JP3726856B2 - 受信装置および受信方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、受信装置および受信方法に関し、特に、ＯＦＤＭ方式に基づく受信装置および受信方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年デジタル信号を伝送する方法として、直交周波数分割多重方式（ＯＦＤＭ：Orthogonal Frequency Division Multiplexing）と呼ばれる変調方式が提案されている。このＯＦＤＭ方式は伝送帯域内に多数の直交する副搬送波を設け、それぞれの副搬送波の振幅及び位相にデータを割り当て、ＰＳＫ（Phase Shift Keying）やＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）によりディジタル変調する方式である。この様に多数の副搬送波で伝送帯域を分割するため、副搬送波１波あたりの帯域は狭くなり変調速度は遅くなるが、搬送波の数が多数あるので総合の伝送速度は従来の変調方式と変わらない。
【０００３】
このＯＦＤＭ方式では多数の副搬送波が並列に伝送されるためにシンボル速度が遅くなるので、いわゆるマルチパス妨害の存在する伝送路ではシンボルの時間長に対する相対的なマルチパスの時間長を短くすることができ、マルチパス妨害に対して強い方式であることが期待できる。
【０００４】
以上の様な特徴からＯＦＤＭ方式は、マルチパス妨害の影響を強く受ける地上波によるディジタル信号の伝送に対して特に注目されている。
【０００５】
また最近の半導体技術の進歩により離散的フ−リエ変換（以下ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）と記述する）や離散的フ−リエ逆変換（以下ＩＦＦＴ（Invert Fast Fourier Transform）と記述する）をハ−ドウェアで実現することが可能となり、これらを用いて簡単にＯＦＤＭ方式に基づく変調を行ったり、また逆に復調する事ができる様になった事もＯＦＤＭ方式が注目されてきた理由の一つである。
【０００６】
図４はＯＦＤＭ受信機の構成例を示すブロック図である。受信アンテナ１０１は、ＲＦ信号を捕捉する。乗算回路１０２は、ＲＦ信号とチューナ１０３から出力される所定の周波数を有する信号とを乗算する。バンドパスフィルタ１０４は、乗算回路１０２の出力から所望のＩＦ信号を抽出する。Ａ／Ｄ変換回路１０５は、バンドパスフィルタ１０４により抽出されたＩＦ信号をディジタル信号に変換する。
【０００７】
デマルチプレクサ１０６は、ディジタル化されたＩＦ信号からＩチャンネル信号とＱチャンネル信号とを分離抽出する。ローパスフィルタ１０７，１０８は、それぞれ、Ｉチャンネル信号とＱチャンネル信号に含まれている不要な高域成分を除去して基底帯域（ベースバンド）の信号に変換する。
【０００８】
複素乗算回路１０９は、数値コントロール発振回路１１０より供給される所定の周波数の信号により、基底帯域信号の持つ搬送波周波数誤差を除外した後、高速フーリエ変換回路１１２に供給する。高速フーリエ変換回路１１２はＯＦＤＭ時間信号を周波数分解し、ＩおよびＱチャンネル受信デ−タを生成する。
【０００９】
相関値演算装置１１３は、基底帯域に変換されたＯＦＤＭ時間信号と有効シンボル時間だけ遅延させたＯＦＤＭ信号とを乗算してガード期間幅の移動平均を計算することにより、２つの信号の相関値を求め、相関値が最大になるタイミングにおいて高速フーリエ変換回路１１２に演算を開始させる。
【００１０】
搬送波周波数誤差演算回路１１４は、周波数パワーを用いて搬送波周波数の誤差を算出し、加算回路１１１に出力する。加算回路１１１は、搬送波周波数誤差演算回路１１４と相関値演算回路１１３の出力を加算して数値コントロール発振回路１１０に供給する。
【００１１】
クロック周波数再生回路１１５は、ＩチャンネルデータとＱチャンネルデータを参照して制御信号を生成し、クロック発振回路１１６の発振周波数を制御する。クロック発振回路１１６は、クロック周波数再生回路１１５から供給される制御信号に応じてクロック信号を生成し、出力する。
【００１２】
次に、以上の従来例の動作について説明する。
【００１３】
受信アンテナ１０１により捕捉されたＲＦ信号は、乗算回路１０２により、チューナ１０３より供給された所定の周波数の信号と乗算される。乗算回路１０２より出力された信号は、バンドパスフィルタ１０４に供給され、そこで、ＩＦ信号が抽出されることになる。
【００１４】
Ａ／Ｄ変換回路１０５は、バンドパスフィルタ１０４から出力されたＩＦ信号をディジタル信号に変換し、デマルチプレクサ１０６に供給する。デマルチプレクサ１０６は、ディジタル化された信号からＩチャンネル信号とＱチャンネル信号とを分離抽出してローパスフィルタ１０７，１０８にそれぞれ供給する。ローパスフィルタ１０７，１０８は、それぞれ、Ｉチャンネル信号とＱチャンネル信号に含まれている不要な高域成分である折り返し成分を除去して基底帯域の信号に変換する。
【００１５】
複素乗算回路１０９は、数値コントロール発振回路１１０より供給される所定の周波数の信号により、基底帯域信号の持つ搬送波の周波数誤差を除去して高速フーリエ変換回路１１２に供給する。高速フーリエ変換回路１１２はＯＦＤＭ時間信号を周波数分解し、ＩおよびＱチャンネル受信デ−タを生成する。
【００１６】
相関値演算装置１１３は、基底帯域に変換されたＯＦＤＭ時間信号と有効シンボル時間だけ遅延させたＯＦＤＭ信号を乗算してガード期間幅の移動平均を計算することにより２つの信号の相関値を求め（詳細は後述する）、相関値が最大になるタイミングにおいて高速フーリエ変換回路１１２に演算を開始させる。その結果、高速フーリエ変換回路１１２は、送信側から送られてきたＩチャンネル信号とＱチャンネル信号に含まれているデータを正確に抽出することができる。
【００１７】
図５は、図４に示す相関値演算回路１１３の詳細な構成例を示すブロック図である。この図において、有効シンボル時間遅延回路３０１，３０２は、複素乗算回路１０９から出力されたＩチャンネルデータと、Ｑチャンネルデータをそれぞれ有効シンボル期間だけ遅延して出力する。乗算回路３０３，３０４は、有効シンボル遅延回路３０１，３０２により有効シンボル時間だけ遅延されたＩチャンネルデータおよびＱチャンネルデータと、遅延されていないもとのＩチャンネルデータおよびＱチャンネルデータとをそれぞれ乗算する。
【００１８】
ガード期間幅移動平均回路３０５，３０６は、ガード期間（詳細は、後述する）の移動平均を算出する。電力演算回路３０７は、ガード期間幅移動平均回路３０５，３０６の出力信号のそれぞれの電力を算出し、算出した電力量を加算して得られた値を出力する。
【００１９】
最大値検出回路３０８は、電力演算回路３０７から出力される信号の最大値（ＯＦＤＭシンボル時間内における相関値の最大値）を求めて、その結果に応じて高速フーリエ変換回路１１２が演算を開始するタイミングを制御する。
【００２０】
次に、図６を参照しながら、相関値演算回路１１３の動作について説明する。
【００２１】
受信側においてＯＦＤＭ信号を正しく復調する為には搬送波再生等の各種同期が必要となる。特にＯＦＤＭ方式においてはシンボル単位でＦＦＴ処理を施すため、特に受信側では、シンボルの周期と正確に同期を図った上で、ＦＦＴ処理を行わなければならない。以下では、従来から提案されているシンボル周期再生方法について詳しく述べる。
【００２２】
一般的にＯＦＤＭ方式では、図６に示すように、そのシンボルは、ガード期間と有効シンボル期間とにより構成されている。ガード期間は、有効シンボルの後ろの一部が巡回的に複写されることにより構成されている。そこで、受信側では、先ず、相関値演算回路１１３により基底帯域に変換されたＯＦＤＭ時間信号と有効シンボル時間だけ遅延させたＯＦＤＭ信号とを乗算してガード期間幅の移動平均を計算することにより、２つの信号の相関値を算出する。ここで、前述したようにＯＦＤＭ信号は有効シンボル期間の一部にガード期間と同一の信号成分が含まれているので、前述の２つの信号の相関値を求めると、シンボルの境界において相関値が最大となる。従って、算出された相関値の最大値を検出する事でシンボルの境界を特定し、特定されたシンボルの境界を基準としてＦＦＴ処理を行うことにより、正確なデータを復調することができる。
