JP2007208658A - 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、共通のアンテナ群により異なるメディアの受信を可能にした受信装置に関する。本発明は、移動体通信に用いるのに有効である。 The present invention relates to a diversity receiver, and more particularly, to a receiver capable of receiving different media using a common antenna group. The present invention is effective for use in mobile communication.
従来、移動体通信において、下記特許文献1に示すように、複数のアンテナを用いて、各アンテナで受信した信号を、最大比合成や等利得合成によるダイバーシチ合成して、品質良く信号を受信する装置が知られている。
一方、車などの移動体において、放送信号を受信する場合には、例えば、TV信号の受信の他、FMVICSなどの交通情報を不定期に受信したい場合がある。通常、放送メディアが異なる場合には、それぞれの専用のアンテナが用いられていた。
Conventionally, in mobile communication, as shown in Patent Document 1 below, a signal received by each antenna is diversity-combined by maximum ratio combining or equal gain combining using a plurality of antennas to receive a signal with high quality. The device is known.
On the other hand, when a broadcast signal is received in a mobile body such as a car, for example, it may be desired to receive traffic information such as FMVICS irregularly in addition to receiving a TV signal. Usually, when broadcasting media are different, dedicated antennas are used.
しかし、FMVICSなどの放送信号は、常時、受信する必要はなく、間欠的に受信できれば十分である。このような場合においても、そのシステム専用のアンテナを設置することが必要となり、設備利用上、無駄を生じていた。
そこで、本発明は、このような課題を解決するために成されたものであり、ダイバーシチ受信装置が複数のアンテナを用いていることと、主たる第1メディアの受信信号の受信強度に注目して、第2メディアの受信のための専用のアンテナを設けなくとも受信可能とすることで、設備利用効率を向上させることを目的とする。
However, broadcast signals such as FMVICS need not always be received, and it is sufficient if they can be received intermittently. Even in such a case, it is necessary to install an antenna dedicated to the system, which causes waste in using the equipment.
Accordingly, the present invention has been made to solve such a problem, and paying attention to the fact that the diversity receiving apparatus uses a plurality of antennas and the reception strength of the reception signal of the main first medium. An object of the present invention is to improve facility utilization efficiency by enabling reception without providing a dedicated antenna for receiving the second media.
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、複数のアンテナで受信した各受信信号を各重み係数により重み付け加算して合成し、その合成信号と前記各アンテナの各受信信号との間の各相互相関値に基づいて各重み係数を演算して、各受信信号を合成するダイバーシチ受信装置において、合成信号の受信状態を判定する判定装置と、判定装置により受信状態が良好と判定された場合には、各相互相関値の絶対値の中から、最も相互相関値の絶対値の小さいアンテナ系統を制御対象アンテナ系統として特定し、その制御対象アンテナ系統に対する重み係数を漸次、減少させる重み係数減少装置と、各アンテナの各受信信号又は各重み係数により重み付けられた各重み付け信号を第1メディアを受信する主たるダイバーシチ合成に用いる第1端子側と、その受信信号を他の第2メディアを受信する第2端子側とに切換て分岐させる切換装置と、重み係数減少装置により制御されている制御対象アンテナ系統の重み係数が所定値よりも小さくなった時に、切換装置を制御して、受信信号を第2端子側に通過させ、判定装置により受信状態が不良と判定された場合には、制御対象アンテナ系統の受信信号又は各重み係数により重み付けられた各重み付け信号を第1端子側に通過させる制御装置とから成るダイバーシチ受信装置である。 In order to solve the above-mentioned problem, according to the means of claim 1, each received signal received by a plurality of antennas is synthesized by weighted addition with each weighting factor, and the combined signal and each received signal of each antenna In a diversity receiver that calculates each weighting coefficient based on each cross-correlation value between the two and synthesizes each received signal, a determination device that determines a reception state of the combined signal, and a reception device that has a good reception state If determined, the antenna system having the smallest absolute value of the cross-correlation value is identified as the control target antenna system from the absolute values of the cross-correlation values, and the weighting factor for the control target antenna system is gradually decreased. A weighting factor reduction device for receiving each received signal of each antenna or each weighted signal weighted by each weighting factor for main diversity combining for receiving the first medium A switching device for switching and branching the received signal to the second terminal side for receiving the other second media, and a weighting factor of the antenna system to be controlled controlled by the weighting factor reduction device. When it becomes smaller than the predetermined value, the switching device is controlled to pass the received signal to the second terminal side, and when the receiving device determines that the receiving state is bad by the determining device, It is a diversity receiver comprising a control device that passes each weighted signal weighted by each weighting factor to the first terminal side.
