(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の帯域内の複数のサブキャリアに対して情報が分割されて直交変調されることにより生成された伝送シンボルを伝送単位とする直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号を復調するＯＦＤＭ復調装置であって、
特定の周波数のキャリア信号を用いて上記ＯＦＤＭ信号を直交復調し、ベースバンドのＯＦＤＭ信号を生成する直交復調手段と、
上記ベースバンドのＯＦＤＭ信号を上記伝送シンボル単位でフーリエ変換し、周波数領域のＯＦＤＭ信号を生成するフーリエ変換手段と、
上記周波数領域のＯＦＤＭ信号のうち、ＴＭＣＣ（Transmission and Multiplexing Configuration Control）信号、ＡＣ（Auxiliary Channel）信号、又はＣＰ（Continual Pilot）信号が挿入されるサブキャリアの上記伝送シンボル間での相関に基づいて、上記ベースバンドのＯＦＤＭ信号の中心周波数のずれ量であるキャリア周波数オフセット量をサブキャリア精度で検出するキャリア周波数オフセット検出手段と、
上記キャリア周波数オフセット量に応じて、上記キャリア信号の周波数を制御する周波数制御手段とを備え、
上記キャリア周波数オフセット検出手段は、特定のオフセット量を仮定したときに上記ＴＭＣＣ信号、ＡＣ信号、又はＣＰ信号が挿入される位置のサブキャリアを複数のグループに分割し、該グループ毎に隣接する伝送シンボルとの相関値を算出して、該相関値を全てのグループについて加算し、最大の加算値が得られたときに仮定したオフセット量を上記キャリア周波数オフセット量とする
ことを特徴とするＯＦＤＭ復調装置。
【請求項２】
上記キャリア周波数オフセット検出手段は、特定のオフセット量を仮定したときに上記ＴＭＣＣ信号、ＡＣ信号、又はＣＰ信号が挿入される位置のサブキャリアを複数のグループに分割し、直前の伝送シンボルからの位相回転量の２乗を複素平面にマッピングして回転ベクトルに変換し、該回転ベクトルを上記グループ毎に累加算して累加算値の絶対値を算出し、グループ毎に算出した累加算値の絶対値を全てのグループについて加算して加算絶対値を算出し、最大の加算絶対値が得られたときに仮定したオフセット量を上記キャリア周波数オフセット量とする
ことを特徴とする請求項１記載のＯＦＤＭ復調装置。
【請求項３】
所定の帯域内の複数のサブキャリアに対して情報が分割されて直交変調されることにより生成された伝送シンボルを伝送単位とする直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号を復調するＯＦＤＭ復調方法であって、
特定の周波数のキャリア信号を用いて上記ＯＦＤＭ信号を直交復調し、ベースバンドのＯＦＤＭ信号を生成する直交復調工程と、
上記ベースバンドのＯＦＤＭ信号を上記伝送シンボル単位でフーリエ変換し、周波数領域のＯＦＤＭ信号を生成するフーリエ変換工程と、
上記周波数領域のＯＦＤＭ信号のうち、ＴＭＣＣ（Transmission and Multiplexing Configuration Control）信号、ＡＣ（Auxiliary Channel）信号、又はＣＰ（Continual Pilot）信号が挿入されるサブキャリアの上記伝送シンボル間での相関に基づいて、上記ベースバンドのＯＦＤＭ信号の中心周波数のずれ量であるキャリア周波数オフセット量をサブキャリア精度で検出するキャリア周波数オフセット検出工程と、
上記キャリア周波数オフセット量に応じて、上記キャリア信号の周波数を制御する周波数制御工程とを有し、
上記キャリア周波数オフセット検出工程では、特定のオフセット量を仮定したときに上記ＴＭＣＣ信号、ＡＣ信号、又はＣＰ信号が挿入される位置のサブキャリアを複数のグループに分割し、該グループ毎に隣接する伝送シンボルとの相関値を算出して、該相関値を全てのグループについて加算し、最大の加算値が得られたときに仮定したオフセット量を上記キャリア周波数オフセット量とする
