JP4573858B2 - ダイバーシティ受信装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数本のアンテナを備えた移動体通信などに有用なダイバーシティ受信装置に関するものである。

移動体通信などに有用なダイバーシティ受信装置として、たとえば特許文献１〜４に記載のものが知られている。

特許文献１、２には、受信信号から遅延波を主成分とする信号を分離することで、高い受信品質を確保することができるダイバーシティ受信装置が示されている。特許文献１、２では、複数のアンテナにより受信した複数の受信信号を合成し、各受信信号からその合成した信号を差し引くことにより、遅延波を主成分とする信号を生成している。

特許文献３には、受信信号を複数の周波数帯域に分割し、それぞれの周波数帯域ごとに分割された受信信号を重み付けして合成し、その周波数帯域ごとの合成信号を結合するダイバーシティ受信装置が示されている。周波数帯域ごとの信号レベルが平準化されるため、特許文献３によるダイバーシティ受信装置によると、マルチパスによる周波数選択性フェージングの影響が軽減され、受信品質が改善される。

特許文献４には、ダイバーシティ受信装置が車両に搭載されている場合に、車両の速度によって受信信号を合成する組み合わせを切り換えることで、通信品質を向上することができる旨が示されている。具体的には、車両の左前、右前、左後、右後の４ヶ所にアンテナを配置し、車両の速度が所定の速度よりも速い場合には、左前と右前のアンテナの受信信号の組、左後と右後のアンテナの受信信号の組でそれぞれ合成し、車両の速度が所定の速度よりも遅い場合には、左前と左後のアンテナの受信信号の組、右前と右後のアンテナの受信信号の組でそれぞれ合成することが示されている。
特開２００３−１７４３９１ 特開２００４−１２０３３４ 特開２００４−２２１８０８ 特開２００６−２６１８１５

特許文献１によると、受信電力の大きい第１の方向から到来する所望波だけをより高純度で抽出することができる。また、特許文献２によると、第１の方向に指向性を有する特性で抽出した第１波と、第１の方向に指向性を有しない特性で抽出した第２波とをキャリア毎に合成しているので、遅延波も利用されている。しかしながら、両文献共に、得られる信号は１種類であり、移動体通信などのように、電波の到来方向、所望波と遅延波の強度比、遅延波の遅延時間などが頻繁に変化する環境の場合には、安定して高品質の受信を実現することはできない。

また、特許文献３によると、遅延波の遅延時間が長い環境においても、所望波の抽出が精度良く行われるが、得られる信号は１種類であるので、移動体通信などのように、電波の到来方向、所望波と遅延波の強度比が頻繁に変化する環境の場合には、安定して高品質の受信を実現することはできない。

また、特許文献４によると、移動体の走行速度に応じて、合成するアンテナを切換ているので、低速走行と高速走行とにかかわらず、より高品質の受信が可能である。しかしながら、各アンテナの信号を合成するのに、最大比合成又は等利得合成をするだけであるので、最大電力を有する到来波だけが抽出されている。したがって、移動体通信などのように、電波の到来方向、所望波と遅延波の強度比、遅延波の遅延時間などが頻繁に変化する環境の場合には、合成するアンテナの切換だけでは、安定して高品質の受信を実現することはできない。

よって、上記のいずれの技術においても、移動体通信などのように、電波環境が目まぐるしく変化するような場合において、受信品質の高い受信状態をより長く維持することはできない。

そこで本発明の目的は、到来する所望波の方向とその遅延波の方向とが、それぞれ、時間的に頻繁に変化し、かつ、それらの電波の電力が、時間的に頻繁に変化するような移動体通信環境においても、高品質の通信を保持できるようにすることである。

第１の発明は、Ｎ本（Ｎ≧２）のアンテナを有するダイバーシティ受信装置において、各アンテナで受信したＮ個の第１主波から遅延波を主成分とするＮ個の第２主波を生成する第２主波生成手段と、各第１主波および各第２主波をそれぞれ複数の周波数帯域ごとに分割する帯域分割手段と、分割された各周波数帯域ごとに、第１主波および第２主波を合わせた計２Ｎ個の信号を２つの組に組み合わせる信号変換部と、２つの組のうち一方を重み付けして合成し、第１合成信号を出力する第１合成手段と、２つの組のうち他方を重み付けして合成し、第２合成信号を出力する第２合成手段と、各周波数帯域ごとの第１合成信号を合成する第１帯域間合成手段と、各周波数帯域ごとの第２合成信号を合成する第２帯域間合成手段とを有することを特徴とするダイバーシティ受信装置である。

