JP6198665B2 - 受信装置及び受信方法 - Google Patents

Description

本発明は、受信装置及び受信方法に関する。

受信信号が時間的に大きく変動するフェ−ジング現象の影響を受けやすい移動体通信等の場合、複数のアンテナからの受信信号をダイバーシチ合成することにより受信性能を改善できることが知られている。このダイバーシチ合成は、互いに独立な雑音を含む受信信号を、雑音の影響が少なくなるよう合成し、受信性能を向上させる技術である。

Ｎ（Ｎは２以上の自然数）個のアンテナを備える受信装置でダイバーシチ合成出力ｃを得る手法として、下記の（１）式に示すように、受信信号が伝送路で受けた歪みの推定結果である伝送路推定結果の電力ｐ１〜ｐＮを正規化し、正規化した値を用いてそれぞれの信号ｄ１〜ｄＮに重み付けし、和をとるＭＲＣ（Ｍａｘｉｍａｌ Ｒａｔｉｏ Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ：最大比合成）法がある。

また、下記の（２）式に示すように、伝送路推定結果の電力ｐ１〜ｐＮと信号品質の推定結果ｗ１〜ｗＮとの積を正規化し、正規化した値をそれぞれの信号ｄ１〜ｄＮに対する重みとすることで、より受信性能を上げることができる。

ここで、特許文献１に記載された受信装置は、既知信号の等化結果から得られるＣ／Ｎ比（Ｃａｒｒｉｅｒ ｔｏ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）を信号品質の推定結果として用い、（２）式を用いて、ダイバーシチ合成を行う。この時、複数のアンテナを持つ受信装置において既知信号の等化結果と、その結果に最も近い理想信号点との間の距離の２乗からそれぞれの受信信号のＣ／Ｎ比を推定している。

特開２００３−１１０５２１号公報

地上デジタル放送には既知信号をシングルキャリアで伝送する規格が存在する。このような伝送シンボルのフォ−マットは、例えば、中国の地上デジタル放送規格ＤＴＭＢ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ）規格で採用されている。

このように、データ信号とは別に既知信号がシングルキャリアで伝送される地上デジタル放送を受信する場合には、特許文献１に開示されている受信装置は、既知信号の等化結果からＣ／Ｎ比を推定するため、シングルキャリアで伝送される既知信号の等化を行う必要がある。
しかし、マルチキャリアで伝送されるデータ信号の等化を行う回路は、シングルキャリアで伝送される既知信号の等化を行うことができない。そのため、Ｃ／Ｎ比を推定するにはシングルキャリアで伝送される既知信号の等化を行う回路が別途必要になる。従って、回路規模または演算量が増加するという問題がある。

そこで、本発明は、既知信号がシングルキャリアで伝送される伝送方式においても、既知信号の等化を行う回路を別途備えずに、信号品質を推定して、ダイバーシチ合成を行うことができるようにすることを目的とする。

本発明の一態様に係る受信装置は、データ信号とは別に既知信号をシングルキャリアで伝送するデジタル放送の信号を、複数のアンテナを介して受信する複数の復調モジュールと、前記複数の復調モジュールの各々からの出力に基づいて、ダイバーシチ合成を行う合成部と、を備える受信装置であって、前記複数の復調モジュールの各々は、前記複数のアンテナの一つで受信された信号を直交復調する信号直交復調部と、前記信号直交復調部で直交復調された信号に含まれている既知信号から遅延プロファイルを検出して、当該検出された遅延プロファイルから伝送路を推定する伝送路推定部と、前記伝送路推定部での伝送路推定結果を用いて、前記信号直交復調部で直交復調された信号に含まれているデータ信号を等化して、当該等化されたデータ信号を前記合成部に出力する信号等化部と、前記伝送路推定部で検出された遅延プロファイルに含まれている信号成分の電力と、前記伝送路推定部で検出された遅延プロファイルに含まれている雑音成分の電力との比に基づいた信号品質を推定し、当該信号品質の推定結果を前記合成部に出力する信号品質推定部と、を備え、前記合成部は、それぞれの前記復調モジュールから得られた前記信号品質に基づいて、それぞれの前記復調モジュールで等化された前記データ信号に対する重み付けを決定してダイバーシチ合成を行うことを特徴とする。

本発明の一態様に係る受信方法は、データ信号とは別に既知信号をシングルキャリアで伝送するデジタル放送の信号を、複数のアンテナを介して受信する複数の受信過程と、前記複数の受信過程からの出力に基づいて、ダイバーシチ合成を行う合成過程と、を有する受信方法であって、前記複数の受信過程の各々は、前記複数のアンテナの一つで受信された信号を直交復調する信号直交復調過程と、前記信号直交復調過程で直交復調された信号に含まれている既知信号から遅延プロファイルを検出して、当該検出された遅延プロファイルから伝送路を推定する伝送路推定過程と、前記伝送路推定過程での伝送路推定結果を用いて、前記信号直交復調過程で直交復調された信号に含まれているデータ信号を等化して、当該等化されたデータ信号を前記合成過程に出力する信号等化過程と、前記伝送路推定過程で検出された遅延プロファイルに含まれている信号成分の電力と、前記伝送路推定過程で検出された遅延プロファイルに含まれている雑音成分の電力との比に基づいた信号品質を推定し、当該信号品質の推定結果を前記合成過程に出力する信号品質推定過程と、を有し、前記合成過程は、それぞれの前記受信過程から得られた前記信号品質に基づいて、それぞれの前記受信過程で等化された前記データ信号に対する重み付けを決定してダイバーシチ合成を行うことを特徴とする。

本発明の一態様によれば、既知信号がシングルキャリアで伝送される伝送方式においても、既知信号の等化を行う回路を別途備えずに、信号品質を推定して、ダイバーシチ合成を行うことができる。