ことを特徴とするＯＦＤＭ復調方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号を復調するＯＦＤＭ復調装置及びその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタル信号を伝送する方式として、直交周波数分割多重（Orthogonal Frequency Division Multiplexing；ＯＦＤＭ）方式（以下、ＯＦＤＭ方式という。）と呼ばれる変調方式が用いられている。ＯＦＤＭ方式は、伝送帯域内に多数の直交する副搬送波（サブキャリア）を設け、各サブキャリアの振幅及び位相にＰＳＫ（Phase Shift Keying）やＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）によりデータを割り当てて、デジタル変調する方式である。
【０００３】
ＯＦＤＭ方式は、多数のサブキャリアで伝送帯域を分割するため、サブキャリア１波あたりの帯域は狭くなり変調速度は遅くなるが、トータルの伝送速度は、従来の変調方式と変わらないという特徴を有している。また、ＯＦＤＭ方式は、多数のサブキャリアが並列に伝送されるのでシンボル速度が遅くなり、シンボルの時間長に対する相対的なマルチパスの時間長を短くすることができ、マルチパス妨害を受けにくくなるという特徴を有している。
【０００４】
また、ＯＦＤＭ方式は、複数のサブキャリアに対してデータの割り当てが行われることから、送信時には逆フーリエ変換を行うＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）演算回路、受信時にはフーリエ変換を行うＦＦＴ（Fast Fourier Transform）演算回路を用いることにより、送受信回路を構成することができるという特徴を有している。
【０００５】
以上のような特徴から、ＯＦＤＭ方式は、マルチパス妨害の影響を強く受ける地上デジタル放送に適用されることが多い。このようなＯＦＤＭ方式を採用した地上デジタル放送としては、例えば、ＤＶＢ−Ｔ（Digital Video Broadcasting - Terrestrial）、ＩＳＤＢ−Ｔ（Integrated Services Digital Broadcasting - Terrestrial）、ＩＳＤＢ−ＴSB（ISDB-T Sound Broadcasting）といった規格がある。
【０００６】
ＯＦＤＭ方式の伝送シンボル（以下、ＯＦＤＭシンボルという。）は、図６に示すように、送信時にＩＦＦＴ演算が行われる信号期間である有効シンボルと、この有効シンボルの後半の一部分の波形がそのままコピーされたガードインターバルとから構成されている。ガードインターバルは、ＯＦＤＭシンボルの前半部分に設けられている。ＯＦＤＭ方式では、このようなガードインターバルが設けられることにより、マルチパスによるシンボル間干渉を許容し、マルチパス耐性を向上させている。
【０００７】
また、ＯＦＤＭ方式では、以上のようなＯＦＤＭシンボルを複数集めて１つのＯＦＤＭフレームという伝送単位を形成することが規定されている。例えば、ＩＳＤＢ−Ｔ規格においては、２０４ＯＦＤＭシンボルで１ＯＦＤＭフレームを形成している。ＯＦＤＭ方式では、このＯＦＤＭフレーム単位を基準として、例えば、伝送路特性を推定するために用いられる分散パイロット（Scattered Pilot；ＳＰ）信号（以下、ＳＰ信号という。）や、伝送パラメータ等を含むＴＭＣＣ（Transmission and Multiplexing Configuration Control）／ＡＣ（Auxiliary Channel）信号の挿入位置が定められている。
【０００８】
ＩＳＤＢ−Ｔ規格で採用されているＯＦＤＭフレーム内におけるＳＰ信号、ＴＭＣＣ／ＡＣ信号の配置パターンを図７に示す。ＳＰ信号は、ＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying）変調され、サブキャリア方向（周波数方向）に１２本のサブキャリアに１本の割合で挿入されている。また、ＳＰ信号は、ＯＦＤＭシンボル方向（時間方向）の同一のサブキャリアに対して、４ＯＦＤＭシンボルに１回の割合で挿入されている。一方、ＴＭＣＣ／ＡＣ信号は、差動ＢＰＳＫ変調され、所定の複数のサブキャリアに挿入されている。また、ＴＭＣＣ／ＡＣ信号は、ＯＦＤＭシンボル方向（時間方向）の同一のサブキャリアの全てのＯＦＤＭシンボルに挿入されている。
