JPH11136208A - 周波数制御装置及び受信装置ならびに通信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）信号の周波
数偏差に追従するための周波数制御装置を提供する。 【解決手段】 離散フーリエ変換部１２００で離散フー
リエ変換して得られたメトリックスについて、演算処理
部１３２２において、得られたメトリックスのエネルギ
ー分布の中心が、理論的な周波数の中心から上、下のど
ちらに偏っているかを演算し周波数差を求め、周波数差
に応じたＡＦＣ信号を制御信号生成部１３５０で生成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、直交周波数分割多
重された多重化信号に周波数同期するための周波数制御
装置および受信装置ならびに通信装置に係り、特に、サ
ブキャリヤーの周波数間隔の半分以上の偏移を有する多
重化信号に周波数同期することに好適な、周波数制御装
置および受信装置ならびに通信装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ディジタル通信の変調方式として、直交
周波数分割多重（Orthogonal Frequency Division Mult
iplexing；ＯＦＤＭ。以下、ＯＦＤＭという。）方式の
実用化が進められている。

【０００３】ＯＦＤＭが適用される方式として、例え
ば、ＥＵＲＥＫＡ−１４７ ＳＹＳＴＥＭが挙げられ
る。これは、一般に、ＤＡＢ（Digital Audio Broadcas
ting）、ユーレカ１４７ＤＡＢシステムなどと呼ばれて
いる。以下、ユーレカ１４７ＤＡＢシステムという。ユ
ーレカ１４７ＤＡＢシステムは、１９９４年１１月にＩ
ＴＵ−ＲでＳｙｓｔｅｍ−Ａとして認められ、国際規格
になっている。この規格は、「ETS 300401」として発
行されている。

【０００４】ＯＦＤＭ方式では、互いに直交する複数の
サブキャリヤーに分割多重化してデーターが伝送され
る。各サブキャリヤーの周波数は、ベースバンドにおい
て、ある基本周波数の整数倍となるように選ばれる。基
本周波数の１周期を有効シンボル期間とすると、相異な
るサブキャリヤー同士の積は、有効シンボル期間におけ
る積分が０となる。これをサブキャリヤー同士が直交す
るという。

【０００５】ＯＦＤＭ方式では、送信側と受信側とに周
波数差が生じると、復調に際して、他のサブキャリヤー
との直交性が崩れる。これは、干渉により復調されるデ
ーターに誤りが生じる原因となる。上記周波数差が生じ
る原因としては、例えば、送信側、受信側のそれぞれに
おける基準発振器の発振周波数の誤差や変動、送信側と
受信側との相対運動によるドップラーシフトなどが挙げ
られる。

【０００６】周波数差が生じた場合でも誤りが少ない復
調データーを得るために、周波数同期方式が検討されて
いる。例えば、「ＯＦＤＭにおけるガード期間を利用し
た新しい周波数同期方式の検討」（テレビジョン学会技
術報告 Vol.19,No.38,pp.13〜18 ）に記載される周波
数同期方式がある。この周波数同期方式は、有効シンボ
ル期間の信号波形が巡回的に繰り返される、ガード期間
(Guard Interval)を利用している。

【０００７】すなわち、受信信号を直交検波回路により
ベースバンドに変換し、さらにＦＦＴ回路により各キャ
リヤー成分を復調する。図８の（１）は、直交検波器の
同相軸出力を示す。ここで、ｎ番目のＯＦＤＭシンボル
は、ガード部Ｇｎ（サンプル数Ｎｇ）と、有効シンボル
部Ｓｎ（サンプル数Ｎｓ）とで構成され、ガード期間の
信号Ｇｎには、有効シンボルの一部であるＧｎ’が複写
されている。図８の（２）は、図８の（１）の信号を有
効シンボル期間だけ遅延したものである。図８の（３）
は、（１）と（２）との信号を乗算して、ガード期間幅
（Ｎｇサンプル）の移動平均を求めることにより、２つ
の信号の相関をもとめた結果である。ＧｎとＧｎ’とは
同じ信号波形であるので、図８の（３）に示すように相
関出力は、シンボルの境界でピークを示す。

【０００８】同相軸データーと、有効シンボル期間だけ
遅延された同相軸データーとの相関のピーク値をＳｉｉ
とし、同相軸データーと、有効シンボル期間だけ遅延さ
れた直交軸データーとの相関のピーク値をＳｉｑとする
と、周波数誤差δは、

【０００９】

【数１】

【００１０】により求めることができる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た逆正接関数を用いて周波数誤差を求める方法では、サ
ブキャリヤー間隔で正規化された周波数オフセットと、
上述のようにして求められた誤差信号δとの関係は、図
９に示すようにサブキャリヤー間隔を１周期とする周期
を有している。このため、誤差信号δに対応する周波数
オフセットが、どの周期にあるかは区別されない。例え
ば、図９において、δ１の誤差信号が得られた場合、点
Ａの他に、点Ｂ、点Ｃなども対応する。従って、真の正
規化周波数オフセットが、ＯAであっても、これを、オ
フセットＯB、ＯCなどと区別することはできない。この
ため、サブキャリヤー間隔の１／２以上の偏差が生じ得
る場合には、その周波数オフセットを特定することは困
難であり、オフセットの向きを逆向きに誤ることもあり
得る。

