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発明の名称 ダイバーシティ受信装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−189316(P2007−189316A)
公開日 平成19年7月26日(2007.7.26)
出願番号 特願2006−3696(P2006−3696)
出願日 平成18年1月11日(2006.1.11)
代理人 【識別番号】100078880
【弁理士】
【氏名又は名称】松岡 修平
発明者 栗城 光広
要約 課題
どのようなマルチパス環境下においてもOFDM信号のSN比を改善する。

解決手段
各アンテナで受信されたOFDM信号を時間軸上で合成する信号合成手段と、信号合成手段を、所定の条件に基づいて最大比合成ダイバーシティ方式又は選択ダイバーシティ方式の何れか一方の方式で動作するよう制御する信号合成制御手段とを備えたダイバーシティ受信装置を提供する。
特許請求の範囲
【請求項1】
OFDM信号を複数のアンテナで受信して処理するダイバーシティ受信装置において、
各アンテナで受信されたOFDM信号を時間軸上で合成する信号合成手段と、
前記信号合成手段を、所定の条件に基づいて最大比合成ダイバーシティ方式又は選択ダイバーシティ方式の何れか一方の方式で動作するよう制御する信号合成制御手段と、を備えたこと、を特徴とするダイバーシティ受信装置。
【請求項2】
最大比合成されたときのOFDM信号の自己相関値を算出する第一の自己相関算出手段と、
逆相合成されたときのOFDM信号の自己相関値を算出する第二の自己相関算出手段と、を更に備え、
前記信号合成制御手段は、前記第一の自己相関算出手段で算出された最大比自己相関値と、前記第二の自己相関算出手段で算出された逆相自己相関値に基づいて、前記信号合成手段の動作方式を決定すること、を特徴とする請求項1に記載のダイバーシティ受信装置。
【請求項3】
前記信号合成制御手段は、該最大比自己相関値と該逆相自己相関値との比が該所定の条件を満たすときには最大比合成ダイバーシティ方式で動作し、該所定の条件を満たさないときには選択ダイバーシティ方式で動作するよう前記信号合成手段を制御すること、を特徴とする請求項2に記載のダイバーシティ受信装置。
【請求項4】
該所定の条件とは、該最大比自己相関値が該逆相自己相関値に対して所定倍以上の値であること、を特徴とする請求項3に記載のダイバーシティ受信装置。
【請求項5】
OFDM信号に対する最大比合成処理のための重み付け係数を算出する重み付け係数算出手段を更に備え、
前記信号合成制御手段により選択ダイバーシティ方式で動作するよう前記信号合成手段が制御されるとき、前記信号合成制御手段は、算出された重み付け係数に基づいて、何れのアンテナで受信されたOFDM信号を用いて選択合成処理すべきかを決定すること、を特徴とする請求項1から請求項4の何れかに記載のダイバーシティ受信装置。
【請求項6】
前記信号合成制御手段は、重み付け係数により最も重み付けされているOFDM信号を用いて選択合成処理すること、を特徴とする請求項5に記載のダイバーシティ受信装置。
【請求項7】
前記信号合成手段と、当該信号合成手段からの合成信号を周波数軸上の拡散信号に変換する拡散信号変換手段と、を有した、少なくとも二系統のOFDM信号処理部と、
各系統のOFDM信号処理部からの拡散信号を、それぞれ対応するサブキャリア毎に最大比合成する最大比合成手段と、を更に備えたこと、を特徴とする請求項1から請求項6の何れかに記載のダイバーシティ受信装置。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
この発明は、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing:直交周波数分割多重)信号を複数のアンテナで受信して処理するダイバーシティ受信装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年実用化された地上波デジタル放送では無線伝送方式としてOFDMが採用されている。このような方式で伝送されるOFDM信号を受信するための放送受信装置には例えばダイバーシティ方式が採用されている。ダイバーシティ方式の放送受信装置(以下、「ダイバーシティ受信装置」と略記)は、複数のアンテナでOFDM信号を受信して所定の処理を行うことにより、SN比の高い信号を取得する。これにより、例えばマルチパス環境下で生じるフェージング等による受信障害の影響を軽減している。
