JP3764662B2 - Ｏｆｄｍ信号受信回路及びｏｆｄｍ信号送受信回路 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディジタル無線通信で用いられる直交周波数多重（ＯＦＤＭ：Orthogonal Frequency Division Multiplexing）信号を受信するＯＦＤＭ信号受信回路及びＯＦＤＭ信号送受信回路に関し、特に送信及び受信のダイバーシチ技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数のアンテナを用いるＯＦＤＭ信号伝送では、一般にフェージングの影響を軽減するための受信ダイバーシチ技術として、最大比合成方法や同位相合成方法が用いられている。
最大比合成方法の場合、ＯＦＤＭ受信回路ではアンテナ系列間の受信電力の絶対値を保持したまま、サブキャリア毎に受信信号を合成する必要があるため、レベル補正をアンテナ間で共通に行い、その補正量は受信電力が最大となる受信信号のレベル補正値にする必要がある。
【０００３】
また同相合成方法の場合、ＯＦＤＭ受信回路ではアンテナ系列間の受信信号の位相状態を同相にする必要があるため、レベル補正は各アンテナ系列毎に行い、その補正量にはアンテナ系列毎に個別の値を用いている。
ここでは、レベル補正をアンテナ系列毎に行う後者の従来技術について図６を用いて説明する。受信アンテナ１１１によりＯＦＤＭ信号が受信される。受信されたＯＦＤＭ信号Ｓ１０はＬＮＡ（低雑音増幅器）１１２に入力される。ＬＮＡ１１２はＯＦＤＭ信号Ｓ１０を増幅した信号Ｓ１１を出力する。ＬＮＡ８２の出力信号Ｓ１１はダウンコンバータ１１３に入力される。ダウンコンバータ１１３はＲＦ（高周波）帯の信号Ｓ１１をＩＦ（中間周波数）帯の信号Ｓ１２に変換する。
【０００４】
信号Ｓ１２はＡＧＣ（自動ゲイン制御）制御量を生成する制御回路１１５及びＡＧＣ回路１１４に入力される。制御回路１１５は信号Ｓ１２の電力を測定し、それを所望の電力値にするために必要なＡＧＣ制御量を算出し、ＡＧＣ回路１１４に出力する。ＡＧＣ回路１１４は制御回路１１５によって算出されたＡＧＣ制御量を信号Ｓ１２に乗算した信号Ｓ１３を出力する。出力信号Ｓ１３はＡ／Ｄ（アナログ／ディジタル）変換回路１１６に入力される。Ａ／Ｄ変換回路１１６は、信号Ｓ１３を所定のサンプリング周期で量子化したディジタル信号Ｓ１４を出力する。
【０００５】
ディジタル信号Ｓ１４は、フーリエ変換回路（ＦＦＴ）１１７に入力される。フーリエ変換回路１１７ではフーリエ変換を行い、時間領域の信号として入力されるディジタル信号Ｓ１４をサブキャリア周波数毎に分割した信号Ｓ１５を出力する。出力信号Ｓ１５は同期検波回路１１８に入力される。同期検波回路１１８はフェージング環境により変動したサブキャリア毎の信号の位相回転量を検出し、すべてのアンテナ系列において互いに同相状態になるように位相を制御した信号Ｓ１６を出力する。
【０００６】
出力信号Ｓ１６は２系列の受信信号を合成する合成回路１２０に入力される。合成回路１２０は各アンテナ系列からの信号Ｓ１６(1)，Ｓ１６(2)をサブキャリア毎に同相合成した信号を出力する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
高速フェージング環境下では、一般的に伝搬路の空間相関が低いため同一信号の受信電力がアンテナ毎に大きく異なることがある。このような状況においては、受信電力の高いアンテナ系列にＡＧＣ制御量を合わせ、全アンテナ系列で共通のＡＧＣ制御を行うと、受信電力の低いアンテナ系列の信号はＡ／Ｄ変換において量子化誤差が増大してしまう。
【０００８】
例えば、アンテナ間の受信電力の差が１０ｄＢあった場合、低い方のＡ／Ｄ変換でのダイナミックレンジも１０ｄＢ落ち、Ａ／Ｄ変換後のビット数は３ビット程度低い値になる。その結果、最大比合成方法を用いて受信信号を合成する場合、誤り率特性を劣化させてしまうという問題がある。
また、アンテナ系列毎にＡＧＣ制御を行う場合、受信電力の低いアンテナ系列の雑音電力を過剰に増幅させてしまうため、誤り率特性を劣化させてしまうという問題がある。
【０００９】
更に、サブキャリア周波数毎に最適なアンテナを選択する選択ダイバーシチや、そのアンテナ選択情報を用いて送信時に用いるアンテナをサブキャリア周波数毎に振り分ける送信ダイバーシチを行う場合には、アンテナ系列毎の実伝搬路の状況を正しく判断できないという問題がある。
本発明は、上述のようなＯＦＤＭ信号受信回路及びＯＦＤＭ信号送受信回路において、アンテナ系列間の受信電力の差が非常に大きい場合であっても、量子化誤差を増大させることなく十分に大きなダイバーシチ利得を得ること並びにサブキャリア周波数毎に最適なアンテナの選択を可能にすることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１は、アンテナと、前記アンテナから受信したＯＦＤＭ信号の受信電力測定結果に基づいて、所望のゲイン制御量を求めるＡＧＣ制御回路と、前記ＡＧＣ制御回路が求めた前記ゲイン制御量を用いて受信した前記ＯＦＤＭ信号の電力を補正するＡＧＣ回路と、前記ＡＧＣ回路から出力されるアナログ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路と、前記Ａ／Ｄ変換回路から出力されるディジタル信号を時間領域から周波数領域に変換して、複数のサブキャリア信号に分離するフーリエ変換回路と、前記フーリエ変換回路から出力される複数のサブキャリア信号の位相をそれぞれのフェージング環境に合わせて修正する同期検波回路と、で構成されるＯＦＤＭ信号受信回路を複数系列設け、前記複数系列のＯＦＤＭ信号受信回路の系列毎の前記同期検波回路が出力するサブキャリア毎の受信信号を系列毎に同じサブキャリア周波数毎の受信信号同士を合成する受信信号合成回路を備えたＯＦＤＭ信号受信回路において、前記ゲイン制御量を打ち消す特性の電力補正を前記複数のＯＦＤＭ信号受信回路の系列毎に独立して行う電力補正回路を前記同期検波回路と前記受信信号合成回路との間に設けたことを特徴とする。
【００１１】
請求項１においては、アンテナの系列毎に独立して自動ゲイン制御を行うので、Ａ／Ｄ変換回路の入力における信号レベルを十分に大きくすることができ、量子化誤差の増大を避けることができる。
また、ＡＧＣ制御回路の求めたゲイン制御量を用いてアンテナの系列毎に電力補正回路で信号電力を補正するので、自動ゲイン制御を行う前の受信電力を電力補正回路の出力で再現することができる。従って、複数のアンテナで受信した信号電力に差が生じてしまった場合でも、アンテナ系列間の受信電力比をそのまま反映するような信号を各系列の電力補正回路から取り出すことができる。
【００１２】
例えば、特定の系列でアンテナの受信電力が小さくなり、自動ゲイン制御によって他の系列と比べて必要以上に電力が増幅された場合には、その信号の電力を減衰させることにより信号に含まれる雑音電力成分の影響を抑制できる。
受信信号合成回路は複数アンテナ系列の前記電力補正回路からそれぞれ出力されるサブキャリア信号をサブキャリアの周波数毎に合成するので、雑音電力の影響を低減し、十分に大きな受信ダイバーシチ利得を得ることができる。
【００１３】
