JP4712866B2

JP4712866B2 - ダイバーシチ受信装置及びダイバーシチ受信方法

Info

Publication number: JP4712866B2
Application number: JP2008506842A
Authority: JP
Inventors: 和彦中山; 昭一藤田; 亮佐々木
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2006-03-28
Filing date: 2006-03-28
Publication date: 2011-06-29
Anticipated expiration: 2026-03-28
Also published as: US8194809B2; CN101405958A; WO2007110923A1; US20100226465A1; JPWO2007110923A1; EP2001143A1

Description

本発明は、ダイバーシチ受信装置及びダイバーシチ受信方法に関する。

従来、複数の受信ブランチを備えて受信品質の向上を図ったダイバーシチ受信装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。従来のダイバーシチ受信装置は、例えば図８に示すように、ＣＮＲ（Carrier to Noise Ratio）測定部１で２本のアンテナ２，３で捉えられた無線信号それぞれについて信号と雑音の電力比であるＣＮＲを測定し、その結果に基づいて受信部４がダイバーシチ受信又はシングル受信を行う。ダイバーシチ受信時には２本のアンテナ２，３からの無線信号を合成して出力し、シングル受信時には２本のアンテナ２，３のうち、ＣＮＲ値の大きい方を使用して該アンテナからの無線信号を出力する。なお、ダイバーシチ受信を行うか、シングル受信を行うかの判断要素として、ＣＮＲの他にフェージングピッチなどが用いられる。ダイバーシチ受信では受信感度が得られるものの消費電流が大きく、シングル受信では消費電流が小さいものの十分な受信感度が得られないので、状況に応じて適宜切替える必要がある。

特開２００４−３２０５２８号公報

しかしながら、従来のダイバーシチ受信装置は、ダイバーシチの制御に用いるＣＮＲが移動速度に依存し、検出誤差を持つため、ダイバーシチ制御が複雑になる。図９は、ダイバーシチ受信時とシングル受信時における移動速度の違いによるビット誤り率（ＢＥＲ：Bit Error Rate）の変化を示す図である。この図に示すように、ダイバーシチ受信時もシングル受信時も共に移動速度が速くなるほどビット誤り率が大きくなり、移動速度毎に切替え条件が異なる。図１０は、移動速度の違いによるＣＮＲ検出値の変化を示す図である。この図に示すように、移動速度が速くなるほど検出誤差が大きくなる。

また、従来のダイバーシチ受信装置は、ダイバーシチ受信とシングル受信との切替えの判定を所定の閾値を基に行うようにしており、該閾値の設定如何ではシングル受信でも十分であるにも拘わらずダイバーシチ受信を行うこともあり、省電力化を進めるうえで十分とは言えなかった。即ち、受信性能と消費電流の両立が図れていなかった。なお、携帯電話などの携帯する通信機器においては受信性能もさることながら、小型化されたバッテリを使用する関係上、消費電流の削減が必要である。

本発明は、係る事情に鑑みてなされたものであり、移動速度に依存することなくダイバーシチ受信が可能で且つ受信性能と消費電流の両立を図ることができるダイバーシチ受信装置及びダイバーシチ受信方法を提供することを目的とする。

上記目的は下記構成及び方法により達成される。
本発明のダイバーシチ受信装置は、無線信号を受信する複数のアンテナと、前記複数のアンテナそれぞれが捉えた無線信号をそれぞれ受信する複数の受信部と、ダイバーシチ受信の起動、停止を交互に切替える切替頻度に従って前記複数の受信部の全てを選択する切替えといずれか１つを選択する切替えを行い、前記複数の受信部の全てを選択する場合にはそれぞれの出力信号を合成して出力する切替制御部と、前記切替制御部で選択された前記複数の受信部の全て又は１つの出力信号を復調する復調部と、前記復調部の復調結果からビット誤り率を算出するビット誤り率算出部と、前記ビット誤り率算出部で算出されたビット誤り率に応じて前記切替頻度を算出する切替頻度算出部と、を備え、前記切替制御部は、前記切替頻度算出部で算出された前記切替頻度に従ってダイバーシチ受信を行うための切替え制御を行う。

前記切替頻度算出部は、矩形波発生部を備え、ビット誤り率に応じて前記切替頻度を算出し、その結果に応じたパルス幅の矩形波を発生し、前記切替制御部は、前記切替頻度算出部で算出された前記切替頻度に応じたパルス幅の矩形波が入力される間ダイバーシチ受信を行うための切替え制御を行う。