実施の形態１〜４に係る受信装置の構成を概略的に示すブロック図である。 実施の形態１〜３における復調モジュールの構成を概略的に示すブロック図である。 実施の形態１におけるイネーブル信号の生成方法を説明するための概略図である。 実施の形態１における遅延プロファイルを示す概略図である。 実施の形態１における信号品質推定回路の一例を概略的に示すブロック図である。 実施の形態２における信号品質推定回路の一例を概略的に示すブロック図である。 実施の形態２における主波及び遅延波の一例を示す概略図である。 実施の形態２における比較範囲を説明するための概略図である。 実施の形態３における信号品質推定回路の一例を概略的に示すブロック図である。 実施の形態３における信号品質推定回路の変形例を概略的に示すブロック図である。 実施の形態４における復調モジュールの構成を概略的に示すブロック図である。 実施の形態４における信号品質推定回路の一例を概略的に示すブロック図である。

以下、本発明に係る種々の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る受信装置１００の構成を概略的に示すブロック図である。
受信装置１００は、Ｎ個の復調モジュール１１０−１〜Ｎと、既知信号生成部としての既知信号生成回路１４０と、合成部としての合成回路１５０と、誤り訂正部としてのＦＥＣ（Ｆｏｒｗａｒｄ Ｅｒｒｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）回路１６０とを備える。各々の復調モジュール１１０−１〜Ｎは、対応する一つのアンテナ１０１−１〜Ｎに接続されている。各々の復調モジュール１１０−１〜Ｎは、対応する一つのアンテナ１０１−１〜Ｎを介して、データ信号とは別に既知信号をシングルキャリアで伝送するデジタル放送の信号を受信する。従って、アンテナ１０１−１〜Ｎの数もＮ個である。なお、図１の括弧内の符号は、実施の形態２〜４の何れかの構成を示す。

アンテナ１０１−１〜Ｎは、デジタル放送の放送信号を受信し、その放送信号を各々の復調モジュール１１０−１〜Ｎに与える。

復調モジュール１１０−１〜Ｎは、アンテナ１０１−１〜Ｎで受信された放送信号から、信号の等化結果ｄ１〜ｄＮ、伝送路推定結果の電力ｐ１〜ｐＮ、及び、信号品質の推定値ｗ１〜ｗＮを求め、これらを合成回路１５０に与える。
ここで、Ｎ個の復調モジュール１１０−１〜Ｎの構成は同一であるため、以下、Ｎ個の復調モジュール１１０−１〜Ｎの内の一つの復調モジュール１１０−ｉ（ｉは、１≦ｉ≦Ｎを満たす自然数）について説明する。

図２は、復調モジュール１１０−ｉの構成を概略的に示すブロック図である。
復調モジュール１１０−ｉは、信号直交復調部１１１−ｉと、イネーブル信号生成回路１１５−ｉと、伝送路推定部１１６−ｉと、信号等化部１１９−ｉと、電力計算部としての電力計算回路１２２−ｉと、信号品質推定部としての信号品質推定回路１２３−ｉとを備える。なお、図２の括弧内の符号は、実施の形態２又は３の構成を示す。

信号直交復調部１１１−ｉは、アンテナ１０１−ｉを介して受信された受信信号を直交復調することで、直交復調信号を生成する。信号直交復調部１１１−ｉは、生成された直交復調信号を伝送路推定部１１６−ｉ及び信号等化部１１９−ｉに与える。
図２に示されているように、信号直交復調部１１１−ｉは、チューナ１１２−ｉと、ゲイン調整部としてのＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）回路１１３−ｉと、直交復調部としての直交復調回路１１４−ｉとを備える。

チューナ１１２−ｉは、アンテナ１０１−ｉから与えられた放送信号から、受信対象となる受信信号を選択して、選択された受信信号をＡＧＣ回路１１３−ｉに与える。ここで、受信信号は、マルチキャリアで伝送されるデータ信号に対応する部分と、シングルキャリアで伝送される既知信号に対応する部分とを含む。
ＡＧＣ回路１１３−ｉは、アンテナ１０１−ｉを介して受信された受信信号を、予め定められた信号レベルに調整する。例えば、ＡＧＣ回路１１３−ｉは、増幅器を備え、入力信号レベルが変化しても出力信号レベルが予め定められた参照レベルになるように、その増幅器の制御電圧を自動制御する。入力信号レベルが予め定められた参照レベルより低い場合には、ＡＧＣ回路１１３−ｉは、その制御電圧を上げ、信号レベルを増幅させる。一方、入力信号レベルが予め定められた参照レベルより高い場合には、ＡＧＣ回路１１３−ｉは、その制御電圧を下げ、信号レベルを減衰させる。このため、ＡＧＣ回路１１３−ｉから出力される信号の信号レベルは、常に予め定められた参照レベルに近い値となる。ＡＧＣ回路１１３−ｉにより予め定められた信号レベルとされた受信信号は、直交復調回路１１４−ｉ及びイネーブル信号生成回路１１５−ｉに与えられる。
直交復調回路１１４−ｉは、ＡＧＣ回路１１３−ｉから与えられた受信信号を直交復調することで、直交復調信号を生成する。ここで、直交復調信号は、直交変調前の信号である。直交復調信号は、伝送路推定部１１６−ｉ及び信号等化部１１９−ｉに与えられる。

イネーブル信号生成回路１１５−ｉは、アンテナを介して受信された受信信号から、受信信号の既知信号に対応する部分の時間と、受信信号のデータ信号に対応する部分の時間とを区別するためのイネーブル信号を生成する。例えば、イネーブル信号生成回路１１５−ｉは、受信信号の既知信号に対応する部分が一定周期毎に同じであることを利用して、イネーブル信号を生成する。図３は、イネーブル信号の生成方法を説明するための概略図である。図３に示されているように、既知信号に対応する部分が２シンボル毎に同じであれば、受信信号と、その受信信号を２シンボル遅延させた遅延信号との相互相関は、データ信号に対応する部分の相関よりも既知信号に対応する部分の相関が高くなる。このような性質を利用することで、イネーブル信号生成回路１１５−ｉは、受信信号の既知信号に対応する部分の時間と、データ信号に対応する部分の時間とを区別して、イネーブル信号を生成する。イネーブル信号生成回路１１５−ｉは、生成されたイネーブル信号を伝送路推定部１１６−ｉ及び信号等化部１１９−ｉに与える。