請求項２は、アンテナと、前記アンテナから受信したＯＦＤＭ信号の受信電力測定結果に基づいて、所望のゲイン制御量を求めるＡＧＣ制御回路と、前記ＡＧＣ制御回路が求めた前記ゲイン制御量を用いて受信した前記ＯＦＤＭ信号の電力を補正するＡＧＣ回路と、前記ＡＧＣ回路から出力されるアナログ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路と、前記Ａ／Ｄ変換回路から出力されるディジタル信号を時間領域から周波数領域に変換して、複数のサブキャリア信号に分離するフーリエ変換回路と、前記フーリエ変換回路から出力される複数のサブキャリア信号の位相をそれぞれのフェージング環境に合わせて修正する同期検波回路と、で構成されるＯＦＤＭ信号受信回路を複数系列設け、前記複数系列のＯＦＤＭ信号受信回路の系列毎の前記同期検波回路が出力する複数のサブキャリア毎の受信信号の品質測定によって、サブキャリア毎に前記複数系列のアンテナの中から最も望ましい信号品質が得られる系列のアンテナを１つ選択するアンテナ選択回路を備えたＯＦＤＭ信号受信回路において、前記ゲイン制御量を打ち消す特性の電力補正を前記複数のＯＦＤＭ信号の受信回路の系列毎に独立して行う電力補正回路を前記同期検波回路と前記アンテナ選択回路との間に系列毎に設けたことを特徴とする。
【００１４】
請求項２においては、アンテナの系列毎に独立して自動ゲイン制御を行うので、Ａ／Ｄ変換回路の入力における信号レベルを十分に大きくすることができ、量子化誤差の増大を避けることができる。
【００１５】
また、ＡＧＣ制御回路の求めたゲイン制御量を用いてアンテナの系列毎に電力補正回路で信号電力を補正するので、自動ゲイン制御を行う前の受信電力を電力補正回路の出力で再現することができる。従って、複数のアンテナで受信した信号電力に差が生じてしまった場合でも、アンテナ系列間の受信電力比をそのまま反映するような信号を各系列の電力補正回路から取り出すことができる。
【００１６】
例えば、特定の系列でアンテナの受信電力が小さくなり、自動ゲイン制御によって他の系列と比べて必要以上に電力が増幅された場合には、その信号の電力を減衰させることにより信号に含まれる雑音電力成分の影響を抑制できる。
各系列の電力補正回路から出力される信号を処理することにより、受信信号のサブキャリア毎に実際の受信電力を把握し、その信号品質をそれぞれのアンテナ系列について識別することができる。すなわち、アンテナ選択回路は、前記複数アンテナ系列の全てについて前記電力補正回路から出力されるサブキャリア信号の信号品質を測定し、その測定結果に基づいてサブキャリア周波数毎に望ましい信号品質が得られるアンテナを選択する。
【００１７】
従って、雑音電力の影響を低減することができ、最適なアンテナをサブキャリア毎に選択できるので、十分に大きな受信ダイバーシチ利得が得られる。
請求項３は、請求項２に記載のＯＦＤＭ信号受信回路において、前記複数系列の各電力補正回路から出力される複数組のサブキャリア信号の中から、前記アンテナ選択回路の出力するアンテナ選択信号に基づいて、望ましいサブキャリア信号をサブキャリア周波数毎に選択して受信信号として出力するサブキャリア選択回路を更に設けたことを特徴とする。
【００１８】
前記アンテナ選択回路が出力するアンテナ選択信号は、アンテナにおける受信電力が最大のアンテナ系列、すなわち品質が最良の受信信号が得られる系列を表す。従って、前記アンテナ選択回路が出力するアンテナ選択信号を用いることにより、複数系列の各電力補正回路から出力される複数組のサブキャリア信号の中から、品質が最良になるサブキャリア信号をサブキャリア周波数毎に選択することができる。
【００１９】
従って、雑音電力の影響を低減することができ、サブキャリア毎に最適なアンテナ系列の信号を用いて受信信号を生成できるので、十分に大きな受信ダイバーシチ利得が得られる。
請求項４は、請求項２のＯＦＤＭ信号受信回路と複数のアンテナを用いてＯＦＤＭ信号を送信するＯＦＤＭ信号送信回路とを備えるＯＦＤＭ信号送受信回路において、前記ＯＦＤＭ信号受信回路の前記アンテナ選択回路から出力されるアンテナ選択信号に基づいて、前記ＯＦＤＭ信号送信回路から出力されるＯＦＤＭ信号をサブキャリア信号毎に望ましい信号品質が得られるアンテナ系列に振り分けるアンテナ振り分け回路を設けたことを特徴とする。
【００２０】
請求項４においては、ＯＦＤＭ信号受信回路のアンテナ選択回路から出力されるアンテナ選択信号を用いて、送信信号の各送信アンテナ系列への振り分けをサブキャリア周波数毎に行う。
受信側の複数系列のアンテナと送信側の複数系列のアンテナとの位置関係からそれらの伝搬路の間に相関がある場合には、受信信号に基づいて生成されたアンテナ選択信号を用いて、送信側の最適なアンテナを選択することができる。
【００２１】
従って、請求項２と同様に受信側の雑音電力の影響を低減することができ、サブキャリア毎に最適なアンテナ系列に送信信号を振り分けて送信することができるので、十分に大きな送信ダイバーシチ利得が得られる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
本発明のＯＦＤＭ信号受信回路の１つの実施の形態について、図１及び図５を参照して説明する。この形態は請求項１に対応する。
【００２３】
図１はこの形態のＯＦＤＭ信号受信回路の構成を示すブロック図である。図５はＯＦＤＭ信号電力の例を示す模式図である。
この形態では、請求項１のＡＧＣ制御回路，ＡＧＣ回路，Ａ／Ｄ変換回路，フーリエ変換回路，同期検波回路，電力補正回路及び受信信号合成回路は、それぞれ制御回路１５，ＡＧＣ回路１４，Ａ／Ｄ変換回路１６，フーリエ変換回路１７，同期検波回路１８，電力補正回路１９及び合成回路２０に対応する。
【００２４】
図１に示すＯＦＤＭ信号受信回路は、無線信号としてＯＦＤＭ信号を受信する装置に内蔵される。このＯＦＤＭ信号受信回路は、独立した２つの受信用のアンテナ１１(1)，１１(2)を備えている。
また、アンテナ１１(1)，１１(2)が受信した信号をそれぞれ独立した回路で処理するために、低雑音増幅回路（ＬＮＡ）１２，ダウンコンバータ１３，ＡＧＣ回路１４，制御回路１５，Ａ／Ｄ変換回路１６，フーリエ変換（ＦＦＴ）回路１７，同期検波回路１８及び電力補正回路１９が２つずつ備わっている。
【００２５】
アンテナ１１(1)が受信した信号を処理する回路の機能とアンテナ１１(2)が受信した信号を処理する回路の機能とは同一である。また、アンテナ１１(1)が受信した信号とアンテナ１１(2)が受信した信号とを合成するために、合成回路２０が備わっている。
外部から電波として到来したＯＦＤＭ信号は各アンテナ１１(1)，１１(2)でそれぞれ受信される。アンテナ１１が受信したＯＦＤＭ信号Ｓ０は、低雑音増幅回路１２に入力され増幅される。
【００２６】
低雑音増幅回路１２で増幅されたＯＦＤＭ信号Ｓ１は、ダウンコンバータ１３に入力され周波数変換される。すなわち、ダウンコンバータ１３は高周波帯の受信信号を中間周波帯の信号Ｓ２に周波数変換する。
ダウンコンバータ１３が出力する信号Ｓ２は、ＡＧＣ回路１４及び制御回路１５に入力される。制御回路１５は、入力された信号Ｓ２の電力を測定し、その電力に基づいて、ＡＧＣ回路１４から出力される信号Ｓ３の電力を所望の電力値にするために必要なＡＧＣ制御量を算出し、このＡＧＣ制御量を制御信号Ｓ８として出力する。
【００２７】
ＡＧＣ回路１４は、入力される受信信号Ｓ２に制御信号Ｓ８のＡＧＣ制御量を乗算した結果を信号Ｓ３として出力する。この信号Ｓ３がＡ／Ｄ変換回路１６に入力される。Ａ／Ｄ変換回路１６は、入力されるアナログの信号Ｓ３を所定のサンプリング周期で量子化しディジタルの信号Ｓ４に変換して出力する。