また、第２の発明は、Ｎ本（Ｎ≧２）のアンテナを有するダイバーシティ受信装置において、各アンテナで受信したＮ個の第１主波から遅延波を主成分とするＮ個の第２主波を生成する第２主波生成手段と、第１主波および第２主波を合わせた計２Ｎ個の信号を２つの組に組み合わせる信号変換部と、信号変換部の出力する各組の各出力を、それぞれ、複数の周波数帯域ごとに分割する帯域分割手段と、分割された各周波数帯域ごとに、帯域分割手段の出力する２つの組のうち一方を重み付けして合成し、第１合成信号を出力する第１合成手段と、分割された周波数帯域ごとに、帯域分割手段の出力する２つの組のうち他方を重み付けして合成し、第２合成信号を出力する第２合成手段と、各周波数帯域ごとの第１合成信号を合成する第１帯域間合成手段と、各周波数帯域ごとの第２合成信号を合成する第２帯域間合成手段とを有することを特徴とするダイバーシティ受信装置である。

第１、第２の発明において、第１主波、第２主波は、帯域分割を行う前の段階で生成される。また、第１発明は、帯域分割の後に、分割された各周波数帯域毎に、各アンテナ系統の処理信号の組合せが決定されて、最大比合成や等利得合成などにより合成される。第２発明は、これに対して、帯域分割の前に、各アンテナ系統の処理信号の組合せが決定される。そして、組み合わされた各アンテナ系統の処理信号に対して、帯域分割が行われ、各周波数帯域毎に、最大比合成や等利得合成などにより合成が行われる。要するに、第１発明と第２発明とでは、帯域分割手段と信号変換部の位置関係が異なる。

上記の両発明において、計２Ｎ個の第１主波および第２主波を２つの組に分ける組み合わせは任意である。必ずしもＮ個の信号の組とＮ個の信号の組とに分ける必要はなく、２つの組の信号の合計が２Ｎ個となるようにする必要はない。たとえば、１６個の信号から８個を選択し、その８個を５個の組と３個の組に分けるように組み合わせを選んでもよい。また、上記において、第１主波は、各アンテナで受信された受信信号そのものを意味し、第２主波は、所望波の遅延波を意味している。また、上記の発明において、第１主波、第２主波を用いて、第１合成信号、第２合成信号が得られるが、これらの信号は、少なくとも２つの信号であれば良く、３以上であっても良い。すなわち、第２主波と異なる遅延時間を有し、電力が第２主波の次に大きい第３主波を生成すれば、３つの信号を用いて、第１、第２、第３合成信号を得ることができる。

第３の発明は、第１の発明または第２の発明において、信号変換部は、いくつかの２つの組に分ける組み合わせのなかから１つを選択して組み合わせを切り換える合成モード切換手段を有することを特徴とするダイバーシティ受信装置である。

第４の発明は、第１の発明ないし第３のいずれかの発明において、第２主波生成手段は、Ｎ個の第１主波に重み付けを行い合成して合成波を生成し、各第１主波から合成波成分を差し引くことによりＮ個の第２主波を生成することを特徴とするダイバーシティ受信装置である。

第５の発明は、第１の発明から第４のいずれかの発明において、信号変換部は、２つの組それぞれが、少なくとも第１主波と第２主波の両方を含むように組み合わせることを特徴とするダイバーシティ受信装置である。

第６の発明は、第１の発明から第５のいずれかの発明において、信号変換部は、各第１主波から各第２主波を差し引く減算器を有し、減算器の出力する信号および第２主波を合わせた計２Ｎ個の信号を２つの組に組み合わせることを特徴とするダイバーシティ受信装置である。

第７の発明は、第１の発明から第５のいずれかの発明において、信号変換部は、各第１主波から各第２主波を差し引く減算器を有し、減算器の出力する信号および第１主波を合わせた計２Ｎ個の信号を２つの組に組み合わせることを特徴とするダイバーシティ受信装置である。

第８の発明は、第１の発明から第７のいずれかの発明において、ダイバーシティ受信装置は移動体に搭載され、Ｎ本のアンテナは、移動体の進行方向に対して前方と後方に配置され、信号変換部は、前方に配置されたアンテナからの信号の組と、後方に配置されたアンテナからの信号の組との２つの組に組み合わせることを特徴とするダイバーシティ受信装置である。

