(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、本技術を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【0014】
まず、
図1乃至
図3を参照して、一般的な、同一キャリアに配置されるSP信号を用いて時間方向および周波数方向に補間することで伝送路推定を行う方法について説明する。
【0015】
上述したように、第2世代欧州地上波デジタル放送規格のような、直交周波数分割多重方式を用いた伝送システムでは、SP信号は、キャリア方向にDxキャリア(Dx=3,6,12,24)ごとに1回、シンボル方向にDyシンボル(Dy=2,4,16)ごとに1回挿入されている。
【0016】
また、SP信号の配置は、パイロットパターンと呼ばれる送信パラメータによって規定されている。即ち、パイロットパターン1では、Dx=3, Dy=4となるようにSP信号が配置され、パイロットパターン2では、Dx=6, Dy=2となるようにSP信号が配置され、パイロットパターン3では、Dx=6, Dy=4となるようにSP信号が配置され、パイロットパターン3では、Dx=12, Dy=2となるようにSP信号が配置される。また、パイロットパターン5では、Dx=12, Dy=4となるようにSP信号が配置され、パイロットパターン6では、Dx=24, Dy=2となるようにSP信号が配置され、パイロットパターン7では、Dx=24, Dy=4となるようにSP信号が配置され、パイロットパターン8では、Dx=6, Dy=16となるようにSP信号が配置される。
【0017】
図1には、パイロットパターン1のとき、即ち、キャリア方向に3Dxキャリアごとに1回、シンボル方向に4Dyシンボルごとに1回、SP信号が配置された例が示されている。
図1において、SP信号は、黒丸(●)により示されており、データセルが白丸(○)で示されている。
【0018】
そして、伝送経路推定を行う処理では、SP信号を抽出した後、時間方向補間が行われ、続いて周波数方向補間が行われる。例えば、時間方向補間処理では、直近のSP信号の過去値とSP信号の未来値とを線形補間することにより補間SP信号が求められる。
【0019】
図2を参照して、従来の補間方法による時間方向補間処理について説明する。
【0020】
図2において、キャリア番号が3の倍数のキャリアが、時間方向補間処理において補間対象キャリアとなり、それ以外のキャリア番号が1および2の倍数のキャリアは補間対象外となる。
【0021】
そして、キャリア番号0のキャリアでは出力する時刻から過去値が1シンボル、未来値が2シンボル離れていて、過去値と未来値は4シンボル離れている。このため、補間SP信号は、過去値の3/4倍と未来値の1/4倍の和として求めることができる。
【0022】
また、キャリア番号3のキャリアでは入力する時刻に有効なSP信号が存在するため、未来値と過去値の更新を行う。具体的には、未来値として保存していたものを過去値に移し替え、その後、未来値として保存していたものを入力に移し替える。この時点で過去値として保存されているSP信号を補間SP信号とする。
【0023】
また、キャリア番号6のキャリアでの補間SP信号は、キャリア番号0と同様に、過去値と未来値と出力する時刻の関係から過去値の1/4倍と未来値の3/4倍の和として求めることができる。同様に、キャリア番号9のキャリアでの補間SP信号は、過去値の2/4倍と未来値の2/4倍の和として求めることができる。
【0024】
以下、同様に、キャリア番号12のキャリアでの補間SP信号の求め方はキャリア番号0での補間SP信号の求め方と同一であり、キャリア番号15のキャリアでの補間SP信号の求め方はキャリア番号3での補間SP信号の求め方と同一である。さらに、キャリア番号18のキャリアでの補間SP信号の求め方はキャリア番号6での補間SP信号の求め方と同一であり、キャリア番号21のキャリアでの補間SP信号の求め方はキャリア番号9での補間SP信号の求め方と同一である。
【0025】
このように、例えば、キャリア番号0のキャリアとキャリア番号3のキャリアとで時間補間処理内で行う処理が異なっている。また、同一時刻にSP信号が入力されるキャリア同士であるキャリア番号0のキャリアとキャリア番号12のキャリアでは時間補間処理内で行う処理は同一である。つまり、時間方向補間処理での補間SP信号を求める際に、隣接する補間対象キャリア同士は時間方向補間処理の中での処理内容が異なるものとなっていた。