本発明は、通常は、ダイバーシチ合成により第1メディアの放送信号を受信している。そして、この状態において、第2メディアの放送信号を受信する必要が生じた時に、第1メディアの信号を受信可能状態にしたまま、第2メディアの信号を受信できるようにした受信装置である。第1メディアの信号の受信状態を判定する方法は各種の方法が存在する。合成信号の電力レベルが高い場合に、あるアンテナ系統を第2端子側に切り換えても、合成信号のS/N比の低下が小さく、受信可能な状態と判定できる場合がある。このためには、各受信信号と合成信号との間の相互相関値の絶対値の和の大きさで、判定する方法がある。さらに、第2端子側に切り換える制御対象アンテナ系統は、各受信信号と合成信号との間の相互相関値の絶対値のうちで、相互相関値の絶対値が最も小さい系統として特定することができる。相互相関値の絶対値は、各受信信号の電力やS/N比と関連しているので、これらの各受信信号の電力やS/N比が最も小さい系統を選択する場合も、受信信号と合成信号との相互相関値の絶対値が小さい系統を選択することと等価であり、本発明に含まれる。また、制御対象アンテナ系統が特定された場合には、その系統の重み係数が大きいまま急に切り換えると、ダイバーシチ合成信号の品質が低下するので、その系統の重み係数を徐々に低下させてから、その制御対象アンテナ系統を第2端子側に切り換える。 In the present invention, the broadcast signal of the first medium is normally received by diversity combining. In this state, when it becomes necessary to receive the broadcast signal of the second medium, the receiving apparatus can receive the signal of the second medium while keeping the signal of the first medium in a receivable state. There are various methods for determining the reception state of the first media signal. When the power level of the combined signal is high, even if a certain antenna system is switched to the second terminal side, the S / N ratio of the combined signal is small and it may be determined that the signal can be received. For this purpose, there is a method of determining based on the magnitude of the sum of absolute values of cross-correlation values between each received signal and the combined signal. Furthermore, the controlled antenna system to be switched to the second terminal side can be specified as the system having the smallest cross-correlation value among the absolute values of the cross-correlation values between the received signals and the combined signal. . Since the absolute value of the cross-correlation value is related to the power and S / N ratio of each received signal, even when a system having the smallest power and S / N ratio of each received signal is selected, This is equivalent to selecting a system having a small absolute value of the cross-correlation value with the synthesized signal, and is included in the present invention. In addition, when the antenna system to be controlled is specified, if the weighting coefficient of the system is abruptly switched and the quality of the diversity combined signal is reduced, the weighting coefficient of the system is gradually decreased, The controlled antenna system is switched to the second terminal side.
また、受信状態の判定は、制御対象アンテナ系統以外の系統の相互相関値の絶対値の和の大きさで判定しても良い(請求項2)。また、移動体通信を考えるとき、各アンテナの受信状態は時々刻々変化している。したがって、制御対象アンテナが特定されて、その系統の重み係数が漸次減少している時に、受信状態が最も悪いアンテナが変化する場合や、残りのアンテナによる受信信号のダイバーシチ合成では、第1メディアの信号を受信できない状態に変化する場合がある。前者の場合には、制御対象アンテナ系統は、第2端子側に切換られる前に、他のアンテナ系統が新たな制御対象アンテナ系統として選択される。後者の場合には、選択された制御対象アンテナ系統は、その選択が解除されて、第2端子側に切換られる前に、第1メディアの信号をダイバーシチ合成するために、復帰することになる。したがって、制御対象アンテナ系統以外のアンテナ系統の重み係数に関しては、その系統の受信信号と合成信号との間の相互相関値に基づいて決定される重み係数に向けて漸次増加させるように作用させることが望ましい(請求項3)。重み係数の最大値は、重み係数に関して上記の減少操作をせずに、通常のダイバーシチ合成をしている期間において、相互相関値に基づいて決定する重み係数である。また、第2端子側に切換られた信号に関しても、ダイバーシチ合成することが望ましい(請求項4)。たとえば、制御対象アンテナ系統の選択を複数まで許可した場合に、第2端子側に切り換えるられるアンテナ系統が複数存在する場合に、各アンテナの受信信号をダイバーシチ合成することで、第2メディアの信号に対しても高品質で受信することが可能となる。 The reception state may be determined by the magnitude of the sum of absolute values of cross-correlation values of systems other than the control target antenna system (claim 2). Also, when considering mobile communication, the reception state of each antenna changes every moment. Therefore, when the antenna to be controlled is specified and the weighting coefficient of the system is gradually decreasing, when the antenna having the worst reception state changes, or in diversity combining of received signals by the remaining antennas, The signal may change to a state where it cannot be received. In the former case, before the control target antenna system is switched to the second terminal side, another antenna system is selected as a new control target antenna system. In the latter case, the selected antenna system to be controlled is restored in order to diversity combine the signal of the first media before the selection is canceled and the second antenna is switched to the second terminal side. Therefore, the weighting factor of the antenna system other than the antenna system to be controlled is caused to act so as to gradually increase toward the weighting coefficient determined based on the cross-correlation value between the received signal and the combined signal of that system. (Claim 3). The maximum value of the weighting factor is a weighting factor that is determined based on the cross-correlation value during a period of normal diversity combining without performing the above-described reduction operation on the weighting factor. Moreover, it is desirable to combine the diversity of the signal switched to the second terminal side (claim 4). For example, if a plurality of antenna systems to be switched to the second terminal side exist when a plurality of antenna systems to be controlled are allowed to be selected, the received signal of each antenna is diversity-combined, so that the signal of the second media is obtained. On the other hand, it is possible to receive with high quality.