【０００９】
なお、以下では、ＴＭＣＣ／ＡＣ信号が挿入されているサブキャリアのことをパイロットキャリアと称し、通常のデータ信号が挿入されているサブキャリアのことをデータキャリアと称する。
【００１０】
ところで、上述したＯＦＤＭシンボルを伝送単位とするＯＦＤＭ信号を受信するＯＦＤＭ受信装置においては、キャリア周波数オフセットにより、図８（Ａ）に示すような本来のキャリア配置が、図８（Ｂ）に示すように低周波数方向にずれたり、図８（Ｃ）に示すように高周波数方向にずれたりすることがある。なお、この図８では、簡単のため、サブキャリアを１７本のみ示している。そこで、ＯＦＤＭ受信装置においては、キャリア周波数オフセット量を検出し、キャリア周波数オフセットの影響を除去する必要がある。
【００１１】
従来、キャリア周波数オフセット量をサブキャリア精度で検出する方法としては、上述したパイロットキャリアの隣接するＯＦＤＭシンボル間での相関を利用するものがある（非特許文献１等を参照）。このキャリア周波数オフセット量検出の手順を図９のフローチャートに示す。
【００１２】
先ず、ステップＳ１０１において、直交復調後のＯＦＤＭ信号のサブキャリア毎に、１ＯＦＤＭシンボル前からの位相回転量を算出する。理想的な受信状態の場合、パイロットキャリアでは差動ＢＰＳＫ変調されているため、位相回転量は０度又は１８０度となり、データキャリアでは例えば６４ＱＡＭ変調されているため、位相回転量はランダムとなる。なお、パイロットキャリアでの位相回転量が０度と１８０度との２通りになるのを避けるため、位相回転量算出の前に２乗処理をして全てを０度側に寄せておく。
【００１３】
次にステップＳ１０２において、仮定オフセット量をｋと定義し、ｋを探索範囲の最小値にセットする。仮定オフセット量ｋは、回路が中心としている位置からｋサブキャリア分オフセットしていることを意味する。続いてステップＳ１０３において、仮定オフセット量ｋが探索範囲の最大値であるか否かを判別し、最大値でない場合にはステップＳ１０４に進み、最大値である場合にはステップＳ１０７に進む。
【００１４】
ステップＳ１０４では、ｋサブキャリア分オフセットしていると仮定したときに規格上定まるパイロットキャリア位置の位相回転量を取得し、ステップＳ１０５では、それぞれの位相回転量を複素平面上で固定半径の円周にマッピングして回転ベクトルに変換し、それらを全て累加算する。そしてステップＳ１０６において、ｋを１インクリメントし、ステップＳ１０３に戻る。
【００１５】
ステップＳ１０７では、累加算値の絶対値を求めると共に、その絶対値が最大であるものを探し、ステップＳ１０８では、最大の絶対値が得られたときの仮定オフセット量ｋを本来のキャリア周波数オフセット量として出力する。これは、仮定オフセット量ｋが本来のキャリア周波数オフセット量と一致する場合には、パイロットキャリアの回転ベクトルのみを累加算することになるため絶対値が大きくなるが、本来のキャリア周波数オフセット量と一致しない場合には、データキャリアの回転ベクトルを累加算することになるため、相殺されて絶対値が小さくなることに基づく。
【００１６】
例えば、キャリア周波数オフセット量が−２でありｋ＝−２である場合、図１０（Ａ）に示すようにパイロットキャリアのＯＦＤＭシンボル間での相関を求めることになるため、累加算値の絶対値は大きくなるが、キャリア周波数オフセット量が−２でありｋ＝＋１である場合、図１０（Ｂ）に示すようにデータキャリアのＯＦＤＭシンボル間での相関を求めることになるため、累加算値の絶対値は小さくなる。
【００１７】
【非特許文献１】林健一郎  他著，「ＯＦＤＭ要素技術の開発」，映像情報メディア学会技術報告（ITE Technical Report）， Vol.23, No.28, pp.25〜30, Mar, 1999
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
