ＯＦＤＭ信号受信装置およびＯＦＤＭ信号の受信方法
【課題】本発明は、ＯＦＤＭ信号送信装置側のクロックとＯＦＤＭ信号受信装置側のクロックとの間でクロック誤差が生じる場合においても、ＣＮＲの改善を図ることができるＯＦＤＭ信号受信装置を提供する。
【解決手段】本発明に係るＯＦＤＭ信号受信装置１００は、ガードインターバル信号における第一のシンボル範囲と、有効シンボル信号における第一のシンボル範囲の複製元である第二のシンボル範囲との加算平均処理を実施する、加算平均処理処理部１を、備えている。また、ＯＦＤＭ信号受信装置１００の移動を検知する移動検出部１０も備えている。加算平均処理処理部１は、移動検出部１の検出結果に応じて、加算平均処理の実施の有無を切り替える。
【解決手段】本発明に係るＯＦＤＭ信号受信装置１００は、ガードインターバル信号における第一のシンボル範囲と、有効シンボル信号における第一のシンボル範囲の複製元である第二のシンボル範囲との加算平均処理を実施する、加算平均処理処理部１を、備えている。また、ＯＦＤＭ信号受信装置１００の移動を検知する移動検出部１０も備えている。加算平均処理処理部１は、移動検出部１の検出結果に応じて、加算平均処理の実施の有無を切り替える。
【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、ガードインターバル（ＧＩ）信号を保有するＯＦＤＭ信号を受信する装置、および当該ＯＦＤＭ信号を受信する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
地上波デジタル放送の送信方式として、ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）方式が採用されている。当該ＯＦＤＭ方式では、ある帯域内に、互いに直交する数百〜数千の多数の搬送波（サブキャリア）を多重伝送する。このようなＯＦＤＭ方式は、周波数利用効率が非常に高く、移動受信時に生じるフェージング妨害に強いという利点をもつ。また、ＯＦＤＭ方式は、電波が高層ビルや山などの障害物で反射し、複数経路から遅延して受信装置に到達するというマルチパス現象の影響を受けにくいという利点をもつ。
【０００３】
このようなＯＦＤＭ方式は、地上波デジタル放送のみならず、電話線や電力線を利用した有線通信、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）などの無線通信などで採用されつつある。
【０００４】
図１に示すように、ＯＦＤＭ方式で変調されたシンボル信号は、データや制御信号などを含む有効シンボル信号と、マルチパスの影響を低減させる目的のガードインターバル信号（以下、ＧＩ信号と称する）とから構成されている。ＧＩ信号は、各有効シンボル信号の先頭部分に設定されており、有効シンボルの後尾部分の複製である。ここで、先頭側と後尾側とでは、先頭側の方が時系列的に早い。図１について言えば、図の左側が先頭側である。
【０００５】
マルチパスによる反射波の遅延時間が、ガードインターバル期間Ｔｇ以内であるとする。この場合には、シンボル間干渉（ＩＳＩ）の影響の無い完全な１シンボル分のデータを取り出すことができる。なお、通常、ガードインターバル期間Ｔｇは、有効シンボル期間Ｔｕの１／４，１／８，１／１６，および１／３２の何れかに設定される。
【０００６】
ところで、ＯＦＤＭ信号受信装置側における、ＣＮＲ（Ｃａｒｒｉｅｒ ｔｏ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏｎ）改善を目的とした技術として、特許文献１が存在する。特許文献１では、ＯＦＤＭ信号受信装置においてＯＦＤＭ信号を復調する場合、ＧＩ信号におけるブロック間干渉に侵されたシンボルのみを取り除き、ＧＩ信号におけるブロック間干渉に侵されていないシンボルを復調に活かしている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−３０３４４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、ＯＦＤＭ信号送信装置側のクロックと、ＯＦＤＭ信号受信装置側のクロックとの間でズレが生じる。そして、当該クロック誤差は、ＯＦＤＭ信号受信装置が移動しているときに、より大きくなる可能性が高い。このように、受信装置の移動によりクロック誤差がかなり大きくなった場合には、特許文献１に係る技術を採用したとしても、ＣＮＲの改善効果はあまり得られず、かえってＣＮＲがかなり劣化することもある。
【０００９】
また、特許文献１では、ＧＩ信号がブロック間干渉に侵されていない場合には、ＧＩ信号全てと、当該ＧＩ信号の複製元である有効シンボル信号の後尾部分（以下、単に複製元部分と称する）とを、加算平均処理することとなる。
【００１０】
しかしながら、当該ＧＩ信号の全てと上記複製元部分とを精度良く加算することは大変困難である。つまり、上述したクロック誤差が生じているので、当該ＧＩ信号の先頭部分と複製元部分の先頭部分とを正確に一致させることは、とても困難である。もし、前記のように正確に一致されないときには、シンボル間干渉により、かえってＣＮＲが大幅に劣化する。
【００１１】
そこで、本発明は、ＯＦＤＭ信号送信装置側のクロックとＯＦＤＭ信号受信装置側のクロックとの間でクロック誤差が生じる場合においても、ＣＮＲの改善を図ることができる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】
【００１２】
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、ガードインターバル信号および前記ガードインターバル信号に続く有効シンボル信号から成るＯＦＤＭ信号を受信する受信部と、前記ガードインターバル信号における第一のシンボル範囲と、前記有効シンボル信号における前記第一のシンボル範囲の複製元である第二のシンボル範囲との加算平均処理を実施する、加算平均処理処理部とを、備えるＯＦＤＭ信号受信装置であって、前記ＯＦＤＭ信号受信装置の移動を検知する移動検出部を、さらに備えており、前記加算平均処理部は、前記移動検出部の検出結果に応じて、前記加算平均処理の実施の有無を切り替える。
【００１３】
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、前記加算平均処理部は、前記移動検出部が、前記ＯＦＤＭ信号受信装置の移動を検知したときには、前記加算平均処理は実施せず、前記移動検出部が、前記ＯＦＤＭ信号受信装置の移動を検知しないときには、前記加算平均処理を実施する。
【００１４】
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、前記移動検出部は、前記ＯＦＤＭ信号から得られるドップラ周波数の所定時間内における振幅の変動量が、所定量より大きいときに、前記ＯＦＤＭ信号受信装置が移動している判断し、前記ドップラ周波数の前記所定の時間内における前記振幅の変動量が、前記所定量以下であるときに、前記ＯＦＤＭ信号受信装置が移動していないと判断する。
【００１５】
また、請求項４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、前記加算平均処理部は、前記ガードインターバル信号の先頭から所定のシンボル範囲を除いた前記第一のシンボル範囲と、前記有効シンボル信号の後尾から前記第一のシンボル範囲と同じシンボル長までの前記第二のシンボル範囲との、加算平均処理を実施する。
【００１６】
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、前記所定のシンボル範囲は、前記ガードインターバル信号のシンボル長の１０％程度である。
【００１７】
また、請求項６に記載のＯＦＤＭ信号の受信方法は、ガードインターバル信号および前記ガードインターバル信号に続く有効シンボル信号から成るＯＦＤＭ信号を受信する、ＯＦＤＭ信号受信装置におけるＯＦＤＭ信号の受信方法であって、（Ａ）前記ＯＦＤＭ信号受信装置の移動を検知するステップと、（Ｂ）前記ステップ（Ａ）の検出結果に応じて、前記ガードインターバル信号における第一のシンボル範囲と、前記有効シンボル信号における前記第一のシンボル範囲の複製元である第二のシンボル範囲との加算平均処理を実施するか否かを切り替えるステップとを、備えている。
