WO2007142091A1

WO2007142091A1 - Ｏｆｄｍ受信装置とこれを用いたｏｆｄｍ受信機器

Info

Publication number: WO2007142091A1
Application number: PCT/JP2007/060967
Authority: WO
Inventors: Yasunobu Tsukio; Hiroaki Ozeki; Sigeru Soga
Original assignee: Panasonic Corporation
Priority date: 2006-06-07
Filing date: 2007-05-30
Publication date: 2007-12-13
Also published as: EP1914918A1; US20090074092A1; EP1914918A4; US7944996B2

Abstract

　ＯＦＤＭ受信装置は、信号を受信する受信部と、この受信部から出力された第１時間間隔の信号を用いて伝送路歪みを推定する第１伝送路推定部と、受信部から出力された第１時間間隔より短い第２時間間隔の信号を用いて伝送路歪みを推定する第２伝送路推定部と、第１伝送路推定部からの信号と第２伝送路推定部からの信号のうち制御部からの制御信号に基づいていずれか一方を選択し出力する選択部と、この選択部からの伝送路推定信号に基づいて受信部から出力された受信信号を補正する補正部とを有する。そして、制御部は受信部の受信状態に基づいて選択部への制御信号を決定する。

Description

OFDM受信装置とこれを用いた OFDM受信機器

技術分野

[0001] 本発明は、直交周波数分割多重 (以下、「OFDM」と略記する)信号を受信し、伝送路特性を推定して受信性能を向上させる OFDM受信装置とこれを用いた OFDM 受信機器に関する。

背景技術

[0002] 近年、 OFDM変調方式を採用したデジタル放送が開始された。

[0003] しかし携帯端末受信システムは、小型サイズのアンテナを用いて受信するシステムである。従って、家庭用の固定受信システムで用いられる家庭用大型アンテナに比ベて地上高が低い位置で信号を受信する必要がある。また、利用者が移動しながら視聴するので、携帯端末受信システムでは受信環境が大幅に劣化する。特に、マルチパスに起因する周波数選択性の伝送路歪みや、移動受信に起因するフージングなど、劣悪な受信環境において、受信した信号波形から送信時の信号波形を復元し、放送番組を再生する必要がある。

[0004] 従来、このような劣悪な受信環境においては伝送路補正技術が有効であることが知られている。

[0005] 伝送路補正技術とは、伝送路によって生じる波形歪みを推定し、受信信号の歪みを除去することにより補正する技術である。デジタル放送は送受信間で既知であるパィロット信号を周波数軸方向および時間軸方向に所定の間隔で配置している。そのため、受信装置は受信したパイロット信号と受信機内部で生成したパイロット信号の差分力振幅変動量および位相回転量を算出し、伝送路で発生した波形歪みや時間変動を知ることができる。従って、この情報を基に補間処理を行うことにより、ノイロット信号以外のデータ信号位置の波形歪みおよび時間変動を推定し、補正処理を行うことによりマルチノス耐性やフェージング耐性を改善することができる。

[0006] なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、非特許文献 1が知られている。 [0007] パイロット信号を用いた伝送路推定においては、推定処理に用いるパイロット信号位置によって受信特性が大きく変化する。例えば、時間軸方向（シンボル方向）に第 1間隔だけ離れて配置されたパイロット信号を用いて伝送路推定処理を行った場合と、第 1間隔より短い第 2間隔だけ離れて位置されたパイロット信号を用いて伝送路推定処理を行った場合とでは、受信信号の時間変動に対する追従性および周波数選択性歪みに対する推定精度が異なった結果が得られる。そのため OFDM受信装置のマルチパス耐性やフェージング耐性が異なったものとなる。

[0008] 従来は、ずれか一方の伝送路推定方法を用いた補間処理を行って!/、たため、マルチパス耐性とフェージング耐性とを両立させることが困難であった。

非特許文献 1：井口貨敬 Z森良輔 Z木曽田晃 Z神野一平、地上デジタル放送受信器における斜め補間方式を用いた伝送路推定、電子情報通信学会大会講演論文集、 VOL. 2005 ソサイエティ 1、 531ページ

発明の開示

[0009] 本発明の OFDM受信装置は、 OFDM信号を受信する受信部と、この受信部から出力された第 1時間間隔の信号を用いて伝送路歪みを推定する第 1伝送路推定部と、受信部力出力された前記第 1時間間隔より短い第 2時間間隔の信号を用いて伝送路歪みを推定する第 2伝送路推定部と、受信部の受信状態に基づ!、て制御信号を出力する制御部とを有する。また、 OFDM受信装置は、第 1伝送路推定部からの伝送路推定信号と第 2伝送路推定部からの伝送路推定信号のうち制御信号に基づ V、て、ずれか一方を選択し出力する選択部と、選択部からの伝送路推定信号に基づいて受信部力も出力された受信信号を補正する補正部とを有する。

[0010] このような構成により、本発明の OFDM受信装置は、第 1伝送路推定部としてマルチパス耐性に優れた伝送路推定手法を用い、第 2伝送路推定部としてフェージング耐性に優れた伝送路推定手法を用いる。このようにして、受信部の受信状態に応じて!、ずれか一方の推定結果を選択的に用、て補正処理を行うことにより、フェージング耐性とマルチパス耐性とを両立させることができる。

[0011] また、本発明の OFDM受信装置は、 OFDM信号を受信する第 1受信部と、この第 1受信部に接続された第 1伝送路補正部と、 OFDM信号を受信する第 2受信部と、この第 2受信部に接続された第 2伝送路補正部と、第 1伝送路補正部および第 2伝送路補正部に接続されたダイバシティ部とから少なくとも構成される。さらに、第 1伝送路補正部は、第 1受信部力出力された第 1時間間隔の信号を用いて伝送路歪みを推定することにより第 1受信部力も出力された受信信号を補正する。また、第 2伝送路補正部は第 2受信部力出力された第 1時間間隔より短い第 2時間間隔の信号を用いて伝送路歪みを推定し第 2受信部から出力された受信信号を補正する。

[0012] このような構成により、本発明の OFDM受信装置は、第 1伝送路補正部としてフエ一ジング耐性に優れた伝送路推定手法を用いて補正を行、、第 2伝送路補正部としてマルチパス耐性に優れた伝送路推定手法を用いて補正を行う。このようにして、それぞれの出力信号に対してダイバシティによる合成を行うことにより、フェージング耐性とマルチパス耐性とを両立させることができる。

