(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタル衛星放送の放送信号を復調するデジタル衛星放送復調装置において、
伝送データのシンボルタイミングの同期処理を行うタイミング同期手段と、
上記タイミング同期手段によりタイミング同期がとられた伝送データから同期ワードを検出して、この伝送データの差分データと同期ワードの差分データとの相関をとって、伝送データのフレーム同期タイミングを検出するフレーム同期手段と、
上記フレーム同期手段により検出されたフレーム同期タイミングに基づき上記同期ワードのシンボル位置を特定し、この同期ワードの各シンボルの受信位相を検出して搬送波の同期処理を行う搬送波同期手段とを備えるデジタル衛星放送復調装置。
【請求項２】
上記フレーム同期手段は、伝送データの差分データと同期ワードの差分データとの相関値を、フレーム周期でフィルタリングを行い、伝送データのフレーム同期タイミングを検出する請求項１記載のデジタル衛星放送復調装置。
【請求項３】
上記フレーム同期手段は、伝送データの差分データと同期ワードの差分データとの相関値に対して、フレーム周期の遅延バッファを有したＩＩＲ（Infinite Impulse Response）フィルタを用いてフィルタリングを行い、伝送データのフレーム同期タイミングを検出する請求項２記載のデジタル衛星放送復調装置。
【請求項４】
復調された伝送データを復号する復号手段を備え、
上記フレーム同期手段は、少なくとも１シンボル分のデータを１フレーム周期時間遅延させる遅延レジスタを有し、
フレーム同期タイミングの引き込み時には、上記復号手段が有するメモリを用いて、１フレーム中の全シンボルの相関値を１フレーム周期分遅延させてＩＩＲフィルタリングを行い、伝送データのフレーム同期タイミングを検出し、
フレーム同期タイミングの同期確立後には、上記遅延レジスタを用いて、フレーム同期タイミングのシンボル位置にある少なくとも１シンボル分の相関値を１フレーム周期分遅延させて、ＩＩＲフィルタリングを行い、伝送データのフレーム同期タイミングを検出する請求項３記載のデジタル衛星放送復調装置。
【請求項５】
上記フレーム同期手段は、
上記相関値と所定の値とを比較して同期位置を検出する同期位置検出部と、
上記同期位置の間隔と１フレーム間隔とを比較して同期間隔を検出する同期間隔検出部と、
伝送データのシンボル数を１フレーム周期でカウントするシンボルカウンタとを有し、
上記シンボルカウンタは、上記同期間隔が所定回連続して１フレーム間隔となった後に、そのカウント値が初期値とされ、カウント値が所定の値となったときにフレーム開始信号を発行する請求項１記載のデジタル衛星放送復調装置。
【請求項６】
上記フレーム同期手段は、
上記同期位置検出部により検出された上記同期位置及び上記同期間隔検出部により得られた上記同期間隔に基づき、シンボルカウンタのカウント値を伝送データに同期させるための同期引き込み状態と、シンボルカウンタのカウント値が伝送データに同期している状態を保持するための同期保持状態とを遷移するステートマシーンを有する請求項５記載のデジタル衛星放送復調装置。
【請求項７】
上記同期位置検出部は、上記ステートマシーンが同期保持状態の場合には、上記シンボルカウンタにより示された所定のシンボル位置でのみ、上記相関値と所定の値とを比較する請求項６記載のデジタル衛星放送復調装置。
【請求項８】
上記ステートマシーンは、
同期間隔が所定回連続して１フレーム間隔となった場合には同期引き込み状態から同期保持状態へ遷移し、
同期保持状態では、上記相関値が所定回連続して所定の値よりも小さい場合には同期保持状態から同期引き込み状態へ遷移する請求項７記載のデジタル衛星放送復調装置。
【請求項９】
上記同期引き込み状態から同期保持状態へ遷移するときに、上記シンボルカウンタのカウント値を初期値とする請求項８記載のデジタル衛星放送復調装置。
【請求項１０】
上記同期検出部は、同期引き込み状態と同期保持状態とで、相関値との比較値の値を変化させる請求項６記載のデジタル衛星放送復調装置。
【請求項１１】
上記搬送波同期手段は、
直交座標信号からなる伝送データに対して、回転補正信号を複素乗算することによって搬送波誤差を補正する搬送波補正部と、
上記搬送波補正部により搬送波誤差が補正された伝送データから位相回転誤差量を検出し、この位相回転誤差量に応じた回転補正信号を生成する回転補正信号生成部とからなり、
上記回転補正信号生成部は、
上記搬送波補正部により搬送波誤差が補正された伝送データの位相回転誤差量を同期ワードの変調方式に基づき算出し、
フレーム同期タイミングからシンボル数をカウントして少なくとも同期ワードのシンボル位置を特定して、特定したシンボルの位相回転誤差量に対してフィルタリングを行い、
フィルタリングされた位相回転誤差量に応じて周波数及び位相が制御された回転補正信号を生成し、
生成した回転補正信号を上記搬送波補正部に出力する請求項１記載のデジタル衛星放送復調装置。
【請求項１２】
上記回転補正信号生成部は、
フレーム同期タイミングからシンボル数をカウントして、同期ワード、バースト信号及び／又はＴＭＣＣ信号のシンボル位置を特定して、特定したシンボルの位相回転誤差量に対してフィルタリングを行う請求項１１記載のデジタル衛星放送復調装置。
【請求項１３】
上記搬送波同期手段は、
搬送波同期の同期確立後には、
スーパーフレーム同期タイミングに基づき特定される各シンボルの変調方式に応じて、各シンボルの位相回転誤差量を算出し、
算出した位相回転誤差量に対してフィルタリングを行い、
フィルタリングされた位相回転誤差量に応じて周波数及び位相が制御された回転補正信号を生成し、
生成した回転補正信号を上記搬送波補正部に出力する請求項１１記載のデジタル衛星放送復調装置。
【請求項１４】
上記搬送波同期手段は、
算出した位相回転誤差量を、各シンボルの変調方式に応じて重みづけを変更して、フィルタリングを行う請求項１３記載のデジタル衛星放送復調装置。
【請求項１５】
上記搬送波同期手段は、
ＢＰＳＫ変調されているシンボルに対しては、大きい重み付けを行い、ＢＰＳＫ以外の変調方式で変調されているシンボルに対しては、変調方式に応じてＢＰＳＫよりも小さい重み付けを行い、搬送波誤差を算出する請求項１４記載のデジタル衛星放送復調装置。
【請求項１６】
デジタル衛星放送の放送信号を復調するデジタル衛星放送の復調方法において、
伝送データのシンボルタイミングの同期処理を行い、
上記シンボルタイミングの同期がとられた伝送データから同期ワードを検出して、この伝送データの差分データと同期ワードの差分データとの相関をとって、伝送データのフレーム同期タイミングを検出し、
上記検出したフレーム同期タイミングに基づき上記同期ワードのシンボル位置を特定し、この同期ワードの各シンボルの受信位相を検出して搬送波の同期処理を行うデジタル衛星放送復調方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタル衛星放送の復調を行うデジタル衛星放送復調装置及びデジタル衛星放送復調方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１９は、デジタル直交変調を行ってデジタルデータの伝送をする場合の一般的な伝送モデルを示すブロック図である。
【０００３】
送信系Ｔｘは、データ発生器１１と、シリアル／パラレル（Ｓ／Ｐ）変換器１２と、局部発振部１３と、−９０度移相器１４と、第１の乗算器１５と、第２の乗算器１６と、加算器１７と、波形整形フィルタ１８とを備えて構成される。
【０００４】
送信系Ｔｘのデータ発生器１１は、Ｉ信号データ及びＱ信号データをシリアル化したデジタルデータを発生する。発生されたデジタルデータは、シリアル／パラレル（Ｓ／Ｐ）変換器１２に供給される。
【０００５】
Ｓ／Ｐ変換器１２は、入力されたデジタルデータを、（０，１）のデータから、（１，−１）のデータにレベル変換を行い、それとともにシリアル／パラレル変換を行って、Ｉ信号データを第１の乗算器１５に供給し、Ｑ信号データを第２の乗算器１６に供給する。
【０００６】
局部発振器１３は、周波数ｆｃ、初期位相ｔｈのｃｏｓ波である搬送波を発生する。発生された搬送波は、−９０度移相器１４及び第１の乗算器１５に供給される。
【０００７】
−９０度移相器１４は、ｃｏｓ波である搬送波を９０度位相を遅らせ、−ｓｉｎ波を生成する。生成した−ｓｉｎ波は、第２の乗算器１６に供給される。
【０００８】
第１の乗算器１５は、Ｉ信号データとｃｏｓ波とを乗算し、加算回路１７に供給する。第２の乗算器１６は、Ｑ信号データと−ｓｉｎ波とを乗算し、加算回路１７に供給する。加算回路１７は、Ｉ信号データが乗算されたｃｏｓ波とＱ信号データが乗算されたｓｉｎ波とを加算する。加算した結果、周波数ｆｃの搬送波をデジタル直交変調した直交変調信号が生成される。
【０００９】
そして、この直交変調信号は、波形整形フィルタ１８により波形整形及び増幅がされ、伝送路（Ｃｈａｎｎｅｌ）に伝送される。
【００１０】
伝送路（Ｃｈａｎｎｅｌ）は、伝送信号にノイズを付加する加算器１９を備えて構成される。送信系Ｔｘから伝送された伝送信号は、伝送路によってノイズが付加されて受信系Ｒｘに受信されることとなる。
【００１１】
受信系Ｒｘは、第１の乗算器２１と、第２の乗算器２２と、局部発振器２３と、９０度移相器２４と、第１のローパスフィルタ２５と、第２のローパスフィルタ２６と、第１のアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器２７と、第２のアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器２８と、搬送波補正部２９と、第１の波形整形フィルタ３０と、第２の波形整形フィルタ３１と、搬送波同期部３２と、タイミング同期部３３と、パラレル／シリアル（Ｐ／Ｓ）変換器３４と、スライサ３５とを備えて構成される。
【００１２】
受信信号は、第１の乗算器２１及び第２の乗算器２２に入力される。
【００１３】
局部発振器２３は、周波数ｆｃ′、初期位相ｔｈ′のｃｏｓ波である搬送波を発生する。周波数ｆｃ′及び初期位相ｔｈ′は、送信側の搬送波とは一般的には一致せず異なる周波数、位相となる。発生された搬送波は、９０度移相器２４及び第１の乗算器２１に供給される。
【００１４】
９０度移相器２４は、ｃｏｓ波である搬送波を９０度位相を進ませ、ｓｉｎ波を生成する。生成したｓｉｎ波は、第２の乗算器２２に供給される。
【００１５】
第１の乗算器２１は、受信信号とｃｏｓ波とを乗算し、Ｉ信号を直交復調する。第２の乗算器２２は、受信信号とｓｉｎ波とを乗算し、Ｑ信号を直交復調する。復調されたＩ信号は、第１のローパスフィルタ２５により高域成分が除去されて第１のＡ／Ｄ変換器２７に供給される。また、復調されたＱ信号は、第２のローパスフィルタ２６により高域成分が除去されて第２のＡ／Ｄ変換器２８に供給される。
【００１６】
第１のＡ／Ｄ変換器２７は、Ｉ信号をデジタル化する。また、第２のＡ／Ｄ変換器２８は、Ｑ信号をデジタル化する。第１のＡ／Ｄ変換器２７及び第２のＡ／Ｄ変換器２８は、タイミング同期部３３から出力されるサンプリングクロックＣＬＫによってＩ信号及びＱ信号をサンプリングする。このときサンプリング周波数は、送信側の伝送シンボルクロックと周波数及び位相が同期するように、タイミング同期部３３により制御される。デジタル化されたＩ信号データ及びＱ信号データは、それぞれ搬送波補正部２９に供給される。
【００１７】
搬送波補正部２９は、搬送波同期部３３から出力される回転位相補正信号（ＲＩ，ＲＱ）を、Ｉ信号データ及びＱ信号データに複素乗算する。Ｉ信号データ及びＱ信号データは、回転位相補正信号（ＲＩ，ＲＱ）が複素乗算されることによって、受信側の局部発振器２３により発生された搬送波の周波数ｆｃ′及び位相ｔｈ′と、受信信号の搬送波の周波数ｆｃ及び位相ｔｈとのずれが補正される。位相補正されたＩ信号データは、第１の波形整形フィルタ３０により波形整形がされた後、Ｐ／Ｓ変換器３４に供給される。位相補正されたＱ信号データは、第２の波形整形フィルタ３１により波形整形がされた後、Ｐ／Ｓ変換器３４に供給される。
【００１８】
搬送波同期部３２は、受信データの搬送波周波数誤差及び位相誤差に応じた周波数及び位相の信号である回転位相補正信号（ＲＩ，ＲＱ）を算出する。この受信データの搬送波周波数誤差及び位相誤差は、局部発振器２３の搬送波の周波数ずれ及び位相ずれによって生じるものである。算出した回転位相補正信号（ＲＩ，ＲＱ）は、搬送波補正部２９に供給される。
【００１９】
タイミング同期部３３は、受信データのクロック誤差を検出し、このクロック誤差が０となるようなサンプリングクロック、即ち、送信側の伝送シンボルのシンボルクロックと同期したサンプリングクロックを生成する。生成したサンプリングクロックは、第１のＡ／Ｄ変換器２７及び第２のＡ／Ｄ変換器２８に供給される。
【００２０】
Ｐ／Ｓ変換器３４は、Ｉ信号データ、Ｑ信号データの順で受信データを選択して、シリアルデータに変換する。生成されたシリアルデータは、スライサ３５に供給される。
【００２１】
スライサ３５は、入力データがある所定の値より大きい場合には０を出力し、入力データがある所定の値より小さい場合には１を出力する。
【００２２】
そして、このスライサ３５から送信データが再生される。
【００２３】
このようなデジタルデータ伝送において、受信側では、送信側で生成した伝送シンボルクロックを再生して、復調処理が行われる。この伝送シンボルクロックの再生のことをタイミング再生と呼ぶ。また、受信側においては、伝送シンボルクロックの再生をするのではなく、何らかの手段により受信信号のシンボルクロックを補正することによって、正しい復調結果を得ることもできる。タイミング再生をして復調処理を行うことを含め、伝送シンボルを補正することによって正しい復調結果を得る処理のことを、タイミング同期と呼ぶ。
【００２４】
また、受信側では、送信側で生成した伝送シンボル空間を定義する座標系を再生して復調処理が行われる。この伝送シンボル空間の座標系の再生のことを搬送波再生と呼ぶ。また、受信側においては、この伝送シンボル空間を定義する座標系を再生するのではなく、何らかの手段により受信信号のシンボル空間を定義する座標系を補正することによって、正しい復調結果を得ることもできる。伝送シンボル空間を定義する座標系を再生して復調処理を行うことも含め、伝送シンボル空間を定義する座標系を補正することによって正しい復調結果を得ることを、搬送波同期と呼ぶ。
