JP2003264527A

JP2003264527A - Ｏｆｄｍ用周波数誤差検出装置、検出方法、および、ｏｆｄｍ用受信装置

Info

Publication number: JP2003264527A
Application number: JP2002066657A
Authority: JP
Inventors: Kantatsu Chin; 寒達陳
Original assignee: MegaChips Corp
Current assignee: MegaChips Corp
Priority date: 2002-03-12
Filing date: 2002-03-12
Publication date: 2003-09-19

Abstract

(57)【要約】【課題】固定パイロットの存在しないセグメント方式
のＯＦＤＭ規格において、受信信号に含まれる狭帯域の
周波数誤差を検出することを課題とする。【解決手段】Ａ／Ｄ変換後のＯＦＤＭ受信信号から１
シンボル分の信号が狭帯域周波数同期回路１２に入力さ
れる。信号抽出器１２１において１シンボルの信号から
ガードインターバル内の後半分の信号と、当該信号のコ
ピー元の信号とが抽出される。次に、コピー元の信号は
変換器１２２において複素共役値が求められ、この複素
共役値と対応するガードインターバル内の信号とが、そ
れぞれ乗算器１２３において乗算される。各乗算結果は
加算された後、平均値が求められ、この平均値の位相か
ら狭帯域周波数誤差が検出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＯＦＤＭ地上波デ
ジタルテレビ放送受信機用ＬＳＩ開発における狭帯域周
波数誤差検出アルゴリズムに関する。

【０００２】

【発明の背景】＜１．ＯＦＤＭ伝送の概略＞地上波デジ
タル放送の送信方式として、或る帯域内に、互いに直交
する数百〜数千の多数の搬送波（サブキャリア）を多重
伝送するＯＦＤＭ方式が日本や欧州などで採用されてい
る。「サブキャリアが互いに直交する」とは、任意のサ
ブキャリアのスペクトラムのピーク点が常に他のサブキ
ャリアのスペクトラムのゼロ点と一致している状態を意
味する。このようなＯＦＤＭ方式は、周波数利用効率が
非常に高く、移動受信時に生じるフェージング妨害に強
いという利点をもつ。また、ＯＦＤＭ方式は、電波が高
層ビルや山などの障害物で反射し、複数経路から遅延し
て受信機に到達するというマルチパス現象の影響を受け
にくいという利点をもつ。

【０００３】このようなＯＦＤＭ方式は、地上波デジタ
ル放送のみならず、電話線や電力線を利用した有線通
信、無線ＬＡＮ（Local Area Network）などの無線通信
などで採用されつつある。

【０００４】図４に示すように、ＯＦＤＭ方式で変調さ
れたシンボル信号は、データや制御信号などを含む有効
シンボルと、マルチパスの影響を低減させる目的のガー
ドインターバルとから構成されている。ガードインター
バルは各シンボル信号の先頭部分に設定されており、有
効シンボルの末尾部分のコピーである。ここで、ガード
インターバルの先頭側とは、時間的な先頭側を意味する
ものであり、図４について言えば、図の左側が先頭側で
ある。

【０００５】マルチパスによる反射波の遅延時間がガー
ドインターバル期間Ｔｇ以内であれば、シンボル間干渉
（ＩＳＩ）の影響の無い完全な１シンボル分のデータを
取り出すことができる。尚、通常、ガードインターバル
期間Ｔｇは、有効シンボル期間Ｔｕの１／４，１／８，
１／１６，１／３２の何れかに設定される。

【０００６】このような特徴をもつＯＦＤＭ伝送におい
て、ＯＦＤＭ伝送の送信データは、送信装置側でＩＤＦ
Ｔ（逆フーリエ変換）されることによりＯＦＤＭシンボ
ルとなる。そして、このＯＦＤＭシンボルをＤ／Ａ変換
することによりアナログのＯＦＤＭシンボルが受信装置
側に伝送されるのである。

【０００７】ここで、送信データをｘ（ｋ）(ｋ＝０，
１，・・・Ｎ−１)とする。送信データｘ（ｋ）は、Ｉ
ＤＦＴ（逆フーリエ変換）により変調されると数１式で
示されるようなＯＦＤＭシンボル信号Ｘ（ｎ）になる。

【０００８】

【数１】

【０００９】ただし、数１式において、ｋはキャリア番
号、Nは全キャリア数、ｎは時間方向の離散的なインデ
ックスである。ここで、サンプリング時間間隔をＴとす
ると、時間ｔに対して数２式の関係となる。

【００１０】

【数２】

【００１１】したがって、数１式で示されるＯＦＤＭシ
ンボル信号Ｘ（ｎ）を、サンプリング時間間隔ＴでＤ／
Ａ変換することにより数３式で示されるアナログのＯＦ
ＤＭシンボル信号Ｘ（ｔ）となる。

