JPH10322255A - スペースダイバーシティ受信装置 - Google Patents
スペースダイバーシティ受信装置Info
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- JPH10322255A JPH10322255A JP9128355A JP12835597A JPH10322255A JP H10322255 A JPH10322255 A JP H10322255A JP 9128355 A JP9128355 A JP 9128355A JP 12835597 A JP12835597 A JP 12835597A JP H10322255 A JPH10322255 A JP H10322255A
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Abstract
を実現する。 【解決手段】 空間的に離間した2つのアンテナで信号
を受信し、一方のアンテナで受信した信号の位相を位相
制御回路22で制御し、該位相制御された信号と他方の
アンテナで受信した信号を合成器23で合成して出力す
るスペースダイバーシティ受信装置において、合成信号
の中心周波数レベルと中心周波数より高域側及び低域側
のレベルをデジタル検波器25で検波し、制御部26は
中心周波数レベルが設定レベルと一致するように、か
つ、高域側と低域側のレベル偏差が零となるように位相
制御する。
Description
受信装置に係わり、特に空間的に離間した2つのアンテ
ナで信号を受信し、一方のアンテナで受信した信号の位
相を制御し、該位相制御された信号と他方のアンテナで
受信した信号を合成することにより無線通信回線で発生
するフェージングの影響を軽減するスペースダイバーシ
ティ受信装置に関する。
頻度、深さ、発生時間などは受信アンテナの設置場所に
よって異なる。スペースダイバーシティ受信方式は、か
かる性質を利用して2つのアンテナをフェージングの相
関性の少ない位置に設置し、各アンテナで受信した信号
を合成あるいは切り替えることによりフェージングを軽
減するものである。図20は最小振幅偏差合成方式の従
来のスペースダイバーシティ受信装置の構成図である。
10a,10bは中間周波信号出力部で、それぞれ図示
しない第1、第2のアンテナの受信信号より高周波増
幅、周波数変換、中間周波増幅して得られる中間周波信
号S1,S2を出力するもの、11は中間周波信号S2
の位相を制御する位相制御回路、12は中間周波信号S
1と位相制御回路11の出力信号S2′を合成する合成
器、13は出力レベルを圧縮するAGC回路、14はア
ナログ構成の検波器であり、中間周波帯域内の3つの周
波数(中心周波数f0,高域側周波数f0+Δf,低域側
周波数f0−Δf)における信号レベルを検出する。1
5は各周波数の信号レベルをデジタル値に変換するAD
コンバータ、16は中間周波帯域内の周波数特性がフラ
ットになるように制御するマイコン構成の制御部であ
る。中間周波帯域内の周波数特性は、図21(a)〜(c)に
示すようにフラットの場合、右上がりの場合、右下がり
の場合等があり、制御部16は(b),(c)の周波数特性が
(a)に示す周波数特性となるように位相制御する。
中心周波数f0,高域側周波数f0+Δfの3つの周波数
における信号レベルを検出して出力する第1〜第3の検
波器14a〜14cを備え、ADコンバータ15は、第
1〜第3検波器14a〜14cの出力をデジタル値に変
換する第1〜第3のADコンバータ15a〜15を備え
ている。各検波器14a〜14cは図22に示す構成を
備えている。図中、BPFは低域側周波数f0−Δf,
中心周波数f0,高域側周波数f0+Δfのいずれかの周
波数成分を通過するバンドパスフィルタで、既存のプリ
ントフィルタにより、あるいは、プリント板上にコイ
ル、コンデンサ、抵抗等の素子を実装して構成される。
RCFはバンドパス出力信号を整流する整流回路で、ダ
イオード等をプリント板上に実装して構成される。LP
Fは整流回路の出力信号を平均化して出力するローパス
フィルタ、OPAはローパスフィルタ出力を増幅して検
波電圧を出力するオペレーションアンプである。バンド
パスフィルタBPFは、中間周波信号より所望の周波数
成分を抽出して出力し、整流回路RCFはバンドパスフ
ィルタBPFで抽出された所望の周波数成分を整流し、
ローパスフィルタLPFは整流回路の出力信号を平均化
して出力し、オペレーションアンプOPAは平均電圧信
号を増幅し、検波電圧を出力する。
において、位相制御回路11は受信信号S2の位相を制
御する。合成器12は受信信号S1と位相制御された信
号S2′を同相合成し、AGC回路13を介して信号S
3を出力する。検波器14は中間周波帯域内の3つの周
波数(中心周波数f0,f0+Δf,f0−Δf)におけ
る信号レベルを検出して出力し、ADコンバータ15は
各周波数の信号レベルをデジタル値に変換して出力す
る。制御部16は、各周波数における振幅偏差がなくな
るように信号S2の位相を制御する。以後、上記動作を
繰り返すと、中間周波帯域内の周波数特性はフラットに
なる。すなわち、以上の制御により受信信号S1,S2
の干渉波成分の位相が互いにπずれ、これらを合成する
