CN101213768A - 正交频分复用接收装置 - Google Patents

Abstract

本发明的课题是在进行分集接收的OFDM接收装置中，实现功耗和成本的降低。由发射装置发送的OFDM信号，用2根天线(11A，11B)接收。天线切换部(12)，选择其中一根天线接收的信号输出到调谐器(13)。从调谐器(13)输出的信号，经过A/D转换器(14)、正交检波电路(15)、FFT运算电路(16)，输出到均衡电路(17)。偏移检测电路(21)计算出均衡电路(17)输出的I分量及Q分量的信号的星座上的位置偏移。然后，判定电路(22)在位置偏移超过预定阈值时(信号的位置偏移大的情况下)，向天线切换部(12)发出切换到另一根天线的控制信号。

Description

正交频分复用接收装置

技术领域

本发明涉及正交频分复用(OFDM)信号的分集接收技术。

背景技术

在日本地面波数字电视广播中，采用OFDM(正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)方式作为传输方式。OFDM方式，是将发送信号分割为多个载波发送的多载波传输方式的一种，具有多路径传输的频率选择性衰落强，各子信道的频谱可以密切配置，频率利用效率高等优点。

此外，今后预计将在便携式设备上开始地面波的数字电视广播(1段广播)。在设计可以接收数字电视的便携式电话机和卡片式数字电视接收机时，通常都不得不考虑小型化和降低功耗。此外，便携式设备往往一边移动一边接收广播信号。用便携式设备接收广播信号时有以下两个问题。

(1)安装在便携式设备的天线是简易天线。而且，在使用便携式设备天线的情况下，其接收位置一般较低。因此，对接收灵敏度变化的容限小，有时即使接收位置发生小的变化，就会变得无法接收。

(2)由于便携式设备一边移动，一边使用，容易变为中继衰落的接收环境。

对于使用这样的便携式设备的信号接收中特有问题的对策，可以举出所谓进行分集接收的对策。采用多根天线接收OFDM信号，是将各个分支信号作前端合成或者用子载波电平进行合成的方法。

再有，作为涉及分集接收器的先有技术，有专利文献1。

专利文献1：特开2000-174726号公报

发明内容

本发明要解决的问题

进行分集接收的先有技术，有合成多个系统的信号电路规模变大，接收LSI芯片面积和成本增大的问题。在进行小型化的便携式设备中该问题特别需要改善。

另外，进行分集接收的先有技术，哪一种都需要多个调谐器。这是因为用多根天线接收的信号必须用与各自的天线对应设置的调谐器处理。前端合成型的分集接收机，与子载波电平合成型的分集接收机相比，解调器的电路规模小，但是必要设置两个调谐器，这点没有变。而且，由于一般在接收机消耗的功率中，调谐器消耗的功率比率超过80％，这些以前的分集接收方法，为了适应提高解调信号的质量等目的，有功耗增大的问题。特别是，在强烈要求低功耗的便携式设备中，这是一个必须改善的问题。

因此，鉴于上述问题，本发明的目的是，提供一种力求降低接收机的功耗并降低成本的同时，即使在接收环境恶化的移动设备和便携式设备中，也能解调出高质量信号的技术。

解决问题的手段

为解决上述问题的权利要求1记载的发明的特征在于，设有：接收OFDM方式的信号的2根天线；对上述2根天线择一地切换，将选定的天线接收的信号输出到调谐器的切换部件；对调谐器输出的信号进行FFT运算的部件；FFT运算后的信号进行均衡处理的部件；算出均衡处理后的信号的星座上的位置偏移的计算部件；以及控制部件，该部件在上述位置偏移超过预定阈值时，向上述切换部件发出控制信号，将选定的天线切换到另一根天线，在上述位置偏移降到低于上述预定阈值以下时，继续使用选定的天线。

权利要求2记载的发明的特征在于，在权利要求1记载的OFDM接收装置中，上述计算部件包含以全部载波平均来计算信号的星座上的位置偏移的部件。

权利要求3记载的发明的特征在于，在权利要求1或权利要求2记载的OFDM接收装置中，上述计算部件包含以多个符号进行平均，计算信号的星座上的位置偏移的部件。

权利要求4记载的发明的特征在于，在权利要求3记载的OFDM接收装置中，上述多个符号的个数少于10个符号。

权利要求5记载的发明的特征在于，在权利要求3记载的OFDM接收装置的以多个符号进行平均来计算上述位置偏移的上述部件，避开上述切换部件对上述2根天线择一地切换后的预定期间而算出上述多个符号的平均。

权利要求6记载的发明的特征在于，在权利要求5记载的OFDM接收装置中，上述预定期间为至少10符号以上。

权利要求7记载的发明的特征在于，在权利要求2记载的OFDM接收装置中，上述计算部件包含的、以全载波进行平均来计算上述位置偏移的上述部件，对每个符号以全载波进行平均来计算上述位置偏移的上述部件，每个符号以全载波进行平均计算上述位置偏移；控制上述天线的切换或继续使用的上述部件，对上述位置偏移和上述预定阈值进行比较，在预定的符号数连续地存在上述位置偏移超过上述预定阈值时，向上述切换部件发出控制信号，控制成将选定的上述天线切换为另一根上述天线，在上述位置偏移超过上述预定阈值，但连续的符号数少于上述预定符号数时，控制成继续使用选定的天线。

