JPH03239020A - 合成ダイバーシティ方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、例えば移動体の通信におけるフェージングの
影響を最小にすべく受信信号を同相に移相制御して合成
する合成ダイバーシティ方式に関する。

（従来の技術） 従来の合成ダイバーシティ方式は、例えば２ブランチの
場合を第７図に示すように、互いにλ／４以上の距離離
れた位置関係を有して設けられている２本のアンテナ１
．２を有し、このアンテナ１，２で受信した各信号をそ
れぞれ高周波増幅器３．４において目的とする信号のみ
を選択的に増幅し、この増幅した各信号をそれぞれ周波
数混合器５，６に供給している。この周波数混合器５゜
６は、それぞれ局部発振器７，８からの信号と高周波増
幅器３．４を介したアンテナ１．２からの信号とを混合
し、各々の差周波数である中間周波数信号にそれぞれ変
換する。それから、この各中間周波数信号はそれぞれ中
間周波数増幅器９．１０で増幅され、咳増幅器９．１０
からの再出力信号は合成器１１で合成され、合成器１１
からの出力信号は検波器１２によりもとの変調信号に復
調される。

また、前記中間周波増幅器９．ｌＯで中間周波数信号に
変換された信号の各一部は位相比較器１３に供給され、
各信号の位相差に対応した出力パルスが位相比較器１３
から出力される。この出力パルス信号はフィルタ１４に
よって平滑されて、各部発振器７の位相を制御し、これ
により合成器１１に供給される中間周波増幅器９．１０
からの岡山力信号が同相になるように制御される。すな
わち、混合器５、中間周波増幅器９、位相比較器１３、
フィルタ■４および局部発振器７からなる位相同期ルー
プ（Ｐｈａｓｅ　Ｌｏｃｋｅｄ　Ｌｏｏｐ）によってア
ンテナ１で受信した信号がアンテナ２て受信した信号と
同相となるように移相制御され、合成器１１において両
信号は常に同相で合成されることになる。従って、合成
利得が得られるばかりでなく、移動体通信等のフェージ
ング環境下において、層安定な受信品質を確保すること
ができるものである。

（発明が解決しようとする課題） 上述した従来の合成ダイバーシティ方式においては、ア
ンテナで受信した信号の搬送波の位相を中間周波増幅段
で検出し、位相比較器１３で比較する構成となっている
ため、数１００ＫＨｚ以上の高い周波数で信号処理をし
なければならないという問題があるとともに、中間周波
数増幅段に挿入する帯域フィルタとして搬送波の帯域幅
で決まるフィルタしか使用できず、位相比較器に入力さ
れる信号のＳ／Ｎや応答特性の点で制限を受け、また搬
送波の振幅変動が制御系の動作安定性に影響しやすいと
いう問題がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的とす
るところは、変調波に含まれる信号を利用して搬送波を
移相制御し、回路構成が簡単で十分な安定性を有する合
成ダイバーシティ方式を提供することにある。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明の合成ダイバーシティ
方式は、空間的に離れた複数のアンテナで受信した複数
の信号を移相し、同相で合成して、受信品質を向上しよ
うとする合成ダイバーシティ方式であって、前記受信信
号毎に設けられ、各受信信号に含まれる変調波のうち搬
送波に対して一定の位相を有する信号をそれぞれ検出す
る複数の検出手段と、該複数の検出手段からの複数の検
出信号の位相を比較して位相差を検出する比較手段と、
該比較手段からの位相差に基づいて前記複数の受信信号
の位相を等しくすべく移相制御する移相制御手段とを有
することを要旨とする。

（作用） 本発明の合成ダイバーシティ方式では、各受信信号に含
まれる変調波のうち搬送波に対して一定位相の信号を検
出し、この検出した複数の信号を比較して位相差を検出
し、該位相差に基づいて複数の受信信号の位相を等しく
すべく移相制御している。

（実施例） 以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の一実施例に係わる合成ダイバーシティ
方式の構成を示すブロック図である。同図に示す合成ダ
イバーシティ方式において、アンテナ２１．２２で受信
した各信号は、それぞれ高周波増幅器２３．２４で増幅
され、混合器２５゜２６に供給される。混合器２５．２
６は、それぞれ高周波増幅器２３．２４からの出力信号
を局部発振器２７．２８からの出力信号と混合し、中間
周波信号に変換する。この各中間周波信号は、それぞれ
バンドパスフィルタ２９．３０により帯域制限された後
、中間周波増幅器３１．３２により増幅され、更に検波
器３３．３４でそれぞれ変調波が復調される。この復調
された両変調波は合成器３５で合成され、復調信号とし
て出力される。

一方、検波器３３．３４からの各出力信号は、それぞれ
サブキャリア（副搬送波）復調器３６゜３７に供給され
て、サブキャリアがそれぞれ復調される。この復調され
た両サブキャリアは、位相比較器３８に供給され、アン
テナ２１．２２で受信した搬送波の位相差に対応した誤
差信号が取り出される。この誤差信号の波形はパルス形
状であるため、フィルタ３９て平滑され、この平滑され
た出力信号により前記局部発振器２７の出力を移相制御
するようになっている。

