(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１シンボル期間がガード期間と有効シンボル期間から構成されるＯＦＤＭ(直交周波数分割多重)信号を受信して、局部発振器の発信周波数を基準としてＡ／Ｄ変換した後、複素ベースバンド信号に変換し、この複素ベースバンドＯＦＤＭ信号からシンボルデータを復調する復調モジュールを並列に配設してなるダイバーシチ構成のＯＦＤＭ受信装置であって、
各復調モジュールには、前記複素ベースバンドＯＦＤＭ信号と、この複素ベースバンドＯＦＤＭ信号を有効期間だけ遅延させた信号とを乗算して、ガード期間幅の移動平均を求めることにより得られる相関波形を検出する相関検出手段と、
この相関検出手段の出力から相関波形のピーク値とピークタイミング（出現位置）信号を検出する第１のピーク検出手段と、
前記複素ベースバンドＯＦＤＭ信号に対して遅延調整を行うバッファリング手段と、
このバッファリング手段で遅延調整された複素ベースバンドＯＦＤＭ信号中の有効シンボル期間を時間領域から周波数領域の信号に変換することにより、ＯＦＤＭ信号の各サブキャリアのデータを復調する高速フーリェ変換手段と、
この高速フーリェ変換手段の出力から各サブキャリアに伝送されているシンボルデータを復調する復調手段とを備えるとともに、各復調モジュール内の前記相関検出手段から前記相関波形信号を、前記第１のピーク検出手段から前記ピーク値をそれぞれ入力して相関波形の合成を行う相関合成手段と、
この相関合成手段で合成した合成相関波形のピークタイミング信号を検出する第２のピーク検出手段と、
この第２のピーク検出手段で検出された前記ピークタイミング信号と所定タイミング信号との差分からクロック誤差信号を生成する誤差検出手段と、
この誤差検出手段から前記クロック誤差信号を入力し、このクロック誤差信号が小さくなるように前記局部発振器の発信周波数を制御するクロック再生手段と、
各復調モジュール内の前記復調手段の出力から復調データを合成する合成手段とを具備し、前記バッファリング手段は、前記第１のピーク検出手段から復調モジュール毎の相関波形のピークタイミング信号を、前記第２のピーク検出手段から合成相関波形のピークタイミング信号をそれぞれ入力し、復調モジュール毎の遅延差を吸収するように遅延調整することを特徴とするＯＦＤＭ受信装置。
【請求項２】
各復調モジュールからのピーク値を入力した前記相関合成手段は、ピーク値に応じた比例値を算出し、その比例値とそれぞれの相関出力信号との乗算後、これら乗算結果を加算して合成相関信号を生成することを特徴とする請求項１記載のＯＦＤＭ受信装置。
【請求項３】
１シンボル期間がガード期間と有効シンボル期間から構成されるＯＦＤＭ(直交周波数分割多重)信号を受信して、局部発振器の発信周波数を基準としてＡ／Ｄ変換した後、複素ベースバンド信号に変換し、この複素ベースバンドＯＦＤＭ信号からシンボルデータを復調する復調モジュールを並列に配設してなるダイバーシチ構成のＯＦＤＭ受信装置であって、
各復調モジュールには、前記複素ベースバンドＯＦＤＭ信号と、この複素ベースバンドＯＦＤＭ信号を有効期間だけ遅延させた信号とを乗算して、ガード期間幅の移動平均を求めることにより得られる相関波形を検出する相関検出手段と、
この相関検出手段の出力から相関波形のピーク値とピークタイミング（出現位置）信号を検出するピーク検出手段と、
前記複素ベースバンドＯＦＤＭ信号に対して遅延調整を行うバッファリング手段と、
このバッファリング手段で遅延調整された複素ベースバンドＯＦＤＭ信号中の有効シンボル期間を時間領域から周波数領域の信号に変換することにより、ＯＦＤＭ信号の各サブキャリアのデータを復調する高速フーリェ変換手段と、
この高速フーリェ変換手段の出力から各サブキャリアに伝送されているシンボルデータを復調する復調手段とを備えるとともに、各復調モジュール内の前記ピーク検出手段から前記相関波形のピーク値とピークタイミング信号をそれぞれ入力し、いずれか１つのピークタイミングを選択タイミング信号として選択するピーク選択手段と、
このピーク選択手段で選択された選択タイミング信号とｚｈ低タイミング信号との差分からクロック誤差信号を生成する誤差検出手段と、
この誤差検出手段から前記クロック誤差信号を入力し、このクロック誤差信号が小さくなるように前記局部発振器の発信周波数を制御するクロック再生手段と、
