JP2009284436A - Ｏｆｄｍ受信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】連結送信された地上波デジタル信号を受信するときにＰＲＢＳ初期値を自動的に検出することで、選局時の設定が簡便になるＯＦＤＭ受信装置を提供することである。
【解決手段】パイロット信号抽出手段１０４は受信信号を周波数領域信号に変換するＦＦＴ手段１０２出力からパイロット信号を抽出する。ＰＲＢＳ発生手段１０９は選択信号に応じて複数のＰＲＢＳのいずれかを発生させる。ＢＰＳＫ変調除去手段１０８はパイロット信号抽出手段出力をＰＲＢＳ発生手段出力を用いてＢＰＳＫ変調除去を行う。データ復調手段１０３はＢＰＳＫ変調除去手段出力でＦＦＴ手段出力を等化し復調データを得る。検出手段１０８はデータ復調手段出力である復調データの良否に関わる検出信号を得る。判定手段１１０はこの検出信号が最良となる判定基準に基づき複数のＰＲＢＳの内最適なＰＲＢＳを選択する前述の選択信号を出力する。
【選択図】図１

Description

本発明は、連結送信された地上波デジタル信号の一部を受信するＯＦＤＭ受信装置に関し、特にスキャタードパイロット（以下、ＳＰ）信号を受信するＯＦＤＭ受信装置に関する。

近年、ＯＦＤＭ信号を用いたデジタル伝送方式は、地上波デジタル放送の分野で実用化が進められている。わが国においてもＩＳＤＢ−Ｔ規格の地上波デジタルテレビジョン放送がＵＨＦ帯で、及び、ＩＳＤＢ−ＴSB規格の地上波デジタル音声放送がＶＨＦ帯で開始されている。また、将来的には、ＩＳＤＢ−Ｔmm規格の地上波デジタルモバイルマルチメディア放送の開始が予定されている。

このＯＦＤＭ方式は、伝送するデジタルデータによって互いに直交する多数のサブキャリアを変調し、それらの変調波を多重して伝送する。この方式は、使用するサブキャリアの数が数百から数千本となり、マルチパス干渉の影響を受けにくい特徴を有している。

地上波デジタル放送では、各番組事業者のセグメント(１以上の所定数のセグメント)を複数連結して１つのＯＦＤＭ信号として送信する伝送方式が開発され、その連結送信された地上波デジタル信号の一部を受信する地上波デジタル受信装置が現れてきている。

また、地上波デジタル信号には周波数方向および時間方向にまばらにスキャタードパイロット（ＳＰ:Scattered Pilot）信号が挿入されており、受信装置ではこのＳＰ信号を基準に伝送路ひずみを補正してデータ復調を行う。なお、ＳＰ信号は周波数方向に既知の擬似ランダム符号系列（ＰＲＢＳ:Pseudo-Random Binary Sequence）によってＢＰＳＫ(Binary Phase Shift Keying)変調されて送信される。受信装置ではＢＰＳＫ変調されたＳＰ信号から送信側と同一のＰＲＢＳを用いてＢＰＳＫ変調を除去して使用する。ただし、連結送信の場合は連結されたセグメントの位置（中心サブチャンネル番号）によってＰＲＢＳの初期値は異なっている(例えば、非特許文献１参照)。

従来のＯＦＤＭ受信装置は、チューナでセグメントの受信選局を行った後、ＳＰ信号を基準に伝送路ひずみを補正してデータ復調を行うように構成されている(例えば、特許文献１及び２参照)。
このような従来のＯＦＤＭ受信装置では、連結送信された信号のどの位置（中心サブチャンネル番号）のセグメントを受信するかを予め把握しており、受信するセグメント位置（中心サブチャンネル番号）に応じたＰＲＢＳの初期値(後述する図１０参照)を用いてＳＰ信号のＢＰＳＫ除去を行う必要がある。従って、従来の受信装置では、選局の際に受信装置のチューナに選局のための周波数情報を供給する必要がある一方、復調手段である後段の等化回路の基準信号となるＳＰ信号を再生する際にもＢＰＳＫ変調除去を行うのに中心サブチャンネル番号あるいはＰＲＢＳ初期値の情報を必要とする。このように選局情報を受信装置の異なった別々の回路部に供給する必要があった。このためチューナ側の選局情報を後段の復調部分に供給する配線が必要であったり、復調部分の製造においてチューナ側の選局情報を考慮に入れた構成としなければならずチューナ側の選局情報を必要としない回路構成とすることができなかった。
「地上デジタル音声放送の伝送方式」，社団法人電波産業会，ARIB STD-B29 第３章 特開２００３−２５９２４４号公報 特開２００５−１９１８０１号公報

そこで、本発明は上記の問題に鑑み、連結送信された地上波デジタル信号の一部を受信するときにＰＲＢＳ初期値を自動的に検出し、そのＰＲＢＳ初期値を用いてＳＰ信号のＢＰＳＫ変調除去を行うことで選局の際に復調部分で選局制御を行っているマイコン側から中心サブチャンネル番号あるいはＰＲＢＳ初期値を入力する必要がなく、選局時の設定が簡便になるＯＦＤＭ受信装置を提供することを目的とするものである。