【００１２】

【数３】

【００１３】数３式中のｆ₀は数４式で示すようにシン
ボル期間ＮＴの逆数、つまり、サブキャリア間隔を示
す。

【００１４】

【数４】

【００１５】伝送路において周波数誤差が発生した場合
には、数３式で示される送信信号は、数５式で示すＸ_r
（ｔ）となる。周波数誤差は伝送路のドップラーエフェ
クトや受信側チューナーの誤差などが原因で発生する。
なお、狭帯域周波数誤差とはサブキャリア間隔内の比較
的に小さな周波数誤差のことである。

【００１６】

【数５】

【００１７】数５式においてΔｆはアナログ周波数誤差
を示している。数５式で示される周波数誤差が生じてい
る受信信号をＡ／Ｄ変換することによりデジタル信号に
変換すると、数６式で示される受信信号Ｘ_r（ｎ）とな
る。

【００１８】

【数６】

【００１９】ここでは、アナログ周波数Δｆがサブキャ
リア間隔ｆ₀より小さい周波数である場合、つまり、狭
帯域の周波数誤差である場合に着目するので、数７式の
ようにΔｋを定義することができる。

【００２０】

【数７】

【００２１】したがって、数７式を用いることにより、
数６式の受信信号Ｘ_r（ｎ）は、数８式のように変形す
ることができる。

【００２２】

【数８】

【００２３】このような狭帯域周波数誤差の発生してい
る受信信号Ｘ_r（ｎ）に対し、ＦＦＴ変換により変調さ
れた信号を復元しようとすると、数９式のようになる。

【００２４】

【数９】

【００２５】数９式中、右辺第一項は希望信号、第二項
はＩＣＩ（Inter-Channel Interface）である。希望信
号においても振幅の減衰と位相の回転が発生しているこ
とがわかる。実用基準としては、Δｋ＜１％が要求され
ているが、実際の狭帯域周波数誤差は３０％にも達する
ことがあるので、このような周波数誤差は検出する必要
があり、補正によって１％以下に抑える必要がある。

【００２６】

【発明が解決しようとする課題】このように、狭帯域の
周波数誤差は検出および補正する必要があるが、ヨーロ
ッパ規格においては、ＣＰ（パイロット信号）の位相か
ら周波数誤差を検出することが可能である。しかし、日
本規格においては、その方法は使えない。その理由は下
記の２点である。

【００２７】（１）日本規格はセグメント構造となって
いるため、ヨーロッパ規格と異なり挿入位置の固定され
たパイロット信号が存在しない。図５は、伝送スペクト
ル上のＯＦＤＭフォーマットを示す図である。このよう
に、日本規格のＯＦＤＭフォーマットは、１シンボル信
号が１３セグメントで構成され、さらに、セグメントは
差動変調セグメントと同期変調セグメントの２種類で構
成されており、セグメントの種類によってパイロットの
配置が異なるからである。

【００２８】（２）ＣＰなどのパイロット信号の位相に
は、Ａ／Ｄ誤差も含まれる。ヨーロッパ規格のＯＦＤＭ
においては、挿入されるＣＰの配置の対称性を利用し
て、Ａ／Ｄ誤差成分を消去することが可能であるが、日
本規格では対称的に配置されるパイロットが存在しない
ので、Ａ／Ｄ誤差を除去することができない。

【００２９】そこで、本発明は前記問題点に鑑み、日本
規格のＯＦＤＭ伝送において狭帯域周波数誤差を検出す
るアルゴリズムを提供することを目的とする。

【００３０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１記載の発明は、受信したＯＦＤＭ（直交周
波数多重分割）信号からサブキャリア間隔を超えない狭
帯域の周波数誤差を検出する装置であって、a)ＯＦＤＭ
受信信号から１シンボル分の信号を取得するシンボル信
号取得手段と、b)取得した１シンボルの信号の中から、
ガードインターバル内の信号（以下、第１の信号とす
る）と、当該第１の信号の複製元である有効シンボル内
の信号（以下、第２の信号とする）とを抽出する信号抽
出手段と、c)前記信号抽出手段により抽出した前記第１
および第２の信号のうち一方の信号の複素共役値と他の
信号の信号値とを乗算する乗算手段と、d)前記乗算手段
によって算出された乗算値の位相から前記狭帯域の周波
数誤差を取得する手段と、を備えることを特徴とする。

