JP2006253866A - Diversity receiver - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ダイバーシチ受信装置に関し、特にマルチパスによる周波数選択性フェージングの影響を軽減するためのダイバーシチ受信装置に関する。 The present invention relates to a diversity receiver, and more particularly to a diversity receiver for reducing the influence of frequency selective fading due to multipath.
マルチキャリア変調信号のダイバーシチ受信において、受信信号は、マルチパスによる周波数選択性フェージングにより、確率的にある周波数成分において劣化している。また、この現象は各アンテナについて独立に起きている。そこで本発明者らは、下記特許文献1に記載の技術を発明した。これは、マルチキャリア変調信号に対し、帯域を分割してダイバーシチ合成を行い、その上で各帯域での合成信号の位相をそろえて結合し、その後の信号処理を行うとするものである。これにより、各周波数帯域の合成手段では、他の帯域に存在する劣化した信号成分の影響が軽減された、より正確な重み係数を算出することが可能となり、各周波数帯域ごとの信号レベルが平準化される。また、マルチパスによる周波数選択性フェージングの影響を軽減することが可能である。
特許文献1のダイバーシチ受信装置100の構成を図2に示す。ダイバーシチ受信装置900の構成は、4つのアンテナA1、A2、A3及びA4と、各アンテナに対応して設けられた、乗算器(ダウンコンバータ)21、22、23及び24、可変アナログ増幅器31、32、33及び34、アナログ/デジタル変換器(A/D)41、42、43及び44、帯域分割フィルタ71、72、73及び74、複素乗算器91L、92L、93L及び94Lと、局部発振器10、オートゲインコントローラ(AGC)30、直交復調部50、重み係数演算器95L及び加算器85L及び結合器99とから成る。尚、図では略しているが、Low−Bandと示した構成に対応して、Mid−Bandに複素乗算器91M、92M、93M及び94M、重み係数演算器95M及び加算器85Mを、High−Bandに複素乗算器91H、92H、93H及び94H、重み係数演算器95H及び加算器85Hを有する。 FIG. 2 shows the configuration of the diversity receiver 100 of Patent Document 1. The configuration of the diversity receiver 900 includes four antennas A1, A2, A3, and A4, multipliers (downconverters) 21, 22, 23, and 24, and variable analog amplifiers 31, 32 that are provided corresponding to the antennas. 33 and 34, analog / digital converters (A / D) 41, 42, 43 and 44, band division filters 71, 72, 73 and 74, complex multipliers 91L, 92L, 93L and 94L, and a local oscillator 10, An auto gain controller (AGC) 30, an orthogonal demodulator 50, a weighting factor calculator 95 </ b> L, an adder 85 </ b> L, and a combiner 99 are included. Although omitted in the figure, corresponding to the configuration shown as Low-Band, Mid-Band includes complex multipliers 91M, 92M, 93M and 94M, weight coefficient calculator 95M and adder 85M, and High-Band. Are provided with complex multipliers 91H, 92H, 93H and 94H, a weight coefficient calculator 95H and an adder 85H.
ダイバーシチ受信装置900における信号処理は以下の通りである。アンテナA1で受信された例えば500MHz帯域の高周波は、乗算器(ダウンコンバータ)21において局部発振器10の発する正弦波と乗ぜられて中間周波数信号(IF)に変換される。これをAGC30により制御された可変アナログ増幅器31により増幅してA/D41でデジタル信号とし、直交復調部50でベースバンド帯域のデジタル複素信号として出力される。尚、直交復調部50の出力に応じて、AGC30が可変アナログ増幅器31における増幅率を制御する。全く同様にアンテナA2、A3及びA4の受信信号も、直交復調部50からベースバンド帯域のデジタル複素信号として出力される。 Signal processing in the diversity receiver 900 is as follows. A high frequency of, for example, a 500 MHz band received by the antenna A1 is multiplied by a sine wave generated by the local oscillator 10 in a multiplier (down converter) 21 and converted into an intermediate frequency signal (IF). This is amplified by the variable analog amplifier 31 controlled by the AGC 30, converted into a digital signal by the A / D 41, and output as a baseband digital complex signal by the orthogonal demodulator 50. The AGC 30 controls the amplification factor in the variable analog amplifier 31 in accordance with the output of the quadrature demodulator 50. In exactly the same manner, the reception signals of the antennas A2, A3, and A4 are also output from the orthogonal demodulator 50 as baseband digital complex signals.