図面の簡単な説明

[0013] [図 1]図 1は本発明の実施の形態 1における OFDM受信機器のブロック図である。

[図 2]図 2は本発明の実施の形態 1における時間軸補間の説明図である。

[図 3]図 3は本発明の実施の形態 1における周波数軸補間の説明図である。

[図 4]図 4は本発明の実施の形態 1における斜め補間の説明図である。

[図 5]図 5は本発明の実施の形態 1における周波数軸補間の説明図である。

[図 6]図 6は本発明の実施の形態 2における OFDM受信装置のブロック図である。

[図 7]図 7は本発明の実施の形態 3における OFDM受信装置のブロック図である。

[図 8]図 8は本発明の実施の形態 3における他の例の OFDM受信装置のブロック図である。

[図 9]図 9は本発明の実施の形態 4における OFDM受信機器のブロック図である。

[図 10]図 10は本発明の実施の形態 4における他の例の OFDM受信装置のブロック図である。

[図 11]図 11は本発明の実施の形態 5における OFDM受信装置のブロック図である。

[図 12]図 12は本発明の実施の形態 5における他の例の OFDM受信装置のブロック図である。

[図 13]図 13は本発明の実施の形態 6における OFDM受信装置のブロック図である。 [図 14]図 14は本発明の実施の形態 6における他の例の OFDM受信装置のブロック図である。

符号の説明

2, 302 受信部

3, 207 第 1伝送路推定部

4, 209 第 2伝送路推定部

5, 211 制御部

6 選択部

7, 208, 210 補正部

8 アンテナ

9 チューナ部

10 AD変換部

11 直交検波部

12 高速フーリエ変換部

13 受信レベル検出部

14 フージング周波数推定部

15 信号品質計測部

19, 21, 31, 35, 219, 221, 231, 233, 241, 254 OFDM受信装置

34, 259 第 N伝送路推定部

61, 261 信号処理部

63, 263 表示部

71, 271, 273 OFDM受信機器

202 第 1受信部

204 第 2受信部

203 第 1伝送路補正部

205 第 2伝送路補正部

206, 226 ダイノシティ部

208, 210, 260 補正部 212 ィネーブル回路

213 信号選択部

214 誤り訂正部

215 誤り率計測部

251 第 N受信部

253 第 N伝送路補正部

255 CN比計測部

発明を実施するための最良の形態

[0015] 以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。

[0016] (実施の形態 1)

以下、本発明における実施の形態 1について、図 1から図 4を用いて説明する。図 1 は、本発明の実施の形態 1における OFDM受信機器 71のブロック図である。図 1に示すように、 OFDM受信装置 19は、 OFDM信号を受信する受信部 2と、この受信部 2から出力された第 1時間間隔の信号を用いて伝送路歪みを推定する第 1伝送路推定部 3と、受信部 2から出力された第 1時間間隔より短い第 2時間間隔の信号を用いて伝送路歪みを推定する第 2伝送路推定部 4とを有する。また OFDM受信装置 19 は、第 1伝送路推定部 3からの伝送路推定信号と第 2伝送路推定部 4からの伝送路推定信号のうち制御部 5からの制御信号に基づいていずれか一方を選択し出力する選択部 6を有する。さらに OFDM受信装置 19は、選択部 6からの伝送路推定信号に基づいて受信部 2から出力された受信信号を補正する補正部 7を有する。

[0017] また受信部 2は、高周波信号にて送信された OFDM信号を受信するアンテナ 8と、このアンテナ 8が受信した高周波信号を中間周波信号に変換するチューナ部 9とを有する。また受信部 2は、チューナ部 9から出力されたアナログ信号である中間周波信号をデジタル信号に変換する AD変換部 10と、この AD変換部 10から出力されたデジタル信号に対して直交検波処理を行う直交検波部 11とを有する。さらに受信部 2は、直交検波部 11から出力された信号にデジタルフーリエ変換処理を行うことにより、時間軸信号を周波数軸信号に変換する高速フーリエ変換部 12を有する。

[0018] 制御部 5は、チューナ部 9に接続され、受信部 2が受信する OFDM信号の周波数を設定する。また、受信部 2の受信状態に基づいて、選択部 6を制御する制御信号を出力する。ここで、制御部 5は、チューナ部 9を制御するものと選択部 6を制御するものとをそれぞれ設け、それらが必要に応じて通信を行う構成としてもよい。なお、制御信号を出力する方法については後述する。また、 OFDM受信装置 19を搭載した OF DM受信機器 71は、補正部 7の出力側に接続された信号処理部 61と、信号処理部 61の出力側に接続された表示部 63とを有する。

[0019] 次に、第 1伝送路推定部 3および第 2伝送路推定部 4が、 OFDM信号のパイロット信号を用いて、伝送路歪みを推定する手法について図を用いて説明する。図 2は O FDM信号の信号配置を示している。なお、図 2のパイロット信号の配置は例示であり、本願発明はこの配置に限定されるものではない。 2重丸で示した位置にはパイロット信号が配置され、白丸で示した位置にはデータ信号が配置されている。ノィロット信号は送受信間で既知の信号であるため、 OFDM受信装置 19は、受信したパイ口ット信号を用いて伝送路推定を行い、データ信号に対して補正処理を行うことができる。ここで伝送路推定の処理方法として!/、くつかの手法がある。

[0020] 第 1手法は、まず、時間軸補間を行う。図 2を用いて、時間軸補間について説明する。図 2に点線矢印にて示すように、同一キャリア内の時間軸方向に並んだノィロット信号を用いて、その間に位置するデータ信号を補間する。このようにして時間軸補完された信号を、図 3では斜線を付加した丸で示している。ところで、周波数軸方向については、図 3に点線矢印にて示すように、同一シンボルにおいてパイロット信号および時間軸補間された信号が 3キャリアおきに得られている。次に、第 1手法は、周波数軸補間を行う。すなわち、これらのパイロット信号および時間軸補間された信号を用いて周波数軸方向（点線矢印にて示す方向）に補間を行う。その結果、白丸で示されている残されたデータが補完される。従って、全てのデータ信号における伝送路推定値 (図示せず)が得られる。