【0026】
次に、
図3を参照して、周波数方向の補間を行う周波数方向補間処理について説明する。
【0027】
周波数方向補間処理では、SP信号と、時間方向補間処理で求められた補間SP信号とを用いて、周波数補間キャリアが求められる。なお、例えば、補間対象となるキャリアの近傍にあるSP信号または補間SP信号を利用する場合には、キャリア番号順に処理を行うことが望ましい。
【0028】
次に、
図4は、本技術を適用した信号処理装置であるOFDM伝送経路推定部の第1の実施の形態の構成例を示すブロック図である。
【0029】
図4において、OFDM伝送経路推定部11は、パイロット抽出部12、時間補間部13、キャリア番号順並び替え部14、周波数補間入力RAM(Random Access Memory)15、および周波数補間部16を備えて構成され、時間補間部13は、並列処理装置21およびパイロット値記憶RAM22を備えて構成される。
【0030】
パイロット抽出部12には、OFDM伝送経路推定部11の前段の回路(図示せず)からOFDM周波数領域信号が供給され、パイロット抽出部12は、OFDM周波数領域信号からSP信号を抽出する。
【0031】
時間補間部13は、パイロット抽出部12により抽出されたSP信号を用いて補間SP信号を求める時間方向補間処理を行う。また、時間補間部13は、並列処理装置21およびパイロット値記憶RAM22を有している。パイロット値記憶RAM22には後述するようにSP位相ごとにSP信号が記憶されており、並列処理装置21は、パイロット値記憶RAM22からSP信号を読み出して並列的に補間SP信号を算出し、SP位相ごとに補間SP信号をパイロット値記憶RAM22に記憶させる。
【0032】
キャリア番号順並び替え部14は、時間補間部13のパイロット値記憶RAM22にSP位相ごとに記憶されているSP信号および補間SP信号を読み出して、キャリア番号順に並び替えを行って、周波数補間入力RAM15に記憶させる。
【0033】
周波数補間入力RAM15は、キャリア番号順にSP信号および補間SP信号を記憶する。
【0034】
周波数補間部16は、周波数補間入力RAM15からSP信号および補間SP信号を読み出し、周波数補間キャリアを求める周波数方向補間処理を行う。そして、周波数補間部16は、SP信号、補間SP信号、および周波数補間キャリアを、図示しない後段の回路に供給する。
【0035】
このように構成されるOFDM伝送経路推定部11は、並列処理装置21を利用して、時間方向補間処理を高効率に実行することができる。
【0036】
以下では、OFDM伝送経路推定部11が実行するOFDM伝送経路推定処理について、図面を参照して詳細に説明する。
【0037】
まず、
図5乃至
図8を参照して、パイロット抽出部12がSP信号を抽出する処理について詳細に説明する。
【0038】
ここで、以下の説明において、SP位相を、SP信号のキャリア番号をDxで除算した値をDyで除算した余り(即ち、SP位相=(SP信号のキャリア番号/Dx)%Dy)と定義する。この定義は、同一シンボル内に存在するSP信号は同じSP位相になることを示している。例えば、Dx=3,Dy=4であるパイロットパターン1のとき、キャリア番号が0と12のSP信号はSP位相0で同一となり、キャリア番号が0と6のSP信号はSP位相0とSP位相2とで異なるものとなる。
【0039】
図5に示すように、パイロット抽出部12は、キャリア番号が6や18などのように、12の倍数に6を加算した値のキャリア番号のSP信号が入力されるタイミングで、それらのキャリア番号のSP信号を抽出する。このとき、12の倍数に6を加算した値のキャリア番号のSP位相は2であり、パイロット抽出部12は、抽出したSP信号をパイロット値記憶RAM22のSP位相2の記憶領域に連続アドレスで保存する。
【0040】
その後、パイロット抽出部12は、次のSP信号が入力されるタイミングで、即ち、
図6に示すように、キャリア番号が9や21などのように、12の倍数に9を加算した値のキャリア番号のSP信号が入力されるタイミングで、それらのキャリア番号のSP信号を抽出する。このとき、12の倍数に9を加算した値のキャリア番号のSP位相は3であり、パイロット抽出部12は、抽出したSP信号をパイロット値記憶RAM22のSP位相3の記憶領域に連続アドレスで保存する。