【0003】
ダイバーシティ方式には「選択ダイバーシティ方式」と「最大比合成ダイバーシティ方式」の二つがある。選択ダイバーシティ方式は、複数のアンテナで受信した各OFDM信号の中から信号強度が最も強いものを選択する方式である。また最大比合成ダイバーシティ方式は、複数のアンテナで受信したOFDM信号をそれぞれ復調してその最大比合成をとる方式である。
【0004】
例えば下記特許文献1に、効率的な最大比合成ダイバーシティ受信を実現することができる最大比合成ダイバーシティ方式の受信装置が示されている。
【特許文献1】特開2001−345780号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上記特許文献1を始めとする種々の最大比合成ダイバーシティ方式の受信装置は、OFDM信号に含まれ得るガウス雑音に関しては、最大比合成することによりSN比を良好に改善することができる。ところが最大比合成ダイバーシティ方式の受信装置は、マルチパスの条件(例えば、信号レベルの高い受信信号成分がマルチパスの影響を大きく受けている場合など)によっては最大比合成することでSN比を低下させてしまうこともある。
【0006】
そこで、本発明は上記の事情に鑑みて、どのようなマルチパス環境下においてもOFDM信号のSN比を改善することができるダイバーシティ受信装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記の課題を解決する本発明の一態様に係るダイバーシティ受信装置は、OFDM信号を複数のアンテナで受信して処理する装置である。このダイバーシティ受信装置は、各アンテナで受信されたOFDM信号を時間軸上で合成する信号合成手段と、信号合成手段を、所定の条件に基づいて最大比合成ダイバーシティ方式又は選択ダイバーシティ方式の何れか一方の方式で動作するよう制御する信号合成制御手段とを備えたことを特徴としたものである。
【0008】
なお上記ダイバーシティ受信装置は、最大比合成されたときのOFDM信号の自己相関値を算出する第一の自己相関算出手段と、逆相合成されたときのOFDM信号の自己相関値を算出する第二の自己相関算出手段とを更に備えたものであっても良い。この場合、信号合成制御手段は、第一の自己相関算出手段で算出された最大比自己相関値と、第二の自己相関算出手段で算出された逆相自己相関値に基づいて、信号合成手段の動作方式を決定することができる。
【0009】
また上記ダイバーシティ受信装置において、信号合成制御手段は、該最大比自己相関値と該逆相自己相関値との比が該所定の条件を満たすときには最大比合成ダイバーシティ方式で動作し、該所定の条件を満たさないときには選択ダイバーシティ方式で動作するよう信号合成手段を制御することができる。
【0010】
ここで、上記所定の条件とは、例えば最大比自己相関値が逆相自己相関値に対して所定倍以上の値であることであり得る。
【0011】
また上記ダイバーシティ受信装置は、OFDM信号に対する最大比合成処理のための重み付け係数を算出する重み付け係数算出手段を更に備えたものであっても良い。例えば信号合成制御手段により選択ダイバーシティ方式で動作するよう信号合成手段が制御されるとき、信号合成制御手段は、算出された重み付け係数に基づいて、何れのアンテナで受信されたOFDM信号を用いて選択合成処理すべきかを決定することができる。
【0012】
また上記ダイバーシティ受信装置において、信号合成制御手段は、重み付け係数により最も重み付けされているOFDM信号を用いて選択合成処理することができる。
【0013】
また上記ダイバーシティ受信装置は、信号合成手段とその合成信号を周波数軸上の拡散信号に変換する拡散信号変換手段とを有した少なくとも二系統のOFDM信号処理部と、各系統のOFDM信号処理部からの拡散信号をそれぞれ対応するサブキャリア毎に最大比合成する最大比合成手段とを更に備えたものであっても良い。
【発明の効果】
【0014】