权利要求8记载的发明，在权利要求7记载的OFDM接收装置中，上述预定的符号数是2至4中的任一符号数。

权利要求9记载的发明，其特征在于设有：接收OFDM方式信号的2根天线；对上述2根天线择一地切换，将选定的天线接收的信号输出到调谐器的切换部件；测定调谐器输出的信号的信号质量的部件；以及控制部件，该部件在上述信号质量降到低于预定阈值时向上述切换部件发出控制信号，控制成将选定的天线切换为另一根天线，在上述信号质量超过上述预定阈值时，控制成继续使用选定的天线。

权利要求10记载的发明，其特征在于设有：接收OFDM方式的信号的2根天线；对上述2根天线择一地切换，将选定的天线接收的信号输出到调谐器的切换部件；对调谐器输出的信号进行FFT运算的部件；对FFT运算后的信号进行均衡处理的部件；对均衡处理后的信号进行解映射处理的部件；算出解映射处理后的信号的误码率的部件；以及控制部件，该部件在上述误码率超过预定阈值时，向上述切换部件发出控制信号，控制成将选定的天线切换为另一天线，在上述误码率降到低于上述预定阈值时，控制成继续使用选定的天线。

权利要求11记载的发明，其特征在于设有：接收OFDM方式的信号的2根天线；对上述2根天线择一地切换，将选定的天线接收的信号输出到调谐器的切换部件；算出调谐器输出的信号的C/N的部件；以及控制部件，该部件在上述C/N比降到低于预定阈值时，向上述切换部件发出控制信号，控制成将选定的天线切换为另一根天线，在上述C/N比超过上述预定阈值时，控制成继续使用选定的天线。

权利要求12记载的发明，其特征在于，在权利要求1、权利要求2、权利要求9、权利要求10及权利要求11中任一项记载的OFDM接收装置中，上述切换部件隔开预定符号数以上的间隔进行天线的切换控制。

发明效果

本发明是设有2根天线的OFDM接收装置，具有测定信号质量的部件，并择一地选择信号质量良好的天线。然后，在调谐器中只接收处理选定天线输出的信号。对调谐器输出的信号进行解调处理。

因此，本发明利用2根天线，可以有选择地接收质量良好的信号，另外，由于接收装置只设一个调谐器，可望降低功耗、降低成本。

另外，测定信号质量的部件计算出信号在星座上的信号位置偏移。这样，在接收信号受到干扰时，可以测定信号是否良好，从而能够选择信号质量良好的天线。

另外，测定信号质量的部件计算出信号的误码率。这样，能够正确反映接收信号是否良好而选择天线。

另外，本发明具有算出接收信号C/N比的部件，可择一地选择C/N比良好的天线。然后，在调谐器上只接收并处理从选定天线输出的信号。

这样，便可从2根天线中有选择地使用接收状态良好的天线。另外，由于接收装置只设一个调谐器，可望降低功耗、降低成本。

另外，本发明以多个符号平均算出位置偏移的部件，以不到10个符号的个数，平均算出信号的星座上的位置偏移。这样，可以削减该部件的电路结构。另外，在传输途中产生干扰、信号发生畸变等时，可以提高实施的天线切换处理适应性。就是说，在信号中一旦发生畸变，便可立即实施天线的切换处理。

另外，符号平均值以少于10个符号平均算出，该10个符号不足的程度，例如与多普勒频移频率低时星座上的位置偏移变大的期间相当。

因此，将符号平均值计算中包含该信号发生畸变期间的情况下算出的符号平均值，跟符号平均值计算过程中不包含该信号发生畸变期间的情况下算出的符号平均值进行比较时，可以使两符号平均值的差变大。如此，上述预定阈值的设定变得容易，因此，可望改善接收信号的C/N比。另外，通过实验已经确认，上述阈值的设定变得容易，而且该接收信号的C/N比得到改善。

另外，本发明在天线择一地切换后，在由预定期间形成的静止期间，不计算信号的星座上的位置偏移。这样，即使由于天线的切换处理使星座上的位置偏移增大，也可以减小该位置偏移增大期间和符号平均值的算出期间的重叠。

这样，即使由于天线的切换处理使上述位置偏移增大，也可以抑制在计算符号的平均值时该位置偏移增大的影响。

另外，天线切换处理造成的星座上的位置偏移变大的期间，少于10个符号。因而，在本发明中，将(静止期间)设置为至少10个符号以上，以此可以完全排除计算符号平均值时天线切换处理造成的影响。

另外，本发明对每个符号都进行对位置偏移和预定阈值的比较，在位置偏移以连续的预定符号数超过预定阈值时才切换天线，在位置偏移以少于连续的预定符号数超过预定阈值时，继续使用选定的天线。

这样，便可使传输途中因干扰导致信号中发生畸变，使星座上的位置偏移增大的期间，跟由于天线切换处理而使星座上的位置偏移增大的期间重叠。因而，即使信号中发生畸变，进行天线切换处理，能够将可接收正常信号的期间延长得比不使上述两个期间重叠的更长。