【0041】
さらに、パイロット抽出部12は、次のSP信号が入力されるタイミングで、即ち、
図7に示すように、キャリア番号が0や12などのように、12の倍数である値のキャリア番号のSP信号が入力されるタイミングで、それらのキャリア番号のSP信号を抽出する。このとき、12の倍数である値のキャリア番号のSP位相は0であり、パイロット抽出部12は、抽出したSP信号をパイロット値記憶RAM22のSP位相0の記憶領域に連続アドレスで保存する。
【0042】
そして、パイロット抽出部12は、次のSP信号が入力されるタイミングで、即ち、
図8に示すように、キャリア番号が3や15などのように、12の倍数に3を加算した値のキャリア番号のSP信号が入力されるタイミングで、それらのキャリア番号のSP信号を抽出する。このとき、12の倍数に3を加算した値のキャリア番号のSP位相は1であり、パイロット抽出部12は、抽出したSP信号をパイロット値記憶RAM22のSP位相1の記憶領域に連続アドレスで保存する。
【0043】
また、パイロット値記憶RAM22では、SP位相1のSP信号の移し替えが行われる。
【0044】
即ち、
図9に示すように、パイロット値記憶RAM22では、既に未来値として未来値用の記憶領域に保存しているSP位相1のSP信号を、過去値用の記憶領域に移し替える処理が行われる。その後、抽出されたSP位相1のSP信号を未来値用の記憶領域に移し替える処理が行われる。
【0045】
このように、パイロット値記憶RAM22には、SP位相0、SP位相1、SP位相2、およびSP位相3ごとに、パイロット抽出部12により抽出されたSP信号が保存される。即ち、パイロット値記憶RAM22では、補間SP信号を求める演算に必要な未来値および過去値について、同一の演算を行うSP信号が連続になるように記憶領域上に配置されている。
【0046】
次に、
図10に示すように、並列処理装置21により時間方向補間処理が行われる。
【0047】
並列処理装置21は、
図2を参照して上述したように、SP位相0のSP信号の未来値およびSP信号の過去値を線形補間することにより補間SP信号を算出する。このとき、同一の演算を行うSP信号がSP位相0の記憶領域に連続して配置されている。従って、並列処理装置21は、SP信号の未来値に1/4を乗算する処理を並列的に行うことができるとともに、SP信号の過去値に3/4を乗算する処理を並列的に行うことができ、SP信号の未来値に1/4を乗算した値とSP信号の過去値に3/4を乗算した値とを加算する処理を並列的に行うことができる。
【0048】
また、並列処理装置21は、SP位相3およびSP位相4のSP信号に対しても、SP位相0のSP信号と同様に、並列的に演算処理を行い、補間SP信号を算出することができる。なお、並列処理装置21は、SP位相2のSP信号については、SP信号の過去値を並列的に置き換える処理を行う。
【0049】
次に、
図11に示すように、キャリア番号順並び替え部14によりSP信号および補間SP信号を並び替える処理が行われる。
【0050】
並列処理装置21により算出された補間SP信号は、SP位相ごとの配置でパイロット値記憶RAM22に保存されている。従って、キャリア番号順並び替え部14は、パイロット値記憶RAM22からSP信号および補間SP信号を配置に従った順番で読み出して、キャリア番号順に並び替えながら、周波数補間入力RAM15に配置する。
【0051】
その後、周波数補間部16が、周波数補間入力RAM15からSP信号および補間SP信号を読み出して、
図3を参照して上述したように、周波数方向補間の処理を行う。
【0052】
次に、
図12は、OFDM伝送経路推定部11が行うOFDM伝送経路推定処理を説明するフローチャートである。
【0053】
例えば、伝送路を介して受信されたOFDM周波数領域信号がパイロット抽出部12に供給されると処理が開始され、ステップS11において、パイロット抽出部12は、OFDM周波数領域信号に含まれている複数のSP信号を抽出する。
【0054】
ステップS12において、パイロット抽出部12は、ステップS11でOFDM周波数領域信号から抽出した複数のSP信号を、時間補間部13のパイロット値記憶RAM22に保存する。このとき、パイロット抽出部12は、
図5乃至8を参照して上述したように、
