JP3960511B2 - Ｏｆｄｍ信号解析装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：直交周波数分割多重）信号解析装置に係り、特に、マルチパス妨害、混信妨害、および、雑音妨害等の妨害に対し、受信したＯＦＤＭ信号の伝送路特性を測定解析することができるＯＦＤＭ信号解析装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＯＦＤＭ信号解析装置は、ＯＦＤＭ信号の伝送モードやガードインターバルの設定は既知であることが条件であり、その設定は手動設定で行なわれていることが知られている。そして、このＯＦＤＭ信号解析装置は、サンプリング周波数およびローカル周波数のずれに対しての検出を、ＰＬＬ（phase lock loop : 位相同期ループ）回路を用いて行ない、また、復調のために必要なパイロットシンボルを受信信号から抽出するため、フレーム同期捕捉手段を用いて同期作業を行なった上で、特定キャリアの特定のシンボルに挿入しているパイロットシンボルを抽出する構成としている。
【０００３】
さらに、ＯＦＤＭ信号解析装置は、ガードインターバルを除いた有効シンボルを検出する検出手段と、この検出手段により検出した有効シンボルをＦＦＴ（高速フーリエ変換）するＦＦＴ手段と、このＦＦＴ手段によりＦＦＴした有効シンボルからＳＰを抽出するＳＰ抽出手段等を備えている。
【０００４】
また、ＯＦＤＭ信号解析装置は、受信信号に対して全キャリアについての信号特性を測定する構成としており、キャリア毎のＳＮ比についての測定解析に対する構成は備えていないのが現状である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のＯＦＤＭ信号解析装置では、以下に示す問題点が存在していた。すなわち、ＯＦＤＭ信号の伝送モードやガードインターバルの設定はその装置において既知であることが条件であり、また、設定を行なう場合も手動設定であった。
【０００６】
また、ＯＦＤＭ信号解析装置は、ローカル周波数や、また、サンプリング周波数は、受信信号に対して非同期の周波数を使用するか、もしくは、ローカル周波数ずれやサンプリング周波数ずれの検出に、ＰＬＬ回路を使用していたため、正しいローカル周波数と正しいサンプリング周波数を発生させるために、そのＰＬＬ回路がそれら周波数信号を引き込むまで、受信信号を観測する時間が必要となってしまった。
【０００７】
さらに、ＯＦＤＭ信号解析装置は、復調のために必要なパイロットシンボルを受信信号から抽出するのに、信号のシンボルがフレームの先頭から何番目のシンボルであるか、シンボル番号の特定が必要であるため、フレーム同期捕捉を行なう必要があることから、そのフレーム同期捕捉を行なった上で特定キャリアの特定のシンボルに挿入してあるパイロットシンボルを抽出することから、観測シンボル数が多数存在するために観測時間がかかってしまった。なお、例えば、地上デジタル放送の方式ＩＳＤＢ−Ｔの場合、１フレームは２０４シンボルで構成されているため、フレーム同期の検出は、２０４シンボル以上の観測時間が必要であった。
【０００８】
そして、ＯＦＤＭ信号の伝送路特性の解析において、窓関数を使用することなく、遅延プロファイルを求めていたため、矩形スペクトルの解析によりＯＦＤＭ信号をマルチパスの各パスのメインプローブに加え、伝送路特性とは関係のないサイドローブが出力されてしまい、解析作業の妨げになってしまった。
【０００９】
さらに、従来のＯＦＤＭ信号解析装置は、アナログテレビなどの狭帯域信号からキャリア干渉を受けている場合に、その干渉がどのキャリアに妨害を与えているのかを判断しておらず、キャリア毎のＳＮ比を測定解析する機能を備えていなかった。
【００１０】
本発明は、以上のような従来のＯＦＤＭ信号解析装置における問題点に鑑みてなされたものであり、ＯＦＤＭ信号の伝送モードやガードインターバルを検出判定でき、また、受信の際のローカル周波数やサンプリング周波数は、受信するＯＦＤＭ信号に対して非同期の周波数を使用しながらも、少ない観測時間でローカル周波数補正とサンプリング周波数補正を実現し、さらに、フレーム同期捕捉を行なうことなく少ない観測時間で復調のために必要なパイロットシンボルを抽出することができ、そして、ＯＦＤＭ信号の伝送路特性の解析において、伝送路特性とは関係のないサイドローブ特性を抑圧した遅延プロフィルを演算することができ、さらに、ＯＦＤＭ信号のキャリア毎における特性の劣化状況を演算することができるＯＦＤＭ信号解析装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明では前記の課題を解決するためにＯＦＤＭ信号解析装置を以下のように構成した。すなわち、受信したＯＦＤＭ信号の伝送特性を解析するためのＯＦＤＭ信号解析装置において、受信したＯＦＤＭ信号を直交検波すると共に、Ａ／Ｄ変換し離散信号データとして出力する処理手段と、前記離散信号データに基づいて伝送路応答を推定する推定手段と、前記伝送路応答に基づいて前記離散信号データを復調し、復調データを得る復調データ取得手段と、前記復調データから前記ＯＦＤＭ信号のキャリア毎のＳＮ比を求めるキャリアＳＮ比測定手段と、前記離散信号データの周波数補正を数シンボル毎で行なう周波数補正手段と、前記離散信号データのシンボル同期補正を数シンボル毎で行なうシンボル同期補正手段と、前記離散信号データのデータリサンプリングを数シンボル毎で実現するリサンプリング手段と、周波数補正された前記離散信号データから前記ＯＦＤＭ信号の伝送モードおよびガードインターバルを検出判定する検出判定手段と、を備えるＯＦＤＭ信号解析装置の構成とした。
【００１２】
このように構成されることにより、ＯＦＤＭ信号解析装置は、はじめに、受信したＯＦＤＭ信号を処理手段により直交検波すると共にＡ／Ｄ変換して離散信号データとする。そして、その離散信号データから推定手段により伝送路応答を推定している。さらに、復調データ取得手段により、前記離散信号データから前記伝送応答に基づいて得られる復調データによりキャリアＳＮ比測定手段を介してキャリア毎のＳＮ比を求めることができる。なお、推定手段は、例えば、複素除算部（回路）と、基準ＳＰ発生部（回路）とから構成している。また、ＯＦＤＭ信号解析装置において、処理手段により直交検波されると共にＡ／Ｄ変換された離散信号データは、周波数補正手段により数シンボル毎に補正される。そして、シンボル同期補正手段により、補正された離散信号データが数シンボル毎にシンボル同期補正が行なわれ、さらに、リサンプリング手段によりデータリサンプリング（クロック周波数補正）が数シンボル毎に実現することができる。さらに、ＯＦＤＭ信号解析装置において、直交検波すると共にＡ／Ｄ変換した離散信号データは、周波数補正手段により数シンボル毎に補正され、検出判定手段によりどの伝送モードでどのガードインターバル期間の信号であるかの伝送モードの判定が行なわれる。
【００１３】
また、受信したＯＦＤＭ信号の伝送特性を解析するためのＯＦＤＭ信号解析装置において、受信したＯＦＤＭ信号を直交検波すると共に、Ａ／Ｄ変換し離散信号データとして出力する処理手段と、前記離散信号データに基づいて伝送路応答を推定する推定手段と、前記伝送路応答に基づいて前記離散信号データを復調し、復調データを得る復調データ取得手段と、前記伝送路応答に基づいて周波数特性を測定する周波数特性測定手段と、前記離散信号データの周波数補正を数シンボル毎で行なう周波数補正手段と、前記離散信号データのシンボル同期補正を数シンボル毎で行なうシンボル同期補正手段と、前記離散信号データのデータリサンプリングを数シンボル毎で実現するリサンプリング手段と、周波数補正された前記離散信号データから前記ＯＦＤＭ信号の伝送モードおよびガードインターバルを検出判定する検出判定手段と、を備えるＯＦＤＭ信号解析装置として構成した。
【００１４】
このように構成されることにより、ＯＦＤＭ信号解析装置は、はじめに、受信したＯＦＤＭ信号を処理手段により直交検波すると共にＡ／Ｄ変換して離散信号データとする。そして、検波してＡ／Ｄ変換した後の離散信号データから推定手段により伝送路応答を推定している。さらに、推定した伝送路応答から周波数特性測定手段により前記ＯＦＤＭ信号におけるキャリア毎の周波数特性を求めている。また、ＯＦＤＭ信号解析装置において、処理手段により直交検波されると共にＡ／Ｄ変換された離散信号データは、周波数補正手段により数シンボル毎に補正される。そして、シンボル同期補正手段により、補正された離散信号データが数シンボル毎にシンボル同期補正が行なわれ、さらに、リサンプリング手段によりデータリサンプリング（クロック周波数補正）が数シンボル毎に実現することができる。さらに、ＯＦＤＭ信号解析装置において、直交検波すると共にＡ／Ｄ変換した離散信号データは、周波数補正手段により数シンボル毎に補正され、検出判定手段によりどの伝送モードでどのガードインターバル期間の信号であるかの伝送モードの判定が行なわれる。
【００１５】
さらに、受信したＯＦＤＭ信号の伝送特性を解析するためのＯＦＤＭ信号解析装置において、受信したＯＦＤＭ信号を直交検波すると共に、Ａ／Ｄ変換し離散信号データとして出力する処理手段と、前記離散信号データに基づいて伝送路応答を推定する推定手段と、前記伝送路応答に基づいて前記離散信号データを復調し、復調データを得る復調データ取得手段と、前記伝送路応答に基づいて遅延プロファイルを求める遅延プロファイル測定手段と、前記離散信号データの周波数補正を数シンボル毎で行なう周波数補正手段と、前記離散信号データのシンボル同期補正を数シンボル毎で行なうシンボル同期補正手段と、前記離散信号データのデータリサンプリングを数シンボル毎で実現するリサンプリング手段と、周波数補正された前記離散信号データから前記ＯＦＤＭ信号の伝送モードおよびガードインターバルを検出判定する検出判定手段と、を備えるＯＦＤＭ信号解析装置として構成した。
【００１６】
このように構成されることにより、ＯＦＤＭ信号解析装置は、はじめに、受信したＯＦＤＭ信号を処理手段により直交検波すると共にＡ／Ｄ変換して離散信号データとする。そして、その離散信号データから推定手段により伝送路応答を推定している。さらに、推定した伝送路応答から遅延プロファイル手段により遅延プロファイルを求めている。また、ＯＦＤＭ信号解析装置において、処理手段により直交検波されると共にＡ／Ｄ変換された離散信号データは、周波数補正手段により数シンボル毎に補正される。そして、シンボル同期補正手段により、補正された離散信号データが数シンボル毎にシンボル同期補正が行なわれ、さらに、リサンプリング手段によりデータリサンプリング（クロック周波数補正）が数シンボル毎に実現することができる。さらに、ＯＦＤＭ信号解析装置において、直交検波すると共にＡ／Ｄ変換した離散信号データは、周波数補正手段により数シンボル毎に補正され、検出判定手段によりどの伝送モードでどのガードインターバル期間の信号であるかの伝送モードの判定が行なわれる。
【００２１】
また、前記ＯＦＤＭ信号解析装置において、受信した前記ＯＦＤＭ信号から復調のために必要なパイロットシンボルを抽出する場合に、フレーム同期捕捉を行なうことなく、数シンボルでパイロットシンボルを抽出する抽出手段を備える構成とした。
【００２２】
このように構成されることにより、前記ＯＦＤＭ信号解析装置において、受信信号から直交検波すると共にＡ／Ｄ変換して得られる離散信号データは、例えば、抽出手段としてＳＰパターン検出回路を用い、あらかじめ用意した基準ＳＰ（スキャッタードパイロット）パターンデータと有効キャリアデータとの積和演算が行なわれる。そのため、抽出手段により判定したパターンに基づき、キャリアデータからＳＰパターン（パイロットシンボル）のみを抽出することができる。
【００２３】
さらに、前記ＯＦＤＭ信号解析装置において、離散信号データから推定したキャリア毎の伝送路応答と、窓関数の積を演算する演算手段を備える構成とした。
【００２４】
このように構成されることにより、前記ＯＦＤＭ信号解析装置において、受信信号に直交検波すると共にＡ／Ｄ変換して得られる離散信号データは、キャリア毎の伝送路応答と、窓間数の積を演算手段により演算することにより、前記伝送路特性とは無関係なサイドローブ特性を抑圧した遅延プロファイルを得ることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明における実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１は、ＯＦＤＭ信号解析装置の構成を示したブロック図である。なお、ここでは、ＯＦＤＭ信号解析装置として、ＩＳＤＢ（Integrated services digital broadcasting）−Ｔ伝送方式の地上デジタル放送に適用した例について説明する。
