説明

OFDM方式の放送波受信機

【目的】 受信した信号が広帯域及び狭帯域のうちのいずれの信号であるかを自動識別して受信することができるOFDM方式の放送波受信機を提供する。
【構成】 受信信号を復調手段にてOFDM復調して得られた複数の周波数毎の信号のうちの所定の周波数に搬送波信号が存在するか否かを判別し、その判別結果に応じて復調手段の復調動作を制御する。
【効果】 受信した信号が広帯域及び狭帯域のうちのいずれの信号であるかを自動識別して適切に受信することができる。

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplex:直交周波数分割多重)方式の放送波受信機に関する。
【0002】
【従来の技術】ディジタルオーディオ放送(以下DABと称する)に採用する変調方式としてOFDM方式が適していることが知られている。OFDM方式とは多数の搬送波(サブキャリア)を用いる多搬送波変調方式であり、その各搬送波は直交関係にある。このため、OFDM方式は周波数利用効率を最大にできるという利点を有している。
【0003】OFDM方式のDABシステムにおいては、送信機側では入力データがシリアル−パラレル変換器によりパラレルデータに変換された後、パラレルデータは差動符号化器によりπ/4シフトQPSKシンボルに変換される。そして、このシンボルは高速逆フーリエ変換器(IFFT)により変調され、これによりベースバンド信号の同相成分及び直交成分が各々得られる。IFFTの各出力はD/A変換された後、局部発振器からの発振信号により直交変調し、更に所望の周波数の送信信号に変換してアンテナから送信される。一方、受信機側では送信側とは逆の動作が行なわれる。すなわち、アンテナで得られた信号は中間周波信号に変換された後、直交復調器によりベースバンド信号の同相成分及び直交成分が各々抽出される。この直交復調器の出力信号はA/D変換器でディジタル化され、高速フーリエ変換器(FFT)でフーリエ変換される。フーリエ変換によって搬送波毎の信号が得られ、その後、搬送波毎に差動復号化器により差動復号される。差動復号化器の出力信号はパラレル−シリアル変換器でシリアルデータとされ、これが受信したデータとなる。実際にはこのシリアルデータはエラー訂正等のデータ処理を施した後、アナログ信号に変換される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ヨーロッパにおいては、実用化に向けてDABに用いる伝送帯域幅を1.536MHzと設定し、伝送モードに応じて、搬送波の数を変更することが考えられており、例えば、モード1においては、1536本の搬送波を用いる。しかしながら、このようなこのような広帯域の信号を用いるでは周波数に空きがない国ではOFDM方式のDABシステムの導入が難しく、より狭帯域のシステムが望まれている。従って、広帯域の送信信号と狭帯域の送信信号とが混在する可能性があり、受信機側では受信した信号が広帯域及び狭帯域のうちのいずれの信号であるかを識別して受信することが必要となる。
【0005】そこで、本発明の目的は、受信した信号が広帯域及び狭帯域のうちのいずれの信号であるかを自動識別して受信することができるOFDM方式の放送波受信機を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明のOFDM方式の放送波受信機は、アンテナからの高周波信号の中から所望の周波数の信号を受信信号として選択する同調手段と、受信信号をOFDM復調して予め定められた複数の周波数毎の信号を得る復調手段と、受信信号の帯域幅を検出してその帯域幅を示す帯域検出信号を発生する帯域検出手段と、帯域検出信号に応じて復調手段の復調動作を制御する制御手段とからなるOFDM方式の放送波受信機であって、帯域検出手段は複数の周波数のうちの所定の周波数に搬送波信号が存在するか否かを判別し、その判別結果を帯域検出信号として出力することを特徴としている。
【0007】
【作用】本発明によれば、受信信号を復調手段においてOFDM復調して得られた複数の周波数毎の信号のうちの所定の周波数に搬送波信号が存在するか否かが判別され、その判別結果に応じて復調手段の復調動作が制御される。
【0008】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。図1は本発明の一実施例であるOFDM方式の放送波受信機を示している。この受信機において、アンテナ1からのRF(Radio Frequency)信号は同調手段としてのフロントエンド2に供給され、そのフロントエンド2にてRF信号のうちの所望の周波数の信号が中間周波信号に変換された後、直交復調器3に供給される。直交復調器3は2つの混合器4,5、局部発振器6、移相器7及びLPF(ローパスフィルタ)8,9からなる。混合器4は局部発振器6から出力される発振信号と中間周波信号とを混合してベースバンド信号の同相成分信号Iを出力する。同相成分信号IはLPF8を介して直交復調器3から出力される。また、局部発振器6から出力される発振信号の位相は移相器7によって90°だけ変化された後、移相された発振信号が混合器5に供給される。混合器5は移相器7から出力される発振信号と中間周波信号とを混合してベースバンド信号の直交成分信号Qを出力する。直交成分信号QはLPF9を介して直交復調器3から出力される。
