УСТРОЙСТВО ПРИЕМА, СПОСОБ ПРИЕМА И ПРОГРАММА
RECEPTION DEVICE, RECEPTION METHOD AND PROGRAMME

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к устройствам приема, способам приема и программам и в частности к устройству приема, способу приема и программе, которые позволяют осуществлять высокоточное определение, представляет ли собой среда канала среду с одним путем распространения или среду пути с близкой (минимальной) задержкой.
Уровень техники
В качестве системы модуляции для наземной цифровой широковещательной передачи используют систему модуляции, называемую системой мультиплексирования с ортогональным частотным разделением каналов (OFDM, МОЧР).
В системе МОЧР большое количество ортогональных поднесущих установлено в полосе передачи. Кроме того, данные выделяют для амплитуды и фазы каждой из поднесущих, и цифровую модуляцию выполняют, используя фазовую манипуляцию (PSK, ФМн) или квадратурную амплитудную манипуляцию (QAM, КАМ).
Система МОЧР имеет такую характеристику, что общая ее скорость передачи аналогична скорости существующих систем модуляции, хотя полоса на одну поднесущую является узкой, и скорость передачи данных остается низкой в системе МОЧР из-за того, что вся полоса передачи разделена на большое количество поднесущих. Кроме того, система МОЧР имеет такую характеристику, что ее устойчивость к многолучевому распространению может быть улучшена, благодаря тому, что предусмотрен защитный интервал, который будет описан ниже.
Кроме того, в системе МОЧР модуляция может осуществляться с использованием операции обратного быстрого преобразования Фурье (IFFT, ОБПФ) для выполнения обратного преобразования Фурье, поскольку данные размещены на множестве поднесущих. Демодуляция сигнала МОЧР, полученного в результате модуляции, может осуществляться с использованием операции быстрого преобразования Фурье (FFT, БПФ) для выполнения преобразования Фурье.
Поэтому устройство передачи, предназначенное для передачи сигнала МОЧР, может быть сформировано путем использования цепи, выполняющей операцию ОБПФ, и устройство приема для приема сигнала МОЧР может быть сформировано путем использования цепи, выполняющей операцию БПФ.
Благодаря описанным выше характеристикам, систему МОЧР часто применяют при наземной цифровой широковещательной передаче, которая в чрезвычайной степени подвержена влиянию многолучевой интерференции. Примеры стандартов наземной цифровой широковещательной передачи, в которых используется система МОЧР, включают в себя цифровое телевидение с широковещательной передачей видеосигналов по наземному каналу передачи (DVB-T, ЦТВ-Н), интегрированные услуги цифровой широковещательной передачи по наземному каналу передачи (ISDB-T, ИУЦТ-Н), и ISDB - по наземному каналу передачи для широковещательной передачи звука (ISDB-TSB, ISDB-ШПЗ).
На фиг.1 показана схема, представляющая символы МОЧР.
В системе МОЧР передачу сигналов осуществляют на основе модулей, называемых символами МОЧР.
Как показано на фиг.1, один символ МОЧР состоит из полезного символа, который представляет собой интервал сигнала, для которого выполняют ОБПФ во время передачи, и защитного интервала (ниже называемого GI (ЗИ)), получаемого путем копирования формы колебаний одной части в следующей половине полезного символа. ЗИ вставляют в положении, предшествующем полезному символу по оси времени. В системе МОЧР вставка ЗИ может предотвратить интерференцию между символами МОЧР, которая возникает в среде с многолучевым распространением.
Если длина полезного символа в символе МОЧР, то есть длительность полезного символа как длительность, которая не включает в себя защитный интервал, составляет Tu [секунд], и интервал между поднесущими равен Fc [Гц], удовлетворяется взаимозависимость, выраженная уравнением Fc=1/Tu.
Один фрейм передачи МОЧР формируют путем сборки множества таких символов МОЧР. Например, в стандарте ИУЦТ-Н один фрейм передачи МОЧР сформирован из 204 символов МОЧР. Положения вставки пилотного сигнала определены на основе модуля такого фрейма передачи МОЧР.
В системе МОЧР, в которой система модуляции КАМ используется как система модуляции для соответствующих поднесущих, амплитуда и фаза поднесущей во время передачи отличаются от амплитуды и фазы поднесущей во время приема на основе каждой поднесущей, из-за влияния многолучевого распространения и тому подобное во время передачи. Поэтому сторона приема должна выполнять выравнивание сигнала для того, чтобы амплитуду и фазу принятого сигнала можно было сделать равными передаваемому сигналу.
В системе МОЧР пилотные сигналы, имеющие заданную амплитуду и заданную фазу, вставляют в символ передачи распределенным образом на стороне передачи. Кроме того, сторона приема получает частотную характеристику канала на основе амплитуды и фазы пилотных сигналов, чтобы, таким образом, выровнять принятый сигнал.
Пилотный сигнал, используемый для расчета характеристики канала, называется рассеянным пилотным сигналом (ниже называется сигналом SP (РП)). На фиг.2 показана структура компоновки сигналов РП в символах МОЧР, используемых в стандарте ЦТВ-Н и в стандарте ИУЦТ-Н. На фиг.2 вертикальное направление соответствует направлению времени, и горизонтальное направление соответствует направлению частоты.
На фиг.3 показана блок-схема, представляющая пример конфигурации приемника МОЧР предшествующего уровня техники.
Тюнер 2 осуществляет преобразование частоты RF (РЧ, радиочастотного) сигнала, принимаемого приемной антенной 1 в сигнал IF (ПЧ, промежуточной частоты), и выводит сигнал ПЧ в схему 3 A/D (А/Ц, аналогово-цифрового) преобразования.
Схема 3 А/Ц преобразования выполняет А/Ц преобразование для ПЧ сигнала, подаваемого из тюнера 2, и выводит цифровой ПЧ сигнал в схему 4 квадратурной демодуляции.
Схема 4 квадратурной демодуляции выполняет квадратурную демодуляцию, используя несущую, передаваемую из схемы 5 генерирования несущей, чтобы, таким образом, получить сигнал МОЧР в основной полосе и вывести его. Такой сигнал МОЧР в основной полосе представляет собой сигнал в области времени перед операцией БПФ.
Ниже сигнал МОЧР в основной полосе, перед операцией БПФ, называется сигналом МОЧР в области времени. Сигнал МОЧР в области времени получают как комплексный сигнал, включающий в себя компонент реальной оси (сигнал I-канала) и компонент мнимой оси (сигнал Q-канала) как результат квадратурной демодуляции. Сигнал МОЧР в области времени, выводимый из схемы 4 квадратурной демодуляции, передают в схему 5 генерирования несущей, схему 6 БПФ, схему 7 управления интервалом БПФ и схему 10 оценки профиля задержки.
Схема 5 генерирования несущей генерирует несущую, имеющую заданную частоту, на основе сигнала МОЧР в области времени, передаваемого из схемы 4 квадратурной демодуляции, и выводит эту несущую в схему 4 квадратурной демодуляции.
Схема 6 БПФ выделяет сигнал в диапазоне длительности полезного символа из сигнала одного символа МОЧР на основе инициирующего импульса БПФ, передаваемого из схемы 7 управления интервалом БПФ. Кроме того, схема 6 БПФ выполняет операцию БПФ для выделенного сигнала МОЧР в области времени, чтобы, таким образом, выделить данные, переносимые путем квадратурной модуляции соответствующих поднесущих.
Начальное положение операции БПФ представляет собой любое положение в диапазоне от положения А на фиг.1, которое эквивалентно границе символа МОЧР, до положения В, которое эквивалентно границе между ЗИ и полезным символом. Рабочий диапазон БПФ называется интервалом БПФ, и начальное положение интервала БПФ определяют по инициирующему импульсу БПФ, передаваемому из схемы 7 управления интервала БПФ.
Схема 6 БПФ выводит сигнал МОЧР, представляющий выделенные данные. Этот сигнал МОЧР представляет собой сигнал в области частоты, полученный после операции БПФ. Ниже сигнал МОЧР, полученный после операции БПФ, будет называться сигналом МОЧР в области частот. Сигнал МОЧР в области частоты передают в схему 8-1 выделения РП и в схему 8-4 делителя, в схему 8 компенсации искажений канала.
Схема 7 управления интервалом БПФ определяет этот интервал БПФ на основе сигнала МОЧР в области времени, передаваемого из схемы 4 квадратурной демодуляции, и оценки профиля задержки, получаемой схемой 10 оценки профиля задержки, и выводит инициирующий импульс БПФ в схему 6 БПФ.
Схема 8 компенсации искажений канала включает в себя схему 8-1 выделения РП, схему 8-2 оценки характеристики в направлении времени, схему 8-3 интерполяции характеристики в направлении частоты и схему 8-4 делителя.
Схема 8-1 выделения РП выделяет РП сигналы из сигнала МОЧР в области частоты и удаляет компонент модуляции сигналов РП, чтобы, таким образом, получить оценку характеристики канала для сигналов РП. Схема 8-1 выделения РП выводит данные характеристики канала, представляющие оценку характеристики канала, в схему 8-2 оценки характеристики в направлении времени.
1
2
Схема 8-2 оценки характеристики в направлении времени выполняет оценку характеристики канала для соответствующих символов МОЧР, размещенных вдоль направления времени от поднесущей, в которой расположен сигнал РП, на основе оценки характеристики канала, полученной схемой 8-1 выделения РП. Например, путем использования характеристики канала для сигнала РП, такого как РП на фиг.2, и характеристики канала для сигнала РП, такого как РП, оценка которого была получена схемой 8-1 выделения РП, схема 8-2 оценки характеристики в направлении времени выполняет оценку характеристики канала для других символов на участке А1 на фиг.2.
Сигнал РП вставляют в каждую двенадцатую поднесущую в символе МОЧР в одно и то же время. Поэтому оценку характеристики канала для каждой третьей поднесущей получают с помощью схемы 8-2 оценки характеристики в направлении времени. Схема 8-2 оценки характеристики в направлении времени выводит данные, представляющие оценку характеристики канала каждой третьей поднесущей. Данные, выводимые из схемы 8-2 оценки характеристики в направлении времени, подают в схему 8-3 интерполяции характеристики в направлении частоты и в схему 10 оценки профиля задержки.
Схема 8-3 интерполяции характеристики в направлении частоты выполняет обработку интерполяции частоты как обработку интерполяции характеристики канала в направлении частоты, чтобы, таким образом, получить оценку характеристики канала поднесущих для каждого символа МОЧР в направлении частоты из характеристики канала каждой третьей поднесущей.
2
Обработку интерполяции частоты реализуют путем применения фильтра низкой частоты к данным, получаемым после трехкратного повышения частоты выборки для данных, представляющих характеристику канала каждой третьей поднесущей. Схема 8-3 интерполяции характеристики в направлении частоты содержит множество фильтров низкой частоты как фильтр интерполяции, и фильтр интерполяции, используемый при обработке интерполяции частоты, определен по сигналу выбора фильтра, передаваемому из схемы 11 выбора фильтра интерполяции частоты. Например, схема 8-3 интерполяции характеристики в направлении частоты выполняет оценку характеристики канала для положений символа МОЧР, включенных в участок А на фиг.2, положения, для которых оценка характеристики канала еще не была получена.
В результате получают оценку характеристики канала для всех поднесущих. Схема 8-3 интерполяции характеристики в направлении частоты выводит в схему 8-4 делителя данные, представляющие результат оценки характеристики канала для всех поднесущих.
Схема 8-4 делителя выводит искажения, включенные в сигнал МОЧР в области частоты на основе характеристики канала для всех поднесущих, передаваемых из схемы 8-3 интерполяции характеристики в направлении частоты. Схема 8-4 делителя выводит сигнал МОЧР в области частоты, искажения которого были скорректированы, в схему 9 коррекции ошибки.
