(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝送路特性推定部にて推定した伝送路係数を用いて、少なくとも周波数方向に補間を行って重み付けを行い合成する受信装置において、
複数のアンテナによってそれぞれ受信された複数のマルチキャリア信号であって、かつ少なくともひとつのキャリアに既知信号がそれぞれ含まれた複数のマルチキャリア信号を入力する入力部と、
前記入力部において入力した複数のマルチキャリア信号のそれぞれに対する利得を調節し、調節したそれぞれの利得によって、複数のマルチキャリア信号を増幅する増幅部と、
前記増幅部において増幅した複数のマルチキャリア信号のそれぞれに含まれた既知信号から、既知信号が含まれたキャリアに対する伝送路特性をそれぞれ推定し、伝送路係数を出力する第１推定部と、
前記第１推定部において推定した伝送路係数を入力とし、既知信号が含まれたキャリアに対する雑音成分をそれぞれ推定する第２推定部と、
前記第２推定部において推定した雑音成分を周波数方向に補間を行ない、マルチキャリア信号でのそれぞれのキャリアに対応した雑音成分を推定する第３推定部と、
前記第３推定部において推定した雑音成分をもとに、複数のマルチキャリア信号をキャリア単位に合成する合成部と、を備えることを特徴とする受信装置。
【請求項２】
前記第２推定部は、
前記第１推定部において推定した伝送路特性のうちの少なくとも一部に対して統計処理を実行することによって、既知信号が含まれたキャリアに対する参照信号を生成する生成部と、
キャリアを対応づけながら、前記生成部において生成した参照信号と、前記第１推定部において推定した伝送路特性との差異をもとに、既知信号が含まれたキャリアに対する雑音成分を導出する導出部と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の受信装置。
【請求項３】
前記第３推定部は、既知信号が含まれたキャリアに対する雑音成分を補間することによって、マルチキャリア信号でのそれぞれのキャリアに対応した雑音成分を推定することを特徴とする請求項１または２に記載の受信装置。
【請求項４】
前記合成部は、
前記第１推定部において推定した伝送路特性から、マルチキャリア信号でのそれぞれのキャリアに対応した伝送路係数を導出することによって、複数のマルチキャリア信号のそれぞれに対する重み係数をキャリア単位に算出する算出部と、
前記算出部において算出したキャリア単位の重み係数と、前記第３推定部において推定された雑音成分とを対応づけながら、重み係数を雑音成分によって補正し、補正した重み係数をもとに、複数のマルチキャリア信号をキャリア単位に合成する実行部と、
を備えることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の受信装置。
【請求項５】
複数のアンテナによってそれぞれ受信された複数のマルチキャリア信号を入力してから、複数のマルチキャリア信号のうちの少なくともふたつを選択し、選択した少なくともふたつのマルチキャリア信号を前記入力部に出力する選択部をさらに備えることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受信技術に関し、特に複数のアンテナによって信号を受信する受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高速なデータ伝送を可能にしつつ、マルチパス環境下に強い通信方式として、マルチキャリア方式のひとつであるＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）変調方式がある。ＯＦＤＭ変調された信号をダイバーシチ受信するために、以下のような処理が実行されている。受信装置は、複数のアンテナにて受信した信号のそれぞれに対してＦＦＴ（Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）を実行し、周波数領域の信号、すなわち複数のサブキャリアが使用された信号を出力する。受信装置は、サブキャリアを単位にして、重みづけを行いながら複数のアンテナにて受信した信号を合成する。なお、ＦＦＴの前段において、一般的にＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｇａｉｎ  Ｃｏｎｒｏｌ）が実行される。
【０００３】
