ＯＦＤＭ信号合成用受信装置
【課題】本来受信すべき希望波を抑圧し続けることなく、希望波を受信するために干渉波を抑圧する。
【解決手段】制御部１９は、同期再生部１８からの同期確立状態信号に基づいて同期確立状態を判定し、Ｄ／Ｕ測定部１５からのＤ／Ｕに基づいて、希望波の受信電力が干渉波の受信電力よりも大きい状態を判定し、初期化制御信号を重み係数算出部１７および同期再生部１８に出力して、重み係数算出部１７および同期再生部１８を初期化する。干渉波のみが送信されているときは同期確立状態になっており、希望波の送信が始まって希望波の受信電力が干渉波の受信電力よりも大きくなったときは、同期確立状態のままＤ／Ｕが負となる。したがって、制御部１９は、干渉波のみが送信されている状態から、希望波の送信が始まって希望波の受信電力が干渉波の受信電力よりも大きくなった状態への変化を検出することができる。
【解決手段】制御部１９は、同期再生部１８からの同期確立状態信号に基づいて同期確立状態を判定し、Ｄ／Ｕ測定部１５からのＤ／Ｕに基づいて、希望波の受信電力が干渉波の受信電力よりも大きい状態を判定し、初期化制御信号を重み係数算出部１７および同期再生部１８に出力して、重み係数算出部１７および同期再生部１８を初期化する。干渉波のみが送信されているときは同期確立状態になっており、希望波の送信が始まって希望波の受信電力が干渉波の受信電力よりも大きくなったときは、同期確立状態のままＤ／Ｕが負となる。したがって、制御部１９は、干渉波のみが送信されている状態から、希望波の送信が始まって希望波の受信電力が干渉波の受信電力よりも大きくなった状態への変化を検出することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＯＦＤＭ方式を用いるデジタル放送またはデジタル伝送のＯＦＤＭ信号合成用受信装置に関し、特に、デジタル放送または無線ＬＡＮなどにおいて電波を受信する際に問題となるフェージングおよび干渉波の対策のために、アダプティブアレーアンテナ技術またはダイバーシティ受信技術を適用するＯＦＤＭ信号合成用受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＯＦＤＭ信号用アダプティブアレーアンテナ技術として、例えば、特許文献１および２に記載のものが知られており、これらはいずれも放送波中継用の装置へ応用することを目的としている。これらの技術を用いた放送波中継用の干渉除去装置は、送信側の設備であることから、低計算量で処理を行うことよりも、高精度な干渉除去特性を得ることが求められる。しかし、この放送波中継用の干渉除去装置は、極端に劣悪な受信環境で用いられることは想定されていない。特に、ＳＦＮ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｎｅｔｗｏｒｋ）環境のサービスエリアは、レベルが高く、ＧＩ（Ｇｕａｒｄ Ｉｎｔｅｒｖａｌ）内であるが遅延時間が長いマルチパス波の影響を受ける環境であることから、十分な干渉除去特性を得ることができないことがあるという問題がある。また、最適化すべき重み係数の数がサブキャリヤ数とブランチ数との積となり、計算量が多くなるという問題もある。
【０００３】
これに対し、前述のＯＦＤＭ信号用アダプティブアレー技術を受信機へ応用することを想定した場合、低コスト化を実現するために、受信機には、より簡易な構成かつ少ない計算量で所要のＢＥＲ（Ｂｉｔ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｅ：ビット誤り率）が得られること、また、より劣悪な受信環境でも動作できることが求められる。
【０００４】
放送波中継用の装置では、干渉除去後に所要のＢＥＲが得られることが最低条件であり、干渉による伝送特性の劣化をいかに抑圧するかが求められる。これに対し、サービスエリアにおける受信用の装置では、干渉除去後に所要のＢＥＲが得られればよい。このように、放送波中継用の装置とサービスエリアにおける受信用の装置とでは、ＯＦＤＭ信号用アダプティブアレー技術に対する要求条件が大きく異なっている。
【０００５】
一方、非特許文献１および２に、時間領域で信号を合成するＰｒｅ−ＦＦＴ型のＯＦＤＭ信号用アダプティブアレー技術が記載されている。非特許文献１の技術は、移動受信を想定したものであり、希望波以外の到来波を全て抑圧することができる。また、非特許文献２の技術は、固定受信を想定したものであり、遅延時間がＧＩを越えるマルチパス波のみを抑圧することができる。これらはいずれも、少ない計算量で処理を行うことができる。
【０００６】
しかしながら、非特許文献１および２に記載の技術は、いずれもＧＩが有効シンボルの後部と同一であるというＯＦＤＭ信号の特徴を利用するものである。このため、干渉波が希望波と同一方式で、ＧＩ比が同じである場合には、干渉波を抑圧できないことがあるという問題がある。例えば、希望波と干渉波のシンボル同期位置またはフレーム同期位置が一致する場合には、希望波と干渉波を区別することができず、干渉波を抑圧することができなくなる。
【０００７】
一方、本出願と同一の出願人により出願された、本出願時に未公開の特願２００８−２３２８４６号に記載のＯＦＤＭ信号合成用受信装置が提案されている。このＯＦＤＭ信号合成用受信装置は、アレー合成部が、時間領域で重み付け合成を行いアレー合成信号を生成し、チャネル等化部が、周波数領域でチャネル等化後のキャリヤシンボルを生成し、重み係数制御部が、予め定められたパイロット信号などをＩＦＦＴして得られる時間領域信号を参照信号とし、アレー合成のために用いる重み係数を、アレー合成信号と参照信号との間の誤差が最小となるように最適化によって求めるものである。これにより、低計算量で処理を行うことができ、劣悪な受信環境においても効果的に干渉波を抑圧することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第３７５９４４８号公報
【特許文献２】特開２００５−２９５５０６号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】堀智、菊間信良、稲垣直樹、「ＯＦＤＭにおけるガード区間を利用したＭＭＳＥアダプティブアレー」、信学論、Ｊ８５−Ｂ（９）：１６０８−１６１５、Ｓｅｐ ２００２
【非特許文献２】堀智、菊間信良、稲垣直樹、「ガード区間を超える到来波のみを抑圧する固定受信のためのＯＦＤＭ用ＭＭＳＥアダプティブアレー」、信学論、Ｊ８６−Ｂ（９）：１９３４−１９４０、２００３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、このＯＦＤＭ信号合成用受信装置は、劣悪な受信環境に対する耐性を有しているが、放送が休止して干渉波のみが送信されている状態で動作しているときに、放送が開始して希望波の送信が始まると、希望波の受信電力が干渉波の受信電力よりも大きくなった場合であっても、希望波と干渉波のシンボル同期位置またはフレーム同期位置などが一致しているときには、本来受信すべき希望波を抑圧してしまい、干渉波を受信し続けてしまうことがあるという問題があった。
【００１１】
図１３は、干渉波のみが送信されている状態におけるＯＦＤＭ信号合成用受信装置の合成指向特性の例を示す図である。この合成指向特性は、受信アンテナの素子間隔を搬送波周波数における波長の半分の長さとし、干渉波の到来角度を０度とした場合において、放送が休止して干渉波のみが送信されている状態の特性を示している。この場合、ＯＦＤＭ信号合成用受信装置は、干渉波のみを受信している状態で同期を確立し、同期確立状態になっているから、干渉波を希望波とみなして信号を復調してしまう。
【００１２】
この状態で放送が開始し、希望波の送信が始まり、希望波の受信電力が干渉波の受信電力よりも大きくなった状態を想定する。ただし、希望波の到来角度は９０度とする。このような状態では、ＯＦＤＭ信号合成用受信装置は、干渉波を抑圧して希望波を受信することが望ましい。
【００１３】
しかしながら、希望波と干渉波のシンボル同期位置またはフレーム同期位置などが一致している場合には、同期ずれが起こらないから、ＯＦＤＭ信号合成用受信装置は、以前から継続して同期が確立しているものと判定し、希望波が到来しているにもかかわらず、干渉波を希望波とみなして信号を復調する。つまり、ＯＦＤＭ信号合成用受信装置は、放送が開始する前からの同期確立状態が継続し、干渉波を受信し続けるべく動作する。したがって、干渉波を抑圧することができず、希望波を受信することができない。これは、図１３に示した合成指向特性の例が示すように、希望波の到来角度（９０度）にヌルが形成されているため、希望波の受信電力が干渉波の受信電力よりも大きい場合であっても、希望波を抑圧してしまい、結果として、干渉波を受信し続けてしまうからである。
【００１４】
ここで、放送が休止して干渉波のみが送信されている状態から、放送が開始して希望波の送信が始まった状態に変化した場合、ＯＦＤＭ信号合成用受信装置は、その状態変化を検知し、同期再生部を初期化すると共に、アレー合成を行うための重み係数を算出する重み係数算出部を初期化することができれば、すなわち、ＯＦＤＭ信号合成用受信装置を電源立上げ状態にすることができれば、前述の問題は解決し、本来受信すべき希望波を抑圧することなく、干渉波を抑圧して希望波を受信することが可能となる。ここで、初期化とは、ＯＦＤＭ信号合成用受信装置の電源立上げ時における同様の処理を行うことをいい、例えば、メモリに記憶されたデータを削除したり、算出結果を用いることなく、予め設定された初期値を用いて最初から算出したりすることをいう。
【００１５】
なお、希望波と干渉波のシンボル位置などが一致していない場合には、同期ずれが起こるから、ＯＦＤＭ信号合成用受信装置は、同期が確立していないものと判定し、希望波が反映された新たな同期情報を生成し復調を行うことができる。この場合、希望波は抑圧されることなく、干渉波が抑圧され希望波が受信されるから、前述の問題は生じない。
【００１６】
そこで、本発明はかかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、本来受信すべき希望波を抑圧し続けることなく、希望波を受信するために干渉波を抑圧することが可能なＯＦＤＭ信号合成用受信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、複数のアレー素子で構成されるアレーアンテナによってＯＦＤＭ波を受信し、ビット列を出力するＯＦＤＭ信号合成用受信装置であって、受信したＯＦＤＭ波の等価ベースバンド信号を、時間領域において重み付けにより合成し、アレー合成信号を生成する希望波受信用アレー合成部と、前記希望波受信用アレー合成部により生成されたアレー合成信号を復調し、ビット列を出力する復調部と、前記復調部におけるチャネル等化またはシンボル再生により得られたキャリヤシンボル、およびチャネル推定により得られた周波数特性に基づいて、時間領域の参照信号を生成し、前記アレー合成信号と前記時間領域の参照信号との間の誤差が最小となるように最適化し、前記希望波受信用アレー合成部における重み付けのために用いる、干渉波を抑圧するための希望波受信用重み係数を算出する重み係数算出部と、前記時間領域の等価ベースバンド信号に基づいて同期を再生し、同期が確立しているか否かを示す同期確立状態信号を生成する同期再生部と、前記時間領域の等価ベースバンド信号に基づいて、Ｄ／Ｕ（Ｄｅｓｉｒｅｄ ｔｏ Ｕｎｄｅｓｉｒｅｄ ｓｉｇｎａｌ ｒａｔｉｏ）を測定するＤ／Ｕ測定部と、前記同期再生部により生成された同期確立状態信号に基づいて、同期が確立していることを判定し、前記Ｄ／Ｕ測定部により測定されたＤ／Ｕが負であることを判定し、前記重み係数算出部および前記同期再生部を初期化する制御部と、を備えたことを特徴とする。
【００１８】
また、請求項２の発明は、請求項１に記載のＯＦＤＭ信号合成用受信装置において、前記Ｄ／Ｕ測定部が、前記重み係数算出部により算出された希望波受信用重み係数に基づいて、希望波を抑圧するための干渉波受信用重み係数を算出する干渉波受信用重み係数算出部と、前記干渉波受信用重み係数算出部により算出された干渉波受信用重み係数を用いて、前記等価ベースバンド信号を時間領域において重み付けにより合成し、アレー合成信号を生成する干渉波受信用アレー合成部と、前記希望波受信用アレー合成部により生成されたアレー合成信号の電力を、希望波電力として算出する希望波電力算出部と、前記干渉波受信用アレー合成部により生成されたアレー合成信号の電力を、干渉波電力として算出する干渉波電力算出部と、前記希望波電力算出部により算出された希望波電力および前記干渉波電力算出部により算出された干渉波電力からＤ／Ｕを算出するＤ／Ｕ算出部と、を備えたことを特徴とする。
【００１９】
また、請求項３の発明は、請求項１に記載のＯＦＤＭ信号合成用受信装置において、前記重み係数算出部が、前記時間領域の等価ベースバンド信号における自己相関行列を算出する自己相関行列算出部と、前記自己相関行列算出部により算出された自己相関行列の逆行列を算出する逆行列算出部と、前記時間領域の等価ベースバンド信号および前記時間領域の参照信号から相互相関ベクトルを算出する相互相関ベクトル算出部と、前記逆行列算出部により算出された自己相関行列の逆行列に、前記相互相関ベクトル算出部により算出された相互相関ベクトルを乗算し、希望波受信用重み係数を求める乗算部と、を備えたことを特徴とする。
【００２０】
また、請求項４の発明は、請求項２に記載のＯＦＤＭ信号合成用受信装置において、前記Ｄ／Ｕ測定部の干渉波受信用重み係数算出部が、前記重み係数算出部により算出された希望波受信用重み係数と直交する直交ベクトルを算出する直交ベクトル算出部と、前記直交ベクトル算出部により算出された直交ベクトルに、前記時間領域の等価ベースバンド信号における自己相関行列の逆行列を乗算し、干渉波受信用重み係数を求める乗算部と、を備えたことを特徴とする。
【００２１】
また、請求項５の発明は、請求項１に記載のＯＦＤＭ信号合成用受信装置において、前記同期再生部が、前記時間領域の等価ベースバンド信号に基づいてシンボル同期再生を行い、シンボル同期が確立しているか否かを示す状態信号を生成するシンボル同期部と、前記時間領域の等価ベースバンド信号に基づいてフレーム同期再生を行い、フレーム同期が確立しているか否かを示す状態信号を生成するフレーム同期部と、前記時間領域の等価ベースバンド信号に基づいてクロック同期再生を行い、クロック同期が確立しているか否かを示す状態信号を生成するクロック同期部と、前記時間領域の等価ベースバンド信号に基づいて周波数同期再生を行い、周波数同期が確立しているか否かを示す状態信号を生成する周波数同期部と、前記シンボル同期部、フレーム同期部、クロック同期部および周波数同期部により生成された全ての状態信号が、同期が確立していることを示している場合、同期が確立していることを示す同期確立状態信号を生成し、前記状態信号のうちの少なくとも１つの信号が、同期が確立していないことを示している場合、同期が確立していないことを示す同期確立状態信号を生成する同期確立状態生成部と、を備えることを特徴とする。
【００２２】
また、請求項６の発明は、請求項１に記載のＯＦＤＭ信号合成用受信装置において、前記復調部は、チャネル等化により得たキャリヤシンボルおよびシンボル再生により得たキャリヤシンボルに基づいてＭＥＲ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｉｏ）を算出し、前記制御部が、前記同期再生部により生成された同期確立状態信号に基づいて、同期が確立していることを判定し、かつ、前記Ｄ／Ｕ測定部により測定されたＤ／Ｕが所定期間の間負であることを判定した場合、前記同期確立状態信号に基づいて、同期が確立していないことを判定し、かつ、前記同期が確立していない状態で所定時間経過したことを判定した場合、または、前記同期確立状態信号に基づいて、同期が確立していることを判定し、かつ、前記復調部により算出されたＭＥＲに基づいて、所定期間の間、前記ＭＥＲが所定値よりも小さいと判定した場合、前記重み係数算出部および前記同期再生部を初期化する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
以上のように、本発明によれば、干渉波のみが送信されている状態から、希望波の送信が始まって希望波の受信電力が干渉波の受信電力よりも大きくなった状態への変化を検出し、重み係数算出部および同期再生部を初期化するようにした。これにより、ＯＦＤＭ信号合成用受信装置は、電源立上げ時と同様に動作するから、重み係数算出部は、予め設定された初期値の希望波受信用重み係数を出力し、そして、受信している希望波および干渉波に応じた新たな希望波受信用重み係数を算出するようになる。また、希望波受信用アレー合成部は、新たな希望波受信用重み係数を用いて、受信している希望波に応じたアレー合成信号を生成するようになる。また、同期再生部は、同期再生処理をリセットし、受信している希望波および干渉波に応じた新たな同期再生を行うようになる。したがって、本来受信すべき希望波を抑圧することなく、希望波を受信するために干渉波を抑圧することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施形態によるＯＦＤＭ信号合成用受信装置の構成を示すブロック図である。
【図２】復調部の構成を示すブロック図である。
【図３】チャネル推定部の構成を示すブロック図である。
【図４】チャネル等化部の構成を示すブロック図である。
【図５】重み係数算出部の構成を示すブロック図である。
【図６】干渉波受信用重み係数算出部の構成を示すブロック図である。
【図７】同期再生部の構成を示すブロック図である。
【図８】シンボル同期部の構成を示すブロック図である。
【図９】シンボル同期部において生成されるインデックスの変遷を説明する図である。
【図１０】制御部の処理を示すフローチャートである。
【図１１】図１のＯＦＤＭ信号合成用受信装置によるシミュレーション結果を説明する図である。
【図１２】（１）は通常時の動作を説明する図である。（２）は希望波停波時（放送休止時）の動作を説明する図である。（３）は希望波送信開始後（放送開始後）の動作（本発明が解決すべき課題）を説明する図である。
【図１３】干渉波のみが送信されている状態におけるＯＦＤＭ信号合成用受信装置の合成指向特性の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態によるＯＦＤＭ信号合成用受信装置の構成を示すブロック図である。このＯＦＤＭ信号合成用受信装置１は、アンテナ１０、周波数変換部１１、Ａ／Ｄ変換部１２、直交復調部１３、希望波受信用アレー合成部１４、Ｄ／Ｕ（Ｄｅｓｉｒｅｄ ｔｏ Ｕｎｄｅｓｉｒｅｄ ｓｉｇｎａｌ ｒａｔｉｏ：ＤＵ比）測定部１５、復調部１６、重み係数算出部１７、同期再生部１８および制御部１９を備えている。周波数変換部１１、Ａ／Ｄ変換部１２および直交復調部１３は、アンテナ１０のアレー素子と同じ数の構成になっている。
