(57)【要約】【課題】本発明は、ダイバシティ受信によるＯＦＤＭ受信装置において、フェージング耐性とマルチパス耐性とを両立させることを目的とする。【解決手段】本発明のＯＦＤＭ受信装置１は、ＯＦＤＭ信号を受信する第１受信部２と、この第１受信部２に接続された第１伝送路補正部３と、ＯＦＤＭ信号を受信する第２受信部４と、この第２受信部４に接続された第２伝送路補正部５と、第１伝送路補正部３および第２伝送路補正部５に接続されたダイバシティ部６とを有する。さらに、第１伝送路補正部３は、第１受信部２から出力された第１時間間隔の信号を用いて伝送路歪みを推定することにより第１受信部２から出力された受信信号を補正し、第２伝送路補正部５は第２受信部４から出力された第１時間間隔より短い第２時間間隔の信号を用いて伝送路歪みを推定し第２受信部４から出力された受信信号を補正する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＯＦＤＭ信号を受信する第１受信部と、この第１受信部に接続された第１伝送路補正部と、ＯＦＤＭ信号を受信する第２受信部と、この第２受信部に接続された第２伝送路補正部と、前記第１伝送路補正部および前記第２伝送路補正部に接続されたダイバシティ部とを有し、前記第１伝送路補正部は、前記第１受信部から出力された第１時間間隔の信号を用いて伝送路歪みを推定することにより前記第１受信部から出力された受信信号を補正し、前記第２伝送路補正部は、前記第２受信部から出力された前記第１時間間隔より短い第２時間間隔の信号を用いて伝送路歪みを推定し前記第２受信部から出力された受信信号を補正するＯＦＤＭ受信装置。
【請求項２】
前記ＯＦＤＭ信号はパイロット信号を有し、前記第１伝送路補正部は、前記第１受信部から出力された信号に含まれ第１シンボル間隔で配置されたパイロット信号を用いて伝送路歪みを推定することにより前記第１受信部から出力された受信信号を補正し、前記第２伝送路補正部は、前記第２受信部から出力された信号に含まれ前記第１シンボル間隔より短い第２シンボル間隔で配置されたパイロット信号を用いて伝送路歪みを推定することにより前記第２受信部から出力された受信信号を補正する請求項１に記載のＯＦＤＭ受信装置。
【請求項３】
前記受信部および前記伝送路補正部が直列接続された直列接続体が３つ以上設けられ、各々の前記直列接続体の前記伝送路補正部はそれぞれ異なる時間間隔の信号を用いて伝送路歪みを推定し前記受信部から出力された受信信号を補正する請求項１に記載のＯＦＤＭ受信装置。
【請求項４】
制御部と、この制御部から入力される制御信号に従って第２受信部の動作開始または動作停止とする制御を行うイネーブル回路と、前記第１受信部および前記第２受信部にそれぞれ接続されるとともに前記制御部から入力される制御信号に従って前記第１受信部からの信号と前記第２受信部からの信号のいずれか一方の入力信号を前記第２伝送路補正部に出力する信号選択部と、前記ダイバシティ部に接続された誤り訂正部と、この誤り訂正部と前記制御部との間に接続された誤り率計測部とをさらに有し、
前記制御部は、前記誤り率計測部が計測する誤り率が所定の値より小さい場合には、前記イネーブル回路に対して動作停止とする制御信号を出力すると共に前記信号選択部に対して前記第１受信部からの入力信号を選択する制御信号を出力し、前記誤り率が前記所定の値以上の場合には前記イネーブル回路に対して動作開始とする制御信号を出力すると共に前記信号選択部に対して前記第２受信部からの入力信号を選択する制御信号を出力する請求項１または請求項２に記載のＯＦＤＭ受信装置。
【請求項５】
前記誤り率計測部は前記ダイバシティ部に接続されたＣＮ比計測部であり、前記制御部は、前記ＣＮ比計測部が計測するＣＮ比が所定の値よりも大きい場合には、前記イネーブル回路に対して動作停止とする制御信号を出力すると共に前記信号選択部に対して前記第１受信部からの入力信号を選択する制御信号を出力し、前記ＣＮ比が前記所定の値以下の場合には前記イネーブル回路に対して動作開始とする制御信号を出力すると共に前記信号選択部に対して前記第２受信部からの入力信号を選択する制御信号を出力する請求項４に記載のＯＦＤＭ受信装置。
