JPH0414329A - ダイバーシティ受信装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は電波の入射方向と道路走行方向との間の道路角
によって受信状態が変化する移動受信等に好適なダイバ
ーシティ受信装置の改良に関する。

［発明の概要］ 指向性ダイバーシティ方式の第１のアンテナ群と、スペ
ースダイバーシティ方式の第２のアンテナ群とを備え、
車両の進行方向と放送局の方向となす角度（道路角）に
応じて、指向性ダイバーシティ又はスペースダイバーシ
ティの受信方式に切換えるように構成したダイバーシテ
ィ受信装置である。

［従来の技術］ 移動受信では、受信点の移動に伴い様々な方向から到来
する多重波の干渉によって激しいフェージングを生じ、
通信品質を著しく劣化させる。このようなフェージング
の低減対策として、空間、周波数、指向性などのダイバ
ーシティがよく知られている。

このうち指向性ダイバーシティは、指向性アンテナによ
って多数到来する多重波を分離して受信するので、多重
波による干渉を大幅に減らすことができ、フェージング
低減効果は大きいと考えられる。

しかし都市部における指向性ダイバーシティ受信の場合
、第８図に示すように電波の入射方向と道路方向とのな
す角（道路角θ）に依存するところが大きい。

道路角により電波の伝搬状態は次のように近似されるこ
とが知られている。

（ｉ）道路角θが小さい（矢印で示す電波入射方向と道
路方向が平行に近い）場合 第９図に示す幾何光学モデルで近似され、２波モデルに
近い。

（ｉｉ）道路角θが大きい（電波入射方向と道路方向が
垂直に近い）場合 第１０図に示すランダムモデル（等振幅で位相がランダ
ムな多数の波が水平面内全方向から一様な確率で到来す
る統計的モデル）で近似される。

（ｉ）の場合、指向性アンテナによる受信では、多重波
の分離受信が可能となり、無指向性アンテナ受信に対し
、フェージングの低減効果は大きくなる。第１１図の矢
印方向から電波が到来する場合、受信点でＡ及びＢの指
向性をもつアンテナで電波を受信すると、Ｂアンテナで
は２波を受信してしまうため干渉が、起こるが、Ａアン
テナでは１波のみ受信することになりフェージングは発
生しない（無指向性アンテナを使用するとすれば３波を
同時に受信してしまうため、Ｂアンテナ受信時より劣化
は大きい）。

［発明が解決しようとする課題］ しかるに（ｉｉ）の場合には、水平面内から一様に電波
が到来するため、フェージングが統計的に定常とみなせ
る長さの区間では、指向性アンテナで受信される多重波
の合成出力もレイリー分布となってしまう。第１２図に
示すように、各アンテナに一様に多重波が到来すれば、
夫々同じようにフェージングが発生するため、アンテナ
間の相関性が大きくなってしまい、指向性ダイバーシテ
ィによる切換を行っても、その効果は得られにくいと考
えられる。

指向性ダイパー・シティは、各アンテナの指向性を鋭く
してブランチ数を増やせばその効果は向上するが、これ
に伴い切換頻度も増加してしまうため、切換によって発
生する歪の影響も考慮する必要がある。

［発明の目的］ 本発明の目的は移動受信等において、上記したように道
路角によって変化する伝搬状態に対応して、どちらの場
合にも安定した受信状態を得られるようにしたダイバー
シティ受信装置を提供するにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は上記目的を達成するため、車両を中心として異
なった方向に指向性を有する複数のアンテナから成る第
１のアンテナ群と、上記第１のアンテナ群の各アンテナ
出力から所望レベルのアンテナを択一的に出力せしめる
第１のアンテナ選択手段と、上記車両において各々所定
間隔をへだでて配置された複数のアンテナから成る第２
のアンテナ群と、上記第２のアンテナ群の各アンテナ出
力から所望レベルのアンテナを択一的に出力せしめる第
２のアンテナ選択手段と、上記車両の進行方向データ及
び受信放送局位置データに基づき放送局の方向と進行方
向とのなす角度を検出する道路角検出手段と、上記角度
に応じて上記第１の選択手段の出力と第２の選択手段の
出力のうち一つの出力を択一的に出力せしめる第３のア
ンテナ選択手段と、を備えたことを要旨とする。

