JP4631955B2 - 情報処理装置および方法、表示装置、並びにプログラム - Google Patents

情報処理装置および方法、表示装置、並びにプログラム Download PDF

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Description

本発明は、情報処理装置および方法、表示装置、並びにプログラムに関し、OFDM信号を受信するOFDM受信装置において、復調データの受信品質を劣化させずに、回路規模の増加を抑制できるようになった、情報処理装置および方法、表示装置、並びにプログラムに関する。
OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)変調方式は、日本の地上波デジタル放送で採用されているのみならず、広く採用されている方式である（特許文献１乃至７参照）。
OFDM 変調方式では、シンボル単位で伝送が行なわれる。各OFDMシンボルにおいては、マルチパスに対する耐性を持たせるために、有効シンボルの後ろの部分がガードインターバルとして有効シンボルの前に付加されている。
受信したOFDM信号を復調するための処理として、有効シンボル区間のFFT窓によって切り出された信号をFFT(Fast Fourier Transform) することで、各搬送波成分に分離する処理が存在する。かかる処理において、有効シンボル区間のFFT窓で切り出された信号が、同一シンボル内の信号(ガードインターバルを含む)のみで構成させていれば、直交性が保たれる。
特開2001-345775号公報 特開2002-9731号公報 特開2004-228853号公報 特開2004-336279号公報 特開2004-266814号公報 特開2004-32030号公報 特開2006-270831号公報
しかしながら、有効シンボル区間のFFT窓によって切り出された信号に前後のシンボルの信号が含まれている場合、シンボル間干渉が発生し、直交性が失われ、受信特性が劣化してしまう。
したがって、受信特性を良好に保つためには、FFT窓を正確に設定する必要がある。そこで、FFT 窓を正確に設定する手法として、FFT窓を適宜変化させて、FFT を実行して得られる信号から受信品質を評価し、最適な受信品質となるFFT 窓位置を探索しながら、随時FFT 窓位置を更新していく手法（以下、FFT窓設定手法と称する）が考えられている。
従来のFFT窓設定手法としては、次の２つの手法（以下、それぞれ、第１の従来のFFT窓設定手法、第２の従来のFFT窓設定手法と称する）が採用されていた。
第１の従来のFFT窓設定手法とは、各シンボルで１つのFFT 窓でのFFTを実行し、その結果得られた受信品質に応じてFFT窓位置を更新する、という手法である。
第２の従来のFFT窓設定手法とは、複数のFFT回路を持つ手法であって、次のような手法をいう。即ち、現在復調用に用いられているFFT窓位置およびそれ以外のFFT窓位置でのFFTの実行結果から得られる受信品質の中で、最も良い受信品質となるFFT 窓位置を次の復調用のFFT窓位置に設定する、という手法が第２の従来のFFT窓設定手法と称する。
しかしながら、第１の従来のFFT窓設定手法では、受信品質向上のために変化させたFFT窓位置でFFTした結果は、受信品質を評価するのに用いられると共に、復調データとしても用いられる。よって、FFT窓位置の変化のさせ方によっては、逆に受信品質を悪化させてしまうことがある。
また、第２の従来のFFT窓設定手法では、各FFT 窓に対して１つのFFT回路があるので、復調用のFFT窓以外のFFT窓でのFFT 結果から得られる受信品質が劣化しても復調用データには影響を与えない。しかしながら、回路規模の大きなFFT回路を複数持つことによる回路規模増加は無視できない。
上述のように、従来のFFT窓設定手法では、復調データの受信品質を劣化させることがあるか、または、回路規模が大幅に増加してしまうという事態が生じていた。即ち、現状、OFDM信号を受信するOFDM受信装置において、復調データの受信品質を劣化させずに、回路規模の増加を抑制できるようにするという要望が挙げられている。しかしながら、かかる要望に十分に応えることができない状況である。
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、OFDM信号を受信するOFDM受信装置において、復調データの受信品質を劣化させずに、回路規模の増加を抑制できるようにするものである。
本発明の一側面の情報処理装置は、受信したOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)信号の各シンボルから、復調用FFT窓によって切り出された信号に対してFFT(Fast Fourier Transform)を施すことで、前記信号を、時間域信号から周波数域信号に変換して、その結果得られる第１出力信号を出力する復調用FFT手段と、前記OFDM信号の各シンボルから、制御用FFT窓によって切り出された信号に対するFFTを施す処理と等価な処理を施すことで、前記信号を、時間域信号から周波数域信号に変換して出力する制御用FFT手段であって、前記復調用FFT窓の区間内かつ前記制御用FFT窓の区間外の第１信号と、前記復調用FFT窓の区間外かつ前記制御用FFT窓の区間内にあって、前記第１信号と有効シンボル長だけ離れた第２信号との差分データとを記憶する第１記憶手段と、前記第１記憶手段に記憶された前記差分データに対してDFT(Discrete Fourier Transform)を施して、その結果得られる周波数信号を出力するDFT演算手段と、前記DFT演算手段から出力された前記周波数信号と、それと同じ周波数を持つ前記第１出力信号とを加算して、その結果得られる第２出力信号を出力する加算手段とを有する制御用FFT手段と、前記第１出力信号のうち、SP(Scattered Pilot)信号を用いて伝送路情報推定値を生成する伝送路情報推定手段と、前記伝送路情報推定手段により生成された前記伝送路情報推定値を用いて、前記第１出力信号と前記第２出力信号とを等化する等化手段と、前記等化手段によりそれぞれ等化された前記第１出力信号および前記第２出力信号のすべてまたはその一部を用いて、それぞれの受信品質を計算して、両者の前記受信品質の比較を行なう受信品質演算比較手段と、前記受信品質演算比較手段による比較結果に基づいて、前記復調用FFT手段により使われる前記復調用FFT窓と、前記制御用FFT手段により使われる前記制御用FFT窓とを制御するFFT窓位置制御手段とを備える。