各復調モジュール内の前記復調手段の出力から復調データを合成する合成手段とを具備し、前記バッファリング手段は、前記ピーク検出手段から復調モジュール毎の相関波形のピークタイミング信号を、前記ピーク選択手段から選択タイミング信号をそれぞれ入力し、復調モジュール毎の遅延差を吸収するように遅延調整することを特徴とするＯＦＤＭ受信装置。
【請求項４】
前記ピーク選択手段は、各復調モジュールからのピーク値を比較し、最大値に対応する復調モジュール殻のピークタイミング信号を選択タイミング信号として選択することを特徴とする請求項３記載のＯＦＤＭ受信装置。
【請求項５】
前記ＯＦＤＭ信号を受信するチューナをさらに具備したことを特徴とする請求項１または３記載のＯＦＤＭ受信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、１シンボル期間がガード期間と有効シンボル期間から構成され、ガード期間には有効シンボル期間の後ろの一部が巡回的に複写されるＯＦＤＭ信号を受信するＯＦＤＭ受信装置に係り、特にダイバーシチ構成の受信装置におけるクロック再生技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、地上デジタル放送や移動体受信の変調方式として、マルチキャリアデジタル変調方式の一種である、直交周波数分割多重(以下、ＯＦＤＭという)変調方式が注目されている。また、伝送データを受信するタイミングを得るためにクロック再生法が知られている。そして、ＯＦＤＭ変調信号を受信するＯＦＤＭ受信装置におけるクロック再生法として、たとえばガード期間と有効シンボル期間の相関を求める方法が知られている。この動作原理を図５に示す。ＯＦＤＭの伝送シンボル期間は、有効シンボル期間とガード期間から成っている。有効シンボル期間はデータ伝送のために必要な信号期間である。また、ガード期間はマルチパス（ゴースト）の影響を軽減するための信号期間であり、有効シンボル期間の信号波形の一部を複写した信号である。したがって、受信信号とその受信信号を有効期間だけ遅延させた信号とを乗算して、ガード期間幅の移動平均を求めることにより得られる相関波形は、シンボルの境界でピークを示すこととなる。クロック再生が理想的に行われる場合、このピークの出現間隔は常に一定となる。ところが、実際には、クロック誤差により、ピークの出現間隔は変動することとなる。そこで、このピークの周期を観測し、周期が一定となるように制御することでクロック再生が行われている。
【０００３】
また、移動体受信などにおいては、受信信号が時間的に大きく変動するフェージングの影響を受けやすい。そこで、受信装置を複数の復調モジュールからなるダイバーシチ構成にすることにより、受信性能を改善できることが知られている。これは、変動によって受信電力が小さくなった復調モジュールの信号を、変動の影響が少ない別のモジュールの信号で補完することにより、受信性能を向上させるものであるである。
【０００４】
従来、ダイバーシチ構成をとるＯＦＤＭ受信装置の構成例としては、たとえば図６に示すものが知られている。
【０００５】
図6において、受信信号は、各復調モジュールのチューナ１１，１２に対してそれぞれ並列に入力される。入力された受信信号は、チューナ１１，１２によってＩＦ帯に周波数変換された後、Ａ／Ｄ変換器１３，１５に供給される。Ａ／Ｄ変換器１３，１５ではデジタル信号に変換され、その出力はＩＱ復調器１７，１８に供給される。このＩＱ復調器１７，１８では入力したデジタル信号が複素ベースバンド信号に変換される。このＩＱ復調器１７，１８により得られた複素ベースバンド信号のうち、Ｉ軸信号が相関検出回路１９，２２に入力される。この相関検出回路１９，２２では先に述べたガード相関検出を行い、結果として得られる相関出力がピーク検出回路２５，２６に供給される。ピーク検出回路２５，２６では相関出力からピークの出現場所(ピークタイミング)とピーク値を測定する。ここで得られたピークタイミング信号はＦＦＴ(高速フーリエ変換)回路２７，２８と誤差検出回路２０，２３に入力される。ＦＦＴ回路２７，２８では、このピークタイミングをＦＦＴ処理(時間領域から周波数領域への変換)のスタートタイミングとして用いる。また、誤差検出回路２０，２３では、ピークタイミング信号と所定タイミング信号との差分をとることでクロック誤差信号を生成する。生成されたクロック誤差信号はクロック再生回路２１，２４に供給される。クロック再生回路２１，２４では、このクロック誤差信号が小さくなるように局部発信器１４，１６を制御する。
