JP4183486B2

JP4183486B2 - Diversity receiver

Info

Publication number: JP4183486B2
Application number: JP2002333424A
Authority: JP
Inventors: 健宮野
Original assignee: Denso Ten Ltd
Current assignee: Denso Ten Ltd
Priority date: 2002-11-18
Filing date: 2002-11-18
Publication date: 2008-11-19
Anticipated expiration: 2022-11-18
Also published as: JP2004172716A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はダイバーシティ受信装置、特にマルチキャリア伝送方式の１つである直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ：Orthogonal Frequency Division Multiplex ）方式による送信波を受信し復調するのに好適なダイバーシティ受信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記ＯＦＤＭ方式による受信装置は、マルチパス干渉の影響を受けることが比較的少ないという利点や周波数利用効率が高いという利点を有することから、例えば“地上デジタル放送”用の受信装置として広く採用されつつある。
【０００３】
また上記の利点を有することから、ＯＦＤＭ方式による受信装置は特に車載用などの移動体受信装置として最適である。ただし、移動体受信装置の場合は、その移動に伴う受信電力の変動が不可避であるから、安定した受信品質を維持するためにダイバーシティ方式を取り入れるのが一般的である。本発明はこのようなダイバーシティ受信装置について述べるものである。
【０００４】
既に提案されているダイバーシティ受信装置として、後に詳述する図８に示す形式のものがある（特願２００１−２７９２９２）。本発明によるダイバーシティ受信装置は、この図８に示すダイバーシティ受信装置を前提として構成される。なお、本発明に関連する公知技術としては、下記の特許文献１〜３がある。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−３０８７６２号公報
【特許文献２】
特開２０００−１８８５８５号公報
【特許文献３】
特開２０００−１３４１７６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の前提をなす図８に示す構成のダイバーシティ受信装置は、例えば車両の右側前方および後方に設けられた指向性を有する第１セクターアンテナ対と、該車両の左側前方および後方に設けられた指向性を有する第２セクターアンテナ対と、これら第１セクターアンテナ対および第２セクターアンテナ対からの各入力信号を個別に処理する第１ブランチ系および第２ブランチ系と、これら第１および第２ブランチ系からの各処理信号をダイバーシティ合成するダイバーシティ部とを備えている。
【０００７】
当該車両（移動体）の走行によって上記受信電力が変動したとき、上記第１セクターアンテナ対をそのＲＦ入力段において一方のアンテナから他方のアンテナに切り替える。あるいは上記第２セクターアンテナ対をそのＲＦ入力段において一方のアンテナから他方のアンテナに切り替える。
【０００８】
このようなアンテナの切替えが発生したとき、一方のアンテナがこれまで受信していた送信波の伝送路特性と、切替え後に他方のアンテナがこれから受信する送信波の伝送路特性とは全く異なる。このため、そのアンテナ切替え時には、上記マルチキャリアの中のいずれかのサブキャリア成分がつぶれてしまう。したがって、上記第１および第２ブランチ系のうち、当該アンテナ切替えが生じた側のブランチ系内で処理されている入力信号がその切替えの前後で不連続となってしまう。
【０００９】
結局、上記アンテナ切替えが発生する都度、受信中の音声信号や映像信号の品質が大幅に劣化する、という問題がある。
【００１０】
したがって本発明は、上記問題点に鑑み、アンテナ切替えによって生ずる受信品質の劣化を最小限に抑えることのできるダイバーシティ受信装置およびダイバーシティ受信方法を提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
図１は本発明によるダイバーシティ受信装置の基本構成図である。
【００１２】
本図に示すダイバーシティ受信装置１０は、第１セクターアンテナ対１１のいずれか一方のセクターアンテナ（１１ｆ（ｆｒｏｎｔ）または１１ｒ（ｒｅａｒ））からの入力信号を処理する第１ブランチ系２１と、第２セクターアンテナ対１２のいずれか一方のセクターアンテナ（１２ｆまたは１２ｒ）からの入力信号を処理する第２ブランチ系２２と、これら第１および第２ブランチ系２１，２２内にてそれぞれ処理された各処理信号を入力としてダイバーシティ合成処理を行うダイバーシティ部２３と、を備えるダイバーシティ受信装置を前提としている。ここに本発明の特徴は切替え制御手段３０を設けた点にある。
【００１３】
この切替え制御手段３０は、上記第１および第２セクターアンテナ対１１および１２の切替えと、その切替えに伴う上記第１および第２ブランチ系２１および２２と上記ダイバーシティ部２３とにおける各処理を制御するものである。
【００１４】
このような、アンテナの切替え制御を司る手段３０を導入することによって、アンテナ切替え時における受信品質の劣化を抑えることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例を以下に説明するが、その前に、本発明のより一層の理解のために、本発明の前提技術について説明しておく。
【００１６】
図８は本発明の前提をなすダイバーシティ受信装置の構成を示す図である。なお、全図を通じて同様の構成要素には同一の参照番号または記号を付して示す。
【００１７】