直交復調部50の出力である、4組のベースバンド帯域のデジタル複素信号は、帯域分割フィルタ71、72、73及び74によりLow−Band、Mid−Band、High−Bandの3つに分割され、各々複素乗算器91〜94L及び重み係数演算器95L、複素乗算器91〜94M及び重み係数演算器95M、複素乗算器91〜94H及び重み係数演算器95Hに入力される。 The four baseband digital complex signals, which are the outputs of the quadrature demodulator 50, are divided into three bands, Low-Band, Mid-Band, and High-Band, by band division filters 71, 72, 73, and 74. The complex multipliers 91 to 94L and the weight coefficient calculator 95L, the complex multipliers 91 to 94M, the weight coefficient calculator 95M, the complex multipliers 91 to 94H, and the weight coefficient calculator 95H, respectively.
まずLow−Bandと示した構成部分について説明する。重み係数演算器95Lに入力された、Low−Bandの4組のベースバンド帯域のデジタル複素信号は、各々加算器85Lの出力との複素相関演算が行われる。この結果から4組のベースバンド帯域のデジタル複素信号の重み係数(複素数)が決定され、複素乗算器91L、92L、93L及び94Lに各々出力される。複素乗算器91L、92L、93L及び94Lでは複素演算により信号処理がなされ、加算器85Lに出力される。加算器85Lでは複素乗算器91L、92L、93L及び94Lの出力の単純な加算を行い、結合器99に出力される。このようにLow−Bandの4組のベースバンド帯域のデジタル複素信号がダイバーシチ合成される。 First, the components indicated as Low-Band will be described. The four low-band baseband digital complex signals input to the weighting factor calculator 95L are each subjected to complex correlation calculation with the output of the adder 85L. From these results, the weight coefficients (complex numbers) of the four baseband digital complex signals are determined and output to the complex multipliers 91L, 92L, 93L and 94L, respectively. The complex multipliers 91L, 92L, 93L, and 94L perform signal processing by complex calculation and output to the adder 85L. The adder 85L performs simple addition of the outputs of the complex multipliers 91L, 92L, 93L, and 94L and outputs the result to the combiner 99. In this way, four sets of low-band baseband digital complex signals are diversity-combined.
全く同様にMid−Band、High−Bandでも4組のベースバンド帯域のデジタル複素信号が各々加算器85M及び85Hの出力との複素相関演算が行われて重み係数(複素数)が決定され、複素乗算器91M〜94M及び複素乗算器91H〜94Hで4組のベースバンド帯域のデジタル複素信号が重み付けられ、各々加算器85M及び85Hで加算されて結合器99に出力される。このようにMid及びHigh−Bandの各々4組のベースバンド帯域のデジタル複素信号が、各々ダイバーシチ合成される。 In exactly the same way, in Mid-Band and High-Band, four baseband band digital complex signals are subjected to complex correlation operation with the outputs of adders 85M and 85H, respectively, to determine weight coefficients (complex numbers), and complex multiplication is performed. The four baseband digital complex signals are weighted by the units 91M to 94M and the complex multipliers 91H to 94H, added by the adders 85M and 85H, respectively, and output to the combiner 99. In this way, each of the four baseband digital complex signals of Mid and High-Band is diversity-combined.
結合器99では、加算器85L、85M及び85Hの出力について、例えば加算器85Mの出力を基準に加算器85L及び85Hの出力との複素相関演算を行い、位相のズレを算出して、加算器85L及び85Hの出力に対する位相補償のための各々の複素重みを算出し、加算器85L及び85Hの出力と各々の複素重みを乗じたものと加算器85Mの出力を加算することで、全帯域のダイバーシチ合成信号を得て、後段の信号処理に出力される。 The combiner 99 performs a complex correlation operation on the outputs of the adders 85L, 85M, and 85H, for example, with the outputs of the adders 85L and 85H on the basis of the output of the adder 85M to calculate a phase shift, and the adder By calculating the respective complex weights for phase compensation for the outputs of 85L and 85H, and adding the outputs of the adders 85L and 85H and the respective complex weights and the output of the adder 85M, A diversity combined signal is obtained and output to the subsequent signal processing.
