(57)【要約】【課題】マルチパスにより、パイロット信号が減衰する場合、パイロット信号を用いて搬送波再生を行う際に、周波数位相誤差検出で誤差検出の精度が悪くなること。【解決手段】マルチパス遅延検出器で検出したマルチパスの遅延量、希望波と妨害波のＤ／Ｕを検出して、マルチパス特性と逆特性の伝達関数をもつフィルタを通して、マルチパスによってパイロット信号が減衰しても、上記フィルタでパイロット信号を増幅させることができる。【選択図】図１
2008182300.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放送波を受信し複素デジタル信号に変換する放送波変換手段と、
周波数誤差量に基づき複素デジタル信号の周波数を補正し、周波数補正複素デジタル信号として出力する周波数補正器と、
周波数補正複素デジタル信号を更新可能なフィルタ係数によりフィルタリングし、フィルタ補正複素デジタル信号として出力するフィルタと、
位相誤差量に基づきフィルタ補正複素デジタル信号の位相を補正し、位相補正複素デジタル信号として出力する位相補正器と、
位相補正複素デジタル信号に基づき、位相誤差量及び周波数誤差量を検出する周波数位相誤差検出器と、
マルチパスの遅延及び誤差と、希望波とマルチパスのパワー比を検出し、前記フィルタに出力する遅延プロファイル検出器とを備え、
前記フィルタのフィルタ係数は前記遅延プロファイル検出器で検出したマルチパスの遅延及び誤差と、希望波とマルチパスのパワー比に基づいて設定されることを特徴とする受信装置。
【請求項２】
前記フィルタのフィルタ係数は、
前記遅延プロファイル検出器で前記遅延プロファイル検出器で検出したマルチパスの遅延及び誤差と、希望波とマルチパスのパワー比に基づいて設定されたのち、さらに所定の重みが積算されること特徴とする請求項１に記載の受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地上デジタル受信機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
北米の地上デジタル放送はＡＴＳＣ方式が採用されており、８ＶＳＢ変調された信号が送信されている。図１０にＡＴＳＣ方式で送信されるデータのフォーマットを示す。送信されるデータは８値の振幅でシンボル化された８３２個のデータを１セグメントとし、３１３セグメントで１フィールドを形成している。各フィールドの最初のセグメントには既知のフィールド同期信号が付加されており、各セグメントの先頭から４シンボルは既知のセグメント同期信号が付加されている。このフィールド同期信号、セグメント同期信号以外の部分に映像や音声などの情報を含むシンボルが含まれている。ＡＴＳＣ方式を受信するテレビ受信機の構成は非特許文献１に記載の図９．１の通りであり、８ＶＳＢ変調信号に付加されているパイロット信号を用いてキャリア再生を行い、地上デジタル放送送信時に発生するマルチパス妨害を受信機のイコライザで除去し、誤り訂正を行った後に、フィールド同期、とグメント同期信号を取り除いた映像や音声などをトランスポートストリーム（ＴＳ）として出力する機能をもつ。
【０００３】
従来のような受信装置では、パイロットキャリアから検出した位相誤差とセグメント同期信号を使用して検出した位相誤差を加算した位相誤差を使用してキャリア再生を行っている（例えば、特許文献１または特許文献２に記載）。セグメント同期信号を使用して位相誤差を検出している理由は、マルチパスによって発生する位相オフセット（位相誤差）を取り除くためである。
【非特許文献１】ＧＵＩＤＥ  ＴＯ  ＴＨＥ  ＵＳＥ  ＯＦ  ＴＨＥ  ＡＴＳＣ  ＤＩＧＩＴＡＬ  ＴＥＬＥＶＩＳＩＯＮ  ＳＴＡＮＤＡＲＤ（Ｄｏｃ．Ａ／５４Ａ）
【特許文献１】特開２００１−１６８９３１号公報
