ＯＦＤＭ信号受信装置およびＯＦＤＭ信号の受信方法
【課題】本発明は、ドップラ周波数が高くなった場合においても、正常にＯＦＤＭ信号の復調が行うことができるＯＦＤＭ信号受信装置を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明に係るＯＦＤＭ信号受信装置１００は、ＯＦＤＭ信号を所定のタイミングでサンプリングし、当該サンプリングされたＯＦＤＭ信号に対して送受信間での周波数誤差を検出する、周波数誤差検出部７を備えている。さらに、検出された複数の周波数誤差から中心周波数を求め、中心周波数と周波数誤差との差の絶対値を求める、計算部（ＣＰＵ８）を備えている。さらに、計算部から送信される差の絶対値を用いて、ローパスフィルタ部５のカットオフ周波数を決定するフィルタ調整部９を、備えている。
【解決手段】本発明に係るＯＦＤＭ信号受信装置１００は、ＯＦＤＭ信号を所定のタイミングでサンプリングし、当該サンプリングされたＯＦＤＭ信号に対して送受信間での周波数誤差を検出する、周波数誤差検出部７を備えている。さらに、検出された複数の周波数誤差から中心周波数を求め、中心周波数と周波数誤差との差の絶対値を求める、計算部（ＣＰＵ８）を備えている。さらに、計算部から送信される差の絶対値を用いて、ローパスフィルタ部５のカットオフ周波数を決定するフィルタ調整部９を、備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ＯＦＤＭ信号受信装置およびＯＦＤＭ信号の受信方法に係る発明であり、特に、周波数領域の伝送路関数に対するフィルタリング処理の際のカットオフ周波数の調整に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
日本の地上波デジタルテレビ放送では、伝送方式として、ＯＦＤＭ（直交周波数分割多重；Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）方式が採用されている。ＯＦＤＭ方式は、送信信号を複数の搬送波に分割して送信するマルチキャリア伝送方式の１つである。当該ＯＦＤＭ方式は、マルチパス伝送路の周波数選択性フェージングに強い、各サブチャネルのスペクトルが密に配置できる、周波数利用効率が高い、などの利点がある。
【０００３】
また、携帯機器向けの地上波デジタルテレビ放送（１セグ放送）が開始されている。デジタルテレビ放送の受信が可能な携帯電話機（またはカード型デジタルテレビ受信機など）を設計する場合には、常に小型化と低消費電力化を考慮しなければならない。ここで、携帯機器は一般的に、移動しながら放送信号を受信する。したがって、伝送路情報は、ＯＦＤＭ信号受信装置における復調処理制御の際には、欠かすことができない重要な情報である。当該伝送路情報は、周波数領域の伝送路伝達関数および時間領域の伝送路インパルス応答から取り出すことができる。当該周波数領域の伝送路伝達関数および時間領域の伝送路インパルス応答に関する技術は、たとえば特許文献１に開示されている。
【０００４】
また、ローパスフィルタ部を通過した周波数領域の伝送路伝達関数と、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）部を通過したＯＦＤＭ信号とに基づいて等化処理が実施される。ここで、当該ローパスフィルタ部のカットオフ周波数は、ＩＦＦＴ（逆フーリエ変換）部で生成された時間領域の伝送路インパルス応答に基づいて調整することができる。つまり、ＯＦＤＭ信号から得られるマルチパス遅延に基づいて、カットオフ周波数が調整・決定される。
【０００５】
ところで、一般的に、ＯＦＤＭ信号受信装置の移動や、当該ＯＦＤＭ信号受信装置内のＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ Ｌｏｃｋｅｄ Ｌｏｏｐ）等の性能に起因して、送受信間で周波数誤差が生じる。当該周波数誤差を検出する先行文献としては、たとえば特許文献２，３が存在する。
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２５３９１５号公報
【特許文献２】特開２００３−２６４５２７号公報
【特許文献３】特開２００３−１２４９０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上記のように、ローパスフィルタ部のカットオフ周波数を時間領域の伝送路インパルス応答に基づいて調整した場合には、ドップラ周波数が高くなった場合に、ＯＦＤＭ信号の復調が正常に行えなくなるという問題が生じている。
【０００８】
そこで、本発明は、ドップラ周波数が高くなった場合においても、正常にＯＦＤＭ信号の復調が行うことができるＯＦＤＭ信号受信装置および、ＯＦＤＭ信号の受信方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために、本発明に係る請求項１に記載のＯＦＤＭ信号受信装置は、外部から受信したＯＦＤＭ信号をフーリエ変換するＦＦＴ部と、前記ＦＦＴ部からの出力信号に含まれるパイロット信号を、規定のパイロット信号で除して、周波数領域の伝送路伝達関数を生成する除算部と、前記周波数領域の伝送路関数に対してフィルタリング処理を施すローパスフィルタ部と、前記ＯＦＤＭ信号を所定のタイミングでサンプリングし、当該サンプリングされた前記ＯＦＤＭ信号に対して送受信間での周波数誤差を検出する、周波数誤差検出部と、前記周波数誤差検出部で検出された複数の前記周波数誤差から中心周波数を求め、前記中心周波数と前記周波数誤差との差の絶対値を求める、計算部と、前記計算部から送信される前記差の絶対値を用いて、前記ローパスフィルタ部のカットオフ周波数を決定するフィルタ調整部とを、備えている。
【００１０】
また、請求項２に記載のＯＦＤＭ信号受信装置は、請求項１に記載のＯＦＤＭ信号受信装置であって、前記計算部は、所定数の前記周波数誤差に対して加算処理を行い、前記加算処理の結果を前記所定数で除算することにより、前記中心周波数を求める。
【００１１】
また、請求項３に記載のＯＦＤＭ信号受信装置は、請求項２に記載のＯＦＤＭ信号受信装置であって、前記ローパスフィルタ部は、前記カットオフ周波数を、第一の周波数から、前記第一の周波数より大きい第二の周波数までの間で変化することができ、前記フィルタ調整部は、前記差の絶対値が所定の閾値周波数よりも大きい場合には、前記カットオフ周波数を前記第一の周波数とする。
【００１２】
また、請求項４に記載のＯＦＤＭ信号受信装置は、請求項３に記載のＯＦＤＭ信号受信装置であって、前記フィルタ調整部は、前記差の絶対値が所定の閾値周波数以下の場合には、前記ＯＦＤＭ信号から得られるマルチパス遅延に基づいて、前記カットオフ周波数を調整する。
【００１３】
また、請求項５に記載のＯＦＤＭ信号受信装置は、請求項４に記載のＯＦＤＭ信号受信装置であって、前記フィルタ調整部は、前記マルチパス遅延が大きくなるほど、前記カットオフ周波数を高くし、前記マルチパス遅延が小さくなるほど、前記カットオフ周波数を低くする。
【００１４】
また、請求項６に記載のＯＦＤＭ信号の受信方法は、（Ａ）外部から受信したＯＦＤＭ信号から、周波数領域の伝送路伝達関数を生成するステップと、（Ｂ）前記周波数領域の伝送路関数に対してフィルタリング処理を施すステップと、（Ｃ）前記ＯＦＤＭ信号を所定のタイミングでサンプリングし、当該サンプリングされた前記ＯＦＤＭ信号に対して送受信間での周波数誤差を検出するステップと、（Ｄ）前記ステップ（Ｃ）で検出された複数の前記周波数誤差から中心周波数を求め、前記中心周波数と前記周波数誤差との差の絶対値を求めるステップと、（Ｅ）前記ステップ（Ｄ）における前記差の絶対値を用いて、前記ステップ（Ｂ）における前記フィルタリング処理の際のカットオフ周波数を決定するステップとを、備えている。
【００１５】
また、請求項７に記載のＯＦＤＭ信号の受信方法は、請求項６に記載のＯＦＤＭ信号の受信方法であって、前記ステップ（Ｄ）は、（Ｄ−１）所定数の前記周波数誤差に対して加算処理を行うステップと、（Ｄ−２）前記加算処理の結果を前記所定数で除算することにより、前記中心周波数を求めるステップとを、有する。
【００１６】
また、請求項８に記載のＯＦＤＭ信号の受信方法は、請求項７に記載のＯＦＤＭ信号の受信方法であって、前記ローパスフィルタ部の前記カットオフ周波数は、第一の周波数から、前記第一の周波数より大きい第二の周波数までの間で変化し、前記差の絶対値が所定の閾値周波数よりも大きい場合には、前記ステップ（Ｅ）は、前記カットオフ周波数を前記第一の周波数とするステップである。