[0021] 第 2手法は、図 4に点線矢印にて示すように、まず、斜め方向に補間を行う。このようにして斜め補完された信号を、図 5では斜線を付加した丸で示している。図 5に点線矢印にて示すように、同一シンボルにおいてパイロット信号および斜め補間された信号が得られている。次に、第 2手法は、周波数軸補間を行う。すなわち、これらのパィロット信号および斜め補間された信号を用いて周波数軸方向（点線矢印にて示す方向）に補間を行う。その結果、白丸で示されている残されたデータが補完される。従って、全てのデータ信号における伝送路推定値（図示せず)が得られる。

[0022] ここで、第 1手法と第 2手法を比較する。第 1手法は時間軸方向に第 1時間間隔としての 4シンボル毎に配置されたパイロット信号を用いているのに対し、第 2手法は斜め方向に第 2時間間隔としての 3シンボル毎に配置されたパイロット信号を用いて補間を行っている。従って、時間変動に対する追従性は第 2手法の方が優れており、フエ一ジング耐性の改善が大き、。

[0023] 一方、第 1手法は周波数軸方向に 3キャリア毎に配置されたパイロット信号または時間軸補間信号を用いているのに対し、第 2手法は 4キャリア毎に配置されたパイロット信号または斜め補間信号を用いている。従って、周波数選択性歪みに対しては第 1 手法の方が優れており、マルチパス耐性の改善が大き!/、。

[0024] このようにして、第 1伝送路推定部 3は前述の第 1手法を用いて推定した結果を出力し、第 2伝送路推定部 4は前述の第 2手法を用いて推定した結果を出力する。そして、制御部 5は、受信部 2の受信状態に基づいて、周波数選択性歪みが大きいために受信信号品質が劣化する場合には第 1伝送路推定部 3を選択する制御信号を出力する。また、時間変動が大きいために受信信号品質が劣化する場合には第 2伝送路推定部 4を選択する制御信号を出力する。そして、選択部 6は制御部 5からの制御信号に従って、いずれか一方の伝送路推定信号を選択して出力する。そして、補正部 7は選択部 6から入力される伝送路推定信号を用いて受信部 2から出力された受信信号の補正を行うことにより、受信状態に応じて最適な伝送路推定手法を選択し、マルチパス耐性とフェージング耐性とを両立させることができる。

[0025] 制御部 5における簡易な制御方法として、受信する高周波信号の周波数に応じて、伝送路推定手法を選択する方法があり、これについて以下説明する。信号を受信可能な OFDM受信装置 19の最大移動速度は、受信信号の時間変動の速度すなわちフージング周波数と密接な関係がある。受信周波数を fc、信号を受信可能な最大フージング周波数を fdmax、光速を cとすると、信号を受信可能な OFDM受信装置 19の最大移動速度 vmaxは (数 1)で表される。 [0026] [数 1] fd max

max = c

fc

[0027] すなわち、受信周波数 fcと OFDM受信装置 19の最大移動速度 vmaxは反比例の関係にある。ここで、前述の第 1手法で受信可能な最大フェージング周波数を fdmax 1とし、第 2手法で受信可能な最大フェージング周波数を fdmax2 ( >fdmaxl)とすると、第 1手法では、

[0028] [数 2] fc tl = fd max!

v max

[0029] で表される受信周波数の所定値 fc—tlまで受信可能である。また、第 2手法では、 [0030] [数 3] r

fc ΐ 2 fd max 2

v max

[0031] で表される受信周波数の所定値 fc—t2まで受信可能である。数 2、数 3で示されるように、 fc— tl、及び fc— 2は、それぞれ最大フェージング周波数を fdmaxl、 fdmax 2、及び OFDM受信装置 19の最大移動速度 vmaxにより求められる。ここで、 fc—tl く fc— 2の関係が成立している。前述の通り、マルチパス耐性については第 1手法の方が優れている。従って、制御部 5は、受信周波数が所定値 fc—tl未満の場合には第 1手法による伝送路推定を行う第 1伝送路推定部 3が選択されるように制御し、受信周波数が所定値 fc—tl以上の場合には第 2手法による伝送路推定を行う第 2 伝送路推定部 4が選択されるように制御を行えば良い。これにより、広い受信周波数範囲で所望の移動受信性能を確保することができ、また受信周波数が低、場合にはマルチパス耐性を確保することが可能となる。例えば、車載受信などあら力じめ OFD M受信装置 19が移動する最高速度が分力つている用途において、受信周波数 fcが小さい場合に、第 1伝送路推定部 3を選択することにより、マルチノス耐性を高めることがでさる。

[0032] なお、受信周波数 fcによって 2つの第 1伝送路推定部 3および第 2伝送路推定部 4 の伝送路推定手法を変化させても良い。即ち、上記第 1時間間隔と第 2時間間隔とを受信周波数 fcによって切り替えるように制御することにより、更にフェージング耐性とマルチパス耐性との両立を図ることができる。

[0033] 尚、伝送路推定の手法としては様々なものが提案されており、システムによっては伝送情報量を増やすためにパイロット信号を用いずに推定する手法も検討されて、る。このようなシステムにおいても、本発明にかかる OFDM受信手法は有効な効果を持つものである。

[0034] (実施の形態 2)

以下、本発明における実施の形態 2について図 6を用いて説明する。図 6は、本発明の実施の形態 2における OFDM受信装置 21のブロック図である。実施の形態 1と同様の構成については、同一符号を付してその説明を省略し、相違点について詳述する。図 6において OFDM受信装置 21は、図 1の構成に加え、受信部 2の AD変換部 10と直交検波部 11との間に接続され受信信号の信号レベルを検出する受信レべル検出部 13と、受信レベル検出部 13に接続され受信信号のフェージング周波数を推定し制御部 5に出力するフェージング周波数推定部 14とを有する。

