JP7275651B2

JP7275651B2 - 無線装置

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Publication number: JP7275651B2
Application number: JP2019036160A
Authority: JP
Inventors: 弘樹佐野
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 2019-02-28
Filing date: 2019-02-28
Publication date: 2023-05-18
Anticipated expiration: 2039-02-28
Also published as: JP2020141289A

Description

本発明は、無線装置に関する。

近年、無線通信が広く普及している。無線通信に関する技術として、ダイバーシティ受信が知られている。ダイバーシティ受信は、複数のアンテナを有する受信装置により実行される技術であり、いずれかのアンテナにより得られたブランチ信号を優先的に用いる選択ダイバーシティ方式、または、複数のアンテナの各々により得られた各ブランチ信号を合成する最大比合成ダイバーシティ方式、などにより、信号対雑音比が向上され得る。

このようなダイバーシティ受信は、例えば以下の特許文献１～３に開示されている。具体的には、特許文献１には、ダイバーシティ受信において各ブランチ信号を適切な重み付けで合成するための技術が開示されている。特許文献２には、ダイバーシティ受信において受信品質および動作の確実性などを向上するための技術が開示されている。特許文献３には、選択ダイバーシティ方式および最大比合成ダイバーシティ方式を適切に選択するための技術が開示されている。

特開２０１２－４４３９９号公報特開２００８－４２７２８号公報特開２００７－１８９３１６号公報

しかし、特許文献１に記載の技術では、自己相関のピーク検出、およびピーク間隔の判定などのための機能が複雑であり、回路規模が肥大化する。また、特許文献１に記載の技術ではブランチ信号のゲインは調整されるものの、位相成分は考慮されていない。このため、特許文献１に記載の技術では、また他の特許文献に記載の技術でも、簡易な回路構成で受信性能を向上することが困難であった。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、簡易な構成で受信性能を向上することが可能な、新規かつ改良された無線装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、各々に対応する受信信号に対して信号処理を行う複数のブランチと、各ブランチの処理信号から、各ブランチの処理信号の自己相関値、および各ブランチの処理信号間の相互相関値を演算する相関演算部と、前記複数のブランチから前記自己相関値が最大であるブランチを基準ブランチとして判定する基準ブランチ判定部と、前記相互相関値に基づき、前記基準ブランチの処理信号の位相補償を伴わないウェイト係数を出力する係数出力部と、前記係数出力部により出力された前記ウェイト係数を用いて前記各ブランチの処理信号に重み付けを行う重み付け処理部と、前記重み付け処理部により重み付けされた前記各ブランチの処理信号を合成する合成部と、を備え、前記係数出力部は、複数のウェイト係数算出部と、前記複数のウェイト係数算出部と前記重み付け処理部との間に位置する出力スイッチと、を有し、前記複数のウェイト係数算出部に含まれる各ウェイト係数算出部は、いずれかのブランチの処理信号の位相補償を伴わず、他のブランチの処理信号の位相補償を伴うウェイト係数を算出し、前記ウェイト係数算出部は、前記各ブランチの処理信号の自己相関値を対角成分に有し、各ブランチの処理信号間の相互相関値を非対角成分に有する相関行列の１つの固有ベクトルを前記ウェイト係数として算出する、無線装置が提供される。

