(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高速フーリエ変換した直交周波数分割多重信号からシンボルタイミングオフセットを検出するオフセット検出部と、
前記オフセット検出部から順次に入力される第１のシンボルタイミングオフセット及び第２のシンボルタイミングオフセットに第１の重み因子及び第２の重み因子をそれぞれ乗算して得られた結果値を合算した出力値を算出する因子演算部と、
前記出力値に基づいて伝送チャネル環境による前記直交周波数分割多重信号のシンボル間の干渉及びサンプリングオフセット値を検出する歪み検出部と、
前記シンボル間の干渉に基づき、前記直交周波数分割多重信号の前記シンボルに対するウィンドウタイミングを調整するウィンドウ調整部と、
前記サンプリングオフセット値に基づき、前記直交周波数分割多重信号のサンプリングタイミングを補正する補間部と、
を含むことを特徴とする直交周波数分割多重受信機のシンボルタイミングの復元装置。
【請求項２】
前記歪み検出部が、
前記出力値をオフセット値にして前記直交周波数分割多重信号のそれぞれの前記シンボル間に発生した干渉に該当する整数値を検出し、検出した前記整数値を前記ウィンドウ調整部に提供する干渉検出部と、
連続して入力される前記出力値の差異値を算出して前記サンプリング時に生じたサンプリングオフセット値に該当する素数値を算出し、前記素数値を前記補間部に提供するサンプリングオフセット検出部と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の直交周波数分割多重受信機のシンボルタイミングの復元装置。
【請求項３】
前記サンプリングオフセット検出部が、
前記出力値のうちの既に入力された第１の出力値に連続する第２の出力値が入力されるまで前記第１の出力値を所定の時間遅れて出力する遅延部と、
前記第２の出力値から前記遅延部により遅れた前記第１の出力値を減算して前記サンプリングオフセット値に該当する前記素数値を算出する減算部と、
を含むことを特徴とする請求項２に記載の直交周波数分割多重受信機のシンボルタイミングの復元装置。
【請求項４】
前記サンプリングオフセット検出部が、前記減算部で算出した順次に隣り合う前記素数値間の変化差が緩やかに保たれるように前記素数値を所定領域内の値に減殺させるループフィルタを更に含むことを特徴とする請求項３に記載の直交周波数分割多重受信機のシンボルタイミングの復元装置。
【請求項５】
前記因子演算部が、
既に入力された前記第１のシンボルタイミングオフセットを前記第１のシンボルタイミングオフセットに連続する前記第２のシンボルタイミングオフセットが入力されるまで所定の時間格納し出力するレジスタと、
前記第２のシンボルタイミングオフセットに前記第１の重み因子を乗算する第１の乗算機と、
前記レジスタから出力された前記第１のシンボルタイミングオフセットに前記第２の重み因子を乗算する第２の乗算機と、
前記第１の乗算機及び前記第２の乗算機での前記乗算により算出された値を加算して前記出力値を算出し、算出された前記出力値を外部に出力及び前記レジスタにバイパスする加算機と、
を含むことを特徴とする請求項４に記載の直交周波数分割多重受信機のシンボルタイミングの復元装置。
【請求項６】
前記因子演算部が、最初に入力された前記シンボルタイミングオフセットを制御信号に応じて外部に出力及び前記レジスタにバイパスする切り換え部を更に含むことを特徴とする請求項５に記載の直交周波数分割多重受信機のシンボルタイミングの復元装置。
【請求項７】
前記第１の重み因子と第２の重み因子との和が、“１”であることを特徴とする請求項１に記載の直交周波数分割多重受信機のシンボルタイミングの復元装置。
【請求項８】
前記第１の重み因子及び前記第２の重み因子が、“０”より大きいか同じであり、且つ“１”より小さいか同じであることを特徴とする請求項７に記載の直交周波数分割多重受信機のシンボルタイミングの復元装置。
【請求項９】
受信した直交周波数分割多重信号をデジタル信号に変換するＡＤＣと、
前記デジタル信号の前記直交周波数分割多重信号を高速フーリエ変換するＦＦＴ部と、
前記高速フーリエ変換した前記直交周波数分割多重信号のシンボルタイミングオフセットを検出するオフセット検出部と、
前記オフセット検出部から順次に入力される第１のシンボルタイミングオフセット及び第２のシンボルタイミングオフセットに第１の重み因子及び第２の重み因子をそれぞれ乗算して得られた結果値を加算した出力値を算出する因子演算部と、
前記出力値に基づいて前記直交周波数分割多重信号のシンボル間の干渉及びサンプリングオフセット値を検出する歪み検出部と、
前記シンボル間の干渉に基づき、前記直交周波数分割多重信号の前記シンボルに対するウィンドウタイミングを調整するウィンドウ調整部と、
前記サンプリングオフセット値に基づき、前記直交周波数分割多重信号のサンプリングタイミングを補正する補間部と、
を含むことを特徴とする直交周波数分割多重受信機。
【請求項１０】
前記歪み検出部が、
前記出力値をオフセット値にして前記直交周波数分割多重信号のそれぞれの前記シンボル間に発生した干渉に該当する整数値を検出し、検出した前記整数値を前記ウィンドウ調整部に提供する干渉検出部と、
連続して入力される前記出力値の差異値を算出して前記サンプリングオフセット値に該当する素数値を算出し、前記素数値を前記補間部に提供するサンプリングオフセット検出部と、
を含むことを特徴とする請求項９に記載の直交周波数分割多重受信機。
【請求項１１】
前記サンプリングオフセット検出部が、
前記出力値のうちの既に入力された第１の出力値に連続する第２の出力値が入力されるまで前記第１の出力値を所定の時間遅れて出力する遅延部と、
前記第２の出力値から前記遅延部により遅れた前記第１の出力値を減算して前記サンプリングオフセット値に該当する前記素数値を算出する減算部と、
を含むことを特徴とする請求項１０に記載の直交周波数分割多重受信機。
【請求項１２】
前記サンプリングオフセット検出部が、前記減算部で算出した順次に隣り合う前記素数値間の変化差が緩やかに保たれるように前記素数値を所定領域内の値に減殺させるループフィルタを更に含むことを特徴とする請求項１１に記載の直交周波数分割多重受信機。