【００１２】ところが、一般に、ＯＦＤＭでは、サブキ
ャリヤー同士の間隔は狭く設定されるため、周波数差を
この１／２以下に抑えることは困難である。

【００１３】例えば、ユーレカ１４７ＤＡＢシステムの
モードＩでは、中心周波数は、２３０ＭＨｚ、サブキャ
リヤー間隔は、１ｋＨｚと定められている。すなわち、
サブキャリヤー間隔の１／２に相当する周波数は、５０
０Ｈｚであり、これは、約２．２ＰＰＭの周波数精度と
なる。しかし、送信周波数と受信周波数における周波数
差を２．２ＰＰＭ以内に抑えることは容易ではない。こ
の精度を達成するには、例えば、発振器のコスト増を伴
い、実際的ではない。

【００１４】また、送信側と受信側との相対距離が変化
する場合、例えば、移動体に設置された受信装置におけ
る放送の受信などの場合は、ドップラー効果による周波
数の偏移（ドップラーシフト）が生ずる。従って、送信
側、受信側との相対速度が、上記ドップラーシフトが、
サブキャリヤー間隔の１／２以内となる場合に制限され
るという問題がある。

【００１５】また、上記の方法では、適用対象が、ガー
ド期間を含むＯＦＤＭ信号に限られ、ガード期間が設け
られていない場合は、周波数偏移を検知することが困難
であるという問題がある。

【００１６】本発明は、ＯＦＤＭ信号の周波数偏差が、
サブキャリヤー間隔の１／２以上あっても、この偏移量
を特定し、周波数同期することができる周波数制御装置
を提供することを第１の目的とする。

【００１７】また、ガード期間が含まれないＯＦＤＭ信
号であっても、その周波数偏移を検知し、周波数同期す
ることができる周波数制御装置を提供することを第２の
目的とする。

【００１８】送信側と受信側とで相対距離が変化し、サ
ブキャリヤー間隔の１／２以上のドップラーシフトが生
ずる場合に好適な、受信装置、通信装置を提供すること
を第３の目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的および第
２の目的を達成するために、本発明の第１の態様によれ
ば、複数のサブキャリヤーに直交周波数分割多重された
多重化信号に周波数同期するための周波数制御装置にお
いて、上記多重化信号を直交検波して、互いに直交する
第１の検波軸信号および第２の検波軸信号を得るための
直交検波手段と、上記２つの検波軸信号のそれぞれの時
間軸波形を予め定められた標本化周波数でそれぞれ標本
化し、かつ、これら標本化されたデーターを離散フーリ
エ変換して、周波数領域に分布する複数のメトリックス
を求めるための離散フーリエ変換手段と、上記離散フー
リエ変換手段により求められたメトリックスの分布に予
め指定された周波数依存性を有するように、上記多重化
信号のパワー分布を変化させるためのパワー変換手段
と、予め定められた基準周波数より高い周波数のメトリ
ックスについてのパワーの総和と、上記基準周波数より
低い周波数のメトリックスについてのパワーの総和との
差を求め、上記求めた差が小さくなるように周波数を変
化させる指示を、上記周波数変化手段に与える演算制御
手段と、上記離散フーリエ変換手段に入力される信号の
周波数を、上記演算制御手段により生成された指示に従
って変化させるための周波数変化手段を有することを特
徴とする周波数制御装置が提供される。

【００２０】上記第３の目的を達成するために、本発明
の第２の態様によれば、直交周波数分割多重された多重
化信号を受信するための受信装置において、多重化信号
を含む高周波信号を受け付け、受け付けた高周波信号か
ら予め定められた周波数帯域を選択するためのバンドパ
スフィルター部と、上記周波数変換された信号を再生キ
ャリヤーを用いて直交検波し、離散フーリエ変換すると
共に、上記再生キャリヤーの周波数を操作して周波数同
期するための周波数制御部と、上記離散フーリエ変換さ
れたデーターを復調するための復調部と、上記復調され
た信号を出力するための出力部とを有し、上記周波数制
御部は、第１の態様における周波数制御装置を用いて構
成されることを特徴とする受信装置が提供される。

【００２１】本発明の第３の態様によれば、直交周波数
分割多重化された多重化信号を用いて通信するための通
信装置において、入力される信号が示すデーターで、搬
送波を直交周波数分割多重変調して多重化信号を送出す
るための送信部と、受け付けた信号を直交周波数分割多
重復調して変調データーを検出し、変調データーが示す
信号を出力するための受信部とを有し、上記受信部は、
上記第２の態様における受信装置を用いて構成されるこ
とを特徴とする通信装置が提供される。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して本発明の
実施の形態について説明する。