【請求項６】
ＯＦＤＭ信号を受信する受信部と、この受信部に接続された第１伝送路補正部と、前記受信部に接続された第２伝送路補正部と、前記第１伝送路補正部及び前記第２伝送路補正部に接続されたダイバシティ部とを有し、
前記第１伝送路補正部は、前記第１受信部から出力された第１時間間隔の信号を用いて伝送路歪みを推定することにより前記第１受信部から出力された受信信号を補正し、前記第２伝送路補正部は、前記第２受信部から出力された前記第１時間間隔より短い第２時間間隔の信号を用いて伝送路歪みを推定し前記第２受信部から出力された受信信号を補正するＯＦＤＭ受信装置。
【請求項７】
前記ＯＦＤＭ信号はパイロット信号を有し、前記第１伝送路補正部は、前記第１受信部から出力された信号に含まれ第１シンボル間隔で配置されたパイロット信号を用いて伝送路歪みを推定することにより前記第１受信部から出力された受信信号を補正し、前記第２伝送路補正部は、前記第２受信部から出力された信号に含まれ前記第１シンボル間隔より短い第２シンボル間隔で配置されたパイロット信号を用いて伝送路歪みを推定することにより前記第２受信部から出力された受信信号を補正する請求項６に記載のＯＦＤＭ受信装置。
【請求項８】
前記伝送路補正部が３つ以上設けられ、各々の前記伝送路補正部は、前記受信部から出力されそれぞれ異なる時間間隔の信号を用いて伝送路歪みを推定し前記受信部から出力された受信信号を補正する請求項６に記載のＯＦＤＭ受信装置。
【請求項９】
ＯＦＤＭ信号を受信する第１受信部と、この第１受信部に接続された第１伝送路補正部と、ＯＦＤＭ信号を受信する第２受信部と、この第２受信部に接続された第２伝送路補正部と、前記第１伝送路補正部および前記第２伝送路補正部に接続されたダイバシティ部と、このダイバシティ部の出力側に接続された信号処理部と、この信号処理部の出力側に接続された表示部とを有し、前記第１伝送路補正部は、前記第１受信部から出力された第１時間間隔の信号を用いて伝送路歪みを推定することにより前記第１受信部から出力された受信信号を補正し、前記第２伝送路補正部は、前記第２受信部から出力された前記第１時間間隔より短い第２時間間隔の信号を用いて伝送路歪みを推定し前記第２受信部から出力された受信信号を補正するＯＦＤＭ受信機器。
【請求項１０】
ＯＦＤＭ信号を受信する受信部と、この受信部に接続された第１伝送路補正部と、前記受信部に接続された第２伝送路補正部と、前記第１伝送路補正部及び前記第２伝送路補正部に接続されたダイバシティ部と、このダイバシティ部の出力側に接続された信号処理部と、この信号処理部の出力側に接続された表示部とを有し、前記第１伝送路補正部は、前記第１受信部から出力された第１時間間隔の信号を用いて伝送路歪みを推定することにより前記第１受信部から出力された受信信号を補正し、前記第２伝送路補正部は、前記第２受信部から出力された前記第１時間間隔より短い第２時間間隔の信号を用いて伝送路歪みを推定し前記第２受信部から出力された受信信号を補正するＯＦＤＭ受信機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直交周波数分割多重（以下、ＯＦＤＭと称す）信号を受信し、伝送路特性を推定して受信性能を向上させるＯＦＤＭ受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＯＦＤＭ変調方式を採用したデジタル放送が開始され、さらに携帯受信端末でも視聴できる１セグメント放送が開始された。
【０００３】
しかし携帯端末受信システムにおいては、家庭用大型アンテナに比べて小型サイズのアンテナを用いて地上高が低い位置で信号を受信する必要があり、また利用者が移動しながら視聴するので、受信環境が大幅に劣化する。特に、マルチパスに起因する周波数選択性の伝送路歪みや、移動受信に起因するフェージングなど、劣悪な受信環境において、受信した信号波形から送信時の信号波形を復元し、放送番組を再生する必要がある。
