JP3789275B2 - 副搬送波周波数信号復調装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、直交周波数分割多重方式により伝送される変調信号を復調する受信機に使用されている副搬送波周波数信号を復調する副搬送波周波数信号復調装置に関し、さらに詳細には、直交周波数分割多重方式により伝送されるディジタル変調信号の１シンボル期間中のガードインターバル期間とそれに対応する有効シンボル期間の最後部に配置されたガードインターバル転写期間との相関値に基づいて演算された位相誤差信号を用いて、副搬送波周波数の基準信号を制御して副搬送波周波数信号を同期検波することにより、副搬送波周波数信号を復調する受信機の副搬送波周波数信号復調装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
直交周波数分割多重伝送方式により伝送される変調信号を復調する受信機について、図を用いて説明する。
【０００３】
図１０は、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）伝送方式の変調信号を受信するＯＦＤＭ受信機の構成ブロック図である。
【０００４】
ＯＦＤＭ受信機５０には、受信アンテナ４０が取りつけられている。受信アンテナ４０は、ＯＦＤＭ受信機５０内部の主搬送波周波数信号復調部３０と接続されている。アンテナ４０にて受信されたＯＦＤＭ伝送方式の変調信号は、主搬送波周波数信号復調部３０に入力して主搬送波周波数の基準信号により1次復調され、主搬送波周波数信号復調部３０から副搬送波周波数信号ＢＳが出力され、この副搬送波周波数信号ＢＳは、副搬送波周波数信号復調部２０で副搬送波周波数の基準信号ＳＳにより2次復調され、副搬送波周波数信号復調部２０から復調信号ＤＳが出力される。
【０００５】
図1０において、２は乗算器、４は有効シンボル期間の遅延回路、５は相関特性に基づいて位相誤差を検出する位相誤差検出回路、９はゲイン調整が可能であるループフィルタ、１０は数値制御により周波数制御可能な発振回路であり、ＳＳはサンプル時刻Ｎにおける位相誤差信号入力に対応して発振された数値制御発振回路１０の出力信号であり、乗算器２にて副搬送波周波数信号ＢＳと乗算される副搬送波周波数の基準信号である。
【０００６】
次に、図１０に示した従来の副搬送波周波数信号変調部２０における動作について説明する。
【０００７】
ＯＦＤＭ受信機５０がＯＦＤＭ伝送方式の変調信号を受信すると、主搬送波周波数信号復調部３０から副搬送波周波数信号ＢＳが副搬送波周波数信号復調部２０内の乗算器２に入力されるが、初期状態においては位相誤差が修正されていない復調信号ＤＳが乗算器２から出力される。この復調信号ＤＳと、この復調信号ＤＳを有効シンボル期間遅延回路４によって有効シンボル期間分だけ遅延させた信号とが位相誤差検出回路５に入力される。位相誤差検出回路５では、入力する２信号の相関特性を検出して位相誤差信号を出力する。位相誤差信号は、ループフィルタ９に入力され、ループフィルタ９によって高域ノイズが除去された位相誤差信号が数値制御発振回路１０に入力される。
【０００８】
ここで、数値制御発振回路１０から出力される基準信号ＳＳは、任意のサンプル時刻Ｎにおけるループフィルタ９の出力信号Δθ（Ｎ）に応じたｃｏｓθ（Ｎ）及びｓｉｎθ（Ｎ）（θ（Ｎ）＝Δθ（Ｎ）＋Δθ（Ｎ＋１））である。
【０００９】
この数値制御発振器１０から出力される基準信号ＳＳは、位相誤差信号ＥＳが小さくなるように発振制御されるので、副搬送波周波数信号ＢＳと基準信号ＳＳとが乗算器２により乗算された復調信号ＤＳの位相誤差は減少する。
【００１０】
位相誤差信号ＥＳは、位相誤差検出回路５において、復調信号ＤＳと、復調信号3をその信号中の有効シンボル期間長相当分だけ遅延させた信号との間の相関特性が検出され、その相関値に基づいて復調信号の位相誤差を検出することにより生成されている。図１０では、有効シンボル期間遅延回路４に入力した復調信号ＤＳは、有効シンボル期間長相当分だけ遅延されて出力される。位相誤差検出回路５では、復調信号ＤＳが遅延された信号と、遅延されていない復調信号ＤＳとの間の相関特性が検出され、その相関特性の値に基づいて位相誤差信号ＥＳが生成されて出力される。位相誤差検出回路５から出力された位相誤差信号ＥＳは、ループフィルタ９にて位相誤差信号ＥＳの高調波成分等の高域雑音が除去されて数値制御発振回路１０に出力される。
【００１１】
このように、副搬送波周波数信号復調部２０内では、同期検波が実施されている。同期検波の概略的な動作は次のようになる。復調信号ＤＳに基づいて位相誤差信号ＥＳが生成され、位相誤差信号ＥＳにより数値制御発振回路１０から出力される副搬送波周波数の基準信号ＳＳの発振周波数が制御される。副搬送波周波数信号ＢＳと副搬送波周波数の基準信号ＳＳとは、乗算器２にて乗算されて復調信号ＤＳが出力される。副搬送波周波数信号ＢＳと副搬送波周波数の基準信号ＳＳとの位相誤差が大きい場合には、位相誤差信号ＥＳの値も大きくなる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１０に示したような従来の副搬送波周波数信号復調装置２０は、復調信号ＤＳとその復調信号ＤＳを所定時間だけ遅延させた信号との相関特性に基づいて位相誤差を求めているため、マルチパス伝送路により遅延されて受信した復調信号（マルチパス遅延波復調信号）が受信される場合には、送信機と受信機との間を最短経路にて結んだ通常の伝送路により受信した復調信号に対してマルチパス遅延波復調信号が加算され、そのマルチパス遅延波復調信号の影響により位相誤差検出回路５において求められる相関特性にも変化が生じる。
【００１３】
具体的には、復調信号中のガードインターバル転写期間と、マルチパス遅延波復調信号の有効シンボル期間におけるガードインターバル転写期間の直前部分（非ガードインターバル転写期間）とは相関が無いので、復調信号中のガードインターバル転写期間における最初からマルチパス遅延波の遅延時間に相当する期間が終了するまでの間の相関は低くなる。また、有効シンボル期間分だけ遅延されたガードインターバル期間である遅延ガードインターバル期間と、マルチパス遅延波復調信号を有効シンボル期間分だけさらに遅延されたマルチパス遅延波遅延復調信号中の有効シンボル期間におけるガードインターバル転写期間とは相関が無いので、相関検出用に遅延された復調信号中の有効シンボル期間分だけ遅延された遅延ガードインターバル期間における最初からマルチパス遅延波の遅延時間に相当する期間が終了するまでの間の相関は低くなる。その結果、検出する位相誤差の精度が劣化してしまうという問題が発生する。
【００１４】
本発明は上述した如き従来の問題を解決するためになされたものであって、マルチパス遅延経路を経由する遅延波が存在する場合においても、検出する位相誤差の精度の劣化を抑え、安定して位相誤差を検出できる副搬送波周波数信号復調装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため、請求項１に記載した本発明の副搬送波周波数信号復調装置は、直交周波数分割多重伝送方式により伝送される変調信号を復調する受信機中の、前記変調信号が主搬送波周波数の基準信号により1次復調された副搬送周波数信号に対し、副搬送波周波数の基準信号を用いて同期検波することにより復調信号を出力する副搬送波周波数信号復調装置であって、前記副搬送波周波数信号に前記副搬送波周波数の基準信号を乗積することにより復調信号を出力する第1の乗算器と、前記乗算器の出力を1シンボル期間中の有効シンボル期間長分だけ遅延させて出力する有効シンボル期間遅延回路と、前記乗算器の出力と前記有効シンボル期間遅延回路の出力信号との相関特性を検出し、該相関特性の値に基づいて復調信号の第1の位相誤差を検出し、該第1の位相誤差の値を所定値Ｎ（Ｎは２以上の整数且つ前記1シンボル期間のガードインターバル期間中に用いられるクロック信号のパルス総数よりも小さい数）の細分期間に分割した第1の位相分割誤差値として出力する位相誤差検出回路と、前記位相誤差検出回路から出力される第1の位相分割誤差値に対してそれぞれマルチパス遅延波の影響に応じた重み付けを行うための複数の重み関数を前記位相分割誤差値に基づいて演算する重み関数回路と、前記位相誤差検出回路から細分出力された前記位相分割誤差値にそれぞれ前記重み関数回路から出力された対応する重み関数を乗算することにより重み付けされた複数の第2の位相分割誤差値を出力する第2の乗算器と、前記複数の第2の位相分割誤差値に基づいて第2の位相誤差値を演算する演算回路と、前記第2の位相誤差値から高域雑音を除去して出力するループフィルタと、前記ループフィルタの出力に基づいて前記副搬送波周波数の基準信号として用いられる発振周波数を制御して出力する数値制御発振回路とを備えたことを特徴とする。
【００１６】
請求項２の本発明は、請求項１記載の副搬送波周波数信号復調装置において、前記重み関数回路は、前記各位相誤差値の振幅の比に基づいて前記重み関数を演算することを特徴とする。
【００１７】
請求項３の本発明は、請求項１記載の副搬送波周波数信号復調装置において、前記重み関数回路は、前記各位相誤差値の振幅のべき乗比に基づいて前記重み関数を演算することを特徴とする。
【００１８】
請求項４の本発明は、請求項１記載の副搬送波周波数信号復調装置において、前記演算回路は、前記第２の位相誤差値を求めるために、前記重み付けされた各位相誤差値の平均を演算することを特徴とする。
【００１９】
請求項５の本発明は、請求項１記載の副搬送波周波数信号復調装置において、前記演算回路は、前記第２の位相誤差値を求めるために、前記重み付けされた各位相誤差値のべき乗平均を演算することを特徴とする。
【００２０】
請求項６記載の本発明の副搬送波周波数信号復調装置は、直交周波数分割多重伝送方式により伝送される変調信号を復調する受信機中の、前記変調信号が主搬送波周波数の基準信号により1次復調された副搬送周波数信号に対し、副搬送波周波数の基準信号を用いて同期検波することにより復調信号を出力する副搬送波周波数信号復調装置であって、前記副搬送波周波数信号に前記副搬送波周波数の基準信号を乗積することにより復調信号を出力する第1の乗算器と、前記副搬送波周波数信号を1シンボル期間中の有効シンボル期間長分だけ遅延させて出力する有効シンボル期間遅延回路と、前記副搬送波周波数信号と前記有効シンボル期間遅延回路の出力信号との相関特性を検出し、該相関特性の値に基づいて復調信号の第1の位相誤差を検出し、該第1の位相誤差の値を所定値Ｎ（Ｎは２以上の整数且つ前記1シンボル期間のガードインターバル期間中に用いられるクロック信号のパルス総数よりも小さい数）の細分期間に分割した第1の位相分割誤差値として出力する位相誤差検出回路と、前記位相誤差検出回路から出力される第1の位相分割誤差値に対してそれぞれにマルチパス遅延波の影響に応じた重み付けを行うための複数の重み関数を前記位相分割誤差値に基づいて演算する重み関数回路と、前記位相誤差検出回路から細分出力された前記位相分割誤差値にそれぞれ前記重み関数回路から出力された対応する重み関数を乗算することにより重み付けされた複数の第2の位相分割誤差値を出力する第2の乗算器と、前記複数の第2の位相分割誤差値に基づいて第2の位相誤差値を演算する演算回路と、前記第2の位相誤差値から高域雑音を除去して出力するループフィルタと、前記ループフィルタの出力に基づいて前記副搬送波周波数の基準信号として用いられる発振周波数を制御して出力する数値制御発振回路とを備えたことを特徴とする。
【００２１】
請求項６の発明では、副搬送周波数信号が第1の乗算器に入力されて同期検波を実施するフィードフォワード方式とした。
【００２２】
請求項７記載の本発明の副搬送波周波数信号復調装置は、直交周波数分割多重伝送方式により伝送される変調信号を復調する受信機中の、前記変調信号が主搬送波周波数の基準信号により1次復調された副搬送周波数信号に対し、副搬送波周波数の基準信号を用いて同期検波することにより復調信号を出力する副搬送波周波数信号復調装置であって、前記副搬送波周波数信号を1シンボル期間中の有効シンボル期間長分だけ遅延させて出力する有効シンボル期間遅延回路と、前記有効シンボル期間遅延回路の出力に前記副搬送波周波数の基準信号を乗積することにより復調信号を出力する第1の乗算器と、前記副搬送波周波数信号と前記有効シンボル期間遅延回路の出力信号との相関特性を検出し、該相関特性の値に基づいて復調信号の第1の位相誤差を検出し、該第1の位相誤差の値を所定値Ｎ（Ｎは２以上の整数且つ前記1シンボル期間のガードインターバル期間中に用いられるなクロック信号のパルス総数よりも小さい数）の細分期間に分割した第1の位相分割誤差値として出力する位相誤差検出回路と、前記位相誤差検出回路から出力される第1の位相分割誤差値に対してそれぞれに重み付けを行うための複数の重み関数を前記位相分割誤差値に基づいて演算する重み関数回路と、前記位相誤差検出回路から細分出力された前記位相分割誤差値にそれぞれ前記重み関数回路から出力された対応する重み関数を乗算することにより重み付けされた複数の第2の位相分割誤差値を出力する第2の乗算器と、前記複数の第2の位相分割誤差値に基づいて第2の位相誤差値を演算する演算回路と、前記第2の位相誤差値から高域雑音を除去して出力するループフィルタと、前記ループフィルタの出力に基づいて前記副搬送波周波数の基準信号として用いられる発振周波数を制御して出力する数値制御発振回路とを備えたことを特徴とする。
【００２３】
請求項７の発明では、有効シンボル期間遅延回路によって有効シンボル期間分遅延させた副搬送周波数信号が第1の乗算器に入力されて同期検波を実施するフィードフォワード方式とした。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示した実施形態に基づいて説明する。尚、図１〜図９において、図１０に示した従来の副搬送波周波数信号復調装置と同じ機能の部分については同じ符号を付す。
【００２５】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１である副搬送波周波数信号復調装置の構成を示すブロック図である。