[0035] この構成において、制御部 5はフェージング周波数推定部 14力も入力されるフエ一ジング周波数が所定値未満の場合には選択部 6に対して第 1伝送路推定部 3からの入力信号を選択する制御信号を出力する。また、フージング周波数推定部 14から入力されるフェージング周波数が所定値以上の場合には選択部 6に対して第 2伝送路推定部 4からの入力信号を選択する制御信号を出力するよう制御を行う。なお、フエージング周波数は、例えば、通常受信時には 100Hz程度までが見込まれる力フエージング周波数の所定値を 80Hz程度に設定して、制御部 5を制御すればょ、。実施の形態 1で述べたように、 OFDM受信装置 19の最大移動速度 vmaxを決めると (数 2)、及び (数 3)より、受信部 2の受信周波数により、第 1伝送路推定部 3または第 2伝送路推定部 4のどちらを制御部 5により選択すべきかを決定できる。このように設定することにより、更に的確に第 1伝送路推定部 3と第 2伝送路推定部 4のいずれか一方を選択することができ、フェージング耐性とマルチパス耐性を両立させることができる。なお、フェージング耐性は、受信部の性能改善や伝送路推定方式により変わる力本願発明は特性の異なる 2つの伝送路推定部を用いるところに特徴を有するため、この具体値に限定されるものではない。

[0036] ここで、フェージング周波数推定部 14におけるフェージング周波数推定は受信レベルの時間変動を分析することにより行うことが可能である。例えば、過去の受信レベル値をメモリに保持しておき、受信レベル値の分散を計算することにより、フェージング周波数を推定することが可能である。

[0037] (実施の形態 3)

以下、本発明における実施の形態 3について図 7を用いて説明する。図 7は、本発明の実施の形態 3における OFDM受信装置 31のブロック図である。実施の形態 1と同様の構成については、同一符号を付してその説明を省略し、相違点について詳述する。図 7において OFDM受信装置 31は、図 1の構成に加え、補正部 7に接続され受信信号の信号品質を制御部 5に対して出力する信号品質計測部 15を更に有する

[0038] この構成において、制御部 5は信号品質計測部 15から出力される信号品質が所定値よりも劣化した場合に、選択部 6に他方の伝送路推定部からの信号を選択させる制御信号を出力することにより、マルチパス耐性とフェージング耐性を両立させることが可能となる。

[0039] 信号品質計測部 15における信号品質として、受信信号のキャリアレベルとノイズレベルの比（以下、 CN比）を用いることができる。すなわち、第 1伝送路推定部 3を選択している場合に、例えば CN比が 10dB以下に劣化した場合には、移動速度が大きくなりフェージング周波数が大きくなつた可能性があるので、制御部 5はフェージング耐性に優れた第 2伝送路推定部 4を選択する制御を行う。他方、第 2伝送路推定部 4を選択している場合に、例えば CN比が 10dB以下に劣化した場合には、マルチパスが大きくなり周波数選択性歪みが大きくなつた可能性があるので、制御部 5はマルチパス耐性に優れた第 1伝送路推定部 3を選択する制御を行う。以上の制御により、受信状態に応じて更に最適な伝送路推定手法を選択し、マルチパス耐性とフージング耐性を両立させることができる。

[0040] なお、実施の形態 3における OFDM信号の信号品質として、 CN比の所定値を 10 dBとした力放送システムの変調パラメータによって適宜、変更すればよい。また、信号品質として、受信信号の信号レベルや誤り率を用いてもよい。なお、誤り率は、例えば、ビット誤り率やパケット誤り率を用いることができる。そして、受信信号の信号レベルの信号品質としての所定値は、例えば、— 80dBmとしてもよい。また、受信信号のビット誤り率の信号品質としての所定値は、例えば、 2 X 10—⁴としてもよい。

[0041] さらに、制御部 5が伝送路推定部の選択を切り換えた場合には、一定時間は選択部 6への制御信号の状態を保持することにより、さらに特性改善することが可能となる。すなわち、伝送路推定部における推定処理は所定の時間間隔のパイロット信号を利用して補間処理を行っているため、当該時間間隔よりも十分大きな周期で制御部 5が選択部 6に対して切り換え制御を行う場合には切り換えに伴う補正処理の劣化は問題にならない。したがって、一定時間は、例えば 500ミリ秒とすればよい。制御部 5 が伝送路推定部の選択を切り換えた場合には、切り替え後の約 500ミリ秒間は切替えに伴う処理遅延及び計測遅延の影響により信号品質の計測が一時的に信頼性の低いものとなる。したがって、一定時間は選択部 6への制御信号の状態を保持することにより、上記影響を受けないようにすることができる。このように、制御部 5が当該時間間隔に対して無視できな、周期で切り換え制御を行う場合には、補正部 7にお、て切り換えに伴う受信品質劣化が発生する。一方、切換周期を小さく設定することにより受信環境の変化に対する追従性が良くなる。従って、一旦切り換え制御を行った場合には、一定時間は制御部 5が選択部 6に対して制御を行わず、制御信号の状態を保持することにより、切換周期を小さく設定することができ、同時に切り換えに伴う受信品質劣化を抑えることが可能となる。ただし、放送システムや復調部の処理方法などにより一定時間は異なるので、適宜選択すればよい。

[0042] また、以上の説明においては 2つの第 1伝送路推定部 3および第 2伝送路推定部 4 を用いて、それぞれ異なる伝送路推定部を用いた力図 8に示すように異なる 3以上の伝送路推定部を有する構成とてもよい。図 8は、本発明の実施の形態 3における他の例の OFDM受信装置 35のブロック図である。図に示すように OFDM受信装置 35 は、 N個の伝送路推定部を備えており、図には、 3番目以降を省略して N番目の第 N 伝送路推定部 34を示している。そして、選択部 6が他の第 1伝送路推定部 3および第 2伝送路推定部 4の 2つを含め、 N個のそれぞれ異なる伝送路推定部のいずれか 1つの推定結果を利用して補正処理を行う。従って、伝送路推定部の特性に応じた 3 以上の複数特性を同時に実現することが可能となる。

[0043] 例えば、 3個の伝送路推定部を有する場合について述べる。第 1伝送路推定部 3、第 2伝送路推定部 4よりさらに短い第 3時間間隔で伝送路推定を行う第 3伝送路推定部（図示せず）を備えているものとする。ここで、例えば、フェージング周波数が 150H z以上の場合に、第 3時間間隔の第 3伝送路推定部の推定結果を利用して補正処理を行う。また、フェージング周波数が 100Hz以上、かつ 150Hz未満の場合に、第 2 時間間隔の第 2伝送路推定部 4の推定結果を利用して補正処理を行う。さらに、フエ一ジング周波数が 100Hz未満の場合に、第 1時間間隔の第 1伝送路推定部 3の推定結果を利用して補正処理を行う。このようにすることにより、信号品質に応じて 3つの中力選択し、切換えを行うことによりさらにきめ細かい制御を行うことが可能となる