【０００６】
一方、ＩＱ復調器１７，１８から出力される複素ベースバンド信号はＦＦＴ回路２７，２８にも供給される。このＦＦＴ回路２７，２８では、ＯＦＤＭ受信信号の1シンボル期間中の有効シンボル期間についてＦＦＴ処理が行われる。このＦＦＴ処理のスタートタイミングとして、前述のピークタイミングが使用される。そして、ＦＦＴ回路２７，２８の出力は復調回路２９，３０に供給され、各復調モジュールにおける受信データが得られる。最後に、各復調モジュールで得られた受信データは一つに合成され、最終の出力となる。ところが、各復調モジュールへの入力は物理的に離れており、しかもそれぞれの復調モジュールが独立にクロック再生や復調処理を行っているため、各復調モジュール間でクロックや受信データは同期していない。そのため、各復調モジュールで得られた受信データを一つに合成するには、クロックの乗り換えや受信データの遅延調整を行う必要がある。その方法としては、復調モジュールの内の一つがマスターモジュールとなり、その他のモジュール（スレーブモジュール）に対して、クロックやタイミング信号を供給する。スレーブモジュールにはバッファ回路３２を用意し、マスターモジュールから供給される信号を用いてクロック乗り換えや受信データの遅延調整を行う。この結果、各復調モジュールからの受信データは、マスターモジュールのクロックと出力タイミングに同期しており、最終的に合成回路３１によって信号が補完された形で出力される。このように、ダイバーシチ構成をとるＯＦＤＭ受信装置では、フェージングの存在下でも受信性能の劣化を防ぐことができる。
【０００７】
ところが、各復調モジュールに配設されるバッファ回路における処理は、マスターモジュールからの信号を共通に用いて行われることから、受信装置全体としてのクロック再生の性能は、マスターモジュールの単体性能に依存することになる。ひとたび、フェージングによって受信信号が変動すると、前述したガード相関波形はシンボル周期で安定的なピークを示さなくなり、安定的にクロック誤差信号を出力することができなくなってしまう。すなわち、フェージングがマスターモジュールに影響するだけで、受信装置としてのクロック再生能力が低下することとなる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、ダイバーシチ構成をとるＯＦＤＭ受信装置では、受信装置全体としてのクロック再生性能は、マスターモジュールの単体性能に依存することから、マスターモジュールが
フェージング等の影響を受けると、クロック再生性能が低下してしまった。
【０００９】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、特定の復調モジュールの性能に依存せず、安定的にクロック誤差信号を出力することができるＯＦＤＭ受信装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明は、１シンボル期間がガード期間と有効シンボル期間から構成されるＯＦＤＭ(直交周波数分割多重)信号を受信して、局部発振器の発信周波数を基準としてＡ／Ｄ変換した後、複素ベースバンド信号に変換し、この複素ベースバンドＯＦＤＭ信号からシンボルデータを復調する復調モジュールを並列に配設してなるダイバーシチ構成のＯＦＤＭ受信装置であって、各復調モジュールには、前記複素ベースバンドＯＦＤＭ信号と、この複素ベースバンドＯＦＤＭ信号を有効期間だけ遅延させた信号とを乗算して、ガード期間幅の移動平均を求めることにより得られる相関波形を検出する相関検出手段と、この相関検出手段の出力から相関波形のピーク値とピークタイミング（出現位置）信号を検出する第１のピーク検出手段と、前記複素ベースバンドＯＦＤＭ信号に対して遅延調整を行うバッファリング手段と、このバッファリング手段で遅延調整された複素ベースバンドＯＦＤＭ信号中の有効シンボル期間を時間領域から周波数領域の信号に変換することにより、ＯＦＤＭ信号の各サブキャリアのデータを復調する高速フーリェ変換手段と、この高速フーリェ変換手段の出力から各サブキャリアに伝送されているシンボルデータを復調する復調手段とを備えるとともに、各復調モジュール内の前記相関検出手段から前記相関波形信号を、前記第１のピーク検出手段から前記ピーク値をそれぞれ入力して相関波形の合成を行う相関合成手段と、この相関合成手段で合成した合成相関波形のピークタイミング信号を検出する第２のピーク検出手段と、この第２のピーク検出手段で検出された前記ピークタイミング信号と所定タイミング信号との差分からクロック誤差信号を生成する誤差検出手段と、この誤差検出手段から前記クロック誤差信号を入力し、このクロック誤差信号が小さくなるように前記局部発振器の発信周波数を制御するクロック再生手段と、各復調モジュール内の前記復調手段の出力から復調データを合成する合成手段とを具備し、前記バッファリング手段は、前記第１のピーク検出手段から復調モジュール毎の相関波形のピークタイミング信号を、前記第２のピーク検出手段から合成相関波形のピークタイミング信号をそれぞれ入力し、復調モジュール毎の遅延差を吸収するように遅延調整している。