【００１８】
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（Ｂ）は、（Ｂ−１）前記ＯＦＤＭ信号受信装置の移動を検知したときには、前記加算平均処理は実施せず、（Ｂ−２）前記ＯＦＤＭ信号受信装置の移動を検知しないときには、前記加算平均処理を実施する、ステップである。
【００１９】
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、前記ステップ（Ａ）は、（Ａ−１）前記ＯＦＤＭ信号から得られるドップラ周波数の所定時間内における振幅の変動量が、所定量より大きいときに、前記ＯＦＤＭ信号受信装置が移動している判断し、（Ａ−２）前記ドップラ周波数の前記所定の時間内における前記振幅の変動量が、前記所定量以下であるときに、前記ＯＦＤＭ信号受信装置が移動していないと判断する、ステップである。
【００２０】
また、請求項９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、前記加算平均処理は、前記ガードインターバル信号の先頭から所定のシンボル範囲を除いた前記第一のシンボル範囲と、前記有効シンボル信号の後尾から前記第一のシンボル範囲と同じシンボル長までの前記第二のシンボル範囲との、加算平均処理である。
【００２１】
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、前記所定のシンボル範囲は、前記ガードインターバル信号のシンボル長の１０％程度である。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の請求項１、６に記載の発明は、ガードインターバル信号およびガードインターバル信号に続く有効シンボル信号から成るＯＦＤＭ信号を受信する受信部と、ガードインターバル信号における第一のシンボル範囲と、有効シンボル信号における第一のシンボル範囲の複製元である第二のシンボル範囲との加算平均処理を実施する、加算平均処理処理部とを、備えるＯＦＤＭ信号受信装置であって、ＯＦＤＭ信号受信装置の移動を検知する移動検出部を、さらに備えており、加算平均処理部は、移動検出部の検出結果に応じて、加算平均処理の実施の有無を切り替える。また、（Ａ）ＯＦＤＭ信号受信装置の移動を検知するステップと、（Ｂ）ステップ（Ａ）の検出結果に応じて、ガードインターバル信号における第一のシンボル範囲と、有効シンボル信号における第一のシンボル範囲の複製元である第二のシンボル範囲との加算平均処理を実施するか否かを切り替えるステップとを、備えている。
【００２３】
したがって、ＯＦＤＭ信号受信装置の移動によりクロック誤差がかなり大きくなった場合に、加算平均処理を実施しないようにすれば、当該移動時における加算平均処理により、かえってＣＮＲが劣化することを防止できる。
【００２４】
また、請求項２、７に記載の発明では、移動検出部が、ＯＦＤＭ信号受信装置の移動を検知したときには、加算平均処理は実施せず、ＯＦＤＭ信号受信装置の移動を検知しないときには、加算平均処理を実施する。
【００２５】
ＯＦＤＭ信号受信装置が移動しているときには、加算平均処理を実施しても、当該加算平均処理による効果はそれほど大きくない。したがって、ＯＦＤＭ信号受信装置の移動によりクロック誤差がかなり大きくなる場合に、加算平均処理を実施しないので、当該移動時における加算平均処理により、かえってＣＮＲが劣化することを防止できる。他方、ＯＦＤＭ信号受信装置が静止状態で、クロック誤差が小さい場合に、加算平均処理を実施するで、スタティック状態でのＣＮＲが改善される。
【００２６】
また、請求項３、８に記載の発明では、ＯＦＤＭ信号から得られるドップラ周波数の所定時間内における振幅の変動量が、所定量より大きいときに、ＯＦＤＭ信号受信装置が移動している判断し、ドップラ周波数の所定の時間内における振幅の変動量が、所定量以下であるときに、ＯＦＤＭ信号受信装置が移動していないと判断する。
【００２７】
したがって、ドップラ周波数を算出すれば、当該ドップラ周波数に基づいてＯＦＤＭ信号受信装置の移動が検出できる。このような、ドップラ周波数を算出する回路は、とても容易の構成できる。よって、簡略な回路構成により移動検出部を設けることができる。
【００２８】
また、請求項４、９に記載の発明では、ガードインターバル信号の先頭から所定のシンボル範囲を除いた第一のシンボル範囲と、有効シンボル信号の後尾から第一のシンボル範囲と同じシンボル長までの第二のシンボル範囲との、加算平均処理を実施する。
【００２９】
したがって、受信装置と送信装置との間のクロック誤差に起因して加算の開始位置がずれたとしても、当該加算平均処理によりシンボル間干渉が発生することを防止できる。換言すれば、たとえ前記クロック誤差が発生したとしても、加算平均処理を正常に実施でき、ＣＮＲの改善を図ることができる。
【００３０】
また、請求項５、１０に記載の発明では、所定のシンボル範囲は、ガードインターバル信号のシンボル長の１０％程度である。
【００３１】
所定のシンボル範囲を大きく取りすぎると、ガードインターバル信号の上記加算平均化処理によるＣＮＲ性能が低下する。他方、当該所定のシンボル範囲を小さくしすぎると、上述のようなクロック誤差に起因したシンボル間干渉に起因して、ＣＮＲ性能が大幅に低下する。したがって、所定のシンボル範囲をガードインターバル信号のシンボル長の１０％程度とすることにより、前記の各問題を考慮した最適な所定のシンボル範囲が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
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。
【００３３】
＜実施の形態１＞
図２は、本実施の形態に係るＯＦＤＭ信号受信装置の要部構成を示す機能ブロック図である。また、本実施の形態に係るＯＦＤＭ信号の受信方法の特徴的なフローを図３に示す。
【００３４】
図２に示すように、ＯＦＤＭ信号受信装置１００は、加算平均処理部１と移動検出部１０とを、少なくとも備えている。ここで、移動検出部１０は、ＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）部２およびドップラ周波数算出部から、構成されている。
【００３５】
図２において図示してない受信部（例えばアンテナ等）は、ＧＩ信号および当該ＧＩ信号に続く有効シンボル信号から成るＯＦＤＭ信号を受信する。図１で示すように、ＯＦＤＭ方式で変調されたシンボル信号（１シンボル長分）は、データや制御信号などを含む有効シンボル信号と、マルチパスの影響を低減させる目的のＧＩ信号とから構成されている。ＧＩ信号は、各有効シンボル信号の先頭部分に設定されており、有効シンボルの後尾部分の複製である。ここで、先頭側と後尾側とでは、先頭側の方が時系列的に早い。図１について言えば、図の左側が先頭側である。
【００３６】
マルチパスによる反射波の遅延時間が、ガードインターバル期間Ｔｇ以内であるとする。この場合には、シンボル間干渉（ＩＳＩ）の影響の無い完全な１シンボル分のデータを取り出すことができる。なお、通常、ガードインターバル期間Ｔｇは、有効シンボル期間Ｔｕの１／４，１／８，１／１６，および１／３２の何れかに設定される。
【００３７】
加算平均処理部１では、受信したＯＦＤＭ信号に対して、次の加算平均処理を実施する。具体的に、ＧＩ信号における第一のシンボル範囲と、有効シンボル信号における第一のシンボル範囲の複製元である第二のシンボル範囲との加算を行い、当該加算後の信号に対して平均化処理を実施する。なお、当該加算平均処理部１の具体的な動作は、実施の形態２で説明する。
【００３８】
移動検出部１０では、ＯＦＤＭ信号受信装置１００が移動しているか否かを検知する（ステップＳ１）。具体的に、本実施の形態では、移動検出部１０は、加算平均処理部２から出力されたＯＦＤＭ信号から得られるドップラ周波数を算出し、当該ドップラ周波数に基づいて、ＯＦＤＭ信号受信装置１００の移動を検出する。なお、ドップラ周波数は、後述の一例の説明では、時間方向のＯＦＤＭ信号のシンボル変化量に基づいて算出されている。