本発明に係るダイバーシティ受信装置によれば、例えば受信状態等の条件に基づいて、最大比合成ダイバーシティ方式又は選択ダイバーシティ方式の何れか一方の方式で動作し得るため、どのようなマルチパス環境下においてもOFDM信号のSN比を改善することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0015】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態のダイバーシティ受信装置1の構成及び動作について説明する。
【0016】
図1は、本実施形態のダイバーシティ受信装置1の構成を示したブロック図である。本実施形態のダイバーシティ受信装置1は、OFDM信号が用いられたデジタル放送を受信するための装置であり、複数(具体的には四本)のアンテナを使用してダイバーシティ受信をすることができる。
【0017】
ダイバーシティ受信装置1は二系統のOFDM信号処理部11、12を備えている。OFDM信号処理部11は、アンテナ101及び201、選局部102及び202、A/Dコンバータ103及び203、直交復調部104及び204、FFT(Fast Fourier Transform:高速フーリエ変換)前信号合成部105、及び、OFDM復調部106を有している。
【0018】
ここで、アンテナ101、選局部102、A/Dコンバータ103、及び、直交復調部104から成る回路と、アンテナ201、選局部202、A/Dコンバータ203、及び、直交復調部204から成る回路は、FFT前信号合成部105に対して並列に接続されており、同一の構成を有し且つ同様に動作する。従って、後者の回路の詳細な説明は、前者の回路の説明をもってここでは省略する。またOFDM信号処理部12は、OFDM信号処理部11と同一の構成を有し且つ同様に動作をする。従って、OFDM信号処理部12の詳細な説明も、OFDM信号処理部11の説明をもってここでは省略する。
【0019】
アンテナ101は、例えば地上波のデジタルTV放送のデータをOFDM変調したOFDM信号を受信する。なお、このOFDM信号とは、送信側でデジタル信号をシリアル−パラレル変換して複数の並列複素シンボルとし、これを直交関係にある複数個の異なるサブキャリアの振幅、位相情報として割り付け、さらにこれを逆フーリエ変換することにより時系列信号に変換し、これをD/A変換することにより得られた信号である(これらの処理をここでは「OFDM変調」と表現する)。OFDM信号を用いると、複数の直交サブキャリアを一部重なり合いながらも互いに干渉することなく密に並べることができる。従って、使用帯域を効率良く利用した広帯域伝送を実現することができる。
【0020】
選局部102は、アンテナ101によって受信されたOFDM信号に対してチューニングを行い、選択された信号を周波数変換して、中心周波数が所望の周波数となる、安定動作や選択特性が改善される中間周波数すなわちIF(Intermediate Frequency)信号にする。周波数変換後のIF信号は、図示しないBPF(Band Pass Filter)により不要な周波数成分が除去される。
【0021】
A/Dコンバータ103は、不要な周波数成分が除去されたIF信号を所定のサンプリング周波数に基づいてデジタル信号に変換する。
【0022】
直交復調部104は、A/Dコンバータ103が出力したデジタル信号を直交復調して、I(In-phase)信号とQ(Quadrature-phase)信号に変換する。なお、I信号とは直交復調の際の同相成分であり、Q信号とはI信号と直交関係にある成分のことである。以下、本明細書中では、I信号とQ信号とをまとめてIQ信号と略記する。
【0023】
直交復調部104が出力したIQ信号はFFT前信号合成部105に入力される。一方、アンテナ201、選局部202、A/Dコンバータ203、及び、直交復調部204を介して生成されたIQ信号も、先に説明されたIQ信号と同様にFFT前信号合成部105に入力される。
【0024】
FFT前信号合成部105は、直交復調部104及び204からのIQ信号に処理を施してOFDM復調部106に出力する。FFT前信号合成部105は、ダイバーシティ受信装置1がどのようなマルチパス環境下にあってもOFDM信号(ここではIQ信号)のSN比が改善されるよう動作する。FFT前信号合成部105で実行される処理については後に詳説する。
