JP2006261813A - Receiving method in moving object and receiver - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は移動体における受信方法及び受信装置に関する。本発明は直接波の他に１個以上の遅延波を受信する受信環境での移動体での受信方法及び受信装置として有効である。 The present invention relates to a receiving method and a receiving apparatus in a moving body. INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is effective as a receiving method and a receiving apparatus in a mobile body in a receiving environment that receives one or more delayed waves in addition to a direct wave.
移動受信においては、ドップラー周波数偏位（以下、単にドップラーシフトと言う）が生じる。直接波のみを移動受信する場合は、局部発信回路に自動周波数調整機能を持たせることで、当該ドップラー周波数偏位を補償し、正常に復調することが可能である。
さて、直接波の他に１個以上の遅延波を受信する受信環境では、異なるドップラーシフトの生じた複数の受信波を受信するため、局部発信回路に自動周波数調整機能を持たせるのみでは、対応することができず、ビット誤り率の劣化を生じる。 Now, in the reception environment that receives one or more delayed waves in addition to the direct wave, it is possible to receive a plurality of received waves with different Doppler shifts. The bit error rate is degraded.
本発明者らは移動体の受信装置におけるダイバーシチ受信を鋭意検討し、２個のアンテナの受信信号から容易にドップラーシフトの補償を行うことを着想し、本発明を完成させた。 The inventors of the present invention diligently studied diversity reception in a mobile receiver and conceived that compensation of Doppler shift is easily performed from signals received by two antennas, thereby completing the present invention.
上記の課題を解決するため、請求項１に記載の手段によれば、移動体に用いられる受信方法であって、それらを結ぶ線が移動体の主たる移動方向に平行になるように設けられた、移動体に固定され、移動体と共に移動する２つのアンテナの受信信号から、当該２つのアンテナの間であって、仮想的に空間に固定された疑似固定アンテナで受信されるべき信号を合成により算出して、当該合成信号から復調を行うことで、ドップラー周波数偏移の補償された復調を行うことを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problem, according to the means described in claim 1, it is a reception method used for a moving body, and is provided so that a line connecting them is parallel to the main moving direction of the moving body. The signal to be received by the pseudo fixed antenna between the two antennas and virtually fixed in space is synthesized from the received signals of the two antennas fixed to the mobile body and moving together with the mobile body. By calculating and demodulating from the combined signal, demodulation with compensated Doppler frequency shift is performed.
また、請求項２に記載の手段によれば、２つのアンテナ間に疑似固定アンテナを複数個形成し、それらのダイバーシチ合成を行ったのち復調を行うことを特徴とする。また、請求項３に記載の手段によれば、疑似固定アンテナを形成するための２つのアンテナの組を複数組有し、形成された疑似固定アンテナのダイバーシチ合成を行ったのち復調を行うことを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, a plurality of pseudo fixed antennas are formed between two antennas, and after demodulating them, demodulation is performed. According to the third aspect of the present invention, there are provided a plurality of sets of two antennas for forming a pseudo fixed antenna, and demodulation is performed after diversity combining of the formed pseudo fixed antenna is performed. Features.
また、請求項４に記載の手段によれば、ガードインターバルを有するＯＦＤＭ変調信号を受信し、シンボル毎に疑似固定アンテナの位置を変更可能とすることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, an OFDM modulated signal having a guard interval is received, and the position of the pseudo fixed antenna can be changed for each symbol.
また、請求項５に記載の手段によれば、移動体に用いられる受信装置であって、それらを結ぶ線が移動体の主たる移動方向に平行になるように設けられた、移動体に固定され、移動体と共に移動する２つのアンテナと、当該２つのアンテナの信号から、当該２つのアンテナの間であって、仮想的に空間に固定された疑似固定アンテナで受信されるべき信号を合成により算出する疑似固定アンテナ形成部とを有し、疑似固定アンテナ形成部の出力信号を復調することで、ドップラー周波数偏移の補償された復調を行うことを特徴とする。 According to the means described in claim 5, the receiving device is used for a moving body, and is fixed to the moving body provided such that a line connecting them is parallel to the main moving direction of the moving body. From the two antennas that move with the moving body and the signals of the two antennas, a signal to be received by the pseudo-fixed antenna between the two antennas and virtually fixed in space is calculated by synthesis And demodulating the output signal from the pseudo-fixed antenna forming unit so as to compensate for the Doppler frequency shift.
２つのアンテナが、それらを結ぶ直線が移動体の移動方向に平行に移動体に固定されていると、それらのアンテナの受信波から、仮想的に空間に固定された疑似固定アンテナで受信されるべき信号を合成により算出することが可能である。これにより、移動体の速度により生ずる受信信号のドップラーシフトを補償した信号を得ることができる。即ち、図１．Ａ及び図１．Ｂのように、速度ｖの移動体と共に移動する２つのアンテナＡF及びＡBは、高周波ＲＦを受信するとドップラーシフトを生ずる。しかし、２つのアンテナＡF及びＡBの受信信号から、時刻ｔと速度ｖに基づき、疑似固定アンテナＡIでの受信信号を算出することができる。２つのアンテナ間に疑似固定アンテナを複数想定して各々で受信されるべき信号を合成により算出することも可能である。以下、数式を用いてこれについて説明する。 When the straight line connecting the two antennas is fixed to the moving body in parallel with the moving direction of the moving body, the received waves of those antennas are received by the pseudo fixed antenna virtually fixed in space. The power signal can be calculated by synthesis. Thereby, it is possible to obtain a signal that compensates for the Doppler shift of the received signal caused by the speed of the moving body. That is, FIG. A and FIG. Like B, the two antennas A F and A B moving with the moving body of the velocity v cause a Doppler shift when receiving the high frequency RF. However, the reception signal at the pseudo fixed antenna A I can be calculated from the reception signals of the two antennas A F and A B based on the time t and the speed v. It is also possible to calculate a signal to be received by combining a plurality of pseudo fixed antennas between two antennas. This will be described below using mathematical expressions.