【００２６】
図1において、２１は本実施の形態の副搬送波周波数信号復調装置である副搬送波周波数復調部、１は副搬送波周波数信号、２は第1の乗算器、３は復調信号、４は有効シンボル期間の遅延回路、５は相関検出期間を細分した期間毎に相関特性に基づいて各位相誤差を検出する位相誤差検出回路、６は相関検出期間を細分した期間の各々における復調信号に対して乗算される重み関数を計算する重み関数回路、７は第2の乗算器、８は重み付けされた細分期間毎の信号を演算する演算回路、９はゲイン調整が可能であるループフィルタ、１０は数値制御により周波数制御可能な発振回路、ＳＳは数値制御発振回路１０から出力される基準信号、１７は演算回路８から出力される位相誤差信号ＥＳである。
【００２７】
第1の乗算器２は、位相誤差Δθ（Ｎ）に対応させて数値制御発振回路１０から出力される基準信号ＳＳを副搬送波周波数信号ＢＳに乗ずることにより、副搬送波周波数信号ＢＳの位相誤差を修正して復調信号ＤＳを出力する。位相誤差検出回路５は、有効シンボル期間遅延回路４の出力信号との相関特性を検出し、その相関特性の値に基づいて復調信号の第1の位相誤差を検出し、その第1の位相誤差の値を所定値Ｎ（Ｎは２以上の整数且つ前記1シンボル期間のガードインターバル期間中に用いられるクロック信号のパルス総数よりも小さい数）の細分期間に分割した第1の位相分割誤差値として出力する。重み関数回路６は、第2の乗算器７によって第1の位相分割誤差値に対してそれぞれマルチパス遅延波の影響に応じた重み付けを行うための複数の重み関数を第1の位相分割誤差値に基づいて演算して出力する。第2の乗算器７は、第1の位相分割誤差値に重み関数を乗ずることにより、各第1の位相分割誤差値に重み付けを行い第2の位相分割誤差値を出力する。演算回路８は、各第２の位相分割誤差値について、例えば加算等の演算を実施することによって、第2の位相誤差値である位相誤差信号ＥＳを出力する。ループフィルタ９は、例えば、周波数特性が異なると共にゲインを可変できるフィルタを少なくとも１つ以上有しており、各フィルタの出力を加算して出力するものである。
【００２８】
次に、図１に示した本実施の形態の副搬送波周波数信号変調部２１における動作について、図１０を参照して説明する。
【００２９】
ＯＦＤＭ受信機５０がＯＦＤＭ伝送方式の変調信号を受信すると、主搬送波周波数信号復調部３０から副搬送波周波数信号ＢＳが副搬送波周波数信号復調部２１内の第１の乗算器２に入力される。
【００３０】
ここで、副搬送波周波数信号復調部２１内では、同期検波が実施されており、同期検波の概略的な動作としては図１０に示した従来の副搬送波周波数信号変調部２０における動作と同様である。
【００３１】
副搬送波周波数信号変調部２１の初期状態においては位相誤差が修正されていない復調信号ＤＳが第１の乗算器２から出力される。この復調信号ＤＳと、復調信号ＤＳを有効シンボル期間遅延回路４によって有効シンボル期間分だけ遅延させた信号とが位相誤差検出回路５に入力される。位相誤差検出回路５では、入力する２信号の相関特性を検出して位相誤差信号を出力する。この位相誤差信号ＥＳはガードインターバル期間とそれに対応する有効シンボル期間最後部とを同期させるように出力される。
【００３２】
位相誤差検出回路５から出力される位相誤差信号は、相関特性検出期間を細分した期間毎に分割されて出力される。即ち、位相誤差検出回路５は、相関特性検出期間を１〜Ｎの細分期間に分割し、細分期間毎に検出された相関値に基づいて位相誤差を検出し出力する。
【００３３】
重み関数回路６は、位相誤差検出回路５の各細分期間の出力値に基づいて各細分期間に対する重み関数を計算する。例えば、相関の強い細分期間については重み関数を大きくし、相関の弱い細分期間、即ち、マルチパス中の最短経路以外を経由した遅延波（マルチパス遅延波）を復調した信号（マルチパス遅延波復調信号）等の影響によって位相誤差検出精度が低くなった期間については重み関数を小さくすることにより、マルチパス遅延波が復調信号に与える影響を抑えるようにする。
【００３４】
重み関数回路６から出力された位相誤差検出回路５の各出力に対応する各重み関数を、第2の乗算器７によって位相誤差検出回路５の各出力と乗算し、細分期間毎の位相誤差信号に対して重み付けを行う。演算回路８は、全ての第2の乗算器７からの出力される信号が入力され、各入力信号に基づいた演算を行うことによって、最終的な位相誤差信号ＥＳを出力する。
【００３５】
演算回路８の出力即ち位相誤差信号ＥＳは、ゲイン調整可能であるループフィルタ９に入力される。ループフィルタ９によって高域ノイズが除去された位相誤差信号は、数値制御発振回路１０に入力される。
【００３６】
数値制御発振回路１０は、任意のサンプル時刻Ｎにおけるループフィルタ９の出力信号Δθ（Ｎ）に応じたｃｏｓθ（Ｎ）及びｓｉｎθ（Ｎ）（θ（Ｎ）＝Δθ（Ｎ）＋Δθ（Ｎ＋１））、即ち、再生された副搬送波周波数の信号である基準信号ＳＳを出力する。この数値制御発振器１０から出力される基準信号ＳＳと副搬送波周波数信号ＢＳとを第1の乗算器２により乗算することにより位相誤差を修正した復調信号ＤＳを得る。
【００３７】
ここで、上記した復調信号ＤＳが遅延された信号と、遅延されていない復調信号ＤＳとの間の相関特性の検出方法について説明する。
【００３８】
図２は、図１の位相誤差検出回路５に入力する復調信号ＤＳ等を示したタイミングチャートである。
【００３９】
図２の（ａ）は、遅延されていない復調信号ＤＳを示し、ＳＴ０、ＳＴ１、ＳＴ２は、伝送信号の信号単位となる１シンボル期間を示している。シンボル期間ＳＴ０（以下、ＳＴ０と記す）中には、ガードインターバル期間ＧＩ０（以下、ＧＩ０と記す）と、有効シンボル期間ＥＳ０（以下、ＥＳ０と記す）とを有している。また、ＥＳ０中の最後部から前側に向けてＧＩ０に相当する期間は、ガードインターバル転写期間ＲＧ０（以下、ＲＧ０と記す）となっている。同様にして、シンボル期間ＳＴ１、ＳＴ２中には、各々ガードインターバル期間ＧＩ１、ＧＩ２（以下、ＧＩ１、ＧＩ２と記す）と、有効シンボル期間ＥＳ１、ＥＳ２（以下、ＥＳ１、ＥＳ２と記す）とを有しており、また、有効シンボル期間ＥＳ１中の最後部から前側にかけては各々ガードインターバル転写期間ＲＧ１（以下、ＲＧ１と記す）となっている。
【００４０】
図２の（ｂ）は、相関特性検出用に復調信号ＤＳが遅延された信号を示し、ＤＬ０、ＤＬ１、ＤＬ２は、各々図２（ａ）のＥＳ０、ＥＳ１、ＥＳ２に相当する期間である遅延期間を示している。ＤＧ０、ＤＧ１は、各々図２（ａ）のＧＩ０、ＧＩ１が遅延期間ＤＬ０、ＤＬ１だけ遅延された遅延ガードインターバル期間である。
【００４１】
上記したように、直交周波数分割多重方式にて伝送される変調信号の信号単位であるＳＴ０〜ＳＴ２は、ＧＩ０〜ＧＩ２とＥＳ０〜ＥＳ２とから構成される。ガードインターバル期間ＧＩ０〜ＧＩ２は、送信機と受信機間の信号の同期を得るためと、マルチパスの遅延信号により受信信号が干渉されることを防ぐために各シンボル期間ＳＴ０〜ＳＴ２の先頭部分に設けられている。また、有効シンボル期間ＥＳ０〜ＥＳ２は、実際に復調される通信データが含まれる期間であり、その期間中の最後の一部分ＲＧ０〜ＲＧ１がそのシンボル期間ＳＴ０〜ＳＴ２中にて対応する各ガードインターバル期間ＧＩ０〜ＧＩ２に複写される。
【００４２】
図２（ａ）のＧＩ０、ＧＩ１中の復調信号は、図２（ａ）のＲＧ０、ＲＧ１中の復調信号が転写されたものであるので、ＧＩ０中の復調信号はＲＧ０中の復調信号と同一内容であり、ＧＩ１中の復調信号はＲＧ１中の復調信号と同一内容である。従って、ＧＩ０が遅延期間ＤＬ０だけ遅延されたＤＧ０中の復調信号とＲＧ０中の復調信号とは同一内容であり、ＧＩ１が遅延期間ＤＬ１だけ遅延されたＤＧ１中の復調信号とＲＧ１中の復調信号とは同一内容である。但し、ＤＧ０とＲＧ０、或いは、ＤＧ１とＲＧ１は、同期しているとは限らない。
【００４３】
そこで、図２（ｃ）に示したように、ＲＧ０或いはＲＧ１と同一期間となるように相関特性検出期間ＤＴ０、ＤＴ１（以下、ＤＴ０、ＤＴ１と記す）を設け、ＤＴ０におけるＲＧ０中の復調信号の内容とＤＧ０中の復調信号の内容との相関特性を検出し、ＤＴ１におけるＲＧ１中の復調信号の内容とＤＧ１中の復調信号の内容との相関特性を検出する。検出した相関特性の値からＲＧ０中の復調信号とＤＧ０中の復調信号との位相のずれ量、即ち、位相誤差が検出できるので、位相誤差信号を位相誤差検出回路５から出力する。
【００４４】
このようにして、位相誤差は検出できるが、これは数式的にも証明されている。例えば、Paul H. Ｍoose,"A Technique for Orthogonal Frequency ＤivisionＭultiplexing Frequency Offset Correction" IＥＥＥ TRAＮＳACTIOＮＳ OＮ COＭＭUＮICATIOＮＳ, VOL. 42, ＮO. 10, OCTOＢＥR 1994には、従来の直交周波数分割多重方式の変調信号が副搬送波周波数信号復調装置により復調される原理が数式的に示されている。
【００４５】
ここでは、位相誤差を周波数のオフセットを用いて求めている。まず、周波数オフセットδfを含むＯＦＤＭ信号の第iシンボルにおけるn番目のサンプルをsnとする。nがガードインターバル期間にある場合において、式（１）で表される自己相関特性関数RNを定義する。
【００４６】
【数１】
【００４７】
但し、Ｅ[x]はｘの期待値、x*はxの複素共役を表す。また、ＮはＦＦＴ（高速フーリエ変換）サイズである。
【００４８】
周波数オフセットが存在する場合、雑音を無視するとsn+Nは、snと周波数オフセットδfを用いて次の式（２）のように表される。
【００４９】
【数２】
【００５０】
式（２）を式（１）に代入すると、次の式（３）が得られる。
【００５１】
【数３】
【００５２】
ここで、期待値Ｅ[x]の計算をガードインターバル期間ＧＩにおける時間平均で近似できると仮定すると、式（１）は次の式（４）のように示される。
【００５３】
【数４】
【００５４】
従って、式（４）で得られる複素データから、その中の位相成分を抽出することによって、周波数オフセットδfを次の式（５）に示すように推定することができる。
【００５５】
【数５】
【００５６】
この周波数オフセットδfの式（５）から、位相誤差δθを次の式（６）に示すように求めることができる。
【００５７】
【数６】
【００５８】
上記から、式（１）〜式（４）に示したように、ガードインターバル期間とそれに対応する有効シンボル期間の最後部との相関特性を求め、式（５）〜式（６）に示したようにその中から位相成分を抽出することにより、数式的にも復調信号の位相誤差を検出することができることがわかる。
【００５９】
図２の（ｄ）〜（ｇ）は、上記のマルチパス遅延波復調信号と通常の復調信号との関係を示すタイミングチャートである。
【００６０】
図２の（ｄ）はマルチパス遅延波復調信号を示し、（ｅ）は（ａ）の復調信号とマルチパス遅延波復調信号とを上下段に重ねて示し、（ｆ）は（ｃ）の相関特性検出期間中の相関特性が変化した期間と相関特性が変化しない期間を示し、（ｇ）は（ｂ）の相関検出用に遅延された復調信号とマルチパス遅延波復調信号が遅延された復調信号とを上下段に重ねて示している。
【００６１】
図２の（ｄ）に示したマルチパス遅延波復調信号中の各シンボル期間ＭＳ０〜ＭＳ２は、マルチパス伝送路中の遅延経路（以下、マルチパス遅延経路と記す）を経由するため、（ａ）に示した通常の復調信号中の各シンボル期間ＳＴ０〜ＳＴ２に対して各々期間ｄｔ分だけ遅延する。そのため、図２の（ｅ）の上段に示した通常経路を経由する復調信号中のＲＧ０に対し、図２の（ｅ）の下段に示したマルチパス遅延経路を経由する復調信号中のＭＥ０ｂ（上記ＲＧ０に対応するマルチパス遅延波復調信号中の期間）も、期間ｄｔ分だけ遅延する。従って、復調信号中のＲＧ０の最初から期間ｄｔまでの間、即ち、図２の（ｆ）に示した相関特性変化期間ＤＴ０ａについては、マルチパス遅延経路を経由する復調信号中のＭＥ０ａ（有効シンボル期間ＥＳ０中の非ＲＧ０部分に対応するマルチパス遅延波復調信号中の期間）の影響を受ける。同様にして、図２の（ｆ）に示した相関特性変化期間ＤＴ０ｂについては、マルチパス遅延経路を経由する復調信号中のＭＥ０ｂの影響を受ける。ここで、ＲＧ０とＭＥ０ｂとは遅延関係にある同一信号同士であるので相関を有しているが、ＲＧ０とＭＥ０ａとは相関を有していない。
【００６２】
一方、図２の（ｇ）の上段に示した通常経路を経由する復調信号が相関検出用に遅延された信号中のＤＧ０に対し、図２の（ｇ）の下段に示したマルチパス遅延経路を経由する復調信号が相関検出用に遅延された信号中のＭＩ０（相関検出用に遅延されたマルチパス遅延波復調信号中の上記ＤＧ０に対応する期間）も、期間ｄｔ分だけ遅延する。従って、相関検出用に遅延された復調信号中のＤＧ０の最初から期間ｄｔまでの間、即ち、図２の（ｆ）に示した相関特性変化期間ＤＴ０ａについては、マルチパス遅延経路を経由する復調信号が相関検出用に遅延された信号中のＭＤ０ｂ（有効シンボル期間ＥＳ０中の非ＲＧ０部分に対応するマルチパス遅延波復調信号中の期間）の影響を受ける。同様にして、図２の（ｆ）に示した相関特性変化期間ＤＴ０ｂについては、マルチパス遅延経路を経由する復調信号が相関検出用に遅延された信号中のＭＩ０の影響を受ける。ここで、ＤＧ０とＭＩ０とは遅延関係にある同一信号同士であるので相関を有しているが、ＤＧ０とＭＤ０ｂとは相関を有していない。
【００６３】
従って、ＲＧ０とＭＥ０ａとは相関が無いので、復調信号中のＲＧ０の最初から期間ｄｔまでの間の相関は低くなり、ＤＧ０とＭＤ０ｂとは相関が無いので、復調信号が相関検出用に遅延された信号中のＤＧ０の最初から期間ｄｔまでの間の相関は低くなり、その結果、例えば、図１０に示した従来の副搬送波周波数信号復調部２０では、検出する位相誤差の精度が劣化してしまう。
【００６４】
本実施の形態では、図２におけるＲＧ０の最初から期間ｄｔまでの間と、ＤＧ０の最初から期間ｄｔまでの間とを検出して、その期間の重み付けを低くすることにより、最終的な位相誤差の精度が劣化しないようにしている。
【００６５】