本発明の一側面の情報処理方法およびプログラムは、上述した本発明の一側面の情報処理装置に対応する方法およびプログラムである。本発明の一側面の表示装置は、上述した本発明の一側面の情報処理装置の構成要素に対して、前記等化手段により等化された前記第１出力信号に対応する映像を表示する表示手段を備える。
本発明の一側面の情報処理装置および方法、表示装置、並びにプログラムにおいては、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)信号が受信され、前記OFDM信号の各シンボルから、復調用FFT窓によって切り出された信号に対してFFT(Fast Fourier Transform)を施すことで、前記信号が、時間域信号から周波数域信号（以下、復調信号と称する）に変換されて、その結果得られる第１出力信号が出力される。前記復調用FFT窓の区間内かつ前記制御用FFT窓の区間外の第１信号と、前記復調用FFT窓の区間外かつ前記制御用FFT窓の区間内にあって、前記第１信号と有効シンボル長だけ離れた第２信号との差分データとが記憶される。記憶された前記差分データに対してDFT(Discrete Fourier Transform)が施され、その結果得られる周波数信号が出力される。出力された前記周波数信号と、それと同じ周波数を持つ前記第１出力信号とが加算されて、その結果得られる第２出力信号が出力される。前記第１出力信号のうち、SP(Scattered Pilot)信号を用いて伝送路情報推定値が生成され、前記伝送路情報推定値を用いて、前記第１出力信号と前記第２出力信号とが等化され、それぞれ等化された前記第１出力信号および前記第２出力信号のすべてまたはその一部を用いて、それぞれの受信品質が計算されて、両者の前記受信品質の比較が行なわれる。その比較結果に基づいて、前記復調用FFT窓と前記制御用FFT窓とが制御される。
以上のごとく、本発明によれば、回路規模の大きなFFT回路を複数持つことなく、複数のFFT窓に対するFFT結果が得られる。さらに、制御用FFT 窓でのFFTは、復調用データには影響を与えないので、受信特性を劣化させることはない。
＜本発明の手法の概要＞
はじめに、本発明の理解を容易なものとすべく、本発明が適用されるFFT窓設定手法（以下、本発明のFFT窓設定手法と称する）の概要について説明する。
本発明のFFT窓設定手法とは、復調用FFT窓でのFFTと、復調用FFT窓とは異なるFFT窓(以下、制御用FFT窓と称する)でのFFTとの各実行結果に基づいて、次の復調用のFFT窓位置を設定する、という手法である。
本発明のFFT窓設定手法では、FFT回路は、復調用FFT窓でのFFTを実行するために１つだけ設けられる。
即ち、本発明のFFT窓設定手法では、制御用FFT窓でのFFTは、次のようにして実現される。先ず、復調用FFT窓の区間内かつ制御用FFT窓の区間外の各信号に対して、次のようなデータが記憶されている。即ち、復調用FFT窓の区間外かつ制御用FFT窓の区間内にあって、復調用FFT窓の区間内かつ制御用FFT窓の区間外の信号と有効シンボル長だけ離れた信号との差分データが記憶されている。この記憶された差分データに対してDFT(Discrete Fourier Transform)を施して得られる周波数信号に、DFTを施して得られた信号と同じ周波数を持つ復調用FFT窓でのFFT結果の出力信号を加算することで、制御用ＦＦＴ窓でのFFTが実現される。
これにより、回路規模の大きなFFT回路を複数持つことなく、複数のFFT窓に対するFFT結果が得られる。さらに、制御用FFT窓でのFFTは、復調用データには影響を与えないので、受信特性を劣化させることはない。
＜発明の実施の形態＞
［第１の実施形態の情報処理装置の構成例］
図１は、本発明が適用される情報処理装置の実施形態としてのOFDM受信装置の構成例を示している。
このOFDM受信装置には、アンテナ１０１、チューナ１０２、バンドパスフィルタ（ＢＰF）１０３、Ａ／Ｄ変換部１０４、直交復調部１０５、復調用FFT部１０６、伝送路情報推定部１０７、等化部１０８、誤り訂正部１０９、および表示部１１０が設けられている。
また、このOFDM受信装置には、本発明のFFT窓設定手法を適用すべく、制御用FFT部１１１、等化部１１２、受信品質計算部１１３−１，１１３−２、受信品質比較部１１４、およびFFT窓位置制御部１１５が設けられている。制御用FFT部１１１は、差分演算部１０２１と加算部１０２２とを含むように構成されている。
［第１の実施形態の情報処理装置の動作例］
以下、このOFDM受信装置の動作例について説明する。
放送局から放送された放送波は、アンテナ１０１に受信され、ＲＦ信号としてチューナ１０２に供給される。
チューナ１０２は、乗算部１０２ａと局部発振部１０２ｂからなる。チューナ１０２は、アンテナ１０１より受信されたＲＦ信号をＩＦ信号に周波数変換する。
チューナ１０２により得られたＩＦ信号は、バンドパスフィルタ１０３によりフィルタリングされた後、Ａ／Ｄ変換部１０４によりデジタル化され、直交復調部１０５に供給される。
直交復調部１０５は、所定の周波数（搬送波周波数）のキャリア信号を用いて、デジタル化されたＩＦ信号を直交復調し、ベースバンドのOFDM信号を出力する。
直交復調部１０５から出力されるベースバンドのOFDM信号は、FFT演算される前のいわゆるOFDM時間領域信号である。このOFDM時間領域信号は、直交復調された結果、実軸成分（Ｉチャンネル信号）と虚軸（Ｑチャンネル信号）とを含んだ複素信号となる。OFDM時間領域信号は、復調用FFT部１０６と制御用FFT部１１１に供給される。