【００１１】
上記の構成によれば、全ての復調モジュールは共通のクロックで動作し、各復調モジュールに配設されたバッファ回路では受信信号の遅延調整が行われ、復調モジュール毎の遅延差が吸収される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明の実施の形態にかかるＯＦＤＭ受信装置の構成を示すブロック図である。図１において、受信信号は、各復調モジュールのチューナ１０１，１０２に対してそれぞれ並列に入力される。入力された受信信号は、チューナ１０１，１０２によってＩＦ帯に周波数変換された後、Ａ／Ｄ変換器１０３，１０４に供給される。Ａ／Ｄ変換器１０３，１０４ではデジタル変換され、その出力はＩＱ復調器１０６，１０７に供給される。このＩＱ復調器１０６，１０７では入力したデジタル信号が複素ベースバンド信号に変換される。このＩＱ復調器１０６，１０７により得られた複素ベースバンド信号のうち、Ｉ軸信号が相関検出回路１０８，１０９に入力される。この相関検出回路１０８，１０９ではガード相関検出が行われ、結果として得られる相関出力は、ピーク検出回路１１４，１１５および相関合成回路１１０に供給される。ピーク検出回路１１４，１１５では、入力した相関出力からピークの出現場所(ピークタイミング)とピーク値の測定を行う。ここで得られたピークタイミング信号はバッファ回路１１６，１１７に供給される。一方、ピーク値は相関合成回路１１０に供給される。
【００１３】
相関合成回路１１０では各復調モジュールからのピーク値をもとに相関出力を合成する。ここでの処理の詳細については後述する。相関合成回路１１０からの相関出力はピーク検出回路１１１に供給される。このピーク検出回路１１１では、相関合成回路１１０で得られた相関出力に対してピークタイミングの測定が行われる。この測定結果は、誤差検出回路１１２と各復調モジュールのバッファ回路１１６，１１７に供給される。誤差検出回路１１２では、ピークタイミング信号と所定タイミング信号との差分をとることでクロック誤差信号を生成する。生成されたクロック誤差信号はクロック再生回路１１３に供給される。クロック再生回路１１３では、このクロック誤差信号が小さくなるように局部発信器１０５の発信周波数を制御する。局部発振器１０５からの出力信号は各復調モジュールのＡ／Ｄ変換器１０３，１０４にそれぞれ供給される。したがって、全ての復調モジュールは共通のクロックで動作することとなる。
【００１４】
各復調モジュールに配設されたバッファ回路では受信信号の遅延調整が行われ、復調モジュール毎の遅延差が吸収されることになる。バッファ回路１１６，１１７にはＩＱ復調回路１０６，１０７からの複素ベースバンド信号と二種類のピークタイミング信号が供給されている。二種類のピークタイミング信号のうち一つは、復調モジュール毎のピーク検出回路１１４，１１５から供給されるものであり、もう一つは、受信装置全体で共通に使用されるピーク検出回路１１１から供給されるものである。前者はバッファ回路１１６，１１７への書き込みタイミング信号として用いている。一方、後者はバッファ回路１１６，１１７からの読み出しタイミング信号として用いている。すなわち、各復調モジュール間で読み出しタイミング信号が共通となる。したがって、すべての復調モジュールにおいてタイミング同期がとられたデータ信号がバッファ回路１１６，１１７から出力される。バッファ回路１１６，１１７からのデータは、後段のＦＦＴ回路１１８，１１９に供給される。このＦＦＴ回路１１８，１１９では、ＯＦＤＭ信号の１シンボル期間中の有効シンボル期間について高速フーリエ変換処理（時間領域から周波数領域への変換）が行われる。そして、ＦＦＴ回路１１８，１１９の出力は復調回路１２０，１２１に供給され、各復調モジュールにおける受信データが得られる。最後に、各復調モジュールで得られた受信データは合成回路１２２に供給され、ここで一つに合成された後、最終の出力となる。
