(57)【要約】  階層毎に電力レベルが異なる信号について適切にキャリア復調を行う。  受信装置は、高速フーリエ変換部と、振幅正規化部と、キャリア復調部とを備える。高速フーリエ変換部は、受信信号を高速フーリエ変換処理して、高速フーリエ変換信号を生成する。振幅正規化部は、高速フーリエ変換部によって生成された高速フーリエ変換信号について、階層毎の信号の振幅を正規化する。キャリア復調部は、振幅正規化部によって正規化された信号をキャリア復調して、データを生成する。
2020110388.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信信号を高速フーリエ変換処理して高速フーリエ変換信号を生成する高速フーリエ変換部と、
前記高速フーリエ変換信号の階層毎の信号の振幅を正規化する振幅正規化部と、
前記正規化された信号をキャリア復調してデータを生成するキャリア復調部と
を具備する受信装置。
【請求項２】
前記振幅正規化部は、前記階層に応じた電力増減率に基づいて前記正規化を行う
請求項１記載の受信装置。
【請求項３】
前記高速フーリエ変換信号から伝送制御信号を取得する伝送制御信号取得部をさらに具備し、
前記振幅正規化部は、前記伝送制御信号から前記階層に応じた電力増減率を取得する
請求項２記載の受信装置。
【請求項４】
前記高速フーリエ変換信号から前記階層毎の信号を取得する階層信号取得部をさらに具備し、
前記振幅正規化部は、前記階層毎の信号の振幅を前記階層に応じた電力増減率によって除算することにより前記正規化を行う
請求項３記載の受信装置。
【請求項５】
前記高速フーリエ変換信号からパイロット信号を抽出するパイロット信号抽出部と、
前記パイロット信号を前記階層に応じて補正して時間軸方向および周波数軸方向に補間することにより伝送路を推定して伝送路係数を生成する伝送路推定部と、
前記伝送路係数に基づいて前記高速フーリエ変換信号を補正する等化部と
をさらに具備する請求項３記載の受信装置。
【請求項６】
受信すべき階層を指定する受信階層指定部をさらに具備し、
前記伝送路推定部は、前記指定された階層に応じて前記伝送路係数と前記指定された階層の電力増減率との積を生成し、
前記等化部は、前記伝送路係数に基づいて前記高速フーリエ変換信号を補正し、
前記振幅正規化部は、前記指定された階層の電力増減率に基づいて前記等化部の出力の振幅を正規化する
請求項５記載の受信装置。
【請求項７】
前記受信信号の受信環境に基づいて前記受信すべき階層を判定する受信環境判定部をさらに具備し、
前記受信階層指定部は、前記受信環境判定部の判定結果に従って前記受信すべき階層を指定する
請求項６記載の受信装置。
【請求項８】
前記受信信号の受信帯域を制限するバンドパスフィルタと、
前記伝送制御信号に基づいてデータ復調に必要な帯域を判断して前記バンドパスフィルタにおける前記受信信号の受信帯域を制御するバンドパスフィルタ制御部と
をさらに具備する請求項３記載の受信装置。
【請求項９】
伝送路を介して階層毎の信号を伝送する送信装置および受信装置を具備する通信システムであって、
前記送信装置は、
前記階層毎のデータをキャリア変調するキャリア変調部と、
前記キャリア変調された前記階層毎の信号の振幅を前記階層毎に増減する振幅調整部と、
前記振幅調整された前記階層毎の信号を合成する階層合成部と、
前記合成された信号を逆高速フーリエ変換処理して逆高速フーリエ変換信号を生成する逆高速フーリエ変換部と、
前記逆高速フーリエ変換信号を送信する送信部とを備え、
前記受信装置は、
前記送信装置から送信された信号を受信する受信部と、
前記送信装置から受信した前記信号を高速フーリエ変換処理して高速フーリエ変換信号を生成する高速フーリエ変換部と、
前記高速フーリエ変換信号の階層毎の信号の振幅を正規化する振幅正規化部と、
前記正規化された信号をキャリア復調してデータを生成するキャリア復調部とを備える
通信システム。
【請求項１０】
高速フーリエ変換部が、受信信号を高速フーリエ変換処理して高速フーリエ変換信号を生成する手順と、
振幅正規化部が、前記高速フーリエ変換信号の階層毎の信号の振幅を正規化する手順と、
キャリア復調部が、前記正規化された信号をキャリア復調してデータを生成する手順と
を具備する受信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、受信装置に関する。詳しくは、放送波を受信する受信装置、通信システム、および、これらにおける処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現行の地上波デジタルテレビ放送では、階層伝送が利用されており、同一チャンネルの中で、画質および雑音耐性の異なる複数のサービスが提供されている。例えば、伝送帯域の中央の１セグメントによってモバイル端末向けの雑音耐性の強いワンセグ信号が送信され、他の１２個のセグメントによって固定テレビ受像器向けのハイビジョン信号が送信されている。【０００３】
この階層伝送は、今後、次世代の地上波デジタルテレビ放送においても採用されることが想定される。例えば、中央の３セグメントをＡ階層、周囲の３２セグメントをＢ階層として、Ａ階層の電力を増幅することによりＢ階層の伝送データ量の減少を抑制しながらＡ階層の伝送データ量を増加させる送受信装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１８−０２９３３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の従来技術の送信装置は、階層毎にキャリア変調部の出力を増幅または減衰させている。しかしながら、従来技術の受信装置においてはキャリア復調部に入力される信号の電力レベルが、本来期待される信号と異なるため、誤り率が上昇してしまうおそれがある。【０００６】