【0025】
OFDM復調部106はOFDM復調を実行し、FFT前信号合成部105が出力した時間軸信号のIQ信号をフーリエ変換して周波数軸上の複素シンボル信号に変換する。
【0026】
ダイバーシティ受信装置1はFFT後信号合成部107を更に備えている。OFDM復調部106において生成された各複素シンボル信号は、FFT後信号合成部107に入力される。一方、OFDM信号処理部12において生成された各複素シンボル信号も、FFT後信号合成部107に入力される。
【0027】
FFT後信号合成部107は、各OFDM信号処理部が出力した複素シンボルをそれぞれ対応するサブキャリア毎にその受信レベルに応じて重み付けして、SN比が最大となるように合成する(すなわち最大比合成処理を実行する)。
【0028】
ダイバーシティ受信装置1は映像・音声復号部108を更に備えている。映像・音声復号部108は、FFT後信号合成部107が出力した合成信号を復号して映像・音声信号とする。次いで、復号した映像・音声信号を図示しないモニタ及びスピーカ(不図示)に出力する。これにより、ユーザは、例えば地上波のデジタルTV放送を視聴することができる。
【0029】
本実施形態のダイバーシティ受信装置1は、個々のアンテナで受信された信号に雑音が混入した場合であっても高いSN比を得ることができるよう、複数のアンテナからのOFDM信号を効率良く合成させることができる。従ってダイバーシティ受信装置1は、受信環境が悪い場合であっても安定した強度の信号を取得することができる。
【0030】
次に、本実施形態のFFT前信号合成部105について詳説する。図2に、本実施形態のFFT前信号合成部105の構成を示す。
【0031】
FFT前信号合成部105は、複素乗算器121、221、重み係数演算部122、及び、加算器123を有している。複素乗算器121には直交復調部104からのIQ信号が入力される。また複素乗算器221には直交復調部204からのIQ信号が入力される。また重み係数演算部122には直交復調部104及び204からのIQ信号が入力される。
【0032】
ここで、直交復調部104からのIQ信号を「X(T)」としたとき、
【数1】



また直交復調部204からのIQ信号を「X(T)」としたとき、
【数2】


で表すことができる。なおI(T)、I(T)はそれぞれ、時刻Tにおける直交復調部104、204からのI信号成分を示す。またQ(T)、Q(T)はそれぞれ、時刻Tにおける直交復調部104、204からのQ信号成分を示す。iは1〜nまでの自然数である。
【0033】
図3に、FFT前信号合成部105で実行される重み付け演算処理のフローチャートを示す。図3のフローチャートによれば、FFT前信号合成部105がIQ信号X(T)及びX(T)に基づいて最大比合成の効果を判断する。FFT前信号合成部105は、その効果があると判断した場合には最大比合成処理を行い、その効果がないと判断した場合には選択合成処理を行う。FFT前信号合成部105においてこのような処理が行われることにより、ダイバーシティ受信装置1がどのようなマルチパス環境下にあってもOFDM信号のSN比改善が実現される。
【0034】
図3に示された処理は例えばダイバーシティ受信装置1の電源(不図示)オンをトリガーとして開始される。また当該電源がオフされると終了する。
【0035】
FFT前信号合成部105において、先ず、重み係数演算部122で設定されるべき重み係数、及び、動作モードが初期値に設定される(ステップ1、以下、ステップを「S」と略記)。ここでは、例えば最大比合成重み係数「W」、「W」、同相合成重み係数「E」、「E」がそれぞれ「0.5」に設定される。また初期設定モードとして例えば「最大比合成モード」が設定される。「最大比合成モード」は、最大比合成処理によりOFDM信号のSN比改善を実現するためのモードである。なお、本実施形態においてFFT前信号合成部105において設定され得るモードは他にもある。このようなモードには「入力1選択モード」及び「入力2選択モード」がある。「入力1選択モード」は、IQ信号X(T)を選択した選択合成処理によりOFDM信号のSN比改善を実現するためのモードである。また「入力2選択モード」は、IQ信号X(T)を選択した選択合成処理によりOFDM信号のSN比改善を実現するためのモードである。