【請求項１３】
前記因子演算部が、
既に入力された前記第１のシンボルタイミングオフセットを前記第１のシンボルタイミングオフセットに連続する前記第２のシンボルタイミングオフセットが入力されるまで所定の時間格納し出力するレジスタと、
前記第２のシンボルタイミングオフセットに前記第１の重み因子を乗算する第１の乗算機と、
前記レジスタから出力された前記第１のシンボルタイミングオフセットに前記第２の重み因子を乗算する第２の乗算機と、
前記第１の乗算機及び前記第２の乗算機での前記乗算により算出された値を加算して前記出力値を算出し、算出した前記出力値を外部に出力及び前記レジスタにバイパスする加算機と、
を含むことを特徴とする請求項１２に記載の直交周波数分割多重受信機。
【請求項１４】
前記因子演算部が、最初に入力された前記シンボルタイミングオフセットを制御信号に応じて前記レジスタにバイパスする切り換え部を更に含むことを特徴とする請求項１３に記載の直交周波数分割多重受信機。
【請求項１５】
前記第１の重み因子と第２の重み因子との和が、“１”であることを特徴とする請求項９に記載の直交周波数分割多重受信機。
【請求項１６】
前記第１の重み因子及びが前記第２の重み因子が“０”より大きいか同じであり、且つ“１”より小さいか同じであることを特徴とする請求項１５に記載の直交周波数分割多重受信機。
【請求項１７】
ａ）高速フーリエ変換した直交周波数分割多重信号からシンボルタイミングオフセットを検出するステップと、
ｂ）前記シンボルタイミングオフセットのうちの順次に入力される第１のシンボルタイミングオフセット及び第２のシンボルタイミングオフセットに第１の重み因子及び第２の重み因子をそれぞれ乗算して得られた結果値を合算した出力値を算出するステップと、
ｃ）前記出力値に基づいて前記直交周波数分割多重信号のシンボル間の干渉及び直交周波数分割多重信号のサンプリングオフセット値を検出するステップと、ｄ）前記シンボル間の干渉に基づき、前記直交周波数分割多重信号のウィンドウタイミングを調整し、前記サンプリングオフセット値に基づき、前記直交周波数分割多重信号のサンプリングタイミングを補正するステップと、
を含むことを特徴とするシンボルタイミングの復元装置を用いたシンボルタイミングの復元方法。
【請求項１８】
前記ｃ）ステップが、
前記出力値をオフセット値にして前記直交周波数分割多重信号のそれぞれの前記シンボル間に発生した干渉に該当する整数値を検出するステップと、
連続して入力される前記出力値の差異値を算出して前記直交周波数分割多重信号の前記サンプリングオフセット値に該当する素数値を算出するステップと、
を含むことを特徴とする請求項１７に記載のシンボルタイミングの復元装置を用いたシンボルタイミングの復元方法。
【請求項１９】
前記素数値の算出ステップが、
前記出力値のうちの既に入力された第１の出力値に連続する第２の出力値が入力されるまで前記第１の出力値を所定の時間遅れて出力するステップと、
前記第２の出力値から前記第１の出力値を減算して前記サンプリングオフセット値に該当する前記素数値を算出するステップ、及び
前記素数値を所定の領域内の値に減殺させるステップと、
を含むことを特徴とする請求項１８に記載のシンボルタイミングの復元装置を用いたシンボルタイミングの復元方法。
【請求項２０】
前記ｂ）ステップが、
既に入力された前記第１のシンボルタイミングオフセットを前記第１のシンボルタイミングオフセットに連続する前記第２のシンボルタイミングオフセットが入力されるまで所定の時間格納し出力するステップと、
前記第２のシンボルタイミングオフセットに前記第１の重み因子を乗算する第１の乗算ステップと、
前記第１のシンボルタイミングオフセットに前記第２の重み因子を乗算する第２の乗算ステップと、
前記第１の乗算ステップ及び前記第２の乗算ステップでの前記乗算により算出された値を加算した前記出力値を算出し、前記出力値を外部に出力及び前記格納ステップにより所定の時間格納するステップと、
を含むことを特徴とする請求項１９に記載のシンボルタイミングの復元装置を用いたシンボルタイミングの復元方法。
【請求項２１】
前記第１の重み因子と第２の重み因子との和が、“１”であることを特徴とする請求項１７に記載のシンボルタイミングの復元装置を用いたシンボルタイミングの復元方法。
【請求項２２】
前記第１の重み因子及びが前記第２の重み因子が“０”より大きいか同じであり、且つ“１”より小さいか同じであることを特徴とする請求項２１に記載のシンボルタイミングの復元装置を用いたシンボルタイミングの復元方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、直交波周波数分割多重（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：ＯＦＤＭ）受信機のシンボルタイミングの復元装置に関し、より詳しくは、受信した直交周波数分割多重信号を復元する過程で発生したオフセットを補償する直交周波数分割多重受信機のシンボルタイミングの復元装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、デジタルテレビの放送システムは、映像符号化部と変調部とに大別することができる。映像符号化部では、高画質の映像ソースから得られる約１Ｇｂｐｓのデジタルデータを１５〜１８Ｍｂｐｓのデータに圧縮する。変調部では、数十のＭｂｐｓのデジタルデータを６〜８ＭＨｚの制限された帯域チャネルを通じて受信側に伝送する。
【０００３】
一般に、デジタルテレビの放送システムは、ＶＨＦ／ＵＨＦ帯のチャネルを用いる地上同時放送方式を採択している。従って、デジタルテレビのための放送システムに用いられる変調方式は、地上同時放送の環境に応じて次の条件を満たす必要がある。
【０００４】