【００２５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、日本においてすでにサービスが開始されているＣＳデジタル放送では、伝送信号は全てＱＰＳＫ変調されている。ＱＰＳＫの信号点配置は、例えば図２０（Ａ）に示すシンボル空間上に定義されており、波形整形フィルタを通過したしたのちの受信信号のアイパターンは、Ｉ,Ｑ軸ともに図２０（Ｂ）のようになる。すなわち、ＱＰＳＫ変調方式ではＩ信号、Ｑ信号にそれぞれ１ビットの情報が割り当てられ、かつ、Ｉ信号、Ｑ信号を変調するデータは互いに独立に定義することができる。
【００２６】
これに対して、日本におけるＢＳデジタル放送方式では、ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、８ＰＳＫの３種類の変調方式が採用されており、各変調方式が動的に変化する。
【００２７】
８ＰＳＫの信号点配置は、例えば図２１（Ａ）に示すシンボル空間上に定義されており、波形整形フィルタを通過したしたのちの受信信号のアイパターンは、Ｉ,Ｑ軸ともに図２１（Ｂ）のようになる。そのため、８ＰＳＫの場合には、タイミング同期を行うために０交差法を適用した場合にはＱＰＳＫ信号に比して検出レベルが下がるうえ、検出結果の雑音成分が大きくなってしまう。
【００２８】
ここで、送信側と受信側との間で局部発振器から発生される搬送波に位相誤差が存在する場合には、受信信号は、送信信号に対して誤差位相に対応する角度だけ回転して受信されることとなる。また、搬送波に周波数誤差が存在する場合には、受信信号は、送信信号に対して誤差周波数に対応する角速度で回転して受信されることになる。
【００２９】
そのため、受信側では、搬送波同期を行う場合、通常、受信信号点から位相誤差量を検出し、誤差位相分及び周波数誤差分に応じた補正量をフィードバックすることによって位相誤差及び周波数誤差を補正するようにしている。
【００３０】
しかしながら、ＱＰＳＫ変調方式においては位相誤差検出範囲は４５度であるのに対して、ＢＳデジタル放送方式で用いられる８ＰＳＫ変調方式では、位相誤差検出範囲が２２．５度と半減してしまい、位相検出精度が悪くなってしまう。
【００３１】
さらに、ＢＳデジタル放送の場合、伝送環境という面では、ＢＰＳＫ変調方式で伝送されるＴＭＣＣデータに対しては、Ｃ／Ｎ＝０ｄＢでの信頼性を確保するように規格化策定がなされており、非常に劣悪な受信環境下に対する対策を講じる必要がある。
【００３２】
本発明は、各変調方式が動的に変化するデジタル衛星放送信号の搬送波同期を確実に検出し、また、劣悪な受信環境下においても確実に同期を検出するデジタル衛星放送受信装置及び受信方法を提供することを目的とする。
【００３３】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかるデジタル衛星放送復調装置では、伝送データのシンボルタイミングの同期処理を行うタイミング同期手段と、タイミング同期がとられた伝送データから同期ワードを検出して、伝送データのフレーム同期タイミングを検出するフレーム同期手段と、フレームタイミングに基づき少なくとも上記同期ワードのシンボル位置を特定し、この同期ワードの各シンボルの受信位相を検出して搬送波の同期処理を行う搬送波同期手段とを備える。
【００３４】
このデジタル衛星放送復調装置では、デジタル衛星放送の伝送データのシンボルタイミングの同期処理を行い、続いて、デジタル衛星放送の伝送データに含まれている同期ワードを検出することによってフレームタイミングの同期処理を行い、続いて、このフレーム同期タイミングに基づき少なくとも同期ワードの受信位相を検出して搬送波同期処理を行う。
【００３５】
すなわち、このデジタル衛星放送復調装置では、フレーム同期処理を行った後に搬送波同期処理を行うようにしている。
【００３６】
また、本発明にかかるデジタル衛星放送復調装置では、フレーム同期タイミングをとる際に、伝送データのシンボル間の差分データを検出し、この伝送データの差分データと同期ワードの差分データとの相関をとっている。
【００３７】
また、本発明にかかるデジタル衛星放送復調装置では、フレーム同期タイミングをとる際に、伝送データの差分データと同期ワードの差分データとの相関値を、フレーム周期でフィルタリングを行っている。そのフィルタリングは、例えば、ＩＩＲ（Infinite Impulse Response）フィルタを用いてフィルタリングを行っている。
【００３８】
また、本発明にかかるデジタル衛星放送復調装置では、フレーム同期確立後には、同期ワードの発生位置のシンボルに対してのみフィルタリングを行うようにする。そして、フレーム同期の引き込み時には、フレーム同期が確立する前には使用されないエラー訂正用のメモリやデインタリーバ等のメモリ等の復号用メモリを用いてフィルタリングを行い、フレーム同期確立後には、１シンボル分のデータ容量の遅延メモリを用いてフィルタリングを行うようにしている。
【００３９】
また、本発明にかかるデジタル衛星放送復調装置では、上記相関値データと所定の値とを比較して同期位置を検出し、さらに、この同期位置の間隔と上記同期位置の間隔とを比較して同期間隔を検出する。そして、伝送データのシンボル数を１フレーム周期でカウントするシンボルカウンタを用い、上記同期間隔が所定回連続して１フレーム間隔となった後に、そのカウント値が初期値とされ、以後、このカウント値が所定の値となったときにフレーム開始信号を発行するようにしている。
【００４０】
また、本発明にかかるデジタル衛星放送復調装置では、同期位置検出部により検出された上記同期位置及び上記同期間隔検出部により得られた上記同期間隔に基づき、シンボルカウンタのカウント値を伝送データに同期させるための同期引き込み状態と、シンボルカウンタのカウント値が伝送データに同期している状態を保持するための同期保持状態とを遷移するステートマシーンを用いて、フレーム同期処理を制御している。
【００４１】
また、本発明にかかるデジタル衛星放送復調装置では、直交座標信号からなる伝送データに対して、回転補正信号を複素乗算することによって搬送波誤差を補正し、搬送波誤差が補正された伝送データから位相回転誤差量を検出し、この位相回転誤差量に応じた回転補正信号を生成し、搬送波誤差が補正された伝送データの位相回転誤差量を同期ワードの変調方式に基づき算出し、フレーム同期タイミングからシンボル数をカウントして少なくとも同期ワードのシンボル位置を特定して、特定したシンボルの位相回転誤差量に対してフィルタリングを行い、フィルタリングされた位相回転誤差量に応じて周波数及び位相が制御された回転補正信号を生成することによって、搬送波同期処理を行う。
【００４２】
本発明にかかるデジタル衛星放送の放送信号を復調するデジタル衛星放送の復調方法では、伝送データのシンボルタイミングの同期処理を行い、タイミング同期がとられた伝送データから同期ワードを検出して、伝送データのフレーム同期タイミングを検出し、フレームタイミングに基づき少なくとも上記同期ワードのシンボル位置を特定し、この同期ワードの各シンボルの受信位相を検出して搬送波の同期処理を行うことを特徴とする。
【００４３】
すなわち、このデジタル衛星放送復調方法では、フレーム同期処理を行った後に搬送波同期処理を行うようにしている。
【００５０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態のＢＳデジタル放送の受信装置について説明する。
【００５１】
全体構成
図１に、ＢＳデジタル放送の受信装置のブロック図を示し、このＢＳデジタル放送の受信装置について説明を行う。
【００５２】
受信装置１００は、復調部１０１と、第１のデマルチプレクサ１０２と、内符号復号部１０３と、第２のデマルチプレクサ１０４と、デインタリーバ１０５と、主信号逆エネルギー拡散部１０６と、フレーム再構成部１０７と、主信号ＲＳ復号部１０８と、ＴＭＣＣ逆エネルギー拡散部１０９と、第３のデマルチプレクサ１１０と、ＴＭＣＣＲＳ復号部１１１と、ＴＭＣＣ制御部１１２とを備えて構成される。
【００５３】
復調部１０１には、例えばパラボラアンテナ等で受信して得られたＲＦ信号が入力される。復調部１０１は、ＲＦ信号に搬送波信号を乗算して、直交変調信号であるＩ信号、Ｑ信号を復調する。また、この復調部１０１は、周波数変換、搬送波同期、タイミング同期、フレーム同期処理も行う。また、この復調部１０１は、ＢＰＳＫ変調されているＴＡＢ信号（同期ワード）からスーパーフレーム及びフレームの開始位置を検出する。復調されたＩ信号データ、Ｑ信号データは、第１のデマルチプレクサ１０２に送出される。
【００５４】
第１のデマルチプレクサ１０２は、復調部１０１で検出されたフレーム開始位置からシンボルをカウントし、所定のシンボル位置にあるバースト信号を、主信号データ及びＴＭＣＣデータ（ＴＡＢ信号も含む）から分離する。バースト信号は、そのまま読み捨てられる。主信号データ及びＴＭＣＣデータは、内符号復号部１０３に送出される。
【００５５】
内符号復号部１０４は、各シンボルの変調方式及び内符号符号化率に従って、デパンクチャリング処理及びビタビ復号を行う。内符号復号されたデータは、第２のデマルチプレクサ１０４に送出される。
【００５６】
第２のデマルチプレクサ１０４は、主信号データと、ＴＭＣＣデータ（ＴＡＢ信号も含む）とを分離する。分離された主信号データは、デインタリーバ１０５に送出される。分離されたＴＭＣＣデータ（ＴＡＢ信号も含む）は、ＴＭＣＣ逆エネルギー拡散処理部１０６に送出される。
【００５７】
デインタリーバ１０５は、送信側で行われたインターリーブ処理と逆の規則に従い、主信号データをデインタリーブする。デインタリーブされた主信号は、主信号逆エネルギー拡散部１０６に送出される。
【００５８】
主信号逆エネルギー拡散部１０６は、１５次系列の疑似ランダム系列（ＰＲＢＳ）を、主信号データに対して１ビットずつ加算して、送信側で行われたエネルギー拡散処理に対する逆処理を行う。なお、疑似ランダム符号系列（ＰＲＢＳ）はスーパーフレームの先頭で初期化される。また、各スロットの先頭の１バイト目に対してはエネルギー拡散処理はされないが、この間も、ＰＲＢＳの発生は継続する。逆エネルギー拡散された主信号データは、フレーム再構成部１０７に送られる。
【００５９】
フレーム再構成部１０７は、伝送時において削除されたトランスポートパケット（ＴＳＰ）の同期ワード（０ｘ４７）を付加する処理等の送信側のデータフレームに対応したフレーム構造にデータ構造を再構成する。再構成された主信号データは、主信号リード・ソロモン復号部１０８に送出される。
【００６０】
主信号リード・ソロモン復号部１０８は、２０４バイトからなる伝送パケット単位で、ＲＳ（２０４，１８８）のＲＳ復号を行い、ＴＳＰを出力する。
【００６１】
ＴＭＣＣ逆エネルギー拡散処理部１０９は、１スーパーフレーム分のＴＭＣＣデータ及びＴＡＢ信号をバッファに蓄積したのち、９次の疑似ランダム系列（ＰＲＢＳ）を、ＴＭＣＣデータ及びＴＡＢ信号に対して１ビットずつ加算して、送信側で行われたエネルギー拡散処理に対する逆処理を行う。なお、この疑似ランダム符号系列（ＰＲＢＳ）はスーパーフレームの先頭で初期化される。また、ＴＡＢ信号に対してはエネルギー拡散は行わないが、ＰＲＢＳの発生は継続する。エネルギー拡散されたＴＭＣＣデータ及びＴＡＢ信号は、第３のデマルチプレクサ１１０に送出される。
【００６２】
第３のデマルチプレクサ１１０は、ＴＭＣＣデータとＴＡＢ信号とを分離する。分離されたＴＡＢ信号は、読み捨てられる。分離されたＴＭＣＣデータは、ＴＭＣＣリード・ソロモン復号部１１１に送出される。
【００６３】
ＴＭＣＣリード・ソロモン復号部１１１は、６４バイトからなるＴＭＣＣデータを、ＲＳ（６４，４８）のＲＳ復号を行い、ＴＭＣＣ情報を出力する。ＲＳ復号されたＴＭＣＣ情報は、ＴＭＣＣ制御部１１２に送出される。
【００６４】
ＴＭＣＣ制御部１１２は、ＴＭＣＣ情報から伝送路復号に必要なＴＭＣＣデータを抽出し、各トランスポートストリーム（ＴＳ）に対応したＴＭＣＣ情報を得るとともに、復号に必要な情報を各機能ブロックに配信する。
【００６５】
受信装置１００は、以上のような構成により、ＢＳデジタル放送を受信して、ＭＥＰＧ−２システムに準拠したトランスポートストリームを復調する。
【００６６】
復調部の構成
図２に、ＢＳデジタル受信装置１００の復調部１０１の構成を示し、この復調部１０１についてさらに説明する。
【００６７】
復調部１０１は、第１の乗算器１２１と、第２の乗算器１２２と、局部発振器１２３と、９０度移相器１２４と、第１のローパスフィルタ１２５と、第２のローパスフィルタ１２６と、第１のアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器１２７と、第２のアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器１２８と、搬送波補正部１２９と、第１の波形整形フィルタ１３０と、第２の波形整形フィルタ１３１と、タイミング同期部１３２と、フレーム同期部１３３と、搬送波同期部１３４と、第３の乗算器１３５と、第４の乗算器１３６と、パラレル／シリアル（Ｐ／Ｓ）変換器１３７と、スライサ１３８とを備えて構成される。
【００６８】
例えば、パラボラアンテナ等により受信されたＲＦ信号は、第１の乗算器１２１及び第２の乗算器１２２に入力される。
【００６９】
局部発振器１２３は、周波数ｆｃ′、初期位相ｔｈ′のｃｏｓ波である搬送波を発生する。周波数ｆｃ′及び初期位相ｔｈ′は、送信側の搬送波とは一致せず異なる周波数となる。発生された搬送波は、９０度移相器１２４及び第１の乗算器１２１に供給される。
【００７０】
９０度移相器１２４は、ｃｏｓ波である搬送波を９０度位相を進ませ、ｓｉｎ波を生成する。生成したｓｉｎ波は、第２の乗算器１２２に供給される。
【００７１】