【００３９】
ＦＦＴ部２に、時間方向のＯＦＤＭ信号が入力され、当該時間方向のＯＦＤＭ信号について高速フーリエ変換処理を実施する。つまり、ＦＦＴ部２では、当該時間方向のＯＦＤＭ信号をある時間間隔毎にサンプリングし、当該サンプリングされた部分に対するパワーが求められる。そして、ドップラ周波数算出部３では、隣接する前記サンプリング毎に対するパワーの変化を検出し、当該パワーの変化の度合いに基づいてドップラ周波数を算出する。
【００４０】
また、ドップラ周波数算出部３は、上記算出されたドップラ周波数の所定時間内における振幅の変動量が、所定量より大きいときに、ＯＦＤＭ信号受信装置１００が移動している判断する（ステップＳ１で「Ｙｅｓ」）。これに対して、ドップラ周波数算出部３は、上記算出されたドップラ周波数の所定の時間内における振幅の変動量が、所定量以下であるときに、ＯＦＤＭ信号受信装置１００が移動していないと判断する（ステップＳ１で「Ｎｏ」）。ここで、所定量は、「０」もしくはこれに近似する値であり、ドップラ周波数の振幅の変動量がほとんど変化しない場合の量である。
【００４１】
なお、上記ＯＦＤＭ信号受信装置１００の移動検出方法およびドップラ周波数の算出方法は一例であり、他の方法により、ＯＦＤＭ信号受信装置１００の移動を検出しても良く、他の方法により、ドップラ周波数の算出を行っても良い。
【００４２】
加算平均処理部１では、移動検出部１０からの出力を受けて、上記加算平均処理を実施するか否かを切り替える。換言すれば、加算平均処理部１は、移動検出部１０の検出結果に応じて、上記加算平均処理の実施の有無を切り替える。
【００４３】
具体的に、移動検出部１０がＯＦＤＭ信号受信装置１００の移動を検知したときには（ステップＳ１で「Ｙｅｓ」）、加算平均処理部１は、加算平均処理は実施しない（ステップＳ２）。これに対して、移動検出部１０がＯＦＤＭ信号受信装置１００の移動を検知しないときには（ステップＳ１で「Ｎｏ」）、加算平均処理部１は、加算平均処理を実施する（ステップＳ３）。
【００４４】
なお、ＯＦＤＭ信号受信装置１００の移動によりクロック誤差がかなり大きくなる場合に加算平均処理を実施すると、かえってＣＮＲが劣化する。他方、ＯＦＤＭ信号受信装置１００が静止状態ではクロック誤差が小さい場合には、加算平均処理を実施することにより、スタティック状態でのＣＮＲが改善される。
【００４５】
以上のように、本実施の形態では、ＯＦＤＭ信号受信装置１００の移動を検知し、当該検出結果に応じて、上述した加算平均処理の実施の有無を切り替えている。
【００４６】
ここで、ＯＦＤＭ信号受信装置１００が移動しているときには、加算平均処理を実施しても、当該加算平均処理に起因した効果はそれほど大きくない。また、クロック誤差が発生した場合、またはクロック誤差が発生していない場合において、ガードインターバルの重ね合わせの際に、シンボルヘッドの位置がずれて見えることがある。レイリーフェーディング等に起因して、シンボルヘッドの検出が不正確になり、ガードインターバル以外の部分を重ね合わせてしまう問題が生じる。
【００４７】
したがって、ＯＦＤＭ信号受信装置１００の移動によりクロック誤差がかなり大きくなった場合に、加算平均処理を実施しないようにすれば、当該移動時における加算平均処理により、かえってＣＮＲが劣化することを防止できる。
【００４８】
また、本実施の形態では、ＯＦＤＭ信号受信装置１００の移動を検知したときには、加算平均処理は実施しない。これに対して、ＯＦＤＭ信号受信装置１００の移動を検知しないときには、加算平均処理を実施する。
【００４９】
したがって、ＯＦＤＭ信号受信装置１００の移動によりクロック誤差がかなり大きくなる場合に、加算平均処理を実施しないので、当該移動時における加算平均処理により、かえってＣＮＲが劣化することを防止できる。他方、ＯＦＤＭ信号受信装置１００が静止状態で、クロック誤差が小さい場合に、加算平均処理を実施するので、スタティック状態でのＣＮＲが改善される。
【００５０】
また、本実施の形態では、ＯＦＤＭ信号から得られるドップラ周波数の所定時間内における振幅の変動量が、所定量より大きいときに、ＯＦＤＭ信号受信装置が移動している判断する。他方、ドップラ周波数の所定の時間内における振幅の変動量が、所定量以下であるときに、ＯＦＤＭ信号受信装置が移動していないと判断する。
【００５１】
したがって、ドップラ周波数を算出すれば、当該ドップラ周波数に基づいてＯＦＤＭ信号受信装置１００の移動が検出できる。このような、ドップラ周波数を算出する回路は、とても容易の構成できる。よって、簡略な回路構成により移動検出部１０を設けることができる。
【００５２】
＜実施の形態２＞
本実施の形態では、加算平均処理部１における加算平均処理の具体的な内容について説明する。
【００５３】
図４に、ＧＩ信号全てと、当該ＧＩ信号の複製元である有効シンボル信号の後尾部分（以下、単に複製元部分と称する）との加算平均処理の模式図を示す。なお、図１と同じ符号については、図１の説明を参照されたい。また、図４において、上段が加算平均処理前のシンボルであり、下段が加算平均処理後のシンボルである。
【００５４】
上記の通り、複製元部分は、有効シンボル信号の一部である。また、複製元部分をコピーして、有効シンボル信号の前段に付することにより、ＧＩ信号が設けられる。具体的に、有効シンボル信号の後尾端からシンボル長Ｔｇまでの部分をコピーし、当該コピーした部分を有効シンボル信号の先頭部に設ける（図４の前段および図１参照）。
【００５５】
図４のケースでは、加算平均処理部１は、ＧＩ信号における第一のシンボル範囲（ＧＩ信号の全部）と、有効シンボル信号における第一のシンボル範囲の複製元である第二のシンボル範囲（図４の複製元部分）とを加算する。次に、加算平均処理部１は、当該加算した部分のシンボルの平均化処理を行う。なお、図４に示すように、当該加算平均された部分のシンボル信号は、有効シンボル信号の一部として、当該有効シンボル信号の後尾に位置される。
【００５６】
なお、当該加算平均化処理後のシンボルは、ＦＦＴ処理のためＦＦＴ部へと送信される。なお、図４のケースの加算平均処理は、遅延回路と加算器とを用いて実現することができる。
【００５７】
当該図４に示す加算平均処理を実施することにより、マルチパスが無い場合であって、有効シンボル期間Ｔｕが１／８に設定されている場合には、ＣＮＲを例えば０．３ｄＢ程度改善させることができる。
【００５８】
しかしながら、上述したように、当該ＧＩ信号の全てと上記複製元部分とを精度良く加算することは大変困難である。つまり、受信装置側のクロックと送信装置側のクロックとの間におけるクロック誤差が生じているので、当該ＧＩ信号の先頭部分と複製元部分の先頭部分とを正確に一致させることは、とても困難である。もし、前記のように正確に一致されないときには、シンボル間干渉により、かえってＣＮＲ特性が劣化する。
【００５９】
そこで、本実施の形態では、加算平均処理部１では、次のような加算平均処理を実施する。図５は、本実施の形態に係る加算平均処理部１の構成を示す回路図である。
【００６０】
図５に示すように、加算平均処理部１は、遅延回路２１、加算器２２、平均化処理回路２３、およびセレクタ２４により構成されている。図５に示す加算平均処理部１では、ＧＩ信号の先頭から所定のシンボル範囲を除いた第一のシンボル範囲と、有効シンボル信号の後尾から第一のシンボル範囲と同じシンボル長までの第二のシンボル範囲との、加算平均処理を実施する。以下、図５を踏まえて、本実施の形態に係る加算平均処理について説明する。
【００６１】
図５に示す「Ａ」から、図１に示したＯＦＤＭ信号が入力される。当該ＯＦＤＭ信号はノードＮ１で分岐した後、ノードＮ２においても分岐される。遅延回路２１に入力されたＯＦＤＭ信号は、１シンボル長だけ遅延させて、当該ＯＦＤＭ信号を出力する。加算器２２では、遅延回路２１を経た（１シンボル長分遅延した）ＯＦＤＭ信号と、遅延回路２１を経ていないＯＦＤＭ信号との加算処理が実施される（概念的に、図４参照）。加算器２２における加算処理が実施されたＯＦＤＭ信号は、平均化処理回路２３において経金貨処理が実施される（概念的に、図４参照）。
