(57)【要約】【課題】  アナログ直交変調により生じる変調誤差を精度よく補償する。【解決手段】  誤差補償部１０２は、同じデータ内容の複数の信号区間に対して、それぞれ異なる補償量により誤差補償を行う。包絡線検波部１０９ｂは、直交変調部１０４から出力される信号の包絡線を検波し、検波された包絡線はデジタル信号に変換された後に誤差算出部１０７に入力される。誤差算出部１０７は、同じデータ内容の信号区間ごとに、包絡線検波部１０９ｂで検波された包絡線と、信号生成部１０１で生成された信号から算出される包絡線との間の誤差の累積値を算出する。補償量更新部１０８は、誤差算出部１０７で算出された誤差が最も小さくなる区間に対して用いた補償量を、誤差補償部１０２で用いる新たな補償量として設定する。【選択図】  図１
2007068046.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内容が同じデータ区間を重複して含むデジタル信号を生成する信号生成手段と、
前記生成されたデジタル信号に対して前記データ区間ごとに異なる補償量により誤差補償を行う誤差補償手段と、
前記誤差補償されたデジタル信号をアナログ信号に変換して直交変調する直交変調手段と、
前記直交変調されたアナログ信号と前記信号生成手段で生成されたデジタル信号とを同じ形式のデジタル信号に変換する変換手段と、
前記データ区間ごとに前記同じ形式に変換されたデジタル信号間の誤差を算出する誤差算出手段と、
前記データ区間ごとに算出された誤差に基づいて、前記誤差補償手段で用いる補償量を更新する更新手段と
を備えることを特徴とする信号処理装置。
【請求項２】
前記更新手段は、前記データ区間のうち、前記誤差算出手段で算出された誤差が最も小さいデータ区間を選び、そのデータ区間に対して用いた補償量を新たな補償量とすることを特徴とする請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項３】
前記誤差算出手段は、前記同じ形式に変換されたデジタル信号間の位相誤差、振幅誤差、または、ＤＣオフセットのうち、少なくともひとつの誤差を算出することを特徴とする請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項４】
前記デジタル信号が、ガード区間を有するＯＦＤＭ信号であり、前記内容が同じデータ区間が、それぞれ前記ガード区間およびそのガード区間に対応する複製された区間であることを特徴とする請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項５】
前記変換手段は、
前記直交変調したアナログ信号の包絡線を検波し、検波した包絡線をデジタル信号に変換することにより第１の包絡線を得る手段と、
前記信号生成手段で生成されたデジタル信号から第２の包絡線を算出する手段とを備え、
前記誤差算出手段は、前記変換手段で得られた第１の包絡線と第２の包絡線との間の誤差を算出する
ことを特徴とする請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項６】
前記更新手段は、前記信号生成手段で生成されたデジタル信号のうち前記データ区間に含まれるデジタル信号のパワーがあらかじめ定めた上限の閾値と下限の閾値との間の範囲に含まれる場合に、補償量の更新を行うことを特徴とする請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項７】
前記変換手段は、
前記直交変調したアナログ信号を直交復調してデジタル信号に変換する手段と、
前記変換されたデジタル信号から第１の包絡線を算出する手段と、
前記信号生成手段で生成されたデジタル信号から第２の包絡線を算出する手段とを備え、
前記誤差算出手段は、前記変換手段で得られた第１の包絡線と第２の包絡線との間の誤差を算出する
ことを特徴とする請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項８】
前記変換手段は
前記直交変調したアナログ信号を周波数変換する手段と、
前記周波数変換されたアナログ信号をデジタル信号に変換する手段と、
前記変換されたデジタル信号をダウンコンバージョンする手段と、
前記ダウンコンバージョンされたデジタル信号から第１の包絡線を算出する手段と、
前記信号生成手段で生成されたデジタル信号から第２の包絡線を算出する手段とを備え、
前記誤差算出手段は、前記変換手段で得られた第１の包絡線と第２の包絡線との間の誤差を算出する
ことを特徴とする請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項９】
前記変換手段は、
前記直交変調したアナログ信号を周波数変換する手段と、
前記周波数変換されたアナログ信号を第１のデジタル信号に変換する手段と、
前記信号生成手段で生成されたデジタル信号をアップコンバージョンして第２のデジタル信号を得る手段とを備え、
前記誤差算出手段は、前記第１のデジタル信号と前記第２のデジタル信号との間の誤差を算出する
ことを特徴とする請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項１０】
前記変換手段は
前記直交変調したアナログ信号を周波数変換する手段と、
前記周波数変換されたアナログ信号をデジタル信号に変換する手段と、
前記変換されたデジタル信号をダウンコンバージョンする手段と、
前記ダウンコンバージョンされたデジタル信号と前記信号生成手段で生成されたデジタル信号との間の位相のずれを補償する手段とを備え、
前記誤差算出手段は、前記位相のずれが補償されたデジタル信号間の誤差を算出する
ことを特徴とする請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項１１】
内容が同じデータ区間を重複して含むデジタル信号を生成し、
