(57)【要約】【課題】ＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）受信装置において、高レベルのアナログ信号が重畳したデジタル信号を受信する場合の復調性能の劣化を抑制する。【解決手段】受信したＯＦＤＭ変調信号を直交検波して同相成分と直交成分とのベースバンド信号に変換するための直交検波部５と、当該直交検波部５の出力を時間領域から周波数領域へ変換するためのＦＦＴ（高速フーリエ変換）部６とに加えて、ＯＦＤＭ変調信号中の周波数選択性妨害を受けたキャリアをＦＦＴ後のＯＦＤＭ信号に基づいて適応的に検出し、当該周波数選択性妨害を受けたキャリアを除外してＦＦＴ部６の出力の振幅を制御するための周波数領域ＡＧＣ（自動利得制御）部７を設け、当該周波数領域ＡＧＣ部７により振幅制御されたＯＦＤＭ信号からシンボルデータを復調する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信したＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）変調信号を直交検波して複素ベースバンド信号に変換するための直交検波手段と、
前記直交検波手段の出力を離散フーリエ変換により時間領域から周波数領域へ変換するための離散フーリエ変換手段と、
前記ＯＦＤＭ変調信号中の周波数選択性妨害を受けたキャリアを前記離散フーリエ変換後のＯＦＤＭ信号に基づいて適応的に検出し、当該周波数選択性妨害を受けたキャリアを除外して前記離散フーリエ変換手段の出力の振幅を制御するための適応型振幅制御手段と、
前記適応型振幅制御手段により振幅制御されたＯＦＤＭ信号からシンボルデータを復調するための復調手段とを備えたことを特徴とするＯＦＤＭ受信装置。
【請求項２】
請求項１記載のＯＦＤＭ受信装置において、
前記適応型振幅制御手段は、１シンボル単位で前記離散フーリエ変換手段の出力の振幅を制御することを特徴とするＯＦＤＭ受信装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のＯＦＤＭ受信装置において、
前記適応型振幅制御手段は、
前記周波数選択性妨害を受けたキャリアを検出して、当該キャリアを指定する妨害検出情報を供給するための妨害検出手段と、
振幅制御信号に従って前記離散フーリエ変換手段の出力の振幅を所定のレベルに補正するための振幅補正手段と、
前記振幅補正手段の出力からキャリアごとの電力を算出するための電力算出手段と、
電力の基準値を設定するための基準値設定手段と、
前記電力算出手段により算出されたキャリアごとの電力と前記基準値設定手段により設定された基準値との差分をキャリアごとの誤差値として算出するための誤差算出手段と、
前記妨害検出手段から供給された妨害検出情報に基づき、前記誤差算出手段にて算出されたキャリアごとの誤差値のうち前記周波数選択性妨害を受けたキャリア以外の誤差値を主として供給するように、前記誤差算出手段から供給された誤差値を出力するか否か又はその重み付けをキャリアごとに判定するための判定手段と、
前記判定手段から供給された誤差値を平滑化し、当該平滑化の結果を前記振幅制御信号として前記振幅補正手段へ供給するための平滑化手段とを有することを特徴とするＯＦＤＭ受信装置。
【請求項４】
請求項１又は２に記載のＯＦＤＭ受信装置において、
前記適応型振幅制御手段は、
前記周波数選択性妨害を受けたキャリアを検出して、当該キャリアを指定する妨害検出情報を供給するための妨害検出手段と、
振幅制御信号に従って前記離散フーリエ変換手段の出力の振幅を所定のレベルに補正するための振幅補正手段と、
前記妨害検出手段から供給された妨害検出情報に基づき、前記振幅補正手段から出力された振幅補正後のＯＦＤＭ信号のうち前記周波数選択性妨害を受けたキャリア以外のＯＦＤＭ信号を主として供給するように、前記振幅補正後のＯＦＤＭ信号を出力するか否か又はその重み付けをキャリアごとに判定するための判定手段と、
前記判定手段の出力からキャリアごとの電力を算出するための電力算出手段と、
電力の基準値を設定するための基準値設定手段と、
前記電力算出手段により算出されたキャリアごとの電力と前記基準値設定手段により設定された基準値との差分をキャリアごとの誤差値として算出するための誤差算出手段と、
前記誤差算出手段にて算出された誤差値を平滑化し、当該平滑化の結果を前記振幅制御信号として前記振幅補正手段へ供給するための平滑化手段とを有することを特徴とするＯＦＤＭ受信装置。
