(57)【要約】【課題】フレーム非同期や正常にデータ再生できないことによる判定を待つことなく、受信不可能なことを短時間で検出可能なＯＦＤＭ受信装置を提供する。【解決手段】３セグメントを使用した２階層伝送の高階層のどちらか一方の１セグメントを選局した場合も、パイロット信号のサブキャリア配置パターンにより、今選局した高階層の１セグメントであると判定することで、受信不可能なことを短時間で検出できる。これにより、高速にチャンネルをサーチすることのできるＯＦＤＭ受信装置を提供する。【選択図】　図１
2004140648.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パイロット信号あるいは既知の変調形式の信号を周波数方向に配置するときに、複数のサブキャリア配置パターンを有する直交周波数分割多重（以下、ＯＦＤＭという）信号のいずれかの前記サブキャリア配置パターンのＯＦＤＭ信号を受信するＯＦＤＭ受信装置において、
受信信号から選局情報に応じて所望の周波数帯域のＯＦＤＭ信号を選局するチューナ手段と、
前記チューナ手段の出力信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換手段と、
前記アナログデジタル変換手段の出力を周波数制御信号により直交検波し、ベースバンド信号に変換する直交検波手段と、
前記直交検波手段の出力を高速離散フーリエ変換により周波数領域の信号に変換する高速離散フーリエ変換手段と、
前記高速離散フーリエ変換手段の出力を等化し、復調データを得るデータ復調手段と、
前記データ復調手段の出力を誤り訂正復号する誤り訂正手段と、
前記直交検波手段の出力と前記高速離散フーリエ変換手段の出力とから、前記受信信号の復調に必要なタイミング信号と前記周波数制御信号と再生クロックを再生する同期再生手段と
前記高速離散フーリエ変換手段の出力から、前記受信信号の前記パイロット信号のサブキャリア配置パターンが、前記複数のサブキャリア配置パターンのいずれかを検出するパターン検出手段とを具備し、
前記パターン検出手段からの検出出力に応じて、前記チューナ手段の選局動作を切り替えるように、前記選局情報を制御することを特徴とするＯＦＤＭ受信装置。
【請求項２】
パイロット信号あるいは既知の変調形式の信号を周波数方向に配置するときに、複数のサブキャリア配置パターンを有する直交周波数分割多重（以下、ＯＦＤＭという）信号のいずれかの前記サブキャリア配置パターンのＯＦＤＭ信号を受信するＯＦＤＭ受信装置において、
受信信号から選局情報に応じて所望の周波数帯域のＯＦＤＭ信号を選局するチューナ手段と、
前記チューナ手段の出力信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換手段と、
前記アナログデジタル変換手段の出力を周波数制御信号により直交検波し、ベースバンド信号に変換する直交検波手段と、
前記直交検波手段の出力を高速離散フーリエ変換により周波数領域の信号に変換する高速離散フーリエ変換手段と、
前記高速離散フーリエ変換手段の出力を等化し、復調データを得るデータ復調手段と、
前記データ復調手段の出力を誤り訂正復号する誤り訂正手段と、
前記直交検波手段の出力と前記高速離散フーリエ変換手段の出力から、前記受信信号の復調に必要なタイミング信号と前記周波数制御信号と再生クロックを再生する同期再生手段と
前記高速離散フーリエ変換手段の出力から、前記受信信号の前記パイロット信号のサブキャリア配置パターンが、前記複数のサブキャリア配置パターンのいずれかを検出するパターン検出手段とを具備し、
前記パターン検出手段出力に応じて、前記データ復調手段と前記同期再生手段の動作を切り替えることを特徴とするＯＦＤＭ受信装置。
【請求項３】
前記パターン検出手段は、
前記高速離散フーリエ変換手段の出力を１シンボル間で遅延検波を行う遅延検波手段と、
前記遅延検波手段の出力を、各サブキャリアごとにシンボル間で積分処理を行うシンボル間平均手段と、
前記パイロット信号の前記複数のサブキャリア配置パターンを発生するパターン発生手段と
前記パターン発生手段の前記複数のパターンに基づいて前記シンボル間平均手段の出力の相関を検出する相関検出手段と、
前記相関検出手段の前記複数のパターンの相関検出出力を比較し、前記受信信号がどのサブキャリア配置パターンかを判定するセグメント判定手段とを具備したことを特徴とする請求項１または２に記載のＯＦＤＭ受信装置。
【請求項４】
前記遅延検波手段と前記シンボル間平均手段との間に、２乗手段を配置したことを特徴とする請求項３に記載の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（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ＯＦＤＭ受信装置に関し、特にパイロット信号のサブキャリア配置パターンが複数存在する場合のＯＦＤＭ復調における受信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、音声信号および映像信号の伝送においてデジタル変調方式の開発が盛んである。特に、デジタル地上放送においては、マルチパス妨害に強い、周波数利用効率が高い、等の特徴を有する直交周波数分割多重（以下、ＯＦＤＭという）変調方式が注目されている。以下、従来の技術について説明する。
