KR101037701B1

KR101037701B1 - 수신 장치, 신호 처리 회로, 및 수신 시스템

Info

Publication number: KR101037701B1
Application number: KR1020077025258A
Authority: KR
Inventors: 이사오 타니구치; 키요타카 나카가와; 카즈오 타카야마
Original assignee: 후지쓰 텐 가부시키가이샤
Priority date: 2005-03-31
Filing date: 2006-03-31
Publication date: 2011-05-30
Also published as: CN101151817B; WO2006106920A1; CN101151817A; EP1865620A1; US20090295636A1; KR20070118280A; JP4693462B2; JP2006287653A

Abstract

본 발명의 목적은 멀티패스 노이즈를 저감할 수 있는 수신 장치를 제공하는 것이다. 다이버시티 수신 장치(20)에서는 멀티패스 검출 수단(33)이 검출하는 멀티패스 레벨(Mdc)이 작아지도록 이상기(24a,24b)에서의 지연량을 변경한다. 진폭에는 변화가 생기지 않는 FM 등의 변조 방식으로 변조되어 있는 전파 신호를 수신할 때에 복수의 안테나(21a,21b)의 수신 출력에 의거하여 수신 신호를 얻기 위해 멀티패스 레벨 검출 수단(33), 신호 처리부(23a,23b), 및 합성기(25)를 구비하므로 단독의 안테나로 수신하는 것보다 더 좋은 조건으로 전파 신호를 수신할 수 있다. 멀티패스 레벨 검출 수단(33)은 수신 신호의 진폭 변화를 멀티패스 레벨(Mdc)로서 검출한다. 신호 합성은 멀티패스 레벨 검출 수단(33)이 검출하는 멀티패스 레벨(Mdc)이 작아지도록 미리 설정되는 합성 조건에 따라 이상기(24a,24b)에서의 지연량을 변경한다.

수신 장치, 신호 처리 회로, 수신 시스템

Description

수신 장치, 신호 처리 회로, 및 수신 시스템{RECEIVING APPARATUS, SIGNAL PROCESSING CIRCUIT, AND RECEIVING SYSTEM}

본 발명은 복수의 안테나로 전파 신호를 수신하는 수신 장치, 신호 처리 회로, 및 수신 시스템에 관한 것이다.

종래부터, 전파 신호를 수신하는 수신 장치에서는 전파 신호에 중첩되어 있는 정보를 취득하기 위해서 안테나로부터의 수신 출력을 전기적으로 증폭하고, 검파에 의해 복조하고 있다. 전파 신호는 고주파 대역의 반송파에 어떠한 방식으로의 변조가 시행되어서 정보가 중첩되어 있다. 전파 신호는 공간에서 전송되는 동안에 여러가지 장해를 받고, 중첩되어 있는 정보도 손상될 가능성이 있다. 장해의 대표적인 것은 페이딩 및 노이즈 등이다. 전파 신호에 대한 변조의 방식에는 반송파의 진폭에 변화를 주는 것과 변화를 주지 않는 것이 있다. 주파수 변조(FM) 방식 및 위상 변조(PM) 방식은 반송파의 진폭에 변화를 주지 않는 방식의 대표적인 것이다.

이동 통신 분야에서의 FM 방송 수신 시스템에서는 페이딩 등의 수신 전파로의 특성 변동에 의한 수신 레벨 변동 및 위상 변화에 의해서 발생되는 노이즈인 멀티패스 노이즈를 경감시키는 수법·기술로서 2개 이상의 수신 안테나를 사용하여 그들의 수신파를 합성하여 전송 품질을 개선하는 다이버시티 수신 방식이 이용되고 있다. 다이버시티 수신 방식에서의 합성 방식으로서는 수신 레벨에 따라 각 안테나를 스위칭하는 선택 합성, 2개의 수신파의 위상차를 검출하여 동위상으로 한 후에 합성하는 등이득 합성, 및 그 수신파의 수신 레벨에 따라 가중을 두어 동위상으로 한 후 합성하는 최대비 합성 등이 이용되고 있다.

이 중, 최대비 합성의 가중은 합성 후의 신호 전력 대 잡음 전력비인 S/N비가 최대가 되도록 각 안테나에서 수신된 신호에 대하여 행하여진다. 최대비 합성에서는 수신 레벨에는 비례하고 잡음 전력에는 역비례하는 가중이 행해지므로 선택 합성 및 등이득 합성과 비교하여 가장 특성이 향상한다고 기대할 수 있다.

주파수 변조 방식 중에서, 특히 직교 주파수 다중 분할(OFDM) 방식으로 변조되어 있는 전파 신호를 수신할 때에 최대비 합성의 다이버시티 수신 방식을 채용하는 선행 기술도 개시되어 있다(예를 들면, 일본 특허 공개 2001-345780호 공보 참조). 이 선행 기술에서는 복수의 수신 계통에서 안테나를 통하여 수신된 신호를 각각 디지털 신호 처리하고, 위상 및 가중 계수를 변경하여 최대비 합성을 행하도록 하고 있다.

도 9는 종래부터의 최대비 합성을 행하는 다이버시티 수신 장치의 구성을 간략하게 나타낸다. 2개의 안테나(1a,1b)는 한 쪽의 안테나(1a)가 주(Main)안테나이며 다른 쪽의 안테나(1b)는 부(Sub)안테나가 된다. 각 안테나(1a,1b)에 수신 전파가 수신되면 수신 신호가 고주파(RF)의 신호 증폭 등을 행하는 RF부(2a,2b)에 각각 입력된다. 슈퍼 헤테로다인 방식으로 수신을 행할 경우 RF부(2a,2b)는 입력된 고주파 신호를 중간주파(IF) 신호로 주파수 변환한다. 중간주파 신호는 신호 처리 부(3a,3b)에서 증폭 등의 신호 처리를 받고 이상기(4a,4b)로 상호간의 위상차가 축소되어 합성기(5)로 합성된다. 합성된 수신 신호는 검파기(6)로 검파되어 중첩되어 있는 정보가 복조된다. 수신 레벨 검출 수단(7a,7b)은 중간주파 신호의 신호 레벨을 수신 레벨로서 검출한다. 신호 처리부(3a,3b)는 수신 레벨 검출 수단(7a,7b)으로부터의 검출 출력에 의거하여 이루어지는 가중에 따라서 각 수신 신호에 증폭 등의 처리를 실시한다. 각 신호의 위상차는 위상차 검출 수단(8)으로 검출된다. 위상차 검출 수단(8)은 검출된 위상차를 없애도록 위상차에 대응하는 지연량의 차이를 이상기(4a,4b)에 각각 설정한다. 합성기(5)에서는 신호 처리부(3a,3b)에서 신호의 레벨이 조정되고, 이상기(4a,4b)에서 위상차가 해소된 신호를 합성한다. 합성기(5)로 합성된 신호는 검파기(6)에 입력되어 수신 전파에 중첩되어 있는 정보가 복조된다.