第１の乗算器１２１は、受信信号とｃｏｓ波とを乗算し、Ｉ信号を直交復調する。第２の乗算器１２２は、受信信号とｓｉｎ波とを乗算し、Ｑ信号を直交復調する。復調されたＩ信号は、第１のローパスフィルタ１２５により高域成分が除去されて第１のＡ／Ｄ変換器１２７に供給される。また、復調されたＱ信号は、第２のローパスフィルタ１２６により高域成分が除去されて第２のＡ／Ｄ変換器１２８に供給される。
【００７２】
第１のＡ／Ｄ変換器１２７は、Ｉ信号をデジタル化する。また、第２のＡ／Ｄ変換器１２８は、Ｑ信号をデジタル化する。第１のＡ／Ｄ変換器１２７及び第２のＡ／Ｄ変換器１２８は、タイミング同期部１３２から出力されるサンプリングクロックＣＬＫによってＩ信号及びＱ信号をサンプリングする。このときサンプリング周波数は、送信側の伝送シンボルクロックと周波数及び位相が同期するように、タイミング同期部１３２により制御される。デジタル化されたＩ信号データ及びＱ信号データは、それぞれ搬送波補正部１２９に供給される。
【００７３】
搬送波補正部１２９は、搬送波同期部１３４から出力される回転位相補正信号（ＲＩ，ＲＱ）を、第１及び第２のＡ／Ｄ変換器１２７，１２８から出力されたＩ信号データ及びＱ信号データに、複素乗算する。Ｉ信号データ及びＱ信号データは、この回転位相補正信号（ＲＩ，ＲＱ）が複素乗算されることによって、受信側の局部発振器１２３により発生された搬送波の周波数ｆｃ′及び位相ｔｈ′と送信側の搬送波の周波数ｆｃ及び位相ｔｈとの間で生じている周波数ずれ及び位相ずれが補正される。すなわち、搬送波周波数誤差及び位相誤差が補正される。補正されたＩ信号データは、第１の波形整形フィルタ１３０により波形整形がされた後、第３の乗算器１３５に供給される。位相補正がされたＱ信号データは、第２の波形整形フィルタ１３１により波形整形がされた後、第４の乗算器１３６に供給される。
【００７４】
タイミング同期部１３２は、Ａ／Ｄ変換器１２７，１２８のサンプリングクロックを制御することによって、タイミング同期処理を行う回路である。タイミング同期部１３２は、波形整形フィルタ１３０，１３１により波形整形された受信データのクロック誤差を検出し、このクロック誤差が０となるようなサンプリングクロック、即ち、送信側の伝送シンボルのシンボルクロックに対して位相及び周波数が同期したサンプリングクロックを生成する。タイミング同期部１３２は、例えば、０交差法を用いてクロック誤差を検出する。生成されたクロックは、第１のＡ／Ｄ変換器１２７及び第２のＡ／Ｄ変換器１２８のサンプリングクロックとして用いられる。
【００７５】
なお、タイミング同期部１３２は、波形整形フィルタ１３０，１３１から出力されるＩ，Ｑ信号データに、搬送波周波数誤差および位相誤差が含まれていたとしても、受信Ｃ／Ｎ＝０ｄＢに対しても所定の特性が得られるだけのタイミング同期特性を有しているものとする。
【００７６】
フレーム同期部１３３は、伝送データ内のＴＡＢ信号（同期ワード）を検出することによって、フレームの開始位置を検出するフレーム同期処理を行う回路である。
【００７７】
ここで、ＢＳデジタル放送では、スーパーフレームと呼ばれるデータ構造が規定されている。スーパーフレームは、図３に示すように、８個のフレーム（フレーム＃０〜フレーム＃７）から構成されている。各フレームは、制御信号部（ＴＭＣＣ信号とＴＡＢ信号（同期ワード））と、主信号部（主信号とバースト信号）とから構成されている。
【００７８】
主信号部は、図４に示すように、１フレームあたり４８個のスロット（スロット＃０〜スロット＃４７）により構成されている。主信号部は、２０３シンボルの主信号データと、ＢＰＳＫ変調（ｒ＝１／２）された４シンボルのバースト信号とが交互に配置されて構成されている。
【００７９】
制御信号部は、１フレームあたり８バイトのＴＭＣＣ（Transmission and Multiplexing Configuration Control）信号と、その前後に付加された２バイトずつのＴＡＢ信号（同期ワード）により構成される。ＴＭＣＣ信号とＴＡＢ信号は、それぞれＢＰＳＫ変調（ｒ＝１／２）されており、伝送シンボル数でいうと、ＴＭＣＣが１２８シンボル、ＴＡＢ信号がそれぞれ３２シンボルとなる。ここで、ＴＭＣＣの前段に付けられているＴＡＢ信号は、その値がＷ１（０ｘ１Ｂ９５）とされている。また、ＴＭＣＣの後段に付けられているＴＡＢ信号は、第１フレーム＃０に対してはその値がＷ２（０ｘＡ３４０）とされており、第２〜８フレームに対してはその値がＷ３（０ｘ５ＣＢＦ）とされている。Ｗ２とＷ３とは、ビット反転した関係となっている。
【００８０】
従って、このＴＡＢ信号（同期ワード）を検出することによって、フレームの同期をとることができ、また、Ｗ２とＷ３とを区別して検出することによって、スーパーフレームの同期をとることができる。なお、２バイトのＴＡＢ信号は、実際には畳み込み符号化され、３２ビットの伝送シンボルとなる。そのうち、前半の１２ビットは、前のフレームの最後の主信号データの影響を受けており値は不定であるが、後半の２０ビットは前のフレームの影響が及ばない範囲であり、固定値となる。受信側では、この畳み込み符号化された固定値（Ｗ１に対してｗ１、Ｗ２／Ｗ３に対してｗ２／ｗ３）を同期信号として検出することとなる。
【００８１】
フレーム同期部１３３は、タイミング同期がとられているが、搬送波同期はとられていない状態で、このフレーム同期処理を行う。具体的には、タイミング同期がとられている伝送データに対して、シンボル間の差分演算を行う。そして、この差分演算されたビット列と、差分演算した同期ワードとの相関をとる。そして、その相関が最も高いシンボル位置（或いは、ある閾値より高い相関値のシンボル）を検出し、そのシンボル位置をフレームの同期位置とする。なお、ＴＡＢ信号のＷ２とＷ３とは、ビット反転した関係にあるので、シンボル間の差分演算を行うと、値が同一になる。
【００８２】
フレーム同期部１３３は、このようなＴＡＢ信号を検出して、フレーム開始位置を示すフレーム開始フラグ（ＦＳＴフラグ）、及び、スーパーフレームの開始位置を示すスーパーフレーム開始フラグ（ＳＦＳＴフラグ）を生成する。また、フレーム同期部１３３は、ＦＳＴフラグ及びＳＦＳＴフラグだけではなく、ＳＦＳＴフラグからシンボル数を計数することによって、ＴＡＢ信号（同期ワード）のシンボル位置を示すＴＡＢフラグ、ＴＭＣＣのシンボル位置を示すフラグであるＴＭＣフラグ、主信号のシンボル位置を示すフラグであるＤＥＮフラグ、バースト信号のシンボル位置を示すフラグであるＢＲＳＴフラグも生成し出力してもよい。フレーム開始信号（ＦＳＴ）及びスーパフレーム開始フラグ（ＳＦＳＴ）は、搬送波同期部１３４に供給される。
【００８３】
また、フレーム同期部１３３は、１８０度位相反転信号も生成する。後述する搬送波同期部１３４は、１８０度の位相不確定性を許容する搬送波同期方式（搬送波同期を行ったときに位相が１８０度回転して同期がかかる可能性がある方式）をとっている。そのため、このフレーム同期部１３３は、同期ワード（ＴＡＢ信号）のビット反転状態を検出して、１８０度の搬送波位相誤差を検出する。１８０度の搬送波位相誤差が検出された場合には、１８０度位相反転信号を−１として出力し、１８０度の搬送波位相誤差が検出されない場合には、１８０度位相反転信号を＋１として出力する。この１８０度位相反転信号は、第３の乗算器１３５及び第４の乗算器１３６に供給される。
【００８４】
なお、搬送波同期部１３４が１８０度の位相不確定性を残さずに搬送波同期を行える場合には、１８０度位相反転信号を常に＋１としておくか、或いは、第３の乗算器１３５、第４の乗算器１３６及び１８０度位相反転信号を省略すればよい。また、フレーム同期部１３３は、タイミング同期部１３２によりタイミング同期がとられている状態で、フレーム同期動作を行う。そして、フレーム同期部１３３は、搬送波同期がとれていないという条件のもとで、受信Ｃ／Ｎ＝０ｄＢに対しても所定の特性が得られるだけのフレーム同期特性を有しているものとする。
【００８５】
搬送波同期部１３４は、受信データの搬送波周波数誤差及び位相誤差に応じた回転位相補正信号（ＲＩ，ＲＱ）を生成し、搬送波の同期処理を行う。受信データの搬送波周波数誤差及び位相誤差は、局部発振器１２３の搬送波の周波数ずれ及び位相ずれによって生じるものである。
【００８６】
具体的には、搬送波同期部１３４は、直交座標系である受信データを角度データに変換し、その角度データが本来の受信点からどれだけ回転しているかを示す回転位相誤差を検出する。そして、その回転位相誤差をフィルタリングし、回転位相誤差の周波数成分及び位相成分を検出する。そして、この搬送波同期部１３４は、この検出した回転位相誤差の周波数成分及び位相成分を、キャンセルするような周波数及び位相の回転位相補正信号（ＲＩ，ＲＱ）を、ＶＣＯ等により生成する。搬送波補正部１２９は、この回転位相補正信号（ＲＩ，ＲＱ）を、受信データに複素乗算して、搬送波周波数誤差及び位相誤差をキャンセルする。
【００８７】
なお、搬送波同期部１３４は、タイミング同期部１３２によりタイミング同期がとられており、且つ、フレーム同期部１３３によりフレーム同期がとられているという状態で、搬送波同期動作を行う。そして、搬送波同期部１３４は、タイミング同期及びフレーム同期がとれているという条件のもとで、また、受信Ｃ／Ｎ＝０ｄＢに対しても所定の特性が得られるだけの搬送波同期特性を有しているものとする。
【００８８】
第３の乗算器１３５は、第１の波形整形フィルタ１３０により波形整形されたＩ信号データと、フレーム同期部１３３から供給された１８０度位相反転信号とを乗算する。１８０度位相反転信号が＋１であれば、Ｉ信号データはそのままで出力される。１８０度位相反転信号が−１であれば、Ｉ信号データの符号が反転して出力される。出力されたＩ信号データは、Ｐ／Ｓ変換部１３７に供給される。
【００８９】
第４の乗算器１３６は、第２波形整形フィルタ１３１により波形整形されたＱ信号データと、フレーム同期部１３３から供給された１８０度位相反転信号とを乗算する。１８０度位相反転信号が＋１であれば、Ｑ信号データはそのままで出力される。１８０度位相反転信号が−１であれば、Ｑ信号データの符号が反転して出力される。出力されたＱ信号データは、Ｐ／Ｓ変換部１３７に供給される。
【００９０】
Ｐ／Ｓ変換器１３７は、Ｉ信号データ、Ｑ信号データの順で受信データを選択して、シリアルデータに変換する。生成されたシリアルデータは、スライサ１３８に供給される。
【００９１】
スライサ１３８は、入力データがある所定の値より大きい場合には０を出力し、入力データがある所定の値より小さい場合には１を出力する。
【００９２】
そして、このスライサ１３８から復調データが出力され、内符号復号部１０３に供給される。
【００９３】
復調部の同期動作フロー
図５に復調部の同期動作フローを示し、この復調部の同期動作について説明をする。
【００９４】
まず、システムのリセット動作（ステップＳ１）がされると、タイミング同期の引き込み処理（ステップＳ）２に遷移する。
【００９５】
タイミング同期の引き込み処理（ステップＳ２）では、タイミング同期部１３２が、波形整形フィルタ１３０，１３１の出力信号を検出し、Ａ／Ｄ変換器１２７，１２８のサンプリングクロックの同期制御を行う。タイミング同期が確立すると、タイミング同期が完了した通知を発行し、次のフレーム同期の引き込み処理（ステップＳ３）に推移する。
【００９６】
なお、タイミング同期の引き込み処理時（ステップＳ２）において、フレーム同期の引き込み処理及び搬送波同期の引き込み処理も並行して行ってる場合には、タイミング同期が完了した通知を特に発行しなくてもよい。もっとも、タイミング同期が確立しなければフレーム同期の引き込み処理及び搬送波同期の引き込み処理ができないので、これらの引き込み動作を停止しておいてもよい。このタイミング同期の引き込み処理時にフレーム同期の引き込み処理、搬送波同期の引き込み処理の動作を停止しておけば、消費電力の節約等ができる。このタイミング同期が確立した後は、以後、このタイミング同期が確立した状態が保護され続ける。
【００９７】
続いて、フレーム同期の引き込み処理（ステップＳ３）では、フレーム同期部１３３が、波形整形フィルタ１３０，１３１の出力信号を検出し、その出力信号のシンボル間の差分データと同期ワードの差分データとの相関をとって、フレーム同期タイミングを検出する。フレーム同期タイミングが検出されると、フレーム同期が完了した通知を発行し、次の搬送波同期の引き込み処理（ステップＳ４）に推移する。
【００９８】
なお、フレーム同期の引き込み処理（ステップＳ３）において、搬送波同期の引き込み処理を並行して行っている場合には、フレーム同期が完了した通知を発行しなくてもよい。もっとも、フレーム同期タイミングが検出されなければ搬送波同期の引き込み処理が困難なので、この搬送波同期の引き込み動作を停止しておいてもよい。このフレーム同期の引き込み処理時に、搬送波同期の引き込み処理の動作を停止しておけば、消費電力の節約等ができる。このフレーム同期が確立した後は、以後、このフレーム同期が確立した状態が保護され続ける。
【００９９】
続いて、搬送波同期の引き込み処理（ステップＳ４）では、搬送波同期部１３４が、波形整形フィルタ１３０，１３１の出力信号から、フレーム同期部１３３から出力されたフレーム同期タイミングに基づき特定されるシンボルの位相回転誤差量を検出し、この位相回転誤差を補正する周波数及び位相の位相回転補正信号を生成する。この生成された位相回転補正信号は、搬送波補正部１２９に供給され、伝送データと複素乗算されることにより、搬送波誤差が補正される。
【０１００】
そして、この搬送波誤差が補正され搬送波同期が確立すると、以後、タイミング同期の保護、フレーム同期の保護及び搬送波同期の保護がされた状態に推移する（ステップＳ５）。
【０１０１】
なお、以上の処理中に、タイミング同期が外れた場合には、タイミング同期の引き込み処理（ステップＳ２）に推移し、このステップ２から処理が続行される。また、フレーム同期が外れた場合には、フレーム同期の引き込み処理（ステップＳ３）に推移し、このステップＳ３から処理が続行される。また、搬送波同期が外れた場合には、搬送波同期の引き込み処理（ステップＳ４）に推移し、このステップＳ４から処理が続行される。
【０１０２】
このように、タイミング同期、フレーム同期、搬送波同期といった順序で、同期動作を行うことによって、復調部１０１では、複数の変調方式が採用され各変調方式が動的に変化するデジタル衛星放送の各種同期を簡易な構成で確実に検出することができる。また、劣悪な受信環境下においても小さな回路規模で確実に同期を検出することができる。