第一に、デジタルテレビの放送システムに用いられる変調方式は、数十Ｍｂｐｓのデジタルデータを６〜８ＭＨｚの制限された帯域領域を通じて受信側に伝送するために帯域効率（ｓｐｅｃｔｒｕｍ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）が高くなければならない。第二に、デジタルテレビの放送システムに用いられる変調方式は、周辺の建物や構造物などによりマルチパスフェージングが発生するため、フェージングに強い特性を有する必要がある。第三に、デジタルテレビの放送システムに用いられる変調方式は、既存のアナログテレビ信号による同一チャネル干渉が必然として発生するため、同一チャネル干渉に強い特性を有する必要がある。また、デジタルテレビシステムのデジタル変調信号の既存のアナログテレビ受信機における干渉が最小化できる必要がある。
【０００５】
このような条件を満たす変調技法としては、直交振幅変調（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：ＱＡＭ）と残留側波帯（Ｖｅｓｔｉｇｉａｌ Ｓｉｄｅ Ｂａｎｄ：ＶＳＭ）変調が一般に用いられる。
【０００６】
ヨーロッパでは、帯域幅当りの伝送速度の向上と干渉防止というダブル効果を得ることができるデジタル変調方式の直交周波数分割多重方式を次世代デジタルテレビの放送方式として採択している。
直交周波数分割多重方式は、直列形態で入力されるシンボル列を所定のブロック単位の並列データに変換した後、この並列化したシンボルをそれぞれ相違する副搬送波周波数を用いて多重化する方式である。
【０００７】
このような直交周波数分割多重方式は、多重搬送波を用い、既存の単一搬送波による方式とは相当な差異を示している。多重搬送波は、搬送波の相互間において直交性を有している。直交性とは、二つの搬送波の積が‘０’となる性質を意味し、これは、多重搬送波が使用できるための必須条件となる。直交周波数分割多重方式の具現は、高速フーリエ変換（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ：ＦＦＴ）及び逆高速フーリエ変換（Ｉｎｖｅｒｓｅ Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ：ＩＦＦＴ）により行われるが、これは、搬送波間の直交性と高速フーリエ変換の定義により簡単に求められる。
【０００８】
一方、直交周波数分割多重方式の長所は、以下の通りである。テレビ地上伝送方式は、信号の伝送時に発生する反射波、同一チャネル干渉及び隣接チャネル干渉などが伝送品質を左右するというチャネル特性を有し、これにより、伝送システムの設計条件が非常に難しい。
【０００９】
しかし、直交周波数分割多重はマルチパスに強い特性を有する。即ち、様々な搬送波を用いるため、シンボル伝送時間を増加することができる。これは、マルチパスによる干渉信号に相対的に鈍くなり、長時間のエコー信号に対しても性能の低下が少ない。また、既存に存在する信号に対しても強い性質を有するため、同一チャネル干渉に対する影響も少ない。かかる特性のため、単一周波数網（Ｓｉｎｇｌｅ Ｆｒｅｎｑｕｅｎｃｙ Ｎｅｔｗｏｒｋ：ＳＦＮ）を構成することができる。
【００１０】
ここで、単一周波数網とは、一つの放送を全国に対し一つの周波数を用いて放送することを意味する。これにより、同一チャネル干渉が非常に酷くなるが、直交周波数分割多重方式がかかる環境に強いことからこれを用いることができる。このように、単一周波数網を用いると、限られた周波数資源を効率良く使用することができる。
【００１１】
一方、直交周波数分割多重信号は、多重搬送波で構成されており、それぞれの搬送波は、非常に小さい帯域を有する。従って、全体としてのスペクトル形状は、ほぼ方形をなすため、単一搬送波より相対的に周波数の効率が良くなる。また、直交周波数分割多重方式の長所は、直交周波数分割多重信号の波形が白色ガウス雑音と同じであるため、直交周波数分割多重信号において他の放送サービスのＰＡＬ（Ｐｈａｓｅ Ａｌｔｅｒｎａｔｉｏｎ ｂｙ Ｌｉｎｅ）またはＳＥＣＡＭ（Ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ Ｃｏｕｌｅｕｒ ａ Ｍｅｍｏｉｒｅ）方式に比べて干渉が少ない。これにより、直交周波数分割多重方式では、各搬送波毎に異なる変調方式にすることができ、階層的伝送が可能となる。
【００１２】
図１は、従来の直交周波数分割多重受信機の例を示すブロック図である。直交周波数分割多重受信機は、ＡＤＣ（Ａｎａｌｏｇ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）１０と、補間部２０と、ウィンドウ調整部３０と、ＦＦＴ部４０と、誤り検出部５０と、等化部６０及びＦＥＣ（Ｆｏｒｗａｒｄ Ｅｒｒｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔｏｒ）７０とを有する。
【００１３】
ＡＤＣ１０では、直交周波数分割多重信号をサンプリング、量子化及びコーディングを通じてデジタル信号に変換する。補間部２０では、直交周波数分割多重信号の素数倍シンボルタイミングオフセットを補正する。ウィンドウ調整部３０では、直交周波数分割多重信号の整数倍シンボルタイミングオフセットを補正する。ＦＦＴ部４０では、整数倍及び素数倍シンボルタイミングオフセットが補正された直交周波数分割多重信号を高速フーリエ変換する。
【００１４】
誤り検出部５０では、ＡＤＣ１０で直交周波数分割多重信号をデジタル信号に変換するために、サンプリング時に発生する直交周波数分割多重信号のシンボルタイミングオフセットを検出する。この時、誤り検出部５０では、検出されたシンボルタイミングオフセット値を補間部２０及びウィンドウ調整部３０に提供する。等化部６０では、ＦＦＴ部４０から出力された高速フーリエ変換した直交周波数分割多重信号に対して伝送チャネル上で発生した歪みを補償する。この時、等化部６０では、パイロット信号を通じて直交周波数分割多重信号のシンボルに対するタイミング及び周波数の誤差値を算出することにより、直交周波数分割多重信号の伝送チャネル上の歪みを補償する。ＦＥＣ７０では、直交周波数分割多重信号のデータに対し設定された誤り検出方式により誤りを検出し、検出された誤りを訂正する。
【００１５】
図２は、図１の誤り検出部５０の詳細を示すブロック図である。誤り検出部５０は、オフセット検出部５２と、スライド加算機５４と、干渉検出部５６及び差異値算出部５８とを有する。