ＡＧＣは、受信した信号と、受信装置にて発生する熱雑音成分とを合成した信号の強度を一定にするように、制御を実行する。そのため、複数のアンテナのうちのいずれかにて受信された信号の強度が小さい場合に、ＡＧＣが当該信号を増幅すれば、熱雑音成分が大きくなってしまう場合がある。その結果、合成した信号の熱雑音成分も大きくなってしまい、合成を実行しない場合よりも、特性が悪化してしまうおそれがあった。これを解決するために、複数のアンテナのそれぞれにおいて受信した信号に対して、帯域全体の熱雑音成分を測定し、測定した熱雑音成分の値を反映しながら、複数のアンテナにて受信された信号を合成する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００４−１１２１５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、受信装置が、広帯域の信号を受信する場合、周波数選択性フェージングの影響によって、帯域内に信号強度の大きい部分と小さい部分とが存在する場合もある。すなわち、信号強度の大きいサブキャリアが存在すれば、信号強度の小さいサブキャリアも存在する。そのため、複数のアンテナのそれぞれにおいて受信した信号の熱雑音成分を測定する場合に、帯域全体における熱雑音成分を測定しても、広帯域の信号の合成に適した熱雑音成分とならない。
【０００５】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、帯域内において信号強度が一定でないマルチキャリア信号に対して、ダイバーシチ利得を向上させる受信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の受信装置は、複数のアンテナによってそれぞれ受信された複数のマルチキャリア信号であって、かつ少なくともひとつのキャリアに既知信号がそれぞれ含まれた複数のマルチキャリア信号を入力する入力部と、入力部において入力した複数のマルチキャリア信号のそれぞれに対する利得を調節し、調節したそれぞれの利得によって、複数のマルチキャリア信号を増幅する増幅部と、増幅部において増幅した複数のマルチキャリア信号のそれぞれに含まれた既知信号から、既知信号が含まれたキャリアに対する伝送路特性をそれぞれ推定する第１推定部と、第１推定部において推定した伝送路特性から、既知信号が含まれたキャリアに対する雑音成分をそれぞれ推定する第２推定部と、第２推定部において推定した雑音成分から、マルチキャリア信号でのそれぞれのキャリアに対応した雑音成分を推定する第３推定部と、第３推定部において推定した雑音成分をもとに、複数のマルチキャリア信号をキャリア単位に合成する合成部と、を備える。
【０００７】
この態様によると、キャリアを単位にして、雑音成分を導出し、導出した雑音成分を使用しながら、信号を合成するので、合成の際の雑音の影響をキャリア単位に抑圧でき、受信特性を向上できる。
【０００８】
第２推定部は、第１推定部において推定した伝送路特性のうちの少なくとも一部に対して統計処理を実行することによって、既知信号が含まれたキャリアに対する参照信号を生成する生成部と、キャリアを対応づけながら、生成部において生成した参照信号と、第１推定部において推定した伝送路特性との差異をもとに、既知信号が含まれたキャリアに対する雑音成分を導出する導出部と、を備えてもよい。この場合、ひとつのキャリアを単位にして参照信号を導出するので、伝送路特性に応じた参照信号を導出できる。
【０００９】
第３推定部は、既知信号が含まれたキャリアに対する雑音成分を補間することによって、マルチキャリア信号でのそれぞれのキャリアに対応した雑音成分を推定してもよい。この場合、所定のサブキャリアにて導出された雑音成分をマルチキャリア信号へ展開するので、既知信号が一部のキャリアに含まれる場合であっても、マルチキャリア信号のそれぞれに対する雑音成分を導出できる。
【００１０】
合成部は、第１推定部において推定した伝送路特性から、マルチキャリア信号でのそれぞれのキャリアに対応した伝送路係数を導出することによって、複数のマルチキャリア信号のそれぞれに対する重み係数をキャリア単位に算出する算出部と、算出部において算出したキャリア単位の重み係数と、第３推定部において推定された雑音成分とを対応づけながら、重み係数を雑音成分によって補正し、補正した重み係数をもとに、複数のマルチキャリア信号をキャリア単位に合成する実行部と、を備えてもよい。この場合、複数のマルチキャリア信号を合成する際に、雑音成分を反映させながら合成を実行するので、合成の際の雑音の影響を小さくできる。
【００１１】
複数のアンテナによってそれぞれ受信された複数のマルチキャリア信号を入力してから、複数のマルチキャリア信号のうちの少なくともふたつを選択し、選択した少なくともふたつのマルチキャリア信号を入力部に出力する選択部をさらに備えてもよい。この場合、複数のアンテナによって受信された複数のマルチキャリア信号のうちの少なくともふたつを処理の対象にするので、回路規模を削減できる。