ことにより干渉波成分が打ち消され、干渉波の少ない信
号S3を出力することができる。
ある。受信信号S1,S2は直接波(細実線)とフェー
ジングによる干渉波(点線)を合成したものである。最
小振幅偏差合成方式では、受信信号S2の位相を制御
し、その干渉波S2bと受信信号S1の干渉波S1b間
の位相差がπとなるようにし、しかる後合成して出力す
るものである。この最小振幅偏差合成方式によれば、干
渉波成分が打ち消されるため干渉波の少ない信号S3を
出力することができる。
ーシティ受信装置では、検波器のほとんどがアナログ素
子を実装した回路となり、実装面積が膨大になるという
問題がある。また、従来のアナログ構成の検波器では、
バンドパスフィルタの通過損や整流回路の整流特性、ロ
ーパスフィルタの通過損等に関して素子のバラツキがあ
り、このため検波電圧の出力値を標準化しなければなら
ない問題がある。標準化とは、中間周波信号入力が、あ
る一定値の時に検波電圧出力が既設定値となるように補
正を行う事である。さらに、従来のアナログ構成の検波
器では、温度や電源変動に対して補償回路を設けなけれ
ばならない問題がある。
イバーシティ受信装置では、検波器の検出時間が制御速
度に大きく関係する。従来のアナログ構成の検波器で
は、整流回路の持つ遅延時間が大きいこと、また複数の
周波数成分のAD変換を行う必要があること等のため
に、検出時間を短縮できず、位相制御の高速化が実現で
きないという問題がある。また、最小振幅偏差合成方式
のスペースダイバーシティ受信装置では、2つのアンテ
ナの受信レベルの差が大きいと効果がない。従来はかか
る場合であっても、最小振幅偏差合成方式による位相制
御を行っている。このため、信号レベルが復旧して2つ
のアンテナの受信信号レベル差が小さくなった場合、速
やかに合成信号レベルを大きくできない問題がある。ま
た、最小振幅偏差合成方式のスペースダイバーシティ受
信装置では、2つの受信波の干渉波成分を逆相で合成す
るため、振幅偏差を小さくできるが、直接波と干渉波の
位相関係によっては、振幅偏差を最小にすると合成電力
も低下してしまい、CN比が低下し、熱雑音によって符
号誤り率が劣化する。また、最小振幅偏差合成方式のス
ペースダイバーシティ受信装置では、アンテナ出力経路
に設けられたアナログ回路の振幅偏差特性のバラツキに
より正確な位相制御ができない問題がある。
化、高密度実装化、安定動作が可能なスペースダイバー
シティ受信装置を提供することである。本発明の別の目
的は、位相制御の高速化が可能なスペースダイバーシテ
ィ受信装置を提供することである。本発明の別の目的
は、2つのアンテナ受信信号のレベル差が大きくなった
とき、あるいは、合成信号レベルが小さくなったとき、
最小振幅偏差合成方式による位相制御をやめ、代わっ
て、合成信号レベルが最大になるように位相制御するこ
とによりCN比の劣化、符号誤り率の劣化を改善するこ
とである。本発明の別の目的は、最小振幅偏差合成方式
による位相制御を適用できるアンテナ受信信号レベルの
ダイナミックレンジを拡大することである。本発明の目
的は、アナログ回路の振幅偏差特性のバラツキを吸収し
て正確な位相制御を行えるようにすることである。
ば、空間的に離間した2つのアンテナで信号を受信し、
一方のアンテナで受信した信号の位相を制御し、該位相
制御された信号と他方のアンテナで受信した信号を合成
して出力するスペースダイバーシティ受信装置におい
て、合成信号の中心周波数レベルと中心周波数より高域
側及び低域側のレベルをデジタル的に検波するデジタル
検波手段と、中心周波数レベルが設定レベルと一致する
ように、かつ、前記高域側と低域側のレベル偏差が零と
なるように前記位相を制御する手段を有するスペースダ
イバーシティ受信装置により達成される。このスペース
ダイバーシティ受信装置において、デジタル検波手段
は、前記合成信号の中心周波信号のn倍の周波数で該合
成信号をサンプリングしてデジタル値に変換するADコ
ンバータと、ADコンバータから出力されるデジタルデ
ータを用いて前記中心周波数成分、高域側周波数成分、
低域側周波数成分をそれぞれを検波するデジタル検波部
で構成し、デジタル検波部は各周波数成分を出力するデ
ジタルバンドパスフィルタとデジタル整流回路で構成す
る。以上のように、検波器をデジタル構成とすることに
より、回路の無調整化、高密度実装化、安定動作、位相
制御の高速化が可能になる。又、デジタル検波手段と位
相制御手段との間にパラレル/シリアル変換部を設け、
該変換部で中心周波数レベルと、高域側と低域側のレベ
ル偏差とをそれぞれ並列データから直列データに変換
し、ビットシリアルに位相制御手段に入力する構成とす
る。このようにすれば、データ通信線の数を著しく減少
でき、しかも、インタフェースを簡単にできる。
テナの受信信号レベルの差を求め、該レベル差が設定レ
ベル以下の場合に、最小振幅偏差合成方式による位相制
御を実行し、レベル差が設定レベル以上の場合に、合成
信号レベルが最大となるように位相制御することによ
り、あるいは、合成信号レベルを監視し、該合成信号
レベルが設定レベル以上の場合に、最小振幅偏差合成方
式による位相制御を実行し、合成信号レベルが設定レベ
ル以下の場合に、合成信号レベルが最大となるように位
相制御することにより達成される。2つのアンテナ受信