前記出力スイッチは、前記基準ブランチとして判定されたブランチの処理信号の位相補償を伴わないウェイト係数を算出するウェイト係数算出部と前記重み付け処理部を接続してもよい。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、各々に対応する受信信号に対して信号処理を行う複数のブランチと、各ブランチの処理信号から、各ブランチの処理信号の自己相関値、および各ブランチの処理信号間の相互相関値を演算する相関演算部と、前記複数のブランチから前記自己相関値が最大であるブランチを基準ブランチとして判定する基準ブランチ判定部と、前記相互相関値に基づき、前記基準ブランチの処理信号の位相補償を伴わないウェイト係数を出力する係数出力部と、前記係数出力部により出力された前記ウェイト係数を用いて前記各ブランチの処理信号に重み付けを行う重み付け処理部と、前記重み付け処理部により重み付けされた前記各ブランチの処理信号を合成する合成部と、を備え、係数出力部は、複数のウェイト係数算出部と、前記相関演算部と前記複数のウェイト係数算出部との間に位置する入力スイッチを有し、前記入力スイッチは、前記相関演算部と、前記基準ブランチとして判定されたブランチの処理信号の位相補償を伴わないウェイト係数を算出するウェイト係数算出部とを接続し、前記ウェイト係数算出部は、前記各ブランチの処理信号の自己相関値を対角成分に有し、各ブランチの処理信号間の相互相関値を非対角成分に有する相関行列の１つの固有ベクトルを前記ウェイト係数として算出する、無線装置が提供される。

前記各ブランチは、アンテナ、フィルタ、ＡＤ変換部およびミキサを含んでもよい。

前記ブランチの処理信号は、前記アンテナにより受信された受信信号に対して、フィルタ処理、ＡＤ変換、およびダウンコンバージョンを含む信号処理を施して得られる信号であってもよい。

以上説明した本発明によれば、簡易な構成で受信性能を向上することが可能である。

本発明の実施形態による防災無線のための無線通信システムの構成を示す説明図である。ダイバーシティ受信の比較例を示す説明図である。本発明の実施形態による受信機３０の構成を示す説明図である。最大比合成部３７０の構成を示す説明図である。重み付け処理部３７６により行われる重み付けの具体例を示す説明図である。最大比合成部３７０の動作を示すフローチャートである。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

また、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する複数の構成要素を、同一の符号の後に異なるアルファベットを付して区別する場合もある。例えば、実質的に同一の機能構成または論理的意義を有する複数の構成を、必要に応じて受信機３０Ａおよび受信機３０Ｂのように区別する。ただし、実質的に同一の機能構成を有する複数の構成要素の各々を特に区別する必要がない場合、複数の構成要素の各々に同一符号のみを付する。例えば、受信機３０Ａおよび受信機３０Ｂを特に区別する必要が無い場合には、各受信機を単に受信機３０と称する。

＜１．無線通信システムの概要＞
本発明の実施形態は、ダイバーシティ受信を行う無線装置に関する。当該無線装置は、例えば、防災無線のための無線通信システムに適用される。防災無線のための無線通信システムは、地震、津波、台風または大雨などの災害に関する緊急放送または警報などの通報を行うためのシステムである。図１を参照し、このような防災無線のための無線通信システムの概要を説明する。

図１は、本発明の実施形態による防災無線のための無線通信システムの構成を示す説明図である。図１に示したように、本発明の実施形態による防災無線のための無線通信システムは、操作卓１０と、親局無線機２０と、受信機３０と、中継局無線機４０と、を備える。

操作卓１０は、無線通信システムによる通報を行う場合に、操作者によって音声が入力されたり、受信機３０の動作設定が入力されたりする装置である。より具体的に説明すると、操作者は、操作卓１０を用いて、通報内容、通報対象または通報時の動作設定等の入力を行う。操作卓１０は、有線ネットワークを介して、入力情報を親局無線機２０へ送信する。

親局無線機２０は、操作卓１０から入力された情報を示す無線信号を、受信機３０および中継局無線機４０へ送信する。

受信機３０は、鳴動機能を有する無線装置であり、例えば、住宅内、病院内、公共施設内等に設置される。受信機３０は、親局無線機２０によって送信された無線信号を受信し、当該無線信号に基づいて通報を行う。より具体的に説明すると、受信機３０は、自局が通報の対象に含まれるか否かを判定し、自局が対象に含まれる場合、無線信号に含まれる動作設定を反映させた状態で、内蔵スピーカを用いて通報を行う。また、受信機３０は、図１に示したように複数のアンテナを有する。受信機３０は、複数のアンテナを活用することで、後述するダイバーシティ受信を実行することが可能である。