도 9에 나타낸 최대비 합성법을 이용하는 다이버시티 수신 장치에서는 수신 조건이나 상태에 의해 수신 레벨 검출 수단(7a,7b)이 각 안테나(1a,1b)의 수신 레벨과 노이즈를 각각 검출하고, 수신 레벨에 비례하여 노이즈의 잡음 전력에 반비례하는 가중을 행함으로써 특성의 향상을 도모할 수 없는 것도 있다.

도 10은 송신소(10)로부터 송신되는 전파 신호를 차량(11)이 송신소(10)로부터 멀어지는 방향으로 이동하면서 수신할 경우를 나타낸다. 예를 들면, 송신소(10)로부터 송신되는 전파 신호의 반송파의 주파수가 100㎒이고, 차량(11)이 120㎞/h로 주행하고 있을 경우를 상정한다. 더욱이, 차량(11)의 진행 방향 전방측에 반사물(12)이 있는 경우에 있어서는 송신소(10)로부터 안테나(1a,1b)에 직접 수신되는 희망파(Vd1,Vd2)와 함께 반사물(12)로 반사되는 전파 신호를 방해파(Vu1,Vu2)로서 각각 수신해 버린다. 100㎒의 전파 신호의 물리파장(λ)은 λ=300000(㎞)/100(㎒) =3(m)가 된다. 120㎞/h=33.3m/s이므로 반파장의 사이를 주행하는 시간은 (λ/2)33.3=45㎳가 된다. 희망파(Vd)와 방해파(Vu)의 위상 관계는 반파장 정도의 주기에서 동위상으로부터 역위상으로 변동한다. 동위상에서는 희망파(Vd)와 방해파(Vu)가 서로 증강되지만, 역위상에서는 없어지므로 약 45㎳의 주기에서 각 안테나(1a,1b)에 수신되는 전파 신호의 강도가 변동하게 된다. 게다가, 변동의 정도는 안테나(1a,1b)의 위치 등에 의해서 달라지므로 최대비 합성을 행하려고 해도 합성 특성은 각 안테나(1a,1b) 단독으로 수신하는 경우보다도 악화되어 버리는 일도 있을 수 있다.

방해파(Vu1,Vu2)는 희망파(Vd1,Vd2)가 송신소(10)로부터 안테나(1a,1b)에 직접은 아니고, 반사물(12)에 반사하여 다른 경로로 도착하는 것이다. 경로의 차이는 위상의 차이가 된다. 희망파(Vd1,Vd2)도 방해파(Vu1,Vu2)도 송신소(10)로부터 송신되는 시점에서는 동일한 전파 신호이므로 위상이 어긋난 상태로 혼합되면 위상차에 따라 신호 레벨이 주기적으로 변동해 버린다. 이러한 복수의 전파 경로를 통과한 전파 신호 사이에서의 간섭으로 신호 레벨이 변동하면 FM 등의 본래는 반송파의 수신 레벨에 변동이 생기지 않는 변조 방식에서도 반송파의 레벨 변동이 생기고, 수신 장해가 되는 노이즈가 발생할 우려가 있다. 이러한 노이즈는 멀티패스 노이즈라 불린다.

본 발명의 목적은 멀티패스 노이즈를 저감할 수 있는 다이버시티 수신 장치 및 방법을 제공하는 것이다. 본 발명은 신호를 수신하는 2개 이상의 안테나, 상기 신호의 수신 레벨을 검출하는 수신 레벨 검출 수단, 및 상기 신호를 합성 조건에 의거하여 합성하는 합성 수단을 구비하고, 상기 합성 수단은 소정의 계수에 의거하여 신호의 레벨을 상승시키는 신호 처리 수단, 상기 안테나의 각 신호의 멀티패스 레벨을 각각 검출하는 제 1 멀티패스 검출 수단, 및 상기 합성 수단에 의해 합성된 신호의 멀티패스 레벨을 검출하는 제 2 멀티패스 검출 수단를 구비하고, 상기 계수는 상기 수신 레벨 검출 수단에 의해 검출된 수신 레벨, 상기 제 1 멀티패스 검출 수단에 의해 검출된 멀티패스 레벨, 및 상기 제 2 멀티패스 레벨 검출 수단에 의해 검출된 멀티패스 레벨에 의거하여 변경되는 것을 특징으로 하는 수신 장치이다.

본 발명에 있어서, 상기 계수는 상기 수신 레벨이 소정의 문턱값보다도 클 경우 제 1 멀티패스 검출 수단에 의해 검출된 멀티패스 레벨 및 제 2 멀티패스 검출 수단에 의해 검출된 멀티패스 레벨에 의거하여 변경되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 합성 수단은 각 안테나의 신호 간의 위상차를 축소하는 이상 수단을 각 신호에 관해서 각각 구비하고, 상기 이상 수단에 의해 출력되는 신호는 각각 독립해서 출력되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 이상 수단은 상기 안테나의 신호를 지연시키는 지연부 및 각 안테나 간의 신호의 상관을 나타내는 상관부를 가지고, 상기 상관부의 상관이 커지도록 상기 지연부의 지연량이 변경되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 합성 수단은 상기 합성 조건의 변경에 따른 상기 신호에 혼입되는 노이즈를 제거하는 노이즈 제거 수단을 가지는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 수신 신호의 수신 레벨, 수신 신호의 멀티패스 레벨, 및 수신 신호를 합성한 신호의 멀티패스 레벨에 의거하여 상기 수신 신호의 증폭 계수를 결정하는 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 신호 처리 회로이다.