Схема 9 коррекции ошибки выполняет обработку обратного перемежения для сигнала, перемежение которого было выполнено на стороне передачи, и выполняет такую обработку, как устранение выкалывания, декодирование Витерби, удаление сигнала рассеяния и RS (PC, Рида-Соломона) декодирование. Схема 9 коррекции ошибки выводит данные, получаемые в результате различного рода обработки, в схему последующего этапа как декодированные данные.
Схема 10 оценки профиля задержки выполняет оценку профиля задержки канала путем получения характеристики временного отклика канала. Например, схема 10 оценки профиля задержки выполняет оценку профиля задержки путем выполнения ОБПФ для характеристики канала, оценка которой была получена схемой 8-2 оценки характеристики в направлении времени, и выполняет пороговую обработку для результата ОБПФ. Часть, из которой получают значение, равное или меньшее, чем пороговое значение, называется компонентом шумов, и при этом определяют, что существует путь в части, из которой получают значение, превышающее пороговое значение.
Профиль задержки, оценку которого получают с помощью схемы 10 оценки профиля задержки, передают в схему 7 управления интервалом БПФ и в схему 11 выбора фильтра интерполяции частоты. В качестве способа оценки профиля задержки также известен способ, в котором оценку профиля задержки выполняют по сигналу МОЧР в области времени, используя согласованный фильтр (MF, СФ), коэффициент ответвления которого представляет период ЗИ.
Схема 11 выбора фильтра интерполяции частоты получает распределение задержки на основе профиля задержки, оценка которого была получена схемой 10 оценки профиля задержки, и выбирает фильтр интерполяции, имеющий полосу фильтра, пригодную для распределения задержки. Схема 11 выбора фильтра интерполяции частоты выводит сигнал выбора фильтра, определяющий выбранный фильтр интерполяции, в схему 8-3 интерполяции характеристики в направлении частоты.
На фиг.4 показана схемой, представляющей пример конфигурации схемы 8-3 интерполяции характеристики в направлении частоты.
0
N-1
0
N-1
Как показано на фиг.4, схема 8-3 интерполяции характеристики в направлении частоты включает в себя схемы 8-3а-8-3a фильтра интерполяции частоты и схему 8-3b селектора. Данные, которые выводят из схемы 8-2 оценки характеристики в направлении времени и которые представляют характеристику канала каждой третьей поднесущей, подают в схемы 8-3а-8-3a фильтра интерполяции частоты. Сигнал выбора фильтра, выводимый из схемы 11 выбора фильтра интерполяции частоты, подают в схему 8-3b селектора.
0
N-1
Каждая из схем 8-3а-8-3a фильтра интерполяции частоты выполняет обработку интерполяции частоты для данных, представляющих характеристику канала каждой третьей поднесущей, используя заданный фильтр интерполяции, и выводит данные, представляющие результат обработки интерполяции частоты, в схему 8-3b селектора.
0
1
N-1
В примере, показанном на фиг.4, схема 8-3а фильтра интерполяции частоты выполняет обработку интерполяции путем использования фильтра интерполяции, имеющего полосу BWO фильтра, и схема 8-3a фильтра интерполяции частоты выполняет обработку интерполяции, используя фильтр интерполяции, имеющий полосу BW1 фильтра. Схема 8-3a фильтра интерполяции частоты выполняет обработку интерполяции, используя фильтр интерполяции, имеющий полосу BW (N-1) фильтра. На фиг.5 показана схема, в которой полосы BW0-BW3 фильтра представлены на временной оси.
В примере, показанном на фиг.5, ширина полосы для полосы BWO фильтра является наибольшей, и ширина полосы для полосы BW3 фильтра является наименьшей. Положение направленного вверх белого треугольника обозначает центральное положение полосы фильтра. Обработку интерполяции частоты выполняют таким образом, что центральное положение полосы фильтра устанавливают в то же положение, что и центральное положение распределения задержки.
0
N-1
Схема 8-3b селектора выбирает из данных, передаваемых из схем 8-3а-8-3aфильтра интерполяции частоты, данные результата интерполяции характеристики канала, получаемые в результате обработки интерполяции частоты, используя фильтр интерполяции, определенный по сигналу выбора фильтра. Сигнал, выбранный схемой 8-3b селектора, выводят в схему 8-4 делителя.
Примеры документов предшествующего уровня техники включают в себя выложенный японский патент №2002-232390 и выложенный японский патент №2008-35377.
Сущность изобретения
В частности, обычно ЗИ исключают из субъекта операции БПФ. Однако, если сигнал как субъект операции БПФ представляет собой сигнал МОЧР с циклическим префиксом, возможно эффективно использовать информацию ЗИ, если среда канала представляет собой среду с одним путем распространения, не содержащую пути задержки. В соответствии с таким свойством используется следующая характеристика: сигнал ЗИ соответствует сигналу интервала, который присутствует в конце полезного символа и используется как источник копии для ЗИ.
Например, применяют функцию окна для выполнения следующей операции. В частности, амплитуду сигнала ЗИ и сигнала интервала как источника копии ЗИ делят пополам, и сигнал ЗИ, имеющий половину амплитуды, добавляют к сигналу интервала как источника копии, имеющему половину амплитуды. Кроме того, другой интервал, кроме ЗИ, и такой интервал, как источник копии, умножают на единицу. После этого устанавливают интервал БПФ, начальное положение которого совпадает с конечным положением ЗИ, и выполняют операцию БПФ. Это позволяет улучшить отношение S/N (С/Ш, отношение сигнал/шум) интервала как источника копии для ЗИ.
Необходимо с высокой точностью определять, что среда канала представляет собой среду с одним путем распространения, для того чтобы выполнять такую операцию БПФ с эффективным использованием сигнала ЗИ. Однако, в способе определения предшествующего уровня техники, в котором используется профиль задержки, точность определения часто недостаточна. Обработку порогового значения выполняют в оценке профиля задержки, как описано выше. При такой обработке компонент шумов часто ошибочно детектируют как путь.
Если выполняют ошибочное определение, представляет ли собой среда канала среду с одним путем распространения, и операцию БПФ выполняют после применения такой функции окна, хотя среда канала не представляет собой среду с одним путем распространения, другой сигнал, вместо ЗИ, будет добавлен к сигналу интервала как источник копии для ЗИ. В результате происходит ухудшение сигнала, получаемого в результате демодуляции.
Кроме того, если можно определить с высокой точностью, что среда канала представляет собой среду с одним путем распространения, полосу фильтра интерполяции и так далее можно установить для этого одиночного пути распространения при обработке интерполяции частоты. Поэтому качество сигнала может быть улучшено.
В настоящем изобретении существует потребность обеспечить возможность выполнения высокоточного определения, представляет ли собой среда канала среду с одним путем распространения или среду с путем с близкой задержкой.
В соответствии с вариантом воплощения настоящего изобретения предложено устройство приема, включающее в себя блок выделения пилотного сигнала, выполненный с возможностью выделения пилотного сигнала из принятого сигнала МОЧР, блок оценки, выполненный с возможностью оценки характеристики канала сигнала МОЧР для пилотного сигнала и интерполяции характеристики канала в направлении времени, чтобы, таким образом, получать характеристику канала каждого заданного количества поднесущих, и интерполятор, выполненный с возможностью выполнения фильтрации характеристики канала каждого заданного количества поднесущих с помощью фильтра интерполяции, имеющего первую полосу, для интерполяции характеристики канала в направлении частоты, чтобы, таким образом, получать первую характеристику канала для всех поднесущих и выполнять фильтрацию характеристики канала каждого заданного количества поднесущих, используя фильтр интерполяции, имеющий вторую полосу, более широкую, чем первая полоса, для интерполяции характеристики канала в направлении частоты, чтобы, таким образом, получать вторую характеристику канала для всех поднесущих. Устройство приема дополнительно включает в себя корректор искажений, выполненный с возможностью коррекции искажений сигнала МОЧР путем использования первой характеристики канала для всех поднесущих и коррекции искажений сигнала МОЧР путем использования второй характеристики канала для всех поднесущих, калькулятор, выполненный с возможностью расчета качества каждого из сигналов МОЧР, искажения которых были скорректированы, и определитель, выполненный с возможностью определения, представляет ли собой или нет среда канала среду с одним путем распространения или среду с путем распространения с близкой задержкой, в котором все пути распространения разрешено включать в полосу пропускания фильтра интерполяции, имеющего первую полосу, на основе качества первого сигнала со скорректированными искажениями, который представляет собой сигнал МОЧР, искажения которого были скорректированы путем использования первой характеристики канала для всех поднесущих, и качества второго сигнала со скорректированными искажениями, который представляет собой сигнал МОЧР, искажения которого были скорректированы путем использования второй характеристики канала для всех поднесущих.
В соответствии с другими вариантами воплощения настоящего изобретения предложены способ и программа приема, каждый из которых включает в себя этапы: выделяют пилотный сигнал из принятого сигнала МОЧР, выполняют оценку характеристики канала сигнала МОЧР для пилотного сигнала и выполняют интерполяцию характеристики канала в направлении времени, чтобы, таким образом, получать характеристику канала каждого заданного количества поднесущих и выполняют фильтрацию характеристики канала каждого заданного количества поднесущих, используя фильтр интерполяции, имеющий первую полосу, для интерполяции характеристики канала в направлении частоты, чтобы, таким образом, получать характеристику первого канала для всех поднесущих, и выполнять фильтрацию характеристики канала каждого заданного количества поднесущих с помощью фильтра интерполяции, имеющего вторую полосу, более широкую, чем первая полоса, для интерполяции характеристики канала в направлении частоты, с тем, чтобы, таким образом, получать вторую характеристику канала для всех поднесущих. Способ приема и программа каждый дополнительно включает в себя этапы: корректируют искажения сигнала МОЧР, используя первую характеристику канала для всех поднесущих, и корректируют искажения сигнала МОЧР путем использования второй характеристики канала для всех поднесущих, рассчитывают качество каждого из сигналов МОЧР, искажения которых были скорректированы, и определяют, представляет ли собой или нет среда канала среду с одним путем распространения или среду с путем распространения с близкой задержкой, в которой все пути распространения разрешено включать в полосу пропускания фильтра интерполяции, имеющего первую полосу, на основе качества первого сигнала со скорректированными искажениями, который представляет собой сигнал МОЧР, искажения которого были скорректированы путем использования первой характеристики канала для всех поднесущих, и качества второго сигнала со скорректированными искажениями, который представляет собой сигнал МОЧР, искажения которого были скорректированы путем использования второй характеристики канала для всех поднесущих.
В вариантах воплощения настоящего изобретения пилотный сигнал выделяют из принятого сигнала МОЧР. Оценивают характеристику канала сигнала МОЧР для пилотного сигнала, и характеристику канала интерполируют в направлении времени, чтобы, таким образом, получить характеристику канала каждого заданного количества поднесущих. Фильтрацию характеристики канала каждого заданного количества поднесущих выполняют с помощью фильтра интерполяции, имеющего первую полосу, для интерполяции характеристики канала в направлении частоты, с тем, чтобы, таким образом, получить первую характеристику канала для всех поднесущих. Кроме того, фильтрацию характеристики канала каждого заданного количества поднесущих выполняют с помощью фильтра интерполяции, имеющего вторую полосу, более широкую, чем первая полоса, для интерполяции характеристики канала в направлении частоты, чтобы, таким образом, получить вторую характеристику канала для всех поднесущих. Искажение сигнала МОЧР корректируют путем использования первой характеристики канала для всех поднесущих, и искажение сигнала МОЧР корректируют путем использования второй характеристики канала для всех поднесущих. Рассчитывают качество каждого из сигналов МОЧР, искажения которого были скорректированы. Кроме того, определяют, представляет ли собой или нет среда канала среду с одним путем распространения или среду с путем с близкой задержкой, в которой все пути разрешено включать в полосу пропускания фильтра интерполяции, имеющего первую полосу, на основе качества первого скорректированного сигнала искажения, который представляет собой сигнал МОЧР, искажения которого были скорректированы путем использования первой характеристики канала для всех поднесущих, и качества второго скорректированного сигнала искажения, который представляет собой сигнал МОЧР, искажения которого были скорректированы путем использования второй характеристики канала для всех поднесущих.