オフセット検出部５２では、ＡＤＣ１０で発生したシンボルタイミングオフセットを検出する。スライド加算部５４では、オフセット検出部５２で検出されスライド出力されるシンボルタイミングオフセットを、一定の個数ｎに対する平均値を算出する。下記の数式１は、スライド加算部５４での算出結果を示す式である。
【００１６】
【数１】
0003768194.tif 000002
【００１７】
数式１のように、スライド加算部５４では、オフセット検出部５２で検出されスライド出力されるシンボルタイミングオフセットに対しｎ個当たりの平均値ｙ１、ｙ２を算出する。干渉検出部５６では、直交周波数分割多重信号のシンボル間干渉（Ｉｎｔｅｒ Ｓｙｍｂｏｌ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ：ＩＳＩ）を検出する。干渉検出部５６では、平均値ｙ１、ｙ２をシンボル間干渉を検出するためのオフセット値として用いる。
【００１８】
この時、干渉検出部５６で検出するシンボル間干渉に対する情報は整数値である。干渉検出部５６では、検出されたシンボル間干渉に対する情報、即ち、オフセット値をウィンドウ調整部３０に提供する。ウィンドウ調整部３０では、干渉検出部５６から提供されたオフセット値に基づき、直交周波数分割多重信号の高速フーリエ変換のためのウィンドウタイミングを調整する。ウィンドウ調整部３０では、オフセット値が“＋”であると、シンボル間干渉が発生したことと判断し、高速フーリエ変換のウィンドウタイミングを調整する。ウィンドウ調整部３０では、オフセット値が“−”であると、シンボル間干渉が発生していないことと判断する。
【００１９】
差異値算出部５８では、下記の数式２のように、スライド加算部５４で算出された平均値ｙ１、ｙ２の差異値を算出する。この時、差異値算出部５８で算出された差異値は素数である。
【００２０】
【数２】
0003768194.tif 000003
【００２１】
差異値算出部５８では、算出された平均値ｙ１、ｙ２の差異値Ｄを補間部２０に提供する。補間部２０では、差異値算出部５８から提供された差異値Ｄに基づき、ＡＤＣ１０におけるサンプリング時に発生した直交周波数分割多重信号のシンボルタイミングを補償する。
【００２２】
図３は、図２のスライド加算部５４の詳細を示すブロック図である。スライド加算部５４は、加算部５４ａ及び除算部５４ｂを有する。加算部５４ａでは、オフセット検出部５２で検出されスライド出力されるシンボルタイミングオフセットをｎ個ずつ加算する。除算部５４ｂでは、加算部５４ａでｎ個ずつ加算したシンボルタイミングオフセットを‘ｎ’に除算する。
【００２３】
このように、従来の直交周波数分割多重受信機のシンボルタイミングの復元装置は、ｎ個のシンボル当たりに算出されたシンボルタイミングオフセットの平均値ｙ１、ｙ２に基づいて直交周波数分割多重信号のシンボルタイミング及び高速フーリエ変換のためのウィンドウタイミングを調整する。
【００２４】
一方、シンボルタイミングの補償のためのオフセットをより正確に検出するために、スライド加算部５４での加算及び除算を、ｎ個以上のシンボルタイミングオフセットをもって行えるようにすることができる。しかし、これは、製品コストの上昇及び体積の増加の要因となり、且つスライド加算部５４での演算が複雑となり、その加算によるビット長が増加するという問題点がある。また、製品のコスト及び体積を低減させるためにスライド加算部５４での加算及び除算を３つ以下のシンボルタイミングオフセットをもって行うようにする場合、平均値間の偏差が大きくなり、シンボルタイミングオフセットの誤差が大きくなるという問題点がある。それに、動的なチャネル環境では、平均値間の偏差が更に大きくなり、シンボルタイミングオフセットの補償を正確に行い難いという問題点がある。
【００２５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来のシンボルタイミングの復元装置に関する上記問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、静的なチャネル環境のみならず、動的なチャネル環境でもシンボルタイミングの復元が安定して行うことができる直交周波数分割多重受信機のシンボルタイミングの復元装置及び方法を提供することである。
【００２６】
本発明のまた他の目的は、シンボルタイミングの復元をより正確に行うためのスライド加算部での加算及び除算の複雑さと製品コスト及び体積の上昇の問題点を解決することができる直交周波数分割多重受信機のシンボルタイミングの復元装置及び方法を提供することである。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
前記のような目的は、本発明により、高速フーリエ変換した直交周波数分割多重信号からシンボルタイミングオフセットを検出するオフセット検出部と、オフセット検出部から順次に入力される第１のシンボルタイミングオフセット及び第２のシンボルタイミングオフセットに第１の重み因子及び第２の重み因子をそれぞれ乗算して得られた結果値を合算した出力値を算出する因子演算部と、出力値に基づいて伝送チャネル環境による直交周波数分割多重信号のシンボル間の干渉及びサンプリングオフセット値を検出する歪み検出部と、シンボル間の干渉に基づき、直交周波数分割多重信号のシンボルに対するウィンドウタイミングを調整するウィンドウ調整部、及びサンプリングオフセット値に基づき、直交周波数分割多重信号のサンプリングタイミングを補正する補間部と、を含む直交周波数分割多重受信機のシンボルタイミングの復元装置により達成される。
【００２８】
好ましくは、歪み検出部が、出力値をオフセット値にして直交周波数分割多重信号のそれぞれのシンボル間に発生した干渉に該当する整数値を検出する干渉検出部と、連続して入力される出力値の差異値を算出してサンプリング時に生じたサンプリングオフセット値に該当する素数値を算出するサンプリングオフセット検出部と、を有する。
【００２９】