図１に示すようにアンテナ１１の系列毎に独立した回路で自動ゲイン制御を行う場合には、アンテナ１１の受信電力の大小とは無関係に、Ａ／Ｄ変換回路１６に入力される信号Ｓ３の電力を一定にすることができる。従って、Ａ／Ｄ変換回路１６で発生する量子化誤差を低減できる。
【００２８】
Ａ／Ｄ変換回路１６が出力する信号Ｓ４はフーリエ変換回路１７に入力される。フーリエ変換回路１７は、信号Ｓ４に対してフーリエ変換を実行する。すなわち、時間領域の信号として入力される信号Ｓ４を周波数領域の信号に変換する。
実際には、入力される信号Ｓ４において互いに周波数の異なる複数のサブキャリア成分が時間軸上に並んで配置されているので、フーリエ変換によって複数のサブキャリア成分をそれぞれの周波数毎に分離した信号Ｓ５を生成する。フーリエ変換回路１７が出力する信号Ｓ５は同期検波回路１８に入力される。
【００２９】
フェージング環境においては、受信されるＯＦＤＭ信号に含まれるサブキャリア毎の各信号は周波数毎に位相が変動する可能性が高い。そこで、同期検波回路１８は、サブキャリア毎に信号Ｓ５の位相変化量を検出し、全てのサブキャリア成分が基準位相と一致するように信号Ｓ５の位相を補正し補正後の信号Ｓ６を出力する。
【００３０】
この例では、同期検波回路１８(1)，１８(2)は出力する信号Ｓ６の位相を共通の基準位相に合わせるので、全てのアンテナ系列において信号Ｓ６の位相は同相になる。
【００３１】
同期検波回路１８が出力する信号Ｓ６は電力補正回路１９に入力される。電力補正回路１９は、それと同じ系列の制御回路１５から出力される制御信号Ｓ８のＡＧＣ制御量を用いて、入力される信号Ｓ６の電力を補正し、補正された信号Ｓ７を出力する。
実際には、電力補正回路１９はＡＧＣ回路１４におけるゲイン制御と反対の補正を行い、ゲイン制御（ＡＧＣ）を施す前の受信電力を信号Ｓ７において再現するように電力を補正する。
【００３２】
各アンテナ系列の電力補正回路１９から出力される信号Ｓ６(1)，Ｓ６(2)は合成回路２０に入力される。合成回路２０は、サブキャリアの周波数毎に信号Ｓ６(1)，Ｓ６(2)を合成しその結果を受信信号Ｓ９として出力する。
図１に示すＯＦＤＭ信号受信回路において、各部の信号電力は例えば図５に示すようになる。図５において、ｆ１，ｆ２，ｆ３及びｆ４は各サブキャリアの周波数を表している。すなわち、受信したＯＦＤＭ信号に４つのサブキャリアが含まれる場合を想定している。また、この例ではアンテナ（＃１）の受信電力の方がアンテナ（＃２）の受信電力より大きい場合を示している。
【００３３】
この例では、それぞれのアンテナが受信した信号Ｓ０(1)，Ｓ０(2)の電力に差が生じているが、自動ゲイン制御（ＡＧＣ）をアンテナ系列毎に独立して行うので、ＡＧＣの出力側では系列間の信号電力の差がほとんどなくなる。すなわち、図５においてアンテナ（＃１）側のフーリエ変換回路出力の信号Ｓ５と、アンテナ（＃２）側のフーリエ変換回路出力の信号Ｓ５とは信号電力がほぼ同等になっている。
【００３４】
このような自動ゲイン制御を行うことにより、Ａ／Ｄ変換回路１６の入力における信号電力を大きくすることができ、Ａ／Ｄ変換回路１６で発生する量子化誤差を低減できる。
しかし、アンテナ毎に実際の受信電力が異なるので、ＡＧＣ制御量もアンテナの系列毎に異なる。そのため、フーリエ変換回路出力の信号Ｓ５における雑音レベルもアンテナ系列毎に異なっている。
【００３５】
従って、ＡＧＣにより変更された信号電力に基づいて複数のアンテナ系列の信号をそのまま合成する場合には、過剰に増幅された雑音の影響を受け、誤り率特性が劣化する可能性がある。
電力補正回路１９は各系列の制御回路１５で個別に算出されたＡＧＣ制御量を用いて信号の電力補正を行うので、電力補正回路１９の出力に現れる信号Ｓ７の信号電力はＡＧＣ処理前の受信信号電力（Ｓ０）と同等になる。特に、アンテナ系列間の受信電力の差が信号Ｓ７に反映される。
【００３６】
従って、各アンテナ系列の電力補正回路１９からそれぞれ出力される信号Ｓ７を合成することにより、雑音信号電力の影響を抑制した合成結果を得ることができる。
なお、この形態では２つのアンテナ１１を用いる場合を示してあるが、３以上のアンテナを用いる場合にも本発明は適用できる。
【００３７】
（第２の実施の形態）
本発明のＯＦＤＭ信号受信回路の１つの実施の形態について、図２を参照して説明する。この形態は請求項２に対応する。
図２はこの形態のＯＦＤＭ信号受信回路の構成を示すブロック図である。この形態は、第１の実施の形態の変形例である。図２において図１と対応する要素は同一の符号を付けて示してある。第１の実施の形態と同一の部分については、以下の説明を省略する。
【００３８】
この形態では、請求項２のＡＧＣ制御回路，ＡＧＣ回路，Ａ／Ｄ変換回路，フーリエ変換回路，同期検波回路，電力補正回路及びアンテナ選択回路は、制御回路１５，ＡＧＣ回路１４，Ａ／Ｄ変換回路１６，フーリエ変換回路１７，同期検波回路１８，電力補正回路１９及びアンテナ選択回路２１に対応する。
【００３９】
第１の実施の形態と同様に、図２に示すＯＦＤＭ信号受信回路は受信装置に内蔵される。
図２のＯＦＤＭ信号受信回路には、アンテナ１１，低雑音増幅回路１２，ダウンコンバータ１３，ＡＧＣ回路１４，制御回路１５，Ａ／Ｄ変換回路１６，フーリエ変換回路１７，同期検波回路１８，電力補正回路１９及びアンテナ選択回路２１が備わっている。
【００４０】
また、第１の実施の形態と同様に、アンテナ１１で受信された受信信号Ｓ０は、低雑音増幅回路１２で増幅され、ダウンコンバータ１３で周波数変換され、ＡＧＣ回路１４で信号電力を調整され、Ａ／Ｄ変換回路１６でディジタルの信号Ｓ４に変換される。
更に、信号Ｓ４はフーリエ変換回路１７でフーリエ変換され、ＯＦＤＭ信号に含まれる各サブキャリア周波数毎に分離される。同期検波回路１８は、フーリエ変換回路１７から出力される信号Ｓ６を入力し、フェージング環境によって変動したサブキャリア毎の信号の位相変化を補償する。同期検波回路１８の出力には、全てのアンテナ系列において同相状態になるように位相が制御された信号Ｓ６が出力される。
【００４１】
同期検波回路１８が出力する信号Ｓ６は電力補正回路１９に入力される。電力補正回路１９は、それと同じ系列の制御回路１５から出力される制御信号Ｓ８のＡＧＣ制御量を用いて、入力される信号Ｓ６の電力を補正し、補正された信号Ｓ７を出力する。
すなわち、電力補正回路１９はＡＧＣ回路１４におけるゲイン制御と反対の補正を行い、ゲイン制御（ＡＧＣ）を施す前の受信電力を信号Ｓ７において再現するように電力を補正する。
【００４２】
アンテナ選択回路２１は、各アンテナ系列の電力補正回路１９から出力される信号Ｓ７(1)，Ｓ７(2)のそれぞれの品質をサブキャリア周波数毎に測定し、サブキャリア周波数毎に最良な通信品質が得られるアンテナを示すアンテナ選択信号Ｓ１０を出力する。
【００４３】
アンテナ選択信号Ｓ１０を用いることにより、受信信号のサブキャリア毎に最良なアンテナを選択することができる。
（第３の実施の形態）
本発明のＯＦＤＭ信号受信回路の１つの実施の形態について、図３を参照して説明する。この形態は請求項３に対応する。
【００４４】