前記生成されたデジタル信号に対して前記データ区間ごとに異なる補償量により誤差補償を行い、
前記誤差補償されたデジタル信号をアナログ信号に変換して直交変調し、
前記直交変調されたアナログ信号と前記信号生成手段で生成されたデジタル信号とを同じ形式のデジタル信号に変換し、
前記データ区間ごとに、前記同じ形式に変換されたデジタル信号間の誤差を算出し、
前記データ区間ごとに算出された誤差に基づいて、前記誤差補償手段で用いる補償量を更新する
ステップを有することを特徴とする信号処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信号処理装置に係わり、特にアナログ直交変調により生じる変調誤差を精度よく補償できるようにした信号処理装置および信号処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、アナログ直交変調により生じる変調誤差を、アナログ信号に変換する前のデジタル信号の段階であらかじめ補償する変調誤差補償技術が開示されている。このような変調誤差補償技術として、直交変調器より出力されたアナログ信号の一部を帰還してデジタル信号に変換し、これを変調誤差補償前のデジタル信号と比較することで、補償量の更新を行う方法が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
しかしながら、直交変調により生じる変調誤差には、例えば、直交変調器の経年変化などにより不規則に発生する誤差も多い。そのため、直交変調により生じる変調誤差を補償するための補償量を決定することが難しい場合もある。このような場合、補償量の設定が適切でない場合には、かえって変調誤差が大きくなるという問題も生じる。
【特許文献１】特開２０００−２７００３７公報（３頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したように、従来の変調誤差補償技術では、変調誤差を補償するための補償量の設定が困難であり、精度のよい補償を行うことができないという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになされたものであって、内容が同じデータ区間を重複して含むデジタル信号において、各データ区間で異なる補償量を用いて誤差補償を行い、その結果に基づいて、補償量を更新することにより、精度のよい誤差補償を行うことを可能とする信号処理装置および信号処理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】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の信号処理装置は、内容が同じデータ区間を重複して含むデジタル信号を生成する信号生成手段と、前記生成されたデジタル信号に対して前記データ区間ごとに異なる補償量により誤差補償を行う誤差補償手段と、前記誤差補償されたデジタル信号をアナログ信号に変換して直交変調する直交変調手段と、前記直交変調されたアナログ信号と前記信号生成手段で生成されたデジタル信号とを同じ形式のデジタル信号に変換する変換手段と、前記データ区間ごとに前記同じ形式に変換されたデジタル信号間の誤差を算出する誤差算出手段と、前記データ区間ごとに算出された誤差に基づいて、前記誤差補償手段で用いる補償量を更新する更新手段とを備えることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の信号処理方法は、内容が同じデータ区間を重複して含むデジタル信号を生成し、前記生成されたデジタル信号に対して前記データ区間ごとに異なる補償量により誤差補償を行い、前記誤差補償されたデジタル信号をアナログ信号に変換して直交変調し、前記直交変調されたアナログ信号と前記信号生成手段で生成されたデジタル信号とを同じ形式のデジタル信号に変換し、前記データ区間ごとに、前記同じ形式に変換されたデジタル信号間の誤差を算出し、前記データ区間ごとに算出された誤差に基づいて、前記誤差補償手段で用いる補償量を更新するステップを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、内容が同じデータ区間を重複して含むデジタル信号において、各区間で異なる補償量を用いて誤差補償を行い、その結果得られる変調誤差を比較して、変調誤差が小さくなる補償量を新たな補償量として設定するので、変調誤差を精度よく補償できる補償量を設定することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００１０】
（第１の実施形態）
本実施形態では、ガード区間を有するＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）信号を生成して送信するＯＦＤＭ送信装置について説明する。
【００１１】
まず、ガード区間を有するＯＦＤＭ信号について説明する。ＯＦＤＭとは、地上波デジタル放送やＩＥＥＥ８０２．１１ａなどの無線ＬＡＮ電力線モデムなどの伝送方式に採用されているデジタル変調方式のひとつであり、このような方式にしたがって生成されるデジタル信号をＯＦＤＭ信号という。
【００１２】
ＯＦＤＭ信号では、有効シンボル長ごとに、遅延波による干渉の影響を抑圧するためのガードインターバルと呼ばれる信号が付加される。このようなガードインターバルは、図１０に示すように、有効シンボル区間の末尾の区間の信号を有効シンボル区間の前に付加することにより生成される。図１０に示すように、以下の説明では、ＯＦＤＭ信号のうち、ガードインターバルの区間をガード区間、ガードインターバルのためにコピーされる区間をコピー区間と呼ぶ。また、ひとつのガード区間と、そのガード区間に対応する有効シンボル区間とを合わせてシンボルと呼ぶ。このようにガードインターバルを付加することによって、ＯＦＤＭ信号は、内容が同じデータ区間（ガード区間とコピー区間）がシンボル単位で周期的に重複して表れるデジタル信号となる。