【００６２】
さて、セレクタ２４の端子Ｓ１には、制御信号が入力されている。当該制御信号により、「１シンボル長＋所定のシンボル長」の期間の間は、端子Ｂ１に入力されてきたＯＦＤＭ信号を端子Ｄ１から出力させる。上記「１シンボル長＋所定のシンボル長」の期間の経過後、制御信号により、セレクタ２４の端子Ｄ１からは、端子Ｂ２に入力されてきたシンボル信号を出力する。つまり、セレクタ２４からは、「１シンボル長＋所定のシンボル長」の期間までは、各回路２１〜２３を経ていないＯＦＤＭ信号が出力され、「１シンボル長＋所定のシンボル長」の期間経過後、各回路２１〜２３を経たＯＦＤＭ信号が出力される。
【００６３】
当該図５の回路により、図６に示すような、加算平均化処理と同等の処理が実現できる。
【００６４】
つまり、図６に示す加算平均処理では、ＧＩ信号の先頭から所定のシンボル範囲Ｔｚを除いた第一のシンボル範囲Ｓａと、有効シンボル信号の後尾から第一のシンボル範囲Ｓａと同じシンボル長までの第二のシンボル範囲Ｓｂとを、加算する。そして、当該加算後のシンボルに対して平均化処理を行う。
【００６５】
図６に示す方法により生成されるＯＦＤＭ信号が、図５のセレクタ２４から出力される。したがって、「１シンボル長＋所定のシンボル長」の「所定のシンボル長」は、図６に示す「所定のシンボル範囲Ｔｚ」であることが分かる。
【００６６】
ここで、当該所定のシンボル範囲Ｔｚを大きく取りすぎると、ＧＩ信号の上記加算平均化処理によるＣＮＲ性能が低下する。他方、当該所定のシンボル範囲Ｔｚを小さくしすぎると、上述のようなクロック誤差に起因したシンボル間干渉に起因して、ＣＮＲ性能が大幅に低下する。したがって、当該所定のシンボル範囲Ｔｚは、これらのトレードオフの関係で決定される。
【００６７】
発明者は、シミュレーション等の結果、ＣＮＲ性能向上の観点から、当該所定のシンボル範囲Ｔｚの最適値は、ＧＩ信号のシンボル長の１０％程度であることを見出した。
【００６８】
以上のように、本実施の形態では、ＧＩ信号の先頭から所定のシンボル範囲を除いた第一のシンボル範囲と、有効シンボル信号の後尾から第一のシンボル範囲と同じシンボル長までの第二のシンボル範囲との、加算平均処理を実施する。
【００６９】
したがって、ＯＦＤＭ信号受信装置１００とＯＦＤＭ信号送信装置との間のクロック誤差に起因して加算の開始位置がずれたとしても、当該加算平均処理によりシンボル間干渉が発生することを防止できる。換言すれば、たとえクロック誤差が発生したとしても、加算平均処理を正常に実施でき、ＣＮＲの改善を図ることができる。
【００７０】
また、本実施の形態では、所定のシンボル範囲は、ガードインターバル信号のシンボル長の１０％程度である。したがって、上記トレードオフの関係により導かれた、最適な所定のシンボル範囲が提供される。
【００７１】
なお、本実施の形態では、送信装置側のクロックと受信装置側のクロックとの間でクロック誤差が生じる場合においても、ＣＮＲ特性の改善を図ることができるＯＦＤＭ信号受信装置および受信方法を提供することを目的とする。したがって、本実施の形態に係る加算平均処理方法は、特許文献１とは異なり、ＧＩ信号がブロック間干渉に侵されている場合、および侵されてない場合においても実施される。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】シンボル信号の時間方向の構成を示す図である。
【図２】実施の形態１に係るＯＦＤＭ信号受信装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図３】実施の形態１に係るＯＦＤＭ信号の受信方法の動作を示すフローチャートである。
【図４】加算平均処理を説明するための図である。
【図５】実施の形態２に係る加算平均処理部の構成を示す回路図である。
【図６】実施の形態２に係る加算平均処理を説明するための図である。
【符号の説明】
【００７３】
１ 加算平均処理部
２ ＦＦＴ部
３ ドップラ周波数算出部
１０ 移動検出部
２１ 遅延回路
２２ 加算器
２３ 平均処理回路
２４ セレクタ
１００ ＯＦＤＭ信号受信装置
Ｔｚ 所定のシンボル範囲
【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、ガードインターバル（ＧＩ）信号を保有するＯＦＤＭ信号を受信する装置、および当該ＯＦＤＭ信号を受信する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
地上波デジタル放送の送信方式として、ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）方式が採用されている。当該ＯＦＤＭ方式では、ある帯域内に、互いに直交する数百〜数千の多数の搬送波（サブキャリア）を多重伝送する。このようなＯＦＤＭ方式は、周波数利用効率が非常に高く、移動受信時に生じるフェージング妨害に強いという利点をもつ。また、ＯＦＤＭ方式は、電波が高層ビルや山などの障害物で反射し、複数経路から遅延して受信装置に到達するというマルチパス現象の影響を受けにくいという利点をもつ。
【０００３】
このようなＯＦＤＭ方式は、地上波デジタル放送のみならず、電話線や電力線を利用した有線通信、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）などの無線通信などで採用されつつある。
【０００４】
図１に示すように、ＯＦＤＭ方式で変調されたシンボル信号は、データや制御信号などを含む有効シンボル信号と、マルチパスの影響を低減させる目的のガードインターバル信号（以下、ＧＩ信号と称する）とから構成されている。ＧＩ信号は、各有効シンボル信号の先頭部分に設定されており、有効シンボルの後尾部分の複製である。ここで、先頭側と後尾側とでは、先頭側の方が時系列的に早い。図１について言えば、図の左側が先頭側である。
【０００５】
マルチパスによる反射波の遅延時間が、ガードインターバル期間Ｔｇ以内であるとする。この場合には、シンボル間干渉（ＩＳＩ）の影響の無い完全な１シンボル分のデータを取り出すことができる。なお、通常、ガードインターバル期間Ｔｇは、有効シンボル期間Ｔｕの１／４，１／８，１／１６，および１／３２の何れかに設定される。
【０００６】
ところで、ＯＦＤＭ信号受信装置側における、ＣＮＲ（Ｃａｒｒｉｅｒ ｔｏ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏｎ）改善を目的とした技術として、特許文献１が存在する。特許文献１では、ＯＦＤＭ信号受信装置においてＯＦＤＭ信号を復調する場合、ＧＩ信号におけるブロック間干渉に侵されたシンボルのみを取り除き、ＧＩ信号におけるブロック間干渉に侵されていないシンボルを復調に活かしている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−３０３４４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、ＯＦＤＭ信号送信装置側のクロックと、ＯＦＤＭ信号受信装置側のクロックとの間でズレが生じる。そして、当該クロック誤差は、ＯＦＤＭ信号受信装置が移動しているときに、より大きくなる可能性が高い。このように、受信装置の移動によりクロック誤差がかなり大きくなった場合には、特許文献１に係る技術を採用したとしても、ＣＮＲの改善効果はあまり得られず、かえってＣＮＲがかなり劣化することもある。
【０００９】
また、特許文献１では、ＧＩ信号がブロック間干渉に侵されていない場合には、ＧＩ信号全てと、当該ＧＩ信号の複製元である有効シンボル信号の後尾部分（以下、単に複製元部分と称する）とを、加算平均処理することとなる。
【００１０】
しかしながら、当該ＧＩ信号の全てと上記複製元部分とを精度良く加算することは大変困難である。つまり、上述したクロック誤差が生じているので、当該ＧＩ信号の先頭部分と複製元部分の先頭部分とを正確に一致させることは、とても困難である。もし、前記のように正確に一致されないときには、シンボル間干渉により、かえってＣＮＲが大幅に劣化する。
【００１１】