本願発明の一態様によれば、パイロット信号を周波数方向及び時間方向に予め定められた配置パターンで多重して送信し、かつ前記パイロット信号は周波数方向に複数のＰＲＢＳのいずれかでＢＰＳＫ変調して送信するＯＦＤＭ信号を受信するＯＦＤＭ受信装置において、受信信号を高速離散フーリエ変換により周波数領域の信号に変換する高速離散フーリエ変換手段と、前記高速離散フーリエ変換手段の出力からパイロット信号を抽出するパイロット信号抽出手段と、選択信号に応じて前記複数のＰＲＢＳのいずれかを発生させるＰＲＢＳ発生手段と、前記パイロット信号抽出手段の出力を前記ＰＲＢＳ発生手段の出力を用いてＢＰＳＫ変調除去を行うＢＰＳＫ変調除去手段と、このＢＰＳＫ変調除去手段の出力で前記高速離散フーリエ変換手段の出力を等化し、復調データを得るデータ復調手段と、前記データ復調手段の出力である復調データの良否に関わる検出信号を得る検出手段と、前記検出信号を入力し、該検出信号が最良となる判定基準に基づいて、前記複数のＰＲＢＳのうち最適なＰＲＢＳを選択するための前記選択信号を出力する判定手段とを具備し、前記判定手段は前記複数のＰＲＢＳを試行して前記判定基準を得ることを特徴とするＯＦＤＭ受信装置が提供される。

本発明によれば、連結送信された地上波デジタル信号を受信するときにＰＲＢＳ初期値
を自動的に検出することで、選局時の設定が簡便になるＯＦＤＭ受信装置を提供すること
ができる。

発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１乃至図４を参照して本発明の実施形態を説明する前に、図５乃至図１０を参照して本発明の関連技術について説明する。
図５は１４個のセグメントに分割されて連結送信される６ＭＨz帯域のＯＦＤＭ信号を表している。なお、１セグメントは例えば４３２個のサブキャリアを備えている。

図６は或る周波数帯の６ＭＨｚ帯域を４１分割して得られる、１セグメントの中心サブチャンネル番号０〜４１を示している。通常、放送局では、図６に示した或る周波数帯の中心サブチャンネル番号０〜４１のいずれかのサブチャンネル番号(例えば図１０の数字行の２行目に示したようにサブチャンネル番号２，３又は４)に、図５に示した１４個のセグメントのうちの例えば最初(図示左端)のセグメントの中心周波数ｆ1を合わせるように周波数を設定している。この周波数設定は一度設定すると、固定的になるが、周波数の有効利用などの目的で、放送チャンネルの周波数帯域を移動など変更しなければならないときに、最初(図示左端)のセグメントの中心周波数ｆ1をサブチャンネル番号０〜４１のどれかに設定できる、例えば図１０の数字行の１４行目に示したようにサブチャンネル番号３８，３９又は４０に設定することが可能となっている。

図７は、ＯＦＤＭ伝送方式におけるＳＰ信号の配置例を示す図である。図７の縦軸は時間方向（シンボル数に相当）、横軸は周波数方向（サブキャリア数に相当）である。地上波デジタル放送等に用いられているＯＦＤＭ伝送方式（ＩＳＤＢ−Ｔ）では、送信側で周波数軸上および時間軸上の所定位置に予め振幅および位相が一定の既知のＳＰ信号をデータ信号列中に規則的に挿入している。周波数方向には、１２キャリアごとに１回、時間方向には４シンボルごとに１回挿入されている。図７中、●はＳＰキャリアであり、○はデータキャリアである。受信側では、このＳＰ信号を基準に伝送路ひずみを補正してデータ復調を行う。なお、ＳＰ信号は送信側で周波数方向に既知のＰＲＢＳ（擬似ランダム符号系列）によってＢＰＳＫ変調されて送信される。

例えば、図７に示すように、一行目(１つ目)のシンボルを構成するサブキャリア(以下、単にキャリア)について、１又は０を擬似ランダム符号系列(ＰＲＢＳ)に従ってランダムに割り当て、これによってＳＰ信号がＢＰＳＫ変調されて送信される。なお、図７では１つ目のシンボルを構成するキャリアに割り当てられるＰＲＢＳ(１０１１０１０１１１０１０１０１…)を見ると、１つ目のシンボルを構成する最初のＳＰキャリア●には‘１’が、次のＳＰキャリア●には‘０’が割り当てられている。これによって、図８に示すように、各ＳＰキャリアごとに１又は０がＰＲＢＳに従ってランダムに割り当てられるようになっており、‘１’が割り当てられればＩＱ平面のＩ軸上のａ点の位相で送信され、‘０’が割り当てられればＩ軸上のａ点の位相とは１８０度位相が異なるｂ点の位相で送信されることになる。このようにＳＰ信号をＰＲＢＳの‘１’，‘０’を用いてＢＰＳＫ変調する理由は、１つの位相だけで信号を送ると信号伝送上のデメリット(他の信号との干渉など)が生じるのを回避するためである。