図３はこの形態のＯＦＤＭ信号受信回路の構成を示すブロック図である。この形態は、第２の実施の形態の変形例である。図３において図２と対応する要素は同一の符号を付けて示してある。第２の実施の形態と同一の部分については、以下の説明を省略する。
この形態では、請求項３のサブキャリア選択回路はサブキャリア選択回路２２に対応する。
【００４５】
図３のＯＦＤＭ信号受信回路においては、サブキャリア選択回路２２が追加された点のみが図２と異なっている。
各アンテナ系統の電力補正回路１９から出力される信号Ｓ７(1)，Ｓ７(2)は、アンテナ選択回路２１及びサブキャリア選択回路２２のそれぞれに入力される。
第２の実施の形態と同様に、アンテナ選択回路２１はサブキャリア周波数毎に最良な通信品質が得られるアンテナを示すアンテナ選択信号Ｓ１０を出力する。
【００４６】
サブキャリア選択回路２２は、アンテナ選択回路２１が出力するアンテナ選択信号Ｓ１０を用いて、全アンテナ系列の信号Ｓ７(1)，Ｓ７(2)の中から信号品質が最適なサブキャリア信号をサブキャリア周波数毎に選択し受信信号Ｓ１２として出力する。
（第４の実施の形態）
本発明のＯＦＤＭ信号送受信回路の１つの実施の形態について、図４を参照して説明する。この形態は請求項４に対応する。
【００４７】
図４はこの形態のＯＦＤＭ信号送受信回路の構成を示すブロック図である。この形態では、第２の実施の形態のＯＦＤＭ信号受信回路と同じ回路を利用している。図４において図２と対応する要素は同一の符号を付けて示してある。図２と同一の部分については、以下の説明を省略する。
この形態では、請求項４のアンテナ選択回路及びアンテナ振り分け回路は、それぞれアンテナ選択回路３１及びアンテナ振り分け回路４１に対応する。
【００４８】
図４に示すように、このＯＦＤＭ信号送受信回路は、ＯＦＤＭ信号受信回路とＯＦＤＭ信号送信回路４０とを備えている。
ＯＦＤＭ信号受信回路に接続されたアンテナ選択回路３１は、入力される信号Ｓ７(1)，Ｓ７(2)に基づいて、サブキャリア周波数毎に最良な通信品質が得られるアンテナを示すアンテナ選択信号Ｓ２２を出力する。
【００４９】
合成回路３２は、アンテナ選択回路３１が出力するアンテナ選択信号Ｓ２２を用いて、サブキャリア周波数毎に信号Ｓ７(1)，Ｓ７(2)を合成し、受信信号Ｓ２１を生成する。なお、合成回路３２の代わりに図３のサブキャリア選択回路２２を用いてもよい。
ＯＦＤＭ信号送信回路４０は、送信用の２つのアンテナ４７(1)，４７(2)のそれぞれの系列毎に、独立した送信信号処理回路を備えている。各系列の送信信号処理回路は、逆フーリエ変換（ＩＦＦＴ）回路４２，ＧＩ（ガードインターバル）挿入回路４３，Ｄ／Ａ（ディジタル／アナログ）変換回路４４，アップコンバータ４５及び高周波電力増幅回路（ＨＰＡ）４６を備えている。
【００５０】
送信信号（ＯＦＤＭ信号）Ｔ６は、アンテナ振り分け回路４１を介して２つの系統の送信信号処理回路に振り分けられる。アンテナ振り分け回路４１は、アンテナ選択回路３１が出力するアンテナ選択信号Ｓ２２を用いて、サブキャリア周波数毎に送信信号Ｔ６の振り分けを行う。
【００５１】
アンテナ振り分け回路４１によって振り分けられた信号Ｔ５(1)，Ｔ５(2)は、各系列の逆フーリエ変換回路４２に入力される。逆フーリエ変換回路４２は、逆フーリエ変換を行い、サブキャリア毎に分かれている入力される信号Ｔ５を時間領域の信号Ｔ４に変換して出力する。
ＧＩ挿入回路４３は、逆フーリエ変換回路４２から出力される信号Ｔ４にガードインターバルを挿入する。ガードインターバルの挿入された信号Ｔ３がＧＩ挿入回路４３から出力される。
【００５２】
この信号Ｔ３はＤ／Ａ変換回路４４に入力され、アナログの信号Ｔ２に変換される。Ｄ／Ａ変換回路４４から出力される信号Ｔ２は、アップコンバータ４５に入力される。
アップコンバータ４５は、周波数変換を行い中間周波数帯の信号Ｔ２を高周波帯の信号Ｔ１に変換する。信号Ｔ１は高周波電力増幅回路４６で増幅され、信号Ｔ０としてアンテナ４７に供給され送信される。
【００５３】
【発明の効果】
本発明のＯＦＤＭ信号受信回路においては、複数のアンテナ系列を用いて空間ダイバーシチを行いＯＦＤＭ信号を伝送する場合に、Ａ／Ｄ変換における量子化誤差を低減するとともに、アンテナ間の実際の受信電力の違いを反映してサブキャリア毎に受信信号を適切に選択及び合成することができる。
また、本発明のＯＦＤＭ信号送受信回路においては、アンテナ間の受信電力の差を考慮して送信ダイバーシチを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態のＯＦＤＭ信号受信回路の構成を示すブロック図である。
【図２】第２の実施の形態のＯＦＤＭ信号受信回路の構成を示すブロック図である。
【図３】第３の実施の形態のＯＦＤＭ信号受信回路の構成を示すブロック図である。
【図４】第４の実施の形態のＯＦＤＭ信号送受信回路の構成を示すブロック図である。
【図５】ＯＦＤＭ信号電力の例を示す模式図である。
【図６】従来例のＯＦＤＭ信号受信回路の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１１ アンテナ
１２ 低雑音増幅回路
１３ ダウンコンバータ
１４ ＡＧＣ回路
１５ 制御回路
１６ Ａ／Ｄ変換回路
１７ フーリエ変換回路
１８ 同期検波回路
１９ 電力補正回路
２０ 合成回路
２１ アンテナ選択回路
２２ サブキャリア選択回路
３１ アンテナ選択回路
３２ 合成回路
４０ ＯＦＤＭ信号送信回路
４１ アンテナ振り分け回路
４２ 逆フーリエ変換回路
４３ ＧＩ挿入回路
４４ Ｄ／Ａ変換回路
４５ アップコンバータ
４６ 高周波電力増幅回路
４７ アンテナ
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディジタル無線通信で用いられる直交周波数多重（ＯＦＤＭ：Orthogonal Frequency Division Multiplexing）信号を受信するＯＦＤＭ信号受信回路及びＯＦＤＭ信号送受信回路に関し、特に送信及び受信のダイバーシチ技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数のアンテナを用いるＯＦＤＭ信号伝送では、一般にフェージングの影響を軽減するための受信ダイバーシチ技術として、最大比合成方法や同位相合成方法が用いられている。
最大比合成方法の場合、ＯＦＤＭ受信回路ではアンテナ系列間の受信電力の絶対値を保持したまま、サブキャリア毎に受信信号を合成する必要があるため、レベル補正をアンテナ間で共通に行い、その補正量は受信電力が最大となる受信信号のレベル補正値にする必要がある。
【０００３】
また同相合成方法の場合、ＯＦＤＭ受信回路ではアンテナ系列間の受信信号の位相状態を同相にする必要があるため、レベル補正は各アンテナ系列毎に行い、その補正量にはアンテナ系列毎に個別の値を用いている。
ここでは、レベル補正をアンテナ系列毎に行う後者の従来技術について図６を用いて説明する。受信アンテナ１１１によりＯＦＤＭ信号が受信される。受信されたＯＦＤＭ信号Ｓ１０はＬＮＡ（低雑音増幅器）１１２に入力される。ＬＮＡ１１２はＯＦＤＭ信号Ｓ１０を増幅した信号Ｓ１１を出力する。ＬＮＡ８２の出力信号Ｓ１１はダウンコンバータ１１３に入力される。ダウンコンバータ１１３はＲＦ（高周波）帯の信号Ｓ１１をＩＦ（中間周波数）帯の信号Ｓ１２に変換する。
【０００４】