【請求項５】
請求項３又は４に記載のＯＦＤＭ受信装置において、
前記妨害検出手段は、前記離散フーリエ変換手段の出力の振幅と所定値との大小比較をキャリアごとに行い、所定値より大きい振幅を持つキャリアが前記周波数選択性妨害を受けたキャリアであると判定する機能と、前記誤差算出手段にて算出された誤差値と所定値との大小比較をキャリアごとに行い、所定値より大きい誤差値を持つキャリアが前記周波数選択性妨害を受けたキャリアであると判定する機能と、前記復調手段の出力に基づいて前記妨害検出情報を得る機能とのうちの少なくとも１つの機能を有することを特徴とするＯＦＤＭ受信装置。
【請求項６】
請求項５記載のＯＦＤＭ受信装置において、
前記妨害検出手段は、前記復調手段の出力からパイロット信号を抽出し、当該パイロット信号の時間的変動をキャリアごとに検出して、突出した変動量を持つキャリアが前記周波数選択性妨害を受けたキャリアであると判定する機能を有することを特徴とするＯＦＤＭ受信装置。
【請求項７】
請求項５記載のＯＦＤＭ受信装置において、
前記妨害検出手段は、前記復調手段の出力のコンスタレーションと送信信号のコンスタレーションとの差分に基づくキャリアごとの分散値を検出して、突出した分散値を持つキャリアが前記周波数選択性妨害を受けたキャリアであると判定する機能を有することを特徴とするＯＦＤＭ受信装置。
【請求項８】
請求項３〜７のいずれか１項に記載のＯＦＤＭ受信装置において、
前記基準値設定手段は、前記受信したＯＦＤＭ変調信号のキャリアごとに前記電力の基準値を設定することを特徴とするＯＦＤＭ受信装置。
【請求項９】
請求項３〜８のいずれか１項に記載のＯＦＤＭ受信装置において、
前記振幅補正手段の出力を所定の振幅レベルでクリッピングし、当該クリッピングの結果を前記電力算出手段又は前記判定手段へ供給するためのクリップ手段を更に備えたことを特徴とするＯＦＤＭ受信装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載のＯＦＤＭ受信装置において、
前記適応型振幅制御手段は、前記受信したＯＦＤＭ変調信号の伝送方式に応じてガードバンド部のキャリア番号に該当するキャリアを除外して前記離散フーリエ変換手段の出力の振幅を制御する機能を更に有することを特徴とするＯＦＤＭ受信装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載のＯＦＤＭ受信装置において、
前記適応型振幅制御手段により振幅制御されたＯＦＤＭ信号からキャリアの周波数誤差を検出し、かつ当該周波数誤差の検出結果から前記直交検波手段の出力の周波数誤差を補正するための周波数補正手段を更に備えたことを特徴とするＯＦＤＭ受信装置。
【請求項１２】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載のＯＦＤＭ受信装置において、
前記適応型振幅制御手段に入力される前記離散フーリエ変換後のＯＦＤＭ信号からキャリアの周波数誤差を検出し、かつ当該周波数誤差の検出結果から前記直交検波手段の出力の周波数誤差を補正するための周波数補正手段を更に備えたことを特徴とするＯＦＤＭ受信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：直交周波数分割多重）変調方式による伝送信号を受信するためのＯＦＤＭ受信装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、各種放送形態においてデジタル化が盛んに進められている。地上デジタル放送においては、周波数利用効率が高く、かつマルチパス妨害に強い等の特徴を持つＯＦＤＭ伝送方式の採用が日本をはじめ欧州で決定している。ただし、アナログ放送からデジタル放送への移行期においては、アナログ放送とデジタル放送とが併存する期間があり、この期間ではデジタル放送とアナログ放送とが同一チャンネルで伝送される可能性がある。デジタル放送の受信装置（ＯＦＤＭ受信装置）において、受信するデジタル放送波（ＯＦＤＭ信号）に混入する同一チャンネルのアナログ放送波は、一部の周波数にエネルギーが集中する妨害（周波数選択性妨害）をＯＦＤＭ信号に与えるため、受信性能の劣化を引き起こす要因になる。
【０００３】