特許文献1における技術は、帯域分割フィルタの周波数特性を厳密なステップ関数にできないため、帯域の境界部分に周波数帯域の重なりを設けることになっている。即ち、隣り合う2つの帯域濾波器は、その周波数特性において、境界周波数において強度で−6dBとなるように設計されている。このように、分割された帯域の境界部分に周波数帯域の重なりが生じているため、当該重なった部分においては、帯域毎のダイバーシチ合成後に位相を合わせないと、結合したあとの信号が歪んでしまう。特許文献1においては、この位相合わせのために、加算器85L、85M及び85Hの出力について、1つを基準とした複素相関演算を行っていた。即ち、各帯域ごとの合成信号を形成する重み係数を算出するための、帯域ごとの合成信号とその帯域の受信信号との間での相関演算と、帯域ごとの合成信号の周波数帯域の重なり部分の位相を揃えるための合成信号間の相関演算との、2段階の相関演算が必要であった。 In the technique in Patent Document 1, since the frequency characteristic of the band division filter cannot be a strict step function, an overlap of the frequency bands is provided at the band boundary. That is, the two adjacent band filters are designed such that the frequency characteristic has an intensity of −6 dB at the boundary frequency. As described above, since the frequency band overlaps at the boundary portion of the divided bands, the signal after the combination is distorted in the overlapped portion unless the phases are matched after the diversity combining for each band. . In Patent Document 1, for this phase matching, a complex correlation operation is performed on the basis of one of the outputs of the adders 85L, 85M, and 85H. That is, the correlation operation between the combined signal for each band and the received signal in that band for calculating the weighting factor forming the combined signal for each band, and the overlapping part of the frequency band of the combined signal for each band Therefore, a two-stage correlation calculation with a correlation calculation between synthesized signals for aligning the phases of the two signals is necessary.
本発明者らは、特許文献1の構成を改良し、より回路規模の小さい構成で、帯域ごとのダイバーシチ合成したのちの帯域間の加算を可能とする構成を発明した。 The inventors have improved the configuration of Patent Document 1 and invented a configuration that enables addition between bands after diversity combining for each band with a smaller circuit scale.
請求項1に記載の手段は、マルチキャリア変調を用いた通信におけるダイバーシチ受信装置において、複数のアンテナと、前記複数のアンテナで受信した信号を直交復調したのちそれぞれ複数の周波数帯域ごとに分割する分割手段と、前記複数の周波数帯域ごとに分割された前記複数のアンテナのそれぞれの信号に重み付けを行って合成信号を出力する帯域内合成手段と、帯域内合成手段の出力である周波数帯域ごとの合成信号を加算する帯域間合成手段と、前記分割手段の前段におかれ、帯域間合成手段の出力との複素相関により各アンテナで受信した信号の位相を制御する位相制御手段と、帯域内合成手段における前記重み付けのための実数である振幅係数を、各信号の平均振幅に基づいて算出する振幅係数演算器を有することを特徴とする。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a diversity receiver in communication using multi-carrier modulation, wherein a plurality of antennas and a division that divides the signals received by the plurality of antennas into a plurality of frequency bands after orthogonal demodulation. Means, weighting each signal of the plurality of antennas divided for each of the plurality of frequency bands and outputting a combined signal, and combining for each frequency band that is an output of the in-band combining means Interband synthesizing means for adding signals; phase control means for controlling the phase of the signal received by each antenna by a complex correlation with the output of the interband synthesizing means; An amplitude coefficient calculator that calculates an amplitude coefficient that is a real number for weighting in accordance with an average amplitude of each signal, That.