【００１７】
また、請求項９に記載のＯＦＤＭ信号の受信方法は、請求項８に記載のＯＦＤＭ信号の受信方法であって、前記差の絶対値が所定の閾値周波数以下の場合には、前記ステップ（Ｅ）は、前記ＯＦＤＭ信号から得られるマルチパス遅延に基づいて、前記カットオフ周波数を調整するステップである。
【００１８】
また、請求項１０に記載のＯＦＤＭ信号の受信方法は、請求項９に記載のＯＦＤＭ信号の受信方法であって、前記ステップ（Ｅ）は、前記マルチパス遅延が大きくなるほど、前記カットオフ周波数を高くし、前記マルチパス遅延が小さくなるほど、前記カットオフ周波数を低くするステップである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の請求項１，６に記載の発明は、外部から受信したＯＦＤＭ信号をフーリエ変換し、ＦＦＴ部からの出力信号に含まれるパイロット信号を、規定のパイロット信号で除して、周波数領域の伝送路伝達関数を生成している。また、周波数領域の伝送路関数に対してフィルタリング処理を施している。また、ＯＦＤＭ信号を所定のタイミングでサンプリングし、当該サンプリングされたＯＦＤＭ信号に対して送受信間での周波数誤差を検出している。また、検出された複数の周波数誤差から中心周波数を求め、中心周波数と周波数誤差との差の絶対値を求め、当該差の絶対値を用いて、ローパスフィルタ部のカットオフ周波数を決定している。
【００２０】
つまり、ドップラ周波数の値に応じて（ＯＦＤＭ信号受信装置の移動に応じて）、ローパスフィルタ部のカットオフ周波数を決定できる。したがって、ドップラ周波数が高くなった場合においても、正常にＯＦＤＭ信号の復調が行うことができるＯＦＤＭ信号受信装置およびＯＦＤＭ信号の受信方法を提供できる。
【００２１】
また、請求項２，７に記載の発明では、所定数の周波数誤差に対して加算処理を行い、その後、当該加算処理の結果を当該所定数で除算することにより、中心周波数を求めている。
【００２２】
したがって、検出された周波数誤差から適切に、ＯＦＤＭ信号の中心周波数を求めることができる。
【００２３】
また、請求項３，８に記載の発明では、カットオフ周波数は、第一の周波数から、第一の周波数より大きい第二の周波数までの間で変化し、差の絶対値が所定の閾値周波数よりも大きい場合には、カットオフ周波数を第一の周波数としている。
【００２４】
つまり、ドップラ周波数が高い場合には、ローパスフィルタのフィルタ幅を最も狭めている。これにより、遅延プロファイルからのノイズの誤検出を防止でき、ＯＦＤＭ信号の受信性能の移動耐性を向上させることができる。換言すれば、ＯＦＤＭ信号受信装置がより高速で移動したとしても、ＯＦＤＭ信号を正常に受信できる。
【００２５】
また、請求項４，９に記載の発明では、差の絶対値が所定の閾値周波数以下の場合には、ＯＦＤＭ信号から得られるマルチパス遅延に基づいて、カットオフ周波数を調整している。
【００２６】
したがって、ドップラ周波数が低い場合（スタティック状態および比較的遅い側での移動状態の場合）には、遅延プロファイルに基づいたカットオフ周波数の調整を実施できる。これにより、ドップラ周波数が低い場合における、レイリーフェージングのマルチパス耐性を改善できる。
【００２７】
また、請求項５，１０に記載の発明では、マルチパス遅延が大きくなるほど、カットオフ周波数を高くし、マルチパス遅延が小さくなるほど、カットオフ周波数を低くしている。
【００２８】
したがって、ドップラ周波数が低い場合に、遅延プロファイルに基づいて、より適正なカットオフ周波数の調整ができる。これにより、ドップラ周波数が低い場合における、レイリーフェージングのマルチパス耐性をより改善することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、この発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。
【００３０】
＜実施の形態＞
図１は、本実施の形態に係るＯＦＤＭ信号受信装置１００の要部構成を示すブロック図である。当該ＯＦＤＭ信号受信装置１００は、たとえば携帯電話機や携帯型デジタルテレビなどに搭載される。
【００３１】
当該ＯＦＤＭ信号受信装置１００は、ＦＦＴ（高速フーリエ変換；Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）部１、除算部２、パイロットパターン部３、伝送路推定部４、ローパスフィルタ部（以下、単にＬＰＦ部と称する）５、等化部６、周波数誤差検出部７、計算部（以下、ＣＰＵと称する）８、フィルタ調整部９、およびＩＦＦＴ（逆高速フーリエ変換：Ｉｎｖｅｒｓｅ ＦＦＴ）部１０を備えている。
【００３２】
ＯＦＤＭ信号受信装置１００は、図示していないアンテナを介してＯＦＤＭ信号を外部から受信する。当該ＯＦＤＭ信号は、図示しないチューナおよびＡ／Ｄ変換等を通過し、その後ＦＦＴ部１に入力する。
【００３３】
ＦＦＴ部１では、外部から受信したＯＦＤＭ信号に対してフーリエ変換処理を実施する。つまり、ＦＦＴ部１は、時間領域のＯＦＤＭシンボル信号を、周波数領域のＯＦＤＭシンボル信号に変換することができる。
【００３４】
当該ＦＦＴ部１から出力されるＯＦＤＭ信号は、等化部６に送信される。さらに、ＯＦＤＭ信号に埋め込まれたパイロット信号は、除算部２に送信される。ここで、当該パイロット信号は、図示しないパイロット信号抽出部によって抽出される信号であり、サブキャリア位置、振幅、および位相が既知のＰＲＢＳ（Ｐｓｅｕｄｏ Ｒａｎｄｏｍ Ｂｉｎａｒｙ Ｓｅｒｉｅｓ）信号である。
【００３５】
パイロットパターン部３は、上述した図示しないパイロット抽出部に同期して、その振幅と位相が既知である規定のパイロット信号を発生するもので、その出力は除算部２に供給される。上述から分かるように、除算部２には、ＯＦＤＭ信号から抽出されたパイロット信号（受信パイロット信号）と、パイロットパターン部３で生成された規定のパイロット信号（規定パイロット信号）とが入力される。
【００３６】
除算部２では、受信パイロット信号を規定パイロット信号で除算する。これにより、除算部２では、周波数領域の伝送路伝達関数が生成される。当該周波数領域の伝送路伝達関数は、伝送路推定部４に供給される。
【００３７】
伝送路推定部４では、当該周波数領域の伝送路伝達関数を時間軸方向に補間、周波数軸方向に補間する。伝送路推定部４からの出力信号は、ＬＰＦ部５およびＩＦＦＴ部１０に供給される。
【００３８】
ＬＰＦ部５では、伝送路推定部４から出力された周波数領域の伝送路関数に対して、フィルタリング処理を施す。ここで、後述するように、ＬＰＦ部５におけるのカットオフ周波数は、フィルタ調整部９により調整・決定される。また、ＬＰＦ部５は、カットオフ周波数を、第一の周波数から、第一の周波数より大きい第二の周波数（第一の周波数≦カットオフ周波数≦第二の周波数）までの間で変化することができる。なお、ＬＰＦ部５からの出力された信号は、等化部６に入力される。
【００３９】
等化部６では、ＬＰＦ部５から出力された信号を用いて、ＦＦＴ部１から出力されるＯＦＤＭ信号の等化処理を実行する。なお、等化処理後のＯＦＤＭ信号は、復調処理のために、図示しないデマッピング部、ＦＥＣ（ｆｏｒｗａｒｄ ｅｒｒｏｒ ｃｏｄｉｎｇ）等に出力される。
【００４０】
一方、周波数誤差検出部（たとえば、ＡＦＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ：自動周波数制御）７には、ＦＦＴ部１入力前のＯＦＤＭ信号が入力される。周波数誤差検出部７は、ＦＦＴ部１に入力される前のＯＦＤＭ信号を、所定のタイミングでサンプリングする。そして、周波数誤差検出部７は、当該サンプリングしたＯＦＤＭ信号に対して、送受信間での周波数誤差（周波数ズレ）を検出する。当該周波数誤差は、ＯＦＤＭ信号受信装置１００側のチューナのＰＬＬ、およびＯＦＤＭ信号受信装置１００の移動（ドップラ周波数の影響）等により、生じる。なお、周波数誤差検出部７（周波数誤差検出方法）について周知の技術であり、たとえば、上記特許文献２，３に開示されている。
【００４１】
ＣＰＵ８は、周波数誤差検出部７から送信されてくる上記周波数誤差を受信する。ＣＰＵ８は、周波数誤差検出部７で検出された複数の周波数誤差から中心周波数を求める。より具体的に、ＣＰＵ８は、所定数の周波数誤差に対して加算処理を行い、当該加算処理の結果を所定数で除算する。これにより、ＣＰＵ８は、上記中心周波数を求める。さらに、ＣＰＵ８は、中心周波数と周波数誤差検出部７から送信されてきた周波数誤差との差の絶対値を求める。なお、当該差の絶対値を示す信号は、ＣＰＵ８からフィルタ調整部９へと送信される。