図８に示すとおり、ダイバーシティ受信装置１０は、第１セクターアンテナ対１１側の第１ブランチ系２１および第２セクターアンテナ対１２側の第２ブランチ系からなり、さらに、これら第１および第２ブランチ系２１，２２はそれぞれ、対応するセクターアンテナ対１１，１２におけるいずれか一方のセクターアンテナに切り替える切替え処理部４１，４２と、切替え処理部４１，４２からの入力信号に対する入力処理を行う入力処理部５１，５２と、入力処理部５１，５２からの出力信号に対して復調を行う復調処理部６１，６２と、復調処理部６１，６２による復調後の信号を等化してダイバーシティ部２３に印加する等化処理部７１，７２と、を含んで構成される。
【００１８】
さらに具体的には、切替え処理部４１，４２は、切替え器４３，４４および切替え判定部３１からなり、入力処理部５１，５２は、ＲＦ／ＩＦ段５３，５５およびＡＧＣ回路５４，５６からなり、復調処理部６１，６２は、復調部６３，６５および同期部６４，６６からなる。なお、これらの回路部分については、後に、さらに詳しく説明する。
【００１９】
また図８において、上記切替え器４３，４４に接続するセクターアンテナ１１ｆ，１１ｒ，１２ｆ，１２ｒにそれぞれ隣接して図示する半円形のハッチングは指向性の方向を表しており、第１セクターアンテナ対１１は相互に１８０°異なる指向性を有する一対のセクターアンテナ１１ｆ、１１ｒからなり、第２セクターアンテナ対１２も相互に１８０°異なる指向性を有する一対のセクターアンテナ１２ｆ，１２ｒからなることを示している。これらのセクターアンテナが、例えば車両の右側の前方と後方およびその左側の前方と後方に設けられることは、既述したとおりである。
【００２０】
かくして図８の構成によれば、伝送効率を低減させることなく、キャリア間干渉｜Ｃ｜による受信特性の劣化を改善するという利点がもたらされる。しかし一方その図８の構成では、第１および第２セクターアンテナ対１１および１２におけるアンテナ切替えに伴って生じる受信特性の劣化、すなわち再生音声信号や再生映像信号などの受信品質の劣化については何ら対策が講じられていない。そこで、この対策を講じたのが、図１に示す切替え制御手段３０である。
【００２１】
図２は図１に示す切替え制御手段３０の機能ブロック図である。
【００２２】
本図に示すとおり、少なくとも４つの機能部３２〜３５を有している。これらは、
セクターアンテナ１１ｆ／１１ｒの切替えおよびセクターアンテナ１２ｆ／１２ｒの切替えをすべきか否かを判定するアンテナ切替え判定機能部３２と、
セクターアンテナ１１ｆ／１１ｒおよび１２ｆ／１２ｒの切替えのタイミングを制御する切替えタイミング制御機能部３３と、
同期部６４，６６における同期処理と後述する保持部６７，６８における同期情報の保持動作を制御する同期／保持制御機能部３４と、
ダイバーシティ部２３におけるダイバーシティ合成の重み付けを制御するダイバーシティ合成制御機能部３５である。これらの機能部３２〜３５を有する切替え制御手段３０を導入した本発明の実施例を以下に説明する。
【００２３】
図３は本発明によるダイバーシティ受信装置の実施例を示す図である。
【００２４】
図８の構成に対して、切替え制御手段３０（図２）と保持部６７，６８とを付加した構成となっている。なお図３においては、その切替え制御手段３０による制御が及ぶルートを明確にするために、該手段３０による制御ルートを点線のラインで示す。
【００２５】
以下、切替え制御手段３０を中心に本発明の実施例に係るダイバーシティ受信装置１０を説明する。
【００２６】
第１および第２ブランチ系２１，２２内における各入力処理部４１，４２はＡＧＣ回路５４，５６を含んでいる。ここに切替え制御手段３０は、各ＡＧＣ回路５４，５６からのＡＧＣ信号を監視してセクターアンテナ対でのアンテナ切替えを行う。この役割は、アンテナ切替え判定機能部３２が果す。すなわち、入力信号のレベルが小さくなり、ＡＧＣ信号のＲＦ／ＩＦ段５３，５５に対する増幅度の指示が増大したときに、そのアンテナ切替えを実行すべきであるものと判定する。なお、ＲＦ／ＩＦ段５３，５５は、例えばＵＨＦ帯の地上デジタル送信波を受けて、これを増幅すると共に、ＩＦ帯の信号にダウンコンバートする等の入力処理を行う。
【００２７】
上記入力処理後の処理信号は、復調処理部６１，６２に印加される。図示のとおり、該復調処理部６１，６２は、同期部６４，６６と、保持部６７，６８と、復調部６３，６５とを備える。
【００２８】
さらに具体的には、該復調処理部は、復調に必要な同期情報を検出して同期処理を行う同期部と、この同期情報を所定の一定期間保持する保持部とを有する。ここに同期情報とは、送信側と受信側間の「周波数ずれ」や、「シンボルタイミング」などのことである。この同期情報に基づいて、復調部６３，６５において例えばＦＦＴ（Fast Fourier Transform）などによる復調処理が行われる。すなわちマルチキャリアにおける全てのサブキャリアに対するシンボルの復調が行われる。
【００２９】
以上の処理には、図２に示す、アンテナ切替え判定機能部３２と、切替えタイミング制御機能部３３と、同期／保持制御機能部３４とが関与するので、これら機能部３２，３３および３４をさらに詳しく説明する。
【００３０】
図４は本発明における切替え制御の基本モードを表すタイムチャートである。
【００３１】
本図において、１）は第１ブランチ系１１におけるセクターアンテナ１１ｆから１１ｒ（またはこの逆）の第１切替え期間Ｔ１を示し、２）は第２ブランチ系１２におけるセクターアンテナ１２ｆから１２ｒ（またはこの逆）の第２切替え期間Ｔ２を示し、３）は上記１）および２）の切替え制御を行うために、切替え制御手段３０内のアンテナ切替え判定機能部３２が生成する切替え許可信号Ｓｓｗを示す。
【００３２】
図４で注目すべき点は、切替え制御手段３０が、第１セクターアンテナ対１１での切替えと、第２セクターアンテナ対１２での切替えとを、Ｔ１およびＴ２のごとく、双方同時には行わないことである。すなわち、アンテナ切替え判定機能部３２が、第１の切替え器４３に切替え許可信号Ｓｓｗ（“Ｌ”）を与えているときにのみ、第１ブランチ系２１でのアンテナ切替えを許可し、第２の切替え器４４に切替え許可信号Ｓｓｗ（“Ｌ”）を与えているときにのみ、第２ブランチ系２２でのアンテナ切替えを許可する。このため機能部３２は、該許可信号Ｓｓｗ（“Ｌ”）が同時に第１および第２ブランチ系２１，２２に与えることがないようにする。このように少なくとも一方のブランチ系から、アンテナ切替えを伴うことのない等化出力が必ずダイバーシティ部２３に与えられることを保証する。つまり、アンテナ切替え時の入力信号の不連続から生ずる影響を完全に排除する。
【００３３】