[0044] (実施の形態 4)

以下、本発明における実施の形態 4について図 9から図 10を用いて説明する。図 9 は、本発明の実施の形態 4における OFDM受信機器 271のブロック図である。図 9 に示すように、 OFDM受信装置 219は、 OFDM信号を受信する第 1受信部 202と、第 1受信部 202に接続された第 1伝送路補正部 203とを有する。また OFDM受信装置 219は、 OFDM信号を受信する第 2受信部 204と、この第 2受信部 204に接続された第 2伝送路補正部 205とを有する。なお第 1受信部 202と第 2受信部 204は同様な構成および機能を備えている。また、 OFDM受信装置 219は第 1伝送路補正部 2 03および第 2伝送路補正部 205に接続されたダイバシティ部 206を有する。そして、第 1受信部 202及び第 2受信部 204は、実施の形態 1において図 1に示した受信部 2 と同様な構成を備えており、それぞれ受信信号をフーリエ変換する高速フーリエ変換部（図示せず)を有する。

[0045] 尚、 OFDM受信装置 219を搭載した OFDM受信機器 271は、ダイバシティ部 206 の出力側に接続された信号処理部 261と、信号処理部 261の出力側に接続された表示部 263とを有する。そして、第 1伝送路補正部 203は、第 1受信部 202から出力された受信信号から伝送路状態を推定する第 1伝送路推定部 207と、第 1伝送路推定部 207の推定結果に基づヽて受信信号を補正する補正部 208で構成されてヽる。また、第 2伝送路補正部 205は、第 2受信部 204から出力された受信信号力も伝送路状態を推定する第 2伝送路推定部 209と、第 2伝送路推定部 209の推定結果に基づいて受信信号を補正する補正部 210で構成されている。尚、第 1伝送路推定部 20 7は、実施の形態 1における第 1伝送路推定部 3と同様の構成および機能を有している。同様に第 2伝送路推定部 209は、実施の形態 1における第 2伝送路推定部 4と同様の構成および機能を有して、る。従って同等な部分の詳細な説明につ、ては省略する。

[0046] このような構成において、第 1伝送路補正部 203は第 1受信部 202から出力された第 1時間間隔の受信信号を用いて伝送路推定を行う。そして、その結果を基に補正部 208は補正を行った結果をダイバシティ部 206に出力する。また、第 2伝送路補正部 205は第 2受信部 204から出力され第 1時間間隔より短い第 2時間間隔の受信信号を用いて伝送路推定を行う。そして、その結果を基に補正部 210は補正を行った結果をダイバシティ部 206に出力する。さらにダイバシティ部 206は第 1伝送路補正部 203および第 2伝送路補正部 205からの入力信号に対し、ダイバシティ部 206の内部の信号品質算出器 (図示せず）にて算出するそれぞれの信号品質に基づいて合成を行う。合成を行うには、例えば第 1伝送路補正部 203および第 2伝送路補正部 205のそれぞれの出力信号のキャリアレベルとノイズレベルの比（CZN)に基づいて合成比を決めるようにしてもよい。これにより、第 1伝送路補正部 203によるマルチパス耐性および第 2伝送路補正部 205によるフェージング耐性の両立を実現することができる。ただし、合成方法はこの方法に限定されるものではなく他の方法を用いてちょい。

[0047] ノィロット信号を有する場合の具体例についても、実施の形態 1において図 2から図 5を用いて述べたと同様にして伝送路歪みの推定を行い、受信信号の補正を行う

[0048] すなわち、第 1伝送路補正部 203は実施の形態 1で述べた第 1手法を用いており、第 1受信部 202から出力された受信信号に含まれ第 1シンボル間隔 (4シンボル毎）で配置されたパイロット信号を用いて伝送路歪みを推定する。そして、第 1受信部 20 2から出力された受信信号を補正する。また、第 2伝送路補正部 205は実施の形態 1 で述べた第 2手法を用いており、第 2受信部 204から出力された受信信号に含まれ第 1シンボル間隔より短、第 2シンボル間隔（3シンボル毎）で配置されたパイロット信号を用いて伝送路歪みを推定する。そして、第 2受信部 204から出力された受信信号を補正する。

[0049] 従って、第 1伝送路補正部 203は、第 1伝送路推定部 207により、第 1手法を用いて推定した結果を基に補正した受信信号を出力する。また、第 2伝送路補正部 205 は、第 2伝送路推定部 209により、第 2手法を用いて推定を行った結果を基に補正した受信信号を出力する。そして、ダイバシティ部 206はこれら第 1伝送路補正部 203 および第 2伝送路補正部 205からの信号を合成することにより、第 1手法の周波数選択性歪み特性によって得られるマルチパス耐性と、第 2手法の時間追従特性によつて得られるフェージング耐性の両立を行うことができる。

[0050] さらに、図 9に示した構成にカ卩えて、図 10に示すように受信部と伝送路補正部の直列接続体を N系統設けてもよい。図 10は本発明の実施の形態 4における他の例の O FDM受信装置 221のブロック図である。図に示すように OFDM受信装置 221は、 N 個の受信部と伝送路補正部の直列接続体を備えており、図には、 3番目以降を省略して N番目の直列接続体である第 N受信部 251と第 N伝送路補正部 253を示している。また、第 N伝送路補正部 253は、第 N受信部 251から出力された受信信号力も伝送路状態を推定する第 N伝送路推定部 259と、第 N伝送路推定部 259の推定結果に基づいて受信信号を補正する補正部 260で構成されている。そして、各伝送路補正部においてそれぞれ異なる伝送路推定手法を用いることにより補正を行い、それぞれの出力をダイバシティ部 226にて合成を行うことによりさらなる特性改善効果が得られる。

[0051] 尚、伝送路推定の手法としては様々なものが提案されており、システムによっては伝送情報量を増やすためにパイロット信号を用いずに推定する手法も検討されて、る。このようなシステムにおいても、本願に力かる OFDM受信方法は有効な効果を持つものである。 [0052] (実施の形態 5)