【０１０３】
フレーム同期部
つぎに、フレーム同期部１３３についてさらに詳細に説明を行う。
【０１０４】
図６にフレーム同期部１３３のブロック構成図を示す。
【０１０５】
フレーム同期部１３３は、受信データ差動検出回路２０１と、同期ワード差動検出回路２０２と、フレーム相関回路２０３と、ＩＩＲフィルタ２０４と、スーパーフレーム同期回路２０５と、同期検出回路２０６とを備えて構成されている。
【０１０６】
受信データ差動検出回路２０１には、受信データが１シンボル毎入力される。
この受信データ差動検出回路２０１は、現在の時刻のシンボルと、１サイクル前のシンボルの複素共役とを複素乗算することによって、シンボル間の差動検出を行う。差動検出した結果得られる差動受信データは、フレーム相関回路２０３に供給される。
【０１０７】
同期ワード差動検出回路２０２は、フレームの先頭位置を示す同期ワードに対して、シンボル間の差動検出を行う。差動検出した結果得られる差動同期ワードデータは、フレーム相関回路２０３に供給される。
【０１０８】
フレーム相関回路２０３は、差動受信データが１シンボル毎に順次入力され、この差動受信データと差動同期ワードデータとの相関を算出する。フレーム相関回路２０３は、算出した相関値を１シンボル毎に出力していく。フレーム相関回路２０３から出力される相関値データは、ＩＩＲフィルタ２０４に供給される。
【０１０９】
ＩＩＲフィルタ２０４は、フレーム周期の遅延メモリを用いて、相関値データをＩＩＲフィルタリングする。ＩＩＲフィルタリングされた相関値データは、同期検出回路２０６に供給される。
【０１１０】
スーパーフレーム同期回路２０５は、受信データが１シンボル毎に順次入力され、この受信データと同期ワードとの相関を算出する。ここで、スーパーフレーム同期回路２０５は、同期ワードｗ１と、同期ワードｗ２との相関をそれぞれ独立に算出し、搬送波同期が１８０度回転して同期がかかっているかどうかを検出する。また、このスーパーフレーム同期回路２０５は、同期ワードｗ１と、同期ワードｗ２との相関をそれぞれ独立に算出し、スーパーフレームの開始位置のフレームを検出する。なお、このスーパーフレーム同期回路２０５は、搬送波同期がかかった後に動作が可能となるものであればよい。
【０１１１】
同期検出回路２０６は、ＩＩＲフィルタ２０４から出力された相関値データに基づき、フレームの開始位置を検出し、フレームの開始位置を示すＦＳＴフラグを出力する。また、同期検出回路２０６は、スーパーフレーム同期回路２０５から出力に基づき、スーパーフレームの開始位置を示すＳＦＳＴフラグを出力する。
【０１１２】
ここで、受信データと同期ワードとの相関を算出するにあたり、受信データを差動化する理由は、以下のとおりである。
【０１１３】
すなわち、受信データのシンボルに搬送波周波数誤差が含まれている場合、伝送路で雑音が付加されていなくとも、搬送波周波数誤差に対応する位相分１サンプル毎に進む。このような搬送波周波数誤差を含んだ入力シンボルを、サンプル毎に位相を検出して同期ワードと比較しても、正確に同期ワードのシンボル位置を検出することができない。それに対して、シンボル間で差動化することによって、各サンプルに含まれている搬送波周波数誤差が除去される。そのため、サンプル毎に一定の搬送波位相誤差成分のみが含まれている位相のシンボルとなるこのとき、差動化したシンボルと比較される同期ワードも同じく差動化しておけばよい。従って、受信データを差動化することによって、搬送波同期がとられておらず搬送波周波数誤差が含まれている受信データに対してフレーム同期をとることができる。なお、同期ワードのｗ２及びｗ３は、ビット反転の関係にあるため、差動をとれば、同一の値となる。
【０１１４】
また、受信データと同期ワードとの相関をとることによってフレームの同期を検出することができる理由及び相関値をフィルタリングする理由は、以下のとおりである。
【０１１５】
伝送されてくるシンボルに関して、同期ワード以外のシンボルはエネルギー拡散によって疑似的にランダム化されており、差動化した場合も同様にランダム化されていると考えられる。したがって、差動化した入力シンボルと差動化した同期ワードとの相関を計算することによって、同期ワードの挿入位置を検出することができる。すなわち、シンボル毎に相関を計算したとき、同期ワード位置では相関結果が最大値となり、同期ワードの位置以外では相関結果がほぼ０となるので、相関結果が最大値となる時刻が同期ワード位置であるといえる。
【０１１６】
もっとも、実際の運用では伝送路において雑音が付加され、相関結果にも影響を及ぼす。すなわち、同期ワードが挿入されている位置にもかかわらず相関結果が最大値より小さく出力されたり、同期ワード位置以外の位置でも相関結果がより大きく出力されたりする。したがって、このような雑音の影響を除去することが重要となる。そこで、同期ワードが周期的に伝送されることに着目する。上記のように相関結果が影響されるのは雑音の影響であると考えられるので、平均的には、同期ワードの挿入位置では相関結果が大きく出力され、同期ワード位置以外では相関結果がほぼ０となる。この性質を利用して、相関結果をフィルタリングすることによって雑音成分を低減し、同期ワード情報を強調することができる。すなわち、１フレーム内の先頭からｐシンボル目の位置における相関値に対して、フレーム内のあるｐシンボル目の位置における瞬時相関値を計算し、その結果を１フレーム前の先頭からｐシンボル目の出力結果を用いてフィルタリングすることによって、フレーム内のそのｐの位置における平均的な相関値を得ることができる。この処理を１フレーム内の全ての位置に対して行うことによって、各位置における平均的な相関値が得られる。
【０１１７】
フレームの同期検出方法、搬送波同期の１８０度の位相不確定性の除去方法及びスーパーフレームの同期検出方法は以下のとおりである。
【０１１８】
ＩＩＲフィルタリングされることにより、フレームの同期位置では相関値が大きく出力され、フレーム同期位置以外では相関値がほぼ０となるので、同期検出部２０６では、相関値の平均がもっとも大きくなる位置を同期位置として検出すればよい。また、フレーム同期位置以外では相関値がほぼ０となることから、相関値が所定の値よりも大きくなる位置を同期位置としてもよい。ここでは、装置の簡単化のため、相関値の値が所定の値よりも大きな位置を同期位置として検出するものとする。なお、このとき、同期位置検出結果の精度を高めるとともに、雑音による外乱を防ぐ目的でフレーム同期保護も行う。
【０１１９】
また、同期検出回路２０６は、搬送波同期が１８０度の位相不確定性を許容する場合、１８０度の位相不確定性の除去も行う。１８０度の位相不確定性は、搬送波同期がとられた後の受信シンボルから、同期ワードのｗ１のビットが正転か、反転かを検出することにより、判断している。
【０１２０】
また、同期検出回路２０６は、スーパーフレームの同期も検出している。スーパーフレームの同期は、搬送波同期がとられた後の受信シンボルから、同期ワードのｗ２が付加されているのか、同期ワードｗ３が付加されているのかを検出することにより、判断している。同期ワードｗ２が付加されているフレームがスーパーフレームの開始フレームとなる。
【０１２１】
各サブブロックの詳細な回路構成例
つぎに、フレーム同期回路１３３を構成する各サブブロックの回路構成例について説明をする。
【０１２２】
（差動検出回路）
図７に受信データ差動検出回路２０１の回路構成図を示す。
【０１２３】
受信データ差動検出回路２０１は、第１の遅延回路２５１と、第２の遅延回路２５２と、第１の乗算回路２５３と、第２の乗算回路２５４と、加算回路２５５と、第３の乗算回路２５６と、第４の乗算回路２５７と、減算回路２５８とを備えて構成される。
【０１２４】
第１の遅延回路２５１は、１シンボル分のＩ信号データを格納して、１サイクル分遅延させる。第２の遅延回路２５２は、１シンボル分のＱ信号データを格納して、１サイクル分遅延させる。第１の乗算回路２５３は、現在の時刻のＩ信号データと、第１の遅延回路２５２に格納されている１サイクル前のＩ信号データとを乗算する。第２の乗算回路２５４は、現在の時刻のＱ信号データと、第２の遅延回路２５３に格納されている１サイクル前のＱ信号データとを乗算する。加算回路２５５は、第１の乗算回路２５３と第２の乗算回路２５４との出力を加算する。加算した出力が差動受信データのＩ信号成分（ＤＩ）となる。
【０１２５】
第３の乗算回路２５６は、現在の時刻のＱ信号データと、第１の遅延回路２５１に格納されている１サイクル前のＩ信号データとを乗算する。第４の乗算回路２５７は、現在の時刻のＩ信号データと、第２の遅延回路２５２に格納されている１サイクル前のＱ信号データとを乗算する。減算回路２５８は、第３の乗算回路２５６の出力から第４の乗算回路２５７の出力を減算する。減算した出力が差動受信データのＱ信号成分（ＤＱ）となる。
【０１２６】
すなわち、受信データ差動検出回路２０１は、
（ＤＩ，ＤＱ）＝（Ｉk，Ｑk）×（Ｉk-1，Ｑk-1）?
＝（Ｉk×Ｉk-1＋Ｑk×Ｑk-1 ，Ｑk×Ｉk-1−Ｉk×Ｑk-1）
といった演算を行う。なお、ｋはシンボル番号、（Ｉk-1，Ｑk-1）?は、（Ｉk-1，Ｑk-1）の共役複素数である。
【０１２７】
なお、同期ワードは、ＢＰＳＫ変調されているので、本来、差動結果のＱ成分は常にゼロであり、後段の相関を求める際には使用されない。そのため、図中点線で囲んだ第３の乗算器２５６、第４の乗算器２５７及び減算回路２５８は、削除してもよい。
【０１２８】
また、同期ワード差動検出回路２０２は、この受信データ差動検出回路２０１と同一の回路構成となる。もっとも、ＴＡＢ信号（同期ワード）は、既知の値であるので、予めＴＡＢ信号の差動演算結果をメモリに有しておけば、ＴＡＢ用差動検出回路２０２は、特に設ける必要はない。
【０１２９】
（フレーム相関回路）
図８（Ａ）にフレーム相関回路２０３の回路構成図を示す。
【０１３０】
フレーム相関回路２０３は、符号器３０１と、シフトレジスタ３０２と、第１のＴＡＢメモリ３０３と、第２のＴＡＢメモリ３０４と、相関演算器３０５とを備えて構成される。
【０１３１】
まず、受信データ用相関回路２０１には、差動化された受信データのＩ信号成分（ＤＩ）が、１シンボル毎に入力されてくる。
【０１３２】
符号器３０１は、差動受信データ（ＤＩ）が正数のとき０を出力し、負数のとき１を出力する。このよう符号化するのは、相関回路の回路規模削減のためである。このように符号化をすることによって、差動化された入力シンボルに対して硬判定を行い、その硬判定結果を用いて相関を計算していることに相当することとなる。符号器３０１の出力は、シフトレジスタ３０２に入力される。
【０１３３】
シフトレジスタ３０２は、１サイクル毎にに差動受信データのシフト動作を行う。格納するシンボル数は、１９２シンボル分である。
【０１３４】
第１のＴＡＢメモリ３０３は、１９シンボル分の差動同期ワードｗ１を格納している。第２のＴＡＢメモリ３０４は、１９シンボル分の差動同期ワードｗ２／ｗ３を格納している。
【０１３５】
第１のＴＡＢメモリ３０３及び第２のＴＡＢメモリ３０４がそれぞれ１９シンボル分のみのデータしか格納していないのは、以下のような理由によるものである。
【０１３６】
シンボル間で差動化していない状態の同期ワードｗ１、ＴＭＣＣ、同期ワードｗ２／ｗ３は、図９（Ａ）に示すように、それぞれ３２シンボル、１２８シンボル、３２シンボルで構成されている。ここで、同期ワードは、全て既知であり、その値は受信側で予めわかる。しかしながら、ＢＳデジタル放送では、内符号の符号化方式として、拘束長７の畳み込み符号化又はトレリス符号化が行われている。そのため、同期ワードの前半１２シンボル分は、その値が過去のデータに影響され、既知とならない。従って、同期ワードのうちで相関を求めることができるシンボルは、後半２０シンボルに対してのみとなる。さらに、この相関回路では、受信データに対してシンボル間の差動化を行っている。従って、図９（Ｂ）に示すように、相関をとることが可能な既知のシンボル数が１シンボル分減少する。
【０１３７】
なお、同期ワードｗ１の２０シンボル分のデータは、具体的には、以下のような値となる。
ｗ１＝１１１０＿１１００＿１１０１＿００１０＿１０００
このｗ１の差動化をすると以下のような値となる。
ｗ１（Diff）＝００１＿１０１０＿１０１１＿１０１１＿１１００
同期ワードｗ２の２０シンボル分データは、以下のような値となる。
ｗ２＝００００＿１０１１＿０１１０＿０１１１＿０１１１
同期ワードｗ３の２０シンボル分データは、以下のような値となる。
ｗ３＝１１１１＿０１００＿１００１＿１０００＿１０００
この同期ワードｗ１、ｗ２の差動化をすると以下のような値となる。
ｗ２（Diff）＝ｗ３（Diff）＝０００＿１１１０＿１１０１＿０１００＿１１００
相関演算器３０５は、同期ワードｗ１の相関を演算する１９個の演算器と、同期ワードｗ２／ｗ３の相関を演算する１９個の演算器から構成されている。同期ワードｗ１の相関を演算する１９個の演算器は、シフトレジスタ３０２の第１４シンボルから第３３シンボルに格納されている値がｉ１として入力され、第１のＴＡＢメモリ３０３に格納されている値（即ち、同期ワードｗ１の差動シンボル）がｉ２として入力される。また、ｗ２演算器は、シフトレジスタ３０２の第１７３シンボルから１９２シンボルに格納されている値がｉ１として入力され、第２のＴＡＢメモリ３０４に格納されている値（即ち、同期ワードｗ２／ｗ３の差動シンボル）がｉ２として入力される。
【０１３８】
各演算器は、図８（Ｂ）に示すような演算を行う。
【０１３９】
すなわち、Ｓ０＝ｆ（ｉ１，ｉ２）＋Ｓｉ
ｆ（ｉ１，ｉ２）は、ｉ１＝ｉ２のときは１となり、ｉ１≠ｉ２のときは−１となる関数である。また、ｉ１は、シフトレジスタ３０２に格納されている値で、ｉ２は、ＴＡＢメモリに格納されている値である。
【０１４０】
つまり、この相関演算器３０５は、以下のような差分受信データと差分同期ワードとの内積演算をしていることにほかならない。
diff(I,Q)・diff(TAB)
= diff(I,Q)[0] * diff(TAB)[0] + diff(I,Q)[1] * diff(TAB)[1] + ...