【００２６】
アレー素子数分の周波数変換部１１は、アンテナ１０を介して受信したＯＦＤＭ波の信号をＩＦ信号に周波数変換する。アレー素子数分の周波数変換部１１の出力するＩＦ信号はそれぞれＡ／Ｄ変換部１２へ入力される。アレー素子数分のＡ／Ｄ変換部１２は、周波数変換部１１から入力されるＩＦ信号をデジタルＩＦ信号にＡ／Ｄ変換する。アレー素子数分のＡ／Ｄ変換部１２の出力するデジタルＩＦ信号はそれぞれ直交復調部１３に入力される。アレー素子数分の直交復調部１３は、Ａ／Ｄ変換部１２から入力されるデジタルＩＦ信号を直交復調し、等価ベースバンド信号を生成する。アレー素子数分の直交復調部１３の出力する等価ベースバンド信号は４分配され、希望波受信用アレー合成部１４、Ｄ／Ｕ測定部１５、重み係数算出部１７および同期再生部１８へ入力される。
【００２７】
希望波受信用アレー合成部１４は、重み係数算出部１７から入力される希望波受信用重み係数（干渉波成分を抑圧するための重み係数）を用いて、アレー素子数分の直交復調部１３から入力される等価ベースバンド信号を時間領域で合成する。希望波受信用アレー合成部１４の出力する希望波受信用にアレー合成された等価ベースバンド信号（希望波成分を含む等価ベースバンド信号、アレー合成信号）は２分配され、一方がＤ／Ｕ測定部１５へ、他方が復調部１６へ入力される。
【００２８】
希望波受信用アレー合成部１４は、アレー素子数分の乗算部１４１、加算部１４２および複素共役部１４３を備えている。複素共役部１４３は、重み係数算出部１７から入力される希望波受信用重み係数の複素共役値を算出する。複素共役部１４３の出力する希望波受信用重み係数の複素共役値は、アレー素子数分の乗算部１４１へ入力される。アレー素子数分の乗算部１４１は、アレー素子数分の直交復調部１３から入力される等価ベースバンド信号に、複素共役部１４３から入力される希望波受信用重み係数の複素共役値を乗算する。アレー素子数分の乗算部１４１が出力する、希望波受信用重み係数の複素共役値が乗算された等価ベースバンド信号は加算部１４２へ入力される。加算部１４２は、アレー素子数分の乗算部１４１の出力する、希望波受信用重み係数の複素共役値が乗算された等価ベースバンド信号を加算し、希望波受信用にアレー合成された等価ベースバンド信号を生成する。加算部１４２の出力する希望波受信用にアレー合成された等価ベースバンド信号は２分配され、一方がＤ／Ｕ測定部１５へ、他方が復調部１６へ入力される。
【００２９】
Ｄ／Ｕ測定部１５は、希望波受信用アレー合成部１４から入力される希望波受信用にアレー合成された等価ベースバンド信号、重み係数算出部１７から入力される希望波受信用重み係数および自己相関行列の逆行列を用いて、受信信号のＤ／Ｕを測定する。Ｄ／Ｕ測定部１５の出力するＤ／Ｕは制御部１９へ入力される。
【００３０】
Ｄ／Ｕ測定部１５は、干渉波受信用重み係数算出部１５１、干渉波受信用アレー合成部１５２、希望波電力算出部１５３、干渉波電力算出部１５４およびＤ／Ｕ算出部１５５を備えている。希望波電力算出部１５３は、希望波受信用アレー合成部１４から入力される希望波受信用にアレー合成された等価ベースバンド信号の電力を算出する。希望波電力算出部１５３の出力する希望波電力はＤ／Ｕ算出部１５５へ入力される。
【００３１】
干渉波受信用重み係数算出部１５１は、重み係数算出部１７から入力される希望波受信用重み係数および自己相関行列の逆行列を用いて、アレー合成により希望波成分を抑圧するための干渉波受信用重み係数を算出する。干渉波受信用重み係数算出部１５１の出力する干渉波受信用重み係数（希望波成分を抑圧するための重み係数）は干渉波受信用アレー合成部１５２へ入力される。
【００３２】
干渉波受信用アレー合成部１５２は、干渉波受信用重み係数算出部１５１から入力される希望波受信用重み係数を用いて、アレー素子数分の直交復調部１３から入力される等価ベースバンド信号を時間領域で合成する。干渉波受信用アレー合成部１５２の出力する干渉波受信用にアレー合成された等価ベースバンド信号（干渉波成分を含む等価ベースバンド信号、アレー合成信号）は干渉波電力算出部１５４へ入力される。
【００３３】
干渉波受信用アレー合成部１５２は、アレー素子数分の乗算部１５７、加算部１５８および複素共役部１５９を備えている。複素共役部１５９は、干渉波受信用重み係数算出部１５１から入力される干渉波受信用重み係数の複素共役値を算出する。複素共役部１５９の出力する干渉波受信用重み係数の複素共役値は、アレー素子数分の乗算部１５７へ入力される。アレー素子数分の乗算部１５７は、アレー素子数分の直交復調部１３から入力される等価ベースバンド信号に、複素共役部１５９から入力される干渉波受信用重み係数の複素共役値を乗算する。アレー素子数分の乗算部１５７が出力する、干渉波受信用重み係数の複素共役値が乗算された等価ベースバンド信号は加算部１５８へ入力される。加算部１５８は、アレー素子数分の乗算部１５７の出力する、干渉波受信用重み係数の複素共役値が乗算された等価ベースバンド信号を加算し、干渉波受信用にアレー合成された等価ベースバンド信号を生成する。加算部１５８の出力する干渉波受信用にアレー合成された等価ベースバンド信号は干渉波電力算出部１５４へ入力される。
【００３４】
干渉波電力算出部１５４は、干渉波受信用アレー合成部１５２から入力される干渉波受信用にアレー合成された等価ベースバンド信号の電力を算出する。干渉波電力算出部１５４の出力する干渉波電力はＤ／Ｕ算出部１５５へ入力される。
【００３５】
Ｄ／Ｕ算出部１５５は、希望波電力算出部１５３から入力される希望波電力、および干渉波電力算出部１５４から入力される干渉波電力を用いて、受信信号のＤ／Ｕを算出する。Ｄ／Ｕ算出部１５５の出力するＤ／Ｕは制御部１９へ入力される。
【００３６】
復調部１６は、同期再生部１８から入力される同期情報を用いて、希望波受信用アレー合成部１４から入力される希望波受信用にアレー合成された等価ベースバンド信号をＯＦＤＭ復調し、ビット列を外部へ出力すると共に、チャネル等化後のキャリヤシンボル、周波数特性およびＭＥＲ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｉｏ：変調誤差比）を算出する。復調部１６の出力するキャリヤシンボルおよび周波数特性は重み係数算出部１７へ入力され、ＭＥＲは制御部１９へ入力される。
【００３７】
重み係数算出部１７は、アレー素子数分の直交復調部１３から入力される等価ベースバンド信号を用いて、自己相関行列の逆行列を算出し、等価ベースバンド信号、復調部１６から入力されるキャリヤシンボルおよび周波数特性を用いて、希望波受信用重み係数を算出する。また、重み係数算出部１７は、制御部１９から入力される初期化制御信号に基づいて、処理をリセットして初期化し、ＯＦＤＭ信号合成用受信装置１の電源立上げ時と同様に、予め設定された初期値の希望波受信用重み係数および自己相関行列の逆行列を出力する。重み係数算出部１７の出力する希望波受信用重み係数は、一方が希望波受信用アレー合成部１４へ入力され、他方がＤ／Ｕ測定部１５へ入力される。また、重み係数算出部１７の出力する自己相関行列の逆行列はＤ／Ｕ測定部１５へ入力される。
【００３８】
同期再生部１８は、アレー素子数分の直交復調部１３から入力される等価ベースバンド信号を用いて同期再生を行い、フレーム、シンボル、クロックのタイミングおよび周波数オフセットを示す同期情報を生成し、同期確立状態または同期非確立状態を示す同期確立状態信号を生成する。また、同期再生部１８は、制御部１９から入力される初期化制御信号に基づいて、処理をリセットして初期化し、ＯＦＤＭ信号合成用受信装置１の電源立上げ時と同様の処理を行う。同期再生部１８の出力する同期確立状態信号は制御部１９へ入力され、同期情報は復調部１６へ入力される。
【００３９】
制御部１９は、同期再生部１８から入力される同期確立状態信号、Ｄ／Ｕ測定部１５から入力されるＤ／Ｕ、および復調部１６から入力されるＭＥＲを用いて、予め設定された条件を満足するか否かを判定し、重み係数算出部１７および同期再生部１８を初期化するための初期化制御信号を生成する。制御部１９の出力する初期化制御信号は、一方が重み係数算出部１７へ、他方が同期再生部１８へ入力される。初期化制御信号を生成するための条件については後述する。
【００４０】
〔希望波受信用アレー合成部〕
次に、図１に示した希望波受信用アレー合成部１４について詳細に説明する。アレー素子数分の直交復調部１３の出力する等価ベースバンド信号のベクトルを以下に示す。
【数１】
ここで、ｔは時刻、Ｌはアンテナ１０のアレー素子数を示す。また、上付きのＴは転置を示す。
【００４１】
重み係数算出部１７の出力する希望波受信用重み係数のベクトルを以下に示す。
【数２】
希望波受信用アレー合成部１４は、以下の演算を行い、アレー合成信号として希望波受信用にアレー合成された等価ベースバンド信号を出力する。
【数３】
ここで、上付きのＨは複素共役転置を示す。ｙ（ｔ）は、干渉波が抑圧され希望波成分が抽出されたアレー合成信号である。なお、前記式（３）には、図１に示した複素共役部１４３による処理が含まれる。
【００４２】
〔干渉波受信用アレー合成部〕
次に、図１に示したＤ／Ｕ測定部１５の干渉波受信用アレー合成部１５２について詳細に説明する。干渉波受信用アレー合成部１５２は、希望波受信用アレー合成部１４と同様の処理を行う。干渉波受信用重み係数算出部１５１の出力する干渉波受信用重み係数のベクトルを以下に示す。
【数４】
【００４３】
干渉波受信用アレー合成部１５２は、以下の演算を行い、アレー合成信号として干渉波受信用にアレー合成された等価ベースバンド信号を出力する。
【数５】
ｚ（ｔ）は、希望波が抑圧され干渉波成分が抽出されたアレー合成信号である。なお、前記式（５）には、図１に示した複素共役部１５９による処理が含まれる。
【００４４】
〔復調部〕
次に、図１に示した復調部１６について詳細に説明する。図２は、復調部１６の構成を示すブロック図である。この復調部１６は、ＧＩ除去部１６１、ＦＦＴ部１６２、チャネル推定部１６３、チャネル等化部１６４、シンボル再生部１６９、パラレルシリアル変換部１６６およびＭＥＲ算出部１６８を備えている。復調部１６は、同期再生部１８から入力される同期情報に基づいて、各種の処理を行う。
【００４５】
ＧＩ除去部１６１は、希望波受信用アレー合成部１４から入力される希望波受信用にアレー合成された等価ベースバンド信号についてＧＩを除去し、有効シンボル期間に相当する時間の信号を抽出する。ＧＩ除去部１６１の出力する、有効シンボル期間における希望波受信用にアレー合成された等価ベースバンド信号はＦＦＴ部１６２へ入力される。
【００４６】
ＦＦＴ部１６２は、ＧＩ除去部１６１の出力する有効シンボル期間における希望波受信用にアレー合成された等価ベースバンド信号を、ＦＦＴにより周波数領域の信号であるキャリヤシンボルに変換する。ＦＦＴ部１６２の出力するキャリヤシンボルは２分配され、一方がチャネル推定部１６３へ、他方がチャネル等化部１６４へ入力される。
【００４７】
チャネル推定部１６３は、ＦＦＴ部１６２の出力するキャリヤシンボルから周波数特性（チャネル応答）を推定する。チャネル推定部１６３の出力する周波数特性は２分配され、一方がチャネル等化部１６４へ、他方が重み係数算出部１７へ入力される。
【００４８】
チャネル等化部１６４は、ＦＦＴ部１６２から入力されるキャリヤシンボルを、チャネル推定部１６３から入力される周波数特性で除算することにより、チャネル等化を行う。チャネル等化部１６４の出力するチャネル等化後のキャリヤシンボルは２分配され、一方がシンボル再生部１６９へ、他方がＭＥＲ算出部１６８へ入力される。
【００４９】
シンボル再生部１６９は、デマッピング部１６５および再マッピング部１６７を備えている。デマッピング部１６５は、チャネル等化部１６４の出力するチャネル等化後のキャリヤシンボルをデマッピングし、パラレル信号に変換する。デマッピング部１６５の出力するパラレル信号は２分配され、一方がパラレルシリアル変換部１６６へ、他方が再マッピング部１６７へ入力される。
【００５０】
再マッピング部１６７は、デマッピング部１６５から入力されるパラレル信号を再マッピングし、再生後のキャリヤシンボルを生成する。再マッピング部１６７の出力する再生後のキャリヤシンボルは２分配され、一方がＭＥＲ算出部１６８へ、他方が重み係数算出部１７へ入力される。
【００５１】
ここで、復調部１６は、再マッピング部１６７が再生したキャリヤシンボルを重み係数算出部１７へ出力するようにしたが、チャネル等化部１６４がチャネル等化したキャリヤシンボルを重み係数算出部１７へ出力するようにしてもよい。
【００５２】
ＭＥＲ算出部１６８は、チャネル等化部１６４から入力されるチャネル等化後のキャリヤシンボルと、再マッピング部１６７から入力される再生後のキャリヤシンボルとを用いて、ＭＥＲを算出する。ＭＥＲ算出部１６８の出力するＭＥＲは制御部１９へ入力される。
【００５３】
パラレルシリアル変換部１６６は、デマッピング部１６５から入力されるパラレル信号をシリアル信号に変換し、ビット列を外部へ出力する。
【００５４】
（チャネル推定部）
次に、図２に示したチャネル推定部１６３について詳細に説明する。図３は、チャネル推定部１６３の構成を示すブロック図である。このチャネル推定部１６３は、パイロット抽出部２０１、パイロット生成部２０２、除算部２０３および補間部２０４を備えている。
【００５５】
パイロット抽出部２０１は、ＦＦＴ部１６２から入力されるキャリヤシンボルのうち、予め決められたシンボル番号およびサブキャリヤ番号のキャリヤシンボルとして伝送されたパイロット信号を抽出する。パイロット抽出部２０１の出力するパイロット信号は、受信パイロット信号として除算部２０３へ入力される。
【００５６】
パイロット生成部２０２は、予め決められた振幅および位相を持つパイロット信号を生成する。パイロット生成部２０２が出力するパイロット信号は除算部２０３へ入力される。
【００５７】
除算部２０３は、パイロット抽出部２０１から入力される受信パイロット信号を、パイロット生成部２０２から入力されるパイロット信号で除算し、パイロット信号が伝送されるシンボルおよびサブキャリヤにおける周波数特性を求める。除算部２０３が出力する周波数特性は補間部２０４へ入力される。
【００５８】
補間部２０４は、除算部２０３から入力される、パイロット信号が伝送されるシンボルおよびサブキャリヤにおける周波数特性を、シンボル方向およびサブキャリヤ方向に補間し、ＯＦＤＭ信号の全サブキャリヤにおける周波数特性を算出する。
【００５９】
ＩＳＤＢ−Ｔ方式において、パイロット信号であるＳＰ（Ｓｃａｔｔｅｒｅｄ Ｐｉｌｏｔ）に割り当てられたサブキャリヤは、シンボル番号をｉ、サブキャリヤ番号をｋとすると、以下の式を満たす。
【数６】
ただし、ｍｏｄは剰余を示す。以下、前記式（６）を満足するｉ，ｋをそれぞれｉｐ，ｋｐとする。
【００６０】
ここで、図３に示したパイロット抽出部２０１をＳＰ抽出部とし、パイロット生成部２０２をＳＰ生成部とする。ＳＰ抽出部により抽出される受信ＳＰ信号をＸｉｐ，ｋｐとし、ＳＰ生成部により生成されるＳＰ信号、すなわち、送信側のＩＳＤＢ−Ｔ変調器において生成されて送信されるＳＰ信号（送信ＳＰ信号）をＳｉｐ，ｋｐとすると、シンボル番号ｉｐ、サブキャリヤ番号ｋｐにおける周波数特性Ｕｉｐ，ｋｐは、以下の式で表される。
【数７】
【００６１】
ここでは、ＩＳＤＢ−Ｔ方式で採用されているＳＰ信号を基準信号とし、周波数特性を算出する方法を説明したが、振幅および位相が既知の信号であって、受信側において生成可能なシンボルであれば同様に、周波数特性を算出するための基準信号として利用することができる。すなわち、本発明は、周波数特性を算出するにあたり、基準信号としてＳＰ信号を用いることに限定されるものではない。
【００６２】
ところで、ＳＰ信号を用いて周波数特性を算出する場合、全てのシンボルおよびサブキャリヤにおける周波数特性を直接算出することができない。全てのシンボルおよびサブキャリヤにおける周波数特性を算出するためには、シンボルおよびサブキャリヤ方向に補間処理を行う必要がある。
【００６３】
補間部２０４が行うシンボル方向の補間には、例えば最新値保持法または線形補間法を用いることができる。最新値保持法を用いる場合、以下の式により補間処理を行う。
【数８】
また、線形補間法を用いる場合、以下の式により補間処理を行う。
【数９】
【００６４】
一方、サブキャリヤ方向の補間には、例えば線形補間法を用いることができ、以下の式により補間処理を行う。
【数１０】
【００６５】
（チャネル等化部）
次に、図２に示したチャネル等化部１６４について詳細に説明する。図４は、チャネル等化部１６４の構成を示すブロック図である。このチャネル等化部１６４は、除算部２１１を備えている。
【００６６】
除算部２１１は、以下の式のように、ＦＦＴ部１６２から入力されるキャリヤシンボルＸｋを、チャネル推定部１６３から入力される周波数特性Ｕｋで除算し、チャネル等化を行う。
【数１１】
ここで、Ｚｋはチャネル等化後のキャリヤシンボルを示す。
【００６７】
（シンボル再生部）
次に、図２に示したシンボル再生部１６９のデマッピング部１６５および再マッピング部１６７について詳細に説明する。
【００６８】
デマッピング部１６５は、チャネル等化部１６４から入力される、チャネル等化後のキャリヤシンボルから、送信されたキャリヤシンボルを推定し、複数ビットからなるパラレル信号を取り出す。再マッピング部１６７は、デマッピング部１６５から入力されるパラレル信号（複数ビットからなるパラレル信号）をキャリヤ変調し、キャリヤシンボルを再生する。ここで、前記式（１１）は、以下の式で表すことができる。
【数１２】
ただし、Ｔｋは送信キャリヤシンボル、Ｎｋは雑音成分を示す。
【００６９】
したがって、雑音成分Ｎｋが十分小さい場合は、以下の式で表すことができる。
【数１３】
ここで、ｄｅｃはマッピングおよび再マッピングを示す関数であり、具体的には、与えられたキャリヤシンボルとの間のノルムが最も小さい送信キャリヤシンボルを返す関数である。これにより、シンボル再生部１６９は、チャネル等化後のキャリヤシンボルをデマッピング部１６５にてデマッピングし、再マッピング部１６７にて再マッピングすることにより、送信キャリヤシンボルを得ることができる。
【００７０】
（ＭＥＲ算出部）
次に、図２に示したＭＥＲ算出部１６８について詳細に説明する。ＭＥＲ算出部１６８は、チャネル等化部１６４から入力される等化後のキャリヤシンボルＺｋと、再マッピング部１６７から入力される再生後のキャリヤシンボルＤｋとを用いて、以下の式で定義されるＭＥＲを算出する。
【数１４】