【特許文献２】特開２００１−１６８９３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら上述の従来技術によると、マルチパスによってパイロットキャリアが減衰してしまう場合、パイロットキャリアを検知できないことがあり、その結果、パイロットキャリアから検出した位相誤差に誤りが発生するという課題があった。
【０００５】
上記課題を解決する為に、本発明は、マルチパスが存在する環境においても正確にパイロットキャリアを検出することで、パイロットキャリアから検出する位相誤差を正確に検出する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】
【０００６】
（１）  第１の発明
第１の発明に係る受信装置は、放送波を受信し複素デジタル信号に変換する放送波変換手段と、周波数誤差量に基づき複素デジタル信号の周波数を補正し、周波数補正複素デジタル信号として出力する周波数補正器と、周波数補正複素デジタル信号を更新可能なフィルタ係数によりフィルタリングし、フィルタ補正複素デジタル信号として出力するフィルタと、位相誤差量に基づきフィルタ補正複素デジタル信号の位相を補正し、位相補正複素デジタル信号として出力する位相補正器と、位相補正複素デジタル信号に基づき、位相誤差量及び周波数誤差量を検出する周波数位相誤差検出器と、マルチパスの遅延及び誤差と、希望波とマルチパスのパワー比を検出し、前記フィルタに出力する遅延プロファイル検出器とを備え、前記フィルタのフィルタ係数は前記遅延プロファイル検出器で検出したマルチパスの遅延及び誤差と、希望波とマルチパスのパワー比に基づいて設定されることを特徴とする。
【０００７】
これにより、パイロットキャリアを元に位相誤差と検出し、位相誤差を補正する搬送波再生器の位相誤差検出精度を向上させることが可能となる。
【０００８】
（２）  第２の発明
第２の発明に係る受信装置は、第一の発明に係る受信装置の構成に加え、前記フィルタのフィルタ係数は、前記遅延プロファイル検出器で前記遅延プロファイル検出器で検出したマルチパスの遅延及び誤差と、希望波とマルチパスのパワー比に基づいて設定されたのち、さらに所定の重みが積算されること特徴とする。
【０００９】
これにより、パイロットキャリアを元に位相誤差と検出し、位相誤差を補正する搬送波再生器の位相誤差検出精度を向上させることが可能となる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明により、マルチパスによってパイロットキャリアのパワーが小さくなった場合でもパイロットキャリアを元に検出された位相誤差の誤りを低減させることが可能となり、且つマルチパスによって発生する位相オフセットを取り除くことも可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
（実施の形態１）
図１に本発明の実施の形態１の受信装置の構成図を示す。図２に遅延プロファイル検出器の構成を示す。図３に遅延フロファイル検出器の相関値計算方法の概念図を示す。図４に遅延プロファイル検出器によって検出されたマルチパス遅延位相検出結果の一例を示す。
【００１２】
図１を用いて本発明の構成について説明する。
【００１３】
マルチパスを含んだ放送波がＲＦ入力１から入力される。
【００１４】
チューナ２ではＲＦ入力１から入力されたマルチパスを含んだ放送波を中間周波（以下ＩＦと記載する）信号に変換する。
【００１５】
ＡＤ変換器３ではチューナ２でＩＦ信号に変換されたマルチパスを含んだ放送波をデジタル信号に変換する。
【００１６】
複素バンドパスフィルタ４は、ＡＤ変換器３でデジタル信号に変換されたデジタル信号を複素デジタル信号（実数データ（Ｉ）及び虚数データ（Ｑ））に変換する。実数データ（Ｉ）と虚数データ（Ｑ）は直交関係にある。
【００１７】