以上説明したキャリア周波数オフセット量の検出方法では、理想的な受信状態を想定していたが、現実の受信環境ではキャリア周波数オフセットのみならず、サンプリング周波数オフセットなど、各種のオフセットが重畳されている。
【００１９】
ここで、キャリア周波数オフセットが存在する場合、図１１（Ａ）に示すように、シンボルＮとシンボルＮ＋１との間で全サブキャリアに等しい位相回転量が加わる。したがって、図中ａ，ｂ，ｃ，ｄで示されるパイロットキャリアの位相回転量を図１１（Ｂ）に示すように複素平面にマッピングして回転ベクトルに変換し、それら全てを累加算すると、図１１（Ｃ）に示すように累加算値の絶対値が大きくなるため、データキャリアの回転ベクトルを累加算したときの累加算値の絶対値の大きさと差が生じ、上述のようにキャリア周波数オフセットを検出することができる。
【００２０】
しかしながら、サンプリング周波数オフセットが存在する場合、図１２（Ａ）に示すように、シンボルＮとシンボルＮ＋１との間でサブキャリア番号に比例した位相回転量が加わる。したがって、図中ａ，ｂ，ｃ，ｄで示されるパイロットキャリアの位相回転量を図１２（Ｂ）に示すように複素平面にマッピングして回転ベクトルに変換し、それら全てを累加算すると、図１２（Ｃ）に示すように累加算値が相殺されてしまう。位相回転量の分布が小さい場合には相殺成分も少ないため、データキャリアの回転ベクトルを累加算したときの累加算値の絶対値の大きさと差が生じ、キャリア周波数オフセットを検出することができるが、位相回転量が全サブキャリアで−πから＋πまで分布するような場合には、累加算値が完全に相殺されてしまい、結果としてキャリア周波数オフセットを検出できなくなる。
【００２１】
したがって、従来、このような問題を回避するには、事前にサンプリング周波数オフセット量を検出し、サンプリング周波数オフセットの影響を除去しておかなければならなかったため、追加の回路や処理時間が必要であるという問題があった。
【００２２】
本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、サンプリング周波数オフセット量を事前に検出することなく、キャリア周波数オフセット量を検出することが可能なＯＦＤＭ復調装置及びその方法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】
【００２３】
上述した目的を達成するために、本発明に係るＯＦＤＭ復調装置は、所定の帯域内の複数のサブキャリアに対して情報が分割されて直交変調されることにより生成された伝送シンボルを伝送単位とする直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号を復調するＯＦＤＭ復調装置であって、特定の周波数のキャリア信号を用いて上記ＯＦＤＭ信号を直交復調し、ベースバンドのＯＦＤＭ信号を生成する直交復調手段と、上記ベースバンドのＯＦＤＭ信号を上記伝送シンボル単位でフーリエ変換し、周波数領域のＯＦＤＭ信号を生成するフーリエ変換手段と、上記周波数領域のＯＦＤＭ信号のうち、ＴＭＣＣ（Transmission and Multiplexing Configuration Control）信号、ＡＣ（Auxiliary Channel）信号、又はＣＰ（Continual Pilot）信号が挿入されるサブキャリアの上記伝送シンボル間での相関に基づいて、上記ベースバンドのＯＦＤＭ信号の中心周波数のずれ量であるキャリア周波数オフセット量をサブキャリア精度で検出するキャリア周波数オフセット検出手段と、上記キャリア周波数オフセット量に応じて、上記キャリア信号の周波数を制御する周波数制御手段とを備え、上記キャリア周波数オフセット検出手段は、特定のオフセット量を仮定したときに上記ＴＭＣＣ信号、ＡＣ信号、又はＣＰ信号が挿入される位置のサブキャリアを複数のグループに分割し、該グループ毎に隣接する伝送シンボルとの相関値を算出して、該相関値を全てのグループについて加算し、最大の加算値が得られたときに仮定したオフセット量を上記キャリア周波数オフセット量とすることを特徴とする。
【００２４】