【００１３】
以下、このようなガード区間を有するＯＦＤＭ信号に対して、本発明に係わる信号処理装置を適用した場合の実施形態について説明する。
【００１４】
図１は、本発明の第１の実施形態に係わる信号処理装置を含むＯＦＤＭ送信装置を示すブロック図である。
【００１５】
この第１の実施形態に係わるＯＦＤＭ送信装置は、ガード区間を有するＯＦＤＭ信号を生成する信号生成部１０１と、信号生成部１０１で生成されたデジタル信号に対して誤差補償を行う誤差補償部１０２と、誤差補償されたデジタル信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換部１０３と、Ｄ／Ａ変換部１０３で得られたアナログ信号を直交変調する直交変調部１０４と、直交変調されたアナログ信号を増幅するパワーアンプ１０５と、増幅された信号を送信するアンテナ１０６と、直交変調部１０４で直交変調されたアナログ信号と、信号生成部１０１で生成されたデジタル信号とを同じ形式のデジタル信号に変換する信号変換部１０９と、信号変換部１０９で同じ形式に変換されたデジタル信号間の誤差を算出する誤差算出部１０７と、誤差算出部１０７で算出された誤差に基づいて、誤差補償部１０２で用いる補償量を更新する補償量更新部１０８とを備えている。また、信号変換部１０９は、信号生成部１０１で生成されたＯＦＤＭ信号から包絡線を算出する包絡線算出部１０９ａと、直交変調部１０４で直交変調されたアナログ信号の包絡線を検波する包絡線検波部１０９ｂと、包絡線検波部１０９ｂで検波された包絡線をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部１０９ｃとを備えている。
【００１６】
次に図１および図２を用いて、本発明の第１の実施形態に係わるＯＦＤＭ送信装置の動作について説明する。なお、図２は、本発明の第１の実施形態に係わる信号処理装置の動作を示すフローチャートである。
【００１７】
まず、信号生成部１０１が、ガード区間を有するＯＦＤＭ信号を生成する（ステップＳ１０１）。ここで、ＯＦＤＭ信号の生成のための信号生成部１０１としては、例えば、図３のような構成が考えられる。すなわち、送信すべきデータ信号が入力されると、まずデータ信号は、Ｓ／Ｐ部１０１１（Ｓ／Ｐ：Ｓｅｒｉａｌ−ｔｏ−Ｐａｒａｌｌｅｌ）で直並列変換される。次に、直並列変換された信号は、サブキャリア変調部１０１２においてＩ／Ｑ成分に複素変調され、複数のサブキャリア信号が生成される。そして、サブキャリア信号は、次にＩＦＦＴ部１０１３で逆高速フーリエ変換され、Ｐ／Ｓ部１０１４で直並列変換される。そして、Ｐ／Ｓ部１０１４の出力信号に対して、ＧＩ挿入部１０１５で、ガードインターバルが挿入（付加）される。
【００１８】
このようにして生成された出力信号がＯＦＤＭ信号として、誤差補償部１０２および包絡線算出部１０９ａに送られる。また、信号生成部１０１からは、さらに、ＯＦＤＭ信号に含まれる各ガード区間およびコピー区間の位置（時刻）を特定する情報もあわせて送られる。なお、このようなガード区間やコピー区間の位置を特定する情報の送信は、例えば、図４に示すように、ＯＦＤＭ信号と同期したトリガ信号をあわせて送信することにより実現することができる。
【００１９】
誤差補償部１０２は、信号生成部１０１で生成されたＯＦＤＭ信号に対して、誤差補償を行う（ステップＳ１０２）。以下では、まず、誤差補償の方法について説明する。
【００２０】
誤差補償部１０２では、アナログ信号を直交変調する直交変調部１０４で生じる変調誤差をあらかじめデジタル信号の段階で補償する。ここでは、直交変調部１０４で生じる変調誤差のモデルは、デジタル信号において、（１）式により与えられるものとする。
【数１】
2007068046.tif 000003
【００２１】
ここで、Ｘ（ｋ）は、信号生成部１０１から出力されるＯＦＭＤ信号のベクトル表現であり、ＯＦＤＭ信号をＯＦＤＭＤＡＴＡ（ｋ）とした場合に、（２）式のように定義される。
【数２】
2007068046.tif 000004
【００２２】
また、(１)式において、ΘＭ、ＶＭ、および、ＤＣＭは、それぞれ、位相誤差をθＭ（ｒａｄ）、振幅誤差をｖＭ（ｄＢ）、ＯＦＤＭ信号のＩチャネル（実部）のＤＣオフセットをｄＭＩ（ｍＶ）、および、ＯＦＤＭ信号のＱチャネル（虚部）のＤＣオフセットをｄＭＱ（ｍＶ）とした場合の、位相誤差、振幅誤差、および、ＤＣオフセットのベクトル（行列）表現であり、（３）式のように定義される。なお、ｖＩは、ＯＦＤＭ信号のＩチャネルの利得を表す。
【数３】
2007068046.tif 000005
【００２３】
アナログ直交変調の誤差モデルが（１）式のように定義される場合、誤差補償部１０２では、（４）式のような誤差補償を行えばよい。
【数４】
2007068046.tif 000006
【００２４】
ここで、Ｙ（ｋ）は、誤差補償部１０２からの出力信号である。また、ΘＲ、ＶＲ、および、ＤＣＲは、それぞれ、位相誤差、振幅誤差、ＩチャネルのＤＣオフセット、および、ＱチャネルのＤＣオフセットの推定値（以下、補償量と呼ぶ）を、それぞれ、θＲ、ｖＲ、ｄＲＩ、および、ｄＲＱとして、（５）式のように定義される。
【数５】
2007068046.tif 000007
【００２５】
次に、誤差補償部１０２で、各信号区間に対して行われる誤差補償について説明する。
【００２６】
誤差補償部１０２は、ＯＦＤＭ信号に含まれるガード区間と、対応するコピー区間とで、異なる補償量により誤差補償を行う。なお、以下では、ＩチャネルのＤＣオフセットについてのみ異なる補償量で誤差補償を行い、その他の位相誤差、振幅誤差、および、ＱチャネルのＤＣオフセットについては、ガード区間とコピー区間とで同じ補償量により誤差補償を行う場合の例について説明する。
【００２７】