【００２３】
即ち、図５の回路においては、相関値演算回路１１３に入力されたＩチャンネルデータとＱチャンネルデータは、それぞれ、有効シンボル時間遅延回路３０１，３０２に供給される。有効シンボル時間遅延回路３０１，３０２は、入力されたＩチャンネルデータとＱチャンネルデータを、図６（Ａ）に示す有効シンボル期間分だけ遅延して出力する。その結果、図６（Ｂ）に示すような信号が、有効シンボル時間遅延回路３０１，３０２から出力されることになる。なお、この図では、説明を簡略化するために、Ｉチャンネル信号だけを示している。
【００２４】
乗算回路３０３，３０４は、有効シンボル時間遅延回路３０１，３０２により遅延されたＩチャンネル信号およびＱチャンネル信号と、遅延されていない元のＩチャンネル信号とＱチャンネル信号とを乗算して出力する。
【００２５】
ガード期間幅移動平均回路３０５，３０６は、ガード期間に対応する区間を対象として、Ｉチャンネル信号およびＱチャンネル信号の移動平均を算出する。その結果、例えば、図６（Ｃ）に示すような相関値が出力されることになる。
【００２６】
電力演算回路３０７は、ガード期間幅移動平均回路３０５，３０６から出力されたＩチャンネルおよびＱチャンネルの相関値を示す信号の各々の電力を算出するとともに、得られた電力量を加算して、最大値検出回路３０８に出力する。
【００２７】
最大値検出回路３０８は、電力演算回路３０７から出力された、電力量を示す信号の最大値を検出する。図６（Ｃ）に示すように、各相関値は、各シンボルの境界部分で最大となるので、最大値検出回路３０８が最大値を検出したタイミングにおいて、高速フーリエ変換回路１１２を制御してＦＦＴ演算を実行させることにより、シンボルの周期と正確に同期して演算を実行することが可能となる。
【００２８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、現在ヨーロッパにおいてＤＶＢ−Ｔ（Digital Video Broadcasting-Terrestrial）と呼ばれるＯＦＤＭ方式を用いた地上波デジタル伝送方式の規格が検討されてるが、この規格ではガード期間として、有効シンボル期間の１／４時間、１／８時間、１／１６時間、および、１／３２時間の４種類が使用可能であることが規定されている。
【００２９】
受信側において、例えば、送信側において用いれているガード期間が分からない場合（例えば、受信装置の電源がＯＮの状態にされた場合など）において、どのガード期間を用いて伝送がなされているかを検出するためには、ガード期間を示す情報をデコードして取得する必要がある。
【００３０】
しかしながら、このようなガード期間を示す情報をデコードするためには、信号を受信する必要があるので、ガード期間が既知でなければならないという矛盾が生ずる。従って、現在使用されているガード期間が分からない限り、情報を受信することができないという課題があった。
【００３１】
本発明は、以上のような状況に鑑みてなされたものであり、上述したＯＦＤＭ信号をデコードすることなくガード期間を推定してＯＦＤＭシンボル信号を再生し、さらにＯＦＤＭ信号がデコードされた後はＯＦＤＭ信号に含まれるガード期間情報を用いてＯＦＤＭシンボル周期の再生が行えるＯＦＤＭ受信機のシンボル周期検出回路を提供することである。
【００３２】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の受信装置は、ＯＦＤＭ信号を基底帯域信号に変換する変換手段と、変換手段により得られた基底帯域信号を有効シンボル期間だけ遅延する遅延手段と、変換手段により得られた基底帯域信号と、遅延手段により遅延された基底帯域の信号との相関値を想定されるガード期間に対応する所定の期間に亘って算出する算出手段と、算出手段により算出された相関値の最大値を検出する検出手段と、検出手段により検出された最大値の周期を算定する算定手段と、算定手段により算定された最大値の周期と、有効シンボル期間および想定されるガード期間を加算することにより得られる想定ＯＦＤＭシンボル周期とが一致するか否かを判定する判定手段と、判定手段が、最大値の周期と想定ＯＦＤＭシンボル周期とが一致しないと判定した場合には、想定されるガード期間を適宜変更する変更手段とを備えることを特徴とする。
【００３３】
請求項６に記載の受信方法は、ＯＦＤＭ信号を基底帯域信号に変換する変換ステップと、変換ステップにより得られた基底帯域信号を有効シンボル期間だけ遅延する遅延ステップと、変換ステップにより得られた基底帯域信号と、遅延ステップにより遅延された基底帯域の信号との相関値を想定されるガード期間に対応する所定の期間に亘って算出する算出ステップと、算出ステップにより算出された相関値の最大値を検出する検出ステップと、検出ステップにより検出された最大値の周期を算定する算定ステップと、算定ステップにより算定された最大値の周期と、有効シンボル期間および想定されるガード期間を加算することにより得られる想定ＯＦＤＭシンボル周期とが一致するか否かを判定する判定ステップと、判定ステップが、最大値の周期と想定ＯＦＤＭシンボル周期とが一致しないと判定した場合には、想定されるガード期間を適宜変更する変更ステップとを備えることを特徴とする。
【００３４】
請求項１に記載の受信装置においては、ＯＦＤＭ信号を基底帯域信号に変換手段が変換し、変換手段により得られた基底帯域信号を有効シンボル期間だけ遅延手段が遅延し、変換手段により得られた基底帯域信号と、遅延手段により遅延された基底帯域の信号との相関値を想定されるガード期間に対応する所定の期間に亘って算出手段が算出し、算出手段により算出された相関値の最大値を検出手段が検出し、検出手段により検出された最大値の周期を算定手段が算定し、算定手段により算定された最大値の周期と、有効シンボル期間および想定されるガード期間を加算することにより得られる想定ＯＦＤＭシンボル周期とが一致するか否かを判定手段が判定し、判定手段が、最大値の周期と想定ＯＦＤＭシンボル周期とが一致しないと判定した場合には、変更手段が想定されるガード期間を適宜変更する。例えば、受信されたＯＦＤＭ信号を基底帯域信号に変換手段が変換し、変換手段により得られた基底帯域信号を有効シンボル期間だけ遅延手段であるメモリが遅延し、変換手段により得られた基底帯域信号と、遅延手段により遅延された基底帯域の信号との相関値を想定されるガード期間に対応する所定の期間に亘って算出手段が算出し、算出手段により算出された相関値の最大値を検出手段が検出し、検出手段により検出された最大値の周期を算定手段が算定し、算定手段により算定された最大値の周期と、有効シンボル期間および想定されるガード期間を加算することにより得られる想定ＯＦＤＭシンボル周期とが一致するか否かを判定手段が判定し、判定手段が、最大値の周期と想定ＯＦＤＭシンボル周期とが一致しないと判定した場合には、変更手段が想定されるガード期間を適宜変更し、これらが一致するように制御する。
【００３５】