特許文献1では、アンテナの数をNAと分割した帯域の数をNBとすると、帯域内のダイバーシチ合成のためにNANB個の複素相関演算と、帯域毎に合成されたNB個の合成信号の結合のためにNB−1個の複素相関演算との、合計(NA+1)NB−1個の複素相関演算が必要であった。本願発明によれば、帯域分割前に位相を補償するので、複素相関演算はNA個でよく、また、帯域分割後のダイバーシチ合成については、実数である振幅を基準に処理されるので、複素演算が必要でない。よって、アンテナの数をNA、分割した帯域の数をNBとすると、特許文献1の構成に比べて、本願発明は(NA+1)(NB−1)個の複素相関演算を省略することができ、回路規模を小さくすることが可能となる。同様に複数乗算も、帯域分割する前の位相制御手段でのみ必要であり、従来のブランチを帯域分割した後に行うNANB個から、ブランチ数のNA個に減らすことができる。 In Patent Document 1, assuming that the number of antennas is N A and the number of bands is N B , N A N B complex correlation operations and N B synthesized for each band are used for diversity combining within the band. the complex correlation calculating -1 N B of for binding pieces of the composite signal, the sum (N a +1) N B -1 of the complex correlation operation was necessary. According to the present invention, since the phase is compensated before the band division, the number of complex correlation operations may be N A , and the diversity combining after the band division is processed on the basis of the amplitude that is a real number. No computation is necessary. Therefore, when the number of antennas is N A and the number of divided bands is N B , the present invention omits (N A +1) (N B −1) complex correlation operations compared to the configuration of Patent Document 1. Therefore, the circuit scale can be reduced. Similarly, multiple multiplications are necessary only in the phase control means before dividing the band, and the number of branches can be reduced from N A N B performed after dividing the conventional branch to N A.
本発明は、例えば車両、船舶、航空機その他の移動体に用いることができる。アンテナの個数は任意である。4本のアンテナを用いる場合は、移動方向を前として、例えば移動体の左前、右前、左後、右後に設けると良い。 The present invention can be used for vehicles, ships, airplanes, and other mobile objects. The number of antennas is arbitrary. When using four antennas, it is preferable to provide the moving direction in front, for example, the left front, right front, left rear, and right rear of the moving body.
本発明は、変調信号については任意であるが、マルチキャリア変調、特にOFDM変調信号を受信するダイバーシチ受信装置として特に有効である。 The present invention is arbitrary for the modulation signal, but is particularly effective as a diversity receiver for receiving multicarrier modulation, particularly OFDM modulation signal.
ダイバーシチ合成は、最大比合成、等利得合成その他任意の手段を用いることができる。重み係数を逐次更新する場合は平滑化処理を行い、演算により求められた新たな重み係数と更新前の重み係数とに、αと1−αとを乗じて加算することで、重み係数の変動量を抑制することができる。位相制御のための重み係数は複素相関演算を用いて算出する。この時、当該相関演算の積分区間の値は設計により任意である。複素相関演算により各ブランチの位相を揃えることが可能となる。 For diversity combining, maximum ratio combining, equal gain combining or any other means can be used. When updating the weighting factor sequentially, smoothing processing is performed, and the new weighting factor obtained by calculation and the weighting factor before updating are multiplied by α and 1−α to add, thereby changing the weighting factor. The amount can be suppressed. The weighting coefficient for phase control is calculated using complex correlation calculation. At this time, the value of the integration interval of the correlation calculation is arbitrary by design. It is possible to align the phases of the branches by complex correlation calculation.
帯域分割に用いるバンドパスフィルタは任意のものを用いることができるが、アナログ/デジタル変換及び直交復調後にデジタルフィルタを用いると良い。当該デジタルフィルタの周波数特性は急峻とすることが望ましいが、隣接するバンドパスフィルタとの境界周波数において、−6dBのゲインとなるよう設計することが望ましい。 Any bandpass filter can be used for band division, but a digital filter is preferably used after analog / digital conversion and orthogonal demodulation. The frequency characteristic of the digital filter is desirably steep, but it is desirable to design the gain so as to have a gain of −6 dB at the boundary frequency with the adjacent bandpass filter.
図1は本発明の具体的な一実施例にあたる、ダイバーシチ受信装置100の構成を示すブロック図である。ダイバーシチ受信装置100は、4つのアンテナを有し、OFDM信号を受信する装置の、FFT及び誤り訂正等の信号処理部の前段におかれるものであり、車両に搭載されるものである。 FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a diversity receiver 100 according to a specific embodiment of the present invention. Diversity receiving apparatus 100 has four antennas and is placed in front of a signal processing unit such as FFT and error correction of an apparatus that receives OFDM signals, and is mounted on a vehicle.
