JP2004297320A - ダイバーシティ受信装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】周囲条件の変動の影響を受けることなく、ダイバーシティ合成後における信号のC/Nを最大にする。
【解決手段】複数のアンテナ1、3と、各アンテナ1、3にそれぞれ接続された複数の受信回路2、4と、各受信回路2、4から出力される受信信号を加算する加算手段と、加算手段8に入力される受信信号の位相を互いに同相にする移相手段7、10とを備え、各受信回路2、4から出力された受信信号間のレベルを比較するレベル比較手段11と、各受信回路2、4と加算手段8との間にそれぞれ介挿されると共に、レベル比較手段11によって制御されるレベル可変手段6、9とを設け、最大レベルの受信信号以外の他の受信信号をレベル可変手段6、9によって最大レベルの受信信号とのレベル差に比例して相対的に減衰して加算手段8に入力した。
【選択図】 図1
【解決手段】複数のアンテナ1、3と、各アンテナ1、3にそれぞれ接続された複数の受信回路2、4と、各受信回路2、4から出力される受信信号を加算する加算手段と、加算手段8に入力される受信信号の位相を互いに同相にする移相手段7、10とを備え、各受信回路2、4から出力された受信信号間のレベルを比較するレベル比較手段11と、各受信回路2、4と加算手段8との間にそれぞれ介挿されると共に、レベル比較手段11によって制御されるレベル可変手段6、9とを設け、最大レベルの受信信号以外の他の受信信号をレベル可変手段6、9によって最大レベルの受信信号とのレベル差に比例して相対的に減衰して加算手段8に入力した。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、OFDM方式による地上波デジタル放送の車載用受信機として好適なダイバーシティ受信装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
図2に示す従来のダイバーシティ受信装置はダイバーシティ合成後のC/Nを最大とする最大比合成方式の構成を示す。図2において、一方の受信系統はアンテナ21と、それに接続された受信機22と、受信機22の出力側に接続された可変利得増幅器23と、受信機22で受信した信号のレベルを検出する検出器24とからなる。検出器24は可変利得増幅器23の利得を制御する。他方の受信系統はアンテナ25と、それに接続された受信機26と、受信機26の出力側に接続された可変利得増幅器27と、受信機26で受信した信号のレベルを検出する検出器28とからなる。検出器28は可変利得増幅器27の利得を制御する。
【0003】
一方の可変利得増幅器23から出力される受信信号と他方の可変利得増幅器27から出力される受信信号とは加算手段30によって合成されるが、他方の可変利得増幅器27と加算手段30との間には移相器31が設けられる。また、一方の可変利得増幅器23から出力される受信信号と他方の可変利得増幅器27から出力される受信信号との位相差は位相検波器32によって検出され、この結果によって移相器31が制御される。
【0004】
以上の構成において、一方の可変利得増幅器23は検出器24で検出したレベルに比例した重み付けがなされた利得に設定され、同様に、他方の可変利得増幅器27も検出器28で検出したレベルに比例した重み付けがなされた利得に設定される。また、他方の可変利得増幅器27から出力される受信信号は一方の可変利得増幅器23から出力される受信信号と同位相となるように移相器31によって位相制御される。よって、加算手段30によって合成された信号のC/Nは最大となる(例えば、非特許文献1参照。)。
【0005】
【非特許文献1】
斎藤 洋一著「ディジタル無線通信の変複調」電子情報通信学会出版、平成8年2月10日、P.189−191及び図5.19
【0006】
加算手段30によって合成された受信信号は、図示しないOFDM復調手段によってベースバンド信号に変換される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
上記の方式では最大のC/N比が得られるという利点を有するが、各可変利得増幅器が各受信系統内でフィードフォワード制御されているので、周囲温度や電源電圧等の変動による各可変利得増幅器の利得の変化がそのまま出力側に現れ、加算手段に入力される各信号のレベルが可変利得増幅器の入力レベルに比例した重み付けがなされたレベルとはならず、合成後の信号のC/Nが最大にならないという問題がある。