復調用FFT部１０６は、FFT窓位置制御部１１５により設定された復調用FFT窓を入力する。復調用FFT部１０６は、OFDM時間領域信号のうち、復調用FFT窓で切り出された信号に対してFFTを実行する。その結果、各サブキャリア毎に送信されているデータが抽出されて復調用FFT部１０６から出力される。復調用FFT部１０６から出力される信号は、FFTされた後のいわゆる周波数領域の信号である。このことから、以下、FFT演算後の信号をOFDM周波数領域信号と称する。さらに、復調用FFT部１０６から出力されるOFDM周波数領域信号を、後述する制御用FFT部１１１から出力されるOFDM周波数領域信号と明確に区別すべく、復調用データと称する。
復調用データは、制御用FFT部１１１と等化部１０８に提供される。また、復調用データのうち、すべてのSP(Scattered Pilot)信号が伝送路情報推定部１０７に入力される。
伝送路情報推定部１０７は、SP信号を用いて、時間方向、周波数方向に対する補間処理を行うことで、伝送路情報を推定する。この伝送路情報は、等化部１０８と等化部１１２とに供給される。
等化部１０８は、伝送路情報推定部１０７からの伝送路情報を用いて、復調用FFT部１０６からの復調データを等化する。等化後の復調用データは、誤り訂正部１０９に供給される。
誤り訂正部１０９は、送信側でインターリーブされている信号に対してデインターリーブ処理を施す。デンパンクチャ、ビタビ復号、拡散信号除去、ＲＳ復号を通して、復調データが誤り訂正部１０９から出力される。
表示部１１０は、誤り訂正部１０９から出力された復調データに対応する映像を表示する。
以上までの一連の処理を、以下、OFDM復調処理と称する。
次に、OFDM復調処理における復調用FFTで用いられる復調用FFT窓を設定するまでの一連の処理の一例について説明する。なお、以下、かかる一連の処理を、FFT窓設定処理と称する。即ち、次に説明するFFT窓設定処理が、本発明のFFT窓設定手法が適用された処理の一例である。
上述の如く、復調用FFT部１０６には、直交復調部１０５からOFDM時間領域信号が入力され、FFT窓位置制御部１１５から復調用FFT窓が入力される。そして、復調用FFT部１０６によって、復調用FFT窓で切り出された信号に対してFFTが実行され、その結果得られる復調用データが出力される。
また、制御用FFT部１１１には、直交復調部１０５からOFDM時間領域信号が入力され、FFT窓位置制御部１１５から制御用FFT窓が入力される。さらに、制御用FFT部１１１には、復調用FFT部１０６のFFT結果である復調用データが入力される。制御用FFT部１１１は、これらの入力データに基づいて、制御用FFT窓で切り出された信号に対してFFTを行うことと等価な処理（以下、FFT等価処理と称する）を実行する。かかる処理の結果、OFDM周波数領域信号が制御用FFT部１１１から出力される。この制御用FFT部１１１から出力されるOFDM周波数領域信号は、後述するように、FFT窓位置の制御に用いられる。よって、以下、制御用FFT部１１１から出力されるOFDM周波数領域信号を、制御用データと称する。
ここで、制御用FFT部１１１で行なわれるFFT等価処理の詳細例について説明する。
復調用FFT窓の開始の時刻を0とし、復調用FFT窓および制御用FFT窓の区間をN 時刻とする。この場合、復調用FFT窓で切り出されたN時刻分のOFDM時間領域信号に対して、FFTを実行して得られる周波数ωでの復調用データＹ0（ω）は、次の式（１）で与えられる。
Figure 0004631955
 ・・・（１）
式（１）において、r(k)は、時刻kでのOFDM時間領域信号を示し、jは虚数単位を示している。
復調用FFT窓の開始時刻が制御用FFT窓の開始時刻よりs 時刻だけ早い場合を考える。このとき、制御用FFT窓区間のOFDM時間領域信号は、r(s), r(s + 1),・・・, r(N - 1 + s) である。制御用FFT窓区間でのFFTを実行して得られる周波数ωでの信号Ｙs（ω）は、次の式（２）に示されるようになる。
Figure 0004631955
 ・・・（２）
また、制御用FFT窓の開始時刻が復調用FFT窓の開始時刻よりs時刻だけ早い場合も同様に考えると、制御用FFT窓区間のOFDM時間領域信号は、r(-s), r(-s+1),・・・, r(-1), r(0), r(1),・・・, r(N -1-s) である。制御用FFT窓区間でのFFTを実行して得られる周波数ωでの信号Ｙ-s（ω）は、次の式（３）に示されるようになる。
Figure 0004631955
 ・・・（３）
式（２）と式（３）の各第１項は、復調用FFT 窓でのFFT 結果を示す項である。即ち、式（２）と式（３）の各第１項の値とて、復調用FFT部１０６からの復調用データの値をそのまま用いることができる。換言すると、式（２）と式（３）の各第１項は、制御用FFT部１１１で計算する必要がない項である。
また、式（２）と式（３）の各第２項は、共にs時刻分のOFDM信号でのDFTで計算が可能な項である。この式（２）と式（３）の各第２項を計算するために、差分演算部１０２１が制御用FFT部１１１に設けられている。
即ち、差分演算部１０２１からは、式（２）または式（３）の第２項の値が出力されて加算部１０２２に供給される。また、復調用FFT部１０６からは、式（２）または式（３）の第１項の値が出力されて加算部１０２２に供給される。加算部１０２２は、差分演算部１０２１からの式（２）または式（３）の第２項の値と、復調用FFT部１０６からの式（２）または式（３）の第１項の値を加算する。この加算値が、式（２）または式（３）の演算値となる。
［制御用FFT部の差分演算部の構成例と動作例］
以下、差分演算部１０２１の構成例と動作例について説明する。
図２は、差分演算部１０２１の構成例を示している。
差分演算部１０２１は、制御部２０１、セレクタ２０２、バッファ２０３、減算部２０４、DFT演算部２０５、および、バッファ２０６を含むように構成されている。
このような構成を有する差分演算部１０２１は、例えば次のような動作をする。
制御部２０１は、FFT窓位置制御部１１５からの制御用FFT窓を用いて、各種制御信号を生成する。
ここで、復調用FFT窓の開始時刻を0とし、sを正の整数とする。そして、制御用FFT窓の開始時刻がsの場合、即ち、制御用FFT窓の開始時刻が、復調用FFT窓の開始時刻よりs 時刻だけ遅い場合を考える。この場合、制御用FFT部１１１は、式（２）を演算することになる。即ち、差分演算部１０２１は、式（２）の第２項を演算することになる。