【0009】直交復調器3の出力にはA/D変換器10,11が接続されている。A/D変換器10はLPF8を経た同相成分信号Iをディジタル信号に変換し、A/D変換器11はLPF9を経た直交成分信号Qをディジタル信号に変換する。A/D変換器10,11のサンプリング周波数は例えば、2.048MHzである。A/D変換器10,11の出力にはFFT(高速フーリエ変換器)12が接続されている。FFT12は高速フーリエ変換により時間軸から周波数軸上への変換を行なって、後述の制御部19からの制御信号に応じたキャリアの数(n個)の変換結果、すなわちキャリアの位相情報(in,qn)を差動復号化部13に出力する。
【0010】差動復号化部13は、入力されるn個のキャリアに関する位相情報に基づいて差動復号を行なう。差動復号は入力される前回の位相情報の共役複素と、今回の位相情報の乗算を各キャリア毎に行なうことにより、前回の位相情報と今回の位相情報との位相差を求める。各差動復号出力はパラレル−シリアル変換器16によってシリアルデータに変換されるようになっている。パラレル−シリアル変換器16の出力にはエラー訂正部17を介して音声復号部18が接続されている。エラー訂正部17はデインターリーブ及びビタビ復号を行なう。よって、シリアルデータはエラー訂正部17でエラー訂正された後、音声復号されてPCMディジタルオーディオデータとして得られる。
【0011】また、LPF8,9の出力にはヌル検出部21が接続されている。ヌル検出部21はLPF8,9から得られる同相成分信号I及び直交成分信号Qに応じて1フレームのデータ信号中のヌル部を検出する。ヌル検出部21の検出出力には制御部19が接続されている。他方、FFT12は、帯域判定部20で必要とされるキャリアの変換結果を帯域判定部20へ出力する。帯域判定部20は狭帯域の信号及び広帯域の信号のうちのいずれの信号を受信したかを判定するために設けられ、入力された変換結果を例えば、i2+q2>規定値と判定することで、キャリアの存在を検出してその検出結果を制御部19に供給する。制御部19はヌル検出部21からのヌル検出信号及び帯域判定部20の出力信号に応じて後述する動作によりFFT12の動作を制御する。また、制御部19にはエラー訂正部17によるエラー訂正動作時におけるエラー率が供給される。なお、制御部19及び帯域判定部20はマイクロコンピュータにより構成されており、A/D変換器10,11のサンプリングタイミングに同期して動作する。
【0012】放送局から送信される信号のフォーマットは図2に示すように1フレーム毎に先ず、同期を取るために設けられており信号が全く存在しないヌル部、それに続いて差動復号のための位相基準としての基準信号部、そして、データ部となっている。帯域判定部20は、図3に示すように、FFT12からの信号入力があるか否かを判別し(ステップS1)、信号入力があるならば受信信号があるので中心周波数f0から±384KHzの範囲外の周波数にキャリア信号があるか否かを判別する(ステップS2)。すなわち、狭帯域の送信信号の場合には、図4に示すように帯域幅が768KHzであり、各キャリア信号は中心周波数f0から±384KHzの範囲内の周波数を有しているので、受信すべき1の信号帯域とその隣接の信号帯域との間のガードバンドαには信号は雑音を除き存在しない。一方、広帯域の送信信号の場合には図5に示すように帯域幅が1.536MHzであるので、±384KHzの範囲外にもキャリア信号が存在している。よって、帯域判定部20は、FFT12からの複数の信号ラインのうちの±384KHzの範囲外の、すなわち図4のガードバンドαにおけるキャリア信号を出力するラインのキャリア信号の存否を判定し、±384KHzの範囲外にキャリア信号がない場合には狭帯域検出信号を出力する(ステップS3)。一方、±384KHzの範囲外にキャリア信号がある場合には広帯域検出信号を出力する(ステップS4)。この帯域判定部20の出力はバッファ等の保持手段に保持されて制御部19に供給される。
【0013】ヌル検出部21は図2に示したヌル部を信号のエンベロープから検出する。すなわちLPF8,9から得られる同相成分信号I及び直交成分信号QからI2+Q2を算出し、そのI2+Q2が基準値以下であるときをヌル部の検出時としてヌル検出信号を発生する。このヌル検出信号は制御部19に供給される。制御部19は図6に示すように、ヌル検出信号の存在を判別し(ステップS11)、ヌル検出信号が存在するならば、受信信号が狭帯域の信号であるか否かを判別する(ステップS12)。この判別は帯域判定部20の出力から決定される。よって、狭帯域検出信号が帯域判定部20から供給されている場合には狭帯域制御信号をFFT12に出力する(ステップS13)。一方、広帯域検出信号が帯域判定部20から供給されているため受信信号が狭帯域の信号でない場合には広帯域制御信号をFFT12に出力する(ステップS14)。