信号のレベル差が大きくなったとき、あるいは、合成信
号レベルが小さくなったとき、最小振幅偏差合成方式に
よる位相制御をやめ、代わって、合成信号レベルが最大
になるように位相制御することによりCN比の劣化、符
号誤り率の劣化を改善することができる。又、アンテナ
受信信号にAGC制御を施して出力レベルを圧縮するA
GC回路を設けることにより、最小振幅偏差合成方式に
よる位相制御を適用できるアンテナ受信信号レベルのダ
イナミックレンジを拡大することができる。
の周波数特性を制御する振幅等化手段を各アンテナ出力
経路に設け、他方のアンテナ出力を零とした状態で、高
域側と低域側のレベル偏差が零となるように一方のアン
テナ出力経路に設けられた振幅等化手段を調整すること
により達成される。このように、振幅等化手段を設け、
検波部で得られる振幅偏差情報により受信部主信号系の
初期振幅偏差を零となるように振幅等化手段を予め調整
するから、アナログ回路の振幅特性のバラツキを吸収で
き正確な位相制御を行うことができる。
信装置の構成図である。図中、20、21は中間周波信
号出力部で、それぞれ図示しない第1、第2のアンテナ
の受信信号より高周波増幅、周波数変換、中間周波増幅
して得られる中間周波信号S1,S2を出力するもの、
22は中間周波信号S2の位相を制御する位相制御回
路、23は中間周波信号S1と位相制御回路23の出力
信号S2′を合成し、合成信号S3を出力する合成器、
24は出力レベルを圧縮するためのAGC回路、25は
デジタル構成の検波器で、中間周波帯域内の3つの周波
数(中心周波数f0,高域側周波数f0+Δf,低域側周
波数f0−Δf)における合成信号レベルを検出する。
26は中間周波帯域内の周波数特性がフラットになるよ
うに制御するマイコン構成の制御部である。中間周波帯
域内の周波数特性は、図2(a)〜(c)に示すように、フラ
ットの場合、中間にノッチを有する右上がりの場合、中
間にノッチを有する右下がりの場合等がある。制御部2
6は図2(b),(c)に示す周波数特性が図2(a)に示す周波
数特性となるように位相制御する。すなわち、高域側と
低域側のレベル差であるスロープ(SLOPE)SLが最小と
なるように、かつ、中心周波数レベルと設定レベルLs
の差であるノッチ深さ(NOTCH DEPTH)NDが最小となる
ように位相制御する。
0のn倍(例えば4倍)の周波数で合成信号SDをサン
プリングしてデジタル値に変換するADコンバータ(A
DC)31と、ADコンバータから出力されるデジタル
データを用いて前記中心周波数成分、高域側周波数成
分、低域側周波数成分をそれぞれデジタル的に検波する
デジタル構成の検波部32,33,34を備えている。
26は、デジタル構成の検波部32,33,34から中
心周波数成分SDA、高域側周波数成分SDB、低域側
周波数成分SDCを受信すれば、中心周波数レベルSD
Aと設定レベルLsの差であるノッチ深さND(n)と、
高域側と低域側のレベル差(SDC−SDB)であるス
ロープSL(n)を計算する。ついで、ノッチ深さND(n)
と前回のノッチ深さND(n-1)の大小を判定する(ステッ
プ101)。ND(n)>ND(n-1)で、今回のノッチ深さ
の方が大きければ、前回の位相制御における位相進み/
遅れの制御方向が逆であることを意味する。したがっ
て、位相を前回の制御方向と逆方向に所定角度Δθ変化
し(ステップ102)、始めに戻る。尚、Δθは例えば
1.40(=3600/28)である。
(n)<ND(n-1)であるか判定する(ステップ103)。
ND(n)<ND(n-1)であれば、前回の位相制御における
位相進み/遅れの制御方向が正しかったことを意味す
る。したがって、位相を前回の制御方向と同一方向に所
定角度Δθ変化し(ステップ104)、始めに戻る。ス
テップ103の判定において、ND(n)=ND(n-1)であ
れば、スロープSL(n)と前回のスロープSL(n-1)の大
小を判定する(ステップ105)。SL(n)>SL(n-1)
で、今回のスロープの方が大きければ、前回の位相進み
/遅れの制御方向が逆であることを意味する。したがっ
て、位相を前回の制御方向と逆方向に所定角度Δθ変化
し(ステップ106)、始めに戻る。一方、ステップ1
05の判定においてSL(n)≦SL(n-1)であれば、前回
の位相制御における位相進み/遅れの制御方向が正しか
ったことを意味する。したがって、位相を前回の制御方
向と同一方向に所定角度Δθ変化する(ステップ10
4)。以後、上記制御を繰り返せば、最終的にND
(n)≒0,SL(n)≒0になる。
心周波数f0のn倍(例えば4倍)の周波数で合成信号
SDをサンプリングしてデジタル値に変換するADコン
バータ(ADC)、32〜34はADコンバータ31か
ら出力されるデジタルデータを用いて中心周波数(中間
周波数)f0、高域側周波数f0+Δf、低域側周波数f
0−Δfの合成信号をデジタル的に検波するデジタル検
波部(DFT)である。各検波部32〜34はブロック
的に同一の構成を有し、それぞれ周波数成分f0,f0
+Δf,f0−Δfを出力するデジタル構成のバンドパ
スフィルタ35と、バンドパスフィルタ出力を整流す
るデジタル構成の整流回路36を備えている。整流回路
36は、バンドパスフィルタ出力のピーク値をホールド