【0008】
本発明は、周囲条件の変動の影響を受けることなく、ダイバーシティ合成後における信号のC/Nを最大にすることを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明では、複数のアンテナと、前記各アンテナにそれぞれ接続された複数の受信回路と、前記各受信回路から出力される受信信号を加算する加算手段と、前記加算手段に入力される前記受信信号の位相を互いに同相にする移相手段とを備え、前記各受信回路から出力された受信信号間のレベルを比較するレベル比較手段と、前記各受信回路と前記加算手段との間にそれぞれ介挿されると共に、前記レベル比較手段によって制御されるレベル可変手段とを設け、最大レベルの受信信号以外の他の受信信号を前記レベル可変手段によって前記最大レベルの受信信号とのレベル差に比例して相対的に減衰して前記加算手段に入力した。
【0010】
また、前記移相手段を前記各受信回路と前記加算手段との間に介挿した。
【0011】
また、前記レベル制御手段を前記移相手段に直列に接続した。
【0012】
【発明の実施の形態】
本発明のダイバーシティ受信装置を図1に従って説明する。図1では二つの受信系統について説明する。
【0013】
第一のアンテナ1には第一の受信回路2が接続される。第一の受信回路2は受信信号を増幅する第一の低雑音増幅器2aと、増幅後の信号を周波数変換する第一の混合器2bと、第一の混合器2bに局部発振信号を供給する第一の発振器2cと、第一の発振器2cの発振周波数を制御する第一のPLL回路2dと、第一の混合器2bから出力される中間周波信号を増幅する第一の中間周波増幅器2fと第一の混合器2bと第一の中間周波増幅器2fとの間に介挿された第一のバンドパスフィルタ2eとを有する。
【0014】
第二のアンテナ3には第二の受信回路4が接続される。第二の受信回路4は受信信号を増幅する第二の低雑音増幅器4aと、増幅後の信号を周波数変換する第二の混合器4bと、第二の混合器4bに局部発振信号を供給する第二の発振器4cと、第二の発振器4cの発振周波数を制御する第二のPLL回路4dと、第二の混合器4bから出力される中間周波信号を増幅する第二の中間周波増幅器4fと第二の混合器4bと第二の中間周波増幅器4fとの間に介挿された第二のバンドパスフィルタ4eとを有する。
【0015】
第一のPLL回路2dと第二のPLL回路4dとには基準発振器5から基準信号が供給される。
【0016】
第一の受信回路2から出力された信号(中間周波信号)は直列接続された第一のレベル可変手段6及び第一の移相手段7を経て加算手段8に入力される。また、第二の受信回路4から出力された信号は直列接続された第二のレベル可変手段9及び第二の移相手段10を経て加算手段8に入力される。第一及び第二のレベル可変手段6、9は図示のように可変減衰器で構成しても良いが、可変利得増幅器で構成してもよい。また、第一及び第二の移相手段7、10は必ずしも各受信回路2、4と加算手段8との間に介挿する必要は無く、例えば局部発振信号の位相を変えるために受信回路2、4内に設けてもよい。要は、加算手段8に入力される段階での各受信信号を同相にするものであればよい。
【0017】
また、第一の受信回路2から出力される信号と第二の受信回路4から出力される信号とのレベルを比較すると共に、そのレベル差によって二つのレベル可変手段6、9を制御するレベル比較手段11が設けられる。
【0018】
レベル比較手段11は第一の受信回路2から出力される信号のレベルを検出する第一の検波手段11aと、第二の受信回路4から出力される信号のレベルを検出する第二の検波手段11bと、検出された二つのレベルを比較する第一及び第二の比較手段11c、11dとを有する。
【0019】
第一の比較手段11cの非反転入力端(+)には第一の検波手段11aから出力される検出信号が入力され、反転入力端(−)には第二の検波手段11bから出力される検出信号が入力される。また、第二の比較手段11dの非反転入力端(+)には第二の検波手段11bから出力される検出信号が入力され、反転入力端(−)には第一の検波手段11aから出力される検出信号が入力される。
【0020】