図２に戻り、伝送路推定部１１６−ｉは、信号直交復調部１１１−ｉで直交復調された信号に含まれている既知信号から遅延プロファイルを検出して、この検出された遅延プロファイルから伝送路を推定する。例えば、伝送路推定部１１６−ｉは、直交復調回路１１４−ｉから与えられた直交復調信号から、遅延プロファイルを検出して、この遅延プロファイルを用いて、アンテナ１０１−ｉを介して受信された受信信号の伝送路を推定する。
図２に示されているように、伝送路推定部１１６−ｉは、遅延プロファイル検出部としての相関回路１１７−ｉと、第１フーリエ変換部としての第１ＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）１１８−ｉとを備える。

相関回路１１７−ｉは、直交復調回路１１４−ｉから与えられた直交復調信号から、遅延プロファイルを検出して、この遅延プロファイルを第１ＦＦＴ回路１１８−ｉ及び信号品質推定回路１２３−ｉに与える。例えば、相関回路１１７−ｉは、イネーブル信号生成回路１１５−ｉから与えられるイネーブル信号を参照して、直交復調回路１１４−ｉから与えられた直交復調信号から既知信号ｋｉを取り出す。相関回路１１７−ｉは、取り出された既知信号ｋｉと、既知信号生成回路１４０で生成された既知信号との時間差に応じた類似度を求めるため、受信された既知信号ｋｉと、既知信号生成回路１４０で生成された既知信号との時間に関する相互相関を計算する。相互相関の結果は、伝送路の伝搬特性である遅延プロファイルとなる。図４は、遅延プロファイルを示す概略図である。図４の横軸は遅延時間、縦軸は電力である。図４に示されているように、遅延プロファイルには、受信信号をサンプリングした間隔で離散信号が存在する。到来波が存在する遅延時間では電力が大きくなり、到来波が存在しない雑音のみの遅延時間では電力が小さくなる。

図２に戻り、第１ＦＦＴ回路１１８−ｉは、相関回路１１７−ｉから与えられた遅延プロファイルを周波数領域に変換することで、伝送路推定結果を得る。例えば、第１ＦＦＴ回路１１８−ｉは、遅延プロファイルの最先行波を基準にシンボル長の長さの範囲で遅延プロファイルのＦＦＴ変換を行うことで、伝送路の伝搬特性である遅延プロファイルを周波数領域に変換し、各サブキャリアの伝送路推定結果を得る。第１ＦＦＴ回路１１８−ｉは、伝送路推定結果を信号等化部１１９−ｉ及び電力計算回路１２２−ｉに与える。

信号等化部１１９−ｉは、伝送路推定部１１６−ｉでの伝送路推定結果を用いて、信号直交復調部１１１−ｉで直交復調された信号に含まれているデータ信号を等化して、この等化されたデータ信号を合成回路１５０に与える。例えば、信号等化部１１９−ｉは、信号直交復調部１１１−ｉから与えられた直交復調信号を、相関回路１１７−ｉから与えられた遅延プロファイルに基づいて等化する。
信号等化部１１９−ｉは、第２フーリエ変換部としての第２ＦＦＴ回路１２０−ｉと、等化回路１２１−ｉとを備える。

第２ＦＦＴ回路１２０−ｉは、直交復調回路１１４−ｉから与えられた直交復調信号からデータ信号ｒｉを取出し、取り出したデータ信号ｒｉに対してシンボル毎にＦＦＴ変換を行う。これにより、第２ＦＦＴ回路１２０−ｉは、マルチキャリアの信号から各サブキャリアの信号を取り出す。第２ＦＦＴ回路１２０−ｉは、取り出された各サブキャリアの信号を等化回路１２１−ｉに与える。

等化回路１２１−ｉは、第１ＦＦＴ回路１１８−ｉから供給される各サブキャリアの伝送路推定結果で、第２ＦＦＴ回路１２０−ｉから供給される各サブキャリアのデータ信号を等化する。等化回路１２１−ｉは、データ信号と同じサブキャリアの伝送路推定結果で、各サブキャリアのデータ信号を除算することで、データ信号が伝送路で受けた歪みを補償する。そして、等化回路１２１−ｉは、等化後のデータ信号を等化結果ｄｉとして合成回路１５０（図１参照）に与える。

電力計算回路１２２−ｉは、第１ＦＦＴ回路１１８−ｉから与えられる伝送路推定結果の電力ｐｉを求め、この電力ｐｉを合成回路１５０に与える。

信号品質推定回路１２３−ｉは、相関回路１１７−ｉから供給される遅延プロファイルに基づき、信号品質の推定結果ｗｉを算出し、この信号品質の推定結果ｗｉを合成回路１５０に与える。例えば、信号品質推定回路１２３−ｉは、伝送路推定部１１６−ｉで検出された遅延プロファイルに含まれている信号成分の電力と、伝送路推定部１１６−ｉで検出された遅延プロファイルに含まれている雑音成分の電力との比に基づいた信号品質を推定する。実施の形態１では、信号品質は、伝送路推定部１１６−ｉで検出された遅延プロファイルに含まれている信号成分の電力と、伝送路推定部１１６−ｉで検出された遅延プロファイルに含まれている雑音成分の電力との比である。
図５は、信号品質推定回路１２３−ｉの一例を概略的に示すブロック図である。信号品質推定回路１２３−ｉは、信号電力特定部１３０−ｉと、雑音電力特定部としての減算回路１３３−ｉと、信号品質算出部としての除算回路１３４−ｉとを備える。

信号電力特定部１３０−ｉは、伝送路推定部１１６−ｉで検出された遅延プロファイルに含まれている信号成分の電力（以下、信号電力ともいう）を特定する。信号電力特定部１３０−ｉは、信号成分検出部としての比較回路１３１−ｉと、電力算出部としての累積回路１３２−ｉとを備える。