ダイバーシチ受信装置100の構成は、4つのアンテナA1、A2、A3及びA4と、各アンテナに対応して設けられた、乗算器(ダウンコンバータ)21、22、23及び24、可変アナログ増幅器31、32、33及び34、アナログ/デジタル変換器(A/D)41、42、43及び44、位相制御部60、帯域分割フィルタ71、72、73及び74、二重乗算器81L、82L、83L及び84Lと、局部発振器10、オートゲインコントローラ(AGC)30、直交復調部50、振幅係数演算器80L及び加算器85L及び90とから成る。尚、図では略しているが、Low−Bandと示した構成に対応して、Mid−Bandに二重乗算器81M、82M、83M及び84M、振幅係数演算器80M及び加算器85Mを、High−Bandに二重乗算器81H、82H、83H及び84H、振幅係数演算器80H及び加算器85Hを有する。Low−Band、Mid−Band、High−Bandと示した構成が請求項に言う帯域内合成手段に当たり、加算器90が請求項に言う帯域間合成手段に当たる。 The configuration of the diversity receiver 100 includes four antennas A1, A2, A3, and A4, multipliers (downconverters) 21, 22, 23, and 24, and variable analog amplifiers 31, 32 provided corresponding to the antennas. 33 and 34, analog / digital converters (A / D) 41, 42, 43 and 44, phase control unit 60, band division filters 71, 72, 73 and 74, double multipliers 81L, 82L, 83L and 84L And a local oscillator 10, an auto gain controller (AGC) 30, an orthogonal demodulator 50, an amplitude coefficient calculator 80L, and adders 85L and 90. Although not shown in the figure, corresponding to the configuration shown as Low-Band, Mid-Band includes double multipliers 81M, 82M, 83M and 84M, amplitude coefficient calculator 80M and adder 85M, and High-Band. Band includes double multipliers 81H, 82H, 83H and 84H, an amplitude coefficient calculator 80H and an adder 85H. The configurations indicated as Low-Band, Mid-Band, and High-Band correspond to the in-band synthesizing means described in the claims, and the adder 90 corresponds to the inter-band synthesizing means described in the claims.
ダイバーシチ受信装置100における信号処理は以下の通りである。アンテナA1で受信された例えば500MHz帯域の高周波は、乗算器(ダウンコンバータ)21において局部発振器10の発する正弦波と乗ぜられて中間周波数信号(IF)に変換される。これをAGC30により制御された可変アナログ増幅器31により増幅してA/D41でデジタル信号とし、直交復調部50でベースバンド帯域のデジタル複素信号として出力される。尚、直交復調部50の出力に応じて、AGC30が可変アナログ増幅器31における増幅率を制御する。全く同様にアンテナA2、A3及びA4の受信信号も、直交復調部50からベースバンド帯域のデジタル複素信号として出力される。 Signal processing in the diversity receiver 100 is as follows. A high frequency of, for example, a 500 MHz band received by the antenna A1 is multiplied by a sine wave generated by the local oscillator 10 in a multiplier (down converter) 21 and converted into an intermediate frequency signal (IF). This is amplified by the variable analog amplifier 31 controlled by the AGC 30, converted into a digital signal by the A / D 41, and output as a baseband digital complex signal by the orthogonal demodulator 50. The AGC 30 controls the amplification factor in the variable analog amplifier 31 in accordance with the output of the quadrature demodulator 50. In exactly the same manner, the reception signals of the antennas A2, A3, and A4 are also output from the orthogonal demodulator 50 as baseband digital complex signals.
直交復調部50の出力である、4組のベースバンド帯域のデジタル複素信号は、位相制御部60で複素演算処理により位相が揃えられる。加算器90の出力を基準として4組のベースバンド帯域のデジタル複素信号との複素相関演算により、絶対値が1である、4つの複素重み係数が算出され、各々4組のベースバンド帯域のデジタル複素信号に乗ぜられて帯域分割フィルタ71、72、73及び74に出力される。これらは帯域分割フィルタ71、72、73及び74にてLow−Band、Mid−Band、High−Bandの3つに分割され、各々二重乗算器81〜84L及び振幅係数演算器80L、二重乗算器81〜84M及び振幅係数演算器80M、二重乗算器81〜84H及び振幅係数演算器80Hに入力される。 The phases of the four sets of baseband digital complex signals, which are the outputs of the quadrature demodulator 50, are aligned by the complex calculation processing in the phase controller 60. Based on the output of the adder 90, four complex weight coefficients having an absolute value of 1 are calculated by a complex correlation operation with four sets of base band digital complex signals, and each of the four sets of base band digital The signal is multiplied by the complex signal and output to the band division filters 71, 72, 73 and 74. These are divided into three parts of Low-Band, Mid-Band, and High-Band by band division filters 71, 72, 73, and 74, respectively, and double multipliers 81 to 84L, amplitude coefficient calculator 80L, and double multiplication. Are input to the multipliers 81 to 84M, the amplitude coefficient calculator 80M, the double multipliers 81 to 84H, and the amplitude coefficient calculator 80H.