このような受信性能の劣化を軽減するための従来のＯＦＤＭ受信装置の一例として、ＦＦＴ（Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ：高速フーリエ変換）した周波数領域のＯＦＤＭ信号の振幅を所定のレベルに制御することで、復調に必要な振幅レベルを確保する技術がある（特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−１６５３４３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来のＯＦＤＭ受信装置では、ＦＦＴ後の周波数領域のＯＦＤＭ信号を所定のレベルでクリッピングすることで、突出した振幅を持つ周波数選択性妨害の影響を軽減するように制御する。また、周波数選択性妨害を受けていると思われるキャリアを予め設定して、そのキャリア以外のキャリアの信号を抜き取るようにしている。ところが、伝送路の状態によって周波数選択性妨害を受けるキャリアが変動するので、上記構成では周波数選択性妨害を受けたキャリアを完全に除くことができずにレベル制御を行うこととなり、レベル制御後のＯＦＤＭ信号の振幅が基準値を下回り、これがＯＦＤＭ信号の復調性能を劣化させるという課題を有していた。
【０００６】
本発明の目的は、従来よりも周波数選択性妨害に強いＯＦＤＭ受信装置を提供し、以て復調性能の劣化を抑制することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係るＯＦＤＭ受信装置は、受信したＯＦＤＭ変調信号を直交検波して複素ベースバンド信号に変換するための直交検波手段と、当該直交検波手段の出力を離散フーリエ変換により時間領域から周波数領域へ変換するための離散フーリエ変換手段と、前記ＯＦＤＭ変調信号中の周波数選択性妨害を受けたキャリアを前記離散フーリエ変換後のＯＦＤＭ信号に基づいて適応的に検出し、当該周波数選択性妨害を受けたキャリアを除外して前記離散フーリエ変換手段の出力の振幅を制御するための適応型振幅制御手段と、当該適応型振幅制御手段により振幅制御されたＯＦＤＭ信号からシンボルデータを復調するための復調手段とを備えた構成を採用したものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態に係るＯＦＤＭ受信装置について、図面を参照しながら説明する。
【０００９】
図１は、本発明に係るＯＦＤＭ受信装置の構成例を示している。図１のＯＦＤＭ受信装置は、入力端子１と、チューナ部２と、Ａ／Ｄ（ａｎａｌｏｇ−ｔｏ−ｄｉｇｉｔａｌ：アナログ／デジタル）変換部３と、ＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｇａｉｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ：自動利得制御）部４と、直交検波部５と、ＦＦＴ部６と、周波数領域ＡＧＣ部７と、復調部８と、出力端子９とを備えている。
【００１０】
図１のＯＦＤＭ受信装置では、受信したＯＦＤＭ変調波を入力端子１に入力して、これをチューナ部２へ供給する。チューナ部２は、入力されたＯＦＤＭ変調波より所望の帯域にある信号を選局した後、これをＡ／Ｄ変換部３に出力する。Ａ／Ｄ変換部３は、チューナ部２からのアナログ入力を変換して得たデジタル信号をＡＧＣ部４及び直交検波部５に出力する。ＡＧＣ部４は、Ａ／Ｄ変換部３から与えられたＯＦＤＭ信号の電力を算出し、この算出結果に基づいてＡＧＣ制御信号をチューナ部２へ出力する。チューナ部２は、このＡＧＣ制御信号を用いて、自己の出力振幅を一定に制御している。直交検波部５は、Ａ／Ｄ変換部３から与えられたＯＦＤＭ信号を同相成分（Ｉ信号）と直交成分（Ｑ信号）とのベースバンドのＯＦＤＭ信号に変換した後、ＦＦＴ部６に出力する。ＦＦＴ部６は、直交検波部５から入力されたベースバンドのＯＦＤＭ信号を時間領域から周波数領域へ変換して、周波数領域ＡＧＣ部７に出力する。ＦＦＴ部６の出力は、各キャリアの振幅及び位相を示す周波数領域ＯＦＤＭ信号である。周波数領域ＡＧＣ部７は、１シンボル単位で、周波数選択性妨害を受けたキャリアを当該周波数領域ＯＦＤＭ信号に基づいて適応的に検出し、周波数選択性妨害を受けたキャリアを除外して周波数領域ＯＦＤＭ信号の振幅を制御する。周波数領域ＡＧＣ部７により振幅制御されたＯＦＤＭ信号は、復調部８に出力される。復調部８は、周波数領域ＡＧＣ部７から入力されたＯＦＤＭ信号を復調して得られるシンボルデータを、復調データとして出力端子９に出力する。
【００１１】
