JP3768006B2

JP3768006B2 - ダイバーシチ受信機

Info

Publication number: JP3768006B2
Application number: JP14476598A
Authority: JP
Inventors: 健一土田; 直彦居相; 俊二中原; 政幸高田; 泰宏伊藤; 徹黒田
Original assignee: Japan Broadcasting Corp
Current assignee: Japan Broadcasting Corp
Priority date: 1998-05-26
Filing date: 1998-05-26
Publication date: 2006-04-19
Anticipated expiration: 2018-05-26
Also published as: JPH11340945A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のアンテナを用いてＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）信号を受信するダイバーシチ受信機に関するものである。
【０００２】
さらに詳述すると、本発明は、例えば、地上系ディジタルテレビジョン放送あるいはディジタル音声放送あるいはディジタル情報を統合して放送する統合ディジタル放送（ＩＳＤＢ：ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＳｅｒｖｉｃｅｓＤｉｇｉｔａｌＢｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ）の受信装置に適用可能な、ダイバーシチ受信機に関するものである。
【０００３】
【従来の技術】
従来から知られている簡易型のダイバーシチ受信機では、受信された複数のフェージング波のうち、最大の包絡線レベルを有する到来信号を単に選択して復調している。この場合、各アンテナ出力の切り替えポイントは、フェージング受信波の包絡線レベルによってのみ定められており、採用されている変復調の方式、あるいは、シンボルタイミングによって特に定められるものではない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ＯＦＤＭ方式によって変調された信号を復調する場合には、復調器のＦＦＴウインドウ内でアンテナ出力を切り替えると、その切り替えタイミングで大きなレベル変動および位相の不連続が生じるので、差動復調時やＳＰ（ＳｃａｔｔｅｒｅｄＰｉｌｏｔ）による復調時にエラーが生じてしまう。
【０００５】
よって本発明の目的は、上述の点に鑑み、フェージング下においても、適切なアンテナ切り替えができるよう構成したダイバーシチ受信機を提供することにある。
【０００６】
本発明の他の目的は、アンテナ切り替えに伴なって生じる位相の不連続を適切に補正することにより、移動受信時にも安定した受信ができるようにしたダイバーシチ受信機を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明では、シンボルの復調すべき期間（ＦＦＴウインドウ）以外でアンテナの切り替えを行うように制御すると共に、ＣＰ（ＣｏｎｔｉｎｕａｌＰｉｌｏｔ）あるいはＴＭＣＣ（伝送および多重構成制御信号：ＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎａｎｄＭｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇＣｏｎｆｉｇｒａｔｉｏｎＣｏｎｔｒｏｌ）により位相の不連続を補正して、移動受信時でも安定して受信できるようにしたものである。
【０００８】
すなわち、本発明は、複数のアンテナを用いてＯＦＤＭ信号を受信するダイバーシチ受信機において、受信したＯＦＤＭ信号の復調に必要とされない期間を表すゲート信号を形成する手段と、前記複数のアンテナから出力される信号のうち、最大の受信レベルを有するアンテナ出力信号を選択する手段と、前記ゲート信号が出力されている期間中に、前記最大の受信レベルを有するアンテナ出力信号に切り替える手段とを有すると共に、アンテナ切り替えにより生じる位相の不連続性を、アンテナ切り替え後のＯＦＤＭ信号に挿入されているＣＰ信号もしくはＴＭＣＣ信号またはこれら両方の信号により補正する手段を具備したものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