複素乗算器５には、複素バンドパスフィルタ４により実数データ（Ｉ）と虚数データ（Ｑ）に変換された複素デジタル信号が入力され、後述するＮＣＯ（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）６に周波数制御され、周波数補正複素デジタル信号としてフィルタ７に出力する。
【００１８】
ＮＣＯ６はｓｉｎ、ｃｏｓのＲＯＭテーブルを持ち、後述する周波数位相誤差検出器１０によって検出された周波数誤差量とＲＯＭテーブルに基づき、複素乗算器５で周波数制御をする為の制御信号を送信する。
【００１９】
フィルタ７は、後述する遅延プロファイル検出器１１で検出されたマルチパスの遅延と位相、希望波とマルチパスのパワー比の情報を元にフィルタ係数を更新する。そして、複素乗算器５の出力である周波数補正複素デジタル信号がフィルタ７を通過し、フィルタ補正複素デジタル信号として複素乗算器８に出力する。
【００２０】
複素乗算器８には、フィルタ７の出力であるフィルタ補正複素デジタル信号が入力され、後述するＮＣＯ９に位相制御され、位相補正複素デジタル信号を出力する。
【００２１】
ＮＣＯ９はｓｉｎ、ｃｏｓのＲＯＭテーブルを持ち、後述する周波数位相誤差検出器１０によって検出された位相誤差量とＲＯＭテーブルに基づき、複素乗算器８で位相制御をする為の制御信号を送信する。
【００２２】
周波数位相誤差検出器１０は８ＶＳＢ変調波に含まれるパイロットキャリアを用いてパイロットキャリアの周波数誤差及び位相誤差を検出する。
【００２３】
位相補正複素デジタル信号は、クロック再生器１２で送信機のシンボルクロックと同じ周波数位相になるようにデータを再生し、ロールオフフィルタ１３で帯域制限した後、波形等化器１４では送信機から受信機の間で発生したマルチパスなどによる伝送歪を除去する。
【００２４】
遅延プロファイル検出器１１ではロールオフフィルタ１３の出力結果を元に、マルチパスの遅延と位相、希望波とマルチパスのパワー比を検出し、フィルタ７に出力する。
【００２５】
次に、遅延プロファイル検出器１１で検出されたマルチパスの遅延と位相、希望波と遅延波の比に基づくフィルタ７のフィルタ係数の決定方法について図２を用いて説明する。
【００２６】
まず、遅延プロファイル検出器１１には図３に示すように、非特許文献１に記載されている既知のパターン（ＰＮ５１１、ＰＮ６３）からなるフィールド同期信号の一部のデータ（例えば２５６シンボル）の実数データｃ（ｔ）が入力される。また、ヒルベルト変換器１７は、実数データｃ（ｔ）をヒルベルト変換し、虚数データｄ（ｔ）を出力する。
【００２７】
複素乗算器２２には、複素乗算器５出力の実数データａ（ｔ）及び虚数データｂ（ｔ）、上記実数データｃ（ｔ）及び虚数データｄ（ｔ）が入力され、実数データはａｉ（ｔ）×ｃｉ（ｔ）−ｂｉ（ｔ）×ｄｉ（ｔ）、虚数データはａｉ（ｔ）×ｄｉ（ｔ）＋ｂｉ（ｔ）×ｃｉ（ｔ）として出力される。
【００２８】
加算器２５では相関を取るデータ分（例えば２５６シンボル（ｉ＝２５６））を加算してマルチパス遅延位相検出器２８に入力する。図３を用いて複素乗算器２２から加算器２５までの計算をさらに詳細に説明すると、時間ｔにおいて２５６シンボル区間の実数データの実数部相関値と虚数データの虚数部相関値、つまり加算器２５から出力されるデータは（数１）により計算され、これを各時間で計算する。
【００２９】
【数１】
2008182300.tif 000003
【００３０】
ここで、フィールド同期信号の一部のデータ（２５６シンボル）１６が図３のセグメント同期信号４シンボルとＰＮ５１１の２５２シンボルの計２５６シンボルである場合における加算器２５の出力について、マルチパスが含まれない場合、マルチパスにより希望波以外に、１シンボル遅延（１シンボル＝１０．７６ＭＨｚ）、位相０度、希望波と遅延波のパワー比が１の遅延波が存在した場合、マルチパスにより希望波以外に、１シンボル遅延（１シンボル＝１０．７６ＭＨｚ）、位相θ、希望波と遅延波のパワー比が１の遅延波が存在した場合、の３例について具体的に示す。
【００３１】