信号Ｓ１２はＡＧＣ（自動ゲイン制御）制御量を生成する制御回路１１５及びＡＧＣ回路１１４に入力される。制御回路１１５は信号Ｓ１２の電力を測定し、それを所望の電力値にするために必要なＡＧＣ制御量を算出し、ＡＧＣ回路１１４に出力する。ＡＧＣ回路１１４は制御回路１１５によって算出されたＡＧＣ制御量を信号Ｓ１２に乗算した信号Ｓ１３を出力する。出力信号Ｓ１３はＡ／Ｄ（アナログ／ディジタル）変換回路１１６に入力される。Ａ／Ｄ変換回路１１６は、信号Ｓ１３を所定のサンプリング周期で量子化したディジタル信号Ｓ１４を出力する。
【０００５】
ディジタル信号Ｓ１４は、フーリエ変換回路（ＦＦＴ）１１７に入力される。フーリエ変換回路１１７ではフーリエ変換を行い、時間領域の信号として入力されるディジタル信号Ｓ１４をサブキャリア周波数毎に分割した信号Ｓ１５を出力する。出力信号Ｓ１５は同期検波回路１１８に入力される。同期検波回路１１８はフェージング環境により変動したサブキャリア毎の信号の位相回転量を検出し、すべてのアンテナ系列において互いに同相状態になるように位相を制御した信号Ｓ１６を出力する。
【０００６】
出力信号Ｓ１６は２系列の受信信号を合成する合成回路１２０に入力される。合成回路１２０は各アンテナ系列からの信号Ｓ１６(1)，Ｓ１６(2)をサブキャリア毎に同相合成した信号を出力する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
高速フェージング環境下では、一般的に伝搬路の空間相関が低いため同一信号の受信電力がアンテナ毎に大きく異なることがある。このような状況においては、受信電力の高いアンテナ系列にＡＧＣ制御量を合わせ、全アンテナ系列で共通のＡＧＣ制御を行うと、受信電力の低いアンテナ系列の信号はＡ／Ｄ変換において量子化誤差が増大してしまう。
【０００８】
例えば、アンテナ間の受信電力の差が１０ｄＢあった場合、低い方のＡ／Ｄ変換でのダイナミックレンジも１０ｄＢ落ち、Ａ／Ｄ変換後のビット数は３ビット程度低い値になる。その結果、最大比合成方法を用いて受信信号を合成する場合、誤り率特性を劣化させてしまうという問題がある。
また、アンテナ系列毎にＡＧＣ制御を行う場合、受信電力の低いアンテナ系列の雑音電力を過剰に増幅させてしまうため、誤り率特性を劣化させてしまうという問題がある。
【０００９】
更に、サブキャリア周波数毎に最適なアンテナを選択する選択ダイバーシチや、そのアンテナ選択情報を用いて送信時に用いるアンテナをサブキャリア周波数毎に振り分ける送信ダイバーシチを行う場合には、アンテナ系列毎の実伝搬路の状況を正しく判断できないという問題がある。
本発明は、上述のようなＯＦＤＭ信号受信回路及びＯＦＤＭ信号送受信回路において、アンテナ系列間の受信電力の差が非常に大きい場合であっても、量子化誤差を増大させることなく十分に大きなダイバーシチ利得を得ること並びにサブキャリア周波数毎に最適なアンテナの選択を可能にすることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１は、アンテナと、前記アンテナから受信したＯＦＤＭ信号の受信電力測定結果に基づいて、所望のゲイン制御量を求めるＡＧＣ制御回路と、前記ＡＧＣ制御回路が求めた前記ゲイン制御量を用いて受信した前記ＯＦＤＭ信号の電力を補正するＡＧＣ回路と、前記ＡＧＣ回路から出力されるアナログ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路と、前記Ａ／Ｄ変換回路から出力されるディジタル信号を時間領域から周波数領域に変換して、複数のサブキャリア信号に分離するフーリエ変換回路と、前記フーリエ変換回路から出力される複数のサブキャリア信号の位相をそれぞれのフェージング環境に合わせて修正する同期検波回路と、で構成されるＯＦＤＭ信号受信回路を複数系列設け、前記複数系列のＯＦＤＭ信号受信回路の系列毎の前記同期検波回路が出力するサブキャリア毎の受信信号を系列毎に同じサブキャリア周波数毎の受信信号同士を合成する受信信号合成回路を備えたＯＦＤＭ信号受信回路において、前記ゲイン制御量を打ち消す特性の電力補正を前記複数のＯＦＤＭ信号受信回路の系列毎に独立して行う電力補正回路を前記同期検波回路と前記受信信号合成回路との間に設けたことを特徴とする。
【００１１】
請求項１においては、アンテナの系列毎に独立して自動ゲイン制御を行うので、Ａ／Ｄ変換回路の入力における信号レベルを十分に大きくすることができ、量子化誤差の増大を避けることができる。
また、ＡＧＣ制御回路の求めたゲイン制御量を用いてアンテナの系列毎に電力補正回路で信号電力を補正するので、自動ゲイン制御を行う前の受信電力を電力補正回路の出力で再現することができる。従って、複数のアンテナで受信した信号電力に差が生じてしまった場合でも、アンテナ系列間の受信電力比をそのまま反映するような信号を各系列の電力補正回路から取り出すことができる。
【００１２】
例えば、特定の系列でアンテナの受信電力が小さくなり、自動ゲイン制御によって他の系列と比べて必要以上に電力が増幅された場合には、その信号の電力を減衰させることにより信号に含まれる雑音電力成分の影響を抑制できる。
受信信号合成回路は複数アンテナ系列の前記電力補正回路からそれぞれ出力されるサブキャリア信号をサブキャリアの周波数毎に合成するので、雑音電力の影響を低減し、十分に大きな受信ダイバーシチ利得を得ることができる。
【００１３】
請求項２は、アンテナと、前記アンテナから受信したＯＦＤＭ信号の受信電力測定結果に基づいて、所望のゲイン制御量を求めるＡＧＣ制御回路と、前記ＡＧＣ制御回路が求めた前記ゲイン制御量を用いて受信した前記ＯＦＤＭ信号の電力を補正するＡＧＣ回路と、前記ＡＧＣ回路から出力されるアナログ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路と、前記Ａ／Ｄ変換回路から出力されるディジタル信号を時間領域から周波数領域に変換して、複数のサブキャリア信号に分離するフーリエ変換回路と、前記フーリエ変換回路から出力される複数のサブキャリア信号の位相をそれぞれのフェージング環境に合わせて修正する同期検波回路と、で構成されるＯＦＤＭ信号受信回路を複数系列設け、前記複数系列のＯＦＤＭ信号受信回路の系列毎の前記同期検波回路が出力する複数のサブキャリア毎の受信信号の品質測定によって、サブキャリア毎に前記複数系列のアンテナの中から最も望ましい信号品質が得られる系列のアンテナを１つ選択するアンテナ選択回路を備えたＯＦＤＭ信号受信回路において、前記ゲイン制御量を打ち消す特性の電力補正を前記複数のＯＦＤＭ信号の受信回路の系列毎に独立して行う電力補正回路を前記同期検波回路と前記アンテナ選択回路との間に系列毎に設けたことを特徴とする。
【００１４】
請求項２においては、アンテナの系列毎に独立して自動ゲイン制御を行うので、Ａ／Ｄ変換回路の入力における信号レベルを十分に大きくすることができ、量子化誤差の増大を避けることができる。
【００１５】
また、ＡＧＣ制御回路の求めたゲイン制御量を用いてアンテナの系列毎に電力補正回路で信号電力を補正するので、自動ゲイン制御を行う前の受信電力を電力補正回路の出力で再現することができる。従って、複数のアンテナで受信した信号電力に差が生じてしまった場合でも、アンテナ系列間の受信電力比をそのまま反映するような信号を各系列の電力補正回路から取り出すことができる。
【００１６】