図３は、制御用FFT窓の開始時刻が、復調用FFT窓の開始時刻よりs 時刻だけ遅い場合の復調用FFT窓区間と制御用FFT窓区間との関係を示している。
図３の区間ＡのOFDM時間領域信号r(k) (k = 0, 1,・・・, s - 1) が入力されたとき、セレクタ２０２は、入力としてOFDM時間領域信号r(k)を選択して、バッファ２０３に出力する。即ち、制御部２０１が、そのような選択をさせる選択信号を生成し、セレクタ２０２に供給する。
その後、図３の区間ＢのOFDM時間領域信号r(k + N) (k = 0, 1,・・・, s - 1)が入力されるまでの間は、セレクタ２０２の出力が禁止される。
図３の区間ＢのOFDM時間領域信号r(k + N) (k = 0, 1,・・・, s - 1)が入力されると、減算部２０４には、入力のOFDM時間領域信号r(k + N)と、バッファ２０３から読み出されたOFDM時間領域信号r(k)が入力され、それらの減算信号r(k + N) - r(k)が演算されて出力される。セレクタ２０２は、入力として減算信号r(k + N) - r(k)を選択として、バッファ２０３に出力する。即ち、制御部２０１が、そのような選択をさせる選択信号を生成し、セレクタ２０２に供給する。
バッファには、セレクタ２０２から出力された減算信号r(k +N)-r(k) (k = 0, 1,・・・, s-1) は、バッファ２０３のOFDM時間領域信号r(k)が書かれていたアドレスに上書きされる。
バッファ２０３に減算信号r(k + N) - r(k)がすべて書き込まれた段階で、制御部２０１から演算開始信号と回転角がDFT演算部２０５に供給される。回転角とは、式（２）に現われる２πｋω／Ｎ(k = 0, 1,・・・, s-1)をいう。
そこで、DFT演算部２０５は、この回転角と、バッファ２０３から読み出した信号とを用いて、式（２）の第２項の演算を行なう。その演算結果、即ち、DFT演算部２０５の出力は、一度バッファ２０６に書き込まれる。
以上の一連の処理が、制御部２０１の制御のもと、所望の周波数ωに対して行なわれる。
このようにして、制御用FFT窓の開始時刻がsの場合、即ち、制御用FFT窓の開始時刻が、復調用FFT窓の開始時刻よりs 時刻だけ遅い場合には、差分演算部１０２１は、式（２）の第２項を演算することになる。
これに対して、制御用FFT 窓の開始時刻が-s の場合、すなわち、制御用FFT 窓の開始時刻が復調用FFT 窓の開始時刻よりs 時刻だけ早い場合を考える。この場合、制御用FFT部１１１は、式（３）を演算することになる。即ち、差分演算部１０２１は、式（３）の第２項を演算することになる。
図４は、制御用FFT窓の開始時刻が、復調用FFT窓の開始時刻よりs 時刻だけ早い場合の復調用FFT窓区間と制御用FFT窓区間との関係を示している。
図３と図４とを比較して容易にわかることだが、図４の場合の差分演算部１０２１の動作は、図３の場合の動作に対して、減算部２０４における処理と、DFT演算部２０５で用いる回転角だけが異なる点である。そこで、以下、この異なる点のみ説明する。
即ち、減算部２０４は、減算信号r(k-N)-r(k) (k = N-s,N-s+1,・・・,N-1)を演算する。また、DFT 演算部２０５で用いる回転角は２πｋω／Ｎ(k = N - s,N - s + 1,・・・,N - 1) となる。
このようにして、所望のすべての周波数ωに対してDFT演算部２０５での計算が終了し、バッファ２０６にデータが書き込まれたら、所望の各周波数ωに対して式（２）または式（３）の演算が加算部１０２２において行われる。即ち、所望の各周波数ωに対して、式(２)または式（３）の第1 項(復調用FFT部１０６の出力)と、第2 項(バッファ２０６からの読み出し信号) との加算が、加算部１０２２において行われる。
その際、バッファ２０６から各周波数ωの信号を読み出すタイミングは、復調用FFT 部１０６の出力のうち、周波数ωの信号が加算部１０２２に入力されるタイミングに合うように、制御部２０１によって調整される。
以上のように制御用FFT部１１１を構成することにより、FFT回路を余分に持つことなく、FFTと等価な処理を行なうことができる。
図１に戻り、FFT窓設定処理、即ち、本発明のFFT窓設定手法が適用された処理の一例の説明を引き続き行う。
上述の如く、伝送路情報推定部１０７において、復調用FFT部１０６からの復調用データのうちすべてのSP信号が入力され、時間方向、周波数方向に補間処理が行なわれ、伝送路情報が推定される。等化部１０８では、この伝送路情報に基づいて、復調用データが等化される。
同様に、等化部１１２は、伝送路情報推定部１０７からの伝送路情報を用いて、制御用FFT部１１１からの制御用データを等化する。
等化部１０８により等化された復調用データの全てまたはその一部は、受信品質計算部１１３−１に入力される。受信品質計算部１１３−１は、復調用FFT窓での復調用データの受信品質を計算し、その計算結果を受信品質比較部１１４に提供する。
等化部１１２により等化された制御用データの全てまたはその一部は、受信品質計算部１１３−２に入力される。受信品質計算部１１３−２は、制御用FFT窓での制御用データの受信品質を計算し、その計算結果を受信品質比較部１１４に提供する。
ここで、受信品質計算部１１３−１，１１３−２における受信品質の計算手法としてはは同一の手法が適用されている。このため、受信品質計算部１１３−１，１１３−２は同様の機能と構成を有している。以下、受信品質計算部１１３−１，１１３−２を個々に区別する必要がない場合、受信品質計算部１１３と称する。
図５は、受信品質計算部１１３の構成例を示している。
受信品質計算部１１３には、硬判定部４０１，４０２、減算部４０３，４０４、２乗部４０５，４０６、加算部４０７、加算部４０８、および、レジスタ４０９が設けられている。
かかる構成を有する受信品質計算部１３１は、次のような動作をすることで、受信品質を計算する。即ち、受信品質の具体的な計算手法は次の通りである。
入力された複素データ（復調用データまたは制御用データ）のI 成分およびQ 成分のそれぞれは、硬判定部４０１と４０２において、変調方式に従って硬判定が行なわれる。