好ましくは、サンプリングオフセット検出部が、出力値のうちの既に入力された第１の出力値に連続する第２の出力値が入力されるまで第１の出力値を所定の時間遅れて出力する遅延部と、第２の出力値から遅延部により遅れた第１の出力値を減算してサンプリングオフセット値に該当する素数値を算出する減算部、及び順次に隣り合う素数値間の変化差が緩やかに保たれるように素数値を所定領域内の値に減殺させるループフィルタと、を有する。
【００３０】
好ましくは、因子演算部が、既に入力された第１のシンボルタイミングオフセットを第１のシンボルタイミングオフセットに連続する第２のシンボルタイミングオフセットが入力されるまで所定の時間格納し出力するレジスタと、第２のシンボルタイミングオフセットに第１の重み因子を乗算する第１の乗算機と、レジスタから出力された第１のシンボルタイミングオフセットに第２の重み因子を乗算する第２の乗算機と、第１の乗算機及び第２の乗算機での乗算により算出された値を加算して出力値を算出し、算出した出力値を外部に出力及びレジスタにバイパスする加算機、及び最初に入力されたシンボルタイミングオフセットを制御信号に応じて外部に出力及びレジスタにバイパスする切り換え部と、を有する。
【００３１】
好ましくは、第１の重み因子と第２の重み因子との和が、“１”であり、また、それぞれ“０”より大きいか同じであり且つ“１”より小さいか同じである。
【００３２】
一方、前記のような目的は、本発明により、受信した直交周波数分割多重信号をデジタル信号に変換するＡＤＣと、デジタル信号の直交周波数分割多重信号を高速フーリエ変換するＦＦＴ部と、高速フーリエ変換した直交周波数分割多重信号のシンボルタイミングオフセットを検出するオフセット検出部と、オフセット検出部から順次に入力される第１のシンボルタイミングオフセット及び第２のシンボルタイミングオフセットに第１の重み因子及び第２の重み因子をそれぞれ乗算して得られた結果値を合算した出力値を算出する因子演算部と、出力値に基づいて直交周波数分割多重信号のシンボル間の干渉及びサンプリングオフセット値を検出する歪み検出部と、シンボル間の干渉に基づき、直交周波数分割多重信号のシンボルに対するウィンドウタイミングを調整するウィンドウ調整部、及びサンプリングオフセット値に基づき、直交周波数分割多重信号のサンプリングタイミングを補正する補間部と、を含む直交周波数分割多重受信機により達成される。
【００３３】
好ましくは、歪み検出部が、出力値をオフセット値にして直交周波数分割多重信号のそれぞれのシンボル間に発生した干渉に該当する整数値を検出する干渉検出部と、連続して入力される出力値の差異値を算出してサンプリングオフセット値に該当する素数値を算出するサンプリングオフセット検出部と、を有する。
【００３４】
好ましくは、サンプリングオフセット検出部が、出力値のうちの既に入力された第１の出力値に連続する第２の出力値が入力されるまで第１の出力値を所定の時間遅れて出力する遅延部と、第２の出力値から遅延部により遅れた第１の出力値を減算してサンプリングオフセット値に該当する素数値を算出する減算部、及び順次に隣り合う素数値間の変化差が緩やかに保たれるように素数値を所定領域内の値に減殺させるループフィルタと、を有する。
【００３５】
好ましくは、因子演算部が、既に入力された第１のシンボルタイミングオフセットを第１のシンボルタイミングオフセットに連続する第２のシンボルタイミングオフセットが入力されるまで所定の時間格納し出力するレジスタと、第２のシンボルタイミングオフセットに第１の重み因子を乗算する第１の乗算機と、レジスタから出力された第１のシンボルタイミングオフセットに第２の重み因子を乗算する第２の乗算機と、第１の乗算機及び第２の乗算機での乗算により算出された値を加算して出力値を算出し、算出した出力値を外部に出力及びレジスタにバイパスする加算機、及び最初に入力されたシンボルタイミングオフセットを制御信号に応じてレジスタにバイパスする切り換え部と、を有する。
【００３６】
一方、前記のような目的は、本発明により、ａ）高速フーリエ変換した直交周波数分割多重信号からシンボルタイミングオフセットを検出するステップと、ｂ）シンボルタイミングオフセットのうちの順次に入力される第１のシンボルタイミングオフセット及び第２のシンボルタイミングオフセットに第１の重み因子及び第２の重み因子をそれぞれ乗算して得られた結果値を合算した出力値を算出するステップと、ｃ）出力値に基づいて直交周波数分割多重信号のシンボル間の干渉及び直交周波数分割多重信号のサンプリングオフセット値を検出するステップ、及びｄ）シンボル間の干渉に基づき、直交周波数分割多重信号のウィンドウタイミングを調整し、サンプリングオフセット値に基づき、直交周波数分割多重信号のサンプリングタイミングを補正するステップと、を含むシンボルタイミングの復元方法により達成される。
【００３７】
好ましくは、ｃ）ステップが、出力値をオフセット値にして直交周波数分割多重信号のそれぞれのシンボル間に発生した干渉に該当する整数値を検出するステップと、連続して入力される出力値の差異値を算出して直交周波数分割多重信号のサンプリングオフセット値に該当する素数値を算出するステップと、を含む。
【００３８】
好ましくは、素数値の算出ステップが、出力値のうちの既に入力された第１の出力値に連続する第２の出力値が入力されるまで第１の出力値を所定の時間遅れて出力するステップと、第２の出力値から第１の出力値を減算してサンプリングオフセット値に該当する素数値を算出するステップ、及び素数値を所定の領域内の値に減殺させるステップと、を含む。
【００３９】
好ましくは、ｂ）ステップが、既に入力された第１のシンボルタイミングオフセットを第１のシンボルタイミングオフセットに連続する第２のシンボルタイミングオフセットが入力されるまで所定の時間格納し出力するステップと、第２のシンボルタイミングオフセットに第１の重み因子を乗算する第１の乗算ステップと、第１のシンボルタイミングオフセットに第２の重み因子を乗算する第２の乗算ステップ、及び第１の乗算ステップ及び第２の乗算ステップでの乗算により算出された値を加算した出力値を算出し、出力値を外部に出力及び格納ステップにより所定の時間格納するステップと、を含む。
【００４０】