OFDM周波数領域信号においてSP信号が配置される周期に従ったSP位相に応じてSP信号を並び替えて、SP位相ごとの記憶領域にSP信号を記憶させる。また、このとき、パイロット値記憶RAM22は、
図9を参照して上述したように、SP位相1のSP信号の移し替える処理を行う。
【0055】
ステップS13において、並列処理装置21は、パイロット値記憶RAM22に保存されているSP信号を読み出して、
図10を参照して上述したように、SP位相ごとに並列的に補間SP信号を演算することで、SP信号を時間方向に補間する時間方向補間処理を行う。
【0056】
ステップS14において、キャリア番号順並び替え部14は、ステップS12でパイロット値記憶RAM22に記憶されたSP信号、および、ステップS13で並列処理装置21により算出されてパイロット値記憶RAM22に記憶された補間SP信号を読み出す。そして、キャリア番号順並び替え部14は、パイロット値記憶RAM22から読み出したSP信号および補間SP信号を、出力がキャリア番号順になるように並び替えを行って周波数補間入力RAM15に記憶させる。
【0057】
ステップS15において、周波数補間部16は、周波数補間入力RAM15からSP信号および補間SP信号を読み出して、
図3を参照して上述したように、周波数方向補間処理を行う。そして、周波数補間部16は、周波数方向補間が行われたOFDM周波数領域信号を、図示しない後段の回路に供給し、処理は終了される。
【0058】
以上のように、OFDM伝送経路推定部11では、パイロット値記憶RAM22のSP位相ごとの記憶領域に連続アドレスでSP信号を記憶させることで、並列処理装置21を利用して時間方向補間処理を高効率に行うことができる。
【0059】
即ち、SIMDのようなデータ並列演算処理装置を利用するにあたり、同一処理を施す並列演算対象のデータはメモリ上の連続領域に存在していないと高効率に処理ができないことが知られている。従って、OFDM伝送経路推定部11では、上述したように、同一処理を施す並列演算対象のSP信号をパイロット値記憶RAM22上の連続領域に記憶させることで、並列処理装置21により高効率に処理を行うことができる。
【0060】
ところで、
図13に示すように、DVB-T2で決められているP2シンボルやFC(Flame Closing)シンボルは、ノーマルシンボルと違い、既知信号がDxキャリア毎に配置されていて、SP信号と同等に扱うことが可能である。従って、OFDMシンボルがP2シンボルやFCシンボルである場合に含まれるSP信号を伝送路推定の際に使うことができる。
【0061】
次に、
図14は、本技術を適用した信号処理装置であるOFDM伝送経路推定部の第2の実施の形態の構成例を示すブロック図である。
【0062】
図14に示すように、OFDM伝送経路推定部11Aは、
図4のOFDM伝送経路推定部11と同様に、パイロット抽出部12、時間補間部13、キャリア番号順並び替え部14、周波数補間入力RAM15、および周波数補間部16を備えて構成され、時間補間部13は、並列処理装置21およびパイロット値記憶RAM22を備えて構成される。これらの構成については、OFDM伝送経路推定部11と同様であり、その詳細な説明は省略する。
【0063】
さらに、OFDM伝送経路推定部11Aは、SP位相順並び替え部31、パイロット入力選択部32、および復調コントローラ部33を備えて構成される。
【0064】
SP位相順並び替え部31には、パイロット抽出部12により抽出されたP2シンボルおよびFCシンボルが供給され、SP位相順並び替え部31は、
図15に示すように、P2シンボルやFCシンボルをSP位相の若い順に並び替える処理を行う。
【0065】
パイロット入力選択部32は、復調コントローラ部33の制御に従って、時間補間部13に入力される信号を選択する。例えば、パイロット入力選択部32は、パイロット抽出部12から直接供給されるノーマルのSP信号の入力と、SP位相順並び替え部31により並び替えられたP2シンボルおよびFCシンボルの入力とを選択する。
【0066】
復調コントローラ部33には、OFDM伝送経路推定部11Aを備えた受信装置のフレーム同期部(図示せず)からフレームに同期した同期信号が供給されるとともに、その受信装置の全体を制御する制御部からOFDM伝送経路推定部11Aに対する制御を行うための制御信号が供給される。
【0067】