中継局無線機４０は、親局無線機２０によって送信された無線信号を中継する無線装置である。より具体的に説明すると、中継局無線機４０は、親局無線機２０によって送信された無線信号を、当該無線信号の周波数とは異なる周波数の無線信号へ変換し、変換後の無線信号を受信機３０へ送信する。これにより、親局無線機２０から送信される無線信号が届かないエリアへも通報を行うことができる。図１に示した例では、受信機３０Ｂに親局無線機２０から送信された無線信号が届かない場合でも、受信機３０Ｂは、中継局無線機４０から無線信号を受信し、通報を行うことが可能である。なお、中継局無線機４０も受信機３０と同様に複数のアンテナを有し、複数のアンテナを活用することで、後述するダイバーシティ受信を実行することが可能である。

＜２．背景＞
本発明の実施形態は、上述した無線通信システムにおける、特に、受信機３０および中継局無線機４０などが実行し得るダイバーシティ受信に関する。本発明の実施形態によるダイバーシティ受信の優位性をより明らかにするために、本発明の実施形態によるダイバーシティ受信の説明に先立ち、ダイバーシティ受信の比較例を説明する。

図２は、ダイバーシティ受信の比較例を示す説明図である。具体的には、図２には、２つのブランチ信号の自己相関の時系列変化を示している。ブランチ信号１の自己相関では、ピークが１シンボル長間隔で現れている。プランチ信号２の自己相関では、ピーク間隔と１シンボル長との間で誤差が生じている。ピーク間隔が理想的には１シンボル長であることが望まれるので、図２に示した例では、ブランチ信号１の信号品質の方がブランチ信号２の信号品質より高いと言える。

このため、ダイバーシティ受信の比較例では、各ブランチ信号の自己相関を計算し、自己相関のピークを検出し、自己相関のピーク間隔を特定し、ピーク間隔と１シンボル長の差分長を計算し、各ブランチ信号の差分長の大小関係を判定し、当該判定結果に応じて各ブランチ信号のゲインを設定するための回路が用いられる。例えば、ダイバーシティ受信の比較例では、差分長の小さいブランチ信号のゲインが高く設定され、差分長の大きいブランチ信号のゲインが低く設定される。乗算器が当該ゲインの設定に従って各ブランチ信号を重み付けし、最大比合成部が重み付け後のブランチ信号を加算して、合成信号を出力する。なお、ブランチ信号は、例えば、ガード期間の除去、およびＦＦＴ出力からのチャネル推定結果に基づくウェイト係数による重み付け（ゲイン、位相補償）が行われた受信信号である。

しかし、上記のダイバーシティ受信の比較例では、自己相関のピーク検出、およびピーク間隔の判定などのための機能が複雑であり、回路規模が肥大化する。また、自己相関のピーク間隔と理想的なシンボル長との差分長を基準値と比較してゲインが調整されるので、基準値またはゲイン調整量を実際の装置性能および通信システムに応じて最適に設定することが煩雑である。また、ダイバーシティ受信の比較例では、各ブランチ信号の信号品質に基づいて各ブランチ信号のゲインは調整されるものの、各ブランチ信号の信号品質に基づいて位相成分を調整することは考慮されていない。

本件発明者は、上記事情を一着眼点にして本発明の実施形態による技術を創作するに至った。本発明の実施形態によれば、簡易な構成で受信性能を向上することが可能である。以下、このような本発明の実施形態による技術が実装される受信機３０の構成を説明する。なお、以下に説明する受信機３０の構成は、中継局無線機４０の受信のための構成にも同様に適用可能であるので、中継局無線機４０の構成の詳細な説明は省略する。