本発明は、第1メディアの信号を受信している時に、受信アンテナの数を減少しても、その信号の高品質での復調が可能である場合に、合成信号に対する相互相関値の絶対値が最も小さい受信信号、したがって、受信電力が最も小さい、又は、S/N比が最も小さい受信信号を出力するアンテナを第2メディアの信号を復調するために切り換えることができる。
この結果、同一アンテナ群を用いたダイバーシチ受信装置で、第1メディアの受信状態が良好な場合には、複数のメディアの信号を復調することができる。よって、受信装置の設備利用効率が向上する。また、制御対象アンテナ系統の重み係数は、制御対象として特定された時から、漸次、減少させるようにして、所定値より小さくなった時に、その制御対象アンテナ系統を第2端子側に切り換えるようにしている。したがって、切換に際して、第1メディアの受信状態が損なわれることがない。
The present invention provides an absolute value of a cross-correlation value with respect to a composite signal when a signal of the first media is received and demodulation of the signal with high quality is possible even if the number of reception antennas is reduced. Can be switched in order to demodulate the signal of the second media.
As a result, in a diversity receiver using the same antenna group, when the reception state of the first medium is good, signals of a plurality of media can be demodulated. Therefore, the equipment utilization efficiency of the receiving device is improved. Also, the weighting factor of the control target antenna system is gradually decreased from the time when it is specified as the control target, and when the control target antenna system becomes smaller than a predetermined value, the control target antenna system is switched to the second terminal side. ing. Therefore, the receiving state of the first medium is not impaired at the time of switching.
第1メディアの受信状態が良好か否かの判定は、制御対象アンテナ系統以外の相互相関値の絶対値の和が所定値よりも大きい場合に、良好と判定し、所定値よりも小さい場合に不良と判定することで、制御対象アンテナ系統を第1メディアのダイバーシチ合成から切断しても、良好な受信の状態を正確に予測することができる。このため、切換に際して、第1メディアの受信状態を劣化させることがない(請求項2)。 Whether or not the reception state of the first medium is good is determined as good when the sum of absolute values of cross-correlation values other than the antenna system to be controlled is larger than a predetermined value, and is smaller than the predetermined value. By determining the failure, it is possible to accurately predict a good reception state even if the controlled antenna system is disconnected from the diversity combining of the first medium. For this reason, at the time of switching, the reception state of the first medium is not deteriorated (claim 2).
また、制御対象アンテナ系統以外の系統の重み係数は、その系統の受信信号と合成信号との間の相互相関値に基づいて決定される重み係数に向けて漸次増加させるように作用させているので、制御対象アンテナ系統が特定されてから、そのアンテナが第1メディアのダイバーシチ合成に復帰する時に、重み係数が急変しないために、第1メディアの受信状態を良好に維持することができる(請求項3)。もちろん、その系統の重み係数が、通常の方法で相互相関値に基づいて決定される重み係数である場合には、その値となり、重み係数の漸増操作はない。
また、第2メディアに対しても、第2端子側に切り換えられたアンテナ系統の受信信号に対してダイバーシチ合成することで、品質の高い復調が可能となる(請求項4)。
In addition, the weighting factor of the system other than the antenna system to be controlled is caused to gradually increase toward the weighting coefficient determined based on the cross-correlation value between the received signal and the combined signal of the system. Since the weight coefficient does not change suddenly when the antenna system to be controlled returns to diversity combining of the first medium after the antenna system to be controlled is specified, the reception state of the first medium can be maintained well. 3). Of course, when the weighting factor of the system is a weighting factor determined based on the cross-correlation value by a normal method, the value becomes that value, and there is no gradual increase operation of the weighting factor.
Also, the second medium can be demodulated with high quality by diversity combining the received signal of the antenna system switched to the second terminal side.
以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説明する。ただし、本発明は以下に示す実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described based on specific examples. However, the present invention is not limited to the following examples.