【００４２】
さて、上述したように図１に示す構成では、補間処理がなされた周波数領域の伝送路伝達関数は、ＩＦＦＴ部１０にも供給される。ＩＦＦＴ部１０では、当該周波数領域の伝送路伝達関数が高速逆フーリエ変換され、時間領域の信号に変換される。つまり、ＩＦＦＴ部１０では、周波数領域の伝送路伝達関数が、時間領域の伝送路インパルス応答に変換される。当該時間領域の伝送路インパルス応答は、ＩＦＦＴ部１０からフィルタ調整部９へと送信される。
【００４３】
フィルタ調整部９は、ＣＰＵ８から送信されてくる上記信号と、ＩＦＦＴ部１０から送信されてくる信号とに基づいて、ＬＰＦ部５のカットオフ周波数を調整・決定する。まず、フィルタ調整部９は、ＣＰＵ８から送信される上記差の絶対値の値と、当該フィルタ調整部９に予め設定されている閾値周波数との大小関係を比較する。
【００４４】
そして、差の絶対値が所定の閾値周波数よりも大きい場合には、フィルタ調整部９は、カットオフ周波数を上記第一の周波数とする。つまり、ＬＰＦ部５を通過できる周波数を、当該ＬＰＦ部５の最小カットオフ周波数とする（ＬＰＦ部５のフィルタリング設定を、ＬＰＦ部５において設定可能な最も厳しいフィルタ条件とする）。
【００４５】
これに対して、上記差の絶対値が所定の閾値周波数以下の場合には、フィルタ調整部９は、受信したＯＦＤＭ信号から得られるマルチパス遅延（上記時間領域の伝送路インパルス応答であり、遅延プロファイルと把握できる）に基づいて、カットオフ周波数を調整・決定する。具体的に、上記差の絶対値が所定の閾値周波数以下の場合には、フィルタ調整部９は、マルチパス遅延が大きくなるほど、カットオフ周波数を高くし、マルチパス遅延が小さくなるほど、前記カットオフ周波数を低くする。
【００４６】
次に、本発明の特徴的なステップを図示したフローチャートを用いて、ＯＦＤＭ信号の受信方法の動作について説明する。
【００４７】
ＯＦＤＭ信号受信装置１００が受信したＯＦＤＭ信号が、ＦＦＴ部１、除算器２、伝送路推定４を経由する、これにより、ＯＦＤＭ信号から、補間された周波数領域の伝送路伝達関数を生成される。
【００４８】
他方、周波数誤差検出部７は、ＦＦＴ部１に入力されるＯＦＤＭ信号を所定のタイミングでサンプリングする（ステップＳ１）。たとえば、周波数誤差検出部７は、２００ｍｓ毎に上記ＯＦＤＭ信号をサンプリングする。その後、周波数誤差検出部７は、サンプリングされたＯＦＤＭ信号に対して各々、送受信間での周波数誤差を検出する（ステップＳ２）。次に、周波数誤差検出部７は、当該検出した周波数誤差の各々をＣＰＵ８へと送信する。
【００４９】
次に、ＣＰＵ８では、ステップＳ２で検出された複数の周波数誤差から中心周波数を求める（ステップＳ３）。具体的に、ＣＰＵ８は、所定数の周波数誤差（たとえば、周波数誤差検出部７から随時送信されてくる、２５個の周波数誤差）に対して加算処理を行う。その後、ＣＰＵ８は、当該加算処理の結果を前記所定数（２５）で除算する。これにより、中心周波数を求める（ステップＳ３）。
【００５０】
次に、ＣＰＵ８は、ステップＳ３で求めた中心周波数と、ステップＳ２の結果送信されてくる周波数誤差との差の絶対値（｜周波数誤差−中心周波数｜）を求める。そして、ＣＰＵ８は、当該差の絶対値を示す信号をフィルタ調整部９へ送信する。
【００５１】
ここで、当該ＣＰＵ８の中心周波数を求める処理および上記差の絶対値を求める処理、図３に示すＣＰＵ８の機能ブロック図を用いて説明する。
【００５２】
周波数誤差検出部７から随時、周波数誤差信号がＣＰＵ８に送信される。そして、当該周波数が差信号は、ＣＰＵ８内のレジスタ８ａに随時格納される。さて、周波数誤差検出部７から周波数誤差信号ｄ25が送信され、レジスタ８ａに既に格納されている周波数誤差信号ｄ1〜ｄ24に加えて、当該周波数誤差信号ｄ25も格納されたとする（図３のレジスタ８ａ参照）。
【００５３】
すると、加算器８ｂは、２５個分（所定数）の周波数誤差信号ｄ1〜ｄ25の各々の加算処理を行う（ｄ1＋ｄ2＋・・・＋ｄ24＋ｄ25＝Ｄ１）。その後、除算器８ｃは、当該加算処理後の信号を所定数（＝２５）で除算する（Ｄ１／２５＝Ｆ１）。ここまでのステップがステップＳ３である。つまり、当該除算器８ｃから出力される信号が中心周波数Ｆ１を示す信号である。
【００５４】
その後、差分器８ｄにおいて、中心周波数信号Ｆ１と周波数誤差信号ｄ25との差の絶対値（｜ｄ25−Ｆ１｜）を求める。
【００５５】
さて、次に、周波数誤差検出部７から周波数誤差信号ｄ26が送信されてきたとする。すると、レジスタ８ａに既に格納されていた最も古い周波数誤差信号ｄ1がレジスタ８ａから削除され、レジスタ８ａには周波数誤差信号ｄ2〜ｄ26が格納される（図４のレジスタ８ａ参照）。つまり、レジスタ８ａ内には、常に所定数の周波数誤差信号が格納され、新たに周波数誤差信号が入力されるたびに、最も古い周波数誤差信号が順に削除されることになる。
【００５６】
加算器８ｂは、２５個分（所定数）の周波数誤差信号ｄ2〜ｄ26の各々の加算処理を行う（ｄ2＋ｄ3＋・・・＋ｄ25＋ｄ26＝Ｄ２）。その後、除算器８ｃは、当該加算処理後の信号を所定数（＝２５）で除算する（Ｄ２／２５＝Ｆ２）。ここまでのステップがステップＳ３である。つまり、当該除算器８ｃから出力される信号が中心周波数Ｆ２を示す信号である。
【００５７】
その後、差分器８ｄにおいて、中心周波数信号Ｆ２と新たに入力されてきた周波数誤差信号ｄ26との差の絶対値（｜ｄ25−Ｆ２｜）を求める。
【００５８】
このように、周波数誤差検出部７から新たに周波数誤差信号が送信されて来るたびに、図３，４に示した説明の内容を順次行う。これが、ＣＰＵ８におけるステップＳ３の詳細な内容である。なお、上記差の絶対値を示す信号は順次、ＣＰＵ８からフィルタ調整部９へと送信される。
【００５９】
フィルタ調整部９では、送信されてくる差の絶対値を用いて、ＬＰＦ部５のフィルタリング処理の際のカットオフ周波数を決定する。より具体的には、フィルタ調整部９は、ＣＰＵ８から送信されてくる信号（差の絶対値）およびＩＦＦＴ部１０から送信されてくる信号（上記時間領域の伝送路インパルス応答；マルチパス遅延、遅延プロファイルと同義である）を用いて、当該カットオフ周波数を調整・決定する。当該カットオフ周波数の調整・決定動作の詳細は、次の通りである。
【００６０】
まず、フィルタ調整部９は、受信した上記差の絶対値（｜周波数誤差−中心周波数｜）と、当該フィルタ調整部９に予め設定されている所定の閾値周波数ＦＬ（たとえば、２５Ｈｚ）との大小関係を比較する（ステップＳ４）。当該閾値周波数ＦＬは任意に設定される。
【００６１】
ステップＳ４の比較の結果、上記差の絶対値が所定の閾値周波数ＦＬよりも大きい（｜周波数誤差−中心周波数｜＞所定の閾値周波数ＦＬ）場合には（ステップＳ４でＹｅｓ）、フィルタ調整部９は、カットオフ周波数として第一の周波数を設定する（ステップＳ５）。ここで、上記の通りＬＰＦ部５は、カットオフ周波数を、第一の周波数から第一の周波数より大きい第二の周波数（第一の周波数≦カットオフ周波数≦第二の周波数）までの間で変化することができる。したがって、カットオフ周波数として第一の周波数を設定することは、ＬＰＦ部５を通過できる周波数を、当該ＬＰＦ部５の最小カットオフ周波数とする（ＬＰＦ部５のフィルタリング設定を、ＬＰＦ部５において設定可能な最も厳しいフィルタ条件とする）ことである。
【００６２】
これに対して、ステップＳ４の比較の結果、上記差の絶対値が所定の閾値周波数ＦＬ以下（｜周波数誤差−中心周波数｜≦所定の閾値周波数ＦＬ）場合には（ステップＳ４でＮｏ）、フィルタ調整部９は、ＯＦＤＭ信号から得られるマルチパス遅延（時間領域の伝送路インパルス応答）に基づいて、上記カットオフ周波数を調整・決定する（ステップＳ６）。具体的に、マルチパス遅延が大きくなるほど、上記カットオフ周波数を高くし、マルチパス遅延が小さくなるほど、上記カットオフ周波数を低くする（ステップＳ６）。当該カットオフ周波数の調整・決定方法（ステップＳ６の内容）を、図５、６の遅延プロファイルに基づいて概念的に説明する。
【００６３】
たとえば、ある事象において、図５の遅延プロファイルが得られたとする。この場合、最もマルチパス遅延が大きい遅延パルスＰmがフィルタリングされないように、フィルタ調整部９は、ＬＰＦ部５のカットオフ周波数ｆc1を決定する。また、他の事象において、図６の遅延プロファイルが得られたとする。この場合、最もマルチパス遅延が大きい遅延パルスＰnがフィルタリングされないように、フィルタ調整部９は、ＬＰＦ部５のカットオフ周波数ｆc2を決定する。