본 발명에 있어서, 상기 제어 수단은 상기 계수의 결정 동작의 횟수를 감시하는 감시 수단, 및 상기 계수의 결정 동작의 횟수가 소정 횟수를 초과했을 경우 결정 동작을 제한하는 제한 수단을 가지는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 신호를 수신하는 2개 이상의 안테나, 상기 신호의 수신 레벨을 검출하는 수신 레벨 검출 수단, 신호의 멀티패스 레벨을 검출하는 제 1 멀티패스 검출 수단, 상기 신호를 합성 조건에 의거하여 합성하는 합성 수단, 및 상기 합성 수단에 의해 합성된 신호의 멀티패스 레벨을 검출하는 제 2 멀티패스 검출 수단을 구비하고, 상기 합성 수단은 소정의 계수에 의거하여 신호의 레벨을 상승시키는 신호 처리 수단, 및 각 안테나의 신호 간의 위상차를 축소하는 이상 수단을 구비하고, 상기 수신 레벨 검출 수단에 의해 검출된 수신 레벨, 상기 제 1 멀티패스 검출 수단에 의해 검출된 멀티패스 레벨, 및 상기 제 2 멀티패스 검출 수단에 의해 검출된 멀티패스 레벨에 의거하여 상기 계수를 갱신하는 계수 제어 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 수신 시스템이다.

본 발명에 있어서, 상기 합성 조건의 변경 신호의 출력에 따른 노이즈 제거 신호를 출력하는 신호 출력 제어 수단, 및 상기 노이즈 제거 신호에 따라 노이즈를 제거하는 노이즈 제거 수단을 가지는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 신호를 수신하는 2개 이상의 안테나, 상기 신호의 수신 레벨을 검출하는 수신 레벨 검출 수단, 및 상기 신호를 합성 조건에 의거하여 합성하는 합성 수단을 구비하고, 상기 합성 수단은 소정의 계수에 의거하여 신호의 레벨을 상승시키는 신호 처리 수단, 및 상기 합성 수단에 의해 합성된 신호의 멀티패스 레벨을 검출하는 멀티패스 검출 수단을 구비하고, 상기 계수는 상기 수신 레벨 검출 수단에 의해 검출된 수신 레벨 및 상기 멀티패스 검출 수단에 의해 검출된 멀티패스 레벨에 의거하여 변경되는 것을 특징으로 하는 수신 장치이다.

본 발명은 신호를 수신하는 2개 이상의 안테나, 신호를 합성 조건에 의거하여 합성하는 합성 수단, 소정의 계수에 의거하여 신호의 레벨을 상승시키는 신호 처리 수단, 상기 안테나의 각 신호의 멀티패스 레벨을 각각 검출하는 제 1 멀티패스 검출 수단, 및 상기 합성 수단에 의해 합성된 신호의 멀티패스 레벨을 검출하는 제 2 멀티패스 검출 수단을 구비하고, 상기 계수는 상기 제 1 멀티패스 검출 수단에 의해 검출된 멀티패스 레벨 및 상기 제 2 멀티패스 레벨 검출 수단에 의해 검출된 멀티패스 레벨에 의거하여 변경되는 것을 특징으로 하는 수신 장치이다.

본 발명의 목적, 특색 및 이점은 아래의 상세한 설명과 도면으로 더 명확해질 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시형태로서의 다이버시티 수신 장치의 개략적인 구성을 나타내는 블록도이다.

도 2A 및 도 2B는 도 1의 수신 레벨 검출·멀티패스 검출 수단 및 멀티패스 검출 수단에서 검출되는 수신 레벨 및 멀티패스 레벨의 관계를 나타내는 파형도이다.

도 3은 도 1의 이상기의 구성을 나타내는 블록도이다.

도 4는 도 1의 가중 제어로 행하는 신호 처리부로의 가중 제어의 변경 조건을 나타내는 도표이다.

도 5는 도 4에서 멀티패스 레벨에 의한 가중 제어라 기재되어 있는 부분의 제어 내용을 나타내는 도표이다.

도 6은 도 1의 다이버시티 수신 장치에서 DSP의 소프트웨어 처리가 위상 맞춤 동작이나 가중 계수 변경 동작에 따른 각종 스위칭 노이즈를 캔슬하는 처리를 나타내는 플로우챠트이다.

도 7은 도 1의 가중 제어에 대하여 가중 계수 변경 동작을 제한하는 구성을 나타내는 블록도이다.

도 8은 도 1의 위상차 검출 수단이 위상차를 검출하는 구성의 예를 나타내는 블록도이다.

도 9는 종래부터의 최대비 합성을 행하는 다이버시티 수신 장치의 구성을 간략화하여 나타내는 블록도이다.

도 10은 송신소에서 송신되는 전파 신호를 차량이 송신소에서 멀어지는 방향으로 이동하면서 수신할 경우를 나타내는 도면이다.

이하, 도면을 참고하여 본 발명의 알맞은 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시형태로서의 수신 장치인 다이버시티 수신 장치(20)의 개략적인 구성을 나타낸다. 다이버시티 수신 장치(20)는 안테나(21a,21b), RF부(22a,22b), 신호 처리 수단인 신호 처리부(23a,23b), 및 이상 수단(移相手段)인 이상기(24a,24b)를 2계통분 구비한다. 합성기(25) 및 검파기(26)를 더 구비한다. 더욱이, 수신 레벨 검출 수단 및 제 1 멀티패스 검출 수단인 2개의 수신 레벨 검출·멀티패스 검출 수단(27a,27b)을 각 안테나(21a,21b)의 계통마다 구비한다. 각 계통 간의 위상차(Pd)는 위상차 검출 수단(28)에서 검출된다. 각 신호 처리는 디지털 신호에 대하여 행하므로 각 계통에서는 RF부(22a,22b)로부터 출력되는 중간주파(IF) 신호를 아날로그/디지털 변환기(이하, 「AD 변환기」라 약칭함)(29a,29b)에서 각각 아날로그 신호로부터 디지털 신호로 변환한다. 이상기(24a,24b)에서의 지연량의 설정이나 신호 처리부(25a,25b)에서의 가중 계수의 설정은 디지털 시그널 프로세서(Digital Signal Processor: 이하, 「DSP」라 약칭함)(30)에 의한 소프트웨어 처리에 의해 행하여진다. AD 변환기(29a,29b)로 변환된 디지털 신호를 처리하는 부분은 DSP(30)에 미리 설정되어 있는 프로그램으로 실현될 수 있다.