第１の発明では、第１主波から第２主波を分離生成したあとに、第１主波および第２主波を周波数帯域ごとに分割して、分割された周波数帯域毎に、各アンテナ系統の処理信号を選択して合成し、この合成信号が少なくとも２種類得られる。したがって、到来する所望波の方向とその遅延波の方向とが、それぞれ、時間的に頻繁に変化し、かつ、それらの電波の電力が、時間的に頻繁に変化するような移動体通信環境においても、高品質の通信を保持できる。
また、第２発明では、第１主波から第２主波を分離生成したあとに、各アンテナ系統の処理信号を選択して、２つの組に分割し、その後、各組のアンテナ系統の信号に対して、周波数帯域ごとに分割した後に、周波数帯域毎に合成している。したがって、第１発明と同様に、到来する所望波の方向とその遅延波の方向とが、それぞれ、時間的に頻繁に変化し、かつ、それらの電波の電力が、時間的に頻繁に変化するような移動体通信環境においても、高品質の通信を保持できる。さらに受信品質が高いダイバーシティ受信装置を実現することができる。

また、第３の発明によると、合成モード切換手段により、使用される環境や、時間的に変動する環境に合わせて最適な組み合わせを選択し、変更することで、より長時間安定して高い受信品質を確保することができる。

また、第４の発明によると、第１主波から遅延波を主成分とするＮ個の第２主波を分離、生成することができる。

また、第５の発明によると、たとえ遅延波がなく第２主波の出力がなくとも第１合成信号と第２合成信号の出力があるので、第１合成信号と第２合成信号の出力が安定する。

また、第６、７の発明によると、信号間の相関を下げる、すなわち、異なる方向から到来する２つの波を抽出して、各アンテナ系統のそれらの波の選択的に組合せて、第１合成信号と第２合成信号とを得ているので、より移動体環境における電波の受信を受信品質に行うことができる。

また、第８の発明によると、前方に配置されたアンテナからの信号同士、後方に配置されたアンテナからの信号同士で合成されるため、移動体の移動によって生じるドップラー効果の影響が軽減される。

以下、本発明の具体的な実施例を図を参照しながら説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。

図１は、実施例１のダイバーシティ受信装置１の構成を示すブロック図である。ダイバーシティ受信装置１は、大きく分けてフロントエンド部Ａとバックエンド部Ｂの２つの部分で構成されている。以下、図１を参照に具体的に説明する。

ダイバーシティ受信装置１のフロントエンド部Ａは、アンテナＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、受信機１１、１２、１３、１４、第２主波生成手段２０、帯域分割手段３１、３２、信号変換部４０、合成器５１、５２、５３、５４、５５、５６、６１、６２、で構成されている。第２主波生成手段２０は、合成器２１、減算器２２で構成されている。合成器５１、５２、５３は、本発明の第１合成手段に相当し、合成器５４、５５、５６は、本発明の第２合成手段に相当している。また、合成器６１は、本発明の第１帯域間合成手段に相当し、合成器６２は、本発明の第２帯域間合成手段に相当している。帯域分割手段３１、３２は、入力信号をローバンド、ミドルバンド、ハイバンドの３帯域に分割して出力する。合成器５１、５４はローバンド、合成器５２、５５はミドルバンド、合成器５３、５６はハイバンド、の信号の合成に用いる。

ダイバーシティ受信装置１は車両に搭載され、アンテナＡ１は車両の右前、アンテナＡ２は車両の左前、アンテナＡ３は車両の右後、アンテナＡ４は車両の左後に配置されている。

次に、ダイバーシティ受信装置１の動作について説明する。各アンテナＡ１〜Ａ４で受信された信号は、各受信機１１〜１４においてダウンコンバージョン、Ａ／Ｄ変換、直交復調されて、Ｉ成分、Ｑ成分から成る各第１主波ｘ１、ｘ２、ｘ３、ｘ４として出力され、また、出力はオートゲインコントロールにより制御される。各第１主波は各アンテナで受信されたままの信号であり、特定方向から到来した所望波の抽出を行っていない最も電力の高い信号である。その後、第１主波ｘ１〜ｘ４は、帯域分割手段３１および第２主波生成手段２０に入力される。