するホールド回路PKHと、ホールド回路出力を積分し
て平均化する平均化回路(積分器)MNCを有してい
る。この、整流回路36は、バンドパスフィルタ出力の
絶対値を演算する絶対値回路ABSと絶対値を平均化す
る平均化回路MNCで構成することもできる。
ィルタ35は、ADコンバータ31からn・f0の速度
で出力するデジタルデータをn個毎に抽出するセレクタ
SLと、セレクタ出力をデジタル的に積分する積分器I
TGで構成される。n=4とし、ADコンバータ31か
ら4・f0で出力されるサンプリングデータを順次A,
B,C,D,A,B・・・とすれば(図5参照)、セレ
クタSLは4個毎にサンプリングデータを抽出して出力
する。すなわち、セレクタSLは図5(a)に示すよう
にサンプリングデータAを中心周波数f0で抽出して積
分器ITGに入力する。積分器ITGは入力データを積
分し、その平均値を出力する。
32の構成図である。SLはセレクタであり、4・f0
で入力される10ビットのサンプリングデータ列SDよ
り4個毎にデータAを抽出して出力するもの、SHBは
10ビットデータの上位5ビットを出力する5ビット化
部、ITGは積分器、PKHはピークホールド回路、M
NCは平均化回路である。積分器ITGは、中心周波数
f0と同一速度で積分演算を実行するもので、41は加
算器、42は6ビットの加算器出力を記憶するためのフ
リップフロップ、43は下1拡張部で、6ビットデータ
の最下位ビットに”1”の1ビットを付加して7ビット
データにするものである。5ビット化部SHBで下位5
ビットを除去するため、この下1拡張部43で1ビット
を付加して誤差を軽減する。44は累算部であり、下1
桁拡張出力と累算値を加算する加算器44a、加算結果
(累算値)を記憶する12ビットのフリップフロッ44
bを有している。フリップフロップ44bを12ビット
することにより、累算値を±211でリミットしている。
45は累算値を1/28する除算部、46は符号反転
部、47はフィードバック部、48は累算値を1/26
して出力する出力部である。積分器ITGは、入力を
x、出力をy、帰還値をy/kとすれば次式 ∫(x−y/k)dt=y の積分演算を実行する。
ーク値P+からマイナス側ピーク値P-までのピーク・ツ
ー・ピークPを出力する。このピークホールド回路PK
Hにおいて、51は今回の積分出力とそれまでのプラス
側ピーク値P+との大小を比較する比較部、52は大き
い方を選択してピーク値P+として出力するセレクタ、
53は今回の積分出力とそれまでのマイナス側ピーク値
P-との大小を比較する比較部、54は小さい方を選択
してピーク値P-として出力するセレクタ、55は符号
反転部、56はピーク値P(=P+−P-)を演算する演
算部、57はピーク値Pをf0/128の速度で出力す
るフリップフロップである。すなわち、ピークホールド
回路PKHは中心周波数の1/128の周期でピーク値
Pを求めて出力する。平均化回路MNCは中間周波数f
0の1/128の速度で積分演算を実行し、ピーク値P
を平均化して出力する。平均化回路MNCにおいて、6
1は加算器、62は加算器出力を記憶するフリップフロ
ップ、63は14ビットの累算値記憶部で、累算値を+
214にリミットしている。64は累算値を1/211する
除算部、65は符号反転部、66はフィードバック部、
67は累算値を1/26した値を検波出力データSDA
として出力する出力部である。
部 高域側周波数(f0+Δf)用のデジタル検波部33の
バンドパスフィルタ35(図4)は、ADコンバータ3
1からn・f0の速度で出力されるデジタル値を(n−
α)(α≧1)個毎に抽出するセレクタSLと、セレク
タ出力をデジタル的に積分する積分器ITGで構成され
る。n=4、α=1とし、ADコンバータ31から4・
f0で出力されるサンプリングデータを順次A,B,
C,D,A,B・・・とすれば(図5参照)、セレクタ
SLは3個毎にサンプリングデータを抽出して出力す
る。すなわち、セレクタSLは図5(c)に示すように
サンプリングデータA,D,C,B,A,D,・・・を
周波数(f0+Δf)で抽出して積分器ITGに入力す
る。ところで、後段の積分器ITGは周波数f0で積分
演算を実行する。このため、1周期内に2つのサンプリ
ングデータA,Dが発生する期間Tでは、AとDの平均
値(A+D)/2を演算し、図5(d)に示すように(A+D)/2,
C,B,(A+D)/2,C,・・・の順序で積分器ITGに
入力する。積分器ITGは入力データを積分し、その平
均値を出力する。
3の構成図であり、図6の検波部と同一部分には同一符
号を付している。図6の検波部と異なる点は、(1) 10
ビットのサンプリングデータSDの上位5ビットを出力
する5ビット化部SHBを先頭に設けた点、(2) 演算部
MCにおいて5ビット化されたサンプリングデータA,
Dの平均値(A+D)/2を演算して出力する点、(3) セレク
タSLが3進カウンタCNのカウント値が0のとき(A+
D)/2を選択して積分器ITGに出力し、カウント値が1
のときCを選択して積分器ITGに出力し、カウント値
が2のときBを選択して積分器ITGに出力する点、
(4) 平均化回路部MNCの出力を高域側検波出力データ
SDBとして出力する点である。
部 低域側周波数(f0+Δf)用のデジタル検波部34の