또한, 안테나(21a,21b), RF부(22a,22b), 신호 처리부(23a,23b), 이상기(24a,24b), 수신 레벨 검출·멀티패스 검출 수단(27a,27b), 및 AD 변환기(29a,29b)는 2계통분 구비되어 있지만, 안테나의 수에 맞추어 복수 구비하도록 하면 좋다.

각 이상기(24a,24b)의 출력은 신호 처리부(31a,31b)에도 각각 입력된다. 각 신호 처리부(31a,31b)에서는 입력에 0.5의 가중을 행하고, 합성기(32)로 합성시킨 다. 합성기(32)에서는 2계통의 안테나(21a,21b)로부터의 수신 신호를 등이득 합성하고 있다. 합성기(32)로부터의 합성 신호는 제 2 멀티패스 검출 수단인 멀티패스 검출 수단(33)에서 엔벨로프 검파되어서 멀티패스 레벨(Mdc)의 검출이 행하여진다.

DSP(30)의 소프트웨어 처리에서는 신호 레벨(Sda,Sdb) 및 멀티패스 레벨(Mda,Mdb,Mdc)에 의거하는 제어 수단 또는 계수 제어 수단인 가중 제어(35)로 신호 처리부(23a,23b)에 설정하는 계수(k,1-k)가 설정된다. 여기서, 0≤k≤1이다. 위상차(Pd)에 의거하여 평균화 제어·이상기 제어(36)가 행하여지고, 이상기(24a,24b)에서의 지연량을 스위칭하는 제어 신호(PS)가 출력된다. 또한, 가중의 변경시에는 노이즈 캔슬용의 제어 신호(Pn)도 출력된다. 즉, 2계통의 안테나(21a,21b)로부터의 수신 신호를 합성할 때에 가중을 행하여도 종래의 최대비 합성법과 같이 각 안테나(21a,21b)의 수신 레벨(Sda,Sdb)뿐만 아니라, 멀티패스 레벨(Mda,Mdb) 및 안테나 합성한 후의 멀티패스 레벨(Mdc)의 3개의 조건을 기초로 가중 계수(k,1-k)를 결정하고, 합성 후의 특성이 손상되는 것을 방지한다. 또한, 위상 맞춤 동작 및 가중 변경 동작에 따른 합성 후의 수신 신호의 위상에 불연속점이 발생하고, 검파 출력에 노이즈가 발생한다. 그들 각종 스위칭 노이즈를 캔슬하는 처리를 할 수 있도록 그들의 스위칭 동작을 트리거로 한 신호(Pn)를 출력시킨다.

다이버시티 수신 장치(20)에서는 2개의 안테나(21a,21b)에 입력된 신호를 슈퍼 헤테로다인 방식으로 수신하기 위해 RF부(22a,22b)는 입력된 고주파 신호를 중간주파(IF) 신호로 주파수 변환한다. 중간주파 신호는 AD 변환기(29a,29b)에서 디지털 신호로 변환되고, 이상기(24a,24b)에서 위상이 조정되고, 신호 처리 부(23a,23b)에서 증폭 등의 신호 처리를 받아 합성기(25)에서 합성된다. 합성된 수신 신호는 검파기(26)에서 검파되어 중첩되어 있는 정보가 복조된다. 수신 레벨 검출·멀티패스 검출 수단(27a,27b)에서는 중간주파 신호의 신호 레벨을 수신 레벨(Sda,Sdb)로서 각각 검출함과 아울러, 그 엔벨로프(포락선 성분)를 멀티패스 레벨(Mda,Mdb)로서 각각 검출한다. 검출된 수신 레벨(Sda,Sdb) 및 멀티패스 레벨(Mda,Mdb)은 DSP(30)의 소프트웨어 처리로 실현되는 가중 제어(35)에 제공된다. 신호 처리부(23a,23b)는 가중 제어(35)로부터의 가중 계수(k,1-k)에 따라 각 수신 신호에 증폭 등의 처리를 실시한다. 각 수신 신호의 위상차(Pd)는 위상차 검출 수단(28)에서 검출된다. DSP(30)의 평균화 제어·이상기 제어(36)는 위상차 검출 수단(28)에서 검출된 위상차(Pd)를 없애도록 제어 신호(Ps)에서 위상차에 대응하는 지연량의 차이를 이상기(24a,24b)에 각각 설정한다. 합성기(25)에서는 신호 처리부(23a,23b)에서 신호의 레벨이 조정되고, 이상기(24a,24b)에서 위상차가 해소된 신호를 합성한다. 합성기(25)에서 합성된 신호는 검파기(26)에 입력되어 수신 전파에 중첩되어 있는 정보가 복조된다.

도 2A 및 도 2B는 수신 레벨 검출·멀티패스 검출 수단(27a,27b) 및 멀티패스 검출 수단(33)에서 검출되는 수신 레벨과 멀티패스 레벨의 관계를 나타낸다. 도 2A에 나타낸 바와 같이, FM 방식의 변조에서는 본래는 수신 전파의 진폭은 일정하고, 반송파의 수신 레벨로서는 전계 강도에 의거하는 레벨(Lc)만이 검출된다. 그렇지만, 멀티패스의 영향 등으로 FM 방식의 변조로 변조되어 있는 전파 신호에서도, 도 2B에 나타낸 바와 같이, 진폭에 변동이 생긴다. 이 경우 진폭의 변동 레벨은 엔 벨로프의 진폭 레벨(Le)이 된다. 반송파의 신호 레벨(Lc)은 엔벨로프의 변동의 평균이 된다.