図1は、本実施例1のダイバーシチ受信装置1の論理的なシステム構成図である。本実施例では、n個のアンテナA1〜An(2≦n)が用いられている。各アンテナA1〜Anには、周波数変換器(チューナー)11〜1nが接続されている。たとえば、第1メディアがTV信号であれば、所定の選局すべきチャネルの信号は中間周波数帯域に変換される。本実施例では、この中間周波数帯域に変換した信号で処理される。なお、本実施例では、ディジタル処理による装置であるので、各アンテナA1〜Anで受信された高周波信号を選局する局の周波数に対応した周波数でサンプリングすることで、中間周波数帯域に変換されたディジルタ信号を得るようにしている。なお、高周波信号をサンプリングしてディジタル信号を得た後に、ディジタル処理で中間周波数帯域に変換しても、また、高周波信号をアナログ回路で、一旦、中間周波数帯域に変換し、その中間周波数帯域の信号をサンプリングしてディジタル信号に変換するようにしても良い。また、本実施例での処理は、ベースバンド(OFDMであれば、多数キャリア群)信号に変換してから、処理をするようにしても良い。なお、信号は、直交復調の後の実部と虚部との2つの信号成分から成る複素数信号とする。 FIG. 1 is a logical system configuration diagram of the diversity receiver 1 according to the first embodiment. In this embodiment, n antennas A1 to An (2 ≦ n) are used. Frequency converters (tuners) 11 to 1n are connected to the antennas A1 to An. For example, if the first medium is a TV signal, a signal of a predetermined channel to be selected is converted into an intermediate frequency band. In the present embodiment, processing is performed with the signal converted into the intermediate frequency band. In the present embodiment, since the apparatus is based on digital processing, the high frequency signals received by the antennas A1 to An are sampled at a frequency corresponding to the frequency of the station to be selected, and converted to the intermediate frequency band. The digital signal is obtained. In addition, after sampling a high frequency signal and obtaining a digital signal, it is converted into an intermediate frequency band by digital processing. Alternatively, the high frequency signal is once converted into an intermediate frequency band by an analog circuit, and the intermediate frequency band The signal may be sampled and converted to a digital signal. Further, the processing in this embodiment may be performed after conversion to a baseband (a majority carrier group in the case of OFDM) signal. Note that the signal is a complex signal composed of two signal components, ie, a real part and an imaginary part after quadrature demodulation.
また、ディジタル値で処理する部分は、コンピュータシステムにより実現できるものである。本実施例では、アナログ信号で中間周波数帯域に周波数変換した後、サンプリングしてディジタル信号としているので、図1の信号制御部10は、全て、コンピュータシステムにより実現されている。また、復調器51は、中間周波数帯域のサンプリングされたディジタルの信号を、OFDMのベースバンド信号に変換した後、FFTにより各サブキャリアの振幅位相情報が抽出されて、復号化する装置である。また、復調器52は第2メディアに対応した復調を行う装置である。
Further, the part that processes with digital values can be realized by a computer system. In this embodiment, the analog signal is converted into an intermediate frequency band and then sampled to obtain a digital signal. Therefore, the signal control unit 10 in FIG. 1 is all realized by a computer system. The
各周波数変換器11〜1nの出力信号は、切換器21〜2nに出力され、切換器のa接点側(第1端子側)は、複素乗算器31〜3nに接続されている。また、複素乗算器31〜3nの各出力は、合成器40に入力して、合成される。また、合成器40の合成出力信号は、相関演算装置41に入力し、各アンテナ系統の受信信号R1 〜Rn との相互複素相関積分値が演算される。相関演算装置41が演算した各相互複素相関積分値は、重み係数演算装置42に出力されて、各アンテナ系統の複素重み係数が演算される。なお、重み係数を演算する方法としては、上記特許文献1に記載の方法を用いることができる。
The output signals of the
各アンテナA1〜Anで受信された各信号R1、R2、…、Rnは、各複素乗算器31〜3nにより、各複素重み係数W1 、W2 、…、Wn が乗算されて、合成器40に出力される。したがって、合成器40の出力する合成信号Sは、
(数1)
S=W1 R1+W2 R2+…+Wn Rn
となる。
Each signal R 1 which is received by each antenna A1~An, R 2, ..., R n is, by the respective
(Equation 1)
S = W 1 R 1 + W 2 R 2 +... + W n R n
It becomes.
次に、相関演算装置41では、次式により、次のタイミングでの複素重み係数Wi(1) が演算される。右肩の*で複素共役を示す。すなわち、重み係数は相互相関値の関数として演算される。
(数2)
Wi(1) =f(Xi (1))
(数3)
Xi(1) =∫RiS*dt
なお、関数fは、任意であるが、相互相関値の移動平均(ことなる2時点での相互相関値の忘却係数αによる内挿値)、正規化された相互相関値(ある系統の相互相関値/各系統の相互相関値の絶対値の和)など、任意の関数を選択することができる。また、積分区間は任意であるので示さないが積分は定積分を示す。すなわち、合成信号Sとの相互相関値の絶対値が大きい受信信号の複素重み係数が大きくなる。このようにして、求められた複素重み係数Wi (1) を用いて、次のタイミングでの合成信号Sを数1で求める。そして、その合成信号Sに対して、数2、数3により、そのタイミングでの各受信信号R1、R2、…、Rnに対する複素重み係数W1 (2) 、W2(2) 、…、Wn(2) を求めるという演算を、時間に対して逐次フィードバックして演算する。
Next, the
(Equation 2)
W i (1) = f (X i (1))
(Equation 3)
X i (1) = ∫R i S * dt
The function f is arbitrary, but the moving average of the cross-correlation values (interpolation value of the cross-correlation values at different two time points by the forgetting factor α), the normalized cross-correlation value (cross correlation of a certain system Any function can be selected, such as value / sum of absolute values of cross-correlation values of each system). Although the integration interval is arbitrary, it is not shown, but the integration shows a definite integration. That is, the complex weight coefficient of the received signal having a large absolute value of the cross-correlation value with the synthesized signal S is increased. In this way, using the obtained complex weight coefficient W i (1), the synthesized signal S at the next timing is obtained by Equation 1. Then, the complex weight coefficients W 1 (2), W 2 (2), R n for the received signals R 1 , R 2 ,. .., W n (2) is calculated by successively feeding back the time.