減算部４０３においては、硬判定部４０１の出力と入力のI成分との差分が演算される。２乗部４０５において、その差分、即ち減算部４０３の出力の２乗が演算される。同様に、減算部４０４においては、硬判定部４０２の出力と入力のQ成分との差分が演算される。２乗部４０６において、その差分、即ち減算部４０４の出力の２乗が演算される。
加算部４０７は、２乗部４０５の出力と２乗部４０６との出力を加算する。加算部４０８とレジスタ４０９は、加算部４０７からの出力を所定のデータ数分だけ積算を行なう。
所定のデータ数分だけ積算を行なった後のレジスタ４０９からの出力が、受信品質として出力される。
図１に戻り、受信品質比較部１１４は、受信品質計算部１１３−１から出力された復調用データの受信品質と、受信品質計算部１１３−２から出力された制御用データの受信品質とを比較する。即ち、復調用FFT窓での受信品質と、制御用FFT窓での受信品質とが比較される。その比較結果はFFT窓位置制御部１１５に供給される。
FFT窓位置制御部１１５は、受信品質比較部１１４による比較結果が、制御用FFT窓での受信品質の方が復調用FFT 窓での受信品質より良いという結果の場合、次の復調用FFT窓として、現在の制御用FFT窓を設定する。これに対して、FFT窓位置制御部１１５は、受信品質比較部１１４による比較結果が、復調用FFT 窓での受信品質の方が制御用FFT窓での受信品質より良いという結果の場合、次の復調用FFT窓として、現在の復調用FFT窓を設定する。このようにして設定された次の復調用FFT窓は、復調用FFT部１０６に供給される。
また、FFT窓位置制御部１１５は、受信品質比較部１１４による比較結果が、制御用FFT窓での受信品質の方が復調用FFT 窓での受信品質より良いという結果の場合、現在の制御用FFT窓から前回変化させた方向と同方向に変化させたFFT窓位置を、次の制御用FFT 窓に設定する。この設定の理由は、次の通りである。即ち、前回ある方向に変化させたFFT窓を現在の制御用FFT窓に設定することで受信品質が向上した。そこで、今回も前回と同じ方向にFFT窓位置を変化させることで、受信品質の更なる向上が見込めるからである。
これに対して、FFT窓位置制御部１１５は、受信品質比較部１１４による比較結果が、復調用FFT 窓での受信品質の方が制御用FFT 窓での受信品質より良いという結果の場合、現在の復調用FFT窓から前回変化させた方向と逆方向に変化させたFFT窓位置を、次の制御用FFT 窓に設定する。この設定の理由は、次の通りである。即ち、前回ある方向に変化させたFFT窓を現在の制御用FFT 窓に設定しても受信品質が向上しなかった。そこで、今回は前回と逆方向にFFT窓位置を変化させて受信品質を評価することにするからである。
なお、上述の実施形態では、受信品質計算部１１３−１，１１３−２においては、等化後の復調用データおよび制御用データのすべて、あるいはその一部が用いられた。特にBPSK(Binay Phase Shift Keying) 変調されたTMCC(Transmissionand Multiplexing Configuration and Control) 信号、AC(Auxiliary Channel) 信号、CP(Continual Pilot) 信号およびSP(Scattered Pilot) 信号のすべて、あるいはその一部の信号を用いることで、受信品質をより精度良く求めることができる。
図６は、以上のOFDM受信装置のOFDM復調処理としてフローチャート化したものである。
ステップＳ１において、チューナ１０２は、受信アンテナ１において受信されたRF信号をIF信号に周波数変換し、IF信号をBPF１０３を介してA/D変換部１０４に出力する。
ステップＳ２において、A/D変換部１０４は、IF信号に対してA/D変換を施し、デジタルのIF信号を直交復調部１０５に出力する。
ステップＳ３において、直交復調部１０５は、デジタル化されたＩＦ信号を直交復調し、その結果得られるOFDM時間領域信号を、復調用FFT部１０６および制御用FFT部１０６に出力する。
ステップＳ４において、復調用FFT部１０６は、OFDM時間領域信号のうち、復調用FFT窓で切り出された信号に対してFFTを実行する。なお、復調用FFT窓は、後述する図７のFFT窓設定処理が実行された結果、復調用FFT部１０６に出力される。
復調用FFT部１０６から出力されたOFDM周波数領域信号、即ち、復調用データは、復調用FFT部１０６から伝送路情報推定部１０７と等化部１０８に出力される。ステップＳ５において、伝送路情報推定部１０７と等化部１０８は、復調用データに対して伝送路の歪みを補正し、等化信号として誤り訂正部１０９に供給する。
ステップＳ６において、誤り訂正部１０９は、送信側でインターリーブされている信号に対してデインターリーブ処理を施す。その結果、誤り訂正部１０９から復号データが出力され、その復号データに対応する映像が表示部１１０に表示される。
図７は、FFT窓設定処理の一例を説明するフローチャートである。
ステップＳ２１において、復調用FFT部１０６は、OFDM時間領域信号のうち、現在の復調用FFT窓で切り出された信号に対して、復調用のFFT演算処理を行い、その結果得られる復調用データを出力する。なお、このステップＳ２１の処理で使用される「現在の復調用FFT窓」とは、前回のFFT窓設定処理の後述するステップＳ２６の処理で「次の復調用FFT窓」として設定されたものである。
ステップＳ２１の処理結果、即ち、復調用データは、伝送路情報推定部１０７と等化部１０８に出力される他、制御用FFT部１１１にも入力される。制御用FFT部１１１にはまた、直交復調部１０５からOFDM時間領域信号が入力され、FFT窓位置制御部１１５から制御用FFT窓が入力される。なお、このとき入力される「制御用FFT窓」とは、前回のFFT窓設定処理の後述するステップＳ２６の処理で「次の制御用FFT窓」として設定されたものである。
ステップＳ２２において、制御用FFT部１１１は、制御用のFFT等価処理を行い、その結果得られる制御用データを出力する。
ステップＳ２３において、伝送路情報推定部１０７と等化部１０８は、復調用データの伝送路の歪みを補正し、伝送路情報推定部１０７と等化部１１２は、制御用データの伝送路の歪みを補正する。
ステップＳ２４において、受信品質計算部１１３−１,１１３−２のそれぞれは、復調用データと制御用データの各受信品質をそれぞれ計算する。
