JP2008160357A

JP2008160357A - 車両用ｏｆｄｍ受信装置

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Publication number: JP2008160357A
Application number: JP2006345448A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Hori; 智堀; Takanobu Tabata; 隆伸田端; Tomohisa Wada; 知久和田; Hirokazu Yasusato; 博一安里
Original assignee: MAGNA DESIGN NET Inc; Kojima Press Industry Co Ltd
Current assignee: MAGNA DESIGN NET Inc; Kojima Industries Corp
Priority date: 2006-12-22
Filing date: 2006-12-22
Publication date: 2008-07-10

Abstract

【課題】構成が簡易であり受信性能が良好である車両用ＯＦＤＭ受信装置を提供する。
【解決手段】車両用ＯＦＤＭ受信装置１は、車両前方に指向性を有する第１のアンテナ素子１１−１，１２−１と、車両後方に指向性を有する第２のアンテナ素子１１−２，１２−２と、第１のアンテナ素子の受信信号を重み付け合成する第１の重み付け合成部２０−１と、第２のアンテナ素子の受信信号を重み付け合成する第２の重み付け合成部２０−２と、重み付け合成後の信号に対しドップラーシフトによる周波数誤差の補正を行う第１，２の周波数誤差補正部３０−１，３０−２と、誤差補正後の信号をＯＦＤＭ復調する第１，２のＯＦＤＭ復調部４０−１，４０−２と、復調後の２系統のサブキャリア毎の信号に対しダイバシティを行って１系統のサブキャリア毎の信号を得るダイバシティ部５０とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車等の車両に搭載され、ＯＦＤＭ信号を受信する車両用ＯＦＤＭ受信装置に関する。

多量のデータを高速に伝送する無線通信方式として、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：直交周波数分割多重）方式が知られている（例えば、特許文献１〜５参照）。

特許文献１〜４には、ＯＦＤＭ方式におけるＭＭＳＥ（Minimum Mean Square Error：最小２乗誤差）アダプティブアレーを用いた受信技術が開示されている。

また、特許文献５には、アレーアンテナを用いて所望波の到来方向を推定する技術が開示されている。

また、非特許文献１には、適応制御演算の規範として、ＭＭＳＥ規範およびＰＩ（Power Inversion：パワーインバージョン）規範が記載されている。

特開２００３−３７５３９号公報特開２００３−２１８７５９号公報特開２００４−５６５４８号公報特開２００６−２７９７６３号公報特開２００５−３４８２７８号公報菊間信良著、「アダプティブアンテナ技術」、株式会社オーム社 M. Speth, F. Classen, H. Meyr, "Frame synchronization of OFDM system in frequency selective fading channels", Proc. of Vehicular Tech. Conf. (VTC'97 USA), pp. 1807-1811, 1997.

ところで、車両（例えば自動車等）において、複数のアンテナ素子を用いてＯＦＤＭ信号（例えば、日本の地上デジタル放送の規格であるＩＳＤＢ−Ｔの信号）を受信する場合、ＯＦＤＭ復調に対し、重み付け合成を何時行うかで大きく２種類の方式に分類できる。なお、ＯＦＤＭ復調とは、広く知られているように、受信されたＯＦＤＭ信号からガード区間（ガードインターバル：ＧＩ）を除去し、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）演算によってサブキャリア毎の信号（以下、適宜「データ列」と称す）を抽出する処理である。

上記２種類のうち１つは、図６に示されるように、ＯＦＤＭ復調前に重み付け合成を行う方式である。これは、復調前であるので、ＯＦＤＭ信号で重み付け合成を行う方式となる。

もう１つは、図７に示されるように、ＯＦＤＭ復調後に重み付け合成を行う方式である。これは、復調後であるので、サブキャリア毎に重み付け合成を行う方式となる。

重み付け合成方法について、一般的には、アダプティブアレーの、１つのアンテナ素子の重みを１、それ以外のアンテナ素子の重みを０とした場合がダイバシティ（切替方式）である。しかし、本願明細書では、便宜上、アダプティブアレー（例えば図８参照）とダイバシティ（例えば図９参照）とを区別して記載することとする。

また、自動車に搭載される受信装置においては４本までの偶数のアンテナ素子が使用されることが多いため、ここでは、上記各方式について、アンテナ素子が２本のシステムと４本のシステムについて考慮する。

