(57)【要約】【課題】伝送路等で受けた周波数ずれがキャリアずれ数±１本以上の場合においても、正常に周波数ずれの補正制御を可能とする。【解決手段】ＴＭＣＣキャリアを有するＯＦＤＭ伝送装置において、受信した受信信号からＴＭＣＣキャリアを復調し、復調したＴＭＣＣキャリアの相対キャリア位置を検出し、検出したＴＭＣＣキャリアの相対キャリア位置と正常なＴＭＣＣキャリア位置からキャリアずれを検出し、検出したキャリアずれに基づき、キャリア周波数ずれを補正制御するもので、周波数ずれがキャリアずれ数±１本以上の場合においても、正常に補正可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主データを送るための第1のキャリアと、所定のランダムな位置に配置され副データを送るための第2のキャリアを有するデジタル伝送信号の伝送システムにおいて、
受信した上記デジタル伝送信号から上記第２のキャリアを復調し、該復調により得られた第２のキャリア復調信号の相対キャリア位置を検出し、上記第２のキャリア復調信号の該検出した相対キャリア位置に基づき、キャリアのずれ量を検出することを特徴とするキャリアずれ検出方法。
【請求項２】
クレーム１において、
検出した第２のキャリアの相対キャリア位置と正常な第２のキャリア位置からキャリアずれ量を検出し、検出したキャリアずれ量に基づき、キャリア周波数ずれを補正制御することを特徴とするキャリアずれ検出方法。
【請求項３】
クレーム１において、
上記第２のキャリア復調信号の相対キャリア位置を検出する際、１シンボル期間内の前記第２のキャリア復調信号を、該第２のキャリアの所定の配置パターンでサンプリングした値を加算し、
正常な第2のキャリア位置から±Ｍキャリア(Ｍは２以上の整数)の範囲内で１キャリアずつ、ずれた各配置位置パターンそれぞれについて上記加算を行うことを特徴とするキャリアずれ検出方法。
【請求項４】
クレーム３において、
上記第２のキャリア復調信号の相対キャリア位置を検出する際、更に、上記加算により得られた信号をＮシンボル期間(Ｎは２以上の整数)に渡り加算し、
正常な第２のキャリア位置から±Ｍキャリア(Ｍは２以上の整数)の範囲内で１キャリアずつ、ずれた各配置位置パターンそれぞれについて上記加算を行い、
上記各配置位置パターンの加算値から最大値を検出し、該最大値に対応する配置位置パターンの位置を上記相対キャリア位置として検出し、
上記相対キャリア位置と正常な第２のキャリア位置からキャリアずれ量を検出することを特徴とするキャリアずれ検出方法。
【請求項５】
ＴＭＣＣキャリアを有するＯＦＤＭ信号を伝送する伝送装置において、ＯＦＤＭ伝送信号の受信装置において、
受信高周波部からのＩＦ信号をベースバンド信号に周波数変換する波数変換部と、ベースバンド信号に周波数変換された信号をデジタル信号に変換するＡＤコンバータと、該ＡＤコンバータからデジタル信号をＩ軸信号、Ｑ軸信号に直交復調する直交復調部と、
該直交復調されたＩ軸、Ｑ軸信号をフーリエ変換するＦＦＴ(Fast Fourier Transform)と、該フーリエ変換されたＩ軸、Ｑ軸信号を差動復調してＴＭＣＣキャリア復調信号を出力するＴＭＣＣキャリア復調部と、該得たＴＭＣＣキャリア復調信号の相対キャリア位置を検出するキャリア位置検出部と、該検出した相対キャリア位置に基づきキャリアのずれ量を検出するキャリアずれ量検出部と、該検出したキャリアずれ量に基づきキャリア周波数ずれを補正制御する補正制御部とを備えたことを特徴とする受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタル伝送装置の伝送耐性の向上に関し、特に、キャリアのずれ量の検出方法、キャリアのずれ量の補正方法及びこれらの方法を用いた受信装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、移動体向けデジタル伝送や、地上系デジタルテレビジョン放送への応用に適した変調方式として、マルチパスフェージングやゴーストに強いという特徴のある直交周波数分割多重変調方式(以下、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplex）方式と称す)が注目を浴びている。
【０００３】
ＯＦＤＭ方式は、マルチキャリア変調方式の一種であって、互いに直交するｎ本(ｎは数十〜数百)の搬送波(キャリア)にそれぞれデジタル変調を施した伝送方式である。
この様なデジタル伝送装置の送信装置からの伝送信号は、伝送路においてフェージング等の影響により、周波数のずれが生ずる場合がある。周波数ずれのある信号を受信した場合は、周波数ずれを補正した上で、信号を復調しなければならない。
【０００４】