【００３１】請求項２記載の発明は、受信したＯＦＤＭ
（直交周波数多重分割）信号から狭帯域の周波数誤差を
検出する装置であって、a)ＯＦＤＭ受信信号から１シン
ボル分の信号を取得するシンボル信号取得手段と、b)ガ
ードインターバル内の信号（以下、第１の信号とする）
と、当該第１の信号の複製元である有効シンボル内の信
号（以下、第２の信号とする）とを１つの信号セットと
して、前記シンボル信号取得手段が取得した１シンボル
の信号の中から複数の信号セットを抽出する信号抽出手
段と、c)前記信号抽出手段により抽出した各信号セット
について、前記第１および第２の信号のうち一方の信号
の複素共役値と他の信号の信号値とを乗算する乗算手段
と、d)前記乗算手段によって算出された各信号セットに
ついての乗算値から平均乗算値を算出する手段と、e)前
記平均乗算値の位相から周波数誤差を検出する手段と、
を備えることを特徴とする。

【００３２】請求項３記載の発明は、請求項１または請
求項２に記載のＯＦＤＭ用周波数誤差検出装置におい
て、前記シンボル信号取得手段は、ＦＦＴ変換される前
のＯＦＤＭ受信信号から１シンボル分の信号を取得する
ことを特徴とする。

【００３３】請求項４記載の発明は、請求項１ないし請
求項３のいずれかに記載のＯＦＤＭ用周波数誤差検出装
置において、前記信号抽出手段は、b-1)前記ガードイン
ターバル内の先頭側の所定領域を除いた領域から前記第
１の信号を抽出する手段、を含むことを特徴とする。

【００３４】請求項５記載の発明は、請求項４に記載の
ＯＦＤＭ用周波数誤差検出装置において、前記所定領域
は、前記ガードインターバル内の先頭側半分の領域であ
り、前記信号抽出手段は、前記ガードインターバル内の
後側半部の信号を抽出することを特徴とする。

【００３５】請求項６記載の発明は、請求項１ないし請
求項５のいずれかに記載のＯＦＤＭ用周波数誤差検出装
置において、前記ＯＦＤＭ受信信号は、セグメント方式
のＯＦＤＭ規格に従って伝送された信号であることを特
徴とする。

【００３６】請求項７記載の発明は、受信したＯＦＤＭ
（直交周波数多重分割）信号からサブキャリア間隔を超
えない狭帯域の周波数誤差を検出する方法であって、a)
ＯＦＤＭ受信信号から１シンボル分の信号を取得する工
程と、b)ガードインターバル内の信号（以下、第１の信
号とする）と、当該第１の信号の複製元である有効シン
ボル内の信号（以下、第２の信号とする）とを１つの信
号セットとして、前記工程a)において取得した１シンボ
ルの信号の中から複数の信号セットを抽出する工程と、
c)前記工程b)において抽出した各信号セットについて、
前記第１および第２の信号のうち一方の信号の複素共役
値と他の信号の信号値とを乗算する工程と、d)前記工程
c)において算出された各信号セットについての乗算値か
ら平均乗算値を算出する工程と、e)前記平均乗算値の位
相から狭帯域の周波数誤差を検出する工程と、を備える
ことを特徴とする。

【００３７】請求項８記載の発明は、セグメント方式の
ＯＦＤＭ（直交周波数多重分割）伝送における受信装置
であって、請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の
ＯＦＤＭ用周波数誤差検出装置と、前記ＯＦＤＭ用周波
数誤差検出装置による狭帯域の周波数誤差の検出結果に
基づいてＯＦＤＭ受信信号の周波数誤差を補正する手段
と、を備えることを特徴とする。

【００３８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
実施の形態について説明する。

【００３９】｛１．ＯＦＤＭ用復調装置の全体構成｝図
１は、本発明の実施の形態に係るＯＦＤＭ用復調装置の
概略構成図である。ＯＦＤＭ用送信装置（図示せず）か
ら送信されたＲＦ（Radio Frequency）信号１は伝送路
を通って受信アンテナ２で受信された後、フロントエン
ド処理部３において受信される。フロントエンド処理部
３は、ＲＦ信号１をＩＦ（Intermediate Frequency）信
号に周波数変換するチューナー、ＢＰＦ（バンドパスフ
ィルタ）、搬送波発振器から供給される信号と乗算する
ミキサー、ＬＰＦ（ローパスフィルタ）などを含んでい
る。フロントエンド処理部３から出力された信号は、Ａ
／Ｄ変換器４に入力される。

【００４０】Ａ／Ｄ変換器４は入力信号を所定のサンプ
リング周波数でデジタル信号に変換する。デジタル信号
に変換されたＯＦＤＭ信号はミキサー５、リサンプラー
６を経由して直並列変換器７に出力する。