ここで説明する実施の形態は、ＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）方式による地上デジタル放送の受信装置を構成するにあたり、複数の受信アンテナから出力されるＯＦＤＭ信号の受信レベルの大小によりアンテナを切り替えるダイバーシチ受信機において、アンテナ出力の切り替えタイミングをＯＦＤＭシンボルに同期して切り替え、さらに、ＯＦＤＭ信号内に挿入されているパイロット信号により位相の不連続を補正することとし、このことにより、移動受信時に課題となるフェージング下でも安定して受信できるようにしたものである。
【００１１】
以下、図面を参照しながら、各実施の形態について説明する。
【００１２】
実施の形態１
図１は、本発明を適用したダイバーシチ受信機のアンテナ切り替え機構を示す。本受信機で使用するアンテナの本数は任意の複数本とすることが可能であるが、説明を簡略化するために、ここでは２本のアンテナを用いる場合について説明していく。
【００１３】
第１のアンテナ１０１と第２のアンテナ１０２は、空間的に半波長以上離れていれば、独立に変動するフェージング受信波が得られる。第１の包絡線レベル測定部１０３は第１のアンテナ１０１からの受信波の包絡線レベルを、第２の包絡線レベル測定部１０４は第２のアンテナ１０２からの受信波の包絡線レベルをそれぞれ測定し、比較器１０５で包絡線レベルの比較を行う。
【００１４】
切替器１０６では、比較器１０５の出力をもとに、どちらのアンテナ出力を受信して復調するのかを決定し、アンテナ出力を切り替える。アンテナ出力の切り替えタイミングには、切替可能ゲート発生器１０７から出力されるゲート信号（図２参照）を用いる。すなわち、切り替え可能な期間を表すゲート信号によって、アンテナ出力の切り替えを行う。切替器１０６から出力された信号は、ＯＦＤＭ受信部１０８に入力される。
【００１５】
ＯＦＤＭ受信部１０８では、復調する際にＯＦＤＭシンボルごとに発生するシンボルパルスを信号線１０９上に出力する。このシンボルパルスをもとに、切替可能ゲート発生器１０７では、ガードインターバル区間（ガード期間：図２参照）にゲートを開くためのゲート信号を作成する。
【００１６】
図２は、上記ＯＦＤＭシンボルと、上記シンボルパルスと、上記ゲート信号の関係を示したものである。
【００１７】
以上の構成によれば、ガードインターバル区間（ガード期間）の信号は、復調のためのＦＦＴ演算を行うＯＦＤＭ受信部１０８に入力されないので、この期間でアンテナの切り替えがなされたとしてもＦＦＴの演算に影響は生じない。
【００１８】
実施の形態２
本発明の第２の実施の形態では、アンテナ切り替え時の位相の不連続を、ＣＰを使って補正するＤＱＰＳＫ−ＯＦＤＭ受信機について説明する。
【００１９】
図３は、ＯＦＤＭセグメントの構成例を示す。本図に示したＯＦＤＭセグメント構成例においては、１０８本あるＯＦＤＭセグメントのキャリアのうちＣＰとして７本、ＴＭＣＣとして５本を使用しており、各シンボルとも同じキャリアがＣＰおよびＴＭＣＣとして使用されている。図４は、ＣＰおよびＴＭＣＣの位置を例示したものである。このように、ＣＰは各シンボル，キャリアごとに送信信号が決まっているので、その信号の受信位相を測定すれば、現在のアンテナによる位相の回転量が測定できる。
【００２０】
図５は、本実施の形態による受信機の全体的構成図、すなわち、アンテナ切り替え時の位相の不連続をＣＰを使って補正するＤＱＰＳＫ−ＯＦＤＭ復調器のブロック図を示す。
【００２１】
受信波が第１のアンテナ４０１から第２のアンテナ４０２へ切り替わった場合、伝送路の伝搬状況が変わるため、データの情報を送信している位相項には不連続が生じる。差動系の復調では、前のシンボルとの位相差で情報を送信しているため、位相項に不連続が生じると、ビット誤りが生じる。
【００２２】
切替器４０６では、先に述べた実施の形態１と同様、包絡線レベル測定部４０３，４０４の出力と、切替可能ゲート発生器４０７のタイミングにより、第１のアンテナ４０１からの受信波を復調するのか、あるいは第２のアンテナ４０２からの受信波を復調するのかを切り替える。アンテナを切り替えた場合には、その切り替えたタイミングを知らせる信号、すなわち切替パルスを信号線４０８上に出力する。
【００２３】
切替器４０６からの出力信号は、直交復調部４０９およびＬＰＦ（ローパス・フィルタ）４１０を通過し、ＦＦＴ部４１１に入力される。ＦＦＴ部４１１への入力信号は、シンボルタイミング抽出部４１２にも入力され、シンボルごとにパルスを発生するシンボルパルスとして信号線４１３上に出力される。このシンボルパルスを用いて、切替可能ゲート発生器４０７はアンテナ切りえ替のタイミング信号を発生する。
【００２４】
ＦＦＴ部４１１に入力された信号は、ＦＦＴ演算されてデータの復調が行われる。ＣＰおよびＴＭＣＣのキャリア番号は前もって決められているので、ＣＰおよびＴＭＣＣ抽出部４１４により、ＣＰおよびＴＭＣＣのキャリアのデータが抽出される。