誤差補償部１０２では、ＯＦＤＭ信号のガード区間と対応するコピー区間で、それぞれ、（６）式および（７）式に示すＤＣオフセットの補償量を（５）式におけるＤＣＲの代わりに用いて誤差補償が行われる。
【数６】
2007068046.tif 000008
【数７】
2007068046.tif 000009
【００２８】
ここで、δｄＲＩは、補償量の更新ステップ幅である。なお、ＯＦＤＭ信号に含まれるガード区間とコピー区間の特定は、信号生成部１０１から送られるトリガ信号に基づいて行えばよい。また、ガード区間とコピー区間以外の信号区間では、（５）式による誤差補償が行われるものとする。
【００２９】
そして、このようにして誤差補償が行われたデジタル信号が、次に、Ｄ／Ａ変換部１０３に送られる。
【００３０】
Ｄ／Ａ変換部１０３では、入力された誤差補償後のデジタル信号がアナログ信号へと変換され、変換後のアナログ信号が、直交変調部１０４で直交変換される（ステップＳ１０３）。直交変換された信号は、パワーアンプ１０５で増幅され、アンテナ２０６から受信装置へと送出される。
【００３１】
以上が、信号生成部１０１で生成されたＯＦＤＭ信号がアンテナ１０６から送出されるまでの動作である。
【００３２】
次に、誤差補償部１０２で用いる補償量を更新する動作について説明する。すなわち、まず、直交変調部１０４からの出力信号と、信号生成部１０１で生成された信号とが信号変換部１０９で同じ形式のデジタル信号に変換される（ステップＳ１０４）。そして、誤差算出部１０７において、ガード区間および対応するコピー区間のそれぞれに対して、同じ形式に変換されたデジタル信号間の誤差が算出される（ステップＳ１０５）。補償量更新部１０８は、その結果に基づいて、誤差補償部１０２で用いる補償量の更新を行う（ステップＳ１０６）。以下、各部の動作について詳細に説明する。
【００３３】
直交変調部１０４から出力されるアナログ信号の一部は、包絡線検波部１０９ｂにも入力される。
【００３４】
包絡線検波部１０９ｂは、直交変調部１０４から送られたアナログ信号の包絡線を検波する。検波された包絡線は、Ａ／Ｄ変換部１０９ｃでデジタル信号へと変換される（ステップＳ１０４ａ）。ここで、このようにしてデジタル信号に変換された包絡線（以下、包絡線値と呼ぶ）をＥＤＯＵＴ（ｋ）と表す。
【００３５】
一方、包絡線算出部１０９ａは、信号生成部１０１で生成されたＯＦＤＭ信号から、包絡線検波部１０９ｂで検波される包絡線に対する期待値（以下、包絡線期待値と呼ぶ）を算出する（ステップＳ１０４ｂ）。包絡線期待値をＥＤＥＸＰ（ｋ）と表すと、ＥＤＥＸＰ（ｋ）は、（８）式により求めることができる。
【数８】
2007068046.tif 000010
【００３６】
Ａ／Ｄ変換部１０９ｃから得られる包絡線値ＥＤＯＵＴ（ｋ）および包絡線算出部１０９ａで算出される包絡線期待値ＥＤＥＸＰ（ｋ）は、次に、誤差算出部１０７に送られる。
【００３７】
誤差算出部１０７は、Ａ／Ｄ変換部１０９ｃから送られる包絡線値ＥＤＯＵＴ（ｋ）と包絡線算出部１０９ａから送られる包絡線期待値ＥＤＥＸＰ（ｋ）との間の誤差を算出する。誤差の算出は、ＯＦＤＭ信号に含まれるガード区間とコピー区間のそれぞれに対して、対応する包絡線値と包絡線期待値との間の誤差の累積値として求められる。ここで、ガード区間における包絡線値と包絡線期待値との間の誤差の累積値をＥＲＲＧＩ、対応するコピー区間における包絡線値と包絡線期待値との間の誤差の累積値をＥＲＲＥＦＦと表すと、ＥＲＲＧＩおよびＥＲＲＥＦＦは、それぞれ、（９）式および（１０）式により求めることができる。
【数９】
2007068046.tif 000011
【数１０】
2007068046.tif 000012
【００３８】
なお、（９）式および（１０）式では、図５に示すように、１≦ｋ≦ＧＩＬＥＮをガード区間、ＦＦＴＬＥＮ＋１≦ｋ≦ＦＦＴＬＥＮ＋ＧＩＬＥＮをコピー区間とした。
【００３９】
このように誤差算出部１０７で算出されたガード区間およびコピー区間における包絡線値と包絡線期待値との間の誤差の累積値は、次に、補償量更新部１０８へ送られる。
【００４０】
補償量更新部１０８は、誤差算出部１０７から送られた包絡線値と包絡線期待値との間の誤差の累積値に基づいて、誤差補償部１０２で用いる補償量の更新を行う。なお、上述したように、誤差補償部１０２では、ＩチャネルのＤＣオフセットについてのみ異なる補償量による誤差補償を行うようにしているので、補償量更新部１０８は、ＩチャネルのＤＣオフセットについてのみ補償量の更新を行い、その他の位相誤差、振幅誤差、および、ＱチャネルのＤＣオフセットについての補償量の更新は行わない。
【００４１】
具体的には、補償量更新部１０８では、（１１）式にしたがってＩチャネルのＤＣオフセットの補償量を更新する。ここで、ｄＲＩ´は、更新後の補償量を表す。
【数１１】
2007068046.tif 000013
【００４２】
すなわち、まず誤差補償部１０２において同じデータ内容の信号区間に対して異なる補償量により誤差補正を行い、補償量更新部１０８では、その結果、実際に生じた誤差が小さい信号区間を選び、その信号区間に対して用いた補償量を新たな補償量としている。このようにすることによって、例えば、直交変調器１０４の経年変化などによる不規則な変調誤差のために、変調誤差を補償するための補償量を決定することが難しい場合であっても、変調誤差を精度よく補償するように補償量の更新を行うことが可能となる。
【００４３】
このように、第１の実施形態に係わる信号処理装置を含むＯＦＤＭ送信装置によれば、ガード区間を有するＯＦＤＭ信号において、ガード区間とコピー区間とで異なる補償量により変調誤差の誤差補償を行い、その結果、実際に生じた誤差を比較して、誤差が最も小さかった補償量を新たな補償量とするので、変調誤差の補償を精度よく行うことが可能になる。
【００４４】