図４においてさらに注目すべき点は、次の点である。すなわち、切替え制御手段３０は、第１および第２セクターアンテナ対１１，１２の切替えを、それぞれ個別に、所定の切替え期間（Ｔ１，Ｔ２）内に行う上に、さらに該切替え制御手段３０は、そのセクターアンテナ対の切替えに際し、上記所定の切替え期間の前半において前述の同期情報を保持部６７，６８に保持した後にその切替えを実行し、その期間の後半においてその保持した同期情報を用いてその切替え後の新たな入力信号に対して同期処理を実行することである。
【００３４】
第１ブランチ系２１についても第２ブランチ系２２についても作用は全く同じであるので、以下、第１ブランチ系２１を主に説明する。
【００３５】
図４の１）におけるアンテナ切替え（“切替え”）が生じたとき、その切替え前の入力信号とその切替え後の入力信号とではそれぞれの伝送路特性は全く異なる。したがってその切替え後の入力信号に対する同期部６４での既述の同期処理は全く不安定なものとなり、同期引き込みにも多大な時間を要してしまう。
【００３６】
そこで本発明では、上述した全く不安定な状態をできるだけ回避するために、その切替え後の同期処理において、その切替え直前の同期情報（「周波数ずれ」や「シンボルタイミング」）を、切替え直後の同期処理に流用するようにする。切替え前後において、送信波の伝搬経路によって、既述の伝送路特性は激変するものの、その送信波は同一の送信源から与えられるものであるから、「周波ずれ」や「シンボルタイミング」には激変はないことに着目したものである。
【００３７】
そこで、図４において、アンテナ切替えは、第１切替え期間Ｔ１の開始時から行うのではなく、所定の期間（“前半”）の経過を待って実行する。そしてこの待ちの時間の間（“前半”）に、上記の同期情報を保持部６７に保持しておく。そして引続く期間（“後半”）において、その保持した同期情報を用いて、切替え後の入力信号に対する同期処理を実行して、迅速かつ円滑にその切替え後の入力信号の処理に移行させる。これらの制御は、切替え制御手段３０内の上記機能部３３および３４（図２）が主として行う。
【００３８】
上述した第１切替え期間Ｔ１（Ｔ２についても同じ）についてさらに詳しく説明するが、その場合のキーワードは「シンボル」（図４）である。ここでこの「シンボル」について触れておく。
【００３９】
図５はシンボル配列フォーマットの公知例を示す図である。
【００４０】
本図において、縦軸ｔは時間、横軸ｆは周波数である。周波数軸ｆ上には多数のサブキャリアが存在し、各サブキャリア対応にシンボルが配列される。一方、時間軸ｔに沿ってシンボルが配列され、全体としてマトリクス状にシンボル群が配列される。
【００４１】
上記シンボル群は、白丸で表す本来のデータシンボルと、黒丸で表す分散パイロットシンボルとからなる。分散パイロットシンボルの値は、送信側ではもちろん、受信装置１０においても知っているものとする。
【００４２】
図示するとおり、分散パイロットシンボルは時間軸ｔ方向に４シンボル置きに配置される。このようなシンボル群は、後段の等化処理部７１に送られて、値が既知の分散パイロットシンボルを基準にして、その間に挿入されるデータシンボルに対し、その伝送路特性を補間する。この補間としては、例えばステップ補間や直線補間がある。
【００４３】
かくして、３サブキャリア毎の伝送路応答が得られることになり、これらを今度は、周波数軸ｆ方向において補間することによって、全てのデータシンボルに対する伝送路応答が求められることになる。ただし、既述のアンテナ切替えが生ずると、伝送路特性も変わるので、上記の補間処理が正しく行われない。これが既述した本発明の問題点に相当する。
【００４４】
ここで再び図４に戻ると、復調処理部６１における復調後の信号が、周波数軸ｆ方向と時間軸ｔ方向とに所定のフォーマットで配列されたデータシンボルおよび分散パイロットシンボルからなるとき（図５）、図４の所定の切替え期間Ｔ１は、分散パイロットシンボルの時間軸ｔ方向における挿入間隔（４シンボル）の少なくとも２倍（８シンボル）である。これら“４シンボル”および“８シンボル”は図４の中に示されている。
【００４５】
図４を参照すると、切替え制御手段３０内の機能部３３，３４は、少なくとも分散パイロットシンボルの挿入間隔分（４シンボル）を、前記期間Ｔ１の“前半”として、その“前半”の期間経過後にセクターアンテナ対１１の切替えを行う。そしてその“後半”の期間も４シンボルとして、全体として８シンボルの期間で１回のアンテナ切替え操作を完了する。８シンボルとしたのは、ある１分散パイロットシンボル間隔の間（４シンボル）のどこかでアンテナ切替えを行ったとすると、等化処理部７１では常に一定量のシンボルを蓄積しながら等化処理を実行することから、そのアンテナ切替えによる影響が、その直前の１分散パイロットシンボル間隔のデータシンボルにも及んでしまうからであり、全体として８シンボルを一単位としてアンテナ切替えを行う。
【００４６】
上記のアンテナ切替えについて見ると、その切替えのタイミングについても本発明による工夫がある。その工夫とは、データシンボルおよび分散パイロットシンボルの各シンボルの全期間がガード期間と有効シンボル期間とからなるとき、切替え制御手段３０（３３，３４）は、この有効シンボル期間内において、セクターアンテナ対１１の切替えを行うことである。これを図を参照して説明する。
【００４７】
図６は１シンボルの一般的な構成を示す図である。
【００４８】
上述したシンボルの１つを取り出してみると、この１シンボルは図示するとおり、ガード期間と有効シンボル期間とからなり、これら２つの期間を合わせて全シンボル期間となる。
【００４９】
上述した本発明の工夫とは、図６において、アンテナ切替えを、図中上向き矢印で示すように、有効シンボル期間内に行うことにある。
【００５０】
有効シンボル期間は本来の有意義情報を伝送するための期間であるが、その伝送中におけるマルチパス遅延に起因して、シンボル間干渉が生じてしまい、データの信頼性が失なわれてしまうことがある。
【００５１】
そこでそのシンボル間干渉の発生を防止するため、通常、ガード期間が付加される。このガード期間は復調処理部６１での復調処理後には廃棄されてしまうものの、復調処理中には同期部６４による同期処理において重要な役割を果たす。
【００５２】
本発明では、図４の“８シンボル”期間中における迅速かつ円滑な同期引き込みを保証すべく、上述の同期処理において重要な役割を果たすガード期間をつぶさないようにするため、アンテナ切替えは必ず有効シンボル期間内に行うようにタイミング制御する。これは手段３０内の機能部３３（図２）が行う。
【００５３】