【００２３】先ず、図１を参照して、本発明の第１の実
施の形態について説明する。

【００２４】図１において、周波数制御装置１０００
は、直交検波部１１００と、離散フーリエ変換部１２０
０と、周波数偏差検知部１３００とを有して構成され
る。

【００２５】上記直交検波部１１００は、ＯＦＤＭ信号
を受け付け、再生キャリヤーを用いて、互いに直交する
２つの検波軸信号を得るためのものである。２つの検波
軸は、例えば、受け付けた信号と同相の同相軸（Ｉ相
軸）、および、受け付けた信号に直交する直交軸（Ｑ相
軸）に選ぶことができる。なお、２つの検波軸は、互い
に直交する関係にあれば、これらの位相に限らない。例
えば、受けた信号に対して、＋４５度の位相の検波軸、
および、−４５度の位相の検波軸に選んでもよい。

【００２６】直交検波部１１００は、例えば、受け付け
た信号を２つに分配するための分配器１１５０と、９０
度の位相差がある２つの再生キャリヤーＸ，Ｙを発振す
るための再生キャリヤー生成器１１１９と、上記分配さ
れた２つの信号に、上記再生キャリヤーＸおよび信号Ｙ
をそれぞれ乗算するための２つの乗算器１１０７Ａ，１
１０７Ｂとを用いて構成することができる。

【００２７】上記再生キャリヤー生成器１１１９は、例
えば、発振周波数を変更可能な周波数可変発振器１１６
０と、発振された信号を２つに分配するための分岐回路
１１８０と、分配された信号の一方に９０度の位相遅延
を与えるための移相器１１７０とを用いて構成すること
ができる。このように構成された再生キャリヤー生成器
１１１９を用いて、再生キャリヤーを生成することがで
きる。また、上記周波数可変発振器１１６０は、上記周
波数偏移検知部１３００から与えられるＡＦＣ信号に従
って、その発振周波数を変化させることができる。

【００２８】上記離散フーリエ変換部１２００は、ＯＦ
ＤＭ信号に含まれるサブキャリヤー数より多い数のサン
プリングポイントで、上記Ｉ相信号およびＱ相信号をそ
れぞれサンプリングし、これらを離散フーリエ変換する
ためのものである。上記離散フーリエ変換部１２００
は、例えば、２つのＡ／Ｄ（Analog to Digital）変換
器１２０８Ａ，１２０８Ｂと、離散フーリエ変換処理を
実行するためのＤＦＴ（Discrete Fourier Transform；
離散フーリエ変換）回路１２０９とを有して構成され
る。ＤＦＴ回路１２０９において、離散フーリエ変換を
実行するための計算のアルゴリズムとしては、例えば、
ＤＦＴの定義式に従って計算を実行してもよいし、高速
フーリエ変換（ＦＦＴ；Fast Fourier Transform）など
を用いてもよい。ＦＦＴを用いて計算することにより、
ＤＦＴの計算を高速に行うことができる。ＤＦＴ回路１
２０９は、例えば、専用のハードロジックで構成され
る。なお、ＤＦＴ処理を実行するためのプログラムを搭
載した汎用の演算装置を用いて構成してもよい。

【００２９】上記周波数偏差検知部１３００は、上記離
散フーリエ変換部１２００で得られたメトリックスを受
け付け、受け付けたＯＦＤＭ信号との周波数差を求め、
求めた周波数差を小さくするように周波数同期を行うた
めの演算制御を行うためのものである。上記周波数偏差
検知部１３００は、例えば、周波数差を求める演算処理
を行うための演算処理部１３２２と、演算処理部１３２
２が求めた周波数差に応じたＡＦＣ（automatic freque
ncy control；自動周波数制御）信号を生成するための
制御信号生成部１３５０とを有して構成される。

【００３０】上記制御信号生成部１３５０は、例えば、
演算結果に応じた電圧を有する信号を生成するＤ／Ａ
（digital to analog）変換器を用いることができる。
また、上記直交検波部１１００における再生キャリヤー
生成器１１１９として数値制御発振器が用いられている
場合には、制御信号生成部１３５０を省略し演算結果に
示す信号を直接与えてもよい。このようにして、上記演
算結果に応じた周波数の変化量を指示するＡＦＣ信号を
生成することができる。

【００３１】なお、ＡＦＣ信号が示す変化量の大きさを
一定値とし、変化の有無、および、その向きを上記演算
結果に応じて変更してもよい。変化量の大きさを一定値
とすることにより、信号生成部１３５０、および、直交
検波部１１００における再生キャリヤー生成器１１１９
を簡易に構成することができる。