＜３．受信機の構成＞
図３は、本発明の実施形態による受信機３０の構成を示す説明図である。図３に示したように、本発明の実施形態による受信機３０は、２つのアンテナ３２と、アナログ部３４と、デジタル部３６と、を有する。

（アンテナ）
アンテナ３２は、親局無線機２０または中継局無線機４０から送信された無線信号を受信し、高周波の受信信号をアナログ部３４に出力する。２つのアンテナ３２の一方のアンテナ３２はブランチ１を構成し、他方のアンテナ３２はブランチ２を構成する。なお、図３においてはブランチの数が２つである例を示しているが、ブランチの数は２つに限られず、３つ以上であってもよい。

（アナログ部）
アナログ部３４は、アナログ領域で信号を処理する構成である。具体的には、アナログ部３４は、ブランチ１を構成するＢＰＦ３４２、ＬＮＡ３４４、ミキサ３４６およびＡＤＣ３４８と、ブランチ２を構成するＢＰＦ３４２、ＬＮＡ３４４、ミキサ３４６およびＡＤＣ３４８と、を有する。

ＢＰＦ（Ｂａｎｄ－ＰａｓｓＦｉｌｔｅｒ）３４２は、アンテナ３２から入力された高周波信号の所定周波数帯を通過させる。ＬＮＡ（ＬｏｗＮｏｉｓｅＡｍｐｌｉｆｉｅｒ）３４４は、ＢＰＦ３４２から入力された信号を増幅する。ミキサ３４６は、ＬＮＡ３４４から入力された信号をダウンコンバートする。ＡＤＣ（Ａｎａｌｏｇ－ｔｏ－ｄｉｇｉｔａｌｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）３４８は、ミキサ３４６から入力されたアナログ形式の信号をサンプリングして、デジタル形式の信号を出力する。

（デジタル部）
デジタル部３６は、デジタル領域で信号を処理する構成である。具体的には、デジタル部３６は、ブランチ１を構成するＢＰＦ３６２、ミキサ３６４、ＲＲＣフィルタ３６６、ヒルベルトフィルタ３６８、およびミキサ３６９と、ブランチ２を構成するＢＰＦ３６２、ミキサ３６４、ＲＲＣ３６６、ヒルベルトフィルタ３６８、およびミキサ３６９と、を有する。さらに、デジタル部３６は、最大比合成部３７０、遅延検波部３９０および復調部３９２を有する。

ＢＰＦ３６２は、ＡＤＣ３４８から入力された信号の所定周波数帯を通過させる。ミキサ３６４は、ＢＰＦ３６２から入力された信号の周波数帯をシフトさせる。ＲＲＣ（ｒｏｏｔ－ｒａｉｓｅｄｃｏｓｉｎｅ）フィルタ３６６は、ミキサ３６４から入力された信号にナイキストの条件を満たすフィルタ処理を施す。ヒルベルトフィルタ３６８は、ＲＲＣフィルタ３６６から入力される信号をヒルベルト変換する。ミキサ３６９は、ヒルベルトフィルタ３６８から入力される信号を直交変調する。以下では、ブランチ１を構成するミキサ３６９から出力されるベースバンド信号をブランチ信号１またはブランチ１の処理信号と称し、ブランチ２を構成するミキサ３６９から出力されるベースバンド信号をブランチ信号２またはブランチ２の処理信号と称する場合がある。

最大比合成部３７０には、ブランチ信号１およびブランチ信号２が入力される。最大比合成部は、入力されたブランチ信号１およびブランチ信号２の各々にウェイト係数を用いた重み付けを行い、重み付け後のブランチ信号１およびブランチ信号２を合成して出力する。遅延検波部３９０は、最大比合成部３７０から入力された合成信号の遅延検波を行い、復調部３９２は、遅延検波部３９０から入力された信号を例えばπ/４ＤＱＰＳＫ（ＤｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌＱｕａｄｒａｔｕｒｅＰｈａｓｅＳｈｉｆｔＫｅｙｉｎｇ）方式により復調する。