本技術はこのような状況に鑑みて生み出されたものであり、階層毎に電力レベルが異なる信号について適切にキャリア復調を行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本技術は、上述の問題点を解消するためになされたものであり、その第１の側面は、受信信号を高速フーリエ変換処理して高速フーリエ変換信号を生成する高速フーリエ変換部と、上記高速フーリエ変換信号の階層毎の信号の振幅を正規化する振幅正規化部と、上記正規化された信号をキャリア復調してデータを生成するキャリア復調部とを具備する受信装置、その受信方法、および、通信システムである。これにより、階層毎の信号の振幅を正規化してキャリア復調するという作用をもたらす。【０００８】
また、この第１の側面において、上記振幅正規化部は、上記階層に応じた電力増減率に基づいて上記正規化を行ってもよい。これにより、階層に応じた電力増減率に基づいて正規化してキャリア復調するという作用をもたらす。【０００９】
また、この第１の側面において、上記高速フーリエ変換信号から伝送制御信号を取得する伝送制御信号取得部をさらに具備し、上記振幅正規化部は、上記伝送制御信号から上記階層に応じた電力増減率を取得するようにしてもよい。これにより、伝送制御信号から取得した電力増減率に基づいて正規化してキャリア復調するという作用をもたらす。【００１０】
また、この第１の側面において、上記高速フーリエ変換信号から上記階層毎の信号を取得する階層信号取得部をさらに具備し、上記振幅正規化部は、上記階層毎の信号の振幅を上記階層に応じた電力増減率によって除算することにより上記正規化を行うようにしてもよい。これにより、階層毎の信号の振幅を階層に応じた電力増減率によって除算することにより正規化するという作用をもたらす。【００１１】
また、この第１の側面において、上記高速フーリエ変換信号からパイロット信号を抽出するパイロット信号抽出部と、上記パイロット信号を上記階層に応じて補正して時間軸方向および周波数軸方向に補間することにより伝送路を推定して伝送路係数を生成する伝送路推定部と、上記伝送路係数に基づいて上記高速フーリエ変換信号を補正する等化部とをさらに具備してもよい。これにより、パイロット信号を階層に応じて補正して時間軸方向および周波数軸方向に補間することにより伝送路を推定し、伝送路による影響を信号から取り除いてキャリア復調するという作用をもたらす。【００１２】
また、この第１の側面において、受信すべき階層を指定する受信階層指定部をさらに具備し、上記伝送路推定部は、上記指定された階層に応じて上記伝送路係数と上記指定された階層の電力増減率との積を生成し、上記等化部は、上記伝送路係数に基づいて上記高速フーリエ変換信号を補正し、上記振幅正規化部は、上記指定された階層の電力増減率に基づいて上記等化部の出力の振幅を正規化するようにしてもよい。これにより、指定した階層を優先的に受信するという作用をもたらす。【００１３】
また、この第１の側面において、上記受信信号の受信環境に基づいて上記受信すべき階層を判定する受信環境判定部をさらに具備し、上記受信階層指定部は、上記受信環境判定部の判定結果に従って上記受信すべき階層を指定するようにしてもよい。これにより、受信信号の受信環境に基づいて決定された階層を優先的に受信するという作用をもたらす。【００１４】
また、この第１の側面において、上記受信信号の受信帯域を制限するバンドパスフィルタと、上記伝送制御信号に基づいてデータ復調に必要な帯域を判断して上記バンドパスフィルタにおける上記受信信号の受信帯域を制御するバンドパスフィルタ制御部とをさらに具備してもよい。これにより、伝送制御信号に基づいて判断された帯域に従って受信帯域を制限するという作用をもたらす。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本技術の実施の形態における通信システムの全体構成例を示す図である。
【図２】本技術の実施の形態における送信機１００の構成例を示す図である。
【図３】本技術の第１の実施の形態における受信機３００の構成例を示す図である。
【図４】本技術の実施の形態における伝送路推定部３４１による伝送路推定の態様例を示す図である。
【図５】本技術の実施の形態における振幅正規化の必要性を示す図である。
【図６】本技術の第１の実施の形態における受信機３００の全体の処理手順例を示す流れ図である。
【図７】本技術の第１の実施の形態における伝送路推定処理（ステップＳ９０３）の処理手順例を示す流れ図である。
【図８】本技術の第１の実施の形態における振幅正規化処理（ステップＳ９０５）の処理手順例を示す流れ図である。
【図９】本技術の第２の実施の形態における受信機３００の構成例を示す図である。
【図１０】本技術の第２の実施の形態における伝送路推定処理の処理手順例を示す流れ図である。
【図１１】本技術の第３の実施の形態における受信機３００の構成例を示す図である。
【図１２】本技術の第３の実施の形態における受信階層指定処理の処理手順例を示す流れ図である。
【図１３】本技術の実施の形態の変形例における受信機３００の構成例を示す図である。
【図１４】本技術の実施の形態の変形例におけるバンドパスフィルタ制御部３１２の帯域幅制御の態様例を示す図である。
【図１５】本技術の実施の形態の変形例におけるバンドパスフィルタ制御処理の処理手順例を示す流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本技術を実施するための形態（以下、実施の形態と称する）について説明する。説明は以下の順序により行う。
１．第１の実施の形態（振幅を正規化してデータを復調する例）
２．第２の実施の形態（受信階層を指定して伝送路を推定する例）
３．第３の実施の形態（受信環境に応じて受信階層を決定して伝送路を推定する例）
４．変形例（バンドパスフィルタの帯域幅を制御する例）
【００１７】
＜１．第１の実施の形態＞
［通信システム］
図１は、本技術の実施の形態における通信システムの全体構成例を示す図である。
【００１８】