まずLow−Bandと示した構成部分について説明する。振幅係数演算器80Lに入力された、Low−Bandの4組のベースバンド帯域のデジタル複素信号について、下記に示すように実数の振幅係数が決定されて、二重乗算器81L〜84Lで乗ぜられる。二重乗算器81〜84Lは、複素信号を単に実数倍するので、実質的には複素演算をおこなわない、実部と虚部の2個の実数乗算のための乗算器である。実数倍された4組のベースバンド帯域のデジタル複素信号は加算器85Lに出力され、実部と虚部がそれぞれ単純に加算されて、加算器90に出力される。このようにLow−Bandの4組のベースバンド帯域のデジタル複素信号が振幅係数を決定されてダイバーシチ合成される。 First, the components indicated as Low-Band will be described. With respect to the four baseband digital complex signals of Low-Band inputted to the amplitude coefficient calculator 80L, real amplitude coefficients are determined as shown below and multiplied by the double multipliers 81L to 84L. . The double multipliers 81 to 84L are multipliers for multiplying two real numbers of a real part and an imaginary part, which do not substantially perform a complex operation because they simply multiply a complex signal by a real number. The four baseband band digital complex signals multiplied by the real number are output to the adder 85L, and the real part and the imaginary part are simply added and output to the adder 90. In this way, four sets of low-band baseband digital complex signals are subjected to diversity combining by determining amplitude coefficients.
全く同様にMid−Band、High−Bandでも4組のベースバンド帯域のデジタル複素信号について、振幅計数演算器80M、80Hにおいて実数の振幅係数が決定されて二重乗算器81M〜84M、81H〜84Hで4組のベースバンド帯域のデジタル複素信号が重み付けられ、各々加算器85M及び85Hで加算されて加算器90に出力される。このようにMid及びHigh−Bandの各々4組のベースバンド帯域のデジタル複素信号が、各々ダイバーシチ合成される。加算器90では加算器85L、85M及び85Hの出力を単純加算し、後段の信号処理に出力する。 Exactly in the same manner, in Mid-Band and High-Band, for the four baseband band digital complex signals, the amplitude coefficient calculators 80M and 80H determine the real amplitude coefficient, and double multipliers 81M to 84M and 81H to 84H. The four sets of baseband digital complex signals are weighted, added by the adders 85M and 85H, and output to the adder 90. In this way, each of the four baseband digital complex signals of Mid and High-Band is diversity-combined. The adder 90 simply adds the outputs of the adders 85L, 85M, and 85H, and outputs the result to subsequent signal processing.
ここにおいて、帯域分割の前に、位相制御部60において、加算器90の出力を基準とした複素相関演算により複素重み係数(各々絶対値は1)を決定し、位相を制御するので、各帯域に分割してダイバーシチ合成しても、加算器90の出力信号の各々の帯域の重なり部分でのサブキャリアについても位相が揃う。即ち、周波数空間における各帯域の接合部においての落ち込みが無くなる。よって、位相が揃っていないサブキャリアがないので、後段のダイバーシチ合成によるゲインが負となるサブキャリアは存在しない。よって加算器90の出力をFFT及び誤り訂正その他の信号処理をすることで、マルチパスフェージングに強い受信機とすることができる。 Here, before the band division, the phase control unit 60 determines the complex weight coefficient (each absolute value is 1) by complex correlation calculation based on the output of the adder 90 and controls the phase. Even when the diversity combining is performed, the phases of the subcarriers in the overlapping portions of the bands of the output signals of the adder 90 are also aligned. That is, there is no drop at the junction of each band in the frequency space. Therefore, since there are no subcarriers whose phases are not aligned, there is no subcarrier whose gain by the subsequent diversity combining is negative. Therefore, by performing FFT, error correction, and other signal processing on the output of the adder 90, a receiver that is resistant to multipath fading can be obtained.