以下、本発明における実施の形態 5について図 11を用いて説明する。図 11は、本発明の実施の形態 5における OFDM受信装置 231のブロック図である。実施の形態 4と同様の構成については、同一符号を付してその説明を省略し、相違点について詳述する。図 11において、 OFDM受信装置 231は、図 9の構成にカ卩え、さらに、制御部 211と、制御部 211から入力される制御信号に従って第 2受信部 204を動作開始または動作停止する制御を行うイネ一ブル回路 212とを有する。また OFDM受信装置 231は、第 1受信部 202および第 2受信部 204にそれぞれ接続されると共に制御部 211から入力される制御信号に従って第 1受信部 202と第 2受信部 204のいずれか一方の入力信号を第 2伝送路補正部 205に出力する信号選択部 213を有する。さらに OFDM受信装置 231は、ダイバシティ部 206に接続された誤り訂正部 214と、誤り訂正部 214と制御部 211との間に接続された誤り率計測部 215とを有する。

[0053] また、図 11に点線で示したように誤り率計測部 215は、ダイバシティ部 206に接続して誤り訂正前の CN比を計測してもよ、。

[0054] この構成において、制御部 211は、誤り率計測部 215が計測する誤り率が所定値より小さい場合には、ィネーブル回路 212に対して動作停止とする制御信号を出力すると共に信号選択部 213に対して第 1受信部 202からの入力信号を選択する制御信号を出力する。また制御部 211は、誤り率が所定値以上の場合には、ィネーブル回路 212に対して動作開始とする制御信号を出力すると共に信号選択部 213に対して第 2受信部 204からの入力信号を選択する制御信号を出力するように制御を行う。なお、誤り率は、例えば、ビット誤り率やパケット誤り率を用いることができる。そして、受信信号のビット誤り率の所定値は、例えば 2 X 10_⁴としてもよい。

[0055] この制御により、受信環境が良好で誤り率が所定値より小さい場合には、イネーブル回路 212が、低消費電力化を図るため、第 2受信部 204の動作を停止させる。また、信号選択部 213が第 1受信部 202からの入力信号を選択する。これにより、第 1受信部 202が受信した信号に対して第 1伝送路補正部 203による補正を行うのみでなぐ第 2伝送路補正部 205においても異なる伝送路推定手法にて補正を行う。そして、これら第 1伝送路補正部 203および第 2伝送路補正部 205からの出力信号をダイバシティ部 206にて合成することにより、低消費電力化と、フェージング耐性及びマルチパス耐性を両立させることが可能となる。

[0056] 一方、受信環境が劣悪で誤り率が所定値以上の場合には、第 2受信部 204の動作を開始させると共に、信号選択部 213が第 2受信部 204からの入力信号を選択することにより、受信感度を向上させることができる。すなわち、第 1受信部 202と第 2受信部 204がそれぞれ有するアンテナ（図示せず）にて受信した信号に対してダイバシティ部 206で合成を行う場合であって、これらアンテナ 2系統がノイズ非相関である場合に受信感度が向上する。例えば、それぞれのアンテナで受信する信号が非相関湘関係数が 0)であれば、受信感度が 3dB向上する。

[0057] 以上の制御を行うことにより、実施の形態 5の OFDM受信装置 231は、受信環境が良好な場合には第 2受信部 204の動作を停止させることにより低消費電力とし、かつ第 1伝送路補正部 203および第 2伝送路補正部 205の 2つを用いて補正を行うため受信特性も劣化を抑えることができる。また、一方、受信環境が劣悪な場合には、第 2受信部 204の動作を開始させることにより受信感度特性を確保することが可能となる。

[0058] また、制御部 211は、誤り率ではなぐ CN比などの信号品質を表す指標を用いて制御を行ってもよい。図 12は本発明の実施の形態 5における他の例の OFDM受信装置 233のブロック図である。図 12に示すように OFDM受信装置 233は、図 11に示した誤り率計測部 215に替えて、 CN比計測部 255を備えている。 CN比計測部 255 は、ダイバシティ部 206から出力された信号から、 CN比を計測することができる。このようにして CN比を信号品質を表す指標として用いて制御を行うことにより、信号品質の検出に要する時間を短縮することができる。なお、受信信号の CN比の所定値は例えば 10dBとしてもよい。

[0059] (実施の形態 6)

以下、本発明における実施の形態 6について図 13を用いて説明する。図 13は、本発明の実施の形態 6における OFDM受信機器 273のブロック図である。実施の形態 4と同様の構成については、同一符号を付してその説明を省略し、相違点について詳述する。図 13において、 OFDM受信装置 241は、 OFDM信号を受信する受信部 302と、受信部 302に接続された第 1伝送路補正部 203と、受信部 302に接続された第 2伝送路補正部 205と、第 1伝送路補正部 203及び第 2伝送路補正部 205に接続されたダイバシティ部 206とを有する。なお、受信部 302は実施の形態 4における第 1受信部 202と同様な構成および機能を備えている。また、 OFDM受信装置 24 1を搭載した OFDM受信機器 273は、ダイバシティ部 206の出力側に接続された信号処理部 261と、信号処理部 261の出力側に接続された表示部 263とを有する。

[0060] この構成において、第 1伝送路補正部 203は、受信部 302から出力された受信信号に含まれ第 1シンボル間隔で配置されたパイロット信号を用いて伝送路歪みを推定する。そして、受信部 302から出力された受信信号を補正する。また、第 2伝送路補正部 205は、受信部 302から出力された受信信号に含まれ第 1シンボル間隔より短、第 2シンボル間隔で配置されたパイロット信号を用いて伝送路歪みを推定する。そして、受信部 302から出力された受信信号を補正する。

[0061] 第 1伝送路補正部 203は、前述の第 1手法を用いて伝送路歪みを推定することにより受信部 302から出力された受信信号を補正し、第 2伝送路補正部 205は前述の第 2手法を用いて伝送路歪みを推定することにより受信部 302から出力された受信信号を補正する。そして、ダイバシティ部 206において第 1伝送路補正部 203および第 2伝送路補正部 205から入力された信号を合成することにより、第 1手法によって得られるマルチパス耐性と、第 2手法によって得られるフェージング耐性とを両立させることがでさる。