另外，预定的符号数是2至4中的任一符号数。这里，基于正确地检出传输途中产生的干扰造成的信号中的畸变的观点看，最好在经过2至4中的任一符号数期间星座的位置偏移增大时进行天线切换处理。因而，能够最大限度地延长能够一边考虑上述事项、一边接收正常信号的期间。

通过以下的详细说明和附图，会明白本发明的目的、特征、形态及优点。

附图说明

图1是与第1实施例相关的OFDM接收装置的框图；

图2表示原信号的星座；

图3表示5％频率偏移时的星座；

图4表示Doppler频率为80Hz的环境下的星座；

图5表示C/N＝15dB环境下的星座；

图6是与第2实施例相关的OFDM接收装置的框图；

图7是与第3实施例相关的OFDM接收装置的框图；

图8表示天线切换后随即开始测定符号平均值的情况；

图9是天线切换后，经过静止期间后才开始测定符号平均值的情况；

图10表示天线切换处理前后，原来的畸变和切换处理造成的畸变不重叠的情况；

图11表示在天线切换处理前后，原来的畸变和切换处理造成的畸变重叠的情况；以及

图12表示在预定的符号数不足的条件下连续地出现算出的位置偏移超过预定阈值的情况。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施例。作为地面波数字广播的发送方式，在一个信道区域内数百～数千多个载波(子载波)多重传输的OFDM方式，在日本和欧美得到采用。该OFDM方式，由于是将发送数据分割成多个子载波进行发送的多载波调制方式，频率利用效率非常高，移动接收时产生的频率选择性衰落得很厉害。另外，在以6MHz的带宽传输的总位速率相同的条件下，与通常的单载波调制方式相比，各载波的符号期间可长到与载波数(数百～数千个)相应的程度，并且可在各有效符号间设置称为保护时段(Guard Period)的保护期间，以此可以减小多路径(重影)的影响，具有可以抑制画面质量恶化的优点。

第1实施例

图1是本发明的第1实施例的OFDM接收装置的功能框图。本实施例的OFDM接收装置，是可用于便携式电话机、便携式数字电视机等的便携式设备的接收装置，在可从多层构成的OFDM信号中接收只由1段构成的层的1段方式接收装置。然后，本实施例的OFDM接收装置，如图1所示，是具有2根具有定向性的天线11A、11B，进行分集接收的接收装置。

OFDM发射装置(图中未示出)发送的RF(射频)信号通过传输路径由2根接收天线接收。接收的RF信号，经过天线切换部12输出到调谐器13，在调谐器13进行频率转换，变为IF(中频)信号。该IF信号，经过BPF(带通滤波器)、混频器、LPF(低通滤波器)等输出到A/D转换器。输入到A/D转换器14的信号，以预定的采样频率转换为数字信号。

从A/D转换器14输出的信号，输出到正交检波电路15所具有的乘法器151、152。乘法器151将信号乘以余弦波，乘法器152将信号乘以正弦波。然后，从乘法器151、152各自输出同相分量(I)和正交分量(Q)的信号。另外，I分量及Q分量的信号通过LPF 153、154除去高频分量，输出到FFT运算电路16。

FFT运算电路16将输入的时域信号(I分量及Q分量信号)傅立叶变换为频域信号(I分量及Q分量信号)。转换到频域的信号被输出到进行接收信号均衡处理的均衡电路17。均衡电路17采用振幅和相位已知的导频信号，算出接收信号的推定传输路径响应，对推定传输路径响应在符号方向及载波方向上进行内插处理。然后，用内插后的推定传输路径响应来进行接收信号的均衡处理。然后，经均衡处理后的接收信号被输出到解映射电路18。在解映射电路18中，将QPSK、16QAM等星座上的复数信号解映射为整数信号。解映射处理后的信号被输出到FEC电路19，在FEC电路19中进行Viterbi解码和Reed-Solomon解码，进行误码修正。EC电路19输出的信号，用图中未示出的信源解码器进行MPEG(Moving Picture Experts Group动画专家组)-2方式等解码，变为解码信号。

接着，说明本发明的特征部分。如上所述，本实施例的OFDM接收装置设有2根天线11A、11B和天线切换部12。天线切换部12具有从天线切换控制部20接收控制信号，对2根天线11A、11B择一地切换的功能。就是说，天线切换部12，在2根天线11A、11B所接收的信号中，将选定天线接收的信号输出到调谐器13。

天线切换控制部20具有偏移检测电路21和判定电路22，具有利用从均衡电路17输出的I分量及Q分量的信号进行天线切换判定的功能。

偏移检测电路21是输入从均衡电路17输出的I分量及Q分量信号，并检出星座上的位置偏移的电路。

星座是以同相分量(I分量的信号)为横轴，以正交分量(Q分量的信号)为纵轴，表现信号的配置。在本实施例中，OFDM信号是QPSK调制的信号，图2至图5表示QPSK调制的信号的星座。图2是从发射机发送的原信号的星座。这样，原信号是(I，Q)＝(1，1)，(1，-1)，(-1，1)，(-1，-1)的4个点中的任一点的信号。OFDM信号在从发射机发送到接收机接收的过程中受到干扰，接收信号的星座从上述4点偏移。例如，图3是发生了5％的频率偏移的情况的星座，图4是80Hz多普勒频率环境下接收的情况的星座，图5是受到白高斯噪音(AWGN)的C/N＝15dB环境下的星座。

