JPS63176025A - ダイバ−シテイ信号合成装置 - 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】 １里公１ 本発明はダイバーシティ信号合成装置に関し、特にダイ
バーシティ受信方式においてベースバンド帯で信号の合
成をなすダイバーシティ信号合成装置に関するものであ
る。

え米亘韮 見通し外通信方式や伝搬路の特性が不安定な通信方式等
にあっては、一般にダイバーシティ受信方式が採用され
る。このダイバーシティ信号の合成方式の１つに最大比
合成方式があり、有効な方法の１つとして広く採用され
ている。

この最大比合成方式では受信信号のＳ／Ｎ　（信号対雑
音比）に対応した制御信号によりダイバーシティ信号を
ウエイテングし、Ｓ／Ｎの良好なダイバーシティの通路
の信号を強調してＳ／Ｎの悪い通路の信号に減衰を与え
た後、信号を合成することにより最大の合成Ｓ／Ｎを得
ようとする方式である。このＳ／Ｎに対応した制御信号
として、ベースバンド帯に於ける合成方式ではＦＭ又は
ＡＭ復調後の信号帯域外の雑音を検波した電圧等が用い
られている。

従来の方式では、この制御電圧発生器がダイバーシティ
信号の通路毎に独立に設けられているため、Ｓ／への広
い範囲に亘って制御電圧の直線性が要求されている。例
えば、見通し外通信方式では、この制御電圧のダイナミ
ックレンジが約６０ｄＢも要求されるため、特性の厳し
い制御電圧発生器が必要となっている。

第２図は従来のダイバーシティ受信装置に於ける信号合
成制御回路のブロックを示したものである。本図におい
て、受信アンテナ１０１　、２０１で受信されたダイバ
ーシティ信号は、受信器１０２　、２０２で夫々受信、
復調されベースバンド帯の信号となって最大比合成制御
器１０３　、２０３に加えられる。

これ等最大比合成制御器１０３　、２０３で最大比合成
方式を満足するレベルｔＩｌ制御が加えられた後、合成
器１１で２つの通路の信号は合成され出力端子１２より
出力される。

一方、合成制御のための制御電圧は受信器１０２゜２０
２の出力から分岐され、ベースバンド帯域外の雑音検出
用の帯域１戸波器１０４　、２０４によってとり出され
る。その後、制御電圧発生器１０７　、２０７によって
増幅、検波され、ダイバーシティ信号のＳ／へに対応し
た電圧となって、最大比合成制御器１０３　、２０３に
加えられダイバーシティ信号のレベルを制御する。

これ等制御電圧発生器１０７　、２０７は一般に対数増
幅特性を有しているものが利用されており、帯域か波器
によって抽出された雑音電力の対数に比例した直流電圧
を発生するようになっている。ここで、雑音電力はダイ
バーシティ信号のＳ／へに対応していることから、制御
ＩＩ電圧発生器１０７　、２０７の出力電圧はダイバー
シティ信号のＳ／へを対数表示したときＳ／へに比例し
た電圧と％る。

上述した従来のダイバーシティ受信装置にお【プる信号
合成制御回路では、ダイバーシティ信号を最大比合成方
式によってレベル制御する制御電圧発生器が、ダイバー
シティの通路毎に独立に設けられている。そのために、
任意のＳ／へで最大化合成特性を満足させるためには、
制御電圧発生器が、Ｓ／への広い範囲に亘って対数増幅
特性を満足させなければならない。よって、この調整が
困難でそのために多大な工数を必要とするという欠点を
有している。

１１豊亘週 そこで、本発明は従来のものの上記の如き欠点を解決す
べくなされたもので、その目的とするところは、対数増
幅特性を有する制ｔＩｌ電圧発生器に要求されるダイナ
ミックレンジを圧縮するようにして、調整が容易なダイ
バーシティ信号合成装置を提供することにある。

発明の構成 本発明によるダイバーシティ信号合成装置は、第１及び
第２のダイバーシティ受信信号の各ベースバンド信号か
ら雑音を夫々抽出する第１及び第２の雑音検出器と、こ
れ等第１及び第２の雑音検出器による８第１及び、第２
の検出雑音を合成して自動利得制御方式により増幅する
共通増幅篤と、前記第１及び第２の検出雑音を夫々増幅
した後前記共通増幅器の出力雑音との相関をとる第１及
び第２の相関器と、これ等第１及び第２の相関器の出力
から夫々対数比例した第１及び第２の制皿信号を生成す
る第１及び第２の制御信号発生器とを有し、これ等第１
及び第２の制御信号により前記第１及び第２のダイバー
シティ受信信号の各ベースバンド信号を最大比合成υ１
ｔ１１シて合成するようにしたことを特徴としている。