【００１５】
ここで、相関出力の合成について説明する。図２は、図１における相関合成回路１１０の動作内容を示している。まず、各復調モジュールからのピーク値peak０、peak１は、比例計算部２０１に供給され、ピーク値に応じた比例値factor0、factor1が計算される。これら比例値は乗算器２０２，２０３の１入力端に供給される。乗算器２０２，２０３の別の入力端には、それぞれ相関出力信号in0、in1が供給されている。乗算器２０２，２０３の乗算結果は加算器２０４に送られ、ここで復調モジュール毎の信号が加算される。これら一連の処理によって、各復調モジュールからの相関出力が合成される。
【００１６】
次に、本発明に係るＯＦＤＭ受信装置の他の実施形態について、図３を参照しながら、説明する。
【００１７】
図３に示したＯＦＤＭ受信装置の構成は、図１で説明したものと同じ構成要素を備えており、図１の相関合成回路１１０とピーク検出回路１１１の代わりに、ピーク選択回路１２３が構成に加わっている。そこで、図１と図３とで同一の部分には同じ符号を付すとともに、同様の部分についての説明は一部省略する。
【００１８】
図３において、相関検出回路１０８，１０９からの相関出力はピーク検出回路１１４，１１５だけに供給されている。ピーク検出回路１１４，１１５からピーク選択回路１２３にはピーク値だけでなく、ピークタイミング信号も供給されている。ピーク選択回路１２３では、入力したピークタイミング信号のいづれか一つが選択される。選択されたタイミング信号は、誤差検出回路１１２と各復調モジュールのバッファ回路１１６，１１７に供給される。
【００１９】
ここで、ピーク選択回路の処理について説明する。図４は、図３におけるピーク選択回路１２３の動作内容を示している。各復調モジュールからのピーク値peak0、peak1は、比較器２０５に供給され、最大値が計算される。得られた最大値は、マルチプレクサ２０６に供給される。このマルチプレクサ２０６において、前述の最大値に対応する復調モジュールからのピークタイミング信号を選択して出力している。
【００２０】
このような構成とすることにより、図１に示した実施形態と比べて相関出力の合成に用いる乗算器や加算器、さらにはピーク検出回路が不要となり、回路規模を削減することができる。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ダイバーシチ構成によってＯＦＤＭ受信装置を構成した場合であっても、特定の復調モジュールの性能に依存せず、安定的にクロック誤差信号を出力するＯＦＤＭ受信装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るＯＦＤＭ受信装置の一実施形態を示すブロック図。
【図２】同実施形態の相関合成回路の具体的な構成を示すブロック図。
【図３】本発明に係るＯＦＤＭ受信装置の他の実施形態を示すブロック図。
【図４】同実施形態のピーク選択回路の具体的な構成を示すブロック図。
【図５】従来のガード期間の相関検出方法を説明するための図。
【図６】従来のダイバーシチ構成をとるＯＦＤＭ受信装置の一例を示すブロック図。
【符号の説明】
１０１，１０２…チューナ、１０３，１０４…Ａ／Ｄ変換器、１０５…局部発振器、１０６，１０７…ＩＱ復調回路、１０８，１０９…相関検出回路、１１０…相関合成回路、１１１，１１５…ピーク検出回路、１１２…誤差検出回路、１１３…クロック再生回路、１１６，１１７…バッファ回路、１１８，１１９…ＦＦＴ回路、１２０，１２１…復調回路、１２２…合成回路、１２３…ピーク選択回路、２０１…比例値計算部、２０２…乗算器、２０３…乗算器、２０４…加算器、２０５…比較器、２０６…マルチプレクサ、１１，１２…チューナ、１３…Ａ／Ｄ変換器、１４，１６…局部発振器、１５…Ａ／Ｄ変換器、１７，１８…ＩＱ復調回路、１９，２２…相関検出回路、２０，２３…誤差検出回路、２１，２４…クロック再生回路、２５，２６…ピーク検出回路、２７，２８…ＦＦＴ回路、２９，３０…復調回路、３１…合成回路、３２…バッファ回路。
【図１】
0004309537.tif 000002
【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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