JP2010272977A - 無線受信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のアンテナによる受信ダイバーシチを利用して受信を行う場合において、周波数選択性フェージングが生じてもＳＮ比の低下を抑制する無線受信装置を提供する。
【解決手段】無線受信装置は、複数のアンテナそれぞれからマルチキャリア方式により受信した信号に対してノッチを検出する複数のノッチ検出部と、前記複数のノッチ検出部がノッチを検出すると、該ノッチが検出されたサブキャリアを含む周波数区間において、等利得合成法又は最大比合成法に替えて、選択合成法を用いるか否かを判定する判定部と、前記複数のアンテナごとに設けられ、前記アンテナから受信した信号と、前記判定部が選択した合成法に応じた重み係数とを乗算する複数の係数乗算部と、前記複数の係数乗算部により重み付けされた信号を合成する合成部とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、受信ダイバーシチにより受信性能を向上させる無線受信装置に関する。

複数のアンテナを用いたマルチキャリア通信において、受信ダイバーシチにより受信信号の信号対雑音比（Signal to Noise ratio；ＳＮ比）の低下を抑制する無線受信装置は、受信信号に対してチャネル応答推定値に応じた重み付けを行う合成法である選択合成法（Selection Combining；ＳＣ）、等利得合成法（Equal Gain Combining；ＥＣ）、及び、最大比合成法（Maximum Ratio Combining；ＭＲＣ）のいずれかを用いて通信を行う。前述の合成法においては、信頼度情報（ＣＮ比（Carrier to Noise ratio）、チャネル応答値、相関値など）を推定し、推定した信頼度情報に基づいて重み係数を算出し、複数のアンテナそれぞれから受信する信号に対して重み係数を用いて重み付けを行い、重み付けした信号の合成を行う。

前述の合成法のうち、特に、最大比合成法は、選択合成法、等利得合成法に比べて、ＳＮ比の低下を抑制する効果が高く、受信ダイバーシチを利用した無線受信装置によく用いられている（特許文献１）。

特開平１１−２０５２０８号公報

しかしながら、最大比合成法においては、周波数選択性フェージングなどにより受信信号の特定の周波数帯域における受信信号の信号強度が急峻に低下するノッチが生じると、ノッチが生じた周波数帯域において、複数のアンテナ間のチャネル応答推定値の誤差が大きくなり、当該周波数帯の受信信号のＳＮ比が著しく低下するという問題がある。

本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、その目的は、複数のアンテナによる受信ダイバーシチを利用して受信を行う場合において、周波数選択性フェージングが生じてもＳＮ比の低下を抑制する無線受信装置を提供することにある。

（１）上記問題を解決するために、本発明は、複数のアンテナからマルチキャリア方式により受信した信号それぞれに対してノッチを検出する複数のノッチ検出部と、前記複数のノッチ検出部のうち少なくとも１つのノッチ検出部がノッチを検出すると、該ノッチが検出されたサブキャリアを含む周波数区間において、等利得合成法又は最大比合成法に替えて、選択合成法を用いるか否かを判定する判定部と、前記複数のアンテナごとに設けられ、前記アンテナから受信した信号と、前記判定部が選択した合成法に応じた重み係数とを乗算する複数の係数乗算部と、前記複数の係数乗算部により重み付けされた信号を合成する合成部とを備えることを特徴とする無線受信装置である。

（２）また、本発明は、上記に記載の発明において、前記ノッチ検出部は、受信した信号が有する前記サブキャリアのうち、予め定められた基準値より小さい信号強度の前記サブキャリアにノッチを検出することを特徴とする。

（３）また、本発明は、上記に記載の発明において、前記ノッチ検出部は、受信した信号が有する前記サブキャリアのうち、該受信した信号の信号強度の最大値に対して予め定めた基準値分だけ小さい値を閾値とし、該閾値よりも小さい信号強度の前記サブキャリアにノッチを検出することを特徴とする。

（４）また、本発明は、前記ノッチ検出部は、受信した信号が有する前記サブキャリアのうち、該受信した信号が有する全ての前記サブキャリアの信号強度の平均値に対して予め定めた基準値分だけ小さい値を閾値とし、該閾値よりも小さい信号強度の前記サブキャリアにノッチを検出し、前記全てのサブキャリアの信号強度の平均値は、予め定められた時間間隔ごとに算出されることを特徴とする。

（５）また、本発明は、上記に記載の発明において、前記ノッチ検出部は、該受信した信号が有し、隣接する前記サブキャリア間それぞれの信号強度の差を算出し、算出した差が予め定めた基準値より大きい該サブキャリア間にノッチを検出することを特徴とする。