例えば、特定の系列でアンテナの受信電力が小さくなり、自動ゲイン制御によって他の系列と比べて必要以上に電力が増幅された場合には、その信号の電力を減衰させることにより信号に含まれる雑音電力成分の影響を抑制できる。
各系列の電力補正回路から出力される信号を処理することにより、受信信号のサブキャリア毎に実際の受信電力を把握し、その信号品質をそれぞれのアンテナ系列について識別することができる。すなわち、アンテナ選択回路は、前記複数アンテナ系列の全てについて前記電力補正回路から出力されるサブキャリア信号の信号品質を測定し、その測定結果に基づいてサブキャリア周波数毎に望ましい信号品質が得られるアンテナを選択する。
【００１７】
従って、雑音電力の影響を低減することができ、最適なアンテナをサブキャリア毎に選択できるので、十分に大きな受信ダイバーシチ利得が得られる。
請求項３は、請求項２に記載のＯＦＤＭ信号受信回路において、前記複数系列の各電力補正回路から出力される複数組のサブキャリア信号の中から、前記アンテナ選択回路の出力するアンテナ選択信号に基づいて、望ましいサブキャリア信号をサブキャリア周波数毎に選択して受信信号として出力するサブキャリア選択回路を更に設けたことを特徴とする。
【００１８】
前記アンテナ選択回路が出力するアンテナ選択信号は、アンテナにおける受信電力が最大のアンテナ系列、すなわち品質が最良の受信信号が得られる系列を表す。従って、前記アンテナ選択回路が出力するアンテナ選択信号を用いることにより、複数系列の各電力補正回路から出力される複数組のサブキャリア信号の中から、品質が最良になるサブキャリア信号をサブキャリア周波数毎に選択することができる。
【００１９】
従って、雑音電力の影響を低減することができ、サブキャリア毎に最適なアンテナ系列の信号を用いて受信信号を生成できるので、十分に大きな受信ダイバーシチ利得が得られる。
請求項４は、請求項２のＯＦＤＭ信号受信回路と複数のアンテナを用いてＯＦＤＭ信号を送信するＯＦＤＭ信号送信回路とを備えるＯＦＤＭ信号送受信回路において、前記ＯＦＤＭ信号受信回路の前記アンテナ選択回路から出力されるアンテナ選択信号に基づいて、前記ＯＦＤＭ信号送信回路から出力されるＯＦＤＭ信号をサブキャリア信号毎に望ましい信号品質が得られるアンテナ系列に振り分けるアンテナ振り分け回路を設けたことを特徴とする。
【００２０】
請求項４においては、ＯＦＤＭ信号受信回路のアンテナ選択回路から出力されるアンテナ選択信号を用いて、送信信号の各送信アンテナ系列への振り分けをサブキャリア周波数毎に行う。
受信側の複数系列のアンテナと送信側の複数系列のアンテナとの位置関係からそれらの伝搬路の間に相関がある場合には、受信信号に基づいて生成されたアンテナ選択信号を用いて、送信側の最適なアンテナを選択することができる。
【００２１】
従って、請求項２と同様に受信側の雑音電力の影響を低減することができ、サブキャリア毎に最適なアンテナ系列に送信信号を振り分けて送信することができるので、十分に大きな送信ダイバーシチ利得が得られる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
本発明のＯＦＤＭ信号受信回路の１つの実施の形態について、図１及び図５を参照して説明する。この形態は請求項１に対応する。
【００２３】
図１はこの形態のＯＦＤＭ信号受信回路の構成を示すブロック図である。図５はＯＦＤＭ信号電力の例を示す模式図である。
この形態では、請求項１のＡＧＣ制御回路，ＡＧＣ回路，Ａ／Ｄ変換回路，フーリエ変換回路，同期検波回路，電力補正回路及び受信信号合成回路は、それぞれ制御回路１５，ＡＧＣ回路１４，Ａ／Ｄ変換回路１６，フーリエ変換回路１７，同期検波回路１８，電力補正回路１９及び合成回路２０に対応する。
【００２４】
図１に示すＯＦＤＭ信号受信回路は、無線信号としてＯＦＤＭ信号を受信する装置に内蔵される。このＯＦＤＭ信号受信回路は、独立した２つの受信用のアンテナ１１(1)，１１(2)を備えている。
また、アンテナ１１(1)，１１(2)が受信した信号をそれぞれ独立した回路で処理するために、低雑音増幅回路（ＬＮＡ）１２，ダウンコンバータ１３，ＡＧＣ回路１４，制御回路１５，Ａ／Ｄ変換回路１６，フーリエ変換（ＦＦＴ）回路１７，同期検波回路１８及び電力補正回路１９が２つずつ備わっている。
【００２５】
アンテナ１１(1)が受信した信号を処理する回路の機能とアンテナ１１(2)が受信した信号を処理する回路の機能とは同一である。また、アンテナ１１(1)が受信した信号とアンテナ１１(2)が受信した信号とを合成するために、合成回路２０が備わっている。
外部から電波として到来したＯＦＤＭ信号は各アンテナ１１(1)，１１(2)でそれぞれ受信される。アンテナ１１が受信したＯＦＤＭ信号Ｓ０は、低雑音増幅回路１２に入力され増幅される。
【００２６】
低雑音増幅回路１２で増幅されたＯＦＤＭ信号Ｓ１は、ダウンコンバータ１３に入力され周波数変換される。すなわち、ダウンコンバータ１３は高周波帯の受信信号を中間周波帯の信号Ｓ２に周波数変換する。
ダウンコンバータ１３が出力する信号Ｓ２は、ＡＧＣ回路１４及び制御回路１５に入力される。制御回路１５は、入力された信号Ｓ２の電力を測定し、その電力に基づいて、ＡＧＣ回路１４から出力される信号Ｓ３の電力を所望の電力値にするために必要なＡＧＣ制御量を算出し、このＡＧＣ制御量を制御信号Ｓ８として出力する。
【００２７】
ＡＧＣ回路１４は、入力される受信信号Ｓ２に制御信号Ｓ８のＡＧＣ制御量を乗算した結果を信号Ｓ３として出力する。この信号Ｓ３がＡ／Ｄ変換回路１６に入力される。Ａ／Ｄ変換回路１６は、入力されるアナログの信号Ｓ３を所定のサンプリング周期で量子化しディジタルの信号Ｓ４に変換して出力する。
図１に示すようにアンテナ１１の系列毎に独立した回路で自動ゲイン制御を行う場合には、アンテナ１１の受信電力の大小とは無関係に、Ａ／Ｄ変換回路１６に入力される信号Ｓ３の電力を一定にすることができる。従って、Ａ／Ｄ変換回路１６で発生する量子化誤差を低減できる。
【００２８】
Ａ／Ｄ変換回路１６が出力する信号Ｓ４はフーリエ変換回路１７に入力される。フーリエ変換回路１７は、信号Ｓ４に対してフーリエ変換を実行する。すなわち、時間領域の信号として入力される信号Ｓ４を周波数領域の信号に変換する。
実際には、入力される信号Ｓ４において互いに周波数の異なる複数のサブキャリア成分が時間軸上に並んで配置されているので、フーリエ変換によって複数のサブキャリア成分をそれぞれの周波数毎に分離した信号Ｓ５を生成する。フーリエ変換回路１７が出力する信号Ｓ５は同期検波回路１８に入力される。
【００２９】
フェージング環境においては、受信されるＯＦＤＭ信号に含まれるサブキャリア毎の各信号は周波数毎に位相が変動する可能性が高い。そこで、同期検波回路１８は、サブキャリア毎に信号Ｓ５の位相変化量を検出し、全てのサブキャリア成分が基準位相と一致するように信号Ｓ５の位相を補正し補正後の信号Ｓ６を出力する。
【００３０】
この例では、同期検波回路１８(1)，１８(2)は出力する信号Ｓ６の位相を共通の基準位相に合わせるので、全てのアンテナ系列において信号Ｓ６の位相は同相になる。
【００３１】
同期検波回路１８が出力する信号Ｓ６は電力補正回路１９に入力される。電力補正回路１９は、それと同じ系列の制御回路１５から出力される制御信号Ｓ８のＡＧＣ制御量を用いて、入力される信号Ｓ６の電力を補正し、補正された信号Ｓ７を出力する。