その結果、合成信号Sには、それと相関の高い受信信号のみが選別され、相関の低い受信信号は排除されるようになる。このようにして、所望の受信信号だけをダイバーシチ合成することができる。なお、数3の相関演算を実施する場合には、各受信信号を時間軸上でスライドさせて、最も相関値が高くなるスライド時間を決定して、このスライド時間だけ受信信号をスライドさせた後、合成するようにしても良い。すなわち、スライディング相関をとることで、最も相関が高くなるような合成を行うことで、より受信品質を改善することができる。たとえば、あるアンテナにおいて、遅延波が強く受信されている場合に、そのアンテナに関しては遅延波を合成信号に寄与させることで、より受信品質の高い受信が可能となる。 As a result, only the received signal having a high correlation with the synthesized signal S is selected, and the received signal having a low correlation is excluded. In this way, it is possible to diversity combine only the desired received signal. When performing the correlation calculation of Equation 3, slide each received signal on the time axis to determine the slide time with the highest correlation value, and slide the received signal by this slide time. You may make it synthesize | combine. That is, the reception quality can be further improved by performing the combination that gives the highest correlation by taking the sliding correlation. For example, when a delayed wave is strongly received in a certain antenna, reception with higher reception quality becomes possible by causing the delayed wave to contribute to the synthesized signal for that antenna.
本実施例では、このようなダイバーシチ合成において、数3の相互相関値の絶対値が最も小さい受信信号を合成せずに、残りのn−1の受信信号を合成しても十分に受信品質が高い場合も有り得る。このような場合に、第2メディアの受信要求があった時には、このアンテナによる受信信号をその第2メディアの受信に使用するようにしたものである。たとえば、第2メディアとしてはFMVICSの放送信号が考えられる。このFMVICSは、車の走行時に、常時、受信している必要はなく、間欠的に、受信できれば十分であるので、本実施例において、第1メディアの受信状態が良好な状態の時に、受信すれば良い。また、残りのn−1の受信信号の合成による受信品質が低下した場合には、再度、第2メディアの受信を中断して、全n個の受信信号により第1メディアだけをダイバーシチ合成をするようにしている。 In this embodiment, in such diversity combining, the reception quality is sufficiently high even if the remaining n-1 reception signals are combined without combining the reception signal having the smallest absolute value of the cross-correlation value of Equation (3). It can be expensive. In such a case, when there is a request for receiving the second medium, a signal received by this antenna is used for receiving the second medium. For example, an FMVICS broadcast signal can be considered as the second medium. This FMVICS does not need to be constantly received when the vehicle is running, and it is sufficient if it can be received intermittently. Therefore, in this embodiment, the FMVICS is received when the first medium is in a good reception state. It ’s fine. Further, when the reception quality due to the synthesis of the remaining n-1 reception signals is deteriorated, the reception of the second medium is interrupted again, and only the first medium is combined by diversity using all n reception signals. I am doing so.
n−1個の受信信号の合成でも受信品質が高いか否かは、数3の相互相関値の絶対値が最も小さい受信信号を除く、n−1個の受信信号の数3の相互相関値の絶対値の和が所定値Lよりも大きいか否かで判定する。 Whether or not the reception quality is high even in the synthesis of n−1 received signals is determined by whether or not the received signal having the smallest absolute value of the cross-correlation value of Equation 3 is the cross-correlation value of Equation 3 of the n−1 received signals. It is determined whether or not the sum of the absolute values is greater than a predetermined value L.
また、受信信号の合成を切り換える場合に、合成信号を不連続的に変化させないように、切断する受信信号の複素重み係数を徐々に小さくして、切断しても、合成信号への影響が十分に小さくなる状態で、この受信信号を合成せずに切断するようにする。最も望ましい状態としては複素重み係数を零にしてから切断することである。 In addition, when switching the synthesis of the received signal, even if the complex weight coefficient of the received signal to be cut is gradually reduced so that the synthesized signal is not discontinuously changed, the effect on the synthesized signal is sufficient. In this state, the received signal is disconnected without being synthesized. The most desirable state is that the complex weight coefficient is set to zero and then cut.