本発明によると、オフセット検出部で検出されたシンボルタイミングオフセットの隣り合う二つのシンボルタイミングオフセットにクロスフェード関係にある二つの重み因子を乗算して算出した値を加算して算出した値に基づき、サンプリングタイミング及びウィンドウタイミングの調整のための値を算出することにより、伝送チャネルの環境が変わる場合でもより正確なシンボルのオフセットを補償することができる。
【００４１】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照しながら、本発明にかかる装置の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００４２】
図４は、本発明の好適な実施の形態に係る直交周波数分割多重受信機のシンボルタイミングの復元装置を示すブロック図である。本実施の形態に係るシンボルタイミングの復元装置の説明に先立って、直交周波数分割多重受信機について簡略に説明する。
【００４３】
図４に示すように、直交周波数分割多重受信機は、ＡＤＣ１００と、シンボルタイミングの復元装置５００と、ＦＦＴ部４００と、等化部６００及びＦＥＣ７００とを有する。
【００４４】
ＡＤＣ１００では、受信した直交周波数分割多重信号をサンプリング、量子化、及びコーディングを通じてデジタル信号に変換する。シンボルタイミングの復元装置５００は、ＡＤＣ１００でサンプリングにより発生したサンプリングオフセット及び直交周波数分割多重信号の再生のために行われたフーリエ変換により発生したウィンドウタイミングオフセットを調整する。ＦＦＴ部４００では、シンボルタイミングの復元装置５００で調整されたウィンドウタイミングにより直交周波数分割多重信号を高速フーリエ変換する。等化部６００では、ＦＦＴ部４００から出力された高速フーリエ変換した直交周波数分割多重信号に対し伝送チャネル上で発生した歪みを補償する。この時、等化部６００では、パイロット信号を用いて伝送チャネルにより発生した直交周波数分割多重信号のシンボルに対するタイミング及び周波数の誤差値を算出することにより、直交周波数分割多重信号の伝送チャネル上の歪みを補償する。ＦＥＣ７００では、直交周波数分割多重信号のデータに対し設定された誤り検出方式により誤りを検出し、検出されたデータの誤りを訂正する。
【００４５】
一方、直交周波数分割多重受信機のシンボルタイミングの復元装置５００では、ＡＤＣ１００におけるサンプリング時に発生する直交周波数分割多重信号のサンプリングオフセット及びＦＦＴ部４００のウィンドウタイミングオフセットを検出し、それぞれ補間部２００及びウィンドウ調整部３００に提供する。かかるシンボルタイミングの復元装置５００は、オフセット検出部５１０と、因子演算部５２０と、干渉検出部５３０と、遅延部５４０と、減算部５５０と、ループフィルタ５６０と、補間部２００及びウィンドウ調整部３００とを有する。
【００４６】
オフセット検出部５１０では、ＡＤＣ１００で直交周波数分割多重信号をデジタル信号に変換する過程中のサンプリングを行う際に発生した直交周波数分割多重信号のシンボルタイミングオフセットを検出する。因子演算部５２０では、オフセット検出部５１０で直交周波数分割多重信号の毎シンボル当たりに検出されたシンボルタイミングオフセットのうちの隣り合う二つのシンボルタイミングオフセットにそれぞれ重み因子を乗算し、この乗算による二つの結果値を加算した値を出力する。この時、隣り合う二つのシンボルタイミングオフセットに乗算する二つの重み因子は、二つの重み因子の和が“１”であると共に、互いにクロスフェード（ｃｒｏｓｓｆａｄｅ）関係にある数字である。クロスフェードとは、二つの数字の和がいつも同じ値をとる関係をいう。例えば、一方の重み因子が“０．２”である場合、他方の重み因子が“０．８”である関係をいう。
【００４７】
干渉検出部５３０では、因子演算部５２０から出力された値ｍをオフセット値として直交周波数分割多重信号のシンボル間干渉（ＩＳＩ）を検出する。この時、干渉検出部５３０で検出するシンボル間干渉に対する情報は整数値である。これにより、干渉検出部５３０では、検出されたシンボル間干渉に対する情報をウィンドウ調整部３００に提供する。ウィンドウ調整部３００では、干渉検出部５３０から提供された整数値に基づき、ＦＦＴ部４００の直交周波数分割多重信号の高速フーリエ変換のためのウィンドウタイミングを調整する。即ち、ウィンドウ調整部３００では、整数値が“＋”であると、シンボル間干渉が発生したことと判断してウィンドウタイミングを調整し、整数値が“−”であると、シンボル間干渉が発生していないことと判断する。
【００４８】
遅延部５４０では、因子演算部５２０から出力された値ｍの流れを所定の時間遅らせる。減算部５５０では、遅延部５４０で所定の時間遅れた値を現在に因子演算部５２０から出力される値に減算する。例えば、１番目に因子演算部５２０から出力された値がｍ０で２番目に因子演算部５２０から出力された値がｍ１である場合、減算部５５０では、以下の数式３のような演算を行う。
【００４９】
【数３】
0003768194.tif 000004
【００５０】
即ち、因子演算部５２０では、遅延部５４０で所定の時間遅れて出力された値ｍ０を現在に因子演算部５２０から出力された値ｍ１に減算する。この時、減算された値Ｄは、ループフィルタ５６０に出力される。ループフィルタ５６０では、入力される連続して隣り合う値Ｄ間の差異値が緩やかな変化値を保つように、減算された値Ｄを所定領域内の値Ｄ´で減殺させ補間部２００に出力する。これにより、補間部２００では、ループフィルタ５６０から出力された値Ｄ´に基づき、ＡＤＣ１００におけるサンプリング時に発生したサンプリングオフセットを補正する。
【００５１】
従って、オフセット検出部５１０で検出されたシンボルタイミングオフセットの隣り合う二つのシンボルタイミングオフセットにクロスフェード関係にある二つの重み因子を乗算して算出した値を加算して算出した値ｍに基づいてサンプリングオフセット及びＦＦＴウィンドウタイミングの調整のための値を算出することにより、伝送チャネルの環境変化による補償をすべく、各シンボルのオフセットの誤差を低減することができる。
【００５２】
図５は、図４の因子演算部５２０の詳細を示すブロック図である。因子演算部５２０は、第１の乗算機５２１と、切り換え部（スイッチ）５２３と、レジスタ５２５と、第２の乗算機５２７及び加算機５２９とを有する。