【０００４】
従来、このような劣悪な受信環境においては伝送路補正技術やダイバシティ受信技術が有効であることが知られている。
【０００５】
伝送路補正技術とは、伝送路によって生じる波形歪みを推定し、受信信号の歪みを除去することにより補正する技術である。デジタル放送においては送受信間で既知であるパイロット信号を所定の間隔で配置しているため、受信機は受信したパイロット信号と受信機内部で生成したパイロット信号の差分から伝送路で発生した波形歪みを知ることができる。これを用いて補間処理を行い、パイロット信号以外のデータ信号の波形歪みを推定し、歪み除去を行うことによりマルチパス耐性を改善することができる。
【０００６】
またダイバシティ受信技術とは、例えば、空間ダイバシティ受信方式では２本のアンテナを空間的に十分に離して設置し、それぞれのアンテナが受信した信号の受信電力を比較して選択または合成を行う受信方法である。これにより一方のアンテナの受信電力が低い場合であっても、他方のアンテナの受信電力が高ければ送信時の信号波形を復元することができ、フェージングに対して改善効果を得ることができる。
【０００７】
さらに、ＯＦＤＭにおいては位相が互いに直交する多数の搬送波（以下、サブキャリアという）を用いて伝送するため、それぞれのアンテナで受信した信号にフーリエ変換処理を施して周波数軸上のサブキャリアに変換し、このサブキャリア単位で合成を行うことにより、周波数選択性の伝送路歪みに対しても改善効果を得ることができる。
【０００８】
これら伝送路補正技術とダイバシティ受信技術を用いることにより、マルチパスやフェージングによる特性劣化を改善することができる。
【０００９】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、非特許文献１が知られている。
【非特許文献１】井口貨敬  他、地上デジタル放送受信器における斜め補間方式を用いた伝送路推定、電子情報通信学会大会講演論文集、ＶＯＬ．２００５  ソサイエティ  １  Ｐａｇｅ５３１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、パイロット信号を用いた伝送路補正においては、補正処理に用いるパイロット信号によって受信特性が大きく変化する。例えば、シンボル方向で第１間隔だけ離れて配置されたパイロット信号を用いて伝送路推定処理を行った場合と、第１間隔より短い第２間隔だけ離れて配置されたパイロット信号を用いて伝送路推定処理を行った場合では、受信信号の時間変動に対する追従性および周波数選択性歪みに対する推定精度が異なった結果が得られるため、フェージング耐性やマルチパス耐性はそれぞれ異なったものとなる。
【００１１】
従来はダイバシティ受信を行う場合には、それぞれのアンテナで受信した受信信号に対して、それぞれの受信系統で同じ伝送路推定手法を用いてそれぞれ補正処理を行っていたため、フェージング耐性を改善する伝送路推定手法を用いた場合にはマルチパス耐性が劣化し、マルチパス耐性を改善する伝送路推定手法を用いた場合にはフェージング耐性が劣化する結果となり、フェージング耐性とマルチパス耐性とを両立させることが困難であった。
【００１２】
そこで本発明は、ダイバシティ受信によるＯＦＤＭ受信装置において、フェージング耐性とマルチパス耐性とを両立させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明のＯＦＤＭ受信装置は、ＯＦＤＭ信号を受信する第１受信部と、この第１受信部に接続された第１伝送路補正部と、ＯＦＤＭ信号を受信する第２受信部と、この第２受信部に接続された第２伝送路補正部と、第１伝送路補正部および第２伝送路補正部に接続されたダイバシティ部とから少なくとも構成される。さらに、第１伝送路補正部は、第１受信部から出力された第１時間間隔の信号を用いて伝送路歪みを推定することにより第１受信部から出力された受信信号を補正し、第２伝送路補正部は第２受信部から出力された第１時間間隔より短い第２時間間隔の信号を用いて伝送路歪みを推定し第２受信部から出力された受信信号を補正する。