また、本発明に係るＯＦＤＭ復調方法は、所定の帯域内の複数のサブキャリアに対して情報が分割されて直交変調されることにより生成された伝送シンボルを伝送単位とする直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号を復調するＯＦＤＭ復調方法であって、特定の周波数のキャリア信号を用いて上記ＯＦＤＭ信号を直交復調し、ベースバンドのＯＦＤＭ信号を生成する直交復調工程と、上記ベースバンドのＯＦＤＭ信号を上記伝送シンボル単位でフーリエ変換し、周波数領域のＯＦＤＭ信号を生成するフーリエ変換工程と、上記周波数領域のＯＦＤＭ信号のうち、ＴＭＣＣ（Transmission and Multiplexing Configuration Control）信号、ＡＣ（Auxiliary Channel）信号、又はＣＰ（Continual Pilot）信号が挿入されるサブキャリアの上記伝送シンボル間での相関に基づいて、上記ベースバンドのＯＦＤＭ信号の中心周波数のずれ量であるキャリア周波数オフセット量をサブキャリア精度で検出するキャリア周波数オフセット検出工程と、上記キャリア周波数オフセット量に応じて、上記キャリア信号の周波数を制御する周波数制御工程とを有し、上記キャリア周波数オフセット検出工程では、特定のオフセット量を仮定したときに上記ＴＭＣＣ信号、ＡＣ信号、又はＣＰ信号が挿入される位置のサブキャリアを複数のグループに分割し、該グループ毎に隣接する伝送シンボルとの相関値を算出して、該相関値を全てのグループについて加算し、最大の加算値が得られたときに仮定したオフセット量を上記キャリア周波数オフセット量とすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明に係るＯＦＤＭ復調装置及びその方法によれば、サンプリング周波数オフセットが存在する場合であっても、サンプリング周波数オフセット量を事前に検出することなく、キャリア周波数オフセット量を検出することが可能とされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２７】
先ず、本実施の形態におけるＯＦＤＭ受信装置のブロック構成図を図１に示す。本明細書では、ブロック間で伝達される信号が複素信号の場合には太線で信号成分を表現し、ブロック間で伝達される信号が実数信号の場合には細線で信号成分を表現している。
【００２８】
ＯＦＤＭ受信装置１は、図１に示すように、アンテナ１１と、周波数変換回路１２と、局部発振器１３と、Ａ／Ｄ変換回路１４と、直交復調回路１５と、搬送波同期回路１６と、局部発振器１７と、ＦＦＴ演算回路１８と、ウィンドウ再生回路１９と、キャリア周波数オフセット検出回路２０と、等化回路２１とを備えている。
【００２９】
ＯＦＤＭ送信装置から送信された送信波は、ＯＦＤＭ受信装置１のアンテナ１１により受信され、キャリア周波数ｆｃのＲＦ信号として周波数変換回路１２に供給される。
【００３０】
アンテナ１１により受信されたＲＦ信号は、局部発振器１３で発振されたキャリア周波数ｆｃ＋ｆＩＦのキャリア信号と周波数変換回路１２において乗算されることにより中間周波数ｆＩＦのＩＦ信号に周波数変換され、Ａ／Ｄ変換回路１４に供給される。ＩＦ信号は、Ａ／Ｄ変換回路１４によりデジタル化され、直交復調回路１５に供給される。
【００３１】
直交復調回路１５は、搬送波同期回路１６により周波数制御された局部発振器１７で発振された中間周波数ｆＩＦのキャリア信号を用いて、デジタル化されたＩＦ信号を直交復調し、ベースバンドのＯＦＤＭ信号を出力する。この直交復調回路１５から出力されるベースバンドのＯＦＤＭ信号は、ＦＦＴ演算される前のいわゆる時間領域の信号である。このことから、以下、直交復調後でＦＦＴ演算される前のベースバンド信号をＯＦＤＭ時間領域信号と呼ぶ。ＯＦＤＭ時間領域信号は、直交復調された結果、実軸成分（Ｉチャンネル信号）と、虚軸成分（Ｑチャネル信号）とを含んだ複素信号となる。直交復調回路１５により出力されるＯＦＤＭ時間領域信号は、搬送波同期回路１６、ＦＦＴ演算回路１８、及びウィンドウ再生回路１９に供給される。
【００３２】