【００３２】また、本実施の形態では、直交検波部１１
００における再生キャリヤーの周波数を変化させる態様
について説明したが、周波数を変化させる態様はこれに
限らない。例えば、受け付けられたＯＦＤＭ信号を中間
周波数に変換するための、周波数変換部３０００が、直
交検波部１１００の前段に設けられる場合、ＡＦＣ信号
を周波数変換部に与え、周波数変換部で周波数が変換さ
れる変換量を変化させることができる。

【００３３】次に、図１および図２を参照して、上述の
ように構成される周波数制御装置の動作について説明す
る。

【００３４】まず、図２を参照して、周波数制御装置に
与えられるＯＦＤＭ信号について説明する。

【００３５】図２の（ａ）に示すように、ＯＦＤＭ信号
のベースバンドは、互いに周波数が異なる複数のサブキ
ャリヤーが重畳された時間軸波形となる。図２の（ａ）
には、２４のサブキャリヤーに分離多重化されたＯＦＤ
Ｍ信号が描かれているが、サブキャリヤーの数がこれに
限らないことは勿論である。

【００３６】上記ＯＦＤＭ信号のベースバンドは、周波
数領域で示すと、図２の（ｂ）に示すスペクトルとな
る。これは、図２の（ａ）に示す時間軸波形のフーリエ
変換に相当する。図２の（ｂ）において、複数のサブキ
ャリヤーが周波数軸上に並び、各サブキャリヤーは、変
調による側波帯成分を含んでいる。

【００３７】次に、図１を参照して、本実施の形態の周
波数制御装置の動作について説明する。

【００３８】先ず、直交検波部１１００において、ＯＦ
ＤＭ信号が受け付けられ、互いに直交するＩ相軸信号お
よびＱ相軸信号が取得される。

【００３９】そして、離散フーリエ変換部１２００にお
いて、上記２つの検波軸の信号（Ｉ相軸信号、Ｑ相軸信
号）が、それぞれ時間軸波形をサンプリング（標本化）
される。本実施の形態における離散フーリエ変換部１２
００（図１参照）では、サブキャリヤー数より多いサン
プリングポイントでサンプリングし、サンプリングされ
たデーターについて離散フーリエ変換の計算を行ってい
る。

【００４０】すなわち、サンプリングされたＩ相軸デー
ターおよびＱ相軸データーが、複素量として（例えば、
Ｉ相軸信号の標本値を実部、Ｑ相軸信号の標本値を虚部
として）離散フーリエ変換される。離散フーリエ変換に
より、メトリックス（複素計量）Ｚが、サンプリングポ
イント（標本化点）の数ＮSに相当する数の周波数スロ
ットのそれぞれに対応して求められる。上記ＮS個のメ
トリックスＺのうちには、サブキャリヤーの数ＮCに相
当する有効メトリックスに加えて、サブキャリヤーの数
をサンプリングポイント数が超過した数ＮOS（＝ＮS−
ＮC）に相当する無効メトリックスが含まれている。無
効メトリックスは、ノイズ、および、各サブキャリヤー
からの漏れなどによる成分である。離散フーリエ変換の
結果得られるメトリックス分布としては、例えば、ＮC
個の有効メトリックスが連続して並び、この両側に、
（ＮOS／２）個の無効メトリックスが並ぶ場合がある。

【００４１】ここで、虚数単位をｊ、メトリックスが得
られる周波数スロットを示すサフィックスをｉとする
と、各メトリックスＺiは、（ａi＋ｊｂi）と表され、
上記離散フーリエ変換の演算の結果、サンプリングポイ
ント数ＮSのメトリックス｛Ｚi｝（ｉ＝１，２，３，
…，ＮS）を示す、２系列のデーター｛ａi｝、｛ｂi｝
が得られる。

【００４２】例えば、上記ユーレカ１４７ＤＡＢシステ
ムにおけるモードＩのＯＦＤＭ信号は、１５３６のサブ
キャリヤーを有する。このような信号について、本実施
の形態における周波数制御装置１０００では、上記１５
３６よりも多い２０４８（２の１０乗）のサンプリング
ポイントでサンプリングを行っている。この場合、１５
３６の有効メトリックスおよび５１２の無効メトリック
スが得られる。

【００４３】なお、２のべき乗の数でサンプリングを行
うことにより、ＦＦＴによるＤＦＴ演算の高速化の効果
を向上させることができる。

【００４４】次に、周波数偏差検知部１３００におい
て、上記離散フーリエ変換部１２００で取得されたメト
リックスの分布｛ａi＋ｊｂi｝と、予め定められた分布
との差を求める演算処理が行われ、この演算処理の結果
に応じてＡＦＣ信号が生成される。

【００４５】上記差を求める演算処理としては、例え
ば、メトリックス分布｛Ｚi｝から、そのパワー分布
｛Ｐi｝を求め、このパワー分布｛Ｐi｝の分布中心に相
当する周波数と、予め定められた基準周波数との差を求
めることができる。パワーＰは、例えば、Ｚの複素共役
をＺ^*として、 Ｐ＝Ｚ² ＝Ｚ・Ｚ^*＝Ｚ^*・Ｚ …（１０１） と定義することができる。すなわち、メトリックスＺ
が、 Ｚ＝（ａ＋ｊｂ） であるとき、このメトリックスのパワーは、 Ｐ＝（ａ＋ｊｂ）（ａ−ｊｂ） ＝（ａ・ａ＋ｂ・ｂ） …（１０２） と与えられる。