【発明の効果】
【００１４】
上記手段により、第１伝送路補正部としてフェージング耐性に優れた伝送路推定手法を用いて補正を行い、第２伝送路補正部としてマルチパス耐性に優れた伝送路推定手法を用いて補正を行い、それぞれの出力信号に対してダイバシティによる合成を行うことにより、フェージング耐性とマルチパス耐性とを両立させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
（実施の形態１）
以下、本発明における実施の形態１について図１から図６を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態１における受信装置のブロック図である。図１において、ＯＦＤＭ受信装置１は、ＯＦＤＭ信号を受信する第１受信部２と、この第１受信部２に接続された第１伝送路補正部３と、ＯＦＤＭ信号を受信する第２受信部４と、この第２受信部４に接続された第２伝送路補正部５と、第１伝送路補正部３および第２伝送路補正部５に接続されたダイバシティ部６を有する。上記第１受信部２及び第２受信部４はそれぞれ受信信号をフーリエ変換する高速フーリエ変換部を有する。尚、このＯＦＤＭ受信装置１を搭載したＯＦＤＭ受信機器（図示せず）は、ダイバシティ部６の出力側に接続された信号処理部（図示せず）と、この信号処理部の出力側に接続された表示部（図示せず）とを有する。また第１伝送路補正部３は、第１受信部２から出力された受信信号から伝送路状態を推定する第１伝送路推定部７と、第１伝送路推定部７の推定結果に基づいて受信信号を補正する補正部８で構成され、第２伝送路補正部５は第２受信部４から出力された受信信号から伝送路状態を推定する第２伝送路推定部９と、第２伝送路推定部９の推定結果に基づいて受信信号を補正する補正部１０で構成されている。
【００１６】
この構成において、第１伝送路補正部３は第１受信部２から出力された第１時間間隔の受信信号を用いて伝送路推定を行った結果を基に補正部８で補正を行った結果をダイバシティ部６に出力し、第２伝送路補正部５は第２受信部４から出力され第１時間間隔より短い第２時間間隔の受信信号を用いて伝送路推定を行った結果を基に補正部１０で補正を行った結果をダイバシティ部６に出力する。さらにダイバシティ部６は第１伝送路補正部３および第２伝送路補正部５からの入力信号に対し、ダイバシティ部６の内部の信号品質算出器（図示せず）にて算出するそれぞれの信号品質に基づいて合成を行う。これにより、第１伝送路補正部３によるマルチパス耐性および第２伝送路補正部５によるフェージング耐性の両立を実現することができる。
【００１７】
パイロット信号を有する場合の具体例を図を用いて説明する。図２はＯＦＤＭ信号の信号配置を示している。黒丸で示した位置にはパイロット信号が配置され、白丸で示した位置にはデータ信号が配置されている。パイロット信号は送受信間で既知の信号であるため、ＯＦＤＭ受信装置１は、受信したパイロット信号を用いて伝送路推定を行い、データ信号に対して補正処理を行うことができる。ここで伝送路推定の処理方法としていくつかの手法がある。
【００１８】
第１手法は、図２に点線矢印にて示すように、同一キャリア内の時間軸方向に並んだパイロット信号を用いてその間に位置するデータ信号を補間する。その結果、図３に示すように同一シンボルにおいてパイロット信号および時間軸補間された信号が３キャリア置きに得られる。さらに各シンボルに対して周波数軸方向に補間を行うことにより、全てのデータ信号位置における伝送路推定値（図示せず）が得られる。
【００１９】
第２手法は、図４に点線矢印にて示すように、斜め方向に補間を行う。その結果、図５に示すようにパイロット信号および斜め補間された信号が得られ、さらに各シンボルに対して周波数軸方向に補間を行うことにより、全てのデータ信号位置における伝送路推定値（図示せず）が得られる。