図３は、図２の（ｃ）、（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）の信号を時間軸を拡大して示すと共に、相関特性検出期間を細分した細分期間を（ｈ）に示したタイミングチャートである。
【００６６】
図３の（ｃ）、（ｅ）〜（ｇ）は、図２に示した同番号の信号の時間軸を拡大して示した図であり、（ｈ）は、本実施の形態の位相誤差検出回路５により相関特性検出期間を細分した細分期間を示している。この細分期間は、微細に分割したほうが好ましいが、相関を検出する能力はクロック信号の波長よりも細かくはならないため、本実施の形態では所定値Ｎ（Ｎは２以上の整数且つ前記1シンボル期間のガードインターバル期間中に用いられるクロック信号のパルス総数よりも小さい数）に分割した細分期間とした。
【００６７】
このように、相関特性検出期間を細分することにより、マルチパス遅延経路を経由した副搬送波周波数信号の遅延する期間ｄｔを特定でき、従って、マルチパス遅延経路を経由した副搬送波周波数信号が通常経路を経由した副搬送波信号に加算されることにより、相関が低下する期間である相関特性変化期間ＤＴ０ａを特定することができる。
【００６８】
本実施の形態では、重み関数回路６により、相関特性変化期間ＤＴ０ａに対する重み関数を低く設定し、相関特性変化期間ＤＴ０ｂに対する重み関数を高く設定する。すると、演算回路８において演算される最終的な位相誤差信号中では、マルチパス遅延経路を経由した副搬送波周波数信号の影響が少なくなる。
【００６９】
以上説明したように、本実施の形態に係る副搬送波周波数信号復調装置２１は、相関特性検出期間をいくつかの細分期間に分割して細分期間毎に第1の位相分割誤差値を出力する位相誤差検出回路５、第1の位相分割誤差値に重み付けをするための重み関数を計算する重み関数回路６、位相誤差検出回路５の出力である第1の位相分割誤差値にそれぞれ対応する重み関数を乗算して第２の位相分割誤差値を出力する第2の乗算器７、第２の位相分割誤差値を演算する演算回路８、を備え、相関特性検出期間をいくつかの細分期間に分割し、各細分期間における位相誤差値に対して各々重み付けを行って、その重み付けされた細分期間毎の位相誤差値を演算した結果の値を最終的な位相誤差信号として出力し、位相誤差信号に基づいて副搬送波周波数の信号の再生を行って基準信号を生成し、副搬送波周波数信号を同期検波するように構成したので、マルチパス遅延経路を経由する遅延信号が存在する場合においても、その遅延信号によって相関が弱くなる期間の影響を抑えることができ、検出する位相誤差の精度の劣化を抑え、安定して位相誤差を検出できる。
【００７０】
実施の形態２．
図４は本発明の実施の形態２である副搬送波周波数信号復調装置を示すブロック図である。尚、以下の図４〜図９においては、図１に示した第１の実施形態の副搬送波周波数信号復調装置と同じ機能の部分については同じ符号を付し、重複する説明を省略する。
【００７１】
本実施の形態２の副搬送波周波数信号復調部２２では、図１に示した重み関数回路６における重み関数の設定について、第1の位相分割誤差値の振幅の最大値を比較し、その比較結果を正規化して算出するようにしている。
【００７２】
図４において、１２は位相誤差検出回路５から出力される細分期間毎の各第1の位相分割誤差値から最大値を検出する最大値検出回路、１３は最大値検出回路１２が検出した最大値によって位相誤差検出回路５の各細分期間の出力を正規化して重み関数を計算する正規化回路である。
【００７３】
以下、本実施の形態の副搬送波周波数復調部２２の動作を説明する。
【００７４】
本実施の形態の副搬送波周波数信号変調部２４が、初期状態において位相誤差が修正されていない復調信号ＤＳを乗算器２から出力してから、位相誤差検出回路５により細分された各第1の位相分割誤差値を出力するまでの動作は実施の形態１と同様である。
【００７５】
重み関数回路６は、位相誤差検出回路５の各第1の位相分割誤差値値に基づいて各細分期間に対する重み関数を計算する。本実施の形態では、位相誤差検出回路５の出力である各第1の位相分割誤差値は最大値検出回路１２に入力され、各第1の位相分割誤差値中の最大となる位相誤差値が最大値として検出される。検出された最大値を例えば１として各第1の位相分割誤差値を正規化回路１３によって正規化し、この正規化結果を各細分期間の重み関数とする。各第1の位相分割誤差値を正規化することにより、相関の強い細分期間については重み関数が大きくなり、相関の弱い細分期間、即ち、マルチパス遅延経路を経由した遅延信号によって位相誤差検出精度が低くなった期間については重み関数が小さくなる。
【００７６】
重み関数回路６から出力された位相誤差検出回路５の各第1の位相分割誤差値に対応する各重み関数を、第2の乗算器７によって位相誤差検出回路５の各第1の位相分割誤差値と乗算することにより、各第1の位相分割誤差値に対して重み付けを行い第２の位相分割誤差値とする。演算回路８は、全ての第2の乗算器７からの出力される第２の位相分割誤差値が入力され、各入力信号に対して例えば加算等の演算を実施することによって、第2の位相誤差値である位相誤差信号ＥＳを出力する。以下の動作は、実施の形態１と同様である。
【００７７】
このように重み関数を設定することにより、位相誤差値が他の期間に比べ小さい期間、即ち、マルチパス遅延波の影響により相関が弱い期間の位相誤差検出値の振幅が抑えられる。従って、マルチパス遅延経路を経由した遅延信号によって相関が弱くなった細分期間の影響を抑えることができる。
【００７８】
以上説明したように、本実施の形態に係る副搬送波周波数復調部２２は、重み関数回路６にて計算する重み関数を、最大値検出回路１２及び正規化回路１３により第1の位相分割誤差値の振幅の比に基づいて算出するように構成したので、比較的簡易な回路構成で、マルチパス遅延経路を経由する遅延波が存在する場合においても、マルチパス遅延信号によって相関が弱くなる期間の影響を第１の実施形態よりもさらに抑えることができ、検出する位相誤差の精度の劣化を抑え、安定して位相誤差を検出できる。
【００７９】
実施の形態３．
図５は本発明の実施の形態３である副搬送波周波数信号復調装置を示すブロック図である。
【００８０】
本実施の形態の副搬送波周波数信号復調部２３では、図１に示した重み関数回路６における重み関数の設定について、細分期間毎に入力する各第1の位相分割誤差値の振幅のべき乗を比較し、その比較結果を正規化して算出するようにしている。
【００８１】
図５において、１４は位相誤差検出回路５の各細分期間から出力する第1の位相分割誤差値をべき乗するべき乗回路、１２はべき乗回路１４の各出力から最大値を検出する最大値検出回路、１３は最大値検出回路１２が検出した最大値によってべき乗回路１４の各細分期間の出力を正規化して重み関数を計算する正規化回路である。
【００８２】
以下、本実施の形態の副搬送波周波数復調部２３の動作を説明する。
【００８３】
本実施の形態の副搬送波周波数信号変調部２４が、初期状態において位相誤差が修正されていない復調信号ＤＳを乗算器２から出力してから、位相誤差検出回路５により細分された第1の位相分割誤差値を出力するまでの動作は実施の形態１と同様である。
【００８４】
重み関数回路６は、位相誤差検出回路５の各第1の位相分割誤差値に基づいて各細分期間に対する重み関数を計算する。本実施の形態では、位相誤差検出回路５の各第1の位相分割誤差値は各べき乗回路１４に入力され、各々のべき乗回路１４にて各第1の位相分割誤差値のべき乗値が計算される。各べき乗回路１４の出力は最大値検出回路１２に入力され、最大となる位相誤差値が最大値として検出される。検出された最大値を例えば１として各細分期間の位相誤差値を正規化回路１３によって正規化し、この正規化結果を各細分期間の重み関数とする。各細分期間の位相誤差値正規化することにより、相関の強い細分期間については重み関数が大きくなり、相関の弱い細分期間、即ち、マルチパス遅延経路を経由した遅延信号によって位相誤差検出精度が低くなった期間については重み関数が小さくなる。
【００８５】
重み関数回路６から出力された位相誤差検出回路５の各出力に対応する各重み関数を、第2の乗算器７によって位相誤差検出回路５の出力である各第1の位相分割誤差値と乗算し、細分期間毎の各第1の位相分割誤差信号に対して重み付けを行い第2の位相分割誤差値とする。演算回路８は、全ての第2の乗算器７からの出力される第2の位相分割誤差値が入力され、各入力信号を演算することによって、第2の位相誤差値である位相誤差信号ＥＳを出力する。以下の動作は、実施の形態１と同様である。
【００８６】
このように重み関数を設定することにより、第１の位相分割誤差値が他の期間に比べ小さい期間、即ち、マルチパス遅延波の影響により相関が弱い期間の位相誤差検出値の振幅が抑えられる。従って、マルチパス遅延経路を経由した遅延信号によって相関が弱くなった細分期間の影響を抑えることができる。
【００８７】
以上説明したように、本実施の形態に係る副搬送波周波数復調部２３は、重み関数回路６にて計算する重み関数を、べき乗回路１４、最大値検出回路１２及び正規化回路１３により第１の位相分割誤差値の振幅のべき乗の比に基づいて算出するように構成したので、第２の実施形態よりも重み付けの比率をさらに強調することができ、比較的簡易な回路構成で、マルチパス遅延経路を経由する遅延波が存在する場合においても、マルチパス遅延信号によって相関が弱くなる期間の影響をより一層抑えることができ、検出する位相誤差の精度の劣化を抑え、安定して位相誤差を検出できる。
【００８８】
実施の形態４．
図６は本発明の実施の形態４である副搬送波周波数信号復調装置を示すブロック図である。
【００８９】
本実施の形態の副搬送波周波数信号復調部２４では、図１に示した演算回路８において、重み関数回路６及び第2の乗算器７にて重み付けされた各第1の位相分割誤差値を平均する演算を行うようにしている。
【００９０】
図６において、１５は第2の乗算器７の出力である各第２の位相分割誤差値の平均を計算する平均回路であり、演算回路８内に設けられている。
【００９１】
以下、本実施の形態の副搬送波周波数復調部２４の動作を説明する。
【００９２】
本実施の形態の副搬送波周波数信号変調部２４が、初期状態において位相誤差が修正されていない復調信号ＤＳを乗算器２から出力してから、重み関数回路６と第2の乗算器７によって細分期間毎の各第1の位相分割誤差値に対して重み付けが行われるまでの動作は実施の形態１と同様である。
【００９３】
演算回路８は、全ての第2の乗算器７からの出力される各第２の位相分割誤差値が入力され、各入力信号を演算することによって、第2の位相誤差値である位相誤差信号ＥＳを出力する。
【００９４】
ここで、本実施の形態の演算回路８は平均回路１５であることから、全ての第2の乗算器７の出力信号である各第２の位相分割誤差値が平均回路１５に入力すると、平均回路１５では平均値を計算し、その平均値を第2の位相誤差値である位相誤差信号ＥＳとして平均回路１５から出力する。以下の動作は、実施の形態１と同様である。
【００９５】
このように各位相誤差信号の平均値を計算することにより、マルチパス遅延経路を経由した遅延信号によって相関が弱くなった細分期間の影響を抑えることができる。
【００９６】
以上説明したように、本実施の形態に係る副搬送波周波数復調部２４は、演算回路８を平均回路１５により構成し、重み付けを行った各第２の位相分割誤差値の平均を演算回路８において計算することにより第2の位相誤差値を得るようにしたので、比較的簡易な回路構成で、マルチパス遅延経路を経由する遅延波が存在する場合においても、マルチパス遅延信号によって相関が弱くなる期間の影響をより一層抑えることができ、検出する位相誤差の精度の劣化を抑え、安定して位相誤差を検出できる。
【００９７】
実施の形態５．
図７は本発明の実施の形態５である副搬送波周波数信号復調装置を示すブロック図である。
【００９８】
本実施の形態の副搬送波周波数信号復調部２５では、図１に示した演算回路８において、重み関数回路６及び第2の乗算器７にて重み付けされた各第２の位相分割誤差値をべき乗平均する演算を行うようにしている。
【００９９】
図７において、１６は第2の乗算器７の出力である第２の位相分割誤差値のべき乗平均を計算するべき乗平均回路であり、演算回路８内に設けられている。
【０１００】
以下、本実施の形態の副搬送波周波数復調部２５の動作を説明する。
【０１０１】
本実施の形態の副搬送波周波数信号変調部２５が、初期状態において位相誤差が修正されていない復調信号ＤＳを乗算器２から出力してから、重み関数回路６と第2の乗算器７によって細分期間毎の各第1の位相分割誤差値に対して重み付けが行われるまでの動作は実施の形態１と同様である。
【０１０２】
演算回路８は、全ての第2の乗算器７からの出力される各第２の位相分割誤差値が入力され、各入力信号を演算することによって、第2の位相誤差値である位相誤差信号ＥＳを出力する。
【０１０３】
ここで、本実施の形態の演算回路８はべき乗平均回路１６であることから、全ての第2の乗算器７の出力信号である各第２の位相分割誤差値がべき乗平均回路１６に入力すると、べき乗平均回路１６ではべき乗平均値を計算し、そのべき乗平均値を最終的な位相誤差信号としてべき乗平均回路１６から出力する。以下の動作は、実施の形態１と同様である。
【０１０４】
このように各第２の位相分割誤差値のべき乗平均値を計算することにより、マルチパス遅延経路を経由した遅延信号によって相関が弱くなった細分期間の影響を抑えることができる。
【０１０５】
以上説明したように、本実施の形態に係る副搬送波周波数復調部２５は、演算回路８をべき乗平均回路１６により構成し、重み付けを行った各第２の位相分割誤差値のべき乗平均を演算回路８において計算することにより第2の位相誤差値を得るようにしたので、図６に示した実施の形態４よりも重み付けの比率をさらに強調することができ、比較的簡易な回路構成で、マルチパス遅延経路を経由する遅延波が存在する場合においても、マルチパス遅延信号によって相関が弱くなる期間の影響をより一層抑えることができ、検出する位相誤差の精度の劣化を抑え、安定して位相誤差を検出できる。
【０１０６】
実施の形態６．
図８は本発明の実施の形態６である副搬送波周波数信号復調装置を示すブロック図である。
【０１０７】