この実施の形態では、送信機１００から送信された送信信号が、伝送路２００の影響を受けて、受信信号として受信機３００に受信されるモデルを想定する。ここで、送信信号をＳ、伝送路のチャネル係数をＨ、受信信号をＲとすると、これらの関係は、次式のように表すことができる。
Ｒ＝ＨＳ
【００１９】
受信機は、チャネル係数Ｈを求めることができれば、受信信号Ｒをチャネル係数Ｈで除算することにより送信信号Ｓを取り出すことができる。ただし、後述するように、送信機側で電力増幅または電力減衰が行われていた場合、受信機側でこれらを考慮して送信信号を取り出す必要がある。
【００２０】
［送信機］
図２は、本技術の実施の形態における送信機１００の構成例を示す図である。
【００２１】
送信機１００は、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）信号を送信する装置である。この送信機１００は、キャリア変調部１１１および１１２と、振幅調整部１２１乃至１２３と、階層合成部１３０と、フレーム化部１５０と、ＩＦＦＴ部１７０と、送信部１８０と、アンテナ１９０とを備える。
【００２２】
キャリア変調部１１１および１１２は、予め設定されたパラメータおよび変調方式に応じて、入力されたデータのマッピング処理等を行って、キャリアシンボルを出力するものである。ここで、キャリア変調部１１１は、Ａ階層のデータａを変調して変調信号Ｓａを出力する。一方、キャリア変調部１１２は、Ｂ階層のデータｂを変調して変調信号Ｓｂを出力する。一般に、固定受信に用いられるＢ階層のデータの変調方式は、Ａ階層よりも変調多値数が大きく、データ伝送量の多い変調方式が想定される。
【００２３】
振幅調整部１２１は、キャリア変調部１１１からの変調信号Ｓａの電力を、予め設定された電力増減率Ａａに応じて調整するものである。すなわち、振幅調整部１２１の出力は、Ａａ・Ｓａになる。振幅調整部１２２は、キャリア変調部１１２からの変調信号Ｓｂの電力を、予め設定された電力増減率Ａｂに応じて調整するものである。すなわち、振幅調整部１２１の出力は、Ａｂ・Ｓｂになる。帯域内の送信電力を一定に維持するという条件が課せられている場合には、Ａ階層の電力を増幅して増やすときには、Ｂ階層の電力は減衰させる必要が生じる。その場合、振幅調整部１２２の電力増減率Ａｂは、１より小さくなる。すなわち、電力調整は、電力増幅および電力減衰を含む概念である。
【００２４】
振幅調整部１２３は、パイロット信号の電力の振幅を調整するものである。このパイロット信号は既知の信号Ｓｓｐであり、時間軸方向および周波数軸方向に一定の間隔で挿入されている。振幅調整部１２３は、パイロット信号が配置されている階層のデータシンボルに合わせて電力を調整する。この振幅調整部１２３によって調整されたパイロット信号（すなわち、Ａａ・ＳｓｐまたはＡｂ・Ｓｓｐ）は、フレーム化部１５０に供給される。
【００２５】
階層合成部１３０は、振幅調整部１２１からのＡ階層の変調データと、振幅調整部１２２からのＢ階層の変調データとを階層合成するものである。この階層合成部１３０によって合成された信号は、フレーム化部１５０に供給される。
【００２６】
フレーム化部１５０は、階層合成部１３０からのＡ階層およびＢ階層のデータ信号と、振幅調整部１２３からのパイロット信号等を、所定のキャリアおよびシンボル位置に配置することにより、ＯＦＤＭフレームを生成するものである。このフレーム化部１５０により生成されたＯＦＤＭフレームは、ＩＦＦＴ部１７０に供給される。
【００２７】
ＩＦＦＴ部１７０は、フレーム化部１５０からのＯＦＤＭフレーム化した変調信号に対して逆高速フーリエ変換処理（ＩＦＦＴ：Inverse Fast Fourier Transform）を行って、周波数領域の信号から時間領域の信号に変換するものである。このＩＦＦＴ部１７０によって時間領域の信号に変換された変調信号は、送信部１８０に供給される。なお、ＩＦＦＴ部１７０は、特許請求の範囲に記載の逆高速フーリエ変換部の一例である。
【００２８】
送信部１８０は、ＩＦＦＴ部１７０からの変調信号に対してガードインターバルを付加し、直交変調を行った後、無線周波数信号に周波数変換して、電力増幅を行って、送信信号をアンテナ１９０から出力するものである。
【００２９】
［受信機］
図３は、本技術の第１の実施の形態における受信機３００の構成例を示す図である。
【００３０】
受信機３００は、アンテナ３１１と、バンドパスフィルタ３１３と、受信部３１５と、ＦＦＴ部３２０と、ＴＭＣＣ抽出部３３１と、ＴＭＣＣ復調部３３２と、ＳＰ抽出部３３３と、伝送路推定部３４１と、等化部３４５と、デフレーム化部３６０と、階層分割部３７０と、振幅正規化部３８１および３８２と、キャリア復調部３９１および３９２とを備える。
【００３１】
アンテナ３１１によって受信された受信信号は、バンドパスフィルタ３１３を介して受信部３１５に入力される。バンドパスフィルタ３１３は、受信信号の通過帯域を制限するフィルタである。受信部３１５は、無線周波数の受信信号を中間周波数信号に周波数変換して、直交復調を行った後、ガードインターバル除去等の信号処理を行うものである。
【００３２】
ＦＦＴ部３２０は、受信部３１５で処理された信号について高速フーリエ変換処理（ＦＦＴ：Fast Fourier Transform）を行って、時間領域の信号を周波数領域の信号ｙに変換するものである。このＦＦＴ部３２０によって変換された周波数領域の信号ｙは、ＴＭＣＣ抽出部３３１、ＳＰ抽出部３３３および等化部３４５に出力される。ＦＦＴ部３２０から出力される信号ｙは、Ａ階層の信号の場合は
ｙ＝Ｈ・Ａａ・Ｓａ
であり、Ｂ階層の信号の場合は
ｙ＝Ｈ・Ａｂ・Ｓｂ
である。なお、ＦＦＴ部３２０は、特許請求の範囲に記載の高速フーリエ変換部の一例である。
【００３３】
ＴＭＣＣ抽出部３３１は、ＦＦＴ部３２０からの周波数領域の信号から、伝送制御（ＴＭＣＣ：Transmission and Multiplexing Configulation Control）信号を抽出するものである。このＴＭＣＣ信号は、受信信号の復調に必要な、変調波の伝送制御に関する信号である。具体的には、このＴＭＣＣ信号は、信号が属する階層や、送信機１００の振幅調整部１２１および１２２における電力増減率ＡａおよびＡｂ、放送波の帯域などの情報を含む。