なお、上述した実施形態では、ＩチャネルのＤＣオフセットについてのみ、ガード区間とコピー区間とで異なる補償量によって誤差補償を行い、補償量を更新するようにしていたが、位相誤差、振幅誤差、あるいは、ＱチャネルのＤＣオフセットに対する補償量についても同様の処理により補償量の更新を行うことが可能である。
【００４５】
例えば、位相誤差の補償量を更新する場合には、誤差補償部１０２において、ガード区間およびコピー区間のそれぞれに対して、（１２）式および（１３）式に示す補償量を（５）式におけるΘＲの代わりに用いて誤差補償を行えばよい。なお、δθＲは、位相誤差の補償量更新のためのステップ幅である。
【数１２】
2007068046.tif 000014
【数１３】
2007068046.tif 000015
【００４６】
そして、ＩチャネルのＤＣオフセットの場合と同様に、誤差算出部１０７において、ガード区間およびコピー区間における包絡線値と包絡線期待値との間の誤差の累積値を求め、補償量更新部１０８で（１４）式に基づいて、位相誤差の補償量を更新すればよい。ここで、θＲ´は、更新後の補償量を表す。
【数１４】
2007068046.tif 000016
【００４７】
同様に、振幅誤差の補償量を更新する場合には、誤差補償部１０２において、ガード区間およびコピー区間のそれぞれに対して、（１５）式および（１６）式に示す補償量を（５）式におけるＶＲの代わりに用いて誤差補償を行えばよい。なお、δｖＲは、振幅誤差の補償量更新のためのステップ幅である。
【数１５】
2007068046.tif 000017
【数１６】
2007068046.tif 000018
【００４８】
そして、誤差算出部１０７において、ガード区間およびコピー区間における包絡線値と包絡線期待値との間の誤差の累積値を求め、補償量更新部１０８で（１７）式に基づいて、位相誤差の補償量を更新すればよい。ここで、ｖＲ´は、更新後の補償量を表す。
【数１７】
2007068046.tif 000019
【００４９】
ＱチャネルのＤＣオフセットに対する補償量の更新も同様である。すなわち、誤差補償部１０２において、ガード区間とコピー区間とで、それぞれ、（１８）式および（１９）式を用いて誤差補償を行い、補償量更新部１０８では、（２０）式に基づいて補償量の更新を行う。なお、δｄＲＱは、ＱチャネルのＤＣオフセットの補償量に対する更新ステップ幅であり、ｄＲＱ´は、更新後の補償量を表す。
【数１８】
2007068046.tif 000020
【数１９】
2007068046.tif 000021
【数２０】
2007068046.tif 000022
【００５０】
なお、このような位相誤差、振幅誤差、および、ＤＣオフセットの補償量の更新を、シンボル単位で順番に行うようにすることも可能である。すなわち、まず、あるシンボルでは、ガード区間とコピー区間とで位相誤差の補償量のみを変えて包絡線値と包絡線期待値との間の誤差の累積値を求め、その結果に基づいて位相誤差の補償量の更新を行う。そして、次のシンボルでは、振幅誤差の補償量のみを変えて同様の処理を行なうようにする。以降、順に、ＩチャネルのＤＣオフセットの補償量の更新、ＱチャネルのＤＣオフセットの補償量の更新と繰り返すことで、より精度のよい変調誤差に対する補償を行うことが可能になる。
【００５１】
また、この場合、１シンボル単位で補償量の更新を行う誤差の種類を変えてもよいが、例えば、数シンボル単位で誤差の種類を変えるようにすることも可能である。すなわち、例えば、位相誤差の補償量の更新を行う場合には、まず、位相誤差の補償量のみをガード区間とシンボル区間とで異なる値に設定し、数シンボル（例えば、あらかじめ定めたＬシンボル）にわたって上述した包絡線値と包絡線期待値との間の誤差の累積値を計算して、その累積値に基づいて補償量の更新を行う。そして、次に、振幅誤差の補償量の更新を行う場合には、位相誤差の場合と同様にして、振幅誤差の補償量のみをガード区間とシンボル区間とで異なる値に設定し、数シンボル（例えば、あらかじめ定めたＭシンボル）にわたって包絡線値と包絡線期待値との間の誤差の累積値を計算して、補償量の更新を行うようにする。このようにすることで、例えば、位相誤差を十分に低減させてから他の誤差の補償量を更新するようにすることができるので、より精度のよい変調誤差の補償を行うことが可能になる。
【００５２】
また、上述した実施形態では、誤差補償部１０２では、ある補償量（例えば、ＩチャネルのＤＣオフセットの補償量）を更新する場合には、他の補償量（例えば、位相誤差、振幅誤差、ＱチャネルのＤＣオフセットの補償量）はガード区間とコピー区間とで同じ値を用いるようにしていた。これに対して、複数の補償量の組み合わせ、例えば、ＩチャネルのＤＣオフセットの補償量とＱチャネルのＤＣオフセットの補償量を、同時にガード区間とコピー区間とで異なる値に設定し、補償量の更新を行うようにすることも可能である。このようにすることで、複数の補償量に対して、実際に生じる変調誤差が最も小さくなるような組み合わせを求めることができるようになるため、より精度のよい変調誤差の補償を行うことが可能になる。
【００５３】
また、上述した実施形態に加えて、補償量更新部１０８において、信号生成部１０１で生成された信号に対して補償量を更新するための条件を設け、信号生成部１０１で生成される信号がそのような条件を満たす場合についてのみ、補償量を更新するようにすることも可能である。
【００５４】
すなわち、例えば、信号生成部１０１において生成されるデジタル信号のパワーが大きいために、直交変調部１０４から出力される信号が、包絡線検波部１０９ｂの入力ダイナミックレンジの範囲を超えるような場合には、Ａ／Ｄ変換部１０９ｃから出力される包絡線値にはダイナミックレンジの超過による歪みが含まれている可能性が高い。また、例えば、信号生成部１０１において生成されるデジタル信号のパワーが小さい場合には、包絡線検波部１０９ｂに入力される信号のＳ／Ｎ比が低くなるため、包絡線検波の精度が低下する可能性が高い。このような場合に補償量更新部１０８で補償量の更新を行うと、このような歪みなどの影響のために、適切な更新が行われない場合もある。そこで、包絡線検波部１０９ｂの入力ダイナミックレンジを超えるようなパワーの大きな信号が信号生成部１０１で生成される場合や、逆に、信号生成部１０１で生成される信号のパワーが小さい場合には、そのような区間では補償量の更新が行われないようにするとよい。