そこで、本発明は、ＯＦＤＭ信号送信装置側のクロックとＯＦＤＭ信号受信装置側のクロックとの間でクロック誤差が生じる場合においても、ＣＮＲの改善を図ることができる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】
【００１２】
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、ガードインターバル信号および前記ガードインターバル信号に続く有効シンボル信号から成るＯＦＤＭ信号を受信する受信部と、前記ガードインターバル信号における第一のシンボル範囲と、前記有効シンボル信号における前記第一のシンボル範囲の複製元である第二のシンボル範囲との加算平均処理を実施する、加算平均処理処理部とを、備えるＯＦＤＭ信号受信装置であって、前記ＯＦＤＭ信号受信装置の移動を検知する移動検出部を、さらに備えており、前記加算平均処理部は、前記移動検出部の検出結果に応じて、前記加算平均処理の実施の有無を切り替える。
【００１３】
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、前記加算平均処理部は、前記移動検出部が、前記ＯＦＤＭ信号受信装置の移動を検知したときには、前記加算平均処理は実施せず、前記移動検出部が、前記ＯＦＤＭ信号受信装置の移動を検知しないときには、前記加算平均処理を実施する。
【００１４】
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、前記移動検出部は、前記ＯＦＤＭ信号から得られるドップラ周波数の所定時間内における振幅の変動量が、所定量より大きいときに、前記ＯＦＤＭ信号受信装置が移動している判断し、前記ドップラ周波数の前記所定の時間内における前記振幅の変動量が、前記所定量以下であるときに、前記ＯＦＤＭ信号受信装置が移動していないと判断する。
【００１５】
また、請求項４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、前記加算平均処理部は、前記ガードインターバル信号の先頭から所定のシンボル範囲を除いた前記第一のシンボル範囲と、前記有効シンボル信号の後尾から前記第一のシンボル範囲と同じシンボル長までの前記第二のシンボル範囲との、加算平均処理を実施する。
【００１６】
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、前記所定のシンボル範囲は、前記ガードインターバル信号のシンボル長の１０％程度である。
【００１７】
また、請求項６に記載のＯＦＤＭ信号の受信方法は、ガードインターバル信号および前記ガードインターバル信号に続く有効シンボル信号から成るＯＦＤＭ信号を受信する、ＯＦＤＭ信号受信装置におけるＯＦＤＭ信号の受信方法であって、（Ａ）前記ＯＦＤＭ信号受信装置の移動を検知するステップと、（Ｂ）前記ステップ（Ａ）の検出結果に応じて、前記ガードインターバル信号における第一のシンボル範囲と、前記有効シンボル信号における前記第一のシンボル範囲の複製元である第二のシンボル範囲との加算平均処理を実施するか否かを切り替えるステップとを、備えている。
【００１８】
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（Ｂ）は、（Ｂ−１）前記ＯＦＤＭ信号受信装置の移動を検知したときには、前記加算平均処理は実施せず、（Ｂ−２）前記ＯＦＤＭ信号受信装置の移動を検知しないときには、前記加算平均処理を実施する、ステップである。
【００１９】
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、前記ステップ（Ａ）は、（Ａ−１）前記ＯＦＤＭ信号から得られるドップラ周波数の所定時間内における振幅の変動量が、所定量より大きいときに、前記ＯＦＤＭ信号受信装置が移動している判断し、（Ａ−２）前記ドップラ周波数の前記所定の時間内における前記振幅の変動量が、前記所定量以下であるときに、前記ＯＦＤＭ信号受信装置が移動していないと判断する、ステップである。
【００２０】
また、請求項９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、前記加算平均処理は、前記ガードインターバル信号の先頭から所定のシンボル範囲を除いた前記第一のシンボル範囲と、前記有効シンボル信号の後尾から前記第一のシンボル範囲と同じシンボル長までの前記第二のシンボル範囲との、加算平均処理である。
【００２１】
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、前記所定のシンボル範囲は、前記ガードインターバル信号のシンボル長の１０％程度である。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の請求項１、６に記載の発明は、ガードインターバル信号およびガードインターバル信号に続く有効シンボル信号から成るＯＦＤＭ信号を受信する受信部と、ガードインターバル信号における第一のシンボル範囲と、有効シンボル信号における第一のシンボル範囲の複製元である第二のシンボル範囲との加算平均処理を実施する、加算平均処理処理部とを、備えるＯＦＤＭ信号受信装置であって、ＯＦＤＭ信号受信装置の移動を検知する移動検出部を、さらに備えており、加算平均処理部は、移動検出部の検出結果に応じて、加算平均処理の実施の有無を切り替える。また、（Ａ）ＯＦＤＭ信号受信装置の移動を検知するステップと、（Ｂ）ステップ（Ａ）の検出結果に応じて、ガードインターバル信号における第一のシンボル範囲と、有効シンボル信号における第一のシンボル範囲の複製元である第二のシンボル範囲との加算平均処理を実施するか否かを切り替えるステップとを、備えている。
【００２３】
したがって、ＯＦＤＭ信号受信装置の移動によりクロック誤差がかなり大きくなった場合に、加算平均処理を実施しないようにすれば、当該移動時における加算平均処理により、かえってＣＮＲが劣化することを防止できる。
【００２４】
また、請求項２、７に記載の発明では、移動検出部が、ＯＦＤＭ信号受信装置の移動を検知したときには、加算平均処理は実施せず、ＯＦＤＭ信号受信装置の移動を検知しないときには、加算平均処理を実施する。
【００２５】
ＯＦＤＭ信号受信装置が移動しているときには、加算平均処理を実施しても、当該加算平均処理による効果はそれほど大きくない。したがって、ＯＦＤＭ信号受信装置の移動によりクロック誤差がかなり大きくなる場合に、加算平均処理を実施しないので、当該移動時における加算平均処理により、かえってＣＮＲが劣化することを防止できる。他方、ＯＦＤＭ信号受信装置が静止状態で、クロック誤差が小さい場合に、加算平均処理を実施するで、スタティック状態でのＣＮＲが改善される。
【００２６】
また、請求項３、８に記載の発明では、ＯＦＤＭ信号から得られるドップラ周波数の所定時間内における振幅の変動量が、所定量より大きいときに、ＯＦＤＭ信号受信装置が移動している判断し、ドップラ周波数の所定の時間内における振幅の変動量が、所定量以下であるときに、ＯＦＤＭ信号受信装置が移動していないと判断する。
【００２７】
したがって、ドップラ周波数を算出すれば、当該ドップラ周波数に基づいてＯＦＤＭ信号受信装置の移動が検出できる。このような、ドップラ周波数を算出する回路は、とても容易の構成できる。よって、簡略な回路構成により移動検出部を設けることができる。
【００２８】
また、請求項４、９に記載の発明では、ガードインターバル信号の先頭から所定のシンボル範囲を除いた第一のシンボル範囲と、有効シンボル信号の後尾から第一のシンボル範囲と同じシンボル長までの第二のシンボル範囲との、加算平均処理を実施する。
【００２９】
したがって、受信装置と送信装置との間のクロック誤差に起因して加算の開始位置がずれたとしても、当該加算平均処理によりシンボル間干渉が発生することを防止できる。換言すれば、たとえ前記クロック誤差が発生したとしても、加算平均処理を正常に実施でき、ＣＮＲの改善を図ることができる。
【００３０】
また、請求項５、１０に記載の発明では、所定のシンボル範囲は、ガードインターバル信号のシンボル長の１０％程度である。