請求項６に記載の受信方法においては、ＯＦＤＭ信号を基底帯域信号に変換ステップが変換し、変換ステップにより得られた基底帯域信号を有効シンボル期間だけ遅延ステップが遅延し、変換ステップにより得られた基底帯域信号と、遅延ステップにより遅延された基底帯域の信号との相関値を想定されるガード期間に対応する所定の期間に亘って算出ステップが算出し、算出ステップにより算出された相関値の最大値を検出ステップが検出し、検出ステップにより検出された最大値の周期を算定ステップが算定し、算定ステップにより算定された最大値の周期と、有効シンボル期間および想定されるガード期間を加算することにより得られる想定ＯＦＤＭシンボル周期とが一致するか否かを判定ステップが判定し、判定ステップが、最大値の周期と想定ＯＦＤＭシンボル周期とが一致しないと判定した場合には、所定の期間を変更する。例えば、受信されたＯＦＤＭ信号を基底帯域信号に変換ステップが変換し、変換ステップにより得られた基底帯域信号を有効シンボル期間だけ遅延ステップであるメモリが遅延し、変換ステップにより得られた基底帯域信号と、遅延ステップにより遅延された基底帯域の信号との相関値を想定されるガード期間に対応する所定の期間に亘って算出ステップが算出し、算出ステップにより算出された相関値の最大値を検出ステップが検出し、検出ステップにより検出された最大値の周期を算定ステップが算定し、算定ステップにより算定された最大値の周期と、有効シンボル期間および想定されるガード期間を加算することにより得られる想定ＯＦＤＭシンボル周期とが一致するか否かを判定ステップが判定し、判定ステップが、最大値の周期と想定ＯＦＤＭシンボル周期とが一致しないと判定した場合には、変更ステップが想定されるガード期間を適宜変更し、これらが一致するように制御する。
【００３６】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の形態の構成例を示すブロック図である。なお、この回路は、図４に示すＯＦＤＭ受信機の相関値演算回路１１３として構成されている。この図において、ファーストインファーストアウトメモリ（以下、ＦＩＦＯと略記する）５０１，５０２（遅延手段）は、デマルチプレクサ１０６（変換手段）により基底帯域に変換されたＯＦＤＭ信号のＩチャンネルデータとＱチャンネルデータをそれぞれ１有効シンボル期間だけ遅延して出力するようになされている。符号反転回路５０３は、ＦＩＦＯ５０２から出力された信号の符号を反転して出力するようになされている。
【００３７】
複素乗算回路５０４は、遅延されていないＩチャンネルデータとＱチャンネルデータをＩ，Ｑと表し、遅延されたＩチャンネルデータとＱチャンネルデータをそれぞれＩ-1，Ｑ-1と表すと、以下に示す複素演算を１クロック毎に（図４に示すクロック発振回路１１６から出力されるクロック信号に同期して）行い、演算結果を実数成分と虚数成分とに分けて、それぞれ、移動平均値回路５０５，５０６（算出手段）に対して出力するようになされている。なお、ここで、ｊは虚数を表す。
【００３８】
（Ｉ＋ｊＱ）（Ｉ-1−ｊＱ-1） ・・・（１）
【００３９】
移動平均値演算回路５０５，５０６は、制御回路５１７（判定手段、変更手段、第２の検出手段、第２の算出手段、抽出手段）から供給される現在想定されているガード期間を示すデータ（詳細は後述する）に対応して、Ｉ軸データおよびＱ軸データのそれぞれの移動平均を１クロック毎に算出して出力するようになされている。例えば、制御回路５１７から供給された現在想定されているガード期間幅のデータがＴｇｒである場合には、移動平均値演算回路５０５，５０６は、Ｔｇｒの期間に亘って、Ｉ軸データおよびＱ軸データの移動平均を算出して出力する。
【００４０】
２乗演算回路５０７，５０８（算出手段）は、移動平均値演算回路５０５，５０６より１クロック毎に出力される移動平均値をそれぞれ２乗して出力するようになされている。加算回路５０９（算出手段）は、２乗演算回路５０７，５０８の出力を加算して出力する。
【００４１】
メモリ５１０，５１１（検出手段）は、制御回路５１７に制御され、加算回路５０９から出力される移動平均値の所定の期間における最大値を格納するようになされている。カウンタ５１２，５１３（算定手段）は、制御回路５１７によりリセットされ、リセット後は、クロック発生回路１１６から出力されるクロック信号に同期してカウントアップを行うようになされている。
【００４２】
メモリ５１５，５１６は、制御回路５１７の制御に応じて、カウンタ５１２またはカウンタ５１３のカウント値を一時的に格納するようになされている。
【００４３】
制御回路５１７は、メモリへの書き込みや読み出しのタイミングなどを制御するようになされている。シンボル周期カウンタ５１８は、有効シンボル期間（以下、Ｔｕと表す）と、現在想定しているガード期間（以下、Ｔｇｒと表す）を加算した周期（Ｔｕ＋Ｔｇｒ）で動作しており、そのカウント値が“０”となった時点でシンボル周期信号５１９を出力する。また、ＯＦＤＭ信号がデコード可能となり、それに含まれるガード期間情報５２０が入力され始めると、シンボル周期カウンタ５１８は以後その情報の周期で動作する。
【００４４】
次に、以上の実施の形態の動作について図２を参照して説明する。
【００４５】
図２は、図１に示す実施の形態において実行される処理について説明するフローチャートである。この処理が実行されると、ステップＳ１において、制御回路５１７は、カウンタ５１２，５１３およびメモリ５１０，５１１，５１５，５１６をリセットする。また、現在想定しているガード期間（Ｔｇｒ）として、第１番目の（最小の）想定値Ｔｇ１を設定する。
【００４６】
なお、以下では、想定される最長のガード期間をＴｇｍａｘと記述し、カウンタ５１２，５１３の値をそれぞれＣ１，Ｃ２と記述する。また、Ｃ１，Ｃ２の値が以下の範囲にある場合を範囲Ａと表す。
【００４７】
【００４８】
更に、Ｃ１，Ｃ２の値が以下の範囲にある場合を範囲Ｂと表す。
【００４９】
Ｔｕ＜Ｃ１，Ｃ２＜Ｔｕ＋２・Ｔｇｒ ・・・（３）
【００５０】
なお、ｏｆｆｓｅｔは、Ｔｇｒ＞ｏｆｆｓｅｔを満足する所定の値であり、例えば、ｏｆｆｓｅｔ＝２０とする。
【００５１】
ステップＳ１の処理が終了すると、ステップＳ２に進み、制御回路５１７は、Ｔｕ＋Ｔｇｍａｘの区間における最大値を検出し、これを仮のシンボルの境界値とする。即ち、制御回路５１７は、制御状態０の処理として以下の処理を実行する。
【００５２】
制御回路５１７は、カウンタ５１２が０から（Ｔｕ＋Ｔｇｍａｘ）までカウントする間、クロック発振回路１１６から出力されるクロック信号に同期して加算回路５０９から出力される相関値と、メモリ５１０に記憶されている値とを比較する。その結果、メモリ５１０に格納されている値の方が加算回路５０９から出力される相関値よりも小さい場合と判定した場合は、メモリ５１０の値を相関値により更新するとともに、カウンタ５１３をリセットする。以上の動作をカウンタ５１２のカウント値が（Ｔｕ＋Ｔｇｍａｘ）になるまで繰り返し実行し、Ｃ１の値が（Ｔｕ＋Ｔｇｍａｘ）になった時点でステップＳ３に進む。
【００５３】
いま、図３（Ａ）に示すような、第ｎ番目および第（ｎ＋１）番目のＯＦＤＭシンボルが、図１に示す回路に入力されたとすると、ステップＳ１において初期設定が行われた後、ステップＳ２に進み、仮のシンボルの境界が検出されることになる。即ち、ＦＩＦＯ５０１，５０２により１有効シンボル期間だけ遅延されたＩまたはＱデータは図３（Ｂ）に示すようになる。そして、遅延された信号と元の信号との間で、期間Ｔｇｒに亘って、移動平均値演算回路５０５，５０６、２乗演算回路５０７，５０８および加算回路５０９が相関値を求めると、これら２つの信号において、最も相関が高い部分、即ち、送信ガード期間部分において相関値が最大となる。従って、（Ｔｕ＋Ｔｇｍａｘ）の期間に亘って、相関値が最大値となる部分を検出することにより、第ｎ番目と第（ｎ＋１）番目のシンボル境界を検出することができる。
【００５４】
続くステップＳ３では、制御回路５１７は、制御状態１として以下の動作を実行する。即ち、制御回路５１７は、カウンタ５１３が０から（Ｔｕ＋２・Ｔｇｍａｘ）までカウントする間、クロック信号に同期して加算回路５０９から出力される相関値を観測し、メモリ５１０を用いて範囲Ａにおける相関値の最大値を検出し、最大値が検出された時点でのカウント値Ｃ２をメモリ５１６に記憶させ、同時にカウンタ５１２をリセットする。更に、メモリ５１１を用いて範囲Ｂにおける相関値の最大値を検出し、最大値を検出した時点におけるＣ２の値をメモリ５１５に記憶させる。そして、Ｃ２の値が（Ｔｕ＋Ｔｇｍａｘ）になった時点でメモリ５１５とメモリ５１６の記憶内容を比較し、一致している場合はステップＳ５に進み、また、一致していない場合にはステップＳ４に進み、現在想定しているＴｇｒにΔＴを加算し、ステップＳ２に戻り、前述の場合と同様の処理を繰り返す。
【００５５】
