WO2011105075A1 - ダイバーシチ受信装置 - Google Patents

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WO2011105075A1
WO2011105075A1 PCT/JP2011/001035 JP2011001035W WO2011105075A1 WO 2011105075 A1 WO2011105075 A1 WO 2011105075A1 JP 2011001035 W JP2011001035 W JP 2011001035W WO 2011105075 A1 WO2011105075 A1 WO 2011105075A1
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antenna
unit
correction value
diversity
noise ratio
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PCT/JP2011/001035
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均 高井
聖貴 山口
關藤 誠
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パナソニック株式会社
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    • H04B7/0802Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station using antenna selection
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    • HELECTRICITY
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    • H04B7/0868Hybrid systems, i.e. switching and combining
    • H04B7/0874Hybrid systems, i.e. switching and combining using subgroups of receive antennas

Definitions

  • the present invention relates to a diversity receiver that receives digital television broadcasts with a plurality of antennas.
  • the received signal In in-vehicle reception or indoor reception of digital television (DTV) broadcast waves, the received signal is accompanied by significant waveform distortion and locally due to multipath propagation composed of diffraction, scattering, and reflection on surrounding objects such as structures. It is difficult to perform stable reception due to significant signal strength degradation (fading).
  • diversity reception using a plurality of reception antennas is effective and put into practical use.
  • CNR signal-to-noise ratio
  • the effect of frequency diversity can be obtained by performing maximum ratio combining for each subcarrier, and a great improvement effect can be obtained.
  • the improvement of the reception quality and the extension of the coverage area are improved according to the number of diversity branches.
  • a directional antenna in order to improve the reception quality or expand the receivable area, there is an idea of using a directional antenna.
  • Use of a directional antenna can be expected to improve the multipath reception situation and reduce fading by limiting the arrival direction of reception.
  • the direction of arrival of the received wave varies, and in general, it is necessary to prepare a large number of antennas having directivity in different directions. Or used in combination with diversity reception as described above.
  • FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of the diversity receiver of the first conventional example.
  • a method for improving reception quality by combining switching selection and combining using a plurality of antennas in the in-vehicle reception of DTV broadcast waves is proposed. (For example, refer to Patent Document 1).
  • the diversity receiver of the first conventional example includes front beam antennas 5101 and 5201, rear beam antennas 5102 and 5202, an antenna switch 5111, tuner units 5171 and 5271, and gain control units 5135 and 5235. , OFDM demodulation units 5145 and 5245, level detection units 5142 and 5242, a diversity combining unit 5303, an error correction unit 5304, and an antenna control unit 5301.
  • the antenna switch 5111 selects either the front beam antenna 5101 having directional characteristics in front of the vehicle or the rear beam antenna 5102 having directional characteristics in the rear of the vehicle, and either the front beam antenna 5201 or the rear beam antenna 5202. Select.
  • the received signals from the selected beam antennas are respectively demodulated by the OFDM demodulating units 5145 and 5245 through the tuner units 5171 and 5271, synthesized by the diversity combining unit 5303, and error-corrected by the error correcting unit 5304. And output as a transport stream (TS).
  • TS transport stream
  • the outputs of the level detecting units 5142 and 5242 control the gains of the tuner units 5171 and 5271 via the gain control units 5135 and 5235, and the input levels of the OFDM demodulating units 5145 and 5245 are controlled. While maintaining appropriately, it is used for the judgment information of the antenna switching selection in the antenna control part 5301 as reception power information.
  • error rate information in the error correction unit 5304 is also used as determination information for antenna switching selection in the antenna control unit 5301.
  • FIG. 10 is a flowchart showing a procedure of antenna switching selection in the antenna control unit 5301 in the diversity receiver of the conventional first configuration example.
  • the diversity receiver of the first conventional example shares the tuner unit 5171 or 5271, the OFDM demodulator unit 5145 or 5245, and the like.
  • the antenna control unit 5301 observes the reception error rate, and determines that the reception error rate has increased beyond the reference and the reception status has deteriorated (that is, if the switching start condition is satisfied), the antenna switching selection is performed.
  • the sequence is entered (step S6001). Specifically, when the switching start condition is satisfied in step S6001, the antenna control unit 5301 detects the average reception level of the front beam antenna 5101 or 5201 over a period of several hundred milliseconds (step S6002). Thereafter, the antenna control unit 5301 switches the antenna switch 5111 to detect the average reception level of the rear beam antenna 5102 or 5202 over a period of several hundred milliseconds (step S6003).
  • the antenna control unit 5301 compares both average reception levels (step S6004), switches to the higher antenna and holds it for several seconds to several tens of seconds (step S6005), and returns to the determination of the switching start condition (step S6004). S6001).