【0036】
FFT前信号合成部105はS1の初期設定処理に次いで、n組のIQ信号X(T)及びX(T)を読み込む(S2)。そしてS1の初期設定処理で設定された、又は、後述のS8の処理で算出された最大比合成重み係数「W」が複素乗算器121に入力され、最大比合成重み係数「W」が複素乗算器221に入力される。
【0037】
複素乗算器121は、S2の処理で読み込まれたIQ信号X(T)と、現在設定されている最大比合成重み係数「W」を用いて複素乗算を行う。また複素乗算器221は、S2の処理で読み込まれたIQ信号X(T)と、現在設定されている最大比合成重み係数「W」を用いて複素乗算を行う。各複素乗算器の複素乗算結果は加算器123に出力される。
【0038】
加算器123は各複素乗算器の複素乗算結果を加算して、最大比合成信号Y(T)を算出する(S3)。最大比合成信号Y(T)は、
【数3】


で表される。最大比合成重み係数「W」、「W」が適切に設定されているとき、最大比合成信号Y(T)のSN比が、合成前のIQ信号X(T)及びX(T)のSN比よりも高くなる。また、最大比合成重み係数「W」、「W」が最適に設定されている場合、最大比合成信号Y(T)のSN比も最適となり得る。
【0039】
次いで加算器123は、逆相合成信号G(T)を算出する(S4)。逆相合成信号G(T)は、
【数4】


で表される。なお、逆相合成信号G(T)に対する同相合成が有効であるとき、当該G(T)は「0」に近い値になり得る。
【0040】
S4の処理に次いで、重み係数演算部122により、IQ信号X(T)と最大比合成信号Y(T)との相関値R、及び、IQ信号X(T)と最大比合成信号Y(T)との相関値Rが算出される(S5)。相関値R及び相関値Rは、
【数5】


で表される。
【0041】
また、重み係数演算部122により、最大比合成信号Y(T)の自己相関値Yrrが算出される(S6)。自己相関値Yrrは、
【数6】


で表される。
【0042】
また、重み係数演算部122により、逆相合成信号G(T)の自己相関値Grrが算出される(S7)。自己相関値Grrは、
【数7】


で表される。
【0043】
また、重み係数演算部122により、相関値R、相関値Rを規格化して最大比合成重み係数「W」、「W」が算出される(S8)。ここでの最大比合成重み係数算出処理は、以下の式(9)、(10)を用いて行われる。
【数8】


で表される。
【0044】
また、重み係数演算部122により、相関値R、相関値Rを規格化して同相合成重み係数「E」、「E」が算出される(S9)。ここでの同相合成重み係数算出処理は、以下の式(11)、(12)を用いて行われる。
【数9】


で表される。
【0045】
次いで重み係数演算部122は、現在設定されている動作モードを判定する(S10)。重み係数演算部122は、現在設定されている動作モードが「最大比合成モード」と判定されるとき(S10:最大比合成モード)、S20の最大比合成モード処理に移行する。また、現在設定されている動作モードが「入力1選択モード」と判定されるとき(S10:入力1選択モード)、S30の入力1選択モード処理に移行する。また、現在設定されている動作モードが「入力2選択モード」と判定されるとき(S10:入力2選択モード)、S40の入力2選択モード処理に移行する。
【0046】
図4に、図3のS20の最大比合成モード処理のサブルーチンを示す。最大比合成モード処理に移行したとき、重み係数演算部122は先ず、自己相関比判定を行う(S21)。S21の自己相関比判定処理は、最大比合成信号Y(T)の自己相関値Yrrと逆相合成信号G(T)の自己相関値Grrとの比「Grr/Yrr」が閾値D以上か否かに基づいて行われる。なお閾値Dは、OFDM信号に対する最大比合成処理時の効果を数値化して示した指標である。
【0047】
S21の処理においてGrr/Yrr≦D+αであるとき(S21:YES)、自己相関値Yrrが自己相関値Grrよりも顕著に高い。この場合、FFT前信号合成部105は最大比合成信号の自己相関値が高いことから、最大比合成処理が効果的であると判断する。次いで、ダイバーシティ受信装置1を「最大比合成ダイバーシティ方式」で作用させるため、S22の処理に進む。