しかしそうすると、今度は有効シンボル期間内の有意義情報をつぶしてしまうことになり、ダイバーシティ部２３の出力ＯＵＴの信頼性に問題が生じてしまう。
【００５４】
ところがこの問題は、次に述べる本発明のさらなる工夫で容易に解消される。以下これについて説明する。
【００５５】
図７は本発明の実施例によるダイバーシティ部内の原理構成を示す図である。
【００５６】
この原理構成によると、切替え制御手段３０（図２のダイバーシティ合成制御機能部３５）は、ダイバーシティ部２３において、第１および第２ブランチ系２１，２２（特に、第１および第２等化処理部７１，７２）からそれぞれ入力される各処理信号に対し個別に所定の係数を乗じた重み付けをした後、ダイバーシティ合成を実行させるようにする。図７を参照すると、上記の重み付けは第１乗算部８１と第２乗算部８２とにより行われ、加算部８３にて上記のダイバーシティ合成が行われる。
【００５７】
上記の係数について見ると、第１および第２ブランチ系２１，２２のうちセクターアンテナ対（１１，１２）の切替えを実行中の切替え側ブランチ系から入力される上記処理信号に対して、１より小さい係数で上記の重み付けを行うようにする。１より小さい係数であるから零であってもよい。零にすると、アンテナ切替え中のブランチ系からの等化信号はダイバーシティ合成に全く関与しないことになる。この場合、有効シンボル期間内でアンテナ切替えを行うという態様（図６）において、有意義情報をつぶしてしまうことに起因して、出力ＯＵＴの信頼性を失なうといった既述の問題を容易に解消できる。ただしこの場合は、いわば１ブランチ系の構成になってしまう。つまりダイバーシティ効果は少なくなってしまう。しかし、出力ＯＵＴの信頼性は維持できる。
【００５８】
最後に、マルチパス遅延波の遅延分散を考慮した場合について述べておく。この遅延分散を考慮した場合、等化処理部７１は、データシンボルおよび分散パイロットシンボルの各シンボルの全期間がガード期間と有効シンボル期間とからなるとき（図６参照）、上記マルチパス遅延波の遅延分散が、その有効シンボル期間の１／１２以内である場合、前述した復調後の信号に対し周波数軸ｆ方向のみでの伝送路特性の補間を実行するようにする。
【００５９】
この場合前述の係数を、上記遅延分散の程度に応じて変化させることもできる。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、図８の構成を前提とするダイバーシティ受信機において、第１および第２セクターアンテナ対の各々で実施されるアンテナ切替えに起因する、受信品質の劣化を十分に防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるダイバーシティ受信装置の基本構成図である。
【図２】図１に示す切替え制御手段３０の機能ブロック図である。
【図３】本発明によるダイバーシティ受信装置の実施例を示す図である。
【図４】本発明における切替え制御の基本モードを表すタイムチャートである。
【図５】シンボル配列フォーマットの公知例を示す図である。
【図６】１シンボルの一般的な構成を示す図である。
【図７】本発明の実施例によるダイバーシティ部内の原理構成を示す図である。
【図８】本発明の前提をなすダイバーシティ受信装置を示す図である。
【符号の説明】
１０…ダイバーシティ受信装置
１１…第１セクターアンテナ対
１１ｆ，１１ｒ…セクターアンテナ
１２…第２セクターアンテナ対
１２ｆ，１２ｒ…セクターアンテナ
２１…第１ブランチ系
２２…第２ブランチ系
２３…ダイバーシティ部
３０…切替え制御手段
３１…切替え判定部
３２…アンテナ切替え判定機能部
３３…切替えタイミング制御機能部
３４…同期／保持制御機能部
３５…ダイバーシティ合成制御機能部
４１，４２…切替え処理部
４３，４４…切替え器
５１，５２…入力処理部
５３，５５…ＲＦ／ＩＦ段
５４，５６…ＡＧＣ回路
６１，６２…復調処理部
６３，６５…復調部
６４，６６…同期部
６７，６８…保持部
７１，７２…等化処理部
８１…第１乗算部
８２…第２乗算部
８３…加算部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a diversity receiving apparatus, and more particularly to a diversity receiving apparatus suitable for receiving and demodulating a transmission wave by an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) system which is one of multicarrier transmission systems.
[0002]
[Prior art]
The receiving apparatus based on the OFDM scheme has an advantage that it is relatively less affected by multipath interference and has a high frequency utilization efficiency, so that it is widely adopted as a receiving apparatus for “terrestrial digital broadcasting”, for example. is there.
[0003]
In addition, because of the above advantages, a receiver using the OFDM method is particularly suitable as a mobile receiver for in-vehicle use. However, in the case of a mobile receiving apparatus, fluctuations in received power associated with the movement are unavoidable, and therefore it is common to adopt a diversity scheme in order to maintain stable reception quality. The present invention describes such a diversity receiver.