比較回路１３１−ｉは、伝送路推定部１１６−ｉで検出された遅延プロファイルから、閾値以上の電力を有する成分を検出する。例えば、比較回路１３１−ｉは、相関回路１１７−ｉから与えられた遅延プロファイルと、予め定められた閾値との比較を行い、遅延プロファイルの内、予め定められた閾値を超えた成分だけを後段の累積回路１３２−ｉへ供給する。ここで、遅延プロファイルの内、予め定められた閾値を超えた成分を到来波の信号成分とみなすと、予め定められた閾値を超えた成分は、信号成分となる。予め定められた閾値は、閾値記憶部としてのメモリ１３１ａ−ｉに記憶されているものとする。
予め定められた閾値を決める手法は、一例として遅延プロファイルから求める手法がある。遅延プロファイルで最大値を取る成分を信号成分の主波とみなし、主波の電力から一定値を除算した値を閾値とする。除算する一定値を設定する手法として、想定される伝送路で比較回路１３１−ｉが誤差を含まない（比較回路１３１−ｉが信号成分のみを出力し、雑音成分を出力しない）一定値の最大値を求め、この最大値を一定値として設定する手法がある。除算する一定値を例えば「５」とすると、主波の電力と比較し約１４ｄＢ以上減衰した遅延プロファイルの成分は、雑音とみなされる。このような場合、遅延プロファイルで最大値を取る成分の電力が大きいほど、閾値は大きくなる。

また、比較回路１３１−ｉは、ＡＧＣ回路１１３−ｉで信号レベルを調整する制御電圧に応じて、予め定められた閾値を変動させてもよい。制御電圧が高く、受信信号の増幅率が高いときは、雑音成分も増大する。一方、制御電圧が低く、受信信号の増幅率も低いときは、雑音成分も減少する。つまり、雑音電力は制御電圧と比例する。そのため、比較回路１３１−ｉは、閾値を制御電圧に比例して変動させることで、信号品質の推定精度を改善することができる。

累積回路１３２−ｉは、比較回路１３１−ｉで検出された電力を加算することで、信号成分の電力を算出する。例えば、累積回路１３２−ｉは、比較回路１３１−ｉより供給された信号成分の累積加算を行い、信号成分の総電力である信号電力を求める。
例えば、比較回路１３１−ｉが信号成分ではなく雑音成分を出力し、累積回路１３２−ｉで雑音電力を求める場合には、信号電力を求める場合よりも累積回路１３２−ｉへの入力回数が多くなる。従って、比較回路１３１−ｉが予め定められた閾値以下の雑音成分ではなく、予め定められた閾値以上の信号成分を出力することで、累積回路１３２−ｉにおける加算回数を削減することができる。
累積回路１３２−ｉは、算出された信号成分の電力を減算回路１３３−ｉ及び除算回路１３４−ｉに与える。

減算回路１３３−ｉは、伝送路推定部１１６−ｉで検出された遅延プロファイルに含まれている雑音成分の電力（以下、雑音電力ともいう）を特定する。例えば、減算回路１３３−ｉは、累積回路１３２−ｉから与えられる信号電力を、遅延プロファイルの総電力から減算することで、雑音電力を算出する。ここで、受信信号は、ＡＧＣ回路１１３−ｉにより総電力が同一に近しい値となるよう制御されているため、減算回路１３３−ｉの総電力は、予め定められた参照レベルに基づいた固定値とする。この固定値は、固定値記憶部としてのメモリ１３３ａ−ｉに記憶されているものとする。これにより、相関回路１１７−ｉから供給された遅延プロファイルの累積加算より遅延プロファイルの総電力を求める必要がなくなる。
ここで、総電力の固定値には、予め定められた伝送路における遅延プロファイルの総電力値を求めておいて、求められた総電力値が設定されていればよい。ここで、予め定められた伝送路としては、通常状態では発生しない突発的な雑音が存在しない伝送路を用いることが好適である。
減算回路１３３−ｉは、算出された雑音成分の電力を除算回路１３４−ｉに与える。

除算回路１３４−ｉは、信号電力特定部１３０−ｉで特定された信号成分の電力と、減算回路１３３−ｉで特定された雑音成分の電力との比を算出する。例えば、除算回路１３４−ｉは、累積回路１３２−ｉより供給される信号電力を減算回路１３３−ｉより供給される雑音電力で除算することで、信号品質の推定結果ｗｉを得る。そして、除算回路１３４−ｉは、得られた信号品質の推定結果ｗｉを合成回路１５０に与える。

また、除算回路１３４−ｉの後段に、例えば、平均化部としての平均化回路（図示せず）がさらに備えられていてもよい。この平均化回路は、複数の遅延プロファイルから求められた、除算回路１３４−ｉの出力を予め定められた数記憶しておき、これらを平均化することで、信号品質の推定結果ｗｉとして合成回路１５０に供給してもよい。平均化により、突発的な変動に対する耐性を上げることができる。

図１に戻り、既知信号生成回路１４０は、既知信号を生成し、生成された既知信号を相関回路１１７−ｉ（図２参照）に与える。例えば、既知信号生成回路１４０は、既知信号の元となるデータをメモリ１４０ａに記憶しておき、このデータに基づいて、既知信号を生成する。

合成回路１５０は、複数の復調モジュール１１０−１〜Ｎの各々からの出力に基づいて、ダイバーシチ合成を行う。例えば、合成回路１５０は、信号品質推定回路１２３−ｉから与えられる信号品質の推定値ｗｉと、電力計算回路１２２−ｉから与えられる伝送路推定結果の電力ｐｉとに基づいて、等化回路１２１−ｉから与えられるデータ信号の等化結果ｄｉのダイバーシチ合成を行い、合成信号である出力ｃをＦＥＣ回路１６０へ供給する。合成回路１５０は、例えば、上述した（２）式を用いて、ダイバーシチ合成を行う。
また、合成回路１５０は、選択合成法を用いて、ダイバーシチ合成を行ってもよい。選択合成法では、合成回路１５０は、下記の（３）式のように、伝送路推定結果の電力ｐｉと信号品質の推定結果ｗｉとの乗算値が最も大きいアンテナからのデータ信号のみを使用し、他のアンテナからのデータ信号を無視する。