【００３４】
ＴＭＣＣ復調部３３２は、ＴＭＣＣ抽出部３３１によって抽出されたＴＭＣＣ信号を復調するものである。このＴＭＣＣ復調部３３２によるＴＭＣＣ信号の復調によって、受信信号が属する階層や、電力増減率、放送波の帯域などのＴＭＣＣ信号に含まれる情報を特定することができるようになる。なお、ＴＭＣＣ復調部３３２は、特許請求の範囲に記載の伝送制御信号取得部の一例である。
【００３５】
ＳＰ抽出部３３３は、ＦＦＴ部３２０からの周波数領域の信号から、スキャッタードパイロット（ＳＰ：Scattered Pilot）信号を抽出するものである。このＳＰ信号は、伝送路推定のために時間軸方向および周波数軸方向に一定の間隔で挿入されたパイロット信号である。このＳＰ抽出部３３３によって抽出されたＳＰ信号は、伝送路推定部３４１に供給される。なお、ＳＰ抽出部３３３は、特許請求の範囲に記載のパイロット信号抽出部の一例である。
【００３６】
伝送路推定部３４１は、ＴＭＣＣ復調部３３２によって特定された階層について、ＳＰ抽出部３３３によって抽出されたＳＰ信号を時間軸方向および周波数軸方向に補間して伝送路を推定するものである。
【００３７】
図４は、本技術の実施の形態における伝送路推定部３４１による伝送路推定の態様例を示す図である。伝送路推定部３４１は、同図におけるａに示すように、ＳＰ抽出部３３３によって抽出されたＳＰ信号３０の伝送路を求める。このとき、ＴＭＣＣ復調部３３２によって特定された階層を参照して、ＳＰ信号３０が属する階層に応じてＳＰ信号３０を除算する。すなわち、Ａ階層であれば、ＳＰ信号３０をＡａ・Ｓｓｐで除算する。一方、Ｂ階層であれば、ＳＰ信号３０をＡｂ・Ｓｓｐで除算する。なお、Ｓｓｐは、振幅調整部１２３によって振幅調整される前のＳＰ信号である。
【００３８】
そして、同図におけるｂに示すように、時間軸方向に伝送路の補間を行ってデータ信号４０の伝送路を求める。そして、同図におけるｃに示すように、周波数軸方向に伝送路の補間を行ってデータ信号５０の伝送路を求める。このように、階層毎にＳＰ信号を補間することにより伝送路が推定され、チャネル係数Ｈが生成される。この生成されたチャネル係数Ｈは、等化部３４５に供給される。
【００３９】
等化部３４５は、ＦＦＴ部３２０からの信号ｙと伝送路推定部３４１からのチャネル係数Ｈとに基づいて、等化処理を行うものである。すなわち、各信号ｙをそれぞれのチャンネル係数Ｈで補正（ｙ／Ｈ）して、その補正されたＯＦＤＭフレームを算出する。この等化部３４５の出力はデフレーム化部３６０に供給される。すなわち、Ａ階層の信号についてはＡａ・Ｓａが供給され、Ｂ階層の信号についてはＡｂ・Ｓｂが供給される。
【００４０】
デフレーム化部３６０は、等化部３４５からのＯＦＤＭフレームの信号から、必要なデータ信号を抽出するものである。このデフレーム化部３６０によって抽出されたデータ信号は、階層分割部３７０に供給される。
【００４１】
階層分割部３７０は、デフレーム化部３６０からのデータ信号について、階層毎のデータ信号に分割するものである。分割されたデータ信号は、それぞれ対応する階層の振幅正規化部３８１および３８２に供給される。すなわち、振幅正規化部３８１にはＡａ・Ｓａが供給され、振幅正規化部３８２にはＡｂ・Ｓｂが供給される。なお、階層分割部３７０は、特許請求の範囲に記載の階層信号取得部の一例である。
【００４２】
振幅正規化部３８１および３８２は、階層分割部３７０によって分割されたデータ信号の振幅を、ＴＭＣＣ信号に含まれる電力増減率に応じて正規化するものである。すなわち、振幅正規化部３８１は、階層分割部３７０からの信号Ａａ・Ｓａを電力増減率Ａａで除算してデータ信号Ｓａを出力する。また、振幅正規化部３８２は、階層分割部３７０からの信号Ａｂ・Ｓｂを電力増減率Ａｂで除算してデータ信号Ｓｂを出力する。
【００４３】
キャリア復調部３９１および３９２は、振幅正規化部３８１および３８２によって振幅が正規化されたデータ信号を復調するものである。すなわち、キャリア復調部３９１は、振幅正規化部３８１からのデータ信号Ｓａを復調してデータａを出力する。また、キャリア復調部３９２は、振幅正規化部３８２からのデータ信号Ｓｂを復調してデータｂを出力する。
【００４４】
［振幅正規化］
図５は、本技術の実施の形態における振幅正規化の必要性を示す図である。
【００４５】
この例では、変調方式として１６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）を採用した場合の例を示している。この１６ＱＡＭは、４ビット信号により１６通りの値を伝送する直角位相振幅変調方式である。
【００４６】
データ信号Ｓａは、本来、位置１０として復調されることが期待されるものとする。このとき、この階層の信号は送信機１００において電力増減率Ａａにより電力増幅されていたとすると、位置２０の値となってしまい、受信機３００において位置１０以外の位置として受信されるおそれが生じる。
【００４７】
そこで、この実施の形態では、振幅正規化部３８１および３８２によって電力増減率に応じて振幅を正規化することにより、送信機１００における電力調整の影響を取り除いて、誤り率を低下させる。
【００４８】
［動作］
図６は、本技術の第１の実施の形態における受信機３００の全体の処理手順例を示す流れ図である。
【００４９】
アンテナ３１１によって受信された受信信号が、バンドパスフィルタ３１３を介して受信部３１５に入力される（ステップＳ９０１）。受信部３１５は、信号処理を施した信号をＦＦＴ部３２０に供給する。
【００５０】
ＦＦＴ部３２０が、受信部３１５で処理された信号について高速フーリエ変換処理を行う（ステップＳ９０２）。
【００５１】