ＦＦＴ演算回路１８は、ＯＦＤＭ時間領域信号に対してＦＦＴ演算を行い、各サブキャリアに直交変調されているデータを抽出して出力する。このＦＦＴ演算回路１８から出力される信号は、ＦＦＴ演算された後のいわゆる周波数領域の信号である。このことから、以下、ＦＦＴ演算された後の信号をＯＦＤＭ周波数領域信号と呼ぶ。
【００３３】
ＦＦＴ演算回路１８は、１つのＯＦＤＭシンボルから有効シンボル長の範囲（例えば２０４８サンプル）の信号を抜き出し、すなわち、１つのＯＦＤＭシンボルからガードインターバル分の範囲を除き、抜き出した２０４８サンプルのＯＦＤＭ時間領域信号に対してＦＦＴ演算を行う。具体的にその演算開始位置は、ＯＦＤＭシンボルの境界から、ガードインターバルの終了位置までの間のいずれかの位置となる。この演算範囲のことをＦＦＴウィンドウと呼ぶ。
【００３４】
このように、ＦＦＴ演算回路１８から出力されたＯＦＤＭ周波数領域信号は、ＯＦＤＭ時間領域信号と同様に、実軸成分（Ｉチャンネル信号）と、虚軸成分（Ｑチャネル信号）とからなる複素信号となっている。この複素信号は、例えば、１６ＱＡＭ方式や６４ＱＡＭ方式等で直交振幅変調された信号である。ＯＦＤＭ周波数領域信号は、キャリア周波数オフセット検出回路２０及び等化回路２１に供給される。
【００３５】
ウィンドウ再生回路１９は、ＯＦＤＭ時間領域信号を有効シンボル期間分遅延させて、ガードインターバル部分とこのガードインターバルのコピー元となる信号との相関性を求め、この相関性が高い部分に基づきＯＦＤＭシンボルの境界位置を算出し、その境界位置を示すウィンドウ同期信号を発生する。ウィンドウ再生回路１９は、発生したウィンドウ同期信号をＦＦＴ演算回路１８に供給する。
【００３６】
キャリア周波数オフセット検出回路２０は、ＯＦＤＭ周波数領域信号に基づいて、中心周波数のずれ量であるキャリア周波数オフセット量をサブキャリア精度で検出し、検出したキャリア周波数オフセット量を搬送波同期回路１６にフィードバックする。搬送波同期回路１６は、フィードバックされたキャリア周波数オフセット量に基づいて局部発振器１７の発振周波数を制御する。これ以降、搬送波同期回路１６は、ＯＦＤＭ時間領域信号に基づいてサブキャリア精度以上のキャリア周波数オフセット量を検出し、局部発振器１７の発振周波数を制御することができる。なお、キャリア周波数オフセット検出回路２０についての詳細は後述する。
【００３７】
等化回路２１は、ＯＦＤＭ周波数領域信号から情報成分を取り除いてＳＰ信号のみを抽出し、抽出したＳＰ信号と基準ＳＰ信号との差を求めることにより、変調成分を取り除く。変調成分が取り除かれたＳＰ信号は、ＳＰ信号が挿入されたサブキャリアの伝送路特性を表している。等化回路２１は、変調成分が取り除かれたＳＰ信号に対して時間方向補間処理、周波数方向補間処理を行ってＯＦＤＭシンボル内の全サブキャリアの伝送路特性を推定し、推定された伝送路特性を用いて、ＯＦＤＭ周波数領域信号の位相等化及び振幅等化を行う。等化回路２１は、位相等化及び振幅等化がされたＯＦＤＭ周波数領域信号を外部に出力する。
【００３８】
次に、上述したキャリア周波数オフセット検出回路２０について詳細に説明する。
【００３９】
前述した通り、サンプリング周波数オフセットが存在する場合には、図２（Ａ）に示すように、シンボルＮとシンボルＮ＋１との間でサブキャリア番号に比例した位相回転量が加わる。したがって、図中ａ，ｂ，ｃ，ｄで示されるパイロットキャリアの位相回転量を図２（Ｂ）に示すように複素平面にマッピングして回転ベクトルに変換し、それら全てを累加算すると、累加算値が相殺されてしまい、キャリア周波数オフセットを検出できなくなってしまう。
【００４０】
そこで、本実施の形態におけるキャリア周波数オフセット検出回路２０は、図中ａ，ｂ，ｃ，ｄで示されるパイロットキャリアに基づく回転ベクトル全てを累加算するのではなく、図２（Ｃ）に示すように、例えばａ，ｂをグループＡとし、ｃ，ｄをグループＢとし、グループ内で回転ベクトルを累加算する。そして、グループ毎に求められた累加算値の絶対値を全てのグループについて加算する。これにより、累加算値が相殺されて最終的な絶対値が小さくなり、キャリア周波数オフセットが検出できなくなることを防止することができる。