バンドパスフィルタ35(図4)は、ADコンバータ3
1からn・f0の速度で出力されるデジタル値を(n+
β)(β≧1)個毎に抽出するセレクタSLと、セレク
タ出力をデジタル的に積分する積分器ITGで構成され
る。n=4、β=1とし、ADコンバータ31から出力
されるサンプリングデータを順次A,B,C,D,A,
B・・・とすれば(図5参照)、セレクタSLは5個毎
にサンプリングデータを抽出して出力する。すなわち、
セレクタSLは図5(b)に示すようにサンプリングデ
ータA,B,C,D,A,B,・・・を抽出して積分器
ITGに入力する。積分器ITGは、周波数f0で積分
演算をを実行するが、期間T′においてサンプリングデ
ータが積分器ITGに入力しない。このため、かかる期
間において、積分器ITGは積分動作をリセットし、積
分動作を行わないようにする。
4の構成図であり、図6の検波部と同一部分には同一符
号を付している。図6の検波部と異なる点は、(1) 10
ビットのサンプリングデータSDの上位5ビットを出力
する5ビット化部SHBを先頭に設けた点、(2) セレク
タSLが、5進カウンタCNのカウント値=0のときA
を、1のときBを、2のときCを、3のときDを、4の
とき任意の数値Xを選択して積分器ITGに出力する
点、(3) 積分器ITGの下1拡張部43と累算部44の
間にリセット部49を設け、5進カウンタCNのカウン
ト値が4のとき下1拡張部43の出力を0にリセット
し、積分演算を行わない点、(4) 平均化回路部MNCの
出力を低域側検波出力データSDCとして出力する点で
ある。
ばらつきがなくなり、回路の無調整化が可能になる。
又、プリント板上にコイル、コンデンサ、抵抗等の素子
を実装してバンドパスフィルタを構成したり、ダイオー
ド等をプリント板上に実装して整流回路を構成する必要
がないため、高密度実装化、安定動作が実現できる。
又、温度や電源変動に対して補償回路が不要となる。更
には、デジタル構成としたため高速度に検波出力を得る
ことができ、しかも、ノッチ深さND(n)=0、スロー
プSL(n)=0となるように位相制御するため制御の高
速化が可能になる。
DA,SDB,SDCをそれぞれ制御部26に並列に入
力している。かかる並列データ入力では、検波器25と
制御部26間の信号線数が多くなり、しかも、インタフ
ェースが複雑になる。たとえば、検波出力データを8ビ
ットとすると24本の信号線がが必要になる。第2実施
例では、低域側検波出力SDCと高域側検波出力SDB
の差を検波器側で演算し、該差(スロープSL)と中心
周波数の検波出力SDAとを直列データに変換してビッ
トシリアルに制御部26に送出する。図9は本発明の第
2実施例のスペースダイバーシティ受信装置の構成図で
あり、図1の第1実施例と同一部分には同一符号を付し
ている。図1の第1実施例と異なる点は、デジタル検波
器25と制御部26の間に検波データ加工部(パラレル
・シリアル変換部)27を設けた点である。
リアル変換部)の構成図であり,27aは高域側検波出
力SDBの符号を反転する符号反転部、27bは低域側
検波出力SDCと符号反転部27aの出力(−SDB)
を加算して(SDC−SDB)を出力する加算器であ
る。この低域側と高域側の検波出力の差は図2に示すス
ロープSL(n)である。27cは16ビットのレジスタ
であり、下位8ビットにスロープSL(n)を記憶し、上
位8ビットに中心周波数f0における検波出力SDAを
記憶し、各ビットの値をビットシリアルに出力する。2
7dは16進カウンタで、f0/8のクロック信号CL
Kをカウントすると共に、16個クロック信号CLKが
発生する毎にキャリー信号CRを出力する。27eはキ
ャリー信号CRが入力する毎に反転してフレームパルス
FRPを出力するフリップフロップである。
の速度で検波出力SDA,SDB,SDCを演算して出
力する(図6〜図8参照)。加算器27bはf0/12
8の速度でスロープSL(n)(=SDC−SDB)を演
算して出力する。レジスタ27cはf0/128の速度
でスロープSL(n)及び検波出力SDAを記憶する。一
方、16進カウンタ27dはf0/8のクロック信号C
LKをカウントし、カウント値をレジスタ27cに入力
する。レジスタ27cは16進カウンタ27dの計数値
0〜15に応じたビット値を順次ビットシリアルに直列
データSDTとして制御部26に入力する。すなわち、
レジスタ27cはf0/128の速度でスロープSL(n)
及び検波出力SDAを書き替えると共に、該スロープS
L(n)及び検波出力SDAをビットシリアルに直列デー
タSDTとして制御部26に入力する。以上により、制
御部26には、直列データSDTと、フレームパルスF
RPと、f0/8のクロック信号CLKを入力するだけ
で良いため、信号線数を3本に減少することができる。
ルの差が大きいと位相制御の効果が出ない。従来はかか
る場合であっても、最小振幅偏差合成方式による位相制
御を行っている。このため、信号レベルが復旧して2つ
のアンテナの受信信号レベル差が小さくなった場合、速
やかに合成信号レベルを大きくできない。そこで、第3
実施例では、2つのアンテナの受信信号レベルの差が設
定レベル以下の場合に、最小振幅偏差合成方式による位
相制御を行い、レベル差が設定値以上の場合に、合成信