以上より、図１０に示されるように、全８種類のシステムが考えられるが、ＯＦＤＭ復調前にダイバシティを行うシステムについては、ＯＦＤＭ有効シンボル区間の途中で時間的に信号を切り替えるとデータ列への復調が正確に行えないため、実現が不可能である。よって、それ以外の全６種類（図１０の［１］〜［６］）のシステムが考えられる。

以下、［１］〜［６］のシステムについて説明する。

［１］のシステムは、図１１に示されるように、アンテナ素子を２つ含み、ＯＦＤＭ復調前にアダプティブアレーを行うシステムである。具体的には、当該システムでは、車両に設置された２つのアンテナ素子（例えば、車両前方と後方に各１本、前方のみに２本、または後方のみに２本等）により受信されたＯＦＤＭ（例えばＩＳＤＢ−Ｔ）信号は、適応制御演算により導き出された重みにより重み付け合成され、１つのＯＦＤＭ信号となる。その後、当該ＯＦＤＭ信号がＯＦＤＭ復調される。

このシステムでは、ＯＦＤＭ復調器は、１式のみ必要となる。

［２］のシステムは、図１２に示されるように、アンテナ素子を４つ含み、ＯＦＤＭ復調前にアダプティブアレーを行うシステムである。具体的には、当該システムでは、４つのアンテナ素子（例えば、前方２本または後方２本）により受信されたＯＦＤＭ信号は、重み付け合成され、１つのＯＦＤＭ信号となる。その後、当該ＯＦＤＭ信号がＯＦＤＭ復調される。

このシステムでも、ＯＦＤＭ復調器は、１式のみ必要となる。

［３］のシステムは、図１３に示されるように、アンテナ素子を２つ含み、ＯＦＤＭ復調後にダイバシティを行うシステムである。具体的には、当該システムでは、２つのアンテナ素子により受信されたＯＦＤＭ信号に対し、それぞれＯＦＤＭ復調が行われ、２系統のデータ列が抽出される。それから、サブキャリア毎に２系統のうち１系統の信号を選択するダイバシティにより２系統のデータ列が合成され、１系統のデータ列として出力される。

このシステムでは、各アンテナ素子の直下でＯＦＤＭ復調を行うため、ＯＦＤＭ復調器が２式必要となる。

［４］のシステムは、図１４に示されるように、アンテナ素子を４つ含み、ＯＦＤＭ復調後にダイバシティを行うシステムである。具体的には、当該システムでは、４つのアンテナ素子により受信されたＯＦＤＭ信号に対し、それぞれＯＦＤＭ復調が行われ、４系統のデータ列が抽出される。それから、サブキャリア毎に２系統のうち１系統の信号を選択するダイバシティにより４系統のデータ列が合成され、１系統のデータ列として出力される。

このシステムでは、各アンテナ素子の直下でＯＦＤＭ復調を行うため、ＯＦＤＭ復調器が４式必要となる。

［５］のシステムは、図１５に示されるように、アンテナ素子を２つ含み、ＯＦＤＭ復調後にアダプティブアレーを行うシステムである。具体的には、当該システムでは、２つのアンテナ素子により受信されたＯＦＤＭ信号に対し、それぞれＯＦＤＭ復調が行われ、２系統のデータ列が抽出される。それから、適応制御演算により導き出された重みにより、サブキャリア毎に２系統の信号が重み付け合成され、１系統のデータ列として出力される。

［６］のシステムは、図１６に示されるように、アンテナ素子を４つ含み、ＯＦＤＭ復調後にアダプティブアレーを行うシステムである。具体的には、当該システムでは、４つのアンテナ素子により受信されたＯＦＤＭ信号に対し、それぞれＯＦＤＭ復調が行われ、４系統のデータ列が抽出される。それから、適応制御演算により導き出された重みにより、サブキャリア毎に４系統のデータ列が重み付け合成され、１系統のデータ列として出力される。

次に、上記各システムにおける問題点を示す。

［１］および［２］のシステムに関しては、ＯＦＤＭ復調器が１式である点で、回路構成が比較的簡単であり、低いコストで実現が可能である。しかし、例えば車両前方と車両後方にアンテナ素子を配置して受信する場合、アンテナ指向性としては車両前方半分および車両後方半分に近い形状となるため、それぞれ異なるドップラーシフトの影響を強く受ける。ここで、ドップラーシフトとは、広く知られているように、例えば受信局（自動車等）が固定の送信局に向かって高速で移動するとき、送信された周波数とは異なる周波数が受信される現象である。例えば、車両前方のアンテナ素子の指向性が前方半分のみ、後方のアンテナ素子の指向性が後方半分のみとすると、車両前方のアンテナ素子はｆ＋Δｆを主に受信し、車両後方のアンテナ素子はｆ−Δｆを主に受信する。ここで、ｆは送信周波数であり、Δｆはドップラー周波数である。