【0014】FFT12は通常、広帯域の信号に対応するように動作する。よって、ヌル検出信号に同期して制御部19からは広帯域制御信号がFFT12に供給される。FFT12では、例えば、サンプリング周波数を2.048MHzとすることで、図7に示すように1.536MHzの帯域幅を有する広帯域の信号を含むFFTの結果が得られ、1.536MHzの帯域幅に関するFFT結果を差動復号化器13へ出力する。
【0015】他方、狭帯域制御信号がFFT12に供給された場合には、768KHzの帯域幅を有する狭帯域の信号を含むFFT結果が得られる訳であるので、768KHzの帯域幅に関するFFT結果を差動復号化部13へ出力するように出力形式が切り換えられる。更に、広帯域及び狭帯域のいずれの信号の場合にも帯域判定部20には上記のガードバンドαの帯域のFFTの結果が出力される。
【0016】また、帯域制御信号に応じてサンプリング周波数を変えても良い。例えば、FFT12に狭帯域制御信号が供給されると、FFT12はサンプリング周波数を上記の2.048MHzの半分、1.024MHzとして動作させると、図8に示すように中心周波数f0にて帯域幅768KHzを含むFFT結果を得ることができる。よって、FFT12は768KHzの帯域幅に関するFFT結果を差動復号化器13へ出力することができる。このように、帯域制御信号に応じてサンプリング周波数を変えることで、不必要な帯域のFFTを行なわないようにし、FFTの負荷を軽減することも可能である。この場合も広帯域及び狭帯域のいずれの信号においても帯域判定部20にはガードバンドαの帯域のFFTの結果が出力される。
【0017】帯域判定部20は常時、上記した帯域判定動作を行なう必要はなく、制御部19からの指令に応じてその動作を開始するようにしても良い。例えば、制御部19は所定のタイミングで図9に示すように、エラー訂正部17から供給されるエラー率が所定値より大であるか否かを判別し(ステップS21)、そのエラー率が所定値より大であれば、帯域判定部20を活性化させるのである(ステップS22)。この活性化により帯域判定部20は図3に示した動作を実行するのである。すなわち、エラー訂正部17で得られるデータのエラー率が所定値より大になったことは受信信号が狭帯域の信号であるにも拘らず、広帯域の信号であるとして処理しているために起こったと推定して、それを確認するために帯域判定部20は受信信号の帯域幅を判定するのである。こうすれば、帯域判定部20は常時動作する必要はなく、上記したように制御部19及び帯域判定部20をマイクロコンピュータで構成した場合にマイクロコンピュータの負荷を低減させることができる。
【0018】なお、上記した実施例においては、広帯域幅を1.536MHzとし、狭帯域幅を768KHzとしたが、これに限定されることはなく、広帯域幅及び狭帯域幅は例えば、搬送波数に応じて設定することができる。また、上記した実施例においては、FFT12の各出力のうちのいずれの出力から中心周波数f0±384KHzの範囲外の周波数の信号が出力されるか予め分かっているので、その出力に搬送波信号が生じているか否かの判別で±384KHzの範囲外の周波数の信号の存否が検出されているが、実際にバンドパスフィルタ等の周波数信号検出手段を用いて±384KHzの範囲外の周波数の信号の存否を検出しても良い。
【0019】
【発明の効果】本発明の放送波受信機においては、受信信号を復調手段にてOFDM復調して得られた複数の周波数毎の信号のうちの所定の周波数に搬送波信号が存在するか否かを判別し、その判別結果に応じて復調手段の復調動作を制御するので、受信した信号が広帯域及び狭帯域のうちのいずれの信号であるかを自動識別して適切に受信することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示すブロック図である。
【図2】送信信号のフォーマットを示す図である。
【図3】帯域判定部の動作を示すフローチャートである。
【図4】狭帯域の信号の帯域幅を示す図である。
【図5】広帯域の信号の帯域幅を示す図である。
【図6】制御部の動作を示すフローチャートである。
【図7】広帯域の信号のスペクトルを示す図である。
【図8】狭帯域の信号のスペクトルを示す図である。
【図9】制御部の動作を示すフローチャートである。
【主要部分の符号の説明】
1 アンテナ
3 直交復調器
12 FFT
13 差動復号化部
17 エラー訂正部
19 制御部
20 帯域判定部
21 ヌル検出部

