JP4245449B2 - ダイバーシティ受信装置 - Google Patents

Description

この発明は、ダイバーシティ受信装置に関し、特に、移動体通信においてデジタル変調された信号をダイバーシティ方式により受信して復調するダイバーシティ受信装置に関する。

移動体通信においては、伝送信号がフェージングの影響を受け、受信装置における受信信号の品質が劣化する。そこで、従来より、フェージングによる受信信号の品質劣化を軽減する技術としてダイバーシティ受信と呼ばれる技術が知られている。ダイバーシティ受信とは、１つの送信信号を複数のブランチで受信し、この複数のブランチによってそれぞれ受信された受信信号を適切にダイバーシティ合成することによって高品質な信号受信を実現するものである。

図１５は、ダイバーシティ受信を行なう従来の受信装置の一般的な構成を概略的に示す機能ブロック図である。

図１５を参照して、受信装置１００は、ブランチＢＲ１，ＢＲ２と、ダイバーシティ部１０１とを備える。ブランチＢＲ１は、アンテナ１０２と、復調部１０３とを含み、ブランチＢＲ２は、アンテナ１０４と、復調部１０５とを含む。

ブランチＢＲ１における復調部１０３は、アンテナ１０２によって受信されるデジタル変調信号をデジタル復調し、復調した信号をダイバーシティ部１０１へ出力する。ブランチＢＲ２における復調部１０５は、ブランチＢＲ１によって受信される信号とは独立した信号であって、かつ、アンテナ１０４によって受信されるデジタル変調信号をデジタル復調し、復調した信号をダイバーシティ部１０１へ出力する。

ダイバーシティ部１０１は、ブランチＢＲ１，ＢＲ２によって独立に受信された受信信号をブランチＢＲ１，ＢＲ２からそれぞれ受け、その受けた受信信号のうちＣＮ比（Carrier to Noise ratio）が大きい方のブランチから受けた受信信号を出力する。なお、ＣＮ比とは、搬送波と雑音との比であって、数値が大きいほど受信状態が良好であることを示す。

なお、図１５では、受信装置にブランチが２つ備えられる場合について示されているが、ブランチの数は、２つに限られるものではなく、３つ以上であってもよい。

ダイバーシティ受信装置において、複数のブランチによって受信された受信信号を合成する方法は、ダイバーシティ合成法と呼ばれ、選択合成法や、等利得合成法、最大比合成法などが代表的なものとして知られている。

また、ダイバーシティ受信装置においては、各ブランチが受ける受信信号に基づいて、各種復調処理の基準となるパルス信号がブランチごとに生成されることがある。そして、この場合、受信信号がダイバーシティ合成される前の各ブランチにおいては、その生成されたパルス信号を処理タイミングの基準として処理が実行され、受信信号をダイバーシティ合成するダイバーシティ部およびその後の各種処理においては、予め定められる基準ブランチにおいて生成されたパルス信号を処理タイミングの基準として処理が実行されることがある。

一方、映像信号または音声信号を伝送する伝送システムにおいて、高品質な伝送や周波数利用効率の向上に優れる方式として直交周波数分割多重（Orthogonal Frequency Division Multiplexing、以下「ＯＦＤＭ」とも称する。）方式が知られている。ＯＦＤＭ方式とは、各搬送波を互いに直交させ、各搬送波ごとにデジタル変調する多重化方式であって、１チャンネルの帯域内に多数のサブキャリアが設けられ、耐マルチパス妨害に優れた変調方式である。このＯＦＤＭ方式は、今後放送が開始される地上波デジタル放送の変調方式としても採用されている。

特開２００２−２６８６７号公報では、このＯＦＤＭ方式を用いたダイバーシティ受信装置が開示されている（特許文献１参照）。
特開２００２−２６８６７号公報

図１５に示した従来のダイバーシティ受信装置では、予め定められた基準ブランチにおいてパルス信号が正常に生成されないとき、受信性能および復調性能が劣化するおそれがある。すなわち、ダイバーシティ部およびその後の各種処理において、基準ブランチにおいて生成されたパルス信号が処理タイミングの基準となるので、パルス信号が正常に生成されなかったブランチが基準ブランチである場合、ダイバーシティ部１０１およびその後の各種処理が正常に行なわれず、受信信号の品質が劣化するおそれがある。

また、特開２００２−２６８６７号公報に記載された受信装置は、複数のブランチによってそれぞれ受信された受信信号のサンプリングタイミングを調整し、受信信号のサンプリングタイミングがずれることによる復調性能の劣化を防止することができるものとして有用であるが、この受信装置によっても、パルス信号が正常に生成されなかった場合の受信性能および復調性能の劣化の問題を解決することはできない。

さらに、図１５に示したような受信装置では、基準ブランチにおいてはパルス信号が正常に生成されているが基準ブランチ以外のブランチにおいてパルス信号が正常に生成されなかったとき、受信性能および復調性能が劣化するおそれがある。すなわち、上述したパルス信号は、受信装置における各種処理が実行される基準タイミングとなるところ、パルス信号が正常に生成されなければ、そのブランチにおいて受信信号の復調処理が適切に行なわれない。そして、ダイバーシティ部１０１において、処理タイミングの基準となるパルス信号と、各ブランチＢＲ１，ＢＲ２からそれぞれ受ける受信信号をダイバーシティ合成することとは、一般に関連しないため、ダイバーシティ合成後の受信信号の品質が劣化するおそれがある。

具体的に説明すると、基準ブランチがブランチＢＲ１であって、ブランチＢＲ１においてはパルス信号が正常に生成され、基準ブランチでないブランチＢＲ２においてはパルス信号が正常に生成されていないものとする。ブランチＢＲ２では、処理の基準となるパルス信号が正常に生成されていないので、受信信号の復調処理が正常に行なわれず、ブランチＢＲ２における受信信号の品質は劣化している。一方、基準ブランチであるブランチＢＲ１においては、パルス信号が正常に生成されているので、受信信号の復調処理が正常に行なわれる。