ここで、Ｋは全サブキャリヤ数を示す。なお、ＭＥＲの詳細については、下記の非特許文献を参照されたい。
ETR 290：Measurement guidelines for DVB Systems, ETSI Technical Report, may 1997
【００７１】
〔重み係数算出部〕
次に、図１に示した重み係数算出部１７について詳細に説明する。図５は、重み係数算出部１７の構成を示すブロック図である。この重み係数算出部１７は、自己相関行列算出部１７１、逆行列算出部１７２、パイロット挿入部１７３、乗算部１７４、ＯＦＤＭ再変調部１７５、相互相関ベクトル算出部１７６および乗算部１７７を備えている。
【００７２】
自己相関行列算出部１７１は、アレー素子数分の直交復調部１３から入力される等価ベースバンド信号を用いて、自己相関行列を算出する。自己相関行列算出部１７１の出力する自己相関行列は逆行列算出部１７２に入力される。逆行列算出部１７２は、自己相関行列算出部１７１から入力される自己相関行列の逆行列を算出する。逆行列算出部１７２の出力する自己相関行列の逆行列は２分配され、一方が乗算部１７７へ、他方がＤ／Ｕ測定部１５へ入力される。
【００７３】
パイロット挿入部１７３は、復調部１６から入力されるキャリヤシンボルに、既知のパイロット信号を挿入して新たなキャリヤシンボルを生成する。具体的には、キャリヤシンボルのうちパイロット信号に割り当てられたキャリヤシンボルを、既知のパイロット信号のキャリヤシンボルに置き換える。パイロット挿入部１７３の出力する新たなキャリヤシンボルは乗算部１７４へ入力される。乗算部１７４は、パイロット挿入部１７３から入力される新たなキャリヤシンボルに、復調部１６から入力される周波数特性を乗算する。乗算部１７４の出力するキャリヤシンボルは、周波数領域の参照信号としてＯＦＤＭ再変調部１７５へ入力される。
【００７４】
乗算部１７４の出力する周波数領域の参照信号は、周波数特性を用いて算出した信号であるから、参照信号には周波数特性が含まれる。重み係数算出部１７は、この参照信号を用いて希望波受信用重み係数を算出する。ここで、希望波のマルチパスが受信される環境においても、重み係数算出部１７は、希望波受信用アレー合成部１４によって干渉波を除去することが可能な希望波受信用重み係数を算出することができる。つまり、干渉波は希望波受信用アレー合成部１４によって除去され、マルチパスによる周波数特性歪みは復調部１６のチャネル等化部１６４によって等化される。これにより、ＯＦＤＭ信号合成用受信装置１は、ＯＦＤＭ信号を良好に受信することができる。
【００７５】
ＯＦＤＭ再変調部１７５は、乗算部１７４から入力される周波数領域の参照信号をＩＦＦＴし、時間領域の参照信号にＯＦＤＭ再変調する。ＯＦＤＭ再変調部１７５の出力する時間領域の参照信号は相互相関ベクトル算出部１７６へ入力される。
【００７６】
相互相関ベクトル算出部１７６は、アレー素子数分の直交復調部１３から入力される等価ベースバンド信号と、ＯＦＤＭ再変調部１７５から入力される参照信号とを用いて、相互相関ベクトルを算出する。相互相関ベクトル算出部１７６の出力する相互相関ベクトルは乗算部１７７へ入力される。
【００７７】
乗算部１７７は、逆行列算出部１７２から入力される自己相関行列の逆行列に、相互相関ベクトル算出部１７６から入力される相互相関ベクトルを乗算し、希望波受信用重み係数を算出する。乗算部１７７の出力する希望波受信用重み係数は、一方が希望波受信用アレー合成部１４へ入力され、他方がＤ／Ｕ測定部１５へ入力される。
である。
【００７８】
（参照信号）
次に、図５に示したＯＦＤＭ再変調部１７５により生成される参照信号の詳細について説明する。ＯＦＤＭ再変調部１７５は、乗算部１７４から入力される周波数領域の参照信号を、ＩＦＦＴにより時間領域の参照信号に変換する。ＯＦＤＭ再変調部１７５は、以下の式に示す処理を行う。
【数１５】
ここで、Ｒ０，Ｒ１，・・・，ＲＫ−１は周波数領域の参照信号を示し、ｒ（ｔ）は時間領域の参照信号を示す。
【００７９】
（自己相関行列、逆行列、相互相関ベクトル、希望波受信用重み係数）
次に、自己相関行列算出部１７１により算出される自己相関行列、逆行列算出部１７２により算出される自己相関行列の逆行列、相互相関ベクトル算出部１７６により算出される相互相関ベクトル、および乗算部１７７により算出される希望波受信用重み係数について詳細に説明する。
【００８０】
アレー素子数分の直交復調部１３から入力される等価ベースバンド信号の入力信号ベクトルを以下の式に示す。
【数１６】
また、希望波受信用にアレー合成された信号を以下の式に示す。
【数１７】
【００８１】
重み係数算出部１７は、前記式（１７）の希望波受信用にアレー合成された信号ｙ（ｔ）と参照信号ｒ（ｔ）との間の自乗誤差が最小となるように、希望波受信用重み係数を最適化する。
【００８２】
自乗誤差は、以下の式により定義される。
【数１８】
ここで、Ｅ［・］は期待値演算を示す。
【００８３】
前記式（１８）の自乗誤差を最小にする希望波受信用重み係数ｗｏｐｔは、以下の式で表される。
【数１９】
ここで、Ｒｘｘはｘ（ｔ）の自己相関行列を示し、ｒｘｒはｘ（ｔ）とｒ（ｔ）の相互相関ベクトルを示す。
【００８４】
ここで、自己相関行列および相互相関ベクトルをそれぞれ以下の式で表し、
【数２０】
【数２１】
希望波受信用重み係数の更新間隔を例えば１シンボル間隔として、処理を行う。ただし、上付きの＊は複素共役を示す。
【００８５】
すなわち、自己相関行列算出部１７１は、等価ベースバンド信号の入力信号ベクトルｘ（ｔ）を用いて、以下の式（２２）の処理を行い、自己相間行列Ｒｘｘ（ｎ）を算出する。また、相互相関ベクトル算出部１７６は、等価ベースバンド信号の入力信号ベクトルｘ（ｔ）および参照信号ｒ（ｔ）を用いて、以下の式（２３）の処理を行い、相互相関ベクトルｒｘｒ（ｎ）を算出する。
【数２２】
【数２３】
ここで、ｎは、希望波受信用重み係数の更新時間を示す。また、λは、０≦λ＜１を満たす適応係数を示し、忘却係数と呼ばれる。さらに、前記式（２２）および（２３）における右辺の第２項の期待値演算は、希望波受信用重み係数の更新間隔、例えば１シンボルのうちで有効シンボル期間に相当する期間における期待値を示す。
【００８６】
逆行列算出部１７２は、自己相関行列算出部１７１により算出された自己相間行列Ｒｘｘ（ｎ）の逆行列Ｒｘｘ−１（ｎ）を算出する。乗算部１７７は、逆行列算出部１７２により算出されたその逆行列Ｒｘｘ−１（ｎ）と、相互相関ベクトル算出部１７６により算出された相互相関ベクトルｒｘｒ（ｎ）とを乗算し、希望波受信用重み係数ｗ（ｎ）を算出する。したがって、重み係数算出部１７は、希望波受信用重み係数ｗ（ｎ）を、以下の式により求めることができる。
【数２４】
【００８７】
〔干渉波受信用重み係数算出部〕
次に、図１に示したＤ／Ｕ測定部１５の干渉波受信用重み係数算出部１５１について詳細に説明する。図６は、干渉波受信用重み係数算出部１５１の構成を示すブロック図である。この干渉波受信用重み係数算出部１５１は、直交ベクトル算出部２２１および乗算部２２２を備えている。
【００８８】
干渉波受信用重み係数算出部１５１は、重み係数算出部１７から入力される希望波受信用重み係数ｗおよび自己相関行列の逆行列Ｒｘｘ−１を用いて、アレー合成により希望波成分が抑圧される干渉波受信用重み係数ｖを算出する。
【００８９】
直交ベクトル算出部２２１は、重み係数算出部１７から入力される希望波受信用重み係数を用いて直交ベクトルを算出する。直交ベクトル算出部２２１の出力する直交ベクトルは乗算部２２２へ入力される。乗算部２２２は、直交ベクトル算出部２２１から入力される直交ベクトルに、重み係数算出部１７から入力される自己相関行列の逆行列を乗算し、干渉波受信用重み係数を求める。乗算部２２２の求めた干渉波受信用重み係数は干渉波受信用アレー合成部１５２に入力される。
【００９０】
希望波受信用重み係数をｗとすると、干渉波の到来方向ベクトルｓは以下の式を満たす。すなわち、これらは直交の関係にある。
【数２５】
前記式（２５）を満たすｓは、例えば以下の式により求めることができる。
【数２６】
ここで、Ｌはアンテナ１０のアレー素子数を示し、ｗｌは、干渉波受信用重み係数ｗの第ｌ番目の要素を示す。
【００９１】
また、ｅ，ｕは、以下の式により示すものである。
【数２７】
【数２８】
【００９２】
例えばＬ＝２のとき、
【数２９】
とすると、直交ベクトルｓは、以下の式により求めることができる。
【数３０】
【００９３】
したがって、干渉波に対して合成指向特性のビームを向け、アレー合成により希望波成分が抑圧される干渉波受信用重み係数は、以下の式により求めることができる。
【数３１】
【００９４】
〔同期再生部〕
次に、図１に示した同期再生部１８について詳細に説明する。図７は、同期再生部１８の構成を示すブロック図である。この同期再生部１８は、シンボル同期部１８１、フレーム同期部１８２、クロック同期部１８３、周波数同期部１８４および同期確立状態生成部１８５を備えている。
【００９５】
シンボル同期部１８１は、アレー素子数分の直交復調部１３から入力される等価ベースバンド信号を用いて、シンボルの同期再生処理を行い、シンボル同期位置を示すインデックスの同期情報を生成し、同期が確立しているときは同期が確立していることを示す状態信号を、同期が確立していないときは同期が確立していないことを示す状態信号を生成する。シンボル同期部１８１の出力する同期情報（シンボル同期位置のインデックス）は復調部１６へ入力され、状態信号は同期確立状態生成部１８５へ入力される。また、シンボル同期部１８１は、制御部１９から入力される初期化制御信号に基づいて、シンボルの同期再生処理をリセットし、ＯＦＤＭ信号合成用受信装置１の電源立上げ時と同様の初期化処理を行う。
【００９６】
フレーム同期部１８２は、アレー素子数分の直交復調部１３から入力される等価ベースバンド信号を用いて、フレームの同期再生処理を行い、フレーム同期位置を示すインデックスの同期情報を生成し、同期が確立しているときは同期が確立していることを示す状態信号を、同期が確立していないときは同期が確立していないことを示す状態信号を生成する。フレーム同期部１８２の出力する同期情報（フレーム同期位置のインデックス）は復調部１６へ入力され、状態信号は同期確立状態生成部１８５へ入力される。また、フレーム同期部１８２は、制御部１９から入力される初期化制御信号に基づいて、フレームの同期再生処理をリセットし、ＯＦＤＭ信号合成用受信装置１の電源立上げ時と同様の初期化処理を行う。
【００９７】
クロック同期部１８３は、アレー素子数分の直交復調部１３から入力される等価ベースバンド信号を用いて、クロックの同期再生処理を行い、図示しない発振器へのクロック制御情報を生成し、同期が確立しているときは同期が確立していることを示す状態信号を、同期が確立していないときは同期が確立していないことを示す状態信号を生成する。クロック同期部１８３の出力するクロック制御情報は図示しない発振器へ入力され、状態信号は同期確立状態生成部１８５へ入力される。また、クロック同期部１８３は、制御部１９から入力される初期化制御信号に基づいて、クロックの同期再生処理をリセットし、ＯＦＤＭ信号合成用受信装置１の電源立上げ時と同様の初期化処理を行う。
【００９８】
周波数同期部１８４は、アレー素子数分の直交復調部１３から入力される等価ベースバンド信号を用いて、周波数の同期再生処理を行い、等価ベースバンド信号の周波数オフセットを生成し、同期が確立しているときは同期が確立していることを示す状態信号を、同期が確立していないときは同期が確立していないことを示す状態信号を生成する。周波数同期部１８４の出力する周波数オフセットは同期情報として復調部１６へ入力され、状態信号は同期確立状態生成部１８５へ入力される。また、周波数同期部１８４は、制御部１９から入力される初期化制御信号に基づいて、周波数の同期再生処理をリセットし、ＯＦＤＭ信号合成用受信装置１の電源立上げ時と同様の初期化処理を行う。
【００９９】
同期確立状態生成部１８５は、シンボル同期部１８１、フレーム同期部１８２、クロック同期部１８３および周波数同期部１８４からそれぞれ入力される状態信号に基づいて、同期確立状態信号を生成する。具体的には、同期確立状態生成部１８５は、入力された全ての状態信号が、同期が確立していることを示している場合、同期確立状態であることを示す同期確立状態信号を生成する。また、入力された状態信号のうちの少なくとも１つの状態信号が、同期が確立していないことを示している場合、同期非確立状態であることを示す同期確立状態信号を生成する。同期確立状態生成部１８５の出力する同期確立状態信号は制御部１９へ入力される。
【０１００】
次に、図７に示したシンボル同期部１８１の詳細について説明する。図８は、シンボル同期部１８１の構成を示すブロック図である。このシンボル同期部１８１は、遅延部１８６、複素共役部１８７、乗算部１８８、移動平均フィルタ１８９、絶対値算出部１９０、最大値検出部１９１およびインデックス生成部１９２を備えている。
【０１０１】
遅延部１８６は、アレー素子数分の直交復調部１３から入力される等価ベースバンド信号に対し、有効シンボル長分の遅延処理を行う。遅延部１８６の出力する、遅延した等価ベースバンド信号は複素共役部１８７へ入力される。また、遅延部１８６は、制御部１９から入力される初期化制御信号に基づいて、遅延処理をリセットして初期化する。複素共役部１８７は、遅延部１８６から入力される、遅延した等価ベースバンド信号の複素共役値を求める。複素共役部１８７の出力する、有効シンボル長分遅延した等価ベースバンド信号の複素共役値は乗算部１８８へ入力される。
【０１０２】
乗算部１８８は、アレー素子数分の直交復調部１３から入力される等価ベースバンド信号に、複素共役部１８７から入力される、有効シンボル長分遅延した等価ベースバンド信号の複素共役値を乗算する。乗算部１８８の出力する乗算結果は移動平均フィルタ１８９へ入力される。移動平均フィルタ１８９は、乗算部１８８から入力される乗算結果にＧＩ長分の移動平均フィルタ処理を施し、移動平均値を算出する。また、移動平均フィルタ１８９は、制御部１９から入力される初期化制御信号に基づいて、移動平均フィルタ処理をリセットして初期化する。移動平均フィルタ１８９の出力する移動平均値は絶対値算出部１９０へ入力される。
【０１０３】
絶対値算出部１９０は、移動平均フィルタ１８９から入力される移動平均値の絶対値を算出し、振幅値を求める。絶対値算出部１９０の出力する振幅値は最大値検出部１９１へ入力される。最大値検出部１９１は、絶対値算出部１９０により入力される振幅値について、時間軸上における所定の１シンボル期間のポイント数についての振幅値に対し、その最大値を検出し、その最大値の振幅を有するポイント番号をインデックスとして生成する。また、最大値検出部１９１は、制御部１９から入力される初期化制御信号に基づいて、最大値検出処理をリセットして初期化する。最大値検出部１９１の出力するインデックスはインデックス生成部１９２へ入力される。
【０１０４】
インデックス生成部１９２は、最大値検出部１９１から入力される、最大値の振幅を有するインデックスを用いて、同期が確立しているか否かを判定して状態信号を生成し、インデックスの同期情報（シンボル）を生成する。また、インデックス生成部１９２は、制御部１９から入力される初期化制御信号に基づいて、インデックス生成処理をリセットして初期化する。インデックス生成部１９２の生成する同期情報（シンボル）は復調部１６へ入力され、状態信号は同期確立状態生成部１８５へ入力される。
【０１０５】
図９は、シンボル同期部１８１の最大値検出部１９１により生成され、インデックス生成部１９２へ入力されるインデックスの変遷を説明する図である。横軸が時間、縦軸がポイント番号のインデックスを示す。インデックス生成部１９２は、図９に示すように変遷するインデックスを入力する。インデックスｉ１の同期確立状態において、インデックスｉ１からインデックスｉ２，ｉ３への変遷に対し、インデックスｉ２，ｉ３は所定期間内で瞬時的に変遷したインデックスであると判定して無視し、インデックスｉ１の同期情報を出力し続ける。また、インデックスｉ１からｉ４への変遷に対し、インデックスｉ４は瞬時的に変遷したインデックスでないと判定し、同期が確立していないことを示す状態信号を生成して出力する。これにより、同期非確立状態となる。そして、インデックス生成部１９２は、所定期間内でインデックスｉ４の変化がない場合、インデックスｉ４の同期情報を生成して出力し、同期が確立していることを示す状態信号を生成して出力する。これにより、同期確立状態となる。このように、インデックス生成部１９２は、最大値検出部１９１から入力されるインデックスの所定期間内における変遷に基づいて、同期が確立していることを示す状態信号、または同期が確立していないことを示す状態信号を生成し、同期が確立しているときのインデックスを同期情報として出力する。
【０１０６】
なお、ここではシンボル同期部１８１の詳細についてのみ説明したが、フレーム同期部１８２、クロック同期部１８３および周波数同期部１８４についても、シンボル同期部１８１と同様の同期再生処理を行い、同期情報および状態信号を生成し、初期化制御信号に基づいて、同期再生処理をリセットして初期化する。
【０１０７】
〔希望波電力算出部、干渉波電力算出部、Ｄ／Ｕ算出部〕
次に、図１に示したＤ／Ｕ測定部１５の希望波電力算出部１５３、干渉波電力算出部１５４およびＤ／Ｕ算出部１５５について詳細に説明する。希望波電力算出部１５３は、希望波受信用アレー合成部１４から入力される希望波受信用にアレー合成された等価ベースバンド信号から、以下の式により希望波電力ＰＤを算出する。
【数３２】
また、干渉波電力算出部１５４は、干渉波受信用アレー合成部１５２から入力される干渉波受信用にアレー合成された等価ベースバンド信号から、以下の式により干渉波電力ＰＵを算出する。
【数３３】
ここで、Ｅ［・］は期待値演算を示す。
【０１０８】
したがって、Ｄ／Ｕ算出部１５５は、以下の式により、受信信号の希望波電力および干渉波電力の比であるＤ／Ｕ Γを算出する。
【数３４】
【０１０９】
〔制御部〕
次に、図１に示した制御部１９について詳細に説明する。図１０は、制御部１９の処理を示すフローチャートである。制御部１９は、以下の（ａ）〜（ｃ）のいずれかの場合に、初期化制御信号を生成し、重み係数算出部１７および同期再生部１８をリセットして初期化する。
（ａ）同期再生部１８により生成された同期確立状態信号にて、同期が確立していない状態（非確立状態）が所定時間継続した場合
（ｂ）同期確立状態において、Ｄ／Ｕ測定部１５により測定されたＤ／Ｕが、所定期間の間、負（干渉波の受信電力が希望波の受信電力よりも大きい状態）である場合
（ｃ）同期確立状態において、復調部１６により算出されたＭＥＲが、所定期間の間、所定値未満の場合