そして、ＴＭＣＣ復調部３３２によって特定された階層について、伝送路推定部３４１が、ＳＰ抽出部３３３によって抽出されたＳＰ信号を時間軸方向および周波数軸方向に補間して伝送路を推定する（ステップＳ９０３）。
【００５２】
そして、等化部３４５によって等化処理が行われたＯＦＤＭフレームの信号から、必要なデータ信号がデフレーム化部３６０によって抽出され、階層分割部３７０によって階層毎のデータ信号に分割される（ステップＳ９０４）。
【００５３】
このようにして取得された階層毎のデータ信号について、振幅正規化部３８１および３８２により振幅正規化が行われ（ステップＳ９０５）、キャリア復調部３９１および３９２によってデータ信号が復調される（ステップＳ９０６）。
【００５４】
図７は、本技術の第１の実施の形態における伝送路推定処理（ステップＳ９０３）の処理手順例を示す流れ図である。
【００５５】
入力されたＳＰ信号がＡ階層のＳＰ信号であれば（ステップＳ９１１：Ｙｅｓ）、入力されたＳＰ信号はＨ・Ａａ・Ｓｓｐであるため、伝送路推定部３４１は入力されたＳＰ信号をＡａ・Ｓｓｐで除算する（ステップＳ９１２）。一方、入力されたＳＰ信号がＢ階層のＳＰ信号であれば（ステップＳ９１１：Ｎｏ）、入力されたＳＰ信号はＨ・Ａｂ・Ｓｓｐであるため、伝送路推定部３４１は入力されたＳＰ信号をＡｂ・Ｓｓｐで除算する（ステップＳ９１３）。
【００５６】
そして、伝送路推定部３４１は除算後のＳＰ信号について時間軸方向に補間を行い（ステップＳ９１４）、周波数軸方向に補間を行う（ステップＳ９１５）。これにより、伝送路が推定され、チャネル係数Ｈが生成される。
【００５７】
図８は、本技術の第１の実施の形態における振幅正規化処理（ステップＳ９０５）の処理手順例を示す流れ図である。
【００５８】
階層分割部３７０に入力されたデータがＡ階層のものであれば（ステップＳ９２１：Ｙｅｓ）、階層分割部３７０は入力されたデータを振幅正規化部３８１（図中では「振幅正規化部ａ」と表記）に出力する（ステップＳ９２２）。振幅正規化部３８１は入力されたデータをＡａで除算して、キャリア復調部３９１（図中では「キャリア復調部ａ」と表記）に出力する（ステップＳ９２３）。
【００５９】
一方、階層分割部３７０に入力されたデータがＢ階層のものであれば（ステップＳ９２１：Ｎｏ）、階層分割部３７０は入力されたデータを振幅正規化部３８２（図中では「振幅正規化部ｂ」と表記）に出力する（ステップＳ９２４）。振幅正規化部３８２は入力されたデータをＡｂで除算して、キャリア復調部３９２（図中では「キャリア復調部ｂ」と表記）に出力する（ステップＳ９２５）。
【００６０】
このように、本技術の第１の実施の形態によれば、送信機１００において振幅調整された信号について、受信機３００の振幅正規化部３８１および３８２によって階層毎に振幅を正規化することにより、受信したデータ信号を正しく復調することができる。
【００６１】
なお、この実施の形態においては、Ａ階層およびＢ階層の２階層を例として説明したが、３階層以上であっても同様に適用することができる。以下の実施の形態についても同様である。
【００６２】
＜２．第２の実施の形態＞
上述の第１の実施の形態では、全ての階層の信号を受信することを想定していたが、特定の階層のみを受信する用途も考えられる。この第２の実施の形態では、受信階層を指定することにより、回路規模や消費電力の低減を図る。なお、通信システムの全体構成および送信機１００の構成については、上述の第１の実施の形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００６３】
［受信機］
図９は、本技術の第２の実施の形態における受信機３００の構成例を示す図である。
【００６４】
この第２の実施の形態における受信機３００は、上述の第１の実施の形態に加えて、受信階層指定部３５５をさらに備える。また、伝送路推定部３４２、等化部３４６、階層分割部３７１、および、キャリア復調部３９３については、上述の第１の実施の形態のものとは異なる機能を備える。また、階層毎の振幅正規化部３８１および３８２については、設ける必要がない。これら以外については、上述の第１の実施の形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００６５】
受信階層指定部３５５は、受信機３００の操作者などの指示により、受信対象となる階層を指定するものである。指定された階層は、伝送路推定部３４２、階層分割部３７１、および、キャリア復調部３９３に供給される。
【００６６】
伝送路推定部３４２は、上述の第１の実施の形態と同様に、ＳＰ信号を時間軸方向および周波数軸方向に補間することにより伝送路を推定する。ただし、この第２の実施の形態では、受信対象となる階層が指定されていることから、それを前提とした動作を行う。上述の第１の実施の形態ではＳＰ信号が属する階層に応じて、Ａ階層であればＳＰ信号をＡａ・Ｓｓｐで除算し、Ｂ階層であればＳＰ信号をＡｂ・Ｓｓｐで除算していた。この第２の実施の形態では、受信対象として指定された階層に応じて、除算後のＳＰ信号に対して乗算を行った上で補間を行う。すなわち、受信指定された階層がＡ階層であれば除算後のＳＰ信号にＡａを乗算し、Ｂ階層であれば除算後のＳＰ信号にＡｂを乗算する。その結果、伝送路推定部３４２の出力ｘは、受信指定された階層がＡ階層の場合は
ｘ＝Ｈ・Ａａ
となり、受信指定された階層がＢ階層の場合は
ｘ＝Ｈ・Ａｂ
となる。
【００６７】
等化部３４６は、上述の第１の実施の形態と同様に、等化処理を行うものである。ただし、この第２の実施の形態では、ＦＦＴ部３２０からの信号ｙと伝送路推定部３４２からの出力ｘとに基づいて、等化処理を行う。すなわち、信号ｙを出力ｘで補正（ｙ／ｘ）して、その補正されたＯＦＤＭフレームを算出する。このとき、Ａ階層の信号であれば信号ｙはＨ・Ａａ・Ｓａであり、Ｂ階層の信号であれば信号ｙはＨ・Ａｂ・Ｓｂである。受信指定された階層と入力された信号の階層とが一致しているものと仮定すれば、等化部３４６の出力としては、Ａ階層の信号に対してはＳａが、Ｂ階層の信号に対してはＳｂがそれぞれ得られる。