以上のように構成された合成ダイバーシティ方式におい
て、アンテナで受信される信号中の搬送波と変調波の位
相関係は、送信側で変調した時点の位相関係で決まって
常に一定である。従って、信号か空間を伝搬する際の反
射や伝搬経路差によって発生する遅延は搬送波および変
調波ともに等しい。

第２図はこの様子を周波数の低い変調波によって搬送波
を振幅変調した場合について示している。

搬送波と変調波との位相関係は変調時に決まり、信号が
遅延した場合の破線で示す波形においても搬送波と変調
波との位相関係に変化はない。これは、振幅変調に限ら
ず、位相変調や周波数変調の場合においても同様である
。

次に、本実施例をＦＭステレオ放送の受信に適用した場
合について第３図を参照して説明する。

第４図はＦ　Ｍステレオ放送の変調波の周波数スペクト
ルを示しており、０〜１５ＫＨｚの可聴周波数帯域には
モノラルの音声信号が存在し・、３８ＫＨｚを中心とす
る±１５ＫＨｚの帯域には、ステレオ復調のためのサブ
チャンネルが存在し、３８ＫＨｚの抑圧搬送波振幅変調
を行っている。この時、受信側で復調する際に３８ＫＨ
ｚの予め所望の位相の副搬送波（サブキャリア）が必要
となるため、１／２の１９ＫＨｚに１０％の変調度でパ
イロット信号を重畳している。また、時として、５７Ｋ
Ｈｚ以上の周波数帯をＳＣＡ放送やＲＤＳ（Ｒａｄｉｏ
　Ｄａｔａ　５ｙｓｔｅ＋ｇ）、Ｆ　Ｍ多重放送等に用
いる。

１９ＫＨｚのパイロット信号は、変調波ではないため、
占有帯域幅は５００Ｈｚ未満である。従って、狭帯域の
フィルタを介して取り出すことにより受信側で高Ｓ／Ｎ
のパイロット信号を再生することができる。

第５図は第１図の合成ダイバーシティ方式に使用されて
いる前記サブキャリア復調器３６；　　３７のＩｆｆを
示すブロック図である。このサブキャリア復調器はＰＬ
Ｌ　（位相同期ループ）のロックインレンジの狭帯域特
性を利用して疑似的な狭帯域フィルタを構成しているも
のである。同図において、前記検波器３３．３４からの
出力信号は、まずバンドパスフィルタ４０に供給されて
、１５ＫＨｚ未満と３２ＫＨｚ以上の信号を大まかに除
去される。そして、この１５ＫＨｚ未満および３２ＫＨ
ｚ以上の信号を除去された信号のみ、すなわちパイロッ
ト信号のみが位相比較器４１に供給され、電圧制御発振
器４３の出力信号と比較される。

この位相比較器４１から出力される位相誤差成分はルー
プフィルタ４２により平滑され、これにより電圧制御発
振器４３の位相が制御される。この結果、電圧制御発振
器４３の出力信号は完全にパイロット信号に同期し、搬
送波と一定位相差を常に保っている。

このように再生されたパイロット信号は、サブキャリア
復調器３６．３７から位相比較器３８に供給されて位相
比較され、この出力誤差信号により局部発振器２７が移
相制御される。従って、アンテナ２１．２２で受信され
た両信号は、中間周波段以降において同相となっている
。

なお、上記実施例では、第１図に示したように、検波器
３３．３４の出力において合成するようになっているが
、これに限定されるものでなく、中間周波段以降であれ
ば、どの段で合成してもよい。

また、パイロット信号に限定されるものでなく、無線通
信でしばしば使用されるトーンスケルチ信号を用いるこ
とも可能であり、要は変調信号中に含まれる一定位相の
信号であれば、いずれの信号を位相比較してもよいもの
である。

第５図は本発明の他の実施例の構成を示すブロック図で
ある。同図に示す実施例は、テレビ放送等の映像と音声
の複合信号を受信する場合の一例を示しているものであ
る。同図においては、アンテナ５１．５２で受信した各
信号をそれぞれ高周波増幅器５３．５４で増幅し、混合
器５５．５６で局部発振器５７．５８からの出力信号と
混合し、中間周波信号に変換した後、音声信号処理部７
５および映像信号処理部７７に分けられ、位相比較は音
声多重信号中に含まれるパイロット信号で行われる。

混合器５５．５６から出力される各信号は、音声信号処
理部７５において、それぞれ音声用バンドパスフィルタ
５９．６０により帯域制限された後、音声用中間周波増
幅器６１．６２により増幅され、更に音声用検波器６３
．６４でそれぞれ変調波が復調される。この復調された
再変調波は音声用合成器６５で合成され、音声信号が出
力される。