２つのアンテナを、それらを結ぶ直線が移動体の主たる移動方向に平行になるように配置し、移動体の移動方向側のアンテナＡFの受信信号をＳF、反対側のアンテナＡBの受信信号をＳBとおく。また、移動体前方から周波数ｆの信号を受信し、光速をｃ、虚数単位をｊ、時刻をｔとおく。また、２つのアンテナＡFとＡBの間隔をｄとする。以下、複素表示で数式を展開する。 Two antennas are arranged so that the straight line connecting them is parallel to the main moving direction of the moving body, the received signal of the antenna A F on the moving direction side of the moving body is S F , and the received signal of the antenna A B on the opposite side Let the signal be S B. Also, a signal of frequency f is received from the front of the moving body, the speed of light is c, the imaginary unit is j, and the time is t. Also, let d be the distance between the two antennas A F and A B. Hereinafter, the mathematical expression is expanded in a complex display.
まず、移動体が停止している場合に、ＳFとＳBを次の式（１−１）と式（１−２）のように表す。尚、２つのアンテナには間隔ｄに起因する位相差の他は、同一の波形の信号が到来するものと仮定する。
移動体が、受信波の到来方向に向かって速度ｖで移動を開始すると、ＳFとＳBは次の式（２−１）と式（２−２）となる。
今、ｔ＝０の時の移動方向側のアンテナの位置を仮想的に固定して、疑似固定アンテナを形成する。時刻ｔでのアンテナＡFとアンテナＡBを結ぶ線分をｖｔ：（ｄ−ｖｔ）で内分した点が疑似固定アンテナの位置である。そこで２つの信号である、式（２−１）のＳFと式（２−２）のＳBとを、ｖｔ：（ｄ−ｖｔ）で内分した点の信号ＳSは次の式（３）のように内挿補間できる。ｆｖ／ｃがドップラーシフトである。
ここで、式（３）の最終辺の第２の中括弧の中を変形すると次の式（４）のようになる。
式（４）を式（３）に代入すると、式（５）となる。
式（５）は式（１）に一致する。即ち、移動体が、受信波の到来方向に向かって速度ｖで移動している場合、間隔ｄ隔てて設置された２つのアンテナＡFの受信信号ＳFとアンテナＡBの受信信号ＳBとを、１−（ｖｔ／ｄ）とｖｔ／ｄで加重平均すると、時刻ｔ＝０におけるアンテナＡFの位置に仮想的に固定した疑似仮想アンテナの受信信号が得られ、ドップラーシフトを補償することができる。 Equation (5) matches equation (1). That is, the moving body, when moving at speed v towards the direction of arrival of the received wave, the received signal S B of the received signal S F and the antenna A B of the two antennas A F disposed spaced distance d Is weighted average with 1- (vt / d) and vt / d, a received signal of the pseudo virtual antenna virtually fixed at the position of the antenna AF at time t = 0 is obtained, and the Doppler shift is compensated. Can do.
これは、時刻ｔ＝０におけるアンテナＡF及びＡB間の任意の位置に設定できることは容易に理解できる。実際、１−ｋ−（ｖｔ／ｄ）とｋ＋（ｖｔ／ｄ）で加重平均すると、時刻ｔ＝０におけるアンテナＡFからアンテナＡB側にｋｄ寄った位置を疑似仮想アンテナの位置とする信号Ａexp２πｆｊ｛ｔ−（ｋｄ／ｃ）｝を得ることができる。尚、式（４）の第１辺と最終辺との近似が成り立つ範囲で、本発明は有効であり、この意味で、内分点のみでなく外分点についても近似的に成立する。 It can be easily understood that this can be set at an arbitrary position between the antennas A F and A B at time t = 0. In fact, 1-k- (vt / d ) and k + (vt / d) Weighted Averaging, the signal for the position near kd from antenna A F antenna A B-side at time t = 0 and the position of the pseudo-virtual antenna Aexp2πfj {t− (kd / c)} can be obtained. It should be noted that the present invention is effective as long as the approximation of the first side and the final side of Equation (4) is established. In this sense, the present invention is established not only for the internal dividing point but also for the external dividing point.
受信波の到来方向が移動体の移動方向と異なる場合、移動体から発信点（又は最終反射点）へのベクトルと移動体の移動方向のベクトルの成す各をθとおいて、上記各式でｖとｄを全てｖcosθとｄcosθで置き換えれば、全く同様に成立する。尚、ωD＝２πｆｖcosθ／ｃとなる。この際、移動体から発信点（又は最終反射点）迄は十分遠く、アンテナＡF及びＡBには、同じ角度θで、位相差を除いて同一の波形が到来するものと仮定した。 When the arrival direction of the received wave is different from the moving direction of the moving body, each of the vector from the moving body to the transmission point (or the final reflection point) and the moving direction vector is θ, and v If d and d are all replaced by v cos θ and d cos θ, the same holds true. Note that ω D = 2πfv cos θ / c. At this time, it is assumed that the distance from the moving body to the transmission point (or the final reflection point) is sufficiently far, and the same waveform except for the phase difference arrives at the antennas A F and A B at the same angle θ.