【０１１０】
放送が休止して干渉波のみが送信されているときに、放送が開始して希望波の送信が始まり、希望波の受信電力が干渉波の受信電力よりも大きくなった場合、（ｂ）の状態となる。制御部１９は、（ｂ）の状態を判定することにより、初期化制御信号を生成し、重み係数算出部１７および同期再生部１８をリセットして初期化する。これにより、同期再生部１８は、受信している希望波および干渉波に応じて新たな同期情報を生成し、重み係数算出部１７は、予め設定された初期値の希望波受信用重み係数を出力し、復調部１６は、同期再生部１８により生成された同期情報に基づいて、受信している希望波および干渉波に応じた新たなキャリヤシンボルおよび周波数特性を算出する。そして、重み係数算出部１７は、受信している希望波および干渉波の等価ベースバンド信号、並びに新たなキャリヤシンボルおよび周波数特性に基づいて、新たな希望波受信用重み係数を算出し、希望波受信用アレー合成部１４は、受信している希望波が反映されたアレー合成信号を生成する。また、干渉波受信用重み係数算出部１５１は、新たな干渉波受信用重み係数を算出し、干渉波受信用アレー合成部１５２は、受信している干渉波が反映されたアレー合成信号を生成する。つまり、本来受信すべき希望波を抑圧し続けることなく、希望波を受信するために干渉波を抑圧することが可能となる。
【０１１１】
制御部１９は、同期再生部１８から同期確立状態信号を入力し、同期確立状態信号が同期非確立状態を示しているか、または同期確立状態を示しているかを判定する（ステップＳ１００１）。同期非確立状態を示していると判定した場合（ステップＳ１００１：同期非確立）、非確立状態の同期確立状態信号を継続して入力したまま、所定時間経過したか否かを判定する（ステップＳ１００２）。所定時間経過したことを判定した場合（ステップＳ１００２：Ｙ）、初期化制御信号を生成し、重み係数算出部１７および同期再生部１８に出力し（ステップＳ１００５）、ステップＳ１００１へ移行する。一方、所定時間経過していないと判定した場合（ステップＳ１００２：Ｎ）、ステップＳ１００１へ移行する。
【０１１２】
制御部１９は、ステップＳ１００１において、同期確立状態信号が同期確立状態を示していると判定した場合（ステップＳ１００１：同期確立）、Ｄ／Ｕ測定部１５から入力されるＤ／Ｕと０とを比較し、Ｄ／Ｕが所定期間の間負であるか否かを判定する（ステップＳ１００３）。Ｄ／Ｕが負であると判定した場合（ステップＳ１００３：Ｙ）、すなわち、前記（ｂ）のとおり、同期確立状態において干渉波の受信電力が希望波の受信電力よりも大きい場合、初期化制御信号を生成し、重み係数算出部１７および同期再生部１８に出力し（ステップＳ１００５）、ステップＳ１００１へ移行する。
【０１１３】
制御部１９は、ステップＳ１００３において、Ｄ／Ｕが負でないと判定した場合（ステップＳ１００３：Ｎ）、復調部１６から入力されるＭＥＲと予め設定された所定値とを比較し、ＭＥＲが所定期間の間、所定値未満であるか否かを判定し（ステップＳ１００４）、所定値未満であると判定した場合（ステップＳ１００４：Ｙ）、初期化制御信号を生成し、重み係数算出部１７および同期再生部１８に出力し（ステップＳ１００５）、ステップＳ１００１へ移行する。所定値未満でないと判定した場合（ステップＳ１００４：Ｎ）、ステップＳ１００１へ移行する。
【０１１４】
このように、制御部１９は、前記（ａ）〜（ｃ）を判定し、初期化制御信号を生成し、重み係数算出部１７および同期再生部１８をリセットして初期化する。特に、制御部１９は、同期再生部１８からの同期確立状態信号およびＤ／Ｕ測定部１５からのＤ／Ｕに基づいて、同期確立状態におけるＤ／Ｕが負である状態を判定することにより、放送が休止して干渉波のみが送信されている状態から、放送が開始して希望波の送信が始まり、希望波の受信電力が干渉波の受信電力よりも大きくなったことを検知し、初期化制御信号を生成して重み係数算出部１７および同期再生部１８をリセットして初期化する。これにより、到来する希望波および干渉波に応じて、希望波受信用重み係数および干渉波受信用重み係数が算出され、アレー合成信号が生成される。つまり、本来受信すべき希望波を抑圧し続けることなく、希望波を受信するために干渉波を抑圧することが可能となる。
【０１１５】
次に、図１０に示した制御部１９による前記（ｂ）の処理（同期確立状態において干渉波の受信電力が希望波の受信電力よりも大きい場合の処理、すなわち、ステップＳ１００１：同期確立、ステップＳ１００３：ＹおよびステップＳ１００５の処理）とＯＦＤＭ信号合成用受信装置１の動作との関係について詳細に説明する。図１２（１）は通常時の動作を説明する図であり、図１２（２）は希望波停波時（放送休止時）の動作を説明する図であり、図１２（３）は希望波送信開始後（放送開始後）の動作（本発明が解決すべき課題）を説明する図である。
【０１１６】
図１２（１）において、放送が開始している通常時には、希望波および干渉波が送信され、希望波の受信電力が干渉波の受信電力よりも大きくなっている。ＯＦＤＭ信号合成用受信装置１の希望波受信用アレー合成部１４によりアレー合成された信号の受信電力は、干渉波が抑圧されて希望波が反映された電力となり、干渉波受信用アレー合成部１５２によりアレー合成された信号の受信電力は、希望波が抑圧されて干渉波が反映された電力となる。したがって、ＯＦＤＭ信号合成用受信装置１は、希望波の信号を復調するから、正常に動作していることになる。
【０１１７】
また、図１２（２）において、放送が休止している希望波停波時には、干渉波のみが送信されている。ＯＦＤＭ信号合成用受信装置１は、ＯＦＤＭ信号を受信する装置であるから、希望波受信用アレー合成部１４によりアレー合成された信号の受信電力は、干渉波を希望波とみなした電力となり（干渉波の電力が希望波の電力となり）、干渉波受信用アレー合成部１５２によりアレー合成された信号の受信電力は、０に近い値となる。
【０１１８】
また、図１２（３）において、図１２（２）の状態から放送が開始して希望波送信開始後には、図１２（１）と同様に、希望波および干渉波が送信され、希望波の受信電力が干渉波の受信電力よりも大きくなっている。前述したとおり、希望波と干渉波のシンボル同期位置またはフレーム同期位置などが一致しているときには、従来のＯＦＤＭ信号合成用受信装置は、以前から継続して同期が確立しているものと判定し、干渉波を希望波とみなして信号を復調する。つまり、従来のＯＦＤＭ信号合成用受信装置は、放送が開始する前からの同期確立状態が継続し、本来受信すべき希望波を抑圧してしまい、干渉波を受信し続けてしまう。つまり、図１に示したＯＦＤＭ信号合成用受信装置１において、重み係数算出部１７および同期再生部１８が初期化されない場合には（従来のＯＦＤＭ信号合成用受信装置では）、希望波受信用アレー合成部１４によりアレー合成された信号の受信電力は、希望波が抑圧されて干渉波が反映された電力となり、干渉波受信用アレー合成部１５２によりアレー合成された信号の受信電力は、干渉波が抑圧されて希望波が反映された電力となる。つまり、従来のＯＦＤＭ信号合成用受信装置は、干渉波の信号を復調するから、正常に動作していないことになる。
【０１１９】
図１に示した本発明の実施形態によるＯＦＤＭ信号合成用受信装置１は、図１２（２）の状態から図１２（３）の状態に変化した場合、この変化を、図１０に示したステップＳ１００１およびステップＳ１００３の処理によって検出する。すなわち、同期確立状態において、Ｄ／Ｕ測定部１５により測定されたＤ／Ｕが、所定期間の間、負である状態（干渉波の受信電力が希望波の受信電力よりも大きい状態）を検出する。そして、初期化制御信号を生成し、重み係数算出部１７および同期再生部１８をリセットして初期化する。これにより、ＯＦＤＭ信号合成用受信装置１は、図１２（１）に示した通常時の動作のとおり、本来受信すべき希望波を抑圧し続けることなく、希望波を受信するために干渉波を抑圧することができる。
【０１２０】
〔実験結果〕
次に、計算機シミュレーションにより得られたＤ／Ｕの実験結果について説明する。図１１は、到来波間のＤ／Ｕと、図１に示したＯＦＤＭ信号合成用受信装置１のＤ／Ｕ算出部１５５が出力するＤ／Ｕ（推定Ｄ／Ｕ）との間の関係を、計算機シミュレーションにより求めた実験結果を示している。この実験結果は、希望波と干渉波がともにＩＳＤＢ−Ｔによる信号であり、ＧＩ比も同一である場合において、希望波および干渉波の２波のうち、干渉波のみが到来している状態から、放送が開始して希望波の送信が始まるという状況を想定している。また、希望波と干渉波のシンボル同期位置は厳密に一致しているものとし、アンテナ１０のアレー素子間隔は、搬送波周波数における波長の半分の長さとし、干渉波が０度から到来し、希望波が９０度から到来するものとする。また、ＯＦＤＭ信号合成用受信装置１は、希望波が送信を開始する前は、干渉波のみが到来している状態で動作をしている。すなわち、ＯＦＤＭ信号合成用受信装置１は、干渉波を受信しているため、図１１に示す座標軸であるＤ／Ｕは、実際のＤ／Ｕの逆数（ｄＢでは正負が逆）の状態になっている。この状態から、放送が開始して希望波の送信が始まると、図１１に示す特性となる。
【０１２１】
図１１によれば、Ｄ／Ｕは、ＯＦＤＭ信号合成用受信装置１のＤ／Ｕ算出部１５５により正しく推定されていることがわかる。つまり、干渉波のみが到来している状態から希望波の送信が開始し、希望波の受信電力が干渉波の受信電力よりも大きくなった場合、ＯＦＤＭ信号合成用受信装置１によって、希望波が抑圧されていることが検知され、重み係数算出部１７および同期再生部１８がリセットされ初期化されることがわかる。つまり、ＯＦＤＭ信号合成用受信装置１によって、図１２（１）に示したように、本来受信すべき希望波が抑圧されることがなく、通常時の動作のように、干渉波が抑圧されることがわかる。
【０１２２】
以上のように、図１に示した本発明の実施形態によるＯＦＤＭ信号合成用受信装置１によれば、制御部１９は、干渉波のみが送信されている状態から、希望波の送信が始まって希望波の受信電力が干渉波の受信電力よりも大きくなった状態への変化を検出するようにした。具体的には、制御部１９は、同期再生部１８からの同期確立状態信号に基づいて同期確立状態を判定し、同期確立状態において、Ｄ／Ｕ測定部１５からのＤ／Ｕに基づいて、希望波の受信電力が干渉波の受信電力よりも大きい状態（Ｄ／Ｕが負の状態）を判定し、初期化制御信号を重み係数算出部１７および同期再生部１８に出力し、重み係数算出部１７および同期再生部１８をリセットして初期化するようにした。ここで、干渉波のみが送信されているときは同期確立状態になっており、その後、希望波の送信が始まって希望波の受信電力が干渉波の受信電力よりも大きくなったときは、同期確立状態のままでＤ／Ｕが負となるから、制御部１９は、前述の状態変化を検出することができる。
【０１２３】
これにより、重み係数算出部１７および同期再生部１８は初期化され、同期再生部１８は、新たな同期情報を生成し、重み係数算出部１７は、初期値の希望波受信用重み係数を出力し、復調部１６は、同期再生部１８により生成された同期情報に基づいて、受信している希望波および干渉波に応じた新たなキャリヤシンボルおよび周波数特性を算出する。そして、重み係数算出部１７は、受信している希望波および干渉波の等価ベースバンド信号、並びに新たなキャリヤシンボルおよび周波数特性に基づいて、新たな希望波受信用重み係数を算出し、希望波受信用アレー合成部１４は、受信している希望波が反映されたアレー合成信号を生成すると共に、干渉波受信用重み係数算出部１５１は、新たな干渉波受信用重み係数を算出し、干渉波受信用アレー合成部１５２は、受信している干渉波が反映されたアレー合成信号を生成することができる。つまり、本来受信すべき希望波を抑圧し続けることなく、希望波を受信するために干渉波を抑圧することが可能となる。
【符号の説明】
【０１２４】
１ ＯＦＤＭ信号合成用受信装置
１０ アンテナ
１１ 周波数変換部
１２ Ａ／Ｄ変換部
１３ 直交復調部
１４ 希望波受信用アレー合成部
１５ Ｄ／Ｕ測定部
１６ 復調部
１７ 重み係数算出部
１８ 同期再生部
１９ 制御部
１４１，１５７，１７４，１７７，１８８，２２２ 乗算部
１４２，１５８ 加算部
１４３，１５９，１８７ 複素共役部
１５１ 干渉波受信用重み係数算出部
１５２ 干渉波受信用アレー合成部
１５３ 希望波電力算出部
１５４ 干渉波電力算出部
１５５ Ｄ／Ｕ算出部
１６１ ＧＩ除去部
１６２ ＦＦＴ部
１６３ チャネル推定部
１６４ チャネル等化部
１６５ デマッピング部
１６６ パラレルシリアル変換部
１６７ 再マッピング部
１６８ ＭＥＲ算出部
１６９ シンボル再生部
１７１ 自己相関行列算出部
１７２ 逆行列算出部
１７３ パイロット挿入部
１７５ ＯＦＤＭ再変調部
１７６ 相互相関ベクトル算出部
１８１ シンボル同期部
１８２ フレーム同期部
１８３ クロック同期部
１８４ 周波数同期部
１８５ 同期確立状態生成部
１８６ 遅延部
１８９ 移動平均フィルタ
１９０ 絶対値算出部
１９１ 最大値検出部
１９２ インデックス生成部
２０１ パイロット抽出部
２０２ パイロット生成部
２０３，２１１ 除算部
２０４ 補間部
２２１ 直交ベクトル算出部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＯＦＤＭ方式を用いるデジタル放送またはデジタル伝送のＯＦＤＭ信号合成用受信装置に関し、特に、デジタル放送または無線ＬＡＮなどにおいて電波を受信する際に問題となるフェージングおよび干渉波の対策のために、アダプティブアレーアンテナ技術またはダイバーシティ受信技術を適用するＯＦＤＭ信号合成用受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＯＦＤＭ信号用アダプティブアレーアンテナ技術として、例えば、特許文献１および２に記載のものが知られており、これらはいずれも放送波中継用の装置へ応用することを目的としている。これらの技術を用いた放送波中継用の干渉除去装置は、送信側の設備であることから、低計算量で処理を行うことよりも、高精度な干渉除去特性を得ることが求められる。しかし、この放送波中継用の干渉除去装置は、極端に劣悪な受信環境で用いられることは想定されていない。特に、ＳＦＮ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｎｅｔｗｏｒｋ）環境のサービスエリアは、レベルが高く、ＧＩ（Ｇｕａｒｄ Ｉｎｔｅｒｖａｌ）内であるが遅延時間が長いマルチパス波の影響を受ける環境であることから、十分な干渉除去特性を得ることができないことがあるという問題がある。また、最適化すべき重み係数の数がサブキャリヤ数とブランチ数との積となり、計算量が多くなるという問題もある。
【０００３】
これに対し、前述のＯＦＤＭ信号用アダプティブアレー技術を受信機へ応用することを想定した場合、低コスト化を実現するために、受信機には、より簡易な構成かつ少ない計算量で所要のＢＥＲ（Ｂｉｔ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｅ：ビット誤り率）が得られること、また、より劣悪な受信環境でも動作できることが求められる。
【０００４】
放送波中継用の装置では、干渉除去後に所要のＢＥＲが得られることが最低条件であり、干渉による伝送特性の劣化をいかに抑圧するかが求められる。これに対し、サービスエリアにおける受信用の装置では、干渉除去後に所要のＢＥＲが得られればよい。このように、放送波中継用の装置とサービスエリアにおける受信用の装置とでは、ＯＦＤＭ信号用アダプティブアレー技術に対する要求条件が大きく異なっている。
【０００５】
一方、非特許文献１および２に、時間領域で信号を合成するＰｒｅ−ＦＦＴ型のＯＦＤＭ信号用アダプティブアレー技術が記載されている。非特許文献１の技術は、移動受信を想定したものであり、希望波以外の到来波を全て抑圧することができる。また、非特許文献２の技術は、固定受信を想定したものであり、遅延時間がＧＩを越えるマルチパス波のみを抑圧することができる。これらはいずれも、少ない計算量で処理を行うことができる。
【０００６】
しかしながら、非特許文献１および２に記載の技術は、いずれもＧＩが有効シンボルの後部と同一であるというＯＦＤＭ信号の特徴を利用するものである。このため、干渉波が希望波と同一方式で、ＧＩ比が同じである場合には、干渉波を抑圧できないことがあるという問題がある。例えば、希望波と干渉波のシンボル同期位置またはフレーム同期位置が一致する場合には、希望波と干渉波を区別することができず、干渉波を抑圧することができなくなる。
【０００７】
一方、本出願と同一の出願人により出願された、本出願時に未公開の特願２００８−２３２８４６号に記載のＯＦＤＭ信号合成用受信装置が提案されている。このＯＦＤＭ信号合成用受信装置は、アレー合成部が、時間領域で重み付け合成を行いアレー合成信号を生成し、チャネル等化部が、周波数領域でチャネル等化後のキャリヤシンボルを生成し、重み係数制御部が、予め定められたパイロット信号などをＩＦＦＴして得られる時間領域信号を参照信号とし、アレー合成のために用いる重み係数を、アレー合成信号と参照信号との間の誤差が最小となるように最適化によって求めるものである。これにより、低計算量で処理を行うことができ、劣悪な受信環境においても効果的に干渉波を抑圧することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第３７５９４４８号公報
【特許文献２】特開２００５−２９５５０６号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】堀智、菊間信良、稲垣直樹、「ＯＦＤＭにおけるガード区間を利用したＭＭＳＥアダプティブアレー」、信学論、Ｊ８５−Ｂ（９）：１６０８−１６１５、Ｓｅｐ ２００２
【非特許文献２】堀智、菊間信良、稲垣直樹、「ガード区間を超える到来波のみを抑圧する固定受信のためのＯＦＤＭ用ＭＭＳＥアダプティブアレー」、信学論、Ｊ８６−Ｂ（９）：１９３４−１９４０、２００３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、このＯＦＤＭ信号合成用受信装置は、劣悪な受信環境に対する耐性を有しているが、放送が休止して干渉波のみが送信されている状態で動作しているときに、放送が開始して希望波の送信が始まると、希望波の受信電力が干渉波の受信電力よりも大きくなった場合であっても、希望波と干渉波のシンボル同期位置またはフレーム同期位置などが一致しているときには、本来受信すべき希望波を抑圧してしまい、干渉波を受信し続けてしまうことがあるという問題があった。
【００１１】