第２主波生成手段２０では、次のようにして第２主波ｙ１、ｙ２、ｙ３、ｙ４を生成する。まず、合成器２１において、入力された各アンテナ系統の第１主波ｘ１〜ｘ４に重み係数により重み付けして合成し、合成波を生成する。重み付け合成は、合成信号と各アンテナ系統の信号との相互相関が高くなるように重み係数が決定される。したがって、この合成信号は、最大電力を有する波を抽出するように指向性が制御される、すなわち、所望波が得られることになる。この合成方法は、最大比合成、等利得合成などとして良く知られた方法である。次に、減算器２２において、第１主波ｘ１〜ｘ４から合成波成分（合成波に重み係数の複素共役をかけたもの）を差し引くことにより、第２主波ｙ１〜ｙ４を生成する。合成波は所望波を主成分とするものであるから、受信信号から所望波を減算すれば、残りの遅延波が得られる。したがって、第２主波は、所望波が遅延して受信された遅延波を主成分とする信号となる。重み係数の複素共役を用いるのは、合成信号からその合成信号に対応する各アンテナ系統の成分に変換するためである。その後、第２主波ｙ１〜ｙ４は、帯域分割手段３２に入力される。

帯域分割手段３１に入力された第１主波ｘ１〜ｘ４、および帯域分割手段３２に入力された第２主波ｙ１〜ｙ４は、それぞれ、ローバンド、ミドルバンド、ハイバンドの３帯域に分割されて出力される。

このように、本発明のダイバーシティ受信装置１では、第１主波から遅延波を主成分とする第２主波を分離、生成したのち、第１、２主波を、それぞれ、別々に帯域分割している。そのため、第２主波を分離生成することにより、遅延波を情報源として用いることができる利点と、帯域分割して合成することによる耐周波数フェージング性が高くなるという利点の双方を引き出すことができるので、到来方向や、電力の変動が時間的に変換する移動体環境においても、より受信品質を改善することができる。

以下ではローバンドでの信号変換部４０、合成器５１、５４における信号処理について、図２を参照に説明する。ローバンドの第１主波ｘ１〜ｘ４、第２主波ｙ１〜ｙ４は、信号変換部４０において信号の組み合わせが変更され、ｘ１、ｘ２、ｙ３、ｙ４の組と、ｙ１、ｙ２、ｘ３、ｘ４の組に分けられる。そして、ｘ１、ｘ２、ｙ３、ｙ４は合成器５１に、ｙ１、ｙ２、ｘ３、ｘ４は合成器５４に入力される。合成器５１では、ｘ１、ｘ２、ｙ３、ｙ４に重み係数による重み付けがされて合成され、第１合成信号が出力される。すなわち、第１合成信号と各信号ｘ１、ｘ２、ｙ３、ｙ４とのそれぞれの相互相関が大きくなるように重み係数が決定される。この重み係数を決定する方法は、最大比合成、等利得合成などとして良く知られている。また、合成器５４では、ｙ１、ｙ２、ｘ３、ｘ４に重み係数による重み付けがされて合成され、第２合成信号が出力される。すなわち、第２合成信号と各信号ｙ１、ｙ２、ｘ３、ｘ４とのそれぞれの相互相関が大きくなるように重み係数が決定される。以下ではｘ１、ｘ２、ｙ３、ｙ４の組と、ｙ１、ｙ２、ｘ３、ｘ４の組による合成を合成モード１と呼ぶこととする。

この合成モード１は、図３のような第１主波ｘ１〜ｘ４を合成器５１で合成し、第２主波ｙ１〜ｙ４を合成器５４で合成する場合（以下、合成モード０と呼ぶ）と比較して、次のような利点がある。合成モード０では、第１主波同士、第２主波同士で合成するため、第２合成信号の出力は第２主波のみに左右され、第２主波の出力がない場合には第２合成信号が生成されず、出力が安定しない。これに対して合成モード１では、合成器５１、５４の双方に第１主波が入力されるため、第２主波の有無によらず第１、２合成信号が生成され、出力が安定している。

ミドルバンド、ハイバンドにおいても同様に、合成モード１で第１、２主波が合成される。ミドルバンドでは合成器５２、５５で第１、２合成信号が出力され、ハイバンドでは合成器５３、５６で第１、２合成信号が出力される。

合成器５１〜５３の出力するローバンド、ミドルバンド、ハイバンドの３帯域の第１合成信号は、合成器６１に入力され、合成器５４〜５６の出力するローバンド、ミドルバンド、ハイバンドの３帯域の第２合成信号は、合成器６２に入力される。合成器６１では、３帯域の第１合成信号を両者で位相整合させて合成して出力し、合成器６２では、３帯域の第２合成信号を合成して出力する。合成器６１、６２からの出力信号は、後段のバックエンド部Ｂへ送られる。