【００４６】次に、上記周波数偏差検知部１３００で行
われる演算処理の詳細について説明する。

【００４７】本実施の形態では、受け付けたＯＦＤＭ信
号から得られたメトリックスのパワースペクトルのエン
ベロープを、予め指定された周波数依存性を有するよう
に、多重化信号のパワー分布を変化させるためのパワー
変換をパワー変換手段によって行う。このパワー変換
は、パワースペクトルのエンベロープが、その分布中心
に近づくほどパワーが減少するＭ字状の形状となるよう
に、各サブキャリヤーのパワーを変化させている。

【００４８】本実施の形態では、パワースペクトルのエ
ンベロープが、分布中心に近づくほどパワーが減少する
Ｍ字状の形状とするために、パワースペクトルの各サブ
キャリヤーに番号（ｉ）を順番に付し、エンベロープの
分布中心のサブキャリヤーを基準番号（ｃ）として、各
サブキャリヤーのパワーに各サブキャリヤーに付した番
号（ｉ）と基準番号（ｃ）の差の絶対値（｜ｃ−ｉ｜）
を乗じて各サブキャリヤーのパワーを変化させる。

【００４９】このようにして得られたパワー分布におけ
る分布の重心を求め、この重心の周波数と、予め定めら
れた基準周波数とを比較する。そして、上記重心の周波
数と上記基準周波数との周波数差を求め、これが小さく
なるように再生キャリヤーの周波数を変化させる指示を
上記直交検波部１１００（図１参照）に与える。

【００５０】パワー変換手段によって多重化信号のパワ
ー分布を分布中心に近づくほどパワーが減少するように
変化させたので、パワー分布の分布の重心を求めたとき
の重心の周波数の精度を高めることができる。したがっ
て、基準周波数との周波数差の精度が高まり、より精度
の高いＡＦＣ信号を得ることができる。

【００５１】以下に、上記演算処理部１３２２（図１参
照）で行われる演算処理の詳細について説明する。

【００５２】まず、離散フーリエ変換部１２００（図１
参照）で取得されたＮS個のメトリックスの分布｛Ａi+
ｊＢi｝（ｉ｜１，２，３，…，ＮS）について、予め定
められた基準周波数に相当する周波数スロットＣより低
い周波数の周波数スロット（１〜Ｃ）に属するメトリッ
クスのパワーの総和ＷLと、周波数スロットより高い周
波数の周波数スロット（Ｃ〜ＮS）に属するメトリック
スのパワーの総和ＷHとをそれぞれ求める。基準周波数
は、例えば、標本化周波数に等しい周波数の信号が受け
付けられたときに、理論的に予想される有効メトリック
スのパワー分布の中心周波数を選ぶことができる。この
とき、基準周波数は、Ｃ＝ＮS／２となる。

【００５３】そして、上記求めた総和ＷL、総和ＷHとを
比較し、これらの総和の差δＷから周波数差を求める。
総和の差δＷは、例えば、次式に従って実行することが
できる。

【００５４】

【数２】

【００５５】この式では、取得されたメトリックスの全
てを用いてパワー分布の重心を求めているが、理論的に
予想される有効メトリックスの範囲について計算を行っ
てもよい。また、基準周波数Ｃについては、同じ計算が
重複して行われるのでこれを省略することができる。す
なわち、理論的に予想される基準周波数Ｃについて、

【００５６】

【数３】

【００５７】に従って、総和の差を求めることができ
る。この式に従って演算すると、Ｃ番目とＣ＋１番目の
スロットを境として、スペクトルパワーの分布がどちら
に偏っているかが算出できる。基準周波数Ｃは、理論的
な周波数の設定に従って選ぶことができる。例えば、標
本化点が２０４８であるとき、 Ｃ＝2048/2 =1024 と選ぶことができる。

【００５８】また、パワー分布が既知である信号を用い
て伝送路の影響を避けることができる。すなわち、ヌル
シンボル期間に取得されるＯＦＤＭ信号についてのメト
リックス｛Ａni+ｊＢni｝と、信号シンボル期間のメト
リックス｛Ａsi+ｊＢsi｝とから、

【００５９】

【数４】

【００６０】を求め、このメトリックスを計算に用い
る。

【００６１】また、メトリックスのパワーの全周波数ス
ロットについての総和Ｗｔを求め、これによって上記総
和の差δＷを規格化することができる。すなわち、全周
波数スロットについてのパワーの総和Ｗｔは、