＜４．最大比合成部の構成＞
ここで、図４を参照して、最大比合成部３７０のより具体的な構成を説明する。

図４は、最大比合成部３７０の構成を示す説明図である。図４に示したように、最大比合成部３７０は、相関演算部３７２と、基準ブランチ判定部３７３と、ウェイト係数算出部３７４と、重み付け処理部３７６と、合成部３７８と、入力スイッチＳ１と、出力スイッチＳ２と、を有する。相関演算部３７２、基準ブランチ判定部３７３、ウェイト係数算出部３７４、重み付け処理部３７６および合成部３７８などの各機能は、ハードウェアとソフトウェアとの協働により実現されてもよい。例えば、各機能は、プロセッサがソフトウェアをメモリ上で実行することにより実現され得る。

（相関演算部）
相関演算部３７２は、各ブランチ信号に関する相関演算を行い、相関行列を得る。相関行列は、各ブランチ信号の自己相関値を対角成分に有し、各ブランチ信号間の相互相関値を非対角成分に有する相関行列を有する。例えば、相関演算部３７２は、ブランチ信号１（x₁[k]）およびブランチ信号２（x₂[k]）に関する相関演算を行い、以下の数式１に示す相関行列Ｒｘｘを得る。

数式１において、Ｋは演算に使用するデータのサンプル数であり、添え字*は複素共役を示す。また、数式１における値ａはブランチ信号１の自己相関値を示し、値ｃはブランチ信号２の自己相関値を示し、値ｂおよび値ｂ*はブランチ信号１とブランチ信号２の相互相関値を示す。相関演算部３７２は、値ａおよび値ｃを基準ブランチ判定部３７３に出力し、数式１に示した相関行列を入力スイッチＳ１に出力する。

（基準ブランチ判定部）
基準ブランチ判定部３７３は、複数のブランチから、ブランチ信号の自己相関値が最大であるブランチを基準ブランチとして判定する。例えば、ブランチ信号１の自己相関値である値ａがブランチ信号２の自己相関値である値ｃよりも高い場合、基準ブランチ判定部３７３はブランチ１を基準ブランチとして判定する。そして、基準ブランチ判定部３７３は、基準ブランチの判定結果を入力スイッチＳ１および出力スイッチＳ２に出力する。なお、ブランチ信号の自己相関値の高さは、ブランチ信号の品質の高さに依存するので、自己相関値が最大である基準ブランチは、受信品質が最も高いブランチであると考えられる。

（ウェイト係数算出部）
ウェイト係数算出部３７４は、相関演算部３７２から入力スイッチＳ１を介して入力される相関行列を用いて、いずれかのブランチの処理信号の位相補償を伴わない、全ブランチ分のウェイト係数を算出する。例えば、ウェイト係数算出部３７４＃１は、ブランチ信号１の位相補償を伴わず、ブランチ信号２の位相補償を伴うウェイト係数Ｗ_１を算出する。ウェイト係数算出部３７４＃２は、ブランチ信号１の位相補償を伴い、ブランチ信号２の位相補償を伴わないウェイト係数Ｗ_２を算出する。ここでは、ブランチの数が２つである例を示しているが、ブランチの数がＮであれば、ブランチ信号１の位相補償成分が０となるウェイト係数を算出するウェイト係数算出部３７４＃１、ブランチ信号２の位相補償成分が０となるウェイト係数を算出するウェイト係数算出部３７４＃２、・・・、ブランチ信号（Ｎ－１）の位相補償成分が０となるウェイト係数を算出するウェイト係数算出部３７４＃（Ｎ－１）、ブランチ信号Ｎの位相補償成分が０となるウェイト係数を算出するウェイト係数算出部３７４＃Ｎ、が設けられる。