本実施の形態の副搬送波周波数信号復調部２６では、副搬送波周波数信号ＢＳの位相誤差を修正して復調信号ＤＳを出力する第1の乗算器２の配置を、上記した実施の形態１とは異なる配置にしている。より具体的には、実施形態１では、数値制御発振回路１０から出力される再生された副搬送波周波数の信号である基準信号ＳＳをフィードバックするように第1の乗算器２が配置されていたが、本実施の形態では、基準信号ＳＳをフィードフォワードするように第1の乗算器２が配置される。即ち、第1の乗算器２は、その出力が有効シンボル期間遅延回路４と位相誤差検出回路５とに向けては出力されず、復調信号ＤＳとして出力されるように配置される。
【０１０８】
以下、本実施の形態の副搬送波周波数復調部２６の動作を説明する。
【０１０９】
本実施の形態の副搬送波周波数信号変調部２６の副搬送波周波数信号ＢＳは、直接に位相誤差検出回路５に入力されると共に、直接に有効シンボル期間遅延回路４にも入力される。そして、有効シンボル期間遅延回路４によって有効シンボル期間分遅延させた信号が位相誤差検出回路５に入力される。また、位相誤差検出回路５にて実施される動作以降の、数値制御発振器１０から出力された基準信号ＳＳと副搬送波周波数信号ＢＳとを第1の乗算器２により乗算することにより位相誤差を修正した復調信号ＤＳを得るところまでの動作は実施の形態１と同様である。
【０１１０】
このように副搬送波周波数信号復調部２６内の同期検波回路をフィードバック回路でなくフィードフォワード回路とすることにより、収束時間を短縮することができる。
【０１１１】
以上説明したように、本実施の形態に係る副搬送波周波数復調部２６は、同期検波回路をフィードフォワード回路としたので、比較的簡易な回路構成で、マルチパス遅延経路を経由する遅延波が存在する場合においても、マルチパス遅延信号によって相関が弱くなる期間の影響を抑えることができ、検出する位相誤差の精度の劣化を抑え、安定して位相誤差を検出でき、さらに、収束時間を短縮できる。
【０１１２】
実施の形態７．
図９は本発明の実施の形態７である副搬送波周波数信号復調装置を示すブロック図である。
【０１１３】
本実施の形態の副搬送波周波数信号復調部２７では、副搬送波周波数信号ＢＳの位相誤差を修正して復調信号ＤＳを出力する第1の乗算器２の配置を、上記した実施の形態１とは異なる配置にしている。より具体的には、実施形態１では、数値制御発振回路１０から出力される再生された副搬送波周波数の信号である基準信号ＳＳをフィードバックするように第1の乗算器２が配置されていたが、本実施の形態では、基準信号ＳＳを有効シンボル期間遅延回路４の後段にフィードフォワードするように第1の乗算器２が配置される。即ち、第1の乗算器２は、有効シンボル期間遅延回路４の出力が入力されるように配置されると共に、その出力が有効シンボル期間遅延回路４と位相誤差検出回路５とに向けては出力されず、復調信号ＤＳとして出力されるように配置される。
【０１１４】
以下、本実施の形態の副搬送波周波数復調部２７の動作を説明する。
【０１１５】
本実施の形態の副搬送波周波数信号変調部２７の副搬送波周波数信号ＢＳは、直接に位相誤差検出回路５に入力されると共に、直接に有効シンボル期間遅延回路４にも入力される。そして、有効シンボル期間遅延回路４によって有効シンボル期間分遅延させた信号が位相誤差検出回路５に入力されると共に、第1の乗算器２にも入力される。また、位相誤差検出回路５にて実施される動作以降の、数値制御発振器１０から出力された基準信号ＳＳと副搬送波周波数信号ＢＳとを第1の乗算器２により乗算することにより位相誤差を修正した復調信号ＤＳを得るところまでの動作は実施の形態１と同様である。
【０１１６】
このように副搬送波周波数信号復調部２７内の同期検波回路をフィードバック回路でなくフィードフォワード回路とすることにより、収束時間を短縮することができる。
【０１１７】
以上説明したように、本実施の形態に係る副搬送波周波数復調部２７は、同期検波回路を、有効シンボル期間遅延回路４によって有効シンボル期間分遅延させた信号が第1の乗算器２に入力されるフィードフォワード回路としたので、比較的簡易な回路構成で、マルチパス遅延経路を経由する遅延波が存在する場合においても、マルチパス遅延信号によって相関が弱くなる期間の影響を抑えることができ、検出する位相誤差の精度の劣化を抑え、安定して位相誤差を検出でき、さらに、収束時間を短縮でき、位相誤差を検出した実際のシンボル期間に対して位相誤差補正を行うことができ、より精度よく安定に動作する副搬送波周波数信号復調装置を得ることができる。
【０１１８】
なお、上記の各実施の形態の副搬送波周波数信号復調部は、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）方式の受信機に適用したものとして記載したが、例えば、ディジタルテレビジョン受信機等の復調部の一部回路として組み込むようにしてもよい。
【０１１９】
また、本発明の副搬送波周波数信号復調装置は、上記の各実施の形態中に説明した副搬送波周波数復調部を構成する各種回路の種類、接続状態、あるいは、副搬送波周波数復調部に接続される主信号部の種類、制御方法等は前述した実施の形態中に説明したもの限られるものではない。
【０１２０】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、直交周波数分割多重受信機中に用いられる副搬送波周波数信号を復調する副搬送波周波数信号復調装置において、位相誤差を検出するためにガードインターバル期間とそれに対応する有効シンボル期間の後部との相関特性を求める際、相関特性検出期間をいくつかの細分期間に分割し、各細分期間における第1の位相分割誤差値に対して重み付けを行って、その演算値を第2の位相誤差値として求める手段を備えるように構成したので、
マルチパス伝送路を経由することにより遅延した副搬送波周波数信号によって相関検出期間中の相関が弱くなる期間の影響を抑え、位相誤差検出精度の劣化を防ぎ、動作を安定させることができる効果を奏する。
【０１２１】
請求項２の発明によれば、相関特性検出期間をいくつかの細分期間に分割し、各細分期間における第1の位相分割誤差値に対して重み付けを行う際、重み関数を各第1の位相誤差値の振幅の比をもとに計算する手段を備えるように構成したので、
比較的簡易な回路構成で、マルチパス伝送路を経由することにより遅延した副搬送波周波数信号によって相関検出期間中の相関が弱くなる期間の影響を抑え、位相誤差検出精度の劣化を防ぎ、動作を安定させることができる効果を奏する。
【０１２２】
請求項３の発明によれば、相関特性検出期間をいくつかの細分期間に分割し、各細分期間における第1の位相誤差値に対して重み付けを行う際、重み関数を各第1の位相誤差値の振幅のべき乗の比をもとに計算する手段を備えるように構成したので、
重み付けの比率を請求項２の構成よりもさらに強調することができ、ルチパス伝送路を経由することにより遅延した副搬送波周波数信号によって相関検出期間中の相関が弱くなる期間の影響をさらに抑え、位相誤差検出精度の劣化を防ぎ、より動作を安定させることができる効果を奏する。
【０１２３】
請求項４の発明によれば、相関特性検出期間をいくつかの細分期間に分割し、各細分期間における第1の位相分割誤差値に対して重み付けを行って、その平均値を第2の位相誤差値として求める手段を備えるように構成したので、
比較的簡易な回路構成で、マルチパス伝送路を経由することにより遅延した副搬送波周波数信号によって相関検出期間中の相関が弱くなる期間の影響を抑え、位相誤差検出精度の劣化を防ぎ、動作を安定させることができる効果を奏する。
【０１２４】
請求項５の発明によれば、相関特性検出期間をいくつかの細分期間に分割し、各細分期間における第1の位相分割誤差値に対して重み付けを行って、そのべき乗平均値を第2の位相誤差値として求める手段を備えるように構成したので、
重み付けの比率を請求項４の構成よりもさらに強調することができ、マルチパス伝送路を経由することにより遅延した副搬送波周波数信号によって相関検出期間中の相関が弱くなる期間の影響をさらに抑え、位相誤差検出精度の劣化を防ぎ、より動作を安定させる効果を奏する。
【０１２５】
請求項６の発明によれば、副搬送周波数信号が第1の乗算器に入力されて同期検波を実施するフィードフォワード方式となるように構成したので、
比較的簡易な回路構成で、マルチパス遅延経路を経由する遅延波が存在する場合においても、マルチパス遅延信号によって相関が弱くなる期間の影響を抑えることができ、検出する位相誤差の精度の劣化を抑え、安定して位相誤差を検出でき、さらに、収束時間を短縮できるという効果を奏する。
【０１２６】
請求項７の発明によれば、有効シンボル期間遅延回路によって有効シンボル期間分遅延させた副搬送周波数信号が第1の乗算器に入力されて同期検波を実施するフィードフォワード方式となるように構成したので、
比較的簡易な回路構成で、マルチパス遅延経路を経由する遅延波が存在する場合においても、マルチパス遅延信号によって相関が弱くなる期間の影響を抑えることができ、検出する位相誤差の精度の劣化を抑え、安定して位相誤差を検出でき、さらに、収束時間を短縮でき、実際位相誤差を検出したシンボルに対して位相誤差補正を行うことができ、より精度よく動作を安定させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態１である副搬送波周波数信号復調装置の構成を示すブロック図である。
【図２】 （ａ）〜（ｇ）は図１の位相誤差検出回路５に入力する復調信号ＤＳ等を示したタイミングチャートである。
【図３】 図２の（ｃ）、（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）の信号を時間軸を拡大して示すと共に、相関特性検出期間を細分した細分期間を（ｈ）に示したタイミングチャートである。
【図４】 本発明の実施の形態２である副搬送波周波数信号復調装置の構成を示すブロック図である。
【図５】 本発明の実施の形態３である副搬送波周波数信号復調装置の構成を示すブロック図である。
【図６】 本発明の実施の形態４である副搬送波周波数信号復調装置の構成を示すブロック図である。
【図７】 本発明の実施の形態５である副搬送波周波数信号復調装置の構成を示すブロック図である。
【図８】 本発明の実施の形態６である副搬送波周波数信号復調装置の構成を示すブロック図である。
【図９】 本発明の実施の形態７である副搬送波周波数信号復調装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】 ＯＦＤＭ受信機中の従来の副搬送波周波数信号復調装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
２ 第１の乗算器、 ４ 有効シンボル期間の遅延回路、 ５ 位相誤差検出回路、 ６ 重み関数回路、 ７ 第２の乗算器、 ８ 演算回路、 ９ ループフィルタ、 １０ 数値制御発振回路、 １２ 最大値検出回路、 １３ 正規化回路、 １４ べき乗回路、 １５ 平均回路、 １６ べき乗平均回路、２０〜２７ 副搬送波周波数信号復調部、 ５０ ＯＦＤＭ受信機、 ＢＳ 副搬送波周波数信号、 ＤＳ 復調信号、 ＳＳ 基準信号（ｃｏｓ信号及びｓｉｎ信号）。
【発明の属する技術分野】
本発明は、直交周波数分割多重方式により伝送される変調信号を復調する受信機に使用されている副搬送波周波数信号を復調する副搬送波周波数信号復調装置に関し、さらに詳細には、直交周波数分割多重方式により伝送されるディジタル変調信号の１シンボル期間中のガードインターバル期間とそれに対応する有効シンボル期間の最後部に配置されたガードインターバル転写期間との相関値に基づいて演算された位相誤差信号を用いて、副搬送波周波数の基準信号を制御して副搬送波周波数信号を同期検波することにより、副搬送波周波数信号を復調する受信機の副搬送波周波数信号復調装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
直交周波数分割多重伝送方式により伝送される変調信号を復調する受信機について、図を用いて説明する。
【０００３】
図１０は、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）伝送方式の変調信号を受信するＯＦＤＭ受信機の構成ブロック図である。
【０００４】
ＯＦＤＭ受信機５０には、受信アンテナ４０が取りつけられている。受信アンテナ４０は、ＯＦＤＭ受信機５０内部の主搬送波周波数信号復調部３０と接続されている。アンテナ４０にて受信されたＯＦＤＭ伝送方式の変調信号は、主搬送波周波数信号復調部３０に入力して主搬送波周波数の基準信号により1次復調され、主搬送波周波数信号復調部３０から副搬送波周波数信号ＢＳが出力され、この副搬送波周波数信号ＢＳは、副搬送波周波数信号復調部２０で副搬送波周波数の基準信号ＳＳにより2次復調され、副搬送波周波数信号復調部２０から復調信号ＤＳが出力される。
【０００５】
図1０において、２は乗算器、４は有効シンボル期間の遅延回路、５は相関特性に基づいて位相誤差を検出する位相誤差検出回路、９はゲイン調整が可能であるループフィルタ、１０は数値制御により周波数制御可能な発振回路であり、ＳＳはサンプル時刻Ｎにおける位相誤差信号入力に対応して発振された数値制御発振回路１０の出力信号であり、乗算器２にて副搬送波周波数信号ＢＳと乗算される副搬送波周波数の基準信号である。
【０００６】
次に、図１０に示した従来の副搬送波周波数信号変調部２０における動作について説明する。
【０００７】
ＯＦＤＭ受信機５０がＯＦＤＭ伝送方式の変調信号を受信すると、主搬送波周波数信号復調部３０から副搬送波周波数信号ＢＳが副搬送波周波数信号復調部２０内の乗算器２に入力されるが、初期状態においては位相誤差が修正されていない復調信号ＤＳが乗算器２から出力される。この復調信号ＤＳと、この復調信号ＤＳを有効シンボル期間遅延回路４によって有効シンボル期間分だけ遅延させた信号とが位相誤差検出回路５に入力される。位相誤差検出回路５では、入力する２信号の相関特性を検出して位相誤差信号を出力する。位相誤差信号は、ループフィルタ９に入力され、ループフィルタ９によって高域ノイズが除去された位相誤差信号が数値制御発振回路１０に入力される。