そして、ダイバーシティ部１０１は、基準ブランチであるブランチＢＲ１から受ける正常なパルス信号を処理タイミングの基準としてダイバーシティ合成処理を行なうが、受信信号の選択合成は、ブランチＢＲ１，ＢＲ２からそれぞれ受ける受信信号についてＣＮ比の大きい方を選択することによって行なわれるため、ブランチＢＲ２から受けた受信信号が選択される可能性もある。したがって、基準ブランチＢＲ１においてパルス信号が正常に生成される場合であっても、ブランチＢＲ２から受ける品質の劣化した受信信号が出力信号として選択されてしまう可能性がある。

そこで、この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、基準ブランチにおいて各種復調処理の基準となるパルス信号が正常に生成されないときであっても、受信性能および復調性能の劣化を防止できるダイバーシティ受信装置を提供することである。

また、この発明の別の目的は、いずれかのブランチにおいて各種復調処理の基準となるパルス信号が正常に生成されないときであっても、受信性能および復調性能の劣化を防止できるダイバーシティ受信装置を提供することである。

この発明によれば、ダイバーシティ受信装置は、受信信号を構成する連続したデータ群の各々の先頭を示す第１の信号を各々が生成する複数の復調部と、受信信号が正常に受信された復調部から受ける第１の信号を用いて、複数の復調部によってそれぞれ受信された複数の受信信号をダイバーシティ合成して出力するダイバーシティ部とを備える。

好ましくは、ダイバーシティ受信装置は、複数の復調部の各々から第１の信号を受け、かつ、受信信号が正常に受信された復調部から受けた第１の信号を選択してダイバーシティ部へ出力する信号選択部をさらに備え、複数の復調部の各々は、受信信号の受信特性を示す第２の信号をさらに生成し、信号選択部は、複数の復調部の各々から第２の信号をさらに受け、第２の信号に基づいて、受信信号が正常に受信された復調部から受けた第１の信号を選択する。

好ましくは、受信信号は、直交周波数分割多重方式によって変調された変調信号であり、第１の信号は、変調信号を構成するフレームの先頭を示すフレーム先頭パルス信号、フレームを構成する複数のシンボルの各々の先頭を示すシンボル先頭パルス信号、および複数のシンボルの各々に含まれる有効データ区間の先頭を示す有効データ先頭パルス信号のいずれかである。

好ましくは、第２の信号は、複数のシンボルに含まれる伝送多重制御（ＴＭＣＣ）信号が伝送多重制御信号に対して予め割当てられた同期信号と一致するか否かを示すフレーム同期信号であり、信号選択部は、フレーム同期信号によって伝送多重制御信号が同期信号と一致していることが示されている復調部から受けた第１の信号を選択する。

好ましくは、第２の信号は、伝送路の信頼性を示す信頼性情報であり、信号選択部は、信頼性情報によって示される信頼性が最も高い復調部から受けた第１の信号を選択する。

好ましくは、ダイバーシティ部の前段に設けられ、複数の復調部によってそれぞれ生成された第１の信号および複数の復調部によってそれぞれ受信された受信信号を受け、その受けた複数の受信信号のタイミングを一致させて出力し、複数の第１の信号のタイミングを一致させて出力するタイミング調整部をダイバーシティ受信装置はさらに備える。

好ましくは、複数の復調部の各々は、フレーム先頭パルス信号、シンボル先頭パルス信号、および有効データ先頭パルス信号のうち、第１の信号を除く少なくとも１つのパルス信号をさらに生成し、信号選択部は、少なくとも１つのパルス信号を複数の復調部の各々からさらに受け、第２の信号に基づいて、受信信号が正常に受信された復調部から受ける少なくとも１つのパルス信号をさらに選択し、ダイバーシティ部は、信号選択部によって選択された第１の信号および少なくとも１つのパルス信号を用いて、複数の復調部によってそれぞれ受信された受信信号をダイバーシティ合成して出力する。

好ましくは、ダイバーシティ部の前段に設けられ、複数の復調部によってそれぞれ生成された第１の信号および少なくとも１つのパルス信号、ならびに複数の復調部によってそれぞれ受信された受信信号を受け、その受けた複数の受信信号のタイミングを一致させて出力し、複数の第１の信号および複数の少なくとも１つのパルス信号のタイミングをそれぞれ一致させて出力するタイミング調整部をダイバーシティ受信装置はさらに備える。

好ましくは、ダイバーシティ受信装置は、複数の復調部の各々において用いられる共通クロック信号を生成するクロック共通化部と、複数の復調部の各々においてシンボル先頭パルス信号を発生するために生成される三角波信号を複数の復調部の各々から受け、その受けた三角波信号を合成した合成三角波信号を複数の復調部の各々に出力する三角波合成部とをさらに備え、複数の復調部の各々は、共通クロック信号に基づいて動作し、受信信号に基づいて三角波信号を生成して三角波合成部へ出力し、三角波合成部から受ける合成三角波信号を用いてシンボル先頭パルス信号および／または有効データ先頭パルス信号を生成する。

この発明によるダイバーシティ受信装置によれば、受信状態の良好な復調部において生成されたパルス信号を選択して後の処理に用いるようにしたので、受信性能および復調性能の劣化を防止することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１による受信装置の構成を概略的に示す機能ブロック図である。

図１を参照して、受信装置１は、ブランチＢＲ１，ＢＲ２と、パルス信号選択部２と、ダイバーシティ部３とを備える。ブランチＢＲ１は、アンテナ４と、復調部５とを含み、ブランチＢＲ２は、アンテナ６と、復調部７とを含む。この受信装置１は、ＯＦＤＭ方式によって変調された信号を２つのブランチＢＲ１，ＢＲ２によって受信してダイバーシティ合成するダイバーシティ受信装置である。

ブランチＢＲ１において、アンテナ４は、ＯＦＤＭ方式によって変調された無線周波信号を受信する。復調部５は、アンテナ４によって受信された無線周波信号を受け、その無線周波信号をベースバンド信号にダウンコンバートして復調する。また、復調部５は、ブランチＢＲ１における復調処理およびその後の各種処理の処理タイミングを決定するためのフレーム先頭パルス信号、シンボル先頭パルス信号、および有効データ先頭パルス信号をアンテナ４によって受信された受信信号から生成する。さらに、復調部５は、ブランチＢＲ１によって受信された信号の受信特性を示す信号を生成する。ここで、この受信特性を示す信号とは、たとえば、信号の受信レベルが所定レベルよりも低いときにＨ（論理ハイ）レベルとなるエラー信号や、後述するフレーム同期信号などである。そして、復調部５は、生成されたフレーム先頭パルス信号、シンボル先頭パルス信号、有効データ先頭パルス信号、および受信特性を示す信号、ならびに上記パルス信号を用いて復調された受信信号をパルス信号選択部２へ出力する。