또한, 다이버시티 수신 장치(20)에서는 멀티패스 검출 수단(33)이 검출하는 멀티패스 레벨(Mdc)이 작아지도록 이상기(24a,24b)에서의 지연량을 변경할 수도 있다. 다시 말해, 합성 수단인 신호 합성 수단으로서 신호 처리부(23a,23b) 및 합성기(25)와 함께 평균화 제어·이상기 제어(36)를 포함하도록 한다. 진폭에는 변화가 생기지 않는 FM 등의 변조 방식으로 변조되어 있는 전파 신호를 수신할 때에 복수의 안테나(21a,21b)의 수신 출력에 의거하여 수신 신호를 얻기 위해 멀티패스 레벨 검출 수단(33)과 신호 합성 수단을 포함하므로 단독의 안테나로 수신하는 것보다도 더 좋은 조건으로 전파 신호를 수신하는 것이 기대된다. 멀티패스 레벨 검출 수단(33)은 수신 신호의 진폭 변화를 멀티패스 레벨(Mdc)로서 검출한다. 신호 합성 수단은 멀티패스 레벨 검출 수단(33)이 검출하는 멀티패스 레벨(Mdc)이 작아지도록 미리 설정되는 합성 조건에 따라 이상기(24a,24b)에서의 지연량을 변경하면서, 복수의 안테나의 수신 출력을 합성하여 수신 신호를 얻으므로 멀티패스의 영향을 받기 어렵게 하여 멀티패스 노이즈를 저감할 수 있다. 또한, 가중 제어(35)로 신호 처리부(31a,31b)에서의 가중을 변경해서 멀티패스 레벨이 작아지는 가중의 조건을 검출하고, 검출된 가중으로 신호 처리부(31a,31b)에서의 가중 계수를 변경하도록 하여도 좋다.

도 3은 이상기(24a,24b)의 구성을 나타낸다. 각 이상기(24a,24b)에는 복수 단의 지연부(41a,42a,…4na;41b,42b,…,4nb)가 설치되어 있다. 각 지연부(41a,42a, …4na:41b,42b,…,4nb)는 샘플링용의 클록 신호 등에 의거하여 설정되는 샘플링 주기인 지연 시간씩 입력되는 IF 신호(A1,B1)를 각각 지연시킨다. 각 지연부(41a,42a,…4na:41b,42b,…,4nb)에서 지연된 신호의 출력을 A2,A3,…,An;B2,B3,…,Bn으로 한다. 도 1의 검파기(26)에서의 합성된 수신 레벨 최대와 멀티패스 검출 수단(33)에서의 멀티패스 레벨 최소를 구하는 대로 각 이상기(24a,24b)로부터 인출되는 신호를 각각 독립적으로 선택할 수도 있다. 즉, 도면 중의 A1,A2,…,An 중 어느 하나와 B1,B2,…,Bn 중 어느 하나를 각각 선택하여 신호 처리부(23a,23b; 31a,31b)에 입력해 보고 최적인 결과가 얻어지는 조합을 선택하도록 하면 좋다. 다만, 이들 조합을 선택하는 처리시에는 검파기(26)로부터의 출력은 정지한다. 선택 처리를 단시간에 종료시키면 정보의 수신에 영향을 주지 않도록 할 수 있다.

도 4는 도 1의 가중 제어(35)로 행하는 신호 처리부(23a,23b)로의 가중 제어의 변경 조건을 나타낸다. 변경 조건으로서는 수신 레벨에 대하여 약전계인지의 여부를 판단하는 기준이 되는 문턱값(L1)과 멀티패스 레벨에 대하여 멀티패스의 영향이 큰지의 여부를 판단하는 기준이 되는 문턱값(L2)을 설정한다. 주안테나(21a) 및 부안테나(21b)의 수신 레벨이 함께 문턱값(L1) 이하일 때는 멀티패스 레벨에 의하지 않고, 수신 레벨에 의한 가중 제어로 최대비 합성을 행한다. 어느 한쪽의 안테나(21a,21b)의 수신 레벨이 문턱값(L1)보다 크고, 다른 쪽이 문턱값(L1) 이하이며, 수신 레벨이 문턱값(L1)보다 큰쪽의 멀티패스 레벨이 문턱값(L2) 이하이면 그 안테나만으로 단독으로 수신을 행한다. 다른 경우, 즉 어느 한쪽 또는 양쪽의 안테나(21a,21b)에서 수신 레벨은 문턱값(L1)보다 크고, 수신 레벨이 문턱값(L1)보다 큰 안테나에서 멀티패스 레벨도 문턱값(L2)보다 크거나, 양쪽의 멀티패스 레벨이 문턱값(L2)보다 작을 때는 멀티패스 레벨에 의한 가중 제어를 행한다.

수신 레벨에 의한 가중 제어에서는 아래의 (1)식 및 (2)식에 따라서 계수를 산출한다. 안테나(21a,21b)의 수신 레벨은 Sda,Sdb이므로 가중의 계수(k,1-k)는

k = Sda/(Sda+Sdb) … (1)

1-k = Sdb/(Sda+Sdb) … (2)

로서 산출된다.

도 5는 도 4에서 멀티패스 레벨에 의한 가중 제어라 기재되어 있는 부분의 제어 내용을 나타낸다. 양쪽의 안테나(21a,21b)의 멀티패스 레벨(Mda,Mdb)이 문턱값(L2) 이하이면 조건 성립시에 멀티패스의 영향이 작은 안테나에 고정된다. 다른 경우는 어느 하나의 안테나에서의 멀티패스 레벨이 다른 안테나에서의 멀티패스 레벨 및 합성된 멀티패스 레벨(Mdc)보다 작으면 그 안테나로부터의 수신 신호만을 사용한다. 합성된 멀티패스 레벨(Mdc)이 양쪽의 안테나로부터의 멀티패스 레벨(Mda,Mdb)보다도 작을 때만 합성을 행한다.

또한, 이러한 멀티패스 레벨에 의한 가중에서만은 도 4에서 「수신 레벨에 의한 가중 제어」라 기재되어 있는 영역에서 안테나(21a,21b)의 멀티패스 레벨이 문턱값(L2) 이하가 되면 「조건 성립시에 멀티패스의 영향이 작은 안테나에 고정」되어버린다. 최대비 합성 방법이 적용되지 않으므로 약전계 시에 있어서의 감도의 향상을 도모할 수 없게 되어버린다.