【特許請求の範囲】
【請求項1】 アンテナからの高周波信号の中から所望の周波数の信号を受信信号として選択する同調手段と、前記受信信号をOFDM(直交周波数分割多重)復調して予め定められた複数の周波数毎の信号を得る復調手段と、前記受信信号の帯域幅を検出してその帯域幅を示す帯域検出信号を発生する帯域検出手段と、前記帯域検出信号に応じて前記復調手段の復調動作を制御する制御手段とからなるOFDM方式の放送波受信機であって、前記帯域検出手段は前記複数の周波数のうちの所定の周波数に搬送波信号が存在するか否かを判別し、その判別結果を前記帯域検出信号として出力することを特徴とする放送波受信機。
【請求項2】 前記復調手段は、前記受信信号を直交復調してベースバンド信号の同相成分及び直交成分を生成する直交復調手段と、前記同相成分及び直交成分を個別にA/D(アナログ/ディジタル)変換するA/D手段と、前記A/D手段の出力信号を高速フーリエ変換して前記複数の周波数毎の信号を出力する高速フーリエ変換手段とを有し、前記高速フーリエ変換手段は前記帯域検出信号に応じて前記複数の周波数のうちの出力範囲を変更することを特徴とする請求項1記載の放送波受信機。
【請求項3】 前記高速フーリエ変換手段は前記帯域検出信号に応じてサンプリング周波数を変更することを特徴とする請求項2記載の放送波受信機。
【請求項4】 前記受信信号の信号フォーマットはフレーム毎にヌル部、基準信号部、そしてデータ部の順からなり、前記制御手段は前記ヌル部を検出したときヌル検出信号を発生する検出手段を有し、前記ヌル検出信号に応答して前記復調動作の制御を行なうことを特徴とする請求項1記載の放送波受信機。

【図1】
image rotate


【図2】
image rotate


【図3】
image rotate


【図4】
image rotate


【図5】
image rotate


【図6】
image rotate


【図7】
image rotate


【図8】
image rotate


【図9】
image rotate


【公開番号】特開平8−228163
【公開日】平成8年(1996)9月3日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平7−31253
【出願日】平成7年(1995)2月20日
【出願人】(000005016)パイオニア株式会社 (3,620)