すると、全ての方向からの受信波について、移動体の速度により生ずるドップラーシフトを補償できるので、本発明は遅延波が何本到来しても、移動体の速度により生ずるドップラーシフトを遅延波ごとに補償できる（請求項１、５）。 Then, since the Doppler shift caused by the speed of the moving body can be compensated for the received waves from all directions, the present invention can detect the Doppler shift caused by the speed of the moving body for each delayed wave no matter how many delayed waves arrive. Compensation is possible (claims 1 and 5).
２本のアンテナの距離が上記式（４）の近似が成り立つ程度に離れていれば、疑似固定アンテナを当該２本のアンテナの間に複数個形成することも可能となる。これらをダイーバーシチ合成すると、指向性の高い、所望波をより強調した合成信号を得ることができる。また、移動体に固定された２本のアンテナから、２つの疑似固定アンテナの信号を得ることができるので、アンテナの有効活用となる（請求項２）。 If the distance between the two antennas is such that the approximation of the above formula (4) is established, a plurality of pseudo fixed antennas can be formed between the two antennas. By combining these with diversity, it is possible to obtain a combined signal with high directivity and more emphasized desired wave. In addition, since the signals of the two pseudo fixed antennas can be obtained from the two antennas fixed to the moving body, the antenna is effectively used (claim 2).
また、２本のアンテナの組を複数組設けて、複数個の疑似固定アンテナの受信波をダイーバーシチ合成することで、指向性の高い、所望波をより強調した合成信号を得ることができる（請求項３）。 Also, by providing a plurality of sets of two antennas and diversity combining the received waves of a plurality of pseudo-fixed antennas, it is possible to obtain a composite signal with high directivity and more enhanced desired waves (claims) Item 3).
ガードインターバルを有するＯＦＤＭ信号を受信する場合、ガードインターバル中に疑似固定アンテナの位置を切り替えることで、疑似固定アンテナを、移動体と共に移動する２本の移動体に固定されたアンテナ間に、常に配置することが可能となる（請求項４）。 When receiving an OFDM signal having a guard interval, the position of the pseudo-fixed antenna is switched during the guard interval so that the pseudo-fixed antenna is always placed between the antennas fixed to the two moving bodies that move together with the moving body. (Claim 4).
図２は、本発明を適用した場合の、振幅の変化を示すオシロスコープ図である。図２．Ａは、５０３ＭＨｚの高周波を固定アンテナで受信した場合の波形を示している。図２．Ｂは、１０８ｋｍ／ｈで移動するアンテナに、前方及び後方から５０３ＭＨｚの高周波が到来した場合の受信波の波形を示している。図２．Ｂにおいては、５０３ＭＨｚの高周波に±５０Ｈｚのドップラーシフトが生じ、約１００Ｈｚの唸りが生じているのがわかる。この状態では、例えば約１ｍｓのシンボル長を有するデジタル変調信号を正しく復調できない。図２．Ｃは、本発明を適用し、約１ｍｓのシンボル長ごとに、疑似固定アンテナの形成位置を更新した場合の信号波形を示している。本発明によれば、各シンボルにおいて振幅を一定とできることが理解できる。 FIG. 2 is an oscilloscope diagram showing changes in amplitude when the present invention is applied. FIG. A shows a waveform when a high frequency of 503 MHz is received by a fixed antenna. FIG. B shows the waveform of the received wave when a high frequency of 503 MHz arrives at the antenna moving at 108 km / h from the front and rear. FIG. In B, it can be seen that a Doppler shift of ± 50 Hz occurs in the high frequency of 503 MHz, and a distort of about 100 Hz occurs. In this state, for example, a digital modulation signal having a symbol length of about 1 ms cannot be correctly demodulated. FIG. C shows a signal waveform when the present invention is applied and the formation position of the pseudo fixed antenna is updated for each symbol length of about 1 ms. According to the present invention, it can be understood that the amplitude can be constant in each symbol.
受信波が、中間周波数帯域とキャリアである高周波との積である場合、当該高周波を除き、中間周波数帯域の受信波について本発明を適用すると良い。更にはその際、デジタル信号で処理を行うと簡便である。但し、式（４）のωｄ／ｃは、当該高周波における２つのアンテナ間の位相差となる。尚、２本のアンテナ間に複数の疑似固定アンテナを形成する場合は、アンテナの間隔ｄは、高周波の０．２〜０．４波長とすると良い。０．４波長を越えると、疑似固定アンテナの推定精度が悪くなる。０．２波長を下回ると、アンテナ間に複数の疑似固定アンテナを形成することが困難となる他、以下に示す疑似固定アンテナの位置を選択することが困難となる。尚、局部発信回路は、自動周波数調整型でないものを用いる。また、オートゲインコントローラ（ＡＧＣ）を用いる場合は、少なくとも疑似固定アンテナを形成する２つのアンテナ間で、増幅率が異ならないようにする必要がある。 When the received wave is a product of the intermediate frequency band and the carrier high frequency, the present invention may be applied to the received wave in the intermediate frequency band except for the high frequency. Further, at that time, it is convenient to perform processing with a digital signal. However, ωd / c in Equation (4) is a phase difference between the two antennas at the high frequency. In the case where a plurality of pseudo-fixed antennas are formed between two antennas, the antenna interval d is preferably 0.2 to 0.4 wavelengths of high frequency. If the wavelength exceeds 0.4, the estimation accuracy of the pseudo fixed antenna is deteriorated. If the wavelength is less than 0.2, it is difficult to form a plurality of pseudo fixed antennas between the antennas, and it is difficult to select the positions of the pseudo fixed antennas shown below. The local oscillator circuit is not an automatic frequency adjustment type. When using an auto gain controller (AGC), it is necessary to make sure that the amplification factor is not different between at least two antennas forming a pseudo fixed antenna.