【００６４】
ここで、図５のケースと図６のケースとを比較すると、遅延パルスＰmよりも遅延パルスＰnの方が遅延が大きい。したがって、図５のケースで決定されるカットオフ周波数ｆc1よりも、図６のケースで決定されるカットオフ周波数ｆc2の方が高くなる。
【００６５】
換言すれば、ドップラ周波数が高い場合には、ステップＳ５の処理を実施し、ドップラ周波数が低い場合には、ステップＳ６の処理を実施する。
【００６６】
ＬＰＦ部５では、ステップＳ５，Ｓ６で調整・決定されたカットオフ周波数に基づいて、入力信号である補間後の周波数領域の伝送路関数に対してフィルタリング処理を実施する。なお、フィルタイリング処理後の信号は、等化部６に入力され、ＦＦＴ処理後のＯＦＤＭ信号の等化処理に用いられる。
【００６７】
以上のように、本実施の形態に係る発明では、ＯＦＤＭ信号を所定のタイミングでサンプリングし、当該サンプリングされたＯＦＤＭ信号に対して送受信間での周波数誤差を検出している。そして、検出された複数の周波数誤差から中心周波数を求め、中心周波数と周波数誤差との差の絶対値を求めている。そして、当該差の絶対値を用いて、ローパスフィルタ部のカットオフ周波数を決定している。
【００６８】
つまり、ドップラ周波数の値に応じて（ＯＦＤＭ信号受信装置１００の移動に応じて）、ローパスフィルタ部のカットオフ周波数を決定できる。したがって、ドップラ周波数が高くなった場合においても、正常にＯＦＤＭ信号の復調が行うことができるＯＦＤＭ信号受信装置１００およびＯＦＤＭ信号の受信方法を提供できる。
【００６９】
また、本実施の形態に係る発明では、所定数の周波数誤差に対して加算処理を行い、その後、当該加算処理の結果を当該所定数で除算することにより、中心周波数を求めている。
【００７０】
したがって、検出された周波数誤差から適切に、ＯＦＤＭ信号の中心周波数を求めることができる。
【００７１】
ところで、ドップラ周波数が高くなると、ノイズの影響に遅延パルスの判定が困難となり、ＩＦＦＴ部１０からの信号を用いたＬＰＦ部５のカットオフ周波数の決定処理の精度が落ちる。
【００７２】
そこで、本実施の形態に係る発明では、上記のように、ドップラ周波数が高い場合には、ＬＰＦ部５のフィルタ幅を最も狭める（カットオフ周波数を上記第一の周波数とする）。これにより、遅延プロファイルからのノイズの誤検出を防止でき、ＯＦＤＭ信号受信装置１００の受信性能の移動耐性を向上させることができる。換言すれば、ＯＦＤＭ信号受信装置１００がより高速で移動したとしても、ＯＦＤＭ信号を正常に受信できる。
【００７３】
また、本実施の形態に係る発明では、上記差の絶対値（｜周波数誤差−中心周波数｜）が所定の閾値周波数以下の場合には、ＯＦＤＭ信号から得られるマルチパス遅延に基づいて、カットオフ周波数を調整している。
【００７４】
したがって、ドップラ周波数が低い場合（スタティック状態および比較的遅い側での移動状態）において、レイリーフェージング時のマルチパス耐性を向上させることができる。より可能となる。
【００７５】
特に、本実施の形態に係る発明では、マルチパス遅延が大きくなるほど、カットオフ周波数を高くし、マルチパス遅延が小さくなるほど、カットオフ周波数を低くしている。
【００７６】
したがって、ドップラ周波数が低い場合に、遅延プロファイルに基づいて、より適正なカットオフ周波数の調整ができる。これにより、ドップラ周波数が低い場合における、レイリーフェージングのマルチパス耐性をより改善することができる。
【００７７】
なお、上記カットオフ周波数の決定・調整は、ＣＰＵ８およびフィルタ調整部９等を用いて、自動的に行っている。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明に係るＯＦＤＭ信号受信装置の要部構成を示すブロック図である。
【図２】本発明に係るＯＦＤＭ信号の受信方法の特徴的なステップの流れを示すフローチャート。
【図３】ＣＰＵ８内の処理を説明するための機能ブロック図である。
【図４】ＣＰＵ８内の処理を説明するための機能ブロック図である。
【図５】カットオフ周波数の調整方法を説明するための説明図である。
【図６】カットオフ周波数の調整方法を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【００７９】
１ ＦＦＴ部
２，８ｃ 除算器
３ パイロットパターン
４ 伝送路推定部
５ ローパスフィルタ（ＬＰＦ部）
６ 等化部
７ 周波数誤差検出部
８ 計算部（ＣＰＵ）
９ フィルタ調整部
１０ ＩＦＦＴ部
８ａ レジスタ
８ｂ 加算器
８ｄ 差分器
１００ ＯＦＤＭ信号受信装置
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ＯＦＤＭ信号受信装置およびＯＦＤＭ信号の受信方法に係る発明であり、特に、周波数領域の伝送路関数に対するフィルタリング処理の際のカットオフ周波数の調整に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
日本の地上波デジタルテレビ放送では、伝送方式として、ＯＦＤＭ（直交周波数分割多重；Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）方式が採用されている。ＯＦＤＭ方式は、送信信号を複数の搬送波に分割して送信するマルチキャリア伝送方式の１つである。当該ＯＦＤＭ方式は、マルチパス伝送路の周波数選択性フェージングに強い、各サブチャネルのスペクトルが密に配置できる、周波数利用効率が高い、などの利点がある。
【０００３】
また、携帯機器向けの地上波デジタルテレビ放送（１セグ放送）が開始されている。デジタルテレビ放送の受信が可能な携帯電話機（またはカード型デジタルテレビ受信機など）を設計する場合には、常に小型化と低消費電力化を考慮しなければならない。ここで、携帯機器は一般的に、移動しながら放送信号を受信する。したがって、伝送路情報は、ＯＦＤＭ信号受信装置における復調処理制御の際には、欠かすことができない重要な情報である。当該伝送路情報は、周波数領域の伝送路伝達関数および時間領域の伝送路インパルス応答から取り出すことができる。当該周波数領域の伝送路伝達関数および時間領域の伝送路インパルス応答に関する技術は、たとえば特許文献１に開示されている。
【０００４】
また、ローパスフィルタ部を通過した周波数領域の伝送路伝達関数と、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）部を通過したＯＦＤＭ信号とに基づいて等化処理が実施される。ここで、当該ローパスフィルタ部のカットオフ周波数は、ＩＦＦＴ（逆フーリエ変換）部で生成された時間領域の伝送路インパルス応答に基づいて調整することができる。つまり、ＯＦＤＭ信号から得られるマルチパス遅延に基づいて、カットオフ周波数が調整・決定される。
【０００５】
ところで、一般的に、ＯＦＤＭ信号受信装置の移動や、当該ＯＦＤＭ信号受信装置内のＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ Ｌｏｃｋｅｄ Ｌｏｏｐ）等の性能に起因して、送受信間で周波数誤差が生じる。当該周波数誤差を検出する先行文献としては、たとえば特許文献２，３が存在する。
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２５３９１５号公報
【特許文献２】特開２００３−２６４５２７号公報
【特許文献３】特開２００３−１２４９０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上記のように、ローパスフィルタ部のカットオフ周波数を時間領域の伝送路インパルス応答に基づいて調整した場合には、ドップラ周波数が高くなった場合に、ＯＦＤＭ信号の復調が正常に行えなくなるという問題が生じている。
【０００８】
そこで、本発明は、ドップラ周波数が高くなった場合においても、正常にＯＦＤＭ信号の復調が行うことができるＯＦＤＭ信号受信装置および、ＯＦＤＭ信号の受信方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために、本発明に係る請求項１に記載のＯＦＤＭ信号受信装置は、外部から受信したＯＦＤＭ信号をフーリエ変換するＦＦＴ部と、前記ＦＦＴ部からの出力信号に含まれるパイロット信号を、規定のパイロット信号で除して、周波数領域の伝送路伝達関数を生成する除算部と、前記周波数領域の伝送路関数に対してフィルタリング処理を施すローパスフィルタ部と、前記ＯＦＤＭ信号を所定のタイミングでサンプリングし、当該サンプリングされた前記ＯＦＤＭ信号に対して送受信間での周波数誤差を検出する、周波数誤差検出部と、前記周波数誤差検出部で検出された複数の前記周波数誤差から中心周波数を求め、前記中心周波数と前記周波数誤差との差の絶対値を求める、計算部と、前記計算部から送信される前記差の絶対値を用いて、前記ローパスフィルタ部のカットオフ周波数を決定するフィルタ調整部とを、備えている。