【００６２】

【数５】

【００６３】によって求められ、これを用いて規格化さ
れた総和の差 δＷ／Ｗtを求めることができる。これを
周波数のズレ量として制御信号生成部１３５０（図１参
照）に与える。これによって、到来するＯＦＤＭ信号の
パワーが変動する場合であっても、この影響を低減する
ことができる。

【００６４】次に、図３および図４を参照して、規格化
されたメトリックスを用いる場合の計算手順の一例につ
いて説明する。

【００６５】先ず、ステップＳ２１において、シンボル
期間ごとの受け付けた信号についてＦＦＴを用いて離散
フーリエ変換を行う。

【００６６】ヌルシンボルから得られるメトリックス
で、シンボル期間のメトリックスを規格化する（Ｓ２
２）。

【００６７】ステップＳ２３において、上記Ｓ２２で規
格化されたメトリックスを、基準周波数を境に２つの領
域に分割し、それぞれにおけるパワーの総和を計算す
る。このとき、周波数差がない場合には、分割された２
つの領域は、図３の（ａ）に示すように対称となる。ま
た、周波数差がある場合、例えば、低周波側にずれた信
号が受信された場合には、図３５の（ｂ）に示すよう
に、２つの領域が非対称となる。そして、上記２つの領
域によるパワーの総和の差を求める。

【００６８】また、受信された信号がフェージングなど
の影響を受けている場合は、ステップＳ２４において周
波数のずれを補正する。

【００６９】次に、図５を参照して、本発明の第２の実
施の形態について説明する。本実施の形態は、第１の実
施形態で説明した演算処理をもちいて周波数同期を行
う、ＯＦＤＭ受信装置である。

【００７０】図５において、受信装置２００は、入力端
子１と、バンドパスフィルター２と、増幅器３と、乗算
器４と、ＳＡＷフィルター５と、中間周波増幅器６と、
乗算器７Ａ，７Ｂと、Ａ／Ｄ変換器８Ａ，８Ｂと、ＦＦ
Ｔ回路９と、ＡＧＣ回路１０と、同期検出回路１１と、
差動復調回路１２と、第１局部発振器１８と、第２局部
発振器１９と、第１基準発振器２０Ａと、第２基準発振
器２０Ｂと、タイミング回路２１と、周波数誤差演算回
路２２と、時間軸検出回路２３と、位相誤差検出回路２
４とを有して構成される。上記乗算器７Ａ，７Ｂと、第
２局部発振器１９とは、直交検波回路を構成している。

【００７１】上記受信装置２００において、入力端子１
に加えられたＲＦ信号は、バンドパスフィルター２によ
り、所定の帯域外の雑音が除去された後、増幅器３で増
幅され、乗算器４で第１局部発振器１８からの局部発振
信号と乗算され中間周波信号に変換される。変換された
中間周波信号は、ＳＡＷフィルター５により帯域制限さ
れ、次に、中間周波増幅器６により、所定のレベルまで
増幅された後、２系統の乗算器７Ａ、７Ｂに導かれる。

【００７２】乗算器７Ａ、７Ｂは、第２局部発振回路１
９から、９０度の位相差を有する２相の局発信号を入力
し、もう一方の入力である中間周波信号とそれぞれ乗算
することにより直交検波回路を構成している。乗算器７
Ａ、７Ｂの出力は、Ａ／Ｄ変換器８Ａ、８Ｂによりディ
ジタルデーターに変換された後、ガード期間を除き、有
効データー期間をＦＦＴ回路９に取り込みＦＦＴ処理を
行う。

【００７３】ＦＦＴ処理後、差動復調されて、最終的に
音声信号へ変換される。この処理の詳細については説明
を省略する。

【００７４】一方、ＦＦＴ回路９の出力はそのメトリッ
クスを周波数誤差演算回路２２へ入力し、ここで先に説
明した演算を行い周波数差成分をＡＦＣ信号として第１
基準発振器２０Ａへ供給する。また、差動復調回路１２
の出力信号からは、位相誤差検出回路２４で検出した位
相誤差からサブキャリヤー間隔の±１／２以内の制御を
行うＡＦＣ信号も併せて第１基準発振器２０Ａへ供給さ
れる。

【００７５】本実施の形態によれば、サブキャリヤー間
隔の１／２以上の周波数差が生じても、周波数同期を行
うことができる。この受信装置２００は例えば、ユーレ
カ１４７ＤＡＢシステムにおけるディジタル音声放送の
受信に用いることができる。

【００７６】次に、図６を参照して、本発明の第３の実
施の形態について説明する。本実施の形態は、ＯＦＤＭ
信号を用いて通信を行うための通信装置の例である。

【００７７】図６において、通信装置９００１は、到来
するＯＦＤＭ信号を受け付け、ＯＦＤＭ信号が示す情報
を出力するための受信部９００２と、送信すべき情報を
受け付けこれをＯＦＤＭ信号として送出するための送信
部４とを有して構成される。