【0048】
またS21の処理においてGrr/Yrr>D+αであるとき(S21:NO)、自己相関値Yrrが自己相関値Grrと比べて顕著には高くないことを意味する。この場合、FFT前信号合成部105は最大比合成処理の効果が低いと判断して、ダイバーシティ受信装置1を「選択ダイバーシティ方式」で作用させるため、S23の処理に進む。
【0049】
なおαは、Grr/YrrがD付近の場合の雑音影響によるチャタリングを防止するための微小項である。また閾値D及び微小項αは、シミュレーションや事前実験等により適切な値に予め設定されている。例えば閾値Dは0.2、微小項αは0.05であり得る。この値はダイバーシティ受信装置1の仕様に応じて適宜変更し得る。
【0050】
S22の処理においてFFT前信号合成部105は、ダイバーシティ受信装置1を「最大比合成ダイバーシティ方式」で作用させるため、図3のS8の処理で算出された最大比合成重み係数「W」を複素乗算器121に出力し、最大比合成重み係数「W」を複素乗算器221に出力する。各最大比合成重み係数出力後、図4のサブルーチンを終了して図3のS2の処理に復帰し、上述した一連の処理を繰り返し実行する。
【0051】
またS23の処理においてFFT前信号合成部105は重み係数比判定を行う。S23の重み係数比判定処理は、最大比合成重み係数「W」と「W」との振幅比「|W|/|W|」が閾値D以上か否かに基づいて行われる。なお閾値Dは、IQ信号X(T)又はX(T)の何れを用いて選択合成処理を行うべきかを判断するための指標である。閾値Dもまた、シミュレーションや事前実験等により適切な値に予め設定されている。本実施形態では閾値Dは例えば1.0であり得る。この値もダイバーシティ受信装置1の仕様に応じて適宜変更し得る。
【0052】
S23の処理において|W|/|W|≦Dであるとき(S23:YES)、例えば最大比合成重み係数「W」が最大比合成重み係数「W」よりも高い。この場合、FFT前信号合成部105は、IQ信号X(T)よりもIQ信号X(T)の方がSN比が高いと判断する。従ってIQ信号X(T)を用いて選択合成処理を行うことが効果的であると判断して、動作モードを「入力1選択モード」に変更する(S24)。次いで、図3のS9の処理で算出された同相合成重み係数「E」を複素乗算器121に出力(例えば出力2E)し、同相合成重み係数「E」を複素乗算器221に出力(例えば出力0)する(S25)。各同相合成重み係数出力後、図4のサブルーチンを終了して図3のS2の処理に復帰し、上述した一連の処理を繰り返し実行する。
【0053】
S23の処理において|W|/|W|>Dであるとき(S23:NO)、例えば最大比合成重み係数「W」が最大比合成重み係数「W」よりも高い。この場合、FFT前信号合成部105は、IQ信号X(T)よりもIQ信号X(T)の方がSN比が高いと判断する。従ってIQ信号X(T)を用いて選択合成処理を行うことが効果的であると判断して、動作モードを「入力2選択モード」に変更する(S26)。次いで、図3のS9の処理で算出された同相合成重み係数「E」を複素乗算器121(例えば出力0)に出力し、同相合成重み係数「E」を複素乗算器221に出力(例えば出力2E)する(S27)。各同相合成重み係数出力後、図4のサブルーチンを終了して図3のS2の処理に復帰し、上述した一連の処理を繰り返し実行する。
【0054】
図5に、図3のS30の入力1選択モード処理のサブルーチンを示す。入力1選択モード処理に移行したとき、FFT前信号合成部105は先ず、自己相関比判定を行う(S31)。S31の自己相関比判定処理もまた、最大比合成信号Y(T)の自己相関値Yと逆相合成信号G(T)の自己相関値Grrとの比「Grr/Yrr」が閾値D以上か否かに基づいて行われる。
【0055】
S31の処理においてGrr/Yrr≦D−αであるとき(S31:YES)、自己相関値Yrrが自己相関値Grrよりも顕著に高い。この場合、FFT前信号合成部105は最大比合成信号の自己相関値が高いことから、最大比合成処理が効果的であると判断する。次いで、ダイバーシティ受信装置1を「最大比合成ダイバーシティ方式」で作用させるため、動作モードを「最大比合成モード」に変更する(S32)。動作モード変更後、FFT前信号合成部105は、図3のS8の処理で算出された最大比合成重み係数「W」を複素乗算器121に出力し、最大比合成重み係数「W」を複素乗算器221に出力する(S33)。各最大比合成重み係数出力後、図5のサブルーチンを終了して図3のS2の処理に復帰し、上述した一連の処理を繰り返し実行する。