図１３は、干渉波のみが送信されている状態におけるＯＦＤＭ信号合成用受信装置の合成指向特性の例を示す図である。この合成指向特性は、受信アンテナの素子間隔を搬送波周波数における波長の半分の長さとし、干渉波の到来角度を０度とした場合において、放送が休止して干渉波のみが送信されている状態の特性を示している。この場合、ＯＦＤＭ信号合成用受信装置は、干渉波のみを受信している状態で同期を確立し、同期確立状態になっているから、干渉波を希望波とみなして信号を復調してしまう。
【００１２】
この状態で放送が開始し、希望波の送信が始まり、希望波の受信電力が干渉波の受信電力よりも大きくなった状態を想定する。ただし、希望波の到来角度は９０度とする。このような状態では、ＯＦＤＭ信号合成用受信装置は、干渉波を抑圧して希望波を受信することが望ましい。
【００１３】
しかしながら、希望波と干渉波のシンボル同期位置またはフレーム同期位置などが一致している場合には、同期ずれが起こらないから、ＯＦＤＭ信号合成用受信装置は、以前から継続して同期が確立しているものと判定し、希望波が到来しているにもかかわらず、干渉波を希望波とみなして信号を復調する。つまり、ＯＦＤＭ信号合成用受信装置は、放送が開始する前からの同期確立状態が継続し、干渉波を受信し続けるべく動作する。したがって、干渉波を抑圧することができず、希望波を受信することができない。これは、図１３に示した合成指向特性の例が示すように、希望波の到来角度（９０度）にヌルが形成されているため、希望波の受信電力が干渉波の受信電力よりも大きい場合であっても、希望波を抑圧してしまい、結果として、干渉波を受信し続けてしまうからである。
【００１４】
ここで、放送が休止して干渉波のみが送信されている状態から、放送が開始して希望波の送信が始まった状態に変化した場合、ＯＦＤＭ信号合成用受信装置は、その状態変化を検知し、同期再生部を初期化すると共に、アレー合成を行うための重み係数を算出する重み係数算出部を初期化することができれば、すなわち、ＯＦＤＭ信号合成用受信装置を電源立上げ状態にすることができれば、前述の問題は解決し、本来受信すべき希望波を抑圧することなく、干渉波を抑圧して希望波を受信することが可能となる。ここで、初期化とは、ＯＦＤＭ信号合成用受信装置の電源立上げ時における同様の処理を行うことをいい、例えば、メモリに記憶されたデータを削除したり、算出結果を用いることなく、予め設定された初期値を用いて最初から算出したりすることをいう。
【００１５】
なお、希望波と干渉波のシンボル位置などが一致していない場合には、同期ずれが起こるから、ＯＦＤＭ信号合成用受信装置は、同期が確立していないものと判定し、希望波が反映された新たな同期情報を生成し復調を行うことができる。この場合、希望波は抑圧されることなく、干渉波が抑圧され希望波が受信されるから、前述の問題は生じない。
【００１６】
そこで、本発明はかかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、本来受信すべき希望波を抑圧し続けることなく、希望波を受信するために干渉波を抑圧することが可能なＯＦＤＭ信号合成用受信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、複数のアレー素子で構成されるアレーアンテナによってＯＦＤＭ波を受信し、ビット列を出力するＯＦＤＭ信号合成用受信装置であって、受信したＯＦＤＭ波の等価ベースバンド信号を、時間領域において重み付けにより合成し、アレー合成信号を生成する希望波受信用アレー合成部と、前記希望波受信用アレー合成部により生成されたアレー合成信号を復調し、ビット列を出力する復調部と、前記復調部におけるチャネル等化またはシンボル再生により得られたキャリヤシンボル、およびチャネル推定により得られた周波数特性に基づいて、時間領域の参照信号を生成し、前記アレー合成信号と前記時間領域の参照信号との間の誤差が最小となるように最適化し、前記希望波受信用アレー合成部における重み付けのために用いる、干渉波を抑圧するための希望波受信用重み係数を算出する重み係数算出部と、前記時間領域の等価ベースバンド信号に基づいて同期を再生し、同期が確立しているか否かを示す同期確立状態信号を生成する同期再生部と、前記時間領域の等価ベースバンド信号に基づいて、Ｄ／Ｕ（Ｄｅｓｉｒｅｄ ｔｏ Ｕｎｄｅｓｉｒｅｄ ｓｉｇｎａｌ ｒａｔｉｏ）を測定するＤ／Ｕ測定部と、前記同期再生部により生成された同期確立状態信号に基づいて、同期が確立していることを判定し、前記Ｄ／Ｕ測定部により測定されたＤ／Ｕが負であることを判定し、前記重み係数算出部および前記同期再生部を初期化する制御部と、を備えたことを特徴とする。
【００１８】
また、請求項２の発明は、請求項１に記載のＯＦＤＭ信号合成用受信装置において、前記Ｄ／Ｕ測定部が、前記重み係数算出部により算出された希望波受信用重み係数に基づいて、希望波を抑圧するための干渉波受信用重み係数を算出する干渉波受信用重み係数算出部と、前記干渉波受信用重み係数算出部により算出された干渉波受信用重み係数を用いて、前記等価ベースバンド信号を時間領域において重み付けにより合成し、アレー合成信号を生成する干渉波受信用アレー合成部と、前記希望波受信用アレー合成部により生成されたアレー合成信号の電力を、希望波電力として算出する希望波電力算出部と、前記干渉波受信用アレー合成部により生成されたアレー合成信号の電力を、干渉波電力として算出する干渉波電力算出部と、前記希望波電力算出部により算出された希望波電力および前記干渉波電力算出部により算出された干渉波電力からＤ／Ｕを算出するＤ／Ｕ算出部と、を備えたことを特徴とする。
【００１９】
また、請求項３の発明は、請求項１に記載のＯＦＤＭ信号合成用受信装置において、前記重み係数算出部が、前記時間領域の等価ベースバンド信号における自己相関行列を算出する自己相関行列算出部と、前記自己相関行列算出部により算出された自己相関行列の逆行列を算出する逆行列算出部と、前記時間領域の等価ベースバンド信号および前記時間領域の参照信号から相互相関ベクトルを算出する相互相関ベクトル算出部と、前記逆行列算出部により算出された自己相関行列の逆行列に、前記相互相関ベクトル算出部により算出された相互相関ベクトルを乗算し、希望波受信用重み係数を求める乗算部と、を備えたことを特徴とする。
【００２０】
また、請求項４の発明は、請求項２に記載のＯＦＤＭ信号合成用受信装置において、前記Ｄ／Ｕ測定部の干渉波受信用重み係数算出部が、前記重み係数算出部により算出された希望波受信用重み係数と直交する直交ベクトルを算出する直交ベクトル算出部と、前記直交ベクトル算出部により算出された直交ベクトルに、前記時間領域の等価ベースバンド信号における自己相関行列の逆行列を乗算し、干渉波受信用重み係数を求める乗算部と、を備えたことを特徴とする。
【００２１】
また、請求項５の発明は、請求項１に記載のＯＦＤＭ信号合成用受信装置において、前記同期再生部が、前記時間領域の等価ベースバンド信号に基づいてシンボル同期再生を行い、シンボル同期が確立しているか否かを示す状態信号を生成するシンボル同期部と、前記時間領域の等価ベースバンド信号に基づいてフレーム同期再生を行い、フレーム同期が確立しているか否かを示す状態信号を生成するフレーム同期部と、前記時間領域の等価ベースバンド信号に基づいてクロック同期再生を行い、クロック同期が確立しているか否かを示す状態信号を生成するクロック同期部と、前記時間領域の等価ベースバンド信号に基づいて周波数同期再生を行い、周波数同期が確立しているか否かを示す状態信号を生成する周波数同期部と、前記シンボル同期部、フレーム同期部、クロック同期部および周波数同期部により生成された全ての状態信号が、同期が確立していることを示している場合、同期が確立していることを示す同期確立状態信号を生成し、前記状態信号のうちの少なくとも１つの信号が、同期が確立していないことを示している場合、同期が確立していないことを示す同期確立状態信号を生成する同期確立状態生成部と、を備えることを特徴とする。
【００２２】
また、請求項６の発明は、請求項１に記載のＯＦＤＭ信号合成用受信装置において、前記復調部は、チャネル等化により得たキャリヤシンボルおよびシンボル再生により得たキャリヤシンボルに基づいてＭＥＲ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｉｏ）を算出し、前記制御部が、前記同期再生部により生成された同期確立状態信号に基づいて、同期が確立していることを判定し、かつ、前記Ｄ／Ｕ測定部により測定されたＤ／Ｕが所定期間の間負であることを判定した場合、前記同期確立状態信号に基づいて、同期が確立していないことを判定し、かつ、前記同期が確立していない状態で所定時間経過したことを判定した場合、または、前記同期確立状態信号に基づいて、同期が確立していることを判定し、かつ、前記復調部により算出されたＭＥＲに基づいて、所定期間の間、前記ＭＥＲが所定値よりも小さいと判定した場合、前記重み係数算出部および前記同期再生部を初期化する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
以上のように、本発明によれば、干渉波のみが送信されている状態から、希望波の送信が始まって希望波の受信電力が干渉波の受信電力よりも大きくなった状態への変化を検出し、重み係数算出部および同期再生部を初期化するようにした。これにより、ＯＦＤＭ信号合成用受信装置は、電源立上げ時と同様に動作するから、重み係数算出部は、予め設定された初期値の希望波受信用重み係数を出力し、そして、受信している希望波および干渉波に応じた新たな希望波受信用重み係数を算出するようになる。また、希望波受信用アレー合成部は、新たな希望波受信用重み係数を用いて、受信している希望波に応じたアレー合成信号を生成するようになる。また、同期再生部は、同期再生処理をリセットし、受信している希望波および干渉波に応じた新たな同期再生を行うようになる。したがって、本来受信すべき希望波を抑圧することなく、希望波を受信するために干渉波を抑圧することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施形態によるＯＦＤＭ信号合成用受信装置の構成を示すブロック図である。
【図２】復調部の構成を示すブロック図である。
【図３】チャネル推定部の構成を示すブロック図である。
【図４】チャネル等化部の構成を示すブロック図である。
【図５】重み係数算出部の構成を示すブロック図である。
【図６】干渉波受信用重み係数算出部の構成を示すブロック図である。
【図７】同期再生部の構成を示すブロック図である。
【図８】シンボル同期部の構成を示すブロック図である。
【図９】シンボル同期部において生成されるインデックスの変遷を説明する図である。
【図１０】制御部の処理を示すフローチャートである。
【図１１】図１のＯＦＤＭ信号合成用受信装置によるシミュレーション結果を説明する図である。
【図１２】（１）は通常時の動作を説明する図である。（２）は希望波停波時（放送休止時）の動作を説明する図である。（３）は希望波送信開始後（放送開始後）の動作（本発明が解決すべき課題）を説明する図である。
【図１３】干渉波のみが送信されている状態におけるＯＦＤＭ信号合成用受信装置の合成指向特性の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態によるＯＦＤＭ信号合成用受信装置の構成を示すブロック図である。このＯＦＤＭ信号合成用受信装置１は、アンテナ１０、周波数変換部１１、Ａ／Ｄ変換部１２、直交復調部１３、希望波受信用アレー合成部１４、Ｄ／Ｕ（Ｄｅｓｉｒｅｄ ｔｏ Ｕｎｄｅｓｉｒｅｄ ｓｉｇｎａｌ ｒａｔｉｏ：ＤＵ比）測定部１５、復調部１６、重み係数算出部１７、同期再生部１８および制御部１９を備えている。周波数変換部１１、Ａ／Ｄ変換部１２および直交復調部１３は、アンテナ１０のアレー素子と同じ数の構成になっている。
【００２６】
アレー素子数分の周波数変換部１１は、アンテナ１０を介して受信したＯＦＤＭ波の信号をＩＦ信号に周波数変換する。アレー素子数分の周波数変換部１１の出力するＩＦ信号はそれぞれＡ／Ｄ変換部１２へ入力される。アレー素子数分のＡ／Ｄ変換部１２は、周波数変換部１１から入力されるＩＦ信号をデジタルＩＦ信号にＡ／Ｄ変換する。アレー素子数分のＡ／Ｄ変換部１２の出力するデジタルＩＦ信号はそれぞれ直交復調部１３に入力される。アレー素子数分の直交復調部１３は、Ａ／Ｄ変換部１２から入力されるデジタルＩＦ信号を直交復調し、等価ベースバンド信号を生成する。アレー素子数分の直交復調部１３の出力する等価ベースバンド信号は４分配され、希望波受信用アレー合成部１４、Ｄ／Ｕ測定部１５、重み係数算出部１７および同期再生部１８へ入力される。
【００２７】
希望波受信用アレー合成部１４は、重み係数算出部１７から入力される希望波受信用重み係数（干渉波成分を抑圧するための重み係数）を用いて、アレー素子数分の直交復調部１３から入力される等価ベースバンド信号を時間領域で合成する。希望波受信用アレー合成部１４の出力する希望波受信用にアレー合成された等価ベースバンド信号（希望波成分を含む等価ベースバンド信号、アレー合成信号）は２分配され、一方がＤ／Ｕ測定部１５へ、他方が復調部１６へ入力される。
【００２８】
希望波受信用アレー合成部１４は、アレー素子数分の乗算部１４１、加算部１４２および複素共役部１４３を備えている。複素共役部１４３は、重み係数算出部１７から入力される希望波受信用重み係数の複素共役値を算出する。複素共役部１４３の出力する希望波受信用重み係数の複素共役値は、アレー素子数分の乗算部１４１へ入力される。アレー素子数分の乗算部１４１は、アレー素子数分の直交復調部１３から入力される等価ベースバンド信号に、複素共役部１４３から入力される希望波受信用重み係数の複素共役値を乗算する。アレー素子数分の乗算部１４１が出力する、希望波受信用重み係数の複素共役値が乗算された等価ベースバンド信号は加算部１４２へ入力される。加算部１４２は、アレー素子数分の乗算部１４１の出力する、希望波受信用重み係数の複素共役値が乗算された等価ベースバンド信号を加算し、希望波受信用にアレー合成された等価ベースバンド信号を生成する。加算部１４２の出力する希望波受信用にアレー合成された等価ベースバンド信号は２分配され、一方がＤ／Ｕ測定部１５へ、他方が復調部１６へ入力される。
【００２９】
Ｄ／Ｕ測定部１５は、希望波受信用アレー合成部１４から入力される希望波受信用にアレー合成された等価ベースバンド信号、重み係数算出部１７から入力される希望波受信用重み係数および自己相関行列の逆行列を用いて、受信信号のＤ／Ｕを測定する。Ｄ／Ｕ測定部１５の出力するＤ／Ｕは制御部１９へ入力される。
【００３０】
Ｄ／Ｕ測定部１５は、干渉波受信用重み係数算出部１５１、干渉波受信用アレー合成部１５２、希望波電力算出部１５３、干渉波電力算出部１５４およびＤ／Ｕ算出部１５５を備えている。希望波電力算出部１５３は、希望波受信用アレー合成部１４から入力される希望波受信用にアレー合成された等価ベースバンド信号の電力を算出する。希望波電力算出部１５３の出力する希望波電力はＤ／Ｕ算出部１５５へ入力される。
【００３１】
干渉波受信用重み係数算出部１５１は、重み係数算出部１７から入力される希望波受信用重み係数および自己相関行列の逆行列を用いて、アレー合成により希望波成分を抑圧するための干渉波受信用重み係数を算出する。干渉波受信用重み係数算出部１５１の出力する干渉波受信用重み係数（希望波成分を抑圧するための重み係数）は干渉波受信用アレー合成部１５２へ入力される。
【００３２】
干渉波受信用アレー合成部１５２は、干渉波受信用重み係数算出部１５１から入力される希望波受信用重み係数を用いて、アレー素子数分の直交復調部１３から入力される等価ベースバンド信号を時間領域で合成する。干渉波受信用アレー合成部１５２の出力する干渉波受信用にアレー合成された等価ベースバンド信号（干渉波成分を含む等価ベースバンド信号、アレー合成信号）は干渉波電力算出部１５４へ入力される。
【００３３】
干渉波受信用アレー合成部１５２は、アレー素子数分の乗算部１５７、加算部１５８および複素共役部１５９を備えている。複素共役部１５９は、干渉波受信用重み係数算出部１５１から入力される干渉波受信用重み係数の複素共役値を算出する。複素共役部１５９の出力する干渉波受信用重み係数の複素共役値は、アレー素子数分の乗算部１５７へ入力される。アレー素子数分の乗算部１５７は、アレー素子数分の直交復調部１３から入力される等価ベースバンド信号に、複素共役部１５９から入力される干渉波受信用重み係数の複素共役値を乗算する。アレー素子数分の乗算部１５７が出力する、干渉波受信用重み係数の複素共役値が乗算された等価ベースバンド信号は加算部１５８へ入力される。加算部１５８は、アレー素子数分の乗算部１５７の出力する、干渉波受信用重み係数の複素共役値が乗算された等価ベースバンド信号を加算し、干渉波受信用にアレー合成された等価ベースバンド信号を生成する。加算部１５８の出力する干渉波受信用にアレー合成された等価ベースバンド信号は干渉波電力算出部１５４へ入力される。
【００３４】
干渉波電力算出部１５４は、干渉波受信用アレー合成部１５２から入力される干渉波受信用にアレー合成された等価ベースバンド信号の電力を算出する。干渉波電力算出部１５４の出力する干渉波電力はＤ／Ｕ算出部１５５へ入力される。
【００３５】
Ｄ／Ｕ算出部１５５は、希望波電力算出部１５３から入力される希望波電力、および干渉波電力算出部１５４から入力される干渉波電力を用いて、受信信号のＤ／Ｕを算出する。Ｄ／Ｕ算出部１５５の出力するＤ／Ｕは制御部１９へ入力される。
【００３６】
復調部１６は、同期再生部１８から入力される同期情報を用いて、希望波受信用アレー合成部１４から入力される希望波受信用にアレー合成された等価ベースバンド信号をＯＦＤＭ復調し、ビット列を外部へ出力すると共に、チャネル等化後のキャリヤシンボル、周波数特性およびＭＥＲ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｉｏ：変調誤差比）を算出する。復調部１６の出力するキャリヤシンボルおよび周波数特性は重み係数算出部１７へ入力され、ＭＥＲは制御部１９へ入力される。
【００３７】
重み係数算出部１７は、アレー素子数分の直交復調部１３から入力される等価ベースバンド信号を用いて、自己相関行列の逆行列を算出し、等価ベースバンド信号、復調部１６から入力されるキャリヤシンボルおよび周波数特性を用いて、希望波受信用重み係数を算出する。また、重み係数算出部１７は、制御部１９から入力される初期化制御信号に基づいて、処理をリセットして初期化し、ＯＦＤＭ信号合成用受信装置１の電源立上げ時と同様に、予め設定された初期値の希望波受信用重み係数および自己相関行列の逆行列を出力する。重み係数算出部１７の出力する希望波受信用重み係数は、一方が希望波受信用アレー合成部１４へ入力され、他方がＤ／Ｕ測定部１５へ入力される。また、重み係数算出部１７の出力する自己相関行列の逆行列はＤ／Ｕ測定部１５へ入力される。