ＦＥＣ回路１６０は、誤り訂正符号の復号処理を行うことで、出力信号を生成する。ＦＥＣ回路１６０の出力が受信装置１００の出力となる。

特許文献１では受信された既知信号の等化結果から信号品質の推定が行われている。そのため、既知信号の等化を行う回路が必要になる。これに対して、実施の形態１に係る受信装置１００は、信号品質の推定を遅延プロファイルから行うため、既知信号の等化が不要になり、回路規模及び計算量が削減できる。

実施の形態２．
図１に示すように、実施の形態２に係る受信装置２００は、Ｎ個の復調モジュール２１０−１〜Ｎと、既知信号生成回路１４０と、合成回路１５０と、ＦＥＣ回路１６０とを備える。復調モジュール２１０−１〜Ｎの各々は、対応する一つのアンテナ１０１−１〜Ｎに接続されている。実施の形態２に係る受信装置２００は、復調モジュール２１０−１〜Ｎにおいて実施の形態１に係る受信装置１００と異なっている。
ここで、Ｎ個の復調モジュール２１０−１〜Ｎの構成は同一であるため、以下、Ｎ個の復調モジュール２１０−１〜Ｎの内の一つの復調モジュール２１０−ｉについて説明する。

図２に示されているように、復調モジュール２１０−ｉは、信号直交復調部１１１−ｉと、イネーブル信号生成回路１１５−ｉと、伝送路推定部１１６−ｉと、信号等化部１１９−ｉと、電力計算回路１２２−ｉと、信号品質推定回路２２３−ｉとを備える。実施の形態２における復調モジュール２１０−ｉは、信号品質推定回路２２３−ｉにおいて、実施の形態１における復調モジュール１１０−ｉと異なっている。

図６は、実施の形態２における信号品質推定回路２２３−ｉの一例を概略的に示すブロック図である。
信号品質推定回路２２３−ｉは、信号電力特定部２３０−ｉと、減算回路１３３−ｉと、除算回路１３４−ｉと、比較範囲決定部としての比較範囲決定回路２３５−ｉとを備える。実施の形態２における信号品質推定回路２２３−ｉは、信号電力特定部２３０−ｉでの処理の点、及び、比較範囲決定回路２３５−ｉがさらに備えられている点において、実施の形態１における信号品質推定回路１２３−ｉと異なっている。実施の形態２における信号電力特定部２３０−ｉは、比較回路２３１−ｉと、累積回路１３２−ｉとを備える。実施の形態２における信号電力特定部２３０−ｉは、比較回路２３１−ｉでの処理の点において、実施の形態１における信号電力特定部１３０−ｉと異なっている。

比較範囲決定回路２３５−ｉは、伝送路推定部１１６−ｉで検出された遅延プロファイルにおいて、閾値以上の電力を有する成分を検出する範囲を決定する。例えば、比較範囲決定回路２３５−ｉは、比較回路２３１−ｉで閾値と比較を行う遅延時間の範囲を推定し、推定された比較範囲を比較回路２３１−ｉに与える。
比較回路２３１−ｉは、比較範囲決定回路２３５−ｉから与えられた比較範囲に存在する遅延プロファイルと閾値との比較を行い、閾値を超えた成分のみを後段の累積回路１３２−ｉへ供給する。閾値については、メモリ２３１ａ−ｉに記憶されている予め定められた閾値が使用されるものとする。

伝送路の遅延プロファイルがマルチパス環境の場合、信号成分は、主波と遅延波との総和になる。図７は、主波及び遅延波の一例を示す概略図である。図７に示されている遅延波１のように、到来波の遅延時間ＬＴ１が、ガードインターバル長ＧＩより短い電波環境では、データ間の干渉を回避することができる。一方、図７に示されている遅延波２のように、到来波の遅延時間ＬＴ２がガードインターバル長ＧＩより長い電波環境では、時間Ｔ１及びＴ２においてデータ間の干渉が発生する。データ間の干渉では干渉し合うデータ信号がノイズとして働く。主波と遅延波とでデータ間の干渉が発生すると、大きい電力を持つ主波の干渉により遅延波の信頼性が劣化する。
このため、比較範囲を推定する一例として、比較範囲決定回路２３５−ｉは、遅延プロファイルから電力が最大となる主波を探索し、図８に示されているように、主波の遅延時間±ガードインターバル長を比較範囲とすることができる。これにより、比較回路２３１−ｉは、主波とデータ間の干渉が発生する遅延波の比較を行わず、雑音とみなすことができるため、信号品質の推定精度が改善される。

実施の形態２では、比較回路２３１−ｉで比較を行う範囲を限定することで信号品質の推定精度を改善することができるという効果がある。加えて、比較回路２３１−ｉで比較を行う範囲が縮小されるため、計算量を削減することができるという効果がある。

実施の形態３．
図１に示すように、実施の形態３に係る受信装置３００は、Ｎ個の復調モジュール３１０−１〜Ｎと、既知信号生成回路１４０と、合成回路１５０と、ＦＥＣ回路１６０とを備える。復調モジュール３１０−１〜Ｎの各々は、対応する一つのアンテナ１０１−１〜Ｎに接続されている。実施の形態３に係る受信装置３００は、復調モジュール３１０−１〜Ｎにおいて実施の形態１に係る受信装置１００と異なっている。
ここで、Ｎ個の復調モジュール３１０−１〜Ｎの構成は同一であるため、以下、Ｎ個の復調モジュール３１０−１〜Ｎの内の一つの復調モジュール３１０−ｉについて説明する。

図２に示されているように、復調モジュール３１０−ｉは、信号直交復調部１１１−ｉと、イネーブル信号生成回路１１５−ｉと、伝送路推定部１１６−ｉと、信号等化部１１９−ｉと、電力計算回路１２２−ｉと、信号品質推定回路３２３−ｉとを備える。実施の形態３における復調モジュール３１０−ｉは、信号品質推定回路３２３−ｉにおいて、実施の形態１における復調モジュール１１０−ｉと異なっている。