一方、音声用検波器６３．６４からの各出力信号は、そ
れぞれパイロット信号復調器６６．６７に供給されて、
パイロット信号がそれぞれ復調される。この復調された
両パイロット信号は、位相比較器６８に供給され、アン
テナ５１．５２で受信した搬送波の位相差に対応した誤
差信号が取り出され、フィルタ３９で平滑され、この平
滑された出力信号により前記局部発振器５７の出力を移
相制御するようになっている。

また、混合器５５．５６から出力される各信号は、映像
信号処理部７７において、合成器７０で合成され、映像
用中間周波増幅器７１により増幅され、更に映像用検波
器７２から映像信号として出力される。

第６図は本発明の別の実施例の構成を示すブロック図で
ある。同図に示す実施例は、第５図の実施例と同様にテ
レビ放送等の映像と音声の複合信号を受信する場合であ
るが、この実施例においては映像信号中に含まれる水平
同期信号を位相比較する場合について示している。同図
においては、アンテナ８１．８２で受信した各信号をそ
れぞれ高周波増幅器８３．８４で増幅し、混合器８５゜
８６で局部発振器８７．８８からの出力信号と混合し、
中間周波信号に変換した後、映像信号処理部１０５およ
び音声信号処理部１０７に分けられる。

混合器８５．８６から出力される各信号は、映像信号処
理部１０５において、それぞれ映像用中間周波増幅器８
９．９０で増幅され、映像用検波器９１．９２でそれぞ
れ復調されてから、合成器９３て合成され、映像信号が
出力される。

一方、映像用検波器９１．９２からの各出力信号は、そ
れぞれ水平同期信号の分離回路９４．９５に供給されて
、水平同期信号がそれぞれ分離される。この分離された
両水平同期信号は、位相比較器９６に供給され、アンテ
ナ８１．８２で受信した搬送波の位相差に対応した誤差
信号が取り出され、フィルタ９７で平滑され、この平滑
された出力信号により前記局部発振器８７の出力を移相
制御するようになっている。

また、混合器８５．８６から出力される各信号は、音声
信号処理部１０７において、合成器９８で合成され、音
声用中間周波増幅器９つにより増幅され、更に音声検波
器１００から音声信号として出力される。

なお、本発明は、ＡＭ、ＦＭ等の電波形式の他に、Ｓ　
Ｓ　Ｂ　（Ｓｉｎｇｌｅ　５ｉｄｅ　Ｂａｎｄ）等の抑
圧搬送波信号やパルス変調系の信号においても有効であ
る。

特に、自動車等の移動体において、放送を受信する場合
のポイントとしては、Ｓ／Ｎが低い微弱信号を強持向性
のフェーズドアレイを用いて受信するという目的でなく
、中電界以上の地域においてマルチパス歪等を低減して
安定受信を確保する目的に主眼を置く場合が多く、また
限られた車両表面上に多数のアンテナを設けて指向性を
鋭くすることには限界がある。従って、本発明のように
変調波の位相比較を行うことによって十分に前記目的を
達成することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、各受信信号に含
まれる変調波のうち搬送波に対して一定位相の信号を検
出し、この検出した複数の信号を比較して位相差を検出
し、該位相差に基づいて複数の受信信号の位相を等しく
すべく移相制御しているので、従来のような高周波を使
用せず、本来の変調波をそのまま使用できるため、回路
構成を共用して簡単化および小型化でき、経済化を図る
ことができるとともに、例えば移動体で用いるのに十分
な安定性を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係わる合成ダイバ−シティ
方式の構成を示すブロック図、第２図は搬送波と変調波
との位相関係を示す説明図、第３図はＦＭ放送の変調波
スペクトルを示す説明図、第４図は第１図の台底ダイバ
ーシティ方式に使用されるサブキャリア復調器の構成を
示すブロック図、第５図は本発明の他の実施例の構成を
示すブロック図、第６図は本発明の別の実施例の構成を
示すブロック図、第７図は従来の台底ダイバーシティ方
式の＊ａを示すブロック図である。 ２１．２２・・・アンテナ、 ２３．２４・・・高周波増幅器、 ２５．２６・・・混合器、 ２７．２８・・・局部発振器、 ２９．３０・・・バンドパスフィルタ、３１．３２・・
・中間周波増幅器、 ３３．３４・・・検波器、 ３５・・・・・・合成器、 ３６．３７・・・サブキャリア復調器、３８・・・・・
・位相比較器、 ３９・◆・・・・フィルタ。 振幅 １Ｎ２図 第　１図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 空間的に離れた複数のアンテナで受信した複数の信号を
   移相し、同相で合成して、受信品質を向上しようとする
   合成ダイバーシティ方式であって、前記受信信号毎に設
   けられ、各受信信号に含まれる変調波のうち搬送波に対
   して一定の位相を有する信号をそれぞれ検出する複数の
   検出手段と、該複数の検出手段からの複数の検出信号の
   位相を比較して位相差を検出する比較手段と、該比較手
   段からの位相差に基づいて前記複数の受信信号の位相を
   等しくすべく移相制御する移相制御手段とを有すること
   を特徴とする合成ダイバーシティ方式。