Варианты воплощения настоящего изобретения обеспечивают возможность выполнения высокоточной оценки, представляет ли собой или нет среда канала среду с одним путем распространения или среду с путем с близкой задержкой.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 показана схема, представляющая символы МОЧР;
на фиг.2 показана схема, представляющая структуру компоновки сигналов РП;
на фиг.3 показана блок-схема, представляющая пример конфигурации приемника МОЧР предшествующего уровня техники;
на фиг.4 показана схема, представляющая пример конфигурации схемы интерполяции характеристики в направлении частоты по фиг.3;
на фиг.5 показана схема, представляющая полосы фильтра;
на фиг.6 показана блок-схема, представляющая пример конфигурации приемника в соответствии с одним вариантом воплощения настоящего изобретения;
на фиг.7 показана схема, представляющая пример управления операцией БПФ;
на фиг.8 показана схема, представляющая другой пример управления операцией БПФ;
на фиг.9 показана схема, представляющая пример конфигурации схемы интерполяции характеристики в направлении частоты по фиг.6;
на фиг.10 показана схема, представляющая данные оценки характеристики в направлении времени;
на фиг.11 показана схема, представляющая данные интерполяции характеристики в направлении частоты;
на фиг.12 показана схема, представляющая пример данных в области времени для данных характеристики интерполяции нулевого значения;
на фиг.13А-13D показаны схемы, поясняющие качество сигнала для сигнала МОЧР в области частот;
на фиг.14А и 14В показаны схемы, поясняющие изменения качества сигнала, в зависимости от центра полосы фильтра;
на фиг.15А и 15В показаны схемы, поясняющие изменения качества сигнала, в зависимости от центра полосы фильтра, когда среда канала не представляет собой среду с одним путем распространения;
на фиг.16А и 16В показаны схемы, поясняющие изменения качества сигнала, в зависимости от центра полосы фильтра, когда среда канала представляет собой среду с одним путем распространения;
на фиг.17 показана схема, представляющая пример конфигурации схемы выбора оптимального коэффициента фильтра по фиг.6;
на фиг.18 показана схема, представляющая пример конфигурации схемы определения пути с близкой задержкой по фиг.17;
на фиг.19 показана схема, представляющая другой пример конфигурации схемы определения пути с близкой задержкой по фиг.17;
на фиг.20 показана схема, представляющая дополнительный другой пример конфигурации схемы определения пути с близкой задержкой по фиг.17;
на фиг.21 показана схема, представляющая дополнительный другой пример конфигурации схемы определения пути с близкой задержкой по фиг.17;
на фиг.22А-22С показаны схемы, представляющие пример компонентов обратного распространения путей распространения;
на фиг.23А-23С показаны схемы, представляющие другой пример компонентов обратного распространения путей распространения;
на фиг.24 показана схема, представляющая состояние, в котором применяют узкополосный фильтр;
на фиг.25 показана блок-схема последовательности операций, поясняющая обработку приема приемника;
на фиг.26 показана блок-схема последовательности операций, поясняющая обработку выбора коэффициента фильтра, выполняемую на этапе S8 на фиг.25;
на фиг.27 показана блок-схема, представляющая другой пример конфигурации приемника в соответствии с одним вариантом воплощения настоящего изобретения;
на фиг.28 показана схема, представляющая пример конфигурации схемы выбора оптимального коэффициента фильтра по фиг.27;
на фиг.29 показана схема, представляющая пример конфигурации схемы определения пути с близкой задержкой по фиг.28; и
на фиг.30 показана блок-схема, представляющая пример конфигурации компьютера.
Подробное описание изобретения
<1. Первый вариант воплощения>
[Пример конфигурации приемника]
На фиг.6 показана блок-схема, представляющая пример конфигурации приемника 100 в соответствии с одним вариантом воплощения настоящего изобретения.
Из компонентов, показанных на фиг.6, те же компоненты, которые представлены на фиг.3, обозначены одинаковыми номерами ссылочных позиций. Повторное описание соответственно исключено.
Конфигурация приемника 100 по фиг.6 отличается от конфигурации, показанной на фиг.3, в основном тем, что предусмотрена схема 21 выбора оптимального коэффициента фильтра вместо схемы 11 выбора фильтра интерполяции частоты. Кроме того, в качестве схемы выполнения обработки интерполяции частоты предусмотрена схема 22 интерполяции характеристики в направлении частоты, которая изменяет характеристики, такие как полоса фильтра интерполяции, на основе коэффициента, подаваемого из схемы 21 выбора оптимального коэффициента фильтра, и выполняет обработку интерполяции частоты, предусмотренную в схеме 8 компенсации искажений в канале.
В приемнике 100 по фиг.6 вместо способа управления фильтром интерполяции, применявшегося при обработке интерполяции частоты на основе профиля задержки, используется способ выполнения проверок обработки интерполяции частоты с использованием множества фильтров интерполяции и управление фильтром интерполяции, который фактически используется.
По характеристикам качества сигнала, получаемого в результате проверок обработки интерполяции частоты, определяют, представляет ли собой среда канала среду, включающую в себя только один путь распространения как основной путь, или среду, включающую в себя только путь с близкой задержкой как другой путь, кроме основного пути. Фильтром интерполяции управляют на основе результата определения. Результат определения, представляет ли собой среда канала среду, включающую в себя только один путь распространения как основной путь, или среду, включающую в себя только путь близкой задержки как другой путь, кроме основного пути, используют также в операции БПФ.
Ниже в случае, когда нет необходимости различать среду с одним путем распространения, включающим в себя только один путь распространения как основной путь, от среды пути распространения с близкой задержкой, включающей в себя только путь распространения с близкой задержкой как другой путь, кроме основного пути, описание будет приведено, соответственно, так, что среда пути распространения с близкой задержкой охватывает среду с одним путем распространения. Определение пути с близкой задержкой, который будет описан ниже, представляет собой определение, является или нет среда канала средой с одним путем распространения или средой с путем распространения с близкой задержкой.
Тюнер 2 выполняет преобразование частоты РЧ сигнала, принимаемого приемной антенной 1, в сигнал ПЧ и выводит сигнал ПЧ в схему 3 А/Ц преобразования.
Схема 3 А/Ц преобразования выполняет А/Ц преобразование для ПЧ сигнала и выводит цифровой сигнал ПЧ в схему 4 квадратурной демодуляции.
Схема 4 квадратурной демодуляции выполняет квадратурную демодуляцию путем использования несущей, передаваемой из схемы 5 генерирования несущей, с тем, чтобы, таким образом, получить сигнал МОЧР в области времени и вывести его.
Схема 5 генерирования несущей генерирует несущую, имеющую заданную частоту, и выводит ее в схему 4 квадратурной демодуляции.
Схема 6 БПФ соответствующим образом применяет функцию окна в соответствии с управлением, выполняемым схемой 7 управления интервалом БПФ, и устанавливает интервал БПФ на основе инициирующего импульса БПФ, передаваемого из схемы 7 управления интервалом БПФ. Кроме того, схема 6 БПФ выполняет операцию БПФ для сигнала МОЧР в области времени в интервале БПФ. Схема 6 БПФ выводит сигнал МОЧР в области частоты, который выделяют с помощью операции БПФ, и которая представляет данные, переносимые с использованием квадратурной модуляции соответствующими поднесущими в схему 8-1 выделения РП, схему 8-4 делителя и в схему 21 выбора оптимального коэффициента фильтра.
Схема 7 управления интервалом БПФ управляет операцией БПФ, выполняемой с помощью схемы 6 БПФ, на основе флага определения пути распространения с близкой задержкой, который передают из схемы 21 выбора оптимального коэффициента фильтра, и оценки профиля задержки, полученной схемой 10 оценки профиля задержки. Флаг определения пути распространения с близкой задержкой обозначает, представляет ли собой среда канала среду с путем распространения с близкой задержкой.
На фиг.7 показана схема, представляющая пример управления операцией БПФ, когда среда распространения канала не представляет собой среду с путем распространения с близкой задержкой.
Основной путь и путь задержки показаны на фиг.7. Путь задержки представляет собой путь, который имеет значительную величину задержки относительно основного пути и поэтому не представляет собой путь распространения с близкой задержкой.
В этом случае, как показано на фиг.7, интервал БПФ, начальное положение которого совпадает с конечным положением ЗИ в основном пути, устанавливают для каждого символа МОЧР на основе инициирующего импульса БПФ, и операцию БПФ выполняют с помощью схемы 6 БПФ для сигнала в интервале БПФ. Операцию БПФ выполняют за исключением части ЗИ.
На фиг.8 показана схема, представляющая пример управления операцией БПФ, когда среда канала представляет собой среду с одним путем распространения, и поэтому определяют, что среда канала представляет собой среду пути распространения с близкой задержкой.
1
2
Только основной путь показан в самом верхнем ряду на фиг.8. В этом случае функцию окна применяют к сигналу МОЧР в области времени с помощью схемы 6 БПФ в соответствии с управлением, выполняемым схемой 7 управления интервалом БПФ. В результате, как показано стрелкой A на фиг.8, амплитуду сигнала ЗИ и сигнала интервала как источника копии для ЗИ уменьшают вдвое. Кроме того, как показано стрелкой А, сигнал ЗИ, имеющий половину амплитуды, добавляют к сигналу интервала как источника копии для ЗИ, имеющего половину амплитуды.
Для сигнала, полученного в результате суммирования, показанного в самом нижнем ряду на фиг.8, например интервал БПФ, начальное положение которого совпадает с конечным положением ЗИ, в основном пути устанавливают на основе инициирующего импульса БПФ, и операцию БПФ выполняют для сигнала в интервале БПФ. Например, конечное положение ЗИ в основном пути определяют на основе оценки профиля задержки.
Несмотря на эту обработку, ЗИ эффективно используют и улучшают отношение С/Ш интервала как источника копии для ЗИ.
Точность определения пути распространения с близкой задержкой схемой 21 выбора оптимального коэффициента фильтра выше, чем при определении среды на основе оценки профиля задержки. В соответствии с этим ЗИ можно эффективно использовать с высокой точностью и можно улучшить качество сигнала.
Рассмотрим снова фиг.6, схема 8-1 выделения РП в схеме 8 компенсации искажения канала выделяет сигналы РП из сигнала МОЧР в области частоты и выполняет оценку характеристики канала для сигналов РП. Схема 8-1 выделения РП выводит данные характеристики канала, представляющие оценку характеристики канала, в схему 8-2 оценки характеристики в направлении времени.
Схема 8-2 оценки характеристики в направлении времени выполняет оценку характеристики канала для соответствующих символов МОЧР, размещенных вдоль направления времени, из поднесущих, в которых расположен сигнал РП. Схема 8-2 оценки характеристики в направлении времени выводит данные оценки характеристики в направлении времени как данные, представляющие оценку характеристики канала каждой третьей поднесущей, в схему 21 выбора оптимального коэффициента фильтра, схему 22 интерполяции характеристики в направлении частоты и схему 10 оценки профиля задержки.
Схема 22 интерполяции характеристики в направлении частоты изменяет полосу фильтра интерполяции и его центральное положение на основе коэффициента, переданного из схемы 21 выбора оптимального коэффициента фильтра, и выполняет обработку интерполяции частоты.
На фиг.9 показана схема, представляющая пример конфигурации схемы 22 интерполяции характеристики в направлении частоты.
Как показано на фиг.9, схема 22 интерполяции характеристики в направлении частоты включает в себя схему 22А троекратного повышения частоты выборки и схему 22В фильтра интерполяции.