図９は、実施の形態３における信号品質推定回路３２３−ｉの一例を概略的に示すブロック図である。
信号品質推定回路３２３−ｉは、信号電力特定部３３０−ｉと、減算回路１３３−ｉと、除算回路１３４−ｉとを備える。実施の形態３における信号品質推定回路３２３−ｉは、信号電力特定部３３０−ｉにおいて、実施の形態１における信号品質推定回路１２３−ｉと異なっている。信号電力特定部３３０−ｉは、比較回路１３１−ｉと、累積回路１３２−ｉと、抽出部としての抽出回路３３６−ｉとを備える。実施の形態３における信号電力特定部３３０−ｉは、抽出回路３３６−ｉをさらに備えている点において、実施の形態１における信号電力特定部１３０−ｉと異なっている。但し、比較回路１３１−ｉは、遅延プロファイルの内、予め定められた閾値を超えた成分だけを後段の抽出回路３３６−ｉに与え、累積回路１３２−ｉは、抽出回路３３６−ｉより供給された信号成分の電力の累積加算を行う。

抽出回路３３６−ｉは、比較回路１３１−ｉから供給された信号成分の内、電力の大きい方から一定数以内の信号成分を出力する。これにより、複数の遅延波が存在する環境で、電力が小さく雑音を多く含む遅延波を雑音とみなすことができ、信号品質の推定精度が改善される。

なお、到来波の数がある程度判明しているときは、図１０に示されている信号品質推定回路３２３−ｉ＃のように、比較回路１３１−ｉを使用しなくてもよい。この場合には、抽出回路３３６−ｉ＃が遅延プロファイルの大きい成分を到来波の数分出力することで、遅延プロファイルから信号成分を出力できる。

実施の形態３は、一定数以内の成分のみを信号成分とみなすことで、信号品質の推定精度を改善することができる。加えて、累積回路１３２−ｉの計算量を削減することができる。

なお、実施の形態３においても、実施の形態２に記載された比較範囲決定回路２３５−ｉ及び比較回路２３１−ｉを備えるように構成することもできる。

実施の形態４．
図１に示すように、実施の形態４に係る受信装置４００は、Ｎ個の復調モジュール４１０−１〜Ｎと、既知信号生成回路１４０と、合成回路１５０と、ＦＥＣ回路１６０とを備える。復調モジュール４１０−１〜Ｎの各々は、対応する一つのアンテナ１０１−１〜Ｎに接続されている。実施の形態４に係る受信装置４００は、復調モジュール４１０−１〜Ｎにおいて実施の形態１に係る受信装置１００と異なっている。
ここで、Ｎ個の復調モジュール４１０−１〜Ｎの構成は同一であるため、以下、Ｎ個の復調モジュール４１０−１〜Ｎの内の一つの復調モジュール４１０−ｉについて説明する。

図１１は、復調モジュール４１０−ｉの構成を概略的に示すブロック図である。
図１１に示されているように、復調モジュール４１０−ｉは、信号直交復調部４１１−ｉと、イネーブル信号生成回路１１５−ｉと、伝送路推定部１１６−ｉと、信号等化部１１９−ｉと、電力計算回路１２２−ｉと、信号品質推定回路４２３−ｉとを備える。実施の形態４における復調モジュール４１０−ｉは、信号直交復調部４１１−ｉ及び信号品質推定回路４２３−ｉにおいて、実施の形態１における復調モジュール１１０−ｉと異なっている。

信号直交復調部４１１−ｉは、チューナ１１２−ｉと、ＡＧＣ回路４１３−ｉと、直交復調回路１１４−ｉとを備える。実施の形態４における信号直交復調部４１１−ｉは、ＡＧＣ回路４１３−ｉにおいて、実施の形態１に係る信号直交復調部１１１−ｉと異なっている。

ＡＧＣ回路４１３−ｉは、実施の形態１と同様に、アンテナ１０１−ｉを介して受信された受信信号を、予め定められた信号レベルに調整する。そして、ＡＧＣ回路４１３−ｉは、実施の形態１と同様に、予め定められた信号レベルとされた受信信号を、直交復調回路１１４−ｉ及びイネーブル信号生成回路１１５−ｉに与える。ここで、ＡＧＣ回路４１３−ｉは、実施の形態１とは異なり、信号レベル制御を行う制御電圧を信号品質推定回路４２３−ｉに与える。

図１２は、実施の形態４における信号品質推定回路４２３−ｉの一例を概略的に示すブロック図である。
信号品質推定回路４２３−ｉは、信号電力特定部１３０−ｉと、除算回路４３４−ｉと、雑音電力特定部としての雑音電力特定回路４３７−ｉとを備える。実施の形態４における信号品質推定回路４２３−ｉは、雑音電力特定回路４３７−ｉがさらに備えられている点、及び、除算回路４３４−ｉでの処理の点において、実施の形態１における信号品質推定回路１２３−ｉと異なっている。

雑音電力特定回路４３７−ｉは、ＡＧＣ回路４１３−ｉから与えられるＡＧＣ制御電圧に基づいて、雑音成分の電力を推定し、推定された雑音成分の電力を除算回路４３４−ｉに供給する。各アンテナ１０１−１〜Ｎで受信される雑音成分がほぼ同等なら、各復調モジュール４１０−１〜Ｎ間の雑音電力比は、ＡＧＣ回路４１３−ｉ〜Ｎでの増幅量又は減衰量を決める制御電圧に依存する。実施の形態４では、雑音電力をＡＧＣ回路４１３−１〜Ｎの制御電圧に依存する値とみなし、信号品質の推定を行う。例えば、雑音電力特定回路４３７−ｉは、ＡＧＣ回路４１３−ｉから与えられるＡＧＣ制御電圧の増幅率が高いほど、雑音電力を大きい値と推定し、又は、ＡＧＣ回路４１３−ｉから与えられるＡＧＣ制御電圧の減衰率が高いほど、雑音電力を小さい値と推定する。そして、雑音電力特定回路４３７−ｉは、推定された雑音電力を除算回路４３４−ｉに与える。ここで、雑音電力特定回路４３７−ｉの一例として、ＡＧＣ制御電圧をそのまま出力する手法がある。