実施例 次に本発明の実施例について図面を参照して詳述する。

第１図は本発明の実施例を示すブロック図である。本図
において、受信アンテナ１０１　、２０１によって受信
された各通路のダイバーシティ信号は、受信器１０２　
、２０２で夫々受信、復調され、最大比合成制御器１０
３　、２０３においてレベル制御が加えられた後合成器
１１により合成されて出力端子１２から出力される。

一方、合成制御のための制御電圧はベースバンド帯域外
の雑８から生成されるが、この′ｊｊｉ音は帯域ン戸波
器１０４　、２０４により主信号から夫々分離される。

抽出された各雑音は２分岐され、その一方は各通路に共
通に設けられた雑音合成器１３へ、他方は各通路毎に設
けられた個別増幅器１０５　、２０５に夫々入力される
。

雑音合成器１３では、通路１の雑音Ｎ１と通路２の雑音
Ｎ２とが合成され、下記の（１）式を満足する雑音とな
って共通増幅器１４へ供給される。

ｘ■＝（ム〒〒７７石ｉコア・・・・・・（１）ＮＴは
共通増幅器１４で増幅されるが、この増幅器１４は可変
利得Ｇを有するＡＧＣ（自動利得制御）増幅器であり、
下記の（２）式を満足する様な常に一定レベルの出力Ｎ
ＴＯが得られる。

・・・・・・（２） ＮＴＯをＮ１　、Ｎ２の成分に分は各々Ｎ１０．Ｎ２０
とすると次の（３）、（４）式の通りとなる。

Ｎ１０＝Ｇ　−Ｎ１　＝ＮＴＯ・Ｎ１ ・・・・・・（３） Ｎ２０＝Ｇ　　−Ｎ２　　＝ＮＴＯ・　Ｎ２・・・・・
・　（４） これは共通増幅器１４で増幅されることにより、Ｎ１　
、Ｎ２共通に利４！７Ｇが与えられ、しかもそのトータ
ルレベル 増幅器の入力におけるＮ１　、Ｎ２の関係を保ったまま
、出力を一定とする一種の正規化が行われたことを示す
。

一方、個別増幅器１０５　、　２０５に供給された雑音
Ｎ１　、Ｎ２は、ＡＧＣ特性を有する個別増幅器１０５
　、　２０５により一定レベルＮ１に，Ｎ２に（但し、
ＩＮＩＫＩ　−　Ｉ　Ｎ２ＫＩ　＝ＮＫ　）まで増幅さ
れる。これは、個別増幅のＡＧＣ！１１作は各通路毎に
独立に行われることからＮ１　、Ｎ２の入力レベルに無
関係に各通路共にＩＮに１となる。

相関器１０６　、　２０６では各通路毎にＮ１に，Ｎ２
にとＮＴＯとの相関がとられるが、各相関器出力の電圧
■１及びＶ２は、ＮＩＫ，　Ｎ２に．！＝ＮＴＯト（７
）？ＩＪＲ共役の積の平均値で与えられ次の（５）、（
６）式で示される。

Ｖｌ　　＝　（１／Ｔ）　ｆＮｌＫ・　（ＮＴＯ＞”・
・・・・・（５） Ｖ２　＝　（１／Ｔ）　ＩＮ２に（ＮＴＯ＞”・・・・
・・（６） ここで（ＮＴＯ）”はＮＴＯの複素共役であり、■は積
分回路の時定数である。ＮＴＯは（２）式の通りであり
、ＮＩＫはＮ１の成分のみであり、ＶｌＫについては一
定レベルのＮ１と（ＮＴＯ＞”との相関となるが、（Ｎ
ＴＯ＞”のうちＮ２についてはＮ１と全く無相関である
ことから、平均出力はＯとなり、■１は一定レベルのＮ
ＩＫとＮＴＯのうちのＮ１との相関出力が現われること
となる。ここでＩＮＩＫＩは一定レベルでＩＮｌに１＝
ＩＮに１＝１としても一般性は失われないことから、ｖ
ｌは次の（７）式の通りとなる。

＝Ｇ−Ｎｌ　　　　　　　　　・・・・・・（７）従っ
て、通路１の相関器の出力電圧は雑音Ｎ１の娠幅の平均
電圧に共通増幅器の利（ｑを乗じた値に比例したものと
して得られる。また、通路２の電圧■２も通路１と同様
下記の（８）式に得られる。

Ｖ２　＝１　−Ｇ　（Ｎ２　’）　　＝Ｇ　（Ｎ２　）
−Ｇ−Ｎ２　　　　　　　　　・・・・・・（８）上記
のＶｌ　、Ｖ２は対数増幅特性を有する制御電圧発生器
１０７　、　２０７に夫々加えられるが、次の２つの理
由によりそのダイナミックレンジは非常に狭くてよいこ
ととなる。先ず、最大比合成方式において、２つの通路
の入力に於ける信号のＳ／Ｎ差をαｄＢ（α≧０）とし
たとき、合成によって得られるＳ／Ｎ改善量βｄＢは（
９）式で与えられる。