【００１０】
また、請求項２に記載のＯＦＤＭ信号受信装置は、請求項１に記載のＯＦＤＭ信号受信装置であって、前記計算部は、所定数の前記周波数誤差に対して加算処理を行い、前記加算処理の結果を前記所定数で除算することにより、前記中心周波数を求める。
【００１１】
また、請求項３に記載のＯＦＤＭ信号受信装置は、請求項２に記載のＯＦＤＭ信号受信装置であって、前記ローパスフィルタ部は、前記カットオフ周波数を、第一の周波数から、前記第一の周波数より大きい第二の周波数までの間で変化することができ、前記フィルタ調整部は、前記差の絶対値が所定の閾値周波数よりも大きい場合には、前記カットオフ周波数を前記第一の周波数とする。
【００１２】
また、請求項４に記載のＯＦＤＭ信号受信装置は、請求項３に記載のＯＦＤＭ信号受信装置であって、前記フィルタ調整部は、前記差の絶対値が所定の閾値周波数以下の場合には、前記ＯＦＤＭ信号から得られるマルチパス遅延に基づいて、前記カットオフ周波数を調整する。
【００１３】
また、請求項５に記載のＯＦＤＭ信号受信装置は、請求項４に記載のＯＦＤＭ信号受信装置であって、前記フィルタ調整部は、前記マルチパス遅延が大きくなるほど、前記カットオフ周波数を高くし、前記マルチパス遅延が小さくなるほど、前記カットオフ周波数を低くする。
【００１４】
また、請求項６に記載のＯＦＤＭ信号の受信方法は、（Ａ）外部から受信したＯＦＤＭ信号から、周波数領域の伝送路伝達関数を生成するステップと、（Ｂ）前記周波数領域の伝送路関数に対してフィルタリング処理を施すステップと、（Ｃ）前記ＯＦＤＭ信号を所定のタイミングでサンプリングし、当該サンプリングされた前記ＯＦＤＭ信号に対して送受信間での周波数誤差を検出するステップと、（Ｄ）前記ステップ（Ｃ）で検出された複数の前記周波数誤差から中心周波数を求め、前記中心周波数と前記周波数誤差との差の絶対値を求めるステップと、（Ｅ）前記ステップ（Ｄ）における前記差の絶対値を用いて、前記ステップ（Ｂ）における前記フィルタリング処理の際のカットオフ周波数を決定するステップとを、備えている。
【００１５】
また、請求項７に記載のＯＦＤＭ信号の受信方法は、請求項６に記載のＯＦＤＭ信号の受信方法であって、前記ステップ（Ｄ）は、（Ｄ−１）所定数の前記周波数誤差に対して加算処理を行うステップと、（Ｄ−２）前記加算処理の結果を前記所定数で除算することにより、前記中心周波数を求めるステップとを、有する。
【００１６】
また、請求項８に記載のＯＦＤＭ信号の受信方法は、請求項７に記載のＯＦＤＭ信号の受信方法であって、前記ローパスフィルタ部の前記カットオフ周波数は、第一の周波数から、前記第一の周波数より大きい第二の周波数までの間で変化し、前記差の絶対値が所定の閾値周波数よりも大きい場合には、前記ステップ（Ｅ）は、前記カットオフ周波数を前記第一の周波数とするステップである。
【００１７】
また、請求項９に記載のＯＦＤＭ信号の受信方法は、請求項８に記載のＯＦＤＭ信号の受信方法であって、前記差の絶対値が所定の閾値周波数以下の場合には、前記ステップ（Ｅ）は、前記ＯＦＤＭ信号から得られるマルチパス遅延に基づいて、前記カットオフ周波数を調整するステップである。
【００１８】
また、請求項１０に記載のＯＦＤＭ信号の受信方法は、請求項９に記載のＯＦＤＭ信号の受信方法であって、前記ステップ（Ｅ）は、前記マルチパス遅延が大きくなるほど、前記カットオフ周波数を高くし、前記マルチパス遅延が小さくなるほど、前記カットオフ周波数を低くするステップである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の請求項１，６に記載の発明は、外部から受信したＯＦＤＭ信号をフーリエ変換し、ＦＦＴ部からの出力信号に含まれるパイロット信号を、規定のパイロット信号で除して、周波数領域の伝送路伝達関数を生成している。また、周波数領域の伝送路関数に対してフィルタリング処理を施している。また、ＯＦＤＭ信号を所定のタイミングでサンプリングし、当該サンプリングされたＯＦＤＭ信号に対して送受信間での周波数誤差を検出している。また、検出された複数の周波数誤差から中心周波数を求め、中心周波数と周波数誤差との差の絶対値を求め、当該差の絶対値を用いて、ローパスフィルタ部のカットオフ周波数を決定している。
【００２０】
つまり、ドップラ周波数の値に応じて（ＯＦＤＭ信号受信装置の移動に応じて）、ローパスフィルタ部のカットオフ周波数を決定できる。したがって、ドップラ周波数が高くなった場合においても、正常にＯＦＤＭ信号の復調が行うことができるＯＦＤＭ信号受信装置およびＯＦＤＭ信号の受信方法を提供できる。
【００２１】
また、請求項２，７に記載の発明では、所定数の周波数誤差に対して加算処理を行い、その後、当該加算処理の結果を当該所定数で除算することにより、中心周波数を求めている。
【００２２】
したがって、検出された周波数誤差から適切に、ＯＦＤＭ信号の中心周波数を求めることができる。
【００２３】
また、請求項３，８に記載の発明では、カットオフ周波数は、第一の周波数から、第一の周波数より大きい第二の周波数までの間で変化し、差の絶対値が所定の閾値周波数よりも大きい場合には、カットオフ周波数を第一の周波数としている。
【００２４】
つまり、ドップラ周波数が高い場合には、ローパスフィルタのフィルタ幅を最も狭めている。これにより、遅延プロファイルからのノイズの誤検出を防止でき、ＯＦＤＭ信号の受信性能の移動耐性を向上させることができる。換言すれば、ＯＦＤＭ信号受信装置がより高速で移動したとしても、ＯＦＤＭ信号を正常に受信できる。
【００２５】
また、請求項４，９に記載の発明では、差の絶対値が所定の閾値周波数以下の場合には、ＯＦＤＭ信号から得られるマルチパス遅延に基づいて、カットオフ周波数を調整している。
【００２６】
したがって、ドップラ周波数が低い場合（スタティック状態および比較的遅い側での移動状態の場合）には、遅延プロファイルに基づいたカットオフ周波数の調整を実施できる。これにより、ドップラ周波数が低い場合における、レイリーフェージングのマルチパス耐性を改善できる。
【００２７】
また、請求項５，１０に記載の発明では、マルチパス遅延が大きくなるほど、カットオフ周波数を高くし、マルチパス遅延が小さくなるほど、カットオフ周波数を低くしている。
【００２８】
したがって、ドップラ周波数が低い場合に、遅延プロファイルに基づいて、より適正なカットオフ周波数の調整ができる。これにより、ドップラ周波数が低い場合における、レイリーフェージングのマルチパス耐性をより改善することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、この発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。
【００３０】
＜実施の形態＞
図１は、本実施の形態に係るＯＦＤＭ信号受信装置１００の要部構成を示すブロック図である。当該ＯＦＤＭ信号受信装置１００は、たとえば携帯電話機や携帯型デジタルテレビなどに搭載される。
【００３１】
当該ＯＦＤＭ信号受信装置１００は、ＦＦＴ（高速フーリエ変換；Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）部１、除算部２、パイロットパターン部３、伝送路推定部４、ローパスフィルタ部（以下、単にＬＰＦ部と称する）５、等化部６、周波数誤差検出部７、計算部（以下、ＣＰＵと称する）８、フィルタ調整部９、およびＩＦＦＴ（逆高速フーリエ変換：Ｉｎｖｅｒｓｅ ＦＦＴ）部１０を備えている。
【００３２】
ＯＦＤＭ信号受信装置１００は、図示していないアンテナを介してＯＦＤＭ信号を外部から受信する。当該ＯＦＤＭ信号は、図示しないチューナおよびＡ／Ｄ変換等を通過し、その後ＦＦＴ部１に入力する。
【００３３】
ＦＦＴ部１では、外部から受信したＯＦＤＭ信号に対してフーリエ変換処理を実施する。つまり、ＦＦＴ部１は、時間領域のＯＦＤＭシンボル信号を、周波数領域のＯＦＤＭシンボル信号に変換することができる。
【００３４】