除算回路４３４−ｉは、累積回路１３２−ｉより供給された信号電力を雑音電力特定回路４３７−ｉより供給された雑音電力で除算することで、信号品質の推定結果ｗｉを得る。そして、除算回路４３４−ｉは、得られた信号品質の推定結果ｗｉを合成回路１５０に与える。

実施の形態４は、ＡＧＣ回路４１３−ｉの制御電圧を雑音電力とみなし、信号品質の推定を行うことで、実施の形態１における減算回路１３３−ｉが不要になる。このため、回路規模又は計算量を削減することができる。加えて、減算回路１３３−ｉで用いる総電力が不要になることから、総電力の推定誤差から生じる信号品質推定精度の劣化が生じないという効果がある。

なお、実施の形態４においても、実施の形態２に記載された比較範囲決定回路２３５−ｉ及び比較回路２３１−ｉを備えるように構成することもできる。

以上に記載された実施の形態１〜４においては、（２）式又は（３）式を用いてダイバーシチ合成が行われているが、このような例に限定されるものではない。
例えば、下記の（４）式又は（５）式を用いてダイバーシチ合成が行われてもよい。

このような場合、受信装置１００、２００、３００、４００は、電力計算回路１２２を設ける必要がなくなる。

１００，２００，３００，４００ 受信装置、 １１０，２１０，３１０，４１０ 復調モジュール、 １１１，４１１ 信号直交復調部、 １１２ チューナ、 １１３，４１３ ＡＧＣ回路、 １１４ 直交復調回路、 １１５ イネーブル信号生成回路、 １１６ 伝送路推定部、 １１７ 相関回路、 １１８ 第１ＦＦＴ回路、 １１９ 信号等化部、 １２０ 第２ＦＦＴ回路、 １２１ 等化回路、 １２２ 電力計算回路、 １２３，２２３，３２３，４２３ 信号品質推定回路、 １３０，２３０，３３０ 信号電力特定部、 １３１，２３１ 比較回路、 １３２ 累積回路、 １３３ 減算回路、 １３４，４３４ 除算回路、 ２３５ 比較範囲決定回路、 ３３６ 抽出回路、 ４３７ 雑音電力特定回路、 １４０ 既知信号生成回路、 １５０ 合成回路、 １６０ ＦＥＣ回路。

Claims (20)