【００７８】上記受信部９００２は、到来する電磁波か
ら予め定められた帯域の信号を選択するためのフィルタ
ー部２０００と、帯域を選択した信号を中間周波数に変
換するための周波数変換部３０００と、検波および周波
数同期を行うための周波数制御部１０００と、検波され
た信号を復調するための復調部４０００と、復調された
信号が示す情報を出力するための出力部５０００とを有
して構成される。

【００７９】上記周波数制御部３０００は、例えば、上
記第１の実施の形態における周波数制御装置と同様に構
成することができる。例えば、同相検波軸信号（Ｉ相軸
信号）および直交検波軸信号（Ｑ相軸信号）を取得する
ための直交検波部１１００と、Ｉ相信号およびＱ相信号
を離散フーリエ変換するための離散フーリエ変換部１２
００と、離散フーリエ変換された信号を用いて周波数偏
差を検知するための周波数偏差検知部１３００とを有す
る構成とすることができる。

【００８０】上記出力部５０００としては、例えば、音
声情報を出力するための音声出力装置、画像を表示する
ための画像出力装置、データーを出力するためのデータ
ー出力装置などが挙げられる。

【００８１】上記音声出力装置は、例えば、アンプ、ス
ピーカなどを用いて構成することができる。

【００８２】上記画像出力装置は、例えば、画像表示回
路、および、ディスプレイ装置を用いて構成することが
できる。

【００８３】上記データー出力装置は、例えば、インタ
フェース回路、バッファ回路、信号変換回路などを用い
て構成することができる。

【００８４】また、上記受信部９００２において、フィ
ルター部２０００と、周波数変換部３０００と、周波数
制御部１０００と、復調部４０００とを１つの筐体に構
成し、これをチューナー部９００３としてもよい。これ
により、情報が出力される態様に対応して、出力装置の
組み合わせを変更したり、情報を表示する品質の好みに
対応することなどができる。

【００８５】上記送信部９００４は、情報を受け付け、
これを信号に変換するための入力部６０００と、上記変
換された信号で、搬送波を変調するための変調部７００
０と、変調された搬送波を送出するためのＲＦ送出部８
０００とを有して構成される。

【００８６】また、通信装置９００１は、ＯＦＤＭ信号
を送受するためのインタフェース部９００５に接続され
た他の機器と通信を行う。インタフェース部９００５
は、例えば、通信装置９００１が接続される形態に応じ
て例えば、アンテナ、光／電気変換器、電気信号コネク
タなどを用いることができる。なお、インタフェース部
９００５は、図示される例のように、外付けされる態様
であってもよいし、通信装置９００１に内蔵される態様
であってもよい。

【００８７】本実施の形態によれば、送信側と受信側と
で周波数差が生じる状態であっても、周波数同期して通
信することができる。

【００８８】

【発明の効果】本発明によれば、受け付けたＯＦＤＭ信
号を復調するための同期検波周波数が、受信信号を離散
フーリエ処理して得た多重キャリヤーの周波数間隔の数
倍にもおよび周波数差が生じても、周波数差を精度良く
検出して周波数同期を行うことができる周波数制御装置
が提供される。

【００８９】これによって、送信側と受信側との基準周
波数にズレが生じている場合であっても、情報を伝送す
ることができる。また、送信側と受信側との相対運動に
よりドップラーシフトが生じても、ドップラーシフトを
精度良く検出して周波数同期を行うことができる周波数
制御装置が提供される。

【００９０】また、上記周波数制御装置が搭載された受
信装置を構成することができ、安定してＯＦＤ号による
放送を受信することができる受信装置を提供することが
できる。このような放送としては、例えば、ユーレカ１
４５システムＤＡＢの放送などが挙げられる。

【００９１】また、上記周波数制御装置が搭載された通
信装置を構成することができる。これによって、ディジ
タル電話などにおける周波数同期をより安定なものにす
ることができる。ＯＦＤＭ方式の適用が容易になり、こ
のため、画像信号を含む信号を通信を行うテレビ電話な
どのように、伝送情報量が大きい通信に対応することが
できる。また、周波数同期可能な周波数差が大きくとれ
るため、各機器における基準周波数の管理が容易にな
る。さらに、移動体による通信において、ドップラーシ
フトによる周波数差が生じる場合であっても、周波数同
期した状態で通信を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明を適用した周波数制御装置を示すブロ
ック図である。

【図２】 ＯＦＤＭ信号を示す説明図であって、（ａ）
時間領域の構造を示す波形図、（ｂ）周波数領域の構造
を示すスペクトル図である。

【図３】 ２つの領域に分割されたメトリックスのパワ
ー分布を模式的に示す説明図であって、（ａ）周波数差
がないときの分布、（ｂ）周波数差があるときの分布で
ある。