【００１２】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、帯域内において強度が一定でないマルチキャリア信号に対するダイバーシチ利得を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明を具体的に説明する前に、概要を述べる。本発明の実施例は、地上デジタルテレビジョン規格のひとつであるＩＳＤＢ−Ｔ方式に対応した受信装置に関する。ＩＳＤＢ−Ｔ方式は、マルチキャリア変調のひとつであるＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）変調方式を使用している。ここでは、「５６１７」のサブキャリアを使用する。受信装置は、複数のアンテナのおいて受信した信号を重みづけながら合成している。すなわち、最大比合成ダイバーシチが実行されている。その際、合成の前段において、受信装置は、受信した信号をＡＧＣによって増幅している。前述のごとく、ＡＧＣでの増幅によって、受信した信号に含まれた熱雑音成分も増幅される。本実施例に係る受信装置は、最大比合成ダイバーシチを実行する際に、熱雑音成分の影響を抑えるために、以下のように動作する。
【００１５】
受信装置は、複数のアンテナによって受信した信号を周波数領域に変換する。受信装置は、周波数領域に変換された信号に含まれるサブキャリアの信号のうち、パイロット信号が配置されたサブキャリアの信号を抽出し、抽出したサブキャリアの信号をもとに、サブキャリア単位に伝送路特性を推定する（以下、サブキャリア単位に推定された伝送路特性を「伝送路係数」という）。さらに、伝送路係数に対して、周波数方向において統計処理、一例としてフィルタ処理が施される。すなわち、パイロット信号が配置されたサブキャリアの雑音成分が抑圧される。ここで、統計処理に使用されるサブキャリアの数は、周波数選択性フェージングを考慮して、ある程度小さい値に決定される。なぜなら、一般的に、周波数選択性フェージング環境下では、伝送路特性が短い周波数間隔においても大きく変動するからである。
【００１６】
受信装置は、ひとつのサブキャリアについて、統計処理された伝送路係数と、推定された伝送路係数との差異を計算することによって、当該サブキャリアに対する熱雑音成分を推定する。このように推定された熱雑音成分は周波数方向に補間され、すべてのサブキャリアに対する熱雑音成分が導出される。また、以上の処理は、他のアンテナによって受信された信号に対しても実行される。受信装置は、熱雑音成分を反映しながら、複数のアンテナにて受信された信号に対して、最大比合成ダイバーシチを実行する。
【００１７】
図１は、本発明の実施例に係る受信装置１００の構成を示す。受信装置１００は、アンテナ１０と総称される第１アンテナ１０ａ、第２アンテナ１０ｂ、第Ｎアンテナ１０ｎ、選択部１２、ＲＦ部１４と総称される第１ＲＦ部１４ａ、第２ＲＦ部１４ｂ、ＡＧＣ部１６と総称される第１ＡＧＣ部１６ａ、第２ＡＧＣ部１６ｂ、ＦＦＴ部１８と総称される第１ＦＦＴ部１８ａ、第２ＦＦＴ部１８ｂ、伝送路特性推定部２０と総称される第１伝送路特性推定部２０ａ、第２伝送路特性推定部２０ｂ、補間部２２と総称される第１補間部２２ａ、第２補間部２２ｂ、重付部２４と総称される第１重付部２４ａ、第２重付部２４ｂ、乗算部２６と総称される第１乗算部２６ａ、第２乗算部２６ｂ、電力計算部２８と総称される第１電力計算部２８ａ、第２電力計算部２８ｂ、乗算部３０と総称される第１乗算部３０ａ、第２乗算部３０ｂ、加算部３２、加算部３４、除算部３６、雑音推定部３８と総称される第１雑音推定部３８ａ、第２雑音推定部３８ｂ、補正値計算部４０と総称される第１補正値計算部４０ａ、第２補正値計算部４０ｂ、制御部４２を含む。また、雑音推定部３８は、時間方向補間部４４、周波数方向フィルタ部４６、導出部４８、周波数方向補間部５０、係数保持部５２、乗算部５４を含む。
【００１８】
アンテナ１０は、伝送路を介して、無線周波数の信号をそれぞれ受信する。ここで、無線周波数の信号は、マルチキャリア信号である。また、マルチキャリア信号のうち、少なくともひとつのサブキャリアには、パイロット信号が配置される。パイロット信号は、既知の値を有した信号であり、パイロット信号が配置されるべきサブキャリアは、予め規定されているものとする。図２は、アンテナ１０にて受信されるマルチキャリア信号の構成を示す。図の横軸には、「サブキャリア番号」が示され、図の縦軸には、「シンボル番号」が示される。
【００１９】
「サブキャリア番号」は、サブキャリアを識別するために付与された番号であり、例えば、周波数の低いサブキャリアに対して、小さい値のサブキャリア番号が付与されている。また、「シンボル番号」は、入力されるシンボルの順番を識別するために付与された番号であり、例えば、先に入力されたシンボルに対して、小さい値のシンボル番号が付与されている。図中の「Ｐ」は、前述のパイロット信号を示しており、図中の「Ｄ」は、データ信号を示す。図示のごとく、シンボル番号「０」において、サブキャリア番号「０」、「１２」のように、離散的なサブキャリアにパイロット信号が配置されている。