受信側では送信側と同一のＰＲＢＳを用いてＢＰＳＫ変調を除去して使用する。つまり、送受側で同一のＰＲＢＳ発生回路を有し、同じタイミングでＰＲＢＳ発生回路を構成する所定数のレジスタにＰＲＢＳ初期値を与えることによって送受側で同一のＰＲＢＳを発生させることができる。
ＯＦＤＭ伝送では、互いに直交する複数キャリアにデータを割り当てて変調及び復調を行う。これは、送信側では複数のシンボルデータに対して逆高速フーリエ変換（以下、ＩＦＦＴ）処理を行い、受信側では受信データに対して高速フーリエ変換（以下、ＦＦＴ）処理を行うことにより実現する。

また、図７に示したように、送信側で周波数方向に１／１２、時間方向に１／４の割合でＳＰ信号を挿入しておき、受信側でＳＰ信号を検出して各キャリアの誤差を求め、振幅等化及び位相等化を行うことにより、同期検波を実現する。すなわち、ＳＰ信号は時間方向に４シンボル周期で配列されているので、４シンボル周期のＳＰ信号を時間方向に補間して４シンボルのＳＰ信号を得ることにより３キャリア間隔のＳＰ信号を得る。ここで、前述したように送信側と同一のＰＲＢＳを用いてＢＰＳＫ変調を除去を行う。ＢＰＳＫ変調除去によって、図８のａ点とｂ点のどちらかの位相にランダムにＢＰＳＫ変調されたＳＰ信号が、全て本来のａ点のみの位相のＳＰ信号に戻される。次に、このＢＰＳＫ変調除去されたＳＰ信号を周波数方向に補間することにより、全キャリアに亘っての基準信号としてのＳＰ信号が得られる。
このようにして時間方向及び周波数方向に補間された全キャリアのＳＰ信号は、振幅等化及び位相等化を行う等化回路に送られる。

図８はＱＰＳＫ(Quadrature Phase Shift Keying)変調されたＩ軸及びＱ軸の複素データの振幅・位相特性(以下、コンスタレーション)、及び、ＢＰＳＫ変調された複素ＳＰ信号のコンスタレーションを示している。小さい４つの白丸がＱＰＳＫ変調されたデータ信号であり、Ｉ軸上の小さい２つの黒丸がＢＰＳＫ変調されたＳＰ信号ａ，ｂを示している。この図示の状態では、ＱＰＳＫ信号及びＳＰ信号とも何ら歪みを受けていないが、送信される伝送路上でマルチパスなどの妨害を受けると、受信側ではａ点のＳＰ信号の位相はａ’点にずれ、同様にｃ点のＱＰＳＫ信号の位相も同じずれ量でｃ’点にずれる。これはｂ点のＳＰ信号の位相や、他の３つの点のＱＰＳＫ信号の位相についても同じ量でずれを生じる。なお、受信装置では、この位相のずれ量(即ち位相の回転)や振幅の変位を元に戻すのが等化回路(図１の符号103などを参照)である。

図９は地上波デジタル信号でＳＰ信号をＢＰＳＫ変調するために使用するＰＲＢＳ発生回路の構成例を示している。ＰＲＢＳ発生回路は、１ビットずつのラッチ(遅延)が可能な１１個のレジスタＤ1，Ｄ2，Ｄ3……，Ｄ10，Ｄ11が直列に接続し、レジスタＤ9の出力信号とレジスタＤ11の出力信号とをエクスクルーシブオア(ＥＸＯＲと呼ばれる)回路２１の２つの入力端に入力し、ＥＸＯＲ回路２１の出力信号をレジスタＤ1に入力し、レジスタＤ11からの信号を出力端子２２から出力する構成となっている。レジスタＤ1〜Ｄ11はそれぞれ、クロックごとに１ビットずつのラッチを行うことが可能なラッチ回路としてのフリップフロップで構成されている。
ＥＸＯＲ回路２１を構成する１１個のレジスタＤ1〜Ｄ11には、初期値として図１０の「ＰＲＢＳレジスタの初期値」を示す表から選択して設定することができるようにしてある。

但し、連結送信の場合は図１０に示すように連結されたセグメントの位置（中心サブチャンネル番号）によってＰＲＢＳの初期値は異なる。図１０に示すように、中心サブチャンネル番号は１セグメントの中に設定できる番号が３つあり、１４個の全セグメントについては４２個の中心サブチャンネル番号が予め定められている。つまり、送信側では、各セグメントにつきサブチャンネル単位でセグメントをずらせるような方式となっている。例えば図１０の数字行の２行目にある「１セグメントの中心サブチャンネル番号」の「２，３，４」は、図６に示した０〜４１までのサブチャンネル番号のうちの２，３，４のとれかがセグメントの中心周波数ｆ1になるようにセグメントをずらせることを意味している。なお、図１０でモード１，２，３は、地上デジタル放送の伝送パラメータによって区別されるモードの違いを指しており、１セグメント内のサブキャリア数がそれぞれ１０８，２１６，４３２に相当するものである。これら地上波デジタル信号および連結送信の伝送方式については非特許文献１に詳しく記載されている。