Схема 22А троекратного повышения частоты выборки выполняет интерполяцию, например, двух нулей, для получения новых значений выборки между значениями выборки данных оценки характеристики в направлении времени, передаваемых из схемы 8-2 оценки характеристики в направлении времени. Схема 22А троекратного повышения частоты выборки выводит в схему 22В фильтра интерполяции данные оценки характеристики в направлении времени, получаемые в результате увеличения количества значений выборки с коэффициентом три по сравнению с исходными данными.
Схема 22В фильтра интерполяции состоит из фильтра низкой частоты (LPF, ФНЧ), предназначенного для фильтрации, для интерполяции характеристик канала в направлении частоты, и выполняет фильтрацию данных оценки характеристики в направлении времени, получаемых из схемы 22А троекратного повышения частоты выборки. Регулировки выполняют на основе коэффициента, передаваемого из схемы 21 выбора оптимального коэффициента фильтра, какую из широкой полосы и узкой полосы следует использовать в качестве полосы ФНЧ (фильтра интерполяции), применяемого при фильтрации, и центрального положения полосы.
Схема 22В фильтра интерполяции выполняет фильтрацию, используя широкополосный фильтр или узкополосный фильтр как фильтр интерполяции, с тем, чтобы, таким образом, удалить компонент обратного распространения, возникающий в данных оценки характеристики в направлении времени, из-за интерполяции нулей, и получить характеристику канала в результате интерполяции в направлении частоты. Схема 22В фильтра интерполяции выводит в схему 8-4 делителя характеристику канала, получаемую в результате интерполяции в направлении частоты, то есть данные интерполяции характеристики в направлении частоты как данные, представляющие характеристику канала для всех поднесущих.
Когда используют полосу фильтра интерполяции, показанную на оси времени, как представлено на фиг.5, полосу, эквивалентную приблизительно Tu/3 [секунд], используют, например, как полосу широкополосного фильтра. В качестве полосы узкополосного фильтра используют полосу, эквивалентную приблизительно Tu/12 [секунд], которая уже, чем полоса широкополосного фильтра.
Ниже приведено описание в отношении Tu/3, используемого как полоса пропускания широкополосного фильтра.
На фиг.10 показана схема, представляющая данные оценки характеристики в направлении времени.
Данные оценки характеристики в направлении времени так же, как показано на фиг.10, получают с помощью схемы 8-2 оценки характеристики в направлении времени, используя данные характеристики канала для сигналов РП, размещенных так, как показано на фиг.2. На фиг.10 пустыми кружками и затушеванными кружками обозначены поднесущие (символы передачи) сигналов МОЧР. Кроме того, на фиг.10 затушеванными кружками обозначены символы передачи, характеристика канала которых была оценена, используя обработку, выполненную в схеме 8-2 оценки характеристики в направлении времени.
Путем оценки характеристики канала в направлении времени с использованием данных характеристики канала для сигналов РП получают характеристику канала для каждого символа МОЧР, для каждой третьей поднесущей, как показано на фиг.10. Данные оценки характеристики в направлении времени, представляющие характеристику канала так же, как показано на фиг.10, передают из схемы 8-2 оценки характеристики в направлении времени в схему 22 интерполяции характеристики в направлении частоты.
На фиг.11 показана схема, представляющая данные интерполяции характеристики в направлении частоты.
Схема 22 интерполяции характеристики в направлении частоты получает характеристику канала каждой из поднесущих символа МОЧР, окруженного затушеванной областью на фиг.11, используя данные оценки характеристики в направлении времени, представляющие характеристику канала каждой третьей поднесущей вдоль направления номера поднесущей.
В частности, схема 22А троекратного повышения частоты выборки интерполирует два нуля между значениями выборки данных оценки характеристики в направлении времени, чтобы, таким образом, сформировать данные оценки характеристики в направлении времени, величина данных которых увеличена с коэффициентом три по сравнению с исходными данными.
Данные оценки характеристики в направлении времени, подаваемые в схему 22А троекратного повышения частоты выборки, представляют собой последовательность значений выборки, представляющих характеристику канала каждой третьей поднесущей, аналогично тому, как показано на фиг.10. Поэтому в этих данных оценки характеристики в направлении времени две поднесущие, характеристику канала которых еще требуется оценить, присутствуют между поднесущими, оценка характеристики канала которых была получена. Поэтому схема 22А троекратного повышения частоты выборки интерполирует два нуля, используемые как точки выборки характеристики канала для двух поднесущих, характеристику канала которых еще требуется получить.
Количество интерполируемых нулей отличается в зависимости от интервала поднесущих, оценку характеристики канала которых выполняют в данных оценки характеристики в направлении времени, получаемых схемой 8-2 оценки характеристики в направлении времени.
Если два нуля, таким образом, интерполируют между значениями выборки данных оценки характеристики в направлении времени, данные оценки характеристики в направлении времени, получаемые как результат интерполяции, включают в себя компонент обратного распространения в направлении времени. После этого данные оценки характеристики в направлении времени, получаемые в результате интерполяции нуля, будут называться данными характеристики интерполяции нулевого значения, соответственно.
Причина, по которой данные оценки характеристики в направлении времени включают в себя компонент обратного распространения, будет описана ниже. Данные оценки характеристики в направлении времени представляют собой данные, получаемые из сигнала МОЧР в области частоты и, таким образом, данные в области частоты.
Данные оценки характеристики в направлении времени и данные характеристики интерполяции нулевого значения, получаемые путем интерполяции нуля в этих данных оценки характеристики в направлении времени, представляют собой тот же сигнал, что и аналоговый сигнал. Данные в области времени данных оценки характеристики в направлении времени и данные в области времени данных характеристики интерполяции нулевого значения имеют идентичный компонент частоты.
Данные оценки характеристики в направлении времени представляют собой последовательность значений выборки, представляющих характеристику канала каждой третьей поднесущей. Интервал между поднесущими представляет собой Fc=1/Tu [Гц], как описано выше. Поэтому интервал между значениями выборки в данных оценки характеристики в направлении времени как последовательность значений выборки, представляющих характеристику канала каждой третьей поднесущей, равен 3Fc=3/Tu [Гц].
В соответствии с этим интервал между значениями выборки в данных характеристики интерполяции нулевого значения, получаемых путем интерполяции двух нулей между значениями выборки в данных оценки характеристики в направлении времени, равен Fc=1/Tu [Гц].
С другой стороны, данные оценки характеристики в направлении времени, в которых интервал между значениями выборки составляет 3Fc=3/Tu [Гц], представляют собой данные, один цикл которых составляет 1/3Fc=Tu/3 [секунд] в области времени.
Данные характеристики интерполяции с нулевым значением, в которых интервал между значениями выборки равен Fc=1/Tu [Гц], представляют собой данные, один цикл которых составляет 1/Fc=Tu [секунд], то есть данные, один цикл которых в три раза больше, чем у данных оценки характеристики в направлении времени, в области времени.
Как отмечено выше, данные в области времени для данных характеристики интерполяции нулевого значения, которые имеют такой же компонент частоты, как у данных в области времени, среди данных оценки характеристики в направлении времени и один цикл которых в три раза больше, чем у данных в области времени, для данных оценки характеристики в направлении времени, представляют собой данные, получаемые путем троекратного повторения данных в области времени для данных оценки характеристики в направлении времени.
На фиг.12 показана схема, представляющая пример данных в области времени для данных характеристики интерполяции с нулевым значением.
В примере, показанном на фиг.12, присутствуют два пути распространения: основной путь и путь задержки. На фиг.12 по оси абсцисс обозначено время, и по оси ординат обозначен уровень мощности в этом пути распространения.
Данные характеристики интерполяции с нулевым значением, цикл которых составляет Tu [секунды], представляют собой, в области времени, эквивалент данных, получаемых путем трехкратного повторения в результате многолучевого распространения, соответствующего данным оценки характеристики в направлении времени, цикл которых составляет Tu/3 [секунд].
Когда центральный путь распространения при многолучевом распространении, который затушеван на фиг.12, требуется выделить как данные интерполяции характеристики в направлении частоты, другие сигналы, получаемые в результате многолучевого распространения, требуется удалить, для того, чтобы получить требуемый сигнал многолучевого распространения, соответствующий данным интерполяции характеристики в направлении частоты.
Для удовлетворения этой потребности схема 22В фильтра интерполяции выполняет фильтрацию данных характеристики интерполяции нулевого значения, с тем чтобы, таким образом, удалить другие сигналы многолучевого распространения, кроме требуемого сигнала многолучевого распространения, для того, чтобы выделить требуемый сигнал многолучевого распространения, соответствующий данным интерполяции характеристики в направлении частоты.
Данные характеристики интерполяции нулевого значения представляют собой данные в области частоты. Фильтрация данных характеристики интерполяции нулевого значения в схеме 22В фильтра интерполяции эквивалентна свертке между коэффициентом фильтра для фильтра интерполяции и данными характеристики интерполяции нулевого значения, которые представляют собой данные в области частоты.
Свертка в области частоты эквивалентна умножению на функцию окна в области времени. Поэтому фильтрация данных характеристики интерполяции нулевого значения может быть выражена как умножение данных характеристики интерполяции нулевого значения на функцию окна, соответствующую полосе пропускания схемы 22В фильтра интерполяции в области времени. Функция окна, обозначенная жирной линией на фиг.12, представляет функцию, которую используют при умножении для фильтрации данных характеристики интерполяции нулевого значения и которая соответствует полосе пропускания схемы 22В фильтра интерполяции.
Цикл многолучевого распространения, который повторяется три раза, составляет Tu/3 [секунд]. Поэтому благодаря использованию в качестве фильтра интерполяции, например ФНЧ, полоса пропускания которого составляет полосу в диапазоне от -Tu/6 до +Tu/6, полоса пропускания которого равна циклу Tu/3 [секунд] для многолучевого распространения, при котором происходит троекратное повторение, может быть выделен требуемый сигнал многолучевого распространения, соответствующий данным интерполяции характеристики в направлении частоты.
Значение Tu/3, которое представляет полосу пропускания широкополосного фильтра, используемого как фильтр интерполяции в схеме 22В фильтра интерполяции, зависит от интервала поднесущих, характеристика канала которых может быть получена при оценке характеристики канала в направлении времени.
Схема 22В фильтра интерполяции выводит результат оценки характеристики канала для всех поднесущих, оценка которых была получена в результате обработки интерполяции частоты, в схему 8-4 делителя по фиг.6.
Схема 8-4 делителя выполняет выравнивание, применяя корректирующее искажение, включенное в сигнал МОЧР в области частоты, на основе характеристики канала для всех поднесущих, передаваемых из схемы 22 интерполяции характеристики в направлении частоты. Схема 8-4 делителя выводит сигнал МОЧР в области частоты, искажения которого были скорректированы, в схему 9 коррекции ошибки.
Искажения, полученные сигналом МОЧР в канале, и которые соответствуют многолучевому распространению и так далее, эквивалентны умножению сигнала МОЧР. Коррекция искажений, получаемых сигналом МОЧР в канале, реализуется путем деления фактически принятого сигнала МОЧР на характеристику канала.
Схема 9 коррекции ошибки выводит данные, полученные в результате обработки различного рода, в схему последующего каскада как декодированные данные.
Схема оценки 10 профиля задержки выполняет оценку профиля задержки канала и выводит профиль задержки в схему 7 управления интервалом БПФ.
Схема 21 оптимального коэффициента фильтра сдвигает центральное положение полосы каждого из широкополосного фильтра и узкополосного фильтра, и выполняет проверки, состоящие в обработке интерполяции частоты в разных условиях, используя фильтр интерполяции, центральное положение которого было сдвинуто. Широкополосный фильтр и узкополосный фильтр, используемые схемой 21 выбора оптимального коэффициента фильтра, каждый имеет такую же полосу пропускания, как и у широкополосного фильтра и узкополосного фильтра, используемых при обработке интерполяции частоты в схеме 22 интерполяции характеристики в направлении частоты.