ＯＦＤＭ変調はマルチキャリア変調方式の一種であり、複数の搬送波（サブキャリア）を直交させて狭いキャリア間隔で伝送を行う方式である。従って、周波数の変化はキャリア間干渉を引き起こす原因になる。さらに、ＩＳＤＢ−ＴのＨＤＴＶ（High Definition TeleVision：高精細テレビ）におけるキャリア変調方式には、６４ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）が採用されている。そのため、ドップラーシフトによる位相回転により、大きな影響を受ける。これらより、ＩＳＤＢ−Ｔの受信は、ドップラーシフトの影響を受け易いと言える。

例えば、移動速度１００ｋｍ／ｈ、送信周波数ｆ＝６００ＭＨｚの場合、Δｆ＝５６Ｈｚの影響があり、十分な特性劣化の要因と考えられる。

全受信信号に共通したＲＦ周波数誤差補正を行う場合、例えば、前方に対して補正する場合、補正値は−Δｆとなり、前方の周波数は補正されｆとなるが、後方の周波数はｆ−２Δｆとなり、さらに周波数誤差が大きくなる。そのため、受信特性が低下してしまう。

なお、ドップラーシフトΔｆ［Ｈｚ］＝移動速度Ｖ［ｍ／ｓ］×送信周波数ｆ［Ｈｚ］／光速Ｃ［ｍ／ｓ］である。ここで、光速Ｃ＝３×１０^８［ｍ／ｓ］である。

［１］および［２］のシステムでは、車両前方および車両後方にアンテナ素子を配置する構成とすると、互いに異なるドップラーシフトを含む信号が重み付け合成されることとなる。また、これを避けるためには、ドップラーシフトによる周波数誤差を補正する周波数誤差補正部をアンテナ素子毎に設ける必要がある。

［３］および［５］のシステムでは、ＯＦＤＭ復調器が２系統である点で、回路構成が簡単であり、低いコストでの実現が可能である。

しかし、アンテナ素子を車両前後に１本ずつ配置する構成では、一方向にアンテナ素子が１本であるため、指向性利得が低い。

また、アンテナ素子を２本とも車両前方に配置する構成、またはアンテナ素子を２本とも車両後方に配置する構成では、アンテナ指向性が主に車両前方半分または車両後方半分だけになってしまうため、アンテナ搭載位置と逆方向の指向性利得が低い。

［４］および［６］のシステムでは、サブキャリア毎に信号の合成を行うので、ＯＦＤＭ信号の１シンボル毎に合成を行う［１］や［２］のシステムと比較して、高精度である。ただし、ガード区間（モード３、ガード区間長１／８の場合、１２６μｓ）を超える遅延波がある場合、受信性能は大幅に劣化することが知られている。

このシステムでは、ＯＦＤＭ復調器が４系統、その後各サブキャリアに対し重み付け合成が必要となり、回路構成素子数や演算量等が膨大となるため、かなりのコストがかかる。また、車両搭載時のサイズも重要視されているが、この構成では大型のシステムとなってしまう。そのため、実際にシステムを実現するには、２系統までのＯＦＤＭ復調器を採用することが主流となっている。