  • the diversity receiving apparatus of the first conventional example is directed to the antenna while suppressing an increase in the number of systems of the subsequent tuner unit and OFDM demodulating unit, which increases costs by combining switching selection and combining. Proposals have been made to improve the performance by increasing the number of antennas.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating a control procedure in which antenna switching selection in the antenna control unit 5301 is improved in the diversity receiving apparatus of the first conventional example.
  • the antenna control unit 5301 first observes the reception error rate, and the reception error rate exceeds the reference. If it is determined that the reception situation has become large (ie, if the switching start condition is satisfied), the antenna switching selection sequence is entered (step S7001). Specifically, when the switching start condition is satisfied in step S7001, the antenna control unit 5301 detects the average reception level of the front beam antenna 5101 (or either one of 5201) over a period of several hundred milliseconds. (Step S7002).
  • the antenna control unit 5301 switches the antenna switch 5111 to detect the average reception level of the rear beam antenna 5102 (or either one of 5202) over a period of several hundred milliseconds (step S7003). Then, the antenna control unit 5301 compares both average reception levels and switches to the antenna having the higher average reception level among the front beam antenna 5101 (or 5201) and the rear beam antenna 5102 (or 5202) (step S7004). ) And wait for a predetermined time (step S7005).
  • step S7004 if the front beam antenna 5101 (or 5201) is selected, the antenna control unit 5301 selects the front beam antenna 5201 (or 5101) and the rear beam antenna 5102 (or 5202) even in another system. In this case, the rear beam antenna 5202 (or 5102) is also switched in another system (step S7006), and after a predetermined time (step S7007), the process returns to the determination of the switching start condition (step S7001).
  • FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of a diversity receiving apparatus of the second conventional example.
  • the diversity receiving apparatus of the second conventional example shown in FIG. 12 uses a plurality of directional antennas in the in-vehicle reception of DTV broadcast waves and receives a combination of switching selection and combining.
  • the second conventional example not only simply switches antennas, but also discloses the idea of adding signals from a plurality of antennas to form one diversity branch in advance. Yes.
  • the idea of using a reception level or CNR as a switching start condition, or using a change in traveling direction or speed using a steering angle sensor or a gyro sensor is also disclosed (for example, see Patent Document 2).
  • the diversity receiver of the second conventional example includes front beam antennas 8101 and 8201, rear beam antennas 8102 and 8202, an antenna switch 8111, tuner units 8171 and 8271, OFDM demodulation units 8145 and 8245, , Diversity combining section 8303, error correction section 8304, TS decoding circuit 8311, antenna control section 8301, steering angle sensor 8312, and gyro sensor 8313.
  • the antenna switch 8111 selects either the front beam antenna 8101 having directivity characteristics in front of the vehicle or the rear beam antenna 8102 having directivity characteristics in the rear of the vehicle, and either the front beam antenna 8201 or the rear beam antenna 8202. Is different from the first conventional example in that the front beam antenna 8101 and the rear beam antenna 8102 or the front beam antenna 8201 and the rear beam antenna 8202 can be added.
  • the received signals in each system are respectively demodulated by OFDM demodulating units 8145 and 8245 through tuner units 8171 and 8271, synthesized by diversity combining unit 8303, error-corrected by error correcting unit 8304, and TS Decoding circuit 8311 extracts image and audio information.
  • the antenna control unit 8301 uses the CNR and the transmission path estimation value in addition to the reception power information and the error information, as in the first conventional example, for the antenna switching selection determination information.
  • FIG. 13 is a flowchart showing a control procedure of antenna switching selection of the antenna control unit 8301 in the diversity receiver of the second conventional example.
  • the antenna switching selection sequence is entered (step S9001). That is, the concept of setting the switching start condition is common. However, as the switching start condition, determination is made based on the reception power and CNR of all diversity branches being lower than a predetermined threshold, or the change in the traveling direction and the speed are used using a steering angle sensor and a gyro sensor. The idea is also disclosed (step S9002).
  • step S9002 if the received power falls below the threshold in step S9002, the front beam antenna 8101 and the rear beam antenna 8102 or the front beam antenna 8201 and the rear beam antenna 8202 are used. Are added and used as diversity branches (step S9003).
  • step S9002 if the received power does not fall below the threshold, the antenna switch 8111 is switched to detect the CNR or transmission path estimation value as in the first conventional example, and the higher CNR or transmission path estimation is performed.
  • An idea is also disclosed in which the antenna having the better reception quality is determined based on the one with the smaller value variation and the switching is selected (step S9004).
  • the reception level is used, unlike the CNR at the reception level, it is impossible to make an accurate judgment in the gain variation of the tuner unit or the like in a multipath or Doppler environment. Therefore, the relationship between the reception level and the CNR is measured and evaluated in advance. It also shows the idea of converting the stock in form.
  • the conventional diversity receiving apparatus has a problem that the effect of improving the reception quality is not much obtained for the increase in the number of antennas as compared with the case where all antennas are originally diversity combined.