【0056】
またS31の処理においてGrr/Yrr>D−αであるとき(S31:NO)、自己相関値Yrrが自己相関値Grrと比べて顕著には高くないことを意味する。この場合、FFT前信号合成部105は最大比合成処理の効果が低いと判断して、ダイバーシティ受信装置1を「選択ダイバーシティ方式」で作用させるため、S34の処理に進む。
【0057】
S34の処理においてFFT前信号合成部105は重み係数比判定を行う。S34の重み係数比判定処理もまた、振幅比「|W|/|W|」が閾値D以上か否かに基づいて行われる。
【0058】
S34の処理において|W|/|W|≦D+αであるとき(S34:YES)、例えば最大比合成重み係数「W」が最大比合成重み係数「W」よりも高い。この場合、FFT前信号合成部105は、IQ信号X(T)よりもIQ信号X(T)の方がSN比が高いと判断する。従ってIQ信号X(T)を用いて選択合成処理を行うことが効果的であると判断し、動作モードを変更することなく、図3のS9の処理で算出された同相合成重み係数「E」を複素乗算器121(例えば出力2E)に出力し、同相合成重み係数「E」を複素乗算器221に出力(例えば出力0)する(S35)。各同相合成重み係数出力後、図5のサブルーチンを終了して図3のS2の処理に復帰し、上述した一連の処理を繰り返し実行する。
【0059】
S34の処理において|W|/|W|>D+αであるとき(S34:NO)、例えば最大比合成重み係数「W」が最大比合成重み係数「W」よりも高い。この場合、FFT前信号合成部105は、IQ信号X(T)よりもIQ信号X(T)の方がSN比が高いと判断する。従ってIQ信号X(T)を用いて選択合成処理を行うことが効果的であると判断して、動作モードを「入力2選択モード」に変更する(S36)。次いで、図3のS9の処理で算出された同相合成重み係数「E」を複素乗算器121に出力(例えば出力0)し、同相合成重み係数「E」を複素乗算器221に出力(例えば出力2E)する(S37)。各同相合成重み係数出力後、図5のサブルーチンを終了して図3のS2の処理に復帰し、上述した一連の処理を繰り返し実行する。
【0060】
なおαは、|W|/|W|がD付近の場合の雑音影響によるチャタリングを防止するための微小項である。微小項αもまた、シミュレーションや事前実験等により適切な値に予め設定されている。本実施形態では微小項αは例えば0.05であり得る。この値もダイバーシティ受信装置1の仕様に応じて適宜変更し得る。
【0061】
図6に、図3のS40の入力2選択モード処理のサブルーチンを示す。入力2選択モード処理に移行したとき、FFT前信号合成部105は先ず、自己相関比判定を行う(S41)。S41の自己相関比判定処理もまた、最大比合成信号Y(T)の自己相関値Yと逆相合成信号G(T)の自己相関値Grrとの比「Grr/Yrr」が閾値D以上か否かに基づいて行われる。
【0062】
S41の処理においてGrr/Yrr≦D−αであるとき(S41:YES)、自己相関値Yrrが自己相関値Grrよりも顕著に高い。この場合、FFT前信号合成部105は最大比合成信号の自己相関値が高いことから、最大比合成処理が効果的であると判断する。次いで、ダイバーシティ受信装置1を「最大比合成ダイバーシティ方式」で作用させるため、動作モードを「最大比合成モード」に変更する(S42)。動作モード変更後、FFT前信号合成部105は、図3のS8の処理で算出された最大比合成重み係数「W」を複素乗算器121に出力し、最大比合成重み係数「W」を複素乗算器221に出力する(S43)。各最大比合成重み係数出力後、図6のサブルーチンを終了して図3のS2の処理に復帰し、上述した一連の処理を繰り返し実行する。
【0063】
またS41の処理においてGrr/Yrr>D−αであるとき(S41:NO)、自己相関値Yrrが自己相関値Grrと比べて顕著には高くないことを意味する。この場合、FFT前信号合成部105は最大比合成処理の効果が低いと判断して、ダイバーシティ受信装置1を「選択ダイバーシティ方式」で作用させるため、S44の処理に進む。