【０００８】
ここで、数値制御発振回路１０から出力される基準信号ＳＳは、任意のサンプル時刻Ｎにおけるループフィルタ９の出力信号Δθ（Ｎ）に応じたｃｏｓθ（Ｎ）及びｓｉｎθ（Ｎ）（θ（Ｎ）＝Δθ（Ｎ）＋Δθ（Ｎ＋１））である。
【０００９】
この数値制御発振器１０から出力される基準信号ＳＳは、位相誤差信号ＥＳが小さくなるように発振制御されるので、副搬送波周波数信号ＢＳと基準信号ＳＳとが乗算器２により乗算された復調信号ＤＳの位相誤差は減少する。
【００１０】
位相誤差信号ＥＳは、位相誤差検出回路５において、復調信号ＤＳと、復調信号3をその信号中の有効シンボル期間長相当分だけ遅延させた信号との間の相関特性が検出され、その相関値に基づいて復調信号の位相誤差を検出することにより生成されている。図１０では、有効シンボル期間遅延回路４に入力した復調信号ＤＳは、有効シンボル期間長相当分だけ遅延されて出力される。位相誤差検出回路５では、復調信号ＤＳが遅延された信号と、遅延されていない復調信号ＤＳとの間の相関特性が検出され、その相関特性の値に基づいて位相誤差信号ＥＳが生成されて出力される。位相誤差検出回路５から出力された位相誤差信号ＥＳは、ループフィルタ９にて位相誤差信号ＥＳの高調波成分等の高域雑音が除去されて数値制御発振回路１０に出力される。
【００１１】
このように、副搬送波周波数信号復調部２０内では、同期検波が実施されている。同期検波の概略的な動作は次のようになる。復調信号ＤＳに基づいて位相誤差信号ＥＳが生成され、位相誤差信号ＥＳにより数値制御発振回路１０から出力される副搬送波周波数の基準信号ＳＳの発振周波数が制御される。副搬送波周波数信号ＢＳと副搬送波周波数の基準信号ＳＳとは、乗算器２にて乗算されて復調信号ＤＳが出力される。副搬送波周波数信号ＢＳと副搬送波周波数の基準信号ＳＳとの位相誤差が大きい場合には、位相誤差信号ＥＳの値も大きくなる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１０に示したような従来の副搬送波周波数信号復調装置２０は、復調信号ＤＳとその復調信号ＤＳを所定時間だけ遅延させた信号との相関特性に基づいて位相誤差を求めているため、マルチパス伝送路により遅延されて受信した復調信号（マルチパス遅延波復調信号）が受信される場合には、送信機と受信機との間を最短経路にて結んだ通常の伝送路により受信した復調信号に対してマルチパス遅延波復調信号が加算され、そのマルチパス遅延波復調信号の影響により位相誤差検出回路５において求められる相関特性にも変化が生じる。
【００１３】
具体的には、復調信号中のガードインターバル転写期間と、マルチパス遅延波復調信号の有効シンボル期間におけるガードインターバル転写期間の直前部分（非ガードインターバル転写期間）とは相関が無いので、復調信号中のガードインターバル転写期間における最初からマルチパス遅延波の遅延時間に相当する期間が終了するまでの間の相関は低くなる。また、有効シンボル期間分だけ遅延されたガードインターバル期間である遅延ガードインターバル期間と、マルチパス遅延波復調信号を有効シンボル期間分だけさらに遅延されたマルチパス遅延波遅延復調信号中の有効シンボル期間におけるガードインターバル転写期間とは相関が無いので、相関検出用に遅延された復調信号中の有効シンボル期間分だけ遅延された遅延ガードインターバル期間における最初からマルチパス遅延波の遅延時間に相当する期間が終了するまでの間の相関は低くなる。その結果、検出する位相誤差の精度が劣化してしまうという問題が発生する。
【００１４】
本発明は上述した如き従来の問題を解決するためになされたものであって、マルチパス遅延経路を経由する遅延波が存在する場合においても、検出する位相誤差の精度の劣化を抑え、安定して位相誤差を検出できる副搬送波周波数信号復調装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため、請求項１に記載した本発明の副搬送波周波数信号復調装置は、直交周波数分割多重伝送方式により伝送される変調信号を復調する受信機中の、前記変調信号が主搬送波周波数の基準信号により1次復調された副搬送周波数信号に対し、副搬送波周波数の基準信号を用いて同期検波することにより復調信号を出力する副搬送波周波数信号復調装置であって、前記副搬送波周波数信号に前記副搬送波周波数の基準信号を乗積することにより復調信号を出力する第1の乗算器と、前記乗算器の出力を1シンボル期間中の有効シンボル期間長分だけ遅延させて出力する有効シンボル期間遅延回路と、前記乗算器の出力と前記有効シンボル期間遅延回路の出力信号との相関特性を検出し、該相関特性の値に基づいて復調信号の第1の位相誤差を検出し、該第1の位相誤差の値を所定値Ｎ（Ｎは２以上の整数且つ前記1シンボル期間のガードインターバル期間中に用いられるクロック信号のパルス総数よりも小さい数）の細分期間に分割した第1の位相分割誤差値として出力する位相誤差検出回路と、前記位相誤差検出回路から出力される第1の位相分割誤差値に対してそれぞれマルチパス遅延波の影響に応じた重み付けを行うための複数の重み関数を前記位相分割誤差値に基づいて演算する重み関数回路と、前記位相誤差検出回路から細分出力された前記位相分割誤差値にそれぞれ前記重み関数回路から出力された対応する重み関数を乗算することにより重み付けされた複数の第2の位相分割誤差値を出力する第2の乗算器と、前記複数の第2の位相分割誤差値に基づいて第2の位相誤差値を演算する演算回路と、前記第2の位相誤差値から高域雑音を除去して出力するループフィルタと、前記ループフィルタの出力に基づいて前記副搬送波周波数の基準信号として用いられる発振周波数を制御して出力する数値制御発振回路とを備えたことを特徴とする。
【００１６】
請求項２の本発明は、請求項１記載の副搬送波周波数信号復調装置において、前記重み関数回路は、前記各位相誤差値の振幅の比に基づいて前記重み関数を演算することを特徴とする。
【００１７】
請求項３の本発明は、請求項１記載の副搬送波周波数信号復調装置において、前記重み関数回路は、前記各位相誤差値の振幅のべき乗比に基づいて前記重み関数を演算することを特徴とする。
【００１８】
請求項４の本発明は、請求項１記載の副搬送波周波数信号復調装置において、前記演算回路は、前記第２の位相誤差値を求めるために、前記重み付けされた各位相誤差値の平均を演算することを特徴とする。
【００１９】
請求項５の本発明は、請求項１記載の副搬送波周波数信号復調装置において、前記演算回路は、前記第２の位相誤差値を求めるために、前記重み付けされた各位相誤差値のべき乗平均を演算することを特徴とする。
【００２０】
請求項６記載の本発明の副搬送波周波数信号復調装置は、直交周波数分割多重伝送方式により伝送される変調信号を復調する受信機中の、前記変調信号が主搬送波周波数の基準信号により1次復調された副搬送周波数信号に対し、副搬送波周波数の基準信号を用いて同期検波することにより復調信号を出力する副搬送波周波数信号復調装置であって、前記副搬送波周波数信号に前記副搬送波周波数の基準信号を乗積することにより復調信号を出力する第1の乗算器と、前記副搬送波周波数信号を1シンボル期間中の有効シンボル期間長分だけ遅延させて出力する有効シンボル期間遅延回路と、前記副搬送波周波数信号と前記有効シンボル期間遅延回路の出力信号との相関特性を検出し、該相関特性の値に基づいて復調信号の第1の位相誤差を検出し、該第1の位相誤差の値を所定値Ｎ（Ｎは２以上の整数且つ前記1シンボル期間のガードインターバル期間中に用いられるクロック信号のパルス総数よりも小さい数）の細分期間に分割した第1の位相分割誤差値として出力する位相誤差検出回路と、前記位相誤差検出回路から出力される第1の位相分割誤差値に対してそれぞれにマルチパス遅延波の影響に応じた重み付けを行うための複数の重み関数を前記位相分割誤差値に基づいて演算する重み関数回路と、前記位相誤差検出回路から細分出力された前記位相分割誤差値にそれぞれ前記重み関数回路から出力された対応する重み関数を乗算することにより重み付けされた複数の第2の位相分割誤差値を出力する第2の乗算器と、前記複数の第2の位相分割誤差値に基づいて第2の位相誤差値を演算する演算回路と、前記第2の位相誤差値から高域雑音を除去して出力するループフィルタと、前記ループフィルタの出力に基づいて前記副搬送波周波数の基準信号として用いられる発振周波数を制御して出力する数値制御発振回路とを備えたことを特徴とする。
【００２１】
請求項６の発明では、副搬送周波数信号が第1の乗算器に入力されて同期検波を実施するフィードフォワード方式とした。
【００２２】
請求項７記載の本発明の副搬送波周波数信号復調装置は、直交周波数分割多重伝送方式により伝送される変調信号を復調する受信機中の、前記変調信号が主搬送波周波数の基準信号により1次復調された副搬送周波数信号に対し、副搬送波周波数の基準信号を用いて同期検波することにより復調信号を出力する副搬送波周波数信号復調装置であって、前記副搬送波周波数信号を1シンボル期間中の有効シンボル期間長分だけ遅延させて出力する有効シンボル期間遅延回路と、前記有効シンボル期間遅延回路の出力に前記副搬送波周波数の基準信号を乗積することにより復調信号を出力する第1の乗算器と、前記副搬送波周波数信号と前記有効シンボル期間遅延回路の出力信号との相関特性を検出し、該相関特性の値に基づいて復調信号の第1の位相誤差を検出し、該第1の位相誤差の値を所定値Ｎ（Ｎは２以上の整数且つ前記1シンボル期間のガードインターバル期間中に用いられるなクロック信号のパルス総数よりも小さい数）の細分期間に分割した第1の位相分割誤差値として出力する位相誤差検出回路と、前記位相誤差検出回路から出力される第1の位相分割誤差値に対してそれぞれに重み付けを行うための複数の重み関数を前記位相分割誤差値に基づいて演算する重み関数回路と、前記位相誤差検出回路から細分出力された前記位相分割誤差値にそれぞれ前記重み関数回路から出力された対応する重み関数を乗算することにより重み付けされた複数の第2の位相分割誤差値を出力する第2の乗算器と、前記複数の第2の位相分割誤差値に基づいて第2の位相誤差値を演算する演算回路と、前記第2の位相誤差値から高域雑音を除去して出力するループフィルタと、前記ループフィルタの出力に基づいて前記副搬送波周波数の基準信号として用いられる発振周波数を制御して出力する数値制御発振回路とを備えたことを特徴とする。
【００２３】
請求項７の発明では、有効シンボル期間遅延回路によって有効シンボル期間分遅延させた副搬送周波数信号が第1の乗算器に入力されて同期検波を実施するフィードフォワード方式とした。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示した実施形態に基づいて説明する。尚、図１〜図９において、図１０に示した従来の副搬送波周波数信号復調装置と同じ機能の部分については同じ符号を付す。
【００２５】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１である副搬送波周波数信号復調装置の構成を示すブロック図である。
【００２６】
図1において、２１は本実施の形態の副搬送波周波数信号復調装置である副搬送波周波数復調部、１は副搬送波周波数信号、２は第1の乗算器、３は復調信号、４は有効シンボル期間の遅延回路、５は相関検出期間を細分した期間毎に相関特性に基づいて各位相誤差を検出する位相誤差検出回路、６は相関検出期間を細分した期間の各々における復調信号に対して乗算される重み関数を計算する重み関数回路、７は第2の乗算器、８は重み付けされた細分期間毎の信号を演算する演算回路、９はゲイン調整が可能であるループフィルタ、１０は数値制御により周波数制御可能な発振回路、ＳＳは数値制御発振回路１０から出力される基準信号、１７は演算回路８から出力される位相誤差信号ＥＳである。
【００２７】
第1の乗算器２は、位相誤差Δθ（Ｎ）に対応させて数値制御発振回路１０から出力される基準信号ＳＳを副搬送波周波数信号ＢＳに乗ずることにより、副搬送波周波数信号ＢＳの位相誤差を修正して復調信号ＤＳを出力する。位相誤差検出回路５は、有効シンボル期間遅延回路４の出力信号との相関特性を検出し、その相関特性の値に基づいて復調信号の第1の位相誤差を検出し、その第1の位相誤差の値を所定値Ｎ（Ｎは２以上の整数且つ前記1シンボル期間のガードインターバル期間中に用いられるクロック信号のパルス総数よりも小さい数）の細分期間に分割した第1の位相分割誤差値として出力する。重み関数回路６は、第2の乗算器７によって第1の位相分割誤差値に対してそれぞれマルチパス遅延波の影響に応じた重み付けを行うための複数の重み関数を第1の位相分割誤差値に基づいて演算して出力する。第2の乗算器７は、第1の位相分割誤差値に重み関数を乗ずることにより、各第1の位相分割誤差値に重み付けを行い第2の位相分割誤差値を出力する。演算回路８は、各第２の位相分割誤差値について、例えば加算等の演算を実施することによって、第2の位相誤差値である位相誤差信号ＥＳを出力する。ループフィルタ９は、例えば、周波数特性が異なると共にゲインを可変できるフィルタを少なくとも１つ以上有しており、各フィルタの出力を加算して出力するものである。
【００２８】
次に、図１に示した本実施の形態の副搬送波周波数信号変調部２１における動作について、図１０を参照して説明する。
【００２９】
ＯＦＤＭ受信機５０がＯＦＤＭ伝送方式の変調信号を受信すると、主搬送波周波数信号復調部３０から副搬送波周波数信号ＢＳが副搬送波周波数信号復調部２１内の第１の乗算器２に入力される。
【００３０】
ここで、副搬送波周波数信号復調部２１内では、同期検波が実施されており、同期検波の概略的な動作としては図１０に示した従来の副搬送波周波数信号変調部２０における動作と同様である。
【００３１】
副搬送波周波数信号変調部２１の初期状態においては位相誤差が修正されていない復調信号ＤＳが第１の乗算器２から出力される。この復調信号ＤＳと、復調信号ＤＳを有効シンボル期間遅延回路４によって有効シンボル期間分だけ遅延させた信号とが位相誤差検出回路５に入力される。位相誤差検出回路５では、入力する２信号の相関特性を検出して位相誤差信号を出力する。この位相誤差信号ＥＳはガードインターバル期間とそれに対応する有効シンボル期間最後部とを同期させるように出力される。