当該ＦＦＴ部１から出力されるＯＦＤＭ信号は、等化部６に送信される。さらに、ＯＦＤＭ信号に埋め込まれたパイロット信号は、除算部２に送信される。ここで、当該パイロット信号は、図示しないパイロット信号抽出部によって抽出される信号であり、サブキャリア位置、振幅、および位相が既知のＰＲＢＳ（Ｐｓｅｕｄｏ Ｒａｎｄｏｍ Ｂｉｎａｒｙ Ｓｅｒｉｅｓ）信号である。
【００３５】
パイロットパターン部３は、上述した図示しないパイロット抽出部に同期して、その振幅と位相が既知である規定のパイロット信号を発生するもので、その出力は除算部２に供給される。上述から分かるように、除算部２には、ＯＦＤＭ信号から抽出されたパイロット信号（受信パイロット信号）と、パイロットパターン部３で生成された規定のパイロット信号（規定パイロット信号）とが入力される。
【００３６】
除算部２では、受信パイロット信号を規定パイロット信号で除算する。これにより、除算部２では、周波数領域の伝送路伝達関数が生成される。当該周波数領域の伝送路伝達関数は、伝送路推定部４に供給される。
【００３７】
伝送路推定部４では、当該周波数領域の伝送路伝達関数を時間軸方向に補間、周波数軸方向に補間する。伝送路推定部４からの出力信号は、ＬＰＦ部５およびＩＦＦＴ部１０に供給される。
【００３８】
ＬＰＦ部５では、伝送路推定部４から出力された周波数領域の伝送路関数に対して、フィルタリング処理を施す。ここで、後述するように、ＬＰＦ部５におけるのカットオフ周波数は、フィルタ調整部９により調整・決定される。また、ＬＰＦ部５は、カットオフ周波数を、第一の周波数から、第一の周波数より大きい第二の周波数（第一の周波数≦カットオフ周波数≦第二の周波数）までの間で変化することができる。なお、ＬＰＦ部５からの出力された信号は、等化部６に入力される。
【００３９】
等化部６では、ＬＰＦ部５から出力された信号を用いて、ＦＦＴ部１から出力されるＯＦＤＭ信号の等化処理を実行する。なお、等化処理後のＯＦＤＭ信号は、復調処理のために、図示しないデマッピング部、ＦＥＣ（ｆｏｒｗａｒｄ ｅｒｒｏｒ ｃｏｄｉｎｇ）等に出力される。
【００４０】
一方、周波数誤差検出部（たとえば、ＡＦＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ：自動周波数制御）７には、ＦＦＴ部１入力前のＯＦＤＭ信号が入力される。周波数誤差検出部７は、ＦＦＴ部１に入力される前のＯＦＤＭ信号を、所定のタイミングでサンプリングする。そして、周波数誤差検出部７は、当該サンプリングしたＯＦＤＭ信号に対して、送受信間での周波数誤差（周波数ズレ）を検出する。当該周波数誤差は、ＯＦＤＭ信号受信装置１００側のチューナのＰＬＬ、およびＯＦＤＭ信号受信装置１００の移動（ドップラ周波数の影響）等により、生じる。なお、周波数誤差検出部７（周波数誤差検出方法）について周知の技術であり、たとえば、上記特許文献２，３に開示されている。
【００４１】
ＣＰＵ８は、周波数誤差検出部７から送信されてくる上記周波数誤差を受信する。ＣＰＵ８は、周波数誤差検出部７で検出された複数の周波数誤差から中心周波数を求める。より具体的に、ＣＰＵ８は、所定数の周波数誤差に対して加算処理を行い、当該加算処理の結果を所定数で除算する。これにより、ＣＰＵ８は、上記中心周波数を求める。さらに、ＣＰＵ８は、中心周波数と周波数誤差検出部７から送信されてきた周波数誤差との差の絶対値を求める。なお、当該差の絶対値を示す信号は、ＣＰＵ８からフィルタ調整部９へと送信される。
【００４２】
さて、上述したように図１に示す構成では、補間処理がなされた周波数領域の伝送路伝達関数は、ＩＦＦＴ部１０にも供給される。ＩＦＦＴ部１０では、当該周波数領域の伝送路伝達関数が高速逆フーリエ変換され、時間領域の信号に変換される。つまり、ＩＦＦＴ部１０では、周波数領域の伝送路伝達関数が、時間領域の伝送路インパルス応答に変換される。当該時間領域の伝送路インパルス応答は、ＩＦＦＴ部１０からフィルタ調整部９へと送信される。
【００４３】
フィルタ調整部９は、ＣＰＵ８から送信されてくる上記信号と、ＩＦＦＴ部１０から送信されてくる信号とに基づいて、ＬＰＦ部５のカットオフ周波数を調整・決定する。まず、フィルタ調整部９は、ＣＰＵ８から送信される上記差の絶対値の値と、当該フィルタ調整部９に予め設定されている閾値周波数との大小関係を比較する。
【００４４】
そして、差の絶対値が所定の閾値周波数よりも大きい場合には、フィルタ調整部９は、カットオフ周波数を上記第一の周波数とする。つまり、ＬＰＦ部５を通過できる周波数を、当該ＬＰＦ部５の最小カットオフ周波数とする（ＬＰＦ部５のフィルタリング設定を、ＬＰＦ部５において設定可能な最も厳しいフィルタ条件とする）。
【００４５】
これに対して、上記差の絶対値が所定の閾値周波数以下の場合には、フィルタ調整部９は、受信したＯＦＤＭ信号から得られるマルチパス遅延（上記時間領域の伝送路インパルス応答であり、遅延プロファイルと把握できる）に基づいて、カットオフ周波数を調整・決定する。具体的に、上記差の絶対値が所定の閾値周波数以下の場合には、フィルタ調整部９は、マルチパス遅延が大きくなるほど、カットオフ周波数を高くし、マルチパス遅延が小さくなるほど、前記カットオフ周波数を低くする。
【００４６】
次に、本発明の特徴的なステップを図示したフローチャートを用いて、ＯＦＤＭ信号の受信方法の動作について説明する。
【００４７】
ＯＦＤＭ信号受信装置１００が受信したＯＦＤＭ信号が、ＦＦＴ部１、除算器２、伝送路推定４を経由する、これにより、ＯＦＤＭ信号から、補間された周波数領域の伝送路伝達関数を生成される。
【００４８】
他方、周波数誤差検出部７は、ＦＦＴ部１に入力されるＯＦＤＭ信号を所定のタイミングでサンプリングする（ステップＳ１）。たとえば、周波数誤差検出部７は、２００ｍｓ毎に上記ＯＦＤＭ信号をサンプリングする。その後、周波数誤差検出部７は、サンプリングされたＯＦＤＭ信号に対して各々、送受信間での周波数誤差を検出する（ステップＳ２）。次に、周波数誤差検出部７は、当該検出した周波数誤差の各々をＣＰＵ８へと送信する。
【００４９】
次に、ＣＰＵ８では、ステップＳ２で検出された複数の周波数誤差から中心周波数を求める（ステップＳ３）。具体的に、ＣＰＵ８は、所定数の周波数誤差（たとえば、周波数誤差検出部７から随時送信されてくる、２５個の周波数誤差）に対して加算処理を行う。その後、ＣＰＵ８は、当該加算処理の結果を前記所定数（２５）で除算する。これにより、中心周波数を求める（ステップＳ３）。
【００５０】
次に、ＣＰＵ８は、ステップＳ３で求めた中心周波数と、ステップＳ２の結果送信されてくる周波数誤差との差の絶対値（｜周波数誤差−中心周波数｜）を求める。そして、ＣＰＵ８は、当該差の絶対値を示す信号をフィルタ調整部９へ送信する。
【００５１】
ここで、当該ＣＰＵ８の中心周波数を求める処理および上記差の絶対値を求める処理、図３に示すＣＰＵ８の機能ブロック図を用いて説明する。
【００５２】
周波数誤差検出部７から随時、周波数誤差信号がＣＰＵ８に送信される。そして、当該周波数が差信号は、ＣＰＵ８内のレジスタ８ａに随時格納される。さて、周波数誤差検出部７から周波数誤差信号ｄ25が送信され、レジスタ８ａに既に格納されている周波数誤差信号ｄ1〜ｄ24に加えて、当該周波数誤差信号ｄ25も格納されたとする（図３のレジスタ８ａ参照）。
【００５３】
すると、加算器８ｂは、２５個分（所定数）の周波数誤差信号ｄ1〜ｄ25の各々の加算処理を行う（ｄ1＋ｄ2＋・・・＋ｄ24＋ｄ25＝Ｄ１）。その後、除算器８ｃは、当該加算処理後の信号を所定数（＝２５）で除算する（Ｄ１／２５＝Ｆ１）。ここまでのステップがステップＳ３である。つまり、当該除算器８ｃから出力される信号が中心周波数Ｆ１を示す信号である。
【００５４】
その後、差分器８ｄにおいて、中心周波数信号Ｆ１と周波数誤差信号ｄ25との差の絶対値（｜ｄ25−Ｆ１｜）を求める。
【００５５】
さて、次に、周波数誤差検出部７から周波数誤差信号ｄ26が送信されてきたとする。すると、レジスタ８ａに既に格納されていた最も古い周波数誤差信号ｄ1がレジスタ８ａから削除され、レジスタ８ａには周波数誤差信号ｄ2〜ｄ26が格納される（図４のレジスタ８ａ参照）。つまり、レジスタ８ａ内には、常に所定数の周波数誤差信号が格納され、新たに周波数誤差信号が入力されるたびに、最も古い周波数誤差信号が順に削除されることになる。
【００５６】
加算器８ｂは、２５個分（所定数）の周波数誤差信号ｄ2〜ｄ26の各々の加算処理を行う（ｄ2＋ｄ3＋・・・＋ｄ25＋ｄ26＝Ｄ２）。その後、除算器８ｃは、当該加算処理後の信号を所定数（＝２５）で除算する（Ｄ２／２５＝Ｆ２）。ここまでのステップがステップＳ３である。つまり、当該除算器８ｃから出力される信号が中心周波数Ｆ２を示す信号である。