【００２０】
また、シンボル番号「１」において、サブキャリア番号「３」、「１５」のように、パイロット信号が配置されている。すなわち、シンボル番号が異なれば、パイロット信号を配置すべきサブキャリアがシフトされる。さらに、シンボル番号「４」において、サブキャリア番号「０」、「１２」のように、パイロット信号が配置されている。この配置は、シンボル番号「０」のときと同一であり、パイロット信号を配置すべきサブキャリアは、周期的に同一のサブキャリアとなる。図１に戻る。
【００２１】
選択部１２は、複数のアンテナ１０によってそれぞれ受信された複数のマルチキャリア信号を入力し、複数のマルチキャリア信号のうちのふたつを選択する。ここでは、複数のアンテナ１０によってそれぞれ受信された複数のマルチキャリア信号の強度を測定し、測定した強度にしたがって、ふたつのサブキャリア信号を選択する。さらに、選択部１２は、選択した少なくともふたつのマルチキャリア信号を出力する。
【００２２】
ＲＦ部１４は、受信した信号を無線周波数からベースバンドに周波数変換する。そのため、ＲＦ部１４は、チューナの機能を備えており、チューナの受信周波数を所定の値に固定することによって、ＲＦ部１４は、受信した信号から、視聴すべき放送局に対応したチャンネルの番組を選択する。なお、「番組」とは、放送されているプログラムを示すが、ここでは、その内容も含むものとする。すなわち、番組は、放送されている音声、放送されている映像、それらの組合せを示してもよいものとする。
【００２３】
ＡＧＣ部１６は、ＲＦ部１４から入力した複数のマルチキャリア信号のそれぞれに対して、利得を調節し、調節したそれぞれの利得によって、複数のマルチキャリア信号を増幅する。ＡＧＣ部１６は、公知の技術によって実現されればよいので、ここでは、説明を省略する。なお、第１ＡＧＣ部１６ａと第２ＡＧＣ部１６ｂは、利得の調節を独立に実行する。そのため、一般的に、両者の利得は、異なっている。
【００２４】
ＦＦＴ部１８は、ＡＧＣ部１６からのマルチキャリア信号に対して、ＦＦＴを実行する。その結果、ＲＦ部１４においてベースバンドに周波数変換された信号が、周波数領域の信号に変換される。前述のごとく、周波数領域の信号には、「５６１７」のサブキャリア信号が使用される。
【００２５】
伝送路特性推定部２０は、複数のマルチキャリア信号のそれぞれに含まれたパイロット信号から、パイロット信号が含まれたサブキャリアに対する伝送路係数をそれぞれ推定する。そのために、伝送路特性推定部２０では、マルチキャリア信号から、パイロット信号が配置されたサブキャリアを抽出する。ここで、パイロット信号が配置されたサブキャリアは、予め規定されているので、伝送路特性推定部２０は、当該規定を使用しながら、抽出を実行する。また、抽出したサブキャリアでの信号の値とパイロット信号の値を使用しながら、伝送路係数の推定が実行される。伝送路推定の推定は、公知の技術によって実行されればよいが、例えば、パイロット信号の逆数値と、抽出したサブキャリアでの信号の値との複素乗算によって実行される。伝送路特性推定部２０は、推定した伝送路係数を出力するとともに、入力したマルチキャリア信号を出力する。
【００２６】
雑音推定部３８は、伝送路特性推定部２０において推定した伝送路係数から、パイロット信号が含まれたサブキャリアに対して、ＡＧＣ部１６において増幅した複数のマルチキャリア信号のそれぞれに含まれた雑音成分を推定する。推定処理の詳細は後述するが、第１雑音推定部３８ａは、第１伝送路特性推定部２０ａからの伝送路係数に対して推定を実行し、第２雑音推定部３８ｂは、第２伝送路特性推定部２０ｂからの伝送路係数に対して推定を実行する。なお、両者の処理は、同一のものである。
【００２７】
時間方向補間部４４は、ひとつのサブキャリアを単位にして、周期的に出現する伝送路係数を補間する。ここでは、当該処理の詳細を図２を参照しながら説明する。なお、当該処理の対象となるサブキャリアは、いずれかのタイミングにおいて、パイロット信号の配置されたサブキャリアである。すなわち、サブキャリア番号「０」、「３」、「６」、「９」、「１２」等である。それ以外のサブキャリアは、時間方向補間部４４において処理の対象にならない。サブキャリア番号「０」のサブキャリアにおける処理は、例えば、シンボル番号「０」での伝送路係数とシンボル番号「４」での伝送路係数とを内挿補間することによって、シンボル番号「１」から「３」での伝送路特性を導出する。
【００２８】
ここで、内挿補間には、直線補間が使用されるが、これに限定されず所定の近似式が使用されてもよい。また、時間方向補間部４４は、他のシンボル番号での伝送路係数も使用しながら、外挿補間を実行してもよい。さらに、時間方向補間部４４は、シンボル番号「０」での伝送路係数をそのままシンボル番号「１」等の伝送路係数に使用してもよい。以上の処理によって、パイロット信号の配置されたサブキャリアでは、時間方向に連続的な伝送路係数が導出される。図１に戻る。