前記切替頻度算出部は、ビット誤り率が所定の閾値より低い場合に前記切替頻度を下げ、高い場合には前記切替頻度を上げる。

前記切替頻度算出部は、乱数発生部を備え、ビット誤り率に応じて前記切替頻度を算出し、前記切替頻度を満足するように、前記乱数発生部が発生した乱数に応じてダイバーシチ受信の起動タイミングを発生させ、前記切替制御部は、前記切替頻度算出部で算出された前記切替頻度及び前記切替頻度算出部で発生された前記ダイバーシチ受信の起動タイミングに従って切替え制御を行う。

本発明のダイバーシチ受信方法は、無線信号を受信する複数のアンテナと、前記複数のアンテナそれぞれが捉えた無線信号をそれぞれ受信する複数の受信部とを用いてダイバーシチ受信を行うダイバーシチ受信方法において、前記複数の受信部の全て又は１つの出力信号を復調した結果からビット誤り率を算出する工程と、算出したビット誤り率に応じてダイバーシチ受信の起動、停止を交互に切替える切替頻度を算出する工程と、算出した前記切替頻度に従って前記複数の受信部の全てを選択する切替えといずれかに１つを選択する切替えを行い、前記複数の受信部の全てを選択する場合にはそれぞれの出力信号を合成して出力する工程と、を備える。

本発明のダイバーシチ受信装置は、ダイバーシチ受信の起動、停止を交互に切替える切替頻度を可変するので、受信性能と消費電流の両立を図ることができる。また、ビット誤り率が所定の閾値以下になるように切替頻度を制御するので、ＣＮＲ等の移動速度に依存したパラメータを用いずに、目標特性を満足するようにダイバーシチ動作を制御することができる。

以下、本発明を実施するための好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施の形態に係るダイバーシチ受信装置の概略構成を示すブロック図である。図１において、本実施の形態のダイバーシチ受信装置は、例えば地上デジタル放送を受信可能なものであり、無線信号を捉えるアンテナ１０１及び１０２と、アンテナ１０１で捉えられた無線信号を受信する受信部１０３と、アンテナ１０２で捉えられた無線信号を受信する受信部１０４と、受信部１０３及び受信部１０４の双方を選択する切替えと受信部１０３又は受信部１０４のいずれか一方を選択する切替えを行う切替制御部１０５と、切替制御部１０５での切替え結果の出力からベースバンド信号を復調する復調部１０６と、復調部１０６で復調されたベースバンド信号からビット誤り率（ＢＥＲ）を算出するビット誤り率算出部１０７と、ビット誤り率算出部１０７で算出されたビット誤り率に応じてダイバーシチ受信の起動、停止を交互に切替える頻度即ち切替頻度（又は起動率とも言う）を算出し、その算出結果を切替制御部１０５に入力する切替頻度算出部１０８とを備えて構成される。

切替頻度算出部１０８は、矩形波発生器（図示略）を備えており、ビット誤り率に応じて切替頻度を算出し、その結果に応じたパルス幅の矩形波を発生する。図２は、切替頻度算出部１０８で発生する矩形波の一例であり、（ａ）切替頻度２５％の矩形波と、（ｂ）切替頻度５０％の矩形波と、（ｃ）切替頻度７５％の矩形波を示している。切替頻度２５％とは、常時ダイバーシチ受信を行う場合即ち切替頻度１００％に対して、その１／４だけダイバーシチ受信を行い、残りの３／４はシングル受信を行うという意味である。同様に、切替頻度５０％とは、常時ダイバーシチ受信を行う場合即ち切替頻度１００％に対して、その１／２だけダイバーシチ受信を行い、残りの１／２はシングル受信を行うという意味である。同様に、切替頻度７５％とは、常時ダイバーシチ受信を行う場合即ち切替頻度１００％に対して、その３／４だけダイバーシチ受信を行い、残りの１／４はシングル受信を行うという意味である。

切替制御部１０５は、切替頻度算出部１０８で算出された切替頻度に応じたパルス幅の矩形波が入力される間、ダイバーシチ受信を行う。矩形波は、ビット誤り率が変わらない限り、同じパルス幅で繰り返し出力される。ダイバーシチ受信時には受信部１０３及び受信部１０４の各出力を合成して出力する。