ガードインターバルを有するＯＦＤＭ信号を受信する場合であって、疑似固定アンテナの位置を切り替える場合は、有効シンボル長の間は疑似固定アンテナの位置を変更しないことが望ましい。有効シンボル長ごとに疑似固定アンテナの位置を移動体の移動方向に変更すると良い。 When receiving an OFDM signal having a guard interval and switching the position of the pseudo fixed antenna, it is desirable not to change the position of the pseudo fixed antenna during the effective symbol length. The position of the pseudo fixed antenna may be changed in the moving direction of the moving body for each effective symbol length.
有効シンボル長ごとに疑似固定アンテナの位置を移動体の移動方向に変更し、有効シンボル開始時の移動体に対する疑似固定アンテナの相対位置を一定とする方法もあるが、この方法によると、振幅が極めて小さくなる（ヌル）場合が生じうる。そこで、次のように、ヌルを避ける方法を用いることが望ましい。いずれの場合もアンテナ間の疑似固定アンテナを複数想定し、当該受信信号の平均振幅を算出して、何れかの疑似固定アンテナを選択するものである。 There is a method in which the position of the pseudo fixed antenna is changed in the moving direction of the moving body for each effective symbol length, and the relative position of the pseudo fixed antenna with respect to the moving body at the start of the effective symbol is made constant. Very small (null) cases can occur. Therefore, it is desirable to use a method for avoiding null as follows. In either case, a plurality of pseudo-fixed antennas between the antennas are assumed, the average amplitude of the received signal is calculated, and one of the pseudo-fixed antennas is selected.
ヌルを避ける第１の方法は、疑似固定アンテナの更新位置の候補のうち、算出された受信信号の平均振幅が所定の閾値に達していないものを排除して、残った候補から更新位置を決定するものである。この場合、疑似固定アンテナの位置は更新されない場合もある。そのような場合でも、疑似固定アンテナの位置は移動体に固定された２つのアンテナ間の外に出ないようにすることが望ましい。 The first method of avoiding nulls is to eliminate the update position candidates of the pseudo fixed antenna, and determine the update position from the remaining candidates by eliminating the calculated average amplitude of the received signal that has not reached the predetermined threshold. To do. In this case, the position of the pseudo fixed antenna may not be updated. Even in such a case, it is desirable that the position of the pseudo fixed antenna does not go out between the two antennas fixed to the moving body.
ヌルを避ける第２の方法は、疑似固定アンテナの更新位置の候補のうち、算出された受信信号の平均振幅が最大のものを選択し、更新位置として決定するものである。この場合、疑似固定アンテナの位置が更新される頻度は少なくなる。尚、そのような場合でも疑似固定アンテナの位置は移動体に固定された２つのアンテナ間の外に出ないようにすることが望ましい。また、複数個の疑似固定アンテナを形成する場合は、予め設定された２つの範囲で各々選択する、或いは最大振幅の更新位置候補に対し、設定された距離以上離れた候補の中から第２の更新位置候補を選択するなどの方法がある。 The second method for avoiding null is to select the update position of the pseudo-fixed antenna that has the maximum average amplitude of the received signal and determine it as the update position. In this case, the frequency with which the position of the pseudo fixed antenna is updated is reduced. Even in such a case, it is desirable that the position of the pseudo-fixed antenna does not go out between the two antennas fixed to the moving body. Further, when forming a plurality of pseudo-fixed antennas, select each of the two preset ranges, or select the second from the candidates that are more than the set distance away from the update position candidate with the maximum amplitude. There are methods such as selecting update position candidates.
図３は、本発明の具体的な一実施例である、移動体用受信装置１００の構成を示すブロック図である。移動体用受信装置１００は、２つのアンテナＡF及びＡBと、それらに対応して設けられた、乗算器（ダウンコンバータ）２０Ｆ及び２０Ｂ、可変アナログ増幅器３０Ｆ及び３０Ｂ、アナログ／デジタル変換器（Ａ／Ｄ）４０Ｆ及び４０Ｂと、局部発振器１０、オートゲインコントローラ（ＡＧＣ）３０、疑似固定アンテナ形成部１１０、並びに直交復調部５１、及び図略の後段の信号処理部とから成る。２つのアンテナＡF及びＡBは間隔がｄであって、それらを結ぶ直線が移動体の移動方向に平行となるように配置される。移動体の前側にアンテナＡFを、アンテナＡFの後ろ側にアンテナＡBを配置する。 FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the mobile receiver 100, which is a specific embodiment of the present invention. The mobile receiver 100 includes two antennas A F and A B , multipliers (down converters) 20F and 20B, variable analog amplifiers 30F and 30B, analog / digital converters (corresponding to them). A / D) 40F and 40B, a local oscillator 10, an auto gain controller (AGC) 30, a quasi-fixed antenna forming unit 110, an orthogonal demodulating unit 51, and a signal processing unit in the subsequent stage (not shown). The two antennas A F and A B are spaced so that the straight line connecting them is parallel to the moving direction of the moving body. The antenna A F on the front side of the moving body, placing the antenna A B behind the antenna A F.