まず、マルチパスが含まれない場合は図４の時間Ｔのときに（数１）で計算された値の実数データが最大値となる。これを横軸遅延量、縦軸希望波に対する遅延波のパワー比で表すと、１つの大きなピーク値が表れる。
【００３２】
一方、マルチパスにより希望波以外に１シンボル遅延（１シンボル＝１０．７６ＭＨｚ）、位相０度、希望波と遅延波のパワー比が１の遅延波が存在した場合には、図５に示すように（数１）で計算された値の実数データは時間Ｔと時間Ｔ＋１／１０．７６ｕｓｅｃに２つのピーク値が表れる。
【００３３】
またマルチパスにより希望波以外に１シンボル遅延（１シンボル＝１０．７６ＭＨｚ）、位相θ、希望波と遅延波のパワー比が１の遅延波が存在した場合には、図６に示すように（数１）で計算された値は時間Ｔと時間Ｔ＋１／１０．７６ｕｓｅｃに２つのピーク値が表れる。また、遅延波は希望波に対して位相θ傾いているので、遅延波の実数データと虚数データは図６の実線に示すようになる。
【００３４】
次に、マルチパス遅延位相検出器２８では、加算器２８で計算した実数データの実数部相関値と虚数データの虚数部相関値に基づき、フィルタ７に入力される信号に対して、希望波のみを抽出し妨害波を除去するようにフィルタ７のフィルタ係数を設定する。
【００３５】
次に、具体例として希望波｛ａ（ｔ）＋ｊ×０｝に対して遅延波が｛ａ（ｔ）＋ｊ×０｝ｚ＾（−１）が（ｚ＾（−１）は１シンボル遅延）が加わったマルチパスがＲＦ入力１に入力された場合の、本発明におけるフィルタ７のフィルタ係数が決定されるまでの動作を説明する。
【００３６】
上記のような遅延波が加わったマルチパスがＲＦ入力１に入力された場合、複素乗算器８の出力のスペクトラム波形が図７のようにパイロットキャリアの周波数成分が減衰し、パイロットキャリアの振幅が小さくなる。このため、マルチパスが加わった状態で周波数位相誤差検出器１０において周波数位相誤差検出を行うと、パイロットキャリアを用いて周波数位相誤差を検出している周波数位相誤差検出器１０で周波数位相誤差検出結果に誤りが生じる。
【００３７】
この誤りを減らすためにマルチパスの遅延波の成分｛ａ（ｔ）＋ｊ×０｝ｚ＾（−１）を取り除き、希望波｛ａ（ｔ）＋ｊ×０｝の成分のみになるように、フィルタ７のフィルタ係数を適切に設定する。具体的には、加算器２５で図５に示す実数データの実数部相関値と虚数データの虚数部相関値が算出されると、マルチパス遅延位相検出器２８はフィルタ７の実数部のフィルタ特性が（数２）のような伝達関数をもつフィルタ特性になるようにフィルタ７の係数を設定する。
【００３８】
【数２】
2008182300.tif 000004
【００３９】
希望波｛ａ（ｔ）＋ｊ×０｝に遅延波の成分｛ａ（ｔ）＋ｊ×０｝が加わったマルチパスａ（ｔ）（１＋ｚ＾（−１））が上記のように設定されたフィルタ特性を持つフィルタ７を通過すると、（数３）の通りに計算され、マルチパスの遅延波の成分を除去することが可能となる。
【００４０】
【数３】
2008182300.tif 000005
【００４１】
これにより、スペクトラム波形は図８のようになり、パイロットキャリアを元の振幅に戻すことができる。
【００４２】
このようにマルチパスを除去した後に周波数位相誤差検出器１０で周波数位相誤差検出を行うと、図８に示すようにパイロットキャリアの周波数成分のパワーが増えるため、正確にパイロットキャリアを検出することで、周波数位相誤差検出結果に誤りが生じなくなる。
【００４３】
ここでフィルタ７の具体的な構成の一例を図９に示す。図９はＦｎ（但し、ｎ＝０〜ｔ）を１ブロックとして、（ｔ＋１）段のＩＩＲフィルタである。３１，３２、３３、３４、３５、３６は遅延器、４９、５０、５１、５２、５３は加算器、４３、４４、４５、４６、４７、４８は乗算器、５４、５５、５６は減算器である。
【００４４】
このような構成のフィルタ７において、数２のフィルタ特性を実現する為には、ＣＲ０＝１、ＣＩ０＝ＣＲ１＝ＣＩ１＝・・・＝ＣＲｔ＝ＣＩｔ＝０とすればよい。