従来のＯＦＤＭ受信装置では連結送信された信号のどの位置（中心サブチャンネル番号）のセグメントを受信するかをあらかじめ把握しており、受信するセグメント位置（中心サブチャンネル番号）に応じたＰＲＢＳの初期値を用いてＳＰ信号のＢＰＳＫ変調除去を行っていた。従って、従来の受信装置では、選局の際に受信装置に中心サブチャンネル番号あるいはＰＲＢＳ初期値の情報をチューナに供給する一方、復調部分を構成する復調ＩＣにも供給する必要があった。

そこで、本発明の実施形態では、受信装置の復調ＩＣにおいて、復調に必要な複数のＰＲＢＳの初期値を切り替えていき、復調データの良否に関わる検出信号(例えばＳ／Ｎ比や誤り率等)が最良のときを自動的に検出することによって、最適なＰＲＢＳの初期値を検出できるようにしたものである。

［第１の実施形態］
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１は本発明の第１の実施形態のＯＦＤＭ受信装置の構成を示すブロック図である。

図１に示すＯＦＤＭ受信装置１００は、地上波デジタル放送信号を選局する図示しないチューナと、ベースバンドの複素信号に変換して時間領域の地上波デジタル信号を生成する図示しない直交検波回路と、受信信号をＦＦＴにより周波数領域の信号に変換するＦＦＴ回路１０２と、このＦＦＴ回路１０２の出力からＳＰ信号を抽出するパイロット信号抽出手段としてのＳＰ抽出回路１０４と、このＳＰ抽出回路１０４で抽出されたＳＰ信号について時間方向に補間を行うＳＰ時間軸補間回路１０５と、選択信号に応じて複数のＰＲＢＳのいずれかを発生させるＰＲＢＳ発生回路１０９と、ＳＰ時間軸補間回路１０５の出力をＰＲＢＳ発生回路１０９の出力を用いてＢＰＳＫ変調除去を行うＢＰＳＫ変調除去回路１０６と、このＢＰＳＫ変調除去回路１０６でＢＰＳＫ変調除去されたＳＰ信号について周波数方向に補間を行うＳＰ周波数軸補間回路１０７と、このＳＰ周波数軸補間回路１０７のＳＰ出力でＦＦＴ回路１０２の出力を等化し、復調データを得るデータ復調手段としての等化回路１０３と、この等化回路１０３の出力である復調データを用いて受信Ｓ／Ｎを検出するＳ／Ｎ検出回路１０８と、検出された受信Ｓ／Ｎ信号を入力し、受信Ｓ／Ｎ信号が最良となる判定基準に基づいて、複数のＰＲＢＳのうち最適なＰＲＢＳを選択するための選択信号を出力する判定回路１１０と、復調データの出力端子１１１と、ＰＲＢＳサーチモード信号の入力端子１１２とを備えている。

判定回路１１０は、図示しない制御手段からサーチモード信号が入力された時、ＰＲＢＳ発生回路１０９にＰＲＢＳ切替信号を与えてＰＲＢＳ発生回路１０９に複数のＰＲＢＳを試行させて受信Ｓ／Ｎ信号が最良となる判定基準を得ることによって、最適なＰＲＢＳを自動的に見つけ出し、復調動作を実行する。
なお、ＰＲＢＳ発生回路１０９としては、前述の図９の構成を用いることができる。

以下、図１を参照しながら動作説明する。
入力端子１０１には図示しないチューナで選局され、その後図示しない直交検波回路でベースバンドの複素信号に変換された時間領域の地上波デジタル信号が入力端子１０１に入力される。ＦＦＴ回路１０２の入力信号は連結送信された地上波デジタル信号の一部のセグメント信号である。なお、チューナでは所定数のセグメントが受信可能である。地上波デジタル信号の一部のセグメント信号とは、１シンボルを構成する所定数のセグメントの信号である。この入力信号はＦＦＴ回路１０２に供給され、高速フーリエ変換(ＦＦＴ)演算により周波数領域の信号に変換される。ＦＦＴ回路１０２の出力は２つに分岐され、一方は等化回路１０３に供給され、もう一方はＳＰ抽出回路１０４に供給される。

ＳＰ抽出回路１０４では、図７に示したように周波数方向および時間方向にまばらに多重されたＳＰ信号のみを抜き取り、ＳＰ時間軸補間回路１０５に供給する。ＳＰ時間軸補間回路１０５で時間方向に補間されたＳＰ信号はＢＰＳＫ変調除去回路１０６に供給される。この時間軸補間により、ＳＰ信号は周波数方向に３キャリアごとに１回挿入される。即ち周波数方向に１／３の割合でＳＰ信号が挿入された状態となる。

ＢＰＳＫ変調除去回路１０６には、ＰＲＢＳ発生回路１０９からＰＲＢＳ信号も入力され、このＰＲＢＳ信号に基づいてＳＰ信号のＢＰＳＫ変調が除去される。ＢＰＳＫ変調除去回路１０６の出力はＳＰ周波数軸補間回路１０７に供給され、周波数方向に周波数補間フィルタにより補間されて補間出力が等化回路１０３に供給される。この時間軸補間により、全キャリアの基準信号が得られる。