ブランチＢＲ２においては、アンテナ６は、ＯＦＤＭ方式によって変調され、かつ、ブランチＢＲ１によって受信される無線周波信号とは独立した無線周波信号を受信する。復調部７は、アンテナ６によって受信された無線周波信号を受け、その無線周波信号をベースバンド信号にダウンコンバートして復調する。また、復調部７は、ブランチＢＲ２における復調処理およびその後の各種処理の処理タイミングを決定するためのフレーム先頭パルス信号、シンボル先頭パルス信号、および有効データ先頭パルス信号をアンテナ６によって受信された受信信号から生成する。さらに、復調部７は、ブランチＢＲ２によって受信された信号の受信特性を示す信号を生成する。そして、復調部７は、生成されたフレーム先頭パルス信号、シンボル先頭パルス信号、有効データ先頭パルス信号、および受信特性を示す信号、ならびに上記パルス信号を用いて復調された受信信号をパルス信号選択部２へ出力する。

パルス信号選択部２は、復調部５，７からそれぞれ受ける受信特性を示す信号に基づいて、復調部５，７からそれぞれ受ける上記パルス信号の各々について選択処理を行なう。具体的には、たとえばフレーム先頭パルス信号について説明すると、パルス信号選択部２は、復調部５，７からそれぞれ受ける受信特性を示す信号に基づいて一方の復調部の受信レベルが劣悪であると判断したときは、他方の復調部から受けたフレーム先頭パルス信号を選択し、その選択されたフレーム先頭パルス信号をダイバーシティ部３へ出力する。また、パルス信号選択部２は、受信特性を示す信号に基づいていずれの復調部の受信レベルとも良好であると判断したときは、予め定められた基準ブランチＢＲ１から受けたフレーム先頭パルス信号を選択し、その選択されたフレーム先頭パルス信号をダイバーシティ部３へ出力する。

そして、パルス信号選択部２は、シンボル先頭パルス信号および有効データ先頭パルス信号についても上記と同様の選択処理を行なう。また、パルス信号選択部２は、復調部５，７からそれぞれ受ける受信信号をダイバーシティ部３へ出力する。なお、このパルス信号選択部２は、「信号選択部」を構成する。

ダイバーシティ部３は、ブランチＢＲ１，ＢＲ２によってそれぞれ受信され、かつ、復調された受信信号を受け、その受信信号の受信の良好度合いに応じて両受信信号をダイバーシティ合成して出力する。具体的には、復調部５，７の各々から受ける後述の信頼性情報に基づいて、受信信号の各キャリアごとにダイバーシティ合成を行なう。そして、このダイバーシティ合成処理を行なうに際して、ダイバーシティ部３は、パルス信号選択部２から受ける選択された各パルス信号を処理タイミングの基準として処理を行なう。

ここで、この実施の形態１による受信装置１において用いられるＯＦＤＭ方式のデータ構成について、図２〜図４を用いて説明する（以下、ＯＦＤＭ方式による伝送データを「ＯＦＤＭデータ」とも称する。）。

図２は、ＯＦＤＭデータの構成を説明するための図である。

図２を参照して、ＯＦＤＭデータは、「フレーム」と呼ばれる単位で構成されており、各フレームは、「シンボル」と呼ばれる２０４個のデータ単位を含む。各シンボルは、有効データ、ならびにガードインターバルおよびヌルキャリアを含む無効データからなる。そして、図１に示した復調部５，７は、各々が受信したＯＦＤＭデータに基づいて、各フレームの先頭タイミングでフレーム先頭パルス信号を発生し、各シンボルの先頭タイミングでシンボル先頭パルス信号を発生する。また、復調部５，７は、各シンボル内における有効データの先頭タイミングで有効データ先頭パルス信号を発生する。

図３は、図２に示した各有効データの構成を示す図である。

図３を参照して、各有効データは、さらに、所定の単位でグループ化されたデータにパイロット信号が付加された「セグメント」と称される１３個のデータ単位で構成される。

図４は、図３に示した各セグメントの構成を示す図である。

図４を参照して、各セグメントは、１０８×２^{（Ｍ−１）}（Ｍは、モードを表わし、１，２，３のいずれかの値からなる。）個のキャリアで構成されている。図４では、モード１の場合が示されており、各セグメントは、キャリア０〜キャリア１０７の１０８個のキャリアで構成される。

図５は、図１に示した復調部の構成を概略的に示す機能ブロック図である。

図５を参照して、復調部５，７は、チューナ１１と、Ａ／Ｄ変換部１２と、同期部１３と、高速フーリエ変換部（以下、「ＦＦＴ部」とも称する。）１４と、復調処理部１５とを含む。

チューナ１１は、アンテナ４またはアンテナ６によって受信された無線周波信号を中間周波数にダウンコンバートし、その中間周波の信号をベースバンド信号に変換する。

Ａ／Ｄ変換部１２は、アナログ／デジタル変換を行なうとともに、ヒルベルト変換を用いて実軸（Ｉ軸）成分の信号（同相検波軸信号）および虚軸（Ｑ軸）成分の信号（直交検波軸信号）を生成する。

同期部１３は、クロック再生やシンボル同期などの処理を行ない、以降の各種処理で使用されるクロック信号や、フレーム先頭パルス信号、シンボル先頭パルス信号、および有効データ先頭パルス信号の各パルス信号を生成する。

ＦＦＴ１４は、受信信号に対して高速フーリエ変換を行ない、時間軸データを周波数軸データに変換する。

復調処理部１５は、変調方式に応じた差動復調などの各種復調処理を行なう。また、復調処理部１５は、伝送路の信頼性を示す信頼性情報を生成し、その生成された信頼性情報を受信信号とともに出力する。ここで、信頼性情報は、パイロット信号に含まれるＳＰ（Scattered Pilot）信号や復調コンスタレーションの分散などを用いて算出された各キャリアごとの信頼性の高さに関する情報である。