【００４１】具体的には、Ａ／Ｄ変換器４から出力され
たＯＦＤＭ信号は、ミキサー５で広帯域および狭帯域の
周波数誤差などの補正を施される。次いで、リサンプラ
ー６で信号レートを調整された後、直並列変換器７に出
力される。

【００４２】リサンプラー６は、入力信号に対して補間
（interpolation）処理とデシメーション（decimatio
n）処理とを行うポリフェーズフィルター（polyphase f
ilter）である。後述するＦＦＴ（高速フーリエ変換）
演算器８で使用されるＦＦＴのサンプリング周波数とＡ
／Ｄ変換器４におけるＡ／Ｄ変換のサンプリング周波数
とは異なるため、リサンプラー６は、Ａ／Ｄ変換とＦＦ
Ｔの両者のサンプリング周波数の不一致を調整する機能
を有している。

【００４３】また、リサンプラー６において、送信側の
ＦＦＴサンプリング周波数と受信側のＦＦＴサンプリン
グ周波数を一致させるための機能、つまり、サンプリン
グ誤差（もしくはＡ／Ｄ誤差）を解消するための機能を
有している。

【００４４】一方、シンボル同期回路１３は、リサンプ
ラー６からシリアルに入力するシンボル信号の時間的な
ズレを検出し、その検出信号を直並列変換器７に出力す
る。

【００４５】直並列変換器７は、入力するシンボル信号
をバッファリングしつつ、検出信号を利用してＦＦＴ窓
に合わせてパラレル信号に変換し、ＦＦＴ演算器８に出
力する。ここで、ＦＦＴ窓とはＦＦＴ演算器８で信号を
取り込む時間領域を意味する。

【００４６】ＦＦＴ演算器８は、入力するＮ点のシンボ
ル信号に対して高速フーリエ変換を施すことで、周波数
領域のＮ個のＯＦＤＭ復調信号を並列に出力する。

【００４７】また、広帯域周波数同期回路１１は、ＦＦ
Ｔ演算器８から出力されたＯＦＤＭ復調信号の周波数成
分に基づいて、広帯域の周波数誤差を検出する。ここ
で、広帯域の周波数誤差とは、サブキャリア間隔を超え
る大きな周波数誤差である。そして、広帯域周波数誤差
の検出信号はミキサー５に出力され、周波数補正が行わ
れる。

【００４８】そして、本発明の主要部である狭帯域周波
数同期回路１２は、直並列変換器７から出力されたシン
ボル信号に基づいて、狭帯域の周波数誤差を検出する。
ここで、前述したように、狭帯域の周波数誤差とは、サ
ブキャリア間隔内の比較的小さい周波数誤差である。そ
して、狭帯域周波数誤差の検出信号はミキサー５に出力
され、周波数補正が行われる。狭帯域周波数同期回路１
２の処理内容については、後述する。

【００４９】Ａ／Ｄ同期回路１４は、Ａ／Ｄ変換器４に
おけるＡ／Ｄ変換誤差（つまり、送信側とのサンプリン
グ誤差）を検出する機能を有する。Ａ／Ｄ変換誤差の検
出信号はリサンプラー６に出力される。そして、前述の
如く、リサンプラー６は、Ａ／Ｄ同期回路１４から入力
する検出信号を用いて、Ａ／Ｄ変換誤差の補正処理を行
う。

【００５０】Ａ／Ｄ変換器４におけるサンプリング周波
数を直接調整することで、Ａ／Ｄ同期処理を行うことも
可能ではあるが、かかる場合には、回路構成が複雑にな
り、サンプリング周波数が比較的高いためノイズが混入
し易く、コストが多大になり易いという問題点がある。
これに対し、リサンプラー６は、Ａ／Ｄ変換誤差をデジ
タル信号処理で補正でき、回路構成を簡素化できるとい
う利点をもつ。

【００５１】次いで、ＯＦＤＭ復調信号はフレーム同期
回路９に出力される。フレーム同期回路９においては、
２０４シンボル信号を１処理ブロックとするフレームの
先頭を探し出した後、等化器１０において、このＯＦＤ
Ｍ復調信号は、ＯＦＤＭ復調信号に埋め込まれたパイロ
ット信号に基づいて等化処理を施された後出力される。

【００５２】また、ＦＦＴ窓調整部１５は、フレーム同
期回路９から出力されるＳＰ（Scattered Pilot）信号
に基づいてＦＦＴ窓位置のずれを検出し、検出信号をＦ
ＦＴ演算器８に出力する。ＦＦＴ演算器８では、この検
出信号をもとにＦＦＴ窓位置を微調整する。