等化回路１０３においてＦＦＴ回路１０２からのデータキャリアはＳＰ周波数軸補間回路１０７からの全キャリアのＳＰ信号に基づいて伝送路ひずみを補正され復調データとして出力端子１１１から図示しない後段の誤り訂正回路へと供給される。
また、等化回路１０３の出力はＳ／Ｎ検出回路１０８にも供給され、復調データを用いて受信Ｓ／Ｎが検出される。検出結果である受信Ｓ／Ｎ信号は判定回路１１０に供給される。また、判定回路１１０には、ＰＲＢＳサーチモード信号が入力されて、ＰＲＢＳサーチモードと通常受信モードが切り替えられる。

ＰＲＢＳサーチモードのとき、判定回路１１０からＰＲＢＳ発生回路１０９にＰＲＢＳ初期値切替信号が供給され、ＰＲＢＳ初期値を順次切り替えながら判定回路１１０では受信Ｓ／Ｎ信号を監視する。そして、受信Ｓ／Ｎ信号が最良となるＰＲＢＳ初期値を選択してＰＲＢＳサーチモードを終了し、通常受信モードに切り替わる。ＰＲＢＳ初期値が入力信号と合っていなければ、ＳＰ信号のＢＰＳＫ変調除去が正しく行われず、ＢＰＳＫ変調成分が周波数軸で高域成分となるため周波数補間フィルタで破綻が生じてしまい、受信Ｓ／Ｎを劣化させる。従って、正しいＰＲＢＳ初期値のとき受信Ｓ／Ｎ信号が最良となるので最適なＰＲＢＳ初期値検出のための判定基準に用いることができる。なお、ＰＲＢＳサーチモードは、例えばＳＰ信号の４シンボル周期が確定した直後あるいはフレーム同期が確立した直後に一度実行されればよい。

以上説明したように第１の実施形態によれば、ＰＲＢＳ初期値を切り替えながら受信Ｓ／Ｎ信号を判定基準として利用してＰＲＢＳ初期値の自動検出を行うことができるためユーザーがＰＲＢＳ初期値を設定する必要がない。

［第２の実施形態］
図２は本発明の第２の実施形態のＯＦＤＭ受信装置の構成を示すブロック図である。
図２に示すＯＦＤＭ受信装置２００は、地上波デジタル放送信号を選局する図示しないチューナと、ベースバンドの複素信号に変換して時間領域の地上波デジタル信号を生成する図示しない直交検波回路と、受信信号をＦＦＴにより周波数領域の信号に変換するＦＦＴ回路２０２と、このＦＦＴ回路２０２の出力からＳＰ信号を抽出するパイロット信号抽出手段としてのＳＰ抽出回路２０４と、このＳＰ抽出回路２０４で抽出されたＳＰ信号について時間方向に補間を行うＳＰ時間軸補間回路２０５と、選択信号に応じて複数のＰＲＢＳのいずれかを発生させるＰＲＢＳ発生回路２０９と、ＳＰ時間軸補間回路２０５の出力をＰＲＢＳ発生回路２０９の出力を用いてＢＰＳＫ変調除去を行うＢＰＳＫ変調除去回路２０６と、このＢＰＳＫ変調除去回路２０６でＢＰＳＫ変調除去されたＳＰ信号について周波数方向に補間を行うＳＰ周波数軸補間回路２０７と、このＳＰ周波数軸補間回路２０７のＳＰ出力でＦＦＴ回路２０２の出力を等化し、復調データを得るデータ復調手段としての等化回路２０３と、この等化回路２０３の出力である復調データを入力して、誤り訂正を行って出力端子２１１に出力する一方、誤り率を検出する機能を備えた誤り訂正回路２０８と、検出された誤り率を入力し、誤り率が最良となる判定基準に基づいて、複数のＰＲＢＳのうち最適なＰＲＢＳを選択するための選択信号を出力する判定回路２１０と、ＴＳデータの出力端子２１１と、ＰＲＢＳサーチモード信号の入力端子２１２とを備えている。

この判定回路２１０は、図示しない制御手段からサーチモード信号が入力された時、ＰＲＢＳ発生回路２０９にＰＲＢＳ切替信号を与えてＰＲＢＳ発生回路２０９に複数のＰＲＢＳを試行させて誤り率が最良となる判定基準を得ることによって、最適なＰＲＢＳを自動的に見つけ出し、復調動作を実行する。

以下、図２を参照しながら動作説明する。
入力端子２０１には図示しないチューナで選局され、その後図示しない直交検波回路でベースバンドの複素信号に変換された時間領域の地上波デジタル信号が入力される。ＦＦＴ回路２０２の入力信号は連結送信された地上波デジタル信号の一部のセグメント信号である。なお、チューナでは所定数のセグメントが受信可能である。地上波デジタル信号の一部のセグメント信号とは、１シンボルを構成する所定数のセグメントの信号である。この入力信号はＦＦＴ回路２０２に供給され、ＦＦＴ演算により周波数領域の信号に変換される。ＦＦＴ回路２０２の出力は２つに分岐され、一方は等化回路２０３に供給され、もう一方はＳＰ抽出回路２０４に供給される。