这样，用点标出受到干扰的接收信号从星座上原信号的4点位置偏移后的位置。然后，偏移检测电路21，用公式1所示的运算方法算出均衡电路17输出的I分量及Q分量信号的星座上的位置偏移。

公式1

$R^2=\frac{1}{N}\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}[{\left(\right|I_i|-1)}^2+{\left(\right|Q_i|-1)}^2]$

在公式1中，N是1个符号中的载波数，Ii是第i个子载波的I分量(同相分量)，Qi表示第i子载波的Q分量(正交分量)。就是说，在1个符号内全部载波的信号中，对(I，Q)＝(1，1)，(1，-1)，(-1，1)，(-1，-1)4点的距离的自乘值求和，算出其平均值。

例如，在无干扰的情况下，对于全部子载波，|Ii|＝|Qi|＝1，运算为R＝0。就是说，判断为没有信号偏移，信号中无畸变。另一方面，有干扰时，R变为0以外的实数，检出信号的位置偏移。于是，I分量或者Q分量离1越远，平均偏移R就越大，可以判断为接收状况恶化。

偏移检测电路21，通过用公式1表示的运算，算出位置偏移的载波平均值R，将该值输出到判定电路22。判定电路22，在数十ms或者数百ms的期间里对R的数值进行累计，求出其平均值。就是说，在偏移检测电路21中，对于1个符号内的全部子载波，求出星座上信号位置偏移的平均值，另外，在判定电路22中，可以对多个符号求出信号位置偏移的平均值。公式2是在判定电路22中计算的、信号位置偏移的符号平均值R_ave的算式。

公式2

$R_{\mathrm{ave}}=\frac{1}{M}\underset{k=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{R}_k$

在公式2中，Rk表示第k个符号中信号位置偏移的载波平均值，M表示计算对象的符号数。例如，对每50个符号，算出R_ave。

判定电路22，一旦算出信号位置偏移的符号平均值R_ave，便将预定阈值与R_ave进行比较处理。在R_ave超过预定阈值时(就是说，信号位置偏移大，信号质量恶化的情况下)，向天线切换部12发出切换接收天线的控制信号。另一方面，在R_ave降到低于预定阈值时(就是说，信号位置偏移小，信号质量良好的情况下)，向天线切换部12发出继续使用当前工作的天线的控制信号。

判定电路22发出的控制信号，可以在D/A转换器23中进行模拟变换，作为模拟的控制信号发送到天线切换部12。然后，天线切换部12，根据输入的控制信号进行天线切换控制。这样，在信号偏移的符号平均值R_ave超过预定阈值时，在天线11A、11B中切换到现在不工作的天线，在符号平均值R_ave降到低于预定阈值时，在天线11A、11B中，原样不变地选择现在工作的天线。

这样，采用本实施例，可根据接收信号的星座上的位置偏移来判定信号的畸变，选择畸变程度小的天线。

于是，由于天线切换部12只将选定的天线接收的信号输出到调谐器13，故可以在分集接收的2个信号中，对选择信号质量良好的信号进行解调。而且，由于本实施例的OFDM接收装置使用一个调谐器即可，故可望达到低功耗和低成本。

再有，判定电路22最好隔开预定符号数(例如50个符号)的间隔进行天线的切换控制。这是为了防止在短的期间内(例如，数个符号)频繁地发生天线切换，造成传输路径状态严重改变。

第2实施例

接着，说明本发明的第2实施例。在第2实施例中，根据接收信号的误码率(BER)进行天线切换控制。图6是与第2实施例相关的OFDM接收装置框图。图中，与第1实施例相同的构造采用相同的附图标记表示。以下，说明与第1实施例的差异。

如图6所示，该OFDM接收装置，具有从FEC电路19输入误码率信号的判定电路31。具体地说，FEC电路19通过viterbi解码修正信号的差错，但是viterbi解码电路在进行差错修正处理的同时，对发生的位差错的出现次数进行计数。根据该计数值，FEC电路19便可以算出误码率。然后，将该误码率信号输出到判定电路31，FEC电路19就可在判定电路31进行误码率和预定阈值之间的比较处理。然后，判定电路31，在误码率超过预定阈值时(就是说，位差错多，信号质量恶化的情况下)，对天线切换部12发出切换天线的控制信号。另外，判定电路31，在误码率降到低于预定阈值时(就是说，位差错少，信号质量良好的情况下)，对天线控制部件12发出继续使用现在工作的天线的控制信号。

从判定电路31发出的控制信号，在D/A转换器23中进行模拟变换，作为模拟控制信号送到天线切换部12。然后，天线切换部12根据输入的控制信号进行天线切换控制。这样，在信号的误码率超过预定阈值时，切换到现在不工作的天线，在误码率降到低于预定阈值时，原样不变地选择天线11A、11B中现在工作的天线。