ここで、「・」は内積を示し、「*」はｆ（ｉ１，ｉ２）の演算を表している。
【０１４１】
そして、この３８個の全演算器の演算結果が、１サイクル毎に全て累加算され、その１サイクル毎の累加算値が、相関値データとして出力される。
【０１４２】
従って、このような受信データ用相関回路２０１は、最も相関が高い場合には、相関値データとして、３８という値を出力することとなる。
【０１４３】
なお、ここでは、相関値を１サイクル毎にシーケンシャルに求める回路を示したが、同時並行的、或いは、トーナメント型に演算を行ってもよいし、演算器を繰り返し使用して最終的な相関値を求めてもよい。
【０１４４】
（ＩＩＲフィルタ）
つぎに、ＩＩＲフィルタ２０４について説明をする。
【０１４５】
図１０に、ＩＩＲフィルタ２０４の回路構成図を示す。
【０１４６】
ＩＩＲフィルタ２０４は、第１の増幅器３５１と、加算器３５２と、シフトレジスタ３５３と、第２の増幅器３５４とを備えている。
【０１４７】
第１の増幅器３５１は、フレーム相関回路２０５から出力された相関値データが入力される。第１の増幅器３５１は、相関値データに所定の利得Ｋを乗算する。利得Ｋが乗算された相関値データは、加算器３５２に供給される。
【０１４８】
加算器３５２は、第１の増幅器３５１からの出力と、第２の増幅器３５４からの出力を加算する。加算結果は、シフトレジスタ３５３に供給されるとともに、相関値データのフィルタリング結果として出力される。
【０１４９】
シフトレジスタ３５３は、１フレームに含まれるシンボル数分のワード数（３９９３６ワード）のレジスタからなる。シフトレジスタ３５３は、入力されたデータ順に相関値データを格納し、１サイクル毎に格納している相関値データをシフトしていく。すなわち、シフトレジスタ３５３は、相関値データを１フレーム分遅延させる。最終段のレジスタに格納されている１フレーム分遅延した相関値データは、第２の増幅器３５４に供給される。
【０１５０】
第２の増幅器３５４は、シフトレジスタ３５３から出力された相関値データに、利得（１−Ｋ）を乗算する。乗算した結果は、加算器５３２に供給される。
【０１５１】
このようなＩＩＲフィルタ２０４では、現在の時刻の相関値データと、１フレーム前に出力された相関値データとを適当な重み付けを行って加算している。すなわち、１フレーム間隔毎に取り出した相関値データに対して、それぞれ適当な重み付けをして、平均化している。また、重み付けを決定する利得Ｋは、雑音帯域を決める働きをもっている。
【０１５２】
（同期検出回路）
つぎに、同期検出回路について説明をする。
【０１５３】
図１１に、同期検出回路２０６の回路構成図を示し、図１２に、この同期検出回路２０６のフラグ制御を行うステートマシーンを示している。
【０１５４】
この同期検出回路２０６は、図１１に示した論理回路と、図１２に示したステートマシーン５５０により構成され、ＩＩＲフィルタ２０４によってフィルタリングされた相関値データからフレーム開始位置を検出するフレーム同期の引き込み動作（後方保護）を行うとともに、フレーム同期が確立したのちのフレーム同期の保護動作（前方保護）を行う回路である。
【０１５５】
論理回路では、ＩＩＲフィルタ２０４から出力された平均化された相関値と予め設定されている比較値とを比較する比較動作、現在のシンボル位置が確実にフレーム同期位置（同期ワードｗ１，ｗ２／ｗ３が発生する位置）であるかどうかを判定する同期位置判定動作、フレーム開始位置を示すフレームスタートフラグ（ＦＳＴフラグ）の発行動作、並びに、スーパーフレームの開始位置を示すスーパーフレームスタートフラグ（ＳＦＳＴフラグ）の発行動作を行う。
【０１５６】
ステートマシーン５５０では、フレーム同期の引き込み中の状態（後方保護の状態）、フレーム同期の保持の状態（前方保護の状態）とで、その状態を分けて制御が行われる。ステートマシーン５５０は、フレーム同期の保持状態（前方保護の状態）であるかを示す同期確立フラグｌｏｃｋを発行して、論理回路に供給する。この同期確立フラグは、同期が確立しているときには有効（１）とされ、同期引き込み中のときには無効（０）とされる。また、ステートマシーン５５０は、論理回路に設けられるカウンタ及びレジスタの初期値をロードするロードフラグｌｄ４を発行する。このロードフラグｌｄ４は、初期値のロードタイミングに有効（１）とされ、それ以外のタイミングでは無効（０）とされる。
【０１５７】
まず、図１１に示す論理回路の具体的な回路構成について説明をする。
【０１５８】
同期検出回路２０６は、第１の比較器５０１と、セレクタ５０２と、主同期判定回路５０３と、ＮＡＮＤ回路５０４と、シンボルカウンタ５０５と、第２の比較回路５０６と、第３の比較器５０７と、レジスタ５０８と、第４の比較器５０９と、同期間隔判定回路５１０と、フレームカウンタ５１１と、第５の比較器５１２と、ＡＮＤ回路５１３とから構成されている。
【０１５９】
第１の比較器５０１には、ＩＩＲフィルタ２０４から出力された平均化された相関値Ｃｏｒｒと、予め設定されている比較値Ｔｈとが入力される。第１の比較器５０１は、相関値Ｃｏｒｒと比較値Ｔｈと比較して、Ｃｏｒｒ≧Ｔｈのときに有効（１）、Ｃｏｒｒ＜Ｔｈのときに無効（０）という出力をする。
【０１６０】
比較値Ｔｈは、同期引き込み時（後方保護時）と、同期確立後の同期保持時（前方保護時）とで、その値がセレクタ５０２により切り換えられる。この切り替えは、ステートマシーン５５０から出力される同期確立フラグｌｏｃｋにより制御される。同期引き込み時に用いられる比較値Ｔｈは、同期保持時に用いられる比較値Ｔｈよりもより大きくしている。これは、同期引き込み時には、同期保持時よりも厳しい条件でフレーム開始位置が判断し、誤った位置で同期引き込みを行わないようにするためである。
【０１６１】
主同期判定回路５０３は、現在のシンボル位置がフレーム同期位置（同期ワードが発生される位置）であるかどうかを示す同期位置判定結果（ｏｋ，ｎｇ）を発生する回路である。この主同期判定回路５０３は、第１のＡＮＤ回路５３１と、第２のＡＮＤ回路５３２とから構成されている。第１のＡＮＤ回路５３１は、第１の比較器５０１の比較結果と、判定動作有効フラグＥＮとのＡＮＤ論理演算をする。第１のＡＮＤ回路５３１の演算結果は、ｏｋフラグとして出力される。第２のＡＮＤ回路５３１は、第１の比較器５０１の比較結果の反転信号と、判定動作有効フラグＥＮとのＡＮＤ論理演算をする。第２のＡＮＤ回路５３１の演算結果は、ｎｇフラグとして出力される。
【０１６２】
ここで、判定動作有効フラグＥＮは、ＮＡＮＤ回路５０４から発行される。ＮＡＮＤ回路５０４は、同期確立フラグｌｏｃｋと、同期確立時に同期ワードの発生予定位置を示すこととなる同期位置フラグＴｉｍｉｎｇの反転信号とのＮＡＮＤ論理演算をして、判定動作有効フラグＥＮを発行する。この判定動作有効フラグＥＮは、同期引き込み時（後方保護時）には常に有効（１）とされる。また、この判定動作有効フラグは、同期保持時（前方保護時）には、同期ワードの発生予定位置でのみ有効（１）とされ、それ以外の時には無効（０）とされる。
【０１６３】
このような主同期判定回路５０３により発行される同期位置判定結果（ｏｋ，ｎｇ）は、以下のような意味となる。
（０，０）：判定動作を行っていない（同期確立状態ではあるが、同期ワードの発生予定位置ではない）
（０，１）：同期位置ではない
（１，０）：同期位置である
（１，１）：定義されていない。
【０１６４】
シンボルカウンタ５０５は、シンボル数をカウントするカウンタ回路である。シンボルカウンタ５０５は、１フレームのシンボル数（０〜３９９３５）を周期的にカウントする。すなわち、シンボルカウンタ５０５は、シンボルクロックをインクリメントしていき、その値が３９９３５となると、次にカウント値が０となるといったカウンタである。また、シンボルカウンタ５０５は、カウンタ値のロード機能を有している。このシンボルカウンタ５０５は、ステートマシーン５５０から与えられるロードフラグｌｄ４が有効（１）とされると、同期ワードの発生予定位置（ＴＡＢ２の終了シンボル位置）を示す“１９１”の次の値である“１９２”が、カウンタ値としてロードする。ここで、シンボルカウンタ５０５にカウント値“１９２”がロードされるタイミングは、同期処理開始直後（リセット直後）の最初に同期位置が発見されたとき（すなわち、リセット後の最初に主同期判定回路５０３のｏｋフラグが有効（１）となったとき）、及び、フレーム同期が確立するとき（一旦同期が外れて再び同期が確立するときも含む）である。また、シンボルカウンタ５０５は、カウンタ値が“３９９３５”の最終値となったタイミングで、キャリーアウトフラグｃｏが有効（１）となる。
【０１６５】
第２の比較器５０６は、シンボルカウンタ５０５のカウント値が、フレーム同期検出シンボル位置（ＴＡＢ２の終了シンボル位置）のシンボル番号である“１９１”となったときに、同期位置フラグＴｉｍｉｎｇを有効（１）とする。この同期位置フラグＴｉｍｉｎｇは、フレーム同期が確立している状態のときに、同期ワードの発生予定位置（ＴＡＢ２の終了シンボル位置）のタイミングを示すこととなる。 この同期位置フラグＴｉｍｉｎｇは、同期確立フラグｌｏｃｋが有効（１）となっているときにのみ判定動作有効フラグＥＮに反映される。
【０１６６】
第３の比較器５０７は、シンボルカウンタ５０５のカウント値が、フレームの開始位置のシンボル番号である“０”となったときに、フレームの開始位置を示すＦＳＴフラグを有効（１）とし、それ以外のシンボルタイミングではＦＳＴフラグを無効（０）とする。
【０１６７】
レジスタ５０８は、主同期判定回路５０３のｏｋフラグが有効（１）となったときに、シンボルカウンタ５０５のカウント値を取り込んで、その値を保持する回路である。すなわち、レジスタ５０８は、主同期判定回路５０３により同期位置であると判定されたときにシンボルカウンタ５０５により発生されたカウント値を保持する。また、レジスタ５０８は、レジスタ値のロード機能を有しており、ステートマシーン５５０からのロードフラグｌｄ４が有効（１）とされると、フレーム同期位置（ＴＡＢ２の終了位置のシンボル番号）を示す“１９１”がレジスタ値としてロードされる。
【０１６８】
第４の比較器５０９は、シンボルカウンタ５０５のカウント値と、レジスタ５０８のカウント値とを比較する。比較した結果、値が一致すれば有効（１）、値が一致しなければ無効（０）という出力をする。
【０１６９】
同期間隔判定回路５１０は、ｏｋフラグが、フレーム間隔（３９９３６シンボル）毎に発行されているかどうかを判定する回路である。同期間隔判定回路５１０は、ｏｋフラグの発生間隔が１フレーム期間となっているかどうかを示す同期間隔判定結果（ｏｋ２，ｎｇ２）を発行する。具体的には、同期間隔判定回路５１０は、第３のＡＮＤ回路５３３と、第４のＡＮＤ回路５３４とから構成されている。第３のＡＮＤ回路５３３は、第４の比較器５０９の比較結果と、ｏｋフラグとのＡＮＤ論理演算をする。第３のＡＮＤ回路５３３の演算結果は、ｏｋ２フラグとして出力される。第４のＡＮＤ回路５３４は、第４の比較器５０９の比較結果の反転信号と、ｏｋフラグとのＡＮＤ論理演算をする。第４のＡＮＤ回路５３４の演算結果は、ｎｇ２フラグとして出力される。
【０１７０】
この同期間隔判定回路５１０により出力される同期間隔判定結果（ｏｋ２，ｎｇ２）は、前回ｏｋフラグが有効（１）となったときのシンボルカウンタ５０５のカウント値と、現在のシンボルカウンタ５０５のカウント値とを比較した結果である。つまり、同期間隔判定回路５１０は、前回の同期位置と判別されたカウンタ値と、今回同期位置と判別されたカウンタ値とが一致しているかどうかを判別している。すなわち、同期間隔判定回路５１０は、シンボルカウンタ５０５が１フレーム周期でカウント値を発生することから、１フレーム周期で同期位置が発生されているかどうかを判断していることとなる。ここで、同期位置が１フレーム周期で発生され続ければ、その同期位置はフレームの同期位置として確からしいものと考えらる。従って、ｏｋ２フラグが連続して発生されれば、同期引き込み状態から同期確立状態に遷移させてもよいと判断できる。なお、後述するステートマシーン５５０では、ｏｋ２フラグが連続して３回発行されると、同期を確立させた前方保護状態に遷移させている。
【０１７１】
また、一方、同期引き込み時におけるカウント値及びレジスタ値は、特に受信データのシンボル番号と同期がとられていなくても、フレーム同期の引き込みを行うことができ、同期確立の直前にカウント値及びレジスタ値を正確な値にロードする回路構成となっている。そのため、もし同期状態から同期がはずれたとしても、シンボルカウンタ５０５は、カウント値を初期化や停止をせずに、同期保持状態から連続してカウントを継続して、同期引き込み状態に遷移させることができる。従って、なんらかのノイズによってフレーム同期位置で相関値が低くなってしまい、フレーム同期が外れたとしても、カウンタ値は保持されたままととなり、或いは、再引き込み時に偶然同期位置以外で判定結果がｏｋとなってしまったとしても、ＦＳＴフラグは正確に発行され続けることとなる。
【０１７２】
このような同期間隔判定回路５１０により発行される同期間隔判定結果（ｏｋ２，ｎｇ２）は、以下のような意味となる。
（０，０）：判定動作を行っていない（ｏｋフラグが有効（１）となっておらず、同期位置ではない）
（０，１）：前回のｏｋフラグからの間隔が１フレーム周期となっていない
（１，０）：前回のｏｋフラグからの間隔が１フレーム周期となっている
（１，１）：定義されていない。
【０１７３】