［作用］ 道路角に応じて第１又は第２のアンテナ群から択一的に
選択された所望レベルの出力を得る。例えば、道路角が
小さい場合には第１のアンテナ群の出力が、また道路が
大きい場合には第２のアンテナ群の出力が、夫々択一的
に出力される。

［実施例］ 以下図面に示す実施例を参照して本発明を説明する。第
１図は本発明によるダイバーシティ受信装置の一実施例
を示す。同図において、１は複数の指向性アンテナ、２
は第１のスイッチ、３は第２のスイッチ、４は検出装置
、５は第１のマイクロコンピュータ、６は受信機、７は
２本の無指向性アンテナ、８は第２のマイクロコンピュ
ータ、９はナビゲーションシステム、１０はメモリ、Ｏ
ＵＴは出力端子である。

第２図は受信機６の一構成例を示す。同図において、１
１．１２及び１３は夫々第１．第２及び第３のフロント
エンド、１４は比較器、１５及び１６は第３及び第４の
スイッチである。

第１図において１〜６のものは指向性ダイバーシティを
構成する。複数本の指向性アンテナ１は例えば、車両に
取り付けるもので、同じ半値幅（３６０／ｎ）’　をも
ち、３６０’全方向をカバーするように配置する。これ
らの指向性アンテナで受信された電波は２系統に分岐し
、夫々第１及び第２のスイッチ２及び３に入力される。

第１のスイッチ２は常にスイッチングしており、検出装
Ｗ４で各アンテナ受信信号のレベル検出を行い、夫々の
レベル検出出力が第１のマイクロコンピュータ５におい
てレベル監視されている。これらのアンテナ受信信号の
うちレベルが最大となるアンテナ受信信号が選択され、
これに対応するアンテナの受信信号を取り出すように第
１のマイクロコンピュータ５によってスイッチ３が制御
される。

スイッチ３で選択されたアンテナ受信信号が受信機６へ
入力される。このような構成により複数本の第１の指向
性アンテナに対し受信機は１台ですむ。

また、２本の無指向性アンテナ７と受信機６は、切換ス
ペースダイバーシティを構成する。ここでは２本のアン
テナで受信された信号のうちレベルの高い方が選択され
る。なお本実施例としては、切換スペースダイバーシテ
ィとして２本のアンテナの場合について説明する。

一方、第２のマイクロコンピュータ８には受信機６で選
択された放送局の情報、ナビゲーションシステム９より
得られる車両の現在位置及び進行方向、メモリ１０にあ
らかじめインプットされている放送局の位置情報が入力
される。第２のマイクロコンピュータ８ではこれらのデ
ータの照合を行い放送局方向（電波発射方向）に対し、
現在車両がどのような方向（道路角θ）を走っているか
を検出する。

道路角θが小さい［Ｏ°≦θく４５°］（電波入射方向
と道路方向が平行に近い）場合には、送信点と受信点の
間は見通し内伝搬に近く直接波が支配的になってくる。

この場合では希望する電波（直接波）のみを取り込んだ
アンテナを選択できる可能性が大である指向性ダイバー
シティ方式が有効となる。これに対し切換スペースダイ
バーシティでは、常に入射する全電波を受信する状態（
常にマルチパスが存在）となってしまうため、効果は指
向性ダイバーシティに比べ低くなってしまう。したがっ
てこの場合には第２のマイクロコンピュータ８の制御に
より指向性ダイバーシティで受信された信号が選択され
る。

これに対し道路角θが大きい［４５°≦θ＜９０°］（
電波入射方向と道路方向が垂直に近い）場合には、ラン
ダムモデルで示されるように様々な方向から一様に電波
が入射するため、指向性ダイバーシティで受信して、ア
ンテナを切換えてもその効果は得られにくくなってしま
う。また、切換の頻度も増大し、追従性が悪くなる可能
性がある。これに対し切換スペースダイバーシティの場
合には、多数ある反射波のうち１波でも大きいものがあ
れば、これによって切換が行われれば、切換頻度も少な
く追従性も問題なくなり、指向性ダイバーシティに比べ
安定した受信ができる。この場合には、第２のマイクロ
コンピュータ８の制御により切換スペースダイバーシテ
ィで受信された信号が選択される。