周波数ずれの補正を行う従来例について図１に示す。受信装置の受信高周波部(図示せず)で受信した受信信号は、受信高周波部でＩＦ(intermediate frequency)信号に周波数変換される。受信高周波部からのＩＦ信号は、周波数変換部１にてベースバンド信号に周波数変換される。ベースバンド信号に周波数変換された信号は、ＡＤ(analog-to-digital)コンバータ３にてアナログ／デジタル変換(以降、Ａ／Ｄ変換と略す)される。Ａ／Ｄ変換されたデジタル信号は、直交復調部４にてＩ軸、Ｑ軸信号に直交復調される。直交復調されたＱ軸信号は誤差検出部８に入力され、Ｑ軸信号の値が０になるように周波数制御用ＶＣＯ(voltage controlled oscillator)２のコントロール電圧を制御する。上記制御により、伝送路で受けた周波数ずれは除去される。このような技術は、例えば、特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開平１１−４２０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記周波数ずれ補正制御には以下のような問題点がある。即ち、上記制御では、周波数ずれ量がある範囲以内でなければ正常に補正制御が行えない。ＯＦＤＭ伝送信号は、図２に示す様にマルチキャリア構造となっている。即ち、上記制御ではキャリア２個以上の周波数ずれが正又は負の位相方向にある場合（ここでは、このような場合を便宜的にキャリアのずれ数が±２本以上の場合と定義する）は、キャリア位置がずれた位置を基準に、該位置に最も近いキャリアに位相を合わせるよう補正制御を行ってしまう。従って、キャリア1個以下の周波数ずれの場合には、正しい位置にキャリアを合わせることができるが、キャリア２個以上の周波数ずれの場合には、正しい位置にキャリアを合わせることができないという問題が生じる。
【０００６】
このように上記従来技術において、周波数ずれの補正を行う場合は、キャリアのずれ数が±１本以下であれば、正常に周波数ずれの補正が行えるが、キャリアずれ数が±２本以上の場合は、周波数ずれの補正を正常に行えなくなる問題点が出てくる。
【０００７】
本発明はこれらの欠点を除去し、周波数ずれがキャリアずれ数±２本以上の場合においても、正常に周波数ずれの補正制御を可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記目的を達成するため、ＴＭＣＣ（Transmission and Multiplexing Configuration Control）キャリアを有するＯＦＤＭ伝送装置において、受信した受信信号から上記ＴＭＣＣキャリアを復調し、該復調したＴＭＣＣキャリアの相対キャリア位置を検出し、該検出した上記ＴＭＣＣキャリア位置に基づきキャリアずれ量を検出するものである。
【０００９】
また、上記検出したＴＭＣＣキャリアの相対キャリア位置と正常なＴＭＣＣキャリア位置からキャリアずれ量を検出し、該検出したキャリアずれ量に基づき、キャリア周波数ずれを補正制御するものである。
【００１０】
また、上記ＴＭＣＣキャリアの相対キャリア位置検出に際し、復調した１シンボル期間内のＴＭＣＣキャリアデータ全てを加算し、正常なＴＭＣＣキャリア位置から±Ｍキャリア(Ｍは２以上の整数)の範囲で上記加算処理を行うものである。
【００１１】
また、上記加算処理された信号を、さらにＮシンボル間(Ｎは２以上の整数)加算し、該Ｎシンボル間加算した信号のピーク検出を行い、該検出したピーク位置と正常なＴＭＣＣキャリア位置からキャリアずれ量を検出するものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、伝送路等で受けた周波数ずれが、キャリアずれ数±２本以上の場合においても正常に補正可能となり、伝送耐性の向上が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明をＯＦＤＭ伝送装置に適用した場合について説明する。
本発明を説明する前に、ＯＦＤＭ伝送装置のキャリア配置について説明する。図２に示す様に、ＯＦＤＭ伝送信号はマルチキャリア構造となっている。キャリアは、上記したように、主データを送るための主データ用キャリアと、所定のランダムな位置に配置され副データを送るための副データ用キャリアとを有する。副データとしては、例えば、定期的に(例えば、８個のキャリア毎に)配置されるＣＰ(Continual Pilot)キャリアと、所定のランダムな位置に配置されるＴＭＣＣ(Transmission and Multiplexing Configuration Control)キャリアと、所定のランダムな位置に配置されるAC（Auxiliary Channel）キャリアと、定期的に(例えば、４２０個のキャリア毎に)配置されるNull(Null)キャリアとで構成される。これら以外のキャリアは主データ用キャリアである。なお、図２においてはACキャリアとNullキャリアは図示を省略してある。