バックエンド部Ｂに入力された信号は、ＦＦＴを用いたデコーダ９０により各キャリアの変調信号に復調され、各符号に複合化された後、映像処理部９１、音声処理部９２にそれぞれ入力される。映像処理部９１では映像信号、音声処理部９２では音声信号を抽出して、映像データ、音声データが出力される。

実施例２のダイバーシティ受信装置２は、ダイバーシティ受信装置１の信号変換部４０を、信号変換部４１に替えたものである。以下、信号変換部４１、合成器５１、５４における信号処理について、図４を参照に説明する。信号変換部４１は減算器７０を有し、減算器７０において、第１主波ｘ１〜ｘ４から第２主波ｙ１〜ｙ４を減算して信号ｚ１〜ｚ４（ｚｉ＝ｘｉ−ｙｉ、ｉ＝１〜４）を出力する。この出力信号は、受信信号から遅延波である第２主波が除去された結果、電力の大きな第１到来方向からの所望波となる。したがって、この信号ｚ１〜ｚ４は補正された第１主波に該当する。合成器５１では、信号ｚ１〜ｚ４が重み付けされて合成され、第１合成信号が出力される。また、合成器５４では、第２主波ｙ１〜ｙ４が重み付けされて合成され、第２合成信号が出力される。以下では、この信号変換部４１、合成器５１、５４による信号の合成を合成モード２と呼ぶこととする。

この合成モード２では、第１合成信号は、電力が最大の所望波、第２合成信号は、電力が次に大きい遅延波となる。すなわち、得られる第１、第２合成信号は、異なるパスを伝搬した電波から得られるので、両信号間の相関を下げることができ、到来方向や到来電波の電力が時間的に変動する環境において、高品質の受信状態を長く維持することができる。このモードでは、第１方向から到来する所望波と第２方向から到来する遅延波との電力が、同程度であり、それらの電波が各アンテナにおいて一様に受信される場合には、電力が同程度の２つの第１、第２合成信号が得られるので、そのような環境で用いる場合に最適である。

実施例３のダイバーシティ受信装置３は、ダイバーシティ受信装置１の信号変換部４０を、信号変換部４２に替えたものである。以下、信号変換部４２、合成器５１、５４における信号処理について、図５を参照して説明する。信号変換部４２は減算器７１を有し、減算器７１において、第１主波ｘ１〜ｘ４から第２主波ｙ１〜ｙ４を減算して信号ｚ１〜ｚ４（ｚｉ＝ｘｉ−ｙｉ、ｉ＝１〜４）を出力する。この信号ｚ１〜ｚ４は所望波となり、補正された第１主波となる。そして、信号ｚ１、ｚ２、第２主波ｙ３、ｙ４の組と、信号ｚ３、ｚ４、第２主波ｙ１、ｙ２の組に組み合わされ、ｚ１、ｚ２、ｙ３、ｙ４が合成器５１に、ｚ３、ｚ４、ｙ１、ｙ２が合成器５４に入力される。合成器５１では、ｚ１、ｚ２、ｙ３、ｙ４が重み付けされて合成され、第１合成信号が出力される。また、合成器５４では、ｚ３、ｚ４、ｙ１、ｙ２が重み付けされて合成され、第２合成信号が出力される。以下では、この組み合わせによる信号の合成を合成モード３と呼ぶこととする。

この合成モード３は、合成モード１と合成モード２を組み合わせたものであり、信号間の相関が低いこと、第１合成信号と第２合成信号の出力が安定していることが利点である。

なお、信号ｙ１、ｙ２の合成器５４への入力を合成器５１に切換え、信号ｙ３、ｙ４の第１合成器５１の入力を合成器５４に切り換えて入力させても良い。この場合には、例えば、車両の前方に設置されたアンテナ系統による第１主波ｘ１、ｘ２と、第２主波ｙ１、ｙ２との４つの信号が合成されて、第１合成信号が得られる。また、車両の後方に設置されたアンテナ系統による第１主波ｘ３、ｘ４と、第２主波ｙ３、ｙ４との４つの信号が合成されて、第２合成信号が得られる。これにより、車両の前方から到来する所望波とその遅延波による合成と、車両の後方から到来する所望波とその遅延波とによる合成とが、独立に実行されているので、ドップラー効果を排除した、高信頼性のある安定した受信が可能となる。