振幅係数演算器80L、80M、80Hでの振幅の決定方法は例えば下記の何れかの方法をとることができる。以下、帯域分割前のベースバンド信号の平均振幅をBi(iはアンテナAi(i=1,2,3,4)に対応するブランチを示す)、帯域分割後の平均振幅をLow−Band、Mid−Band、High−Band各々Li、Mi、Hiとおく。また、特に断らない限り、Σはi=1,2,3,4での合計を示す。 For example, any of the following methods can be used as the method of determining the amplitude by the amplitude coefficient calculators 80L, 80M, and 80H. Hereinafter, the average amplitude of the baseband signal before band division is represented by B i (i indicates a branch corresponding to the antenna Ai (i = 1, 2, 3, 4)), the average amplitude after band division is represented by Low-Band, Mid-Band, High-Band each L i, M i, and H i put. Further, unless otherwise specified, Σ represents the sum of i = 1, 2, 3, and 4.
〔振幅係数の決定方法1〕
各帯域でのダイバーシチ合成を最大比合成として、加算器85L、85M、85Hの出力である各帯域での合成信号の平均振幅を、3つとも、予めNとなるようにする。この場合、Low−Bandのブランチiの平均振幅Liの信号に対し、振幅係数はNLi/ΣLi 2である。同様にMid−BandではNMi/ΣMi 2、High−BandではNHi/ΣHi 2である。
[Method for determining amplitude coefficient 1]
Diversity combining in each band is set as maximum ratio combining, and the average amplitude of the combined signals in each band, which is the output of the adders 85L, 85M, and 85H, is set to N in advance. In this case, the amplitude coefficient is NL i / ΣL i 2 for the signal of the average amplitude L i of the Low-Band branch i. Similarly, NM i / ΣM i 2 for Mid-Band and NH i / ΣH i 2 for High-Band.
〔振幅係数の決定方法2〕
各帯域でのダイバーシチ合成を最大比合成として、加算器85L、85M、85Hの出力である各帯域での合成信号の平均振幅を、帯域分割前の4ブランチの平均振幅の1/3となるようにする。これは上記振幅係数の決定方法1においてNをΣBi/12とすれば良い。よってブランチiに対し、Low−BandではLiΣBi/12ΣLi 2、Mid−BandではMiΣBi/12ΣMi 2、High−BandではHiΣBi/12ΣHi 2とする。
[Method for determining amplitude coefficient 2]
With diversity combining in each band as maximum ratio combining, the average amplitude of the combined signal in each band, which is the output of the adders 85L, 85M, and 85H, becomes 1/3 of the average amplitude of the four branches before band division. To. This may be achieved by setting N to ΣB i / 12 in the method 1 for determining the amplitude coefficient. Therefore to branch i, and L i ΣB i / 12ΣL i 2 , Mid-Band in M i ΣB i / 12ΣM i 2 , the High-Band H i ΣB i / 12ΣH i 2 In Low-Band.
〔振幅係数の決定方法3〕
振幅係数の決定方法1で、Nを入力された帯域のブランチの平均振幅の和ΣLi、ΣMi及びΣHiとする。ブランチiに対し、Low−BandではLi/ΣLi、Mid−BandではMi/ΣMi、High−BandではHi/ΣHiとする。
[Method 3 for determining amplitude coefficient]
In the determination method 1 of the amplitude coefficient, N is set as the sum ΣL i , ΣM i, and ΣH i of the average amplitudes of the branches of the input band. To branch i, Low-Band in L i / ΣL i, Mid- Band in M i / ΣM i, and H i / ΣH i in High-Band to.
〔係数の平滑化について〕
位相制御部60での複素重み、振幅係数演算器80L、80M及び80Hでの振幅係数について、平滑化を行うことで信号の歪を抑制することができる。演算により求められた新たな重み係数と更新前の重み係数とに、αと1−αとを乗じて加算する。デジタル処理を簡単に行うため、αの値は、例えば0、1/256、1/128、1/64、1/32、1/16、1/8、1/4、1/2、1の10個を用意すると良い。α=0は係数を固定し、更新しない場合を意味し、α=1は平滑化を行わず、計算された係数で逐次更新していくことを意味する。
[About smoothing coefficients]
Signal distortion can be suppressed by performing smoothing on the complex weights in the phase control unit 60 and the amplitude coefficients in the amplitude coefficient calculators 80L, 80M, and 80H. The new weighting coefficient obtained by the calculation and the weighting coefficient before update are multiplied by α and 1−α and added. In order to perform digital processing easily, the value of α is, for example, 0, 1/256, 1/128, 1/64, 1/32, 1/16, 1/8, 1/4, 1/2, 1 Ten pieces should be prepared. α = 0 means that the coefficient is fixed and is not updated, and α = 1 means that smoothing is not performed and the calculated coefficient is sequentially updated.