実際には、電力補正回路１９はＡＧＣ回路１４におけるゲイン制御と反対の補正を行い、ゲイン制御（ＡＧＣ）を施す前の受信電力を信号Ｓ７において再現するように電力を補正する。
【００３２】
各アンテナ系列の電力補正回路１９から出力される信号Ｓ６(1)，Ｓ６(2)は合成回路２０に入力される。合成回路２０は、サブキャリアの周波数毎に信号Ｓ６(1)，Ｓ６(2)を合成しその結果を受信信号Ｓ９として出力する。
図１に示すＯＦＤＭ信号受信回路において、各部の信号電力は例えば図５に示すようになる。図５において、ｆ１，ｆ２，ｆ３及びｆ４は各サブキャリアの周波数を表している。すなわち、受信したＯＦＤＭ信号に４つのサブキャリアが含まれる場合を想定している。また、この例ではアンテナ（＃１）の受信電力の方がアンテナ（＃２）の受信電力より大きい場合を示している。
【００３３】
この例では、それぞれのアンテナが受信した信号Ｓ０(1)，Ｓ０(2)の電力に差が生じているが、自動ゲイン制御（ＡＧＣ）をアンテナ系列毎に独立して行うので、ＡＧＣの出力側では系列間の信号電力の差がほとんどなくなる。すなわち、図５においてアンテナ（＃１）側のフーリエ変換回路出力の信号Ｓ５と、アンテナ（＃２）側のフーリエ変換回路出力の信号Ｓ５とは信号電力がほぼ同等になっている。
【００３４】
このような自動ゲイン制御を行うことにより、Ａ／Ｄ変換回路１６の入力における信号電力を大きくすることができ、Ａ／Ｄ変換回路１６で発生する量子化誤差を低減できる。
しかし、アンテナ毎に実際の受信電力が異なるので、ＡＧＣ制御量もアンテナの系列毎に異なる。そのため、フーリエ変換回路出力の信号Ｓ５における雑音レベルもアンテナ系列毎に異なっている。
【００３５】
従って、ＡＧＣにより変更された信号電力に基づいて複数のアンテナ系列の信号をそのまま合成する場合には、過剰に増幅された雑音の影響を受け、誤り率特性が劣化する可能性がある。
電力補正回路１９は各系列の制御回路１５で個別に算出されたＡＧＣ制御量を用いて信号の電力補正を行うので、電力補正回路１９の出力に現れる信号Ｓ７の信号電力はＡＧＣ処理前の受信信号電力（Ｓ０）と同等になる。特に、アンテナ系列間の受信電力の差が信号Ｓ７に反映される。
【００３６】
従って、各アンテナ系列の電力補正回路１９からそれぞれ出力される信号Ｓ７を合成することにより、雑音信号電力の影響を抑制した合成結果を得ることができる。
なお、この形態では２つのアンテナ１１を用いる場合を示してあるが、３以上のアンテナを用いる場合にも本発明は適用できる。
【００３７】
（第２の実施の形態）
本発明のＯＦＤＭ信号受信回路の１つの実施の形態について、図２を参照して説明する。この形態は請求項２に対応する。
図２はこの形態のＯＦＤＭ信号受信回路の構成を示すブロック図である。この形態は、第１の実施の形態の変形例である。図２において図１と対応する要素は同一の符号を付けて示してある。第１の実施の形態と同一の部分については、以下の説明を省略する。
【００３８】
この形態では、請求項２のＡＧＣ制御回路，ＡＧＣ回路，Ａ／Ｄ変換回路，フーリエ変換回路，同期検波回路，電力補正回路及びアンテナ選択回路は、制御回路１５，ＡＧＣ回路１４，Ａ／Ｄ変換回路１６，フーリエ変換回路１７，同期検波回路１８，電力補正回路１９及びアンテナ選択回路２１に対応する。
【００３９】
第１の実施の形態と同様に、図２に示すＯＦＤＭ信号受信回路は受信装置に内蔵される。
図２のＯＦＤＭ信号受信回路には、アンテナ１１，低雑音増幅回路１２，ダウンコンバータ１３，ＡＧＣ回路１４，制御回路１５，Ａ／Ｄ変換回路１６，フーリエ変換回路１７，同期検波回路１８，電力補正回路１９及びアンテナ選択回路２１が備わっている。
【００４０】
また、第１の実施の形態と同様に、アンテナ１１で受信された受信信号Ｓ０は、低雑音増幅回路１２で増幅され、ダウンコンバータ１３で周波数変換され、ＡＧＣ回路１４で信号電力を調整され、Ａ／Ｄ変換回路１６でディジタルの信号Ｓ４に変換される。
更に、信号Ｓ４はフーリエ変換回路１７でフーリエ変換され、ＯＦＤＭ信号に含まれる各サブキャリア周波数毎に分離される。同期検波回路１８は、フーリエ変換回路１７から出力される信号Ｓ６を入力し、フェージング環境によって変動したサブキャリア毎の信号の位相変化を補償する。同期検波回路１８の出力には、全てのアンテナ系列において同相状態になるように位相が制御された信号Ｓ６が出力される。
【００４１】
同期検波回路１８が出力する信号Ｓ６は電力補正回路１９に入力される。電力補正回路１９は、それと同じ系列の制御回路１５から出力される制御信号Ｓ８のＡＧＣ制御量を用いて、入力される信号Ｓ６の電力を補正し、補正された信号Ｓ７を出力する。
すなわち、電力補正回路１９はＡＧＣ回路１４におけるゲイン制御と反対の補正を行い、ゲイン制御（ＡＧＣ）を施す前の受信電力を信号Ｓ７において再現するように電力を補正する。
【００４２】
アンテナ選択回路２１は、各アンテナ系列の電力補正回路１９から出力される信号Ｓ７(1)，Ｓ７(2)のそれぞれの品質をサブキャリア周波数毎に測定し、サブキャリア周波数毎に最良な通信品質が得られるアンテナを示すアンテナ選択信号Ｓ１０を出力する。
【００４３】
アンテナ選択信号Ｓ１０を用いることにより、受信信号のサブキャリア毎に最良なアンテナを選択することができる。
（第３の実施の形態）
本発明のＯＦＤＭ信号受信回路の１つの実施の形態について、図３を参照して説明する。この形態は請求項３に対応する。
【００４４】
図３はこの形態のＯＦＤＭ信号受信回路の構成を示すブロック図である。この形態は、第２の実施の形態の変形例である。図３において図２と対応する要素は同一の符号を付けて示してある。第２の実施の形態と同一の部分については、以下の説明を省略する。
この形態では、請求項３のサブキャリア選択回路はサブキャリア選択回路２２に対応する。
【００４５】
図３のＯＦＤＭ信号受信回路においては、サブキャリア選択回路２２が追加された点のみが図２と異なっている。
各アンテナ系統の電力補正回路１９から出力される信号Ｓ７(1)，Ｓ７(2)は、アンテナ選択回路２１及びサブキャリア選択回路２２のそれぞれに入力される。
第２の実施の形態と同様に、アンテナ選択回路２１はサブキャリア周波数毎に最良な通信品質が得られるアンテナを示すアンテナ選択信号Ｓ１０を出力する。
【００４６】
サブキャリア選択回路２２は、アンテナ選択回路２１が出力するアンテナ選択信号Ｓ１０を用いて、全アンテナ系列の信号Ｓ７(1)，Ｓ７(2)の中から信号品質が最適なサブキャリア信号をサブキャリア周波数毎に選択し受信信号Ｓ１２として出力する。
（第４の実施の形態）
本発明のＯＦＤＭ信号送受信回路の１つの実施の形態について、図４を参照して説明する。この形態は請求項４に対応する。
【００４７】
図４はこの形態のＯＦＤＭ信号送受信回路の構成を示すブロック図である。この形態では、第２の実施の形態のＯＦＤＭ信号受信回路と同じ回路を利用している。図４において図２と対応する要素は同一の符号を付けて示してある。図２と同一の部分については、以下の説明を省略する。
この形態では、請求項４のアンテナ選択回路及びアンテナ振り分け回路は、それぞれアンテナ選択回路３１及びアンテナ振り分け回路４１に対応する。
【００４８】
図４に示すように、このＯＦＤＭ信号送受信回路は、ＯＦＤＭ信号受信回路とＯＦＤＭ信号送信回路４０とを備えている。
ＯＦＤＭ信号受信回路に接続されたアンテナ選択回路３１は、入力される信号Ｓ７(1)，Ｓ７(2)に基づいて、サブキャリア周波数毎に最良な通信品質が得られるアンテナを示すアンテナ選択信号Ｓ２２を出力する。