1. データ信号とは別に既知信号をシングルキャリアで伝送するデジタル放送の信号を、複数のアンテナを介して受信する複数の復調モジュールと、
   前記複数の復調モジュールの各々からの出力に基づいて、ダイバーシチ合成を行う合成部と、を備える受信装置であって、
   前記複数の復調モジュールの各々は、
   前記複数のアンテナの一つで受信された信号を直交復調する信号直交復調部と、
   前記信号直交復調部で直交復調された信号に含まれている既知信号から遅延プロファイルを検出して、当該検出された遅延プロファイルから伝送路を推定する伝送路推定部と、
   前記伝送路推定部での伝送路推定結果を用いて、前記信号直交復調部で直交復調された信号に含まれているデータ信号を等化して、当該等化されたデータ信号を前記合成部に出力する信号等化部と、
   前記伝送路推定部で検出された遅延プロファイルに含まれている信号成分の電力と、前記伝送路推定部で検出された遅延プロファイルに含まれている雑音成分の電力との比に基づいた信号品質を推定し、当該信号品質の推定結果を前記合成部に出力する信号品質推定部と、を備え、
   前記合成部は、それぞれの前記復調モジュールから得られた前記信号品質に基づいて、それぞれの前記復調モジュールで等化された前記データ信号に対する重み付けを決定してダイバーシチ合成を行うこと
   を特徴とする受信装置。
2. 前記信号品質推定部は、
   前記伝送路推定部で検出された遅延プロファイルに含まれている信号成分の電力を特定する信号電力特定部と、
   前記伝送路推定部で検出された遅延プロファイルに含まれている雑音成分の電力を特定する雑音電力特定部と、
   前記信号電力特定部で特定された信号成分の電力と、前記雑音電力特定部で特定された雑音成分の電力との比を算出する信号品質算出部と、を備えること
   を特徴とする請求項１に記載の受信装置。
3. 前記信号電力特定部は、
   前記伝送路推定部で検出された遅延プロファイルから、閾値以上の電力を有する成分を検出する信号成分検出部と、
   前記信号成分検出部で検出された成分の電力を加算することで、前記信号成分の電力を算出する信号電力算出部と、を備えること
   を特徴とする請求項２に記載の受信装置。
4. 前記信号電力特定部は、
   前記伝送路推定部で検出された遅延プロファイルから、閾値以上の電力を有する成分を検出する信号成分検出部と、
   前記信号成分検出部で検出された成分の内、電力の値の大きいものから順に予め定められた数の成分を抽出する抽出部と、
   前記抽出部で抽出された成分の電力を加算することで、前記信号成分の電力を算出する信号電力算出部と、を備えること
   を特徴とする請求項２に記載の受信装置。
5. 前記信号成分検出部は、遅延プロファイルで最大値を取る成分の電力が大きいほど、前記閾値を大きくすること
   を特徴とする請求項３又は４に記載の受信装置。
6. 前記信号電力特定部は、前記伝送路推定部で検出された遅延プロファイルにおいて、前記閾値以上の電力を有する成分を検出する範囲を決定する比較範囲決定部をさらに備え、
   前記信号成分検出部は、前記伝送路推定部で検出された遅延プロファイルの内、前記比較範囲決定部で決定された範囲に含まれる成分から、前記閾値以上の電力を有する成分を検出すること
   を特徴とする請求項３から５の何れか一項に記載の受信装置。
7. 前記信号電力特定部は、
   前記伝送路推定部で検出された遅延プロファイルから、電力の値の大きいものから順に予め定められた数の成分を抽出する抽出部と、
   前記抽出部で抽出された成分の電力を加算することで、前記信号成分の電力を算出する信号電力算出部と、を備えること
   を特徴とする請求項２に記載の受信装置。
8. 前記雑音電力特定部は、予め定められた電力から、前記信号電力特定部で特定された信号成分の電力を減算することで、雑音成分の電力を特定すること
   を特徴とする請求項２から７の何れか一項に記載の受信装置。
9. 前記信号品質推定部は、
   前記信号品質算出部で算出された比を平均化し、当該平均化された比を前記信号品質の推定結果として前記合成部に出力する平均化部をさらに備えること
   を特徴とする請求項２から８の何れか一項に記載の受信装置。
10. 前記信号直交復調部は、前記複数のアンテナの一つで受信された信号の信号レベルを予め定められた信号レベルに調整するゲイン調整部をさらに備え、
    前記雑音電力特定部は、前記ゲイン調整部での増幅率が高いほど、前記雑音成分の電力を大きくすること
    を特徴とする請求項２から７及び９の何れか一項に記載の受信装置。
11. データ信号とは別に既知信号をシングルキャリアで伝送するデジタル放送の信号を、複数のアンテナを介して受信する複数の受信過程と、
    前記複数の受信過程からの出力に基づいて、ダイバーシチ合成を行う合成過程と、を有する受信方法であって、
    前記複数の受信過程の各々は、
    前記複数のアンテナの一つで受信された信号を直交復調する信号直交復調過程と、
    前記信号直交復調過程で直交復調された信号に含まれている既知信号から遅延プロファイルを検出して、当該検出された遅延プロファイルから伝送路を推定する伝送路推定過程と、
    前記伝送路推定過程での伝送路推定結果を用いて、前記信号直交復調過程で直交復調された信号に含まれているデータ信号を等化して、当該等化されたデータ信号を前記合成過程に出力する信号等化過程と、
    前記伝送路推定過程で検出された遅延プロファイルに含まれている信号成分の電力と、前記伝送路推定過程で検出された遅延プロファイルに含まれている雑音成分の電力との比に基づいた信号品質を推定し、当該信号品質の推定結果を前記合成過程に出力する信号品質推定過程と、を有し、
    前記合成過程は、それぞれの前記受信過程から得られた前記信号品質に基づいて、それぞれの前記受信過程で等化された前記データ信号に対する重み付けを決定してダイバーシチ合成を行うこと
    を特徴とする受信方法。
12. 前記信号品質推定過程は、
    前記伝送路推定過程で検出された遅延プロファイルに含まれている信号成分の電力を特定する信号電力特定過程と、
    前記伝送路推定過程で検出された遅延プロファイルに含まれている雑音成分の電力を特定する雑音電力特定過程と、
    前記信号電力特定過程で特定された信号成分の電力と、前記雑音電力特定過程で特定された雑音成分の電力との比を算出する信号品質算出過程と、を有すること
    を特徴とする請求項１１に記載の受信方法。
13. 前記信号電力特定過程は、
    前記伝送路推定過程で検出された遅延プロファイルから、閾値以上の電力を有する成分を検出する信号成分検出過程と、
    前記信号成分検出過程で検出された成分の電力を加算することで、前記信号成分の電力を算出する信号電力算出過程と、を有すること
    を特徴とする請求項１２に記載の受信方法。
14. 前記信号電力特定過程は、
    前記伝送路推定過程で検出された遅延プロファイルから、閾値以上の電力を有する成分を検出する信号成分検出過程と、
    前記信号成分検出過程で検出された成分の内、電力の値の大きいものから順に予め定められた数の成分を抽出する抽出過程と、
    前記抽出過程で抽出された成分の電力を加算することで、前記信号成分の電力を算出する信号電力算出過程と、を有すること
    を特徴とする請求項１２に記載の受信方法。
15. 前記信号成分検出過程は、遅延プロファイルで最大値を取る成分の電力が大きいほど、前記閾値を大きくすること
    を特徴とする請求項１３又は１４に記載の受信方法。
16. 前記信号電力特定過程は、前記伝送路推定過程で検出された遅延プロファイルにおいて、前記閾値以上の電力を有する成分を検出する範囲を決定する比較範囲決定過程をさらに備え、
    前記信号成分検出過程は、前記伝送路推定過程で検出された遅延プロファイルの内、前記比較範囲決定過程で決定された範囲に含まれる成分から、前記閾値以上の電力を有する成分を検出すること
    を特徴とする請求項１３から１５の何れか一項に記載の受信方法。
17. 前記信号電力特定過程は、
    前記伝送路推定過程で検出された遅延プロファイルから、電力の値の大きいものから順に予め定められた数の成分を抽出する抽出過程と、
    前記抽出過程で抽出された成分の電力を加算することで、前記信号成分の電力を算出する信号電力算出過程と、を有すること
    を特徴とする請求項１２に記載の受信方法。
18. 前記雑音電力特定過程は、予め定められた電力から、前記信号電力特定過程で特定された信号成分の電力を減算することで、雑音成分の電力を特定すること
    を特徴とする請求項１２から１７の何れか一項に記載の受信方法。
19. 前記信号品質推定過程は、
    前記信号品質算出過程で算出された比を平均化し、当該平均化された比を前記信号品質の推定結果として前記合成過程に出力する平均化過程をさらに有すること
    を特徴とする請求項１２から１８の何れか一項に記載の受信方法。
20. 前記信号直交復調過程は、前記複数のアンテナの一つで受信された信号の信号レベルを予め定められた信号レベルに調整するゲイン調整過程をさらに備え、
    前記雑音電力特定過程は、前記ゲイン調整過程での増幅率が高いほど、前記雑音成分の電力を大きくすること
    を特徴とする請求項１２から１７及び１９の何れか一項に記載の受信方法。

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