【００５５】
具体的には、補償量更新部１０８に信号生成部１０１で生成される信号のパワーに対してあらかじめ閾値（上限と下限）を設定しておき、生成された信号のパワーがその上限と下限の間の範囲に含まれるような場合にのみ、補償量の更新が行われるようにする。このとき補償量更新部１０８の閾値には、信号生成部１０１で生成された信号が直交変調部１０４から出力された場合に、その出力が包絡線検波部１０９ｂの入力ダイナミックレンジを超えないような信号のパワーの上限の値を設定すればよい。同様に、包絡線検波１０９ｂの性能や信号に重畳する雑音の影響を考慮して、パワーの下限の値を設定すればよい。このようにすることで、直交変調部１０４から出力される信号が包絡線検波部１０９ｂの入力ダイナミックレンジを超えず、かつ、雑音の影響が小さい信号に対してのみ補償量の更新が行われるようになるため、適切な補償量の更新を行うことが可能になる。
【００５６】
また、上述した実施形態では、内容が同じデータ区間を重複して含むデジタル信号を、ガード区間を有するＯＦＤＭ信号であるとして説明を行ったが、ＯＦＤＭ信号以外であっても、内容が同じデータ区間を重複して含むデジタル信号を生成して送信する場合には、本発明に係わる信号処理装置を適用することは可能である。例えば、信号に冗長性を持たせるために、内容が同じデータを複数回にわたって送信するような送信装置では、それぞれ送信データごとに異なる補償量を設定して送信し、送信される信号の一部を帰還して包絡線値と包絡線期待値との間の誤差を求め、その誤差が最小となるような補償量を新たな補償量として設定すればよい。
【００５７】
（第２の実施形態）
第２の実施形態では、直交変調された信号を直交復調して得られるアナログ信号をデジタル信号に変換し、そのデジタル信号から包絡線値を算出して、包絡線期待値との間の誤差を求める方法について説明する。
【００５８】
図６は、本発明の第２の実施形態に係わる信号処理装置を含むＯＦＤＭ送信装置を示すブロック図である。図６に示す本発明の第２の実施形態は、図１に示す本発明の第１の実施形態とは、信号変換部２０９の構成が異なり、直交変調部２０４の出力を直交復調部２０９ｂで直交復調して得られる信号から包絡線値を算出するようにしている。したがって、以下では、第１の実施形態と同様の動作をする部分（信号生成部２０１、誤差補償部２０２、Ｄ／Ａ変換部２０３、直交変調部２０４、パワーアンプ２０５、アンテナ２０６、誤差算出部２０７および補償量更新部２０８）についての詳細な説明は省略する。
【００５９】
次に図６を用いて、本発明の第２の実施形態に係わるＯＦＤＭ送信装置の動作について説明する。
【００６０】
直交復調部２０９ｂは、直交変調部２０４から出力されるアナログ信号を直交復調する。
【００６１】
直交復調されたアナログ信号は、Ａ／Ｄ変換部２０９ｃに入力され、デジタル信号（Ｉ／Ｑ信号）に変換される。Ａ／Ｄ変換部２０９ｃで変換されたデジタル信号は、次に包絡線算出部２０９ｄへと入力される。
【００６２】
包絡線算出部２０９ｄは、Ａ／Ｄ変換部２０９ｃから入力されるデジタル信号の包絡線値ＥＤＯＵＴ（ｋ）を算出する。包絡線値ＥＤＯＵＴ（ｋ）の算出は、Ａ／Ｄ変換部２０９ｃからの出力信号であるＩ／Ｑ信号を、（２１）式のようにＺ（ｋ）と表すと、（２２）式によって求めることができる。
【数２１】
2007068046.tif 000023
【数２２】
2007068046.tif 000024
【００６３】
このように包絡線算出部２０９ｄで算出された包絡線値ＥＤＯＵＴ（ｋ）は、次に、誤差算出部３０７へと送られる。
【００６４】
誤差算出部２０７では、ＯＦＤＭ信号のガード区間と対応するコピー区間のそれぞれに対して、包絡線算出部２０９ｄから送られる包絡線値ＥＤＯＵＴ（ｋ）と、包絡線算出部２０９ａから送られる包絡線期待値ＥＤＥＸＰ（ｋ）との間の誤差の累積値が算出される。そして、補償量更新部２０８では、誤差算出部２０７で算出された包絡線値と包絡線期待値との間の誤差の累積値に基づいて、第１の実施形態同様に補償量の更新が行われる。具体的には、誤差算出部２０７で算出されたガード区間と対応するコピー区間の包絡線値と包絡線期待値との間の誤差の累積値を比較し、（１１）式にしたがって、誤差の累積値がより小さい区間に対して用いた補償量を、新たな補償量として設定すればよい。
【００６５】
このように、第２の実施形態に係わる信号処理装置を含むＯＦＤＭ送信装置のように、直交変調器２０４からの出力を直交復調部２０９ｂで直交復調してデジタル信号に変換し、得られたデジタル信号から包絡線値を算出して、包絡線期待値との間で誤差を算出するようにしても、上述した第１の実施形態と同様に、精度よく補償量の更新を行うようにすることができる。
【００６６】
（第３の実施形態）
第３の実施形態では、高周波信号（ＲＦ信号）である直交変調部からの出力信号を、中間周波信号（ＩＦ信号）に周波数変換して、周波数変換後のＩＦ信号から包絡線値を算出する方法について説明する。
【００６７】
図７は、本発明の第３の実施形態に係わる信号処理装置を含むＯＦＤＭ送信装置を示すブロック図である。図７に示す本発明の第３の実施形態では、直交変調部３０４の出力を、まず、周波数変換部３０９ｂで周波数変換し、Ａ／Ｄ変換部３０９ｃでデジタル信号に変換することでデジタル化されたＩＦ信号を生成する。次に、デジタル化されたＩＦ信号をＤＤＣ３０９ｄ（ＤＤＣ：Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｄｏｗｎ−Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ）でダウンコンバージョンしてＩ／Ｑ信号を求め、そのＩ／Ｑ信号から包絡線算出部３０９ｅで包絡線値を算出する。