移動体用受信装置１００における信号処理は以下の通りである。アンテナＡF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）２０Ｆ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３０Ｆにより増幅してＡ／Ｄ４０Ｆでデジタル信号とし、疑似固定アンテナ形成部１１０に入力される。全く同様にアンテナＡBの受信信号も、疑似固定アンテナ形成部１１０に入力される。 The signal processing in the mobile receiver 100 is as follows. A high frequency of, for example, a 500 MHz band received by the antenna AF is multiplied by a sine wave generated by the local oscillator 10 in a multiplier (down converter) 20F and converted into an intermediate frequency signal (IF). This is amplified by the variable analog amplifier 30F controlled by the AGC 30 and converted into a digital signal by the A / D 40F and input to the pseudo fixed antenna forming unit 110. Received signal just as the antenna A B is also input to the pseudo fixed antenna forming part 110.
疑似固定アンテナ形成部１１０では、次のように疑似固定アンテナにおける受信信号が生成される。シンボルタイミングから、１シンボル長の間の疑似固定アンテナの受信信号を生成する。この際、アンテナＡFの位置を０、アンテナＡBの位置をｄとおき、ｔ＝０において、アンテナＡF及びＡB間の予め設定された位置である、アンテナＡFから距離ｘ0の位置に疑似固定アンテナを形成するとすると、速度ｖ(ｔ)に対し、疑似固定アンテナの移動体に対する相対位置Ｉ(t)はｘ0＋∫ｖ(ｔ)ｄｔとなる。積分はｔ＝０からｔ＝ｔまでである。こうして、相対位置Ｉ(t)の疑似固定アンテナにおける受信信号ＳSを、位置０のアンテナＡFの受信信号ＳFと位置ｄのアンテナＡBの受信信号ＳBとから、ＳS＝〔｛ｄ−Ｉ(t)｝ＳF＋Ｉ(t)ＳB〕／ｄにより求める。この信号を直交復調部５１に出力し、デジタル複素信号を得て後段の信号処理を行う。 The pseudo fixed antenna forming unit 110 generates a reception signal at the pseudo fixed antenna as follows. From the symbol timing, a reception signal of a pseudo fixed antenna having a length of one symbol is generated. At this time, 0 the position of the antenna A F, the position of the antenna A B d Distant at t = 0, a predetermined position between the antennas A F and A B, from the antenna A F of the distance x 0 If the pseudo fixed antenna is formed at the position, the relative position I (t) of the pseudo fixed antenna with respect to the moving body is x 0 + ∫v (t) dt with respect to the speed v (t). The integration is from t = 0 to t = t. Thus, the received signal S S in pseudo fixed antenna relative position I (t), from the received signal S B of the antenna A B of the received signal S F and the position d of the antenna A F position 0, S S = [{ d−I (t)} S F + I (t) S B ] / d. This signal is output to the quadrature demodulator 51 to obtain a digital complex signal and perform subsequent signal processing.
上記の疑似固定アンテナ形成部１１０は、ｔ＝０において、アンテナＡF及びＡB間の予め設定された位置ｘ0から１シンボル長の間、疑似固定アンテナを形成し、次のシンボルタイミングで同様に更新された位置で疑似固定アンテナを形成する。尚、下記変形例を用いても良い。 The pseudo fixed antenna forming unit 110 forms a pseudo fixed antenna from the preset position x 0 between the antennas A F and A B for one symbol length at t = 0, and the same at the next symbol timing. The pseudo fixed antenna is formed at the updated position. The following modifications may be used.
図４は、本発明の具体的な他の実施例である、移動体用受信装置２００の構成を示すブロック図である。移動体用受信装置２００は、２つのアンテナＡF及びＡBと、それらに対応して設けられた、乗算器（ダウンコンバータ）２０Ｆ及び２０Ｂ、可変アナログ増幅器３０Ｆ及び３０Ｂ、アナログ／デジタル変換器（Ａ／Ｄ）４０Ｆ及び４０Ｂと、局部発振器１０、オートゲインコントローラ（ＡＧＣ）３０、疑似固定アンテナ形成部１２０、並びに直交復調部５２、ダイーバーシチ合成部７００、及び図略の後段の信号処理部とから成る。２つのアンテナＡF及びＡBは間隔がｄであって、それらを結ぶ直線が移動体の移動方向に平行となるように配置される。移動体の前側にアンテナＡFを、アンテナＡFの後ろ側にアンテナＡBを配置する。 FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a mobile receiver 200, which is another specific example of the present invention. The mobile receiver 200 includes two antennas A F and A B , multipliers (down converters) 20F and 20B, variable analog amplifiers 30F and 30B, analog / digital converters (corresponding to them). A / D) 40F and 40B, local oscillator 10, auto gain controller (AGC) 30, pseudo fixed antenna forming unit 120, quadrature demodulating unit 52, diversity combining unit 700, and signal processing unit in the subsequent stage (not shown) Become. The two antennas A F and A B are spaced so that the straight line connecting them is parallel to the moving direction of the moving body. The antenna A F on the front side of the moving body, placing the antenna A B behind the antenna A F.