号レベルが最大となるように位相制御を行い、2つのア
ンテナの受信信号レベル差が小さくなった場合に、速や
かに合成信号レベルが大きくなるようにする。
イバーシティ受信装置の構成図であり、図1の第1実施
例と同一部分には同一符号を付している。図11におい
て、図1の第1実施例と異なる点は、(1) 2つのアンテ
ナの受信レベルあるいは受信電力をそれぞれ検出する受
信レベル検出部71,72が設けられている点、(2) A
GC回路24の構成を、AGC増幅器24a、検波器2
4b、オペレーションアンプ24cで明示している点、
(3) AGC回路24のAGC電圧VAGCを合成器23の
合成信号レベルV(n)として制御部26に入力している
点、(4) 制御部26において、2つのアンテナの受信信
号レベルの差が設定レベル以下の場合には最小振幅偏差
合成方式による位相制御を行い、レベル差が設定値以上
の場合には、合成信号レベルが最大となるように位相制
御を行う点である。
ーである。制御部26は、受信レベル検出部71,72
から出力される2つのアンテナの受信レベル(受信電
力)の差を計算し、該差が設定レベル以上であるか否か
を判定する(ステップ201)。差が設定レベル以下の
場合には、図3に示す第1実施例と同様の位相制御、す
なわち、最小振幅偏差合成方式による位相制御を行う
(ステップ202)。一方、差が設定レベル以上の場合
には、1ステップ前の合成信号値V(n-1)と今回の合成
信号値V(n)の大小を比較し、合成出力が増加方向にあ
るか判定する(ステップ203)。V(n)<V(n-1)であ
り、合成出力が減少方向にあれば、前回の位相制御にお
ける位相進み/遅れの制御方向が逆であることを意味す
る。したがって、位相を前回の制御方向と逆方向に所定
角度Δθ変化し(ステップ204)、始めに戻る。尚、
Δθは例えば1.40(=3600/28)である。
V(n-1)であり、合成出力が増加方向にあれば、前回の
位相制御における位相進み/遅れの制御方向が正しかっ
たことを意味する。したがって、位相を前回の制御方向
と同一方向に所定角度Δθ変化し(ステップ205)、
始めに戻る。以上により、2つのアンテナの受信信号レ
ベルの差が設定レベル以上の場合には、合成信号レベル
が最大となるように位相制御が行われる。このため、2
つのアンテナの受信信号レベル差が設定レベル以下に復
帰した場合、速やかに合成信号レベルを大きくして最小
振幅偏差合成方式による位相制御を行うことができる。
を逆相で合成するため、振幅偏差を小さくできる。しか
し、2つの受信信号の干渉波に対する相関性が大きくな
ると振幅偏差は小さくなるが、合成信号レベルが小さく
なり、CN比が劣化し、熱雑音によって符号誤り率が劣
化する。そこで、第4実施例では、合成信号レベルを監
視し、合成信号レベルが設定レベル以上の場合には、最
小振幅偏差合成方式による位相制御を行い、合成信号レ
ベルが設定レベル以下の場合には、合成信号レベルが最
大となるように位相制御を行う。図13は第4実施例の
スペースダイバーシティ受信装置の構成図であり、図1
の第1実施例と同一部分には同一符号を付している。図
13において、図1の第1実施例と異なる点は、(1) A
GC回路24の構成を、AGC増幅器24a、検波器2
4b、オペレーションアンプ24cで明示している点、
(2) AGC回路24のAGC電圧VAGCを合成器23の
合成信号レベルV(n)として制御部26に入力している
点、(3) 制御部26は、合成信号レベルが設定レベル以
上の場合には、最小振幅偏差合成方式による位相制御を
行い、合成信号レベルが設定レベル以下の場合には、合
成信号レベルが最大となるように位相制御を行う点であ
る。
ーである。制御部26は合成器23から出力される合成
信号レベルV(n)が設定レベル以下になったか監視し
(ステップ301)、設定レベル以上であれば、図3に
示す第1実施例と同様の位相制御、すなわち、最小振幅
偏差合成方式による位相制御を行う(ステップ30
2)。一方、合成信号レベルV(n)が設定レベル以下の
場合には、1ステップ前の合成信号レベルV(n-1)と今
回の合成信号レベルV(n)の大小を比較し、合成信号レ
ベルが増加方向にあるか判定する(ステップ303)。
V(n)<V(n-1)であり、合成出力が減少方向にあれば、
前回の位相制御における位相進み/遅れの制御方向が逆
であることを意味する。したがって、位相を前回の制御
方向と逆方向に所定角度Δθ変化し(ステップ30
4)、始めに戻る。尚、Δθは例えば1.40(=36
00/28)である。
V(n-1)であり、合成出力が増加方向にあれば、前回の
位相制御における位相進み/遅れの制御方向が正しかっ
たことを意味する。したがって、位相を前回の制御方向
と同一方向に所定角度Δθ変化し(ステップ305)、
始めに戻る。以上により、合成信号レベルが設定レベル
以下の場合には、合成信号レベルが最大となるように位
相制御が行われる。このため、2つの受信信号の干渉波
に対する相関性が大きい場合であっても、CN比の劣化
を改善でき、符号誤り率を改善できる。
が設定レベル以下の場合には最小振幅偏差合成方式によ
る位相制御を行い、設定レベル以上になると合成信号レ
ベルが最大となるように位相制御を行う。このため、第
3実施例では、2つのアンテナ受信電力の差が設定レベ