ここで、入力スイッチＳ１は、相関演算部３７２と複数のウェイト係数算出部３７４との間に位置する。この入力スイッチＳ１は、基準ブランチ判定部３７３から入力される基準ブランチの判定結果に基づき、相関演算部３７２と、基準ブランチのブランチ信号の位相補償を伴わないウェイト係数を算出するウェイト係数算出部３７４とを接続する。例えば、基準ブランチがブランチ１である場合、入力スイッチＳ１は、相関演算部３７２とウェイト係数算出部３７４＃１を接続する。一方、基準ブランチがブランチ２である場合、入力スイッチＳ１は、相関演算部３７２とウェイト係数算出部３７４＃２を接続する。

また、出力スイッチＳ２は、複数のウェイト係数算出部３７４と重み付け処理部３７６との間に位置する。この出力スイッチＳ２は、基準ブランチ判定部３７３から入力される基準ブランチの判定結果に基づき、基準ブランチのブランチ信号の位相補償を伴わないウェイト係数を算出するウェイト係数算出部３７４と重み付け処理部３７６とを接続する。例えば、基準ブランチがブランチ１である場合、出力スイッチＳ２は、ウェイト係数算出部３７４＃１と重み付け処理部３７６を接続する。一方、基準ブランチがブランチ２である場合、出力スイッチＳ２は、ウェイト係数算出部３７４＃２と重み付け処理部３７６を接続する。

このため、基準ブランチがブランチ１である場合、相関演算部３７２により得られた相関行列はウェイト係数算出部３７４＃１に入力され、ウェイト係数算出部３７４＃１がウェイト係数Ｗ_１を算出し、出力スイッチＳ２がウェイト係数Ｗ_１を重み付け処理部３７６に出力する。一方、基準ブランチがブランチ２である場合、相関演算部３７２により得られた相関行列はウェイト係数算出部３７４＃２に入力され、ウェイト係数算出部３７４＃２がウェイト係数Ｗ_２を算出し、出力スイッチＳ２がウェイト係数Ｗ_２を重み付け処理部３７６に出力する。

すなわち、ウェイト係数算出部３７４は、入力スイッチＳ１および出力スイッチＳ２と共に、基準ブランチの他のブランチの処理信号の位相補償を伴い、基準ブランチの処理信号の位相補償を伴わないウェイト係数Ｗを出力する係数出力部として機能する。

なお、各ウェイト係数算出部３７４によるウェイト係数Ｗの算出方法は特に限定されない。例えば、各ウェイト係数算出部３７４は、相関行列の１つの固有ベクトルをウェイト係数Ｗとして算出してもよい。以下、数式２に相関行列の固有方程式を示し、数式３に最大固有値を示し、数式４に最大固有値に対応する固有ベクトルの具体例を示す。

（重み付け処理部）
重み付け処理部３７６には、各ブランチ信号が入力される。また、重み付け処理部３７６には、出力スイッチＳ２を介していずれかのウェイト係数Ｗが入力される。重み付け処理部３７６は、出力スイッチＳ２を介して入力されたウェイト係数Ｗを用いて、各ブランチ信号に重み付けを行う。そして、重み付け処理部３７６は、重み付け後の各ブランチ信号を合成部３７８に出力する。

ここで、数式４に示した「λ_１－ｃ」および「λ_１－ａ」は実数であり、「ｂ」および「ｂ^＊」は基本的には複素数である。従って、基準ブランチがブランチ１であり、ウェイト係数Ｗ_１が重み付け処理部３７６に入力されると、ブランチ信号１には、ゲイン補正を伴うものの、位相補償は伴わない重み付けが行われる。一方、ブランチ信号２には、ゲイン補正を伴い、かつ、ブランチ信号１に位相が揃うような位相補償を伴う重み付けが行われる。

逆に、基準ブランチがブランチ２であり、ウェイト係数Ｗ_２が重み付け処理部３７６に入力されると、ブランチ信号１には、ゲイン補正を伴い、かつ、ブランチ信号２に位相が揃うような位相補償を伴う重み付けが行われる。一方、ブランチ信号２には、ゲイン補正を伴うものの、位相補償は伴わない重み付けが行われる。