【００２６】
なお、ＩＳＤＢ−Ｔ伝送方式の伝送パラメータの値は、伝送モード毎に決められている。また、ＩＳＤＢ−Ｔの変調および復調に用いるＦＦＴ（離散フーリエ変換）のサンプリング周波数ｆFFTは、２０４８／２５２ＭＨｚ（＝８．１２６９８…ＭＨｚ）で与えられる。さらに、ＦＦＴのポイント数Ｎ0は、ＩＳＤＢ−Ｔの伝送モード１のとき２０４８、伝送モード２のとき４０９６、伝送モード３のとき８１９２である。また、有効シンボル長Ｔuは、伝送モード１，２，３のそれぞれに対して、２５２μｓｅｃ、５０４μｓｅｃ、１００８μｓｅｃである。そして、ガードインターバル期間Ｔgは、Ｔu／４，Ｔu／８，Ｔu／１６もしくは、Ｔu／３２である。
【００２７】
ＩＳＤＢ−Ｔ伝送方式のＯＦＤＭのキャリア数ＫとＦＦＴのポイント数Ｎ0には、Ｋ＜Ｎ0の関係がある。また、ＩＳＤＢ−ＴのＯＦＤＭ信号には、特定キャリアにＡＣ(auxiliary channel)、ＴＭＣＣ（Time multiplexing configuration control）などのＩＳＤＢ−Ｔの制御信号データが割り当てられている。さらに、受信側のデータの等化基準となるパイロットデータは、図３に示すように、特定のキャリアにおける特定のシンボルに割り当てられている。これをスキャッタードパイロット（ＳＰ）と呼ぶ。
【００２８】
このＳＰの変調レベルは、送信データの変調レベルのＲＭＳ（Root Mean Square）値をＬとすると、その４／３倍であり、図４に示すように、位相図上に（４Ｌ／３，０）もしくは（−４Ｌ／３，０）に配置される。ＳＰがどちらに配置されるかは、キャリア番号毎に、あらかじめ決められている。なお、ここでは、ＯＦＤＭの変調は、１６ＱＡＭ（quadrature amplitude modulation）として説明するが、これに限られるものではなく、例えば、ＱＰＳＫ（quadrature phase shift keying）、６４ＱＡＭなど任意の変調に適用可能であることはもちろんである。
【００２９】
つぎに、図１に示すように、ＯＦＤＭ信号解析装置１０の構造について説明する。このＯＦＤＭ信号解析装置１０は、地上デジタル放送信号を受信する受信部１００と、この受信部１００で受信したＯＦＤＭ信号を測定解析する解析部２００とから構成されている。
【００３０】
はじめに、ＯＦＤＭ信号解析装置１０の受信部１００の構成について述べる。ＯＦＤＭ信号解析装置１０の受信部１００は、直交検波器１０１と、Ａ／Ｄ変換回路１０２と、周波数補正回路１０３、１０６と、伝送モード判定回路１０４と、シンボル同期補正回路１０５と、リサンプリング回路１０７と、有効シンボル切り出し回路１０８と、ＦＦＴ回路１０９と、ＡＣ，ＴＭＣＣキャリア抽出回路１１０と、キャリア間隔周波数差推定回路１１１と、周波数補正回路１１２と、復調回路１１３と、ＳＰパターン検出回路１１４と、基準ＳＰ発生回路１１５と、複素除算回路１１６と、周波数補正制御回路１１７とを備えている。
【００３１】
直交検波器１０１は、受信したＩＳＤＢ−Ｔ地上デジタル放送信号を直行検波するためのものである。また、Ａ／Ｄ変換回路１０２は、直交検波器１０１により直交検波して出力される複素ベースバンド信号Ｒ（ｔ）をＡ／Ｄ変換し、その変換する際に、ＦＦＴサンプリング周波数ｆＦＦＴと等しいか、もしくはそれより大きい周波数のサンプリング周波数ｆＡＤＣで離散信号データＲ（ｎ）に変換されて周波数補正回路１０３に出力するためのものである。なお、直交検波器１０１およびＡ／Ｄ変換回路１０２とを併せてここでは処理手段として構成している。
【００３２】
周波数補正回路１０３は、入力された離散信号データＲ（ｎ）の周波数を補正し、伝送モード判定回路１０４と、周波数補正回路１０６に出力するためのものである。また、周波数補正回路１０６は、周波数補正回路１０３から入力された離散信号データＲ（ｎ）に対して、伝送モード判定回路１０４から入力される周波数補正情報（ｄｆsc）に基づいて、さらに、周波数補正してリサンプリング回路１０７に出力するためのものである。
【００３３】
さらに、伝送モード判定回路１０４は、周波数補正された離散信号データＲ（ｎ）により伝送モードを判定するためのものであり、入力された離散信号データＲ（ｎ）を、周波数補正回路１０６に出力すると共に、シンボル同期補正回路１０５に出力している。
【００３４】
また、シンボル同期補正回路１０５は、入力された離散信号データＲ（ｎ）の補正シンボル同期タイミングをリサンプリング回路１０７に出力している。このシンボル同期補正回路１０５は、伝送モード判定回路１０４から２以上のシンボル同期タイミングｎ０sync（ｉ）が入力されてその補正を行ない、シンボル同期の高安定化を図るものである。
【００３５】
また、リサンプリング回路１０７は、周波数補正回路１０６から入力される周波数補正された離散信号データＲ（ｎ）と、シンボル同期補正回路１０５から入力される補正シンボル同期タイミングにより、その離散信号データＲ（ｎ）をリサンプルするためのものである。このリサンプリング回路１０７は、リサンプルした離散信号データＲ（ｎ）を有効シンボル切り出し回路１０８に出力している。
【００３６】
有効シンボル切り出し回路１０８は、入力されるすでに周波数補正されている離散信号データＲ（ｎ）のＦＦＴ（Fast Fourier Transform）ウィンドウの切り出し位置を決定し、その離散信号データＲ（ｎ）から、ＦＦＴウィンドウの切り出し位置に相当するサンプル番号を先頭に、有効シンボル長に相当する数の離散信号データを抜き出し、離散信号データＸ（ｉ，ｎ）としてＦＦＴ回路１０９に出力するためのものである。なお、離散信号データＸ（ｉ，ｎ）のｉは、シンボル番号であり、ｎはシンボルｉのデータサンプル番号であり、かつ、ｎは１からＮ0までの整数である。
【００３７】
ＦＦＴ回路１０９は、入力された離散信号データＸ（ｉ，ｎ）を、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）して、周波数軸上のキャリアデータＹ（ｉ，ｎ）に変換して、そのキャリアデータＹ（ｉ，ｎ）を、ＡＣ，ＴＭＣＣキャリア抽出回路１１０と、周波数補正回路１１２に出力するためのものである。
なお、キャリアデータＹ（ｉ，ｎ）のｉは、シンボル番号、ｎはキャリア番号であり、ｎは１からＮ0までの整数である。また、キャリア数Ｎ0のうち有効キャリア数はＫであり、無効キャリア数は、（Ｎ0−Ｋ）である。
【００３８】
ＡＣ，ＴＭＣＣキャリア抽出回路１１０は、ＦＦＴ回路１０９から入力されたキャリアデータＹ（ｉ，ｎ）をキャリア毎にシンボル間で差動復調を行ない、そのキャリアデータＹ（ｉ，ｎ）毎の差動復調データを得ることができるものである。そして、このキャリア毎の差動復調データをキャリア間隔周波数差推定回路１１１に出力するものである。
【００３９】
キャリア間隔周波数差推定回路１１１は、ＡＣ，ＴＭＣＣキャリア抽出回路１１０からのキャリア毎の差動復調データが入力され、あらかじめ、キャリア間隔周波数差推定回路内に保持してある基準ＡＣ，ＴＭＣＣデータと、キャリア方向に相互相関を求め、キャリア周波数間隔単位の周波数差を検出するためのものである。このキャリア間隔周波数差推定回路１１１は、キャリア周波数間隔単位の周波数差情報を前記周波数補正回路１１２に出力している。
【００４０】
周波数補正回路１１２は、キャリア間隔周波数差推定回路１１１から入力されたキャリア周波数間隔単位の周波数差情報を基に、ＦＦＴ回路１０９から入力されたキャリアデータＹ（ｉ，ｎ）を、キャリア単位でシフトさせるためのものである。この周波数補正回路１１２は、有効キャリアデータＹ（ｉ，ｋ）を復調回路１１３に出力すると共に、キャリアデータＹ（ｉ，ｎ）をＳＰパターン検出回路１１４に出力している。
【００４１】
復調回路１１３は、周波数補正回路１１２から入力される有効キャリアデータＹ（ｉ，ｋ）を、後記する複素除算回路１１６から入力されるキャリア毎の伝送路応答Ｈ（ｉ，ｋ）により複素除算を行なうことで、そのキャリアデータが等化復調され、復調データＺ（ｉ，ｋ）を得るためのものである。
【００４２】
なお、ここで、伝送モード判定回路１０４およびキャリア間隔周波数差推定回路１１１で得られたそれぞれの周波数差情報は、受信部１００の周波数補正制御回路１１７へ入力される。この周波数補正制御回路１１７は、一括した周波数補正情報を周波数補正回路１０３に入力させ、この時点以後の受信には、周波数補正回路１０３のみにて周波数補正を行なうことも可能としている。
【００４３】
さらに、図１に示すように、ＳＰパターン検出回路１１４は、周波数補正回路１１２からキャリアデータＹ（ｉ，ｎ）が入力され、複数通り（ＩＳＤＢ−Ｔ伝送方式のＯＦＤＭ信号の場合は４通り、図３参照）あるシンボルのうち現シンボルがどのＳＰパターンであるかを判別するためのものである。このＳＰパターン検出回路１１４は、ＳＰデータＹSP4（ｉ，ｋ）を、複素除算回路１１６に出力する。
【００４４】
複素除算回路１１６は、基準ＳＰ発生回路１１５から発生する基準ＳＰデータ部ＳSP（ｋ）により複素除算し、キャリア毎の伝送路応答Ｈ（ｉ，ｋ）を求めるためのものである。
【００４５】
つぎに、図１に示すように、ＯＦＤＭ信号解析装置１０の解析部２００の構成について述べる。解析部２００は、主として遅延プロファイル測定回路２０１と、周波数特性測定回路２０２と、キャリアＳＮ比測定回路２０３とを備えている。遅延プロファイル測定回路２０１は、複素除算回路１１６から伝送路応答Ｈ（ｉ，ｋ）が入力される。そして、この遅延プロファイル測定回路２０１は、入力された伝送路応答Ｈ（ｉ，ｋ）からｉ番目のシンボルのキャリアｋ＝１，２，３…ＫのＨ（ｉ，１）、Ｈ（ｉ，２）、…Ｈ（ｉ，Ｋ）列を取り出し、その列に（Ｎ0−Ｋ）個のヌルデータを加え、全部でＮ0個のデータ列とし、このデータ列に分点数Ｎ0のＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）を行なうことにより、ｉ番目のシンボルの遅延プロファイルデータｄｅｌａｙ（ｉ，ｎ）を得るように機能するものである。
【００４６】
また、遅延プロファイル測定回路２０１は、窓関数の積算回路２０１ａを介して窓関数による遅延プロファイル評価機能を備えている。例えば、ガウス窓関数などの窓関数をＷｄ（ｋ）とすると、窓関数による遅延プロファイル評価を行なう場合には、キャリア毎の伝送路応答Ｈ（ｉ，ｋ）と、その窓関数Ｗｄ（ｋ）との積をとり、その積の結果を新たなキャリア毎の伝送路応答Ｈ（ｉ，ｋ）とし、ＩＦＦＴを行ない、遅延プロファイルデータｄｅｌａｙ（ｉ，ｎ）を得るように機能するものである。
【００４７】
さらに、図１に示すように、周波数特性測定回路２０２は、入力されたキャリア毎の伝送路応答Ｈ（ｉ，ｋ）から、振幅周波数特性と位相周波数特性を求める機能を備えている。
そして、キャリアＳＮ比測定回路２０３は、入力された復調データＺ（ｉ，ｋ）のキャリア毎のＳＮ比測定を行なう機能を有している。
【００４８】
つぎに、このＯＦＤＭ信号解析装置１０の作用について図１を主に参照して説明する。受信したＩＳＤＢ−Ｔ地上デジタル放送信号（ＯＦＤＭ信号）は、直交検波器１０１に入力され、直交検波されて複素ベースバンド信号Ｒ（ｔ）が出力される。そして、出力された複素ベースバンド信号Ｒ（ｔ）は、Ａ／Ｄ変換回路１０２によりｆＦＦＴと等しいか、もしくは、そのｆＦＦＴより大きい周波数のサンプリング周波数ｆＡＤＣで離散信号データＲ（ｎ）に変換される。さらに、変換されたその離散信号データＲ（ｎ）は、周波数補正回路１０３に入力され、その離散信号データＲ（ｎ）が周波数補正される。なお、直交検波器１０１とＡ／Ｄ変換回路１０２の配置は、順序が逆となって、はじめに離散信号データＲ（ｎ）に変換し、その変換した離散信号データＲ（ｎ）を直交検波する構成としてもよい。
【００４９】
周波数補正回路１０３により周波数補正された離散信号データＲ（ｎ）は、伝送モード判定回路１０４と、周波数補正回路１０６に入力される。
伝送モード判定回路１０４に離散信号データＲ（ｎ）が入力されると、その離散信号データＲ（ｎ）から（式１）に示すｍ個の連続するデータを抜き出し、ガードインターバル相関演算を行なう。
【００５０】
【数１】
【００５１】