以上のとおり、［１］〜［６］のシステムには、性能面やコスト面等で様々な問題がある。

本発明は、構成が簡易であり受信性能が良好である車両用ＯＦＤＭ受信装置を提供する。

本発明に係る車両用ＯＦＤＭ受信装置は、車両に搭載され、ＯＦＤＭ信号を受信する車両用ＯＦＤＭ受信装置であって、車両前方に指向性を有し、前記ＯＦＤＭ信号を受信する２つの第１のアンテナ素子と、車両後方に指向性を有し、前記ＯＦＤＭ信号を受信する２つの第２のアンテナ素子と、前記２つの第１のアンテナ素子により受信された信号を、適応制御で求められる重みにより重み付け合成する第１の重み付け合成部と、前記２つの第２のアンテナ素子により受信された信号を、適応制御で求められる重みにより重み付け合成する第２の重み付け合成部と、前記第１の重み付け合成部により得られた信号に対し、前記車両の移動に伴うドップラーシフトによる周波数誤差の補正を行う第１の周波数誤差補正部と、前記第２の重み付け合成部により得られた信号に対し、前記車両の移動に伴うドップラーシフトによる周波数誤差の補正を行う第２の周波数誤差補正部と、前記第１の周波数誤差補正部により得られた信号に対してＯＦＤＭ復調を行ってサブキャリア毎の信号を得る第１のＯＦＤＭ復調部と、前記第２の周波数誤差補正部により得られた信号に対してＯＦＤＭ復調を行ってサブキャリア毎の信号を得る第２のＯＦＤＭ復調部と、前記第１および第２のＯＦＤＭ復調部により得られた２系統のサブキャリア毎の信号に対し、サブキャリア毎に２系統のうち１系統の信号を選択するダイバシティを行って、１系統のサブキャリア毎の信号を得るダイバシティ部と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、構成が簡易であり受信性能が良好である車両用ＯＦＤＭ受信装置を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。

図１は、本実施の形態に係る車両用ＯＦＤＭ受信装置１の概略構成を示すブロック図である。この車両用ＯＦＤＭ受信装置１は、車両に搭載され、ＯＦＤＭ信号（例えば、ＩＳＤＢ−Ｔの信号）を受信する装置である。

図２は、ＯＦＤＭ信号の構成を示す模式図である。ＯＦＤＭ信号はシンボル区間（長さＴ_ｓ）の繰り返しであり、シンボル区間は、ヘッドガード区間（ＨｅａｄＧＩ：長さＴ_ｇ）と、これに続く有効シンボル区間（長さＴ_ｅ）とを含んで構成される。有効シンボル区間の末尾にはテールガード区間（ＴａｉｌＧＩ）が設定され、この内容がヘッドガード区間にコピーされる。ＩＳＤＢ−Ｔでは、Ｔ_ｓは１ｍｓであり、Ｔ_ｇはＴ_ｓの１／８である。なお、図２は、車両用ＯＦＤＭ受信装置１に到来する電波には同期波（所望波）と遅延波（不要波）が混ざっていることも示している。

以下、図１および図２を参照して、車両用ＯＦＤＭ受信装置１の構成および動作を合わせて説明する。

図１において、車両用ＯＦＤＭ受信装置１は、第１のアンテナ素子１１−１，１２−１、第２のアンテナ素子１１−２，１２−２、第１の重み付け合成部２０−１、第２の重み付け合成部２０−２、第１の周波数誤差補正部３０−１、第２の周波数誤差補正部３０−２、第１のＯＦＤＭ復調部４０−１、第２のＯＦＤＭ復調部４０−２、およびダイバシティ部５０を有する。

２つの第１のアンテナ素子１１−１，１２−１は、車両前方に指向性を有し、ＯＦＤＭ信号を受信する。２つの第１のアンテナ素子１１−１，１２−１は、例えば、車両前方に配置される。

２つの第２のアンテナ素子１１−２，１２−２は、車両後方に指向性を有し、ＯＦＤＭ信号を受信する。２つの第２のアンテナ素子１１−２，１２−２は、例えば、車両後方に配置される。

第１の重み付け合成部２０−１は、上記２つの第１のアンテナ素子１１−１，１２−１により受信された信号を、適応制御で求められる重みにより重み付け合成する。具体的には、第１の重み付け合成部２０−１は、適応制御演算により重みを求める適応制御演算部２１−１と、アンテナ素子１１−１により受信された信号に対して適応制御演算部２１−１により求められた重みを乗じる重み付け部２２−１と、アンテナ素子１２−１により受信された信号に対して適応制御演算部２１−１により求められた重みを乗じる重み付け部２３−１と、２つの重み付け部２２−１，２３−１により重み付けされた２つの信号を合成する合成部２４−１とを含む。

第２の重み付け合成部２０−２は、上記２つの第２のアンテナ素子１１−２，１２−２により受信された信号を、適応制御で求められる重みにより重み付け合成する。具体的には、第２の重み付け合成部２０−２は、適応制御演算により重みを求める適応制御演算部２１−２と、アンテナ素子１１−２により受信された信号に対して適応制御演算部２１−２により求められた重みを乗じる重み付け部２２−２と、アンテナ素子１２−２により受信された信号に対して適応制御演算部２１−２により求められた重みを乗じる重み付け部２３−２と、２つの重み付け部２２−２，２３−２により重み付けされた２つの信号を合成する合成部２４−２とを含む。