【０００３】
国内の地上デジタル音声放送では、数百本単位のサブキャリア（これをセグメントと呼ぶ）を複数個連結して送信することが考えられている。また、１セグメントの単一階層あるいは３セグメントを使用して、１セグメントの低階層（上記１セグメントの単一階層と互換）と２セグメントを使用した高階層の２階層（低階層の両側に位置する）の階層伝送も検討されている。
【０００４】
連結送信されたＯＦＤＭ信号を１セグメント専用受信機で受信する場合、チューナで所望の１セグメントのみを帯域制限して選局し、それをＯＦＤＭ復調すれば再生データを得ることができる。
【０００５】
しかしながら、図４に示すように１セグメント信号と３セグメント信号の混在する送信信号を受信するときに、チューナで選局した受信信号が１セグメントの単一階層の信号かあるいは３セグメントを使用した２階層伝送の低階層の信号であれば受信できるが、２階層伝送の高階層のセグメントを選局したときには受信することができない。
【０００６】
このとき、受信できないという判定は、フレーム同期用の情報を含むパイロット信号のキャリア配置が単一階層のキャリア配置と異なるため、フレーム同期が取れないことによる判定か、再生データが正常とならないことによる判定を用いていた。
【０００７】
フレーム同期による判定も、再生データによる判定もフェージング環境などで伝送路妨害の影響との誤判定を防ぐため判定に長い時間を要する。したがって、２階層伝送の高階層を選局した場合にそれとわかるまでに長い時間を要してしまい、利用者の使い勝手を大きく損ねていた。
【０００８】
これは特にＯＦＤＭ受信装置で順次チャンネルをサーチしていく場合に長時間かかることになり問題となる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
以上述べたように、従来のＯＦＤＭ受信装置では３セグメントによる２階層伝送の高階層のいずれか一方の１セグメントを選局した場合にフレーム非同期の判定か、正常にデータ再生できない判定により、受信不可能なことを検出していたため、検出に長時間を要して問題である。
【００１０】
そこで本発明では、ＯＦＤＭ受信装置において３セグメントを使用した２階層伝送の高階層のどちらか一方の１セグメントを選局した場合も、パイロット信号のサブキャリア配置パターンにより、今選局した高階層の１セグメントであると判定することで、フレーム非同期や、正常にデータ再生できないことによる判定を待つことなく、受信不可能なことを短時間で検出でき、これにより、高速にチャンネルをサーチすることのできるＯＦＤＭ受信装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
（第１の解決手段）
本発明のＯＦＤＭ受信装置は、
パイロット信号あるいは既知の変調形式の信号を周波数方向に配置するときに、複数のサブキャリア配置パターンを有する直交周波数分割多重（以下、ＯＦＤＭという）信号のいずれかの前記サブキャリア配置パターンのＯＦＤＭ信号を受信するＯＦＤＭ受信装置において、
受信信号から選局情報に応じて所望の周波数帯域のＯＦＤＭ信号を選局するチューナ手段と、
前記チューナ手段の出力信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換手段と、
前記アナログデジタル変換手段の出力を周波数制御信号により直交検波し、ベースバンド信号に変換する直交検波手段と、
前記直交検波手段の出力を高速離散フーリエ変換により周波数領域の信号に変換する高速離散フーリエ変換手段と、
前記高速離散フーリエ変換手段の出力を等化し、復調データを得るデータ復調手段と、
前記データ復調手段の出力を誤り訂正復号する誤り訂正手段と、
前記直交検波手段の出力と前記高速離散フーリエ変換手段の出力とから、前記受信信号の復調に必要なタイミング信号と前記周波数制御信号と再生クロックを再生する同期再生手段と
前記高速離散フーリエ変換手段の出力から、前記受信信号の前記パイロット信号のサブキャリア配置パターンが、前記複数のサブキャリア配置パターンのいずれかを検出するパターン検出手段とを具備し、
前記パターン検出手段からの検出出力に応じて、前記チューナ手段の選局動作を切り替えるように、前記選局情報を制御することを特徴とする。
【００１２】
（第２の解決手段）
本発明のＯＦＤＭ受信装置は、
パイロット信号あるいは既知の変調形式の信号を周波数方向に配置するときに、複数のサブキャリア配置パターンを有する直交周波数分割多重（以下、ＯＦＤＭという）信号のいずれかの前記サブキャリア配置パターンのＯＦＤＭ信号を受信するＯＦＤＭ受信装置において、