【００３２】
位相誤差検出回路５から出力される位相誤差信号は、相関特性検出期間を細分した期間毎に分割されて出力される。即ち、位相誤差検出回路５は、相関特性検出期間を１〜Ｎの細分期間に分割し、細分期間毎に検出された相関値に基づいて位相誤差を検出し出力する。
【００３３】
重み関数回路６は、位相誤差検出回路５の各細分期間の出力値に基づいて各細分期間に対する重み関数を計算する。例えば、相関の強い細分期間については重み関数を大きくし、相関の弱い細分期間、即ち、マルチパス中の最短経路以外を経由した遅延波（マルチパス遅延波）を復調した信号（マルチパス遅延波復調信号）等の影響によって位相誤差検出精度が低くなった期間については重み関数を小さくすることにより、マルチパス遅延波が復調信号に与える影響を抑えるようにする。
【００３４】
重み関数回路６から出力された位相誤差検出回路５の各出力に対応する各重み関数を、第2の乗算器７によって位相誤差検出回路５の各出力と乗算し、細分期間毎の位相誤差信号に対して重み付けを行う。演算回路８は、全ての第2の乗算器７からの出力される信号が入力され、各入力信号に基づいた演算を行うことによって、最終的な位相誤差信号ＥＳを出力する。
【００３５】
演算回路８の出力即ち位相誤差信号ＥＳは、ゲイン調整可能であるループフィルタ９に入力される。ループフィルタ９によって高域ノイズが除去された位相誤差信号は、数値制御発振回路１０に入力される。
【００３６】
数値制御発振回路１０は、任意のサンプル時刻Ｎにおけるループフィルタ９の出力信号Δθ（Ｎ）に応じたｃｏｓθ（Ｎ）及びｓｉｎθ（Ｎ）（θ（Ｎ）＝Δθ（Ｎ）＋Δθ（Ｎ＋１））、即ち、再生された副搬送波周波数の信号である基準信号ＳＳを出力する。この数値制御発振器１０から出力される基準信号ＳＳと副搬送波周波数信号ＢＳとを第1の乗算器２により乗算することにより位相誤差を修正した復調信号ＤＳを得る。
【００３７】
ここで、上記した復調信号ＤＳが遅延された信号と、遅延されていない復調信号ＤＳとの間の相関特性の検出方法について説明する。
【００３８】
図２は、図１の位相誤差検出回路５に入力する復調信号ＤＳ等を示したタイミングチャートである。
【００３９】
図２の（ａ）は、遅延されていない復調信号ＤＳを示し、ＳＴ０、ＳＴ１、ＳＴ２は、伝送信号の信号単位となる１シンボル期間を示している。シンボル期間ＳＴ０（以下、ＳＴ０と記す）中には、ガードインターバル期間ＧＩ０（以下、ＧＩ０と記す）と、有効シンボル期間ＥＳ０（以下、ＥＳ０と記す）とを有している。また、ＥＳ０中の最後部から前側に向けてＧＩ０に相当する期間は、ガードインターバル転写期間ＲＧ０（以下、ＲＧ０と記す）となっている。同様にして、シンボル期間ＳＴ１、ＳＴ２中には、各々ガードインターバル期間ＧＩ１、ＧＩ２（以下、ＧＩ１、ＧＩ２と記す）と、有効シンボル期間ＥＳ１、ＥＳ２（以下、ＥＳ１、ＥＳ２と記す）とを有しており、また、有効シンボル期間ＥＳ１中の最後部から前側にかけては各々ガードインターバル転写期間ＲＧ１（以下、ＲＧ１と記す）となっている。
【００４０】
図２の（ｂ）は、相関特性検出用に復調信号ＤＳが遅延された信号を示し、ＤＬ０、ＤＬ１、ＤＬ２は、各々図２（ａ）のＥＳ０、ＥＳ１、ＥＳ２に相当する期間である遅延期間を示している。ＤＧ０、ＤＧ１は、各々図２（ａ）のＧＩ０、ＧＩ１が遅延期間ＤＬ０、ＤＬ１だけ遅延された遅延ガードインターバル期間である。
【００４１】
上記したように、直交周波数分割多重方式にて伝送される変調信号の信号単位であるＳＴ０〜ＳＴ２は、ＧＩ０〜ＧＩ２とＥＳ０〜ＥＳ２とから構成される。ガードインターバル期間ＧＩ０〜ＧＩ２は、送信機と受信機間の信号の同期を得るためと、マルチパスの遅延信号により受信信号が干渉されることを防ぐために各シンボル期間ＳＴ０〜ＳＴ２の先頭部分に設けられている。また、有効シンボル期間ＥＳ０〜ＥＳ２は、実際に復調される通信データが含まれる期間であり、その期間中の最後の一部分ＲＧ０〜ＲＧ１がそのシンボル期間ＳＴ０〜ＳＴ２中にて対応する各ガードインターバル期間ＧＩ０〜ＧＩ２に複写される。
【００４２】
図２（ａ）のＧＩ０、ＧＩ１中の復調信号は、図２（ａ）のＲＧ０、ＲＧ１中の復調信号が転写されたものであるので、ＧＩ０中の復調信号はＲＧ０中の復調信号と同一内容であり、ＧＩ１中の復調信号はＲＧ１中の復調信号と同一内容である。従って、ＧＩ０が遅延期間ＤＬ０だけ遅延されたＤＧ０中の復調信号とＲＧ０中の復調信号とは同一内容であり、ＧＩ１が遅延期間ＤＬ１だけ遅延されたＤＧ１中の復調信号とＲＧ１中の復調信号とは同一内容である。但し、ＤＧ０とＲＧ０、或いは、ＤＧ１とＲＧ１は、同期しているとは限らない。
【００４３】
そこで、図２（ｃ）に示したように、ＲＧ０或いはＲＧ１と同一期間となるように相関特性検出期間ＤＴ０、ＤＴ１（以下、ＤＴ０、ＤＴ１と記す）を設け、ＤＴ０におけるＲＧ０中の復調信号の内容とＤＧ０中の復調信号の内容との相関特性を検出し、ＤＴ１におけるＲＧ１中の復調信号の内容とＤＧ１中の復調信号の内容との相関特性を検出する。検出した相関特性の値からＲＧ０中の復調信号とＤＧ０中の復調信号との位相のずれ量、即ち、位相誤差が検出できるので、位相誤差信号を位相誤差検出回路５から出力する。
【００４４】
このようにして、位相誤差は検出できるが、これは数式的にも証明されている。例えば、Paul H. Ｍoose,"A Technique for Orthogonal Frequency ＤivisionＭultiplexing Frequency Offset Correction" IＥＥＥ TRAＮＳACTIOＮＳ OＮ COＭＭUＮICATIOＮＳ, VOL. 42, ＮO. 10, OCTOＢＥR 1994には、従来の直交周波数分割多重方式の変調信号が副搬送波周波数信号復調装置により復調される原理が数式的に示されている。
【００４５】
ここでは、位相誤差を周波数のオフセットを用いて求めている。まず、周波数オフセットδfを含むＯＦＤＭ信号の第iシンボルにおけるn番目のサンプルをsnとする。nがガードインターバル期間にある場合において、式（１）で表される自己相関特性関数RNを定義する。
【００４６】
【数１】
但し、Ｅ[x]はｘの期待値、x*はxの複素共役を表す。また、ＮはＦＦＴ（高速フーリエ変換）サイズである。
【００４８】
周波数オフセットが存在する場合、雑音を無視するとsn+Nは、snと周波数オフセットδfを用いて次の式（２）のように表される。
【００４９】
【数２】
式（２）を式（１）に代入すると、次の式（３）が得られる。
【００５１】
【数３】
ここで、期待値Ｅ[x]の計算をガードインターバル期間ＧＩにおける時間平均で近似できると仮定すると、式（１）は次の式（４）のように示される。
【００５３】
【数４】
従って、式（４）で得られる複素データから、その中の位相成分を抽出することによって、周波数オフセットδfを次の式（５）に示すように推定することができる。
【００５５】
【数５】
この周波数オフセットδfの式（５）から、位相誤差δθを次の式（６）に示すように求めることができる。
【００５７】
【数６】
上記から、式（１）〜式（４）に示したように、ガードインターバル期間とそれに対応する有効シンボル期間の最後部との相関特性を求め、式（５）〜式（６）に示したようにその中から位相成分を抽出することにより、数式的にも復調信号の位相誤差を検出することができることがわかる。
【００５９】
図２の（ｄ）〜（ｇ）は、上記のマルチパス遅延波復調信号と通常の復調信号との関係を示すタイミングチャートである。
【００６０】
図２の（ｄ）はマルチパス遅延波復調信号を示し、（ｅ）は（ａ）の復調信号とマルチパス遅延波復調信号とを上下段に重ねて示し、（ｆ）は（ｃ）の相関特性検出期間中の相関特性が変化した期間と相関特性が変化しない期間を示し、（ｇ）は（ｂ）の相関検出用に遅延された復調信号とマルチパス遅延波復調信号が遅延された復調信号とを上下段に重ねて示している。
【００６１】
図２の（ｄ）に示したマルチパス遅延波復調信号中の各シンボル期間ＭＳ０〜ＭＳ２は、マルチパス伝送路中の遅延経路（以下、マルチパス遅延経路と記す）を経由するため、（ａ）に示した通常の復調信号中の各シンボル期間ＳＴ０〜ＳＴ２に対して各々期間ｄｔ分だけ遅延する。そのため、図２の（ｅ）の上段に示した通常経路を経由する復調信号中のＲＧ０に対し、図２の（ｅ）の下段に示したマルチパス遅延経路を経由する復調信号中のＭＥ０ｂ（上記ＲＧ０に対応するマルチパス遅延波復調信号中の期間）も、期間ｄｔ分だけ遅延する。従って、復調信号中のＲＧ０の最初から期間ｄｔまでの間、即ち、図２の（ｆ）に示した相関特性変化期間ＤＴ０ａについては、マルチパス遅延経路を経由する復調信号中のＭＥ０ａ（有効シンボル期間ＥＳ０中の非ＲＧ０部分に対応するマルチパス遅延波復調信号中の期間）の影響を受ける。同様にして、図２の（ｆ）に示した相関特性変化期間ＤＴ０ｂについては、マルチパス遅延経路を経由する復調信号中のＭＥ０ｂの影響を受ける。ここで、ＲＧ０とＭＥ０ｂとは遅延関係にある同一信号同士であるので相関を有しているが、ＲＧ０とＭＥ０ａとは相関を有していない。
【００６２】
一方、図２の（ｇ）の上段に示した通常経路を経由する復調信号が相関検出用に遅延された信号中のＤＧ０に対し、図２の（ｇ）の下段に示したマルチパス遅延経路を経由する復調信号が相関検出用に遅延された信号中のＭＩ０（相関検出用に遅延されたマルチパス遅延波復調信号中の上記ＤＧ０に対応する期間）も、期間ｄｔ分だけ遅延する。従って、相関検出用に遅延された復調信号中のＤＧ０の最初から期間ｄｔまでの間、即ち、図２の（ｆ）に示した相関特性変化期間ＤＴ０ａについては、マルチパス遅延経路を経由する復調信号が相関検出用に遅延された信号中のＭＤ０ｂ（有効シンボル期間ＥＳ０中の非ＲＧ０部分に対応するマルチパス遅延波復調信号中の期間）の影響を受ける。同様にして、図２の（ｆ）に示した相関特性変化期間ＤＴ０ｂについては、マルチパス遅延経路を経由する復調信号が相関検出用に遅延された信号中のＭＩ０の影響を受ける。ここで、ＤＧ０とＭＩ０とは遅延関係にある同一信号同士であるので相関を有しているが、ＤＧ０とＭＤ０ｂとは相関を有していない。
【００６３】
従って、ＲＧ０とＭＥ０ａとは相関が無いので、復調信号中のＲＧ０の最初から期間ｄｔまでの間の相関は低くなり、ＤＧ０とＭＤ０ｂとは相関が無いので、復調信号が相関検出用に遅延された信号中のＤＧ０の最初から期間ｄｔまでの間の相関は低くなり、その結果、例えば、図１０に示した従来の副搬送波周波数信号復調部２０では、検出する位相誤差の精度が劣化してしまう。
【００６４】
本実施の形態では、図２におけるＲＧ０の最初から期間ｄｔまでの間と、ＤＧ０の最初から期間ｄｔまでの間とを検出して、その期間の重み付けを低くすることにより、最終的な位相誤差の精度が劣化しないようにしている。
【００６５】
図３は、図２の（ｃ）、（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）の信号を時間軸を拡大して示すと共に、相関特性検出期間を細分した細分期間を（ｈ）に示したタイミングチャートである。
【００６６】
図３の（ｃ）、（ｅ）〜（ｇ）は、図２に示した同番号の信号の時間軸を拡大して示した図であり、（ｈ）は、本実施の形態の位相誤差検出回路５により相関特性検出期間を細分した細分期間を示している。この細分期間は、微細に分割したほうが好ましいが、相関を検出する能力はクロック信号の波長よりも細かくはならないため、本実施の形態では所定値Ｎ（Ｎは２以上の整数且つ前記1シンボル期間のガードインターバル期間中に用いられるクロック信号のパルス総数よりも小さい数）に分割した細分期間とした。
【００６７】
このように、相関特性検出期間を細分することにより、マルチパス遅延経路を経由した副搬送波周波数信号の遅延する期間ｄｔを特定でき、従って、マルチパス遅延経路を経由した副搬送波周波数信号が通常経路を経由した副搬送波信号に加算されることにより、相関が低下する期間である相関特性変化期間ＤＴ０ａを特定することができる。
【００６８】
本実施の形態では、重み関数回路６により、相関特性変化期間ＤＴ０ａに対する重み関数を低く設定し、相関特性変化期間ＤＴ０ｂに対する重み関数を高く設定する。すると、演算回路８において演算される最終的な位相誤差信号中では、マルチパス遅延経路を経由した副搬送波周波数信号の影響が少なくなる。
【００６９】
以上説明したように、本実施の形態に係る副搬送波周波数信号復調装置２１は、相関特性検出期間をいくつかの細分期間に分割して細分期間毎に第1の位相分割誤差値を出力する位相誤差検出回路５、第1の位相分割誤差値に重み付けをするための重み関数を計算する重み関数回路６、位相誤差検出回路５の出力である第1の位相分割誤差値にそれぞれ対応する重み関数を乗算して第２の位相分割誤差値を出力する第2の乗算器７、第２の位相分割誤差値を演算する演算回路８、を備え、相関特性検出期間をいくつかの細分期間に分割し、各細分期間における位相誤差値に対して各々重み付けを行って、その重み付けされた細分期間毎の位相誤差値を演算した結果の値を最終的な位相誤差信号として出力し、位相誤差信号に基づいて副搬送波周波数の信号の再生を行って基準信号を生成し、副搬送波周波数信号を同期検波するように構成したので、マルチパス遅延経路を経由する遅延信号が存在する場合においても、その遅延信号によって相関が弱くなる期間の影響を抑えることができ、検出する位相誤差の精度の劣化を抑え、安定して位相誤差を検出できる。
【００７０】
実施の形態２．
図４は本発明の実施の形態２である副搬送波周波数信号復調装置を示すブロック図である。尚、以下の図４〜図９においては、図１に示した第１の実施形態の副搬送波周波数信号復調装置と同じ機能の部分については同じ符号を付し、重複する説明を省略する。
【００７１】
本実施の形態２の副搬送波周波数信号復調部２２では、図１に示した重み関数回路６における重み関数の設定について、第1の位相分割誤差値の振幅の最大値を比較し、その比較結果を正規化して算出するようにしている。
【００７２】