【００６８】
なお、この第２の実施の形態における等化部３４６は、伝送路の影響であるチャネル係数Ｈを除算により取り除く機能と、受信指定された階層の電力増減率の影響であるＡａもしくはＡｂ（図中ではＡと表記）を除算により取り除く機能の２つの機能を備えていると考えることができる。すなわち、等化部３４６は、上述の第１の実施の形態の等化部３４５と比較すると、等化部３４５とその出力部に振幅正規化部３８３を設けたものと等価になる。等化部３４５は伝送路の影響であるチャネル係数Ｈを除算により取り除く役割を有し、振幅正規化部３８３は等化部３４５の出力（図中ではｙ'と表記）に含まれる電力増減率の影響であるＡａもしくはＡｂを除算により取り除く 役割を有する。したがって、振幅正規化部３８３の機能は、等化部３４６に含まれることになる。
【００６９】
階層分割部３７１は、上述の第１の実施の形態と同様に、デフレーム化部３６０からのデータ信号について、階層毎のデータ信号に分割するものである。ただし、この第２の実施の形態では、受信対象となる階層が指定されていることから、指定された階層のデータ信号のみを分割して後段に供給する。なお、階層分割部３７１は、特許請求の範囲に記載の階層信号取得部の一例である。
【００７０】
キャリア復調部３９３は、上述の第１の実施の形態と同様に、データ信号を復調するものである。ただし、この第２の実施の形態では、受信対象となる階層が指定されていることから、指定された階層のデータ信号のみを復調する。したがって、上述の第１の実施の形態と異なり、１つのキャリア復調部３９３で足りる。すなわち、キャリア復調部３９３は、受信指定された階層がＡ階層であればデータ信号Ｓａからデータａを復調し、受信指定された階層がＢ階層であればデータ信号Ｓｂからデータｂを復調する。
【００７１】
［動作］
図１０は、本技術の第２の実施の形態における伝送路推定処理の処理手順例を示す流れ図である。
【００７２】
入力されたＳＰ信号がＡ階層のＳＰ信号であれば（ステップＳ９３１：Ｙｅｓ）、入力されたＳＰ信号はＨ・Ａａ・Ｓｓｐであるため、伝送路推定部３４２は入力されたＳＰ信号をＡａ・Ｓｓｐで除算する（ステップＳ９３２）。一方、入力されたＳＰ信号がＢ階層のＳＰ信号であれば（ステップＳ９３１：Ｎｏ）、入力されたＳＰ信号はＨ・Ａｂ・Ｓｓｐであるため、伝送路推定部３４２は入力されたＳＰ信号をＡｂ・Ｓｓｐで除算する（ステップＳ９３３）。
【００７３】
また、受信階層指定部３５５によって受信指定された階層がＡ階層であれば（ステップＳ９３４：Ｙｅｓ）、伝送路推定部３４２はＳＰ信号にさらにＡａを乗算する（ステップＳ９３５）。一方、受信指定された階層がＢ階層であれば（ステップＳ９３４：Ｎｏ）、伝送路推定部３４２はＳＰ信号にさらにＡｂを乗算する（ステップＳ９３６）。
【００７４】
そして、伝送路推定部３４２は得られたＳＰ信号について時間軸方向に補間を行い（ステップＳ９３７）、周波数軸方向に補間を行う（ステップＳ９３８）。これにより、伝送路が推定され、出力ｘが生成される。すなわち、伝送路推定部３４２は、受信指定された階層がＡ階層であれば出力ｘとしてＨ・Ａａを出力し、受信指定された階層がＢ階層であれば出力ｘとしてＨ・Ａｂを出力する。
【００７５】
このように、本技術の第２の実施の形態によれば、受信階層指定部３５５によって受信対象となる階層を指定することにより、受信機３００の回路規模や消費電力を低減することができる。
【００７６】
＜３．第３の実施の形態＞
上述の第２の実施の形態では、受信対象となる階層を受信機３００の操作者などが指定することを想定していたが、受信信号の受信環境に基づいて受信対象となる階層を決定してもよい。この第３の実施の形態では、受信環境を測る指標として、変調誤差比（ＭＥＲ：Modulation Error Ratio）を用いた例について説明する。なお、通信システムの全体構成および送信機１００の構成については、上述の第１の実施の形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００７７】
［受信機］
図１１は、本技術の第３の実施の形態における受信機３００の構成例を示す図である。
【００７８】
この第３の実施の形態における受信機３００は、上述の第２の実施の形態に加えて、ＭＥＲ算出部３５１を備える。これら以外については、上述の第２の実施の形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００７９】
ＭＥＲ算出部３５１は、受信環境の指標として受信信号から変調誤差比（ＭＥＲ）を算出するものである。受信階層指定部３５６は、ＭＥＲを指標として受信環境を判断して、受信対象となる階層を決定する。なお、ＭＥＲ算出部３５１は、特許請求の範囲に記載の受信環境判定部の一例である。
【００８０】
ここで、低レートで受信所要Ｃ／Ｎ比（Carrier to Noise Ratio）が低い信号がＡ階層により送信され、高レートで受信所要Ｃ／Ｎ比が高い信号がＢ階層により送信されることを想定する。このとき、受信階層指定部３５６は、ＭＥＲを指標として受信環境が良いと判断した場合にはＢ階層を指定し、受信環境が悪いと判断した場合にはＡ階層を指定する。これにより、操作者が入力することなく、受信環境に応じて受信対象となる階層を指定することができる。
【００８１】
［動作］
図１２は、本技術の第３の実施の形態における受信階層指定処理の処理手順例を示す流れ図である。
【００８２】
ＭＥＲ算出部３５１は、受信信号からＭＥＲを算出する。受信階層指定部３５６は、ＭＥＲを指標として受信環境を判断する。受信環境が良いと判断した場合には（ステップＳ９４１：Ｙｅｓ）、受信対象となる階層としてＢ階層を指定する（ステップＳ９４２）。一方、受信環境が悪いと判断した場合には（ステップＳ９４１：Ｎｏ）、受信対象となる階層としてＡ階層を指定する（ステップＳ９４３）。
【００８３】
このように、本技術の第３の実施の形態によれば、ＭＥＲ算出部３５１によって算出されたＭＥＲを指標として受信環境を判断することにより、受信環境に応じて受信対象となる階層を指定することができる。