受信信号から選局情報に応じて所望の周波数帯域のＯＦＤＭ信号を選局するチューナ手段と、
前記チューナ手段の出力信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換手段と、
前記アナログデジタル変換手段の出力を周波数制御信号により直交検波し、ベースバンド信号に変換する直交検波手段と、
前記直交検波手段の出力を高速離散フーリエ変換により周波数領域の信号に変換する高速離散フーリエ変換手段と、
前記高速離散フーリエ変換手段の出力を等化し、復調データを得るデータ復調手段と、
前記データ復調手段の出力を誤り訂正復号する誤り訂正手段と、
前記直交検波手段の出力と前記高速離散フーリエ変換手段の出力から、前記受信信号の復調に必要なタイミング信号と前記周波数制御信号と再生クロックを再生する同期再生手段と
前記高速離散フーリエ変換手段の出力から、前記受信信号の前記パイロット信号のサブキャリア配置パターンが、前記複数のサブキャリア配置パターンのいずれかを検出するパターン検出手段とを具備し、
前記パターン検出手段出力に応じて、前記データ復調手段と前記同期再生手段の動作を切り替えることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明のＯＦＤＭ受信装置の一実施の形態の構成を示すブロック図である。以下、これを参照しながら動作説明する。
【００１４】
入力端子１０１には図示しないアンテナからＯＦＤＭ変調波信号が供給され、チューナ１０２に入力される。チューナ１０２は、入力端子１０９からの選局情報に基づいて、所定の周波数のＯＦＤＭ信号を選局し、中間周波数帯の信号（以下、ＩＦ信号と言う）に変換する。
【００１５】
このＩＦ信号は、Ａ／Ｄ変換回路１０３に入力され、ここでデジタル信号に変換される。直交検波回路１０４は、このデジタル信号を、後述の同期再生回路１１０からの周波数制御信号により直交検波し、ベースバンドの同相検波軸信号（Ｉ信号）と直交検波軸信号（Ｑ信号）に変換する。直交検波回路１０４の出力は、ＦＦＴ（高速離散フーリエ変換）回路１０５に入力される。
【００１６】
このＦＦＴ回路１０５は、入力されたＯＦＤＭ変調波の中でガード期間を除いた有効シンボルに対してＦＦＴ（高速離散フーリエ変換）演算を行う。ＦＦＴ回路１０５の出力は、データ復調回路１０６に供給される。データ復調回路１０６は、ＯＦＤＭ信号にあらかじめ挿入されている等化用パイロット信号を用いて伝搬路歪を推定して補償し、ＦＦＴ回路１０５の出力を、等化処理する。あるいは、ＦＦＴ回路１０５の出力は、差動変調されて送信される場合、遅延検波されて復調される。このデータ復調回路１０６の出力は、誤り訂正回路１０７に入力され、誤り訂正復号される。誤り訂正復号された信号は、再生データとして出力端子１０８から出力される。
【００１７】
同期再生回路１１０には、直交検波回路１０４の出力である時間領域の信号と、ＦＦＴ回路１０５の出力である周波数領域の信号とが入力され、ＯＦＤＭ復調に必要な復調タイミング信号を再生し、またクロック再生を行い、各回路に必要な復調タイミング信号と再生クロックを供給する。さらに、同期再生回路１１０は、キャリア周波数誤差検出を行い、周波数誤差をキャンセルするような周波数制御信号を、直交検波回路１０４に供給する。
【００１８】
復調タイミング再生およびクロック再生には、時間領域のＯＦＤＭ信号のガード期間の相関を利用した方法などがある。そして、キャリア周波数誤差検出には、周波数領域のＯＦＤＭ信号のパイロット信号のサブキャリア配置パターンを利用したものと上記ガード期間の相関を利用したものを組み合わせる方法などが知られている。
【００１９】
また、ＦＦＴ回路１０５の出力は、セグメント検出回路１１１に入力される。セグメント検出回路１１１は、受信信号のパイロット信号のサブキャリア配置パターンを検出して、受信信号が単一階層のセグメント信号のサブキャリア配置パターンであるか、あるいは２階層伝送のセグメント信号のサブキャリア配置パターンであるかを判定し、セグメント判定信号を出力する。
【００２０】
セグメント検出回路１１１は、このセグメント判定信号により受信信号がデータ再生可能な単一階層のセグメント信号であるか、受信不可能な２階層伝送のセグメント信号であるかを判定する。例えばチャンネルサーチのときに、受信不可能なセグメント信号と判定した場合には、マイコン１１３を介して、次のチャンネルを選局するように選局情報を切替制御する。
【００２１】
これにより、従来のように、受信不可能な２階層伝送のセグメント信号を選局した場合に、フレーム同期が非同期であることを検出するか、あるいは正常にデータ再生できないことを検出して受信不可能なセグメント信号と判定して次のチャンネルを選局するように制御していたのに対して、高速にチャンネルサーチすることができる。従来は、フレーム同期検出において非同期を検出したり、正常にデータ再生ができないことを検出するには特に伝送路歪などの条件が厳しいときは伝送路歪と区別するために長い時間をかけて判定する必要があるからである。
【００２２】