ＳＰ抽出回路２０４では図７に示したように周波数方向および時間方向にまばらに多重されたＳＰ信号のみを抜き取りＳＰ時間軸補間回路２０５に供給する。ＳＰ時間軸補間回路２０５で時間軸方向に補間されたＳＰ信号はＢＰＳＫ変調除去回路２０６に供給される。この時間軸補間により、ＳＰ信号は周波数方向に３キャリアごとに１回挿入される。即ち周波数方向に１／３の割合でＳＰ信号が挿入された状態となる。

ＢＰＳＫ変調除去回路２０６には、ＰＲＢＳ（擬似ランダム符号系列）発生回路２０９からＰＲＢＳ信号も入力され、このＰＲＢＳ信号に基づいてＳＰ信号のＢＰＳＫ変調が除去される。ＢＰＳＫ変調除去回路２０６の出力はＳＰ周波数軸補間回路２０７に供給され、周波数軸方向に周波数補間フィルタにより補間されて補間出力が等化回路２０３に供給される。この時間軸補間により、全キャリアの基準信号が得られる。

等化回路２０３においてＦＦＴ回路２０２からのデータキャリアはＳＰ周波数軸補間回路２０７からの全キャリアのＳＰ信号に基づいて伝送路ひずみを補正され復調データとして誤り訂正回路２０８へと供給される。誤り訂正回路２０８で誤り訂正演算処理され、ＴＳデータとして出力端子２１１へ出力される。
また、誤り訂正回路２０８からは誤り率を示すエラー情報が判定回路２１０に供給される。判定回路２１０には、ＰＲＢＳサーチモード信号が入力されて、ＰＲＢＳサーチモードと通常受信モードが切り替えられる。

ＰＲＢＳサーチモードのとき、判定回路２１０からＰＲＢＳ発生回路２０９にＰＲＢＳ初期値切替信号が供給され、ＰＲＢＳ初期値を順次切り替えながら判定回路２１０ではエラー情報を監視する。そして、誤り率が最良となるＰＲＢＳ初期値を選択してＰＲＢＳサーチモードを終了し通常受信モードに切り替わる。ＰＲＢＳ初期値が入力信号と合っていなければＳＰ信号のＢＰＳＫ変調除去が正しく行われず、誤り訂正回路２０８で誤り訂正できず誤り率を劣化させる。従って、正しいＰＲＢＳ初期値のとき誤り率が最良となるので最適なＰＲＢＳ初期値検出のための判定基準として用いることができる。なお、ＰＲＢＳサーチモードには例えばＳＰ信号の４シンボル周期が確定した直後あるいはフレーム同期が確立した直後に一度実行されればよい。

以上説明したように第２の実施形態によれば、ＰＲＢＳ初期値を切り替えながら誤り率の状態を示すエラー情報を判定基準として利用してＰＲＢＳ初期値の自動検出を行うことができるためユーザーがＰＲＢＳ初期値を設定する必要がない。

［第３の実施形態］
図３は本発明の第３の実施形態のＯＦＤＭ受信装置の構成を示すブロック図である。
図３に示すＯＦＤＭ受信装置３００は、地上波デジタル放送信号を選局する図示しないチューナと、ベースバンドの複素信号に変換して時間領域の地上波デジタル信号を生成する図示しない直交検波回路と、受信信号をＦＦＴにより周波数領域の信号に変換するＦＦＴ回路３０２と、このＦＦＴ回路３０２の出力からＳＰ信号を抽出するパイロット信号抽出手段としてのＳＰ抽出回路３０４と、このＳＰ抽出回路３０４で抽出されたＳＰ信号について時間方向に補間を行うＳＰ時間軸補間回路３０５と、選択信号に応じて複数のＰＲＢＳのいずれかを発生させるＰＲＢＳ発生回路３０９と、ＳＰ時間軸補間回路３０５の出力をＰＲＢＳ発生回路３０９の出力を用いてＢＰＳＫ変調除去を行うＢＰＳＫ変調除去回路３０６と、このＢＰＳＫ変調除去回路３０６でＢＰＳＫ変調除去されたＳＰ信号について周波数方向に補間を行うＳＰ周波数軸補間回路３０７と、このＳＰ周波数軸補間回路３０７のＳＰ出力でＦＦＴ回路３０２の出力を等化し、復調データを得るデータ復調手段としての等化回路３０３と、ＢＰＳＫ変調除去回路３０６から出力されるＳＰ信号を入力し、ＢＰＳＫ変調除去されなかった成分を微分誤差信号として検出するための微分誤差検出回路３１１と、検出された微分誤差信号を入力し、微分誤差信号が最小となる判定基準に基づいて、複数のＰＲＢＳのうち最適なＰＲＢＳを選択するための選択信号を出力する判定回路３１０と、復調データの出力端子３１２と、ＰＲＢＳサーチモード信号の入力端子３１３とを備えている。