いま、送信側におけるガード期間（以下、Ｔｇｓと表す）が受信側が現在想定しているガード期間Ｔｇｒよりも大きい場合（Ｔｇｓ＞Ｔｇｒの場合）には、範囲Ａと範囲Ｂの関係は、図３（Ｃ）に示すようになる。この場合、範囲Ａには最大値の平坦部分が含まれていないことから、範囲Ａの最大値が検出されたとき（範囲Ａの末尾に対応するとき）のカウント値と範囲Ｂの最大値が検出されたときのカウント値は異なるので、ステップＳ３ではＮＯと判定されて、Ｔｇｒの値が増加された後、再度ステップＳ２に戻ることになる。また、図３（Ｄ）に示すように、ＴｇｓとＴｇｒが等しい場合（Ｔｇｓ＝Ｔｇｒの場合）には、範囲Ａと範囲Ｂにおける最大値は一致することになるので、ステップＳ３では、ＹＥＳと判定されてステップＳ５に進むことになる。更に、図３（Ｅ）に示すように、Ｔｇｓ＜Ｔｇｒの場合には、範囲Ａと範囲Ｂにおける最大値が一致しないことになるので、ステップＳ３ではＮＯと判定されることになる。但し、このような場合は、実際の処理においては発生しないため（Ｔｇｓ＝Ｔｇｒとなった場合は次のステップに進むため）、回路構成上において特に留意する必要はない。
【００５６】
ステップＳ５では、制御回路５１７は、制御状態２として以下の動作を実行する。即ち、制御回路５１７は、カウンタ５１２が０から（Ｔｕ＋２・Ｔｇｒ）までカウントする間、クロック信号に同期して加算回路５０９から出力される相関値とメモリ５１０の値を比較し、範囲Ａにおける相関値の最大値を検出する。そして、最大値を検出した時点でのＣ１の値をメモリ５１６に記憶させ、同時にカウンタ５１３をリセットする。更に、メモリ５１１を用いて範囲Ｂにおける相関値の最大値を検出し、最大値を検出した時点でのＣ１をメモリ５１５に記憶させる。Ｃ１が（Ｔｕ＋２・Ｔｇｒ）になった時点でメモリ５１５とメモリ５１６の記憶内容を比較し、一致している場合はステップＳ６に移行し、また、一致していない場合にはステップＳ４に進み、現在想定しているＴｇｒにΔＴの値を加算し、ステップＳ２に戻り、前述の場合と同様の処理を繰り返す。
【００５７】
いま、受信側が想定しているガード期間ＴｇｒがＴｇｓと等しい状態である場合には、図３（Ｄ）に示すように、範囲Ａと範囲Ｂにおける最大値の位相が等しくなるので、ステップＳ５においてＹＥＳと判定され、ステップＳ６に進むことになる。
【００５８】
ステップＳ６では、制御回路５１７は、制御状態３として以下の動作を実行する。即ち、制御回路５１７は、カウンタ５１３が０から（Ｔｕ＋２・Ｔｇｒ）までカウントする間に、クロック信号に同期して加算回路５０９から出力される相関値を観測し、メモリ５１０を用いて範囲Ａにおける相関値の最大値を検出し、最大値を検出した時点でのＣ２をメモリ５１６に記憶させる。そして、Ｃ２が（Ｔｕ＋２・Ｔｇｒ）になった時点で、カウンタ５１３にＴｇｒを初期値として代入して、以上のような動作を数シンボル区間に亘って繰り返し、最大値を検出した時点におけるＣ２の平均値を求め、カウンタ５１３のカウント値がこの平均値に等しくなった時点で、カウンタ５１２およびシンボル周期カウンタ５１８をリセットし、ステップＳ７に移行する。
【００５９】
いま、図３（Ｄ）に示す状態であるとすると、範囲Ａにおいて最大値が検出された時点でのカウンタ５１３のカウント値Ｃ２の平均値が数シンボル期間に亘って求められ、得られた平均値とカウンタ５１３の値が一致した場合には、ステップＳ７に進むことになる。
【００６０】
ステップＳ７では、制御回路５１７は、制御状態４として以下の動作を実行する。即ち、シンボル周期カウンタ５１８は、（Ｔｕ＋Ｔｇｒ）周期で動作しており、シンボル周期カウンタ５１８のカウント値が０となった時点でシンボル周期信号５１９を出力する。また、ＯＦＤＭ信号がデコード可能となりそれに含まれるガード期間情報５２０が制御回路５１７に入力され始めると、シンボル周期カウンタ５１８は、以後、入力されたその情報の周期で動作する。即ち、ガード期間が確定している場合の動作状態（通常の動作状態）に移行することになる。
【００６１】
制御回路５１７は以上のような動作によって、検出した相関値の最大値の周期と、想定ＯＦＤＭシンボル周期（Ｔｕ＋Ｔｇｒ）との比較を行い、正確なガード期間Ｔｇｒを推定してＯＦＤＭシンボル信号を再生する。
【００６２】
以上の実施の形態によれば、受信側において、送信側におけるガード期間が分からない場合においても、ガード期間を推定し、推定されたガード期間によりＯＦＤＭ信号の再生を行い、一旦、ＯＦＤＭ信号の再生が開始されると、ＯＦＤＭ信号に含まれているガード期間を示す情報を抽出し、得られた情報に基づいて正確に再生を行うことができる。
【００６３】
【発明の効果】
請求項１に記載の受信装置および請求項６に記載の受信方法においては、ＯＦＤＭ信号を基底帯域信号に変換し、得られた基底帯域信号を有効シンボル期間だけ遅延し、基底帯域信号と、遅延された基底帯域の信号との相関値を、想定されるガード期間に対応する所定の期間に亘って算出し、算出された相関値の最大値を検出し、検出された最大値の周期を算定し、算定された最大値の周期と、有効シンボル期間および想定されるガード期間を加算することにより得られる想定ＯＦＤＭシンボル周期とが一致するか否かを定し、最大値の周期と想定ＯＦＤＭシンボル周期とが一致しないと判定した場合には想定されるガード期間を適宜変更するようにしたので、送信されているＯＦＤＭシンボル周期を受信側が予め知ることなく、再生することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の構成の一例を説明するブロック図である。
【図２】図１の実施の形態の動作を説明するフローチャートである。
【図３】受信側の想定ガード期間と、相関値との関係の一例を示すタイミング図である。
【図４】従来のＯＦＤＭ受信装置の構成例を示すブロック図である。
【図５】従来におけるＯＦＤＭシンボル検出装置の構成例を示す図である。
【図６】ＯＦＤＭ受信信号と有効シンボル時間遅延信号との相関関係を示すタイミング図である。
【符号の説明】
１０６ デマルチプレクサ（変換手段）， ５０１，５０２ ＦＩＦＯ（遅延手段）， ５０５，５０６ 移動平均値演算回路（算出手段）， ５０７，５０８ ２乗演算回路（算出手段）， ５０９ 加算回路（算出手段）， ５１０，５１１ メモリ（検出手段）， ５１２，５１３ カウンタ（算定手段）， ５１７ 制御回路（判定手段、変更手段、第２の検出手段、第２の算出手段、抽出手段）
【発明の属する技術分野】
本発明は、受信装置および受信方法に関し、特に、ＯＦＤＭ方式に基づく受信装置および受信方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年デジタル信号を伝送する方法として、直交周波数分割多重方式（ＯＦＤＭ：Orthogonal Frequency Division Multiplexing）と呼ばれる変調方式が提案されている。このＯＦＤＭ方式は伝送帯域内に多数の直交する副搬送波を設け、それぞれの副搬送波の振幅及び位相にデータを割り当て、ＰＳＫ（Phase Shift Keying）やＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）によりディジタル変調する方式である。この様に多数の副搬送波で伝送帯域を分割するため、副搬送波１波あたりの帯域は狭くなり変調速度は遅くなるが、搬送波の数が多数あるので総合の伝送速度は従来の変調方式と変わらない。
【０００３】
このＯＦＤＭ方式では多数の副搬送波が並列に伝送されるためにシンボル速度が遅くなるので、いわゆるマルチパス妨害の存在する伝送路ではシンボルの時間長に対する相対的なマルチパスの時間長を短くすることができ、マルチパス妨害に対して強い方式であることが期待できる。
【０００４】
以上の様な特徴からＯＦＤＭ方式は、マルチパス妨害の影響を強く受ける地上波によるディジタル信号の伝送に対して特に注目されている。
【０００５】