この発明によれば、周波数選択性フェージングが生じてもダイバーシチ合成後の信号のＳＮ比の低下を抑制することができる。

第１実施形態における無線受信装置の構成を示す概略ブロック図である。 本実施形態のＦＦＴ部が出力する周波数スペクトルの強度の一例を示すグラフである。 本実施形態の無線受信装置が行う受信処理の一例を示す概略図である。 比較例における無線受信装置の構成を示す概略ブロック図である。 比較例における無線受信装置が行う受信処理の一例を示す概略図である。 第２実施形態のＦＦＴ部が出力する周波数スペクトルの強度の一例を示すグラフである。 第３実施形態のＦＦＴ部が出力する周波数スペクトルの強度の一例、及び、ノッチ検出部の算出値を示すグラフである。 本実施形態のＦＦＴ部が出力する周波数スペクトルの強度が、複数の周波数区間により構成される場合の一例を示すグラフである。

以下、本発明の実施形態による無線受信装置を図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態では、マルチキャリア方式として、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency DivisionM Multiplexing；直交周波数分割多重）方式による通信を例にして説明する。

＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態における無線受信装置１００の構成を示す概略ブロック図である。図示するように、無線受信装置１００は、アンテナ１１、１２と、受信部１３、１４と、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform；高速フーリエ変換）部１５、１６と、ノッチ検出部１７、１８と、判定部１９と、チャネル応答推定部２０、２１と、ＭＲＣ（Maximum Ratio Combining；最大比合成）係数算出部２２と、ＳＣ（Select Combining；選択合成）係数算出部２３と、選択部２４、２５と、係数乗算部２６、２７と、合成部２８とを備えている。

受信部１３は、アンテナ１１を介してＯＦＤＭ方式により送信された信号を受信し、受信した信号をベースバンド周波数にダウンコンバートし、ダウンコンバートした信号をアナログ・デジタル変換したデジタル信号をＦＦＴ部１５に出力する。受信部１４は、受信部１３と同様に、アンテナ１２を介してＯＦＤＭ方式により送信された信号を受信し、受信した信号をベースバンド周波数にダウンコンバートし、ダウンコンバートした信号をアナログ・デジタル変換したデジタル信号をＦＦＴ部１６に出力する。

ＦＦＴ部１５は、受信部１３がアンテナ１１を介して受信して変換されたデジタル信号に対してＦＦＴを行い時間領域の信号から周波数領域の信号に変換する。ＦＦＴ部１６は、ＦＦＴ部１５と同様に、受信部１４がアンテナ１２を介して受信して変換されたデジタル信号に対してＦＦＴを行い時間領域の信号から周波数領域の信号に変換する。
ここで、アンテナ１１、受信部１３、及び、ＦＦＴ部１５、並びに、アンテナ１２、受信部１４、及び、ＦＦＴ部１６は、それぞれ、ブランチを形成している。すなわち、本実施形態における無線受信装置１００は、２つのブランチを有する構成である。

ノッチ検出部１７は、ＦＦＴ部１５が出力した信号が有するサブキャリアそれぞれの信号にノッチが存在するか否かを検出し、検出結果を判定部１９に出力する。ノッチ検出部１８は、ＦＦＴ部１６が出力した信号が有するサブキャリアそれぞれの信号にノッチが存在するか否かを検出し検出結果を判定部１９に出力する。ここで、ノッチとは、受信信号における周波数選択性フェージングによる信号強度の落ち込みのことである。ここで、信号強度として、変調シンボルの大きさ、例えば、複素数で表される変調シンボルに、その複素共役を乗じた値（実数）を用いる。変調シンボルとは、サブキャリアごとに割り当てられている、例えば、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying；四位相偏移変調）や１６ＱＡＭ（１６ Quadrature Amplitude Modulation；１６値直交振幅変調）などの変調データのことである。
判定部１９は、ノッチ検出部１７、１８の検出結果に応じて、選択部２４、２５が出力する重み係数を切り替えさせて、ＦＦＴ部１５、１６の出力する変調シンボルに対して乗算する係数を選択する。

チャネル応答推定部２０は、ＦＦＴ部１５が出力する信号に含まれるパイロット信号を用いて、当該パイロット信号が割り当てられているサブキャリアのチャネル応答推定値を算出し、更に、算出したチャネル応答推定値により、パイロット信号が割り当てられていないサブキャリアについてもチャネル応答推定値を算出する。このとき、チャネル応答推定部２０は、パイロット信号が割り当てられていないサブキャリアに対して、線形補間などを用いてチャネル応答推定値を算出することにより、全サブキャリアのチャネル応答を推定してチャネル応答推定値Ｈ１（ｋ）（ｋ＝１，２，…，Ｋ；ｋはサブキャリア番号を示す）を算出する。

また、チャネル応答推定部２０は、算出したチャネル応答推定値Ｈ１（ｋ）をＭＲＣ係数算出部２２とＳＣ係数算出部２３とに出力する。チャネル応答推定部２１は、チャネル応答推定部２０と同様に、ＦＦＴ部１６が出力する信号のうち、パイロットサブキャリアに割り当てられているパイロット信号により、全サブキャリアのチャネル応答を推定して、チャネル応答推定値Ｈ２（ｋ）（ｋ＝１，２，…，Ｋ）を算出し、算出したチャネル応答推定値Ｈ２（ｋ）をＭＲＣ係数算出部２２とＳＣ係数算出部２３とに出力する。