【００５７】
その後、差分器８ｄにおいて、中心周波数信号Ｆ２と新たに入力されてきた周波数誤差信号ｄ26との差の絶対値（｜ｄ25−Ｆ２｜）を求める。
【００５８】
このように、周波数誤差検出部７から新たに周波数誤差信号が送信されて来るたびに、図３，４に示した説明の内容を順次行う。これが、ＣＰＵ８におけるステップＳ３の詳細な内容である。なお、上記差の絶対値を示す信号は順次、ＣＰＵ８からフィルタ調整部９へと送信される。
【００５９】
フィルタ調整部９では、送信されてくる差の絶対値を用いて、ＬＰＦ部５のフィルタリング処理の際のカットオフ周波数を決定する。より具体的には、フィルタ調整部９は、ＣＰＵ８から送信されてくる信号（差の絶対値）およびＩＦＦＴ部１０から送信されてくる信号（上記時間領域の伝送路インパルス応答；マルチパス遅延、遅延プロファイルと同義である）を用いて、当該カットオフ周波数を調整・決定する。当該カットオフ周波数の調整・決定動作の詳細は、次の通りである。
【００６０】
まず、フィルタ調整部９は、受信した上記差の絶対値（｜周波数誤差−中心周波数｜）と、当該フィルタ調整部９に予め設定されている所定の閾値周波数ＦＬ（たとえば、２５Ｈｚ）との大小関係を比較する（ステップＳ４）。当該閾値周波数ＦＬは任意に設定される。
【００６１】
ステップＳ４の比較の結果、上記差の絶対値が所定の閾値周波数ＦＬよりも大きい（｜周波数誤差−中心周波数｜＞所定の閾値周波数ＦＬ）場合には（ステップＳ４でＹｅｓ）、フィルタ調整部９は、カットオフ周波数として第一の周波数を設定する（ステップＳ５）。ここで、上記の通りＬＰＦ部５は、カットオフ周波数を、第一の周波数から第一の周波数より大きい第二の周波数（第一の周波数≦カットオフ周波数≦第二の周波数）までの間で変化することができる。したがって、カットオフ周波数として第一の周波数を設定することは、ＬＰＦ部５を通過できる周波数を、当該ＬＰＦ部５の最小カットオフ周波数とする（ＬＰＦ部５のフィルタリング設定を、ＬＰＦ部５において設定可能な最も厳しいフィルタ条件とする）ことである。
【００６２】
これに対して、ステップＳ４の比較の結果、上記差の絶対値が所定の閾値周波数ＦＬ以下（｜周波数誤差−中心周波数｜≦所定の閾値周波数ＦＬ）場合には（ステップＳ４でＮｏ）、フィルタ調整部９は、ＯＦＤＭ信号から得られるマルチパス遅延（時間領域の伝送路インパルス応答）に基づいて、上記カットオフ周波数を調整・決定する（ステップＳ６）。具体的に、マルチパス遅延が大きくなるほど、上記カットオフ周波数を高くし、マルチパス遅延が小さくなるほど、上記カットオフ周波数を低くする（ステップＳ６）。当該カットオフ周波数の調整・決定方法（ステップＳ６の内容）を、図５、６の遅延プロファイルに基づいて概念的に説明する。
【００６３】
たとえば、ある事象において、図５の遅延プロファイルが得られたとする。この場合、最もマルチパス遅延が大きい遅延パルスＰmがフィルタリングされないように、フィルタ調整部９は、ＬＰＦ部５のカットオフ周波数ｆc1を決定する。また、他の事象において、図６の遅延プロファイルが得られたとする。この場合、最もマルチパス遅延が大きい遅延パルスＰnがフィルタリングされないように、フィルタ調整部９は、ＬＰＦ部５のカットオフ周波数ｆc2を決定する。
【００６４】
ここで、図５のケースと図６のケースとを比較すると、遅延パルスＰmよりも遅延パルスＰnの方が遅延が大きい。したがって、図５のケースで決定されるカットオフ周波数ｆc1よりも、図６のケースで決定されるカットオフ周波数ｆc2の方が高くなる。
【００６５】
換言すれば、ドップラ周波数が高い場合には、ステップＳ５の処理を実施し、ドップラ周波数が低い場合には、ステップＳ６の処理を実施する。
【００６６】
ＬＰＦ部５では、ステップＳ５，Ｓ６で調整・決定されたカットオフ周波数に基づいて、入力信号である補間後の周波数領域の伝送路関数に対してフィルタリング処理を実施する。なお、フィルタイリング処理後の信号は、等化部６に入力され、ＦＦＴ処理後のＯＦＤＭ信号の等化処理に用いられる。
【００６７】
以上のように、本実施の形態に係る発明では、ＯＦＤＭ信号を所定のタイミングでサンプリングし、当該サンプリングされたＯＦＤＭ信号に対して送受信間での周波数誤差を検出している。そして、検出された複数の周波数誤差から中心周波数を求め、中心周波数と周波数誤差との差の絶対値を求めている。そして、当該差の絶対値を用いて、ローパスフィルタ部のカットオフ周波数を決定している。
【００６８】
つまり、ドップラ周波数の値に応じて（ＯＦＤＭ信号受信装置１００の移動に応じて）、ローパスフィルタ部のカットオフ周波数を決定できる。したがって、ドップラ周波数が高くなった場合においても、正常にＯＦＤＭ信号の復調が行うことができるＯＦＤＭ信号受信装置１００およびＯＦＤＭ信号の受信方法を提供できる。
【００６９】
また、本実施の形態に係る発明では、所定数の周波数誤差に対して加算処理を行い、その後、当該加算処理の結果を当該所定数で除算することにより、中心周波数を求めている。
【００７０】
したがって、検出された周波数誤差から適切に、ＯＦＤＭ信号の中心周波数を求めることができる。
【００７１】
ところで、ドップラ周波数が高くなると、ノイズの影響に遅延パルスの判定が困難となり、ＩＦＦＴ部１０からの信号を用いたＬＰＦ部５のカットオフ周波数の決定処理の精度が落ちる。
【００７２】
そこで、本実施の形態に係る発明では、上記のように、ドップラ周波数が高い場合には、ＬＰＦ部５のフィルタ幅を最も狭める（カットオフ周波数を上記第一の周波数とする）。これにより、遅延プロファイルからのノイズの誤検出を防止でき、ＯＦＤＭ信号受信装置１００の受信性能の移動耐性を向上させることができる。換言すれば、ＯＦＤＭ信号受信装置１００がより高速で移動したとしても、ＯＦＤＭ信号を正常に受信できる。
【００７３】
また、本実施の形態に係る発明では、上記差の絶対値（｜周波数誤差−中心周波数｜）が所定の閾値周波数以下の場合には、ＯＦＤＭ信号から得られるマルチパス遅延に基づいて、カットオフ周波数を調整している。
【００７４】
したがって、ドップラ周波数が低い場合（スタティック状態および比較的遅い側での移動状態）において、レイリーフェージング時のマルチパス耐性を向上させることができる。より可能となる。
【００７５】
特に、本実施の形態に係る発明では、マルチパス遅延が大きくなるほど、カットオフ周波数を高くし、マルチパス遅延が小さくなるほど、カットオフ周波数を低くしている。
【００７６】
したがって、ドップラ周波数が低い場合に、遅延プロファイルに基づいて、より適正なカットオフ周波数の調整ができる。これにより、ドップラ周波数が低い場合における、レイリーフェージングのマルチパス耐性をより改善することができる。
【００７７】
なお、上記カットオフ周波数の決定・調整は、ＣＰＵ８およびフィルタ調整部９等を用いて、自動的に行っている。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明に係るＯＦＤＭ信号受信装置の要部構成を示すブロック図である。
【図２】本発明に係るＯＦＤＭ信号の受信方法の特徴的なステップの流れを示すフローチャート。
【図３】ＣＰＵ８内の処理を説明するための機能ブロック図である。
【図４】ＣＰＵ８内の処理を説明するための機能ブロック図である。
【図５】カットオフ周波数の調整方法を説明するための説明図である。
【図６】カットオフ周波数の調整方法を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【００７９】
１ ＦＦＴ部
２，８ｃ 除算器
３ パイロットパターン
４ 伝送路推定部
５ ローパスフィルタ（ＬＰＦ部）
６ 等化部
７ 周波数誤差検出部
８ 計算部（ＣＰＵ）
９ フィルタ調整部
１０ ＩＦＦＴ部
８ａ レジスタ
８ｂ 加算器
８ｄ 差分器
１００ ＯＦＤＭ信号受信装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部から受信したＯＦＤＭ信号をフーリエ変換するＦＦＴ部と、
前記ＦＦＴ部からの出力信号に含まれるパイロット信号を、規定のパイロット信号で除して、周波数領域の伝送路伝達関数を生成する除算部と、
前記周波数領域の伝送路関数に対してフィルタリング処理を施すローパスフィルタ部と、
前記ＯＦＤＭ信号を所定のタイミングでサンプリングし、当該サンプリングされた前記ＯＦＤＭ信号に対して送受信間での周波数誤差を検出する、周波数誤差検出部と、