这样，采用本实施例，便可以根据接收信号的误码率，进行切换控制，选择信号质量良好的天线。于是，由于天线切换部12只将选定的天线接收的信号输出到调谐器13，故在分集接收的2个信号中，便可能选择信号质量良好的信号进行解调。于是，由于本实施例的OFDM接收装置用一个调谐器即可，故可望达到低功耗和低成本。

第3实施例

接着，说明本发明的第三实施例。在第3实施例中，根据接收信号的C/N比(Carrier to Noise ratio：载噪比)来控制天线的切换。图7是与第3实施例相关的OFDM接收装置的框图。图中，与第1实施例相同的构造，用相同的附图标记表示。以下，说明与第1实施例的差异。

如图7所示，该OFDM接收装置设有C/N运算部件41，C/N运算部件41根据FFT电路16的运算结果算出接收信号的C/N比。C/N比是信号对噪音之比，其值越高，表示信号功率越强。另外，C/N运算部件41，也可用FFT运算之前的信号计算C/N比。然后，C/N运算部件41将C/N算出的接收信号的C/N比信号输出到判定电路42，在判定电路42中，在C/N比和预定阈值之间进行比较处理。然后，判定电路42，在C/N比降到低于预定阈值时(就是说，噪音多，信号功率弱的情况下)，向天线切换部12发出切换天线的控制信号。另外，判定电路42，在C/N比超过预定阈值时(就是说，噪音少，信号功率强的情况下)，向控制部件12发出继续使用现在工作的天线的控制信号。

判定电路42发出的控制信号，可以在D/A转换器23中模拟变换，作为模拟的控制信号被送往天线切换部12。然后，天线切换部12，根据输入的控制信号进行天线切换控制。这样，在信号的C/N比降到低于预定阈值时，在天线11A、11B中，切换到现在不工作的天线上，在C/N比超过预定阈值时，原样不变地在天线11A、11B中，选择现在工作的天线。

这样，采用本实施例，便可以根据接收信号的C/N比进行切换控制，选择能收到强信号功率的天线。而且，由于天线切换部12只将选定的天线接收的信号输出到调谐器13，故在分集接收的2个信号中，可以选择C/N比良好的信号进行解调。于是，本实施例的OFDM接收装置，由于用一个调谐器即可，可望达到低功耗和低成本。

再有，判定电路42最好隔开预定符号数(例如50个符号)的间隔来进行天线的切换控制。这是为了防止在短期间内(例如，数个符号)频繁地发生天线的切换，使传输路径状态发生大的变动。

第4实施例

在多普勒频移频率低时(这相当于手持OFDM接收装置走动使用的情况)，连续经过长时间，星座上的位置偏移(公式1中的R2)几乎不增大。就是说，在多普勒频移频率低的情况下，在多数情况下，经过数个符号的期间，星座上的位置偏移(公式1的R2)相对增大后，经过数十符号的期间，星座上的位置偏移(公式1中的R2)相对减小。

因此，例如，在多普勒频移频率低的情况下，在第1实施例中说明的公式2中，由于在从数十符号到数百符号之间的期间的范围内测定符号的平均值R_ave，故会产生难以将上述预定阈值设定为最佳值的问题。

这是因为，在符号平均值R_ave的计算中，尽管也包含星座上的位置偏移相对增大的期间，但由于其时间小到只有几个符号，在经过数十符号到数百符号后测定符号平均值R_ave的情况下，该符号平均值R_ave减小。因此，在经过数十符号到数百符号后测定符号平均值R_ave的情况下，包含经过数个符号信号中发生畸变的期间算出的符号平均值R_ave，跟不包含该信号中发生畸变时间算出的符号平均值R_ave之间的差极小。

在这种情况下，例如，在将预定阈值设定为相对较大的数值时，即使星座上的位置发生偏移延续数个符号时间的相对增大(就是说，即使信号中在数个符号期间内发生畸变)，也还无法检出该信号的畸变。

另一方面，在将预定阈值设定为相对较小的数值时，即使在星座上的位置偏移在数十符号期间发生相对较小的畸变(就是说，从正常信号接收的观点看，延续数十符号信号周期的畸变小到可以允许的程度)的情况下，还是实施了天线的切换(就是说，实施了频繁的天线切换处理)。

像上述那样的预定阈值的设定困难，其结果是与接收信号的C/N比恶化相关联。在本实施例中，提供解决该问题用的OFDM接收装置。

就是说，本实施例的OFDM接收装置所具有的判定电路22，以少于10个符号的平均来计算信号的星座上的位置偏移。就是说，在公式2中M小于10，判定电路22不到10个符号就计算一次符号的平均值R_ave。

本实施例的OFDM接收装置，动作如下。

偏移检测电路21一旦通过公式1表示的运算算出信号位置偏移的载波平均值R，便将该值输出到判定电路22。判定电路22，在预定期间里对R的数值进行累计，另外，求出其平均值。

更具体地说，在偏移检测电路21中，对1个符号内的全部子载波，求出信号星座上的位置偏移的平均值(公式1)，另外，在判定电路22中，对少于10个符号(＝M)求出信号位置偏移的平均值(公式2)。