よって、二つの比較手段11c、11dは二つの検波手段11a、11bによって検出されたレベルの差に相当する電圧を出力する。そして、第一のレベル可変手段6が第一の比較手段11cによって制御され、第二のれべる可変手段9が第二の比較手段11dによって制御される。
【0021】
また、第一及び第二の移相手段7、8は位相制御手段12によって制御される。位相制御手段12は加算手段8から出力される合成後の信号のレベルを監視してそれが最大レベルとなるように二つの移相手段7、10のいずれか一方又は双方の移相量を制御する。従って、合成後の信号が最大となった場合には第一の移相手段7から加算手段8に入力される信号の位相と第二の移相手段10から加算手段8に入力される信号の位相とが合致する。加算手段8の後段にはOFDM復調手段(図示せず)が設けられ、合成後の信号が復調される。
【0022】
以上の構成において、第一の受信回路2から出力される信号のレベルが第二の受信回路4から出力される信号のレベルよりも大であるときは、第一の比較手段11cは第一のレベル可変手段6の減衰量を零とするように制御する。これに対して、第二の比較手段11dはレベル差に比例する減衰量を第二のレベル可変手段9に与えるように制御する。もし、第一の受信回路2から出力される信号のレベルが第二の受信回路4から出力される信号のレベルよりも小であるときは、第一のレベル可変手段6の動作と第二のレベル可変手段9の動作とは逆となる。即ち、レベルの低い信号がレベルの高い信号とのレベル差に比例してレベル可変手段によって減衰される。
【0023】
以上の構成によれば、二つの受信回路2、4から出力される信号のレベル差によってレベル可変手段6、9が制御されるが、二つの受信回路2、4は周囲条件の変動によっても利得等が同じように変化するのでそのレベル差は常に一定と見なせる。従って、レベル可変手段6、9によってレベルが制御された信号間のレベル差は各受信回路2、4から出力された信号のレベル差に比例したものとなり、合成後の信号が周囲条件等に依存することなく最大のC/Nとなる。
【0024】
なお、図1では2系統のアンテナ及び受信回路を前提にして説明したが、これに限ることは無く3系統のアンテナ及び受信回路を備えていても同様に構成できる。要は、各系統の受信信号のレベル差に比例してレベルの低い信号をレベルの高い信号よりも減衰すればよい。
また、レベル比較手段11はアナログ回路で構成する以外にもデジタル回路で構成し、レベル可変手段6、9に対してデジタル的に制御することも可能である。
【0025】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、複数のアンテナと、各アンテナにそれぞれ接続された複数の受信回路と、各受信回路から出力される受信信号を加算する加算手段と、前記加算手段に入力される前記受信信号の位相を互いに同相にする移相手段とを備え、各受信回路から出力された受信信号間のレベルを比較するレベル比較手段と、各受信回路と加算手段との間にそれぞれ介挿されると共に、レベル比較手段によって制御されるレベル可変手段とを設け、最大レベルの受信信号以外の他の受信信号をレベル可変手段によって最大レベルの受信信号とのレベル差に比例して相対的に減衰して加算手段に入力したので、合成後の信号は温度や電源電圧等の周囲条件の変化に依存することなく最大のC/Nが得られる。
【0026】
また、また、移相手段を各受信回路と加算手段との間に介挿したので、合成する直前で各信号の位相を正確に同位相とすることができる。
【0027】
また、レベル制御手段を移相手段に直列に接続したので、加算手段に入力される段階での各信号のレベルを受信回路から出力される信号間のレベル差に正確に比例したものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のダイバーシティ受信装置の構成を示す回路図である。
【図2】従来のダイバーシティ受信装置の構成を示す回路図である。
【符号の説明】
1 第一のアンテナ
2 第一の受信回路
2a 第一の低雑音増幅器
2b 第一の混合器
2c 第一の発振器
2d 第一のPLL回路
2e 第一のバンドパスフィルタ
2f 第一の中間周波増幅器
3 第二のアンテナ
4 第二の受信回路
4a 第二の低雑音増幅器
4b 第二の混合器
4c 第二の発振器
4d 第二のPLL回路
4e 第二のバンドパスフィルタ
4f 第二の中間周波増幅器
5 基準発振器
6 第一の可変減衰手段
7 第一の移相手段