ＭＲＣ係数算出部２２は、チャネル応答推定部２０、２１が出力したチャネル応答推定値Ｈ１（ｋ）、Ｈ２（ｋ）から最大比合成においてＳＮ比を最大にするために、一般に公知の方法を用いて、ＦＦＴ部１５が出力する変調シンボルに対する重み係数Ｗｍｒｃ１（ｋ）と、ＦＦＴ部１６が出力する変調シンボルに対する重み係数Ｗｍｒｃ２（ｋ）とをサブキャリアごとに算出し、算出した重み係数Ｗｍｒｃ１（ｋ）を選択部２４に出力し、算出した重み係数Ｗｍｒｃ２（ｋ）を選択部２５に出力する。

ＳＣ係数算出部２３は、伝搬路における減衰などにより信号強度が低下した変調シンボルを等化するための重み係数Ｗｓｃ１（ｋ）、Ｗｓｃ２（ｋ）を、チャネル応答推定部２０、２１が出力したチャネル応答推定値Ｈ１（ｋ）、Ｈ２（ｋ）から算出し、算出した重み係数Ｗｓｃ１（ｋ）を選択部２４に出力し、算出した重み係数Ｗｓｃ２（ｋ）を選択部２５に出力する。
ここで、ＳＣ係数算出部２３が算出する重み係数Ｗｓｃ１（ｋ）は、チャネル応答推定部２０が出力するチャネル応答推定値Ｈ１（ｋ）の逆数（１／Ｈ１（ｋ））であり、重み係数Ｗｓｃ２（ｋ）は、チャネル応答推定部２１が出力するチャネル応答推定値Ｈ２（ｋ）の逆数（１／Ｈ２（ｋ））である。

選択部２４は、判定部１９の判定結果に応じて、ＭＲＣ係数算出部２２から重み係数Ｗｍｒｃ１（ｋ）と、ＳＣ係数算出部２３から重み係数Ｗｓｃ１（ｋ）と、予め定められた重み係数「０」とのうち、いずれか1つを選択して係数乗算部２６に出力する。
また、選択部２５は、判定部１９の判定に応じて、ＭＲＣ係数算出部２２が出力する重み係数Ｗｍｒｃ２（ｋ）と、ＳＣ係数算出部２３が出力する重み係数Ｗｓｃ２（ｋ）と、予め定められた重み係数「０」とのうち、いずれか1つを選択して係数乗算部２７に出力する。
係数乗算部２６は、ＦＦＴ部１５が出力する変調シンボルに対して、選択部２４が出力する重み係数を乗算して合成部２８に出力する。係数乗算部２７は、係数乗算部２６と同様に、ＦＦＴ部１６が出力する変調シンボルに対して、選択部２５が出力する重み係数を乗算して合成部２８に出力する。
合成部２８は、係数乗算部２６により重み付けされた変調シンボルと、係数乗算部２７により重み付けされた変調シンボルとを加算により合成し、合成した変調シンボルを信号処理部（不図示）に出力する。

ここで、判定部１９は、ノッチ検出部１７、１８が出力する検出結果に応じて、以下の（選択ａ）〜（選択ｄ）を、予め定めた周波数区間ごとに行う。ここで、周波数区間は、図８に示すように、例えば、パイロット信号が割り当てられたサブキャリア（パイロットサブキャリア）と、当該パイロットサブキャリアに挟まれ、データ信号が割り当てられた複数のサブキャリア（データサブキャリア）とにより構成される。以降、１周波数区間に含まれる１サブキャリアでもノッチが検出されたか否かに応じて、当該周波数区間に対して、後述の処理（選択ａ）〜（選択ｄ）のいずれか１つが選択される。

（選択ａ）：ノッチ検出部１７、１８が前述の周波数区間においてノッチが存在しないことを示す検出結果を出力する場合、判定部１９は、当該周波数区間において最大比合成法を選択し、選択部２４がＭＲＣ係数算出部２２から出力される重み係数Ｗｍｒｃ１（ｋ）を選択する制御を行う共に、選択部２５がＭＲＣ係数算出部２２から出力される重み係数Ｗｍｒｃ２（ｋ）を選択する制御を行う。
（選択ｂ）：ノッチ検出部１７のみが前述の周波数区間においてノッチが存在しないことを示す検出結果を出力する場合、判定部１９は、当該周波数区間において選択合成法を選択し、選択部２４がＳＣ係数算出部２３から出力される重み係数Ｗｓｃ１（ｋ）を選択する制御を行うと共に、選択部２５が予め定められた重み係数「０」を選択する制御を行う。これにより、無線受信装置１００は、アンテナ１１から受信した信号のみを用いた受信を行う。