判定电路22，一算出少于10个符号的信号位置偏移的符号平均值R_ave，便对预定阈值和该算出的R_ave进行比较处理。然后，在该算出的R_ave超过预定阈值时，向天线切换部12发出切换接收天线的控制信号。另一方面，在该算出的R_ave降到低于预定阈值时，向天线切换部12发出继续使用现在工作的天线的控制信号。

从判定电路22发出的控制信号，在D/A转换器23中进行模拟变换，作为模拟控制信号送往天线切换部12。然后，天线切换部12根据输入的控制信号进行天线的切换控制。

这样，在信号偏移的符号平均值R_ave(少于10个符号平均的符号平均值)超过预定阈值时，切换到天线11A、11B中现在不工作的天线上，在符号平均值R_ave(少于10个符号平均的符号平均值)降到低于预定阈值时，原样不变地选择现在工作的天线。

这样，采用本实施例，以少于10个符号来平均算出接收信号的星座上的位置偏移(就是说，在公式2中M小于10)。

因此，可检出数个符号期间星座上的位置偏移相对增大的接收信号畸变(如上所述，该现象例如往往发生在多普勒频移低的情况下)，上述预定阈值便易于设定。

就是说，在本实施例中，例如，可以在与多普勒频移频率低时经常发生的接收信号畸变的期间(就是说，数个符号左右)相当的期间，进行符号平均值R_ave的计算。

因此，将在计算符号平均值R_ave时包含该信号发生畸变的期间计算的符号平均值R_ave，跟在符号平均值R_ave的计算中不包含该信号发生畸变期间计算的符号平均值R_ave加以比较，可增大两符号平均值R_ave的差。这样，就能使上述预定阈值的设定变得容易。

这样，在本实施例的OFDM接收装置中，由于上述预定阈值的设定变得容易，故可望改善接收信号的C/N比。

发明人改变公式2中M的值而测定接收信号的C/N比。结果，以少于10个符号计算符号平均R_ave时，接收信号的C/N比可得到了比较显著的改善。另外，即使与公式2中的M值设置为数十符号至数百符号的情况相比，若像本实施例那样将M值设定为少于10个符号，则预定阈值也较易设定。

另外，如上所述，在本实施例中，在少于10个符号的符号数范围内计算符号的平均值R_ave。因此，与经过数十符号或数百符号计算符号的平均值R_ave进行天线的切换控制的情况下相比，本实施例可以提高接收信号中发生畸变时天线切换处理的适应性，还能削减判定电路22的电路规模。

第5实施例

在与上述各实施例有关的OFDM接收装置中，进行天线切换处理时，持续数个符号(在符号方向内插滤波器中的可处理长度，少于10个符号)，由于该天线切换处理，星座上的位置偏移变大。

因此，尽管原来(就是说，传输途中的干扰等因素造成的)接收信号中不发生畸变或者畸变小，但在将天线切换处理后随即计算的符号平均值R_ave与预定阈值作了比较时，有进行天线的切换处理的情况。就是说，会因为天线的切换处理而再次进行天线的切换处理。

有时通过切换处理重新选定的天线上接收的接收信号畸变，比切换之前的天线所接收的信号的还大，最好不发生这样的情况(即无论原来接收信号中没有发生畸变或是畸变小都进行天线切换的情况)。

在本实施例中，提供了解决该问题用的OFDM接收装置。本实施例的OFDM接收装置，上述切换部件在对上述2根天线择一地切换后避开预定期间后再计算多个符号的平均(公式2)。

就是说，本实施例的OFDM接收装置所具有的偏移检测电路21或判定电路22，在天线切换部12对2根天线11A、11B择一地切换后，在预定时间的静止期间里，不计算信号的星座上的位置偏移。

还有，经过上述静止期间后，在偏移检测电路21中，对1个符号内的全部子载波求出星座上信号位置偏移的平均值(公式2)，而且，在判定电路22中，对多个符号求出信号位置偏移的平均值(公式2)。

以下边与第1实施例相关的OFDM接收装置的动作比较，边说明本实施例的OFDM接收装置的动作。

图8表示与第1实施例相关的OFDM接收装置的天线切换动作的一例。

在选择了天线11A的状态下，按照在第1实施例中说明的步骤，根据偏移检测电路21计算出的结果，判定电路22计算符号的平均值R_ave。判定电路22对该符号平均值R_ave和预定阈值的比较处理结果，在符号平均值R_ave超过预定阈值时，实施天线的切换处理，选择天线11B。然后，该天线的切换处理后随即按照在第1实施例中说明的步骤，判定电路22根据偏移检测电路21的计算结果再次计算符号的平均值R_ave。

图9表示本实施例的OFDM接收装置的天线切换动作的一例。

在选择了天线11A的状态下，按照第1实施例中说明的步骤，判定电路22根据偏移检测电路21的计算结果，计算符号的平均值R_ave。判定电路22对该符号平均值R_ave和预定阈值进行比较处理的结果为符号平均值R_ave超过预定阈值时，实施天线的切换处理，选择天线11B。