次に、信号制御部10(コンピュータシステム)の動作手順について、図2のフローチャートを参照して説明する。
ステップ100において、全てのアンテナ素子の受信信号に対する調整係数βi を1に初期設定する。受信信号Ri は、βi Wi を重み係数として乗算される。以下、βi Wi を調整された重み係数という。なお、請求項での重み係数は、現実の合成信号の生成に用いられるこの調整された重み係数βi Wi を指している。
Next, the operation procedure of the signal control unit 10 (computer system) will be described with reference to the flowchart of FIG.
In
したがって、合成信号Sは、次式で与えられる。
(数4)
S=β1 W1 R1+β2 W2 R2+…+βn Wn Rn
Therefore, the composite signal S is given by the following equation.
(Equation 4)
S = β 1 W 1 R 1 + β 2 W 2 R 2 +... + Β n W n R n
n個のアンテナで、通常のダイバーシチ合成をしている時には、全ての調整係数βi は1である。次に、ステップ102において、数3により相互相関値Xi と、数2により重み係数Wi と、調整された重み係数βi Wi が演算されて、数4により、調整された重み係数βi Wi により各受信信号Ri を重み付け加算演算を行ってダイバーシチ合成を行う。
When normal diversity combining is performed with n antennas, all adjustment coefficients β i are 1. Next, in
次に、n個の複素相関値の絶対値|X1 |〜|Xn |の中から、最小値を与える制御対象アンテナ系統jを決定する。そのアンテナ系統jの調整された重み係数の絶対値をTmin とする。
また、n個の相互相関値の絶対値の総和をVとする。
(数5)
V=|X1 |+|X2 |+…+|Xn |
となる。
Next, the control target antenna system j giving the minimum value is determined from the absolute values | X 1 | to | X n | of the n complex correlation values. The absolute value of the adjusted weighting coefficients of the antenna system j and T min.
Also, let V be the sum of absolute values of n cross-correlation values.
(Equation 5)
V = | X 1 | + | X 2 | + ... + | X n |
It becomes.
次に、ステップ106において、n個の相互相関値の絶対値の総和Vから、その中の最小値Tmin (=|Xj |)を減算した値(V−Tmin )を演算し、この値が所定値Lよりも大きいか否かが判定される。すなわち、制御対象アンテナ系統jを切断して、残りのn−1個のアンテナによるダイバーシチ合成をしても十分な受信品質が得られるか否かを、n−1個の相互相関値の絶対値の和で判定する。
Next, in
V−Tmin >Lと判定されると、ステップ108において、第2端子b側に切り換える制御対象アンテナ系統jの調整係数βj が0.1だけ減少される。また、残りのn−1個の系統の調整係数βi は、0.1だけ増加される。ただし、βi の最大値は1とし、βj の最小値は0とする。
If it is determined that V−T min > L, in
次に、ステップ110において、第2端子b側に切り換える制御対象アンテナ系統jの調整された重み係数の絶対値|βj Wj |が所定値Δよりも小さいか否かが判定される。所定値よりも小さくない場合には、ステップ102に戻り、次のタイミングでのダイバーシチ合成が行われる。そして、ステップ102〜110が繰り返されて、ステップ108の操作により、調整係数βj は減少し、ステップ110の条件が満たされるようになる。このループの間で、ステップ104で新たにアンテナ系統が決定されと、そのアンテナ系統が制御対象アンテナ系統jとなって変化し、ステップ108の調整係数の漸減の処理が実行され、他のアンテナ系統に関する調整係数に関しては漸増の処理が実行される。すなわち、前回の制御対象アンテナ系統の調整係数は、今回は、制御対象ではなくなるので、その調整係数は漸増することになる。
そのような、ステップ102〜110のループにおいて、ステップ110において、制御対象アンテナ系統の調整された重み係数の絶対値|βj Wj |が所定値Δよりも小さくなると、次のステップ112が実行される。この値が所定値よりも小さくなった場合には、その制御対象アンテナ系統jをダイバーシチ合成から切断しても、合成に対する影響が少ないとして、ステップ112において、制御対象アンテナ系統jの重み係数Wj を0とし、調整係数βj を0とする。次に、ステップ114において、切換器2jを第2端子b側に操作して、その制御対象アンテナ系統jをダイバーシチ合成から切断する。
Next, at
In such a loop of
次に、ステップ116に移行して、V−Tmin >Lが判定される。ステップ116が最初に実行される場合には、アンテナ系統jは切断されているので、Tmin =0である。よって、ステップ116の判定は、n−1個の受信信号における相互相関値の絶対値の和が所定値Lより大きいか否かの判定となり、大きい場合には、ステップ118に移行して、制御対象アンテナ系統jを除くn−1個のアンテナ系統に関して数4のダイバーシチ合成が行われる。そして、ステップ120に移行して、それらのダイバーシチ合成に関与するアンテナ素子の調整係数βi が0.1だけ増加されと共に、次のタイミングで、数3により複素相互相関値Xi と、数2により複素重み係数Wi が演算される。調整係数βi の最大値は1である。そして、ステップ116〜120が繰り返し実行される。すなわち、調整係数βi が1まで漸増し、1となってその変動がなくなると、全ての調整係数βi が1となった状態で、n−1個のアンテナによるダイバーシチ合成が良好である期間、n−1個のアンテナの受信信号によるダイバーシチ合成がステップ118において継続して行われることになる。
Next, the routine proceeds to step 116 where VT min > L is determined. When
一方、ステップ116で、V−Tmin >Lが満たされなくなると、n−1個のアンテナによるダイバーシチ合成による受信状態が劣化したことを意味している。したがって、ステップ122に移行して、切換装置2jを第1端子a側に切り換えて、制御対象アンテナ系統jをダイバーシチ合成側に接続する。そして、ステップ124に移行して、全ての調整係数βi について、0.1だけ増加させる。ただし、最大値は1である。そして、ステップ102に戻り、n個のアンテナによるダイバーシチ合成に戻る。