〆／１０ β−１０ρｏｏ（１　＋１／　（１　０　　　）　）・
・・・・・（９） ここで、α−１７ｄＢ，即ち入力に於けるＳ／Ｎ差が．
１７ｄＢのとき、合成によるＳ／Ｎ改善量βがＱ．ｉｄ
Ｂ以下であることから、Ｓ／Ｎ差が１７ｄＢ以上となっ
た場合は、合成による改善がＩｌｌ待できない。従って
この場合は継続制御をする必要はない。

一方、共通増幅器１４の出力雑音レベルＮＴＯは、ＡＧ
Ｃ増幅をした結果トータルレベルは一定であり、Ｎ１０
．Ｎ２０の高い方のレベルのＮＴＯに対するレベル低下
は、Ｎｌ　＝Ｎ２の場合が最大で３ｄＢである。尚、最
高レベルはＮ１　＞Ｎ２又はＮｌ＜Ｎ２の場合であり、
Ｎ１０又はＮ２０がＮＴＯと等しくなりレベル低下はＱ
ｄＢとなる。

従って、上記により本方式において、制ｉｉ’ａ圧発生
器１０７　、２０７の対数増幅特性に要求されるダイナ
ミックレンジは、１７ｄＢ＋　３ｄＢ＝　２０ｄＢでよ
いこととなり、従来の方式のＱＱｄＢの１／３でよいこ
ととなる。本方式と従来の方式との左６Ｏ−２０＝４０
ｄＢは、共通増幅器１４の利得によって圧縮されたこと
を示している。共通増幅器１４及び個別増幅器１０５　
、２０５のＡＧＣ特性は特に厳密さは要求されず、雑音
合成器１３及び相１１１１器も比較的容易に実現される
。

尚本実施例は２つのアンテナを有するスペースダイバー
シティの場合を示すが、周波数、角度。

偏波等のダイバーシティの場合でも同様に適用可能であ
ることは論をまたない。

以上詳述した通り、ダイバーシティ受信方式のベースバ
ンド帯での最大比合成回路の制御電圧発生部において、
各、ダイバーシティ通路にて検出された雑音を合成し、
これをＡＧＣ特性を有する共通増幅器でレベルを圧縮し
て正規化を行うとともに、各通路の雑音を個別増幅器に
定レベルまで増幅し、この祖音を共通増幅器出力の合成
された雑音との相関をとることにより各ダイバーシティ
通路の雑音の平均電圧をつくり出している。そして、こ
の電圧を制御ｌｌ電圧発生器に加え制御２１Ｉ電圧とす
るようにしているが、上記の共通増幅と相関器による雑
音電圧の検出法により、入力雑音のダイナミックレンジ
は圧縮されることから、各通路に設けられた制御ｌｌ電
圧発生器のダイナミックレンジは狭くすることが可能と
なる。よって、制御電圧発生器の調整は容易となり、結
果として良好な最大比合成方式が実現されるのである。

１匪立皇ｊ 以上の如く、本発明によれば、各通路の雑音を合成して
共通増幅器により定レベルまで増幅することにより、各
通路の信号のＳ／Ｎ差を保ったまま常に雑音レベルを一
定にすることによって雑音レベルの正規化（Ｎｏｒｍａ
ｒｉｚａｔｉｏｎ　）がなさレルコとになり、共通増幅
器の利得分だけ個別の制御電圧発生器のダイナミックレ
ンジが狭くなるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例のブロック図、第２図は従来の
ダイバーシティ信号合成装置のブロック図である。 主要部分の符号の説明 １３・・・・・・雑音合成器 １４・・・・・・共通増幅器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 第１及び第２のダイバーシティ受信信号の各ベースバン
   ド信号から雑音を夫々抽出する第１及び第２の雑音検出
   器と、これ等第１及び第２の雑音検出器による各第１及
   び第２の検出雑音を合成して自動利得制御方式により増
   幅する共通増幅器と、前記第１及び第２の検出雑音を夫
   々増幅した後前記共通増幅器の出力雑音との相関をとる
   第１及び第２の相関器と、これ等第１及び第２の相関器
   の出力から夫々対数比例した第１及び第２の制御信号を
   生成する第１及び第２の制御信号発生器とを有し、これ
   等第１及び第２の制御信号により前記第１及び第２のダ
   イバーシティ受信信号の各ベースバンド信号を最大比合
   成制御して合成するようにしたことを特徴とするダイバ
   ーシティ信号合成装置。