フレームカウンタ５１１は、シンボルカウンタ５０５のキャリアウトのタイミングを、８カウント周期でカウントするカウンタである。フレームカウンタ５１１は、カウンタ値のリセット機能を有しており、詳細を後述するスーパーフレーム同期回路２０５からのＦＳＴ０フラグ（フレーム番号０を示すフラグ）によってカウンタ値が０にリセットされる。スーパーフレームの同期が確立された後は、このフレームカウンタ５１１のカウント値が、フレーム番号を示すこととなる。
【０１７４】
第５の比較器５１２は、フレームカウンタ５１１のカウント値が０となっているときに有効（１）となる。
【０１７５】
ＡＮＤ回路５１３は、第３の比較器５０７から出力されるＦＳＴフラグと、第５の比較器５１２からの比較結果とのＡＮＤ論理演算を行うことによって、スーパーフレームの開始位置を示すＳＦＳＴフラグを発行する。すなわち、フレーム番号が０のフレームの開始位置をスーパーフレームの開始位置として出力する。
【０１７６】
以上のように同期検出回路２０６では、フレームの同期位置を示すフレームスタートフラグ（ＦＳＴフラグ）及びスーパーフレームの同期位置を示すスーパーフレームフラグ（ＳＦＳＴフラグ）を発行することができる。
【０１７７】
つぎに、図１２に示すステートマシーンを説明しながら、同期検出回路２０６の動作について説明を行う。
【０１７８】
ステートマシーン５５０には、ｏｋフラグ、ｎｇフラグ、ｏｋ２フラグ、ｎｇ２フラグ、リセットフラグが入力される。
【０１７９】
また、ステートマシーン５５０からは、同期確立フラグｌｏｃｋ、及び、カウンタ値及びレジスタ値のロードフラグｌｄ４が出力される。
【０１８０】
また、ステートマシーン５５０には、内部状態として、以下の状態Ｍ、状態０〜７がある。
状態Ｍ：リセット直後の状態
状態０：同期ワードの位置探索状態にある非同期状態（後方保護）
状態１：同期ワードの位置確認状態にある非同期状態（後方保護）
状態２：同期ワードの位置確認状態にある非同期状態（後方保護）
状態３：同期ワードの位置確認状態にある非同期状態（後方保護）
状態４：同期ワードの位置確認状態にある同期状態（前方保護）
状態５：同期ワードの位置確認状態にある同期状態（前方保護）
状態６：同期ワードの位置確認状態にある同期状態（前方保護）
状態７：同期ワードの位置確認状態にある同期状態（前方保護）。
【０１８１】
以下各状態について説明をしていく。
【０１８２】
---状態Ｍ---
まず、ステートマシーン５５０は、リセットフラグが入力されると状態Ｍに遷移する。このとき、シンボルカウンタ５０５のカウンタ値及びレジスタ５０８のレジスタ値は、不定の状態である。  ｏｋフラグが有効（１）となったタイミングで、ロードフラグｌｄ４を有効（１）とし、シンボルカウンタ５０５のカウンタ値に“１９２”をロードし、レジスタ５０８のレジスタ値に“１９１”をロードする。そして、状態１に遷移する。
【０１８３】
なお、この状態Ｍでは、同期確立フラグｌｏｃｋが無効（０）とされていて、同期引き込み用の比較値Ｔｈが第１の比較器５０１に入力される。また、同期位置判別回路５０３に入力される判定動作有効フラグＥＮも常に有効（１）となっており、相関値Ｃｏｒｒ≧比較値Ｔｈであれば、常にｏｋフラグが発行される状態である。
【０１８４】
---状態１---
状態１は、フレーム同期引き込みの後方保護状態であり、同期間隔判定結果（ｏｋ２，ｎｇ２）により状態が次に遷移する。ｏｋ２フラグが有効（１）となれば、次の状態２に遷移し、ｎｇ２フラグが有効（１）となれば、状態０に遷移する。ここで、この状態１では、シンボルカウンタ５０５のカウンタ値が、伝送されているデータのシンボル位置を正確に示しているとは限らないが、ｏｋフラグが有効（１）となったときのカウンタ値が、前回のカウンタ値と一致すれば、次の状態に遷移することとなる。すなわち、ｏｋフラグの発行周期が１フレームとなっていればが同期間隔判定結果ｏｋ２フラグが発行されるので次の状態２に遷移し、ｏｋフラグの発行周期が１フレームとなっていなければ、ｎｇ２フラグが発行されるので状態０に戻る。なお、この状態１では、ロードフラグｌｄ４は無効（０）とされ、同期確立フラグも無効（０）とされている。
【０１８５】
---状態２---
状態２も、状態１と同様に、フレーム同期引き込みの後方保護状態であり、同期間隔判定結果（ｏｋ２，ｎｇ２）により状態が次に遷移する。ｏｋ２フラグが有効（１）となれば、次の状態３に遷移し、ｎｇ２フラグが有効（１）となれば、状態０に遷移する。また、この状態１でも、ロードフラグｌｄ４は無効（０）とされ、同期確立フラグも無効（０）とされている。
【０１８６】
---状態３---
状態３は、フレーム同期引き込みの後方保護状態であり、同期間隔判定結果（ｏｋ２，ｎｇ２）により状態が次に遷移する。ｏｋ２フラグが有効（１）となれば、次の状態４に遷移し、ｎｇ２フラグが有効（１）となれば、状態０に遷移する。
【０１８７】
ここで、この状態３では、ｏｋフラグが有効（１）となったタイミングで、ロードフラグｌｄ４を有効（１）として、シンボルカウンタ５０５のカウンタ値に“１９２”をロードし、レジスタ５０８のレジスタ値に“１９１”をロードする。また、次の状態４に遷移するときに、同期確立フラグｌｏｃｋを有効（１）とし、以後、論理回路５００を同期確立状態で動作させる。すなわち、このステートマシーン５５０では、３回連続して、ｏｋフラグの発行位置が同一のカウント値であった場合には、フレーム同期が確立したものと判断し、以後、フレーム同期を保持する前方向保護状態に遷移する。そして以後、同期確立状態（状態４，状態５，状態６，状態７）では、シンボルカウンタ５０５のカウンタ値が、伝送されているデータのシンボル位置を正確に示している判断し、以後の処理が行われる。
【０１８８】
---状態４---
状態４は、フレーム同期確立時の前方向保護状態であり、同期位置判定結果（ｏｋ，ｎｇ）により状態が次に遷移する。ｏｋフラグが有効（１）となれば、この状態４を繰り返し、ｎｇフラグが有効（１）となれば、状態５に遷移する。なお、この状態４では、同期確立フラグｌｏｃｋが有効（１）とされ、同期保持用の比較値Ｔｈが第１の比較器５０１に入力される。また、同期位置判別回路５０３に入力される判定動作有効フラグＥＮは、シンボルカウンタ５０５のカウンタ値が１９１となったときにのみ、有効（１）となり、このタイミングでのみ、相関値Ｃｏｒｒと比較値Ｔｈとの比較が行われる。
【０１８９】
---状態５---
状態５は、フレーム同期確立時の前方向保護状態であり、同期位置判定結果（ｏｋ，ｎｇ）により状態が次に遷移する。ｏｋフラグが有効（１）となれば、状態４に遷移し、ｎｇフラグが有効（１）となれば、状態６に遷移する。なお、この状態５でも、状態４と同様に、同期確立フラグｌｏｃｋが有効（１）されている。
【０１９０】
---状態６---
状態６は、フレーム同期確立時の前方向保護状態であり、同期位置判定結果（ｏｋ，ｎｇ）により状態が次に遷移する。ｏｋフラグが有効（１）となれば、状態４に遷移し、ｎｇフラグが有効（１）となれば、状態７に遷移する。なお、この状態６でも、状態４と同様に、同期確立フラグｌｏｃｋが有効（１）されている。
【０１９１】
---状態７---
状態７は、フレーム同期確立時の前方向保護状態であり、同期位置判定結果（ｏｋ，ｎｇ）により状態が次に遷移する。ｏｋフラグが有効（１）となれば、状態４に遷移し、ｎｇフラグが有効（１）となれば、状態０に遷移する。なお、この状態７でも、状態４と同様に、同期確立フラグｌｏｃｋが有効（１）されている。
【０１９２】
ここで、この状態７で、ｎｇフラグが有効（１）となると、同期保持状態（前方保護状態）から同期がはずれたことを示し、以後、状態０からの引き込み状態に移る。このようにこのステートマシーン５５０では、４回連続して同期が外れた場合に、再度引き込み状態に移るようにしており、例えば、ノイズ等により偶発的に同期がはずれた場合であっても、すぐに引き込み動作を行わないようにしている。
【０１９３】
---状態０---
状態０は、フレーム同期引き込みの後方保護状態であり、同期間隔判定結果（ｏｋ，ｎｇ）により状態が次に遷移する。ｏｋフラグが有効（１）となれば、次の状態１に遷移し、ｎｇフラグが有効（１）となれば、この状態０を繰り返す。ここで、この状態０では、シンボルカウンタ５０５のカウンタ値を、新たに更新していない。そのため、例えば、偶発的に同期が外れ、同期引き込み状態となっても、シンボルカウンタ５０５のカウント値はリセットされず、そのままカウントが続行されることとなる。もっとも、シンボルカウンタ５０５のカウント値が、伝送されているデータのシンボル位置を正確に示しているとは限らないが、ｏｋフラグが有効（１）となったときのカウンタ値が、前回のカウンタ値と一致しているかどうかを判断しているので、ｏｋフラグの発行周期が１フレームとなっているかどうかは、確実に判断することができる。
【０１９４】
（スーパーフレーム同期回路）
つぎに、スーパーフレーム同期回路について説明をする。
【０１９５】
スーパーフレーム同期回路２０５は、受信データと同期ワードとの相関を算出し、後段の同期ワードがｗ２であるかｗ３であるかを検出して、スーパーフレーム開始位置を検出する。これとともに、スーパーフレーム同期回路２０５は、受信データと同期ワード（ｗ１）との相関を算出し、この同期ワードｗ１が反転しているかどうかを検出して、搬送波同期が１８０度回転して同期がかかっているかどうかを検出する。なお、スーパーフレーム同期回路２０５は、搬送波同期が確立した後に動作をすればよい。そのため、搬送波誤差を除去するために、シンボル間で差動演算することなく、相関を検出をすることができる。
【０１９６】
このスーパーフレーム同期回路２０５の構成図を図１３に示す。スーパーフレーム同期回路２０５は、この図１３に示すように、相関回路５６１と、同期検出回路５６２とから構成される。
【０１９７】
相関回路５６１は、受信データのＩ信号成分が１シンボル毎に順次入力され、この受信データと、同期ワードｗ１，ｗ２との相関を算出する。相関回路５６１は、算出した相関値を１シンボル毎に出力していく。相関回路５６１から出力される相関値データは、同期検出回路５６２に供給される。
【０１９８】
同期検出回路５６２は、相関回路５６１から出力された相関値データに基づき、フレーム番号０の開始位置（すなわち、スーパーフレームの開始位置）を検出し、ＦＳＴ０フラグを出力する。また、同期検出回路５６２は、相関回路５６１から出力された相関値データに基づき、搬送波同期が１８０度位相回転してかかっているかどうかを検出し、タイミング信号に同期させて、１８０度位相反転信号を出力する。
【０１９９】
図１４（Ａ）に、相関回路５６１の回路構成図を示す。
【０２００】
相関回路５６１は、符号器５７１と、シフトレジスタ５７２と、第１のＴＡＢメモリ５７３と、第２のＴＡＢメモリ５７４と、ｗ１相関演算器５７５と、ｗ２相関演算器５７６とを備えて構成される。
【０２０１】
まず、相関回路５６１には、受信データのＩ信号成分（Ｉ）が、１シンボル毎に入力されてくる。
【０２０２】
符号器５７１は、受信データ（Ｉ）が正数のとき０を出力し、負数のとき１を出力する。このよう符号化するのは、相関回路の回路規模削減のためである。このように符号化をすることによって、入力シンボルに対して硬判定を行い、その硬判定結果を用いて相関を計算していることに相当することとなる。符号器５７１の出力は、シフトレジスタ５７２に入力される。
【０２０３】
シフトレジスタ５７２は、１サイクル毎にに受信データのシフト動作を行う。
格納するシンボル数は、例えば１９２シンボル分である。
【０２０４】
第１のＴＡＢメモリ５７３は、２０シンボル分の同期ワードｗ１を格納している。第２のＴＡＢメモリ５７４は、２０シンボル分の同期ワードｗ２を格納している。
【０２０５】
なお、同期ワードｗ１の２０シンボル分のデータは、具体的には、以下のような値となる。
ｗ１＝１１１０＿１１００＿１１０１＿００１０＿１０００
同期ワードｗ２の２０シンボル分データは、以下のような値となる。
ｗ２＝００００＿１０１１＿０１１０＿０１１１＿０１１１
ｗ１相関演算器５７５は、同期ワードｗ１の相関を演算する２０個の演算器とから構成されている。ｗ１相関演算器５７５は、シフトレジスタ５７２の第１３シンボルから第３３シンボルに格納されている値がｉ１として入力され、第１のＴＡＢメモリ５７３に格納されている値（即ち、同期ワードｗ１）がｉ２として入力される。また、ｗ２相関演算器５７６は、シフトレジスタ５７２の第１７２シンボルから１９２シンボルに格納されている値がｉ１として入力され、第２のＴＡＢメモリ５７４に格納されている値（即ち、同期ワードｗ２）がｉ２として入力される。
【０２０６】
各演算器は、図１４（Ｂ）に示すような演算を行う。
【０２０７】
すなわち、Ｓ０＝ｆ（ｉ１，ｉ２）＋Ｓｉ
ｆ（ｉ１，ｉ２）は、ｉ１＝ｉ２のときは１となり、ｉ１≠ｉ２のときは−１となる関数である。また、ｉ１は、シフトレジスタ５７５に格納されている値で、ｉは、ＴＡＢメモリに格納されている値である。
【０２０８】
そして、ｗ１相関演算器５７５の２０個の全演算器の演算結果が１サイクル毎に全て累加算され、その１サイクル毎の累加算値が、ｗ１相関値データとして出力される。また、ｗ２相関演算器５７６の２０個の全演算器の演算結果が１サイクル毎に累加算され、その１サイクル毎の累加算値が、ｗ２相関値データとして出力される。
【０２０９】
なお、シフトレジスタ５７２は、１９２個の一連のシフトレジスタとしているが、ｗ１相関値データとｗ２相関値データとは、同時刻に出力される必要はないので、２０個のシフトレジスタとしてもよい。この場合、ＴＡＢ１が全て入力されたタイミングでｗ１との相関結果を演算し、その相関結果を保持しておき、また、ＴＡＢ２が全て入力されたタイミングでｗ２との相関結果を演算し、その相関結果を保持しておき、同期検出回路５６２に供給してもよい。