ステップＳ２５において、受信品質比較部１１４は、復調用データと制御用データの受信品質を比較する。
ステップＳ２６において、FFT窓位置制御部１１５は、受信品質の比較結果に基づいて、次の復調用FFT窓と次の制御用FFT窓を設定する。次の復調用FFT窓は、復調用FFT部１０６に提供され、次のステップＳ２１の処理とステップＳ４の処理（両処理は同一処理）で使用される。また、次の制御用FFT窓は、制御用FFT部１１１に供給され、次のステップＳ２２の処理で使用される。
このように、本発明が適用される情報処理装置では、回路規模の大きなFFT回路を複数持つことなく、複数のFFT窓に対するFFT結果が得られる。さらに、制御用FFT窓でのFFT処理結果は、制御用データとして独立して使用されるので、復調用データには影響を与えることはない。その結果、受信特性を劣化させることもなくなる。
ところで、上述した一連の処理は、ハードウエアにより実行させることもできるが、ソフトウエアにより実行させることができる。
この場合、本発明が適用される情報処理装置の少なくとも一部として、例えば、図８に示されるパーソナルコンピュータを採用してもよい。
図８において、CPU（Central Processing Unit）５０１は、ROM（Read Only Memory）５０２に記録されているプログラム、または記憶部５０８からRAM（Random Access Memory）５０３にロードされたプログラムに従って各種の処理を実行する。RAM５０３にはまた、CPU３０１が各種の処理を実行する上において必要なデータなども適宜記憶される。
CPU５０１、ROM５０２、およびRAM５０３は、バス５０４を介して相互に接続されている。このバス５０４にはまた、入出力インタフェース５０５も接続されている。
入出力インタフェース５０５には、キーボード、マウスなどよりなる入力部５０６、ディスプレイなどよりなる出力部５０７、ハードディスクなどより構成される記憶部５０８、および、モデム、ターミナルアダプタなどより構成される通信部５０９が接続されている。通信部５０９は、インターネットを含むネットワークを介して他の装置（図示せず）との間で行う通信を制御する。
入出力インタフェース５０５にはまた、必要に応じてドライブ５１０が接続され、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、或いは半導体メモリなどよりなるリムーバブルメディア５１１が適宜装着され、それらから読み出されたコンピュータプログラムが、必要に応じて記憶部５０８にインストールされる。
一連の処理をソフトウエアにより実行させる場合には、そのソフトウエアを構成するプログラムが、専用のハードウエアに組み込まれているコンピュータ、または、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータなどに、ネットワークや記録媒体からインストールされる。
このようなプログラムを含む記録媒体は、図８に示されるように、装置本体とは別に、ユーザにプログラムを提供するために配布される、プログラムが記録されている磁気ディスク（フロッピディスクを含む）、光ディスク（CD-ROM(Compact Disk-Read Only Memory),DVD(Digital Versatile Disk)を含む）、光磁気ディスク（ＭＤ（Mini-Disk）を含む）、もしくは半導体メモリなどよりなるリムーバブルメディア（パッケージメディア）５１１により構成されるだけでなく、装置本体に予め組み込まれた状態でユーザに提供される、プログラムが記録されているROM５０２や、記憶部５０８に含まれるハードディスクなどで構成される。
なお、本明細書において、記録媒体に記録されるプログラムを記述するステップは、その順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。
また、本発明は、図１の表示部１１０を含むOFDM受信装置に適用できたように、表示装置に適用可能である。かかる表示装置は、様々な電子機器に入力された、若しくは、様々な電子機器内で生成した映像信号を画像若しくは映像として表示するディスプレイに適用することが可能である。ここで、様々な電子機器としては、例えば、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話、テレビジョン受像機などが存在する。以下この様な表示装置が適用された電子機器の例を示す。
例えば、本発明は、電子機器の一例であるテレビジョン受像機に適用できる。このテレビジョン受像機は、フロントパネル、フィルターガラス等から構成される映像表示画面を含み、本発明の表示装置をその映像表示画面に用いることにより作製される。
例えば、本発明は、電子機器の一例であるノート型パーソナルコンピュータに適用できる。このノート型パーソナルコンピュータにおいて、その本体には文字等を入力するとき操作されるキーボードを含み、その本体カバーには画像を表示する表示部を含む。このノート型パーソナルコンピュータは、本発明の表示装置をその表示部に用いることにより作製される。
例えば、本発明は、電子機器の一例である携帯端末装置に適用できる。この携帯端末装置は、上部筺体と下部筺体とを有している。この携帯端末装置の状態としては、それらの２つの筺体が開いた状態と、閉じた状態とが存在する。この携帯端末装置は、上述した上側筐体と下側筐体との他、連結部（ここではヒンジ部）、ディスプレイ、サブディスプレイ、ピクチャーライト、カメラ等を含み、本発明の表示装置をそのディスプレイやサブディスプレイに用いることにより作製される。
例えば、本発明は、電子機器の一例であるデジタルビデオカメラに適用可能である。デジタルビデオカメラは、本体部、前方を向いた側面に被写体撮影用のレンズ、撮影時のスタート／ストップスイッチ、モニター等を含み、本発明の表示装置をそのモニターに用いることにより作製される。
なお、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