【００３１】
所定のシンボル範囲を大きく取りすぎると、ガードインターバル信号の上記加算平均化処理によるＣＮＲ性能が低下する。他方、当該所定のシンボル範囲を小さくしすぎると、上述のようなクロック誤差に起因したシンボル間干渉に起因して、ＣＮＲ性能が大幅に低下する。したがって、所定のシンボル範囲をガードインターバル信号のシンボル長の１０％程度とすることにより、前記の各問題を考慮した最適な所定のシンボル範囲が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
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。
【００３３】
＜実施の形態１＞
図２は、本実施の形態に係るＯＦＤＭ信号受信装置の要部構成を示す機能ブロック図である。また、本実施の形態に係るＯＦＤＭ信号の受信方法の特徴的なフローを図３に示す。
【００３４】
図２に示すように、ＯＦＤＭ信号受信装置１００は、加算平均処理部１と移動検出部１０とを、少なくとも備えている。ここで、移動検出部１０は、ＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）部２およびドップラ周波数算出部から、構成されている。
【００３５】
図２において図示してない受信部（例えばアンテナ等）は、ＧＩ信号および当該ＧＩ信号に続く有効シンボル信号から成るＯＦＤＭ信号を受信する。図１で示すように、ＯＦＤＭ方式で変調されたシンボル信号（１シンボル長分）は、データや制御信号などを含む有効シンボル信号と、マルチパスの影響を低減させる目的のＧＩ信号とから構成されている。ＧＩ信号は、各有効シンボル信号の先頭部分に設定されており、有効シンボルの後尾部分の複製である。ここで、先頭側と後尾側とでは、先頭側の方が時系列的に早い。図１について言えば、図の左側が先頭側である。
【００３６】
マルチパスによる反射波の遅延時間が、ガードインターバル期間Ｔｇ以内であるとする。この場合には、シンボル間干渉（ＩＳＩ）の影響の無い完全な１シンボル分のデータを取り出すことができる。なお、通常、ガードインターバル期間Ｔｇは、有効シンボル期間Ｔｕの１／４，１／８，１／１６，および１／３２の何れかに設定される。
【００３７】
加算平均処理部１では、受信したＯＦＤＭ信号に対して、次の加算平均処理を実施する。具体的に、ＧＩ信号における第一のシンボル範囲と、有効シンボル信号における第一のシンボル範囲の複製元である第二のシンボル範囲との加算を行い、当該加算後の信号に対して平均化処理を実施する。なお、当該加算平均処理部１の具体的な動作は、実施の形態２で説明する。
【００３８】
移動検出部１０では、ＯＦＤＭ信号受信装置１００が移動しているか否かを検知する（ステップＳ１）。具体的に、本実施の形態では、移動検出部１０は、加算平均処理部２から出力されたＯＦＤＭ信号から得られるドップラ周波数を算出し、当該ドップラ周波数に基づいて、ＯＦＤＭ信号受信装置１００の移動を検出する。なお、ドップラ周波数は、後述の一例の説明では、時間方向のＯＦＤＭ信号のシンボル変化量に基づいて算出されている。
【００３９】
ＦＦＴ部２に、時間方向のＯＦＤＭ信号が入力され、当該時間方向のＯＦＤＭ信号について高速フーリエ変換処理を実施する。つまり、ＦＦＴ部２では、当該時間方向のＯＦＤＭ信号をある時間間隔毎にサンプリングし、当該サンプリングされた部分に対するパワーが求められる。そして、ドップラ周波数算出部３では、隣接する前記サンプリング毎に対するパワーの変化を検出し、当該パワーの変化の度合いに基づいてドップラ周波数を算出する。
【００４０】
また、ドップラ周波数算出部３は、上記算出されたドップラ周波数の所定時間内における振幅の変動量が、所定量より大きいときに、ＯＦＤＭ信号受信装置１００が移動している判断する（ステップＳ１で「Ｙｅｓ」）。これに対して、ドップラ周波数算出部３は、上記算出されたドップラ周波数の所定の時間内における振幅の変動量が、所定量以下であるときに、ＯＦＤＭ信号受信装置１００が移動していないと判断する（ステップＳ１で「Ｎｏ」）。ここで、所定量は、「０」もしくはこれに近似する値であり、ドップラ周波数の振幅の変動量がほとんど変化しない場合の量である。
【００４１】
なお、上記ＯＦＤＭ信号受信装置１００の移動検出方法およびドップラ周波数の算出方法は一例であり、他の方法により、ＯＦＤＭ信号受信装置１００の移動を検出しても良く、他の方法により、ドップラ周波数の算出を行っても良い。
【００４２】
加算平均処理部１では、移動検出部１０からの出力を受けて、上記加算平均処理を実施するか否かを切り替える。換言すれば、加算平均処理部１は、移動検出部１０の検出結果に応じて、上記加算平均処理の実施の有無を切り替える。
【００４３】
具体的に、移動検出部１０がＯＦＤＭ信号受信装置１００の移動を検知したときには（ステップＳ１で「Ｙｅｓ」）、加算平均処理部１は、加算平均処理は実施しない（ステップＳ２）。これに対して、移動検出部１０がＯＦＤＭ信号受信装置１００の移動を検知しないときには（ステップＳ１で「Ｎｏ」）、加算平均処理部１は、加算平均処理を実施する（ステップＳ３）。
【００４４】
なお、ＯＦＤＭ信号受信装置１００の移動によりクロック誤差がかなり大きくなる場合に加算平均処理を実施すると、かえってＣＮＲが劣化する。他方、ＯＦＤＭ信号受信装置１００が静止状態ではクロック誤差が小さい場合には、加算平均処理を実施することにより、スタティック状態でのＣＮＲが改善される。
【００４５】
以上のように、本実施の形態では、ＯＦＤＭ信号受信装置１００の移動を検知し、当該検出結果に応じて、上述した加算平均処理の実施の有無を切り替えている。
【００４６】
ここで、ＯＦＤＭ信号受信装置１００が移動しているときには、加算平均処理を実施しても、当該加算平均処理に起因した効果はそれほど大きくない。また、クロック誤差が発生した場合、またはクロック誤差が発生していない場合において、ガードインターバルの重ね合わせの際に、シンボルヘッドの位置がずれて見えることがある。レイリーフェーディング等に起因して、シンボルヘッドの検出が不正確になり、ガードインターバル以外の部分を重ね合わせてしまう問題が生じる。
【００４７】
したがって、ＯＦＤＭ信号受信装置１００の移動によりクロック誤差がかなり大きくなった場合に、加算平均処理を実施しないようにすれば、当該移動時における加算平均処理により、かえってＣＮＲが劣化することを防止できる。
【００４８】
また、本実施の形態では、ＯＦＤＭ信号受信装置１００の移動を検知したときには、加算平均処理は実施しない。これに対して、ＯＦＤＭ信号受信装置１００の移動を検知しないときには、加算平均処理を実施する。
【００４９】
したがって、ＯＦＤＭ信号受信装置１００の移動によりクロック誤差がかなり大きくなる場合に、加算平均処理を実施しないので、当該移動時における加算平均処理により、かえってＣＮＲが劣化することを防止できる。他方、ＯＦＤＭ信号受信装置１００が静止状態で、クロック誤差が小さい場合に、加算平均処理を実施するので、スタティック状態でのＣＮＲが改善される。
【００５０】
また、本実施の形態では、ＯＦＤＭ信号から得られるドップラ周波数の所定時間内における振幅の変動量が、所定量より大きいときに、ＯＦＤＭ信号受信装置が移動している判断する。他方、ドップラ周波数の所定の時間内における振幅の変動量が、所定量以下であるときに、ＯＦＤＭ信号受信装置が移動していないと判断する。
【００５１】
したがって、ドップラ周波数を算出すれば、当該ドップラ周波数に基づいてＯＦＤＭ信号受信装置１００の移動が検出できる。このような、ドップラ周波数を算出する回路は、とても容易の構成できる。よって、簡略な回路構成により移動検出部１０を設けることができる。
【００５２】
＜実施の形態２＞
本実施の形態では、加算平均処理部１における加算平均処理の具体的な内容について説明する。
【００５３】
図４に、ＧＩ信号全てと、当該ＧＩ信号の複製元である有効シンボル信号の後尾部分（以下、単に複製元部分と称する）との加算平均処理の模式図を示す。なお、図１と同じ符号については、図１の説明を参照されたい。また、図４において、上段が加算平均処理前のシンボルであり、下段が加算平均処理後のシンボルである。