ル以上になると直ちに制御が切り替わる。ところで、振
幅偏差合成方式によれば振幅偏差を小さくできる。この
ため、CN比がある程度得られている場合には可能な限
り振幅偏差合成方式による位相制御を行えるようにする
ことが望ましい。そこで、第5実施例では、最小振幅偏
差合成方式による位相制御が適用できるアンテナ受信信
号レベルのダイナミックレンジを拡大するようにしてい
る。
ティ受信装置の構成図であり、図11の第3実施例と同
一部分には同一符号を付している。第5実施例において
図11の第3実施例と異なる点は、(1) 第3実施例の受
信レベル検出部71、72を除去し、代わりに、アンテ
ナ受信信号を所定のゲインで増幅して出力すると共に、
出力レベルに基づいてゲインを自動制御するAGC回路
73,74を設け、出力レベルを圧縮する点、(2) AG
C回路73,74のAGC電圧を各アンテナの受信電力
(受信レベル)として制御部26に入力している点であ
る。以上のように、第5実施例ではAGC回路を設けて
出力レベルを圧縮するため、すなわち、最小振幅偏差合
成方式による位相制御に適したレベルを保持するように
AGC制御しているため、ダイナミックレンジを拡大す
ることができる。
受信装置の構成図であり、振幅偏差特性のバラツキを吸
収して正確な位相制御を行う場合の実施例である。図
中、第5実施例と同一部分には同一符号を付している。
第6実施例において第5実施例と異なる点は、(1) AG
C増幅器73と合成器23の間、及び、AGC回路74
と位相制御回路22の間に、中間周波帯域の周波数特性
を制御する振幅等化器81,82がそれぞれ設けられて
いる点、(2) 初期時、各受信アンテナ系の周波数特性が
フラットになるような振幅等化器81,82の制御電圧
を求めて、該制御電圧を振幅等化器81,82に入力し
て初期調整する点である。
抵抗、Cはコンデンサ、Lはコイル、VRCは制御電圧
Vcに応じて容量を変更する可変コンデンサである。可
変コンデンサVRCの容量値により周波数特性が変化す
る。図16において、振幅等化器81がないときのアン
テナ経路の周波数特性が図18(a)であるとする。こ
のとき、振幅等化器81を該アンテナ経路に挿入し、該
振幅等化器に図18(b)に示す周波数特性を設定す
る。このようにすれば、総合特性は図18(c)となり
総合周波数特性をフラットにできる。そこで、制御部2
6は、他方のアンテナ出力(たとえば中間周波出力S
2)を零とした状態で、高域側及び低域側の検波出力S
DB、SDCの差であるスロープSLを計算し、該スロ
ープSLが零となるように振幅等化器81の制御電圧V
c1を制御し、最終的に得られた制御電圧Vc1の値を記
憶する。同様に、制御部26は、アンテナ出力(中間周
波出力S1)を零とした状態で、高域側及び低域側の検
波出力SDB、SDCの差であるスロープSLを計算
し、該スロープSLが零となるように振幅等化器82の
制御電圧Vc2を制御し、最終的に得られた制御電圧V
c2の値を記憶する。かかる状態で、最小振幅偏差合成
方式により位相制御を実行する際、記憶してある制御電
圧Vc1,Vc2を振幅等化器81,82に入力する。
け、初期時受信部主信号系の振幅偏差が零となるように
これら振幅等化器81,82を調整してから位相制御を
するから、正確に位相制御を行うことができる。図19
は各アンテナから合成器23までの遅延時間τ1、τ2が
同一になるように遅延線91を図16のスペースダイバ
ーシティ受信装置に設けた例である。このように、位相
調整用の遅延回路、遅延線を備えたスペースダイバーシ
ティ受信装置にも振幅等化器による前記振幅偏差制御を
適用できる。以上、本発明を実施例により説明したが、
本発明は請求の範囲に記載した本発明の主旨に従い種々
の変形が可能であり、本発明はこれらを排除するもので
はない。
で構成することにより、装置毎のばらつきがなくなり、
回路の無調整化が可能になった。又、プリント板上にコ
イル、コンデンサ、抵抗等の素子を実装してバンドパス
フィルタを構成したり、ダイオード等をプリント板上に
実装して整流回路を構成する必要がないため、高密度実
装化、安定動作が実現できる。又、温度や電源変動に対
して補償回路が不要となる。更には、デジタル構成とし
たため高速度に検波出力を得ることができ、しかも、ノ
ッチ深さND(n)=0、スロープSL(n)=0となるよう
に位相制御するため制御の高速化が可能になる。
制御手段との間にパラレル/シリアル変換部を設け、該
変換部で中心周波数レベルと、高域側と低域側のレベル
偏差とをそれぞれ並列データから直列データに変換して
ビットシリアルに位相制御手段に入力するように構成し
たから、信号線数を減少することができる。本発明によ
れば、2つのアンテナの受信信号レベルの差が設定レベ
ル以上の場合には、合成信号レベルが最大となるように
位相制御を行うようにしたから、2つのアンテナの受信
信号レベル差が設定レベル以下に復帰すれば、速やかに
合成信号レベルを大きくして、最小振幅偏差合成方式に
よる位相制御に制御を行うことができる。本発明によれ
ば、合成信号レベルが設定レベル以下の場合には、合成
信号レベルが最大となるように位相制御を行うようにし
たから、2つの受信信号の干渉波に対する相関性が大き
い場合であっても、CN比の劣化を改善でき、符号誤り