ガードインターバル相関演算は、有効シンボル長Ｔuが異なるＩＳＤＢ−Ｔのモード１，２，３のそれぞれについて行なう。つぎに、各伝送モードに対応したガード相関結果について、４種類のガードインターバル期間Ｔgに相当する幅で移動平均となる処理をそれぞれ行なう。その結果、移動平均結果は合計１２通り得られる。具体的には、ガードインターバル相関は、伝送モード毎に決まっている有効シンボル期間Ｔu分だけ遅延させた信号と原信号に対して、（式２）に示すような演算を行なうものである。なお、ＯＦＤＭ信号解析装置において、あらかじめ受信したＯＦＤＭ信号の伝送モードとガードインターバルが既知であるならば、そのガードインターバル期間Ｔgおよび有効シンボル期間Ｔuの値を入れて演算すればよい。
【００５２】
【数２】
【００５３】
なお、Ｒｅ｛｝は、複素数の実数部、Ｉｍ｛｝は、複素数の虚数部を表わしている。
伝送モード判定回路１０４での離散信号データＲ（ｎ）に対するガードインターバル相関は、実際には、次の（式３）で示すように行ない、ガードインターバル相関出力Ｇ（ｎ）を得る。
【００５４】
【数３】
【００５５】
ここで、ｎT＝Ｔu×ｆADCである。
また、移動平均出力は、ガードインターバル期間Ｔgに対して（式４）により与えられる。
【００５６】
【数４】
【００５７】
離散信号データＲ（ｎ）に対しては、実際は（式５）により与えられる。
【００５８】
【数５】
【００５９】
ここで、ｎg＝Ｔg×ｆADCである。
（式３）と、（式５）によって、図２（ａ）に示すような移動平均結果が１２通り得られる（図２（ａ）では１通りのみ示す）。
【００６０】
図２（ａ）に示すように、伝送モード判定は、この１２通りの移動平均結果Ｃ（ｎ）の振幅｜Ｃ（ｎ）｜について、ピークレベルと、フロアレベルの差を計算し、そのレベル差が最大となる移動平均結果を与える伝送モードとガードインターバルの組み合わせを判定結果とする。
【００６１】
また、図２（ｂ）に示すように、伝送モード判定は、移動平均結果Ｃ（ｎ）の振幅｜Ｃ（ｎ）｜のサンプルのうち、レベルの高いほうからＡ％の値Ｌ（Ａ）と、Ｂ％の値Ｌ（Ｂ）を検出し、Ｌ（Ａ）−Ｌ（Ｂ）が最大となる伝送モードとガードインターバルの組み合わせを判定結果としてもよい。
【００６２】
さらに、図２（ｃ）に示すように、伝送モード判定は、ピークレベルおよびフロアレベルの５０％の値Ｌ（５０）を求め、｜Ｌ（Ａ）−Ｌ（５０）｜／｜Ｌ（５０）−Ｌ（Ｂ）｜が最大となる伝送モードとガードインターバルの組み合わせを判定結果としても構わない。
【００６３】
なお、伝送モード判定回路１０４で求めるＩＳＤＢ−Ｔ地上デジタル放送信号のシンボル同期タイミングは、伝送モードを判定した移動平均結果Ｃ（ｎ）について、その振幅のピークレベルを与えるサンプル番号をシンボル同期タイミング位置としている。そのため、シンボル番号ｉに対して得られるシンボル同期タイミングサンプル番号ｎ＝ｎ０sync（ｉ）が、伝送モード判定回路１０４からシンボル同期補正回路１０５に入力される。
【００６４】
さらに、伝送モード判定回路１０４には、シンボル同期補正回路１０５から補正されたシンボル同期タイミングが入力される。その補正されたシンボル同期タイミングをｎ＝ｎ１sync（ｉ）とすると、次の（式６）を用いて周波数補正情報ｄｆSCを求め、周波数補正回路１０６に出力している。
【００６５】
【数６】
【００６６】
なお、ここで、Ｔuには伝送モードを判定した有効シンボル長を与える。また、このとき、ｎ１sync（ｉ）は、整数とは限らず有理数または実数となることもある。整数以外の場合、Ｃ（ｎ１sync（ｉ））は、Ｃ（ｎ）から適当な補間を行なって求めている。
【００６７】
また、シンボル同期補正回路１０５では、伝送モード判定回路１０４から２以上のシンボル同期タイミングｎ０ｓｙｎｃ（ｉ）が入力され、各シンボル同期タイミングｎ０ｓｙｎｃ（ｉ）の補正を行ない、シンボル同期の高安定化を図っている。
【００６８】
なお、このとき、シンボル番号ｉに対するシンボル同期タイミングｎ０sync（ｉ）については、一次多項式ｆ（ｉ）＝ａ＋ｂｉによるフィッティングカーブを最小二乗法により求める。そして、前記一次多項式で求まる補正シンボル同期タイミングをｎ１sync（ｉ）とすると、ｎ１sync（ｉ）は、ｎ１sync（ｉ）＝ｆ（ｉ）の方程式から求められ、求めたその補正シンボル同期タイミングが伝送モード判定回路１０４に出力される。
【００６９】
なお、フィッティングカーブの一次多項式ｆ（ｉ）＝ａ＋ｂｉの一次係数ｂには、つぎの（式７）の関係があるため、
【００７０】
【数７】
【００７１】
Ａ／Ｄ変換回路１０２のサンプリング周波数ｆADCを（式８）とすることも可能である。
【００７２】
【数８】
【００７３】
なお、逆にサンプリング周波数ｆADCの精度が高信頼度であるならば、一次多項式ｆ（ｉ）＝ａ＋ｂｉの一次係数ｂは、最小二乗法によらず、（式７）から求めることも可能である。
【００７４】
一方、周波数補正回路１０３から周波数補正回路１０６に入力された離散信号データＲ（ｎ）は、伝送モード判定回路１０４からの周波数補正情報ｄｆSCを基に周波数補正される。この周波数補正回路１０６では、入力された離散信号データＲ（ｎ）と、周波数補正情報ｄｆSCから、（式９）の演算を行ない、新たに周波数補正された離散信号データＲ（ｎ）として出力してリサンプリング回路に入力させている。
【００７５】
【数９】
【００７６】
リサンプリング回路１０７に入力された離散信号データＲ（ｎ）は、シンボル同期補正回路１０５から出力される補正シンボル同期タイミングによりリサンプルされる。リサンプリング回路１０７では、シンボル同期補正回路１０５から補正シンボル同期タイミングｎ１sync（ｉ）が入力されるため、離散信号データＲ（ｎ）に対して、シンボル同期位置が判明する。ここでは、シンボル番号ｉの補正シンボルタイミングからｉ＋１番目の補正シンボルタイミングまでの入力離散信号データＲ（ｎ）を、Ｎ0×（１＋Ｔg／Ｔu）のサンプル数でリサンプルする。
【００７７】
このとき、補正シンボルタイミングｎ１sync（ｉ）は、整数とは限らず、有理数、または、実数となることもある。補正シンボルタイミングｎ１sync（ｉ）が整数ではない場合、リサンプルデータは、入力離散信号データＲ（ｎ）から適当な補間を行なって求めている。そして、リサンプリング回路１０７でリサンプルされた離散信号データＲ（ｎ）は有効シンボル切り出し回路１０８に入力される。
【００７８】
有効シンボル切り出し回路１０８に入力された離散信号データＲ（ｎ）は、離散信号データからＦＦＴウィンドウの切り出し位置に相当するサンプル番号を先頭に、有効シンボル長に相当する数のデータが抜き出され、離散信号データＸ（ｉ，ｎ）として出力され、ＦＦＴ回路１０９に入力される。
【００７９】
ＦＦＴ回路１０９に入力された離散信号データＸ（ｉ，ｎ）は、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）され、周波数軸上のキャリアデータＹ（ｉ，ｎ）に変換され、周波数補正回路１１２と、ＡＣ，ＴＭＣＣキャリア抽出回路１１０に入力される。
【００８０】
ＡＣ，ＴＭＣＣキャリア抽出回路１１０では、ＦＦＴ回路１０９から入力されたキャリアデータＹ（ｉ，ｎ）を、キャリア毎にシンボル間で差動復調を行ない、Ｙ（ｉ，ｎ）のキャリア毎の差動復調データ（ＡＣ，ＴＭＣＣ復調データ）を得て、キャリア間隔周波数差推定回路１１１に入力している。
【００８１】
ＡＣ，ＴＭＣＣキャリア抽出回路１１０からキャリア間隔周波数差推定回路１１１に入力されたキャリア毎の差動復調データは、あらかじめ、キャリア間隔周波数差推定回路内に保持してある基準ＡＣ，ＴＭＣＣデータと、キャリア方向に相互相関が求められ、そのＡＣ，ＴＭＣＣ復調データキャリアにおける周波数間隔単位の周波数差が検出される。そして、このキャリア間隔周波数差推定回路１１１は、キャリア周波数間隔単位の周波数差情報を前記周波数補正回路１１２に出力している。
【００８２】
周波数補正回路１１２は、キャリア間隔周波数差推定回路１１１から周波数補正回路１１２に入力されたキャリア周波数間隔単位の周波数情報をもとに、ＦＦＴ回路１０９から入力されたキャリアデータＹ（ｉ，ｎ）を、キャリア単位でシフトさせている。
【００８３】
なお、ここで、伝送モード判定回路１０４およびキャリア間隔周波数差推定回路１１１で得られたそれぞれの周波数差情報は、周波数補正制御回路１１７へ入力される。そして、その周波数補正制御回路１１７により、一括した周波数補正情報を周波数補正回路１０３に入力させ、この時点以後の受信には、周波数補正回路１０３のみにて周波数補正行ない周波数補正回路１０６を経ることなく、リサンプリング回路１０７に離散信号データＲ（ｎ）の入力を行なうことも可能となる。また、このように周波数補正回路１０３のみにて周波数補正行なう場合は、周波数補正回路１１２の周波数補正も必要なくなる。
【００８４】
一方、ＳＰパターン検出回路１１４には、周波数補正回路１１２からキャリアデータＹ（ｉ，ｎ）が入力される。そして、ＩＳＤＢ−Ｔ伝送方式のＯＦＤＭ信号には、図３に示すように、キャリア方向で表現したＳＰ（スキャッタードパイロット）パターンが全部で４通りあり、連続する４シンボルにそれぞれ配置されている。また、同一のＳＰパターンは、シンボル（時間）方向に４シンボル毎に配置されている。
【００８５】
そのため、ＳＰパターン検出回路１１４にあらかじめ用意されている４つの基準ＳＰパターンデータＰ（ｊ，ｋ）（ｊ＝１，２，３，４、ｋ＝１，２，３…Ｋ）は、ＳＰが存在するキャリアｋでは、（実数部データ、虚数部データ）＝（４Ｌ／３，０）もしくは（−４Ｌ／３，０）とし、また、ＳＰが存在しないキャリアｋでは（０，０）とする。このあらかじめ用意した４つのＳＰパターンと現シンボルｉのキャリアデータＹ（ｉ，ｎ）のうちの有効キャリアデータＹ（ｉ、ｋ）との積和演算を（式１０）もしくは（式１１）などのように行ない、その演算結果Ｗ（ｊ）の最大値を与えるＳＰパターンｊが、現シンボルｉの有効キャリアデータＹ（ｉ，ｋ）に存在することをＳＰパターン検出回路１１４は判定している。
【００８６】
【数１０】
【００８７】
【数１１】
【００８８】
そのため、現シンボルｉのキャリアデータのＳＰパターンを判定することにより、図３に示すように、その後のシンボルのＳＰパターンも判定することができる。このようにして、判定したＳＰパターンに基づき有効キャリアデータＹ（ｉ，ｋ）からＳＰデータのみを抽出し、ＹSP（ｉ，ｋ）とする。このとき、ＳＰの存在しないキャリアｋのＹSP（ｉ，ｋ）は、（０，０）である。そして、連続して異なるＳＰパターンの４シンボル分のＳＰデータＹSP（ｉ，ｋ）を、（式１２）で示すように加算して、ＹSP4（ｉ，ｋ）を得て、そのＳＰデータＹSP4（ｉ，ｋ）が複素除算回路１１６に入力される。
【００８９】
【数１２】
【００９０】
なお、ＹSP4（ｉ，ｋ）は、異なるＳＰパターンであれば、連続しないシンボルから求めることも可能である。
つぎに、複素除算回路１１６に入力されたＳＰデータＹSP4（ｉ，ｋ）は、基準ＳＰ発生回路１１５から発生する基準ＳＰデータ部ＳSP（ｋ）により（式１３）で示すように複素除算される。そのため、複素除算回路１１６では、ＳＰデータＹSP4（ｉ，ｋ）から、キャリア毎の伝送路応答Ｈ（ｉ，ｋ）が求められる。
【００９１】
【数１３】
【００９２】
この（式１３）により求めたキャリア毎の伝送路応答Ｈ（ｉ，ｋ）は、３キャリアのうち、２つはヌルデータである。そのため、この伝送路応答Ｈ（ｉ，ｋ）を，キャリア方向のフィルタに通過させ、複素除算回路１１６で補間を行なっている。この補間を行なった伝送路応答Ｈ（ｉ，ｋ）を、新たなキャリア毎の伝送路応答Ｈ（ｉ，ｋ）とする。
【００９３】
一方、復調回路１１３では、周波数補正回路１１２から入力される有効キャリアデータＹ（ｉ，ｋ）を、複素除算回路１１６から入力されるキャリア毎の伝送路応答Ｈ（ｉ，ｋ）により、（式１４）に示すように複素除算を行なうことで、キャリアデータが等化復調され、復調データＺ（ｉ，ｋ）を得る。
【００９４】
【数１４】
【００９５】
図１に示すように、解析部２００には、受信部１００から復調データＺ（ｉ，ｋ）と、キャリア毎の伝送路応答Ｈ（ｉ，ｋ）が入力される。
遅延プロファイル測定回路２０１では、キャリア毎の伝送路応答Ｈ（ｉ，ｋ）が入力され、伝送路応答Ｈ（ｉ，ｋ）からｉ番目のシンボルのキャリアｋ＝１，２，３…ＫのＨ（ｉ，１）、Ｈ（ｉ，２）、…Ｈ（ｉ，Ｋ）列を取り出し、その列に（Ｎ0−Ｋ）個のヌルデータを加え、全部でＮ0個のデータ列とする。そして、このデータ列に分点数Ｎ0のＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）を行なうことにより、キャリア毎の伝送路応答Ｈ（ｉ，ｋ）からｉ番目のシンボルの遅延プロファイルデータｄｅｌａｙ（ｉ，ｎ）が、その遅延プロファイル測定回路２０１により得られる。