図４において、１２は位相誤差検出回路５から出力される細分期間毎の各第1の位相分割誤差値から最大値を検出する最大値検出回路、１３は最大値検出回路１２が検出した最大値によって位相誤差検出回路５の各細分期間の出力を正規化して重み関数を計算する正規化回路である。
【００７３】
以下、本実施の形態の副搬送波周波数復調部２２の動作を説明する。
【００７４】
本実施の形態の副搬送波周波数信号変調部２４が、初期状態において位相誤差が修正されていない復調信号ＤＳを乗算器２から出力してから、位相誤差検出回路５により細分された各第1の位相分割誤差値を出力するまでの動作は実施の形態１と同様である。
【００７５】
重み関数回路６は、位相誤差検出回路５の各第1の位相分割誤差値値に基づいて各細分期間に対する重み関数を計算する。本実施の形態では、位相誤差検出回路５の出力である各第1の位相分割誤差値は最大値検出回路１２に入力され、各第1の位相分割誤差値中の最大となる位相誤差値が最大値として検出される。検出された最大値を例えば１として各第1の位相分割誤差値を正規化回路１３によって正規化し、この正規化結果を各細分期間の重み関数とする。各第1の位相分割誤差値を正規化することにより、相関の強い細分期間については重み関数が大きくなり、相関の弱い細分期間、即ち、マルチパス遅延経路を経由した遅延信号によって位相誤差検出精度が低くなった期間については重み関数が小さくなる。
【００７６】
重み関数回路６から出力された位相誤差検出回路５の各第1の位相分割誤差値に対応する各重み関数を、第2の乗算器７によって位相誤差検出回路５の各第1の位相分割誤差値と乗算することにより、各第1の位相分割誤差値に対して重み付けを行い第２の位相分割誤差値とする。演算回路８は、全ての第2の乗算器７からの出力される第２の位相分割誤差値が入力され、各入力信号に対して例えば加算等の演算を実施することによって、第2の位相誤差値である位相誤差信号ＥＳを出力する。以下の動作は、実施の形態１と同様である。
【００７７】
このように重み関数を設定することにより、位相誤差値が他の期間に比べ小さい期間、即ち、マルチパス遅延波の影響により相関が弱い期間の位相誤差検出値の振幅が抑えられる。従って、マルチパス遅延経路を経由した遅延信号によって相関が弱くなった細分期間の影響を抑えることができる。
【００７８】
以上説明したように、本実施の形態に係る副搬送波周波数復調部２２は、重み関数回路６にて計算する重み関数を、最大値検出回路１２及び正規化回路１３により第1の位相分割誤差値の振幅の比に基づいて算出するように構成したので、比較的簡易な回路構成で、マルチパス遅延経路を経由する遅延波が存在する場合においても、マルチパス遅延信号によって相関が弱くなる期間の影響を第１の実施形態よりもさらに抑えることができ、検出する位相誤差の精度の劣化を抑え、安定して位相誤差を検出できる。
【００７９】
実施の形態３．
図５は本発明の実施の形態３である副搬送波周波数信号復調装置を示すブロック図である。
【００８０】
本実施の形態の副搬送波周波数信号復調部２３では、図１に示した重み関数回路６における重み関数の設定について、細分期間毎に入力する各第1の位相分割誤差値の振幅のべき乗を比較し、その比較結果を正規化して算出するようにしている。
【００８１】
図５において、１４は位相誤差検出回路５の各細分期間から出力する第1の位相分割誤差値をべき乗するべき乗回路、１２はべき乗回路１４の各出力から最大値を検出する最大値検出回路、１３は最大値検出回路１２が検出した最大値によってべき乗回路１４の各細分期間の出力を正規化して重み関数を計算する正規化回路である。
【００８２】
以下、本実施の形態の副搬送波周波数復調部２３の動作を説明する。
【００８３】
本実施の形態の副搬送波周波数信号変調部２４が、初期状態において位相誤差が修正されていない復調信号ＤＳを乗算器２から出力してから、位相誤差検出回路５により細分された第1の位相分割誤差値を出力するまでの動作は実施の形態１と同様である。
【００８４】
重み関数回路６は、位相誤差検出回路５の各第1の位相分割誤差値に基づいて各細分期間に対する重み関数を計算する。本実施の形態では、位相誤差検出回路５の各第1の位相分割誤差値は各べき乗回路１４に入力され、各々のべき乗回路１４にて各第1の位相分割誤差値のべき乗値が計算される。各べき乗回路１４の出力は最大値検出回路１２に入力され、最大となる位相誤差値が最大値として検出される。検出された最大値を例えば１として各細分期間の位相誤差値を正規化回路１３によって正規化し、この正規化結果を各細分期間の重み関数とする。各細分期間の位相誤差値正規化することにより、相関の強い細分期間については重み関数が大きくなり、相関の弱い細分期間、即ち、マルチパス遅延経路を経由した遅延信号によって位相誤差検出精度が低くなった期間については重み関数が小さくなる。
【００８５】
重み関数回路６から出力された位相誤差検出回路５の各出力に対応する各重み関数を、第2の乗算器７によって位相誤差検出回路５の出力である各第1の位相分割誤差値と乗算し、細分期間毎の各第1の位相分割誤差信号に対して重み付けを行い第2の位相分割誤差値とする。演算回路８は、全ての第2の乗算器７からの出力される第2の位相分割誤差値が入力され、各入力信号を演算することによって、第2の位相誤差値である位相誤差信号ＥＳを出力する。以下の動作は、実施の形態１と同様である。
【００８６】
このように重み関数を設定することにより、第１の位相分割誤差値が他の期間に比べ小さい期間、即ち、マルチパス遅延波の影響により相関が弱い期間の位相誤差検出値の振幅が抑えられる。従って、マルチパス遅延経路を経由した遅延信号によって相関が弱くなった細分期間の影響を抑えることができる。
【００８７】
以上説明したように、本実施の形態に係る副搬送波周波数復調部２３は、重み関数回路６にて計算する重み関数を、べき乗回路１４、最大値検出回路１２及び正規化回路１３により第１の位相分割誤差値の振幅のべき乗の比に基づいて算出するように構成したので、第２の実施形態よりも重み付けの比率をさらに強調することができ、比較的簡易な回路構成で、マルチパス遅延経路を経由する遅延波が存在する場合においても、マルチパス遅延信号によって相関が弱くなる期間の影響をより一層抑えることができ、検出する位相誤差の精度の劣化を抑え、安定して位相誤差を検出できる。
【００８８】
実施の形態４．
図６は本発明の実施の形態４である副搬送波周波数信号復調装置を示すブロック図である。
【００８９】
本実施の形態の副搬送波周波数信号復調部２４では、図１に示した演算回路８において、重み関数回路６及び第2の乗算器７にて重み付けされた各第1の位相分割誤差値を平均する演算を行うようにしている。
【００９０】
図６において、１５は第2の乗算器７の出力である各第２の位相分割誤差値の平均を計算する平均回路であり、演算回路８内に設けられている。
【００９１】
以下、本実施の形態の副搬送波周波数復調部２４の動作を説明する。
【００９２】
本実施の形態の副搬送波周波数信号変調部２４が、初期状態において位相誤差が修正されていない復調信号ＤＳを乗算器２から出力してから、重み関数回路６と第2の乗算器７によって細分期間毎の各第1の位相分割誤差値に対して重み付けが行われるまでの動作は実施の形態１と同様である。
【００９３】
演算回路８は、全ての第2の乗算器７からの出力される各第２の位相分割誤差値が入力され、各入力信号を演算することによって、第2の位相誤差値である位相誤差信号ＥＳを出力する。
【００９４】
ここで、本実施の形態の演算回路８は平均回路１５であることから、全ての第2の乗算器７の出力信号である各第２の位相分割誤差値が平均回路１５に入力すると、平均回路１５では平均値を計算し、その平均値を第2の位相誤差値である位相誤差信号ＥＳとして平均回路１５から出力する。以下の動作は、実施の形態１と同様である。
【００９５】
このように各位相誤差信号の平均値を計算することにより、マルチパス遅延経路を経由した遅延信号によって相関が弱くなった細分期間の影響を抑えることができる。
【００９６】
以上説明したように、本実施の形態に係る副搬送波周波数復調部２４は、演算回路８を平均回路１５により構成し、重み付けを行った各第２の位相分割誤差値の平均を演算回路８において計算することにより第2の位相誤差値を得るようにしたので、比較的簡易な回路構成で、マルチパス遅延経路を経由する遅延波が存在する場合においても、マルチパス遅延信号によって相関が弱くなる期間の影響をより一層抑えることができ、検出する位相誤差の精度の劣化を抑え、安定して位相誤差を検出できる。
【００９７】
実施の形態５．
図７は本発明の実施の形態５である副搬送波周波数信号復調装置を示すブロック図である。
【００９８】
本実施の形態の副搬送波周波数信号復調部２５では、図１に示した演算回路８において、重み関数回路６及び第2の乗算器７にて重み付けされた各第２の位相分割誤差値をべき乗平均する演算を行うようにしている。
【００９９】
図７において、１６は第2の乗算器７の出力である第２の位相分割誤差値のべき乗平均を計算するべき乗平均回路であり、演算回路８内に設けられている。
【０１００】
以下、本実施の形態の副搬送波周波数復調部２５の動作を説明する。
【０１０１】
本実施の形態の副搬送波周波数信号変調部２５が、初期状態において位相誤差が修正されていない復調信号ＤＳを乗算器２から出力してから、重み関数回路６と第2の乗算器７によって細分期間毎の各第1の位相分割誤差値に対して重み付けが行われるまでの動作は実施の形態１と同様である。
【０１０２】
演算回路８は、全ての第2の乗算器７からの出力される各第２の位相分割誤差値が入力され、各入力信号を演算することによって、第2の位相誤差値である位相誤差信号ＥＳを出力する。
【０１０３】
ここで、本実施の形態の演算回路８はべき乗平均回路１６であることから、全ての第2の乗算器７の出力信号である各第２の位相分割誤差値がべき乗平均回路１６に入力すると、べき乗平均回路１６ではべき乗平均値を計算し、そのべき乗平均値を最終的な位相誤差信号としてべき乗平均回路１６から出力する。以下の動作は、実施の形態１と同様である。
【０１０４】
このように各第２の位相分割誤差値のべき乗平均値を計算することにより、マルチパス遅延経路を経由した遅延信号によって相関が弱くなった細分期間の影響を抑えることができる。
【０１０５】
以上説明したように、本実施の形態に係る副搬送波周波数復調部２５は、演算回路８をべき乗平均回路１６により構成し、重み付けを行った各第２の位相分割誤差値のべき乗平均を演算回路８において計算することにより第2の位相誤差値を得るようにしたので、図６に示した実施の形態４よりも重み付けの比率をさらに強調することができ、比較的簡易な回路構成で、マルチパス遅延経路を経由する遅延波が存在する場合においても、マルチパス遅延信号によって相関が弱くなる期間の影響をより一層抑えることができ、検出する位相誤差の精度の劣化を抑え、安定して位相誤差を検出できる。
【０１０６】
実施の形態６．
図８は本発明の実施の形態６である副搬送波周波数信号復調装置を示すブロック図である。
【０１０７】
本実施の形態の副搬送波周波数信号復調部２６では、副搬送波周波数信号ＢＳの位相誤差を修正して復調信号ＤＳを出力する第1の乗算器２の配置を、上記した実施の形態１とは異なる配置にしている。より具体的には、実施形態１では、数値制御発振回路１０から出力される再生された副搬送波周波数の信号である基準信号ＳＳをフィードバックするように第1の乗算器２が配置されていたが、本実施の形態では、基準信号ＳＳをフィードフォワードするように第1の乗算器２が配置される。即ち、第1の乗算器２は、その出力が有効シンボル期間遅延回路４と位相誤差検出回路５とに向けては出力されず、復調信号ＤＳとして出力されるように配置される。
【０１０８】
以下、本実施の形態の副搬送波周波数復調部２６の動作を説明する。
【０１０９】
本実施の形態の副搬送波周波数信号変調部２６の副搬送波周波数信号ＢＳは、直接に位相誤差検出回路５に入力されると共に、直接に有効シンボル期間遅延回路４にも入力される。そして、有効シンボル期間遅延回路４によって有効シンボル期間分遅延させた信号が位相誤差検出回路５に入力される。また、位相誤差検出回路５にて実施される動作以降の、数値制御発振器１０から出力された基準信号ＳＳと副搬送波周波数信号ＢＳとを第1の乗算器２により乗算することにより位相誤差を修正した復調信号ＤＳを得るところまでの動作は実施の形態１と同様である。
【０１１０】
このように副搬送波周波数信号復調部２６内の同期検波回路をフィードバック回路でなくフィードフォワード回路とすることにより、収束時間を短縮することができる。
【０１１１】
以上説明したように、本実施の形態に係る副搬送波周波数復調部２６は、同期検波回路をフィードフォワード回路としたので、比較的簡易な回路構成で、マルチパス遅延経路を経由する遅延波が存在する場合においても、マルチパス遅延信号によって相関が弱くなる期間の影響を抑えることができ、検出する位相誤差の精度の劣化を抑え、安定して位相誤差を検出でき、さらに、収束時間を短縮できる。
【０１１２】
実施の形態７．
図９は本発明の実施の形態７である副搬送波周波数信号復調装置を示すブロック図である。
【０１１３】
本実施の形態の副搬送波周波数信号復調部２７では、副搬送波周波数信号ＢＳの位相誤差を修正して復調信号ＤＳを出力する第1の乗算器２の配置を、上記した実施の形態１とは異なる配置にしている。より具体的には、実施形態１では、数値制御発振回路１０から出力される再生された副搬送波周波数の信号である基準信号ＳＳをフィードバックするように第1の乗算器２が配置されていたが、本実施の形態では、基準信号ＳＳを有効シンボル期間遅延回路４の後段にフィードフォワードするように第1の乗算器２が配置される。即ち、第1の乗算器２は、有効シンボル期間遅延回路４の出力が入力されるように配置されると共に、その出力が有効シンボル期間遅延回路４と位相誤差検出回路５とに向けては出力されず、復調信号ＤＳとして出力されるように配置される。
【０１１４】
以下、本実施の形態の副搬送波周波数復調部２７の動作を説明する。
【０１１５】