[0062] なお、実施の形態 4における図 9に示した OFDM受信装置 219に比べ、実施の形態 6における図 13に示した OFDM受信装置 241では、第 2受信部 204を省略することができるため、より小型化、低消費電力化を図ることができる。

[0063] また、以上の説明においては 2つの第 1伝送路補正部 203および第 2伝送路補正部 205を用いて、それぞれ異なる伝送路推定部を用いた力図 14に示すように異なる 3以上の伝送路補正部を有する構成とてもよい。図 14は本発明の実施の形態 6〖こおける他の例の OFDM受信装置 254のブロック図である。図に示すように OFDM受信装置 254は、 N個の伝送路補正部を備えており、図には、 3番目以降を省略して N 番目の第 N伝送路補正部 253を示している。このように受信部 302と、受信部 302に接続された 3つ以上の伝送路補正部を設け、各伝送路補正部においてそれぞれ異なる伝送路推定手法を用いることにより補正を行う。そして、それぞれの出力をダイバシティ部 206にて合成を行うことによりさらなる特性改善効果が得られる。

産業上の利用可能性

本発明の OFDM受信装置は、複数の伝送路推定手段を有し、それぞれ異なる特性を持たせることにより、フェージング性能とマルチパス耐性の両立などの複数特性を両立させることが可能となる。様々な環境で移動しながら受信する必要のある携帯端末や車載端末などの OFDM受信機器用に、特に有用である。

Claims

請求の範囲

[1] OFDM信号を受信する受信部と、

前記受信部力出力された第 1時間間隔の信号を用いて伝送路歪みを推定する第 1 伝送路推定部と、

前記受信部力出力された前記第 1時間間隔より短い第 2時間間隔の信号を用いて伝送路歪みを推定する第 2伝送路推定部と、

前記受信部の受信状態に基づいて制御信号を出力する制御部と、

前記第 1伝送路推定部からの伝送路推定信号と前記第 2伝送路推定部からの伝送路推定信号のうち前記制御信号に基づいていずれか一方を選択し出力する選択部と、

前記選択部からの前記伝送路推定信号に基づいて前記受信部から出力された受信信号を補正する補正部とを有する OFDM受信装置。

[2] 前記制御部は、前記受信部が受信する前記 OFDM信号の周波数を設定すると共に設定した前記 OFDM信号の周波数が所定値未満の場合には前記選択部に対して前記第 1伝送路推定部からの前記伝送路推定信号を選択する前記制御信号を出力し、

設定した前記 OFDM信号の周波数が所定値以上の場合には前記選択部に対して前記第 2伝送路推定部からの前記伝送路推定信号を選択する前記制御信号を出力する請求項 1に記載の OFDM受信装置。

[3] 前記受信部が受信した前記 OFDM信号の受信レベルを検出する受信レベル検出部と、

前記受信レベル検出部から出力された前記 OFDM信号の前記受信レベルに基づいて前記 OFDM信号のフェージング周波数を推定し前記制御部に出力するフエ一ジング周波数推定部とをさらに有し、

前記制御部は、

前記フージング周波数推定部力出力された前記フージング周波数が所定値未満の場合には前記選択部に対して前記第 1伝送路推定部からの前記伝送路推定信号を選択する前記制御信号を出力し、

前記フージング周波数推定部力出力された前記フージング周波数が所定値以上の場合には前記選択部に対して前記第 2伝送路推定部からの前記伝送路推定信号を選択する前記制御信号を出力する請求項 1に記載の OFDM受信装置。

[4] 前記受信部が受信した前記 OFDM信号の信号品質を計測する信号品質計測部をさらに有し、

前記制御部は、前記信号品質計測部から出力された前記信号品質が所定値よりも劣化した場合に、前記選択部に他方の伝送路推定部からの信号を選択させる制御信号を出力する請求項 1に記載の OFDM受信装置。

[5] 前記信号品質計測部が計測する前記信号品質は、前記受信部が受信した前記 OF

DM信号の信号レベルである請求項 4に記載の OFDM受信装置。

[6] 前記信号品質計測部が計測する前記信号品質は、前記受信部が受信した前記 OF

DM信号のキャリアレベルとノイズレベルとの比である請求項 4に記載の OFDM受信装置。

[7] 前記信号品質計測部が計測する前記信号品質は、前記受信部が受信した前記 OF

DM信号の誤り率である請求項 4に記載の OFDM受信装置。

[8] 前記制御部は前記選択部に出力する前記制御信号を変化させた場合には、一定時間は前記選択部への前記制御信号の状態を保持するようにした請求項 1に記載の O

FDM受信装置。

[9] 前記受信部に接続された伝送路推定部を 3以上有し、前記選択部は前記制御部からの前記制御信号に基づ!/、て前記伝送路推定部からの信号の!/、ずれか 1つを選択する請求項 1に記載の OFDM受信装置。

[10] OFDM信号を受信する受信部と、

前記受信部力出力された第 1時間間隔より短い第 2時間間隔の信号を用いて伝送路歪みを推定する第 2伝送路推定部と、

前記受信部の受信状態に基づいて制御信号を出力する制御部と、前記第 1伝送路推定部からの伝送路推定信号と前記第 2伝送路推定部からの伝送路推定信号のうち前記制御信号に基づいていずれか一方を選択し出力する選択部と、

前記選択部からの前記伝送路推定信号に基づいて前記受信部から出力された受信信号を補正する補正部と、

前記補正部の出力側に接続された信号処理部と、

前記信号処理部の出力側に接続された表示部とを有する OFDM受信機器。

[11] OFDM信号を受信する第 1受信部と、

前記第 1受信部に接続された第 1伝送路補正部と、

前記 OFDM信号を受信する第 2受信部と、

前記第 2受信部に接続された第 2伝送路補正部と、

前記第 1伝送路補正部および前記第 2伝送路補正部に接続されたダイバシティ部とを有し、

前記第 1伝送路補正部は、前記第 1受信部から出力された第 1時間間隔の信号を用いて伝送路歪みを推定することにより前記第 1受信部から出力された受信信号を補正し、