【００２０】
ここで第１手法と第２手法を比較すると、第１手法は時間軸方向に４シンボル毎に配置されたパイロット信号を用いているのに対し、第２手法は斜め方向に３シンボル毎に配置されたパイロット信号を用いて補間を行っている。従って、時間変動に対する追従性は第２手法の方が優れている。一方、第１手法は周波数軸方向に３キャリア毎に配置されたパイロット信号または時間軸補間信号を用いているのに対し、第２手法は４キャリア毎に配置されたパイロット信号または斜め補間信号を用いている。従って、周波数選択性歪みに対しては第１手法の方が優れている。
【００２１】
従って、第１伝送路補正部３は第１伝送路推定部７にて前述の第１手法を用いて推定した結果を基に補正した信号を出力し、第２伝送路補正部５は第２伝送路推定部９にて前述の第２手法を用いて推定を行った結果を基に補正した信号を出力し、ダイバシティ部６はこれら第１伝送路補正部３および第２伝送路補正部５からの信号を合成することにより、第１手法の周波数選択性歪み特性によって得られるマルチパス耐性と、第２手法の時間追従特性によって得られるフェージング耐性の両立を行うことができる。
【００２２】
さらに、図６に示すように受信部と伝送路補正部の直列接続体をＮ系統設け、各伝送路補正部においてそれぞれ異なる伝送路推定手法を用いることにより補正を行い、それぞれの出力をダイバシティ部６にて合成を行うことによりさらなる特性改善効果が得られる。
【００２３】
尚、伝送路推定の手法としては様々なものが提案されており、システムによっては伝送情報量を増やすためにパイロット信号を用いずに推定する手法も検討されている。このようなシステムにおいても、本願にかかるＯＦＤＭ受信方法は有効な効果を持つものである。
【００２４】
（実施の形態２）
以下、本発明における実施の形態２について図７を用いて説明する。図７は、本発明の実施の形態２における受信装置のブロック図である。実施の形態１と同様の構成については、同一符号を付してその説明を省略し、相違点について詳述する。図７において、ＯＦＤＭ受信装置１は、さらに、制御部１１と、この制御部１１から入力される制御信号に従って第２受信部４を動作開始または動作停止する制御を行うイネーブル回路１２と、第１受信部２および第２受信部４にそれぞれ接続されると共に制御部１１から入力される制御信号に従って第１受信部２と第２受信部４のいずれか一方の入力信号を第２伝送路補正部５に出力する信号選択部１３と、ダイバシティ部６に接続された誤り訂正部１４と、誤り訂正部１４と制御部１１との間に接続された誤り率計測部１５とを有する。
【００２５】
この構成において、制御部１１は、誤り率計測部１５が計測する誤り率が所定の値より小さい場合には、イネーブル回路１２に対して動作停止とする制御信号を出力すると共に信号選択部１３に対して第１受信部２からの入力信号を選択する制御信号を出力し、誤り率が所定の値以上の場合には、イネーブル回路１２に対して動作開始とする制御信号を出力すると共に信号選択部１３に対して第２受信部４からの入力信号を選択する制御信号を出力するように制御を行う。
【００２６】
この制御により、受信環境が良好で誤り率が所定の値より小さい場合には、イネーブル回路１２が、低消費電力化のため、第２受信部４の動作を停止させると共に、信号選択部１３が第１受信部２からの入力信号を選択する。これにより、第１受信部２が受信した信号に対して第１伝送路補正部３による補正を行うのみでなく、第２伝送路補正部５においても異なる伝送路推定手法にて補正を行い、これら第１、第２伝送路補正部３，５からの出力信号をダイバシティ部６にて合成することにより、低消費電力化と、フェージング耐性及びマルチパス耐性を両立させることが可能となる。一方、受信環境が劣悪で誤り率が所定の値以上の場合には、第２受信部４の動作を開始させると共に、信号選択部１３が第２受信部４からの入力信号を選択することにより、受信感度を向上させることができる。すなわち、第１受信部２と第２受信部４がそれぞれ有するアンテナ（図示せず）にて受信した信号に対してダイバシティ部６で合成を行う場合であって、これらアンテナ２系統がノイズ非相関である場合に受信感度が向上する。例えば、それぞれのアンテナで受信する信号が非相関（相関係数が０）であれば、受信感度が３ｄＢ向上する。