【００３８】
同期再生部１８は、アレー素子数分の直交復調部１３から入力される等価ベースバンド信号を用いて同期再生を行い、フレーム、シンボル、クロックのタイミングおよび周波数オフセットを示す同期情報を生成し、同期確立状態または同期非確立状態を示す同期確立状態信号を生成する。また、同期再生部１８は、制御部１９から入力される初期化制御信号に基づいて、処理をリセットして初期化し、ＯＦＤＭ信号合成用受信装置１の電源立上げ時と同様の処理を行う。同期再生部１８の出力する同期確立状態信号は制御部１９へ入力され、同期情報は復調部１６へ入力される。
【００３９】
制御部１９は、同期再生部１８から入力される同期確立状態信号、Ｄ／Ｕ測定部１５から入力されるＤ／Ｕ、および復調部１６から入力されるＭＥＲを用いて、予め設定された条件を満足するか否かを判定し、重み係数算出部１７および同期再生部１８を初期化するための初期化制御信号を生成する。制御部１９の出力する初期化制御信号は、一方が重み係数算出部１７へ、他方が同期再生部１８へ入力される。初期化制御信号を生成するための条件については後述する。
【００４０】
〔希望波受信用アレー合成部〕
次に、図１に示した希望波受信用アレー合成部１４について詳細に説明する。アレー素子数分の直交復調部１３の出力する等価ベースバンド信号のベクトルを以下に示す。
【数１】
ここで、ｔは時刻、Ｌはアンテナ１０のアレー素子数を示す。また、上付きのＴは転置を示す。
【００４１】
重み係数算出部１７の出力する希望波受信用重み係数のベクトルを以下に示す。
【数２】
希望波受信用アレー合成部１４は、以下の演算を行い、アレー合成信号として希望波受信用にアレー合成された等価ベースバンド信号を出力する。
【数３】
ここで、上付きのＨは複素共役転置を示す。ｙ（ｔ）は、干渉波が抑圧され希望波成分が抽出されたアレー合成信号である。なお、前記式（３）には、図１に示した複素共役部１４３による処理が含まれる。
【００４２】
〔干渉波受信用アレー合成部〕
次に、図１に示したＤ／Ｕ測定部１５の干渉波受信用アレー合成部１５２について詳細に説明する。干渉波受信用アレー合成部１５２は、希望波受信用アレー合成部１４と同様の処理を行う。干渉波受信用重み係数算出部１５１の出力する干渉波受信用重み係数のベクトルを以下に示す。
【数４】
【００４３】
干渉波受信用アレー合成部１５２は、以下の演算を行い、アレー合成信号として干渉波受信用にアレー合成された等価ベースバンド信号を出力する。
【数５】
ｚ（ｔ）は、希望波が抑圧され干渉波成分が抽出されたアレー合成信号である。なお、前記式（５）には、図１に示した複素共役部１５９による処理が含まれる。
【００４４】
〔復調部〕
次に、図１に示した復調部１６について詳細に説明する。図２は、復調部１６の構成を示すブロック図である。この復調部１６は、ＧＩ除去部１６１、ＦＦＴ部１６２、チャネル推定部１６３、チャネル等化部１６４、シンボル再生部１６９、パラレルシリアル変換部１６６およびＭＥＲ算出部１６８を備えている。復調部１６は、同期再生部１８から入力される同期情報に基づいて、各種の処理を行う。
【００４５】
ＧＩ除去部１６１は、希望波受信用アレー合成部１４から入力される希望波受信用にアレー合成された等価ベースバンド信号についてＧＩを除去し、有効シンボル期間に相当する時間の信号を抽出する。ＧＩ除去部１６１の出力する、有効シンボル期間における希望波受信用にアレー合成された等価ベースバンド信号はＦＦＴ部１６２へ入力される。
【００４６】
ＦＦＴ部１６２は、ＧＩ除去部１６１の出力する有効シンボル期間における希望波受信用にアレー合成された等価ベースバンド信号を、ＦＦＴにより周波数領域の信号であるキャリヤシンボルに変換する。ＦＦＴ部１６２の出力するキャリヤシンボルは２分配され、一方がチャネル推定部１６３へ、他方がチャネル等化部１６４へ入力される。
【００４７】
チャネル推定部１６３は、ＦＦＴ部１６２の出力するキャリヤシンボルから周波数特性（チャネル応答）を推定する。チャネル推定部１６３の出力する周波数特性は２分配され、一方がチャネル等化部１６４へ、他方が重み係数算出部１７へ入力される。
【００４８】
チャネル等化部１６４は、ＦＦＴ部１６２から入力されるキャリヤシンボルを、チャネル推定部１６３から入力される周波数特性で除算することにより、チャネル等化を行う。チャネル等化部１６４の出力するチャネル等化後のキャリヤシンボルは２分配され、一方がシンボル再生部１６９へ、他方がＭＥＲ算出部１６８へ入力される。
【００４９】
シンボル再生部１６９は、デマッピング部１６５および再マッピング部１６７を備えている。デマッピング部１６５は、チャネル等化部１６４の出力するチャネル等化後のキャリヤシンボルをデマッピングし、パラレル信号に変換する。デマッピング部１６５の出力するパラレル信号は２分配され、一方がパラレルシリアル変換部１６６へ、他方が再マッピング部１６７へ入力される。
【００５０】
再マッピング部１６７は、デマッピング部１６５から入力されるパラレル信号を再マッピングし、再生後のキャリヤシンボルを生成する。再マッピング部１６７の出力する再生後のキャリヤシンボルは２分配され、一方がＭＥＲ算出部１６８へ、他方が重み係数算出部１７へ入力される。
【００５１】
ここで、復調部１６は、再マッピング部１６７が再生したキャリヤシンボルを重み係数算出部１７へ出力するようにしたが、チャネル等化部１６４がチャネル等化したキャリヤシンボルを重み係数算出部１７へ出力するようにしてもよい。
【００５２】
ＭＥＲ算出部１６８は、チャネル等化部１６４から入力されるチャネル等化後のキャリヤシンボルと、再マッピング部１６７から入力される再生後のキャリヤシンボルとを用いて、ＭＥＲを算出する。ＭＥＲ算出部１６８の出力するＭＥＲは制御部１９へ入力される。
【００５３】
パラレルシリアル変換部１６６は、デマッピング部１６５から入力されるパラレル信号をシリアル信号に変換し、ビット列を外部へ出力する。
【００５４】
（チャネル推定部）
次に、図２に示したチャネル推定部１６３について詳細に説明する。図３は、チャネル推定部１６３の構成を示すブロック図である。このチャネル推定部１６３は、パイロット抽出部２０１、パイロット生成部２０２、除算部２０３および補間部２０４を備えている。
【００５５】
パイロット抽出部２０１は、ＦＦＴ部１６２から入力されるキャリヤシンボルのうち、予め決められたシンボル番号およびサブキャリヤ番号のキャリヤシンボルとして伝送されたパイロット信号を抽出する。パイロット抽出部２０１の出力するパイロット信号は、受信パイロット信号として除算部２０３へ入力される。
【００５６】
パイロット生成部２０２は、予め決められた振幅および位相を持つパイロット信号を生成する。パイロット生成部２０２が出力するパイロット信号は除算部２０３へ入力される。
【００５７】
除算部２０３は、パイロット抽出部２０１から入力される受信パイロット信号を、パイロット生成部２０２から入力されるパイロット信号で除算し、パイロット信号が伝送されるシンボルおよびサブキャリヤにおける周波数特性を求める。除算部２０３が出力する周波数特性は補間部２０４へ入力される。
【００５８】
補間部２０４は、除算部２０３から入力される、パイロット信号が伝送されるシンボルおよびサブキャリヤにおける周波数特性を、シンボル方向およびサブキャリヤ方向に補間し、ＯＦＤＭ信号の全サブキャリヤにおける周波数特性を算出する。
【００５９】
ＩＳＤＢ−Ｔ方式において、パイロット信号であるＳＰ（Ｓｃａｔｔｅｒｅｄ Ｐｉｌｏｔ）に割り当てられたサブキャリヤは、シンボル番号をｉ、サブキャリヤ番号をｋとすると、以下の式を満たす。
【数６】
ただし、ｍｏｄは剰余を示す。以下、前記式（６）を満足するｉ，ｋをそれぞれｉｐ，ｋｐとする。
【００６０】
ここで、図３に示したパイロット抽出部２０１をＳＰ抽出部とし、パイロット生成部２０２をＳＰ生成部とする。ＳＰ抽出部により抽出される受信ＳＰ信号をＸｉｐ，ｋｐとし、ＳＰ生成部により生成されるＳＰ信号、すなわち、送信側のＩＳＤＢ−Ｔ変調器において生成されて送信されるＳＰ信号（送信ＳＰ信号）をＳｉｐ，ｋｐとすると、シンボル番号ｉｐ、サブキャリヤ番号ｋｐにおける周波数特性Ｕｉｐ，ｋｐは、以下の式で表される。
【数７】
【００６１】
ここでは、ＩＳＤＢ−Ｔ方式で採用されているＳＰ信号を基準信号とし、周波数特性を算出する方法を説明したが、振幅および位相が既知の信号であって、受信側において生成可能なシンボルであれば同様に、周波数特性を算出するための基準信号として利用することができる。すなわち、本発明は、周波数特性を算出するにあたり、基準信号としてＳＰ信号を用いることに限定されるものではない。
【００６２】
ところで、ＳＰ信号を用いて周波数特性を算出する場合、全てのシンボルおよびサブキャリヤにおける周波数特性を直接算出することができない。全てのシンボルおよびサブキャリヤにおける周波数特性を算出するためには、シンボルおよびサブキャリヤ方向に補間処理を行う必要がある。
【００６３】
補間部２０４が行うシンボル方向の補間には、例えば最新値保持法または線形補間法を用いることができる。最新値保持法を用いる場合、以下の式により補間処理を行う。
【数８】
また、線形補間法を用いる場合、以下の式により補間処理を行う。
【数９】
【００６４】
一方、サブキャリヤ方向の補間には、例えば線形補間法を用いることができ、以下の式により補間処理を行う。
【数１０】
【００６５】
（チャネル等化部）
次に、図２に示したチャネル等化部１６４について詳細に説明する。図４は、チャネル等化部１６４の構成を示すブロック図である。このチャネル等化部１６４は、除算部２１１を備えている。
【００６６】
除算部２１１は、以下の式のように、ＦＦＴ部１６２から入力されるキャリヤシンボルＸｋを、チャネル推定部１６３から入力される周波数特性Ｕｋで除算し、チャネル等化を行う。
【数１１】
ここで、Ｚｋはチャネル等化後のキャリヤシンボルを示す。
【００６７】
（シンボル再生部）
次に、図２に示したシンボル再生部１６９のデマッピング部１６５および再マッピング部１６７について詳細に説明する。
【００６８】
デマッピング部１６５は、チャネル等化部１６４から入力される、チャネル等化後のキャリヤシンボルから、送信されたキャリヤシンボルを推定し、複数ビットからなるパラレル信号を取り出す。再マッピング部１６７は、デマッピング部１６５から入力されるパラレル信号（複数ビットからなるパラレル信号）をキャリヤ変調し、キャリヤシンボルを再生する。ここで、前記式（１１）は、以下の式で表すことができる。
【数１２】
ただし、Ｔｋは送信キャリヤシンボル、Ｎｋは雑音成分を示す。
【００６９】
したがって、雑音成分Ｎｋが十分小さい場合は、以下の式で表すことができる。
【数１３】
ここで、ｄｅｃはマッピングおよび再マッピングを示す関数であり、具体的には、与えられたキャリヤシンボルとの間のノルムが最も小さい送信キャリヤシンボルを返す関数である。これにより、シンボル再生部１６９は、チャネル等化後のキャリヤシンボルをデマッピング部１６５にてデマッピングし、再マッピング部１６７にて再マッピングすることにより、送信キャリヤシンボルを得ることができる。
【００７０】
（ＭＥＲ算出部）
次に、図２に示したＭＥＲ算出部１６８について詳細に説明する。ＭＥＲ算出部１６８は、チャネル等化部１６４から入力される等化後のキャリヤシンボルＺｋと、再マッピング部１６７から入力される再生後のキャリヤシンボルＤｋとを用いて、以下の式で定義されるＭＥＲを算出する。
【数１４】
ここで、Ｋは全サブキャリヤ数を示す。なお、ＭＥＲの詳細については、下記の非特許文献を参照されたい。
ETR 290：Measurement guidelines for DVB Systems, ETSI Technical Report, may 1997
【００７１】
〔重み係数算出部〕
次に、図１に示した重み係数算出部１７について詳細に説明する。図５は、重み係数算出部１７の構成を示すブロック図である。この重み係数算出部１７は、自己相関行列算出部１７１、逆行列算出部１７２、パイロット挿入部１７３、乗算部１７４、ＯＦＤＭ再変調部１７５、相互相関ベクトル算出部１７６および乗算部１７７を備えている。
【００７２】
自己相関行列算出部１７１は、アレー素子数分の直交復調部１３から入力される等価ベースバンド信号を用いて、自己相関行列を算出する。自己相関行列算出部１７１の出力する自己相関行列は逆行列算出部１７２に入力される。逆行列算出部１７２は、自己相関行列算出部１７１から入力される自己相関行列の逆行列を算出する。逆行列算出部１７２の出力する自己相関行列の逆行列は２分配され、一方が乗算部１７７へ、他方がＤ／Ｕ測定部１５へ入力される。
【００７３】
パイロット挿入部１７３は、復調部１６から入力されるキャリヤシンボルに、既知のパイロット信号を挿入して新たなキャリヤシンボルを生成する。具体的には、キャリヤシンボルのうちパイロット信号に割り当てられたキャリヤシンボルを、既知のパイロット信号のキャリヤシンボルに置き換える。パイロット挿入部１７３の出力する新たなキャリヤシンボルは乗算部１７４へ入力される。乗算部１７４は、パイロット挿入部１７３から入力される新たなキャリヤシンボルに、復調部１６から入力される周波数特性を乗算する。乗算部１７４の出力するキャリヤシンボルは、周波数領域の参照信号としてＯＦＤＭ再変調部１７５へ入力される。
【００７４】
乗算部１７４の出力する周波数領域の参照信号は、周波数特性を用いて算出した信号であるから、参照信号には周波数特性が含まれる。重み係数算出部１７は、この参照信号を用いて希望波受信用重み係数を算出する。ここで、希望波のマルチパスが受信される環境においても、重み係数算出部１７は、希望波受信用アレー合成部１４によって干渉波を除去することが可能な希望波受信用重み係数を算出することができる。つまり、干渉波は希望波受信用アレー合成部１４によって除去され、マルチパスによる周波数特性歪みは復調部１６のチャネル等化部１６４によって等化される。これにより、ＯＦＤＭ信号合成用受信装置１は、ＯＦＤＭ信号を良好に受信することができる。
【００７５】
ＯＦＤＭ再変調部１７５は、乗算部１７４から入力される周波数領域の参照信号をＩＦＦＴし、時間領域の参照信号にＯＦＤＭ再変調する。ＯＦＤＭ再変調部１７５の出力する時間領域の参照信号は相互相関ベクトル算出部１７６へ入力される。
【００７６】
相互相関ベクトル算出部１７６は、アレー素子数分の直交復調部１３から入力される等価ベースバンド信号と、ＯＦＤＭ再変調部１７５から入力される参照信号とを用いて、相互相関ベクトルを算出する。相互相関ベクトル算出部１７６の出力する相互相関ベクトルは乗算部１７７へ入力される。
【００７７】
乗算部１７７は、逆行列算出部１７２から入力される自己相関行列の逆行列に、相互相関ベクトル算出部１７６から入力される相互相関ベクトルを乗算し、希望波受信用重み係数を算出する。乗算部１７７の出力する希望波受信用重み係数は、一方が希望波受信用アレー合成部１４へ入力され、他方がＤ／Ｕ測定部１５へ入力される。
である。
【００７８】
（参照信号）
次に、図５に示したＯＦＤＭ再変調部１７５により生成される参照信号の詳細について説明する。ＯＦＤＭ再変調部１７５は、乗算部１７４から入力される周波数領域の参照信号を、ＩＦＦＴにより時間領域の参照信号に変換する。ＯＦＤＭ再変調部１７５は、以下の式に示す処理を行う。
【数１５】
ここで、Ｒ０，Ｒ１，・・・，ＲＫ−１は周波数領域の参照信号を示し、ｒ（ｔ）は時間領域の参照信号を示す。
【００７９】
（自己相関行列、逆行列、相互相関ベクトル、希望波受信用重み係数）
次に、自己相関行列算出部１７１により算出される自己相関行列、逆行列算出部１７２により算出される自己相関行列の逆行列、相互相関ベクトル算出部１７６により算出される相互相関ベクトル、および乗算部１７７により算出される希望波受信用重み係数について詳細に説明する。
【００８０】
アレー素子数分の直交復調部１３から入力される等価ベースバンド信号の入力信号ベクトルを以下の式に示す。
【数１６】
また、希望波受信用にアレー合成された信号を以下の式に示す。
【数１７】
【００８１】
重み係数算出部１７は、前記式（１７）の希望波受信用にアレー合成された信号ｙ（ｔ）と参照信号ｒ（ｔ）との間の自乗誤差が最小となるように、希望波受信用重み係数を最適化する。
【００８２】
自乗誤差は、以下の式により定義される。
【数１８】
ここで、Ｅ［・］は期待値演算を示す。
【００８３】
前記式（１８）の自乗誤差を最小にする希望波受信用重み係数ｗｏｐｔは、以下の式で表される。
【数１９】
ここで、Ｒｘｘはｘ（ｔ）の自己相関行列を示し、ｒｘｒはｘ（ｔ）とｒ（ｔ）の相互相関ベクトルを示す。
【００８４】
ここで、自己相関行列および相互相関ベクトルをそれぞれ以下の式で表し、
【数２０】
【数２１】
希望波受信用重み係数の更新間隔を例えば１シンボル間隔として、処理を行う。ただし、上付きの＊は複素共役を示す。
【００８５】
すなわち、自己相関行列算出部１７１は、等価ベースバンド信号の入力信号ベクトルｘ（ｔ）を用いて、以下の式（２２）の処理を行い、自己相間行列Ｒｘｘ（ｎ）を算出する。また、相互相関ベクトル算出部１７６は、等価ベースバンド信号の入力信号ベクトルｘ（ｔ）および参照信号ｒ（ｔ）を用いて、以下の式（２３）の処理を行い、相互相関ベクトルｒｘｒ（ｎ）を算出する。
【数２２】
【数２３】
ここで、ｎは、希望波受信用重み係数の更新時間を示す。また、λは、０≦λ＜１を満たす適応係数を示し、忘却係数と呼ばれる。さらに、前記式（２２）および（２３）における右辺の第２項の期待値演算は、希望波受信用重み係数の更新間隔、例えば１シンボルのうちで有効シンボル期間に相当する期間における期待値を示す。
【００８６】
逆行列算出部１７２は、自己相関行列算出部１７１により算出された自己相間行列Ｒｘｘ（ｎ）の逆行列Ｒｘｘ−１（ｎ）を算出する。乗算部１７７は、逆行列算出部１７２により算出されたその逆行列Ｒｘｘ−１（ｎ）と、相互相関ベクトル算出部１７６により算出された相互相関ベクトルｒｘｒ（ｎ）とを乗算し、希望波受信用重み係数ｗ（ｎ）を算出する。したがって、重み係数算出部１７は、希望波受信用重み係数ｗ（ｎ）を、以下の式により求めることができる。
【数２４】
【００８７】
〔干渉波受信用重み係数算出部〕
次に、図１に示したＤ／Ｕ測定部１５の干渉波受信用重み係数算出部１５１について詳細に説明する。図６は、干渉波受信用重み係数算出部１５１の構成を示すブロック図である。この干渉波受信用重み係数算出部１５１は、直交ベクトル算出部２２１および乗算部２２２を備えている。
【００８８】
干渉波受信用重み係数算出部１５１は、重み係数算出部１７から入力される希望波受信用重み係数ｗおよび自己相関行列の逆行列Ｒｘｘ−１を用いて、アレー合成により希望波成分が抑圧される干渉波受信用重み係数ｖを算出する。