このような重み付け処理部３７６により行われる重み付けの具体例を、図５を参照して説明する。

図５は、重み付け処理部３７６により行われる重み付けの具体例を示す説明図である。図５には、ブランチ信号１のＩＱ平面における信号点ｐ１、およびブランチ信号２のＩＱ平面における信号点ｐ２を示している。ブランチ１が基準ブランチである場合、ウェイト係数Ｗ_１を用いた重み付けにより、ブランチ信号２の信号点ｐ２が角度ｄだけ回転し、ブランチ信号２の位相がブランチ信号１の位相に揃えられる。

（合成部）
合成部３７８は、重み付け処理部３７６から入力された重み付け後の各ブランチ信号を加算（合成）し、合成信号を出力する。

＜５．最大比合成部の動作＞
以上、最大比合成部３７０の構成を説明した。以下に、図６を参照して最大比合成部３７０の動作を整理する。

図６は、最大比合成部３７０の動作を示すフローチャートである。図６に示したように、まず、相関演算部３７２が、各ブランチ信号の相関行列を演算する（Ｓ４１０）。そして、基準ブランチ判定部３７３が、複数のブランチから、ブランチ信号の自己相関値が最大であるブランチを基準ブランチとして判定する（Ｓ４２０）。

その後、入力スイッチＳ１が、基準ブランチのブランチ信号の位相補償を伴わないウェイト係数を算出するウェイト係数算出部３７４と相関演算部３７２とを接続し、出力スイッチＳ２が、基準ブランチのブランチ信号の位相補償を伴わないウェイト係数を算出するウェイト係数算出部３７４と重み付け処理部３７６とを接続する（Ｓ４３０）。

そして、入力スイッチＳ１および出力スイッチＳ２により接続されたウェイト係数算出部３７４がウェイト係数を算出する（Ｓ４４０）。次いで、重み付け処理部３７６が、出力スイッチＳ２を介して入力されたウェイト係数Ｗを用いて各ブランチ信号に重み付けを行い（Ｓ４５０）、合成部３７８が、重み付け処理部３７６による重み付け後の各ブランチ信号を合成し、合成信号を出力する（Ｓ４６０）。

＜６．作用効果＞
以上説明したように、本発明の実施形態によれば、受信品質が最も高い基準ブランチのブランチ信号に他のブランチ信号の位相を揃えることにより、受信品質（受信利得）が低いブランチがあったとしても、復調精度の劣化を抑制することが可能である。

また、基準アンテナの判定に用いられる自己相関値は、固有値分解によりウェイト係数を算出する方式において計算されるパラメータであるので、自己相関値の演算は機能の追加にあたらない。ウェイト係数の切替も、ウェイト係数算出部（計算式）を切替えることで実現されるので、計算負荷が高いブロックの新たな実装にはあたらない。このため、本発明の実施形態では、回路規模の肥大化を抑えながら、受信性能を向上することが可能である。なお、本発明の実施形態による技術では、最大比合成の理論的な性能は保たれているので、特別な調整など無しに一定の性能を発揮することができるという利点もある。

なお、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、本明細書の受信機３０の処理における各ステップは、必ずしもフローチャートとして記載された順序に沿って時系列に処理する必要はない。例えば、受信機３０の処理における各ステップは、フローチャートとして記載した順序と異なる順序で処理されても、並列的に処理されてもよい。

また、上記では本発明の実施形態による無線通信システムが防災無線に適用される例を説明したが、本発明の実施形態による無線通信システムの適用先は防災無線に限定されない。例えば、本発明の実施形態による無線通信システムは、セルラー通信または無線ＬＡＮなどの他の通信に適用されてもよい。