本発明が適用される情報処理装置の実施形態としてのOFDM受信装置の構成例を示すブロック図である。 図１のOFDM受信装置の制御用FFT部の差分演算部の詳細な構成例を示すブロック図である。 復調用FF窓と制御用FFT窓の関係の一例を示した図である。 復調用FF窓と制御用FFT窓の関係の一例を示した図である。 図１のOFDM受信装置の制御用FFT部の受信品質計算部の詳細な構成例を示すブロック図である。 図１のOFDM受信装置が実行するOFDM復調処理の一例を説明するフローチャートである。 図１のOFDM受信装置が実行するFFT窓設定処理の一例を説明するフローチャートである。 本発明が適用されるプログラムを実行するコンピュータの構成例を示すブロック図である。
符号の説明
１０１ アンテナ， １０２ チューナ， １０３ バンドパスフィルタ， １０４ A/D変換部， １０５ 直交復調部， １０６ 復調FFT部， １０７ 伝送路推定部， １０８ 等化部， １０９ 誤り訂正部， １１０ 表示部， １１１ 制御用FFT部, １１２ 等化部，１１３−１，１１３−２ 受信品質計算部， １１４ 受信品質比較部， １１５ FFT窓位置制御部， ２０１ 制御部， ２０２ セレクタ, ２０３ バッファ， ２０４ 減算部， ２０５ DFT演算部， ２０６ バッファ， ５０１ CPU， ５０２ ROM， ５０３ RAM， ５０８ 記憶部， ５１１ リムーバブルメディア， １０２１ 差分演算部， １０２２ 加算部

Claims (8)

  1. 受信したOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)信号の各シンボルから、復調用FFT窓によって切り出された信号に対してFFT(Fast Fourier Transform)を施すことで、前記信号を、時間域信号から周波数域信号に変換して、その結果得られる第１出力信号を出力する復調用FFT手段と、
    前記OFDM信号の各シンボルから、制御用FFT窓によって切り出された信号に対するFFTを施す処理と等価な処理を施すことで、前記信号を、時間域信号から周波数域信号に変換して出力する制御用FFT手段であって、
    前記復調用FFT窓の区間内かつ前記制御用FFT窓の区間外の第１信号と、前記復調用FFT窓の区間外かつ前記制御用FFT窓の区間内にあって、前記第１信号と有効シンボル長だけ離れた第２信号との差分データとを記憶する第１記憶手段と、
    前記第１記憶手段に記憶された前記差分データに対してDFT(Discrete Fourier Transform)を施して、その結果得られる周波数信号を出力するDFT演算手段と、
    前記DFT演算手段から出力された前記周波数信号と、それと同じ周波数を持つ前記第１出力信号とを加算して、その結果得られる第２出力信号を出力する加算手段と
    を有する制御用FFT手段と、
    前記第１出力信号のうち、SP(Scattered Pilot)信号を用いて伝送路情報推定値を生成する伝送路情報推定手段と、
    前記伝送路情報推定手段により生成された前記伝送路情報推定値を用いて、前記第１出力信号と前記第２出力信号とを等化する等化手段と、
    前記等化手段によりそれぞれ等化された前記第１出力信号および前記第２出力信号のすべてまたはその一部を用いて、それぞれの受信品質を計算して、両者の前記受信品質の比較を行なう受信品質演算比較手段と、
    前記受信品質演算比較手段による比較結果に基づいて、前記復調用FFT手段により使われる前記復調用FFT窓と、前記制御用FFT手段により使われる前記制御用FFT窓とを制御するFFT窓位置制御手段と
    を備える情報処理装置。
  2. 前記制御用FFT手段は、さらに、
    前記第１信号と前記第２信号との差分データを生成する減算手段と、
    前記第１信号が入力されているときは、前記第１信号を前記第１記憶手段に出力し、
    前記第２信号が入力されているときは、前記減算手段により生成された前記減算信号を前記第１記憶手段に出力する選択手段と
    を有する
    請求項１に記載の情報処理装置。
  3. 前記制御用FFT手段は、さらに、
    前記DFT演算手段から出力された前記周波数信号を、それと同じ周波数を持つ前記第１出力信号が前記加算手段に供給されるまで記憶する第２記憶手段
    を有する
    請求項２に記載の情報処理装置。
  4. 前記受信品質演算比較手段は、
    前記等化手段により等化された前記復調用FFT手段の出力のすべてまたはその一部と、その推定値との距離の２乗の積算結果を計算する第１受信品質計算手段と、
    前記等化手段により等化された前記制御用FFT手段の出力のすべてまたはその一部と、その推定値との距離の２乗の積算結果を計算する第２受信品質計算手段と、
    前記第１受信品質計算手段と前記第２受信品質計算手段との各演算結果を比較する受信品質比較手段と
    を有する
    請求項１に記載の情報処理装置。
  5. 前記FFT窓位置制御手段は、
    前記受信品質演算比較手段による比較結果に基づいて、
    前記復調用FFT手段により次に使われる前記復調用FFT窓として、前記復調用FFT手段により現在使われている前記復調用FFT窓、または、前記制御用FFT手段により現在使われている前記制御用FFT窓を設定し、
    前記制御用FFT手段により現在使われている前記制御用FFT窓から変化させる方向および変化量を変化させることで、前記制御用FFT手段により次に使われる前記制御用FFT窓を設定する
    請求項１に記載の情報処理装置。
  6. OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)信号を受信する情報処理装置が、
    前記OFDM信号の各シンボルから、復調用FFT窓によって切り出された信号に対してFFT(Fast Fourier Transform)を施すことで、前記信号を、時間域信号から周波数域信号に変換して、その結果得られる第１出力信号を出力する復調用FFTステップと、
    前記OFDM信号の各シンボルから、制御用FFT窓によって切り出された信号に対するFFTを施す処理と等価な処理を施すことで、前記信号を、時間域信号から周波数域信号に変換して出力する制御用FFTステップであって、