実施例４のダイバーシティ受信装置４は、ダイバーシティ受信装置１の信号変換部４０を、信号変換部４３に替えたものである。以下、信号変換部４３、合成器５１、５４における信号処理について、図６を参照に説明する。信号変換部４３では、第１主波ｘ１〜ｘ４と第２主波ｙ１〜ｙ４を、車両の前方に配置されたアンテナからの信号の組と、車両の後方に配置されたアンテナからの信号の組とに組み合わせる。ここで、ｘ１、ｙ１は車両の右前に配置されたアンテナＡ１からの信号、ｘ２、ｙ２は左前に配置されたアンテナＡ２からの信号、ｘ３、ｙ３は右後に配置されたアンテナＡ３からの信号、ｘ４、ｙ４は左後に配置されたアンテナＡ４からの信号である。よって、信号変換部４３において、ｘ１、ｘ２、ｙ１、ｙ２の組と、ｘ３、ｘ４、ｙ３、ｙ４の組とに組み合わされることになる。ｘ１、ｘ２、ｙ１、ｙ２は合成器５１に入力され、ｘ３、ｘ４、ｙ３、ｙ４は合成器５４に入力される。合成器５１では、ｘ１、ｘ２、ｙ１、ｙ２が重み付けされて合成され、第１合成信号が出力される。合成器５４では、ｘ３、ｘ４、ｙ３、ｙ４が重み付けされて合成され、第２合成信号が出力される。以下では、この組み合わせによる信号の合成を合成モード４と呼ぶこととする。

この合成モード４では、前方に配置されたアンテナからの信号同士、後方に配置されたアンテナからの信号同士を合成している。そのため、前方に設置されたアンテナは、前方から到来する電波とその遅延波を受信し、後方に配置されたアンテナは、後方から到来する電波とその遅延波を受信するので、合成モード０〜３に比べて車両の移動によって生じるドップラー効果の影響が軽減される。

実施例５のダイバーシティ受信装置５は、ダイバーシティ受信装置１の信号変換部４０を、信号変換部４４に替えたものである。以下、信号変換部４４、合成器５１、５４における信号処理について、図７を参照して説明する。信号変換部４４は減算器７２を有し、減算器７２において、第１主波ｘ１〜ｘ４から第２主波ｙ１〜ｙ４を減算して信号ｚ１〜ｚ４（ｚｉ＝ｘｉ−ｙｉ、ｉ＝１〜４）を出力する。この信号ｚ１〜ｚ４は所望波となり、補正された第１主波となる。そして、信号ｚ１〜ｚ４を、前方に配置されたアンテナからの信号の組と、後方に配置されたアンテナからの信号の組、すなわち、ｚ１、ｚ２の組とｚ３、ｚ４の組に組み合わせる。ｚ１、ｚ２は合成器５１に入力され、ｚ３、ｚ４は合成器５４に入力される。合成器５１では、ｚ１、ｚ２が重み付けされて合成され、第１合成信号が出力される。合成器５４では、ｚ３、ｚ４が重み付けされて合成され、第２合成信号が出力される。以下では、この組み合わせによる信号の合成を合成モード５と呼ぶこととする。

この合成モード５では、第１主波ｘ１〜ｘ４から第２主波ｙ１〜ｙ４を減算した信号ｚ１〜ｚ４を合成に用いるので、第１の方向から到来する所望波だけを抽出して、その所望波だけによる合成が可能となる。また、前方に配置されたアンテナからの信号であるｚ１、ｚ２の組と、後方に配置されたアンテナからの信号であるｚ３、ｚ４の組でそれぞれ合成されるので、ドップラー効果の影響が軽減される。この場合には、所望波の電力が強く、遅延波の電力が弱い環境における、高速で移動する物体の通信に用いるのに最適である。