[0004]
As a diversity receiving apparatus that has already been proposed, there is one of the type shown in FIG. 8 described in detail later (Japanese Patent Application No. 2001-279292). The diversity receiver according to the present invention is configured on the premise of the diversity receiver shown in FIG. In addition, as a well-known technique relevant to this invention, there exist the following patent documents 1-3.
[0005]
[Patent Document 1]
JP 2001-308762 A [Patent Document 2]
JP 2000-188585 A [Patent Document 3]
Japanese Patent Laid-Open No. 2000-134176
[Problems to be solved by the invention]
The diversity receiving apparatus having the configuration shown in FIG. 8 that forms the premise of the present invention is provided, for example, with a first sector antenna pair having directivity provided on the right front and rear of the vehicle, and on the left front and rear of the vehicle. A second sector antenna pair having directivity, a first branch system and a second branch system for individually processing each input signal from the first sector antenna pair and the second sector antenna pair, and the first and second And a diversity unit for diversity-combining each processing signal from the branch system.
[0007]
When the received power fluctuates due to travel of the vehicle (moving body), the first sector antenna pair is switched from one antenna to the other at the RF input stage. Alternatively, the second sector antenna pair is switched from one antenna to the other at the RF input stage.
[0008]
When such antenna switching occurs, the transmission path characteristics of the transmission wave that one antenna has received so far are completely different from the transmission path characteristics of the transmission wave that the other antenna will receive after switching. For this reason, at the time of antenna switching, any subcarrier component in the multicarrier is crushed. Therefore, among the first and second branch systems, the input signal processed in the branch system on the antenna switching side becomes discontinuous before and after the switching.
[0009]
After all, there is a problem that the quality of the audio signal and video signal being received is greatly deteriorated each time the antenna switching occurs.
[0010]
Therefore, in view of the above problems, an object of the present invention is to provide a diversity receiving apparatus and a diversity receiving method capable of minimizing degradation of reception quality caused by antenna switching.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
FIG. 1 is a basic configuration diagram of a diversity receiver according to the present invention.
[0012]
The diversity receiver 10 shown in the figure includes a first branch system 21 for processing an input signal from any one of the sector antennas (11f (front) or 11r (rear)) of the first sector antenna pair 11, and a second branch system 21. A second branch system 22 that processes an input signal from one sector antenna (12f or 12r) of the sector antenna pair 12, and each process processed in the first and second branch systems 21 and 22 respectively. It is assumed that the diversity receiving apparatus includes a diversity unit 23 that performs diversity combining processing using a signal as an input. Here, the feature of the present invention is that a switching control means 30 is provided.
[0013]
The switching control means 30 controls each process in the first and second branch systems 21 and 22 and the diversity unit 23 associated with the switching of the first and second sector antenna pairs 11 and 12. Is.
[0014]
By introducing such means 30 for controlling the switching of the antenna, it is possible to suppress the deterioration of the reception quality when the antenna is switched.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Examples of the present invention will be described below, but prior to that, the prerequisite technology of the present invention will be described for a better understanding of the present invention.
[0016]
FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a diversity receiver that is a premise of the present invention. Note that the same reference numerals or symbols are given to the same components throughout the drawings.
[0017]
As shown in FIG. 8, the diversity receiver 10 includes a first branch system 21 on the first sector antenna pair 11 side and a second branch system on the second sector antenna pair 12 side, and further, these first and second branches. Each of the systems 21 and 22 includes switching processing units 41 and 42 for switching to one of the corresponding sector antenna pairs 11 and 12, and an input processing unit for performing input processing on an input signal from the switching processing units 41 and 42. 51, 52, demodulation processing units 61, 62 for demodulating the output signals from the input processing units 51, 52, and signals demodulated by the demodulation processing units 61, 62 are equalized and applied to the diversity unit 23. And equalization processing units 71 and 72.
[0018]
More specifically, the switching processing units 41 and 42 include switching units 43 and 44 and a switching determination unit 31, and the input processing units 51 and 52 include RF / IF stages 53 and 55 and AGC circuits 54 and 56. The demodulation processing units 61 and 62 include demodulation units 63 and 65 and synchronization units 64 and 66. These circuit portions will be described in detail later.
[0019]
In FIG. 8, the semicircular hatching shown adjacent to the sector antennas 11f, 11r, 12f, and 12r connected to the switchers 43 and 44 represents the direction of directivity, and the first sector antenna pair 11 Indicates a pair of sector antennas 11f and 11r having directivities different from each other by 180 °, and the second sector antenna pair 12 also includes a pair of sector antennas 12f and 12r having directivities different from each other by 180 °. . As described above, these sector antennas are provided, for example, at the front and rear of the right side of the vehicle and at the front and rear of the left side thereof.
[0020]
Thus, the configuration of FIG. 8 provides the advantage of improving the degradation of reception characteristics due to intercarrier interference | C | without reducing the transmission efficiency. However, in the configuration of FIG. 8, there is no countermeasure against the degradation of reception characteristics caused by the antenna switching in the first and second sector antenna pairs 11 and 12, that is, the degradation of reception quality such as a reproduced audio signal and a reproduced video signal. Is not taken. Therefore, the switching control means 30 shown in FIG. 1 takes this measure.
[0021]
FIG. 2 is a functional block diagram of the switching control means 30 shown in FIG.
[0022]
As shown to this figure, it has at least four function parts 32-35. They are,
An antenna switching determination function unit 32 for determining whether to switch the sector antenna 11f / 11r and to switch the sector antenna 12f / 12r;
A switching timing control function unit 33 for controlling the switching timing of the sector antennas 11f / 11r and 12f / 12r;
A synchronization / holding control function unit 34 for controlling synchronization processing in the synchronization units 64 and 66 and synchronization information holding operation in the holding units 67 and 68 described later;
This is a diversity combining control function unit 35 that controls the weighting of diversity combining in the diversity unit 23. An embodiment of the present invention in which the switching control means 30 having these functional units 32 to 35 is introduced will be described below.