前記周波数誤差検出部で検出された複数の前記周波数誤差から中心周波数を求め、前記中心周波数と前記周波数誤差との差の絶対値を求める、計算部と、
前記計算部から送信される前記差の絶対値を用いて、前記ローパスフィルタ部のカットオフ周波数を決定するフィルタ調整部とを、備えている、
ことを特徴とするＯＦＤＭ信号受信装置。
【請求項２】
前記計算部は、
所定数の前記周波数誤差に対して加算処理を行い、前記加算処理の結果を前記所定数で除算することにより、前記中心周波数を求める、
ことを特徴とする請求項１に記載のＯＦＤＭ信号受信装置。
【請求項３】
前記ローパスフィルタ部は、
前記カットオフ周波数を、第一の周波数から、前記第一の周波数より大きい第二の周波数までの間で変化することができ、
前記フィルタ調整部は、
前記差の絶対値が所定の閾値周波数よりも大きい場合には、前記カットオフ周波数を前記第一の周波数とする、
ことを特徴とする請求項２に記載のＯＦＤＭ信号受信装置。
【請求項４】
前記フィルタ調整部は、
前記差の絶対値が所定の閾値周波数以下の場合には、前記ＯＦＤＭ信号から得られるマルチパス遅延に基づいて、前記カットオフ周波数を調整する、
ことを特徴とする請求項３に記載のＯＦＤＭ信号受信装置。
【請求項５】
前記フィルタ調整部は、
前記マルチパス遅延が大きくなるほど、前記カットオフ周波数を高くし、前記マルチパス遅延が小さくなるほど、前記カットオフ周波数を低くする、
ことを特徴とする請求項４に記載のＯＦＤＭ信号受信装置。
【請求項６】
（Ａ）外部から受信したＯＦＤＭ信号から、周波数領域の伝送路伝達関数を生成するステップと、
（Ｂ）前記周波数領域の伝送路関数に対してフィルタリング処理を施すステップと、
（Ｃ）前記ＯＦＤＭ信号を所定のタイミングでサンプリングし、当該サンプリングされた前記ＯＦＤＭ信号に対して送受信間での周波数誤差を検出するステップと、
（Ｄ）前記ステップ（Ｃ）で検出された複数の前記周波数誤差から中心周波数を求め、前記中心周波数と前記周波数誤差との差の絶対値を求めるステップと、
（Ｅ）前記ステップ（Ｄ）における前記差の絶対値を用いて、前記ステップ（Ｂ）における前記フィルタリング処理の際のカットオフ周波数を決定するステップとを、備えている、
ことを特徴とするＯＦＤＭ信号の受信方法。
【請求項７】
前記ステップ（Ｄ）は、
（Ｄ−１）所定数の前記周波数誤差に対して加算処理を行うステップと、
（Ｄ−２）前記加算処理の結果を前記所定数で除算することにより、前記中心周波数を求めるステップとを、有する、
ことを特徴とする請求項６に記載のＯＦＤＭ信号の受信方法。
【請求項８】
前記ローパスフィルタ部の前記カットオフ周波数は、
第一の周波数から、前記第一の周波数より大きい第二の周波数までの間で変化し、
前記差の絶対値が所定の閾値周波数よりも大きい場合には、前記ステップ（Ｅ）は、
前記カットオフ周波数を前記第一の周波数とするステップである、
ことを特徴とする請求項７に記載のＯＦＤＭ信号の受信方法。
【請求項９】
前記差の絶対値が所定の閾値周波数以下の場合には、前記ステップ（Ｅ）は、
前記ＯＦＤＭ信号から得られるマルチパス遅延に基づいて、前記カットオフ周波数を調整するステップである、
ことを特徴とする請求項８に記載のＯＦＤＭ信号の受信方法。
【請求項１０】
前記ステップ（Ｅ）は、
前記マルチパス遅延が大きくなるほど、前記カットオフ周波数を高くし、前記マルチパス遅延が小さくなるほど、前記カットオフ周波数を低くするステップである、
ことを特徴とする請求項９に記載のＯＦＤＭ信号の受信方法。
【請求項１】
外部から受信したＯＦＤＭ信号をフーリエ変換するＦＦＴ部と、
前記ＦＦＴ部からの出力信号に含まれるパイロット信号を、規定のパイロット信号で除して、周波数領域の伝送路伝達関数を生成する除算部と、
前記周波数領域の伝送路関数に対してフィルタリング処理を施すローパスフィルタ部と、
前記ＯＦＤＭ信号を所定のタイミングでサンプリングし、当該サンプリングされた前記ＯＦＤＭ信号に対して送受信間での周波数誤差を検出する、周波数誤差検出部と、
前記周波数誤差検出部で検出された複数の前記周波数誤差から中心周波数を求め、前記中心周波数と前記周波数誤差との差の絶対値を求める、計算部と、
前記計算部から送信される前記差の絶対値を用いて、前記ローパスフィルタ部のカットオフ周波数を決定するフィルタ調整部とを、備えている、
ことを特徴とするＯＦＤＭ信号受信装置。
【請求項２】
前記計算部は、
所定数の前記周波数誤差に対して加算処理を行い、前記加算処理の結果を前記所定数で除算することにより、前記中心周波数を求める、
ことを特徴とする請求項１に記載のＯＦＤＭ信号受信装置。
【請求項３】
前記ローパスフィルタ部は、
前記カットオフ周波数を、第一の周波数から、前記第一の周波数より大きい第二の周波数までの間で変化することができ、
前記フィルタ調整部は、
前記差の絶対値が所定の閾値周波数よりも大きい場合には、前記カットオフ周波数を前記第一の周波数とする、
ことを特徴とする請求項２に記載のＯＦＤＭ信号受信装置。
【請求項４】
前記フィルタ調整部は、
前記差の絶対値が所定の閾値周波数以下の場合には、前記ＯＦＤＭ信号から得られるマルチパス遅延に基づいて、前記カットオフ周波数を調整する、
ことを特徴とする請求項３に記載のＯＦＤＭ信号受信装置。
【請求項５】
前記フィルタ調整部は、
前記マルチパス遅延が大きくなるほど、前記カットオフ周波数を高くし、前記マルチパス遅延が小さくなるほど、前記カットオフ周波数を低くする、
ことを特徴とする請求項４に記載のＯＦＤＭ信号受信装置。
【請求項６】
（Ａ）外部から受信したＯＦＤＭ信号から、周波数領域の伝送路伝達関数を生成するステップと、
（Ｂ）前記周波数領域の伝送路関数に対してフィルタリング処理を施すステップと、
（Ｃ）前記ＯＦＤＭ信号を所定のタイミングでサンプリングし、当該サンプリングされた前記ＯＦＤＭ信号に対して送受信間での周波数誤差を検出するステップと、
（Ｄ）前記ステップ（Ｃ）で検出された複数の前記周波数誤差から中心周波数を求め、前記中心周波数と前記周波数誤差との差の絶対値を求めるステップと、
（Ｅ）前記ステップ（Ｄ）における前記差の絶対値を用いて、前記ステップ（Ｂ）における前記フィルタリング処理の際のカットオフ周波数を決定するステップとを、備えている、
ことを特徴とするＯＦＤＭ信号の受信方法。
【請求項７】
前記ステップ（Ｄ）は、
（Ｄ−１）所定数の前記周波数誤差に対して加算処理を行うステップと、
（Ｄ−２）前記加算処理の結果を前記所定数で除算することにより、前記中心周波数を求めるステップとを、有する、
ことを特徴とする請求項６に記載のＯＦＤＭ信号の受信方法。
【請求項８】
前記ローパスフィルタ部の前記カットオフ周波数は、
第一の周波数から、前記第一の周波数より大きい第二の周波数までの間で変化し、
前記差の絶対値が所定の閾値周波数よりも大きい場合には、前記ステップ（Ｅ）は、
前記カットオフ周波数を前記第一の周波数とするステップである、
ことを特徴とする請求項７に記載のＯＦＤＭ信号の受信方法。
【請求項９】
前記差の絶対値が所定の閾値周波数以下の場合には、前記ステップ（Ｅ）は、
前記ＯＦＤＭ信号から得られるマルチパス遅延に基づいて、前記カットオフ周波数を調整するステップである、
ことを特徴とする請求項８に記載のＯＦＤＭ信号の受信方法。
【請求項１０】
前記ステップ（Ｅ）は、
前記マルチパス遅延が大きくなるほど、前記カットオフ周波数を高くし、前記マルチパス遅延が小さくなるほど、前記カットオフ周波数を低くするステップである、
ことを特徴とする請求項９に記載のＯＦＤＭ信号の受信方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００９−１６４８８７（Ｐ２００９−１６４８８７Ａ）
【公開日】平成２１年７月２３日（２００９．７．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５５４（Ｐ２００８−５５４）
【出願日】平成２０年１月７日（２００８．１．７）
【出願人】（５９１１２８４５３）株式会社メガチップス (322)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月２３日（２００９．７．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月７日（２００８．１．７）
【出願人】（５９１１２８４５３）株式会社メガチップス (322)
【Ｆターム（参考）】
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