然后，在该天线切换处理后，在预定期间内，偏移检测电路21和判定电路22不计算星座上的位置偏移。该不计算星座上的位置偏移的预定时间即为静止期间。

经过该静止期间后，按照第1实施例中说明的步骤，判定电路22根据偏移检测电路21的计算结果，再次计算符号的平均值R_ave。

这样，在本实施例中，设定了上述静止期间。就是说，在本实施例中，在天线的切换处理刚结束后的预定期间内，不计算星座上的位置偏移。

因此，即使天线切换处理造成星座上的位置偏移增大，也能减小该位置偏移增大期间与符号平均值R_ave的计算期间的重叠。这样，即使由于天线切换处理使上述位置偏移增大，也可抑制符号平均值R_ave的计算中该位置偏移增大的影响。

再有，如上所述，天线的切换处理造成的上述位置偏移，是在数个符号的期间(更具体地说，少于10个符号的期间)发生的。因此，上述静止期间设定为至少10个符号以上，从而能较可靠地完全排除符号平均值R_ave计算期间受到天线切换处理的影响。

另外，正如第4实施例中说明的，本实施例的判定电路22也可在上述静止期间后，对少于10个符号计算信号位置偏移的符号平均值R_ave，并对预定阈值和该计算的符号平均值R_ave进行比较处理。

第6实施例

图10表示与第1实施例相关的OFDM接收装置的天线切换动作的一例。

在图10中，在选择了天线11A的状态下，由于传输途中的干扰等，假定接收信号中产生了大的畸变(以下，将该原因造成的畸变称为原来的畸变)。图10中的X，表示通过公式1算出的星座上的位置偏移超过预定阈值的符号。假定原来的畸变是在数个符号的过程中产生的，其后没有畸变(或者，假定从正常信号接收的观点看很小而并不构成问题)。

在上述状况下，假定公式2经过预定期间后进行符号平均值R_ave的计算，并根据该算出的符号平均值R_ave跟预定阈值比较的结果，实施了天线的切换处理，选择天线11B。其中，如上所述，由于天线的切换处理发生接收信号的星座上的位置偏移(为方便起见，将其称为切换处理造成的畸变)。

但是，在进行了图10说明的动作后，产生以下所示问题。就是说，从发生原来的畸变，实施切换处理，发生切换处理造成的畸变，到该切换处理造成的畸变可被忽视之间，原来的畸变发生的期间和切换处理造成的畸变发生的期间的总和时间(在图10所示的情况下，16个符号数)期间，OFDM接收装置变得无法正常接收信号。

在本实施例的OFDM接收装置中，从以下的说明可看出，在实施了天线切换处理的情况下，能够相对缩短变得无法正常接收信号的期间。

本实施例的OFDM接收装置，在连续经过预定的符号数，上述偏移检测电路21算出的每个符号的位置偏移(公式1)超过预定阈值时，进行天线切换处理。

以下，用图11更具体地说明本实施例的OFDM接收装置的动作。其中，图11表示本实施例的OFDM接收装置的天线切换动作的一例。

偏移检测电路21，对每个符号以全部载波来平均计算(公式1)信号星座上的位置偏移。然后，偏移检测电路21将该计算结果输出到判定电路22。判定电路22对每个符号，将偏移检测电路21中算出的位置偏移(公式1)跟预定阈值比较。

如图11所示，假定在选择了天线11A的状态下，发生了原来的畸变。在判定电路22中上述比较处理的结果是，若连续预定的符号数(图11符号数为2)，上述算出的位置偏移超过了预定阈值，则判定电路22向天线切换部12发出控制信号，切换接收天线。

判定电路22发出的控制信号，在D/A转换器23中进行模拟变换，作为模拟控制信号被送往天线切换部12。然后，天线切换部12根据输入的控制信号进行天线的切换控制。这样，处于工作状态的天线从天线11A切换到天线11B。

与此相比，和图11不同，在判定电路22中，对每个符号进行上述比较处理的结果，在上述计算的位置偏移超过预定阈值的符号数连续小于预定符号数时，判定电路22就向天线切换部12发出继续使用现在工作的天线的控制信号。因而，天线11A、11B中，原样不变地选择现在工作的天线(天线11A)。

例如，假定预定的符号数为3，对每个符号进行的上述比较处理的结果，上述算出的位置偏移连续2个符号(参照图12)超过预定阈值。这时，判定电路22就向天线切换部12发出继续使用现在工作的天线的控制信号。因而，在天线11A、11B中，原样不变地选择现在工作的天线(天线11A)。

这样，采用本实施例，可以在上述计算位置偏移连续预定的符号数超过预定阈值时，实施天线切换处理。因此，能够使发生原来的畸变的期间与因切换处理造成的畸变的期间重叠(参照图11)。

因而，与图10的情况相比，在从因原来的畸变而实施天线切换处理到天线切换处理造成的畸变消失之间，OFDM接收装置变得无法正常接收信号的期间(在图11的情况下，10个符号数期间)得以缩短。