[0023]
FIG. 3 is a diagram showing an embodiment of a diversity receiver according to the present invention.
[0024]
The switching control means 30 (FIG. 2) and the holding units 67 and 68 are added to the configuration of FIG. In FIG. 3, in order to clarify the route that is controlled by the switching control means 30, the control route by the means 30 is indicated by a dotted line.
[0025]
Hereinafter, the diversity receiver 10 according to the embodiment of the present invention will be described focusing on the switching control means 30.
[0026]
The input processing units 41 and 42 in the first and second branch systems 21 and 22 include AGC circuits 54 and 56, respectively. Here, the switching control means 30 monitors the AGC signals from the AGC circuits 54 and 56 and performs antenna switching between the sector antenna pairs. This role is played by the antenna switching determination function unit 32. That is, when the level of the input signal is reduced and the instruction of the amplification degree for the RF / IF stages 53 and 55 of the AGC signal is increased, it is determined that the antenna switching should be executed. The RF / IF stages 53 and 55 receive, for example, a UHF band terrestrial digital transmission wave, amplify it, and perform input processing such as down-conversion to an IF band signal.
[0027]
The processed signal after the input process is applied to the demodulation processing units 61 and 62. As illustrated, the demodulation processing units 61 and 62 include synchronization units 64 and 66, holding units 67 and 68, and demodulation units 63 and 65.
[0028]
More specifically, the demodulation processing unit includes a synchronization unit that detects synchronization information necessary for demodulation and performs synchronization processing, and a holding unit that holds the synchronization information for a predetermined period. Here, the synchronization information refers to “frequency deviation” between the transmission side and the reception side, “symbol timing”, and the like. Based on this synchronization information, the demodulation units 63 and 65 perform demodulation processing by, for example, FFT (Fast Fourier Transform). That is, the symbols are demodulated for all subcarriers in the multicarrier.
[0029]
Since the antenna switching determination function unit 32, the switching timing control function unit 33, and the synchronization / holding control function unit 34 shown in FIG. 2 are involved in the above processing, these function units 32, 33, and 34 are further added. explain in detail.
[0030]
FIG. 4 is a time chart showing the basic mode of switching control in the present invention.
[0031]
In this figure, 1) shows the first switching period T1 of the sector antennas 11f to 11r (or vice versa) in the first branch system 11, and 2) shows the sector antennas 12f to 12r (or vice versa) in the second branch system 12. ) Represents a second switching period T2, and 3) represents a switching permission signal Ssw generated by the antenna switching determination function unit 32 in the switching control means 30 in order to perform the switching control of 1) and 2).
[0032]
It should be noted in FIG. 4 that the switching control means 30 does not perform switching at the first sector antenna pair 11 and switching at the second sector antenna pair 12 at the same time as T1 and T2. It is. That is, only when the antenna switching determination function unit 32 gives the switching permission signal Ssw (“L”) to the first switch 43, the antenna switching in the first branch system 21 is permitted, Only when the switching permission signal Ssw (“L”) is given to the switching device 44, the antenna switching in the second branch system 22 is permitted. Therefore, the functional unit 32 prevents the permission signal Ssw (“L”) from being simultaneously applied to the first and second branch systems 21 and 22. In this way, it is ensured that an equalized output without antenna switching is always supplied to the diversity unit 23 from at least one branch system. That is, the influence resulting from the discontinuity of the input signal at the time of antenna switching is completely eliminated.
[0033]
Further points to be noted in FIG. 4 are the following points. That is, the switching control means 30 performs switching of the first and second sector antenna pairs 11 and 12 individually within a predetermined switching period (T1, T2), and further, the switching control means 30 further includes: When the sector antenna pair is switched, the above-mentioned synchronization information is held in the holding units 67 and 68 in the first half of the predetermined switching period, and then the switching is performed. In the second half of the period, the switching is performed using the held synchronization information. The synchronization process is executed for the new input signal after switching.
[0034]
Since the operations of the first branch system 21 and the second branch system 22 are exactly the same, the first branch system 21 will be mainly described below.
[0035]
When the antenna switching (“switching”) in 1) of FIG. 4 occurs, the transmission path characteristics are completely different between the input signal before the switching and the input signal after the switching. Therefore, the above-described synchronization processing in the synchronization unit 64 with respect to the input signal after the switching becomes completely unstable, and much time is required for synchronization pull-in.
[0036]
Therefore, in the present invention, in order to avoid the completely unstable state described above as much as possible, in the synchronization processing after the switching, the synchronization information (“frequency shift” and “symbol timing”) immediately before the switching is used as the synchronization immediately after the switching. Use it for processing. Before and after switching, although the transmission path characteristics described above change drastically depending on the transmission path of the transmission wave, the transmission wave is given from the same transmission source, so the frequency shift and symbol timing change drastically. The focus is on not.
[0037]
Therefore, in FIG. 4, the antenna switching is not performed from the start of the first switching period T1, but is performed after a predetermined period ("first half") has elapsed. The synchronization information is held in the holding unit 67 during the waiting time (“first half”). Then, in the subsequent period (“second half”), the synchronization information held is used to execute the synchronization process for the input signal after the switching, and the process proceeds to the processing of the input signal after the switching quickly and smoothly. These functions are mainly performed by the functional units 33 and 34 (FIG. 2) in the switching control means 30.
[0038]
The above-described first switching period T1 (the same applies to T2) will be described in more detail. In this case, the keyword is “symbol” (FIG. 4). This “symbol” will be mentioned here.
[0039]
FIG. 5 is a diagram showing a known example of the symbol arrangement format.
[0040]
In this figure, the vertical axis t is time, and the horizontal axis f is frequency. There are a large number of subcarriers on the frequency axis f, and symbols are arranged corresponding to each subcarrier. On the other hand, symbols are arranged along the time axis t, and symbol groups are arranged in a matrix as a whole.