【００２９】
周波数方向フィルタ部４６は、時間方向補間部４４において処理対象とされたサブキャリアを処理対象としながら、伝送路係数に対して統計処理を実行する。なお、統計処理は、同一のタイミングにおける伝送路係数に対して実行される。ここでは、当該処理の詳細を図２を参照しながら説明する。所定のシンボル番号、例えばシンボル番号「４」において、サブキャリア番号「０」、「３」、「６」、「９」、「１２」での伝送路係数が既に導出されている。周波数方向フィルタ部４６は、３つの伝送路係数をひとつの組合せとして、統計処理を実行する。
【００３０】
すなわち、サブキャリア番号「０」、「３」、「６」がひとつの組合せとされ、サブキャリア番号「３」、「６」、「９」がひとつの組合せとされ、サブキャリア番号「６」、「９」、「１２」がひとつの組合せとされる。また、統計処理は、３つのサブキャリア番号での伝送路係数を重みづけながら加算する。ここで、統計処理された伝送路係数は、３つのサブキャリア番号のうち、中央のサブキャリア番号での伝送路係数に対する参照信号とされる。例えば、サブキャリア番号「０」、「３」、「６」での伝送路係数に対する統計処理によって、サブキャリア番号「３」に対する参照信号が生成される。以上の処理によって、パイロット信号の配置されたサブキャリアに対する参照信号がそれぞれ生成される。
【００３１】
導出部４８は、サブキャリアを単位にして、時間方向補間部４４からの伝送路係数と、周波数方向フィルタ部４６からの参照信号との差異を計算する。さらに、導出部４８は、計算した差異の絶対値を計算する。最終的に、導出部４８は、パイロット信号が含まれたキャリアに対する雑音成分として、計算した絶対値を導出する。ここで、絶対値は、「雑音成分」と呼ばれる。
【００３２】
周波数方向補間部５０は、導出部４８において導出した雑音成分から、マルチキャリア信号でのそれぞれのサブキャリアに対応した雑音成分を導出する。具体的に説明すると、周波数方向補間部５０は、パイロット信号が含まれたサブキャリアに対する雑音成分を補間することによって、マルチキャリア信号に含まれたそれぞれのサブキャリアに対する雑音成分を導出する。補間は、時間方向補間部４４での補間と同様に実行される。ここで、補間によって生成された雑音成分も「雑音成分」と呼ぶ。
【００３３】
乗算部５４は、雑音成分に対し、係数保持部５２に保持された係数を乗算する。一般的に、このような係数は、「０」から「１」の間の値に規定されている。補正値計算部４０は、乗算部５４における乗算結果の２乗を計算し、２乗値の逆数を計算する。ここで、２乗値の逆数が、補正値となる。
【００３４】
補間部２２は、ひとつのサブキャリアを単位にして、周期的に出現すべき伝送路係数を補間する。補間部２２は、時間方向補間部４４と同様に、伝送路係数を時間方向に補間する。以上の処理によって、パイロット信号が配置されたサブキャリアにおいて、連続的な伝送路係数が導出される。さらに、補間部２２は、周波数方向補間部５０と同様に、伝送路係数を周波数方向に補間する。以上の処理は、伝送路特性推定部２０において導出した伝送路係数から、マルチキャリア信号に含まれたそれぞれのサブキャリアに対応した伝送路係数を導出することに相当する。また、これは、複数のマルチキャリア信号のそれぞれに対する伝送路係数をサブキャリア単位に算出することである。
【００３５】
重付部２４は、ＦＦＴ部１８からのマルチキャリア信号に対して、補間部２２からの伝送路係数による重みづけを実行する。重付部２４は、サブキャリアを単位にして重みづけを実行する。なお、重みづけの際、伝送路係数の複素共役値が使用される。ここで、重付部２４は、重みづけのために、複素乗算を実行する。
【００３６】
乗算部２６は、サブキャリアを単位にして、重付部２４での乗算結果と補正値計算部４０からの補正値を乗算する。以上の処理は、補間部２２からの伝送路係数と、補正値とを対応づけながら、伝送路係数を雑音成分によって補正することに対応する。加算部３２は、サブキャリアを単位にして、乗算部２６での乗算結果を加算する。これは、乗算部２６において補正した伝送路係数をもとに、複数のマルチキャリア信号をサブキャリア単位に合成することに相当する。
【００３７】
電力計算部２８は、サブキャリアを単位にして、補間部２２からの伝送路係数の電力をそれぞれ計算する。乗算部３０は、サブキャリアを単位にして、電力計算部２８からの電力値と補正値計算部４０からの補正値とを乗算する。これは、雑音成分によって電力値を補正することに相当する。加算部３４は、サブキャリアを単位にして、乗算部３０での乗算結果を加算する。除算部３６は、サブキャリアを単位にして、加算部３２での加算結果を加算部３４からの乗算結果にて除算する。ここで、重付部２４から除算部３６での処理は、最大比合成ダイバーシチに対応する。以上の処理では、雑音成分をもとに、複数のマルチキャリア信号をサブキャリア単位に合成する。