도 6은 도 1의 다이버시티 수신 장치(20)에서 DSP(30)의 소프트웨어 처리가 위상 맞춤 동작 및 가중 계수 변경 동작에 따른 각종 스위칭 노이즈를 캔슬하는 처리를 나타낸다. 스텝(s0)으로부터 각종 스위칭 노이즈를 발생할 우려가 있는 처리가 개시된다. 스텝(s1)에서는 가중의 계수의 산출 또는 위상 차이의 산출이 행하여진다. 이 처리 자체에서는 노이즈가 발생하지 않는다. 스텝(s2)에서는 스텝(s1)에서 산출된 계수로의 갱신 또는 위상 보정이 행하여진다. 이 처리에서 노이즈가 발생할 가능성이 있으므로 다음의 스텝(s3)에서는 노이즈 캔슬 처리용의 신호(Pn)를 출력한다. 게다가, 노이즈 캔슬 등의 노이즈 제거용의 회로 등을 설치할 수 있다. 이와 같이, 노이즈 발생의 가능성이 있는 처리를 트리거로하여 노이즈 캔슬용의 제어 신호를 출력하는 타이밍을 결정한다. 스텝(s4)에서 처리를 종료한다. 다시 말해, 신호 합성 수단에서의 합성 조건의 변경시에 수신 신호에 노이즈가 혼입되어도 노이즈 제거 수단으로 노이즈를 제거하므로 노이즈의 영향을 받기 어렵게 할 수 있다.

도 7은 가중 계수 변경 동작을 제한하는 구성을 나타낸다. 수신 환경이 멀티패스의 영향을 받기 쉽도록 된 경우, 도 1의 가중 제어(35)에 의한 가중 계수 변경 동작이 빈번히 실행될 가능성이 있다. 그 계수치의 변화가 크면 그것에 의해 노이즈를 발생시켜 버리므로 그 계수의 갱신 횟수를 계수 갱신 감시 수단(50)을 마련하여 감시한다. 감시 수단인 계수 갱신 감시 수단(50)은 계수의 갱신 횟수가 미리 설정되는 기준치를 초과하면 제한 수단인 갱신 ON/OFF 수단(51)을 OFF로 제어하여 계수를 고정해 버린다. 즉, 신호 합성 수단에서의 합성 조건의 변경을 감시하고, 변경의 빈도가 미리 설정되는 기준보다도 커지면 변경을 제한하므로 합성 조건의 변 경의 빈도가 커지게 되어 변경에 따른 노이즈 발생이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

도 8은 도 1의 위상차 검출 수단(28)이 위상차를 검출하는 구성의 예를 나타낸다. 이상기(24a,24b)는 각각 n개의 지연부(41a,…,4na;41b,…,4nb)를 구비한다. 여기서, 예를 들면 n=17로 하면 각 이상기(24a,24b)로부터는 IF 신호를 1샘플링 주기씩 시프트시킨 17통과의 IF 신호가 출력된다. 주안테나(21a)로부터의 IF 신호는 이상기(24a)로부터 8샘플링 주기만 지연시킨 신호를 상관부인 각 상관기(61,…,6n)에 공통으로 입력한다. 부안테나(21b)로부터의 IF 신호는 이상기(24b)로부터 1샘플링 주기씩 시프트시킨 IF 신호를 순차 상관기(61,…,6n)에 각각 입력한다. 이러한 구성에서 주안테나(21a)의 수신 신호에 대하여 부안테나(21b)의 수신 신호를 전후에 8 샘플링 주기의 범위에서 시프트시킨 상태에서 상관을 구할 수 있다. 상관은 실질적으로 동위상이 되는 조합에서 가장 높아진다.

예를 들면, 샘플링 주파수를 5.6448㎒로 하고, 처리하는 주파수를 352.8㎑로 한 경우 1샘플링 주기는 위상으로 하여 360°×(352.8e3/5.6448e6)=22.5°피치이고, 최대 180°(=22.5°×8)에서의 위상 맞춤이 가능해진다. 이 경우는 16개의 지연부를 설치하면 좋다. 또한, 「e3」 및 「e6」은 「10의 3승」 및 「10의 6승」을 각각 나타낸다. 만약, 45°에 위상을 맞추고, 합성 다이버시티에서 사용되는 샘플링 주파수를 5.6448㎒로 하면 (45°/360°)×5.6448e6=705.6e3이 되어 합성 다이버시티에서 처리되는 주파수는 705.6㎑가 된다. 지연부는 8개이고, 360°를 커버할 수 있다. 이와 같이, 합성 조건으로서 안테나(21a,21b)간에서의 수신 출력의 상관 이 커지도록 지연부(41a,…,4na)에서의 지연량을 변경한다. 수신 출력간의 상관이 커지면 위상차는 작아지므로 안테나(21a,21b)간의 수신 출력의 위상차를 정밀하게 잘 맞출 수 있다. 게다가, 위상차는 파형의 특징 부분, 예를 들면 시작 부분 또는 피크 부분 등의 위상 비교로 구할 수도 있다.

본 발명은 그 정신 또는 주요한 특징으로부터 일탈하는 일 없이 다른 여러가지 형태로 실시할 수 있다. 따라서, 상술한 실시형태는 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않고, 본 발명의 범위는 특허 청구의 범위에 나타내는 것이며, 명세서 본문에는 조금도 구속되지 않는다. 게다가, 특허 청구의 범위에 속하는 변형이나 변경은 모두 본 발명의 범위 내의 것이다.