（選択ｃ）：ノッチ検出部１８のみが前述の周波数区間においてノッチが存在しないことを示す検出結果を出力する場合、判定部１９は、当該周波数区間において選択合成法を選択し、選択部２４が予め定められた重み係数「０」を選択する制御を行うと共に、選択部２５がＳＣ係数算出部２３から出力される重み係数Ｗｓｃ２（ｋ）を選択する制御を行う。これにより、無線受信装置１００は、アンテナ１２から受信した信号のみを用いた受信を行う。
（選択ｄ）：ノッチ検出部１７、１８ともに前述の周波数区間において、ノッチが存在することを示す検出結果を出力する場合、判定部１９は、当該周波数区間において、最大比合成法を選択し、選択部２４がＭＲＣ係数算出部２２から出力される重み係数Ｗｍｒｃ１（ｋ）を選択する制御を行うと共に、選択部２５がＭＲＣ係数算出部２２から出力される重み係数Ｗｍｒｃ２（ｋ）を選択する制御を行う。

ここで、ＭＲＣ係数算出部２２が算出する重み係数Ｗｍｒｃ１（ｋ）、Ｗｍｒｃ２（ｋ）、及びＳＣ係数算出部２３が算出する重み係数Ｗｓｃ１（ｋ）、Ｗｓｃ２（ｋ）それぞれは、重み係数を乗算することにより重み付けされた変調シンボルを合成部２８により合成した各サブキャリアの変調シンボルの信号強度と位相とが、予め定めた範囲となるようにする重み係数である。また、予め定めた範囲とは、受信部１３、１４、ＦＦＴ部１５、１６において生じる演算誤差などを考慮して、シミュレーション、実測値などに基づいて定められる。

次に、ノッチ検出部１７、１８がノッチを検出する方法を説明する。
図２は、本実施形態のＦＦＴ部１５、１６が出力する周波数スペクトルの強度の一例を示すグラフである。図２において、横軸方向は周波数を示し、縦軸方向は信号強度を示し、サブキャリアごとの信号強度が示されている。
ノッチ検出部１７は、ＦＦＴ部１５が出力する各サブキャリアの変調シンボルそれぞれの信号強度を算出し、算出した信号強度の最大値に対して予め定めた値Ｘ［ｄＢ］低い信号強度（最大値−Ｘ）を基準値に定める。また、ノッチ検出部１７は、定めた基準値以下の信号強度を有するサブキャリアを検出すると、当該サブキャリアにノッチがあると判定する。ここで、上述の予め定めた値Ｘ［ｄＢ］は、シミュレーション、実測値などから算出する。また、ノッチ検出部１８は、ＦＦＴ部１６が出力する変調シンボルに対して、ノッチ検出部１７と同様の処理を行い、ノッチの検出を行う。

すなわち、ノッチ検出部１７、１８は、受信した各サブキャリアの変調シンボルの信号強度が、受信した変調シンボルの信号強度の最大値に対して、予め定められた値（Ｘ［ｄＢ］）分だけ小さい値を閾値とし、当該閾値（最大値―Ｘ）より小さい信号強度を有するサブキャリア（図２においては、周波数ｆ０、ｆ１のサブキャリア）にノッチがあると判定する。
ここで、予め定めた値Ｘ［ｄＢ］は、シミュレーション、実測値などを行い定めた値である。また、無線受信装置１００を使用する環境、例えば、障害物（ビルなどの大きな建物）が多く信号を送信する通信装置が見通せない場所、障害物が少なく通信装置が見通せる場所、あるいは、通信距離に応じて複数の値を用意して、使い分けてもよい。

図３は、本実施形態の無線受信装置１００が行う受信処理の一例を示す概略図である。無線受信装置１００が行う処理は、ノッチ検出（ステップＳ１）と、重み係数割り当て（ステップＳ２）と、重み係数乗算（ステップＳ３）と、スペクトル合成（ステップＳ４）とを有する。ステップＳ１〜Ｓ３は、無線受信装置１００が備えるアンテナ１１、１２ごとに行われ、ステップＳ４において、ステップＳ１〜Ｓ３に処理されたアンテナ１１、１２ごとの変調シンボルを合成して、ダイバーシチ効果により受信性能を向上させる。
なお、アンテナ１１により受信した信号を処理する受信部１３、ＦＦＴ部１５、ノッチ検出部１７、チャネル応答推定部２０、選択部２４、係数乗算部２６をアンテナ１１系といい、アンテナ１２により受信した信号を処理する受信部１４、ＦＦＴ部１６、ノッチ検出部１８、チャネル応答推定部２１、選択部２５、係数乗算部２７をアンテナ１２系という。