【００３８】
この構成は、ハードウエア的には、任意のコンピュータのＣＰＵ、メモリ、その他のＬＳＩで実現でき、ソフトウエア的にはメモリにロードされた受信機能を有したプログラムなどによって実現されるが、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウエアのみ、ソフトウエアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。
【００３９】
図３（ａ）−（ｄ）は、受信装置１００における動作の比較対象となる動作を示す。図３（ａ）は、アンテナ１０において受信した信号の波形を示す。横軸は、時刻を示し、縦軸は、信号強度を示す。図示のごとく、受信信号の波形に加えて、雑音成分の波形も示される。受信信号の強度は、時刻の経過とともに、変動している。図３（ｂ）は、図３（ａ）に示された波形において、所定のタイミングでの信号の強度を示す。ここで、第１アンテナ１０ａと第２アンテナ１０ｂを「アンテナ１」と「アンテナ２」として示し、受信信号の強度を「信号レベル」として示し、雑音成分の強度を「雑音レベル」として示す。縦軸は、信号強度を示し、矢印の長さが長いほど、信号強度が強いことに相当する。
【００４０】
図３（ｃ）は、ＡＧＣ部１６によって増幅された信号の強度を示す。図３（ｂ）において、アンテナ２での信号レベルは、アンテナ１での信号レベルよりも小さくなっている。しかしながら、アンテナ２に対するＡＧＣ部１６での利得は、アンテナ１に対するＡＧＣ部１６での利得よりも大きいので、図３（ｃ）において、両者の信号レベルは、同等になっている。しかしながら、上記のような利得が設定されるので、アンテナ２での雑音レベルがアンテナ１での雑音レベルよりも大きくなっている。
【００４１】
図３（ｄ）は、図３（ｃ）でのふたつの信号を合成したときの信号の強度を示す。ここでは、図１のごとく、雑音成分の影響を考慮せずに、合成が実行されている。ふたつの信号の合成によって、信号レベルは増加するが、雑音レベルも増加する。増加する雑音レベルによっては、受信特性の悪化が生じる場合もある。このような課題を解決するために、本発明では、サブキャリア単位に、雑音の影響を考慮する。
【００４２】
図４は、第１伝送路特性推定部２０ａの構成を示す。第１伝送路特性推定部２０ａは、パイロット信号抽出部６０、複素除算部６２を含む。パイロット信号抽出部６０は、マルチキャリア信号の中から、パイロット信号を抽出する。抽出の処理は、図２のマルチキャリア信号から、「Ｐ」を選択することに相当する。複素除算部６２は、内部にて生成したパイロットシンボルによって、パイロット信号抽出部６０において抽出したパイロット信号を除算する。除算した結果が、パイロット信号が配置されたサブキャリアにおける伝送路係数に相当する。複素除算部６２は、導出した伝送路係数を出力する。
【００４３】
図５は、周波数方向フィルタ部４６の構成を示す。周波数方向フィルタ部４６は、遅延部６４と総称される第１遅延部６４ａ、第２遅延部６４ｂ、乗算部６６と総称される第１乗算部６６ａ、第２乗算部６６ｂ、第３乗算部６６ｃ、係数保持部６８と総称される第１係数保持部６８ａ、第２係数保持部６８ｂ、第３係数保持部６８ｃ、加算部７０、リセット部７２を含む。
【００４４】
遅延部６４は、入力した信号を遅延させる。ここでは、サブキャリア番号「０」、「３」、「６」、「９」、「１２」での伝送路係数が逐次入力される。なお、シンボルが変わる場合、リセット部７２によって、遅延部６４に入力された信号は、リセットされる。係数保持部６８は、係数を保持する。ここでは、第２係数保持部６８ｂに保持された係数の大きさが、第１係数保持部６８ａと第３係数保持部６８ｃに保持された係数の大きさよりも大きいものとする。乗算部６６は、伝送路係数と係数とを乗算する。乗算は、複素乗算であるとする。加算部７０は、乗算部６６での乗算結果を加算する。加算結果が、前述の参照信号に相当する。また、第２乗算部６６ｂでの乗算結果におけるサブキャリア番号が、参照信号に対応したサブキャリア番号である。このように、処理対象とする伝送路係数の数を小さくすることによって、周波数選択性フェージングによる短い周波数間隔での伝送路特性の変化に対応できる。また、複数の伝送路係数を加算することによって、雑音の影響を低減できる。
【００４５】