【０２１０】
続いて、同期検出回路について説明をする。
【０２１１】
フレーム番号０の同期ワードは、ｗ１とｗ２との組み合わせとなっている。一方、フレーム番号０以外のフレームの同期ワードは、ｗ１とｗ３との組み合わせになっている。また、搬送波同期が１８０度位相回転している場合には、伝送データが全てビット反転する。そのため、スーパーフレームの先頭のフレーム（フレーム番号０）の検出及び搬送波同期の位相反転状態の検出は、
・フレーム同期タイミングにおけるＴＡＢ１の受信シンボルが正転しているか、反転しているかを判断する。
・ＴＡＢ２の受信シンボルがｗ２であるかｗ３であるかを判断する。
ことにより行うことができる。
【０２１２】
ここで、受信データの正／反転を評価するためには、同期ワードの発生タイミングで得られるｗ１相関値データが整数であるか負数であるかを評価すればよい。ｗ１相関値データが正数であれば、受信データは正転となる。また、ｗ１相関値データが負数であればば、受信データは反転となる。すなわち、搬送波同期が１８０度回転している場合には、伝送データは、全てビット反転してしまうため、ｗ１相関値データは、最も相関が低い値（具体的に先に示した図１４の回路であれば−２０という値となる。）となる。
【０２１３】
ＴＡＢ２の受信シンボルがｗ２であるかｗ３であるかを判断するには、まず、フレーム同期タイミングにおけるｗ２相関値データが整数であるか負数であるかを評価する。そして、ＴＡＢ１が正転であり、且つ、ＴＡＢ２が正転であれば、ＴＡＢ２に記述されている同期ワードはｗ２である。ＴＡＢ１が正転であり、且つ、ＴＡＢ２が反転であれば、ＴＡＢ２に記述されている同期ワードはｗ３である。また、ＴＡＢ１が反転であり、且つ、ＴＡＢ２が正転であれば、ＴＡＢ２に記述されている同期ワードはｗ３である。ＴＡＢ１が反転であり、且つ、ＴＡＢ２が反転であれば、ＴＡＢ２に記述されている同期ワードはｗ２である。
【０２１４】
そして、ＴＡＢ２がｗ２であれば、スーパーフレームの先頭フレーム（フレーム番号０）であるので、ＦＳＴ０フラグを有効（１）とし、ＴＡＢ２がｗ３であれば、スーパーフレームの先頭フレームではない（フレーム番号１〜７）であるので、ＦＳＴ０フラグを無効（０）とする。
【０２１５】
具体的に、同期検出回路５６２の回路構成例としては、図１５に示すように、第１の比較回路５８１と、第２の比較回路５８２と、ＥＸＯＲ回路５８３と、反転回路５８４と、第１のＡＮＤ回路５８５と、第２のＡＮＤ回路５８６と、ラッチ回路５８７とから構成されている。
【０２１６】
第１の比較回路５８１は、ｗ１相関値データが正数であるか負数であるかを比較する。第１の比較回路５８１は、ｗ１相関値データが、０以上であれば出力を有効（１）とし、ｗ１相関値データが０未満であれば出力を無効（０）とする。
【０２１７】
第２の比較回路５８２は、ｗ２相関値データが正数であるか負数であるかを比較する。第２の比較回路５８２は、ｗ２相関値データが  ０以上であれば出力を有効（１）とし、ｗ２相関値データが０未満であれば出力を無効（０）とする。
【０２１８】
ＥＸＯＲ回路５８３は、第１の比較回路５８１と第２の比較回路５８２との出力が一致していれば、出力を有効（１）とし、不一致であれば無効（０）とする。
【０２１９】
反転回路５８４は、第１の比較回路５８１の出力を反転する。
【０２２０】
第１のＡＮＤ回路５８５は、同期ワード発生タイミングｔｉｍｉｎｇと、ＥＸＯＲ回路５８３の出力とのＡＮＤ論理演算を行い、同期ワード発生タイミングｔｉｍｉｎｇ以外での検出出力をマスクする。
【０２２１】
第２のＡＮＤ回路５８６は、同期ワード発生タイミングｔｉｍｉｎｇと、反転回路５８５の出力とのＡＮＤ論理演算を行い、同期ワード発生タイミングｔｉｍｉｎｇ以外での検出出力をマスクする。
【０２２２】
レジスタ回路５８７は、同期ワード発生タイミングｔｉｍｉｎｇで、書き込み許可が当たられるレジスタであり、第２のＡＮＤ回路５８６の出力値が書き込まれる。
【０２２３】
以上のような回路構成の同期検出回路５６２では、第１のＡＮＤ回路５８５の出力が、ＦＳＴ０フラグとして出力され、レジスタ回路５８７の出力が１８０度位相反転信号として出力される。
【０２２４】
搬送波同期部
つぎに、搬送波同期部１３４についてさらに詳細に説明を行う。
【０２２５】
図１６に搬送波同期部１３４のブロック構成図を示す。
【０２２６】
搬送波同期部１３４は、タイミング制御回路６０１と、誤差量検出回路６０２と、ループフィルタ６０４と、ＶＣＯ（Voltage Controlled Oscillator）６０４とから構成される。
【０２２７】
タイミング制御回路６０１には、図２に示したフレーム同期回路１３３からフレームスタートフラグ（ＦＳＴフラグ）が入力される。タイミング制御回路６０１は、このＦＳＴフラグから、シンボル数をカウントすることによって、ＴＭＣＣデータ、ＴＡＢ信号（同期ワード）、バースト信号等のＢＳデジタル放送で必ずＢＰＳＫ変調されることが規定されているシンボルタイミングを特定する。タイミング制御回路６０１は、そのシンボルがＴＭＣＣデータ、ＴＡＢ信号、バースト信号である場合に有効（１）となるＢＰＳＫフラグを生成し、ループフィルタ６０２に供給する。
【０２２８】
誤差量検出回路６０２には、図２に示した波形整形フィルタ１３０，１３１から出力されたＩ信号データ及びＱ信号データが入力される。誤差量検出回路６０２は、入力されたシンボルに対する、ＢＰＳＫの本来信号点からの位相誤差量又は周波数誤差量Δθを算出する。検出された誤差量Δθは、ループフィルタ６０３に供給される。
【０２２９】
ループフィルタ６０３は、例えば１次以上の遅れ要素を有し、入力された誤差量Δθを所定量の重み付けを行ってループフィルタリングを行う。ループフィルタ６０３は、フィルタリングした誤差量ΔθをＶＣＯ６０４に供給する。ここで、このループフィルタ６０３は、ＢＰＳＫフラグに応じて、ＴＭＣＣ，ＴＡＢ，バースト位置でのみ遅れ要素が更新される。そのため、ＶＣＯ６０４に対する発振周波数の更新がＴＡＢ，ＴＭＣＣ，バースト位置でのみ行われ、それ以外の位置では、最後の制御値が保持される。すなわち、ＢＰＳＫで変調されているシンボルの誤差量Δθのみを用いて、間欠的に搬送波同期の動作を行うことになる。
【０２３０】
例えば、ループフィルタ６０３は、誤差量Δθに定数Ｋを乗算する第１の乗算器６１１と、フィルタ出力に定数（１−Ｋ）を乗算する第２の乗算器６１２と、第１の乗算器６１１の出力と第２の乗算器６１２の出力とを加算する加算器６１３と、加算器６１３の出力を遅延させるレジスタ６１４とから構成される。この場合、レジスタ６１４と乗算器６１１及び加算器６１３でが遅れ要素を構成することになる。このレジスタ６１４は、ＢＰＳＫフラグがイネーブル信号として入力され、ＢＰＳＫフラグが有効（１）とされているときにのみ、内部データを更新する。
【０２３１】
ＶＣＯ６０４は、例えばアキュミレータと（ｃｏｓθ，ｓｉｎ-1θ）* 回路等により構成され、ループフィルタ６０３から出力をＭｏｄ３６０°で累加算し、その加算結果を直交信号に変換して、搬送波誤差に応じた周波数の位相回転補正信号（ＲＩ，ＲＱ）を出力する。なお、* は複素共役を示す。
【０２３２】
このように生成された位相回転補正信号は、図２に示す搬送波補正回路１２９に供給される。搬送波補正回路１２９では、この位相回転補正信号を受信信号に複素乗算することにより、受信信号に含まれている搬送波誤差成分を除去している。
【０２３３】
以上のように搬送波同期部１３４では、フレーム同期部１３３により求められたフレームスタートフラグ（ＦＳＴ）に基づきＴＡＢ、ＴＭＣＣ、バースト信号のシンボル位置を特定し、これらのシンボルに含まれている位相及び周波数誤差量に応じて搬送波誤差の補正をしている。
【０２３４】
ところで、この搬送波同期部１３４により搬送波の同期がとられた後は、スーパーフレームの同期がとられＴＭＣＣ情報が復号される。そのため、一旦搬送波の同期がとられれば、ＴＭＣＣ情報を参照することによって、ＴＡＢ，ＴＭＣＣ，バースト位置のみならず全シンボルの変調方式を特定することができる。
【０２３５】
そのため、搬送波同期が確立した後は、ＴＡＢ，ＴＭＣＣ，バースト位置のみ用いて間欠的に搬送波同期処理を行わず、全シンボルの位相誤差量を検出して搬送波同期処理を行ってもよい。
【０２３６】
図１７に全シンボルの位相誤差量を検出して搬送波同期処理を行う搬送波同期部６５０の回路構成図を示す。
【０２３７】
タイミング制御回路６５１は、フレームスタートフラグ（ＦＳＴフラグ）、スーパーフレームスタートフラグ（ＳＦＳＴ）及びＴＭＣＣ情報が入力される。タイミング制御回路６５１は、ＴＭＣＣ情報を解析するとともに、ＦＳＴフラグ及びＳＦＳＴフラグからシンボル数をカウントして、各シンボルの変調方式を特定する変調方式指定信号ＴＭを生成する。変調方式指定信号ＴＭは、誤差量検出回路６５２及びループフィルタ６５３に供給される。
【０２３８】
誤差量検出回路６５２には、図２に示した波形整形フィルタ１３０，１３１から出力されたＩ信号データ及びＱ信号データが入力される。誤差量検出回路６５２は、入力されたシンボルに対する位相誤差量又は周波数誤差量Δθを算出する。ここで、誤差量検出回路６５２は、供給された変調方式指定信号に応じた信号点からの位相誤差量Δθを算出する。例えば、ＢＰＳＫ変調されたシンボルであれば、０及びπの信号点からの位相誤差を算出する。また、ＱＰＳＫ変調されたシンボルであれば、π／４、３π／４、５π／４及び７π／４の信号点からの位相誤差量を算出する。また、８ＰＳＫ変調されたシンボルであれば、０，π／４，π／２，３π／４，π，５π／４，３π／２及び７π／４の信号点からの位相誤差量を算出する。検出した誤差量Δθは、ループフィルタ６５３に供給される。
【０２３９】
ループフィルタ６５３は、誤差量Δθに対する重み付けを可変して、フィルタリングを行う。このときの重み付けは、例えば、ＴＡＢ，ＴＭＣＣ，バースト位置と主信号位置とで重み付けを変えたり、また、変調方式に応じて重み付けを変える。例えば、ＴＡＢ，ＴＭＣＣ，バースト位置では大きい重み付けを行い、主信号位置では小さい重み付けを行う。また、ＢＰＳＫには、最も大きい重み付けを行い、８ＰＳＫには最も小さい重み付けを行い、ＱＰＳＫには中間の重み付けを行うようにする。
【０２４０】
このようなループフィルタ６５３は、例えば、誤差量Δθに定数Ｋを乗算する第１の乗算器６６１と、フィルタ出力に定数（１−Ｋ）を乗算する第２の乗算器６６２と、第１の乗算器６６１の出力と第２の乗算器６６２の出力とを加算する加算器６６３と、加算器６６３の出力を遅延させるレジスタ６６４とにより構成できる。ここで、第１の乗算器６６１及び第２の乗算器６６２の乗数Ｋを、変調方式情報ＴＭに応じて変えることによって、ループ帯域を変更し、また、Ｇを変えることによってループ利得を変換し。重み付けを変えることが可能となる。
【０２４１】
なお、ＶＣＯ６５４の機能は、ＶＣＯ６０４と同一である。
【０２４２】
ＩＩＲフィルタの変形例
つぎに、フレーム同期部１３３に用いられているＩＩＲフィルタの変形例について説明をする。
【０２４３】
図１０に示したＩＩＲフィルタは、１フレーム間隔毎に取り出した相関値データ毎に平均化を行うために、１フレーム分のワード数（３９９３６ワード）のデータが格納可能なシフトレジスタを用いている。
【０２４４】
フレーム同期処理を行う場合、その引き込み時にはフレーム開始位置が確立されていないため、このように１フレーム分（３９９３６ワード）のメモリ容量は必ず必要となる。しかしながら、フレーム同期が確立した後は、後段の同期検出回路２０６では、同期ワードの発生タイミングのシンボルのみデータしか必要とされていない。すなわち、フレーム同期が確立した後は、同期ワード発生位置での相関値データに対してのみフィルタリングを行っている。
【０２４５】
また、ＢＳデジタル放送の受信装置では、例えば、ＲＳデコーダ、デインタリーバ等の復号回路において、大量のメモリが使用される。しかしながら、これらの復号回路は、復調部においてタイミング同期、フレーム同期、搬送波同期が確立した後でなければ動作の必要がない。
【０２４６】
ここでは、フレーム同期の引き込み時には、エラー訂正回路やデインタリーバ等の後段の復号回路に用いられるメモリを用い、フレーム同期の確立後には、１ワード分の遅延メモリを用いるようにして、フレーム同期の引き込み時と確立後とでフィルタリングに使用する遅延メモリを切り換えるＩＩＲフィルタについて説明をする。
【０２４７】
図１８に、このＩＩＲフィルタの回路構成図を示す。ここでは、ＲＳ復号部１０８に用いられるメモリを用いた例について説明をする。
【０２４８】
ＩＩＲフィルタ７００は、第１の増幅器７０１と、加算器７０２と、入力セレクタ７０３と、エラー訂正用メモリ７０４と、遅延レジスタ７０５と、セレクタ７０６と、第２の増幅器７０７とを備えている。
【０２４９】
第１の増幅器７０１は、フレーム相関回路２０５から出力された相関値データが入力される。第１の増幅器７０１は、相関値データに所定の利得Ｋを乗算する。利得Ｋが乗算された相関値データは、加算器７０２に供給される。
【０２５０】
加算器７０２は、第１の増幅器７０１からの出力と、第２の増幅器７０７からの出力を加算する。加算結果は、入力セレクタ７０３及び遅延レジスタ７０５に供給される。
【０２５１】