前記第 2伝送路補正部は、前記第 2受信部から出力された前記第 1時間間隔より短い第 2時間間隔の信号を用いて伝送路歪みを推定することにより前記第 2受信部から出力された受信信号を補正する OFDM受信装置。

[12] 前記 OFDM信号はパイロット信号を有し、

前記第 1伝送路補正部は、前記第 1受信部から出力された前記受信信号に含まれ第 1シンボル間隔で配置されたパイロット信号を用いて伝送路歪みを推定することにより前記第 1受信部から出力された前記受信信号を補正し、

前記第 2伝送路補正部は、前記第 2受信部から出力された前記受信信号に含まれ前記第 1シンボル間隔より短、第 2シンボル間隔で配置されたパイロット信号を用いて伝送路歪みを推定することにより前記第 2受信部から出力された前記受信信号を補正する請求項 11に記載の OFDM受信装置。

[13] 前記受信部および前記伝送路補正部が直列接続された直列接続体が 3つ以上設けられ、各々の前記直列接続体の前記伝送路補正部はそれぞれ異なる時間間隔の信号を用いて伝送路歪みを推定し前記受信部から出力された前記受信信号を補正する請求項 11に記載の OFDM受信装置。

[14] 制御部と、

前記制御部から入力される制御信号に従って前記第 2受信部の動作開始または動作停止とする制御を行うイネ一ブル回路と、

前記第 1受信部および前記第 2受信部にそれぞれ接続されるとともに前記制御部から入力される前記制御信号に従って前記第 1受信部からの前記受信信号と前記第 2 受信部からの前記受信信号のいずれか一方の前記受信信号を前記第 2伝送路補正部に出力する信号選択部と、

前記ダイバシティ部に接続された誤り訂正部と、

前記誤り訂正部と前記制御部との間に接続され誤り率を計測する誤り率計測部とをさらに有し、

前記制御部は、

前記誤り率が所定値より小さい場合に、前記イネ一ブル回路に対して動作停止とする前記制御信号を出力すると共に前記信号選択部に対して前記第 1受信部からの前記受信信号を選択する前記制御信号を出力し、

前記誤り率が前記所定値以上の場合に、前記イネ一ブル回路に対して動作開始とする前記制御信号を出力すると共に前記信号選択部に対して前記第 2受信部からの前記受信信号を選択する前記制御信号を出力する請求項 11または請求項 12に記載の OFDM受信装置。

[15] 制御部と、

前記第 1受信部および前記第 2受信部にそれぞれ接続されるとともに前記制御部から入力される前記制御信号に従って前記第 1受信部からの前記受信信号と前記第 2 受信部からの前記受信信号のいずれか一方の前記受信信号を前記第 2伝送路補正部に出力する信号選択部と、前記ダイバシティ部に接続された CN比を計測する CN比計測部とをさらに有し、前記制御部は、

前記 CN比が所定値よりも大きい場合に、前記イネ一ブル回路に対して動作停止とする前記制御信号を出力すると共に前記信号選択部に対して前記第 1受信部からの前記受信信号を選択する前記制御信号を出力し、

前記 CN比が前記所定値以下の場合は、前記イネ一ブル回路に対して動作開始とする前記制御信号を出力すると共に前記信号選択部に対して前記第 2受信部からの前記受信信号を選択する前記制御信号を出力する請求項 11または請求項 12に記載の OFDM受信装置。

[16] OFDM信号を受信する受信部と、

前記受信部に接続された第 1伝送路補正部と、

前記受信部に接続された第 2伝送路補正部と、

前記第 1伝送路補正部及び前記第 2伝送路補正部に接続されたダイバシティ部とを有し、

前記第 1伝送路補正部は、前記受信部力出力された第 1時間間隔の信号を用いて伝送路歪みを推定することにより前記受信部から出力された受信信号を補正し、前記第 2伝送路補正部は、前記受信部から出力された前記第 1時間間隔より短い第 2時間間隔の信号を用いて伝送路歪みを推定し前記受信部力出力された受信信号を補正する OFDM受信装置。

[17] 前記 OFDM信号はパイロット信号を有し、

前記第 1伝送路補正部は、前記受信部から出力された信号に含まれ第 1シンボル間隔で配置されたパイロット信号を用いて伝送路歪みを推定することにより前記受信部力出力された受信信号を補正し、

前記第 2伝送路補正部は、前記受信部から出力された前記受信信号に含まれ前記第 1シンボル間隔より短、第 2シンボル間隔で配置されたノィロット信号を用いて伝送路歪みを推定することにより前記受信部から出力された前記受信信号を補正する請求項 16に記載の OFDM受信装置。

[18] 前記伝送路補正部が 3つ以上設けられ、各々の前記伝送路補正部は、前記受信部から出力されそれぞれ異なる時間間隔の信号を用いて伝送路歪みを推定し前記受信部から出力された前記受信信号を補正する請求項 16に記載の OFDM受信装置。

[19] OFDM信号を受信する第 1受信部と、

前記第 1受信部に接続された第 1伝送路補正部と、

前記 OFDM信号を受信する第 2受信部と、

前記第 2受信部に接続された第 2伝送路補正部と、

前記第 1伝送路補正部および前記第 2伝送路補正部に接続されたダイバシティ部と前記ダイバシティ部の出力側に接続された信号処理部と、

前記信号処理部の出力側に接続された表示部とを有し、

前記第 2伝送路補正部は、前記第 2受信部から出力された前記第 1時間間隔より短い第 2時間間隔の信号を用いて伝送路歪みを推定し前記第 2受信部から出力された受信信号を補正する OFDM受信機器。

[20] OFDM信号を受信する受信部と、

前記受信部に接続された第 1伝送路補正部と、

前記受信部に接続された第 2伝送路補正部と、

前記第 1伝送路補正部及び前記第 2伝送路補正部に接続されたダイバシティ部と、前記ダイバシティ部の出力側に接続された信号処理部と、

前記信号処理部の出力側に接続された表示部とを有し、

前記第 1伝送路補正部は、前記受信部力出力された第 1時間間隔の信号を用いて伝送路歪みを推定することにより前記受信部から出力された受信信号を補正し、前記第 2伝送路補正部は、前記受信部から出力された前記第 1時間間隔より短い第 2時間間隔の信号を用いて伝送路歪みを推定し前記受信部力出力された前記受信信号を補正する OFDM受信機器。