On the other hand, if VT min > L is not satisfied in
このようにして、相互相関値の絶対値|Xj | が最小の制御対象アンテナをダイバーシチ合成から切り離して、残りのn−1個のアンテナ素子によるダイバーシチ合成で、良好な受信が可能と判定される場合には、そのn−1個のアンテナ素子によるダイバーシチ合成が行われる。そして、切り離された制御対象アンテナ系統jは、別の第2メディアに対する復調器52に接続されて、それにより復調されて、第2メディアの受信が可能どなる。
In this way, it is determined that good reception is possible by separating the antenna to be controlled having the smallest absolute value | X j | of the cross-correlation value from diversity combining and diversity combining using the remaining n−1 antenna elements. In the case of the diversity combining, diversity combining is performed by the n-1 antenna elements. The separated control target antenna system j is connected to a
なお、切り離すアンテナ系統の数は、1以上としても良い。1以上として、他の複数のメディアに対応させるようにしても良い。なお、特許請求の範囲における判定装置は、ステップ106及び116で実現され、重み係数減少装置は、ステップ104、108で実現され、切換装置は切換器21〜2n及びステップ114、122で実現され、制御装置は、ステップ110、114、116、122で実現される。また、図1の合成器40は、ステップ102、118で構成される。複素乗算器31〜3n、相関演算装置41、重み係数演算装置42は、それぞれ、コンピュータによる処理手順であるβi Wi Ri の演算、数3による演算、数2及びβi Wi の演算により実現される。
Note that the number of antenna systems to be separated may be one or more. One or more may correspond to other plural media. The determination device in the claims is realized in
図3は、実施例2に係るダイバーシチ受信装置2の構成を示すブロック図である。実施例1と同一構成部分には同一番号を付した。この場合には、切り離す制御対象アンテナ系統を1以上とし、2以上の制御対象アンテナ系統を切り離した場合に、その切り離されたアンテナ系統の複数の受信信号に対してダイバーシチ合成をするようにした装置である。したがって、各アンテナの各受信信号に対して2系統のダイバーシチ合成が実行される。すなわち、信号制御部20は、複素乗算器301〜30nと、合成器401、重み係数演算装置421、相関演算装置411から成る別のダイバーシチ合成系統を有している。そして、合成器401の出力信号と、各アンテナの受信信号との間の複素相互相関値が演算されて、重み係数が決定される。このように構成すれば、他の第2メディアの受信に対してもダイバーシチ合成することができる。この場合に、主とする第1メディアの第1ダイバーシチ合成系統では、受信品質が低下しない限り、順次、調整された重み係数の小さいアンテナ系統から順次、切断される。そして、そのアンテナ系統は、他の第2メディアのダイバーシチ受信系統に接続される。また、第1ダイバーシチ合成系統の受信状態が低下すれば、第2ダイバーシチ合成系統のアンテナ系統の中から、順次、第1ダイバーシチ合成系統に切り換えられる。
FIG. 3 is a block diagram illustrating the configuration of the
図4は、図3の実施例2に対して、重み係数が重み付けられた後の信号を、第1ダイバーシチ合成系統から、第2ダイバーシチ合成系統に切り換えるようにしたことが特徴である。実施例2と同一の構成部分には同一番号を付した。信号制御部30は、第1メディアの受信信号を復調する系統と、第2メディアの受信信号を復調する系統との2系統が存在する。相関演算装置402、重み係数演算装置42は、実施例1、2と同様に、合成器40の出力する合成信号と各受信信号との複素相互相関値を演算して、各重み係数を演算する。第2メディアの系統は、複素乗算器31〜3nの出力のうち、切換器201〜20nで切換えられたアンテナ系統の出力を合成器402で合成する。そして、相関演算装置402は、第1メディア系統の合成信号と、第2メディア系統の合成信号とを入力して、それぞの系統の受信信号毎に複素相互相関値を演算して、第1メディア系統と第2メディア系統の各受信信号に対する重み係数を演算する。この構成によると、相関演算装置、重み係数演算装置、複素乗算器が一つで済むことになる。重み係数は、第1ダイバーシチ合成系統に属する信号と、第2ダイバーシチ合成系統に属する信号と、それぞれ、独立に計算されることになる。
FIG. 4 is characterized in that the signal after the weighting factor is weighted is switched from the first diversity combining system to the second diversity combining system with respect to the second embodiment of FIG. The same components as those in Example 2 are denoted by the same reference numerals. The signal control unit 30 has two systems, a system that demodulates the received signal of the first medium and a system that demodulates the received signal of the second medium. Similar to the first and second embodiments, the
本発明は、複数のメディアを同一のアンテナ群を有したダイバーシチ受信装置で受信することができ、移動体通信に有効である。 The present invention can receive a plurality of media by a diversity receiver having the same antenna group, and is effective for mobile communication.