8 加算手段
9 第二の可変減衰手段
10 第二の移相手段
11 レベル比較手段
11a 第一の検波手段
11b 第二の検波手段
11c 第一の比較手段
11d 第二の比較手段
12 位相制御手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、OFDM方式による地上波デジタル放送の車載用受信機として好適なダイバーシティ受信装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
図2に示す従来のダイバーシティ受信装置はダイバーシティ合成後のC/Nを最大とする最大比合成方式の構成を示す。図2において、一方の受信系統はアンテナ21と、それに接続された受信機22と、受信機22の出力側に接続された可変利得増幅器23と、受信機22で受信した信号のレベルを検出する検出器24とからなる。検出器24は可変利得増幅器23の利得を制御する。他方の受信系統はアンテナ25と、それに接続された受信機26と、受信機26の出力側に接続された可変利得増幅器27と、受信機26で受信した信号のレベルを検出する検出器28とからなる。検出器28は可変利得増幅器27の利得を制御する。
【0003】
一方の可変利得増幅器23から出力される受信信号と他方の可変利得増幅器27から出力される受信信号とは加算手段30によって合成されるが、他方の可変利得増幅器27と加算手段30との間には移相器31が設けられる。また、一方の可変利得増幅器23から出力される受信信号と他方の可変利得増幅器27から出力される受信信号との位相差は位相検波器32によって検出され、この結果によって移相器31が制御される。
【0004】
以上の構成において、一方の可変利得増幅器23は検出器24で検出したレベルに比例した重み付けがなされた利得に設定され、同様に、他方の可変利得増幅器27も検出器28で検出したレベルに比例した重み付けがなされた利得に設定される。また、他方の可変利得増幅器27から出力される受信信号は一方の可変利得増幅器23から出力される受信信号と同位相となるように移相器31によって位相制御される。よって、加算手段30によって合成された信号のC/Nは最大となる(例えば、非特許文献1参照。)。
【0005】
【非特許文献1】
斎藤 洋一著「ディジタル無線通信の変複調」電子情報通信学会出版、平成8年2月10日、P.189−191及び図5.19
【0006】
加算手段30によって合成された受信信号は、図示しないOFDM復調手段によってベースバンド信号に変換される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
上記の方式では最大のC/N比が得られるという利点を有するが、各可変利得増幅器が各受信系統内でフィードフォワード制御されているので、周囲温度や電源電圧等の変動による各可変利得増幅器の利得の変化がそのまま出力側に現れ、加算手段に入力される各信号のレベルが可変利得増幅器の入力レベルに比例した重み付けがなされたレベルとはならず、合成後の信号のC/Nが最大にならないという問題がある。
【0008】
本発明は、周囲条件の変動の影響を受けることなく、ダイバーシティ合成後における信号のC/Nを最大にすることを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明では、複数のアンテナと、前記各アンテナにそれぞれ接続された複数の受信回路と、前記各受信回路から出力される受信信号を加算する加算手段と、前記加算手段に入力される前記受信信号の位相を互いに同相にする移相手段とを備え、前記各受信回路から出力された受信信号間のレベルを比較するレベル比較手段と、前記各受信回路と前記加算手段との間にそれぞれ介挿されると共に、前記レベル比較手段によって制御されるレベル可変手段とを設け、最大レベルの受信信号以外の他の受信信号を前記レベル可変手段によって前記最大レベルの受信信号とのレベル差に比例して相対的に減衰して前記加算手段に入力した。
【0010】
また、前記移相手段を前記各受信回路と前記加算手段との間に介挿した。
【0011】
また、前記レベル制御手段を前記移相手段に直列に接続した。
【0012】
【発明の実施の形態】
本発明のダイバーシティ受信装置を図1に従って説明する。図1では二つの受信系統について説明する。
【0013】