図３は、ビット誤り率とダイバーシチ受信の切替頻度の関係を示す図である。この図に示すように、ビット誤り率が所定の閾値Ｔｈを超えた場合に切替頻度を変える。切替頻度は０〜１００％で可変可能であり、ビット誤り率が所定の閾値Ｔｈを超えると切替頻度が上り、ダイバーシチ受信を開始する。この場合、シングル動作を基本として、ビット誤り率が所定の閾値Ｔｈを超えるとダイバーシチ受信動作を開始し、ビット誤り率が閾値Ｔｈを超えている間、ビット誤り率に応じて切替頻度が変化する。

図４は、切替頻度の可変制御を示す図である。この図において、ＣＶ１は切替頻度１００％とした場合のＣＮＲとビット誤り率との関係を示す特性である。ＣＶ２は切替頻度０％とした場合のＣＮＲとビット誤り率との関係を示す特性である。ＣＶ３は切替頻度５０％とした場合のＣＮＲとビット誤り率との関係を示す特性である。本実施の形態では切替頻度を可変制御するので、ＣＶ４で示す制御結果となり、ビット誤り率を感度点ＳＰ以下に抑えるようにしている。

図５は、本実施の形態のダイバーシチ受信装置における切替頻度の制御を示すフロー図である。この図に示すように、ビット誤り率算出部１０７で算出されたビット誤り率が閾値Ｔｈよりも低いかどうかを判定し（ステップＳ１０）、低い場合はダイバーシチ受信を行う必要がなくシングル受信で十分であることから切替頻度を下げる（ステップＳ１１）。これに対して、算出されたビット誤り率が閾値Ｔｈよりも高い場合はダイバーシチ受信を行う必要があることから切替頻度を上げる（ステップＳ１２）。以後同様にステップＳ１０〜ステップＳ１２を繰り返す。

このように本実施の形態のダイバーシチ受信装置によれば、ビット誤り率に応じてダイバーシチ受信の起動、停止を交互に切替える切替頻度を可変するようにしたので、受信性能と消費電流の両立を図ることができる。また、ビット誤り率が所定の閾値以下になるように切替頻度を制御するので、ＣＮＲ等の移動速度に依存したパラメータを用いずに、目標特性を満足するようにダイバーシチ動作を制御することができる。

なお、上記実施の形態では、ビット誤り率と比較する閾値Ｔｈを１つだけ設けたが、複数設けて、それぞれとビット誤り率を比較するようにしても構わない。図６は、閾値Ｔｈを２つ設けた場合の切替頻度の制御を示すフロー図である。この場合、２つの閾値Ｔｈ１とＴｈ２との大小関係は、閾値Ｔｈ１＜閾値Ｔｈ２となっている。まず、ビット誤り率算出部１０７で算出されたビット誤り率が閾値Ｔｈ１よりも低いかどうかを判定し（ステップＳ２０）、低い場合はダイバーシチ受信を行う必要がなくシングル受信で十分であることから切替頻度を下げる（ステップＳ２１）。これに対して、算出されたビット誤り率が閾値Ｔｈ１よりも高い場合は、閾値Ｔｈ２よりも高いかどうかを判定し（ステップＳ２２）、低い場合はステップＳ２０に戻り、閾値Ｔｈ２よりも高い場合は、ダイバーシチ受信を行う必要があることから切替頻度を上げる（ステップＳ２３）。以後同様にステップＳ２０〜ステップＳ２３を繰り返す。

また、上記実施の形態では、矩形波のパルス幅で切替頻度を可変させるようにしたが、乱数を基に可変させるようにしても良い。即ち、切替頻度算出部１０８が、乱数発生器（図示略）を備え、該乱数発生器が発生した乱数に応じてダイバーシチ受信の起動及び切替頻度を算出し、切替制御部１０５が、切替頻度算出部１０８で算出されたダイバーシチ受信の起動及び切替頻度に従って切替え制御を行う。図７は、乱数を用いた切替頻度の可変例である。（ａ）は切替頻度２５％、（ｂ）は切替頻度５０％、（ｃ）は切替頻度７５％である。起動数が多くなるほどダイバーシチ動作が多くなる。