【００５３】｛２．本発明における狭帯域周波数誤差検
出の理論｝次に、本発明において採用する日本規格のＯ
ＦＤＭ伝送において適用可能な狭帯域周波数誤差の検出
理論について説明する。狭帯域周波数誤差が発生してい
る場合、受信側でＦＦＴ変換する前の信号は数８式のよ
うに表された。

【００５４】そこで、数８式を数１０式のように変形す
る。

【００５５】

【数１０】

【００５６】つまり、狭帯域周波数誤差が発生している
場合では受信した信号Ｘ（ｎ）に付加位相がついてい
る。その付加位相を取り除くために、ガードインターバ
ルの周期性を利用する。

【００５７】Ｘ（ｎ）をガードインターバル内のデータ
としたら、Ｘ（ｎ＋Ｎ）はそのコピー元の信号であるた
め、Ｘ（ｎ）＝Ｘ（ｎ＋Ｎ）が成り立つ。従って、狭帯
域周波数誤差のみが発生している場合では数１１式が成
り立つ。

【００５８】

【数１１】

【００５９】このように、受信側でＦＦＴ変換する直前
のガードインターバル内の信号とコピー元の信号との複
素共役積をとることにより、狭帯域周波数誤差Δｋを検
出することが可能となるのである。

【００６０】ただし、実際の信号にはノイズが含まれ
る。つまり、数１０式は数１２式のように表される。

【００６１】

【数１２】

【００６２】数１２式中、ν(n)はホワイトノイズであ
る。ノイズのある場合は数１１式は数１３式で表され
る。

【００６３】

【数１３】

【００６４】ν(n)はホワイトノイズであり、しかも信
号と無相関なので、数１３式に対し、平均Ｅを求めるこ
とによって、右辺の右の３項を消去することができる。
つまり、数１４式のように表される。

【００６５】

【数１４】

【００６６】このように信号にノイズが含まれている場
合であっても、狭帯域周波数誤差は簡単に検出すること
ができる。ガードインターバル内の信号を利用して狭帯
域周波数誤差を検出する方法のメリットは下記の２点で
まとめられる。

【００６７】（１）精度が高いというメリットがある。
ＦＦＴ変換する前の信号は、数１１式と数１２式から分
かるように、受けた外乱は主にホワイトノイズで、その
ノイズの影響は平均によって容易に除去される。Ａ／Ｄ
誤差も発生しているが、１シンボル内の信号しか扱わな
いので、その影響は無視できる。

【００６８】たとえば、Δk（狭帯域周波数誤差）＝３
０％、ＳＮＲ＝５ｄＢ、ＤＵ＝０ｄＢ、Ｄｏｐｐｌｅｒ
ｓｈｉｆｔ＝７０Ｈｚ、Ａ／Ｄｓｈｉｆｔ（Ａ／Ｄ
誤差）＝０．０００１というかなり厳しい条件でシミュ
レーションを行ったところ、１００回の検出平均値はΔ
ｋ＝３０．０３％となった。つまり、検出誤差の分散は
０．００８７となり、高い精度で周波数誤差が検出可能
である。

【００６９】（２）狭帯域周波数誤差はＩＣＩを発生さ
せるので、ＦＦＴ変換する前に、検出および補正を行っ
ておくことで、ＦＦＴ変換後の同期誤差検出、例えば、
ＡＣ１，ＴＭＣＣ信号を利用した広帯域周波数誤差検出
や、Ａ／Ｄ誤差の検出などにも都合がよい。

【００７０】｛３．狭帯域周波数同期回路の構成｝図２
は、実施の形態にかかる狭帯域周波数同期回路１２のブ
ロック構成図である。狭帯域周波数同期回路１２は、信
号抽出器１２１、複素信号をその共役複素信号に変換す
る変換器１２２、乗算器１２３、加算器１２４、平均値
算出器１２５、位相算出器１２６、除算器１２７とを備
えている。

【００７１】直並列変換器７においてパラレルデータに
変換されたシンボル信号（ＯＦＤＭ受信信号）は、１シ
ンボルの信号群として並列的に狭帯域周波数同期回路１
２に入力される。この並列的に入力されるシンボル信号
は、狭帯域の周波数誤差、および、ホワイトノイズを含
む信号、つまり、数１２式に示される信号である。

【００７２】狭帯域周波数同期回路１２に入力されたシ
ンボル信号は、有効シンボル長Ｎ、ガードインターバル
長（Ｎ／Ｇ）の信号である。ここで、Ｇは、ガードイン
ターバル係数であり、たとえば、４，８，１６，３２な
どの数字である。たとえば、ガードインターバル係数Ｇ
＝４である場合には、有効シンボル長Ｎの４分の１の長
さのガードインターバルが付加されていることを意味し
ている。