本実施の形態の副搬送波周波数信号変調部２７の副搬送波周波数信号ＢＳは、直接に位相誤差検出回路５に入力されると共に、直接に有効シンボル期間遅延回路４にも入力される。そして、有効シンボル期間遅延回路４によって有効シンボル期間分遅延させた信号が位相誤差検出回路５に入力されると共に、第1の乗算器２にも入力される。また、位相誤差検出回路５にて実施される動作以降の、数値制御発振器１０から出力された基準信号ＳＳと副搬送波周波数信号ＢＳとを第1の乗算器２により乗算することにより位相誤差を修正した復調信号ＤＳを得るところまでの動作は実施の形態１と同様である。
【０１１６】
このように副搬送波周波数信号復調部２７内の同期検波回路をフィードバック回路でなくフィードフォワード回路とすることにより、収束時間を短縮することができる。
【０１１７】
以上説明したように、本実施の形態に係る副搬送波周波数復調部２７は、同期検波回路を、有効シンボル期間遅延回路４によって有効シンボル期間分遅延させた信号が第1の乗算器２に入力されるフィードフォワード回路としたので、比較的簡易な回路構成で、マルチパス遅延経路を経由する遅延波が存在する場合においても、マルチパス遅延信号によって相関が弱くなる期間の影響を抑えることができ、検出する位相誤差の精度の劣化を抑え、安定して位相誤差を検出でき、さらに、収束時間を短縮でき、位相誤差を検出した実際のシンボル期間に対して位相誤差補正を行うことができ、より精度よく安定に動作する副搬送波周波数信号復調装置を得ることができる。
【０１１８】
なお、上記の各実施の形態の副搬送波周波数信号復調部は、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）方式の受信機に適用したものとして記載したが、例えば、ディジタルテレビジョン受信機等の復調部の一部回路として組み込むようにしてもよい。
【０１１９】
また、本発明の副搬送波周波数信号復調装置は、上記の各実施の形態中に説明した副搬送波周波数復調部を構成する各種回路の種類、接続状態、あるいは、副搬送波周波数復調部に接続される主信号部の種類、制御方法等は前述した実施の形態中に説明したもの限られるものではない。
【０１２０】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、直交周波数分割多重受信機中に用いられる副搬送波周波数信号を復調する副搬送波周波数信号復調装置において、位相誤差を検出するためにガードインターバル期間とそれに対応する有効シンボル期間の後部との相関特性を求める際、相関特性検出期間をいくつかの細分期間に分割し、各細分期間における第1の位相分割誤差値に対して重み付けを行って、その演算値を第2の位相誤差値として求める手段を備えるように構成したので、
マルチパス伝送路を経由することにより遅延した副搬送波周波数信号によって相関検出期間中の相関が弱くなる期間の影響を抑え、位相誤差検出精度の劣化を防ぎ、動作を安定させることができる効果を奏する。
【０１２１】
請求項２の発明によれば、相関特性検出期間をいくつかの細分期間に分割し、各細分期間における第1の位相分割誤差値に対して重み付けを行う際、重み関数を各第1の位相誤差値の振幅の比をもとに計算する手段を備えるように構成したので、
比較的簡易な回路構成で、マルチパス伝送路を経由することにより遅延した副搬送波周波数信号によって相関検出期間中の相関が弱くなる期間の影響を抑え、位相誤差検出精度の劣化を防ぎ、動作を安定させることができる効果を奏する。
【０１２２】
請求項３の発明によれば、相関特性検出期間をいくつかの細分期間に分割し、各細分期間における第1の位相誤差値に対して重み付けを行う際、重み関数を各第1の位相誤差値の振幅のべき乗の比をもとに計算する手段を備えるように構成したので、
重み付けの比率を請求項２の構成よりもさらに強調することができ、ルチパス伝送路を経由することにより遅延した副搬送波周波数信号によって相関検出期間中の相関が弱くなる期間の影響をさらに抑え、位相誤差検出精度の劣化を防ぎ、より動作を安定させることができる効果を奏する。
【０１２３】
請求項４の発明によれば、相関特性検出期間をいくつかの細分期間に分割し、各細分期間における第1の位相分割誤差値に対して重み付けを行って、その平均値を第2の位相誤差値として求める手段を備えるように構成したので、
比較的簡易な回路構成で、マルチパス伝送路を経由することにより遅延した副搬送波周波数信号によって相関検出期間中の相関が弱くなる期間の影響を抑え、位相誤差検出精度の劣化を防ぎ、動作を安定させることができる効果を奏する。
【０１２４】
請求項５の発明によれば、相関特性検出期間をいくつかの細分期間に分割し、各細分期間における第1の位相分割誤差値に対して重み付けを行って、そのべき乗平均値を第2の位相誤差値として求める手段を備えるように構成したので、
重み付けの比率を請求項４の構成よりもさらに強調することができ、マルチパス伝送路を経由することにより遅延した副搬送波周波数信号によって相関検出期間中の相関が弱くなる期間の影響をさらに抑え、位相誤差検出精度の劣化を防ぎ、より動作を安定させる効果を奏する。
【０１２５】
請求項６の発明によれば、副搬送周波数信号が第1の乗算器に入力されて同期検波を実施するフィードフォワード方式となるように構成したので、
比較的簡易な回路構成で、マルチパス遅延経路を経由する遅延波が存在する場合においても、マルチパス遅延信号によって相関が弱くなる期間の影響を抑えることができ、検出する位相誤差の精度の劣化を抑え、安定して位相誤差を検出でき、さらに、収束時間を短縮できるという効果を奏する。
【０１２６】
請求項７の発明によれば、有効シンボル期間遅延回路によって有効シンボル期間分遅延させた副搬送周波数信号が第1の乗算器に入力されて同期検波を実施するフィードフォワード方式となるように構成したので、
比較的簡易な回路構成で、マルチパス遅延経路を経由する遅延波が存在する場合においても、マルチパス遅延信号によって相関が弱くなる期間の影響を抑えることができ、検出する位相誤差の精度の劣化を抑え、安定して位相誤差を検出でき、さらに、収束時間を短縮でき、実際位相誤差を検出したシンボルに対して位相誤差補正を行うことができ、より精度よく動作を安定させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態１である副搬送波周波数信号復調装置の構成を示すブロック図である。
【図２】 （ａ）〜（ｇ）は図１の位相誤差検出回路５に入力する復調信号ＤＳ等を示したタイミングチャートである。
【図３】 図２の（ｃ）、（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）の信号を時間軸を拡大して示すと共に、相関特性検出期間を細分した細分期間を（ｈ）に示したタイミングチャートである。
【図４】 本発明の実施の形態２である副搬送波周波数信号復調装置の構成を示すブロック図である。
【図５】 本発明の実施の形態３である副搬送波周波数信号復調装置の構成を示すブロック図である。
【図６】 本発明の実施の形態４である副搬送波周波数信号復調装置の構成を示すブロック図である。
【図７】 本発明の実施の形態５である副搬送波周波数信号復調装置の構成を示すブロック図である。
【図８】 本発明の実施の形態６である副搬送波周波数信号復調装置の構成を示すブロック図である。
【図９】 本発明の実施の形態７である副搬送波周波数信号復調装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】 ＯＦＤＭ受信機中の従来の副搬送波周波数信号復調装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
２ 第１の乗算器、 ４ 有効シンボル期間の遅延回路、 ５ 位相誤差検出回路、 ６ 重み関数回路、 ７ 第２の乗算器、 ８ 演算回路、 ９ ループフィルタ、 １０ 数値制御発振回路、 １２ 最大値検出回路、 １３ 正規化回路、 １４ べき乗回路、 １５ 平均回路、 １６ べき乗平均回路、２０〜２７ 副搬送波周波数信号復調部、 ５０ ＯＦＤＭ受信機、 ＢＳ 副搬送波周波数信号、 ＤＳ 復調信号、 ＳＳ 基準信号（ｃｏｓ信号及びｓｉｎ信号）。
Claims (7)
- 直交周波数分割多重伝送方式により伝送される変調信号を復調する受信機中の、前記変調信号が主搬送波周波数の基準信号により1次復調された副搬送周波数信号に対し、副搬送波周波数の基準信号を用いて同期検波することにより復調信号を出力する副搬送波周波数信号復調装置であって、
前記副搬送波周波数信号に前記副搬送波周波数の基準信号を乗積することにより復調信号を出力する第1の乗算器と、
前記乗算器の出力を1シンボル期間中の有効シンボル期間長分だけ遅延させて出力する有効シンボル期間遅延回路と、
前記乗算器の出力と前記有効シンボル期間遅延回路の出力信号との相関特性を検出し、該相関特性の値に基づいて復調信号の第1の位相誤差を検出し、該第1の位相誤差の値を所定値Ｎ（Ｎは２以上の整数且つ前記1シンボル期間のガードインターバル期間中に用いられるクロック信号のパルス総数よりも小さい数）の細分期間に分割した第1の位相分割誤差値として出力する位相誤差検出回路と、
前記位相誤差検出回路から出力される第1の位相分割誤差値に対してそれぞれマルチパス遅延波の影響に応じた重み付けを行うための複数の重み関数を前記第1の位相分割誤差値に基づいて演算する重み関数回路と、
前記位相誤差検出回路から出力された前記第1の位相分割誤差値にそれぞれ前記重み関数回路から出力された対応する重み関数を乗算することにより重み付けされた複数の第2の位相分割誤差値を出力する第2の乗算器と、
前記複数の第2の位相分割誤差値に基づいて第2の位相誤差値を演算する演算回路と、
前記第2の位相誤差値から高域雑音を除去して出力するループフィルタと、
前記ループフィルタの出力に基づいて前記副搬送波周波数の基準信号として用いられる発振周波数を制御して出力する数値制御発振回路とを備えたことを特徴とする副搬送波周波数信号復調装置。 - 前記重み関数回路は、前記各位相誤差値の振幅の比に基づいて前記重み関数を演算することを特徴とする請求項１記載の副搬送波周波数信号復調装置。
- 前記重み関数回路は、前記各位相誤差値の振幅のべき乗比に基づいて前記重み関数を演算することを特徴とする請求項１記載の副搬送波周波数信号復調装置。
- 前記演算回路は、前記第２の位相誤差値を求めるために、前記重み付けされた各位相誤差値の平均を演算することを特徴とする請求項１記載の副搬送波周波数信号復調装置。
- 前記演算回路は、前記第２の位相誤差値を求めるために、前記重み付けされた各位相誤差値のべき乗平均を演算することを特徴とする請求項１記載の副搬送波周波数信号復調装置。
- 直交周波数分割多重伝送方式により伝送される変調信号を復調する受信機中の、前記変調信号が主搬送波周波数の基準信号により1次復調された副搬送周波数信号に対し、副搬送波周波数の基準信号を用いて同期検波することにより復調信号を出力する副搬送波周波数信号復調装置であって、
前記副搬送波周波数信号に前記副搬送波周波数の基準信号を乗積することにより復調信号を出力する第1の乗算器と、
前記副搬送波周波数信号を1シンボル期間中の有効シンボル期間長分だけ遅延させて出力する有効シンボル期間遅延回路と、
前記乗算器の出力と前記有効シンボル期間遅延回路の出力信号との相関特性を検出し、該相関特性の値に基づいて復調信号の第1の位相誤差を検出し、該第1の位相誤差の値を所定値Ｎ（Ｎは２以上の整数且つ前記1シンボル期間のガードインターバル期間中に用いられるクロック信号のパルス総数よりも小さい数）の細分期間に分割した第1の位相分割誤差値として出力する位相誤差検出回路と、
前記位相誤差検出回路から出力される第1の位相分割誤差値に対してそれぞれマルチパス遅延波の影響に応じた重み付けを行うための複数の重み関数を前記第1の位相分割誤差値に基づいて演算する重み関数回路と、
前記位相誤差検出回路から出力された前記第1の位相分割誤差値にそれぞれ前記重み関数回路から出力された対応する重み関数を乗算することにより重み付けされた複数の第2の位相分割誤差値を出力する第2の乗算器と、
前記複数の第2の位相分割誤差値に基づいて第2の位相誤差値を演算する演算回路と、
前記第2の位相誤差値から高域雑音を除去して出力するループフィルタと、
前記ループフィルタの出力に基づいて前記副搬送波周波数の基準信号として用いられる発振周波数を制御して出力する数値制御発振回路とを備えたことを特徴とする副搬送波周波数信号復調装置。 - 直交周波数分割多重伝送方式により伝送される変調信号を復調する受信機中の、前記変調信号が主搬送波周波数の基準信号により1次復調された副搬送周波数信号に対し、副搬送波周波数の基準信号を用いて同期検波することにより復調信号を出力する副搬送波周波数信号復調装置であって、
前記副搬送波周波数信号を1シンボル期間中の有効シンボル期間長分だけ遅延させて出力する有効シンボル期間遅延回路と、
前記有効シンボル期間遅延回路の出力に前記副搬送波周波数の基準信号を乗積することにより復調信号を出力する第1の乗算器と、
前記乗算器の出力と前記有効シンボル期間遅延回路の出力信号との相関特性を検出し、該相関特性の値に基づいて復調信号の第1の位相誤差を検出し、該第1の位相誤差の値を所定値Ｎ（Ｎは２以上の整数且つ前記1シンボル期間のガードインターバル期間中に用いられるクロック信号のパルス総数よりも小さい数）の細分期間に分割した第1の位相分割誤差値として出力する位相誤差検出回路と、
前記位相誤差検出回路から出力される第1の位相分割誤差値に対してそれぞれマルチパス遅延波の影響に応じた重み付けを行うための複数の重み関数を前記第1の位相分割誤差値に基づいて演算する重み関数回路と、
前記位相誤差検出回路から出力された前記第1の位相分割誤差値にそれぞれ前記重み関数回路から出力された対応する重み関数を乗算することにより重み付けされた複数の第2の位相分割誤差値を出力する第2の乗算器と、
前記複数の第2の位相分割誤差値に基づいて第2の位相誤差値を演算する演算回路と、
前記第2の位相誤差値から高域雑音を除去して出力するループフィルタと、
前記ループフィルタの出力に基づいて前記副搬送波周波数の基準信号として用いられる発振周波数を制御して出力する数値制御発振回路とを備えたことを特徴とする副搬送波周波数信号復調装置。
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