【００９６】
なお、遅延プロフィアルデータｎの単位時間ｔ0は、ＦＦＴサンプリング周波数ｆFFTと、ＦＦＴ分点数Ｎ0から、ｔ0＝Ｎ0／ｆFFTであるため、遅延プロファイルデータの時間は、ｔ＝（Ｎ0／ｆFFT）×ｎで与えられる。
そして、遅延プロファイル測定回路２０１には、窓関数の積算回路２０１ａを介して窓関数による遅延プロファイル評価機能がある。そのため、ガウス窓関数などの窓関数をＷｄ（ｋ）とすると、窓関数による遅延プロファイル評価を行なう場合、キャリア毎の伝送路応答Ｈ（ｉ，ｋ）と、その窓関数Ｗｄ（ｋ）との積をとり、その積の結果を新たなキャリア毎の伝送路応答Ｈ（ｉ，ｋ）とし、ＩＦＦＴを行ない、遅延プロファイルデータｄｅｌａｙ（ｉ，ｎ）を得ることができる。
【００９７】
つぎに、周波数特性測定回路２０２においては、入力されたキャリア毎の伝送路応答Ｈ（ｉ，ｋ）から、振幅周波数特性と位相周波数特性を求める機能を備えている。そのため、周波数ｆは、ｋとキャリア間隔の積であるため、ｉ番目のシンボル、ｋ番目のキャリアの伝送路応答Ｈ（ｉ，ｋ）から、ｉ番目のシンボルのキャリアｋ＝１，２，３…Ｋに対して、周波数特性が、Ｈ（ｉ，ｆ）として、その周波数特性測定回路２０２により求めることができる。このことから、周波数特性測定回路２０２により振幅周波数特性と位相周波数特性が求めることができる。なお、キャリア間隔は、有効シンボル長Ｔuの逆数である。
【００９８】
さらに、キャリアＳＮ比測定回路２０３においては、入力された復調データＺ（ｉ，ｋ）のキャリア毎のＳＮ比測定が行なわれる。図５に示すように、シンボル番号ｉ、キャリア番号ｋの復調データＺ（ｉ，ｋ）が、位相図上、白丸で示す点に存在するとき、送信データＤ（ｉ，ｋ）は、復調データＺ（ｉ，ｋ）とのユークリッド距離が最も小さい信号点で送信されたものと推定する。この推定した送信データをＤ0（ｉ，ｋ）とすると、キャリアｋのＳＮ比は、（式１５）に示す演算によって求められる。なお、ここで、Ｉは１以上の整数である。
【００９９】
【数１５】
【０１００】
このように、ＯＦＤＭ信号解析装置１０は、信号の離散信号データから周波数補正を、フレーム検出を行なうことなく演算によって、ローカル周波数や、クロック周波数を補正し、正しい周波数を発生させることができる。そのため、その演算には、最低２シンボル以上の信号の観測期間があればよい。なお、ここでは、ＯＦＤＭ信号解析装置は、一例として数シンボル毎として４シンボル毎に対して演算を行なう場合について説明したが、２シンボルから十数シンボルの範囲で演算を行なう構成としてもよい。そして、さらに都合がよい範囲は、２シンボルから数シンボルまでの間つまり、１０シンボルまでであると、従来少なくとも数十シンボルであった場合と比較して半分以下のシンボル観測期間となる。もちろん、比較する対象となるＯＦＤＭ信号解析装置のシンボル観測期間が２０４シンボルなどの数百シンボルである場合は、その半分のシンボル数による演算を行なうことで十分効果を奏することが可能である。
【０１０１】
なお、ＯＦＤＭ信号解析装置は、図１のＡ／Ｄ変換回路１０２から直接有効シンボル切り出し回路１０８に離散信号データを入力し、推定手段である有効シンボル切り出し回路１０８、ＦＦＴ回路１０９、復調回路１１３により離散信号データを、図５に示すように、シンボル番号ｉ、キャリア番号ｋの復調データＺ（ｉ，ｋ）として復調する構成とすることも可能である。この場合、Ａ／Ｄ変換回路から離散信号データを入力し、従来から行なわれているガードインターバル関数演算を行なって、シンボル同期を確立し、そのシンボル同期に従って、有効シンボルを切り出し、ＦＦＴに入力することになる。
【０１０２】
また、キャリアＳＮ比測定回路２０３と、周波数特性測定回路２０２と、遅延プロファイル測定回路２０１は、それぞれが単独で受信部１００に設けられる構成としても構わない。
【０１０３】
さらに、ＳＰパターン検出回路１１４は、従来の構成であってもよく、その場合は、フレーム同期を利用して、フレームの先頭のシンボルを第１シンボルとし、その第１シンボルから第４シンボルまでを抽出することが可能である。
【０１０４】
【発明の効果】
以上に説明したとおり、本発明に係るＯＦＤＭ信号解析装置は、以下に示すように優れた効果を奏する。
（１）ＯＦＤＭ信号解析装置は、離散信号データから推定手段により伝送路応答を推定し、復調データ取得手段により前記離散信号データから得られる復調データによりキャリアＳＮ比測定手段を介してキャリア毎のＳＮ比を求めることができる。したがって、ＯＦＤＭ信号のキャリア毎の特性について劣化状態を認識することができ、少ないシンボル観測により短時間で伝送路特性の解析を実現することが可能となる。そのため、例えば、狭帯域信号からキャリア干渉を受けても、どのＯＦＤＭ信号のキャリアへ妨害となっているかの解析を可能とする。
そして、ＯＦＤＭ信号解析装置は、離散信号データが、周波数補正手段により数シンボル毎に補正され、シンボル同期補正手段により、補正された離散信号データが数シンボル毎にシンボル同期補正が行なわれ、さらに、リサンプリング手段によりデータリサンプリグが数シンボル毎に行なうことを実現できる。そのため、受信信号を観測する時間が短時間でよい。
また、ＯＦＤＭ信号解析装置は、離散信号データが、周波数補正手段により数シンボル毎に補正され、検出判定手段によりどの伝送モードでどのガードインターバル期間の信号であるかの伝送モードの判定が行なわれるため、非同期の周波数を使用しながらも、少ないシンボル観測によりローカル周波数補正とサンプリング周波数補正を実現することが可能となる。また、ＯＦＤＭ信号の伝送モードやガードインターバルの設定は、既知である必要はなく、さらに、自動設定により行なうことが可能となる。
【０１０５】
（２）さらに、ＯＦＤＭ信号解析装置は、離散信号データに基づいて推定手段により伝送路応答を推定し、推定した伝送路応答から周波数特性測定手段により、前記ＯＦＤＭ信号におけるキャリア毎の周波数特性を求めることができるため、ＯＦＤＭ信号のキャリア毎の振幅周波数特性や、また、位相周波数特性を解析することを可能とする。
そして、ＯＦＤＭ信号解析装置は、離散信号データが、周波数補正手段により数シンボル毎に補正され、シンボル同期補正手段により、補正された離散信号データが数シンボル毎にシンボル同期補正が行なわれ、さらに、リサンプリング手段によりデータリサンプリグが数シンボル毎に行なうことを実現できる。そのため、受信信号を観測する時間が短時間でよい。
また、ＯＦＤＭ信号解析装置は、離散信号データが、周波数補正手段により数シンボル毎に補正され、検出判定手段によりどの伝送モードでどのガードインターバル期間の信号であるかの伝送モードの判定が行なわれるため、非同期の周波数を使用しながらも、少ないシンボル観測によりローカル周波数補正とサンプリング周波数補正を実現することが可能となる。また、ＯＦＤＭ信号の伝送モードやガードインターバルの設定は、既知である必要はなく、さらに、自動設定により行なうことが可能となる。
【０１０６】
（３）また、ＯＦＤＭ信号解析装置は、離散信号データに基づいて推定手段により伝送路応答を推定し、さらに、推定した伝送路応答から遅延プロファイル手段により遅延プロファイルを求めることができるため、受信信号（ＯＦＤＭ信号）のマルチパス解析を可能とする。
そして、ＯＦＤＭ信号解析装置は、離散信号データが、周波数補正手段により数シンボル毎に補正され、シンボル同期補正手段により、補正された離散信号データが数シンボル毎にシンボル同期補正が行なわれ、さらに、リサンプリング手段によりデータリサンプリグが数シンボル毎に行なうことを実現できる。そのため、受信信号を観測する時間が短時間でよい。
また、ＯＦＤＭ信号解析装置は、離散信号データが、周波数補正手段により数シンボル毎に補正され、検出判定手段によりどの伝送モードでどのガードインターバル期間の信号であるかの伝送モードの判定が行なわれるため、非同期の周波数を使用しながらも、少ないシンボル観測によりローカル周波数補正とサンプリング周波数補正を実現することが可能となる。また、ＯＦＤＭ信号の伝送モードやガードインターバルの設定は、既知である必要はなく、さらに、自動設定により行なうことが可能となる。
【０１０９】
（４）さらに、ＯＦＤＭ信号解析装置は、離散信号データは、例えば、抽出手段としてＳＰパターン検出回路を用い、あらかじめ用意した基準ＳＰ（スキャッタードパイロット）パターンデータと有効キャリアデータとの積和演算が行なわれ、その抽出手段により判定したパターンに基づき、フレーム同期捕捉を行なうことなく、キャリアデータからＳＰパターン（パイロットシンボル）のみを抽出することができる。
【０１１０】
（５）そして、ＯＦＤＭ信号解析装置において、離散信号データが、キャリア毎の伝送路応答と、窓間数の積を演算手段により演算することにより、前記伝送路特性とは無関係なサイドローブ特性を抑圧した遅延プロファイルを得ることができる。そのため、サイドローブ特性は，従来の１／１０から１／１００程度に抑圧することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るＯＦＤＭ信号解析装置の構成を示したブロック図である。
【図２】 (a),(b),(c)は本発明係るＯＦＤＭ信号解析装置における移動平均結果を示すグラフ図である。
【図３】本発明係るＯＦＤＭ信号解析装置におけるスキャッタードパイロットの配置を示す配置図である。
【図４】本発明係るＯＦＤＭ信号解析装置のスキャッタードパイロットの位相配置を示す位相配置図である。
【図５】本発明係るＯＦＤＭ信号解析装置の復調データの位相とＳＮ比測定との関係を示すグラフ図である。
【符号の説明】
１０ ＯＦＤＭ信号解析装置
１００ 受信部
１０１ 直交検波器（処理手段）
１０２ Ａ／Ｄ変換回路（処理手段）
１０３ 周波数補正回路（周波数補正手段）
１０４ 伝送モード判定回路（検出判定手段）
１０５ シンボル同期補正回路（シンボル同期補正手段）
１０６ 周波数補正回路（周波数補正手段）
１０７ リサンプリング回路（リサンプリング手段）
１０８ 有効シンボル切り出し回路（復調データ取得手段）
１０９ ＦＦＴ回路（復調データ取得手段）
１１０ ＡＣ，ＴＭＣＣキャリア抽出回路（キャリア間隔の周波数差推定手段）
１１１ キャリア間隔周波数差推定回路（キャリア間隔の周波数差推定手段）
１１２ 周波数補正回路（キャリア間隔の周波数補正手段）
１１３ 復調回路（復調データ取得手段）
１１４ ＳＰパターＮ検出回路（抽出手段）
１１５ 基準ＳＰ発生回路（推定手段）
１１６ 複素除算回路（推定手段）
１１７ 周波数補正制御回路（周波数補正手段）
２００ 解析部
２０１ 遅延プロファイル測定回路（遅延プロファイル測定手段）
２０１ａ 窓関数の積算回路
２０２ 周波数特性測定回路（周波数特性測定手段）
２０３ キャリアＳ／Ｎ比測定回路（キャリアＳ／Ｎ比測定手段）
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：直交周波数分割多重）信号解析装置に係り、特に、マルチパス妨害、混信妨害、および、雑音妨害等の妨害に対し、受信したＯＦＤＭ信号の伝送路特性を測定解析することができるＯＦＤＭ信号解析装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＯＦＤＭ信号解析装置は、ＯＦＤＭ信号の伝送モードやガードインターバルの設定は既知であることが条件であり、その設定は手動設定で行なわれていることが知られている。そして、このＯＦＤＭ信号解析装置は、サンプリング周波数およびローカル周波数のずれに対しての検出を、ＰＬＬ（phase lock loop : 位相同期ループ）回路を用いて行ない、また、復調のために必要なパイロットシンボルを受信信号から抽出するため、フレーム同期捕捉手段を用いて同期作業を行なった上で、特定キャリアの特定のシンボルに挿入しているパイロットシンボルを抽出する構成としている。
【０００３】
さらに、ＯＦＤＭ信号解析装置は、ガードインターバルを除いた有効シンボルを検出する検出手段と、この検出手段により検出した有効シンボルをＦＦＴ（高速フーリエ変換）するＦＦＴ手段と、このＦＦＴ手段によりＦＦＴした有効シンボルからＳＰを抽出するＳＰ抽出手段等を備えている。
【０００４】