図６は、実施の形態１による受信装置においてパルス信号が選択される様子を示した図である。この図６では、フレーム先頭パルス信号について代表的に示されているが、シンボル先頭パルス信号および有効データ先頭パルス信号についても同じである。

図６を参照して、時刻Ｔ１〜Ｔ７またはそれらの近傍において、受信信号におけるフレームの先頭が各ブランチＢＲ１，ＢＲ２において受信される。

時刻Ｔ１またはその近傍において、ブランチＢＲ１，ＢＲ２の各々は、フレームの先頭タイミングでフレーム先頭パルス信号を発生し、その発生したフレーム先頭パルス信号をパルス信号選択部２へ出力する。また、時刻Ｔ１において、ブランチＢＲ１，ＢＲ２は、いずれもエラー信号をＬ（論理ロー）レベルでパルス信号選択部２へ出力している。ここで、エラー信号とは、対応するブランチの受信特性を示す信号であり、信号の受信レベルが所定レベルよりも低いときにＨレベルとなる信号である。

したがって、パルス信号選択部２は、ブランチＢＲ１，ＢＲ２から受けるエラー信号に基づいて、いずれのブランチにおいても受信レベルが良好であると判断し、予め基準ブランチとして定められたブランチＢＲ１から受けるフレーム先頭パルス信号を選択する。

時刻Ｔ２においても、ブランチＢＲ１，ＢＲ２は、いずれもエラー信号をＬレベルで出力しており、パルス信号選択部２は、基準ブランチであるブランチＢＲ１から受けるフレーム先頭パルス信号を選択する。

時刻Ｔ２〜Ｔ３の間において、ブランチＢＲ２の受信レベルが悪化し、ブランチＢＲ２は、エラー信号をＨレベルで出力する。そうすると、時刻Ｔ３において、パルス信号選択部２は、ブランチＢＲ１，ＢＲ２から受けるエラー信号に基づいて、受信状態が良好なブランチＢＲ１から受けたフレーム先頭パルス信号を選択する。

時刻Ｔ４においても、ブランチＢＲ１，ＢＲ２は、エラー信号をそれぞれＬレベル，Ｈレベルで出力しており、パルス信号選択部２は、受信状態が良好なブランチＢＲ１から受けたフレーム先頭パルス信号を選択する。

時刻Ｔ４〜Ｔ５の間において、ブランチＢＲ２の受信レベルが良好となる一方、ブランチＢＲ１の受信レベルが悪化し、ブランチＢＲ１，ＢＲ２は、エラー信号をそれぞれＨレベル，Ｌレベルでパルス信号選択部２へ出力する。そうすると、時刻Ｔ５において、パルス信号選択部２は、ブランチＢＲ１，ＢＲ２から受けるエラー信号に基づいて、受信状態が良好なブランチＢＲ２から受けたフレーム先頭パルス信号を選択する。なお、ブランチＢＲ１においては、受信レベルが悪いためにフレーム先頭パルス信号が正常に生成されず、ここでは時間的に大きく遅れたタイミングで生成されている。

時刻Ｔ６においても、ブランチＢＲ１，ＢＲ２は、エラー信号をそれぞれＨレベル，Ｌレベルで出力しており、パルス信号選択部２は、受信状態が良好なブランチＢＲ２から受けたフレーム先頭パルス信号を選択する。

時刻Ｔ６〜Ｔ７の間において、ブランチＢＲ１の受信レベルは良好となり、ブランチＢＲ１，ＢＲ２は、いずれもエラー信号をＬレベルで出力する。したがって、時刻Ｔ７においては、時刻Ｔ１，Ｔ２の場合と同様に、パルス信号選択部２は、基準ブランチであるブランチＢＲ１から受けるフレーム先頭パルス信号を選択する。

図７は、実施の形態１による受信装置においてパルス信号が選択される他の様子を示した図である。この図７においても、フレーム先頭パルス信号について代表的に示されているが、シンボル先頭パルス信号および有効データ先頭パルス信号についても同じである。

図７を参照して、時刻Ｔ１またはその近傍において、ブランチＢＲ１，ＢＲ２の各々は、フレームの先頭タイミングでフレーム先頭パルス信号を発生し、その発生したフレーム先頭パルス信号をパルス信号選択部２へ出力する。また、時刻Ｔ１において、ブランチＢＲ１，ＢＲ２は、いずれもフレーム同期信号をＨレベルでパルス信号選択部２へ出力している。

ここで、フレーム同期信号とは、対応するブランチの受信特性を示す信号であって、各フレームを構成する２０４個のシンボル（以下、各シンボルをシンボル０〜シンボル２０３とする。）のうちシンボル１〜１６にそれぞれ１ビットずつ含まれる１６ビットの伝送多重制御信号（一般に「ＴＭＣＣ（Transmission and Multiplexing Configuration Control）信号」と称され、以下ではＴＭＣＣ信号と称する。）が予めそのＴＭＣＣ信号に割当てられた同期信号と一致するとき、フレーム同期信号はＨレベルとなり、ＴＭＣＣ信号が同期信号と一致しないときは、フレーム同期信号はＬレベルとなる。

時刻Ｔ１，Ｔ２，Ｔ７においては、ブランチＢＲ１，ＢＲ２から出力されるフレーム同期信号は、いずれもＨレベルである。したがって、パルス信号選択部２は、ブランチＢＲ１，ＢＲ２から受けるフレーム同期信号に基づいて、いずれのブランチにおいても受信レベルが良好であると判断し、予め基準ブランチとして定められたブランチＢＲ１から受けるフレーム先頭パルス信号を選択する。

時刻Ｔ３，Ｔ４においては、ブランチＢＲ１，ＢＲ２から出力されるフレーム同期信号は、それぞれＨレベル，Ｌレベルである。したがって、パルス信号選択部２は、ブランチＢＲ１，ＢＲ２から受けるフレーム同期信号に基づいて、受信状態が良好であると判断したブランチＢＲ１から受けたフレーム先頭パルス信号を選択する。