図１中の周波数領域ＡＧＣ部７は、補正部１１と、第１の妨害検出部１２と、電力算出部１３と、基準値設定部１４と、誤差算出部１５と、第２の妨害検出部１６と、第３の妨害検出部１７と、判定部１８と、平滑部１９とを備えている。第１〜第３の妨害検出部１２，１６，１７はいずれも、周波数選択性妨害を受けたキャリアを検出して、当該キャリアを指定する妨害検出情報を供給するための手段である。
【００１２】
ＦＦＴ部６の出力は、周波数領域ＡＧＣ部７の入力として補正部１１と第１の妨害検出部１２とに接続されている。補正部１１は、平滑部１９から供給された振幅制御信号に従って、ＦＦＴ部６の出力の振幅を所定のレベルに補正する。この補正部１１の出力は２つに分岐し、周波数領域ＡＧＣ部７の出力として復調部８へ出力されるとともに、電力算出部１３へも供給される。第１の妨害検出部１２は、ＦＦＴ部６の出力の振幅（又は電力）と所定値との大小比較をキャリアごとに行い、所定値より大きい振幅を持つキャリアが周波数選択性妨害を受けたキャリアであると判定する。
【００１３】
電力算出部１３は、補正部１１の出力からキャリアごとの電力を算出する。基準値設定部１４は、電力の基準値を設定する。基準値設定部１４の電力基準値は、受信したＯＦＤＭ信号のキャリアごとに設定することが可能である。誤差算出部１５は、電力算出部１３により算出されたキャリアごとの電力と、基準値設定部１４により設定された基準値との差分をキャリアごとの誤差値として算出する。
【００１４】
第２の妨害検出部１６は、誤差算出部１５にて算出された誤差値と所定値との大小比較をキャリアごとに行い、所定値より大きい誤差値を持つキャリアが周波数選択性妨害を受けたキャリアであると判定する。
【００１５】
第３の妨害検出部１７は、復調部８の出力に基づいて妨害検出情報を得る機能を有する。例えば、復調部８の出力からパイロット信号を抽出し、当該パイロット信号の時間的変動をキャリアごとに検出して、突出した変動量を持つキャリアが周波数選択性妨害を受けたキャリアであると判定する。あるいは、復調部８の出力のコンスタレーションと送信信号のコンスタレーションとの差分に基づくキャリアごとの分散値を検出して、突出した分散値を持つキャリアが周波数選択性妨害を受けたキャリアであると判定する。
【００１６】
判定部１８は、第１〜第３の妨害検出部１２，１６，１７から供給された妨害検出情報に基づき、誤差算出部１５にて算出されたキャリアごとの誤差値のうち周波数選択性妨害を受けたキャリア以外の誤差値を平滑部１９へ供給するように、誤差算出部１５から供給された誤差値を出力するか否かをキャリアごとに判定する。平滑部１９は、判定部１８から供給された誤差値を極性反転した後に平滑化し（あるいは平滑化した後に極性反転し）、その結果を振幅制御信号として補正部１１へ供給する。
【００１７】
以上のとおり、図１のＯＦＤＭ受信装置では、周波数選択性妨害を受けたキャリアを適応的に検出するための手段として、第１〜第３の妨害検出部１２，１６，１７を設けている。この結果、周波数領域のＯＦＤＭ信号から周波数選択性妨害の影響により突出した振幅を持つキャリアは、その電力と基準値との誤差が大きくなるため、このキャリアを除外して平滑部１９が振幅制御信号を生成することにより、補正部１１の出力信号は基準値に対して十分な振幅レベルを持つような振幅に制御できる。しかも、周波数選択性妨害を受けたキャリアの検出手段を複数設けることにより、検出結果の精度を上げることができる。ただし、第１〜第３の妨害検出部１２，１６，１７のうちのいずれか１つ又は２つのみでもよい。
【００１８】
さて、図１中の判定部１８は電力算出部１３の前段に移動可能である。単一の妨害検出部１２を採用する場合の図１中の周波数領域ＡＧＣ部７の変形例を、図２に示す。図２において、２１はＦＦＴ部６の出力を受け取るための入力端子であり、２２は振幅補正されたＯＦＤＭ信号を復調部８へ供給するための出力端子である。
【００１９】
図２中の判定部１８は、妨害検出部１２から供給された妨害検出情報に基づき、補正部１１から出力された振幅補正後のＯＦＤＭ信号のうち周波数選択性妨害を受けたキャリア以外のＯＦＤＭ信号を電力算出部１３へ供給するように、振幅補正後のＯＦＤＭ信号を出力するか否かをキャリアごとに判定する。電力算出部１３は、判定部１８の出力からキャリアごとの電力を算出する。基準値設定部１４は、電力の基準値を設定する。基準値設定部１４の電力基準値は、受信したＯＦＤＭ信号のキャリアごとに設定することが可能である。誤差算出部１５は、電力算出部１３により算出されたキャリアごとの電力と、基準値設定部１４により設定された基準値との差分をキャリアごとの誤差値として算出する。平滑部１９は、誤差算出部１５にて算出された誤差値を極性反転した後に平滑化し（あるいは平滑化した後に極性反転し）、その結果を振幅制御信号として補正部１１へ供給する。