そして、復調コントローラ部33は、同期信号に従って、入力シンボルがノーマルのSP信号であるか否かを判定する。また、復調コントローラ部33は、制御信号に従って、複数位相のSP信号を利用するか否かを判定する。例えば、受信装置の復調状態や処理負荷などに基づいて、受信装置が複数位相のSP信号を利用する余裕がある(処理が増加しても問題ない)場合には、複数位相のSP信号を利用する旨の制御信号が供給される。
【0068】
次に、
図16は、OFDM伝送経路推定部11Aが行うOFDM伝送経路推定処理を説明するフローチャートである。
【0069】
ステップS21において、復調コントローラ部33は、同期信号に基づいて、入力シンボルがノーマルのSP信号であるか否かを判定する。
【0070】
ステップS21において、復調コントローラ部33が、入力シンボルがノーマルのSP信号でないと判定した場合、処理はステップS22に進む。即ち、この場合、入力シンボルは、複数位相のSP信号である。
【0071】
ステップS22において、復調コントローラ部33は、制御信号に従って、複数位相のSP信号を利用するか否かを判定する。
【0072】
ステップS21で入力シンボルがノーマルのSP信号であると判定された場合、または、ステップS22で複数位相のSP信号を利用しないと判定された場合、処理はステップS23に進む。ステップS23では、
図12のフローチャートを参照して説明したOFDM伝送経路推定処理が行われ、処理は終了する。
【0073】
一方、ステップS22において、復調コントローラ部33が、複数位相のSP信号を利用すると判定した場合、処理はステップS24に進む。
【0074】
ステップS24において、復調コントローラ部33は、利用するP2シンボルのSP信号を抽出するようにパイロット抽出部12に対する指示を行い、パイロット抽出部12は、利用するP2シンボルのSP信号を抽出してSP位相順並び替え部31に供給する。
【0075】
ステップS25において、SP位相順並び替え部31は、ステップS24でパイロット抽出部12から供給されるP2シンボルのSP信号をSP位相順に並び替えを行う。そして、ステップS26において、SP位相順並び替え部31は、パイロット入力選択部32を介して時間補間部13のパイロット値記憶RAM22にSP信号をSP位相ごとに保存する。
【0076】
その後、ステップS27において、
図12のステップS13と同様に、並列処理装置21が時間方向補間処理を行い、ステップS28において、
図12のステップS14と同様に、キャリア番号順並び替え部14がキャリア番号順になるように並び替えを行う。そして、ステップS29において、
図12のステップS15と同様に、周波数補間部16が周波数方向補間処理を行った後、処理は終了される。
【0077】
このように、OFDM伝送経路推定部11Aでは、複数位相のSP信号を利用することで、OFDM伝送経路推定処理をより正確に行うことができる。
【0078】
以上のように、OFDM伝送経路推定部11では、SP信号を並び替えてパイロット値記憶RAM22に記憶させることで、並列処理装置21の利用効率を向上させることができる。
【0079】
例えば、
図17に示すように、従来の方式(即ち、並び替え手法なし)と比較して、OFDM伝送経路推定部11による方式(即ち、並び替え手法あり)では、OFDM伝送経路推定処理に必要な動作周波数を非常に低減させることができる。即ち、補間SP信号の並び替えを行うことによって動作周波数が増加することになるが、時間方向補間処理に必要な動作周波数を、並列処理装置21の並列数分の1に削減することができ、全体として動作周波数を低減させることができる。
【0080】
なお、上述のフローチャートを参照して説明した各処理は、必ずしもフローチャートとして記載された順序に沿って時系列に処理する必要はなく、並列的あるいは個別に実行される処理(例えば、並列処理あるいはオブジェクトによる処理)も含むものである。また、プログラムは、1のCPUにより処理されるものであっても良いし、複数のCPUによって分散処理されるものであっても良い。
【0081】
また、上述した一連の処理(情報処理方法)は、ハードウエアにより実行することもできるし、ソフトウエアにより実行することもできる。一連の処理をソフトウエアにより実行する場合には、そのソフトウエアを構成するプログラムが、専用のハードウエアに組み込まれているコンピュータ、または、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータなどに、プログラムが記録されたプログラム記録媒体からインストールされる。