（ノッチ検出：ステップＳ１）
ノッチ検出部１７は、ＦＦＴ部１５が、図２に示したように出力する全てのサブキャリアの変調シンボルに対してノッチの検出を行う。その結果、ノッチ検出部１７は、図３のステップＳ１に示す周波数区間Ｆ０、Ｆ１においてノッチを検出する。
ノッチ検出部１８は、ノッチ検出部１７と同様に、ＦＦＴ部１６が、図２に示したように出力する全てのサブキャリアの変調シンボルに対してノッチの検出を行う。その結果、ノッチ検出部１８は、図３のステップＳ１に示す周波数区間Ｆ２、Ｆ３においてノッチを検出する。

（重み係数割り当て：ステップＳ２）
判定部１９は、ノッチ検出部１７、１８が出力したノッチの検出結果に応じて、周波数区間Ｆ２、Ｆ３においてアンテナ１１から受信した信号を使用した選択合成法（選択ｂ）を選択し、周波数区間Ｆ０、Ｆ１においてアンテナ１２から受信した信号を使用した選択合成法（選択ｃ）を選択し、他の周波数区間においてアンテナ１１から受信した信号と、アンテナ１２から受信した信号とを使用した最大比合成法（選択ａ）を選択する。

判定部１９の上述の選択により、周波数区間Ｆ０、Ｆ１において、選択部２４は、重み係数「０」を選択して係数乗算部２６に出力し、選択部２５は、ＳＣ係数算出部２３が算出したＷｓｃ２（ｋ）を選択して係数乗算部２７に出力する。また、判定部１９の上述の選択により、周波数区間Ｆ２、Ｆ３において、選択部２４は、ＳＣ係数算出部２３が算出したＷｓｃ１（ｋ）を選択して係数乗算部２６に出力し、選択部２５は、重み係数「０」を選択して係数乗算部２７に出力する。同様に、判定部１９の上述の選択により、周波数区間Ｆ０〜Ｆ３以外の周波数区間では、選択部２４は、ＭＲＣ係数算出部２２が算出した重み係数Ｗｍｒｃ１（ｋ）を選択して係数乗算部２６に出力し、選択部２５は、ＭＲＣ係数算出部２２が算出した重み係数Ｗｍｒｃ２（ｋ）を選択し係数乗算部２７に出力する。

（重み係数乗算：ステップＳ３）
係数乗算部２６は、判定部１９と選択部２４とにより周波数区間ごとに選択された重み係数と、ＦＦＴ部１５が出力した変調シンボルとを乗算して合成部２８に出力する。係数乗算部２７は、係数乗算部２６と同様に、判定部１９と選択部２５とにより周波数区間ごとに選択された重み係数と、ＦＦＴ部１６が出力した変調シンボルとを乗算して合成部２８に出力する。

（スペクトル合成：ステップＳ４）
合成部２８は、係数乗算部２６、２７それぞれが算出した重み付けされた変調シンボルのサブキャリアごとに加算による合成を行い、合成した変調シンボルを信号処理部に出力する。

無線受信装置１００は、上述の受信処理を行うことにより、アンテナ１１系又はアンテナ１２系のいずれか一方にノッチを検出すると、ノッチを検出した周波数区間においては、選択合成法を用いて受信ダイバーシチの効果を得る。前記選択合成法は、複数のアンテナから受信した信号のうち１つを選択するためのみに、ノッチ部分も含めた受信信号の信号強度を利用するので、合成した変調シンボルは、受信信号の強度の低いサブキャリア、すなわちノッチ部分に対応するチャネル応答推定値の誤差に影響されない。
これにより、特に、誤差の少ないチャネル応答推定値の算出が困難になる周波数選択性フェージングなどにより、特定の周波数（サブキャリア）の信号強度が急峻に落ち込むような場合、最大比合成法のダイバーシチ効果が著しく劣化するのに比べ、ダイバーシチ効果の劣化が少ない選択合成法により受信を行うことで、ダイバーシチ合成後の信号のＳＮ比の低下を防ぐことができる。

また、判定部１９、及び、選択部２４、２５それぞれは、複数のサブキャリアで構成される予め定められた周波数区間ごとに、最大比合成法と選択合成法とのいずれを選択するかを判定する構成としたことにより、サブキャリア数が増加した場合においても、前記判定のための演算量の増加を抑制することができる。
なお、ノッチ検出部１７、１８は、受信した変調シンボルの強度の最大値を用いてノッチ検出を行う構成を示したが、予め定めた基準値より小さい信号強度を有するサブキャリアにノッチがあると判定してもよい。

＜比較例＞
図４は、比較例における無線受信装置９００の構成を示す概略ブロック図である。図示するように、無線受信装置９００は、アンテナ１１、１２と、受信部１３、１４と、ＦＦＴ部１５、１６と、チャネル応答推定部２０、２１と、ＭＲＣ係数算出部と、係数乗算部２６、２７と、合成部２８とを備える。また、無線受信装置９００は、第１実施形態の無線受信装置１００に比べ、ノッチ検出部１７、１８と、判定部１９と、ＳＣ係数算出部２３と、選択部２４、２５とを備えない点が異なり、同じ構成に該当するものには同じ符号を付して、その説明を省略する。
無線受信装置９００は、常に、最大比合成法によりアンテナ１１、１２から受信した信号の変調シンボルを合成する。