【００８９】
直交ベクトル算出部２２１は、重み係数算出部１７から入力される希望波受信用重み係数を用いて直交ベクトルを算出する。直交ベクトル算出部２２１の出力する直交ベクトルは乗算部２２２へ入力される。乗算部２２２は、直交ベクトル算出部２２１から入力される直交ベクトルに、重み係数算出部１７から入力される自己相関行列の逆行列を乗算し、干渉波受信用重み係数を求める。乗算部２２２の求めた干渉波受信用重み係数は干渉波受信用アレー合成部１５２に入力される。
【００９０】
希望波受信用重み係数をｗとすると、干渉波の到来方向ベクトルｓは以下の式を満たす。すなわち、これらは直交の関係にある。
【数２５】
前記式（２５）を満たすｓは、例えば以下の式により求めることができる。
【数２６】
ここで、Ｌはアンテナ１０のアレー素子数を示し、ｗｌは、干渉波受信用重み係数ｗの第ｌ番目の要素を示す。
【００９１】
また、ｅ，ｕは、以下の式により示すものである。
【数２７】
【数２８】
【００９２】
例えばＬ＝２のとき、
【数２９】
とすると、直交ベクトルｓは、以下の式により求めることができる。
【数３０】
【００９３】
したがって、干渉波に対して合成指向特性のビームを向け、アレー合成により希望波成分が抑圧される干渉波受信用重み係数は、以下の式により求めることができる。
【数３１】
【００９４】
〔同期再生部〕
次に、図１に示した同期再生部１８について詳細に説明する。図７は、同期再生部１８の構成を示すブロック図である。この同期再生部１８は、シンボル同期部１８１、フレーム同期部１８２、クロック同期部１８３、周波数同期部１８４および同期確立状態生成部１８５を備えている。
【００９５】
シンボル同期部１８１は、アレー素子数分の直交復調部１３から入力される等価ベースバンド信号を用いて、シンボルの同期再生処理を行い、シンボル同期位置を示すインデックスの同期情報を生成し、同期が確立しているときは同期が確立していることを示す状態信号を、同期が確立していないときは同期が確立していないことを示す状態信号を生成する。シンボル同期部１８１の出力する同期情報（シンボル同期位置のインデックス）は復調部１６へ入力され、状態信号は同期確立状態生成部１８５へ入力される。また、シンボル同期部１８１は、制御部１９から入力される初期化制御信号に基づいて、シンボルの同期再生処理をリセットし、ＯＦＤＭ信号合成用受信装置１の電源立上げ時と同様の初期化処理を行う。
【００９６】
フレーム同期部１８２は、アレー素子数分の直交復調部１３から入力される等価ベースバンド信号を用いて、フレームの同期再生処理を行い、フレーム同期位置を示すインデックスの同期情報を生成し、同期が確立しているときは同期が確立していることを示す状態信号を、同期が確立していないときは同期が確立していないことを示す状態信号を生成する。フレーム同期部１８２の出力する同期情報（フレーム同期位置のインデックス）は復調部１６へ入力され、状態信号は同期確立状態生成部１８５へ入力される。また、フレーム同期部１８２は、制御部１９から入力される初期化制御信号に基づいて、フレームの同期再生処理をリセットし、ＯＦＤＭ信号合成用受信装置１の電源立上げ時と同様の初期化処理を行う。
【００９７】
クロック同期部１８３は、アレー素子数分の直交復調部１３から入力される等価ベースバンド信号を用いて、クロックの同期再生処理を行い、図示しない発振器へのクロック制御情報を生成し、同期が確立しているときは同期が確立していることを示す状態信号を、同期が確立していないときは同期が確立していないことを示す状態信号を生成する。クロック同期部１８３の出力するクロック制御情報は図示しない発振器へ入力され、状態信号は同期確立状態生成部１８５へ入力される。また、クロック同期部１８３は、制御部１９から入力される初期化制御信号に基づいて、クロックの同期再生処理をリセットし、ＯＦＤＭ信号合成用受信装置１の電源立上げ時と同様の初期化処理を行う。
【００９８】
周波数同期部１８４は、アレー素子数分の直交復調部１３から入力される等価ベースバンド信号を用いて、周波数の同期再生処理を行い、等価ベースバンド信号の周波数オフセットを生成し、同期が確立しているときは同期が確立していることを示す状態信号を、同期が確立していないときは同期が確立していないことを示す状態信号を生成する。周波数同期部１８４の出力する周波数オフセットは同期情報として復調部１６へ入力され、状態信号は同期確立状態生成部１８５へ入力される。また、周波数同期部１８４は、制御部１９から入力される初期化制御信号に基づいて、周波数の同期再生処理をリセットし、ＯＦＤＭ信号合成用受信装置１の電源立上げ時と同様の初期化処理を行う。
【００９９】
同期確立状態生成部１８５は、シンボル同期部１８１、フレーム同期部１８２、クロック同期部１８３および周波数同期部１８４からそれぞれ入力される状態信号に基づいて、同期確立状態信号を生成する。具体的には、同期確立状態生成部１８５は、入力された全ての状態信号が、同期が確立していることを示している場合、同期確立状態であることを示す同期確立状態信号を生成する。また、入力された状態信号のうちの少なくとも１つの状態信号が、同期が確立していないことを示している場合、同期非確立状態であることを示す同期確立状態信号を生成する。同期確立状態生成部１８５の出力する同期確立状態信号は制御部１９へ入力される。
【０１００】
次に、図７に示したシンボル同期部１８１の詳細について説明する。図８は、シンボル同期部１８１の構成を示すブロック図である。このシンボル同期部１８１は、遅延部１８６、複素共役部１８７、乗算部１８８、移動平均フィルタ１８９、絶対値算出部１９０、最大値検出部１９１およびインデックス生成部１９２を備えている。
【０１０１】
遅延部１８６は、アレー素子数分の直交復調部１３から入力される等価ベースバンド信号に対し、有効シンボル長分の遅延処理を行う。遅延部１８６の出力する、遅延した等価ベースバンド信号は複素共役部１８７へ入力される。また、遅延部１８６は、制御部１９から入力される初期化制御信号に基づいて、遅延処理をリセットして初期化する。複素共役部１８７は、遅延部１８６から入力される、遅延した等価ベースバンド信号の複素共役値を求める。複素共役部１８７の出力する、有効シンボル長分遅延した等価ベースバンド信号の複素共役値は乗算部１８８へ入力される。
【０１０２】
乗算部１８８は、アレー素子数分の直交復調部１３から入力される等価ベースバンド信号に、複素共役部１８７から入力される、有効シンボル長分遅延した等価ベースバンド信号の複素共役値を乗算する。乗算部１８８の出力する乗算結果は移動平均フィルタ１８９へ入力される。移動平均フィルタ１８９は、乗算部１８８から入力される乗算結果にＧＩ長分の移動平均フィルタ処理を施し、移動平均値を算出する。また、移動平均フィルタ１８９は、制御部１９から入力される初期化制御信号に基づいて、移動平均フィルタ処理をリセットして初期化する。移動平均フィルタ１８９の出力する移動平均値は絶対値算出部１９０へ入力される。
【０１０３】
絶対値算出部１９０は、移動平均フィルタ１８９から入力される移動平均値の絶対値を算出し、振幅値を求める。絶対値算出部１９０の出力する振幅値は最大値検出部１９１へ入力される。最大値検出部１９１は、絶対値算出部１９０により入力される振幅値について、時間軸上における所定の１シンボル期間のポイント数についての振幅値に対し、その最大値を検出し、その最大値の振幅を有するポイント番号をインデックスとして生成する。また、最大値検出部１９１は、制御部１９から入力される初期化制御信号に基づいて、最大値検出処理をリセットして初期化する。最大値検出部１９１の出力するインデックスはインデックス生成部１９２へ入力される。
【０１０４】
インデックス生成部１９２は、最大値検出部１９１から入力される、最大値の振幅を有するインデックスを用いて、同期が確立しているか否かを判定して状態信号を生成し、インデックスの同期情報（シンボル）を生成する。また、インデックス生成部１９２は、制御部１９から入力される初期化制御信号に基づいて、インデックス生成処理をリセットして初期化する。インデックス生成部１９２の生成する同期情報（シンボル）は復調部１６へ入力され、状態信号は同期確立状態生成部１８５へ入力される。
【０１０５】
図９は、シンボル同期部１８１の最大値検出部１９１により生成され、インデックス生成部１９２へ入力されるインデックスの変遷を説明する図である。横軸が時間、縦軸がポイント番号のインデックスを示す。インデックス生成部１９２は、図９に示すように変遷するインデックスを入力する。インデックスｉ１の同期確立状態において、インデックスｉ１からインデックスｉ２，ｉ３への変遷に対し、インデックスｉ２，ｉ３は所定期間内で瞬時的に変遷したインデックスであると判定して無視し、インデックスｉ１の同期情報を出力し続ける。また、インデックスｉ１からｉ４への変遷に対し、インデックスｉ４は瞬時的に変遷したインデックスでないと判定し、同期が確立していないことを示す状態信号を生成して出力する。これにより、同期非確立状態となる。そして、インデックス生成部１９２は、所定期間内でインデックスｉ４の変化がない場合、インデックスｉ４の同期情報を生成して出力し、同期が確立していることを示す状態信号を生成して出力する。これにより、同期確立状態となる。このように、インデックス生成部１９２は、最大値検出部１９１から入力されるインデックスの所定期間内における変遷に基づいて、同期が確立していることを示す状態信号、または同期が確立していないことを示す状態信号を生成し、同期が確立しているときのインデックスを同期情報として出力する。
【０１０６】
なお、ここではシンボル同期部１８１の詳細についてのみ説明したが、フレーム同期部１８２、クロック同期部１８３および周波数同期部１８４についても、シンボル同期部１８１と同様の同期再生処理を行い、同期情報および状態信号を生成し、初期化制御信号に基づいて、同期再生処理をリセットして初期化する。
【０１０７】
〔希望波電力算出部、干渉波電力算出部、Ｄ／Ｕ算出部〕
次に、図１に示したＤ／Ｕ測定部１５の希望波電力算出部１５３、干渉波電力算出部１５４およびＤ／Ｕ算出部１５５について詳細に説明する。希望波電力算出部１５３は、希望波受信用アレー合成部１４から入力される希望波受信用にアレー合成された等価ベースバンド信号から、以下の式により希望波電力ＰＤを算出する。
【数３２】
また、干渉波電力算出部１５４は、干渉波受信用アレー合成部１５２から入力される干渉波受信用にアレー合成された等価ベースバンド信号から、以下の式により干渉波電力ＰＵを算出する。
【数３３】
ここで、Ｅ［・］は期待値演算を示す。
【０１０８】
したがって、Ｄ／Ｕ算出部１５５は、以下の式により、受信信号の希望波電力および干渉波電力の比であるＤ／Ｕ Γを算出する。
【数３４】
【０１０９】
〔制御部〕
次に、図１に示した制御部１９について詳細に説明する。図１０は、制御部１９の処理を示すフローチャートである。制御部１９は、以下の（ａ）〜（ｃ）のいずれかの場合に、初期化制御信号を生成し、重み係数算出部１７および同期再生部１８をリセットして初期化する。
（ａ）同期再生部１８により生成された同期確立状態信号にて、同期が確立していない状態（非確立状態）が所定時間継続した場合
（ｂ）同期確立状態において、Ｄ／Ｕ測定部１５により測定されたＤ／Ｕが、所定期間の間、負（干渉波の受信電力が希望波の受信電力よりも大きい状態）である場合
（ｃ）同期確立状態において、復調部１６により算出されたＭＥＲが、所定期間の間、所定値未満の場合
【０１１０】
放送が休止して干渉波のみが送信されているときに、放送が開始して希望波の送信が始まり、希望波の受信電力が干渉波の受信電力よりも大きくなった場合、（ｂ）の状態となる。制御部１９は、（ｂ）の状態を判定することにより、初期化制御信号を生成し、重み係数算出部１７および同期再生部１８をリセットして初期化する。これにより、同期再生部１８は、受信している希望波および干渉波に応じて新たな同期情報を生成し、重み係数算出部１７は、予め設定された初期値の希望波受信用重み係数を出力し、復調部１６は、同期再生部１８により生成された同期情報に基づいて、受信している希望波および干渉波に応じた新たなキャリヤシンボルおよび周波数特性を算出する。そして、重み係数算出部１７は、受信している希望波および干渉波の等価ベースバンド信号、並びに新たなキャリヤシンボルおよび周波数特性に基づいて、新たな希望波受信用重み係数を算出し、希望波受信用アレー合成部１４は、受信している希望波が反映されたアレー合成信号を生成する。また、干渉波受信用重み係数算出部１５１は、新たな干渉波受信用重み係数を算出し、干渉波受信用アレー合成部１５２は、受信している干渉波が反映されたアレー合成信号を生成する。つまり、本来受信すべき希望波を抑圧し続けることなく、希望波を受信するために干渉波を抑圧することが可能となる。
【０１１１】
制御部１９は、同期再生部１８から同期確立状態信号を入力し、同期確立状態信号が同期非確立状態を示しているか、または同期確立状態を示しているかを判定する（ステップＳ１００１）。同期非確立状態を示していると判定した場合（ステップＳ１００１：同期非確立）、非確立状態の同期確立状態信号を継続して入力したまま、所定時間経過したか否かを判定する（ステップＳ１００２）。所定時間経過したことを判定した場合（ステップＳ１００２：Ｙ）、初期化制御信号を生成し、重み係数算出部１７および同期再生部１８に出力し（ステップＳ１００５）、ステップＳ１００１へ移行する。一方、所定時間経過していないと判定した場合（ステップＳ１００２：Ｎ）、ステップＳ１００１へ移行する。
【０１１２】
制御部１９は、ステップＳ１００１において、同期確立状態信号が同期確立状態を示していると判定した場合（ステップＳ１００１：同期確立）、Ｄ／Ｕ測定部１５から入力されるＤ／Ｕと０とを比較し、Ｄ／Ｕが所定期間の間負であるか否かを判定する（ステップＳ１００３）。Ｄ／Ｕが負であると判定した場合（ステップＳ１００３：Ｙ）、すなわち、前記（ｂ）のとおり、同期確立状態において干渉波の受信電力が希望波の受信電力よりも大きい場合、初期化制御信号を生成し、重み係数算出部１７および同期再生部１８に出力し（ステップＳ１００５）、ステップＳ１００１へ移行する。
【０１１３】
制御部１９は、ステップＳ１００３において、Ｄ／Ｕが負でないと判定した場合（ステップＳ１００３：Ｎ）、復調部１６から入力されるＭＥＲと予め設定された所定値とを比較し、ＭＥＲが所定期間の間、所定値未満であるか否かを判定し（ステップＳ１００４）、所定値未満であると判定した場合（ステップＳ１００４：Ｙ）、初期化制御信号を生成し、重み係数算出部１７および同期再生部１８に出力し（ステップＳ１００５）、ステップＳ１００１へ移行する。所定値未満でないと判定した場合（ステップＳ１００４：Ｎ）、ステップＳ１００１へ移行する。
【０１１４】
このように、制御部１９は、前記（ａ）〜（ｃ）を判定し、初期化制御信号を生成し、重み係数算出部１７および同期再生部１８をリセットして初期化する。特に、制御部１９は、同期再生部１８からの同期確立状態信号およびＤ／Ｕ測定部１５からのＤ／Ｕに基づいて、同期確立状態におけるＤ／Ｕが負である状態を判定することにより、放送が休止して干渉波のみが送信されている状態から、放送が開始して希望波の送信が始まり、希望波の受信電力が干渉波の受信電力よりも大きくなったことを検知し、初期化制御信号を生成して重み係数算出部１７および同期再生部１８をリセットして初期化する。これにより、到来する希望波および干渉波に応じて、希望波受信用重み係数および干渉波受信用重み係数が算出され、アレー合成信号が生成される。つまり、本来受信すべき希望波を抑圧し続けることなく、希望波を受信するために干渉波を抑圧することが可能となる。
【０１１５】
次に、図１０に示した制御部１９による前記（ｂ）の処理（同期確立状態において干渉波の受信電力が希望波の受信電力よりも大きい場合の処理、すなわち、ステップＳ１００１：同期確立、ステップＳ１００３：ＹおよびステップＳ１００５の処理）とＯＦＤＭ信号合成用受信装置１の動作との関係について詳細に説明する。図１２（１）は通常時の動作を説明する図であり、図１２（２）は希望波停波時（放送休止時）の動作を説明する図であり、図１２（３）は希望波送信開始後（放送開始後）の動作（本発明が解決すべき課題）を説明する図である。
【０１１６】
図１２（１）において、放送が開始している通常時には、希望波および干渉波が送信され、希望波の受信電力が干渉波の受信電力よりも大きくなっている。ＯＦＤＭ信号合成用受信装置１の希望波受信用アレー合成部１４によりアレー合成された信号の受信電力は、干渉波が抑圧されて希望波が反映された電力となり、干渉波受信用アレー合成部１５２によりアレー合成された信号の受信電力は、希望波が抑圧されて干渉波が反映された電力となる。したがって、ＯＦＤＭ信号合成用受信装置１は、希望波の信号を復調するから、正常に動作していることになる。
【０１１７】
また、図１２（２）において、放送が休止している希望波停波時には、干渉波のみが送信されている。ＯＦＤＭ信号合成用受信装置１は、ＯＦＤＭ信号を受信する装置であるから、希望波受信用アレー合成部１４によりアレー合成された信号の受信電力は、干渉波を希望波とみなした電力となり（干渉波の電力が希望波の電力となり）、干渉波受信用アレー合成部１５２によりアレー合成された信号の受信電力は、０に近い値となる。
【０１１８】
また、図１２（３）において、図１２（２）の状態から放送が開始して希望波送信開始後には、図１２（１）と同様に、希望波および干渉波が送信され、希望波の受信電力が干渉波の受信電力よりも大きくなっている。前述したとおり、希望波と干渉波のシンボル同期位置またはフレーム同期位置などが一致しているときには、従来のＯＦＤＭ信号合成用受信装置は、以前から継続して同期が確立しているものと判定し、干渉波を希望波とみなして信号を復調する。つまり、従来のＯＦＤＭ信号合成用受信装置は、放送が開始する前からの同期確立状態が継続し、本来受信すべき希望波を抑圧してしまい、干渉波を受信し続けてしまう。つまり、図１に示したＯＦＤＭ信号合成用受信装置１において、重み係数算出部１７および同期再生部１８が初期化されない場合には（従来のＯＦＤＭ信号合成用受信装置では）、希望波受信用アレー合成部１４によりアレー合成された信号の受信電力は、希望波が抑圧されて干渉波が反映された電力となり、干渉波受信用アレー合成部１５２によりアレー合成された信号の受信電力は、干渉波が抑圧されて希望波が反映された電力となる。つまり、従来のＯＦＤＭ信号合成用受信装置は、干渉波の信号を復調するから、正常に動作していないことになる。
【０１１９】