Кроме того, схема 21 выбора оптимального коэффициента фильтра корректирует искажение сигнала МОЧР в области частоты, передаваемого из схемы 6 БПФ, на основе характеристики канала для всех поднесущих, полученных в результате проверки при обработке интерполяции частоты в соответствующих условиях. Схема 21 выбора оптимального коэффициента фильтра рассчитывает качество каждого из сигналов МОЧР в области частоты, искажения которых были скорректированы.
Схема 21 выбора оптимального коэффициента фильтра определяет условия, при которых получают наилучшее качество, и выводит в схему 22 интерполяции характеристики в направлении частоты коэффициент, представляющий фильтр интерполяции (широкополосный фильтр или узкополосный фильтр), используемый в этих условиях, как центральное положение полосы фильтра интерполяции.
Если фильтр интерполяции, используемый в условиях, при которых было получено наилучшее качество, представляет собой узкополосный фильтр, схема 21 выбора оптимального коэффициента фильтра определяет, что среда канала представляет собой среду пути распространения с близкой задержкой и выводит флаг определения пути с близкой задержкой, обозначающий это, в схему 7 управления интервалом БПФ.
В схеме 21 выбора оптимального коэффициента фильтра фильтр интерполяции и положение его центра могут обеспечить сигнал, имеющий наилучшее качество, и результат определения пути распространения с близкой задержкой получают, например, на основе от символа к символу.
Ниже описано определение пути с близкой задержкой, выполняемое с использованием узкополосного фильтра и широкополосного фильтра.
На фиг.13А-13D показаны схемы, предназначенные для описания центрального положения фильтра интерполяции и качества сигнала для сигнала МОЧР в области частоты, со скорректированными искажениями. На этих схемах горизонтальное направление соответствует направлению времени, и вертикальное направление соответствует мощности на пути распространения.
На фиг.13А показана схема, представляющая пример профиля принятого сигнала. В этом примере существуют три пути Р, Q и R распространения.
В фильтре интерполяции, который применяют таким образом, что все пути распространения включены в полосу пропускания фильтра интерполяции, как показано на фиг.13В, качество полученного в результате сигнала МОЧР в области частоты после коррекции искажений будет высоким. Направленный вверх пустой треугольник обозначает центральное положение полосы пропускания фильтра интерполяции.
С другой стороны, если фильтр интерполяции применять так, что часть путей распространения не будет включена в полосу пропускания фильтра интерполяции, как показано на фиг.13С и 13-D, качество полученного в результате сигнала МОЧР в области частоты после коррекции искажений будет ниже, чем качество в случае, показанном на фиг.13В, в котором фильтр интерполяции применяют так, что все пути распространения включены в полосу пропускания.
Если качество сигнала, получаемое в соответствующие моменты времени, изменяется в центральном положении фильтра интерполяции, для последовательного сдвига полосы таким образом, получают график, похожий на показанный на фиг.14В. По оси абсцисс на графике, показанном на фиг.14В, обозначено положение центра фильтра интерполяции, и по оси ординат обозначено качество сигнала. Значение с верхней стороны обозначает худшее качество, и значение с нижней стороны обозначает лучшее качество.
1
Когда положение центра полосы фильтра интерполяции существует в положении p, показанном на фиг.14А, качество сигнала МОЧР в области частоты, искажения которого были скорректированы, используя характеристику канала, полученную в результате обработки интерполяции частоты, представлено как качество Q, как показано на фиг.14В.
2
Поскольку путь Р не включен в полосу фильтра интерполяции, качество Q, полученное в данном случае, будет хуже в степени, соответствующей мощности на пути Р распространения, чем качество, которое было бы получено, когда бы центр полосы пропускания был расположен, например, в положении р таким образом, что все пути распространения могут быть включены в полосу пропускания.
Как показано на фиг.14А, белый шум присутствует во всем диапазоне. Поэтому диапазон положения центра, который обеспечивает возможность включения всех трех путей распространения по фиг.14А в полосу пропускания, не соответствует диапазону положения центра, который обеспечивает наилучшее качество, на графике, показанном на фиг.14В.
На фиг.15А и 15В показаны схемы, в которых качество сигнала, получаемое при последовательном изменении положения центра полосы пропускания узкополосного фильтра, и качество сигнала, получаемое при последовательном изменении положения центра полосы пропускания широкополосного фильтра, наложены друг на друга.
В примере, показанном на фиг.15А и 15В, полоса пропускания узкополосного фильтра определена как BW1, и полоса пропускания широкополосного фильтра определена как BW0. Все три пути распространения могут быть включены в полосу пропускания широкополосного фильтра, в зависимости от положения центра этой полосы. Однако не все из трех путей распространения могут быть включены в полосу пропускания узкополосного фильтра, независимо от положения центра этой полосы.
В среде, включающей в себя три пути распространения, не все пути распространения могут быть включены в полосу узкополосного фильтра. Поэтому, как показано на фиг.15В, в принципе, качество сигнала, получаемое, когда используют узкополосный фильтр, будет хуже, чем качество, получаемое при использовании широкополосного фильтра. Сплошной линией на фиг.15В обозначено качество сигнала, получаемое, когда используют широкополосный фильтр, и пунктирной линией обозначено качество сигнала, получаемое при использовании узкополосного фильтра.
На фиг.16А и 16В показаны схемы, в которых, в отношении среды с одним путем распространения, качество сигнала, получаемое при последовательном изменении центрального положения полосы пропускания узкополосного фильтра, и качество сигнала, получаемое при последовательном изменении центрального положения полосы пропускания широкополосного фильтра, наложены друг на друга.
В среде с одним путем распространения все пути распространения (одиночные пути) могут быть включены в полосу узкополосного фильтра, в зависимости от центрального положения полосы. Поэтому даже когда используют узкополосный фильтр, может быть получен сигнал МОЧР в области частоты, имеющий хорошее качество.
11
12
21
22
В соответствии с примером, показанным на фиг.16В, путь Р включен в полосу узкополосного фильтра, когда центральное положение полосы пропускания присутствует в диапазоне от положения р до положения p. Кроме того, путь Р распространения включен в полосу пропускания широкополосного фильтра, когда положение центра полосы пропускания присутствует в диапазоне от положения p до положения р.
Качество сигнала, получаемое при использовании узкополосного фильтра, и путь Р, включенный в его полосу пропускания, лучше, чем получаемые, когда используют широкополосный фильтр, и путь Р включен в его полосу пропускания. Причина этого связана с тем, что количество белого шума, включенного в полосу пропускания, меньше, когда используют узкополосный фильтр.
На основе этого свойства, при определении путей пропускания с близкой задержкой, определяют, что среда канала представляет собой среду пути распространения с близкой задержкой, если наилучшее качество сигнала, получаемое при использовании узкополосного фильтра, будет лучше, чем наилучшее качество сигнала, получаемое при использовании широкополосного фильтра.
Также возможно учитывать положение центра полосы пропускания, и при этом определяют, что среда канала представляет собой среду пути распространения с близкой задержкой, если диапазон наилучшего качества сигнала при использовании узкополосного фильтра попадает в диапазон наилучшего качества сигнала при использовании широкополосного фильтра, как показано на фиг.16В.
С другой стороны, определяют, что среда канала не является средой пути распространения с близкой задержкой, если наилучшее качество сигнала, получаемое, когда используют узкополосный фильтр, не лучше, чем наилучшее качество сигнала, получаемое при использовании широкополосного фильтра.
В описанном выше определении среда, включающая в себя путь распространения, распределение задержки которого относительно пути Р, показанного на фиг.16А, настолько мало, что этот путь включен в полосу пропускания узкополосного фильтра, вместе с путем распространения Р, также определена как среда пути распространения с близкой задержкой, поскольку такую среду невозможно отличить от среды с одним путем распространения. Путь распространения с близкой задержкой представляет собой путь с задержкой, распределение задержки которого настолько мало, что этот путь задержки попадает в полосу узкополосного фильтра вместе с основным путем распространения, в зависимости от положения центра полосы пропускания.
На фиг.17 показана схема, представляющая пример конфигурации схемы 21 выбора оптимального коэффициента фильтра, которая позволяет определять путь распространения с близкой задержкой на основе описанного выше принципа и управлять фильтром интерполяции, используемым в схеме 22 интерполяции характеристики в направлении частоты.
Контроллер 31 управляет считыванием/записью из/ в запоминающие устройства 32 и 33 таким образом, что данные одного и того же символа могут содержаться в нем, и содержащиеся данные одного и того же символа можно считывать из них. Кроме того, контроллер 31 выводит пробное положение центра как положение центра полосы пропускания фильтра интерполяции для проверки, выполняемой с помощью узкополосной схемы 34 интерполяции частоты, широкополосной схемы 35 интерполяции частоты и схем 38А и 38В выбора оптимального значения.
В запоминающем устройстве 32 содержится сигнал МОЧР в области частоты одного символа, передаваемого из схемы 6 БПФ, в соответствии с управлением, выполняемым контроллером 31. Сигнал МОЧР в области частоты одного символа, содержащийся в запоминающем устройстве 32, считывают с помощью схем 36А и 36В коррекции искажений канала.
В запоминающем устройстве 33 содержатся данные оценки характеристики в направлении времени одного символа как данные, представляющие характеристику канала каждой третьей поднесущей, оценка которой осуществлялась с помощью схемы 8-2 оценки характеристики в направлении времени, в соответствии с управлением, выполняемым контроллером 31. Данные оценки характеристики в направлении времени одного символа, содержащиеся в запоминающем устройстве 33, считывают с помощью узкополосной схемы 34 интерполяции частоты и широкополосной схемы 35 интерполяции частоты.
Узкополосная схема 34 интерполяции частоты имеет конфигурацию, аналогичную конфигурации схемы 22 интерполяции характеристики в направлении частоты по фиг.9, и выполняет обработку интерполяции частоты, используя узкополосный фильтр как фильтр интерполяции. В частности, узкополосная схема 34 интерполяции частоты выполняет выборку с повышением частоты значения выборки данных оценки характеристики в направлении времени до значений троекратной выборки, и выполняет обработку интерполяции частоты, используя узкополосный фильтр, положение центра полосы пропускания которого регулируют в соответствии с проверочным положением центра, передаваемым из контроллера 31.
Узкополосная схема 34 интерполяции частоты выводит характеристику канала для всех поднесущих, получаемую при обработке интерполяции частоты, в схему 36А коррекции искажений канала.
Широкополосная схема 35 интерполяции частоты также имеет конфигурацию, аналогичную конфигурации схемы 22 интерполяции характеристики в направлении частоты по фиг.9, и выполняет обработку интерполяции частоты, используя широкополосный фильтр как фильтр интерполяции. Широкополосная схема 35 интерполяции частоты выполняет выборку с повышением частоты значения выборки для данных оценки характеристики в направлении времени с троекратными значениями выборки, и выполняет обработку интерполяции частоты, используя широкополосный фильтр, положение центра полосы пропускания которого регулируют в соответствии с проверочным положением центра, передаваемым из контроллера 31.
Широкополосная схема 35 интерполяции частоты выводит характеристику канала для всех поднесущих, полученную в результате обработки интерполяции частоты, в схему 36В коррекции искажений канала.
Узкополосная схема 34 интерполяции частоты и широкополосная схема 35 интерполяции частоты имеют функции интерполятора.
Узкополосная схема 34 интерполяции частоты и широкополосная схема 35 интерполяции частоты выполняют обработку интерполяции частоты для множества структур с последовательным перемещением положения центра полосы пропускания фильтра интерполяции на заданную ширину для каждого перемещения. Характеристики канала, получаемые при обработке интерполяции частоты для соответствующих структур, выводят из этого. Будет путь передачи включен в полосу пропускания фильтра интерполяции или нет, зависит от положения центра полосы пропускания, как описано выше. Поэтому характеристика канала, получаемая в результате обработки интерполяции частоты, соответственно, изменяется на проверочное положение центра, которое устанавливает контроллер 31.