ここで、上記適応制御演算部２１−１，２１−２における適応制御演算としては、例えば、下記（ａ）〜（ｄ）の４種類がある。以下、４種類の適応制御演算について簡単に説明する。なお、適応制御演算の詳細については、例えば、特許文献１〜５および非特許文献１に開示されている。また、特願２００５−１８５８７１号の明細書にも記載されている。

以下の適応制御演算の説明では、アンテナ素子により受信された重み付け合成前のＯＦＤＭ信号のヘッドガード区間で抽出した信号を下記式（１）で表す。

上記式（１）において、ｘ_ｈ１（ｔ），ｘ_ｈ２（ｔ）は、それぞれアンテナ素子１１−１，１２−１（または１１−２，１２−２）により受信された重み付け合成前のＯＦＤＭ信号のヘッドガード区間で抽出した信号を示す。

また、アンテナ素子により受信された重み付け合成前のＯＦＤＭ信号のテールガード区間で抽出された信号を下記式（２）で表す。

上記式（２）において、ｘ_ｔ１（ｔ），ｘ_ｔ２（ｔ）は、それぞれアンテナ素子１１−１，１２−１（または１１−２，１２−２）により受信された重み付け合成前のＯＦＤＭ信号のテールガード区間で抽出された信号を示す。

また、ウェイトベクトルを下記式（３）で表す。

そして、重み付け合成後のＯＦＤＭ信号のヘッドガード区間で抽出した信号をｙ_ｈ（ｔ）とし、重み付け合成後のＯＦＤＭ信号のテールガード区間で抽出した信号をｙ_ｔ（ｔ）とする。

合成出力ｙ_ｈ（ｔ），ｙ_ｔ（ｔ）は、それぞれ下記式（４），（５）で表される。

ただし、上記において、上添え字Ｔ，Ｈは、それぞれ転置、共役転置を表す。

（ａ）ＭＲＣ（Maximum Ratio Combining：最大比合成法）
ＭＲＣでは、例えば、ウェイトベクトルを下記式（６）により算出する。

ただし、上記において、Ｅ〔・〕は期待値演算を示し、上添え字＊は複素共役を示す。

ＭＲＣによれば、全ての到来波に対し指向性が形成され、指向性利得が最大２倍となる。

（ｂ）ＡＭＢＦ（Array Main Beam Former：参照信号型適応指向性形成法）
ＡＭＢＦでは、例えば、ウェイトベクトルを下記式（７）により算出する。

ＡＭＢＦによれば、所望波に対し積極的に指向性が形成され、指向性利得が最大２倍となる。

（ｃ）ＭＭＳＥ（Minimum Mean Square Error：最小２乗誤差規範）
ＭＭＳＥでは、例えば、

とし、ウェイトベクトルを下記式（９）により算出する。

ＭＭＳＥによれば、所望波に対し積極的に指向性が形成され、指向性利得が最大２倍となる。

（ｄ）ＰＩ（Power Inversion：入出力電力反転法）
ＰＩでは、例えば、

とし、ウェイトベクトルを下記式（１２）により算出する。

ただし、上記において、

である。

ＰＩによれば、遅延波（ガード区間を超える遅延波に対しても）が抑圧される。

第１の周波数誤差補正部３０−１は、上記第１の重み付け合成部２０−１により得られた信号に対し、車両の移動に伴うドップラーシフトによる周波数誤差の補正を行う。

第２の周波数誤差補正部３０−２は、上記第２の重み付け合成部２０−２により得られた信号に対し、車両の移動に伴うドップラーシフトによる周波数誤差の補正を行う。

例えば、車両前方に指向性を有する第１のアンテナ素子１１−１，１２−１は周波数ｆ＋Δｆを主に受信し、車両後方に指向性を有する第２のアンテナ素子１１−２，１２−２は周波数ｆ−Δｆを主に受信するため、車両前方に対応する第１の周波数誤差補正部３０−１は（−Δｆ）の誤差補正を行い、車両後方に対応する第２の周波数誤差補正部３０−２は（＋Δｆ）の誤差補正を行い、２系統の信号の周波数をともに送信周波数ｆに補正する。これにより、異なるドップラーシフトによる影響が除去される。