【００６８】
次に図７を用いて、本発明の第３の実施形態に係わるＯＦＤＭ送信装置の動作について説明する。なお、以下では、第２の実施形態の場合と同様に、第１の実施形態と同様の動作をする部分（信号生成部３０１、誤差補償部３０２、Ｄ／Ａ変換部３０３、直交変調部３０４、パワーアンプ３０５、アンテナ３０６、誤差算出部３０７および補償量更新部３０８）についての詳細な説明は省略する。
【００６９】
周波数変換部３０９ｂは、直交変調部３０４から出力されるアナログ信号をＲＦ帯からＩＦ帯へと周波数変換する。ＩＦ帯へと周波数変換されたアナログ信号は、次に、Ａ／Ｄ変換部３０９ｃでデジタル信号に変換される。
【００７０】
ＤＤＣ３０９ｄは、Ａ／Ｄ変換部３０９ｃから出力されるデジタル化されたＩＦ信号をダウンコンバージョンしてＩ／Ｑ信号を生成する。このＩ／Ｑ信号を第２の実施形態におけるＡ／Ｄ変換部２０９ｃの出力信号と同様にＺ（ｋ）とおくと、包絡線算出部３０９ｅは、（２２）式にしたがって、包絡線値ＥＤＯＵＴ（ｋ）を算出することができる。
【００７１】
そして誤差算出部３０７では、包絡線算出部３０９ｅから送られる包絡線値ＥＤＯＵＴ（ｋ）と、包絡線算出部３０９ａから送られる包絡線期待値ＥＤＥＸＰ（ｋ）との間の誤差の累積値を計算する。補償量更新部３０８では、誤差算出部３０７で算出された包絡線値と包絡線期待値との間の誤差の累積値に基づいて、第１の実施形態と同様に補償量の更新を行う。
【００７２】
このように、第３の実施形態に係わる信号処理装置を含むＯＦＤＭ送信装置のように、直交変調器３０４からの出力を周波数変換して、精度のよい回路を構成しやすいＩＦ帯にシフトしてから包絡線値を求めることにより、包絡線算出部３０９ｅにおいて、精度よく包絡線の算出を行うことが可能になる。
【００７３】
（第４の実施形態）
第３の実施形態では、Ａ／Ｄ変換部３０９ｃで得られるデジタル化されたＩＦ信号をＤＤＣ３０９ｄでダウンコンバージョンしてＩ／Ｑ信号を生成し、生成されたＩ／Ｑ信号から算出される包絡線値と、包絡線算出部３０９ａで算出される包絡線期待値との間の誤差に基づいて補償量の更新を行っていた。
【００７４】
これに対して、第４の実施形態では、図８に示すように、信号生成部４０１で生成されるＩ／Ｑ信号をＤＵＣ４０９ａ（ＤＵＣ：Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｕｐ−Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ）でアップコンバージョンして得られるデジタル化されたＩＦ信号と、Ａ／Ｄ変換部４０９ｃで得られるＩＦ信号との間の誤差に基づいて補償量を更新する実施の形態について説明する。
【００７５】
図８は、本発明の第４の実施形態に係わる信号処理装置を含むＯＦＤＭ送信装置を示すブロック図である。図８に示す本発明の第４の実施形態では、直交変調部４０４の出力を、まず、周波数変換部４０９ｂで周波数変換し、Ａ／Ｄ変換部４０９ｃでデジタル信号に変換することでデジタル化されたＩＦ信号を生成する。一方、信号生成部４０１からの出力信号は、ＤＵＣ４０９ａでアップコンバージョンされ、デジタル化されたＩＦ信号に変換される。
【００７６】
次に図８を用いて、本発明の第４の実施形態に係わるＯＦＤＭ送信装置の動作について説明する。なお、以下では、第３の実施形態と同様の動作をする部分（信号生成部４０１、誤差補償部４０２、Ｄ／Ａ変換部４０３、直交変調部４０４、パワーアンプ４０５、アンテナ４０６、補償量更新部４０８、周波数変換部４０９ｂおよびＡ／Ｄ変換部４０９ｃ）についての詳細な説明は省略する。
【００７７】
周波数変換部４０９ｂは、直交変換部４０４からの出力を周波数変換してＩＦ信号を生成し、生成されたＩＦ信号はＡ／Ｄ変換部４０９ｃでデジタル化されたＩＦ信号へと変換される。このＡ／Ｄ変換部４０９ｃで得られるＩＦ信号をＩＦＯＵＴ（ｋ）と表す。
【００７８】
ＤＵＣ４０９ａは、信号生成部４０１から出力されるＯＦＤＭ信号をアップコンバージョンしてデジタル化されたＩＦ信号を生成する。このＩＦ信号をＩＦＥＸＰ（ｋ）と表す。
【００７９】
誤差算出部４０７は、Ａ／Ｄ変換部４０９ｃおよびＤＵＣ４０９ａから出力されるデジタル化されたＩＦ信号ＩＦＯＵＴ（ｋ）およびＩＦＥＸＰ（ｋ）との間の誤差の累積値を算出する。誤差の累積値は、１シンボルに含まれるガード区間、および、コピー区間において、それぞれ（２３）式、および、（２４）式にしたがって算出することができる。
【数２３】
2007068046.tif 000025
【数２４】
2007068046.tif 000026
【００８０】
補償量更新部４０８は、上述した第１の実施形態と同様に、誤差算出部４０７で算出された誤差の累積値にしたがって補償量の更新を行う。具体的には、ガード区間およびコピー区間で、それぞれ（２３）式および（２４）式にしたがって算出されたデジタル化されたＩＦ信号間の誤差の累積値を比較し、誤差の累積値が最も小さい区間に対して用いた補償量を新たな補償量とすればよい。
【００８１】
このように、第４の実施形態に係わる信号処理装置を含むＯＦＤＭ送信装置のように、デジタル化されたＩＦ信号から包絡線値を算出することなく、デジタル化されたＩＦ信号自体を用いて変調誤差の評価を行うようにすることによっても、精度のよい補償量の更新を行うことが可能である。
【００８２】
（第５の実施形態）
第３の実施形態では、Ａ／Ｄ変換部３０９ｃで得られるデジタル化されたＩＦ信号をＤＤＣ３０９ｄでダウンコンバージョンしてＩ／Ｑ信号を生成し、生成されたＩ／Ｑ信号から算出される包絡線値と、包絡線算出部３０９ａで算出される包絡線期待値との間の誤差に基づいて補償量の更新を行っていた。