また、上記実施の形態では、アンテナ１０１，１０２、受信部１０３，１０４を２系統搭載した場合について説明したが、２系統以上搭載した場合でも同様の効果を得ることができる。

本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。

本発明は、受信性能と消費電流の両立を図ることができると共に、ＣＮＲ等の移動速度に依存したパラメータを用いずに、目標特性を満足するようにダイバーシチ動作を制御することができるという効果を有し、複数の受信ブランチを用いたダイバーシチ受信装置、特に地上デジタル放送を受信可能な携帯電話やカーナビゲーションなどへの適用が可能である。

本発明の一実施の形態に係るダイバーシチ受信装置の概略構成を示すブロック図上記実施の形態に係るダイバーシチ受信装置における切替頻度の制御を説明するための図上記実施の形態に係るダイバーシチ受信装置における切替頻度の制御を説明するための図上記実施の形態に係るダイバーシチ受信装置における切替頻度の制御を説明するための図上記実施の形態に係るダイバーシチ受信装置における切替頻度の制御動作を説明するためのフロー図上記実施の形態に係るダイバーシチ受信装置における切替頻度の制御動作の応用例を説明するためのフロー図上記実施の形態に係るダイバーシチ受信装置における切替頻度の制御の応用例を説明するための図従来のダイバーシチ受信装置の概略構成を示すブロック図従来のダイバーシチ受信装置における問題点を説明するための図従来のダイバーシチ受信装置における問題点を説明するための図

符号の説明

１０１、１０２アンテナ
１０３、１０４受信部
１０５切替制御部
１０６復調部
１０７ビット誤り率算出部
１０８切替頻度算出部

Claims

無線信号を受信する複数のアンテナと、
前記複数のアンテナそれぞれが捉えた無線信号をそれぞれ受信する複数の受信部と、
ダイバーシチ受信の起動、停止を交互に切替える切替頻度に従って前記複数の受信部の全てを選択する切替えといずれか１つを選択する切替えを行い、前記複数の受信部の全てを選択する場合にはそれぞれの出力信号を合成して出力する切替制御部と、
前記切替制御部で選択された前記複数の受信部の全て又は１つの出力信号を復調する復調部と、
前記復調部の復調結果からビット誤り率を算出するビット誤り率算出部と、
前記ビット誤り率算出部で算出されたビット誤り率に応じて前記切替頻度を算出する切替頻度算出部と、
を備え、前記切替制御部は、前記切替頻度算出部で算出された前記切替頻度に従ってダイバーシチ受信を行うための切替え制御を行うダイバーシチ受信装置。
前記切替頻度算出部は、矩形波発生部を備え、ビット誤り率に応じて前記切替頻度を算出し、その結果に応じたパルス幅の矩形波を発生し、
前記切替制御部は、前記切替頻度算出部で算出された前記切替頻度に応じたパルス幅の矩形波が入力される間ダイバーシチ受信を行うための切替え制御を行う請求項１に記載のダイバーシチ受信装置。
前記切替頻度算出部は、ビット誤り率が所定の閾値より低い場合に前記切替頻度を下げ、高い場合には前記切替頻度を上げる請求項１又は請求項２に記載のダイバーシチ受信装置。
前記切替頻度算出部は、乱数発生部を備え、ビット誤り率に応じて前記切替頻度を算出し、前記切替頻度を満足するように、前記乱数発生部が発生した乱数に応じてダイバーシチ受信の起動タイミングを発生させ、
前記切替制御部は、前記切替頻度算出部で算出された前記切替頻度及び前記切替頻度算出部で発生された前記ダイバーシチ受信の起動タイミングに従って切替え制御を行う請求項１に記載のダイバーシチ受信装置。
無線信号を受信する複数のアンテナと、前記複数のアンテナそれぞれが捉えた無線信号をそれぞれ受信する複数の受信部とを用いてダイバーシチ受信を行うダイバーシチ受信方法において、
前記複数の受信部の全て又は１つの出力信号を復調した結果からビット誤り率を算出する工程と、
算出したビット誤り率に応じてダイバーシチ受信の起動、停止を交互に切替える切替頻度を算出する工程と、
算出した前記切替頻度に従って前記複数の受信部の全てを選択する切替えといずれかに１つを選択する切替えを行い、前記複数の受信部の全てを選択する場合にはそれぞれの出力信号を合成して出力する工程と、
を備えたダイバーシチ受信方法。