より詳しくは、第１および第２の周波数誤差補正部３０−１，３０−２は、車両の移動速度、車両の移動方向、および電波（ＯＦＤＭ信号）の到来方向に基づき、ドップラーシフトΔｆを算出し、当該Δｆにより周波数の補正を行う。ここで、電波の到来方向は、アダプティブアレーアンテナであれば算出可能であり、到来方向を求める技術は、例えば特許文献５に開示されている。

第１のＯＦＤＭ復調部４０−１は、上記第１の周波数誤差補正部３０−１により得られた信号に対してＯＦＤＭ復調を行ってサブキャリア毎の信号（データ列）を得る。

第２のＯＦＤＭ復調部４０−２は、上記第２の周波数誤差補正部３０−２により得られた信号に対してＯＦＤＭ復調を行ってサブキャリア毎の信号（データ列）を得る。

ダイバシティ部５０は、上記第１および第２のＯＦＤＭ復調部４０−１，４０−２により得られた２系統のサブキャリア毎の信号に対し、サブキャリア毎に２系統のうち１系統の信号を選択するダイバシティを行って、１系統のサブキャリア毎の信号（データ列）を得る。

具体的には、ダイバシティ部５０は、２系統のうち１系統の信号を選択するためのサブキャリア毎の重み（１または０）を求めるダイバシティ制御部５１と、第１のＯＦＤＭ復調部４０−１の出力信号に対してダイバシティ制御部５１により求められた重みをサブキャリア毎に乗じる重み付け部５２と、第２のＯＦＤＭ復調部４０−２の出力信号に対してダイバシティ制御部５１により求められた重みをサブキャリア毎に乗じる重み付け部５３と、２つの重み付け部５２，５３により重み付けされた２つの信号を合成して１系統のサブキャリア毎の信号を出力する合成部５４とを含む。

以上説明した本実施の形態によれば、構成が簡易であり受信性能が良好である車両用ＯＦＤＭ受信装置が実現される。

具体的には、本実施の形態によれば、下記（１）〜（４）の効果が得られ得る。

（１）本実施の形態に係る車両用ＯＦＤＭ受信装置は、車両前方に指向性を有する２つの第１のアンテナ素子と、車両後方に指向性を有する２つの第２のアンテナ素子と、２つの第１のアンテナ素子により受信された信号を重み付け合成する第１の重み付け合成部と、２つの第２のアンテナ素子により受信された信号を重み付け合成する第２の重み付け合成部とを有する。このため、車両前後に各１本のアンテナ素子を有する構成と比較して、車両前後両方について指向性利得が高く、指向性利得が最大２倍となる。また、遅延波等の妨害波を抑圧することが可能となる。また、各重み付け合成部には、ほぼ同じドップラーシフトを含む信号が入力されるので、異なるドップラーシフトを含む信号が重み付け合成されることが避けられる。このため、重み付け合成前にアンテナ素子毎に周波数誤差補正部を設ける必要がない。

（２）本実施の形態に係る車両用ＯＦＤＭ受信装置は、第１の重み付け合成部により得られた信号に対し、車両の移動に伴うドップラーシフトによる周波数誤差の補正を行う第１の周波数誤差補正部と、第２の重み付け合成部により得られた信号に対し、車両の移動に伴うドップラーシフトによる周波数誤差の補正を行う第２の周波数誤差補正部とを有する。このため、ドップラーシフトの影響を大幅に軽減することが可能となる。また、アンテナ素子毎に周波数誤差補正部を設ける構成と比較して、構成が簡易であり、コストやサイズの点で有利である。

（３）本実施の形態に係る車両用ＯＦＤＭ受信装置は、２系統のＯＦＤＭ復調部を用いて構成される。このため、４系統のＯＦＤＭ復調部を有する構成と比較して、構成が簡易であり、コストやサイズの点で有利である。

（４）本実施の形態に係る車両用ＯＦＤＭ受信装置は、２系統のＯＦＤＭ復調部により得られた２系統のサブキャリア毎の信号に対し、サブキャリア毎に２系統のうち１系統の信号を選択するダイバシティを行って、１系統のサブキャリア毎の信号を得る。このため、ＯＦＤＭ信号の１シンボル毎にダイバシティを行う構成と比較して、良好な受信性能が得られる。