時刻Ｔ５，Ｔ６においては、ブランチＢＲ１，ＢＲ２から出力されるフレーム同期信号は、それぞれＬレベル，Ｈレベルである。したがって、パルス信号選択部２は、ブランチＢＲ１，ＢＲ２から受けるフレーム同期信号に基づいて、受信状態が良好であると判断したブランチＢＲ２から受けたフレーム先頭パルス信号を選択する。

以上のように、この実施の形態１による受信装置１によれば、受信状態の良好なブランチにおいて生成されたパルス信号を選択して後の処理に用いるようにしたので、受信性能および復調性能の劣化を防止することができる。

［実施の形態２］
上述したように、ブランチＢＲ１，ＢＲ２によってそれぞれ受信される受信信号は、１つの信号に対して互いに独立して伝送されたものであり、ダイバーシティ部３に入力される各受信信号は互いに独立している。また、各ブランチＢＲ１，ＢＲ２における各処理で使用されるクロック信号も互いに独立している。したがって、特に移動体通信において信号を受信する場合、いずれかのブランチにおける受信信号に遅延が生じることによって受信信号がブランチ間で時間的に一致せず、ダイバーシティ合成が正常に行なわれなくなる可能性がある。そこで、実施の形態２では、各ブランチ間で受信信号の処理タイミングが調整される。

図８は、この発明の実施の形態２による受信装置の構成を概略的に示す機能ブロック図である。

図８を参照して、受信装置１Ａは、図１に示した実施の形態１による受信装置１の構成において、タイミング調整部８をさらに備える。タイミング調整部８は、フレーム先頭パルス信号、シンボル先頭パルス信号、有効データ先頭パルス信号、および受信特性を示す信号、ならびに上記パルス信号を用いて復調された受信信号の各々をブランチＢＲ１の復調部５およびブランチＢＲ２の復調部７からそれぞれ受け、対応する信号の各々についてタイミングを一致させてパルス信号選択部２へ出力する。

具体的には、たとえば、タイミング調整部８は、各ブランチＢＲ１，ＢＲ２から受ける各信号を各ブランチごとにそれぞれ一時的に記憶し、かつ、信号の書込みおよび読出しを独立して制御可能な複数のメモリを備え、各ブランチごとに個別のタイミングでメモリに書込まれた信号を同じタイミングでメモリから読出してパルス信号選択部２へ出力する。

なお、受信装置１Ａのその他の構成は、実施の形態１による受信装置と同じであるので、その説明は繰返さない。

図９は、実施の形態２による受信装置においてパルス信号が選択される様子を示した図である。なお、この図９では、フレーム先頭パルス信号について代表的に示されているが、シンボル先頭パルス信号および有効データ先頭パルス信号についても同じである。

図９を参照して、時刻Ｔ１またはその近傍において、ブランチＢＲ１，ＢＲ２の各々は、フレームの先頭タイミングでフレーム先頭パルス信号を発生し、その発生したフレーム先頭パルス信号をタイミング調整部８へ出力する。また、時刻Ｔ１において、ブランチＢＲ１，ＢＲ２は、いずれもフレーム同期信号をＨレベルでタイミング調整部８へ出力している。タイミング調整部８は、ブランチＢＲ１，２からそれぞれフレーム先頭パルス信号を受けると、各フレーム先頭パルス信号間の時間的なずれを調整し、時刻Ｔ１において、各フレーム先頭パルス信号のタイミングを一致させてパルス信号選択部２へ出力する。

パルス信号選択部２は、タイミング調整された各フレーム先頭パルス信号をタイミング調整部８から受けると、ブランチＢＲ１，ＢＲ２からタイミング調整部８を介して受けるフレーム同期信号がいずれもＨレベルであることから、そのフレーム同期信号に基づいていずれのブランチにおいても受信レベルが良好であると判断し、予め基準ブランチとして定められたブランチＢＲ１において生成されたフレーム先頭パルス信号を選択する。

時刻Ｔ２においても、ブランチＢＲ１，ＢＲ２からタイミング調整部８を介して受けるフレーム同期信号は、いずれもＨレベルであり、パルス信号選択部２は、基準ブランチであるブランチＢＲ１において生成されたフレーム先頭パルス信号を選択する。

時刻Ｔ３において、タイミング調整部８は、ブランチＢＲ１，２からそれぞれ受けるフレーム先頭パルス信号間の時間的なずれを調整し、各フレーム先頭パルス信号のタイミングを一致させてパルス信号選択部２へ出力する。

パルス信号選択部２は、タイミング調整された各フレーム先頭パルス信号をタイミング調整部８から受けると、ブランチＢＲ１，ＢＲ２からタイミング調整部８を介して受けるフレーム同期信号がそれぞれＨレベル，Ｌレベルであることから、そのフレーム同期信号に基づいて受信状態が良好であると判断したブランチＢＲ１において生成されたフレーム先頭パルス信号を選択する。

時刻Ｔ４においては、ブランチＢＲ２の受信状態が悪化しており、ブランチＢＲ２においてフレーム先頭パルス信号が生成されていない。しかしながら、ブランチＢＲ２からタイミング調整部８を介して受けるフレーム同期信号がＬレベルであるので、パルス信号選択部２は、受信状態が良好なブランチＢＲ１において生成されたフレーム先頭パルス信号を選択する。

時刻Ｔ５，Ｔ６においては、ブランチＢＲ１の受信状態が悪化しており、ブランチＢＲ１においてフレーム先頭パルス信号が異常なタイミングで生成されている。このため、タイミング調整部８は、各フレーム同期信号のタイミングを調整することができず、所定の時間経過後、ブランチＢＲ２から受けたフレーム同期信号をパルス信号選択部２へ出力する。

そして、パルス信号選択部２は、ブランチＢＲ１，ＢＲ２からタイミング調整部８を介して受けるフレーム同期信号に基づいて、受信状態が良好なブランチＢＲ２において生成されたフレーム先頭パルス信号を選択する。

時刻Ｔ６〜Ｔ７の間において、ブランチＢＲ１の受信レベルは良好となり、ブランチＢＲ１，ＢＲ２から出力されるフレーム同期信号は、いずれもＨレベルになる。

したがって、時刻Ｔ７においては、時刻Ｔ１，Ｔ２の場合と同様に、パルス信号選択部２は、基準ブランチであるブランチＢＲ１において生成され、かつ、タイミング調整されたフレーム先頭パルス信号を選択する。