【００４１】
キャリア周波数オフセット検出回路２０におけるキャリア周波数オフセット量検出の手順を図３のフローチャートに示す。
【００４２】
先ずステップＳ１において、ＯＦＤＭ時間領域信号のサブキャリア毎に、１ＯＦＤＭシンボル前からの位相回転量を算出する。理想的な受信状態の場合、パイロットキャリアでは差動ＢＰＳＫ変調されているため、位相回転量は０度又は１８０度となり、データキャリアでは例えば６４ＱＡＭ変調されているため、位相回転量はランダムとなる。なお、パイロットキャリアでの位相回転量が０度と１８０度との２通りになるのを避けるため、位相回転量算出の前に２乗処理をして全てを０度側に寄せておく。
【００４３】
次にステップＳ２において、仮定オフセット量をｋと定義し、ｋを探索範囲の最小値にセットする。仮定オフセット量ｋは、回路が中心としている位置からｋサブキャリア分オフセットしていることを意味する。続いてステップＳ３において、仮定オフセット量ｋが探索範囲の最大値であるか否かを判別し、最大値でない場合にはステップＳ４に進み、最大値である場合にはステップＳ７に進む。
【００４４】
ステップＳ４では、ｋサブキャリア分オフセットしていると仮定したときに規格上定まるパイロットキャリア位置の位相回転量を取得し、ステップＳ５では、それぞれの位相回転量を複素平面上で固定半径の円周にマッピングして回転ベクトルに変換し、それらをグループ毎に累加算する。そしてステップＳ６において、ｋを１インクリメントし、ステップＳ３に戻る。
【００４５】
ステップＳ７では、累加算値の絶対値をグループ毎に求め、それらを全てのグループについて加算すると共に、その加算絶対値が最大であるものを探し、ステップＳ８では、最大の加算絶対値が得られたときの仮定オフセット量ｋを本来のキャリア周波数オフセット量として出力する。これは、仮定オフセット量ｋが本来のキャリア周波数オフセット量と一致する場合には、パイロットキャリアの回転ベクトルのみを累加算することになるため加算絶対値が大きくなるが、本来のキャリア周波数オフセット量と一致しない場合には、データキャリアの回転ベクトルを累加算することになるため、相殺されて加算絶対値が小さくなることに基づく。
【００４６】
このように、キャリア周波数オフセット検出回路２０は、パイロットキャリアを複数のグループに分割し、グループ毎に累加算値の絶対値を求め、それらを全てのグループについて加算する。これにより、サンプリング周波数オフセットが存在する場合であっても、累加算値が相殺されて最終的な絶対値が小さくなり、キャリア周波数オフセットが検出できなくなることを防止することができる。
【００４７】
なお、パイロットキャリアを複数のグループに分割するときのグループ数は任意に設定することができる。但し、グループ数を増やすほど相殺成分が少なくなる一方でメモリサイズが大きくなるため、システム毎にグループ数を最適化するのが好ましい。
【００４８】
また、パイロットキャリアを分割した各グループは、必ずしも近いサブキャリア同士で構成されていなくてもよい。但し、サブキャリア番号が離れるほどサンプリング周波数オフセットが存在するときの相殺成分が多くなるため、近いサブキャリア同士を同じグループにまとめるのが好ましい。
【００４９】
ところで、上述したキャリア周波数オフセットの検出方法によれば、サンプリング周波数オフセット量を事前に検出することなく、キャリア周波数オフセット量を検出することができるが、追加の回路や処理時間が許容される場合には、サンプリング周波数オフセットの影響を除去してからキャリア周波数オフセット量を検出するようにしても構わない。
【００５０】
サンプリング周波数オフセットの影響を除去する手順を図４のフローチャートに示す。
【００５１】
先ずステップＳ１１において、上述のようにｋサブキャリア分オフセットしていると仮定したときに規格上定まるパイロットキャリア位置の位相回転量を取得し、ステップＳ１２において、隣接するパイロットキャリア間の位相回転量差を計算する。
【００５２】