図５は、比較例における無線受信装置９００が行う受信処理の一例を示す概略図である。図示するように、無線受信装置９００は、重み係数割り当て（ステップＳ９１）と、重み係数乗算（ステップＳ９２）と、スペクトル合成（ステップＳ９３）とを有する。ステップＳ９１〜Ｓ９２は、無線受信装置９００が備えるアンテナ１１、１２ごとに行われ、ステップＳ９３において、ステップＳ９１〜Ｓ９２に処理されたアンテナ１１、１２ごとの変調シンボルを合成して、ダイバーシチ効果により受信性能を向上させる。

（重み係数割り当て：ステップＳ９１）
ＭＲＣ係数算出部２２は、チャネル応答推定部２０が算出したチャネル応答推定値Ｈ１（ｋ）と、チャネル応答推定部２１が算出したチャネル応答推定値Ｈ２（ｋ）とから、重み係数Ｗｍｒｃ１（ｋ）、Ｗｍｒｃ２（ｋ）を算出して、算出した重み係数Ｗｍｒｃ１（ｋ）を係数乗算部２６に出力し、算出した重み係数Ｗｍｒｃ２（ｋ）を係数乗算部２７に出力する。
これにより、ＦＦＴ部１５が出力する変調シンボルに対して、重み係数Ｗｍｒｃ１（ｋ）を割り当て、ＦＦＴ部１６が出力する変調シンボルに対して、重み係数Ｗｍｒｃ２（ｋ）を割り当てる。

（重み係数乗算：ステップＳ９２）
係数乗算部２６は、ＭＲＣ係数算出部２２が算出した重み係数Ｗｍｒｃ１（ｋ）と、ＦＦＴ部１５が出力した変調シンボルとを乗算して合成部２８に出力する。係数乗算部２７は、ＭＲＣ係数算出部２２が算出した重み係数Ｗｍｒｃ２（ｋ）と、ＦＦＴ部１６が出力した変調シンボルとを乗算して合成部２８に出力する。
このとき、周波数区間Ｆ０、Ｆ１に生じたノッチにより、係数乗算部２６により重み付けされた変調シンボルには、周波数区間Ｆ０、Ｆ１においてチャネル応答推定値の誤差に起因する重み付け誤差が生じる。また、周波数区間Ｆ２、Ｆ３に生じたノッチにより、係数乗算部２７により重み付けされた変調シンボルにも、同様に、周波数区間Ｆ２、Ｆ３においてチャネル応答推定値の誤差に起因する重み付け誤差が生じる。ここで、重み付け誤差とは、重み付け後の変調シンボルのスペクトルにおける信号強度ならびに位相の乱れのことである。

（スペクトル合成：ステップＳ９３）
合成部２８は、係数乗算部２６、２７それぞれが算出した重み付けされた変調シンボルのサブキャリアごとに加算による合成を行い、合成した変調シンボルを信号処理部に出力する。しかし、このとき、合成された変調シンボルの周波数区間Ｆ０〜Ｆ３それぞれにおいて、チャネル応答推定値の誤差に起因する重み付け誤差が残っている。この重み付け誤差によってダイバーシチ効果を十分に得ることが出来ず、ＳＮ比が劣化してしまい、ひいては信号処理部でデータを復調する際のビットエラーを引き起こしてしまう。

一方、第１実施形態に示した無線受信装置１００（図１）では、ノッチが発生した周波数区間においては、最大比合成法に替えて選択合成法によりダイバーシチ効果を得て受信性能を向上させるため、比較例に示したような、ノッチに起因するＳＮ比の劣化を防ぐことができる。

＜第２実施形態＞
次に、ノッチ検出部１７、１８が行うノッチを検出する方法が、第１実施形態と異なる第２実施形態について説明する。第２実施形態における無線受信装置は、第１実施形態の無線受信装置１００（図１）と同じ構成であり、ノッチ検出部１７、１８のノッチ検出方法のみが異なるので、無線受信装置の構成についての説明を省略する。