Каждый раз, когда характеристику канала передают из узкополосной схемы 34 интерполяции частоты в схему 36А коррекции искажений канала, схема 36А коррекции искажений канала корректирует искажения канала, включенные в сигнал МОЧР в области частоты одного символа, считываемого из запоминающего устройства 32, на основе переданной в него характеристики канала. Схема 36А коррекции искажений канала выводит сигнал МОЧР в области частоты, искажения которого были скорректированы, в схему 37А расчета качества сигнала.
Каждый раз, когда характеристику канала передают из широкополосной схемы 35 интерполяции частоты в схему 36В коррекции искажений канала, схема 36В коррекции искажений канала корректирует искажения канала, включенные в сигнал МОЧР в области частоты одного символа, считываемого из запоминающего устройства 32, на основе переданной в него характеристики канала. Схема 36В коррекции искажений канала выводит сигнал МОЧР в области частоты, искажения которого были скорректированы, в схему 37В расчета качества сигнала.
Схемы 36А и 36В коррекции искажений канала имеют функцию корректора искажений.
Каждый раз, когда сигнал МОЧР в области частоты одного символа передают из схемы 36А коррекции искажений канала в схему 37А расчета качества сигнала, схема 37А расчета качества сигнала рассчитывает качество сигнала и выводит рассчитанное качество, как результат проверки, в схему 38А выбора оптимального значения.
Например, схема 37А расчета качества сигнала рассчитывает мощность шумов, включенных в сигнал МОЧР в области частоты, и выводит рассчитанное значение. Поскольку качество представлено как мощность шумов, меньшее значение обозначает лучшее качество, и большее значение обозначает худшее качество.
Каждый раз, когда сигнал МОЧР в области частоты одного символа передают из схемы 36В коррекции искажений канала в схему 37В расчета качества сигнала, схема 37В расчета качества сигнала рассчитывает качество сигнала и выводит рассчитанное качество, как результат проверки, в схему 38В выбора оптимального значения, аналогично схеме 37А расчета качества сигнала.
Схемы 37А и 37В расчета качества сигнала имеют функцию калькулятора.
Схема 38А выбора оптимального значения последовательно содержит значения качества, рассчитанные схемой 37А расчета качества сигнала. Если проверка всех структур будет закончена для сигнала МОЧР в области частоты для одного символа, используемого как предмет, с изменением положения центра полосы пропускания узкополосного фильтра, результат проверки, такой как обозначен пунктирной линией на графиках, показанных на фиг.15В и 16В, получают в схеме 38А выбора оптимального значения.
После получения результата проверки для всех структур схема 38А выбора оптимального значения выбирает положение центра полосы пропускания узкополосного фильтра, используемого для формирования сигнала МОЧР в области частоты, имеющего наилучшее качество. Схема 38А выбора оптимального значения определяет, какое положение обеспечивает сигнал, имеющий наилучшее качество, в качестве центрального положения полосы пропускания узкополосного фильтра для сигнала МОЧР в области частоты одного символа, в качестве предмета.
Результат выбора, полученный с помощью схемы 38А выбора оптимального значения, выводят, как оптимальное положение центра узкополосного фильтра, в схему 39 выбора узкой/широкой полосы и в схему 40 определения пути распространения с близкой задержкой. В схему 39 выбора узкой/широкой полосы и в схему 40 определения пути распространения с близкой задержкой также подают значение качества результата проверки, получаемого, когда оптимальное положение центра используют как положение центра полосы пропускания узкополосного фильтра.
Схема 38В выбора оптимального значения последовательно содержит значения качества, рассчитанные схемой 37В расчета качества сигнала. Если проверка для всех структур будет закончена для сигнала МОЧР в области частоты для одного символа как предмета изменения положения центра полосы пропускания широкополосного фильтра, в схеме 38В выбора оптимального значения получают результат проверки, такой как обозначен сплошной линией на графиках на фиг.15В и 16В.
После получения результата проверки для всех структур схема 38В выбора оптимального значения выбирает положение центра полосы широкополосного фильтра, используемого для формирования сигнала МОЧР в области частоты, имеющего наилучшее качество. Схема 38В выбора оптимального значения определяет, какое положение позволяет получить сигнал, имеющий наилучшее качество, как положение центра полосы пропускания широкополосного фильтра, для сигнала МОЧР в области частоты одного символа, используемого как предмет.
Результат выбора с помощью схемы 38В выбора оптимального значения выводят, как оптимальное положение центра широкополосного фильтра, в схему 39 выбора узкой/широкой полосы и в схему 40 определения пути распространения с близкой задержкой. Качество результата проверки, получаемого, когда используют оптимальное положение центра как положение центра полосы пропускания широкополосного фильтра, также выводят в схему 39 выбора узкой/широкой полосы и в схему 40 определения пути распространения с близкой задержкой.
Схема 39 выбора узкой/широкой полосы сравнивает значение качества, передаваемое из схемы 38А выбора оптимального значения, со значением качества, передаваемым из схемы 38В выбора оптимального значения, и выбирает лучшее качество и переданное оптимальное положение центра. Схема 39 выбора узкой/широкой полосы использует выбранное оптимальное положение центра как оптимальный центр фильтра, и выводит коэффициент, представляющий оптимальный центр фильтра, и полосу (узкополосный фильтр или широкополосный фильтр), центральное положение которой требуется отрегулировать в соответствии с оптимальным центром фильтра.
Коэффициент, выводимый из схемы 39 выбора узкой/широкой полосы, применяют к схеме 22 интерполяции характеристики в направлении частоты и используют при обработке интерполяции частоты. Для схемы 22 интерполяции характеристики направления частоты, на основе от символа к символу, определяют, который из широкополосного фильтра и узкополосного фильтра требуется использовать при обработке интерполяции частоты, и определяют центр положения полосы пропускания фильтра.
Схема 40 определения пути распространения с близкой задержкой выполняет определение пути распространения с близкой задержкой на основе принципа, описанного со ссылкой на фиг.15 и 16, и выводит флаг определения пути распространения с близкой задержкой, обозначающий результат определения, на основе качества сигнала из положения центра, и значений качества сигнала, передаваемых из схем 38А и 38В выбора оптимального значения.
Флаг определения пути распространения с близкой задержкой, выводимый из схемы 40 определения пути распространения с близкой задержкой, передают в схему 7 управления интервалом БПФ и используют для управления операцией БПФ, такой как описано со ссылкой на фиг.7 и 8. Для схемы 7 управления интервалом БПФ определяют, представляет ли собой или нет среда канала среду с путем распространения с близкой задержкой, на основе от символа к символу.
На фиг.18 показана схема, представляющая пример конфигурации схемы 40 определения пути распространения с близкой задержкой.
Качество сигнала, передаваемое из схемы 38А выбора оптимального значения, и качество сигнала, подаваемое из схемы 38В выбора оптимального значения, вводят в схему 61 сравнения. Ниже, для удобства описания, наилучшее качество сигнала МОЧР в области частоты, получаемое, когда используют узкополосный фильтр, передаваемое из схемы 38А выбора оптимального значения, будет называться просто качеством сигнала узкополосного фильтра. Кроме того, наилучшее качество сигнала МОЧР в области частоты, получаемое, когда используют широкополосный фильтр, передаваемое из схемы 38В выбора оптимального значения, будет называться просто качеством сигнала широкополосного фильтра.
Схема 61 сравнения сравнивает качество сигнала узкополосного фильтра с качеством сигнала широкополосного фильтра. Если схема 61 сравнения определяет, что качество сигнала узкополосного фильтра лучше (значение, обозначающее, что качество сигнала узкополосного фильтра, передаваемого из схемы 38А выбора оптимального значения, меньше), тогда она определяет, что среда канала представляет собой среду пути распространения с близкой задержкой, и выводит флаг определения пути распространения с близкой задержкой, обозначающий это.
[Первый пример модификации конфигурации схемы 40 определения пути распространения с близкой задержкой]
На фиг.19 показана схема, представляющая другой пример конфигурации схемы 40 определения пути распространения с близкой задержкой.
Среди компонентов, показанных на фиг.19, те же компоненты, которые представлены на фиг.18, обозначены одинаковыми номерами ссылочных позиций. В примере, показанном на фиг.19, схема 62 умножения предусмотрена в дополнение к схеме 61 сравнения. Качество сигнала узкополосного фильтра, передаваемое из схемы 38А выбора оптимального значения, вводят в схему 61 сравнения, и качество сигнала широкополосного фильтра, передаваемое из схемы 38В выбора оптимального значения, вводят в схему 62 умножителя.
Схема 62 умножителя умножает сигнал, обозначающий качество сигнала широкополосного фильтра, на коэффициент усиления α (α≥1,0), и выводит полученный в результате сигнал в схему 61 сравнения. Как описано выше, чем меньше значение, обозначающее качество сигнала, тем лучше качество, обозначенное этим значением. Поэтому качество сигнала широкополосного фильтра требуется преобразовать так, чтобы оно стало худшим качеством, путем умножения на коэффициент α усиления, который равен или больше единицы.
Схема 61 сравнения сравнивает качество сигнала узкополосного фильтра с качеством сигнала широкополосного фильтра, получаемого в результате преобразования, выполняемого схемой 62 умножителя. Если схема 61 сравнения определяет, что качество сигнала узкополосного фильтра лучше, тогда она определяет, что среда канала представляет собой среду пути распространения с близкой задержкой и выводит флаг определения пути распространения с близкой задержкой, обозначающий это, в схему 7 управления интервалом БПФ.
Как описано выше со ссылкой на фиг.16В, если среда канала представляет собой среду пути распространения с близкой задержкой, в принципе, качество сигнала широкополосного фильтра хуже, чем качество сигнала узкополосного фильтра, поскольку большее количество белого шума включено в полосу пропускания широкополосного фильтра.
Однако если количество белого шума чрезвычайно мало, часто возникает обратное явление, при котором качество сигнала, получаемого с помощью широкополосного фильтра, лучше, чем качество сигнала узкополосного фильтра, хотя среда канала представляет собой среду пути распространения с близкой задержкой. В таком случае возникает ошибка в результате определения пути распространения с близкой задержкой.
В результате преобразования качества сигнала с помощью широкополосного фильтра в худшее качество, в результате умножения на коэффициент усиления, с последующим сравнением с качеством сигнала узкополосного фильтра, можно правильно определить, что среда канала представляет собой среду пути распространения с близкой задержкой, даже когда возникает такое обратное явление в отношении качества сигнала.
[Второй пример модификации конфигурации схемы 40 определения пути распространения с близкой задержкой]
На фиг.20 показана схема, представляющая дополнительный другой пример конфигурации схемы 40 определения пути распространения с близкой задержкой.
Среди компонентов, показанных на фиг.20, те компоненты, которые представлены также на фиг.18, обозначены одинаковыми номерами ссылочных позиций. В примере, показанном на фиг.20, на выходной стороне схемы 61 сравнения предусмотрена схема 63 защиты. Качество сигнала, полученного с помощью узкополосного фильтра, передаваемое из схемы 38А выбора оптимального значения, и качество сигнала широкополосного фильтра, передаваемое из схемы 38В выбора оптимального значения, вводят в схему 61 сравнения.
Схема 61 сравнения выполняет сравнение качества сигнала узкополосного фильтра с качеством сигнала широкополосного фильтра и выводит результат сравнения в схему 63 защиты.
Схема 63 защиты определяет, представляет ли собой среда канала среду пути распространения с близкой задержкой, используя множество результатов сравнений, полученных с помощью схемы 61 сравнения, и выводит флаг определения пути распространения с близкий задержкой, обозначающий результат определения.
Например, схема 63 защиты определяет, что среда канала представляет собой среду пути распространения с близкой задержкой, если количество результатов сравнения, обозначающих, что качество сигнала узкополосного фильтра лучше, больше в последних N результатах сравнения, включающих в себя последний результат сравнения, переданный из схемы 61 сравнения.