【００１４】
ここで、ＣＰキャリアは同期再生用、ＴＭＣＣキャリアは変調方式等のモード識別用、主データ用キャリアは映像、音声伝送用に用いられる。
図３は、ARIB STD-B33という規格に準拠したキャリアのうち、２Ｋハーフモードにおける副データ用キャリアの配置を示した図である。なお図ではＣＰキャリアを省略してある。
【００１５】
以下の実施例の説明では、一例として、２Ｋハーフモードを用いた例について説明する。
以下、キャリアずれ数（ずれ量）の検出方式及び周波数ずれ補正方式についての本発明の一実施例を、図４等を参照して詳細に説明する。
【００１６】
受信装置の受信高周波部(図示せず)で受信した受信信号は、受信高周波部でＩＦ信号に周波数変換される。受信高周波部からのＩＦ信号は、周波数変換部１にてベースバンド信号に周波数変換される。ベースバンド信号に周波数変換された信号は、ＡＤコンバータ３により、Ａ／Ｄ変換される。Ａ／Ｄ変換された信号は、直交復調部４にてＩ軸信号、Ｑ軸信号に直交復調される。直交復調されたＩ軸、Ｑ軸信号は、ＦＦＴ(Fast Fourier Transform)に入力され、フーリエ変換される。フーリエ変換されたＩ軸、Ｑ軸信号をＴＭＣＣキャリア復調部６に入力し、全ＴＭＣＣキャリアデータを差動復調(本発明では、例えば、ＤＱＰＳＫ(Differential Quadrature Phase Shift Keying)復調)する。
【００１７】
差動復調された受信信号(ここではＴＭＣＣキャリア復調信号という)はＴＭＣＣキャリア位置検出部７に入力される。ＴＭＣＣキャリア位置検出部７では、以下に詳述するように、１シンボル期間内の復調データについて、ＴＭＣＣキャリアの所定のランダムな配置位置パターンでサンプリングした値を全て加算する。この時、正常なＴＭＣＣキャリア位置から±Ｍキャリア(例えばM＝２０)の範囲内で１キャリアずつ、ずれた各配置位置パターンそれぞれについて、上記加算処理を行う。
【００１８】
なお、伝送信号が７GHz帯または１０GHz帯の仕様の場合に、キャリア間隔が20kHzである場合に、周波数偏差の仕様が７PPMの場合にMの値を２０とする。しかし、本発明においてはMの値はこれに限定されるものではない。
【００１９】
ここで、ＴＭＣＣキャリア位置検出部７、Ｎシンボル加算部１０、キャリアずれ量検出部１１の具体的構成例を図５に示し、その動作を、図６A-6Dを参照して説明する。なお、これらの部７，１０，１１での処理をコンピュータによりソフトウエア処理するようにしても良い。
【００２０】
ＴＭＣＣキャリア位置検出部７は、エネーブル信号発生器７１と加算部７２とを有する。エネーブル信号発生器７１はＴＭＣＣキャリアの所定のランダムな配置位置パターン（図３参照）に対応したエネーブル信号Seを発生する。ここでは２M＋１個のエネーブル信号Se(-M)〜Se(０)〜Se(＋M)が発生される。即ち、これらエネーブル信号Se(-M)〜Se(０)〜Se(＋M)はそれぞれＴＭＣＣキャリアの所定のランダムな位置に同期したパルス信号であり、エネーブル信号Se(０)を基準にして１キャリア位置だけ位相がずれたもので、エネーブル信号Se(-M)はエネーブル信号Se(０)に対してM個位相が遅れ、エネーブル信号Se(＋M)はエネーブル信号Se(０)に対してM個位相が進んだものである。
【００２１】
なお、図では、エネーブル信号Se(０)は復調部６からの差動復調された信号（図６A）のTMCCキャリアに同期して描かれているが、いずれかのキャリアに同期していれば良い。
加算部７２では、各エネーブル信号Se(-M)〜Se(０)〜Se(＋M)のパルスに同期して復調部６からの差動復調された受信信号（TMCCキャリア復調信号）の１シンボル分をサンプリングして加算し、１シンボル分毎の加算値D(-M)〜D(０)〜D(＋M)としてそれぞれNシンボル加算部１０に出力する。即ち、例えば、エネーブル信号Se(０) のパルスに同期して復調部６からの差動復調された信号の１シンボル分をサンプリングして加算し、加算値D(0)を出力する。この１シンボル分の加算値D(0)は各１シンボル毎に出力される。他の加算値D(-M)〜D(＋M)も同様にして求められて各１シンボル毎に出力される。
【００２２】