率を改善できる。
よる位相制御に適したレベルを保持するようにAGC制
御しているため、ダイナミックレンジを拡大することが
できる。本発明によれば、振幅等化器を設け、初期時受
信部主信号系の振幅偏差が零となるようにこれら振幅等
化器を調整してから位相制御をするから、アナログ回路
の振幅特性のバラツキを吸収して正確に位相制御を行う
ことができる。
の構成図である。
受信装置の構成図である。
部)の構成図である。
置の構成図である。
相制御処理フローである。
置の構成図である。
信信号に相関がある場合)の位相制御の処理フローであ
る。
置の構成図である。
置の構成図である。
収説明図である。
ダイバーシティ受信装置の構成図である。
ダイバーシティ受信装置の構成図である。
る。
Claims (11)
- 【請求項1】 空間的に離間した2つのアンテナで信号
を受信し、一方のアンテナで受信した信号の位相を制御
し、該位相制御された信号と他方のアンテナで受信した
信号を合成して出力するスペースダイバーシティ受信装
置において、 前記合成信号の中心周波数レベルと中心周波数より高域
側及び低域側のレベルをデジタル的に検波するデジタル
検波手段と、 前記中心周波数レベルが設定レベルと一致するように、
かつ、前記高域側と低域側のレベル偏差が零となるよう
に前記位相を制御する手段を有することを特徴とするス
ペースダイバーシティ受信装置。 - 【請求項2】 各アンテナ受信信号にAGC制御を施し
て出力レベルを圧縮するAGC回路を備えることを特徴
とする請求項1記載のスペースダイバーシティ受信装
置。 - 【請求項3】 2つのアンテナの受信信号レベルの差を
求める手段、 該レベル差が設定レベル以下の場合には前記位相制御を
実行し、レベル差が設定レベル以上の場合には、前記合
成信号レベルが最大となるように前記位相を制御する手
段を有することを特徴とする請求項1または請求項2記
載のスペースダイバーシティ受信装置。 - 【請求項4】 前記合成信号レベルを監視する手段、 合成信号レベルが設定レベル以上の場合には前記位相制
御を実行し、合成信号レベルが設定レベル以下の場合に
は、合成信号レベルが最大となるように前記位相を制御
する手段を有することを特徴とする請求項1または請求
項2記載のスペースダイバーシティ受信装置。 - 【請求項5】 前記低域側から高域側までの帯域の周波
数特性を制御する振幅等化手段を各アンテナ出力経路に
備え、 他方のアンテナ出力を零とした状態で、前記高域側と低
域側のレベル偏差が零となるように一方のアンテナ出力
経路に設けられた振幅等化手段を調整する手段を備えた
ことを特徴とする請求項1記載のスペースダイバーシテ
ィ受信装置。 - 【請求項6】 各アンテナから信号合成部までの信号遅
延時間が同一となるように信号遅延手段を備えた請求項
5記載のスペースダイバーシティ受信装置。 - 【請求項7】 前記デジタル検波手段は、 前記合成信号の中心周波数のn倍の周波数で、該合成信
号をサンプリングしてデジタル値に変換するADコンバ
ータ、 ADコンバータから出力されるデジタルデータを用いて
前記中心周波数成分、高域側周波数成分、低域側周波数
成分をそれぞれ検波するデジタル検波部を備えたことを
特徴とする請求項1記載のスペースダイバーシティ受信
装置。 - 【請求項8】 前記デジタル検波部は、 各周波数成分を出力するデジタル構成のバンドパスフィ
ルタと各バンドパスフィルタ出力を整流するデジタル構
成の整流回路を備えたことを特徴とする請求項7記載の
スペースダイバーシティ受信装置。 - 【請求項9】 中心周波数のバンドパスフィルタは、A
Dコンバータから出力されるデジタルデータをn個毎に
抽出するセレクタと、抽出したデジタルデータ値と累算
値の1/mとの差分を演算し、該差分を累算して累算値
を出力するデジタル積分器を備え、 高域側周波数のバンドパスフィルタは、ADコンバータ
から出力されるデジタルデータを(n−α)(α≧1)
個毎に抽出するセレクタと、抽出したデジタルデータ値
と累算値の1/mとの差分を演算し、該差分を累算して
累算値を出力するデジタル積分器を備え、 低域側周波数のバンドパスフィルタは、ADコンバータ
から出力されるデジタルデータを(n+β)(β≧1)
個毎に抽出するセレクタと、抽出したデジタルデータ値
と累算値の1/mとの差分を演算し、該差分を累算して
累算値を出力するデジタル積分器を備えたことを特徴と
する請求項8記載のスペースダイバーシティ受信装置。 - 【請求項10】 前記デジタル構成の整流回路は、バン
ドパスフィルタ出力のピーク値をホールドするホールド
回路あるいはバンドパスフィルタ出力の絶対値を演算す
る絶対値回路と、ホールド回路出力あるいは絶対値回路
出力を積分する積分器を有することを特徴とする請求項
8記載のスペースダイバーシティ受信装置。 - 【請求項11】 前記デジタル検波手段と位相制御手段
との間にパラレル/シリアル変換部を設け、 該変換部で前記中心周波数レベルと、前記高域側と低域
側のレベル偏差とをそれぞれ並列データから直列データ
に変換し、ビットシリアルに位相制御手段に入力するこ
とを特徴とする請求項1記載のスペースダイバーシティ
受信装置。
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