[0041]
The symbol group includes original data symbols represented by white circles and distributed pilot symbols represented by black circles. It is assumed that the value of the distributed pilot symbol is known not only on the transmitting side but also on the receiving apparatus 10.
[0042]
As shown in the figure, the distributed pilot symbols are arranged every four symbols in the time axis t direction. Such a symbol group is sent to the equalization processing unit 71 in the subsequent stage, and the transmission path characteristics are interpolated with respect to the data symbols inserted between them with reference to the distributed pilot symbols whose values are known. Examples of this interpolation include step interpolation and linear interpolation.
[0043]
Thus, a transmission line response for every three subcarriers is obtained, and this time, by interpolating these in the direction of the frequency axis f, transmission line responses for all data symbols are obtained. However, when the antenna switching described above occurs, the transmission path characteristics also change, so that the above interpolation processing is not performed correctly. This corresponds to the problem of the present invention described above.
[0044]
Returning to FIG. 4 again, when the demodulated signal in the demodulation processing unit 61 is composed of data symbols and distributed pilot symbols arranged in a predetermined format in the frequency axis f direction and the time axis t direction (FIG. 5). 4 is at least twice (8 symbols) the insertion interval (4 symbols) of the distributed pilot symbols in the direction of the time axis t. These “4 symbols” and “8 symbols” are shown in FIG.
[0045]
Referring to FIG. 4, the functional units 33 and 34 in the switching control means 30 set at least the insertion interval (4 symbols) of the distributed pilot symbols as the “first half” of the period T1, and after the “first half” period has elapsed. The sector antenna pair 11 is switched. The “second half” period is also 4 symbols, and one antenna switching operation is completed in a period of 8 symbols as a whole. Eight symbols are assumed when antenna switching is performed somewhere during a certain distributed pilot symbol interval (four symbols), and the equalization processing unit 71 always performs equalization processing while accumulating a fixed amount of symbols. This is because the influence of the antenna switching also affects the data symbol of the immediately preceding 1 distributed pilot symbol interval, and the antenna switching is performed with 8 symbols as a unit as a whole.
[0046]
Looking at the antenna switching described above, there is also a device according to the present invention for the switching timing. The idea is that when the entire period of each of the data symbol and the distributed pilot symbol consists of a guard period and an effective symbol period, the switching control means 30 (33, 34) 11 switching. This will be described with reference to the drawings.
[0047]
FIG. 6 is a diagram showing a general configuration of one symbol.
[0048]
When one of the above-described symbols is taken out, this one symbol is composed of a guard period and an effective symbol period as shown in the figure, and these two periods are combined to form an entire symbol period.
[0049]
The idea of the present invention described above is to perform antenna switching within an effective symbol period as shown by an upward arrow in FIG.
[0050]
The effective symbol period is a period for transmitting original meaningful information. However, due to multipath delay during the transmission, intersymbol interference may occur and data reliability may be lost. is there.
[0051]
Therefore, a guard period is usually added to prevent the occurrence of intersymbol interference. Although this guard period is discarded after the demodulation processing in the demodulation processing unit 61, it plays an important role in the synchronization processing by the synchronization unit 64 during the demodulation processing.
[0052]
In the present invention, in order to ensure quick and smooth synchronization pull-in during the “8 symbols” period of FIG. 4, antenna switching is always effective in order not to crush the guard period that plays an important role in the above-described synchronization processing. Timing control is performed within the symbol period. This is performed by the functional unit 33 (FIG. 2) in the means 30.
[0053]
However, if this is done, then meaningful information within the effective symbol period will be lost, causing a problem in the reliability of the output OUT of the diversity unit 23.
[0054]
However, this problem can be easily solved by the following device of the present invention. This will be described below.
[0055]
FIG. 7 is a diagram showing a principle configuration in the diversity unit according to the embodiment of the present invention.
[0056]
According to this principle configuration, the switching control means 30 (diversity combining control function unit 35 in FIG. 2) is configured so that the diversity unit 23 includes first and second branch systems 21 and 22 (particularly, first and second equalization processing units). 71, 72) weights obtained by individually multiplying each processing signal input from each of the processing signals by a predetermined coefficient, and then diversity combining is executed. Referring to FIG. 7, the weighting is performed by the first multiplier 81 and the second multiplier 82, and the diversity combining is performed by the adder 83.
[0057]
Looking at the above coefficients, the processing signal input from the switching-side branch system that is switching the sector antenna pair (11, 12) of the first and second branch systems 21 and 22 is 1 The above weighting is performed with a small coefficient. Since it is a coefficient smaller than 1, it may be zero. If zero, the equalization signal from the branch system during antenna switching is not involved in diversity combining at all. In this case, in the aspect of performing antenna switching within the effective symbol period (FIG. 6), the above-described problem of losing the reliability of the output OUT due to the loss of meaningful information is easily solved. it can. However, in this case, a so-called one-branch system is formed. In other words, the diversity effect is reduced. However, the reliability of the output OUT can be maintained.
[0058]
Finally, a case where delay dispersion of multipath delay waves is taken into account will be described. When this delay dispersion is taken into account, the equalization processing unit 71, when the entire period of each symbol of the data symbol and the distributed pilot symbol is composed of a guard period and an effective symbol period (see FIG. 6), When the delay dispersion is within 1/12 of the effective symbol period, the transmission path characteristics are interpolated only in the frequency axis f direction for the demodulated signal.
[0059]
In this case, the above-described coefficient can be changed according to the degree of the delay dispersion.
[0060]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in the diversity receiver based on the configuration of FIG. 8, the reception quality is sufficiently deteriorated due to the antenna switching performed in each of the first and second sector antenna pairs. Can be prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a basic configuration diagram of a diversity receiver according to the present invention.
FIG. 2 is a functional block diagram of the switching control means 30 shown in FIG.
FIG. 3 is a diagram illustrating an embodiment of a diversity receiver according to the present invention.
FIG. 4 is a time chart showing a basic mode of switching control in the present invention.