【００８４】
なお、この第３の実施の形態では、受信環境を測る指標としてＭＥＲを用いた例について説明したが、受信環境の品質が判別できればＭＥＲ以外の指標を用いてもよい。例えば、誤り訂正部の誤り訂正数、マルチパスの数、伝送路の変動具合などを指標としてもよい。
【００８５】
＜４．変形例＞
受信機にとって、受信しようとしている信号の帯域外の信号は妨害波となる。そのため、上述の第１乃至第３の実施の形態では、バンドパスフィルタ３１３を用いて所定の帯域の信号を受信していた。ただし、一般に、受信信号の占有帯域は復調するまで分からないことがあり、帯域幅を固定することは難しい。そこで、この変形例では、バンドパスフィルタ３１３の帯域を受信信号の占有帯域に合わせるよう適切に設定を行う。なお、通信システムの全体構成および送信機１００の構成については、上述の第１の実施の形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００８６】
［受信機］
図１３は、本技術の実施の形態の変形例における受信機３００の構成例を示す図である。
【００８７】
この変形例における受信機３００は、上述の第１の実施の形態に加えて、バンドパスフィルタ制御部３１２を備える。これら以外については、上述の第１の実施の形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００８８】
バンドパスフィルタ制御部３１２は、バンドパスフィルタ３１３の信号通過帯域を可変制御するものである。このバンドパスフィルタ制御部３１２は、受信信号の占有帯域幅が狭い場合には、必要以上の帯域の信号を受信しないようにバンドパスフィルタ３１３の帯域幅を狭く設定する。一方、受信信号の占有帯域幅が広い場合には、受信信号全体を受信できるようにバンドパスフィルタ３１３の帯域幅を広く設定する。
【００８９】
［帯域幅制御］
図１４は、本技術の実施の形態の変形例におけるバンドパスフィルタ制御部３１２の帯域幅制御の態様例を示す図である。
【００９０】
ここでは、放送波６０がとり得る最も狭い帯域幅内に上述のＴＭＣＣ信号７０が挿入されていることを想定する。このＴＭＣＣ信号７０には復調に必要な情報が含まれている。なお、複数のＴＭＣＣ信号７０が示されているが、それぞれの内容は同じものである。したがって、これら複数のＴＭＣＣ信号７０を用いて互いに補完することにより、ノイズによって損なわれている部分を互いに補って、より確実な受信を行うことが可能である。
【００９１】
同図におけるａに示すように、ＴＭＣＣ信号を復調する前は、放送波６０の占有帯域によらず、バンドパスフィルタ３１３の帯域はＴＭＣＣ信号を受信できる程度に狭くてよい。データの復調にはＴＭＣＣ信号の情報が必要なため、この段階ではＴＭＣＣ信号以外の帯域がバンドパスフィルタ３１３によって除外されても支障はない。
【００９２】
ＴＭＣＣ信号を復調した後は、放送波６０の占有帯域が判明し、それに応じた受信を行う。そのため、同図におけるｂに示すように、放送波６０の占有帯域に合わせて、バンドパスフィルタ３１３の帯域を設定する。これにより、バンドパスフィルタ３１３の帯域を放送波６０の占有帯域に合わせるよう適切に設定を行うことができる。
【００９３】
［動作］
図１５は、本技術の実施の形態の変形例におけるバンドパスフィルタ制御処理の処理手順例を示す流れ図である。
【００９４】
受信を開始した時点では、ＴＭＣＣ信号を復調する前の状態であり、バンドパスフィルタ制御部３１２は、放送波の最も狭い帯域に合うようにバンドパスフィルタ３１３の帯域を制御する（ステップＳ９５１）。
【００９５】
その後、ＴＭＣＣ信号の復調が完了すると（ステップＳ９５２：Ｙｅｓ）、バンドパスフィルタ制御部３１２は、ＴＭＣＣ信号の復調結果から放送波の帯域が特定できるため、その帯域に合うようにバンドパスフィルタ３１３の帯域を制御する（ステップＳ９５３）。
【００９６】
このように、本技術の実施の形態の変形例によれば、ＴＭＣＣ信号の復調結果に応じてバンドパスフィルタ３１３の帯域を制御することにより、放送波の占有帯域に合わせるよう適切に設定を行うことができる。すなわち、ＴＭＣＣ信号を復調する際は放送波がどのような帯域であってもノイズが最小になるようなバンドパスフィルタの帯域になるため、ＴＭＣＣ信号の復調性能の向上と、それによるＴＭＣＣ復調の高速化が期待できる。また、データの復調にはＴＭＣＣ信号の情報が必要になるため、ＴＭＣＣ信号の復調前は放送波の一部がバンドパスフィルタで落とされていたとしても支障は出ない。一方、ＴＭＣＣ復調後はバンドパスフィルタの帯域が放送波に合った帯域に変更されるため、データの復調が可能になる。
【００９７】
なお、この変形例では第１の実施の形態に対してバンドパスフィルタ制御部３１２を加えた構成について説明したが、同様に第２および第３の実施の形態に対してバンドパスフィルタ制御部３１２を加えた構成であっても適用することが可能である。
【００９８】
なお、上述の実施の形態は本技術を具現化するための一例を示したものであり、実施の形態における事項と、特許請求の範囲における発明特定事項とはそれぞれ対応関係を有する。同様に、特許請求の範囲における発明特定事項と、これと同一名称を付した本技術の実施の形態における事項とはそれぞれ対応関係を有する。ただし、本技術は実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において実施の形態に種々の変形を施すことにより具現化することができる。
【００９９】
また、上述の実施の形態において説明した処理手順は、これら一連の手順を有する方法として捉えてもよく、また、これら一連の手順をコンピュータに実行させるためのプログラム乃至そのプログラムを記憶する記録媒体として捉えてもよい。この記録媒体として、例えば、ＣＤ（Compact Disc）、ＭＤ（MiniDisc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、メモリカード、ブルーレイディスク（Blu-ray（登録商標）Disc）等を用いることができる。