この判定回路３１０は、図示しない制御手段からサーチモード信号が入力された時、ＰＲＢＳ発生回路３０９にＰＲＢＳ切替信号を与えてＰＲＢＳ発生回路３０９に複数のＰＲＢＳを試行させて微分誤差信号が最良となる判定基準を得ることによって、最適なＰＲＢＳを自動的に見つけ出し、復調動作を実行する。

図４は図３における微分誤差検出回路３１１の構成例のブロック図を示している。
図４に示す微分誤差検出回路３１１は、ＢＰＳＫ変調除去回路３０６の出力をクロック遅延させるレジスタ３１１-1と、ＢＰＳＫ変調除去回路３０６のＳＰ出力とこの出力から周波数方向に隣り合うＳＰ信号(レジスタ３１１-1出力)の差分値を求める差分演算回路３１１-2と、この差分演算回路の絶対値を検出する絶対値検出回路３１１-3と、この絶対値検出回路の出力を所定区間積分して微分誤差信号として出力する積分回路３１１-4とを備え、積分回路の出力を判定基準として積分回路出力が最小となるＰＲＢＳを選択する。

以下、図３及び図４を参照しながら動作説明する。
入力端子３０１には図示しないチューナで選局され、その後図示しない直交検波回路でベースバンドの複素信号に変換された時間領域の地上波デジタル信号が入力される。ＦＦＴ回路３０２の入力信号は連結送信された地上波デジタル信号の一部のセグメント信号である。なお、チューナでは所定数のセグメントが受信可能である。地上波デジタル信号の一部のセグメント信号とは、１シンボルを構成する所定数のセグメントの信号である。この入力信号はＦＦＴ回路３０２に供給され、ＦＦＴ演算により周波数領域の信号に変換される。ＦＦＴ回路３０２の出力は２つに分岐され、一方は等化回路３０３に供給され、もう一方はＳＰ抽出回路３０４に供給される。

ＳＰ抽出回路３０４では図７に示したように周波数方向および時間方向にまばらに多重されたＳＰ信号のみを抜き取りＳＰ時間軸補間回路３０５に供給する。ＳＰ時間軸補間回路３０５で時間軸方向に補間されたＳＰ信号はＢＰＳＫ変調除去回路３０６に供給される。この時間軸補間により、ＳＰ信号は周波数方向に３キャリアごとに１回挿入される。即ち周波数方向に１／３の割合でＳＰ信号が挿入された状態となる。

ＢＰＳＫ変調除去回路３０６にはＰＲＢＳ（擬似ランダム符号系列）発生回路３０９からＰＲＢＳ信号も入力され、このＰＲＢＳ信号に基づいてＳＰ信号のＢＰＳＫ変調が除去される。ＢＰＳＫ変調除去回路３０６の出力はＳＰ周波数軸補間回路３０７に供給され、周波数方向に周波数補間フィルタにより補間されて補間出力が等化回路３０３に供給される。この時間軸補間により、全キャリアの基準信号が得られる。

等化回路３０３においてＦＦＴ回路３０２からのデータキャリアはＳＰ周波数軸補間回路３０７からの全キャリアのＳＰ信号に基づいて伝送路ひずみを補正され復調データとして誤り訂正回路３０８へと供給される。誤り訂正回路３０８で誤り訂正処理されて出力端子３１２へＴＳデータとして出力される。

また、ＢＰＳＫ変調除去回路３０６の出力は微分誤差検出回路３１１にも供給される。図４に示すように、微分誤差検出回路３１１は、ＳＰ信号を周波数方向に差分演算し、その絶対値を一定区間積分する。積分演算結果を微分誤差信号として判定回路３１０に供給する。また、判定回路３１０にはＰＲＢＳサーチモード信号が入力されて、ＰＲＢＳサーチモードと通常受信モードが切り替えられる。

ＰＲＢＳサーチモードのとき、判定回路３１０からＰＲＢＳ発生回路３０９にＰＲＢＳ初期値切替信号が供給され、ＰＲＢＳ初期値を順次切替ながら判定回路３１０では微分誤差信号を監視する。そして、微分誤差信号が最小となるＰＲＢＳ初期値を選択してＰＲＢＳサーチモードを終了し通常受信モードに切り替わる。ＰＲＢＳ初期値が入力信号と合っていなければＳＰ信号のＢＰＳＫ変調除去が正しく行われず、ＢＰＳＫ変調成分が存在するため微分誤差信号は大きくなる。従って、正しいＰＲＢＳ初期値のとき微分誤差信号が最小となるので最適なＰＲＢＳ初期値検出のための判定基準に用いることができる。ＰＲＢＳサーチモードには例えばＳＰ信号の４シンボル周期が確定した直後あるいはフレーム同期が確立した直後に一度実行されればよい。

以上説明したように第３の実施形態によれば、ＰＲＢＳ初期値を切り替えながら微分誤差信号を判定基準として利用してＰＲＢＳ初期値の自動検出を行うことができるためユーザーがＰＲＢＳ初期値を設定する必要がない。

以上の第１乃至第３の実施形態の説明では、ＢＰＳＫ変調除去回路がＳＰ時間軸補間回路の後段に位置しているが前段にあってもかまわない。さらに、第１乃至第３の実施形態では、ＰＲＢＳ初期値を順次切り替えながらサーチしていくように説明したが、回路を複数使用して並列処理で実施しても同様の効果があることは言うまでもない。