続いてステップＳ１３において、位相回転量差の平均値rot_aveを計算し、ステップＳ１４において、位相回転量差の平均値rot_aveと基準となるパイロットキャリアからの距離とに基づいて、各パイロットキャリアの位相回転量を補正する。
【００５３】
例えば、サンプリング周波数オフセットが存在し、図５（Ａ）に示すようにシンボルＮとシンボルＮ＋１との間でサブキャリア番号に比例した位相回転量が加わっている場合について考える。図中ａ，ｂ，ｃ，ｄで示されるパイロットキャリアの位相回転量は図５（Ｂ）のようになるが、ステップＳ１２、Ｓ１３では、図５（Ｃ）に示すように、隣接するパイロットキャリア間の位相回転量差Δａｂ、Δｂｃ、Δｃｄを計算すると共に、その平均値rot_ave＝（Δａｂ＋Δｂｃ＋Δｃｄ）／３を計算する。そして、ステップＳ１４では、この平均値rot_aveと基準となるパイロットキャリアからの距離とに基づいて、各パイロットキャリアの位相回転量を補正する。図中ａで示されるパイロットキャリアを基準とし、図中ａ，ｂ，ｃ，ｄで示されるパイロットキャリアの位相回転量をそれぞれａ，ｂ，ｃ，ｄで表すと、補正後の位相回転量ａ’，ｂ’，ｃ’，ｄ’は、
ａ’＝ａ
ｂ’＝ｂ＋rot_ave×１
ｃ’＝ｃ＋rot_ave×２
ｄ’＝ｄ＋rot_ave×３
のように表される。
【００５４】
その後は、上述と同様に、補正後の位相回転量を複素平面上で固定半径の円周にマッピングして回転ベクトルに変換し、それら全てを累加算すればよい。なお、この方法では、サンプリング周波数オフセットの影響が除去されているため、上述のようにパイロットキャリアを複数のグループに分割する必要はない。
【００５５】
以上、本発明を実施するための最良の形態について説明したが、本発明は上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは勿論である。
【００５６】
例えば、上述した実施の形態では、キャリア周波数オフセットを検出する際にＴＭＣＣ信号又はＡＣ信号が挿入されたサブキャリアの位相回転量を用いたが、これらに限定されるものではなく、ＣＰ（Continual Pilot）信号が挿入されたサブキャリアの位相回転量を用いるようにしても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本実施の形態におけるＯＦＤＭ受信装置のブロック構成図である。
【図２】上記ＯＦＤＭ受信装置におけるキャリア周波数オフセット検出の概念を説明する図である。
【図３】上記ＯＦＤＭ受信装置におけるキャリア周波数オフセット量検出の手順を説明するフローチャートである。
【図４】パイロットキャリアの位相回転量からサンプリング周波数オフセットの影響を除去する手順を説明するフローチャートである。
【図５】パイロットキャリアの位相回転量からサンプリング周波数オフセットの影響を除去する一例を説明する図である。
【図６】ＯＦＤＭ信号、ＯＦＤＭシンボル、有効シンボル、及びガードインターバルを説明するための図である。
【図７】ＯＦＤＭ信号におけるＳＰ信号、ＴＭＣＣ／ＡＣ信号の挿入位置について説明するための図である。
【図８】キャリア周波数オフセットを説明するための図である。
【図９】従来のキャリア周波数オフセット量検出の手順を説明するフローチャートである。
【図１０】キャリア周波数オフセット量、及び仮定オフセット量を説明するための図である。
【図１１】キャリア周波数オフセットが存在する場合における、サブキャリア毎の位相回転量、及び複素平面での位相回転量の累加算値を説明するための図である。
【図１２】サンプリング周波数オフセットが存在する場合における、サブキャリア毎の位相回転量、及び複素平面での位相回転量の累加算値を説明するための図である。
【符号の説明】
【００５８】
１  ＯＦＤＭ受信装置、１５  直交復調回路、１６  搬送波同期回路、１７  局部発振器、１８  ＦＦＴ演算回路、１９  ウィンドウ再生回路、２０  キャリア周波数オフセット検出回路、２１  等化回路
【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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