【0082】
図18は、上述した一連の処理をプログラムにより実行するコンピュータのハードウエアの構成例を示すブロック図である。
【0083】
コンピュータにおいて、CPU(Central Processing Unit)101,ROM(Read Only Memory)102,RAM(Random Access Memory)103は、バス104により相互に接続されている。
【0084】
バス104には、さらに、入出力インタフェース105が接続されている。入出力インタフェース105には、キーボード、マウス、マイクロホンなどよりなる入力部106、ディスプレイ、スピーカなどよりなる出力部107、ハードディスクや不揮発性のメモリなどよりなる記憶部108、ネットワークインタフェースなどよりなる通信部109、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、或いは半導体メモリなどのリムーバブルメディア111を駆動するドライブ110が接続されている。
【0085】
以上のように構成されるコンピュータでは、CPU101が、例えば、記憶部108に記憶されているプログラムを、入出力インタフェース105及びバス104を介して、RAM103にロードして実行することにより、上述した一連の処理が行われる。
【0086】
コンピュータ(CPU101)が実行するプログラムは、例えば、磁気ディスク(フレキシブルディスクを含む)、光ディスク(CD-ROM(Compact Disc-Read Only Memory),DVD(Digital Versatile Disc)等)、光磁気ディスク、もしくは半導体メモリなどよりなるパッケージメディアであるリムーバブルメディア111に記録して、あるいは、ローカルエリアネットワーク、インターネット、デジタル衛星放送といった、有線または無線の伝送媒体を介して提供される。
【0087】
そして、プログラムは、リムーバブルメディア111をドライブ110に装着することにより、入出力インタフェース105を介して、記憶部108にインストールすることができる。また、プログラムは、有線または無線の伝送媒体を介して、通信部109で受信し、記憶部108にインストールすることができる。その他、プログラムは、ROM102や記憶部108に、あらかじめインストールしておくことができる。
【0088】
なお、本技術は以下のような構成も取ることができる。
(1)
伝送路を介して受信された受信信号に含まれている複数の既知信号を抽出する抽出部と、
前記既知信号が前記受信信号に含まれる所定周期の位相に応じて並び替えられた前記既知信号を記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶されている前記既知信号を利用した補間処理を、前記位相ごとに並列的に行う補間処理部と
を備える信号処理装置。
(2)
前記記憶部は、前記位相ごとに連続アドレスで前記既知信号を記憶する
上記(1)に記載の信号処理装置。
(3)
前記補間処理部が補間処理を行うことにより求められた補間既知信号を、前記既知信号が前記受信信号に含まれていた順に従って並び替えを行う第1の並び替え部
をさらに備える上記(1)または(2)に記載の信号処理装置。
(4)
前記既知信号が前記受信信号に含まれる所定周期の位相に応じて、前記既知信号の並び替えを行う第2の並び替え部
をさらに備える上記(1)から(3)までのいずれかに記載の信号処理装置。
(5)
伝送路を介して受信された受信信号に含まれている複数の既知信号を抽出し、
前記既知信号が前記受信信号に含まれる所定周期の位相に応じて並び替えられた前記既知信号を記憶し、
記憶されている前記既知信号を利用した補間処理を、前記位相ごとに並列的に行う
ステップを含む信号処理方法。
(6)
伝送路を介して受信された受信信号に含まれている複数の既知信号を抽出し、
前記既知信号が前記受信信号に含まれる所定周期の位相に応じて並び替えられた前記既知信号を記憶し、
記憶されている前記既知信号を利用した補間処理を、前記位相ごとに並列的に行う
ステップを含む信号処理をコンピュータに実行させるプログラム。
【0089】
なお、本実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。