以上のように、この実施の形態２による受信装置１Ａによれば、受信状態の良好なブランチにおいて生成されたパルス信号を選択するとともに、各ブランチ間の信号のタイミングずれを調整できるようにしたので、受信性能が向上する。

［実施の形態３］
実施の形態３では、各ブランチの復調部の段階でシンボル先頭パルス信号および有効データ先頭パルス信号が生成されないことはなく（全てのブランチにおいてパルス信号が生成されない場合を除く。）、全てのブランチにおいて復調処理が行なわれる。したがって、基準ブランチ以外のブランチにおいて上記パルス信号が生成されないことによる受信性能の劣化の可能性が排除される。

図１０は、この発明の実施の形態３による受信装置の全体構成を概略的に示す機能ブロック図である。

図１０を参照して、受信装置１Ｂは、ブランチＢＲ１，ＢＲ２と、パルス信号選択部２Ａと、ダイバーシティ部３と、クロック共通化部９と、三角波合成部１０とを備える。ブランチＢＲ１は、アンテナ４と、復調部５Ａとを含み、ブランチＢＲ２は、アンテナ６と、復調部７Ａとを含む。

ブランチＢＲ１において、復調部５Ａは、図１に示した復調部５と同様に、アンテナ４によって受信された無線周波信号を受け、その無線周波信号に基づいて、フレーム先頭パルス信号、シンボル先頭パルス信号、有効データ先頭パルス信号、および受信特性を示す信号を生成し、その生成された各信号および上記パルス信号を用いて復調された受信信号をパルス信号選択部２Ａへ出力する。

ここで、復調部５Ａは、内部で発生したクロック信号をクロック共通化部９へ出力し、クロック共通化部９から共通クロック信号を受ける。そして、復調部５Ａは、その共通クロック信号を用いて各処理を実行する。

また、復調部５Ａは、受信信号におけるシンボルの先頭を検出するために生成される三角波信号を共通クロック信号を用いて生成し、その生成された三角波信号を三角波合成部１０へ出力する。そして、復調部５Ａは、三角波合成部１０から合成三角波信号を受け、その合成三角波信号を用いてシンボル先頭パルス信号および有効データ先頭パルス信号を生成する。復調部５Ａにおける三角波信号の生成方法については、後ほど説明する。

ブランチＢＲ２においては、復調部７Ａは、図１に示した復調部７と同様に、ブランチＢＲ１によって受信される無線周波信号とは独立してアンテナ６によって受信された無線周波信号を受け、その無線周波信号に基づいて、ブランチＢＲ２によって受信された受信信号に対するフレーム先頭パルス信号、シンボル先頭パルス信号、有効データ先頭パルス信号、および受信特性を示す信号を生成し、その生成された各信号および上記パルス信号を用いて復調された受信信号をパルス信号選択部２Ａへ出力する。

ここで、復調部７Ａも、内部で発生したクロック信号をクロック共通化部９へ出力し、ブランチＢＲ１に出力されたものと同じ共通クロック信号をクロック共通化部９から受ける。そして、復調部７Ａは、その共通クロック信号を用いて各処理を実行する。

また、復調部７Ａは、ブランチＢＲ２によって受信された受信信号におけるシンボルの先頭を検出するために生成される三角波信号を共通クロック信号を用いて生成し、その生成した三角波信号を三角波合成部１０へ出力する。そして、復調部７Ａは、ブランチＢＲ１に出力されたものと同じ合成三角波信号を三角波合成部１０から受け、その受けた合成三角波信号を用いてシンボル先頭パルス信号および有効データ先頭パルス信号を生成する。

クロック共通化部９は、ブランチＢＲ１の復調部５ＡおよびブランチＢＲ２の復調部７Ａからそれぞれクロック信号を受け、両クロック信号を共通化した共通クロック信号を復調部５Ａ，７Ａへ出力する。

三角波合成部１０は、ブランチＢＲ１の復調部５ＡおよびブランチＢＲ２の復調部７Ａからそれぞれ三角波信号を受け、それらの三角波信号を重み付け加算した合成三角波信号を生成して復調部５Ａ，７Ａへ出力する。

パルス信号選択部２Ａは、復調部５Ａ，７Ａからそれぞれ受ける受信特性を示す信号に基づいて、復調部５Ａ，７Ａからそれぞれ受けるフレーム先頭パルス信号について選択処理を行なう。また、パルス信号選択部２Ａは、復調部５Ａ，７Ａからそれぞれ受ける受信信号をダイバーシティ部３へ出力する。なお、このパルス信号選択部２Ａは、「信号選択部」を構成する。

図１１は、図１０に示した復調部の構成を示す機能ブロック図である。

図１１を参照して、復調部５Ａ，７Ａは、図５に示した実施の形態１における復調部５，７の構成において、同期部１３に代えて同期部１３Ａを含む。同期部１３Ａは、クロック再生やシンボル同期などの処理を行ない、クロック信号、ならびにフレーム先頭パルス信号、シンボル先頭パルス信号、および有効データ先頭パルス信号の各パルス信号を生成する。ここで、同期部１３Ａは、三角波合成部１０から受ける合成三角波信号を用いてシンボル先頭パルス信号および有効データ先頭パルス信号を生成する。

以下、具体的に説明すると、同期部１３Ａは、生成したクロック信号をクロック共通化部９へ出力し、クロック共通化部９から共通クロック信号を受ける。同期部１３Ａは、その共通クロック信号を用いて三角波信号を生成し、その生成された三角波信号を三角波合成部１０へ出力する。そして、同期部１３Ａは、三角波合成部１０から合成三角波信号を受け、その合成三角波信号を用いてシンボル先頭パルス信号および有効データ先頭パルス信号を生成する。