また最近の半導体技術の進歩により離散的フ−リエ変換（以下ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）と記述する）や離散的フ−リエ逆変換（以下ＩＦＦＴ（Invert Fast Fourier Transform）と記述する）をハ−ドウェアで実現することが可能となり、これらを用いて簡単にＯＦＤＭ方式に基づく変調を行ったり、また逆に復調する事ができる様になった事もＯＦＤＭ方式が注目されてきた理由の一つである。
【０００６】
図４はＯＦＤＭ受信機の構成例を示すブロック図である。受信アンテナ１０１は、ＲＦ信号を捕捉する。乗算回路１０２は、ＲＦ信号とチューナ１０３から出力される所定の周波数を有する信号とを乗算する。バンドパスフィルタ１０４は、乗算回路１０２の出力から所望のＩＦ信号を抽出する。Ａ／Ｄ変換回路１０５は、バンドパスフィルタ１０４により抽出されたＩＦ信号をディジタル信号に変換する。
【０００７】
デマルチプレクサ１０６は、ディジタル化されたＩＦ信号からＩチャンネル信号とＱチャンネル信号とを分離抽出する。ローパスフィルタ１０７，１０８は、それぞれ、Ｉチャンネル信号とＱチャンネル信号に含まれている不要な高域成分を除去して基底帯域（ベースバンド）の信号に変換する。
【０００８】
複素乗算回路１０９は、数値コントロール発振回路１１０より供給される所定の周波数の信号により、基底帯域信号の持つ搬送波周波数誤差を除外した後、高速フーリエ変換回路１１２に供給する。高速フーリエ変換回路１１２はＯＦＤＭ時間信号を周波数分解し、ＩおよびＱチャンネル受信デ−タを生成する。
【０００９】
相関値演算装置１１３は、基底帯域に変換されたＯＦＤＭ時間信号と有効シンボル時間だけ遅延させたＯＦＤＭ信号とを乗算してガード期間幅の移動平均を計算することにより、２つの信号の相関値を求め、相関値が最大になるタイミングにおいて高速フーリエ変換回路１１２に演算を開始させる。
【００１０】
搬送波周波数誤差演算回路１１４は、周波数パワーを用いて搬送波周波数の誤差を算出し、加算回路１１１に出力する。加算回路１１１は、搬送波周波数誤差演算回路１１４と相関値演算回路１１３の出力を加算して数値コントロール発振回路１１０に供給する。
【００１１】
クロック周波数再生回路１１５は、ＩチャンネルデータとＱチャンネルデータを参照して制御信号を生成し、クロック発振回路１１６の発振周波数を制御する。クロック発振回路１１６は、クロック周波数再生回路１１５から供給される制御信号に応じてクロック信号を生成し、出力する。
【００１２】
次に、以上の従来例の動作について説明する。
【００１３】
受信アンテナ１０１により捕捉されたＲＦ信号は、乗算回路１０２により、チューナ１０３より供給された所定の周波数の信号と乗算される。乗算回路１０２より出力された信号は、バンドパスフィルタ１０４に供給され、そこで、ＩＦ信号が抽出されることになる。
【００１４】
Ａ／Ｄ変換回路１０５は、バンドパスフィルタ１０４から出力されたＩＦ信号をディジタル信号に変換し、デマルチプレクサ１０６に供給する。デマルチプレクサ１０６は、ディジタル化された信号からＩチャンネル信号とＱチャンネル信号とを分離抽出してローパスフィルタ１０７，１０８にそれぞれ供給する。ローパスフィルタ１０７，１０８は、それぞれ、Ｉチャンネル信号とＱチャンネル信号に含まれている不要な高域成分である折り返し成分を除去して基底帯域の信号に変換する。
【００１５】
複素乗算回路１０９は、数値コントロール発振回路１１０より供給される所定の周波数の信号により、基底帯域信号の持つ搬送波の周波数誤差を除去して高速フーリエ変換回路１１２に供給する。高速フーリエ変換回路１１２はＯＦＤＭ時間信号を周波数分解し、ＩおよびＱチャンネル受信デ−タを生成する。
【００１６】
相関値演算装置１１３は、基底帯域に変換されたＯＦＤＭ時間信号と有効シンボル時間だけ遅延させたＯＦＤＭ信号を乗算してガード期間幅の移動平均を計算することにより２つの信号の相関値を求め（詳細は後述する）、相関値が最大になるタイミングにおいて高速フーリエ変換回路１１２に演算を開始させる。その結果、高速フーリエ変換回路１１２は、送信側から送られてきたＩチャンネル信号とＱチャンネル信号に含まれているデータを正確に抽出することができる。
【００１７】
図５は、図４に示す相関値演算回路１１３の詳細な構成例を示すブロック図である。この図において、有効シンボル時間遅延回路３０１，３０２は、複素乗算回路１０９から出力されたＩチャンネルデータと、Ｑチャンネルデータをそれぞれ有効シンボル期間だけ遅延して出力する。乗算回路３０３，３０４は、有効シンボル遅延回路３０１，３０２により有効シンボル時間だけ遅延されたＩチャンネルデータおよびＱチャンネルデータと、遅延されていないもとのＩチャンネルデータおよびＱチャンネルデータとをそれぞれ乗算する。
【００１８】
ガード期間幅移動平均回路３０５，３０６は、ガード期間（詳細は、後述する）の移動平均を算出する。電力演算回路３０７は、ガード期間幅移動平均回路３０５，３０６の出力信号のそれぞれの電力を算出し、算出した電力量を加算して得られた値を出力する。
【００１９】
最大値検出回路３０８は、電力演算回路３０７から出力される信号の最大値（ＯＦＤＭシンボル時間内における相関値の最大値）を求めて、その結果に応じて高速フーリエ変換回路１１２が演算を開始するタイミングを制御する。
【００２０】
次に、図６を参照しながら、相関値演算回路１１３の動作について説明する。
【００２１】
受信側においてＯＦＤＭ信号を正しく復調する為には搬送波再生等の各種同期が必要となる。特にＯＦＤＭ方式においてはシンボル単位でＦＦＴ処理を施すため、特に受信側では、シンボルの周期と正確に同期を図った上で、ＦＦＴ処理を行わなければならない。以下では、従来から提案されているシンボル周期再生方法について詳しく述べる。
【００２２】
一般的にＯＦＤＭ方式では、図６に示すように、そのシンボルは、ガード期間と有効シンボル期間とにより構成されている。ガード期間は、有効シンボルの後ろの一部が巡回的に複写されることにより構成されている。そこで、受信側では、先ず、相関値演算回路１１３により基底帯域に変換されたＯＦＤＭ時間信号と有効シンボル時間だけ遅延させたＯＦＤＭ信号とを乗算してガード期間幅の移動平均を計算することにより、２つの信号の相関値を算出する。ここで、前述したようにＯＦＤＭ信号は有効シンボル期間の一部にガード期間と同一の信号成分が含まれているので、前述の２つの信号の相関値を求めると、シンボルの境界において相関値が最大となる。従って、算出された相関値の最大値を検出する事でシンボルの境界を特定し、特定されたシンボルの境界を基準としてＦＦＴ処理を行うことにより、正確なデータを復調することができる。
【００２３】
即ち、図５の回路においては、相関値演算回路１１３に入力されたＩチャンネルデータとＱチャンネルデータは、それぞれ、有効シンボル時間遅延回路３０１，３０２に供給される。有効シンボル時間遅延回路３０１，３０２は、入力されたＩチャンネルデータとＱチャンネルデータを、図６（Ａ）に示す有効シンボル期間分だけ遅延して出力する。その結果、図６（Ｂ）に示すような信号が、有効シンボル時間遅延回路３０１，３０２から出力されることになる。なお、この図では、説明を簡略化するために、Ｉチャンネル信号だけを示している。
【００２４】
乗算回路３０３，３０４は、有効シンボル時間遅延回路３０１，３０２により遅延されたＩチャンネル信号およびＱチャンネル信号と、遅延されていない元のＩチャンネル信号とＱチャンネル信号とを乗算して出力する。
【００２５】
ガード期間幅移動平均回路３０５，３０６は、ガード期間に対応する区間を対象として、Ｉチャンネル信号およびＱチャンネル信号の移動平均を算出する。その結果、例えば、図６（Ｃ）に示すような相関値が出力されることになる。
【００２６】
電力演算回路３０７は、ガード期間幅移動平均回路３０５，３０６から出力されたＩチャンネルおよびＱチャンネルの相関値を示す信号の各々の電力を算出するとともに、得られた電力量を加算して、最大値検出回路３０８に出力する。
【００２７】