以上述べたように本発明によれば、連結送信された地上波デジタル信号の一部を受信するＯＦＤＭ受信装置において、ＳＰ信号に施されているＰＲＢＳによるＢＰＳＫ変調を除去するためのＰＲＢＳ初期値を自動検出するため、選局のとき中心サブチャンネル番号やＰＲＢＳ初期値を復調用に設定する必要がなく簡便な選局操作が可能となる。

本発明の第１の実施形態のＯＦＤＭ受信装置の構成を示すブロック図。 本発明の第２の実施形態のＯＦＤＭ受信装置の構成を示すブロック図。 本発明の第３の実施形態のＯＦＤＭ受信装置の構成を示すブロック図。 図３における差分誤差検出回路の構成例を示すブロック図。 セグメントに分割されて連結送信されるＯＦＤＭ信号を示す図。 １セグメントの中心サブチャンネル番号０〜４１を示す図。 ＯＦＤＭ伝送方式におけるＳＰ信号の多重例を示す図。 ＱＰＳＫ変調されたＩ軸及びＱ軸の複素データのコンスタレーション、及び、ＢＰＳＫ変調された複素ＳＰ信号のコンスタレーションを示す図。 ＳＰ信号をＢＰＳＫ変調するために使用するＰＲＢＳ発生回路のブロック図。 ＰＲＢＳ発生回路におけるレジスタ初期値の一覧表を示す図。

符号の説明

１０２，２０２，３０２…ＦＦＴ回路
１０３，２０３，３０３…等化回路
１０４，２０４，３０４…ＳＰ抽出回路
１０５，２０５，３０５…ＳＰ時間軸補間回路
１０６，２０６，３０６…ＢＰＳＫ変調除去回路
１０７，２０７，３０７…ＳＰ周波数軸補間回路
１０８…Ｓ／Ｎ検出回路
１０９，２０９，３０９…ＰＲＢＳ発生回路
１１０，２１０，３１０…判定回路
２０８…誤り訂正回路
３１１…微分誤差検出回路

Claims (5)

1. パイロット信号を周波数方向及び時間方向に予め定められた配置パターンで多重して送信し、かつ前記パイロット信号は周波数方向に複数の擬似ランダム符号系列（以下、ＰＲＢＳ）のいずれかでＢＰＳＫ変調して送信する直交周波数分割多重（以下、ＯＦＤＭ）信号を受信するＯＦＤＭ受信装置において、
   受信信号を高速離散フーリエ変換により周波数領域の信号に変換する高速離散フーリエ変換手段と、
   前記高速離散フーリエ変換手段の出力からパイロット信号を抽出するパイロット信号抽出手段と、
   選択信号に応じて前記複数のＰＲＢＳのいずれかを発生させるＰＲＢＳ発生手段と、
   前記パイロット信号抽出手段の出力を前記ＰＲＢＳ発生手段の出力を用いてＢＰＳＫ変調除去を行うＢＰＳＫ変調除去手段と、
   このＢＰＳＫ変調除去手段の出力で前記高速離散フーリエ変換手段の出力を等化し、復調データを得るデータ復調手段と、
   前記データ復調手段の出力である復調データの良否に関わる検出信号を得る検出手段と、
   前記検出信号を入力し、該検出信号が最良となる判定基準に基づいて、前記複数のＰＲＢＳのうち最適なＰＲＢＳを選択するための前記選択信号を出力する判定手段とを具備し、
   前記判定手段は前記複数のＰＲＢＳを試行して前記判定基準を得ることを特徴とするＯＦＤＭ受信装置。
2. 前記検出手段は、前記データ復調手段の出力から受信Ｓ／Ｎを検出するＳ／Ｎ検出手段であって、前記Ｓ／Ｎ検出手段の出力を前記判定基準として受信Ｓ／Ｎが最良となるＰＲＢＳを選択することを特徴とする請求項１記載のＯＦＤＭ受信装置。
3. 前記データ復調手段の出力を誤り訂正する誤り訂正手段をさらに具備し、
   前記検出手段は、前記誤り訂正手段の出力から誤り率を検出する誤り率検出手段であって、前記誤り率検出手段の出力を前記判定基準として誤り率が最良となるＰＲＢＳを選択することを特徴とする請求項１記載のＯＦＤＭ受信装置。
4. 前記誤り訂正手段は、前記誤り率検出手段を含むことを特徴とする請求項３に記載のＯＦＤＭ受信装置。
5. 前記検出手段は、
   前記ＢＰＳＫ変調除去手段の出力から周波数方向に隣り合うパイロット信号の差分値を求める差分演算手段と、
   この差分演算手段の絶対値を検出する絶対値検出手段と、
   前記絶対値検出手段の出力を所定区間積分する積分手段とを具備し、
   前記積分手段の出力を前記判定基準として積分手段出力が最小となるＰＲＢＳを選択することを特徴とする請求項１記載のＯＦＤＭ受信装置。

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