본 발명에 의하면, 수신 장치는 진폭에는 변화가 생기지 않는 변조 방식으로 변조되어 있는 전파 신호를 수신할 때에 복수의 안테나의 수신 출력에 의거하여 수신 신호를 얻기 위해 수신 레벨 검출 수단 및 합성 수단을 포함하고, 합성 수단은 제 1 및 제 2 멀티패스 레벨 검출 수단을 구비함으로써 단독의 안테나로 수신하는 것보다 더 좋은 조건으로 전파 신호를 수신하는 것이 기대된다. 제 1 및 제 2 멀티패스 레벨 검출 수단은 수신 신호의 진폭 변화를 멀티패스 레벨로서 검출한다. 계수는 수신 레벨 검출 수단에 의해 검출된 수신 레벨, 및 제 1 및 제 2 멀티패스 검출 수단에 의해 각각 검출된 멀티패스 레벨에 의거하여 변경된다. 이와 같이 결정된 계수에 의거하여 복수의 안테나의 수신 출력을 합성하여 수신 신호를 얻으므로 멀티패스의 영향을 받기 어렵게 하여 멀티패스 노이즈를 저감할 수 있다.

또한, 복수의 안테나의 각 안테나마다의 수신 출력으로부터도 멀티패스 레벨 및 수신 레벨을 각각 검출하고 합성 조건으로서 각 안테나마다의 수신 출력으로부터 검출되는 멀티패스 레벨 및 수신 레벨을 포함하여 복수의 안테나의 수신 출력을 합성하므로 합성 후의 특성의 향상이 손상되는 것을 방지할 수 있다. 단독의 안테나로 전파 신호를 수신하는 것이 바람직한 경우를 포함하여 적절한 합성 조건으로 변경할 수 있다.

본 발명에 의하면, 계수는 수신 레벨이 소정의 문턱값보다도 큰 경우 멀티패스 레벨에 의거하여 변경되므로 멀티패스의 영향을 받기 어렵게 하여 멀티패스 노이즈를 저감할 수 있다.

본 발명에 의하면, 합성 수단은 각 안테나의 신호 간의 위상차를 축소하는 이상 수단을 각 신호에서 구비하고, 이상 수단에 의해 출력되는 신호는 각각 독립하여 출력되므로 위상차를 적절히 축소하여 멀티패스 레벨을 작게 하는 합성 또는 수신 레벨을 크게 하는 합성을 각각 행할 수 있다.

본 발명에 의하면, 이상 수단은 안테나의 신호를 지연시키는 지연부 및 각 안테나 간의 신호의 상관을 나타내는 상관부를 가지고, 상관부의 상관이 커지도록 지연부의 지연량이 변경된다. 수신 출력간의 상관이 커지면 위상차는 작아지므로 안테나 간의 수신 출력의 위상차를 정밀하게 잘 맞출 수 있다.

본 발명에 의하면, 합성 수단에서의 합성 조건의 변경시에 수신 신호에 노이즈가 혼입되어도 노이즈 제거 수단에서 노이즈를 제거하므로 노이즈의 영향을 받기 어렵게 할 수 있다.

본 발명에 의하면, 신호 처리 회로는 수신 신호의 수신 레벨, 수신 신호의 멀티패스 레벨, 및 수신 신호를 합성한 신호의 멀티패스 레벨에 의거하여 상기 수신 신호의 증폭 계수를 결정하는 제어 수단을 구비하므로 멀티패스의 영향을 받기 어렵게 하여 멀티패스 노이즈가 저감된 수신 신호를 얻을 수 있다.

본 발명에 의하면, 제어 수단은 감시 수단 및 제한 수단을 포함하고, 감시 수단에 의해 계수의 결정 동작의 횟수를 감시하고, 계수의 결정 동작의 횟수가 소정 횟수를 초과했을 경우 제한 수단에 의해 결정 동작을 제한하므로 계수의 결정 동작의 횟수가 커져서 계수의 변경에 따른 노이즈가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

본 발명에 의하면, 수신 시스템은 2개 이상의 안테나, 수신 레벨 검출 수단, 제 1 멀티패스 검출 수단, 합성 수단 및 제 2 멀티패스 검출 수단을 구비한다. 합성 수단은 신호 처리 수단 및 이상 수단을 구비한다. 수신 시스템은 계수 제어 수단에 의해서 수신 레벨 검출 수단에 의해 검출된 수신 레벨, 제 1 멀티패스 검출 수단에 의해 검출된 멀티패스 레벨, 및 제 2 멀티패스 레벨에 의해 검출된 멀티패스 레벨에 의거하여 계수를 갱신한다. 이와 같이 결정된 계수에 의거하여 복수의 안테나의 수신 출력을 합성하여 수신 신호를 얻으므로 멀티패스의 영향을 받기 어렵게 하여 멀티패스 노이즈를 저감할 수 있다.

본 발명에 의하면, 합성 수단에서의 합성 조건의 변경시에 수신 신호에 노이즈가 혼입되어도 신호 출력 수단으로부터의 노이즈 제거 신호에 따라 노이즈 제거 수단에서 노이즈를 제거하므로 노이즈의 영향을 받기 어렵게 할 수 있다.

본 발명에 의하면, 수신 장치는 2개 이상의 안테나, 수신 레벨 검출 수단 및 합성 수단을 구비한다. 합성 수단은 신호 처리 수단 및 멀티패스 검출 수단을 구비한다. 계수는 수신 레벨 검출 수단에 의해 검출된 수신 레벨, 및 멀티패스 검출 수단에 의해 검출된 멀티패스 레벨에 의거하여 변경된다. 이와 같이 결정된 계수에 의거하여 복수의 안테나의 수신 출력을 합성하여 수신 신호를 얻으므로 멀티패스의 영향을 받기 어렵게 하여 멀티패스 노이즈를 저감할 수 있다.

또한, 복수의 안테나의 각 안테나마다의 수신 출력으로부터도 멀티패스 레벨 및 수신 레벨을 각각 검출하고, 합성 조건으로서 각 안테나마다의 수신 출력으로부터 검출되는 멀티패스 레벨 및 수신 레벨을 포함하여 복수의 안테나의 수신 출력을 합성하므로 합성 후의 특성의 향상이 손상되는 것을 막을 수 있다. 단독의 안테나로 전파 신호를 수신하는 것이 바람직한 경우를 포함하여 적절한 합성 조건으로 변경할 수 있다.