最大値検出回路３０８は、電力演算回路３０７から出力された、電力量を示す信号の最大値を検出する。図６（Ｃ）に示すように、各相関値は、各シンボルの境界部分で最大となるので、最大値検出回路３０８が最大値を検出したタイミングにおいて、高速フーリエ変換回路１１２を制御してＦＦＴ演算を実行させることにより、シンボルの周期と正確に同期して演算を実行することが可能となる。
【００２８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、現在ヨーロッパにおいてＤＶＢ−Ｔ（Digital Video Broadcasting-Terrestrial）と呼ばれるＯＦＤＭ方式を用いた地上波デジタル伝送方式の規格が検討されてるが、この規格ではガード期間として、有効シンボル期間の１／４時間、１／８時間、１／１６時間、および、１／３２時間の４種類が使用可能であることが規定されている。
【００２９】
受信側において、例えば、送信側において用いれているガード期間が分からない場合（例えば、受信装置の電源がＯＮの状態にされた場合など）において、どのガード期間を用いて伝送がなされているかを検出するためには、ガード期間を示す情報をデコードして取得する必要がある。
【００３０】
しかしながら、このようなガード期間を示す情報をデコードするためには、信号を受信する必要があるので、ガード期間が既知でなければならないという矛盾が生ずる。従って、現在使用されているガード期間が分からない限り、情報を受信することができないという課題があった。
【００３１】
本発明は、以上のような状況に鑑みてなされたものであり、上述したＯＦＤＭ信号をデコードすることなくガード期間を推定してＯＦＤＭシンボル信号を再生し、さらにＯＦＤＭ信号がデコードされた後はＯＦＤＭ信号に含まれるガード期間情報を用いてＯＦＤＭシンボル周期の再生が行えるＯＦＤＭ受信機のシンボル周期検出回路を提供することである。
【００３２】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の受信装置は、ＯＦＤＭ信号を基底帯域信号に変換する変換手段と、変換手段により得られた基底帯域信号を有効シンボル期間だけ遅延する遅延手段と、変換手段により得られた基底帯域信号と、遅延手段により遅延された基底帯域の信号との相関値を想定されるガード期間に対応する所定の期間に亘って算出する算出手段と、算出手段により算出された相関値の最大値を検出する検出手段と、検出手段により検出された最大値の周期を算定する算定手段と、算定手段により算定された最大値の周期と、有効シンボル期間および想定されるガード期間を加算することにより得られる想定ＯＦＤＭシンボル周期とが一致するか否かを判定する判定手段と、判定手段が、最大値の周期と想定ＯＦＤＭシンボル周期とが一致しないと判定した場合には、想定されるガード期間を適宜変更する変更手段とを備えることを特徴とする。
【００３３】
請求項６に記載の受信方法は、ＯＦＤＭ信号を基底帯域信号に変換する変換ステップと、変換ステップにより得られた基底帯域信号を有効シンボル期間だけ遅延する遅延ステップと、変換ステップにより得られた基底帯域信号と、遅延ステップにより遅延された基底帯域の信号との相関値を想定されるガード期間に対応する所定の期間に亘って算出する算出ステップと、算出ステップにより算出された相関値の最大値を検出する検出ステップと、検出ステップにより検出された最大値の周期を算定する算定ステップと、算定ステップにより算定された最大値の周期と、有効シンボル期間および想定されるガード期間を加算することにより得られる想定ＯＦＤＭシンボル周期とが一致するか否かを判定する判定ステップと、判定ステップが、最大値の周期と想定ＯＦＤＭシンボル周期とが一致しないと判定した場合には、想定されるガード期間を適宜変更する変更ステップとを備えることを特徴とする。
【００３４】
請求項１に記載の受信装置においては、ＯＦＤＭ信号を基底帯域信号に変換手段が変換し、変換手段により得られた基底帯域信号を有効シンボル期間だけ遅延手段が遅延し、変換手段により得られた基底帯域信号と、遅延手段により遅延された基底帯域の信号との相関値を想定されるガード期間に対応する所定の期間に亘って算出手段が算出し、算出手段により算出された相関値の最大値を検出手段が検出し、検出手段により検出された最大値の周期を算定手段が算定し、算定手段により算定された最大値の周期と、有効シンボル期間および想定されるガード期間を加算することにより得られる想定ＯＦＤＭシンボル周期とが一致するか否かを判定手段が判定し、判定手段が、最大値の周期と想定ＯＦＤＭシンボル周期とが一致しないと判定した場合には、変更手段が想定されるガード期間を適宜変更する。例えば、受信されたＯＦＤＭ信号を基底帯域信号に変換手段が変換し、変換手段により得られた基底帯域信号を有効シンボル期間だけ遅延手段であるメモリが遅延し、変換手段により得られた基底帯域信号と、遅延手段により遅延された基底帯域の信号との相関値を想定されるガード期間に対応する所定の期間に亘って算出手段が算出し、算出手段により算出された相関値の最大値を検出手段が検出し、検出手段により検出された最大値の周期を算定手段が算定し、算定手段により算定された最大値の周期と、有効シンボル期間および想定されるガード期間を加算することにより得られる想定ＯＦＤＭシンボル周期とが一致するか否かを判定手段が判定し、判定手段が、最大値の周期と想定ＯＦＤＭシンボル周期とが一致しないと判定した場合には、変更手段が想定されるガード期間を適宜変更し、これらが一致するように制御する。
【００３５】
請求項６に記載の受信方法においては、ＯＦＤＭ信号を基底帯域信号に変換ステップが変換し、変換ステップにより得られた基底帯域信号を有効シンボル期間だけ遅延ステップが遅延し、変換ステップにより得られた基底帯域信号と、遅延ステップにより遅延された基底帯域の信号との相関値を想定されるガード期間に対応する所定の期間に亘って算出ステップが算出し、算出ステップにより算出された相関値の最大値を検出ステップが検出し、検出ステップにより検出された最大値の周期を算定ステップが算定し、算定ステップにより算定された最大値の周期と、有効シンボル期間および想定されるガード期間を加算することにより得られる想定ＯＦＤＭシンボル周期とが一致するか否かを判定ステップが判定し、判定ステップが、最大値の周期と想定ＯＦＤＭシンボル周期とが一致しないと判定した場合には、所定の期間を変更する。例えば、受信されたＯＦＤＭ信号を基底帯域信号に変換ステップが変換し、変換ステップにより得られた基底帯域信号を有効シンボル期間だけ遅延ステップであるメモリが遅延し、変換ステップにより得られた基底帯域信号と、遅延ステップにより遅延された基底帯域の信号との相関値を想定されるガード期間に対応する所定の期間に亘って算出ステップが算出し、算出ステップにより算出された相関値の最大値を検出ステップが検出し、検出ステップにより検出された最大値の周期を算定ステップが算定し、算定ステップにより算定された最大値の周期と、有効シンボル期間および想定されるガード期間を加算することにより得られる想定ＯＦＤＭシンボル周期とが一致するか否かを判定ステップが判定し、判定ステップが、最大値の周期と想定ＯＦＤＭシンボル周期とが一致しないと判定した場合には、変更ステップが想定されるガード期間を適宜変更し、これらが一致するように制御する。
【００３６】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の形態の構成例を示すブロック図である。なお、この回路は、図４に示すＯＦＤＭ受信機の相関値演算回路１１３として構成されている。この図において、ファーストインファーストアウトメモリ（以下、ＦＩＦＯと略記する）５０１，５０２（遅延手段）は、デマルチプレクサ１０６（変換手段）により基底帯域に変換されたＯＦＤＭ信号のＩチャンネルデータとＱチャンネルデータをそれぞれ１有効シンボル期間だけ遅延して出力するようになされている。符号反転回路５０３は、ＦＩＦＯ５０２から出力された信号の符号を反転して出力するようになされている。
【００３７】