図４の移動体用受信装置２００の疑似固定アンテナ形成部１２０は、２つの疑似固定アンテナを形成する他は、図３の移動体用受信装置１００の疑似固定アンテナ形成部１１０と本質的に全く同等の機能を有する。２つの疑似固定アンテナは、常に異なる位置となるように、アンテナＡF及びＡB間に形成される。図４の移動体用受信装置２００においては、２つの疑似固定アンテナにおける受信信号を出力するので、直交復調部５２において２つのデジタル複素信号を得て、ダイバーシチ合成を行う。ダイバーシチ合成部７００の構成は、選択ダイバーシチ、等利得合成、最大比合成いずれも選択可能である。合成信号との複素相関演算を行って、信号の位相を揃えると尚好適である。 The pseudo fixed antenna forming unit 120 of the mobile receiver 200 of FIG. 4 is essentially the same as the pseudo fixed antenna forming unit 110 of the mobile receiver 100 of FIG. 3 except that it forms two pseudo fixed antennas. Has equivalent functions. The two pseudo fixed antennas are formed between the antennas A F and A B so that they are always at different positions. In the mobile receiver 200 of FIG. 4, since the reception signals at the two pseudo fixed antennas are output, the quadrature demodulation unit 52 obtains two digital complex signals and performs diversity combining. The configuration of the diversity combining unit 700 can select any of selection diversity, equal gain combining, and maximum ratio combining. It is more preferable to perform a complex correlation operation with the synthesized signal to align the phase of the signal.
図５は、本発明の具体的な他の実施例である、移動体用受信装置３００の構成を示すブロック図である。移動体用受信装置３００は、図４の移動体用受信装置２００を２個分でダイバーシチ合成を行うものである。移動体用受信装置３００は、２つのアンテナＡ1F及びＡ1Bと、それらに対応して設けられた、乗算器（ダウンコンバータ）２１Ｆ及び２１Ｂ、可変アナログ増幅器３１Ｆ及び３１Ｂ、アナログ／デジタル変換器（Ａ／Ｄ）４１Ｆ及び４１Ｂと、局部発振器１１、オートゲインコントローラ（ＡＧＣ）３１、疑似固定アンテナ形成部１２１、これらと同様に設けられた、２つのアンテナＡ2F及びＡ2Bと、それらに対応して設けられた、乗算器（ダウンコンバータ）２２Ｆ及び２２Ｂ、可変アナログ増幅器３２Ｆ及び３２Ｂ、アナログ／デジタル変換器（Ａ／Ｄ）４２Ｆ及び４２Ｂと、局部発振器１２、オートゲインコントローラ（ＡＧＣ）３２、疑似固定アンテナ形成部１２２を有する。また、直交復調部５４、重み係数演算器７０、複素乗算器７１、７２、７３及び７４、加算器８０とを有する。２つのアンテナＡ1F及びＡ1Bは間隔がｄであって、それらを結ぶ直線が移動体の移動方向に平行となるように配置される。移動体の前側にアンテナＡ1Fを、アンテナＡ1Fの後ろ側にアンテナＡ1Bを配置する。全く同様に、２つのアンテナＡ2F及びＡ2Bは間隔がｄであって、それらを結ぶ直線が移動体の移動方向に平行となるように配置される。移動体の前側にアンテナＡ2Fを、アンテナＡ2Fの後ろ側にアンテナＡ2Bを配置する。尚、アンテナＡ1F及びＡ1BとアンテナＡ2F及びＡ2Bの相対位置は任意であるが、例えばアンテナＡ1F及びＡ1Bを移動体の左側に、アンテナＡ2F及びＡ2Bを右側に配置すると良い。この際、アンテナＡ1FとアンテナＡ2Fとは、高周波の１波長よりも長い距離を置くと良い。 FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a mobile receiver 300, which is another specific example of the present invention. The mobile receiver 300 performs diversity combining for two mobile receivers 200 in FIG. The mobile receiver 300 includes two antennas A 1F and A 1B , multipliers (down converters) 21 F and 21 B, variable analog amplifiers 31 F and 31 B, and analog / digital converters (corresponding to them). A / D) 41F and 41B, local oscillator 11, auto gain controller (AGC) 31, pseudo fixed antenna forming unit 121, two antennas A 2F and A 2B provided in the same manner, and corresponding to them Multipliers (down converters) 22F and 22B, variable analog amplifiers 32F and 32B, analog / digital converters (A / D) 42F and 42B, a local oscillator 12, an auto gain controller (AGC) 32, a pseudo A fixed antenna forming portion 122 is included. Further, it includes an orthogonal demodulator 54, a weighting factor calculator 70, complex multipliers 71, 72, 73 and 74, and an adder 80. The two antennas A 1F and A 1B are spaced so that the distance between them is d, and the straight line connecting them is parallel to the moving direction of the moving body. The antenna A 1F is disposed on the front side of the moving body, and the antenna A 1B is disposed on the rear side of the antenna A 1F . Exactly the same, the two antennas A 2F and A 2B are spaced so that the distance between them is d, and the straight line connecting them is parallel to the moving direction of the moving body. The antenna A 2F is disposed on the front side of the moving body, and the antenna A 2B is disposed on the rear side of the antenna A 2F . The relative positions of the antennas A 1F and A 1B and the antennas A 2F and A 2B are arbitrary. For example, the antennas A 1F and A 1B may be arranged on the left side of the moving body, and the antennas A 2F and A 2B may be arranged on the right side. . At this time, the antenna A 1F and the antenna A 2F are preferably placed at a distance longer than one wavelength of the high frequency.