図６は、導出部４８の構成を示す。導出部４８は、減算部７４、絶対値計算部７６を含む。減算部７４は、サブキャリア番号を対応づけながら、図１の時間方向補間部４４からの伝送路係数から、図１の周波数方向フィルタ部４６からの参照信号を減算する。これは、伝送路係数と参照信号との差異の検出に相当する。また、伝送路係数と参照信号は、ともにベクトルによって示されるので、減算部７４における減算は、ベクトル演算にて実行される。絶対値計算部７６は、減算部７４での減算結果の絶対値を計算する。減算結果は、パイロット信号が含まれたキャリアに対する雑音成分に相当する。
【００４６】
図７は、第１補正値計算部４０ａの構成を示す。第１補正値計算部４０ａは、２乗部７８、逆数導出部８０を含む。２乗部７８は、図１の乗算部５４での乗算結果に対して、２乗を計算する。２乗の計算は、サブキャリアを単位にして実行される。逆数導出部８０は、２乗部７８に計算された２乗値の逆数を導出する。２乗値の逆数が、補正値に相当する。
【００４７】
図８は、第１補間部２２ａの構成を示す。第１補間部２２ａは、バッファ部８２、時間方向補間部８４、周波数方向補間部８６を含む。バッファ部８２は、伝送路特性推定部２０からの伝送路係数を蓄積する。蓄積は、後述の時間方向補間部８４における時間方向の補間を実行するためになされる。時間方向補間部８４は、バッファ部８２に蓄積された伝送路係数に対して、時間方向の補間を実行する。補間は、時間方向補間部４４と同様に実行されるので、ここでは、説明を省略する。周波数方向補間部８６は、時間方向補間部８４において時間方向に補間された伝送路係数を周波数方向に補間する。補間は、周波数方向補間部５０と同様に実行されるので、説明を省略する。最終的に、周波数方向補間部８６は、複数のマルチキャリア信号のそれぞれに対する伝送路係数を出力する。
【００４８】
図９（ａ）−（ｄ）は、受信装置１００において処理される信号を示す。図９（ａ）は、伝送路特性推定部２０において導出した伝送路係数であって、かつパイロット信号に対応したサブキャリアでの伝送路係数を示す。横軸は、周波数を示し、縦軸は、振幅を示す。また、伝送路係数とあわせて、ノイズレベルも示される。図９（ｂ）は、周波数方向フィルタ部４６の前後における伝送路係数を示す。周波数方向フィルタ部４６の前の伝送路係数は、図９（ａ）に示された伝送路係数に相当する。また、周波数方向フィルタ部４６の後の伝送路係数は、周波数方向フィルタ部４６の前の伝送路係数の雑音成分を低減したものに相当する。
【００４９】
図９（ｃ）は、導出部４８から出力された雑音成分を示す。これは、サブキャリア単位に、図９（ｂ）に示された周波数方向フィルタ部４６の前の伝送路係数から、周波数方向フィルタ部４６の後の伝送路係数を減じた値に相当する。図９（ｄ）は、周波数方向補間部５０によって周波数方向に補間された伝送路係数を示す。パイロット信号が配置されたひとつのサブキャリアから、パイロット信号が配置された隣接のサブキャリアまで、ひとつのサブキャリアにおける伝送路係数の値をコピーしている。ここで、ふたつのパイロット信号が配置されたサブキャリア間において、小さい方のサブキャリア番号に対応した伝送路係数の値がコピーに使用される。
【００５０】
以上の構成による受信装置１００の動作を説明する。選択部１２は、アンテナ１０のうちのふたつを選択する。ＡＧＣ部１６は、選択されたふたつのアンテナ１０によって入力されたマルチキャリア信号をそれぞれ増幅する。ＦＦＴ部１８は、増幅されたマルチキャリア信号を周波数領域、すなわちサブキャリア単位の信号に変換する。伝送路特性推定部２０は、マルチキャリア信号の中からパイロット信号を選択し、パイロット信号に対して伝送路係数を推定する。時間方向補間部４４は、推定された伝送路係数を時間方向に補間する。周波数方向フィルタ部４６は、パイロット信号が配置されたサブキャリア間において、伝送路係数を統計処理し、参照信号を導出する。
【００５１】
導出部４８は、伝送路係数と参照信号から、雑音成分を導出する。周波数方向補間部５０は、雑音成分を周波数方向に補間することによって、マルチキャリア信号のそれぞれに対する雑音成分を導出する。乗算部５４は、雑音成分に係数を乗算する。補正値計算部４０は、乗算結果の２乗値を計算した後に、逆数を導出し、これを補正値とする。
【００５２】
補間部２２は、伝送路係数を時間方向と周波数方向に補間することによって、マルチキャリア信号のそれぞれに対応した伝送路係数を導出する。重付部２４は、サブキャリアを単位にして、伝送路係数の複素共役値によってマルチキャリア信号を重みづけする。乗算部２６は、補正値計算部４０からの補正値によって、重付部２４において重みづけした結果を補正する。加算部３２は、乗算部２６において補正した結果を加算する。
【００５３】
電力計算部２８は、補間部２２からの伝送路係数の電力をそれぞれ計算する。乗算部３０は、電力計算部２８からの電力値と補正値計算部４０からの補正値とを乗算する。加算部３４は、乗算部３０での乗算結果を加算する。除算部３６は、加算部３２での加算結果を加算部３４からの乗算結果にて除算する。
【００５４】