【００２０】
図３は、周波数領域ＡＧＣ部７から復調部８へ供給される振幅補正後のＯＦＤＭ信号の周波数分布を示している。図１又は図２の構成によれば、周波数領域のＯＦＤＭ信号から周波数選択性妨害の影響により突出した振幅（又は電力）を持つキャリアを適応的に検出し、それを除外して振幅制御信号を生成するための周波数領域ＡＧＣ部７を設けることにより、補正部１１の出力信号は、図３に示すように基準値に対して十分な振幅レベルを持つような振幅に制御することができる。
【００２１】
なお、図１中の判定部１８は、第１〜第３の妨害検出部１２，１６，１７から供給された妨害検出情報に基づき、誤差算出部１５にて算出されたキャリアごとの誤差値のうち周波数選択性妨害を受けたキャリア以外の誤差値を平滑部１９へ主として供給するように、誤差算出部１５から供給された誤差値への重み付けをキャリアごとに判定することとしてもよい。また、図２中の判定部１８は、妨害検出部１２から供給された妨害検出情報に基づき、補正部１１から出力された振幅補正後のＯＦＤＭ信号のうち周波数選択性妨害を受けたキャリア以外のＯＦＤＭ信号を電力算出部１３へ主として供給するように、振幅補正後のＯＦＤＭ信号への重み付けをキャリアごとに判定することとしてもよい。このような重み付けの採用により、周波数選択性妨害が複数のキャリアに広がって存在するような伝送路上のＯＦＤＭ信号であっても、精度のよい振幅制御が可能となる。
【００２２】
図１において、補正部１１の出力を所定の振幅レベルでクリッピングし、当該クリッピングの結果を復調部８及び／又は電力算出部１３へ供給するためのクリップ部を更に設けてもよい。同様に図２において、補正部１１の出力を所定の振幅レベルでクリッピングし、当該クリッピングの結果を復調部８及び／又は判定部１８へ供給するためのクリップ部を更に設けてもよい。
【００２３】
上記周波数領域ＡＧＣ部７は、受信したＯＦＤＭ変調信号の伝送方式に応じてガードバンド部のキャリア番号に該当するキャリアを除外してＦＦＴ部６の出力の振幅を制御する機能を更に有することとしてもよい。
【００２４】
周波数領域ＡＧＣ部７により振幅制御されたＯＦＤＭ信号からキャリアの周波数誤差を検出し、かつ当該周波数誤差の検出結果から直交検波部５の出力の周波数誤差を補正するための周波数補正部を更に備えることとしてもよい。周波数領域ＡＧＣ部７に入力されるＦＦＴ後のＯＦＤＭ信号からキャリアの周波数誤差を検出することも可能である。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明してきたとおり、本発明によれば、周波数選択性妨害を受けたキャリアをその振幅から適応的に検出し、そのキャリアの信号を振幅制御信号の生成から除外することで、周波数領域のＯＦＤＭ信号の振幅を所要の値まで十分に引き上げ、復調性能の劣化を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るＯＦＤＭ受信装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】図１中の周波数領域ＡＧＣ部の変形例を示すブロック図である。
【図３】図１中の復調部へ供給されるＯＦＤＭ信号の周波数分布を示す図である。
【符号の説明】
１  入力端子
２  チューナ部
３  Ａ／Ｄ変換部
４  ＡＧＣ部
５  直交検波部（直交検波手段）
６  ＦＦＴ部（離散フーリエ変換手段）
７  周波数領域ＡＧＣ部（適応型振幅制御手段）
８  復調部（復調手段）
９  出力端子
１１  補正部（振幅補正手段）
１２  第１の妨害検出部（妨害検出手段）
１３  電力算出部（電力算出手段）
１４  基準値設定部（基準値設定手段）
１５  誤差算出部（誤差算出手段）
１６  第２の妨害検出部（妨害検出手段）
１７  第３の妨害検出部（妨害検出手段）
１８  判定部（判定手段）
１９  平滑部（平滑化手段）
２１  入力端子
２２  出力端子
【図１】
2004328440.tif 000003
【図２】
2004328440.tif 000004
【図３】
2004328440.tif 000005