図２は、図１のセグメント検出回路１１１の一実施例の構成を示すブロック図である。以下、これを参照しながら動作説明する。
【００２３】
ＦＦＴ回路１０５の出力は、遅延検波回路２０２に供給される。遅延検波回路２０２は、入力された信号を１シンボル間で遅延検波処理し、シンボル間平均回路２０３に供給する。
【００２４】
シンボル間平均回路２０３は、Ｉ信号およびＱ信号のそれぞれについてシンボル間で所定のシンボル数分の平均処理を行う。このときパイロット信号のサブキャリアは無変調のためシンボル間で平均しても信号がキャンセルされることはないが、データを送信しているサブキャリアはデジタル変調されているため、シンボル間で平均処理するとこのデジタル変調成分により符号反転した信号を平均することとなりキャンセルされてしまう。
【００２５】
シンボル間平均回路２０３の出力は、相関検出回路２０４に供給される。相関検出回路２０４には、さらにパターン発生回路２０７からパイロット信号のサブキャリア配置パターンが供給される。
【００２６】
相関検出回路２０４では、サブキャリア位置をずらしながら上記サブキャリア配置パターンに基づいて相関検出を行う。相関検出結果は、パイロット信号のサブキャリア配置と一致したところでピーク値をもつ。このとき例えば単一階層のパイロット信号のサブキャリア配置パターンに基づく相関検出と、さらに２階層伝送の高階層のパイロット信号のサブキャリア配置パターンのそれぞれに基づいて相関検出を行う。
【００２７】
これらの相関検出結果は、セグメント判定回路２０５に供給される。セグメント判定回路２０５は、それぞれのサブキャリア配置パターンに基づいて検出されたそれぞれの相関検出結果のピーク値の大きさを比較し、現在受信している受信信号はそのピーク値が最大のものをセグメント信号と判定して、セグメント判定結果を出力する。
【００２８】
例えば、このセグメント判定結果によりセグメント単位でずらしながら受信可能なセグメント信号を検出するチャンネルサーチのときに、受信不可能な２階層伝送の信号を受信したときにチャンネルスキップするように制御することでチャンネルサーチを高速にすることができる。
【００２９】
図３は、図１の本発明のセグメント検出回路１１１の別の一実施例の構成を示すブロック図である。以下、これを参照しながら動作説明する。なお、図２と同一のものについては同一符号を付して説明は省略し、異なる部分について説明する。
【００３０】
この実施例では、無変調のパイロット信号の代わりに所定のサブキャリアでＢＰＳＫ（二相位相変調）あるいはＤＢＰＳＫ（二相差動位相変調）された信号が受信され、その他のデータキャリアはＱＰＳＫ（四相位相変調）以上の多値でデジタル変調されたＯＦＤＭ変調信号を受信するＯＦＤＭ受信装置に用いられるセグメント検出回路の例である。
【００３１】
遅延検波回路２０２の出力は、２乗回路３０８に供給される。２乗回路３０８は、入力信号の複素の２乗演算を行なう。演算結果は、シンボル間平均回路２０３に供給される。２乗回路３０８は、複素の２乗演算によりＢＰＳＫの変調除去が行われるため、以後の回路では無変調の信号と同様に扱うことができる。以下は上記実施例と同様にしてセグメント判定出力を得る。
【００３２】
上記実施例では、セグメント判定出力を用いてチャンネルサーチを高速に行う例を示したがこれに限らず、例えばパイロット信号のサブキャリア配置パターンによって動作モードを切り替える情報を受信して、受信装置ではパイロット信号のサブキャリア配置パターンの判定結果によって、信号処理を切り替えるようにすることもできる。
【００３３】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、パイロット信号のサブキャリア配置パターンの異なる、例えば３セグメントを使用した２階層伝送の高階層のどちらか１方の１セグメントを選局した場合にも、複数のサブキャリア配置パターンのいずれかを判定することで受信可能かどうかを判定できるため、チャンネル選局を高速に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＯＦＤＭ受信装置の一実施の形態の構成を示すブロック図である。
【図２】図１のセグメント検出回路１１１の一実施例の構成を示すブロック図である。
【図３】図１のセグメント検出回路１１１の別の一実施例の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明にかかわるＯＦＤＭ信号の説明図である。
【符号の説明】
１０２・・チューナ、１０３・・Ａ／Ｄ変換回路、１０４・・直交検波回路、１０５・・ＦＦＴ（高速離散フーリエ変換）回路、、１０６・・データ復調回路、１０７・・．誤り訂正回路、１１０・・同期再生回路、１１１．．．セグメント検出回路、１１３・・マイコン。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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