【図４】 本発明の第１の実施の形態における演算手順
を示すフロー図である。

【図５】 本発明を適用した受信装置を示すブロック図
である。

【図６】 本発明を適用した通信装置を示すブロック図
である。

【図７】 本発明を適用した通信装置の他の態様を示す
ブロック図である。

【図８】 従来の周波数制御方法で周波数差検出に用い
られる信号の相関を示す説明図である。

【図９】 従来の周波数制御方法における、相関信号と
周波数オフセットとの関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１…入力端子、２…バンドパスフィルター、３…増幅
器、４…乗算器、５…ＳＡＷフィルター、６…中間周波
増幅器、７Ａ，７Ｂ…乗算器、８Ａ，８Ｂ…Ａ／Ｄ変換
器と、９…ＦＦＴ回路、１０…ＡＧＣ回路、１１…同期
検出回路、１２…差動復調回路、１８…第１局部発振
器、１９…第２局部発振器、２０Ａ…第１基準発振器、
２０Ｂ…第２基準発振器、２１…タイミング回路、２２
…周波数誤差演算回路、２３…時間軸検出回路、２４…
位相誤差検出回路、２００…受信装置、１０００…周波
数制御装置、１１００…直交検波部、１１０７Ａ，１１
０７Ｂ…乗算器、１１５０…分配器、１１１９…再生キ
ャリヤー生成器、１１６０…周波数可変発振器、１１７
０…移相器、１１８０…分岐回路、１２００…離散フー
リエ変換部、１２０８Ａ，１２０８Ｂ…Ａ／Ｄ変換器、
１２０９…ＤＦＴ回路、１３００…周波数偏差検知部、
１３２２…演算処理部、１３５０…制御信号生成部、２
０００…フィルター部、３０００…周波数変換部、３０
１０…乗算器、３０２０…周波数可変発振器、４０００
…復調部、５０００…出力部、６０００…入力部、７０
００…変調部、８０００…ＲＦ送出部、９００１…通信
装置、９００２…受信部、９００３…チューナー部、９
００４…送信部、９００５…インタフェース部。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のサブキャリヤーに直交周波数分割
   多重された多重化信号に周波数同期するための周波数制
   御装置において、 上記多重化信号を直交検波して、互いに直交する第１の
   検波軸信号および第２の検波軸信号を得るための直交検
   波手段と、 上記２つの検波軸信号のそれぞれの時間軸波形を予め定
   められた標本化周波数でそれぞれ標本化し、かつ、これ
   ら標本化されたデーターを離散フーリエ変換して、周波
   数領域に分布する複数のメトリックスを求めるための離
   散フーリエ変換手段と、 上記離散フーリエ変換手段により求められたメトリック
   スの分布に予め指定された周波数依存性を有するよう
   に、上記多重化信号のパワー分布を変化させるためのパ
   ワー変換手段と、 予め定められた基準周波数より高い周波数のメトリック
   スについてのパワーの総和と、上記基準周波数より低い
   周波数のメトリックスについてのパワーの総和との差を
   求め、 上記求めた差が小さくなるように周波数を変化させる指
   示を、上記周波数変化手段に与える演算制御手段と、 上記離散フーリエ変換手段に入力される信号の周波数
   を、上記演算制御手段により生成された指示に従って変
   化させるための周波数変化手段を有することを特徴とす
   る周波数制御装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の周波数制御装置におい
   て、 上記パワー変換手段は、パワースペクトルのエンベロー
   プが、その分布中心に近づくほどパワーが減少するよう
   に、各サブキャリヤーのパワーを変化させることを特徴
   とする周波数制御装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載の周波数制御装置におい
   て、 上記パワー変換手段は、パワースペクトルの各サブキャ
   リヤーに番号を順番に付し、エンベロープの分布中心の
   サブキャリヤーの番号を基準番号として、各サブキャリ
   ヤーのパワーに各サブキャリヤーに付した番号と基準番
   号の差の絶対値を乗じたことを特徴とする周波数制御装
   置。
4. 【請求項４】 直交周波数分割多重された多重化信号を
   受信するための受信装置において、 多重化信号を含む高周波信号を受け付け、受け付けた高
   周波信号から予め定められた周波数帯域を選択するため
   のバンドパスフィルター部と、 上記周波数変換された信号を再生キャリヤーを用いて直
   交検波し、離散フーリエ変換すると共に、上記再生キャ
   リヤーの周波数を操作して周波数同期するための周波数
   制御部と、 上記離散フーリエ変換されたデーターを復調するための
   復調部と、 上記復調された信号を出力するための出力部とを有し、 上記周波数制御部は、請求項１から３のいずれか一項記
   載の周波数制御装置を用いて構成されることを特徴とす
   る受信装置。
5. 【請求項５】 直交周波数分割多重化された多重化信号
   を用いて通信するための通信装置において、 入力される信号が示すデーターで、搬送波を直交周波数
   分割多重変調して多重化信号を送出するための送信部
   と、 受け付けた信号を直交周波数分割多重復調して変調デー
   ターを検出し、変調データーが示す信号を出力するため
   の受信部とを有し、 上記受信部は、請求項４記載の受信装置を用いて構成さ
   れることを特徴とする通信装置。