【００８３】
これに対して、第５の実施形態では、図９に示すように、位相ずれ補償部５０９ｄにおいて、ＤＤＣ５０９ｃでダウンコンバージョンして生成されたＩ／Ｑ信号と信号生成部５０１で生成されたＩ／Ｑ信号との間で位相ずれ補償を行い、補償後の信号間の誤差に基づいて補償量の更新を行う実施の形態について説明する。
【００８４】
図９は、本発明の第５の実施形態に係わる信号処理装置を含むＯＦＤＭ送信装置を示すブロック図である。図９に示す本発明の第５の実施形態では、直交変調部５０４の出力は、まず、周波数変換部５０９ａで周波数変換される。次に、Ａ／Ｄ変換部５０９ｂでデジタル信号に変換され、デジタル化されたＩＦ信号が生成される。デジタル化されたＩＦ信号は、ＤＤＣ５０９ｃでダウンコンバージョンされＩ／Ｑ信号が生成される。位相ずれ補償部５０９ｄは、ＤＤＣ５０９ｃで生成されたＩ／Ｑ信号と信号生成部５０１で生成されたＩ／Ｑ信号の位相のずれを補償する。そして誤差算出部５０７において、位相のずれが補償されたＩ／Ｑ信号間の誤差が算出される。
【００８５】
次に図９を用いて、本発明の第５の実施形態に係わるＯＦＤＭ送信装置の動作について説明する。なお、以下では、第３の実施形態と同様の動作をする部分（信号生成部５０１、誤差補償部５０２、Ｄ／Ａ変換部５０３、直交変調部５０４、パワーアンプ５０５、アンテナ５０６、補償量更新部５０８、周波数変換部５０９ａ、Ａ／Ｄ変換部５０９ｂおよびＤＤＣ５０９ｃ）についての詳細な説明は省略する。
【００８６】
位相ずれ補償部５０９ｄでは、ＤＤＣ５０９ｃから入力されるＩ／Ｑ信号と信号生成部５０１から入力されるＩ／Ｑ信号との間の位相のずれが補償される。ここで、ＤＤＣ５０９ｃから入力されるＩ／Ｑ信号および信号生成部５０１から入力されるＩ／Ｑ信号の複素表現を、それぞれ（２５）式および（２６）式のように表す。
【数２５】
2007068046.tif 000027
【数２６】
2007068046.tif 000028
【００８７】
このとき、それぞれのＩ／Ｑ信号間の位相のずれτＳは、（２７）式により求めることができる。
【数２７】
2007068046.tif 000029
【００８８】
ここで、Ｋは、位相のずれを算出するためのサンプル数を表す。
【００８９】
誤差算出部５０７では、位相ずれ補償部５０９ｄで得られた各Ｉ／Ｑ信号間の位相のずれτＳを用いて、（２８）式にしたがって、ガード区間におけるＩ／Ｑ信号間の誤差の累積値を算出する。
【数２８】
2007068046.tif 000030
【００９０】
コピー区間についても同様にＩ／Ｑ信号間の誤差の累積値が算出される。
【００９１】
そして補償量更新部５０８では、このようにして誤差算出部５０７で算出されたデジタル信号間の誤差の累積値を比較して、補償量の更新を行う。補償量の更新の方法は、第１の実施形態等と同様である。
【００９２】
このように、第５の実施形態に係わる信号処理装置を含むＯＦＤＭ送信装置のように、デジタル化されたＩＦ信号をダウンコンバージョンして生成されるデジタル信号と、信号生成部５０１で生成されるデジタル信号との間の誤差に基づいて補償量を更新することによっても、精度のよい補償量の更新を行うことが可能である。
【００９３】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係わる信号処理装置を含むＯＦＤＭ送信装置の構成を示すブロック図。
【図２】本発明の第１の実施形態に係わる信号処理装置の動作を示すフローチャート。
【図３】本発明の第１の実施形態のＯＦＤＭ信号を生成する信号生成部の構成を示すブロック図。
【図４】本発明の第１の実施形態の信号区間の種別の通知方法の一例を示す図。
【図５】本発明の第１の実施形態のガード区間およびコピー区間の区間長を示す図。
【図６】本発明の第２の実施形態に係わる信号処理装置を含むＯＦＤＭ送信装置の構成を示すブロック図。
【図７】本発明の第３の実施形態に係わる信号処理装置を含むＯＦＤＭ送信装置の構成を示すブロック図。
【図８】本発明の第４の実施形態に係わる信号処理装置を含むＯＦＤＭ送信装置の構成を示すブロック図。
【図９】本発明の第５の実施形態に係わる信号処理装置を含むＯＦＤＭ送信装置の構成を示すブロック図。
【図１０】ガード区間を有するＯＦＤＭ信号のデータ構造を示す図。
【符号の説明】
【００９５】
１０１、２０１、３０１、４０１、５０１・・・信号生成部
１０２、２０２、３０２、４０２、５０２・・・誤差補償部
１０３、２０３、３０３、４０３、５０３・・・Ｄ／Ａ変換部
１０４、２０４、３０４、４０４、５０４・・・直交変換部
１０５、２０５、３０５、４０５、５０５・・・パワーアンプ
１０６、２０６、３０６、４０６、５０６・・・アンテナ
１０７、２０７、３０７、４０７、５０７・・・誤差算出部
１０８、２０８、３０８、４０８、５０８・・・補償量更新部
１０９、２０９、３０９、４０９、５０９・・・信号変換部
１０９ａ、２０９ａ、２０９ｄ、３０９ａ、３０９ｅ・・・包絡線算出部
１０９ｂ・・・包絡線検波部
１０９ｃ、２０９ｃ、３０９ｃ、４０９ｃ、５０９ｂ・・・Ａ／Ｄ変換部
２０９ｂ・・・直交復調部
３０９ｂ、４０９ｂ、５０９ａ・・・周波数変換部
３０９ｄ、５０９ｃ・・・ＤＤＣ
４０９ａ・・・ＤＵＣ
５０９ｄ・・・位相ずれ補償部
【図１】
2007068046.tif 000031
【図２】
2007068046.tif 000032
【図３】
2007068046.tif 000033
【図４】
2007068046.tif 000034
【図５】
2007068046.tif 000035
【図６】
2007068046.tif 000036
【図７】
2007068046.tif 000037
【図８】
2007068046.tif 000038
【図９】
2007068046.tif 000039
【図１０】
2007068046.tif 000040