Кроме того, определяют, что среда канала представляет собой среду пути распространения с близкой задержкой, если качество сигнала узкополосного фильтра лучше, чем в последних N последовательных результатах сравнения, включающих в себя последний результат сравнения, передаваемый из схемы 61 сравнения.
Благодаря определению с использованием множества результатов сравнения, можно предотвратить влияние на результат определения пути распространения с близкой задержкой со стороны, так называемых, мгновенных ошибок в результате сравнения, вызванных таким явлением, при котором только в течение периода определенного одного символа получают результат сравнения, отличающийся от результата сравнения в другой период.
[Пример третьей модификации конфигурации схемы 40 определения пути распространения с близкой задержкой]
На фиг.21 показана схема, представляющая дополнительный пример другой конфигурации схемы 40 определения пути распространения с близкой задержкой.
Схема 40 определения пути распространения с близкой задержкой, показанная на фиг.21, включает в себя схемы 61А и 61В сравнения, схемы 62А и 62В умножителя и схему 64 "И". Качество сигнала узкополосного фильтра, передаваемого из схемы 38А выбора оптимального значения, подают в схему 61А сравнения и схему 61В сравнения, и качество сигнала, получаемое широкополосным фильтром, передаваемое из схемы 38В выбора оптимального значения, вводят в схему 62А умножителя и схему 62В умножителя.
Схема 62А умножителя умножает сигнал, обозначающий качество сигнала широкополосного фильтра, на коэффициент α усиления (α≥1,0), и выводит полученный в результате сигнал в схему 61А сравнения. В результате умножения на коэффициет α усиления, равный или больший единицы, качество сигнала широкополосного фильтра преобразуют таким образом, чтобы оно стало худшим качеством сигнала.
Схема 62В умножителя умножает сигнал, обозначающий качество сигнала широкополосного фильтра, на коэффициент β усиления (β≤1,0), и выводит полученный в результате сигнал в схему 61В сравнения. В результате умножения на коэффициент β усиления, равный или меньший единице, качество сигнала широкополосного фильтра преобразуют таким образом, чтобы оно стало лучшим качеством сигнала.
Схема 61А сравнения выполняет сравнение качества сигнала узкополосного фильтра с качеством сигнала широкополосного фильтра, полученного в результате преобразования в схеме 62А умножителя, и выводит результат сравнения в схему 64 "И".
Схема 61В сравнения выполняет сравнение качества сигнала узкополосного фильтра с качеством сигнала широкополосного фильтра, полученным в результате преобразования в схеме 62В умножителя, и выводит результат сравнения в схему 64 "И".
На основе результата сравнения схемы 61А сравнения и результата сравнения схемы 61В сравнения схема 64 "И" определяет, что среда канала представляет собой среду пути распространения с близкой задержкой, если удовлетворяется следующее условие, и выводит флаг определения пути распространения с близкой задержкой, обозначающий это:
качество сигнала широкополосного фильтра × β ≤ качество сигнала узкополосного фильтра ≤ качество сигнала широкополосного фильтра × α.
Причина, по которой нижний предел (качество сигнала широкополосного фильтра × β) установлен как условие для определения среды пути распространения с близкой задержкой, поясняется ниже.
Как описано выше, обработка интерполяции частоты в схеме 22 интерполяции характеристики в направлении частоты реализована путем получения значений выборки с повышением частоты выборки в данных оценки характеристики в направлении времени до троекратных значений выборки, с последующим применением фильтра интерполяции, полоса пропускания которого равна или меньше, чем Tu/3 для данных характеристики интерполяции нулевого значения.
На фиг.22А показана схема, представляющая пример данных оценки характеристики в направлении времени. Аналогично фиг.12, в горизонтальном направлении обозначено время, и в вертикальном направлении обозначена мощность на пути распространения.
В примере, показанном на фиг.22А, среда канала представляет собой среду с двумя путями распространения, включающую в себя путь Р и путь Q. Распределение задержки равно или короче, чем Tu/3 [секунд]. Данные оценки характеристики в направлении времени в области времени представляют фактический профиль.
Если два нуля будут интерполированы в данных оценки характеристики в направлении времени так, как показано на фиг.22А, и в результате значения выборки будут получены с повышением частоты до троекратных значений выборки, компоненты обратного распространения по путям распространения возникают с циклом Tu/3 [секунд], как показано на фиг.22В.
Если распределение задержки равно или короче, чем Tu/3 [секунд], применение широкополосного фильтра, полоса пропускания которого составляет Tu/3, позволяет выделять только требуемые пути распространения, как показано на фиг.22С.
Далее, ниже приведено описание на основе предположения, что среда канала включает в себя путь задержки, распределение задержки которого превышает Tu/3 [секунд].
На фиг.23А показаны данные оценки характеристики в направлении времени в данной среде. Если два нуля будут интерполированы в данных оценки характеристики в направлении времени, показанных на фиг.23А, и, в результате, значения выборки будут получены с повышением частоты выборки до троекратного количества значений выборки, компоненты обратного распространения путей распространения появляются, как показано на фиг.23В.
Если широкополосный фильтр, полоса пропускания которого составляет Tu/3, применить к данным оценки характеристики в направлении времени, полученным с повышением частоты в направлении времени на основе положения пути R, путь R и путь S", который представляет собой компонент обратного распространения для пути S, как пути задержки, будут включены в полосу пропускания широкополосного фильтра, как показано на фиг.23С.
Таким образом, путь S, как первоначальный компонент пути задержки, будет подавлен широкополосным фильтром. В этом случае качество сигнала, полученного в конечном итоге сигнала МОЧР в области частоты, ухудшается. Качество сигнала будет лучше, когда сам путь S" также будет подавлен в такой степени, что не будет включен в полосу пропускания, когда путь распространения S" включен в полосу распространения вместо пути S.
На фиг.24 показано состояние, в котором узкополосный фильтр применяют вместо широкополосного фильтра в среде, включающей в себя путь задержки, распределение задержки которого превышает Tu/3 [секунд].
Если узкополосный фильтр применяют, как показано на фиг.24, путь S" можно подавлять, хотя путь S может не быть включен в полосу узкополосного фильтра. Качество сигнала, когда применяют узкополосный фильтр, как показано на фиг.24, обычно лучше, чем качество сигнала, когда применяют широкополосный фильтр, как показано на фиг.23С, хотя оно зависит и от соотношения мощности путей.
Если определение пути распространения с близкой задержкой выполняют с любой из конфигураций, показанной на фиг.18-20, и существует путь задержки, распределение задержки которого превышает Tu/3 [секунд], определяют, что среда канала представляет собой среду пути с близкой задержкой, хотя среда канала фактически не представляет собой среду пути с близкой задержкой.
Для решения этой проблемы качество сигнала широкополосного фильтра, включаемого в результате преобразования в лучшее качество с использованием умножения на коэффициент β усиления, равный или меньший чем единица, устанавливают как нижний предел, и определяют, что среда канала представляет собой среду пути с близкой задержкой только, когда описанное выше условие удовлетворяется. Это позволяет предотвратить ошибочное определение.
Если качество сигнала, которое лучше, чем качество сигнала широкополосного фильтра, получаемое после преобразования, и которое значительно лучше, чем качество сигнала широкополосного фильтра перед преобразованием, рассчитывают как качество сигнала узкополосного фильтра, качество сигнала узкополосного фильтра считается ненадежным, и определяют, что среда канала не является средой пути распространения с близкой задержкой.
[Работа приемника]
Работа приемника 100, имеющего описанную выше конфигурацию, будет описана ниже.
Сначала обработка приема, выполняемая приемником 100, будет описана ниже со ссылкой на блок-схему последовательности операций по фиг.25.
Обработка каждого этапа необязательно должна быть выполнена в порядке номеров, но может быть выполнена параллельно обработке других этапов или в другом соответствующем порядке.
На этапе S1 тюнер 2 выполняет преобразование частоты РЧ сигнала, принимаемого приемной антенной 1, и выводит ПЧ сигнал.
На этапе S2 схема 3 А/Ц преобразования выполняет А/Ц преобразование ПЧ сигнала и выводит цифровой ПЧ сигнал.
На этапе S3 схема 4 квадратурной демодуляции выполняет квадратурную демодуляцию и выводит сигнал МОЧР в области времени.
На этапе S4 схема 6 БПФ выполняет операцию БПФ в соответствии с управлением схемой 7 управления интервалом БПФ и выводит сигнал МОЧР в области частот.
На этапе S5 схема 8-1 выделения РП выделяет сигнал РП из сигнала МОЧР в области частоты и выполняет оценку характеристики канала поднесущих для сигналов РП.
На этапе S6 схема 8-2 оценки характеристики в направлении времени выполняет оценку характеристики канала каждой третьей поднесущей и выводит данные оценки характеристики в направлении времени.
На этапе S7 схема 10 оценки профиля задержки выполняет оценку профиля задержки на основе данных оценки характеристики в направлении времени.
На этапе S8 схема 21 выбора оптимального коэффициента фильтра выполняет обработку выбора коэффициента фильтра. Коэффициент, выбираемый в результате обработки выбора коэффициента фильтра, выводят в схему 22 интерполяции характеристики в направлении частоты, и флаг определения пути с близкой задержкой, обозначающий результат определения пути с близкой задержкой, выводят в схему 7 управления интервалом БПФ. Подробно обработка выбора коэффициента фильтра будет описана ниже со ссылкой на блок-схему последовательности операций, показанную на фиг.26.
На этапе S9, если схема 7 управления интервалом БПФ проверяет, что среда канала не представляет среду пути распространения с близкой задержкой по флагу определения пути распространения с близкой задержкой, тогда она управляет схемой 6 БПФ таким образом, что схема 6 БПФ может выполнять операцию БПФ после удаления ЗИ, как описано со ссылкой на фиг.7. С другой стороны, если схема 7 управления интервалом БПФ определяет, что среда канала представляет собой среду пути распространения с близкой задержкой, тогда она управляет схемой 6 БПФ таким образом, что схема 6 БПФ может выполнять операцию БПФ после применения функции окна, как описано со ссылкой на фиг.8.
На этапе S10 схема 22 интерполяции характеристики в направлении частоты выполняет выборку с повышением частоты, получает значения выборки среди данных оценки характеристики в направлении времени, и выполняет обработку интерполяции частоты, используя фильтр интерполяции, полосу пропускания которого и положение центра полосы пропускания которого регулируют на основе коэффициента, выбранного при обработке выбора коэффициента фильтра.
На этапе S11 схема 8-4 делителя выполняет коррекцию искажений, включенных в сигнал МОЧР в области частоты, на основе характеристики канала для всех поднесущих, получаемых в результате обработки интерполяции частоты.
На этапе S12 схема 9 коррекции ошибки выполняет такую обработку, как коррекция ошибки для сигнала МОЧР в области частоты, искажения которого были скорректированы, и выводит декодированные данные.
Описанную выше обработку повторяют в приемнике 100 во время приема сигнала.
Подробно обработка выбора коэффициента фильтра, выполняемая на этапе S8 по фиг.25, будет описана ниже со ссылкой на блок-схему последовательности операций, показанную на фиг.26.
Такая обработка начинается в момент времени, когда сигнал МОЧР в области частоты одного символа считывают из запоминающего устройства 32, и данные оценки характеристики в направлении времени одного символа считывают из запоминающего устройства 33.
На этапе S21 контроллер 31 выбирает заданное положение на оси времени как проверочное положение центра.
На этапе S22 узкополосная схема 34 интерполяции частоты устанавливает узкополосный фильтр, в соответствии с проверочным положением центра, и выполняет обработку интерполяции частоты. Кроме того, широкополосная схема 35 интерполяции частоты устанавливает широкополосный фильтр в соответствии с проверочным положением центра и выполняет обработку интерполяции частоты.