【0064】
S44の処理においてFFT前信号合成部105は重み係数比判定を行う。S44の重み係数比判定処理もまた、振幅比「|W|/|W|」が閾値D以上か否かに基づいて行われる。
【0065】
S44の処理において|W|/|W|≦D−αであるとき(S44:YES)、例えば最大比合成重み係数「W」が最大比合成重み係数「W」よりも高い。この場合、FFT前信号合成部105は、IQ信号X(T)よりもIQ信号X(T)の方がSN比が高いと判断する。従ってIQ信号X(T)を用いて選択合成処理を行うことが効果的であると判断して、動作モードを「入力1選択モード」に変更する(S45)。次いで、図3のS9の処理で算出された同相合成重み係数「E」を複素乗算器121に出力(例えば出力2E)し、同相合成重み係数「E」を複素乗算器221に出力(例えば出力0)する(S46)。各同相合成重み係数出力後、図6のサブルーチンを終了して図3のS2の処理に復帰し、上述した一連の処理を繰り返し実行する。
【0066】
S44の処理において|W|/|W|>D−αであるとき(S44:NO)、例えば最大比合成重み係数「W」が最大比合成重み係数「W」よりも高い。この場合、FFT前信号合成部105は、IQ信号X(T)よりもIQ信号X(T)の方がSN比が高いと判断する。従ってIQ信号X(T)を用いて選択合成処理を行うことが効果的であると判断し、動作モードを変更することなく、図3のS9の処理で算出された同相合成重み係数「E」を複素乗算器121に出力(例えば出力0)し、同相合成重み係数「E」を複素乗算器221に出力(例えば出力2E)する(S47)。各同相合成重み係数出力後、図6のサブルーチンを終了して図3のS2の処理に復帰し、上述した一連の処理を繰り返し実行する。
【0067】
すなわち本実施形態のダイバーシティ受信装置1の各系統のOFDM信号処理部は、最大比合成処理が効果的である場合には「最大比合成ダイバーシティ方式」の処理部として動作し、最大比合成処理が効果的でない場合には「選択ダイバーシティ方式」の処理部として動作する。つまり、マルチパス環境下において最大比合成処理でOFDM信号のSN比が改善されない状況であっても「選択ダイバーシティ方式」として動作して、SN比の高い信号を選択して処理を行う。従ってダイバーシティ受信装置1から出力される信号は、常に、SN比が改善されたものとなる。
【0068】
以上が本発明の実施の形態である。本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではなく様々な範囲で変形が可能である。
【0069】
例えばダイバーシティ受信装置1が車載器に実装されている場合、アンテナが、車両前部に二本、車両後部に二本設置され得る。車両前部のアンテナが例えばガラスアンテナであり、車両後部のアンテナが例えばロッドアンテナである。この場合、例えば各ガラスアンテナが一系統のOFDM信号処理部に実装され、各ロッドアンテナがもう一方の系統のOFDM信号処理部に実装されるよう、ダイバーシティ受信装置1を構成しても良い。すなわちこの場合、車両前部に飛来したOFDM信号と、車両後部に飛来したOFDM信号に対して、図3に示された処理がそれぞれ独立して別個に施される。
【図面の簡単な説明】
【0070】
【図1】本発明の実施の形態のダイバーシティ受信装置の構成を示したブロック図である。
【図2】本発明の実施の形態のFFT前信号合成部の構成を示す。
【図3】本発明の実施の形態のFFT前信号合成部で実行される重み付け演算処理を示したフローチャートである。
【図4】図3のS20の最大比合成モード処理を示したサブルーチンである。
【図5】図3のS30の入力1選択モード処理を示したサブルーチンである。
【図6】図3のS40の入力2選択モード処理を示したサブルーチンである。
【符号の説明】
【0071】
1 ダイバーシティ受信装置
11、12 OFDM信号処理部
105、305 FFT前信号合成部
121、221 複素乗算器
122 重み係数演算部
123 加算器




 

 


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