    前記復調用FFT窓の区間内かつ前記制御用FFT窓の区間外の第１信号と、前記復調用FFT窓の区間外かつ前記制御用FFT窓の区間内にあって、前記第１信号と有効シンボル長だけ離れた第２信号との差分データとを記憶する記憶ステップと、
    前記記憶ステップの処理により記憶された前記差分データに対してDFT(Discrete Fourier Transform)を施して、その結果得られる周波数信号を出力するDFT演算ステップと、
    前記DFT演算ステップの処理により出力された前記周波数信号と、それと同じ周波数を持つ前記第１出力信号とを加算して、その結果得られる第２出力信号を出力する加算ステップと
    を含む制御用FFTステップと、
    前記第１出力信号のうち、SP(Scattered Pilot)信号を用いて伝送路情報推定値を生成する伝送路情報推定ステップと、
    前記伝送路情報推定ステップの処理により生成された前記伝送路情報推定値を用いて、前記第１出力信号と前記第２出力信号とを等化する等化ステップと、
    前記等化ステップの処理によりそれぞれ等化された前記第１出力信号および前記第２出力信号のすべてまたはその一部を用いて、それぞれの受信品質を計算して、両者の前記受信品質の比較を行なう受信品質演算比較ステップと、
    前記受信品質演算比較ステップの処理結果に基づいて、前記復調用FFTステップの処理により使われる前記復調用FFT窓と、前記制御用FFTステップの処理により使われる前記制御用FFT窓とを制御するFFT窓位置制御ステップと
    を含む情報処理方法。
  7. OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)信号を受信する受信装置を制御するコンピュータに、
    前記OFDM信号の各シンボルから、復調用FFT窓によって切り出された信号に対してFFT(Fast Fourier Transform)を施すことで、前記信号を、時間域信号から周波数域信号に変換して、その結果得られる第１出力信号を出力する復調用FFTステップと、
    前記OFDM信号の各シンボルから、制御用FFT窓によって切り出された信号に対するFFTを施す処理と等価な処理を施すことで、前記信号を、時間域信号から周波数域信号に変換して出力する制御用FFTステップであって、
    前記復調用FFT窓の区間内かつ前記制御用FFT窓の区間外の第１信号と、前記復調用FFT窓の区間外かつ前記制御用FFT窓の区間内にあって、前記第１信号と有効シンボル長だけ離れた第２信号との差分データとを記憶する記憶ステップと、
    前記記憶ステップの処理により記憶された前記差分データに対してDFT(Discrete Fourier Transform)を施して、その結果得られる周波数信号を出力するDFT演算ステップと、
    前記DFT演算ステップの処理により出力された前記周波数信号と、それと同じ周波数を持つ前記第１出力信号とを加算して、その結果得られる第２出力信号を出力する加算ステップと
    を含む制御用FFTステップと、
    前記第１出力信号のうち、SP(Scattered Pilot)信号を用いて伝送路情報推定値を生成する伝送路情報推定ステップと、
    前記伝送路情報推定ステップの処理により生成された前記伝送路情報推定値を用いて、前記第１出力信号と前記第２出力信号とを等化する等化ステップと、
    前記等化ステップの処理によりそれぞれ等化された前記第１出力信号および前記第２出力信号のすべてまたはその一部を用いて、それぞれの受信品質を計算して、両者の前記受信品質の比較を行なう受信品質演算比較ステップと、
    前記受信品質演算比較ステップの処理結果に基づいて、前記復調用FFTステップの処理により使われる前記復調用FFT窓と、前記制御用FFTステップの処理により使われる前記制御用FFT窓とを制御するFFT窓位置制御ステップと
    を含む制御処理を実行させるプログラム。
  8. 受信したOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)信号の各シンボルから、復調用FFT窓によって切り出された信号に対してFFT(Fast Fourier Transform)を施すことで、前記信号を、時間域信号から周波数域信号に変換して、その結果得られる第１出力信号を出力する復調用FFT手段と、
    前記OFDM信号の各シンボルから、制御用FFT窓によって切り出された信号に対するFFTを施す処理と等価な処理を施すことで、前記信号を、時間域信号から周波数域信号に変換して出力する制御用FFT手段であって、
    前記復調用FFT窓の区間内かつ前記制御用FFT窓の区間外の第１信号と、前記復調用FFT窓の区間外かつ前記制御用FFT窓の区間内にあって、前記第１信号と有効シンボル長だけ離れた第２信号との差分データとを記憶する第１記憶手段と、
    前記第１記憶手段に記憶された前記差分データに対してDFT(Discrete Fourier Transform)を施して、その結果得られる周波数信号を出力するDFT演算手段と、
    前記DFT演算手段から出力された前記周波数信号と、それと同じ周波数を持つ前記第１出力信号とを加算して、その結果得られる第２出力信号を出力する加算手段と
    を有する制御用FFT手段と、
    前記第１出力信号のうち、SP(Scattered Pilot)信号を用いて伝送路情報推定値を生成する伝送路情報推定手段と、
    前記伝送路情報推定手段により生成された前記伝送路情報推定値を用いて、前記第１出力信号と前記第２出力信号とを等化する等化手段と、
    前記等化手段によりそれぞれ等化された前記第１出力信号および前記第２出力信号のすべてまたはその一部を用いて、それぞれの受信品質を計算して、両者の前記受信品質の比較を行なう受信品質演算比較手段と、
    前記受信品質演算比較手段による比較結果に基づいて、前記復調用FFT手段により使われる前記復調用FFT窓と、前記制御用FFT手段により使われる前記制御用FFT窓とを制御するFFT窓位置制御手段と、
    前記等化手段により等化された前記第１出力信号に対応する映像を表示する表示手段と
    を備える表示装置。
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