図４の移動体用受信装置２００が２本の疑似固定アンテナによるダイバーシチ合成であったのに対し、図５の移動体用受信装置３００は、４本の疑似固定アンテナによるダイバーシチ合成を行う受信装置である。重み係数演算器７０は加算器８０の出力と、直交復調部５４の４つの出力とを各々複素相関演算処理して複素重みを決定するものである。加算器８０は４つの複素乗算器７１〜７４の実部と虚部とをそれぞれ加算して複素信号を後段の信号処理部に出力する。 The mobile receiver 200 in FIG. 4 is diversity combining using two pseudo fixed antennas, whereas the mobile receiver 300 in FIG. 5 is a receiver that performs diversity combining using four pseudo fixed antennas. It is. The weight coefficient calculator 70 performs complex correlation calculation processing on the output of the adder 80 and the four outputs of the orthogonal demodulator 54 to determine complex weights. The adder 80 adds the real part and the imaginary part of the four complex multipliers 71 to 74, respectively, and outputs a complex signal to the subsequent signal processing part.
図６は、本発明の具体的な他の実施例である、移動体用受信装置４００の構成を示すブロック図である。移動体用受信装置４００は、図５の移動体用受信装置３００に、特開２００４−２２１８０８に示すような帯域分割ダイバーシチ合成を行うものである。図６の移動体用受信装置４００は、図５の移動体用受信装置３００の直交復調部５４の後段に４つの帯域分割フィルタ６１、６２、６３及び６４を設けて、４つの複素信号を、Ｌｏｗ、Ｍｉｄ及びＨｉｇｈ−Ｂａｎｄの３つの帯域に分割する。３つの各帯域でのダイバーシチ合成は、実質的に図５の移動体用受信装置３００のそれに対応し、図６においては図５のダイバーシチ合成部である重み係数演算器７０、複素乗算器７１〜７４及び加算器８０の組を、重み係数演算器７０Ｌ、複素乗算器７１Ｌ〜７４Ｌ及び加算器８０Ｌの組、重み係数演算器７０Ｍ、複素乗算器７１Ｍ〜７４Ｍ及び加算器８０Ｍの組、重み係数演算器７０Ｈ、並びに、複素乗算器７１Ｈ〜７４Ｈ及び加算器８０Ｈの組の３組設けて、更にそれらを加算器９０で加算する。尚、図６の移動体受信装置４００では、加算器９０の出力を用いて、重み係数を演算するための複素相関演算が実行される。 FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a mobile receiver 400, which is another specific example of the present invention. The mobile receiver 400 performs band division diversity combining as shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-221808 on the mobile receiver 300 of FIG. The mobile receiver 400 of FIG. 6 is provided with four band division filters 61, 62, 63 and 64 in the subsequent stage of the orthogonal demodulator 54 of the mobile receiver 300 of FIG. It is divided into three bands of Low, Mid, and High-Band. Diversity combining in each of the three bands substantially corresponds to that of mobile receiver 300 in FIG. 5, and in FIG. 6, weighting factor calculator 70 and complex multipliers 71 to 71 that are the diversity combining unit in FIG. 5. 74 and an adder 80, a weight coefficient calculator 70L, a set of complex multipliers 71L to 74L and an adder 80L, a set of weight coefficient calculator 70M, a complex multiplier 71M to 74M and an adder 80M, a weight coefficient calculation Three sets of a set of a multiplier 70H and complex multipliers 71H to 74H and an adder 80H are provided, and these are further added by an adder 90. In the mobile receiver 400 of FIG. 6, complex correlation calculation for calculating a weighting coefficient is executed using the output of the adder 90.
尚、図６の移動体用受信装置４００においては、加算器９０の出力を重み係数を演算するための複素相関演算に用いたが、特開２００４−２２１８０８のように、各加算器８０Ｌ、８０Ｍ、８０Ｈの出力を各々重み係数演算器７０Ｌ、７０Ｍ、７０Ｈで用いてダイバーシチ合成を行い、加算器８０Ｌ、８０Ｍ、８０Ｈの出力のうち１つに位相を合わせる用にして結合させても良い。当該結合のためには、加算器８０Ｌ、８０Ｍ、８０Ｈの出力のうち１つと、他の出力との複素相関演算から複素数である位相係数を算出すると良い。 In the mobile receiver 400 of FIG. 6, the output of the adder 90 is used for the complex correlation calculation for calculating the weighting coefficient. However, as in JP-A-2004-221808, the adders 80L and 80M are used. , 80H may be used in weighting factor calculators 70L, 70M, 70H, respectively, to perform diversity combining, and combined with one of the outputs of adders 80L, 80M, 80H for phase matching. For the combination, it is preferable to calculate a phase coefficient that is a complex number from a complex correlation calculation between one of the outputs of the adders 80L, 80M, and 80H and the other output.