また、ＯＦＤＭ信号解析装置は、受信信号に対して全キャリアについての信号特性を測定する構成としており、キャリア毎のＳＮ比についての測定解析に対する構成は備えていないのが現状である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のＯＦＤＭ信号解析装置では、以下に示す問題点が存在していた。すなわち、ＯＦＤＭ信号の伝送モードやガードインターバルの設定はその装置において既知であることが条件であり、また、設定を行なう場合も手動設定であった。
【０００６】
また、ＯＦＤＭ信号解析装置は、ローカル周波数や、また、サンプリング周波数は、受信信号に対して非同期の周波数を使用するか、もしくは、ローカル周波数ずれやサンプリング周波数ずれの検出に、ＰＬＬ回路を使用していたため、正しいローカル周波数と正しいサンプリング周波数を発生させるために、そのＰＬＬ回路がそれら周波数信号を引き込むまで、受信信号を観測する時間が必要となってしまった。
【０００７】
さらに、ＯＦＤＭ信号解析装置は、復調のために必要なパイロットシンボルを受信信号から抽出するのに、信号のシンボルがフレームの先頭から何番目のシンボルであるか、シンボル番号の特定が必要であるため、フレーム同期捕捉を行なう必要があることから、そのフレーム同期捕捉を行なった上で特定キャリアの特定のシンボルに挿入してあるパイロットシンボルを抽出することから、観測シンボル数が多数存在するために観測時間がかかってしまった。なお、例えば、地上デジタル放送の方式ＩＳＤＢ−Ｔの場合、１フレームは２０４シンボルで構成されているため、フレーム同期の検出は、２０４シンボル以上の観測時間が必要であった。
【０００８】
そして、ＯＦＤＭ信号の伝送路特性の解析において、窓関数を使用することなく、遅延プロファイルを求めていたため、矩形スペクトルの解析によりＯＦＤＭ信号をマルチパスの各パスのメインプローブに加え、伝送路特性とは関係のないサイドローブが出力されてしまい、解析作業の妨げになってしまった。
【０００９】
さらに、従来のＯＦＤＭ信号解析装置は、アナログテレビなどの狭帯域信号からキャリア干渉を受けている場合に、その干渉がどのキャリアに妨害を与えているのかを判断しておらず、キャリア毎のＳＮ比を測定解析する機能を備えていなかった。
【００１０】
本発明は、以上のような従来のＯＦＤＭ信号解析装置における問題点に鑑みてなされたものであり、ＯＦＤＭ信号の伝送モードやガードインターバルを検出判定でき、また、受信の際のローカル周波数やサンプリング周波数は、受信するＯＦＤＭ信号に対して非同期の周波数を使用しながらも、少ない観測時間でローカル周波数補正とサンプリング周波数補正を実現し、さらに、フレーム同期捕捉を行なうことなく少ない観測時間で復調のために必要なパイロットシンボルを抽出することができ、そして、ＯＦＤＭ信号の伝送路特性の解析において、伝送路特性とは関係のないサイドローブ特性を抑圧した遅延プロフィルを演算することができ、さらに、ＯＦＤＭ信号のキャリア毎における特性の劣化状況を演算することができるＯＦＤＭ信号解析装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明では前記の課題を解決するためにＯＦＤＭ信号解析装置を以下のように構成した。すなわち、受信したＯＦＤＭ信号の伝送特性を解析するためのＯＦＤＭ信号解析装置において、受信したＯＦＤＭ信号を直交検波すると共に、Ａ／Ｄ変換し離散信号データとして出力する処理手段と、前記離散信号データに基づいて伝送路応答を推定する推定手段と、前記伝送路応答に基づいて前記離散信号データを復調し、復調データを得る復調データ取得手段と、前記復調データから前記ＯＦＤＭ信号のキャリア毎のＳＮ比を求めるキャリアＳＮ比測定手段と、前記離散信号データの周波数補正を数シンボル毎で行なう周波数補正手段と、前記離散信号データのシンボル同期補正を数シンボル毎で行なうシンボル同期補正手段と、前記離散信号データのデータリサンプリングを数シンボル毎で実現するリサンプリング手段と、周波数補正された前記離散信号データから前記ＯＦＤＭ信号の伝送モードおよびガードインターバルを検出判定する検出判定手段と、を備えるＯＦＤＭ信号解析装置の構成とした。
【００１２】
このように構成されることにより、ＯＦＤＭ信号解析装置は、はじめに、受信したＯＦＤＭ信号を処理手段により直交検波すると共にＡ／Ｄ変換して離散信号データとする。そして、その離散信号データから推定手段により伝送路応答を推定している。さらに、復調データ取得手段により、前記離散信号データから前記伝送応答に基づいて得られる復調データによりキャリアＳＮ比測定手段を介してキャリア毎のＳＮ比を求めることができる。なお、推定手段は、例えば、複素除算部（回路）と、基準ＳＰ発生部（回路）とから構成している。また、ＯＦＤＭ信号解析装置において、処理手段により直交検波されると共にＡ／Ｄ変換された離散信号データは、周波数補正手段により数シンボル毎に補正される。そして、シンボル同期補正手段により、補正された離散信号データが数シンボル毎にシンボル同期補正が行なわれ、さらに、リサンプリング手段によりデータリサンプリング（クロック周波数補正）が数シンボル毎に実現することができる。さらに、ＯＦＤＭ信号解析装置において、直交検波すると共にＡ／Ｄ変換した離散信号データは、周波数補正手段により数シンボル毎に補正され、検出判定手段によりどの伝送モードでどのガードインターバル期間の信号であるかの伝送モードの判定が行なわれる。
【００１３】
また、受信したＯＦＤＭ信号の伝送特性を解析するためのＯＦＤＭ信号解析装置において、受信したＯＦＤＭ信号を直交検波すると共に、Ａ／Ｄ変換し離散信号データとして出力する処理手段と、前記離散信号データに基づいて伝送路応答を推定する推定手段と、前記伝送路応答に基づいて前記離散信号データを復調し、復調データを得る復調データ取得手段と、前記伝送路応答に基づいて周波数特性を測定する周波数特性測定手段と、前記離散信号データの周波数補正を数シンボル毎で行なう周波数補正手段と、前記離散信号データのシンボル同期補正を数シンボル毎で行なうシンボル同期補正手段と、前記離散信号データのデータリサンプリングを数シンボル毎で実現するリサンプリング手段と、周波数補正された前記離散信号データから前記ＯＦＤＭ信号の伝送モードおよびガードインターバルを検出判定する検出判定手段と、を備えるＯＦＤＭ信号解析装置として構成した。
【００１４】
このように構成されることにより、ＯＦＤＭ信号解析装置は、はじめに、受信したＯＦＤＭ信号を処理手段により直交検波すると共にＡ／Ｄ変換して離散信号データとする。そして、検波してＡ／Ｄ変換した後の離散信号データから推定手段により伝送路応答を推定している。さらに、推定した伝送路応答から周波数特性測定手段により前記ＯＦＤＭ信号におけるキャリア毎の周波数特性を求めている。また、ＯＦＤＭ信号解析装置において、処理手段により直交検波されると共にＡ／Ｄ変換された離散信号データは、周波数補正手段により数シンボル毎に補正される。そして、シンボル同期補正手段により、補正された離散信号データが数シンボル毎にシンボル同期補正が行なわれ、さらに、リサンプリング手段によりデータリサンプリング（クロック周波数補正）が数シンボル毎に実現することができる。さらに、ＯＦＤＭ信号解析装置において、直交検波すると共にＡ／Ｄ変換した離散信号データは、周波数補正手段により数シンボル毎に補正され、検出判定手段によりどの伝送モードでどのガードインターバル期間の信号であるかの伝送モードの判定が行なわれる。
【００１５】
さらに、受信したＯＦＤＭ信号の伝送特性を解析するためのＯＦＤＭ信号解析装置において、受信したＯＦＤＭ信号を直交検波すると共に、Ａ／Ｄ変換し離散信号データとして出力する処理手段と、前記離散信号データに基づいて伝送路応答を推定する推定手段と、前記伝送路応答に基づいて前記離散信号データを復調し、復調データを得る復調データ取得手段と、前記伝送路応答に基づいて遅延プロファイルを求める遅延プロファイル測定手段と、前記離散信号データの周波数補正を数シンボル毎で行なう周波数補正手段と、前記離散信号データのシンボル同期補正を数シンボル毎で行なうシンボル同期補正手段と、前記離散信号データのデータリサンプリングを数シンボル毎で実現するリサンプリング手段と、周波数補正された前記離散信号データから前記ＯＦＤＭ信号の伝送モードおよびガードインターバルを検出判定する検出判定手段と、を備えるＯＦＤＭ信号解析装置として構成した。
【００１６】
このように構成されることにより、ＯＦＤＭ信号解析装置は、はじめに、受信したＯＦＤＭ信号を処理手段により直交検波すると共にＡ／Ｄ変換して離散信号データとする。そして、その離散信号データから推定手段により伝送路応答を推定している。さらに、推定した伝送路応答から遅延プロファイル手段により遅延プロファイルを求めている。また、ＯＦＤＭ信号解析装置において、処理手段により直交検波されると共にＡ／Ｄ変換された離散信号データは、周波数補正手段により数シンボル毎に補正される。そして、シンボル同期補正手段により、補正された離散信号データが数シンボル毎にシンボル同期補正が行なわれ、さらに、リサンプリング手段によりデータリサンプリング（クロック周波数補正）が数シンボル毎に実現することができる。さらに、ＯＦＤＭ信号解析装置において、直交検波すると共にＡ／Ｄ変換した離散信号データは、周波数補正手段により数シンボル毎に補正され、検出判定手段によりどの伝送モードでどのガードインターバル期間の信号であるかの伝送モードの判定が行なわれる。
【００２１】
また、前記ＯＦＤＭ信号解析装置において、受信した前記ＯＦＤＭ信号から復調のために必要なパイロットシンボルを抽出する場合に、フレーム同期捕捉を行なうことなく、数シンボルでパイロットシンボルを抽出する抽出手段を備える構成とした。
【００２２】
このように構成されることにより、前記ＯＦＤＭ信号解析装置において、受信信号から直交検波すると共にＡ／Ｄ変換して得られる離散信号データは、例えば、抽出手段としてＳＰパターン検出回路を用い、あらかじめ用意した基準ＳＰ（スキャッタードパイロット）パターンデータと有効キャリアデータとの積和演算が行なわれる。そのため、抽出手段により判定したパターンに基づき、キャリアデータからＳＰパターン（パイロットシンボル）のみを抽出することができる。
【００２３】
さらに、前記ＯＦＤＭ信号解析装置において、離散信号データから推定したキャリア毎の伝送路応答と、窓関数の積を演算する演算手段を備える構成とした。
【００２４】
このように構成されることにより、前記ＯＦＤＭ信号解析装置において、受信信号に直交検波すると共にＡ／Ｄ変換して得られる離散信号データは、キャリア毎の伝送路応答と、窓間数の積を演算手段により演算することにより、前記伝送路特性とは無関係なサイドローブ特性を抑圧した遅延プロファイルを得ることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明における実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１は、ＯＦＤＭ信号解析装置の構成を示したブロック図である。なお、ここでは、ＯＦＤＭ信号解析装置として、ＩＳＤＢ（Integrated services digital broadcasting）−Ｔ伝送方式の地上デジタル放送に適用した例について説明する。
【００２６】
なお、ＩＳＤＢ−Ｔ伝送方式の伝送パラメータの値は、伝送モード毎に決められている。また、ＩＳＤＢ−Ｔの変調および復調に用いるＦＦＴ（離散フーリエ変換）のサンプリング周波数ｆFFTは、２０４８／２５２ＭＨｚ（＝８．１２６９８…ＭＨｚ）で与えられる。さらに、ＦＦＴのポイント数Ｎ0は、ＩＳＤＢ−Ｔの伝送モード１のとき２０４８、伝送モード２のとき４０９６、伝送モード３のとき８１９２である。また、有効シンボル長Ｔuは、伝送モード１，２，３のそれぞれに対して、２５２μｓｅｃ、５０４μｓｅｃ、１００８μｓｅｃである。そして、ガードインターバル期間Ｔgは、Ｔu／４，Ｔu／８，Ｔu／１６もしくは、Ｔu／３２である。
【００２７】
ＩＳＤＢ−Ｔ伝送方式のＯＦＤＭのキャリア数ＫとＦＦＴのポイント数Ｎ0には、Ｋ＜Ｎ0の関係がある。また、ＩＳＤＢ−ＴのＯＦＤＭ信号には、特定キャリアにＡＣ(auxiliary channel)、ＴＭＣＣ（Time multiplexing configuration control）などのＩＳＤＢ−Ｔの制御信号データが割り当てられている。さらに、受信側のデータの等化基準となるパイロットデータは、図３に示すように、特定のキャリアにおける特定のシンボルに割り当てられている。これをスキャッタードパイロット（ＳＰ）と呼ぶ。
【００２８】