【００２７】
以上の制御を行うことにより、実施の形態２のＯＦＤＭ受信装置１は、受信環境が良好な場合には第２受信部４の動作を停止させることにより低消費電力とし、かつ２つの伝送路補正部３，５を用いて補正を行うため受信特性も劣化を抑えることができ、一方、受信環境が劣悪な場合には、第２受信部４の動作を開始させることにより受信感度特性を確保することが可能となる。
【００２８】
また、制御部１１は、誤り率ではなく、ＣＮ比（受信信号のキャリアレベルとノイズレベルの比）などの信号品質を表す指標を用いて制御を行ってもよい。これにより、信号品質の検出に要する時間を短縮することができる。
【００２９】
（実施の形態３）
以下、本発明における実施の形態３について図８を用いて説明する。図８は、本発明の実施の形態３における受信装置のブロック図である。実施の形態１と同様の構成については、同一符号を付してその説明を省略し、相違点について詳述する。図８において、ＯＦＤＭ受信装置１は、ＯＦＤＭ信号を受信する受信部２と、この受信部２に接続された第１伝送路補正部３と、受信部２に接続された第２伝送路補正部５と、第１伝送路補正部３及び第２伝送路補正部５に接続されたダイバシティ部６とを有する。
【００３０】
この構成において、第１伝送路補正部３は、前述の第１手法を用いて伝送路歪みを推定することにより第１受信部２から出力された受信信号を補正し、前記第２伝送路補正部５は前述の第２手法を用いて伝送路歪みを推定することにより第２受信部４から出力された受信信号を補正し、ダイバシティ部６において各伝送路補正部３，５から入力された信号を合成することにより、第１手法によって得られるマルチパス耐性と、第２手法によって得られるフェージング耐性とを両立させることができる。
【００３１】
さらに、受信部と、受信部に接続された以上の伝送路補正部を設け、各伝送路補正部においてそれぞれ異なる伝送路推定手法を用いることにより補正を行い、それぞれの出力をダイバシティ部６にて合成を行うことによりさらなる特性改善効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明のＯＦＤＭ受信装置は、ダイバシティ受信の各受信系統における伝送路補正手段として異なる特性を持たせることにより、フェージング耐性とマルチパス耐性の両立などの複数特性を両立させることが可能となる。様々な環境で移動しながら受信する必要のある携帯端末や車載端末などの受信機器用として特に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】実施の形態１におけるＯＦＤＭ受信装置のブロック図
【図２】実施の形態１における時間軸補間の説明図
【図３】実施の形態１における周波数軸補間の説明図
【図４】実施の形態１における斜め補間の説明図
【図５】実施の形態１における周波数軸補間の説明図
【図６】実施の形態１におけるＯＦＤＭ受信装置のブロック図
【図７】実施の形態２におけるＯＦＤＭ受信装置のブロック図
【図８】実施の形態３におけるＯＦＤＭ受信装置のブロック図
【符号の説明】
【００３４】
１  ＯＦＤＭ受信装置
２  第１受信部
３  第１伝送路補正部
４  第２受信部
５  第２伝送路補正部
６  ダイバシティ部
７  第１伝送路推定部
８  補正部
９  第２伝送路推定部
１０  補正部
１１  制御部
１２  イネーブル回路
１３  信号選択部
１４  誤り訂正部
１５  誤り率計測部
【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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