【００５３】
第１の乗算機５２１では、オフセット検出部５１０で検出されたシンボルタイミングオフセットに重み因子“σ”を乗算する。切り換え部５２３では、入力される制御信号Ｃに応じて最初のオフセット検出部５１０で検出されたシンボルタイミングオフセットを外部に出力及びレジスタ５２５にバイパスする。レジスタ５２５では、切り換え部５２３でバイパスされ出力されたシンボルタイミングオフセットを格納する。第２の乗算機５２７では、レジスタ５２５に格納されているシンボルタイミングオフセットに重み因子“１−σ”を乗算する。加算機５２９では、第１の乗算機５２１及び第２の乗算機５２７での乗算により算出された値を加算し、この加算による結果値ｍを出力する。
【００５４】
オフセット検出部５１０で検出されたシンボルタイミングオフセットのうち、１番目の出力値が“ｘ０”で２番目の出力値が“ｘ１“である場合、図５による因子演算部５２０からの出力値は、以下の数式４のように表すことができる。
【００５５】
【数４】
0003768194.tif 000005
【００５６】
ここで、“ｍ０”は、オフセット検出部５１０から１番目に出力されたシンボルタイミングオフセットｘ０が切り換え部５２３により出力された値である。即ち、“ｍ０”は、“ｘ０”と同じ値である。“ｘ１”は、オフセット検出部５１０から２番目に出力されたシンボルタイミングオフセットである。“ｍ１”は、“ｘ１”が因子演算部５２０に入力され演算された因子演算部５２０からの出力値である。即ち、“ｘ１”の入力による因子演算部５２０からの出力値ｍ１は、１番目に出力された値ｍ０に重み因子“１−σ”を乗算した値と２番目に入力された値ｘ１に重み因子“σ”を乗算した値とを加算した値である。この時、算出された値ｍ１は、レジスタ５２５にバイパスされる。
【００５７】
下記の数式５は、オフセット検出部５１０から３番目に出力されたシンボルタイミングオフセットｘ２が入力されることによる因子演算部５２０での演算結果値を表す式である。
【００５８】
【数５】
0003768194.tif 000006
【００５９】
ここで、“ｍ１”は、オフセット検出部５１０から２番目に出力されたシンボルタイミングオフセットｘ１が入力されることによる因子演算部５２０の出力値を表す。“ｘ２”は、オフセット検出部５１０から３番目に出力されたシンボルタイミングオフセットを表す。“ｍ２”は、“ｘ２”が因子演算部５２０に入力されることにより演算された因子演算部５２０の出力値である。即ち、“ｘ２”の入力による因子演算部５２０の出力値ｍ２は、レジスタ５２５に格納されている因子演算部５２０の２番目の出力値ｍ１に重み因子“１−σ”を乗算した値と因子演算部５２０に３番目に入力された値ｘ２に重み因子“σ”を乗算した値とを加算した値である。この時、算出された値ｍ２は、レジスタ５２５にバイパスされる。本実施の形態の因子演算部５２０では、入力されたシンボルタイミングオフセット（ｘ＝ｘ０、ｘ１、ｘ２、ｘ３、・・・、ｘｎ）に対し数式４及び数式５のような出力値（ｍ＝ｍ０、ｍ１、ｍ２、ｍ３、・・・、ｍｎ）を算出する演算動作を繰り返して行う。
【００６０】
これにより、因子演算部５２０に最初に入力されたシンボルタイミングオフセットが“ｘ０”で、最後に入力されたシンボルタイミングオフセットが“ｘｎ”である場合、出力値（ｍ＝ｍ０、ｍ１、ｍ２、ｍ３、・・・、ｍｎ）に対するシンボルタイミングオフセットの比重について説明する。レジスタ５２５にバイパスされる間、出力値（ｍ＝ｍ０、ｍ１、ｍ２、ｍ３、・・・、ｍｎ）に対する“ｘ０”の重み値は小さくなり、相対的に新たに入力されるシンボルタイミングオフセットの重み値は大きくなる。しかし、レジスタ５２５にバイパスされる出力値（ｍ＝ｍ０、ｍ１、ｍ２、ｍ３、・・・、ｍｎ−１）に比べて新たに入力されるシンボルタイミングオフセットの重み値は、相対的に小さくなる。
【００６１】
従って、因子演算部５２０に新たに入力されるシンボルタイミングオフセットに設定された重み因子“σ”を乗算し、既に入力されているシンボルタイミングオフセットの出力値に設定された重み因子“１−σ”を乗算することにより加算の結果値から新たに入力されたシンボルタイミングオフセットの重み値が小さくなることにより、安定したチャネル環境のみならず、ダイナミックなチャネル環境で伝送されることで信号の歪みが酷い直交周波数分割多重信号のシンボルタイミングの復元を安定して行うことができる。なお、重み因子“σ”は、ユーザにより適切に可変して調節することができる。
【００６２】
図６は、本発明による直交周波数分割多重受信機のシンボルタイミングの復元装置を用いた直交周波数分割多重信号のシンボルタイミングの復元方法の好適な実施の形態を示すフローチャートである。
まず、オフセット検出部５１０では、ＡＤＣ１００でデジタル信号に変換及びＦＦＴ部４００で高速フーリエ変換した直交周波数分割多重信号のシンボルタイミングオフセットを検出する（Ｓ１００）。この時、因子演算部５２０では、検出されたシンボルタイミングオフセットのうちの隣り合う二つのシンボルタイミングオフセットにクロスフェード関係の二つの重み因子σ、１−σをそれぞれ乗算し、乗算した両値を加算して出力値ｍを算出する（Ｓ２００）。
【００６３】
干渉検出部５３０では、出力値ｍをオフセット値にしてシンボル間干渉を検出する（Ｓ３００）。この時、干渉検出部５３０では、検出されたシンボル間干渉情報をウィンドウ調整部３００に提供する。一方、遅延部５４０、減算部５５０は、出力値ｍのうちの二つの出力値をもってＡＤＣ１００で直交周波数分割多重信号をデジタル信号に変換するためのサンプリングを行う際に発生したサンプリングオフセットを補償する。この時、ループフィルタ５６０は、隣り合うサンプリングオフセットの差異が緩やかに保たれるように処理し補間部２００に提供する。
【００６４】
これにより、ウィンドウ調整部３００では、干渉検出部５３０で検出されたシンボル間干渉に基づき、ＦＦＴ部４００での高速フーリエ変換のための直交周波数分割多重信号のウィンドウタイミングを調整する（Ｓ４００）。また、補間部２００では、ループフィルタ５６０から提供されたサンプリングオフセットに基づき、ＡＤＣ１００でデジタル信号に変換された直交周波数分割多重信号のサンプリングタイミングを調整する。