【００７３】したがって、並列的に狭帯域周波数同期回
路１２に入力されたシンボル信号は、シンボル長｛Ｎ＋
（Ｎ／Ｇ）｝の時間領域の信号であるが、信号抽出器１
２１は、この｛Ｎ＋（Ｎ／Ｇ）｝点のシンボル信号から
狭帯域周波数同期をとるために必要とする所定点の信号
を抽出するのである。

【００７４】本実施の形態においては、信号抽出器１２
１は、｛Ｎ＋（Ｎ／Ｇ）｝点のシンボル信号から、（Ｎ
／２Ｇ）点のガードインターバル内の受信信号と、それ
ら（Ｎ／２Ｇ）点のガードインターバル内の受信信号に
対応した有効シンボル内の末尾側の（Ｎ／２Ｇ）点の受
信信号とを抽出するようにしている。

【００７５】また、本実施の形態においては、抽出する
ガードインターバル内の受信信号は、先頭から（Ｎ／２
Ｇ）点の受信信号を除外し、後半の（Ｎ／２Ｇ）点の受
信信号を抽出するようにしている。

【００７６】図３は、本実施の形態において、１シンボ
ル中から信号抽出器１２１によって抽出される信号の領
域を網掛けで図示している。図中に示された数字は、ガ
ードインターバルの先頭を１として受信信号に付したイ
ンデックスである。インデックスで表現すれば、信号抽
出器１２１によって抽出される信号は、インデックス
｛（Ｎ／２Ｇ）＋１｝〜（Ｎ／Ｇ）、およ
び、インデックス｛Ｎ＋（Ｎ／２Ｇ）＋１｝〜｛Ｎ＋
（Ｎ／Ｇ）｝、の合計（Ｎ／Ｇ）点の信号である。ここ
で、図に示すように、抽出した受信信号のうち、インデ
ックス｛（Ｎ／２Ｇ）＋１｝〜（Ｎ／Ｇ）の受信信号を
Ａ領域の信号、インデックス｛Ｎ＋（Ｎ／２Ｇ）＋１｝
〜｛Ｎ＋（Ｎ／Ｇ）｝の受信信号をＢ領域の信号とす
る。

【００７７】次に、信号抽出器１２１において抽出され
た受信信号のうち、Ｂ領域の受信信号は、それぞれ並列
配置された変換器１２２，１２２・・・に入力される。
ここで、図中、ｓ（ｉ）は各インデックスｉに対応した
信号値を意味している。

【００７８】Ｂ領域の受信信号は、変換器１２２，１２
２・・・において、並列的に、その複素共役信号に変換
されることになる。したがって、本実施の形態において
は、（Ｎ／２Ｇ）個の変換器１２２が存在することにな
る。

【００７９】そして、乗算器１２３，１２３・・・にお
いて、Ａ領域の受信信号と、そのＡ領域の受信信号に対
応したＢ領域の複素共役信号とが、並列的に、乗算され
る。したがって、本実施の形態においては、（Ｎ／２
Ｇ）個の乗算器１２３が存在することになる。各乗算器
１２３の出力は、数１３式で示した信号値に対応する。
なお、Ａ領域の信号の複素共役信号を算出し、当該算出
値とＢ領域の信号値とを乗算する形態でもよい。

【００８０】このようにして、並列配置された各乗算器
１２３，１２３・・・において、Ａ領域の受信信号とＢ
領域の複素共役信号との乗算結果が出力されると、これ
ら（Ｎ／２Ｇ）組みの出力が加算器１２４で加算され、
さらに、平均値算出器１２５において、（Ｎ／２Ｇ）で
除算され平均乗算結果が出力される。この平均乗算結果
は、数１４式で示した信号値に対応する。

【００８１】そして、平均値算出器１２５から出力され
た平均乗算結果は、位相算出器１２６に入力され、その
位相値２πΔｋが算出される。平均乗算結果の位相値が
算出されると、除算器１２７において、（−２π）で除
算されることにより、狭帯域周波数誤差Δｋが検出され
るのである。

【００８２】このように、本実施の形態にかかる狭帯域
周波数誤差の検出方法では、ガードインターバル内の信
号とそのコピー元である信号とを利用した簡易な演算処
理により、狭帯域周波数誤差を検出可能である。狭帯域
周波数同期回路１２において検出された狭帯域周波数誤
差Δｋは、ミキサー５に出力される。ミキサー５では、
この周波数誤差に応じて補正処理を行う。このようなフ
ィードバック処理を行うことにより、受信信号から狭帯
域の周波数誤差を除去することが可能である。