〔変形例〕
上記各実施例においては、疑似固定アンテナの開始位置を、２つのアンテナ間の予め設定された位置とし、シンボルごとに更新するものとしたが、２つのアンテナ間で疑似固定アンテナの開始位置候補を複数設定し、当該各位置における合成信号の振幅に基づき選択する構成としても良い。この場合、当該選択のための演算時間が必要となるので、ガードインターバルを有するＯＦＤＭ方式の受信装置に適用すると好適である。
[Modification]
In each of the embodiments described above, the start position of the pseudo fixed antenna is set to a preset position between the two antennas and updated for each symbol. However, the start position candidate of the pseudo fixed antenna is set between the two antennas. It is good also as a structure which sets multiple and selects based on the amplitude of the synthetic | combination signal in the said position. In this case, since the calculation time for the selection is required, it is preferable to apply to an OFDM receiver having a guard interval.
本発明は地上波デジタルテレビ放送を受信するために移動体に設けられる受信装置に適用すると好適である。 The present invention is preferably applied to a receiving apparatus provided in a mobile body for receiving terrestrial digital television broadcasting.
１００、２００、３００、４００：移動体用受信装置
ＡF、ＡB、Ａ1F、Ａ1B、Ａ2F、Ａ2B：アンテナ
１０、１１、１２：局部発振器
２０Ｆ、２０Ｂ、２１Ｆ、２１Ｂ、２２Ｆ、２２Ｂ：乗算器
３０、３１、３２：オートゲインコントローラ（ＡＧＣ）
３０Ｆ、３０Ｂ、３１Ｆ、３１Ｂ、３２Ｆ、３２Ｂ：可変アナログ増幅器
４０Ｆ、４０Ｂ、４１Ｆ、４１Ｂ、４２Ｆ、４２Ｂ：アナログ／デジタル変換器（Ａ／Ｄ）
５１、５２、５４：直交復調部
６１、６２、６３、６４：帯域分割フィルタ（３帯域）
７０、７０Ｌ、７０Ｍ、７０Ｈ：重み係数演算器
７１、７２、７３、７４、７１Ｌ、７２Ｌ、７３Ｌ、７４Ｌ、７１Ｍ、７２Ｍ、７３Ｍ、７４Ｍ、７１Ｈ、７２Ｈ、７３Ｈ、７４Ｈ：複素乗算器
８０Ｌ、８０Ｍ、８０Ｈ、９０：加算器
１１０、１２０、１２１、１２２：疑似固定アンテナ形成部
100, 200, 300, 400: Mobile receivers A F , A B , A 1F , A 1B , A 2F , A 2B : Antennas 10, 11, 12: Local oscillators 20F, 20B, 21F, 21B, 22F, 22B: Multiplier 30, 31, 32: Auto gain controller (AGC)
30F, 30B, 31F, 31B, 32F, 32B: Variable analog amplifier 40F, 40B, 41F, 41B, 42F, 42B: Analog / digital converter (A / D)
51, 52, 54: Quadrature demodulator 61, 62, 63, 64: Band division filter (3 bands)
70, 70L, 70M, 70H: Weight coefficient calculators 71, 72, 73, 74, 71L, 72L, 73L, 74L, 71M, 72M, 73M, 74M, 71H, 72H, 73H, 74H: Complex multipliers 80L, 80M , 80H, 90: Adder 110, 120, 121, 122: Pseudo fixed antenna forming unit
Claims (5)
それらを結ぶ線が移動体の主たる移動方向に平行になるように設けられた、移動体に固定され、移動体と共に移動する２つのアンテナの受信信号から、
当該２つのアンテナの間であって、仮想的に空間に固定された疑似固定アンテナで受信されるべき信号を合成により算出して、当該合成信号から復調を行うことで、ドップラー周波数偏移の補償された復調を行うことを特徴とする移動体における受信方法。 A reception method used for a mobile object,
From the received signals of the two antennas, which are fixed to the moving body and moved together with the moving body, so that the line connecting them is parallel to the main moving direction of the moving body,
Compensation of Doppler frequency shift by calculating a signal to be received by a pseudo-fixed antenna virtually fixed in space between the two antennas and performing demodulation from the combined signal A receiving method in a moving body, characterized by performing demodulation.
それらを結ぶ線が移動体の主たる移動方向に平行になるように設けられた、移動体に固定され、移動体と共に移動する２つのアンテナと、
当該２つのアンテナの信号から、当該２つのアンテナの間であって、仮想的に空間に固定された疑似固定アンテナで受信されるべき信号を合成により算出する疑似固定アンテナ形成部とを有し、前記疑似固定アンテナ形成部の出力信号を復調することで、ドップラー周波数偏移の補償された復調を行うことを特徴とする移動体における受信装置。 A receiving device used for a mobile object,
Two antennas, which are fixed to the moving body and move together with the moving body, so that a line connecting them is parallel to the main moving direction of the moving body;
A pseudo-fixed antenna forming unit that calculates a signal to be received by a pseudo-fixed antenna between the two antennas and virtually fixed in space from the signals of the two antennas; A receiving apparatus for a moving body, wherein demodulation is performed with demodulation of a Doppler frequency shift compensated by demodulating an output signal of the pseudo-fixed antenna forming unit.
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