１０操作卓
２０親局無線機
３０受信機
３２アンテナ
３４アナログ部
３６デジタル部
４０中継局無線機
３４２ＢＰＦ
３４４ＬＮＡ
３４６ミキサ
３４８ＡＤＣ
３６２ＢＰＦ
３６４ミキサ
３６６ＲＲＣフィルタ
３６８ヒルベルトフィルタ
３６９ミキサ
３７０最大比合成部
３７２相関演算部
３７３基準ブランチ判定部
３７４ウェイト係数算出部
３７６重み付け処理部
３７８合成部
３９０遅延検波部
３９２復調部
Ｓ１入力スイッチ
Ｓ２出力スイッチ

Claims

各々に対応する受信信号に対して信号処理を行う複数のブランチと、
各ブランチの処理信号から、各ブランチの処理信号の自己相関値、および各ブランチの処理信号間の相互相関値を演算する相関演算部と、
前記複数のブランチから前記自己相関値が最大であるブランチを基準ブランチとして判定する基準ブランチ判定部と、
前記相互相関値に基づき、前記基準ブランチの処理信号の位相補償を伴わないウェイト係数を出力する係数出力部と、
前記係数出力部により出力された前記ウェイト係数を用いて前記各ブランチの処理信号に重み付けを行う重み付け処理部と、
前記重み付け処理部により重み付けされた前記各ブランチの処理信号を合成する合成部と、を備え、
前記係数出力部は、複数のウェイト係数算出部と、前記複数のウェイト係数算出部と前記重み付け処理部との間に位置する出力スイッチと、を有し、
前記複数のウェイト係数算出部に含まれる各ウェイト係数算出部は、いずれかのブランチの処理信号の位相補償を伴わず、他のブランチの処理信号の位相補償を伴うウェイト係数を算出し、
前記ウェイト係数算出部は、前記各ブランチの処理信号の自己相関値を対角成分に有し、各ブランチの処理信号間の相互相関値を非対角成分に有する相関行列の１つの固有ベクトルを前記ウェイト係数として算出する、無線装置。
前記出力スイッチは、前記基準ブランチとして判定されたブランチの処理信号の位相補償を伴わないウェイト係数を算出するウェイト係数算出部と前記重み付け処理部を接続する、請求項１に記載の無線装置。
各々に対応する受信信号に対して信号処理を行う複数のブランチと、
各ブランチの処理信号から、各ブランチの処理信号の自己相関値、および各ブランチの処理信号間の相互相関値を演算する相関演算部と、
前記複数のブランチから前記自己相関値が最大であるブランチを基準ブランチとして判定する基準ブランチ判定部と、
前記相互相関値に基づき、前記基準ブランチの処理信号の位相補償を伴わないウェイト係数を出力する係数出力部と、
前記係数出力部により出力された前記ウェイト係数を用いて前記各ブランチの処理信号に重み付けを行う重み付け処理部と、
前記重み付け処理部により重み付けされた前記各ブランチの処理信号を合成する合成部と、を備え、
係数出力部は、複数のウェイト係数算出部と、前記相関演算部と前記複数のウェイト係数算出部との間に位置する入力スイッチを有し、
前記入力スイッチは、前記相関演算部と、前記基準ブランチとして判定されたブランチの処理信号の位相補償を伴わないウェイト係数を算出するウェイト係数算出部とを接続し、
前記ウェイト係数算出部は、前記各ブランチの処理信号の自己相関値を対角成分に有し、各ブランチの処理信号間の相互相関値を非対角成分に有する相関行列の１つの固有ベクトルを前記ウェイト係数として算出する、無線装置。
前記各ブランチは、アンテナ、フィルタ、ＡＤ変換部およびミキサを含む、請求項１～３のいずれか一項に記載の無線装置。
前記ブランチの処理信号は、前記アンテナにより受信された受信信号に対して、フィルタ処理、ＡＤ変換、およびダウンコンバージョンを含む信号処理を施して得られる信号である、請求項４に記載の無線装置。