【００６５】
図７は、図６のステップ２００でオフセット検出部５１０から１番目及び２番目に入力されたシンボルタイミングオフセットによる因子演算部５２０の動作の詳細を示すフローチャートである。
まず、因子演算部５２０では、オフセット検出部５１０から１番目のシンボルタイミングオフセットｘ０が入力されると、１番目に入力されたシンボルタイミングオフセットｘ０を外部に出力及びレジスタ５２５にバイパスする（Ｓ２１０）。一方、因子演算部５２０の第１の乗算機５２１では、オフセット検出部５１０から２番目のシンボルタイミングオフセットｘ１が入力されると、２番目に入力されたシンボルタイミングオフセットｘ１に重み因子“σ”を乗算する（Ｓ２２０）。この時、因子演算部５２０の第２の乗算機５２７では、レジスタ５２５にバイパスされた１番目のシンボルタイミングオフセットｘ０に重み因子“１−σ”を乗算する（Ｓ２３０）。
【００６６】
これにより、因子演算部５２０の加算機５２９では、２番目のシンボルタイミングオフセットｘ１に重み因子“σ”を乗算した値と１番目のシンボルタイミングオフセットｘ０に重み因子“１−σ”を乗算した値を加算する（Ｓ２４０）。この時、加算機５２９での加算により算出された値は、因子演算部５２０の出力値ｍ１である。また、加算機５２９は、出力値ｍ１を外部に出力し、レジスタ５２５にバイパスする（Ｓ２５０）。
【００６７】
図８は、図７のステップ２５０後にオフセット検出部５１０から３番目に入力されたシンボルタイミングオフセットによる因子演算部５２０の動作の詳細を示すフローチャートである。
まず、因子演算部５２０の第１の乗算機５２１では、３番目に入力されたシンボルタイミングオフセットｘ２に重み因子“σ”を乗算する（Ｓ２６０）。また、第２の乗算機５２７では、レジスタ５２５にバイパスされた出力値ｍ１に“１−σ”を乗算する（Ｓ２７０）。
【００６８】
これにより、加算機５２９では、３番目のシンボルタイミングオフセットｘ２が入力されることによる第１の乗算機５２１及び第２の乗算機での乗算値を加算する（Ｓ２８０）。この時、加算機５２９での加算値は、因子演算部５２０の出力値ｍ２となる。また、加算機５２９では、２番目に算出された出力値ｍ２を外部に出力及びレジスタ５２５にバイパスする（Ｓ２９０）。
【００６９】
従って、既に入力されているシンボルタイミングオフセット及び現在に入力されたシンボルタイミングオフセットに両方の和が“１”であるクロースフェード関係の重み因子をそれぞれ乗算し、その乗算した値を加算して算出された出力値ｍをもってシンボル間干渉及びサンプリングオフセットを検出することにより、伝送チャネルの環境の変化によるシンボル間のタイミングオフセットの誤差の変化を低減することができる。
【００７０】
以上、添付図面を参照しながら本発明の直交周波数分割多重受信機のシンボルタイミングの復元装置及び方法の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的思想に属するものと了解される。
【００７１】
【発明の効果】
本発明によると、オフセット検出部で検出されたシンボルタイミングオフセットの隣り合う二つのシンボルタイミングオフセットにクロースフェード関係にある二つの重み因子を乗算して算出した値を加算することにより算出された値ｍに基づいてサンプリングオフセット及びＦＦＴウィンドウタイミングの調整のための値を算出することにより、伝送チャネルの環境変換による補償すべく各シンボルのオフセットの誤差を低減することができる。
【００７２】
これにより、因子演算部に新たに入力されるシンボルタイミングオフセットに設定された重み因子“σ”を乗算し、既に入力されているシンボルタイミングオフセットの出力値に設定された重み因子“１−σ”を乗算することにより加算の結果値において新たに入力されたシンボルタイミングオフセットの重み値が少なくなることにより、安定したチャネル環境のみならず、ダイナミックなチャネル環境で伝送されることで信号の歪みが酷い直交周波数分割多重信号のシンボルタイミングの復元を安定して行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  従来の直交周波数分割多重受信機の例を示すブロック図である。
【図２】  図１の誤り検出部の詳細を示すブロック図である。
【図３】  図２のスライド加算部の詳細を示すブロック図である。
【図４】  本発明による直交周波数分割多重受信機のシンボルタイミングの復元装置の好適な実施の形態を示すブロック図である。
【図５】  図４の因子演算部の詳細を示すブロック図である。
【図６】  本発明による直交周波数分割多重受信機のシンボルタイミングの復元装置を用いた直交周波数分割多重信号のシンボルタイミングの復元装置の好適な実施の形態を示すフローチャートである。
【図７】  図６のステップ２００においてオフセット検出部から１番目及び２番目に入力されたシンボルタイミングオフセットによる因子演算部の動作の詳細を示すフローチャートである。
【図８】  図７のステップ２５０後にオフセット検出部から３番目に入力されたシンボルタイミングオフセットによる因子演算部の動作の詳細を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１００    ＡＤＣ
２００    補間部
３００    ウィンドウ調整部
４００    ＦＦＴ
５００    復元装置
５４０    遅延部
５５０    減算部
５６０    ループフィルタ
６００    等化部
７００    ＦＥＣ
【図１】
0003768194.tif 000007
【図２】
0003768194.tif 000008
【図３】
0003768194.tif 000009
【図４】
0003768194.tif 000010
【図５】
0003768194.tif 000011
【図６】
0003768194.tif 000012
【図７】
0003768194.tif 000013
【図８】
0003768194.tif 000014