図６は、第２実施形態のＦＦＴ部１５、１６が出力する周波数スペクトルの強度の一例を示すグラフである。図６において、横軸方向は周波数を示し、縦軸方向は信号強度を示し、サブキャリアごとの信号強度が示されている。
ノッチ検出部１７は、ＦＦＴ部１５が出力する全サブキャリアの変調シンボルの信号強度を算出し、それら算出した信号強度の平均値を算出する。また、ノッチ検出部１７は、算出した平均値に対して予め定めた値Ｙ［ｄＢ］低い信号強度（平均値−Ｙ）を基準値に定め、定めた基準値以下の信号強度を有するサブキャリアを検出すると、当該サブキャリアにノッチがあると判定する。また、ノッチ検出部１８は、ＦＦＴ部１６が出力する変調シンボルに対して、ノッチ検出部１７と同様の処理を行い、ノッチ検出を行う。
すなわち、ノッチ検出部１７、１８は、受信した各サブキャリアの変調シンボルの信号強度が、受信した変調シンボルの信号強度の平均値に対して、予め定められた基準値分（Ｙ［ｄＢ］）だけ小さい値を閾値とし、当該閾値（平均値―Ｙ）より小さい信号強度を有するサブキャリアにノッチがあると判定する。

第２実施形態のノッチ検出部１７、１８は、ＦＦＴ部１５、１６が出力する変調シンボルの平均値から基準値を算出するので、第１実施形態に比べて、移動などによる通信環境の変化により一時的に生じる突出した信号強度のピークが存在しても、ノッチの検出を行うことができる。これに対して、第１実施形態のノッチ検出部１７、１８では、ＦＦＴ部１５、１６が出力する変調シンボルの最大値から基準値を算出するので、突出したピークが存在すると、最大比合成法を行うのに十分な信号強度があるにもかかわらず、ノッチを誤って検出してしまうことがある。

＜第３実施形態＞
続いて、ノッチ検出部１７、１８が行うノッチを検出する方法が、第１実施形態及び第２実施形態と異なる第３実施形態について説明する。第３実施形態における無線受信装置は、第１実施形態の無線受信装置１００（図１）と同じ構成であり、ノッチ検出部１７、１８のノッチ検出方法のみ異なるので、無線受信装置の構成についての説明を省略する。

図７は、第３実施形態のＦＦＴ部１５、１６が出力する周波数スペクトルの強度の一例、及び、ノッチ検出部１７、１８の算出値を示すグラフである。
図７（ａ）は、ＦＦＴ部１５、１６が出力する変調シンボルの周波数スペクトルの一例を示すグラフである。図７（ａ）において、横軸方向は周波数を示し、縦軸方向は信号強度を示し、サブキャリアごとの信号強度が示されている。なお、図７は、パイロット信号が割り当てられた２つのパイロットサブキャリアと、それらに挟まれたデータ信号が割り当てられた２つのデータサブキャリアを１つの周波数区間とした例である。なお、１周波数区間をＢｌｏｃｋとして示している。図７（ａ）は、Ｂｌｏｃｋ（ｊ）中にノッチが存在する一例を示している。

ノッチ検出部１７は、ＦＦＴ部１５が出力する各サブキャリアの変調シンボルそれぞれの信号強度Ｘ（ｋ）を算出し、隣り合うサブキャリア間の信号強度の差ｕ（ｋ）を算出する。ここで、Ｘ（ｋ）はサブキャリアｋ（ｋ：サブキャリア番号）の信号強度を示し、ｕ（ｋ）は、次式のように、サブキャリアｋとサブキャリアｋ−１との信号強度の差の絶対値を示す。
ｕ（ｋ）＝｜Ｘ（ｋ）−Ｘ（ｋ−１）｜
ノッチ検出部１７は、信号強度が信号強度の差が予め定めた基準値より大きい場合、当該信号強度に対応するサブキャリアにノッチが存在すると判定する。

図７（ｂ）は、ノッチ検出部１７が図７（ａ）に示す周波数スペクトルに対して算出した信号強度の差を示すグラフである。横軸方向は周波数を示し、縦軸方向は信号強度の差を示し、サブキャリアごとの信号強度の差が示されている。図７（ｂ）に示すように、ノッチ検出部１７が、各サブキャリアの信号強度の差ｕ（ｋ）を算出すると、サブキャリアｋ、ｋ＋２の信号強度の差が大きく突出している。また、サブキャリアｋ、ｋ＋２の信号強度の差ｕ（ｋ）、ｕ（ｋ＋２）が予め定めた基準値を超えているので、ノッチ検出部１７は、サブキャリアｋ、ｋ＋２にノッチが存在すると判定する。すなわち、周波数区間Ｂｌｏｃｋ（ｊ）にノッチが存在すると判定する。

また、図７（ｃ）は、図７（ａ）と同様に、ＦＦＴ部１５、１６が出力する変調シンボルの周波数スペクトルの一例を示すグラフである。図７（ｃ）において、横軸方向は周波数を示し、縦軸方向は信号強度を示し、サブキャリアごとの信号強度が示されている。図示するように、サブキャリアｋに向かって緩やかに信号強度が落ち込んでいる。このような場合、ノッチ検出部１７が算出する信号強度の差は、図７（ｄ）に図示するような値となる。この場合、ノッチ検出部１７は、ノッチを検出しない。
また、ノッチ検出部１８は、ＦＦＴ部１６が出力する変調シンボルに対して、ノッチ検出部１７と同様の処理を行い、ノッチの検出を行う。
すなわち、ノッチ検出部１７、１８は、受信した各サブキャリアそれぞれに対して、隣接するサブキャリア間の信号強度の差を算出し、算出した信号強度の差が予め定めた基準値より大きい場合、当該サブキャリアならびに当該周波数区間内にノッチがあると判定する。