【００２５】
ＣＰは各キャリア・各シンボルごとに送信信号が決まっているので、位相回転量測定部４１５によりＣＰの位相回転量を測定することにより、各キャリアの位相回転量が推定できる。
【００２６】
アンテナが切り替わらない場合は、各キャリアの位相回転量の推移も穏やかであるが、アンテナが切り替わる場合には、位相は大きく変化する。そこで、アンテナが切り替わる場合の位相変化量を推定するために、位相回転量測定部４１５の出力をメモリ部４１６に入力して１シンボル間記憶しておく。そして、切替器４０６より信号線４０８上に切替パルスが出力された場合には、メモリ部４１６から読み出された信号と位相回転量測定部４１５からの出力信号とを比較部４１７で比較し、位相変化量を計算して信号線４１８上に出力する。従って、アンテナが切り替わった場合の位相変化量( 信号線４１８上の信号) をデータ復調部４１９に戻すことにより、アンテナ切り替えによる位相変化量が判かるので、差動復調が可能となる。
【００２７】
また、メモリ部４１６および比較部４１７の替わりに、ＣＰに割り当てられた各キャリアについてシンボル方向に差動復調を行うことにより、位相変化量( 信号線４１８上の信号) を推定することも可能である。
【００２８】
このように、アンテナを切り替えることにより位相の不連続が生じたとしても、ＣＰにより位相の不連続を補正してＤＱＰＳＫ−ＯＦＤＭ信号の復調が可能となる。
【００２９】
実施の形態３
本発明の第３の実施の形態では、アンテナ切り替え時の位相の不連続を、ＴＭＣＣを使って補正するＤＱＰＳＫ−ＯＦＤＭ受信機について説明する。上述した実施の形態２の場合と同じように、１０８本あるＯＦＤＭセグメントのキャリアのうちＣＰとして７本、ＴＭＣＣとして５本を使用しており、各シンボルとも同じキャリアがＣＰおよびＴＭＣＣとして使用されている。ＴＭＣＣの変調信号は、システム情報を送信するので情報が頻繁に変わることがない。したがって、受信アンテナの切り替えに伴う受信位相の変化量を測定すれば、位相不連続を補正することが可能となる。
【００３０】
実施の形態２と同様に、アンテナ切り替え時の位相の不連続をＴＭＣＣを使って補正するＤＱＰＳＫ−ＯＦＤＭ復調器を図５に示す。本ブロック図の構成および働きは、ＣＰとＴＭＣＣが変更となるだけで、実施の形態２と同様である。
【００３１】
図５において、ＦＦＴ部４１１に入力された信号は、ＦＦＴ演算されてデータ復調が行われる。ＣＰおよびＴＭＣＣのキャリア番号は前もつて決められているので、ＣＰおよびＴＭＣＣ抽出部４１４により、ＣＰおよびＴＭＣＣのキャリアのデータが抽出される。ＴＭＣＣの情報は、システム情報を送信するので、情報が頻繁に変わることがない。そこで、受信側では、ＴＭＣＣ復調部４２０を用いてＴＭＣＣ情報の正しい復号結果が判かるので、ＴＭＣＣの正しい情報が受信されるはずの位相と実際に受信されたときの回転量を位相回転量測定部４１５により測定することにより、各キャリアの位相回転量が推定できる。
【００３２】
アンテナが切り替わる場合の位相変化量を推定するために、位相回転量測定部４１５の出力をメモリ部４１６で１シンボル間記憶しておく。そして、切替器４０６より切替パルスが信号線４０８上に出力された場合には、メモリ部４１６の信号と位相回転量測定部４１５から読み出された信号を比較部４１７で比較し、位相変化量を計算して信号線４１８上に出力する。そして、アンテナが切り替わった場合の位相変化量を信号線４１８を介してデータ復調部４１９に戻すことにより、アンテナ切り替えによる位相変化量が判かるので、差動復調が可能となる。
【００３３】
このように、アンテナに切り替え時に位相の不連続を起こしても、ＴＭＣＣにより位相の不連続を補正してＤＱＰＳＫ−ＯＦＤＭ信号の復調が可能となる。
【００３４】
実施の形態４
本発明の第４の実施の形態では、アンテナ切り替え時の振幅および位相の不連続について、ＣＰを使ってＳＰを補正するＱＡＭ系ＯＦＤＭ受信機を説明する。
【００３５】
図６はＯＦＤＭセグメントの構成例を、図７はＱＡＭ系ＯＦＤＭのＣＰおよびＴＭＣＣの位置を例示したものである。図６に示したセグメントにおいては、１０８本あるＯＦＤＭグメントのキャリアのうちＣＰとして２本、ＴＭＣＣとして１本を使用しており、各シンボルとも同じキャリアがＣＰおよびＴＭＣＣとして使用されている。ＣＰは各シンボル・キャリアごとに送信信号が決まっているので、その信号の振幅および位相を測定することにより、現在のアンテナによる振幅の変化量および位相の回転量が測定できる。
【００３６】
図８は、アンテナ切り替え時の振幅および位相の不連続について、ＣＰを使ってＳＰを補正するＱＡＭ系ＯＦＤＭ復調器を示す。ＱＡＭの多値化レベルは１６，３２，６４等でも同様である。