入力セレクタ７０３は、ＲＳ復号部１０８からの出力データと、加算器７０２からの出力データとが入力される。入力セレクタ７０３は、図１２（ｂ）に示したステートマシーン５５０から出力される同期確立フラグｌｏｃｋにより、切り換えられる。この同期確立フラグｌｏｃｋは、フレーム同期が確立時には有効（１）とされ、フレーム同期の引き込み時には無効（０）とされるフラグである。入力セレクタ７０３は、同期確立フラグｌｏｃｋが有効（１）のときにはＲＳ復号部１０８からのデータをエラー訂正用メモリ７０４に入力し、同期確立フラグｌｏｃｋが無効（０）のときには加算器７０２からのデータをエラー訂正用メモリ７０４に入力する。
【０２５２】
エラー訂正用メモリ７０４は、同期確立フラグｌｏｃｋが有効（１）の場合には、１フレーム分のデータ（３９９３６ワード）のＦＩＦＯと同様に機能するように内部アドレスレジスタがデータの書き込み／読み出しを行う。また、同期確立フラグｌｏｃｋが無効（０）の場合には、ＲＳ復号部１０８からの制御に従いデータの書き込み／読み出しを行う。
【０２５３】
遅延レジスタ７０５は、１ワード分のデータを格納するレジスタである。遅延レジスタ７０５は、同期ワードの発生予定位置を示す同期位置フラグＴｉｍｉｎｇが、イネーブル信号として入力される。この同期位置フラグＴｉｍｉｎｇは、同期検出回路２０６から入力される。遅延レジスタ７０５は、この同期位置フラグＴｉｍｉｎｇが有効（１）とされているときにのみ、データの更新を行う。
【０２５４】
出力セレクタ７０６は、エラー訂正用メモリ７０４からの出力データと、遅延レジスタ７０５からの出力データとが入力される。入力セレクタ７０３は、同期確立フラグｌｏｃｋにより切り換えられる。出力セレクタ７０６は、同期確立フラグｌｏｃｋが有効（１）のときには遅延レジスタ７０５からのデータを第２の増幅器７０７に供給し、同期確立フラグｌｏｃｋが無効（０）のときにはエラー訂正用メモリ７０４からのデータを第２の増幅器７０７に供給する。
【０２５５】
第２の増幅器７０７は、出力セレクタ７０６からの出力データに。利得（１−Ｋ）を乗算する。乗算した結果は、加算器７０２に供給される。
【０２５６】
このようなＩＩＲフィルタ７００では、フレーム同期の引き込み時には、エラー訂正用メモリ７０４を用いて、１フレーム間隔毎に取り出した相関値データに対して、適当な重み付けをして平均化している。そして、フレーム同期の確立後には、エラー訂正用メモリ７０４を解放する。そして、１ワード分のデータを格納する遅延レジスタ７０５を用いて、同期ワード（ＴＡＢ信号）の発生タイミングで得られる相関値データを適当な重み付けをして平均化している。
【０２５７】
効果
以上のように本発明の実施の形態のＢＳデジタル放送の受信装置では、デジタル衛星放送の伝送データのシンボルタイミングの同期処理を行い、続いて、デジタル衛星放送の伝送データに含まれている同期ワードを検出することによってフレームタイミングの同期処理を行い、続いて、このフレーム同期タイミングに基づき少なくとも同期ワードの受信位相を検出して搬送波同期処理を行う。
【０２５８】
すなわち、このＢＳデジタル放送の受信装置では、フレーム同期処理を行った後に搬送波同期処理を行うようにしている。従って、非常に簡易な構成で搬送波同期処理を行うことができ、それとともに、変調方式が動的に変化するデジタル衛星放送の場合であっても、ＱＰＳＫや８ＰＳＫといった信号点間の位相が狭いシンボルを用いずに、信号点間の位相が広いＢＰＳＫ変調されたシンボルを検出して搬送波同期処理を行うので、高精度に搬送波同期処理を行うことができる。
【０２５９】
また、このＢＳデジタル放送の受信装置では、フレーム同期タイミングをとる際に、伝送データのシンボル間の差分データを検出し、この伝送データの差分データと同期ワードの差分データとの相関をとっている。そのため、搬送波誤差を除去した状態で同期ワード位置を特定することができ、非常に高精度にフレームの同期処理及び搬送波同期処理を行うことができる。
【０２６０】
また、このＢＳデジタル放送の受信装置では、フレーム同期タイミングをとる際に、伝送データの差分データと同期ワードの差分データとの相関値を、フレーム周期でフィルタリングを行っている。そのフィルタリングは、例えば、ＩＩＲ（Infinite Impulse Response）フィルタを用いてフィルタリングを行っている。そのため、偶発的に生じるノイズ等の影響を除去することができ、より正確にフレーム同期処理及び搬送波同期処理を行うことができる。
【０２６１】
また、このＢＳデジタル放送の受信装置では、フレーム同期確立後には、同期ワードの発生位置のシンボルに対してのみフィルタリングを行うようにする。そして、フレーム同期の引き込み時には、フレーム同期が確立する前には使用されないエラー訂正用のメモリやデインタリーバ等のメモリ等の復号用メモリを用いてフィルタリングを行い、フレーム同期確立後には、１シンボル分のデータ容量の遅延メモリを用いてフィルタリングを行うようにしている。そのため、フィルタリングに必要となるメモリ容量を非常に少なくすることができる。
【０２６２】
また、このＢＳデジタル放送の受信装置では、上記相関値データと所定の値とを比較して同期位置を検出し、さらに、この同期位置の間隔と上記同期位置の間隔とを比較して同期間隔を検出する。そして、伝送データのシンボル数を１フレーム周期でカウントするシンボルカウンタを用い、上記同期間隔が所定回連続して１フレーム間隔となった後に、そのカウント値が初期値とされ、以後、このカウント値が所定の値となったときにフレーム開始信号を発行するようにしている。そのため、簡易な構成で確実にフレーム同期位置を検出し、さらに、フレーム同期が確立した後にも確実にフレーム同期を保持することができる。
【０２６３】
また、このＢＳデジタル放送の受信装置では、同期位置検出部により検出された上記同期位置及び上記同期間隔検出部により得られた上記同期間隔に基づき、シンボルカウンタのカウント値を伝送データに同期させるための同期引き込み状態と、シンボルカウンタのカウント値が伝送データに同期している状態を保持するための同期保持状態とを遷移するステートマシーンをを用いて、フレーム同期処理を制御している。そのため、フレーム同期の引き込み状態と、フレーム同期の保護状態とで、簡易にフレームの同期処理方式を切り換えることができる。
【０２６４】
【発明の効果】
本発明にかかるデジタル衛星放送復調装置及び方法では、デジタル衛星放送の伝送データのシンボルタイミングの同期処理を行い、続いて、デジタル衛星放送の伝送データに含まれている同期ワードを検出することによってフレームタイミングの同期処理を行い、続いて、このフレーム同期タイミングに基づき少なくとも同期ワードの受信位相を検出して搬送波同期処理を行う。
【０２６５】
すなわち、本発明によれば、フレーム同期処理を行った後に搬送波同期処理を行うようにしている。従って、非常に簡易な構成で搬送波同期処理を行うことができ、それとともに、変調方式が動的に変化するデジタル衛星放送の場合であっても、ＱＰＳＫや８ＰＳＫといった信号点間の位相が狭いシンボルを用いずに、信号点間の位相が広いＢＰＳＫ変調されたシンボルを検出して搬送波同期処理を行うので、高精度に搬送波同期処理を行うことができる。
【０２６６】
また、本発明では、フレーム同期タイミングをとる際に、伝送データのシンボル間の差分データを検出し、この伝送データの差分データと同期ワードの差分データとの相関をとっている。そのため、搬送波誤差を除去した状態で同期ワード位置を特定することができ、非常に高精度にフレームの同期処理及び搬送波同期処理を行うことができる。
【０２６７】
また、本発明では、フレーム同期タイミングをとる際に、伝送データの差分データと同期ワードの差分データとの相関値を、フレーム周期でフィルタリングを行っている。そのフィルタリングは、例えば、ＩＩＲ（Infinite Impulse Response）フィルタを用いてフィルタリングを行っている。そのため、偶発的に生じるノイズ等の影響を除去することができ、より正確にフレーム同期処理及び搬送波同期処理を行うことができる。
【０２６８】
また、本発明では、フレーム同期確立後には、同期ワードの発生位置のシンボルに対してのみフィルタリングを行うようにする。そして、フレーム同期の引き込み時には、フレーム同期が確立する前には使用されないエラー訂正用のメモリやデインタリーバ等のメモリ等の復号用メモリを用いてフィルタリングを行い、フレーム同期確立後には、１シンボル分のデータ容量の遅延メモリを用いてフィルタリングを行うようにしている。そのため、フィルタリングに必要となるメモリ容量を非常に少なくすることができる。
【０２６９】
また、本発明では、上記相関値データと所定の値とを比較して同期位置を検出し、さらに、この同期位置の間隔と上記同期位置の間隔とを比較して同期間隔を検出する。そして、伝送データのシンボル数を１フレーム周期でカウントするシンボルカウンタを用い、上記同期間隔が所定回連続して１フレーム間隔となった後に、そのカウント値が初期値とされ、以後、このカウント値が所定の値となったときにフレーム開始信号を発行するようにしている。そのため、簡易な構成で確実にフレーム同期位置を検出し、さらに、フレーム同期が確立した後にも確実にフレーム同期を保持することができる。
【０２７０】
また、本発明では、同期位置検出部により検出された上記同期位置及び上記同期間隔検出部により得られた上記同期間隔に基づき、シンボルカウンタのカウント値を伝送データに同期させるための同期引き込み状態と、シンボルカウンタのカウント値が伝送データに同期している状態を保持するための同期保持状態とを遷移するステートマシーンをを用いて、フレーム同期処理を制御している。そのため、フレーム同期の引き込み状態と、フレーム同期の保護状態とで、簡易にフレームの同期処理方式を切り換えることができる。
【０２７１】
また、本発明では、直交座標信号からなる伝送データに対して、回転補正信号を複素乗算することによって搬送波誤差を補正し、搬送波誤差が補正された伝送データから位相回転誤差量を検出し、この位相回転誤差量に応じた回転補正信号を生成し、搬送波誤差が補正された伝送データの位相回転誤差量を同期ワードの変調方式に基づき算出し、フレーム同期タイミングからシンボル数をカウントして少なくとも同期ワードのシンボル位置を特定して、特定したシンボルの位相回転誤差量に対してフィルタリングを行い、フィルタリングされた位相回転誤差量に応じて周波数及び位相が制御された回転補正信号を生成することによって、搬送波同期処理を行う。
【０２７２】
このため、非常に簡易な構成で搬送波同期処理を行うことができ、それとともに、変調方式が動的に変化するデジタル衛星放送の場合であっても、ＱＰＳＫや８ＰＳＫといった信号点間の位相が狭いシンボルを用いずに、信号点間の位相が広いＢＰＳＫ変調されたシンボルを検出して搬送波同期処理を行うので、高精度に搬送波同期処理を行うことができる。
【０２７３】
また、本発明では、搬送波同期の確立後には、スーパーフレームスタート開始位置とＴＭＣＣ情報とに基づき主信号の変調方式を特定することによって、同期ワード、バースト信号及び／又はＴＭＣＣ信号のみならず、主信号の誤差量も検出して、搬送波同期を行う。そのため、より確実に搬送波同期を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したＢＳデジタル放送の受信装置のブロック構成図である。
【図２】上記ＢＳデジタル放送の受信装置の復調部のブロック構成図である。
【図３】ＢＳデジタル放送信号のスーパーフレーム構造を説明するための図である。
【図４】ＢＳデジタル放送信号のフレーム構造を説明するための図である。
【図５】上記復調部の同期処理手順を示すフローチャートである。
【図６】上記復調部のフレーム同期部のブロック構成図である。
【図７】上記フレーム同期部の差動検出回路の回路図である。
【図８】上記フレーム同期部の相関回路の構成図である。
【図９】同期ワードのデータ構成を説明するための図である。
【図１０】上記フレーム同期部のＩＩＲフィルタの構成図である。
【図１１】上記フレーム同期部の同期検出部の回路図である。
【図１２】上記同期検出部のステートマシーンを示す図である。
【図１３】上記同期検出部のスーパーフレーム同期回路のブロック構成図である。
【図１４】上記スーパーフレーム同期回路の相関回路の構成図である。
【図１５】上記スーパーフレーム同期回路の同期回路の回路図である。
【図１６】上記復調部の搬送波同期部のブロック構成図である。
【図１７】搬送波同期部の他の構成例を示すブロック構成図である。
【図１８】上記ＩＩＲフィルタの他の構成例を示す構成図である。
【図１９】デジタル直交変調を行ってデジタルデータの伝送をする場合の一般的な伝送モデルを示すブロック構成図である。
【図２０】ＱＰＳＫの信号点配置とそのアイパターンを示す図である。
【図２１】８ＰＳＫの信号点配置とそのアイパターンを示す図である。
【符号の説明】
１０１  復調部、１２１  第１の乗算器、１２２  第２の乗算器、１２３  局部発振器、１２４  ９０度移相器、１２５  第１のローパスフィルタ、１２６  第２のローパスフィルタ、１２７  第１のアナログ／デジタル変換器、１２８  第２のアナログ／デジタル変換器、１２９  搬送波補正部、１３０  第１の波形整形フィルタ、１３１  第２の波形整形フィルタ、１３２  タイミング同期部、１３３  フレーム同期部、１３４  搬送波同期部
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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