複素乗算回路５０４は、遅延されていないＩチャンネルデータとＱチャンネルデータをＩ，Ｑと表し、遅延されたＩチャンネルデータとＱチャンネルデータをそれぞれＩ-1，Ｑ-1と表すと、以下に示す複素演算を１クロック毎に（図４に示すクロック発振回路１１６から出力されるクロック信号に同期して）行い、演算結果を実数成分と虚数成分とに分けて、それぞれ、移動平均値回路５０５，５０６（算出手段）に対して出力するようになされている。なお、ここで、ｊは虚数を表す。
【００３８】
（Ｉ＋ｊＱ）（Ｉ-1−ｊＱ-1） ・・・（１）
【００３９】
移動平均値演算回路５０５，５０６は、制御回路５１７（判定手段、変更手段、第２の検出手段、第２の算出手段、抽出手段）から供給される現在想定されているガード期間を示すデータ（詳細は後述する）に対応して、Ｉ軸データおよびＱ軸データのそれぞれの移動平均を１クロック毎に算出して出力するようになされている。例えば、制御回路５１７から供給された現在想定されているガード期間幅のデータがＴｇｒである場合には、移動平均値演算回路５０５，５０６は、Ｔｇｒの期間に亘って、Ｉ軸データおよびＱ軸データの移動平均を算出して出力する。
【００４０】
２乗演算回路５０７，５０８（算出手段）は、移動平均値演算回路５０５，５０６より１クロック毎に出力される移動平均値をそれぞれ２乗して出力するようになされている。加算回路５０９（算出手段）は、２乗演算回路５０７，５０８の出力を加算して出力する。
【００４１】
メモリ５１０，５１１（検出手段）は、制御回路５１７に制御され、加算回路５０９から出力される移動平均値の所定の期間における最大値を格納するようになされている。カウンタ５１２，５１３（算定手段）は、制御回路５１７によりリセットされ、リセット後は、クロック発生回路１１６から出力されるクロック信号に同期してカウントアップを行うようになされている。
【００４２】
メモリ５１５，５１６は、制御回路５１７の制御に応じて、カウンタ５１２またはカウンタ５１３のカウント値を一時的に格納するようになされている。
【００４３】
制御回路５１７は、メモリへの書き込みや読み出しのタイミングなどを制御するようになされている。シンボル周期カウンタ５１８は、有効シンボル期間（以下、Ｔｕと表す）と、現在想定しているガード期間（以下、Ｔｇｒと表す）を加算した周期（Ｔｕ＋Ｔｇｒ）で動作しており、そのカウント値が“０”となった時点でシンボル周期信号５１９を出力する。また、ＯＦＤＭ信号がデコード可能となり、それに含まれるガード期間情報５２０が入力され始めると、シンボル周期カウンタ５１８は以後その情報の周期で動作する。
【００４４】
次に、以上の実施の形態の動作について図２を参照して説明する。
【００４５】
図２は、図１に示す実施の形態において実行される処理について説明するフローチャートである。この処理が実行されると、ステップＳ１において、制御回路５１７は、カウンタ５１２，５１３およびメモリ５１０，５１１，５１５，５１６をリセットする。また、現在想定しているガード期間（Ｔｇｒ）として、第１番目の（最小の）想定値Ｔｇ１を設定する。
【００４６】
なお、以下では、想定される最長のガード期間をＴｇｍａｘと記述し、カウンタ５１２，５１３の値をそれぞれＣ１，Ｃ２と記述する。また、Ｃ１，Ｃ２の値が以下の範囲にある場合を範囲Ａと表す。
【００４７】
更に、Ｃ１，Ｃ２の値が以下の範囲にある場合を範囲Ｂと表す。
【００４９】
Ｔｕ＜Ｃ１，Ｃ２＜Ｔｕ＋２・Ｔｇｒ ・・・（３）
【００５０】
なお、ｏｆｆｓｅｔは、Ｔｇｒ＞ｏｆｆｓｅｔを満足する所定の値であり、例えば、ｏｆｆｓｅｔ＝２０とする。
【００５１】
ステップＳ１の処理が終了すると、ステップＳ２に進み、制御回路５１７は、Ｔｕ＋Ｔｇｍａｘの区間における最大値を検出し、これを仮のシンボルの境界値とする。即ち、制御回路５１７は、制御状態０の処理として以下の処理を実行する。
【００５２】
制御回路５１７は、カウンタ５１２が０から（Ｔｕ＋Ｔｇｍａｘ）までカウントする間、クロック発振回路１１６から出力されるクロック信号に同期して加算回路５０９から出力される相関値と、メモリ５１０に記憶されている値とを比較する。その結果、メモリ５１０に格納されている値の方が加算回路５０９から出力される相関値よりも小さい場合と判定した場合は、メモリ５１０の値を相関値により更新するとともに、カウンタ５１３をリセットする。以上の動作をカウンタ５１２のカウント値が（Ｔｕ＋Ｔｇｍａｘ）になるまで繰り返し実行し、Ｃ１の値が（Ｔｕ＋Ｔｇｍａｘ）になった時点でステップＳ３に進む。
【００５３】
いま、図３（Ａ）に示すような、第ｎ番目および第（ｎ＋１）番目のＯＦＤＭシンボルが、図１に示す回路に入力されたとすると、ステップＳ１において初期設定が行われた後、ステップＳ２に進み、仮のシンボルの境界が検出されることになる。即ち、ＦＩＦＯ５０１，５０２により１有効シンボル期間だけ遅延されたＩまたはＱデータは図３（Ｂ）に示すようになる。そして、遅延された信号と元の信号との間で、期間Ｔｇｒに亘って、移動平均値演算回路５０５，５０６、２乗演算回路５０７，５０８および加算回路５０９が相関値を求めると、これら２つの信号において、最も相関が高い部分、即ち、送信ガード期間部分において相関値が最大となる。従って、（Ｔｕ＋Ｔｇｍａｘ）の期間に亘って、相関値が最大値となる部分を検出することにより、第ｎ番目と第（ｎ＋１）番目のシンボル境界を検出することができる。
【００５４】
続くステップＳ３では、制御回路５１７は、制御状態１として以下の動作を実行する。即ち、制御回路５１７は、カウンタ５１３が０から（Ｔｕ＋２・Ｔｇｍａｘ）までカウントする間、クロック信号に同期して加算回路５０９から出力される相関値を観測し、メモリ５１０を用いて範囲Ａにおける相関値の最大値を検出し、最大値が検出された時点でのカウント値Ｃ２をメモリ５１６に記憶させ、同時にカウンタ５１２をリセットする。更に、メモリ５１１を用いて範囲Ｂにおける相関値の最大値を検出し、最大値を検出した時点におけるＣ２の値をメモリ５１５に記憶させる。そして、Ｃ２の値が（Ｔｕ＋Ｔｇｍａｘ）になった時点でメモリ５１５とメモリ５１６の記憶内容を比較し、一致している場合はステップＳ５に進み、また、一致していない場合にはステップＳ４に進み、現在想定しているＴｇｒにΔＴを加算し、ステップＳ２に戻り、前述の場合と同様の処理を繰り返す。
【００５５】
いま、送信側におけるガード期間（以下、Ｔｇｓと表す）が受信側が現在想定しているガード期間Ｔｇｒよりも大きい場合（Ｔｇｓ＞Ｔｇｒの場合）には、範囲Ａと範囲Ｂの関係は、図３（Ｃ）に示すようになる。この場合、範囲Ａには最大値の平坦部分が含まれていないことから、範囲Ａの最大値が検出されたとき（範囲Ａの末尾に対応するとき）のカウント値と範囲Ｂの最大値が検出されたときのカウント値は異なるので、ステップＳ３ではＮＯと判定されて、Ｔｇｒの値が増加された後、再度ステップＳ２に戻ることになる。また、図３（Ｄ）に示すように、ＴｇｓとＴｇｒが等しい場合（Ｔｇｓ＝Ｔｇｒの場合）には、範囲Ａと範囲Ｂにおける最大値は一致することになるので、ステップＳ３では、ＹＥＳと判定されてステップＳ５に進むことになる。更に、図３（Ｅ）に示すように、Ｔｇｓ＜Ｔｇｒの場合には、範囲Ａと範囲Ｂにおける最大値が一致しないことになるので、ステップＳ３ではＮＯと判定されることになる。但し、このような場合は、実際の処理においては発生しないため（Ｔｇｓ＝Ｔｇｒとなった場合は次のステップに進むため）、回路構成上において特に留意する必要はない。
【００５６】
ステップＳ５では、制御回路５１７は、制御状態２として以下の動作を実行する。即ち、制御回路５１７は、カウンタ５１２が０から（Ｔｕ＋２・Ｔｇｒ）までカウントする間、クロック信号に同期して加算回路５０９から出力される相関値とメモリ５１０の値を比較し、範囲Ａにおける相関値の最大値を検出する。そして、最大値を検出した時点でのＣ１の値をメモリ５１６に記憶させ、同時にカウンタ５１３をリセットする。更に、メモリ５１１を用いて範囲Ｂにおける相関値の最大値を検出し、最大値を検出した時点でのＣ１をメモリ５１５に記憶させる。Ｃ１が（Ｔｕ＋２・Ｔｇｒ）になった時点でメモリ５１５とメモリ５１６の記憶内容を比較し、一致している場合はステップＳ６に移行し、また、一致していない場合にはステップＳ４に進み、現在想定しているＴｇｒにΔＴの値を加算し、ステップＳ２に戻り、前述の場合と同様の処理を繰り返す。