На этапе S23 схема 36А коррекции искажений канала выполняет коррекцию искажений канала, включенных в сигнал МОЧР в области частоты, на основе характеристики канала, получаемой при обработке интерполяции частоты с помощью узкополосной схемы 34 интерполяции частоты. Кроме того, схема 36В коррекции искажений канала корректирует искажения канала, включенные в сигнал МОЧР в области частоты, на основе характеристики канала, получаемой в результате обработки интерполяции частоты с помощью широкополосной схемы 35 интерполяции частоты.
На этапе S24 схема 37А расчета качества сигнала рассчитывает качество сигнала МОЧР в области частоты, искажения которого были скорректированы схемой 36А коррекции искажений канала. Кроме того, схема 37В расчета качества сигнала рассчитывает качество сигнала МОЧР в области частоты, искажения которого были скорректированы схемой 36В коррекции искажений канала. Качество, рассчитываемое схемой 37А расчета качества сигнала, содержится в схеме 38А выбора оптимального значения, и качество, рассчитываемое схемой 37В расчета качества сигнала, содержится в схеме 38В выбора оптимального значения.
На этапе S25, например, схема 37А расчета качества сигнала определяет, были ли закончены для данного символа проверки обработки интерполяции частоты для всех структур, с изменением центрального положения полосы пропускания фильтра интерполяции. Если на этапе S25 определяют, что проверки обработки интерполяции частоты для всех структур еще не были закончены, обработка возвращается на этап S21 таким образом, что описанную выше обработку повторяют после изменения проверочного положения центра.
С другой стороны, если на этапе S25 определяют, что проверки обработки интерполяции частоты для всех структур были закончены, тогда на этапе S26 схема 38А выбора оптимального значения выбирает оптимальное положение центра узкополосного фильтра на основе результата проверки для всех структур. Кроме того, схема 38В выбора оптимального значения выбирает оптимальное положение центра узкополосного фильтра на основе результата проверки для всех структур.
На этапе S27 схема 39 выбора узкой/широкой полосы сравнивает качество, передаваемое из схемы 38А выбора оптимального значения, с качеством, передаваемым из схемы 38В выбора оптимального значения, и выбирает оптимальный центр фильтра. Схема 39 выбора узкой/широкой полосы выводит коэффициент, представляющий оптимальный центр фильтра и полосу пропускания (узкополосного фильтра или широкополосного фильтра), положение центра которого требуется регулировать до оптимального центра фильтра.
На этапе S28 схема 40 определения пути распространения близкой задержки выполняет определение пути распространения близкой задержки на основе качества сигнала, передаваемого из схем 38А и 38В выбора оптимального значения, и выводит флаг определения пути с близкой задержкой.
После этого обработка возвращается на этап S8 на фиг.25 таким образом, что выполняют последующую обработку.
С помощью описанной выше обработки можно с высокой точностью определять, представляет ли собой или нет среда канала среду пути распространения с близкой задержкой, без использования оценки профиля задержки.
Кроме того, операция БПФ может быть выполнена с удаленным ЗИ, когда среда канала не представляет собой среду пути распространения с близкой задержкой, и операция БПФ может быть выполнена с эффективным использованием ЗИ, когда среда канала представляет собой среду пути распространения с близкой задержкой. Поскольку результат определения пути распространения с близкой задержкой получают с высокой точностью, можно предотвратить ошибочное переключение операции БПФ, в зависимости от среды.
Кроме того, обработка интерполяции частоты может быть выполнена путем использования узкополосного фильтра, если среда канала представляет собой среду пути распространения с близкой задержкой, и обработка интерполяции частоты может быть выполнена путем использования широкополосного фильтра, если среда канала не представляет собой среду пути распространения с близкой задержкой. Поскольку результат определения пути распространения с близкой задержкой получают с высокой точностью, можно предотвратить ошибочное переключение фильтра интерполяции, в зависимости от среды.
<2. Второй вариант воплощения>
На фиг.27 показана блок-схема, представляющая пример другой конфигурации приемника 100 в соответствии с одним вариантом воплощения настоящего изобретения.
Среди компонентов, показанных на фиг.27, те же компоненты, которые показаны на фиг.6, обозначены одинаковыми номерами ссылочных позиций. Повторное их описание не приведено. Конфигурация приемника 100, показанного на фиг.27, отличается от конфигурации, представленной на фиг.6, тем, что положение основного пути распространения передают из схемы 10 оценки профиля задержки в схему 21 выбора оптимального коэффициента фильтра.
Схема 10 оценки профиля задержки на фиг.27 определяет положение основного пути на основе оценки профиля задержки и выводит положение основного пути в схему 21 выбора оптимального коэффициента фильтра.
Схема 21 выбора оптимального коэффициента фильтра, которая выполняет проверку обработки интерполяции частоты для выбора положения центра фильтра интерполяции и так далее, и выполняет определение пути с близкой задержкой, использует положение основного пути распространения, определенное схемой 10 оценки профиля задержки при таком определении пути распространения с близкой задержкой. Схема 21 выбора оптимального коэффициента фильтра выводит в схему 7 управления интервалом БПФ флаг определения пути с близкой задержкой, обозначающий результат определения пути с близкой задержкой, полученный путем использования положения основного пути.
На фиг.28 показана схема, представляющая пример конфигурации схемы 21 выбора оптимального коэффициента фильтра по фиг.27.
Среди компонентов, показанных на фиг.28, те же компоненты, которые представлены на фиг.17, обозначены теми же номерами ссылочных позиций. Повторное их описание исключено. Конфигурация схемы 21 выбора оптимального коэффициента фильтра, показанная на фиг.28, отличается от конфигурации, представленной на фиг.17, тем, что положение основного пути, выводимое из схемы 10 оценки профиля задержки, вводят в схему 40 определения пути с близкой задержкой.
Схема 40 определения пути с близкой задержкой выполняет сравнение качества сигнала узкополосного фильтра с качеством сигнала широкополосного фильтра аналогично схеме 40 определения пути с близкой задержкой по фиг.17.
Кроме того, схема 40 определения пути с близкой задержкой использует характеристику, состоящую в том, что оптимальное положение центра узкополосного фильтра, выбранное схемой 38А выбора оптимального значения, по существу, соответствует положению основного пути, если среда канала представляет собой среду пути распространения с близкой задержкой. В частности, схема 40 определения пути распространения с близкой задержкой выполняет сравнение абсолютного значения разности между оптимальным положением центра узкополосного фильтра и положением основного пути распространения с пороговым значением.
Схема 40 определения пути распространения с близкой задержкой определяет, что среда канала представляет собой среду пути распространения с близкой задержкой, если качество сигнала узкополосного фильтра лучше, чем качество сигнала широкополосного фильтра, и абсолютное значение разности между оптимальным положением центра узкополосного фильтра и положением основного пути распространения меньше, чем пороговое значение.
С другой стороны, схема 40 определения пути распространения с близкой задержкой определяет, что среда канала не представляет собой среду пути распространения с близкой задержкой, если качество сигнала, получаемого узкополосным фильтром, будет хуже, чем качество сигнала, полученное широкополосным фильтром, или абсолютное значение разности между оптимальным положением центра узкополосного фильтра и основным положением пути распространения будет больше, чем пороговое значение.
На фиг.29 показана схема, представляющая пример конфигурации схемы 40 определения пути распространения с близкой задержкой по фиг.28.
В примере, показанном фиг.29, конфигурацию для выполнения обработки с использованием положения основного пути распространения добавляют к конфигурации, описанной со ссылкой на фиг.21. Повторное описание соответствующим образом исключено. Также возможно добавить конфигурацию для выполнения обработки при использовании положения основного пути распространения к конфигурации, описанной на фиг.18, фиг.19 или фиг.20, чтобы, таким образом, реализовать схему 40 определения пути с близкой задержкой по фиг.28.
Качество сигнала узкополосного фильтра, передаваемое из схемы 38А выбора оптимального значения, вводят в схему 61А сравнения и схему 61В сравнения, и качество сигнала широкополосного фильтра, передаваемое из схемы 38В выбора оптимального значения, вводят в схему 62А умножителя и схему 62В умножителя. Кроме того, положение основного пути распространения, передаваемое из схемы 10 оценки профиля задержки, и положение оптимального центра узкополосного фильтра, передаваемое из схемы 38А выбора оптимального значения, вводят в схему 72 вычитателя.
Схема 72 вычитателя рассчитывает разность между оптимальным положением центра узкополосного фильтра и положением основного пути, и выводит разность для схемы 73 операции абсолютного значения.
Схема 73 операции абсолютного значения рассчитывает абсолютное значение разности, рассчитываемой схемой 72 вычитателя, и выводит абсолютное значение в схему 71 сравнения.
Схема 71 сравнения выполняет сравнение порогового значения с абсолютным значением разности, рассчитанным схемой 73 операции абсолютного значения, и выводит результат сравнения в схему 64 "И".
Схема 64 "И" определяет, что среда канала представляет собой среду пути с близкой задержкой, если результат сравнения, полученный схемой 61А сравнения, и результат сравнения, полученный схемой 61В сравнения, удовлетворяют описанному выше условию, и результат сравнения, полученный схемой 71 сравнения, обозначает, что абсолютное значение разности между оптимальным положением центра узкополосного фильтра и положением основного пути распространения меньше, чем пороговое значение. Схема 64 "И" выводит флаг определения пути распространения с близкой задержкой, обозначающий результат определения.
Используя положение основного пути распространения, таким образом, обеспечивается возможность выполнения определения пути распространения с близкой задержкой с более высокой точностью по сравнению со случаем, в котором положение основного пути распространения не используется.
Также можно использовать другое положение, такое как положение центра между положением основного пути и положением пути распространения задержки, вместо положения основного пути распространения.
Описанная выше последовательность обработки может быть выполнена с использованием аппаратных или, в качестве альтернативы, программных средств. В случае выполнения последовательности обработки с помощью программных средств программу, используемую как программное средство, устанавливают с носителя записи программы в компьютер, встроенный в специализированное аппаратное средство, персональный компьютер общего назначения или тому подобное.
На фиг.30 показана блок-схема, представляющая конфигурацию примера аппаратных средств компьютера, которая выполняет описанную выше последовательность обработки на основе программы.
Центральное процессорное устройство (ЦПУ) 81, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 82 и оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) 83 соединены друг с другом с помощью шины 84.
Интерфейс ввода-вывода данных 85 также связан с шиной 84. С интерфейсом 85 ввода-вывода соединены модуль 86 ввода, сформированный, например, из клавиатуры и мыши, и модуль 87 вывода, сформированный, например, из дисплея и громкоговорителя. Кроме того, с шиной 84 соединены запоминающее устройство 88, сформированное, например, из жесткого диска или энергонезависимого запоминающего устройства, модуль 89 передачи данных, сформированный, например, из сетевого интерфейса, и драйвер 90 для управления съемным носителем 91.
В компьютере, имеющем описанную выше конфигурацию, например в ЦПУ 81, загружают программу, сохраненную в запоминающем устройстве 88, в ОЗУ 83, через интерфейс 85 ввода/вывода и шину 84, и выполняют эту программу, в результате чего выполняется описанная выше последовательность обработки.
Например, программу, выполняемую ЦПУ 81, записанную на съемный носитель 91 записи, предоставляют через кабельную или беспроводную среду передачи, такую как локальная вычислительная сеть, Интернет или цифровая широковещательная передача, для установки в запоминающее устройство 88.
Программа, выполняемая компьютером, может представлять собой программу, обрабатываемую в виде временной последовательности, в соответствии с порядком, описанным в данном описании, или, в качестве альтернативы, может представлять собой программу, которая обрабатывается параллельно или в необходимые моменты времени, такие как моменты времени, когда выполняют вызов.
Варианты воплощения настоящего изобретения не ограничиваются описанными выше вариантами воплощения, но различные изменения могут быть встроены в них, без выхода за пределы сущности настоящего изобретения.
Настоящая заявка содержит предмет изобретения, относящийся к тому, что раскрыто в приоритетной заявке на японский патент JP 2008-240275, поданной в японское патентное ведомство 19 сентября 2008 г., все содержание которой приведено здесь в качестве ссылочного материала.