第一のアンテナ1には第一の受信回路2が接続される。第一の受信回路2は受信信号を増幅する第一の低雑音増幅器2aと、増幅後の信号を周波数変換する第一の混合器2bと、第一の混合器2bに局部発振信号を供給する第一の発振器2cと、第一の発振器2cの発振周波数を制御する第一のPLL回路2dと、第一の混合器2bから出力される中間周波信号を増幅する第一の中間周波増幅器2fと第一の混合器2bと第一の中間周波増幅器2fとの間に介挿された第一のバンドパスフィルタ2eとを有する。
【0014】
第二のアンテナ3には第二の受信回路4が接続される。第二の受信回路4は受信信号を増幅する第二の低雑音増幅器4aと、増幅後の信号を周波数変換する第二の混合器4bと、第二の混合器4bに局部発振信号を供給する第二の発振器4cと、第二の発振器4cの発振周波数を制御する第二のPLL回路4dと、第二の混合器4bから出力される中間周波信号を増幅する第二の中間周波増幅器4fと第二の混合器4bと第二の中間周波増幅器4fとの間に介挿された第二のバンドパスフィルタ4eとを有する。
【0015】
第一のPLL回路2dと第二のPLL回路4dとには基準発振器5から基準信号が供給される。
【0016】
第一の受信回路2から出力された信号(中間周波信号)は直列接続された第一のレベル可変手段6及び第一の移相手段7を経て加算手段8に入力される。また、第二の受信回路4から出力された信号は直列接続された第二のレベル可変手段9及び第二の移相手段10を経て加算手段8に入力される。第一及び第二のレベル可変手段6、9は図示のように可変減衰器で構成しても良いが、可変利得増幅器で構成してもよい。また、第一及び第二の移相手段7、10は必ずしも各受信回路2、4と加算手段8との間に介挿する必要は無く、例えば局部発振信号の位相を変えるために受信回路2、4内に設けてもよい。要は、加算手段8に入力される段階での各受信信号を同相にするものであればよい。
【0017】
また、第一の受信回路2から出力される信号と第二の受信回路4から出力される信号とのレベルを比較すると共に、そのレベル差によって二つのレベル可変手段6、9を制御するレベル比較手段11が設けられる。
【0018】
レベル比較手段11は第一の受信回路2から出力される信号のレベルを検出する第一の検波手段11aと、第二の受信回路4から出力される信号のレベルを検出する第二の検波手段11bと、検出された二つのレベルを比較する第一及び第二の比較手段11c、11dとを有する。
【0019】
第一の比較手段11cの非反転入力端(+)には第一の検波手段11aから出力される検出信号が入力され、反転入力端(−)には第二の検波手段11bから出力される検出信号が入力される。また、第二の比較手段11dの非反転入力端(+)には第二の検波手段11bから出力される検出信号が入力され、反転入力端(−)には第一の検波手段11aから出力される検出信号が入力される。
【0020】
よって、二つの比較手段11c、11dは二つの検波手段11a、11bによって検出されたレベルの差に相当する電圧を出力する。そして、第一のレベル可変手段6が第一の比較手段11cによって制御され、第二のれべる可変手段9が第二の比較手段11dによって制御される。
【0021】
また、第一及び第二の移相手段7、8は位相制御手段12によって制御される。位相制御手段12は加算手段8から出力される合成後の信号のレベルを監視してそれが最大レベルとなるように二つの移相手段7、10のいずれか一方又は双方の移相量を制御する。従って、合成後の信号が最大となった場合には第一の移相手段7から加算手段8に入力される信号の位相と第二の移相手段10から加算手段8に入力される信号の位相とが合致する。加算手段8の後段にはOFDM復調手段(図示せず)が設けられ、合成後の信号が復調される。
【0022】
以上の構成において、第一の受信回路2から出力される信号のレベルが第二の受信回路4から出力される信号のレベルよりも大であるときは、第一の比較手段11cは第一のレベル可変手段6の減衰量を零とするように制御する。これに対して、第二の比較手段11dはレベル差に比例する減衰量を第二のレベル可変手段9に与えるように制御する。もし、第一の受信回路2から出力される信号のレベルが第二の受信回路4から出力される信号のレベルよりも小であるときは、第一のレベル可変手段6の動作と第二のレベル可変手段9の動作とは逆となる。即ち、レベルの低い信号がレベルの高い信号とのレベル差に比例してレベル可変手段によって減衰される。