実施例６のダイバーシティ受信装置６は、ダイバーシティ受信装置１の信号変換部４０を、信号変換部４５に替えたものである。以下、信号変換部４５、合成器５１、５４における信号処理について、図８を参照して説明する。信号変換部４５は減算器７３を有し、減算器７３において、第１主波ｘ１〜ｘ４から第２主波ｙ１〜ｙ４を減算して信号ｚ１〜ｚ４（ｚｉ＝ｘｉ−ｙｉ、ｉ＝１〜４）を出力する。この信号は、第１主波から第２主波が減算されているので、第１方向から到来する電力の大きな所望波となる。また、この信号ｚ１〜ｚ４は、補正された第１主波となる。そして、信号ｚ１〜ｚ４および第２主波ｙ１〜ｙ４を、前方に配置されたアンテナからの信号の組と、後方に配置されたアンテナからの信号の組、すなわち、ｚ１、ｚ２、ｙ１、ｙ２の組とｚ３、ｚ４、ｙ３、ｙ４の組に組み合わせる。ｚ１、ｚ２、ｙ１、ｙ２は合成器５１に入力され、ｚ３、ｚ４、ｙ３、ｙ４は合成器５４に入力される。合成器５１では、ｚ１、ｚ２、ｙ１、ｙ２が重み付けされて合成され、第１合成信号が出力される。合成器５４では、ｚ３、ｚ４、ｙ３、ｙ４が重み付けされて合成され、第２合成信号が出力される。以下では、この組み合わせによる信号の合成を合成モード６と呼ぶこととする。

この合成モード６は、合成モード４と合成モード５を組み合わせて融合させたものであり、車両の移動によって生じるドップラー効果の影響が軽減されることと、信号間の相関を下げることができることが利点である。合成モード５は第１主波ｘ１〜ｘ４から第２主波ｙ１〜ｙ４を減算した信号ｚ１〜ｚ４のみによる合成であるが、合成モード６では第２主波ｙ１〜ｙ４をも含めて合成するモードであり、遅延波の電力が弱くない環境での高速移動通信に適している。

図９は、実施例７のダイバーシティ受信装置７の構成を示すブロック図である。ダイバーシティ受信装置１との違いは、信号変換部４０が合成モード切換手段８０を有している点である。合成モード切換手段８０によって、合成モード０〜６のうち１つを選択して合成モードを変更することができる。合成モードは、環境に合わせて自動で制御され変更される。たとえば、車両の速度が速い場合に自動的に合成モード４に移行し、ドップラー効果の影響を低減する、低速走行で、市街地走行の場合にはモード３又はモード１、平地の田園地帯で電波環境が良い場合には、モード５、などのように制御する。このように、ダイバーシティ受信装置７では、環境に合わせて最適な合成モードを選択し変更することで、より高い受信品質を確保することができる。

本実施例は、図１０に示すように、各アンテナ系統の信号を選択して、２組に組み合わせる信号変換部４６が、各アンテナ系統の第１主波ｘ１、ｘ２、ｘ３、ｘ４と、第２主波ｙ１、ｙ２、ｙ３、ｙ４とに対して実行するものである。そして、各組の成分信号に対して、帯域分割手段３１、３２により、帯域が分割され、合成器５１−５６により、分割された帯域毎に、合成信号との相互相関が大きくなるように、各組の成分信号が合成される。そして、合成器６１、６２により、各帯域毎の合成信号が合成されて、第１合成信号、第２合成信号が得られる。
本実施例は、このように、帯域分割の処理をする位置が上記実施例１−７とは異なるものである。本実施例は、上記の各実施例１−７のそれぞれにおいて適用することができる。

実施例１〜８における第２主波生成手段２０に替えて、図１１に示す第２主波生成手段２３を用いてもよい。第２主波生成手段２３は、合成器２４、２５、減算器２６、２７からなる。この第２主波生成手段２３では、ｘ１、ｘ２を合成器２４で合成し、ｘ３、ｘ４を合成器２５で合成し、減算器２６においてｘ１、ｘ２から合成器２４の出力する合成波を減算することで第２主波ｙ１、ｙ２を生成し、減算器２７においてｘ３、ｘ４から合成器２５の出力する合成波を減算することで第２主波ｙ１、ｙ２を生成している。すなわち、例えば、車両の前方に設置したアンテナ群の信号に対しては、それらのアンテナで受信された信号だけを用いて第２主波を求め、車両の後方に設置したアンテナ群の信号に対しては、それらのアンテナで受信された信号だけを用いて第２主波を求めるようにしている。これにより、高速移動中の車両の場合にも、精度良く第２主波を抽出することができる。したがって、この方式も用いる場合には、車両の前方に設置されたアンテナ系統の信号と、後方に設置されたアンテナ系統の信号とを、別々の組に分けて処理するモードにおいて用いるのに最適である。

また、本発明において、第１主波は各アンテナで受信されたままの信号、すなわち、所望波とその遅延波とが混在された信号を意味する他、その受信されたままの信号から第２主波である遅延波を除去した所望波をも意味する。