なお、同期部１３Ａのその他の構成は、図５に示した同期部１３と同じであるので、その説明は繰返さない。

図１２は、図１１に示した同期部において生成される三角波信号を説明するための図である。

図１２を参照して、Ａ／Ｄ変換部１２から出力されるＯＦＤＭデータの各シンボルは、ガードインターバルＧＩｎと有効シンボル（Ｓｎ＋ＧＩｎ’）とからなる（ｎは自然数）。ガードインターバルＧＩｎは、有効シンボルの後半部分ＧＩｎ’を複写することによって生成される。そして、同期部１３Ａは、Ａ／Ｄ変換部１２から出力されるＯＦＤＭデータと、そのＯＦＤＭデータを有効シンボル期間だけ遅延させた信号との相関をとり、その相関データを移動平均処理することによって、各シンボルの区切りにおいてピークを有する三角波を含む三角波信号を生成する。この三角波のピークは、シンボルの先頭に現われるので、これに基づいてシンボル先頭パルス信号および有効データ先頭パルス信号を生成することができる。

図１３は、図１０に示した三角波合成部において生成される合成三角波信号を説明するための図である。

図１３を参照して、三角波合成部１０は、ブランチＢＲ１，ＢＲ２からそれぞれ受ける三角波信号を重み付け加算して合成三角波信号を生成する。したがって、いずれかのブランチにおいて三角波が生成されない場合においても、各シンボルの先頭においてピークを有する合成三角波が三角波合成部１０からそのブランチへ供給される。

再び図１０を参照して、この受信装置１Ｂにおいては、各ブランチＢＲ１，ＢＲ２のクロック信号がクロック共通化部９によって共通化され、各ブランチＢＲ１，ＢＲ２の同期部１３Ａにおいて、同じタイミングで三角波信号の生成が行なわれる。そして、三角波合成部１０は、復調部５Ａ，７Ａの各同期部１３Ａからそれぞれ三角波信号を受け、それらを重み付け加算して各ブランチＢＲ１，ＢＲ２へ出力するので、いずれかのブランチにおいて受信状態が悪化しているためにそのブランチにおいて三角波信号が生成されなかった場合でも、三角波合成部１０からそのブランチへ合成三角波信号が供給される。

したがって、各ブランチＢＲ１，ＢＲ２においては、共通の合成三角波信号に基づいてシンボル先頭パルス信号および有効データパルス信号が生成されるので、これらのパルス信号が生成されないことはなく、かつ、これらのパルス信号は、各ブランチＢＲ１，ＢＲ２間でタイミングが一致している。すなわち、この受信装置１Ｂにおいては、シンボル先頭パルス信号および有効データパルス信号については、復調部の段階でパルス信号の選択（合成）が行なわれ、かつ、タイミング調整が行なわれる。

一方、フレーム先頭パルス信号については、パルス信号選択部２Ａにおいて、各ブランチからそれぞれ受ける受信特性を示す信号に基づいてその選択が行なわれる。

図１４は、実施の形態３による受信装置においてパルス信号が選択される様子を示した図である。

図１４を参照して、時刻Ｔ１〜Ｔ７またはそれらの近傍において、受信信号におけるフレームの先頭が各ブランチＢＲ１，ＢＲ２において受信される。

時刻Ｔ１，Ｔ２，Ｔ７においては、ブランチＢＲ１，ＢＲ２から出力されるフレーム同期信号がいずれもＨレベルであるので、パルス信号選択部２Ａは、ブランチＢＲ１，ＢＲ２から受けるフレーム同期信号に基づいていずれのブランチにおいても受信レベルが良好であると判断し、予め基準ブランチとして定められたブランチＢＲ１から受けるフレーム先頭パルス信号を選択する。

時刻Ｔ３，Ｔ４においては、ブランチＢＲ１，ＢＲ２から出力されるフレーム同期信号がそれぞれＨレベル，Ｌレベルであるので、パルス信号選択部２Ａは、ブランチＢＲ１，ＢＲ２から受けるフレーム同期信号に基づいて、受信状態が良好であると判断したブランチＢＲ１から受けたフレーム先頭パルス信号を選択する。

時刻Ｔ５，Ｔ６においては、ブランチＢＲ１，ＢＲ２から出力されるフレーム同期信号がそれぞれＬレベル，Ｈレベルであるので、パルス信号選択部２Ａは、ブランチＢＲ１，ＢＲ２から受けるフレーム同期信号に基づいて、受信状態が良好であると判断したブランチＢＲ２から受けたフレーム先頭パルス信号を選択する。

一方、シンボル先頭パルス信号は、各ブランチＢＲ１，ＢＲ２において生成されるフレーム同期信号の論理レベルに拘わらず、各ブランチにおいて共通する合成三角波信号に基づいて、各ブランチＢＲ１，ＢＲ２において同じタイミングで生成される。

なお、上記においては、共通化クロック信号は、各ブランチにおいて生成されたクロック信号がクロック共通化部９によって共通化されることによって生成されるものとしたが、共通化クロック信号の生成方法については、このような方法に限られるものではなく、復調部５Ａ，７Ａとは独立して設けられるクロック信号生成部において発生されたクロック信号を各ブランチにおいて共通に使用するようにしてもよい。

以上のように、実施の形態３による受信装置１Ｂによれば、各ブランチＢＲ１，ＢＲ２における受信状態の良否に拘わらず、各ブランチＢＲ１，ＢＲ２においてシンボル先頭パルス信号および有効データ先頭パルス信号が同じタイミングで常時生成されるので、いずれかのブランチにおいて上記の各パルス信号が生成されないことによる受信性能の劣化の可能性を排除することができる。

なお、上記においては、パルス信号選択部２およびダイバーシティ部３は、復調部５，７の後段に備えられるが、ダイバーシティ部３は、クロック信号および各パルス信号が生成される同期部１３よりも後段に位置していればどこに備えられていてもよく、また、パルス信号選択部２は、同期部１３とダイバーシティ部３との間であればどこに備えられていてもよい。ダイバーシティ受信を行なう場合にどこまで複数系統の受信機能を備えるかは、受信装置の回路規模と性能とのトレードオフによって決まるものであり、また、パルス信号選択部２は、各パルス信号が生成される同期部１３と選択されたパルス信号が用いられるダイバーシティ部３との間であれば、設置箇所がダイバーシティ部３の直前に限られるものではないからである。実施の形態３におけるパルス信号選択部２Ａおよびダイバーシティ部３についても同様である。

