものだけとみなす処理に該当する。
【００２９】
そして、データ算出部３２が、抽出されたデータの絶対値及び対数を算出する（ステップ１０）。これは、演算した遅延プロファイルをグラフ表示するのに当たり、縦軸をｄＢ単位で表すために必要な処理である。なお、通常、遅延プロファイルの演算をする以前の工程において、ＡＧＣ（自動ゲイン制御）が用いられることから、正規化処理を行うことは不要ではあるが、主波強度を常に０ｄＢ（基準強度）とするために、データ算出部３２において、振幅方向の正規化処理を行うよう構成しても良い。
【００３０】
そして、遅延プロファイル作成部３４が、データ算出部３２により算出された数値に基づき、遅延プロファイルを作成していく（ステップ１１）。上記の通りの構成により遅延プロファイル作成の処理を行うため、図３（ａ）に示しているように、遅延プロファイル作成のための演算に用いるサブキャリアの周波数間隔が狭く、マルチパス等に起因する伝送路歪みの周波数間隔が、パイロット信号の挿入間隔よりも短くなるような長時間の遅延波についても、（ｂ）に示すように、正しく測定することができるようになるわけである。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明に係る遅延プロファイル作成回路及びその作成方法は、マルチパス等に起因する伝送路歪みの周波数間隔が、パイロット信号の挿入間隔よりも短くなるような長時間の遅延波についても正確な遅延プロファイルを作成することが必要な状況において、好適に用いることができる。
【符号の説明】
【００３２】
１０  遅延プロファイル作成回路
１２  ＯＦＤＭ復調部
１４  フーリエ変換部
１６  サブキャリア判定部
１８  振幅調整部
２０  振幅取得部
２２  振幅特性データ取得部
２４  データ個数調整部
２６  窓関数処理部
２８  逆フーリエ変換部
３０  処理データ抽出部
３２  データ算出部
３４  遅延プロファイル作成部
【図１】
0006580449.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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