次に受信機６は、例えば第２図に示すように構成される
。受信機６は３系統のＲＦ大入力もち、その１系統には
指向性ダイバーシティで選択された何れかの指向性アン
テナ１の受信信号が入力され第１のフロントエンド１１
に入る。他の２系統は切換スペースダイバーシティ用ア
ンテナ７の入力で、これらのアンテナからの受信信号は
第２及び第３のフロントエンド１２，１３によりＩＦ倍
信号変換され、比較器１４で夫々のＩＦ倍信号比較を行
いその比較結果により第３のスイッチ１５を制御し、レ
ベルの高い方のＩＦ倍信号選択される。この指向性ダイ
バーシティの信号と切換スペースダイバーシティの信号
を、道路角に応じて第２のマイクロコンピュータ８の制
御でスイッチ１６を切換えて取り出し、最終的な受信信
号が選択される。

第３図及び第４図は第１のマイクロコンピュータ５の動
作例を示すフローチャートである。第３図は第１のスイ
ッチ２で選択された各指向性アンテナの受信信号レベル
Ｒ１〜Ｒｎを順次比較し最大レベルのものを選択する例
を示す。第４図は第１のスイッチ２で選択された各指向
性アンテナの受信信号レベルＲ１〜Ｒｎを順次第１のマ
イクロコンピュータ５内のＲＡＭにメモリーしておき、
順次ＲＡＭから読出して各レベルを比較し、最大のレベ
ルのものを選択する例を示す。

第５図は第２のマイクロコンピュータ８による道路角θ
に応じた指向性ダイバーシティ又はスペースダイバーシ
ティによる受信信号を選択する動作例を示すフローチャ
ートである。

第２のマイクロコンピュータ８は第６図に示すように、
ナビゲーションシステム９からの車両の現在位置の座ｉ
ｇ（ｘ□ｙ３’１）−車両の進行方向θ。

の任意点の座標（ｘｒ□、ｙ’ｚ）のデータによってす
１０からの放送局の位置の座標（Ｘｚ＋ｙｚ）のデータ
によって放送局の方向 放送局と車両とのなす角度θ＝０２−〇□（道路角）を
検知する。この場合、第７図から明らかなように０１＝
０２−〇、よりθが正か負かで進行方向に対して放送局
が右側又は左側が判別できるが、θは絶対値でよい。θ
＝１０２−０１１、つまり角度のみ分かればよい。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、電波の入射方向と
道路方向との間の角度（道路角）によって変化する移動
受信のような伝搬環境において最適なダイバーシティ受
信方式を選択することによりダイバーシティ効果が発揮
され安定した受信ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
上記実施例における受信機の構成例を示すブロック図、
第３図及び第４図は上記実施例における第１のマイクロ
コンピュータの動作を示すフローチャート、第５図は上
記実施例における第２のマイクロコンピュータの動作を
示すフローチャート、第６図及び第７図は道路角θの算
出方法を示す図、第８図乃至第１２図は夫々従来のダイ
バーシティ方式による受信状態の説明図である。 １・・・・・・・・・指向性アンテナ群、２，３，１５
゜１６・・・・・・・・・スイッチ、５，８・・・・・
・・・・マイクロコンピュータ、６・・・・・・・・・
受信機、７・・・・・・・・無指向性アンテナ群。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 車両を中心として異なった方向に指向性を有する複数の
   アンテナから成る第１のアンテナ群と、上記第１のアン
   テナ群の各アンテナ出力から所望レベルのアンテナを択
   一的に出力せしめる第１のアンテナ選択手段と、 上記車両において各々所定間隔をへだてて配置された複
   数のアンテナから成る第２のアンテナ群と、 上記第２のアンテナ群の各アンテナ出力から所望レベル
   のアンテナを択一的に出力せしめる第２のアンテナ選択
   手段と、 上記車両の進行方向データ及び受信放送局位置データに
   基づき放送局の方向と進行方向とのなす角度を検出する
   道路角検出手段と、 上記角度に応じて上記第１の選択手段の出力と第２の選
   択手段の出力のうち一つの出力を択一的に出力せしめる
   第３のアンテナ選択手段と、を備えたことを特徴とする
   ダイバーシティ受信装置。