本発明の実施例によれば、サブキャリアを単位にして、雑音成分を導出し、導出した雑音成分を使用しながら、信号を合成するので、合成の際の雑音の影響をサブキャリア単位に抑圧できる。また、雑音の影響をサブキャリア単位に抑圧するので、受信特性を向上できる。また、ひとつのサブキャリアを単位にして参照信号を導出するので、伝送路特性に応じた参照信号を導出できる。また、ひとつのサブキャリアを単位して参照信号を導出するので、伝送路特性を詳細に反映できる。また、所定のサブキャリアにて導出された雑音成分をマルチキャリア信号へ展開するので、既知信号が一部のサブキャリアに含まれる場合であっても、マルチキャリア信号のそれぞれに対する雑音成分を導出できる。また、複数のマルチキャリア信号を合成する際に、雑音成分を反映させながら合成を実行するので、合成の際の雑音の影響を小さくできる。また、複数のアンテナによって受信された複数のマルチキャリア信号のうちの少なくともふたつを処理の対象にするので、回路規模を削減できる。
【００５５】
以上、本発明を実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００５６】
本発明の実施例において、受信装置１００は、デジタルテレビジョン放送の番組を受信している。しかしながらこれに限らず例えば、受信装置１００は、ラジオ放送の番組を受信してもよく、さらにＯＦＤＭ変調方式を使用した無線ＬＡＮにおける信号を受信してもよい。後者の一例は、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格における無線ＬＡＮである。その際、パイロット信号の配置が実施例と異なるので、その際に応じて処理内容が変更されればよい。本変形例によれば、受信装置１００は、様々な通信システムや放送システムに適用可能になる。なお、サブキャリア数が多いほど、本発明による効果も大きくなる。つまり、ＯＦＤＭ変調方式が使用されていればよい。
【００５７】
周波数方向フィルタ部４６は、３つのサブキャリアに対する伝送路係数に対して、重みづけを行いながら、伝送路係数の加算を実行し、参照信号を生成している。しかしながらこれに限らず例えば、周波数方向フィルタ部４６は、複数のサブキャリアに対する伝送路係数を平均することによって、参照信号を生成してもよい。本変形例によれば、周波数方向フィルタ部４６の処理を簡易にできる。つまり、伝送路係数に含まれた雑音成分を低減できればよい。
【００５８】
本発明の実施例において、周波数方向フィルタ部４６が、３タップのフィルタとして説明している。しかしながらこれに限らず例えば、周波数方向フィルタ部４６は、３タップ以外のフィルタであってもよい。３タップ以外のフィルタの一例は、３タップ以上のタップを有したフィルタである。また、周波数方向フィルタ部４６において乗算部６６は、複素乗算を実行している。しかしながらこれに限らず例えば、入力した信号の位相成分を抽出し、位相成分と実数の係数との加減演算が実行されてもよい。なお、位相成分の抽出のために、逆正接が導出される。本変形例によれば、周波数方向フィルタ部４６として様々な形態のフィルタを使用できる。つまり、伝送路係数に含まれた雑音成分を低減できればよい。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の実施例に係る受信装置の構成を示す図である。
【図２】図１のアンテナにて受信されるマルチキャリア信号の構成を示す図である。
【図３】図３（ａ）−（ｄ）は、図１の受信装置における動作の比較対象となる動作を示す図である。
【図４】図１の第１伝送路特性推定部の構成を示す図である。
【図５】図１の周波数方向フィルタ部の構成を示す図である。
【図６】図１の導出部の構成を示す図である。
【図７】図１の第１補正値計算部の構成を示す図である。
【図８】図１の第１補間部の構成を示す図である。
【図９】図９（ａ）−（ｄ）は、図１の受信装置において処理される信号を示す図である。
【符号の説明】
【００６０】
１０  アンテナ、  １２  選択部、  １４  ＲＦ部、  １６  ＡＧＣ部、  １８  ＦＦＴ部、  ２０  伝送路特性推定部、  ２２  補間部、  ２４  重付部、  ２６  乗算部、  ２８  電力計算部、  ３０  乗算部、  ３２  加算部、  ３４  加算部、  ３６  除算部、  ３８  雑音推定部、  ４０  補正値計算部、  ４２  制御部、  ４４  時間方向補間部、  ４６  周波数方向フィルタ部、  ４８  導出部、  ５０  周波数方向補間部、  ５２  係数保持部、  ５４  乗算部、  １００  受信装置。
【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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