【0023】
以上の構成によれば、二つの受信回路2、4から出力される信号のレベル差によってレベル可変手段6、9が制御されるが、二つの受信回路2、4は周囲条件の変動によっても利得等が同じように変化するのでそのレベル差は常に一定と見なせる。従って、レベル可変手段6、9によってレベルが制御された信号間のレベル差は各受信回路2、4から出力された信号のレベル差に比例したものとなり、合成後の信号が周囲条件等に依存することなく最大のC/Nとなる。
【0024】
なお、図1では2系統のアンテナ及び受信回路を前提にして説明したが、これに限ることは無く3系統のアンテナ及び受信回路を備えていても同様に構成できる。要は、各系統の受信信号のレベル差に比例してレベルの低い信号をレベルの高い信号よりも減衰すればよい。
また、レベル比較手段11はアナログ回路で構成する以外にもデジタル回路で構成し、レベル可変手段6、9に対してデジタル的に制御することも可能である。
【0025】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、複数のアンテナと、各アンテナにそれぞれ接続された複数の受信回路と、各受信回路から出力される受信信号を加算する加算手段と、前記加算手段に入力される前記受信信号の位相を互いに同相にする移相手段とを備え、各受信回路から出力された受信信号間のレベルを比較するレベル比較手段と、各受信回路と加算手段との間にそれぞれ介挿されると共に、レベル比較手段によって制御されるレベル可変手段とを設け、最大レベルの受信信号以外の他の受信信号をレベル可変手段によって最大レベルの受信信号とのレベル差に比例して相対的に減衰して加算手段に入力したので、合成後の信号は温度や電源電圧等の周囲条件の変化に依存することなく最大のC/Nが得られる。
【0026】
また、また、移相手段を各受信回路と加算手段との間に介挿したので、合成する直前で各信号の位相を正確に同位相とすることができる。
【0027】
また、レベル制御手段を移相手段に直列に接続したので、加算手段に入力される段階での各信号のレベルを受信回路から出力される信号間のレベル差に正確に比例したものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のダイバーシティ受信装置の構成を示す回路図である。
【図2】従来のダイバーシティ受信装置の構成を示す回路図である。
【符号の説明】
1 第一のアンテナ
2 第一の受信回路
2a 第一の低雑音増幅器
2b 第一の混合器
2c 第一の発振器
2d 第一のPLL回路
2e 第一のバンドパスフィルタ
2f 第一の中間周波増幅器
3 第二のアンテナ
4 第二の受信回路
4a 第二の低雑音増幅器
4b 第二の混合器
4c 第二の発振器
4d 第二のPLL回路
4e 第二のバンドパスフィルタ
4f 第二の中間周波増幅器
5 基準発振器
6 第一の可変減衰手段
7 第一の移相手段
8 加算手段
9 第二の可変減衰手段
10 第二の移相手段
11 レベル比較手段
11a 第一の検波手段
11b 第二の検波手段
11c 第一の比較手段
11d 第二の比較手段
12 位相制御手段
Claims (3)
- 複数のアンテナと、前記各アンテナにそれぞれ接続された複数の受信回路と、前記各受信回路から出力される受信信号を加算する加算手段と、前記加算手段に入力される前記受信信号の位相を互いに同相にする移相手段とを備え、前記各受信回路から出力された受信信号間のレベルを比較するレベル比較手段と、前記各受信回路と前記加算手段との間にそれぞれ介挿されると共に、前記レベル比較手段によって制御されるレベル可変手段とを設け、最大レベルの受信信号以外の他の受信信号を前記レベル可変手段によって前記最大レベルの受信信号とのレベル差に比例して相対的に減衰して前記加算手段に入力したことを特徴とするダイバーシティ受信装置。
- 前記移相手段を前記各受信回路と前記加算手段との間に介挿した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。
- 前記レベル制御手段を前記移相手段に直列に接続したことを特徴とする請求項1又は2に記載のダイバーシティ受信装置。
Priority Applications (3)
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