【００５７】
いま、受信側が想定しているガード期間ＴｇｒがＴｇｓと等しい状態である場合には、図３（Ｄ）に示すように、範囲Ａと範囲Ｂにおける最大値の位相が等しくなるので、ステップＳ５においてＹＥＳと判定され、ステップＳ６に進むことになる。
【００５８】
ステップＳ６では、制御回路５１７は、制御状態３として以下の動作を実行する。即ち、制御回路５１７は、カウンタ５１３が０から（Ｔｕ＋２・Ｔｇｒ）までカウントする間に、クロック信号に同期して加算回路５０９から出力される相関値を観測し、メモリ５１０を用いて範囲Ａにおける相関値の最大値を検出し、最大値を検出した時点でのＣ２をメモリ５１６に記憶させる。そして、Ｃ２が（Ｔｕ＋２・Ｔｇｒ）になった時点で、カウンタ５１３にＴｇｒを初期値として代入して、以上のような動作を数シンボル区間に亘って繰り返し、最大値を検出した時点におけるＣ２の平均値を求め、カウンタ５１３のカウント値がこの平均値に等しくなった時点で、カウンタ５１２およびシンボル周期カウンタ５１８をリセットし、ステップＳ７に移行する。
【００５９】
いま、図３（Ｄ）に示す状態であるとすると、範囲Ａにおいて最大値が検出された時点でのカウンタ５１３のカウント値Ｃ２の平均値が数シンボル期間に亘って求められ、得られた平均値とカウンタ５１３の値が一致した場合には、ステップＳ７に進むことになる。
【００６０】
ステップＳ７では、制御回路５１７は、制御状態４として以下の動作を実行する。即ち、シンボル周期カウンタ５１８は、（Ｔｕ＋Ｔｇｒ）周期で動作しており、シンボル周期カウンタ５１８のカウント値が０となった時点でシンボル周期信号５１９を出力する。また、ＯＦＤＭ信号がデコード可能となりそれに含まれるガード期間情報５２０が制御回路５１７に入力され始めると、シンボル周期カウンタ５１８は、以後、入力されたその情報の周期で動作する。即ち、ガード期間が確定している場合の動作状態（通常の動作状態）に移行することになる。
【００６１】
制御回路５１７は以上のような動作によって、検出した相関値の最大値の周期と、想定ＯＦＤＭシンボル周期（Ｔｕ＋Ｔｇｒ）との比較を行い、正確なガード期間Ｔｇｒを推定してＯＦＤＭシンボル信号を再生する。
【００６２】
以上の実施の形態によれば、受信側において、送信側におけるガード期間が分からない場合においても、ガード期間を推定し、推定されたガード期間によりＯＦＤＭ信号の再生を行い、一旦、ＯＦＤＭ信号の再生が開始されると、ＯＦＤＭ信号に含まれているガード期間を示す情報を抽出し、得られた情報に基づいて正確に再生を行うことができる。
【００６３】
【発明の効果】
請求項１に記載の受信装置および請求項６に記載の受信方法においては、ＯＦＤＭ信号を基底帯域信号に変換し、得られた基底帯域信号を有効シンボル期間だけ遅延し、基底帯域信号と、遅延された基底帯域の信号との相関値を、想定されるガード期間に対応する所定の期間に亘って算出し、算出された相関値の最大値を検出し、検出された最大値の周期を算定し、算定された最大値の周期と、有効シンボル期間および想定されるガード期間を加算することにより得られる想定ＯＦＤＭシンボル周期とが一致するか否かを定し、最大値の周期と想定ＯＦＤＭシンボル周期とが一致しないと判定した場合には想定されるガード期間を適宜変更するようにしたので、送信されているＯＦＤＭシンボル周期を受信側が予め知ることなく、再生することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の構成の一例を説明するブロック図である。
【図２】図１の実施の形態の動作を説明するフローチャートである。
【図３】受信側の想定ガード期間と、相関値との関係の一例を示すタイミング図である。
【図４】従来のＯＦＤＭ受信装置の構成例を示すブロック図である。
【図５】従来におけるＯＦＤＭシンボル検出装置の構成例を示す図である。
【図６】ＯＦＤＭ受信信号と有効シンボル時間遅延信号との相関関係を示すタイミング図である。
【符号の説明】
１０６ デマルチプレクサ（変換手段）， ５０１，５０２ ＦＩＦＯ（遅延手段）， ５０５，５０６ 移動平均値演算回路（算出手段）， ５０７，５０８ ２乗演算回路（算出手段）， ５０９ 加算回路（算出手段）， ５１０，５１１ メモリ（検出手段）， ５１２，５１３ カウンタ（算定手段）， ５１７ 制御回路（判定手段、変更手段、第２の検出手段、第２の算出手段、抽出手段）
Claims (6)
- ＯＦＤＭ信号を受信する受信装置において、
前記ＯＦＤＭ信号を基底帯域信号に変換する変換手段と、
前記変換手段により得られた基底帯域信号を有効シンボル期間だけ遅延する遅延手段と、
前記変換手段により得られた基底帯域信号と、前記遅延手段により遅延された基底帯域の信号との相関値を、想定されるガード期間に対応する所定の期間に亘って算出する算出手段と、
前記算出手段により算出された相関値の最大値を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された最大値の周期を算定する算定手段と、
前記算定手段により算定された前記最大値の周期と、前記有効シンボル期間および前記想定されるガード期間を加算することにより得られる想定ＯＦＤＭシンボル周期とが一致するか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段が、前記最大値の周期と前記想定ＯＦＤＭシンボル周期とが一致しないと判定した場合には、前記想定されるガード期間を適宜変更する変更手段と
を備えることを特徴とする受信装置。 - 前記検出手段は、前記ＯＦＤＭ信号の受信が開始された直後には、想定される最大のガード期間と前記有効シンボル期間とを加算した期間を対象として最大値を検出する
ことを特徴とする請求項１に記載の受信装置。 - 前記検出手段は所定の期間を対象として最大値の検出を行い、
前記所定の期間よりも長い期間を対象として最大値の検出を行う第２の検出手段を更に備え、
前記判定手段は、前記検出手段と前記第２の検出手段において最大値が検出されるタイミングが等しい場合には、前記最大値の周期と前記想定ＯＦＤＭシンボル周期とが一致していると判定する
ことを特徴とする請求項１に記載の受信装置。 - 前記算定回路により算定された前記最大値の周期の平均値を算出する第２の算出手段を更に備え、
前記第２の算出手段により算出された平均値に基づいて、前記ＯＦＤＭ信号を受信する
ことを特徴とする請求項１に記載の受信装置。 - 前記ＯＦＤＭ信号に含まれているガード期間情報を抽出する抽出手段を更に備え、
前記ＯＦＤＭ信号の再生が開始された後は、前記抽出手段により抽出されたガード期間情報に基づいて受信を行う
ことを特徴とする請求項１に記載の受信装置。 - ＯＦＤＭ信号を受信する受信方法において、
前記ＯＦＤＭ信号を基底帯域信号に変換する変換ステップと、
前記変換ステップにより得られた基底帯域信号を有効シンボル期間だけ遅延する遅延ステップと、
前記変換ステップにより得られた基底帯域信号と、前記遅延ステップにより遅延された基底帯域の信号との相関値を想定されるガード期間に対応する所定の期間に亘って算出する算出ステップと、
前記算出ステップにより算出された相関値の最大値を検出する検出ステップと、
前記検出ステップにより検出された最大値の周期を算定する算定ステップと、
前記算定ステップにより算定された前記最大値の周期と、前記有効シンボル期間および前記想定されるガード期間を加算することにより得られる想定ＯＦＤＭシンボル周期とが一致するか否かを判定する判定ステップと、
前記判定ステップが、前記最大値の周期と前記想定ＯＦＤＭシンボル周期とが一致しないと判定した場合には、前記想定されるガード期間を適宜変更する変更ステップと
を備えることを特徴とする受信方法。
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