【００５４】
上記の通り、複製元部分は、有効シンボル信号の一部である。また、複製元部分をコピーして、有効シンボル信号の前段に付することにより、ＧＩ信号が設けられる。具体的に、有効シンボル信号の後尾端からシンボル長Ｔｇまでの部分をコピーし、当該コピーした部分を有効シンボル信号の先頭部に設ける（図４の前段および図１参照）。
【００５５】
図４のケースでは、加算平均処理部１は、ＧＩ信号における第一のシンボル範囲（ＧＩ信号の全部）と、有効シンボル信号における第一のシンボル範囲の複製元である第二のシンボル範囲（図４の複製元部分）とを加算する。次に、加算平均処理部１は、当該加算した部分のシンボルの平均化処理を行う。なお、図４に示すように、当該加算平均された部分のシンボル信号は、有効シンボル信号の一部として、当該有効シンボル信号の後尾に位置される。
【００５６】
なお、当該加算平均化処理後のシンボルは、ＦＦＴ処理のためＦＦＴ部へと送信される。なお、図４のケースの加算平均処理は、遅延回路と加算器とを用いて実現することができる。
【００５７】
当該図４に示す加算平均処理を実施することにより、マルチパスが無い場合であって、有効シンボル期間Ｔｕが１／８に設定されている場合には、ＣＮＲを例えば０．３ｄＢ程度改善させることができる。
【００５８】
しかしながら、上述したように、当該ＧＩ信号の全てと上記複製元部分とを精度良く加算することは大変困難である。つまり、受信装置側のクロックと送信装置側のクロックとの間におけるクロック誤差が生じているので、当該ＧＩ信号の先頭部分と複製元部分の先頭部分とを正確に一致させることは、とても困難である。もし、前記のように正確に一致されないときには、シンボル間干渉により、かえってＣＮＲ特性が劣化する。
【００５９】
そこで、本実施の形態では、加算平均処理部１では、次のような加算平均処理を実施する。図５は、本実施の形態に係る加算平均処理部１の構成を示す回路図である。
【００６０】
図５に示すように、加算平均処理部１は、遅延回路２１、加算器２２、平均化処理回路２３、およびセレクタ２４により構成されている。図５に示す加算平均処理部１では、ＧＩ信号の先頭から所定のシンボル範囲を除いた第一のシンボル範囲と、有効シンボル信号の後尾から第一のシンボル範囲と同じシンボル長までの第二のシンボル範囲との、加算平均処理を実施する。以下、図５を踏まえて、本実施の形態に係る加算平均処理について説明する。
【００６１】
図５に示す「Ａ」から、図１に示したＯＦＤＭ信号が入力される。当該ＯＦＤＭ信号はノードＮ１で分岐した後、ノードＮ２においても分岐される。遅延回路２１に入力されたＯＦＤＭ信号は、１シンボル長だけ遅延させて、当該ＯＦＤＭ信号を出力する。加算器２２では、遅延回路２１を経た（１シンボル長分遅延した）ＯＦＤＭ信号と、遅延回路２１を経ていないＯＦＤＭ信号との加算処理が実施される（概念的に、図４参照）。加算器２２における加算処理が実施されたＯＦＤＭ信号は、平均化処理回路２３において経金貨処理が実施される（概念的に、図４参照）。
【００６２】
さて、セレクタ２４の端子Ｓ１には、制御信号が入力されている。当該制御信号により、「１シンボル長＋所定のシンボル長」の期間の間は、端子Ｂ１に入力されてきたＯＦＤＭ信号を端子Ｄ１から出力させる。上記「１シンボル長＋所定のシンボル長」の期間の経過後、制御信号により、セレクタ２４の端子Ｄ１からは、端子Ｂ２に入力されてきたシンボル信号を出力する。つまり、セレクタ２４からは、「１シンボル長＋所定のシンボル長」の期間までは、各回路２１〜２３を経ていないＯＦＤＭ信号が出力され、「１シンボル長＋所定のシンボル長」の期間経過後、各回路２１〜２３を経たＯＦＤＭ信号が出力される。
【００６３】
当該図５の回路により、図６に示すような、加算平均化処理と同等の処理が実現できる。
【００６４】
つまり、図６に示す加算平均処理では、ＧＩ信号の先頭から所定のシンボル範囲Ｔｚを除いた第一のシンボル範囲Ｓａと、有効シンボル信号の後尾から第一のシンボル範囲Ｓａと同じシンボル長までの第二のシンボル範囲Ｓｂとを、加算する。そして、当該加算後のシンボルに対して平均化処理を行う。
【００６５】
図６に示す方法により生成されるＯＦＤＭ信号が、図５のセレクタ２４から出力される。したがって、「１シンボル長＋所定のシンボル長」の「所定のシンボル長」は、図６に示す「所定のシンボル範囲Ｔｚ」であることが分かる。
【００６６】
ここで、当該所定のシンボル範囲Ｔｚを大きく取りすぎると、ＧＩ信号の上記加算平均化処理によるＣＮＲ性能が低下する。他方、当該所定のシンボル範囲Ｔｚを小さくしすぎると、上述のようなクロック誤差に起因したシンボル間干渉に起因して、ＣＮＲ性能が大幅に低下する。したがって、当該所定のシンボル範囲Ｔｚは、これらのトレードオフの関係で決定される。
【００６７】
発明者は、シミュレーション等の結果、ＣＮＲ性能向上の観点から、当該所定のシンボル範囲Ｔｚの最適値は、ＧＩ信号のシンボル長の１０％程度であることを見出した。
【００６８】
以上のように、本実施の形態では、ＧＩ信号の先頭から所定のシンボル範囲を除いた第一のシンボル範囲と、有効シンボル信号の後尾から第一のシンボル範囲と同じシンボル長までの第二のシンボル範囲との、加算平均処理を実施する。
【００６９】
したがって、ＯＦＤＭ信号受信装置１００とＯＦＤＭ信号送信装置との間のクロック誤差に起因して加算の開始位置がずれたとしても、当該加算平均処理によりシンボル間干渉が発生することを防止できる。換言すれば、たとえクロック誤差が発生したとしても、加算平均処理を正常に実施でき、ＣＮＲの改善を図ることができる。
【００７０】
また、本実施の形態では、所定のシンボル範囲は、ガードインターバル信号のシンボル長の１０％程度である。したがって、上記トレードオフの関係により導かれた、最適な所定のシンボル範囲が提供される。
【００７１】
なお、本実施の形態では、送信装置側のクロックと受信装置側のクロックとの間でクロック誤差が生じる場合においても、ＣＮＲ特性の改善を図ることができるＯＦＤＭ信号受信装置および受信方法を提供することを目的とする。したがって、本実施の形態に係る加算平均処理方法は、特許文献１とは異なり、ＧＩ信号がブロック間干渉に侵されている場合、および侵されてない場合においても実施される。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】シンボル信号の時間方向の構成を示す図である。
【図２】実施の形態１に係るＯＦＤＭ信号受信装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図３】実施の形態１に係るＯＦＤＭ信号の受信方法の動作を示すフローチャートである。
【図４】加算平均処理を説明するための図である。
【図５】実施の形態２に係る加算平均処理部の構成を示す回路図である。
【図６】実施の形態２に係る加算平均処理を説明するための図である。
【符号の説明】
【００７３】
１ 加算平均処理部
２ ＦＦＴ部
３ ドップラ周波数算出部
１０ 移動検出部
２１ 遅延回路
２２ 加算器
２３ 平均処理回路
２４ セレクタ
１００ ＯＦＤＭ信号受信装置
Ｔｚ 所定のシンボル範囲
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガードインターバル信号および前記ガードインターバル信号に続く有効シンボル信号から成るＯＦＤＭ信号を受信する受信部と、
前記ガードインターバル信号における第一のシンボル範囲と、前記有効シンボル信号における前記第一のシンボル範囲の複製元である第二のシンボル範囲との加算平均処理を実施する、加算平均処理処理部とを、備えるＯＦＤＭ信号受信装置であって、
前記ＯＦＤＭ信号受信装置の移動を検知する移動検出部を、さらに備えており、
前記加算平均処理部は、
前記移動検出部の検出結果に応じて、前記加算平均処理の実施の有無を切り替える、
ことを特徴とするＯＦＤＭ信号受信装置。
【請求項２】
前記加算平均処理部は、
前記移動検出部が、前記ＯＦＤＭ信号受信装置の移動を検知したときには、前記加算平均処理は実施せず、
前記移動検出部が、前記ＯＦＤＭ信号受信装置の移動を検知しないときには、前記加算平均処理を実施する、