【００４９】
合成回路３２は、アンテナ選択回路３１が出力するアンテナ選択信号Ｓ２２を用いて、サブキャリア周波数毎に信号Ｓ７(1)，Ｓ７(2)を合成し、受信信号Ｓ２１を生成する。なお、合成回路３２の代わりに図３のサブキャリア選択回路２２を用いてもよい。
ＯＦＤＭ信号送信回路４０は、送信用の２つのアンテナ４７(1)，４７(2)のそれぞれの系列毎に、独立した送信信号処理回路を備えている。各系列の送信信号処理回路は、逆フーリエ変換（ＩＦＦＴ）回路４２，ＧＩ（ガードインターバル）挿入回路４３，Ｄ／Ａ（ディジタル／アナログ）変換回路４４，アップコンバータ４５及び高周波電力増幅回路（ＨＰＡ）４６を備えている。
【００５０】
送信信号（ＯＦＤＭ信号）Ｔ６は、アンテナ振り分け回路４１を介して２つの系統の送信信号処理回路に振り分けられる。アンテナ振り分け回路４１は、アンテナ選択回路３１が出力するアンテナ選択信号Ｓ２２を用いて、サブキャリア周波数毎に送信信号Ｔ６の振り分けを行う。
【００５１】
アンテナ振り分け回路４１によって振り分けられた信号Ｔ５(1)，Ｔ５(2)は、各系列の逆フーリエ変換回路４２に入力される。逆フーリエ変換回路４２は、逆フーリエ変換を行い、サブキャリア毎に分かれている入力される信号Ｔ５を時間領域の信号Ｔ４に変換して出力する。
ＧＩ挿入回路４３は、逆フーリエ変換回路４２から出力される信号Ｔ４にガードインターバルを挿入する。ガードインターバルの挿入された信号Ｔ３がＧＩ挿入回路４３から出力される。
【００５２】
この信号Ｔ３はＤ／Ａ変換回路４４に入力され、アナログの信号Ｔ２に変換される。Ｄ／Ａ変換回路４４から出力される信号Ｔ２は、アップコンバータ４５に入力される。
アップコンバータ４５は、周波数変換を行い中間周波数帯の信号Ｔ２を高周波帯の信号Ｔ１に変換する。信号Ｔ１は高周波電力増幅回路４６で増幅され、信号Ｔ０としてアンテナ４７に供給され送信される。
【００５３】
【発明の効果】
本発明のＯＦＤＭ信号受信回路においては、複数のアンテナ系列を用いて空間ダイバーシチを行いＯＦＤＭ信号を伝送する場合に、Ａ／Ｄ変換における量子化誤差を低減するとともに、アンテナ間の実際の受信電力の違いを反映してサブキャリア毎に受信信号を適切に選択及び合成することができる。
また、本発明のＯＦＤＭ信号送受信回路においては、アンテナ間の受信電力の差を考慮して送信ダイバーシチを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態のＯＦＤＭ信号受信回路の構成を示すブロック図である。
【図２】第２の実施の形態のＯＦＤＭ信号受信回路の構成を示すブロック図である。
【図３】第３の実施の形態のＯＦＤＭ信号受信回路の構成を示すブロック図である。
【図４】第４の実施の形態のＯＦＤＭ信号送受信回路の構成を示すブロック図である。
【図５】ＯＦＤＭ信号電力の例を示す模式図である。
【図６】従来例のＯＦＤＭ信号受信回路の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１１ アンテナ
１２ 低雑音増幅回路
１３ ダウンコンバータ
１４ ＡＧＣ回路
１５ 制御回路
１６ Ａ／Ｄ変換回路
１７ フーリエ変換回路
１８ 同期検波回路
１９ 電力補正回路
２０ 合成回路
２１ アンテナ選択回路
２２ サブキャリア選択回路
３１ アンテナ選択回路
３２ 合成回路
４０ ＯＦＤＭ信号送信回路
４１ アンテナ振り分け回路
４２ 逆フーリエ変換回路
４３ ＧＩ挿入回路
４４ Ｄ／Ａ変換回路
４５ アップコンバータ
４６ 高周波電力増幅回路
４７ アンテナ
Claims (4)
- アンテナと、
前記アンテナから受信したＯＦＤＭ信号の受信電力測定結果に基づいて、所望のゲイン制御量を求めるＡＧＣ制御回路と、
前記ＡＧＣ制御回路が求めた前記ゲイン制御量を用いて受信した前記ＯＦＤＭ信号の電力を補正するＡＧＣ回路と、
前記ＡＧＣ回路から出力されるアナログ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路と、
前記Ａ／Ｄ変換回路から出力されるディジタル信号を時間領域から周波数領域に変換して、複数のサブキャリア信号に分離するフーリエ変換回路と、
前記フーリエ変換回路から出力される複数のサブキャリア信号の位相をそれぞれのフェージング環境に合わせて修正する同期検波回路と、
で構成されるＯＦＤＭ信号受信回路を複数系列設け、
前記複数系列のＯＦＤＭ信号受信回路の系列毎の前記同期検波回路が出力するサブキャリア毎の受信信号を系列毎に同じサブキャリア周波数毎の受信信号同士を合成する受信信号合成回路を備えたＯＦＤＭ信号受信回路において、
前記ゲイン制御量を打ち消す特性の電力補正を前記複数のＯＦＤＭ信号受信回路の系列毎に独立して行う電力補正回路を前記同期検波回路と前記受信信号合成回路との間に設けたことを特徴とするＯＦＤＭ信号受信回路。 - アンテナと、
前記アンテナから受信したＯＦＤＭ信号の受信電力測定結果に基づいて、所望のゲイン制御量を求めるＡＧＣ制御回路と、
前記ＡＧＣ制御回路が求めた前記ゲイン制御量を用いて受信した前記ＯＦＤＭ信号の電力を補正するＡＧＣ回路と、
前記ＡＧＣ回路から出力されるアナログ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路と、
前記Ａ／Ｄ変換回路から出力されるディジタル信号を時間領域から周波数領域に変換して、複数のサブキャリア信号に分離するフーリエ変換回路と、
前記フーリエ変換回路から出力される複数のサブキャリア信号の位相をそれぞれのフェージング環境に合わせて修正する同期検波回路と、
で構成されるＯＦＤＭ信号受信回路を複数系列設け、
前記複数系列のＯＦＤＭ信号受信回路の系列毎の前記同期検波回路が出力する複数のサブキャリア毎の受信信号の品質測定によって、サブキャリア毎に前記複数系列のアンテナの中から最も望ましい信号品質が得られる系列のアンテナを１つ選択するアンテナ選択回路を備えたＯＦＤＭ信号受信回路において、
前記ゲイン制御量を打ち消す特性の電力補正を前記複数のＯＦＤＭ信号の受信回路の系列毎に独立して行う電力補正回路を前記同期検波回路と前記アンテナ選択回路との間に系列毎に設けたことを特徴とするＯＦＤＭ信号受信回路。 - 請求項２に記載のＯＦＤＭ信号受信回路において、前記複数系列の各電力補正回路から出力される複数組のサブキャリア信号の中から、前記アンテナ選択回路の出力するアンテナ選択信号に基づいて、望ましいサブキャリア信号をサブキャリア周波数毎に選択して受信信号として出力するサブキャリア選択回路を更に設けたことを特徴とするＯＦＤＭ信号受信回路。
- 請求項２に記載のＯＦＤＭ信号受信回路と、
前記複数系列のＯＦＤＭ信号受信回路に対応する複数系列のＯＦＤＭ信号送信回路と、
前記ＯＦＤＭ信号送信回路から出力されるＯＦＤＭ信号をサブキャリア毎に望ましい信号品質が得られる系列のアンテナに振り分けるアンテナ振り分け回路と、
を設けたＯＦＤＭ信号送受信回路において、
前記アンテナ振り分け回路は前記アンテナ選択回路が出力するアンテナ選択信号に従って前記ＯＦＤＭ信号送信回路から出力されるＯＦＤＭ信号をサブキャリア毎に該当するアンテナに振り分けることを特徴とするＯＦＤＭ信号送受信回路。
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