본 발명에 의하면, 수신 장치는 2개 이상의 안테나, 합성 수단, 신호 처리 수단, 제 1 멀티패스 검출 수단 및 제 2 멀티패스 검출 수단을 구비한다. 계수는 제 1 멀티패스 검출 수단에 의해 검출된 멀티패스 레벨, 및 제 1 멀티패스 검출 수단에 의해 검출된 멀티패스 레벨에 의거하여 변경된다. 이와 같이 결정된 계수에 의거하고 복수의 안테나의 수신 출력을 합성하여 수신 신호를 얻으므로 멀티패스의 영향을 받기 어렵게 하여 멀티패스 노이즈를 저감할 수 있다.

Claims

신호를 수신하는 2개 이상의 안테나;

상기 신호의 수신 레벨을 검출하는 수신 레벨 검출 수단; 및

상기 신호를 합성하는 합성 수단를 구비하고:

상기 합성 수단은,

수신 신호를 합성할 때에 가중을 행하기 위한 가중 계수에 의거하여 신호의 레벨을 상승시키는 신호 처리 수단,

상기 안테나의 각 신호의 멀티패스 레벨을 각각 검출하는 제 1 멀티패스 검출수단, 및

상기 합성 수단에 의해 합성된 신호의 멀티패스 레벨을 검출하는 제 2 멀티패스 검출 수단을 구비하고;

상기 가중 계수는 상기 수신 레벨 검출 수단에 의해 검출된 수신 레벨, 상기 제 1 멀티패스 검출 수단에 의해 검출된 멀티패스 레벨, 및 상기 제 2 멀티패스 레벨 검출 수단에 의해 검출된 멀티패스 레벨에 의거하여 변경되는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 가중 계수는 상기 수신 레벨이 소정의 문턱값보다도 클 경우 제 1 멀티패스 검출 수단에 의해 검출된 멀티패스 레벨, 및 제 2 멀티패스 검출 수단에 의해 검출된 멀티패스 레벨에 의거하여 변경되는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 합성 수단은 각 안테나의 신호 간의 위상차를 축소하는 이상 수단을 각 신호에 관해서 각각 구비하고,

상기 이상 수단에 의해 출력되는 신호는 각각 독립적으로 출력되는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
제 3 항에 있어서,

상기 이상 수단은,

상기 안테나의 신호를 지연시키는 지연부, 및

각 안테나 간의 신호의 상관을 나타내는 상관부를 가지고,

상기 상관부의 상관이 커지도록 상기 지연부의 지연량이 변경되는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
제 4 항에 있어서,

상기 합성 수단은 위상 차이의 축소 및 가중 계수의 갱신에 따른 상기 신호에 혼입되는 노이즈를 제거하는 노이즈 제거 수단을 가지는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
수신 신호의 수신 레벨, 수신 신호의 멀티패스 레벨, 수신 신호를 합성한 신호의 멀티패스 레벨에 의거하여 상기 수신 신호를 합성할 때에 가중을 행하기 위한 가중 계수를 결정하는 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 신호 처리 회로.
제 6 항에 있어서,

상기 제어 수단은,

상기 가중 계수의 변경 동작의 갱신 횟수를 감시하는 감시 수단, 및

상기 가중 계수의 변경 동작의 갱신 횟수가 소정 횟수를 초과했을 경우 변경 동작을 제한하는 제한 수단을 가지는 것을 특징으로 하는 신호 처리 회로.
신호를 수신하는 2개 이상의 안테나;

상기 신호의 수신 레벨을 검출하는 수신 레벨 검출 수단;

신호의 멀티패스 레벨을 검출하는 제 1 멀티패스 검출 수단;

상기 신호를 합성하는 합성 수단; 및

상기 합성 수단에 의해 합성된 신호의 멀티패스 레벨을 검출하는 제 2 멀티패스 검출 수단을 구비하고:

상기 합성 수단은,

수신 신호를 합성할 때에 가중을 행하기 위한 가중 계수에 의거하여 신호의 레벨을 상승시키는 신호 처리 수단, 및

각 안테나의 신호 간의 위상차를 축소하는 이상 수단을 구비하고;

상기 수신 레벨 검출 수단에 의해 검출된 수신 레벨, 상기 제 1 멀티패스 검출 수단에 의해 검출된 멀티패스 레벨, 및 상기 제 2 멀티패스 검출 수단에 의해 검출된 멀티패스 레벨에 의거하여 상기 가중 계수를 갱신하는 계수 제어 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 수신 시스템.
제 8 항에 있어서,

위상 차이의 축소 및 가중 계수의 갱신에 따른 노이즈 제거 신호를 출력하는 신호 출력 제어 수단, 및

상기 노이즈 제거 신호에 따라 노이즈를 제거하는 노이즈 제거 수단을 가지는 것을 특징으로 하는 수신 시스템.
신호를 수신하는 2개 이상의 안테나;

상기 신호의 수신 레벨을 검출하는 수신 레벨 검출 수단; 및

상기 신호를 합성하는 합성 수단을 구비하고:

상기 합성 수단은,

수신 신호를 합성할 때에 가중을 행하기 위한 가중 계수에 의거하여 신호의 레벨을 상승시키는 신호 처리 수단, 및

상기 합성 수단에 의해 합성된 신호의 멀티패스 레벨을 검출하는 멀티패스 검출 수단을 구비하고;

상기 가중 계수는 상기 수신 레벨 검출 수단에 의해 검출된 수신 레벨, 및 상기 멀티패스 검출 수단에 의해 검출된 멀티패스 레벨에 의거하여 변경되는 것을 특징으로 하는 수신 장치.
신호를 수신하는 2개 이상의 안테나;

신호를 합성하는 합성 수단;

수신 신호를 합성할 때에 가중을 행하기 위한 가중 계수에 의거하여 신호의 레벨을 상승시키는 신호 처리 수단;

상기 안테나 각 신호의 멀티패스 레벨을 각각 검출하는 제 1 멀티패스 검출 수단; 및

상기 합성 수단에 의해 합성된 신호의 멀티패스 레벨을 검출하는 제 2 멀티패스 검출 수단을 구비하고:

상기 가중 계수는 상기 제 1 멀티패스 검출 수단에 의해 검출된 멀티패스 레벨, 및 상기 제 2 멀티패스 레벨 검출 수단에 의해 검출된 멀티패스 레벨에 의거하여 변경되는 것을 특징으로 하는 수신 장치.