Ｎシンボル加算部１０では、１シンボル分毎の各加算値D(-M)〜D(０)〜D(＋M)について、それぞれＮシンボル間(例えばN＝１０)加算を行い、加算値D(-M)N〜D(０)N〜D(＋M)Nとしてそれぞれキャリアずれ量検出部１１に与える。即ち、例えば、１シンボル分毎の加算値D(０)がNシンボル分加算され加算値D(０)Nとして出力される。  他の加算値D(-M)N〜D(＋M)Nも同様にして求められてキャリアずれ量検出部１１に与えられる。
【００２３】
ここで、Nの値は以下のようにして決定される。即ち、Ｎの値はC/N値がどの範囲までの伝送信号を用いてキャリアずれ量を判別（検出）するかにより異なる。具体的には、Ｎの値を大きくする程、C/N値がより低い伝送信号までもキャリアずれ量を判別できる。しかし、この場合、判別までにより多くの時間を要することとなる。例えば、C/N=−１ｄＢまでの伝送信号を用いてキャリアずれ量を判別する場合にはＮは約５０となり、１シンボル長を約５０μ秒とすると、Ｎシンボル期間は約２．５ｍ秒となる。  C/N値がより高い伝送信号でキャリアずれ量を判別しようとすればＮの値は小さくて良く、他方、C/N値がより低い伝送信号でキャリアずれ量を判別しようとすればＮの値は大きく設定する必要がある。
【００２４】
キャリアずれ量検出部１１では、これら加算値D(-M)N〜D(０)N〜D(＋M)Nのうち最も大きい値（ピーク値）を検出し、それに対応するキャリア位置を検出する。即ち、加算値D(-M)N〜D(０)N〜D(＋M)Nのうち最も大きい値（ピーク値）となったものが、TMCCキャリアのサンプリングから得られたものであり、それが実際のTMCCキャリア位置と判断する。例えば、最も大きい値（ピーク値）がD(＋M)Nであれば、図６Bの位置にTMCCキャリアが存在すると判断する。
【００２５】
こうして、図７A,７Bに示す様に、±２本以上のキャリアずれがある場合でも、ピーク値、即ち、受信信号（図７B）の実際のＴＭＣＣキャリア位置は、送信信号（図７A）のＴＭＣＣキャリア位置（即ち、正常なＴＭＣＣキャリア位置または周波数ずれのないＴＭＣＣキャリア位置）からずれた位置に検出される。なお、送信信号のＴＭＣＣキャリア位置は所定位置に予め決められており、従って、キャリアずれが無いとすれば、ＴＭＣＣキャリア位置は所定位置に認識できる。
【００２６】
そこで、キャリアずれ量検出部１１にて、実際のTMCCキャリア位置と判断されたキャリア位置と正常なＴＭＣＣキャリア位置との差（キャリア数の差）をキャリアずれ数（ずれ量）として検出する。
【００２７】
キャリアずれ量検出部１１で検出されたキャリアずれ数は、オフセット値算出部９に入力され、検出されたキャリアずれ数に応じて周波数制御用ＶＣＯ２を制御するオフセット値を算出する。算出されたオフセット値は、誤差検出部８に入力され、ＶＣＯ２のコントロール電圧値のオフセット値として加算されて、ＶＣＯ２のコントロール電圧値が制御される。
【００２８】
これにより、±２本以上のキャリアずれがあっても、正確にキャリアずれした位置から正常なＴＭＣＣキャリア位置までのキャリアずれ数を検出することができ、正常に周波数ずれの補正制御をすることができる。
【００２９】
なお、上記実施例においては、連続して各Nシンボル毎にキャリアずれ量を検出してキャリア周波数ずれを補正制御するようにしたが、間欠的または離散的なNシンボル毎にキャリアずれ量を検出してキャリア周波数ずれを補正制御するようにしても良い。
【００３０】
本実施例では伝送信号がＯＦＤＭ信号である伝送装置の場合について説明したが、これに本発明は限定されるものではない。本発明は、主データを送るための主データ用キャリアと、所定のランダムな位置に配置され副データを送るための副データ用キャリアとを有する伝送信号の伝送装置に適用可能である。ここで主データとは音声、映像等のデータであり、副データとは主データ以外の補助データであり、例えば、変調方式等のモード識別用データ等を含む。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】従来技術のＯＦＤＭ伝送信号の受信装置の一例の構成を示すブロック図。
【図２】ＯＦＤＭ伝送信号のキャリア配置を示す模式図。
【図３】２Ｋハーフモードにおける副データ用キャリアの配置を示した図。
【図４】本発明の一実施例によるＯＦＤＭ伝送信号の受信装置の構成を示すブロック図。
【図５】図４の受信装置のTMCCキャリア位置検出部等の構成を示すブロック図。
【図６】図４のTMCCキャリア位置検出部の動作を説明するためのタイミングチャート。
【図７】±２本以上のキャリアずれのある場合のＴＭＣＣキャリア復調位置を説明するための模式図。
【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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