本発明は様々な他のダイバーシチ合成手法と組み合わせることができる。重み係数は全てのブランチに対して絶対値を1とする等利得合成としても良く、各ブランチ毎に絶対値が異なる最大比合成としても良い。 The present invention can be combined with various other diversity combining techniques. The weighting factor may be equal gain combining with an absolute value of 1 for all branches, or maximum ratio combining with different absolute values for each branch.
本発明は車両等において、地上波デジタルテレビ放送を受信するための装置に適用できる。 The present invention can be applied to a device for receiving terrestrial digital television broadcasting in a vehicle or the like.
100:ダイバーシチ受信装置
A1、A2、A3、A4:アンテナ
10:局部発振器
21、22、23、24:乗算器
30:オートゲインコントローラ(AGC)
31、32、33、34:可変アナログ増幅器
41、42、43、44:アナログ/デジタル変換器(A/D)
50:直交復調部
60:位相制御部
61、62、63、64:帯域分割フィルタ(3帯域)
80L、80M、80H:(実数)振幅係数演算器
81L、82L、83L、84L、81M、82M、83M、84M、81H、82H、83H、84H:二重乗算器
85L、85M、85H、90:加算器
91L、92L、93L、94L、91M、92M、93M、94M、91H、92H、93H、94H:複素乗算器
95L、95M、95H:(複素)重み係数演算器
99:結合器
100: Diversity receiver A1, A2, A3, A4: Antenna 10: Local oscillator 21, 22, 23, 24: Multiplier 30: Auto gain controller (AGC)
31, 32, 33, 34: Variable analog amplifier 41, 42, 43, 44: Analog / digital converter (A / D)
50: Quadrature demodulator 60: Phase controller 61, 62, 63, 64: Band division filter (3 bands)
80L, 80M, 80H: (Real number) amplitude coefficient calculator 81L, 82L, 83L, 84L, 81M, 82M, 83M, 84M, 81H, 82H, 83H, 84H: Double multiplier 85L, 85M, 85H, 90: Addition Units 91L, 92L, 93L, 94L, 91M, 92M, 93M, 94M, 91H, 92H, 93H, 94H: Complex multipliers 95L, 95M, 95H: (complex) weight coefficient calculator 99: Combiner
Claims (1)
複数のアンテナと、
前記複数のアンテナで受信した信号を直交復調したのちそれぞれ複数の周波数帯域ごとに分割する分割手段と、
前記複数の周波数帯域ごとに分割された前記複数のアンテナのそれぞれの信号に重み付けを行って合成信号を出力する帯域内合成手段と、
帯域内合成手段の出力である周波数帯域ごとの合成信号を加算する帯域間合成手段と、
前記分割手段の前段におかれ、帯域間合成手段の出力との複素相関により各アンテナで受信した信号の位相を制御する位相制御手段と、
帯域内合成手段における前記重み付けのための実数である振幅係数を、各信号の平均振幅に基づいて重み付けを行う振幅係数演算器とを有することを特徴とするダイバーシチ受信装置。 In a diversity receiver in communication using multicarrier modulation,
Multiple antennas,
Division means for dividing the signals received by the plurality of antennas into a plurality of frequency bands after orthogonal demodulation;
In-band combining means for weighting each signal of the plurality of antennas divided for each of the plurality of frequency bands and outputting a combined signal;
An interband synthesizing unit that adds a synthesized signal for each frequency band that is an output of the in-band synthesizing unit;
Phase control means for controlling the phase of the signal received by each antenna by the complex correlation with the output of the interband combining means, in the preceding stage of the dividing means,
A diversity receiving apparatus, comprising: an amplitude coefficient computing unit that weights an amplitude coefficient that is a real number for weighting in an in-band combining unit based on an average amplitude of each signal.
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2005
- 2005-03-09 JP JP2005064910A patent/JP2006253866A/en active Pending
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JP2022507659A (en) * | 2018-11-16 | 2022-01-18 | オシア インク. | Coded antenna array |
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