このＳＰの変調レベルは、送信データの変調レベルのＲＭＳ（Root Mean Square）値をＬとすると、その４／３倍であり、図４に示すように、位相図上に（４Ｌ／３，０）もしくは（−４Ｌ／３，０）に配置される。ＳＰがどちらに配置されるかは、キャリア番号毎に、あらかじめ決められている。なお、ここでは、ＯＦＤＭの変調は、１６ＱＡＭ（quadrature amplitude modulation）として説明するが、これに限られるものではなく、例えば、ＱＰＳＫ（quadrature phase shift keying）、６４ＱＡＭなど任意の変調に適用可能であることはもちろんである。
【００２９】
つぎに、図１に示すように、ＯＦＤＭ信号解析装置１０の構造について説明する。このＯＦＤＭ信号解析装置１０は、地上デジタル放送信号を受信する受信部１００と、この受信部１００で受信したＯＦＤＭ信号を測定解析する解析部２００とから構成されている。
【００３０】
はじめに、ＯＦＤＭ信号解析装置１０の受信部１００の構成について述べる。ＯＦＤＭ信号解析装置１０の受信部１００は、直交検波器１０１と、Ａ／Ｄ変換回路１０２と、周波数補正回路１０３、１０６と、伝送モード判定回路１０４と、シンボル同期補正回路１０５と、リサンプリング回路１０７と、有効シンボル切り出し回路１０８と、ＦＦＴ回路１０９と、ＡＣ，ＴＭＣＣキャリア抽出回路１１０と、キャリア間隔周波数差推定回路１１１と、周波数補正回路１１２と、復調回路１１３と、ＳＰパターン検出回路１１４と、基準ＳＰ発生回路１１５と、複素除算回路１１６と、周波数補正制御回路１１７とを備えている。
【００３１】
直交検波器１０１は、受信したＩＳＤＢ−Ｔ地上デジタル放送信号を直行検波するためのものである。また、Ａ／Ｄ変換回路１０２は、直交検波器１０１により直交検波して出力される複素ベースバンド信号Ｒ（ｔ）をＡ／Ｄ変換し、その変換する際に、ＦＦＴサンプリング周波数ｆＦＦＴと等しいか、もしくはそれより大きい周波数のサンプリング周波数ｆＡＤＣで離散信号データＲ（ｎ）に変換されて周波数補正回路１０３に出力するためのものである。なお、直交検波器１０１およびＡ／Ｄ変換回路１０２とを併せてここでは処理手段として構成している。
【００３２】
周波数補正回路１０３は、入力された離散信号データＲ（ｎ）の周波数を補正し、伝送モード判定回路１０４と、周波数補正回路１０６に出力するためのものである。また、周波数補正回路１０６は、周波数補正回路１０３から入力された離散信号データＲ（ｎ）に対して、伝送モード判定回路１０４から入力される周波数補正情報（ｄｆsc）に基づいて、さらに、周波数補正してリサンプリング回路１０７に出力するためのものである。
【００３３】
さらに、伝送モード判定回路１０４は、周波数補正された離散信号データＲ（ｎ）により伝送モードを判定するためのものであり、入力された離散信号データＲ（ｎ）を、周波数補正回路１０６に出力すると共に、シンボル同期補正回路１０５に出力している。
【００３４】
また、シンボル同期補正回路１０５は、入力された離散信号データＲ（ｎ）の補正シンボル同期タイミングをリサンプリング回路１０７に出力している。このシンボル同期補正回路１０５は、伝送モード判定回路１０４から２以上のシンボル同期タイミングｎ０sync（ｉ）が入力されてその補正を行ない、シンボル同期の高安定化を図るものである。
【００３５】
また、リサンプリング回路１０７は、周波数補正回路１０６から入力される周波数補正された離散信号データＲ（ｎ）と、シンボル同期補正回路１０５から入力される補正シンボル同期タイミングにより、その離散信号データＲ（ｎ）をリサンプルするためのものである。このリサンプリング回路１０７は、リサンプルした離散信号データＲ（ｎ）を有効シンボル切り出し回路１０８に出力している。
【００３６】
有効シンボル切り出し回路１０８は、入力されるすでに周波数補正されている離散信号データＲ（ｎ）のＦＦＴ（Fast Fourier Transform）ウィンドウの切り出し位置を決定し、その離散信号データＲ（ｎ）から、ＦＦＴウィンドウの切り出し位置に相当するサンプル番号を先頭に、有効シンボル長に相当する数の離散信号データを抜き出し、離散信号データＸ（ｉ，ｎ）としてＦＦＴ回路１０９に出力するためのものである。なお、離散信号データＸ（ｉ，ｎ）のｉは、シンボル番号であり、ｎはシンボルｉのデータサンプル番号であり、かつ、ｎは１からＮ0までの整数である。
【００３７】
ＦＦＴ回路１０９は、入力された離散信号データＸ（ｉ，ｎ）を、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）して、周波数軸上のキャリアデータＹ（ｉ，ｎ）に変換して、そのキャリアデータＹ（ｉ，ｎ）を、ＡＣ，ＴＭＣＣキャリア抽出回路１１０と、周波数補正回路１１２に出力するためのものである。
なお、キャリアデータＹ（ｉ，ｎ）のｉは、シンボル番号、ｎはキャリア番号であり、ｎは１からＮ0までの整数である。また、キャリア数Ｎ0のうち有効キャリア数はＫであり、無効キャリア数は、（Ｎ0−Ｋ）である。
【００３８】
ＡＣ，ＴＭＣＣキャリア抽出回路１１０は、ＦＦＴ回路１０９から入力されたキャリアデータＹ（ｉ，ｎ）をキャリア毎にシンボル間で差動復調を行ない、そのキャリアデータＹ（ｉ，ｎ）毎の差動復調データを得ることができるものである。そして、このキャリア毎の差動復調データをキャリア間隔周波数差推定回路１１１に出力するものである。
【００３９】
キャリア間隔周波数差推定回路１１１は、ＡＣ，ＴＭＣＣキャリア抽出回路１１０からのキャリア毎の差動復調データが入力され、あらかじめ、キャリア間隔周波数差推定回路内に保持してある基準ＡＣ，ＴＭＣＣデータと、キャリア方向に相互相関を求め、キャリア周波数間隔単位の周波数差を検出するためのものである。このキャリア間隔周波数差推定回路１１１は、キャリア周波数間隔単位の周波数差情報を前記周波数補正回路１１２に出力している。
【００４０】
周波数補正回路１１２は、キャリア間隔周波数差推定回路１１１から入力されたキャリア周波数間隔単位の周波数差情報を基に、ＦＦＴ回路１０９から入力されたキャリアデータＹ（ｉ，ｎ）を、キャリア単位でシフトさせるためのものである。この周波数補正回路１１２は、有効キャリアデータＹ（ｉ，ｋ）を復調回路１１３に出力すると共に、キャリアデータＹ（ｉ，ｎ）をＳＰパターン検出回路１１４に出力している。
【００４１】
復調回路１１３は、周波数補正回路１１２から入力される有効キャリアデータＹ（ｉ，ｋ）を、後記する複素除算回路１１６から入力されるキャリア毎の伝送路応答Ｈ（ｉ，ｋ）により複素除算を行なうことで、そのキャリアデータが等化復調され、復調データＺ（ｉ，ｋ）を得るためのものである。
【００４２】
なお、ここで、伝送モード判定回路１０４およびキャリア間隔周波数差推定回路１１１で得られたそれぞれの周波数差情報は、受信部１００の周波数補正制御回路１１７へ入力される。この周波数補正制御回路１１７は、一括した周波数補正情報を周波数補正回路１０３に入力させ、この時点以後の受信には、周波数補正回路１０３のみにて周波数補正を行なうことも可能としている。
【００４３】
さらに、図１に示すように、ＳＰパターン検出回路１１４は、周波数補正回路１１２からキャリアデータＹ（ｉ，ｎ）が入力され、複数通り（ＩＳＤＢ−Ｔ伝送方式のＯＦＤＭ信号の場合は４通り、図３参照）あるシンボルのうち現シンボルがどのＳＰパターンであるかを判別するためのものである。このＳＰパターン検出回路１１４は、ＳＰデータＹSP4（ｉ，ｋ）を、複素除算回路１１６に出力する。
【００４４】
複素除算回路１１６は、基準ＳＰ発生回路１１５から発生する基準ＳＰデータ部ＳSP（ｋ）により複素除算し、キャリア毎の伝送路応答Ｈ（ｉ，ｋ）を求めるためのものである。
【００４５】
つぎに、図１に示すように、ＯＦＤＭ信号解析装置１０の解析部２００の構成について述べる。解析部２００は、主として遅延プロファイル測定回路２０１と、周波数特性測定回路２０２と、キャリアＳＮ比測定回路２０３とを備えている。遅延プロファイル測定回路２０１は、複素除算回路１１６から伝送路応答Ｈ（ｉ，ｋ）が入力される。そして、この遅延プロファイル測定回路２０１は、入力された伝送路応答Ｈ（ｉ，ｋ）からｉ番目のシンボルのキャリアｋ＝１，２，３…ＫのＨ（ｉ，１）、Ｈ（ｉ，２）、…Ｈ（ｉ，Ｋ）列を取り出し、その列に（Ｎ0−Ｋ）個のヌルデータを加え、全部でＮ0個のデータ列とし、このデータ列に分点数Ｎ0のＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）を行なうことにより、ｉ番目のシンボルの遅延プロファイルデータｄｅｌａｙ（ｉ，ｎ）を得るように機能するものである。
【００４６】
また、遅延プロファイル測定回路２０１は、窓関数の積算回路２０１ａを介して窓関数による遅延プロファイル評価機能を備えている。例えば、ガウス窓関数などの窓関数をＷｄ（ｋ）とすると、窓関数による遅延プロファイル評価を行なう場合には、キャリア毎の伝送路応答Ｈ（ｉ，ｋ）と、その窓関数Ｗｄ（ｋ）との積をとり、その積の結果を新たなキャリア毎の伝送路応答Ｈ（ｉ，ｋ）とし、ＩＦＦＴを行ない、遅延プロファイルデータｄｅｌａｙ（ｉ，ｎ）を得るように機能するものである。
【００４７】
さらに、図１に示すように、周波数特性測定回路２０２は、入力されたキャリア毎の伝送路応答Ｈ（ｉ，ｋ）から、振幅周波数特性と位相周波数特性を求める機能を備えている。
そして、キャリアＳＮ比測定回路２０３は、入力された復調データＺ（ｉ，ｋ）のキャリア毎のＳＮ比測定を行なう機能を有している。
【００４８】
つぎに、このＯＦＤＭ信号解析装置１０の作用について図１を主に参照して説明する。受信したＩＳＤＢ−Ｔ地上デジタル放送信号（ＯＦＤＭ信号）は、直交検波器１０１に入力され、直交検波されて複素ベースバンド信号Ｒ（ｔ）が出力される。そして、出力された複素ベースバンド信号Ｒ（ｔ）は、Ａ／Ｄ変換回路１０２によりｆＦＦＴと等しいか、もしくは、そのｆＦＦＴより大きい周波数のサンプリング周波数ｆＡＤＣで離散信号データＲ（ｎ）に変換される。さらに、変換されたその離散信号データＲ（ｎ）は、周波数補正回路１０３に入力され、その離散信号データＲ（ｎ）が周波数補正される。なお、直交検波器１０１とＡ／Ｄ変換回路１０２の配置は、順序が逆となって、はじめに離散信号データＲ（ｎ）に変換し、その変換した離散信号データＲ（ｎ）を直交検波する構成としてもよい。
【００４９】
周波数補正回路１０３により周波数補正された離散信号データＲ（ｎ）は、伝送モード判定回路１０４と、周波数補正回路１０６に入力される。
伝送モード判定回路１０４に離散信号データＲ（ｎ）が入力されると、その離散信号データＲ（ｎ）から（式１）に示すｍ個の連続するデータを抜き出し、ガードインターバル相関演算を行なう。
【００５０】
【数１】
ガードインターバル相関演算は、有効シンボル長Ｔuが異なるＩＳＤＢ−Ｔのモード１，２，３のそれぞれについて行なう。つぎに、各伝送モードに対応したガード相関結果について、４種類のガードインターバル期間Ｔgに相当する幅で移動平均となる処理をそれぞれ行なう。その結果、移動平均結果は合計１２通り得られる。具体的には、ガードインターバル相関は、伝送モード毎に決まっている有効シンボル期間Ｔu分だけ遅延させた信号と原信号に対して、（式２）に示すような演算を行なうものである。なお、ＯＦＤＭ信号解析装置において、あらかじめ受信したＯＦＤＭ信号の伝送モードとガードインターバルが既知であるならば、そのガードインターバル期間Ｔgおよび有効シンボル期間Ｔuの値を入れて演算すればよい。
【００５２】
【数２】
なお、Ｒｅ｛｝は、複素数の実数部、Ｉｍ｛｝は、複素数の虚数部を表わしている。
伝送モード判定回路１０４での離散信号データＲ（ｎ）に対するガードインターバル相関は、実際には、次の（式３）で示すように行ない、ガードインターバル相関出力Ｇ（ｎ）を得る。
【００５４】
【数３】
ここで、ｎT＝Ｔu×ｆADCである。
また、移動平均出力は、ガードインターバル期間Ｔgに対して（式４）により与えられる。
【００５６】
【数４】
離散信号データＲ（ｎ）に対しては、実際は（式５）により与えられる。
【００５８】
【数５】
ここで、ｎg＝Ｔg×ｆADCである。
（式３）と、（式５）によって、図２（ａ）に示すような移動平均結果が１２通り得られる（図２（ａ）では１通りのみ示す）。
【００６０】
図２（ａ）に示すように、伝送モード判定は、この１２通りの移動平均結果Ｃ（ｎ）の振幅｜Ｃ（ｎ）｜について、ピークレベルと、フロアレベルの差を計算し、そのレベル差が最大となる移動平均結果を与える伝送モードとガードインターバルの組み合わせを判定結果とする。
【００６１】