1,2,3…ダイバーシチ受信装置
A1〜An…アンテナ
11〜1n…周波数変換器
21〜2n…切換器
31〜3n,301〜30n…複素乗算器
40,401…合成器
41…相関演算装置
42,402…重み係数演算装置
200 … ダイバーシチ受信装置(第1実施例)
300 … ダイバーシチ受信装置(第2実施例)
400 … ダイバーシチ受信装置(第3実施例)
1, 2, 3 ... Diversity receivers A1 to An ...
300: Diversity receiver (second embodiment)
400: Diversity receiver (third embodiment)
Claims (4)
前記合成信号の受信状態を判定する判定装置と、
前記判定装置により受信状態が良好と判定された場合には、前記各相互相関値の絶対値の中から、最も相互相関値の絶対値の小さいアンテナ系統を制御対象アンテナ系統として特定し、その制御対象アンテナ系統に対する重み係数を漸次、減少させる重み係数減少装置と、
前記各アンテナの各受信信号又は前記各重み係数により重み付けられた各重み付け信号を第1メディアを受信する主たるダイバーシチ合成に用いる第1端子側と、その受信信号を他の第2メディアを受信する第2端子側とに切換て分岐させる切換装置と、
前記重み係数減少装置により制御されている前記制御対象アンテナ系統の重み係数が所定値よりも小さくなった時に、前記切換装置を制御して、前記受信信号を前記第2端子側に通過させ、前記判定装置により受信状態が不良と判定された場合には、前記制御対象アンテナ系統の前記受信信号又は前記各重み係数により重み付けられた各重み付け信号を前記第1端子側に通過させる制御装置と、
から成るダイバーシチ受信装置。 Each received signal received by a plurality of antennas is combined by weighting and adding each weighting factor, and each weighting factor is calculated based on each cross-correlation value between the combined signal and each received signal of each antenna. In the diversity receiver that combines the received signals,
A determination device for determining a reception state of the combined signal;
When the determination device determines that the reception state is good, the antenna system having the smallest absolute value of the cross-correlation value is identified as the control target antenna system from among the absolute values of the cross-correlation values, and the control is performed. A weighting factor reducing device that gradually reduces the weighting factor for the target antenna system;
Each received signal of each antenna or each weighted signal weighted by each weighting factor is used for main diversity combining to receive the first medium, and the received signal is received by another second medium. A switching device for switching to the two-terminal side and branching;
When the weighting factor of the controlled antenna system controlled by the weighting factor reducing device is smaller than a predetermined value, the switching device is controlled to pass the received signal to the second terminal side, When the determination device determines that the reception state is poor, the control device that passes the weighted signal weighted by the received signal or the weighting factor of the antenna system to be controlled to the first terminal side,
Diversity receiver comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006025056A JP2007208658A (en) | 2006-02-01 | 2006-02-01 | Diversity receiver |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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Family
ID=38487715
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country Status (1)
Country | Link |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008117543A1 (en) * | 2007-03-28 | 2008-10-02 | Panasonic Corporation | Receiver and receiving method |
JP2009117940A (en) * | 2007-11-02 | 2009-05-28 | Nec Corp | Wireless diversity reception apparatus and reception method |
US8792599B2 (en) | 2010-02-24 | 2014-07-29 | Panasonic Corporation | Diversity reception device |
-
2006
- 2006-02-01 JP JP2006025056A patent/JP2007208658A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2008117543A1 (en) * | 2007-03-28 | 2008-10-02 | Panasonic Corporation | Receiver and receiving method |
JP2009117940A (en) * | 2007-11-02 | 2009-05-28 | Nec Corp | Wireless diversity reception apparatus and reception method |
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