本発明のダイバーシティ受信装置は、車両などの移動体における地上デジタルテレビジョン放送などの視聴に適用することができる。

実施例１のダイバーシティ受信装置の構成を示したブロック図。 合成モード１について説明する図。 合成モード０について説明する図。 合成モード２について説明する図。 合成モード３について説明する図。 合成モード４について説明する図。 合成モード５について説明する図。 合成モード６について説明する図。 実施例７のダイバーシティ受信装置の構成を示したブロック図。 実施例８のダイバーシティ受信装置の構成を示したブロック図。 第２主波生成手段２３の構成を示したブロック図。

符号の説明

Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４：アンテナ
１１、１２、１３、１４：受信機
２０：第２主波生成手段
３１、３２：帯域分割手段
４０、４１、４２、４３、４４、４５：信号変換部
５１、５２、５３、５４、５５、５６、６１、６２：合成器
８０：合成モード切換手段

Claims (8)

1. Ｎ本（Ｎ≧２）のアンテナを有するダイバーシティ受信装置において、
   前記各アンテナで受信したＮ個の第１主波から遅延波を主成分とするＮ個の第２主波を生成する第２主波生成手段と、
   前記各第１主波および前記各第２主波をそれぞれ複数の周波数帯域ごとに分割する帯域分割手段と、
   分割された前記各周波数帯域ごとに、前記第１主波および前記第２主波を合わせた計２Ｎ個の信号を２つの組に組み合わせる信号変換部と、
   ２つの組のうち一方を重み付けして合成し、第１合成信号を出力する第１合成手段と、
   ２つの組のうち他方を重み付けして合成し、第２合成信号を出力する第２合成手段と、
   前記各周波数帯域ごとの前記第１合成信号を合成する第１帯域間合成手段と、
   前記各周波数帯域ごとの前記第２合成信号を合成する第２帯域間合成手段と、
   を有することを特徴とするダイバーシティ受信装置。
2. Ｎ本（Ｎ≧２）のアンテナを有するダイバーシティ受信装置において、
   前記各アンテナで受信したＮ個の第１主波から遅延波を主成分とするＮ個の第２主波を生成する第２主波生成手段と、
   前記第１主波および前記第２主波を合わせた計２Ｎ個の信号を２つの組に組み合わせる信号変換部と、
   前記信号変換部の出力する前記各組の各出力を、それぞれ、複数の周波数帯域ごとに分割する帯域分割手段と、
   分割された前記各周波数帯域ごとに、前記帯域分割手段の出力する前記２つの組のうち一方を重み付けして合成し、第１合成信号を出力する第１合成手段と、
   分割された前記周波数帯域ごとに、前記帯域分割手段の出力する２つの組のうち他方を重み付けして合成し、第２合成信号を出力する第２合成手段と、
   前記各周波数帯域ごとの前記第１合成信号を合成する第１帯域間合成手段と、
   前記各周波数帯域ごとの前記第２合成信号を合成する第２帯域間合成手段と、
   を有することを特徴とするダイバーシティ受信装置。
3. 前記信号変換部は、いくつかの２つの組に分ける組み合わせのなかから１つを選択して組み合わせを切り換える合成モード切換手段を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のダイバーシティ受信装置。
4. 前記第２主波生成手段は、Ｎ個の前記第１主波に重み付けを行い合成して合成波を生成し、各前記第１主波から前記合成波成分を差し引くことによりＮ個の前記第２主波を生成することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のダイバーシティ受信装置。
5. 前記信号変換部は、２つの組それぞれが、少なくとも前記第１主波と前記第２主波の両方を含むように組み合わせることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のダイバーシティ受信装置。
6. 前記信号変換部は、前記各第１主波から前記各第２主波を差し引く減算器を有し、減算器の出力する信号および前記第２主波を合わせた計２Ｎ個の信号を２つの組に組み合わせることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のダイバーシティ受信装置。
7. 前記信号変換部は、前記各第１主波から前記各第２主波を差し引く減算器を有し、減算器の出力する信号および前記第１主波を合わせた計２Ｎ個の信号を２つの組に組み合わせることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のダイバーシティ受信装置。
8. 前記ダイバーシティ受信装置は移動体に搭載され、
   Ｎ本の前記アンテナは、移動体の進行方向に対して前方と後方に配置され、
   前記信号変換部は、前方に配置された前記アンテナからの信号の組と、後方に配置された前記アンテナからの信号の組との２つの組に組み合わせる、
   ことを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載のダイバーシティ受信装置。

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