また、図２（ｂ）に示すように、伝送モード判定は、移動平均結果Ｃ（ｎ）の振幅｜Ｃ（ｎ）｜のサンプルのうち、レベルの高いほうからＡ％の値Ｌ（Ａ）と、Ｂ％の値Ｌ（Ｂ）を検出し、Ｌ（Ａ）−Ｌ（Ｂ）が最大となる伝送モードとガードインターバルの組み合わせを判定結果としてもよい。
【００６２】
さらに、図２（ｃ）に示すように、伝送モード判定は、ピークレベルおよびフロアレベルの５０％の値Ｌ（５０）を求め、｜Ｌ（Ａ）−Ｌ（５０）｜／｜Ｌ（５０）−Ｌ（Ｂ）｜が最大となる伝送モードとガードインターバルの組み合わせを判定結果としても構わない。
【００６３】
なお、伝送モード判定回路１０４で求めるＩＳＤＢ−Ｔ地上デジタル放送信号のシンボル同期タイミングは、伝送モードを判定した移動平均結果Ｃ（ｎ）について、その振幅のピークレベルを与えるサンプル番号をシンボル同期タイミング位置としている。そのため、シンボル番号ｉに対して得られるシンボル同期タイミングサンプル番号ｎ＝ｎ０sync（ｉ）が、伝送モード判定回路１０４からシンボル同期補正回路１０５に入力される。
【００６４】
さらに、伝送モード判定回路１０４には、シンボル同期補正回路１０５から補正されたシンボル同期タイミングが入力される。その補正されたシンボル同期タイミングをｎ＝ｎ１sync（ｉ）とすると、次の（式６）を用いて周波数補正情報ｄｆSCを求め、周波数補正回路１０６に出力している。
【００６５】
【数６】
なお、ここで、Ｔuには伝送モードを判定した有効シンボル長を与える。また、このとき、ｎ１sync（ｉ）は、整数とは限らず有理数または実数となることもある。整数以外の場合、Ｃ（ｎ１sync（ｉ））は、Ｃ（ｎ）から適当な補間を行なって求めている。
【００６７】
また、シンボル同期補正回路１０５では、伝送モード判定回路１０４から２以上のシンボル同期タイミングｎ０ｓｙｎｃ（ｉ）が入力され、各シンボル同期タイミングｎ０ｓｙｎｃ（ｉ）の補正を行ない、シンボル同期の高安定化を図っている。
【００６８】
なお、このとき、シンボル番号ｉに対するシンボル同期タイミングｎ０sync（ｉ）については、一次多項式ｆ（ｉ）＝ａ＋ｂｉによるフィッティングカーブを最小二乗法により求める。そして、前記一次多項式で求まる補正シンボル同期タイミングをｎ１sync（ｉ）とすると、ｎ１sync（ｉ）は、ｎ１sync（ｉ）＝ｆ（ｉ）の方程式から求められ、求めたその補正シンボル同期タイミングが伝送モード判定回路１０４に出力される。
【００６９】
なお、フィッティングカーブの一次多項式ｆ（ｉ）＝ａ＋ｂｉの一次係数ｂには、つぎの（式７）の関係があるため、
【００７０】
【数７】
Ａ／Ｄ変換回路１０２のサンプリング周波数ｆADCを（式８）とすることも可能である。
【００７２】
【数８】
なお、逆にサンプリング周波数ｆADCの精度が高信頼度であるならば、一次多項式ｆ（ｉ）＝ａ＋ｂｉの一次係数ｂは、最小二乗法によらず、（式７）から求めることも可能である。
【００７４】
一方、周波数補正回路１０３から周波数補正回路１０６に入力された離散信号データＲ（ｎ）は、伝送モード判定回路１０４からの周波数補正情報ｄｆSCを基に周波数補正される。この周波数補正回路１０６では、入力された離散信号データＲ（ｎ）と、周波数補正情報ｄｆSCから、（式９）の演算を行ない、新たに周波数補正された離散信号データＲ（ｎ）として出力してリサンプリング回路に入力させている。
【００７５】
【数９】
リサンプリング回路１０７に入力された離散信号データＲ（ｎ）は、シンボル同期補正回路１０５から出力される補正シンボル同期タイミングによりリサンプルされる。リサンプリング回路１０７では、シンボル同期補正回路１０５から補正シンボル同期タイミングｎ１sync（ｉ）が入力されるため、離散信号データＲ（ｎ）に対して、シンボル同期位置が判明する。ここでは、シンボル番号ｉの補正シンボルタイミングからｉ＋１番目の補正シンボルタイミングまでの入力離散信号データＲ（ｎ）を、Ｎ0×（１＋Ｔg／Ｔu）のサンプル数でリサンプルする。
【００７７】
このとき、補正シンボルタイミングｎ１sync（ｉ）は、整数とは限らず、有理数、または、実数となることもある。補正シンボルタイミングｎ１sync（ｉ）が整数ではない場合、リサンプルデータは、入力離散信号データＲ（ｎ）から適当な補間を行なって求めている。そして、リサンプリング回路１０７でリサンプルされた離散信号データＲ（ｎ）は有効シンボル切り出し回路１０８に入力される。
【００７８】
有効シンボル切り出し回路１０８に入力された離散信号データＲ（ｎ）は、離散信号データからＦＦＴウィンドウの切り出し位置に相当するサンプル番号を先頭に、有効シンボル長に相当する数のデータが抜き出され、離散信号データＸ（ｉ，ｎ）として出力され、ＦＦＴ回路１０９に入力される。
【００７９】
ＦＦＴ回路１０９に入力された離散信号データＸ（ｉ，ｎ）は、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）され、周波数軸上のキャリアデータＹ（ｉ，ｎ）に変換され、周波数補正回路１１２と、ＡＣ，ＴＭＣＣキャリア抽出回路１１０に入力される。
【００８０】
ＡＣ，ＴＭＣＣキャリア抽出回路１１０では、ＦＦＴ回路１０９から入力されたキャリアデータＹ（ｉ，ｎ）を、キャリア毎にシンボル間で差動復調を行ない、Ｙ（ｉ，ｎ）のキャリア毎の差動復調データ（ＡＣ，ＴＭＣＣ復調データ）を得て、キャリア間隔周波数差推定回路１１１に入力している。
【００８１】
ＡＣ，ＴＭＣＣキャリア抽出回路１１０からキャリア間隔周波数差推定回路１１１に入力されたキャリア毎の差動復調データは、あらかじめ、キャリア間隔周波数差推定回路内に保持してある基準ＡＣ，ＴＭＣＣデータと、キャリア方向に相互相関が求められ、そのＡＣ，ＴＭＣＣ復調データキャリアにおける周波数間隔単位の周波数差が検出される。そして、このキャリア間隔周波数差推定回路１１１は、キャリア周波数間隔単位の周波数差情報を前記周波数補正回路１１２に出力している。
【００８２】
周波数補正回路１１２は、キャリア間隔周波数差推定回路１１１から周波数補正回路１１２に入力されたキャリア周波数間隔単位の周波数情報をもとに、ＦＦＴ回路１０９から入力されたキャリアデータＹ（ｉ，ｎ）を、キャリア単位でシフトさせている。
【００８３】
なお、ここで、伝送モード判定回路１０４およびキャリア間隔周波数差推定回路１１１で得られたそれぞれの周波数差情報は、周波数補正制御回路１１７へ入力される。そして、その周波数補正制御回路１１７により、一括した周波数補正情報を周波数補正回路１０３に入力させ、この時点以後の受信には、周波数補正回路１０３のみにて周波数補正行ない周波数補正回路１０６を経ることなく、リサンプリング回路１０７に離散信号データＲ（ｎ）の入力を行なうことも可能となる。また、このように周波数補正回路１０３のみにて周波数補正行なう場合は、周波数補正回路１１２の周波数補正も必要なくなる。
【００８４】
一方、ＳＰパターン検出回路１１４には、周波数補正回路１１２からキャリアデータＹ（ｉ，ｎ）が入力される。そして、ＩＳＤＢ−Ｔ伝送方式のＯＦＤＭ信号には、図３に示すように、キャリア方向で表現したＳＰ（スキャッタードパイロット）パターンが全部で４通りあり、連続する４シンボルにそれぞれ配置されている。また、同一のＳＰパターンは、シンボル（時間）方向に４シンボル毎に配置されている。
【００８５】
そのため、ＳＰパターン検出回路１１４にあらかじめ用意されている４つの基準ＳＰパターンデータＰ（ｊ，ｋ）（ｊ＝１，２，３，４、ｋ＝１，２，３…Ｋ）は、ＳＰが存在するキャリアｋでは、（実数部データ、虚数部データ）＝（４Ｌ／３，０）もしくは（−４Ｌ／３，０）とし、また、ＳＰが存在しないキャリアｋでは（０，０）とする。このあらかじめ用意した４つのＳＰパターンと現シンボルｉのキャリアデータＹ（ｉ，ｎ）のうちの有効キャリアデータＹ（ｉ、ｋ）との積和演算を（式１０）もしくは（式１１）などのように行ない、その演算結果Ｗ（ｊ）の最大値を与えるＳＰパターンｊが、現シンボルｉの有効キャリアデータＹ（ｉ，ｋ）に存在することをＳＰパターン検出回路１１４は判定している。
【００８６】
【数１０】
【数１１】
そのため、現シンボルｉのキャリアデータのＳＰパターンを判定することにより、図３に示すように、その後のシンボルのＳＰパターンも判定することができる。このようにして、判定したＳＰパターンに基づき有効キャリアデータＹ（ｉ，ｋ）からＳＰデータのみを抽出し、ＹSP（ｉ，ｋ）とする。このとき、ＳＰの存在しないキャリアｋのＹSP（ｉ，ｋ）は、（０，０）である。そして、連続して異なるＳＰパターンの４シンボル分のＳＰデータＹSP（ｉ，ｋ）を、（式１２）で示すように加算して、ＹSP4（ｉ，ｋ）を得て、そのＳＰデータＹSP4（ｉ，ｋ）が複素除算回路１１６に入力される。
【００８９】
【数１２】
なお、ＹSP4（ｉ，ｋ）は、異なるＳＰパターンであれば、連続しないシンボルから求めることも可能である。
つぎに、複素除算回路１１６に入力されたＳＰデータＹSP4（ｉ，ｋ）は、基準ＳＰ発生回路１１５から発生する基準ＳＰデータ部ＳSP（ｋ）により（式１３）で示すように複素除算される。そのため、複素除算回路１１６では、ＳＰデータＹSP4（ｉ，ｋ）から、キャリア毎の伝送路応答Ｈ（ｉ，ｋ）が求められる。
【００９１】
【数１３】
この（式１３）により求めたキャリア毎の伝送路応答Ｈ（ｉ，ｋ）は、３キャリアのうち、２つはヌルデータである。そのため、この伝送路応答Ｈ（ｉ，ｋ）を，キャリア方向のフィルタに通過させ、複素除算回路１１６で補間を行なっている。この補間を行なった伝送路応答Ｈ（ｉ，ｋ）を、新たなキャリア毎の伝送路応答Ｈ（ｉ，ｋ）とする。
【００９３】
一方、復調回路１１３では、周波数補正回路１１２から入力される有効キャリアデータＹ（ｉ，ｋ）を、複素除算回路１１６から入力されるキャリア毎の伝送路応答Ｈ（ｉ，ｋ）により、（式１４）に示すように複素除算を行なうことで、キャリアデータが等化復調され、復調データＺ（ｉ，ｋ）を得る。
【００９４】
【数１４】
図１に示すように、解析部２００には、受信部１００から復調データＺ（ｉ，ｋ）と、キャリア毎の伝送路応答Ｈ（ｉ，ｋ）が入力される。
遅延プロファイル測定回路２０１では、キャリア毎の伝送路応答Ｈ（ｉ，ｋ）が入力され、伝送路応答Ｈ（ｉ，ｋ）からｉ番目のシンボルのキャリアｋ＝１，２，３…ＫのＨ（ｉ，１）、Ｈ（ｉ，２）、…Ｈ（ｉ，Ｋ）列を取り出し、その列に（Ｎ0−Ｋ）個のヌルデータを加え、全部でＮ0個のデータ列とする。そして、このデータ列に分点数Ｎ0のＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）を行なうことにより、キャリア毎の伝送路応答Ｈ（ｉ，ｋ）からｉ番目のシンボルの遅延プロファイルデータｄｅｌａｙ（ｉ，ｎ）が、その遅延プロファイル測定回路２０１により得られる。
【００９６】
なお、遅延プロフィアルデータｎの単位時間ｔ0は、ＦＦＴサンプリング周波数ｆFFTと、ＦＦＴ分点数Ｎ0から、ｔ0＝Ｎ0／ｆFFTであるため、遅延プロファイルデータの時間は、ｔ＝（Ｎ0／ｆFFT）×ｎで与えられる。
そして、遅延プロファイル測定回路２０１には、窓関数の積算回路２０１ａを介して窓関数による遅延プロファイル評価機能がある。そのため、ガウス窓関数などの窓関数をＷｄ（ｋ）とすると、窓関数による遅延プロファイル評価を行なう場合、キャリア毎の伝送路応答Ｈ（ｉ，ｋ）と、その窓関数Ｗｄ（ｋ）との積をとり、その積の結果を新たなキャリア毎の伝送路応答Ｈ（ｉ，ｋ）とし、ＩＦＦＴを行ない、遅延プロファイルデータｄｅｌａｙ（ｉ，ｎ）を得ることができる。
【００９７】
つぎに、周波数特性測定回路２０２においては、入力されたキャリア毎の伝送路応答Ｈ（ｉ，ｋ）から、振幅周波数特性と位相周波数特性を求める機能を備えている。そのため、周波数ｆは、ｋとキャリア間隔の積であるため、ｉ番目のシンボル、ｋ番目のキャリアの伝送路応答Ｈ（ｉ，ｋ）から、ｉ番目のシンボルのキャリアｋ＝１，２，３…Ｋに対して、周波数特性が、Ｈ（ｉ，ｆ）として、その周波数特性測定回路２０２により求めることができる。このことから、周波数特性測定回路２０２により振幅周波数特性と位相周波数特性が求めることができる。なお、キャリア間隔は、有効シンボル長Ｔuの逆数である。
【００９８】
さらに、キャリアＳＮ比測定回路２０３においては、入力された復調データＺ（ｉ，ｋ）のキャリア毎のＳＮ比測定が行なわれる。図５に示すように、シンボル番号ｉ、キャリア番号ｋの復調データＺ（ｉ，ｋ）が、位相図上、白丸で示す点に存在するとき、送信データＤ（ｉ，ｋ）は、復調データＺ（ｉ，ｋ）とのユークリッド距離が最も小さい信号点で送信されたものと推定する。この推定した送信データをＤ0（ｉ，ｋ）とすると、キャリアｋのＳＮ比は、（式１５）に示す演算によって求められる。なお、ここで、Ｉは１以上の整数である。