【００３７】
受信波が第１のアンテナ６０１から第２のアンテナ６０２へ切り替わった場合、伝送路の伝搬状況が変わるため、データの情報を送信している振幅および位相項には不連続が生じる。ＱＡＭ系の復調では、ＳＰを基準として各キャリアの振幅・位相項を決めるため、ＳＰに不連続が生じるとビット誤りが生じる。
【００３８】
切替器６０６では、実施の形態１と同様、包絡線レベル測定部６０３および６０４の出力と、切替可能ゲート発生器６０７のタイミングにより、第１のアンテナ６０１からの受信波を復調するのか、あるいは第２のアンテナ６０２からの受信波を復調するのかを切り替える。アンテナを切り替えた場合には、その切り替えたタイミングを知らせる信号、すなわち切替パルスを信号線６０８上に出力する。
【００３９】
切替器６０６からの出力信号は、直交復調部６０９およびＬＰＦ６１０を通過し、ＦＦＴ部６１１に入力される。ＦＦＴ部６１１への入力信号は、シンボルタイミング抽出部６１２にも入力され、シンボルごとに発生されるシンボルパルスが信号線６１３上に出力される。このシンボルパルスを用いて、切替可能ゲート発生器６０７は、アンテナ切り替えのためのタイミング信号を発生する。
【００４０】
ＦＦＴ部６１１に入力された信号は、ＦＦＴ演算されてデータ復調が行われる。ＣＰおよびＴＭＣＣのキャリア番号は前もつて決められているので、ＣＰおよびＴＭＣＣ抽出部６１４により、ＣＰおよびＴＭＣＣのキャリアのデータが抽出される。ＣＰは各キャリア・各シンボルごとに送信信号が決まっているので、振幅比および位相回転量測定部６１５によりＣＰの振幅比および位相回転量を測定することにより、各キャリアの振幅比および位相回転量が推定できる。
【００４１】
アンテナが切り替わらない場合は、各キャリアの振幅比および位相回転量の推移も穏やかであるが、アンテナが切り替わると、振幅比および位相は大きく変化する。そこで、アンテナが切り替わる場合の変化量を推定するために、振幅比および位相回転量測定部６１５の出力をメモリ部６１６で１シンボル間記憶しておく。そして、切替器６０６から切替パルスが信号線６０８上に出力された場合には、メモリ部６１６から読み出された信号と振幅比および位相回転量測定部６１５の信号を比較部６１７で比較し、振幅比および位相変化量を計算して信号線６１８上に出力する。そこで、アンテナが切り替わった場合の振幅比および位相変化量を信号線６１８を介してＳＰ補正部６１９に戻すことにより、アンテナ切り替えによるＳＰの変化量が判かるので、ＳＰを用いた復調が可能となる。
【００４２】
このように、アンテナ切り替えによって振幅比および位相の不連続が生じたとしても、ＣＰにより不連続を補正したＳＰを用いたＱＡＭ−ＯＦＤＭ信号の復調が可能となる。
【００４３】
なお、ＣＰの替わりにＴＭＣＣを用いても同様のことが可能となる。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明によれば、ＯＦＤＭ信号の受信レベルに応じてアンテナを切替えるダイバーシチ受信機において、アンテナ切替時にも安定したＯＦＤＭ復調が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適応したアンテナ切り替え機構の一例を示す図である。
【図２】図１に示した各信号のタイミングを示す図である。
【図３】ＤＱＰＳＫ−ＯＦＤＭ方式におけるセグメントの構成例を示す図である。
【図４】図３に示したＣＰおよびＴＭＣＣの位置を例示した図である。
【図５】ＤＱＰＳＫ−ＯＦＤＭ信号を受信した際に生じる位相不連続を補正するためのブロック図である。
【図６】ＱＡＭ系ＯＦＤＭ方式のセグメント構成例を示す図である。
【図７】ＱＡＭ系ＯＦＤＭ方式におけるＣＰおよびＴＭＣＣの位置を例示した図である。
【図８】ＱＡＭ系ＯＦＤＭ方式の受信機においてＳＰを補正するためのブロック構成図である。
【符号の説明】
１０１，１０２アンテナ
１０３，１０４包絡線レベル測定部
１０５比較器
１０６切替器
１０７切替可能ゲート発生器
１０８ＯＦＤＭ受信部

Claims

複数のアンテナを用いてＯＦＤＭ信号を受信するダイバーシチ受信機において、
受信したＯＦＤＭ信号の復調に必要とされない期間を表すゲート信号を形成する手段と、
前記複数のアンテナから出力される信号のうち、最大の受信レベルを有するアンテナ出力信号を選択する手段と、
前記ゲート信号が出力されている期間中に、前記最大の受信レベルを有するアンテナ出力信号に切り替える手段とを有すると共に、
アンテナ切り替えにより生じる位相の不連続性を、アンテナ切り替え後のＯＦＤＭ信号に挿入されているＣＰ信号もしくはＴＭＣＣ信号またはこれら両方の信号により補正する手段
を具備したことを特徴とするダイバーシチ受信機。