図１に示した本発明の実施形態によるＯＦＤＭ信号合成用受信装置１は、図１２（２）の状態から図１２（３）の状態に変化した場合、この変化を、図１０に示したステップＳ１００１およびステップＳ１００３の処理によって検出する。すなわち、同期確立状態において、Ｄ／Ｕ測定部１５により測定されたＤ／Ｕが、所定期間の間、負である状態（干渉波の受信電力が希望波の受信電力よりも大きい状態）を検出する。そして、初期化制御信号を生成し、重み係数算出部１７および同期再生部１８をリセットして初期化する。これにより、ＯＦＤＭ信号合成用受信装置１は、図１２（１）に示した通常時の動作のとおり、本来受信すべき希望波を抑圧し続けることなく、希望波を受信するために干渉波を抑圧することができる。
【０１２０】
〔実験結果〕
次に、計算機シミュレーションにより得られたＤ／Ｕの実験結果について説明する。図１１は、到来波間のＤ／Ｕと、図１に示したＯＦＤＭ信号合成用受信装置１のＤ／Ｕ算出部１５５が出力するＤ／Ｕ（推定Ｄ／Ｕ）との間の関係を、計算機シミュレーションにより求めた実験結果を示している。この実験結果は、希望波と干渉波がともにＩＳＤＢ−Ｔによる信号であり、ＧＩ比も同一である場合において、希望波および干渉波の２波のうち、干渉波のみが到来している状態から、放送が開始して希望波の送信が始まるという状況を想定している。また、希望波と干渉波のシンボル同期位置は厳密に一致しているものとし、アンテナ１０のアレー素子間隔は、搬送波周波数における波長の半分の長さとし、干渉波が０度から到来し、希望波が９０度から到来するものとする。また、ＯＦＤＭ信号合成用受信装置１は、希望波が送信を開始する前は、干渉波のみが到来している状態で動作をしている。すなわち、ＯＦＤＭ信号合成用受信装置１は、干渉波を受信しているため、図１１に示す座標軸であるＤ／Ｕは、実際のＤ／Ｕの逆数（ｄＢでは正負が逆）の状態になっている。この状態から、放送が開始して希望波の送信が始まると、図１１に示す特性となる。
【０１２１】
図１１によれば、Ｄ／Ｕは、ＯＦＤＭ信号合成用受信装置１のＤ／Ｕ算出部１５５により正しく推定されていることがわかる。つまり、干渉波のみが到来している状態から希望波の送信が開始し、希望波の受信電力が干渉波の受信電力よりも大きくなった場合、ＯＦＤＭ信号合成用受信装置１によって、希望波が抑圧されていることが検知され、重み係数算出部１７および同期再生部１８がリセットされ初期化されることがわかる。つまり、ＯＦＤＭ信号合成用受信装置１によって、図１２（１）に示したように、本来受信すべき希望波が抑圧されることがなく、通常時の動作のように、干渉波が抑圧されることがわかる。
【０１２２】
以上のように、図１に示した本発明の実施形態によるＯＦＤＭ信号合成用受信装置１によれば、制御部１９は、干渉波のみが送信されている状態から、希望波の送信が始まって希望波の受信電力が干渉波の受信電力よりも大きくなった状態への変化を検出するようにした。具体的には、制御部１９は、同期再生部１８からの同期確立状態信号に基づいて同期確立状態を判定し、同期確立状態において、Ｄ／Ｕ測定部１５からのＤ／Ｕに基づいて、希望波の受信電力が干渉波の受信電力よりも大きい状態（Ｄ／Ｕが負の状態）を判定し、初期化制御信号を重み係数算出部１７および同期再生部１８に出力し、重み係数算出部１７および同期再生部１８をリセットして初期化するようにした。ここで、干渉波のみが送信されているときは同期確立状態になっており、その後、希望波の送信が始まって希望波の受信電力が干渉波の受信電力よりも大きくなったときは、同期確立状態のままでＤ／Ｕが負となるから、制御部１９は、前述の状態変化を検出することができる。
【０１２３】
これにより、重み係数算出部１７および同期再生部１８は初期化され、同期再生部１８は、新たな同期情報を生成し、重み係数算出部１７は、初期値の希望波受信用重み係数を出力し、復調部１６は、同期再生部１８により生成された同期情報に基づいて、受信している希望波および干渉波に応じた新たなキャリヤシンボルおよび周波数特性を算出する。そして、重み係数算出部１７は、受信している希望波および干渉波の等価ベースバンド信号、並びに新たなキャリヤシンボルおよび周波数特性に基づいて、新たな希望波受信用重み係数を算出し、希望波受信用アレー合成部１４は、受信している希望波が反映されたアレー合成信号を生成すると共に、干渉波受信用重み係数算出部１５１は、新たな干渉波受信用重み係数を算出し、干渉波受信用アレー合成部１５２は、受信している干渉波が反映されたアレー合成信号を生成することができる。つまり、本来受信すべき希望波を抑圧し続けることなく、希望波を受信するために干渉波を抑圧することが可能となる。
【符号の説明】
【０１２４】
１ ＯＦＤＭ信号合成用受信装置
１０ アンテナ
１１ 周波数変換部
１２ Ａ／Ｄ変換部
１３ 直交復調部
１４ 希望波受信用アレー合成部
１５ Ｄ／Ｕ測定部
１６ 復調部
１７ 重み係数算出部
１８ 同期再生部
１９ 制御部
１４１，１５７，１７４，１７７，１８８，２２２ 乗算部
１４２，１５８ 加算部
１４３，１５９，１８７ 複素共役部
１５１ 干渉波受信用重み係数算出部
１５２ 干渉波受信用アレー合成部
１５３ 希望波電力算出部
１５４ 干渉波電力算出部
１５５ Ｄ／Ｕ算出部
１６１ ＧＩ除去部
１６２ ＦＦＴ部
１６３ チャネル推定部
１６４ チャネル等化部
１６５ デマッピング部
１６６ パラレルシリアル変換部
１６７ 再マッピング部
１６８ ＭＥＲ算出部
１６９ シンボル再生部
１７１ 自己相関行列算出部
１７２ 逆行列算出部
１７３ パイロット挿入部
１７５ ＯＦＤＭ再変調部
１７６ 相互相関ベクトル算出部
１８１ シンボル同期部
１８２ フレーム同期部
１８３ クロック同期部
１８４ 周波数同期部
１８５ 同期確立状態生成部
１８６ 遅延部
１８９ 移動平均フィルタ
１９０ 絶対値算出部
１９１ 最大値検出部
１９２ インデックス生成部
２０１ パイロット抽出部
２０２ パイロット生成部
２０３，２１１ 除算部
２０４ 補間部
２２１ 直交ベクトル算出部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアレー素子で構成されるアレーアンテナによってＯＦＤＭ波を受信し、ビット列を出力するＯＦＤＭ信号合成用受信装置であって、
受信したＯＦＤＭ波の等価ベースバンド信号を、時間領域において重み付けにより合成し、アレー合成信号を生成する希望波受信用アレー合成部と、
前記希望波受信用アレー合成部により生成されたアレー合成信号を復調し、ビット列を出力する復調部と、
前記復調部におけるチャネル等化またはシンボル再生により得られたキャリヤシンボル、およびチャネル推定により得られた周波数特性に基づいて、時間領域の参照信号を生成し、前記アレー合成信号と前記時間領域の参照信号との間の誤差が最小となるように最適化し、前記希望波受信用アレー合成部における重み付けのために用いる、干渉波を抑圧するための希望波受信用重み係数を算出する重み係数算出部と、
前記時間領域の等価ベースバンド信号に基づいて同期を再生し、同期が確立しているか否かを示す同期確立状態信号を生成する同期再生部と、
前記時間領域の等価ベースバンド信号に基づいて、Ｄ／Ｕ（Ｄｅｓｉｒｅｄ ｔｏ Ｕｎｄｅｓｉｒｅｄ ｓｉｇｎａｌ ｒａｔｉｏ）を測定するＤ／Ｕ測定部と、
前記同期再生部により生成された同期確立状態信号に基づいて、同期が確立していることを判定し、前記Ｄ／Ｕ測定部により測定されたＤ／Ｕが負であることを判定し、前記重み係数算出部および前記同期再生部を初期化する制御部と、を備えたことを特徴とするＯＦＤＭ信号合成用受信装置。
【請求項２】
請求項１に記載のＯＦＤＭ信号合成用受信装置において、
前記Ｄ／Ｕ測定部は、
前記重み係数算出部により算出された希望波受信用重み係数に基づいて、希望波を抑圧するための干渉波受信用重み係数を算出する干渉波受信用重み係数算出部と、
前記干渉波受信用重み係数算出部により算出された干渉波受信用重み係数を用いて、前記等価ベースバンド信号を時間領域において重み付けにより合成し、アレー合成信号を生成する干渉波受信用アレー合成部と、
前記希望波受信用アレー合成部により生成されたアレー合成信号の電力を、希望波電力として算出する希望波電力算出部と、
前記干渉波受信用アレー合成部により生成されたアレー合成信号の電力を、干渉波電力として算出する干渉波電力算出部と、
前記希望波電力算出部により算出された希望波電力および前記干渉波電力算出部により算出された干渉波電力からＤ／Ｕを算出するＤ／Ｕ算出部と、を備えたことを特徴とするＯＦＤＭ信号合成用受信装置。
【請求項３】
請求項１に記載のＯＦＤＭ信号合成用受信装置において、
前記重み係数算出部は、
前記時間領域の等価ベースバンド信号における自己相関行列を算出する自己相関行列算出部と、
前記自己相関行列算出部により算出された自己相関行列の逆行列を算出する逆行列算出部と、
前記時間領域の等価ベースバンド信号および前記時間領域の参照信号から相互相関ベクトルを算出する相互相関ベクトル算出部と、
前記逆行列算出部により算出された自己相関行列の逆行列に、前記相互相関ベクトル算出部により算出された相互相関ベクトルを乗算し、希望波受信用重み係数を求める乗算部と、を備えたことを特徴とするＯＦＤＭ信号合成用受信装置。
【請求項４】
請求項２に記載のＯＦＤＭ信号合成用受信装置において、
前記Ｄ／Ｕ測定部の干渉波受信用重み係数算出部は、
前記重み係数算出部により算出された希望波受信用重み係数と直交する直交ベクトルを算出する直交ベクトル算出部と、
前記直交ベクトル算出部により算出された直交ベクトルに、前記時間領域の等価ベースバンド信号における自己相関行列の逆行列を乗算し、干渉波受信用重み係数を求める乗算部と、を備えたことを特徴とするＯＦＤＭ信号合成用受信装置。
【請求項５】
請求項１に記載のＯＦＤＭ信号合成用受信装置において、
前記同期再生部は、
前記時間領域の等価ベースバンド信号に基づいてシンボル同期再生を行い、シンボル同期が確立しているか否かを示す状態信号を生成するシンボル同期部と、
前記時間領域の等価ベースバンド信号に基づいてフレーム同期再生を行い、フレーム同期が確立しているか否かを示す状態信号を生成するフレーム同期部と、
前記時間領域の等価ベースバンド信号に基づいてクロック同期再生を行い、クロック同期が確立しているか否かを示す状態信号を生成するクロック同期部と、
前記時間領域の等価ベースバンド信号に基づいて周波数同期再生を行い、周波数同期が確立しているか否かを示す状態信号を生成する周波数同期部と、
前記シンボル同期部、フレーム同期部、クロック同期部および周波数同期部により生成された全ての状態信号が、同期が確立していることを示している場合、同期が確立していることを示す同期確立状態信号を生成し、前記状態信号のうちの少なくとも１つの信号が、同期が確立していないことを示している場合、同期が確立していないことを示す同期確立状態信号を生成する同期確立状態生成部と、を備えることを特徴とするＯＦＤＭ信号合成用受信装置。
【請求項６】
請求項１に記載のＯＦＤＭ信号合成用受信装置において、
前記復調部は、チャネル等化により得たキャリヤシンボルおよびシンボル再生により得たキャリヤシンボルに基づいてＭＥＲ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｉｏ）を算出し、
前記制御部は、
前記同期再生部により生成された同期確立状態信号に基づいて、同期が確立していることを判定し、かつ、前記Ｄ／Ｕ測定部により測定されたＤ／Ｕが所定期間の間負であることを判定した場合、
前記同期確立状態信号に基づいて、同期が確立していないことを判定し、かつ、前記同期が確立していない状態で所定時間経過したことを判定した場合、または、
前記同期確立状態信号に基づいて、同期が確立していることを判定し、かつ、前記復調部により算出されたＭＥＲに基づいて、所定期間の間、前記ＭＥＲが所定値よりも小さいと判定した場合、
前記重み係数算出部および前記同期再生部を初期化する、ことを特徴とするＯＦＤＭ信号合成用受信装置。
【請求項１】
複数のアレー素子で構成されるアレーアンテナによってＯＦＤＭ波を受信し、ビット列を出力するＯＦＤＭ信号合成用受信装置であって、
受信したＯＦＤＭ波の等価ベースバンド信号を、時間領域において重み付けにより合成し、アレー合成信号を生成する希望波受信用アレー合成部と、
前記希望波受信用アレー合成部により生成されたアレー合成信号を復調し、ビット列を出力する復調部と、
前記復調部におけるチャネル等化またはシンボル再生により得られたキャリヤシンボル、およびチャネル推定により得られた周波数特性に基づいて、時間領域の参照信号を生成し、前記アレー合成信号と前記時間領域の参照信号との間の誤差が最小となるように最適化し、前記希望波受信用アレー合成部における重み付けのために用いる、干渉波を抑圧するための希望波受信用重み係数を算出する重み係数算出部と、
前記時間領域の等価ベースバンド信号に基づいて同期を再生し、同期が確立しているか否かを示す同期確立状態信号を生成する同期再生部と、
前記時間領域の等価ベースバンド信号に基づいて、Ｄ／Ｕ（Ｄｅｓｉｒｅｄ ｔｏ Ｕｎｄｅｓｉｒｅｄ ｓｉｇｎａｌ ｒａｔｉｏ）を測定するＤ／Ｕ測定部と、
前記同期再生部により生成された同期確立状態信号に基づいて、同期が確立していることを判定し、前記Ｄ／Ｕ測定部により測定されたＤ／Ｕが負であることを判定し、前記重み係数算出部および前記同期再生部を初期化する制御部と、を備えたことを特徴とするＯＦＤＭ信号合成用受信装置。
【請求項２】
請求項１に記載のＯＦＤＭ信号合成用受信装置において、
前記Ｄ／Ｕ測定部は、
前記重み係数算出部により算出された希望波受信用重み係数に基づいて、希望波を抑圧するための干渉波受信用重み係数を算出する干渉波受信用重み係数算出部と、
前記干渉波受信用重み係数算出部により算出された干渉波受信用重み係数を用いて、前記等価ベースバンド信号を時間領域において重み付けにより合成し、アレー合成信号を生成する干渉波受信用アレー合成部と、
前記希望波受信用アレー合成部により生成されたアレー合成信号の電力を、希望波電力として算出する希望波電力算出部と、
前記干渉波受信用アレー合成部により生成されたアレー合成信号の電力を、干渉波電力として算出する干渉波電力算出部と、
前記希望波電力算出部により算出された希望波電力および前記干渉波電力算出部により算出された干渉波電力からＤ／Ｕを算出するＤ／Ｕ算出部と、を備えたことを特徴とするＯＦＤＭ信号合成用受信装置。
【請求項３】
請求項１に記載のＯＦＤＭ信号合成用受信装置において、
前記重み係数算出部は、
前記時間領域の等価ベースバンド信号における自己相関行列を算出する自己相関行列算出部と、
前記自己相関行列算出部により算出された自己相関行列の逆行列を算出する逆行列算出部と、
前記時間領域の等価ベースバンド信号および前記時間領域の参照信号から相互相関ベクトルを算出する相互相関ベクトル算出部と、
前記逆行列算出部により算出された自己相関行列の逆行列に、前記相互相関ベクトル算出部により算出された相互相関ベクトルを乗算し、希望波受信用重み係数を求める乗算部と、を備えたことを特徴とするＯＦＤＭ信号合成用受信装置。
【請求項４】
請求項２に記載のＯＦＤＭ信号合成用受信装置において、
前記Ｄ／Ｕ測定部の干渉波受信用重み係数算出部は、
前記重み係数算出部により算出された希望波受信用重み係数と直交する直交ベクトルを算出する直交ベクトル算出部と、
前記直交ベクトル算出部により算出された直交ベクトルに、前記時間領域の等価ベースバンド信号における自己相関行列の逆行列を乗算し、干渉波受信用重み係数を求める乗算部と、を備えたことを特徴とするＯＦＤＭ信号合成用受信装置。
【請求項５】
請求項１に記載のＯＦＤＭ信号合成用受信装置において、
前記同期再生部は、
前記時間領域の等価ベースバンド信号に基づいてシンボル同期再生を行い、シンボル同期が確立しているか否かを示す状態信号を生成するシンボル同期部と、
前記時間領域の等価ベースバンド信号に基づいてフレーム同期再生を行い、フレーム同期が確立しているか否かを示す状態信号を生成するフレーム同期部と、
前記時間領域の等価ベースバンド信号に基づいてクロック同期再生を行い、クロック同期が確立しているか否かを示す状態信号を生成するクロック同期部と、
前記時間領域の等価ベースバンド信号に基づいて周波数同期再生を行い、周波数同期が確立しているか否かを示す状態信号を生成する周波数同期部と、
前記シンボル同期部、フレーム同期部、クロック同期部および周波数同期部により生成された全ての状態信号が、同期が確立していることを示している場合、同期が確立していることを示す同期確立状態信号を生成し、前記状態信号のうちの少なくとも１つの信号が、同期が確立していないことを示している場合、同期が確立していないことを示す同期確立状態信号を生成する同期確立状態生成部と、を備えることを特徴とするＯＦＤＭ信号合成用受信装置。
【請求項６】
請求項１に記載のＯＦＤＭ信号合成用受信装置において、
前記復調部は、チャネル等化により得たキャリヤシンボルおよびシンボル再生により得たキャリヤシンボルに基づいてＭＥＲ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｉｏ）を算出し、
前記制御部は、
前記同期再生部により生成された同期確立状態信号に基づいて、同期が確立していることを判定し、かつ、前記Ｄ／Ｕ測定部により測定されたＤ／Ｕが所定期間の間負であることを判定した場合、
前記同期確立状態信号に基づいて、同期が確立していないことを判定し、かつ、前記同期が確立していない状態で所定時間経過したことを判定した場合、または、
前記同期確立状態信号に基づいて、同期が確立していることを判定し、かつ、前記復調部により算出されたＭＥＲに基づいて、所定期間の間、前記ＭＥＲが所定値よりも小さいと判定した場合、
前記重み係数算出部および前記同期再生部を初期化する、ことを特徴とするＯＦＤＭ信号合成用受信装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１１−１３５５４０（Ｐ２０１１−１３５５４０Ａ）
【公開日】平成２３年７月７日（２０１１．７．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２９５７２１（Ｐ２００９−２９５７２１）
【出願日】平成２１年１２月２５日（２００９．１２．２５）
【出願人】（０００００４３５２）日本放送協会 (2,206)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月７日（２０１１．７．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月２５日（２００９．１２．２５）
【出願人】（０００００４３５２）日本放送協会 (2,206)
【Ｆターム（参考）】
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