上述のように、ノッチ検出部１７、１８が隣接するサブキャリア間の信号強度の差によりノッチ検出を行うことで、遅延波の遅延時間が長く、また、希望波電力対非希望波電力比（Desired Signal to Undesired Signal Power Ratio；Ｄ／Ｕ）が低いマルチパス環境で発生する急峻なノッチのみを検出することができ、最大比合成法において受信性能が著しく低下する急峻なノッチが発生した場合、選択合成法を用いることができる。

なお、第１実施形態から第３実施形態において、選択合成法及び最大比合成法を組み合わせた構成を示したが、選択合成法及び等利得合成法を組み合わせた構成を用いてもよい。また、判定部１９は、予め決められた周波数区間ごとに（選択ａ）〜（選択ｄ）のいずれかを選択する処理を行うとしたが、サブキャリアごとに行ってもよい。

なお、第１実施形態から第３実施形態において、無線受信装置１００は、２つのアンテナ１１、１２を備える構成としたが、３つ以上のアンテナを備える構成としてもよい。３つ以上のアンテナを備える無線受信装置は、アンテナそれぞれに対応した受信部、ＦＦＴ部、ノッチ検出部、チャネル応答推定部、選択部、及び、係数乗算部を備える。
また、３つ以上のアンテナを備える無線受信装置において、最大比合成法により変調シンボルを合成するとき、全てのアンテナからの受信信号による変調シンボルを合成してもよいが、例えば、信号強度の大きい上位２つのアンテナからの受信信号による変調シンボルにより合成を行うなどして、重み係数を算出する処理量を低減してもよい。
また、Ｌ個のアンテナを備える無線受信装置において、ある周波数区間において、Ｍ個のアンテナからの受信信号にノッチを検出した場合、残るＮ個のアンテナからの受信信号を最大比合成してもよい。ここで、Ｌ、Ｍ、Ｎは正の整数であり、
Ｌ≧３、
Ｌ＞Ｎ≧２、
Ｌ＝Ｍ＋Ｎ
とする。

上述の無線受信装置は内部に、コンピュータシステムを有していてもよい。その場合、上述した処理過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われることになる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。

複数のアンテナにより信号を受信し、移動可能又は固定された受信装置に適用することができる。

１１、１２…アンテナ
１３、１４…受信部
１５、１６…ＦＦＴ部
１７、１８…ノッチ検出部
１９…判定部
２０、２１…チャネル応答推定部
２２…ＭＲＣ係数算出部、２３…ＳＣ係数算出部
２４、２５…選択部
２６、２７…係数乗算部
２８…合成部
１００、９００…無線受信装置

Claims (5)

1. 複数のアンテナからマルチキャリア方式により受信した信号それぞれに対してノッチを検出する複数のノッチ検出部と、
   前記複数のノッチ検出部のうち少なくとも１つのノッチ検出部がノッチを検出すると、該ノッチが検出されたサブキャリアを含む周波数区間において、等利得合成法又は最大比合成法に替えて、選択合成法を用いるか否かを判定する判定部と、
   前記複数のアンテナごとに設けられ、前記アンテナから受信した信号と、前記判定部が選択した合成法に応じた重み係数とを乗算する複数の係数乗算部と、
   前記複数の係数乗算部により重み付けされた信号を合成する合成部と
   を備える
   ことを特徴とする無線受信装置。
2. 前記ノッチ検出部は、
   受信した信号が有する前記サブキャリアのうち、予め定められた基準値より小さい信号強度の前記サブキャリアにノッチを検出する
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線受信装置。
3. 前記ノッチ検出部は、
   受信した信号が有する前記サブキャリアのうち、該受信した信号の信号強度の最大値に対して予め定めた基準値分だけ小さい値を閾値とし、該閾値よりも小さい信号強度の前記サブキャリアにノッチを検出する
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線受信装置。
4. 前記ノッチ検出部は、
   受信した信号が有する前記サブキャリアのうち、該受信した信号が有する全ての前記サブキャリアの信号強度の平均値に対して予め定めた基準値分だけ小さい値を閾値とし、該閾値よりも小さい信号強度の前記サブキャリアにノッチを検出し、
   前記全てのサブキャリアの信号強度の平均値は、
   予め定められた時間間隔ごとに算出される
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線受信装置。
5. 前記ノッチ検出部は、
   該受信した信号が有し、隣接する前記サブキャリア間それぞれの信号強度の差を算出し、算出した差が予め定めた基準値より大きい該サブキャリア間にノッチを検出する
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線受信装置。

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