FIG. 5 is a diagram illustrating a known example of a symbol arrangement format.
FIG. 6 is a diagram illustrating a general configuration of one symbol.
FIG. 7 is a diagram illustrating a basic configuration in a diversity unit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram showing a diversity receiver as a premise of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Diversity receiver 11 ... 1st sector antenna pair 11f, 11r ... Sector antenna 12 ... 2nd sector antenna pair 12f, 12r ... Sector antenna 21 ... 1st branch system 22 ... 2nd branch system 23 ... Diversity part 30 ... Switching Control unit 31 ... switching determination unit 32 ... antenna switching determination function unit 33 ... switching timing control function unit 34 ... synchronization / holding control function unit 35 ... diversity combining control function units 41 and 42 ... switching processing units 43 and 44 ... switch 51 , 52... Input processing units 53 and 55... RF / IF stages 54 and 56... AGC circuits 61 and 62... Demodulation processing units 63 and 65 ... Demodulation units 64 and 66. Conversion processing unit 81... First multiplication unit 82. Second multiplication unit 83.

Claims

A first branch system that processes an input signal from any one sector antenna of the first sector antenna pair; a second branch system that processes an input signal from any one sector antenna of the second sector antenna pair; e Bei and a diversity unit for performing diversity synthesis process as input each processing signals respectively processed by the first and second branch system in further a switching of the first and second sector antenna pairs, the and switching at a by the first sector antenna pair a switching control means for controlling the processing the accompanying switching the first and second branch system and in said diversity unit, the O switches in the second sector antenna pairs according to a predetermined switching timing does not overlap with each other, to have a control unit switching has a performed both simultaneously To,
Each of the first and second branch systems includes a switching processing unit that switches to any one of the corresponding sector antenna pairs, an input processing unit that performs input processing on the input signal from the switching processing unit, A demodulation processing unit that demodulates the output signal from the input processing unit, and an equalization processing unit that equalizes the signal demodulated by the demodulation processing unit and applies it to the diversity unit,
The switching control means performs switching of the first and second sector antenna pairs individually within a predetermined switching period, and the switching control means further performs the predetermined switching when switching the sector antenna pair. Switching is performed after the synchronization information is held in the holding unit in the first half of the period, and synchronization processing is performed on the new input signal after the switching using the synchronization information held in the second half of the period. Diversity receivers that
When the demodulated signal in the demodulation processing unit includes data symbols and distributed pilot symbols arranged in a predetermined format in the frequency axis direction and the time axis direction, the predetermined switching period includes The diversity receiver characterized by being at least twice the insertion interval in the time axis direction .

A first branch system that processes an input signal from any one sector antenna of the first sector antenna pair; a second branch system that processes an input signal from any one sector antenna of the second sector antenna pair; the example Bei and diversity unit for performing diversity synthesis process, the respective processing signals processed respectively by the first and second branch system in as an input, is La, O switches of said first and second sector antenna pairs Switching control means for controlling each process in the first and second branch systems and the diversity unit accompanying the switching, switching at the first sector antenna pair and switching at the second sector antenna pair preparative, according to a predetermined switching timing does not overlap with each other, to have a control unit switching has a performed both simultaneously To,
Each of the first and second branch systems includes a switching processing unit that switches to any one of the corresponding sector antenna pairs, an input processing unit that performs input processing on the input signal from the switching processing unit, A demodulation processing unit that demodulates the output signal from the input processing unit, and an equalization processing unit that equalizes the signal demodulated by the demodulation processing unit and applies it to the diversity unit,
The switching control means performs switching of the first and second sector antenna pairs individually within a predetermined switching period, and the switching control means further performs the predetermined switching when switching the sector antenna pair. Switching is performed after the synchronization information is held in the holding unit in the first half of the period, and synchronization processing is performed on the new input signal after the switching using the synchronization information held in the second half of the period. Diversity receivers that
The diversity control apparatus according to claim 1, wherein the switching control means switches the sector antenna pair after the first half of the period, with at least the insertion interval of the distributed pilot symbols as the first half of the period .

When the entire period of each of the data symbol and the distributed pilot symbol is composed of a guard period and an effective symbol period, the switching control means performs switching of the sector antenna pair within the effective symbol period. The diversity receiver according to claim 2 .

The demodulation processing unit includes a synchronizing unit that performs synchronization processing by detecting synchronization information necessary for demodulation of the claim 1, characterized in that a holding portion for holding a predetermined fixed period that synchronization information or 2. The diversity receiving device according to 2.

A first branch system that processes an input signal from one sector antenna of the first sector antenna pair and a second branch system that processes an input signal from either sector antenna of the second sector antenna pair, respectively. each processing signal processed in the diversity combining process to Rutoki, and switching in the first sector antenna pair, the O switches in the second sector antenna pairs according to a predetermined switching timing does not overlap with each other, both at the same time As well as
The switching between the first and second sector antenna pairs is performed individually within a predetermined switching period according to the predetermined switching timing, and when the sector antenna pair is switched, synchronization information is generated in the first half of the predetermined switching period. In the diversity reception method of executing the switching after holding, and performing the synchronization process on the new input signal after the switching using the held synchronization information in the latter half of the switching period,
The demodulated signal consists of data symbols and distributed pilot symbols arranged in a predetermined format in the frequency axis direction and the time axis direction,
The predetermined switching period is at least twice the insertion interval of the distributed pilot symbols in the time axis direction, and at least the insertion interval of the distributed pilot symbols is the first half of the predetermined switching period. diversity receiving method and performing switching of the sector antenna pairs after.

The demodulated signal consists of data symbols and distributed pilot symbols arranged in a predetermined format in the frequency axis direction and the time axis direction, and the entire period of each symbol of the data symbols and distributed pilot symbols is effective as a guard period. Symbol period,
6. The diversity reception method according to claim 5 , wherein the sector antenna pair is switched within the effective symbol period.