また、上記においては、ブランチの数が２つの場合について示したが、ブランチの数は２つに限られるものではなく、３つ以上であってもよい。

また、上記においては、受信特性を示す信号としてエラー信号およびフレーム同期信号との場合について示したが、受信特性を示す信号としては、これらの信号に限られるものではない。上述したエラー信号およびフレーム同期信号は、いずれも信号の論理状態によって受信状態の良否が表わされたが、受信状態を数値で表現し、パルス信号選択部において各ブランチのその数値を比較して最も数値の大きいブランチのパルス信号を選択するなどしてもよい。

また、ＯＦＤＭデータの受信形態は、移動体通信において一般的な１セグメント受信であってもよく、１３セグメント全てを用いるものであってもよい。

さらに、上記においては、変調方式がＯＦＤＭ方式の場合について示したが、変調方式は、ＯＦＤＭ方式に限られるものではなく、伝送信号が所定の単位でグループ化されており、受信装置においてそのデータ単位を識別する信号が発生されるものであれば、その他の変調方式であってもよい。

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明による受信装置は、特に、移動体受信などにおいてダイバーシティ方式によって信号受信を行なうダイバーシティ受信装置に適用することができる。また、移動体受信に限られることなく、一般のダイバーシティ受信装置においても適用することができる。

この発明の実施の形態１による受信装置の構成を概略的に示す機能ブロック図である。 ＯＦＤＭデータの構成を説明するための図である。 図２に示す各有効データの構成を示す図である。 図３に示す各セグメントの構成を示す図である。 図１に示す復調部の構成を概略的に示す機能ブロック図である。 実施の形態１による受信装置においてパルス信号が選択される様子を示した図である。 実施の形態１による受信装置においてパルス信号が選択される他の様子を示した図である。 この発明の実施の形態２による受信装置の構成を概略的に示す機能ブロック図である。 実施の形態２による受信装置においてパルス信号が選択される様子を示した図である。 この発明の実施の形態３による受信装置の全体構成を概略的に示す機能ブロック図である。 図１０に示す復調部の構成を示す機能ブロック図である。 図１１に示す同期部において生成される三角波信号を説明するための図である。 図１０に示す三角波合成部において生成される合成三角波信号を説明するための図である。 実施の形態３による受信装置においてパルス信号が選択される様子を示した図である。 ダイバーシティ受信を行なう従来の受信装置の一般的な構成を概略的に示す機能ブロック図である。

符号の説明

１，１Ａ，１Ｂ，１００ 受信装置、２，２Ａ パルス信号選択部、３，１０１ ダイバーシティ部、４，６，１０２，１０４ アンテナ、５，７，５Ａ，７Ａ，１０３，１０５ 復調部、１１ チューナ、１２ Ａ／Ｄ変換部、１３，１３Ａ 同期部、１４ ＦＦＴ部、１５ 復調処理部、８ タイミング調整部、９ クロック共通化部、１０ 三角波合成部、ＢＲ１，ＢＲ２ ブランチ。

Claims (3)

1. 直交周波数分割多重方式によって変調された受信信号を構成する連続したデータ群の各々の先頭を示す第１の信号を各々が生成する複数の復調部と、
   前記受信信号が正常に受信された復調部から受ける前記第１の信号を用いて、前記複数の復調部によってそれぞれ受信された複数の受信信号をダイバーシティ合成して出力するダイバーシティ部と、
   前記複数の復調部の各々から前記第１の信号を受け、前記受信信号が正常に受信された復調部から受けた前記第１の信号を選択して前記ダイバーシティ部へ出力する信号選択部を備え、
   前記複数の復調部の各々は、前記受信信号の受信特性を示す第２の信号をさらに生成し、
   前記信号選択部は、前記複数の復調部の各々から前記第２の信号をさらに受け、前記第２の信号に基づいて、前記受信信号が正常に受信された復調部から受けた前記第１の信号を選択し、
   前記第１の信号は、前記変調信号を構成するフレームの先頭を示すフレーム先頭パルス信号、前記フレームを構成する複数のシンボルの各々の先頭を示すシンボル先頭パルス信号、および前記複数のシンボルの各々に含まれる有効データ区間の先頭を示す有効データ先頭パルス信号のいずれかであり、
   前記複数の復調部の各々は、前記フレーム先頭パルス信号、前記シンボル先頭パルス信号、および前記有効データ先頭パルス信号のうち、前記第１の信号を除く少なくとも１つのパルス信号をさらに生成し、
   前記信号選択部は、前記少なくとも１つのパルス信号を前記複数の復調部の各々からさらに受け、前記第２の信号に基づいて、前記受信信号が正常に受信された復調部から受ける前記少なくとも１つのパルス信号をさらに選択し、
   前記ダイバーシティ部は、前記信号選択部によって選択された前記第１の信号および前記少なくとも１つのパルス信号を用いて、前記複数の復調部によってそれぞれ受信された前記受信信号をダイバーシティ合成して出力する、ダイバーシティ受信装置。
   
2. 前記ダイバーシティ部の前段に設けられ、前記複数の復調部によってそれぞれ生成された前記第１の信号および前記少なくとも１つのパルス信号、ならびに前記複数の復調部によってそれぞれ受信された前記受信信号を受け、その受けた複数の前記受信信号のタイミングを一致させて出力し、複数の前記第１の信号および複数の前記少なくとも１つのパルス信号のタイミングをそれぞれ一致させて出力するタイミング調整部をさらに備える、請求項１に記載のダイバーシティ受信装置。
   
3. 前記複数の復調部の各々において用いられる共通クロック信号を生成するクロック共通化部と、
   前記複数の復調部の各々において前記シンボル先頭パルス信号を発生するために生成される三角波信号を前記複数の復調部の各々から受け、その受けた三角波信号を合成した合成三角波信号を前記複数の復調部の各々に出力する三角波合成部とをさらに備え、
   前記複数の復調部の各々は、前記共通クロック信号に基づいて動作し、前記受信信号に基づいて前記三角波信号を生成して前記三角波合成部へ出力し、前記三角波合成部から受ける前記合成三角波信号を用いて前記シンボル先頭パルス信号および／または前記有効データ先頭パルス信号を生成する、請求項１に記載のダイバーシティ受信装置。
   

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