【００８３】上述したように、本実施の形態において
は、インデックス１〜（Ｎ／２Ｇ）の受信信号は抽出し
ていない。その理由としては、ガードインターバル内１
〜（Ｎ／２Ｇ）の信号、つまり、先頭側の信号はマルチ
パスの影響で反射波が入っている可能性が高いためであ
る。したがって、当該部分を抽出領域から除くことによ
り検出精度の向上が図られている。

【００８４】そして、本実施の形態においては、ガード
インターバル内の信号のうち、前半部の信号を除いた後
半部の信号を利用するようにしているが、これは一例で
あり、たとえば、先頭から１／３の信号を除いて、続く
２／３の信号を利用するようにしてもよいし、後部側の
１／３、１／４等の信号を利用するようにしてもよい。
また、信号を抽出する領域は分離された領域であっても
よい。このように抽出する信号の数は、ある程度自由に
決定できるものであるが、その数が多くなるほど周波数
誤差の検出精度が向上する。しかし、それにともなっ
て、図２で示したようにハードウェアの構成部品が増加
する。したがって、装置のコンパクト化、省コスト化と
いう点からは抽出する信号の数は少ない方がよい。

【００８５】セグメント方式のＯＦＤＭ規格において
は、最も短いガードインターバル（モード１、Ｇ＝３２
の場合）であっても、６４個のデータが存在する。した
がって、周波数誤差検出のために、その半分のデータし
か利用しない場合であっても、ノイズ除去に対する影響
が小さいというシミュレーションの結果が得られてい
る。

【００８６】つまり、本実施の形態で示したようなガー
ドインターバルの後半分の信号を抽出するという方法
は、周波数誤差の検出精度と計算量低減（ハードウェア
のコンパクト化）のバランスを考慮した方法であると言
える。ただし、検出精度の向上に重点を置くのか、もし
くは、ハードウェアのコンパクト化に重点を置くのか、
という観点から周波数誤差検出用に抽出する信号の数を
自由に決めることが可能である。

【００８７】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明では、ガードインターバル内の信号と、当該信号のコ
ピー元の信号との複素共役積を算出することにより、狭
帯域周波数誤差を検出するので、簡易な処理により狭帯
域の周波数誤差検出が可能である。

【００８８】請求項２記載の発明では、複数のガードイ
ンターバル内の信号と、それら信号のコピー元の信号と
の複素共役積の平均値を算出することにより、狭帯域周
波数誤差を検出するので、ノイズが発生している環境に
おいても、簡易な処理により狭帯域の周波数誤差検出が
可能である。

【００８９】請求項３記載の発明では、ＦＦＴ変換前の
ＯＦＤＭ信号に対して狭帯域の周波数誤差を検出するの
で、ＦＦＴ後のＩＣＩ発生を抑制することが可能であ
る。

【００９０】請求項４記載の発明では、ガードインター
バル内の先頭側の領域の信号を除外して周波数誤差を検
出するので、マルチパスの影響を回避し、検出精度を向
上させることが可能である。

【００９１】請求項５記載の発明では、ガードインター
バル内の前半分の領域を除外し、後半分の信号を抽出す
るので、検出精度の向上と装置構成のコンパクト化のバ
ランスをとった構成とすることが可能である。

【００９２】請求項６記載の発明では、本発明の周波数
誤差検出装置をセグメント方式のＯＦＤＭ伝送において
利用することにより、固定パイロットが存在しない日本
規格においても、容易に、狭帯域周波数誤差を検出可能
である。

【００９３】請求項７記載の発明は、方法の発明であ
り、複数のガードインターバル内の信号と、それら信号
のコピー元の信号との複素共役積の平均値を算出するこ
とにより、狭帯域周波数誤差を検出するので、簡易な処
理により狭帯域の周波数誤差検出が可能である。

【００９４】請求項８記載の発明は、本発明の周波数誤
差検出装置を備えたＯＦＤＭ受信装置であり、簡易な処
理により狭帯域の周波数誤差検出が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態にかかるＯＦＤＭ受信装置の機能
ブロック図である。