再有，正如从上述看出的，由于发生原来的畸变的期间和切换处理造成的畸变的期间重叠，必须在原来的畸变发生的中途进行天线切换处理。

一般，发生原来的畸变的期间，由于是观测结果在2个符号数以上，  20个符号数以下(多普勒频移频率低时(这相当于手持OFDM接收装置走动使用的情况)为10个符号数以下)，上述预定的符号数宜为2个符号数以上、20个符号以下(若为多普勒频移频率低的情况，则为10个符号数以下)中的任一符号数。

再有，从将上述重叠时间设定为最大限度的观点(就是说，将OFDM接收装置变得无法正常接收信号的期间设定为最小限度的观点)及发明人所作的测定结果看，上述预定的符号数宜为2～4(2至4中的任一符号数)。

另外，为了不致于因切换处理造成的畸变而实施天线切换处理，在本实施例的OFDM接收装置中，也可以设定第5实施例中说明的静止期间。

以上对本发明作了详细说明，但在以上说明的所有方面，均为举例性说明，本发明的范围不限于此。当知，在不脱离本发明的范围的情况下，可以设想出没有举例说明过的大量变形例。

Claims (12)

1.一种OFDM接收装置，其特征在于设有：

接收OFDM方式的信号的2根天线(11A、11B)；

对所述2根天线择一地切换并将选定的天线接收的信号送往调谐器(13)的切换部件(12)；

对所述调谐器输出的信号进行FFT运算的部件(16)；

对FFT运算后的信号进行均衡处理的部件(17)；

对均衡处理后的信号计算星座上的位置偏移的计算部件(21)；以及

在所述位置偏移超过预定阈值时，向所述切换部件发出控制信号，控制成以将选定的天线切换到另一根天线，而在所述位置偏移降到低于所述预定阈值时，控制成继续使用选定的天线的部件(22)。

2.权利要求1记载的OFDM接收装置，其特征在于，

所述计算部件包括以全部载波平均来计算信号的星座上的位置偏移的部件。

3.权利要求1或权利要求2记载的OFDM接收装置，其特征在于，

所述计算部件包含以多个符号平均计算信号的星座上的位置偏移的部件。

4.权利要求3记载的OFDM接收装置OFDM接收装置，其特征在于，

所述多个符号的个数少于10个符号。

5.权利要求3记载的OFDM接收装置，其特征在于，

在以多个符号平均计算所述位置偏移的所述部件中，避开所述切换部件择一地切换所述2根天线后的预定期间来计算多个符号的平均。

6.权利要求5记载的OFDM接收装置，其特征在于，

所述预定期间为至少10个符号以上。

7.权利要求2记载的OFDM接收装置，其特征在于，

所述计算部件包含的以全部载波平均来计算所述位置偏移的所述部件，

对每个符号以全部载波平均来计算所述位置偏移；

控制所述天线的切换或继续使用的所述部件进行如下的控制，

对每个符号比较所述位置偏移和所述预定阈值，在所述位置偏移以连续预定符号数超过所述预定阈值时，向所述切换部件发出控制信号，将选定的所述天线切换到另一根所述天线，在所述位置偏以连续少于所述预定符号数移超过所述预定阈值时，继续使用选定的天线。

8.权利要求7记载的OFDM接收装置，其特征在于，

所述预定符号数是2至4中的任一符号数。

9.一种OFDM接收装置，其特征在于设有：

接收OFDM方式的信号的2根天线(11A、11B)；

对所述2根天线择一地切换并将选定的天线接收的信号送往调谐器(13)的切换部件(12)；

测定所述调谐器输出的信号的信号质量的部件(21，19，41)；以及

在所述信号质量降到低于预定阈值时，向所述切换部件发出控制信号，控制成将选定的天线切换到另一根天线，而在所述信号质量超过所述预定阈值时，控制成继续使用选定的天线的部件(22、31、42)。

10.一种OFDM接收装置，其特征在于设有：

接收OFDM方式的信号的2根天线(11A、11B)；

对所述2根天线择一地切换并将选定的天线接收的信号送往调谐器(13)的切换部件(12)；

对所述调谐器输出的信号进行FFT运算的部件(16)；

对FFT运算后的信号进行均衡处理的部件(17)；

对均衡处理后的信号进行解映射处理的部件(18)；

计算解映射处理后的信号的误码率的部件(19)；以及

在所述误码率超过预定阈值时，向所述切换部件发出控制信号，控制成将选定的天线切换到另一根天线，而在所述误码率降到低于所述预定阈值时，控制成继续使用选定的天线的部件(31)。

11.一种OFDM接收装置，其特征在于设有：

接收OFDM方式的信号的2根天线(11A、11B)；

对所述2根天线择一地切换并将选定的天线接收的信号送往调谐器(13)的切换部件(12)；

计算所述调谐器输出的信号的C/N比的部件(41)；以及

在所述C/N比降到低于预定阈值时，向所述切换部件发出控制信号，控制成将选定的天线切换到另一根天线，而在所述C/N比超过所述预定阈值时，控制成继续使用选定的天线的部件(42)。

12.权利要求1、权利要求2、权利要求9、权利要求10及权利要求11中任一项记载的OFDM接收装置，其特征在于，

所述切换部件隔开预定符号数以上的间隔来进行天线的切换控制。

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