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】
前記移動検出部は、
前記ＯＦＤＭ信号から得られるドップラ周波数の所定時間内における振幅の変動量が、所定量より大きいときに、前記ＯＦＤＭ信号受信装置が移動している判断し、
前記ドップラ周波数の前記所定の時間内における前記振幅の変動量が、前記所定量以下であるときに、前記ＯＦＤＭ信号受信装置が移動していないと判断する、
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】
前記加算平均処理部は、
前記ガードインターバル信号の先頭から所定のシンボル範囲を除いた前記第一のシンボル範囲と、前記有効シンボル信号の後尾から前記第一のシンボル範囲と同じシンボル長までの前記第二のシンボル範囲との、加算平均処理を実施する、
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５】
前記所定のシンボル範囲は、
前記ガードインターバル信号のシンボル長の１０％程度である、
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】
ガードインターバル信号および前記ガードインターバル信号に続く有効シンボル信号から成るＯＦＤＭ信号を受信する、ＯＦＤＭ信号受信装置におけるＯＦＤＭ信号の受信方法であって、
（Ａ）前記ＯＦＤＭ信号受信装置の移動を検知するステップと、
（Ｂ）前記ステップ（Ａ）の検出結果に応じて、前記ガードインターバル信号における第一のシンボル範囲と、前記有効シンボル信号における前記第一のシンボル範囲の複製元である第二のシンボル範囲との加算平均処理を実施するか否かを切り替えるステップとを、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（Ｂ）は、
（Ｂ−１）前記ＯＦＤＭ信号受信装置の移動を検知したときには、前記加算平均処理は実施せず、
（Ｂ−２）前記ＯＦＤＭ信号受信装置の移動を検知しないときには、前記加算平均処理を実施する、ステップである、
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】
前記ステップ（Ａ）は、
（Ａ−１）前記ＯＦＤＭ信号から得られるドップラ周波数の所定時間内における振幅の変動量が、所定量より大きいときに、前記ＯＦＤＭ信号受信装置が移動している判断し、
（Ａ−２）前記ドップラ周波数の前記所定の時間内における前記振幅の変動量が、前記所定量以下であるときに、前記ＯＦＤＭ信号受信装置が移動していないと判断する、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】
前記加算平均処理は、
前記ガードインターバル信号の先頭から所定のシンボル範囲を除いた前記第一のシンボル範囲と、前記有効シンボル信号の後尾から前記第一のシンボル範囲と同じシンボル長までの前記第二のシンボル範囲との、加算平均処理である、
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１０】
前記所定のシンボル範囲は、
前記ガードインターバル信号のシンボル長の１０％程度である、
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】
ガードインターバル信号および前記ガードインターバル信号に続く有効シンボル信号から成るＯＦＤＭ信号を受信する受信部と、
前記ガードインターバル信号における第一のシンボル範囲と、前記有効シンボル信号における前記第一のシンボル範囲の複製元である第二のシンボル範囲との加算平均処理を実施する、加算平均処理処理部とを、備えるＯＦＤＭ信号受信装置であって、
前記ＯＦＤＭ信号受信装置の移動を検知する移動検出部を、さらに備えており、
前記加算平均処理部は、
前記移動検出部の検出結果に応じて、前記加算平均処理の実施の有無を切り替える、
ことを特徴とするＯＦＤＭ信号受信装置。
【請求項２】
前記加算平均処理部は、
前記移動検出部が、前記ＯＦＤＭ信号受信装置の移動を検知したときには、前記加算平均処理は実施せず、
前記移動検出部が、前記ＯＦＤＭ信号受信装置の移動を検知しないときには、前記加算平均処理を実施する、
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】
前記移動検出部は、
前記ＯＦＤＭ信号から得られるドップラ周波数の所定時間内における振幅の変動量が、所定量より大きいときに、前記ＯＦＤＭ信号受信装置が移動している判断し、
前記ドップラ周波数の前記所定の時間内における前記振幅の変動量が、前記所定量以下であるときに、前記ＯＦＤＭ信号受信装置が移動していないと判断する、
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】
前記加算平均処理部は、
前記ガードインターバル信号の先頭から所定のシンボル範囲を除いた前記第一のシンボル範囲と、前記有効シンボル信号の後尾から前記第一のシンボル範囲と同じシンボル長までの前記第二のシンボル範囲との、加算平均処理を実施する、
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５】
前記所定のシンボル範囲は、
前記ガードインターバル信号のシンボル長の１０％程度である、
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】
ガードインターバル信号および前記ガードインターバル信号に続く有効シンボル信号から成るＯＦＤＭ信号を受信する、ＯＦＤＭ信号受信装置におけるＯＦＤＭ信号の受信方法であって、
（Ａ）前記ＯＦＤＭ信号受信装置の移動を検知するステップと、
（Ｂ）前記ステップ（Ａ）の検出結果に応じて、前記ガードインターバル信号における第一のシンボル範囲と、前記有効シンボル信号における前記第一のシンボル範囲の複製元である第二のシンボル範囲との加算平均処理を実施するか否かを切り替えるステップとを、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（Ｂ）は、
（Ｂ−１）前記ＯＦＤＭ信号受信装置の移動を検知したときには、前記加算平均処理は実施せず、
（Ｂ−２）前記ＯＦＤＭ信号受信装置の移動を検知しないときには、前記加算平均処理を実施する、ステップである、
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】
前記ステップ（Ａ）は、
（Ａ−１）前記ＯＦＤＭ信号から得られるドップラ周波数の所定時間内における振幅の変動量が、所定量より大きいときに、前記ＯＦＤＭ信号受信装置が移動している判断し、
（Ａ−２）前記ドップラ周波数の前記所定の時間内における前記振幅の変動量が、前記所定量以下であるときに、前記ＯＦＤＭ信号受信装置が移動していないと判断する、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】
前記加算平均処理は、
前記ガードインターバル信号の先頭から所定のシンボル範囲を除いた前記第一のシンボル範囲と、前記有効シンボル信号の後尾から前記第一のシンボル範囲と同じシンボル長までの前記第二のシンボル範囲との、加算平均処理である、
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１０】
前記所定のシンボル範囲は、
前記ガードインターバル信号のシンボル長の１０％程度である、
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２００９−１６４８８８（Ｐ２００９−１６４８８８Ａ）
【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２００８−５５８（Ｐ２００８−５５８）
【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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