【００９９】
【数１５】
このように、ＯＦＤＭ信号解析装置１０は、信号の離散信号データから周波数補正を、フレーム検出を行なうことなく演算によって、ローカル周波数や、クロック周波数を補正し、正しい周波数を発生させることができる。そのため、その演算には、最低２シンボル以上の信号の観測期間があればよい。なお、ここでは、ＯＦＤＭ信号解析装置は、一例として数シンボル毎として４シンボル毎に対して演算を行なう場合について説明したが、２シンボルから十数シンボルの範囲で演算を行なう構成としてもよい。そして、さらに都合がよい範囲は、２シンボルから数シンボルまでの間つまり、１０シンボルまでであると、従来少なくとも数十シンボルであった場合と比較して半分以下のシンボル観測期間となる。もちろん、比較する対象となるＯＦＤＭ信号解析装置のシンボル観測期間が２０４シンボルなどの数百シンボルである場合は、その半分のシンボル数による演算を行なうことで十分効果を奏することが可能である。
【０１０１】
なお、ＯＦＤＭ信号解析装置は、図１のＡ／Ｄ変換回路１０２から直接有効シンボル切り出し回路１０８に離散信号データを入力し、推定手段である有効シンボル切り出し回路１０８、ＦＦＴ回路１０９、復調回路１１３により離散信号データを、図５に示すように、シンボル番号ｉ、キャリア番号ｋの復調データＺ（ｉ，ｋ）として復調する構成とすることも可能である。この場合、Ａ／Ｄ変換回路から離散信号データを入力し、従来から行なわれているガードインターバル関数演算を行なって、シンボル同期を確立し、そのシンボル同期に従って、有効シンボルを切り出し、ＦＦＴに入力することになる。
【０１０２】
また、キャリアＳＮ比測定回路２０３と、周波数特性測定回路２０２と、遅延プロファイル測定回路２０１は、それぞれが単独で受信部１００に設けられる構成としても構わない。
【０１０３】
さらに、ＳＰパターン検出回路１１４は、従来の構成であってもよく、その場合は、フレーム同期を利用して、フレームの先頭のシンボルを第１シンボルとし、その第１シンボルから第４シンボルまでを抽出することが可能である。
【０１０４】
【発明の効果】
以上に説明したとおり、本発明に係るＯＦＤＭ信号解析装置は、以下に示すように優れた効果を奏する。
（１）ＯＦＤＭ信号解析装置は、離散信号データから推定手段により伝送路応答を推定し、復調データ取得手段により前記離散信号データから得られる復調データによりキャリアＳＮ比測定手段を介してキャリア毎のＳＮ比を求めることができる。したがって、ＯＦＤＭ信号のキャリア毎の特性について劣化状態を認識することができ、少ないシンボル観測により短時間で伝送路特性の解析を実現することが可能となる。そのため、例えば、狭帯域信号からキャリア干渉を受けても、どのＯＦＤＭ信号のキャリアへ妨害となっているかの解析を可能とする。
そして、ＯＦＤＭ信号解析装置は、離散信号データが、周波数補正手段により数シンボル毎に補正され、シンボル同期補正手段により、補正された離散信号データが数シンボル毎にシンボル同期補正が行なわれ、さらに、リサンプリング手段によりデータリサンプリグが数シンボル毎に行なうことを実現できる。そのため、受信信号を観測する時間が短時間でよい。
また、ＯＦＤＭ信号解析装置は、離散信号データが、周波数補正手段により数シンボル毎に補正され、検出判定手段によりどの伝送モードでどのガードインターバル期間の信号であるかの伝送モードの判定が行なわれるため、非同期の周波数を使用しながらも、少ないシンボル観測によりローカル周波数補正とサンプリング周波数補正を実現することが可能となる。また、ＯＦＤＭ信号の伝送モードやガードインターバルの設定は、既知である必要はなく、さらに、自動設定により行なうことが可能となる。
【０１０５】
（２）さらに、ＯＦＤＭ信号解析装置は、離散信号データに基づいて推定手段により伝送路応答を推定し、推定した伝送路応答から周波数特性測定手段により、前記ＯＦＤＭ信号におけるキャリア毎の周波数特性を求めることができるため、ＯＦＤＭ信号のキャリア毎の振幅周波数特性や、また、位相周波数特性を解析することを可能とする。
そして、ＯＦＤＭ信号解析装置は、離散信号データが、周波数補正手段により数シンボル毎に補正され、シンボル同期補正手段により、補正された離散信号データが数シンボル毎にシンボル同期補正が行なわれ、さらに、リサンプリング手段によりデータリサンプリグが数シンボル毎に行なうことを実現できる。そのため、受信信号を観測する時間が短時間でよい。
また、ＯＦＤＭ信号解析装置は、離散信号データが、周波数補正手段により数シンボル毎に補正され、検出判定手段によりどの伝送モードでどのガードインターバル期間の信号であるかの伝送モードの判定が行なわれるため、非同期の周波数を使用しながらも、少ないシンボル観測によりローカル周波数補正とサンプリング周波数補正を実現することが可能となる。また、ＯＦＤＭ信号の伝送モードやガードインターバルの設定は、既知である必要はなく、さらに、自動設定により行なうことが可能となる。
【０１０６】
（３）また、ＯＦＤＭ信号解析装置は、離散信号データに基づいて推定手段により伝送路応答を推定し、さらに、推定した伝送路応答から遅延プロファイル手段により遅延プロファイルを求めることができるため、受信信号（ＯＦＤＭ信号）のマルチパス解析を可能とする。
そして、ＯＦＤＭ信号解析装置は、離散信号データが、周波数補正手段により数シンボル毎に補正され、シンボル同期補正手段により、補正された離散信号データが数シンボル毎にシンボル同期補正が行なわれ、さらに、リサンプリング手段によりデータリサンプリグが数シンボル毎に行なうことを実現できる。そのため、受信信号を観測する時間が短時間でよい。
また、ＯＦＤＭ信号解析装置は、離散信号データが、周波数補正手段により数シンボル毎に補正され、検出判定手段によりどの伝送モードでどのガードインターバル期間の信号であるかの伝送モードの判定が行なわれるため、非同期の周波数を使用しながらも、少ないシンボル観測によりローカル周波数補正とサンプリング周波数補正を実現することが可能となる。また、ＯＦＤＭ信号の伝送モードやガードインターバルの設定は、既知である必要はなく、さらに、自動設定により行なうことが可能となる。
【０１０９】
（４）さらに、ＯＦＤＭ信号解析装置は、離散信号データは、例えば、抽出手段としてＳＰパターン検出回路を用い、あらかじめ用意した基準ＳＰ（スキャッタードパイロット）パターンデータと有効キャリアデータとの積和演算が行なわれ、その抽出手段により判定したパターンに基づき、フレーム同期捕捉を行なうことなく、キャリアデータからＳＰパターン（パイロットシンボル）のみを抽出することができる。
【０１１０】
（５）そして、ＯＦＤＭ信号解析装置において、離散信号データが、キャリア毎の伝送路応答と、窓間数の積を演算手段により演算することにより、前記伝送路特性とは無関係なサイドローブ特性を抑圧した遅延プロファイルを得ることができる。そのため、サイドローブ特性は，従来の１／１０から１／１００程度に抑圧することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るＯＦＤＭ信号解析装置の構成を示したブロック図である。
【図２】 (a),(b),(c)は本発明係るＯＦＤＭ信号解析装置における移動平均結果を示すグラフ図である。
【図３】本発明係るＯＦＤＭ信号解析装置におけるスキャッタードパイロットの配置を示す配置図である。
【図４】本発明係るＯＦＤＭ信号解析装置のスキャッタードパイロットの位相配置を示す位相配置図である。
【図５】本発明係るＯＦＤＭ信号解析装置の復調データの位相とＳＮ比測定との関係を示すグラフ図である。
【符号の説明】
１０ ＯＦＤＭ信号解析装置
１００ 受信部
１０１ 直交検波器（処理手段）
１０２ Ａ／Ｄ変換回路（処理手段）
１０３ 周波数補正回路（周波数補正手段）
１０４ 伝送モード判定回路（検出判定手段）
１０５ シンボル同期補正回路（シンボル同期補正手段）
１０６ 周波数補正回路（周波数補正手段）
１０７ リサンプリング回路（リサンプリング手段）
１０８ 有効シンボル切り出し回路（復調データ取得手段）
１０９ ＦＦＴ回路（復調データ取得手段）
１１０ ＡＣ，ＴＭＣＣキャリア抽出回路（キャリア間隔の周波数差推定手段）
１１１ キャリア間隔周波数差推定回路（キャリア間隔の周波数差推定手段）
１１２ 周波数補正回路（キャリア間隔の周波数補正手段）
１１３ 復調回路（復調データ取得手段）
１１４ ＳＰパターＮ検出回路（抽出手段）
１１５ 基準ＳＰ発生回路（推定手段）
１１６ 複素除算回路（推定手段）
１１７ 周波数補正制御回路（周波数補正手段）
２００ 解析部
２０１ 遅延プロファイル測定回路（遅延プロファイル測定手段）
２０１ａ 窓関数の積算回路
２０２ 周波数特性測定回路（周波数特性測定手段）
２０３ キャリアＳ／Ｎ比測定回路（キャリアＳ／Ｎ比測定手段）
Claims (5)
- 受信したＯＦＤＭ信号の伝送特性を解析するためのＯＦＤＭ信号解析装置において、受信したＯＦＤＭ信号を直交検波すると共に、Ａ／Ｄ変換し離散信号データとして出力する処理手段と、前記離散信号データに基づいて伝送路応答を推定する推定手段と、前記伝送路応答に基づいて前記離散信号データを復調し、復調データを得る復調データ取得手段と、前記復調データから前記ＯＦＤＭ信号のキャリア毎のＳＮ比を求めるキャリアＳＮ比測定手段と、前記離散信号データの周波数補正を数シンボル毎で行なう周波数補正手段と、前記離散信号データのシンボル同期補正を数シンボル毎で行なうシンボル同期補正手段と、前記離散信号データのデータリサンプリングを数シンボル毎で実現するリサンプリング手段と、周波数補正された前記離散信号データから前記ＯＦＤＭ信号の伝送モードおよびガードインターバルを検出判定する検出判定手段と、を備えることを特徴とするＯＦＤＭ信号解析装置。
- 受信したＯＦＤＭ信号の伝送特性を解析するためのＯＦＤＭ信号解析装置において、受信したＯＦＤＭ信号を直交検波すると共に、Ａ／Ｄ変換し離散信号データとして出力する処理手段と、前記離散信号データに基づいて伝送路応答を推定する推定手段と、前記伝送路応答に基づいて前記離散信号データを復調し、復調データを得る復調データ取得手段と、前記伝送路応答に基づいて周波数特性を測定する周波数特性測定手段と、前記離散信号データの周波数補正を数シンボル毎で行なう周波数補正手段と、前記離散信号データのシンボル同期補正を数シンボル毎で行なうシンボル同期補正手段と、前記離散信号データのデータリサンプリングを数シンボル毎で実現するリサンプリング手段と、周波数補正された前記離散信号データから前記ＯＦＤＭ信号の伝送モードおよびガードインターバルを検出判定する検出判定手段と、を備えることを特徴とするＯＦＤＭ信号解析装置。
- 受信したＯＦＤＭ信号の伝送特性を解析するためのＯＦＤＭ信号解析装置において、受信したＯＦＤＭ信号を直交検波すると共に、Ａ／Ｄ変換し離散信号データとして出力する処理手段と、前記離散信号データに基づいて伝送路応答を推定する推定手段と、前記伝送路応答に基づいて前記離散信号データを復調し、復調データを得る復調データ取得手段と、前記伝送路応答に基づいて遅延プロファイルを求める遅延プロファイル測定手段と、前記離散信号データの周波数補正を数シンボル毎で行なう周波数補正手段と、前記離散信号データのシンボル同期補正を数シンボル毎で行なうシンボル同期補正手段と、前記離散信号データのデータリサンプリングを数シンボル毎で実現するリサンプリング手段と、周波数補正された前記離散信号データから前記ＯＦＤＭ信号の伝送モードおよびガードインターバルを検出判定する検出判定手段と、を備えることを特徴とするＯＦＤＭ信号解析装置。
- 受信した前記ＯＦＤＭ信号から復調のために必要なパイロットシンボルを抽出する場合に、フレーム同期捕捉を行なうことなく、数シンボルでパイロットシンボルを抽出する抽出手段を備えることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載のＯＦＤＭ信号解析装置。
- 前記ＯＦＤＭ信号の伝送路特性の解析において、離散信号データから推定したキャリア毎の伝送路応答と、窓関数との積を演算する演算手段を備えることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載のＯＦＤＭ信号解析装置。
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