【０１００】
なお、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって、限定されるものではなく、また、他の効果があってもよい。
【０１０１】
なお、本技術は以下のような構成もとることができる。
（１）受信信号を高速フーリエ変換処理して高速フーリエ変換信号を生成する高速フーリエ変換部と、
前記高速フーリエ変換信号の階層毎の信号の振幅を正規化する振幅正規化部と、
前記正規化された信号をキャリア復調してデータを生成するキャリア復調部と
を具備する受信装置。
（２）前記振幅正規化部は、前記階層に応じた電力増減率に基づいて前記正規化を行う
前記（１）に記載の受信装置。
（３）前記高速フーリエ変換信号から伝送制御信号を取得する伝送制御信号取得部をさらに具備し、
前記振幅正規化部は、前記伝送制御信号から前記階層に応じた電力増減率を取得する
前記（２）に記載の受信装置。
（４）前記高速フーリエ変換信号から前記階層毎の信号を取得する階層信号取得部をさらに具備し、
前記振幅正規化部は、前記階層毎の信号の振幅を前記階層に応じた電力増減率によって除算することにより前記正規化を行う
前記（３）に記載の受信装置。
（５）前記高速フーリエ変換信号からパイロット信号を抽出するパイロット信号抽出部と、
前記パイロット信号を前記階層に応じて補正して時間軸方向および周波数軸方向に補間することにより伝送路を推定して伝送路係数を生成する伝送路推定部と、
前記伝送路係数に基づいて前記高速フーリエ変換信号を補正する等化部と
をさらに具備する前記（３）に記載の受信装置。
（６）受信すべき階層を指定する受信階層指定部をさらに具備し、
前記伝送路推定部は、前記指定された階層に応じて前記伝送路係数と前記指定された階層の電力増減率との積を生成し、
前記等化部は、前記伝送路係数に基づいて前記高速フーリエ変換信号を補正し、
前記振幅正規化部は、前記指定された階層の電力増減率に基づいて前記等化部の出力の振幅を正規化する
前記（５）に記載の受信装置。
（７）前記受信信号の受信環境に基づいて前記受信すべき階層を判定する受信環境判定部をさらに具備し、
前記受信階層指定部は、前記受信環境判定部の判定結果に従って前記受信すべき階層を指定する
前記（６）に記載の受信装置。
（８）前記受信信号の受信帯域を制限するバンドパスフィルタと、
前記伝送制御信号に基づいてデータ復調に必要な帯域を判断して前記バンドパスフィルタにおける前記受信信号の受信帯域を制御するバンドパスフィルタ制御部と
をさらに具備する前記（３）から（７）のいずれかに記載の受信装置。
（９）伝送路を介して階層毎の信号を伝送する送信装置および受信装置を具備する通信システムであって、
前記送信装置は、
前記階層毎のデータをキャリア変調するキャリア変調部と、
前記キャリア変調された前記階層毎の信号の振幅を前記階層毎に増減する振幅調整部と、
前記振幅調整された前記階層毎の信号を合成する階層合成部と、
前記合成された信号を逆高速フーリエ変換処理して逆高速フーリエ変換信号を生成する逆高速フーリエ変換部と、
前記逆高速フーリエ変換信号を送信する送信部とを備え、
前記受信装置は、
前記送信装置から送信された信号を受信する受信部と、
前記送信装置から受信した前記信号を高速フーリエ変換処理して高速フーリエ変換信号を生成する高速フーリエ変換部と、
前記高速フーリエ変換信号の階層毎の信号の振幅を正規化する振幅正規化部と、
前記正規化された信号をキャリア復調してデータを生成するキャリア復調部とを備える
通信システム。
（１０）高速フーリエ変換部が、受信信号を高速フーリエ変換処理して高速フーリエ変換信号を生成する手順と、
振幅正規化部が、前記高速フーリエ変換信号の階層毎の信号の振幅を正規化する手順と、
キャリア復調部が、前記正規化された信号をキャリア復調してデータを生成する手順と
を具備する受信方法。
【符号の説明】
【０１０２】
１００  送信機
１１１、１１２  キャリア変調部
１２１〜１２３  振幅調整部
１３０  階層合成部
１５０  フレーム化部
１７０  ＩＦＦＴ部
１８０  送信部
１９０、３１１  アンテナ
２００  伝送路
３００  受信機
３１２  バンドパスフィルタ制御部
３１３  バンドパスフィルタ
３１５  受信部
３２０  ＦＦＴ部
３３１  ＴＭＣＣ抽出部
３３２  ＴＭＣＣ復調部
３３３  ＳＰ抽出部
３４１、３４２  伝送路推定部
３４５、３４６  等化部
３５１  ＭＥＲ算出部
３５５、３５６  受信階層指定部
３６０  デフレーム化部
３７０、３７１  階層分割部
３８１〜３８３  振幅正規化部
３９１〜３９３  キャリア復調部
【図１】
2020110388.tif 000003
【図２】
2020110388.tif 000004
【図３】
2020110388.tif 000005
【図４】
2020110388.tif 000006
【図５】
2020110388.tif 000007
【図６】
2020110388.tif 000008
【図７】
2020110388.tif 000009
【図８】
2020110388.tif 000010
【図９】
2020110388.tif 000011
【図１０】
2020110388.tif 000012
【図１１】
2020110388.tif 000013
【図１２】
2020110388.tif 000014
【図１３】
2020110388.tif 000015
【図１４】
2020110388.tif 000016
【図１５】
2020110388.tif 000017
【国際調査報告】
2020110388.tif 000018
2020110388.tif 000019
2020110388.tif 000020
2020110388.tif 000021