なお、図３に、アンテナ素子２本のアダプティブアレーにおける４つのアルゴリズム（ＭＲＣ，ＡＭＢＦ，ＭＭＳＥ，ＰＩ）を実現する回路構成図の一例を示す。

図３において、破線で囲まれた部分は、ヘッドガード区間とテールガード区間の相関を計算する回路であり、相関の大きいときに０に近い値を出力し、相関の小さいときに大きな値を出力する。

相関式には、非特許文献２に記載の下記式（１４）が使用されている（図４参照）。

上記相関の最小値の部分はヘッドガード区間とテールガード区間の相関が高い部分であり、その最小値のタイミングで、相関ベクトルｒ_ｘｙや相関行列Ｒ_ＸＸなどの係数を取り出す回路構成をとっている。

ＭＯＤＥ信号は、ｒ_ｘｙ計算時にヘッド−テール相関か、テール−テール相関かを切り替えるもので、ＡＭＢＦ動作とＭＲＣ動作に対応する。

並列にＲ_ＸＸすなわち２×２行列の要素を構成する実数Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄが計算される。

後段でＲ_ＸＸの逆行列を計算することで、ＭＲＣ、ＡＭＢＦ、ＭＭＳＥ、ＰＩの動作が実現できる。

図５は、後段の処理を示す図である。図５に示されるとおり、後段の処理では、Ｒ_ＸＸの逆行列が計算され、重みが計算される。その際、ノーマライズ、平均処理、複素共役化が行われる。

なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更することができる。

実施の形態に係る車両用ＯＦＤＭ受信装置の概略構成を示すブロック図である。ＯＦＤＭ信号の構成を示す模式図である。アンテナ素子２本のアダプティブアレーにおける４つのアルゴリズム（ＭＲＣ，ＡＭＢＦ，ＭＭＳＥ，ＰＩ）を実現する回路構成の一例を示す図である。相関の計算を示す図である。後段処理を示す図である。ＯＦＤＭ復調前に重み付け合成を行う方式を示す図である。ＯＦＤＭ復調後に重み付け合成を行う方式を示す図である。アダプティブアレーを示す図である。ダイバシティを示す図である。想定されるシステムの一覧を示す図である。［１］のシステムを示す図である。［２］のシステムを示す図である。［３］のシステムを示す図である。［４］のシステムを示す図である。［５］のシステムを示す図である。［６］のシステムを示す図である。

符号の説明

１車両用ＯＦＤＭ受信装置、１１−１，１２−１第１のアンテナ素子、１１−２，１２−２第２のアンテナ素子、２０−１第１の重み付け合成部、２０−２第２の重み付け合成部、３０−１第１の周波数誤差補正部、３０−２第２の周波数誤差補正部、４０−１第１のＯＦＤＭ復調部、４０−２第２のＯＦＤＭ復調部、５０ダイバシティ部。

Claims

車両に搭載され、ＯＦＤＭ信号を受信する車両用ＯＦＤＭ受信装置であって、
車両前方に指向性を有し、前記ＯＦＤＭ信号を受信する２つの第１のアンテナ素子と、
車両後方に指向性を有し、前記ＯＦＤＭ信号を受信する２つの第２のアンテナ素子と、
前記２つの第１のアンテナ素子により受信された信号を、適応制御で求められる重みにより重み付け合成する第１の重み付け合成部と、
前記２つの第２のアンテナ素子により受信された信号を、適応制御で求められる重みにより重み付け合成する第２の重み付け合成部と、
前記第１の重み付け合成部により得られた信号に対し、前記車両の移動に伴うドップラーシフトによる周波数誤差の補正を行う第１の周波数誤差補正部と、
前記第２の重み付け合成部により得られた信号に対し、前記車両の移動に伴うドップラーシフトによる周波数誤差の補正を行う第２の周波数誤差補正部と、
前記第１の周波数誤差補正部により得られた信号に対してＯＦＤＭ復調を行ってサブキャリア毎の信号を得る第１のＯＦＤＭ復調部と、
前記第２の周波数誤差補正部により得られた信号に対してＯＦＤＭ復調を行ってサブキャリア毎の信号を得る第２のＯＦＤＭ復調部と、
前記第１および第２のＯＦＤＭ復調部により得られた２系統のサブキャリア毎の信号に対し、サブキャリア毎に２系統のうち１系統の信号を選択するダイバシティを行って、１系統のサブキャリア毎の信号を得るダイバシティ部と、
を有することを特徴とする車両用ＯＦＤＭ受信装置。