【００４５】
なお、本実施の形態では、フィルタ係数ＣＲ０＝１、ＣＩ０＝ＣＲ１＝ＣＩ１＝・・・＝ＣＲｔ＝ＣＩｔ＝０であるが、遅延波に依存する係数ＣＲ０の値に固定値αをかけて、フィルタ係数に重み付けをいって、遅延波の成分を残しても良い。その場合のフィルタ７の出力は（数４）となり、遅延波のパワーをフィルタ７で小さくすることにより、パイロットキャリアを増幅させることが可能となる。
【００４６】
【数４】
2008182300.tif 000006
【００４７】
なお、以下に請求項の各構成要素と実施の形態の各構成部との対応の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。
【００４８】
上記実施の形態においては、ＲＦ入力１、チューナ２、ＡＤ変換器３及び複素バンドパスフィルタ４が放送波変換手段に相当し、複素乗算器５及びＮＣＯ６が周波数補正器に相当し、フィルタ７がフィルタに相当し、複素乗算器８及びＮＣＯ９が位相補正器に相当し、周波数位相制御誤差検出器１０が周波数位相誤差検出器に相当し、遅延プロファイル検出器１１が遅延プロファイル検出器に相当する。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明に関わるケーブルテレビ受信装置は、映像音声などをＦＡＴ  Ｃｈａｎｎｅｌで送信し、且つ番組情報、鍵情報などをＦＤＣ  Ｃｈａｎｎｎｅｌで送信するケーブルテレビ信号を受信することができるケーブルテレビ受信装置に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施の形態１における受信装置の構成図
【図２】本発明の実施の形態１における受信装置の遅延プロファイル検出器の構成図
【図３】本発明の実施の形態１における受信装置の遅延プロファイル検出器の相関値計算方法の概念図
【図４】本発明の実施の形態１における受信装置で、マルチパスが含まれない場合の遅延プロファイル検出器の相関値計算結果図
【図５】本発明の実施の形態１における受信装置で、１シンボル遅延のマルチパスが含まれる場合の遅延プロファイル検出器の相関値計算結果図
【図６】本発明の実施の形態１における受信装置で、１シンボル遅延で位相θずれたマルチパスが含まれる場合の遅延プロファイル検出器の相関値計算結果図
【図７】マルチパスによってパイロット信号が減衰する場合のスペクトラム波形図
【図８】フィルタ７を通過したスペクトラム波形図
【図９】本発明の実施の形態１における受信装置のフィルタの構成図
【図１０】ＡＴＳＣ方式で送信されるデータのフォーマット図
【符号の説明】
【００５１】
１    ＲＦ入力
２    チューナ
３    ＡＤ変換器
４    複素バンドパスフィルタ
５    複素乗算器
６    ＮＣＯ
７    フィルタ
８    複素乗算器
９    ＮＣＯ
１０    周波数位相制御誤差検出器
１１    遅延プロファイル検出器
１２    クロック再生
１３    ロールオフフィルタ
１４    波形等化器
１７    ヒルベルト変換器
２２    複素乗算器
２５    加算器
２８    マルチパス遅延検出器
２９    加算器
３０    加算器
４９〜５３    加算器
３１〜３６    遅延器
４３〜４８    乗算器
５４〜５６    減算器
【図１】
2008182300.tif 000007
【図２】
2008182300.tif 000008
【図３】
2008182300.tif 000009
【図４】
2008182300.tif 000010
【図５】
2008182300.tif 000011
【図６】
2008182300.tif 000012
【図７】
2008182300.tif 000013
【図８】
2008182300.tif 000014
【図９】
2008182300.tif 000015
【図１０】
2008182300.tif 000016