【図２】狭帯域周波数同期回路の機能ブロック図であ
る。

【図３】周波数誤差検出用にシンボル信号から抽出する
信号領域を示した図である。

【図４】シンボル信号の時間方向の構成を示す図であ
る。

【図５】シンボル信号のキャリア方向の構成を示す図で
ある。

【符号の説明】

５ミキサー７直並列変換器８ＦＦＴ演算器１２狭帯域周波数同期回路１２１信号抽出器１２２変換器１２３乗算器１２４加算器１２５平均値算出器１２６位相算出器１２７除算器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】受信したＯＦＤＭ（直交周波数多重分
割）信号からサブキャリア間隔を超えない狭帯域の周波
数誤差を検出する装置であって、 a)ＯＦＤＭ受信信号から１シンボル分の信号を取得する
シンボル信号取得手段と、 b)取得した１シンボルの信号の中から、ガードインター
バル内の信号（以下、第１の信号とする）と、当該第１
の信号の複製元である有効シンボル内の信号（以下、第
２の信号とする）とを抽出する信号抽出手段と、 c)前記信号抽出手段により抽出した前記第１および第２
の信号のうち一方の信号の複素共役値と他の信号の信号
値とを乗算する乗算手段と、 d)前記乗算手段によって算出された乗算値の位相から前
記狭帯域の周波数誤差を取得する手段と、を備えること
を特徴とするＯＦＤＭ用周波数誤差検出装置。
【請求項２】受信したＯＦＤＭ（直交周波数多重分
割）信号から狭帯域の周波数誤差を検出する装置であっ
て、 a)ＯＦＤＭ受信信号から１シンボル分の信号を取得する
シンボル信号取得手段と、 b)ガードインターバル内の信号（以下、第１の信号とす
る）と、当該第１の信号の複製元である有効シンボル内
の信号（以下、第２の信号とする）とを１つの信号セッ
トとして、前記シンボル信号取得手段が取得した１シン
ボルの信号の中から複数の信号セットを抽出する信号抽
出手段と、 c)前記信号抽出手段により抽出した各信号セットについ
て、前記第１および第２の信号のうち一方の信号の複素
共役値と他の信号の信号値とを乗算する乗算手段と、 d)前記乗算手段によって算出された各信号セットについ
ての乗算値から平均乗算値を算出する手段と、 e)前記平均乗算値の位相から周波数誤差を検出する手段
と、を備えることを特徴とするＯＦＤＭ用周波数誤差検
出装置。
【請求項３】請求項１または請求項２に記載のＯＦＤ
Ｍ用周波数誤差検出装置において、前記シンボル信号取得手段は、ＦＦＴ変換される前のＯ
ＦＤＭ受信信号から１シンボル分の信号を取得すること
を特徴とするＯＦＤＭ用周波数誤差検出装置。
【請求項４】請求項１ないし請求項３のいずれかに記
載のＯＦＤＭ用周波数誤差検出装置において、前記信号抽出手段は、 b-1)前記ガードインターバル内の先頭側の所定領域を除
いた領域から前記第１の信号を抽出する手段、を含むこ
とを特徴とするＯＦＤＭ用周波数誤差検出装置。
【請求項５】請求項４に記載のＯＦＤＭ用周波数誤差
検出装置において、前記所定領域は、前記ガードインターバル内の先頭側半
分の領域であり、前記信号抽出手段は、前記ガードイン
ターバル内の後側半部の信号を抽出することを特徴とす
るＯＦＤＭ用周波数誤差検出装置。
【請求項６】請求項１ないし請求項５のいずれかに記
載のＯＦＤＭ用周波数誤差検出装置において、前記ＯＦＤＭ受信信号は、セグメント方式のＯＦＤＭ規
格に従って伝送された信号であることを特徴とするＯＦ
ＤＭ用周波数誤差検出装置。
【請求項７】受信したＯＦＤＭ（直交周波数多重分
割）信号からサブキャリア間隔を超えない狭帯域の周波
数誤差を検出する方法であって、 a)ＯＦＤＭ受信信号から１シンボル分の信号を取得する
工程と、 b)ガードインターバル内の信号（以下、第１の信号とす
る）と、当該第１の信号の複製元である有効シンボル内
の信号（以下、第２の信号とする）とを１つの信号セッ
トとして、前記工程a)において取得した１シンボルの信
号の中から複数の信号セットを抽出する工程と、 c)前記工程b)において抽出した各信号セットについて、
前記第１および第２の信号のうち一方の信号の複素共役
値と他の信号の信号値とを乗算する工程と、 d)前記工程c)において算出された各信号セットについて
の乗算値から平均乗算値を算出する工程と、 e)前記平均乗算値の位相から狭帯域の周波数誤差を検出
する工程と、を備えることを特徴とするＯＦＤＭ用周波
数誤差検出方法。
【請求項８】セグメント方式のＯＦＤＭ（直交周波数
多重分割）伝送における受信装置であって、請求項１ないし請求項６のいずれかに記載のＯＦＤＭ用
周波数誤差検出装置と、前記ＯＦＤＭ用周波数誤差検出装置による狭帯域の周波
数誤差の検出結果に基づいてＯＦＤＭ受信信号の周波数
誤差を補正する手段と、を備えることを特徴とするＯＦ
ＤＭ用受信装置。