  • the low-noise amplifier that is placed in front is attached to a windshield or the like in the same manner as the film antenna. Since they are connected in combination, it is practically difficult to provide a conversion table in the main body receiving apparatus by preliminarily evaluating and defining gain variations.
  • external noise from nearby electronic devices such as personal computers is received in indoor reception, and in-vehicle reception, noise from electric components mounted on the vehicle is relatively large. Noise interference waves from other wireless systems and cities It is a big issue to be able to select and switch at the same time, even if it is frequent, so that it can be adapted to the external noise environment and improve the reception situation truly well. Become.
  • an object of the present invention is to solve the above-described conventional problems, and can be applied to an antenna having no particular directivity, and can perform antenna switching selection with less deterioration in a shorter time. It is another object of the present invention to provide a diversity receiving apparatus with higher performance while suppressing an increase in cost by being able to perform switching selection accurately with respect to gain variation of a preamplifier and external noise.
  • a diversity receiver of the present invention includes a plurality of antennas that receive digital broadcast waves, an antenna switching unit that selects and switches a predetermined number of systems from the plurality of antennas, and an antenna switching unit Controls a predetermined number of tuners and demodulator units each receiving a predetermined number of received signals selected in step 1, a diversity combining unit for diversity combining the outputs of a predetermined number of demodulator units, and an antenna switching unit And an antenna replacement control unit for replacing the antenna.
  • Each demodulator has a demodulator that measures the signal-to-noise ratio of the received signal during the demodulation process, and a level detector that measures the input level of the received signal, and each tuner controls the gain of the received signal
  • the antenna switching control unit compares the signal-to-noise ratio measured by the demodulation circuit of each system, controls the antenna switching unit, and selects the antenna of the system that has the lowest signal-to-noise ratio. , Connect to other antennas that can be connected in sequence, compare the input level measured by the level detector for each antenna in the connected system, and select the antenna with the lowest signal-to-noise ratio. Replace the antenna with the best system.
  • This configuration makes it possible to quickly switch the antenna with the lowest signal-to-noise ratio to the antenna with the best input level.
  • antenna switching selection with less deterioration can be performed in a shorter time.
  • it is possible to accurately select and change the gain variation of the preamplifier and the external noise it is possible to provide a diversity receiving apparatus with higher performance while suppressing an increase in cost.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a diversity receiving apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a flowchart showing an antenna switching selection procedure of the diversity receiver according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 3 is a flowchart showing a correction value calculation update procedure of the diversity receiver according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 4 is a simplified configuration diagram of a high-frequency system for explaining the principle of the correction value calculation update procedure of the diversity receiver according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram of a correction value table of the diversity receiver according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic diagram of antenna selection and combined directivity characteristics when there is a noise interference wave in Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 7 is a configuration diagram of the diversity receiver in the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a flowchart showing a procedure of antenna switching selection and system control of the diversity receiver in Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 9 is a configuration diagram of a diversity receiving apparatus of the first conventional example.
  • FIG. 10 is a flowchart showing an antenna switching selection procedure of the diversity receiver of the first conventional example.
  • FIG. 11 is a flowchart showing an antenna switching selection procedure of the diversity receiver of the first conventional example.
  • FIG. 12 is a block diagram of a diversity receiving apparatus of the second conventional example.
  • FIG. 13 is a flowchart showing an antenna switching selection procedure of the diversity receiver of the second conventional example.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a diversity receiving apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the diversity receiving apparatus according to the first embodiment of the present invention includes antennas 1101 to 1104 and 1201 to 1204, antenna modules 1111 and 1211, low noise amplifiers 1121 to 1124 and 1221 to 1224, and an antenna switch 1112.
  • the DTV broadcast wave reception signals received by the antennas 1101 to 1104 and 1201 to 1204 are amplified by the low noise amplifiers 1121 to 1124 and 1221 to 1224 in the antenna modules 1111 and 1211, respectively, and then the antenna switches 1112 and 1212.
  • the antenna switches 1112 and 1212 are selected and input to the tuner units 1171 and 1172 and 1271 and 1272 in the subsequent stage.
  • the received signals are amplified by the high frequency amplifiers 1131, 1151, 1231, and 1251, and then are local oscillation signals of the local oscillators 1134, 1154, 1234, and 1254, and the mixer 1132, The frequency is converted and selected by 1152, 1232, and 1252, and becomes an intermediate frequency signal.
  • the intermediate frequency signals are further amplified by intermediate frequency amplifiers 1133, 1153, 1233, and 1253, and input to demodulation sections 1145, 1165, 1245, and 1265, respectively.
  • the intermediate frequency signals are converted into digital signals by the A / D converters 1141, 1161, 1241, 1261, respectively, and then input to the demodulation circuits 1144, 1164, 1244, 1264. OFDM demodulation is performed.
  • the outputs of the A / D converters 1141, 1161, 1241, and 1261 are output from the gain control unit so that the signal level is detected by the level detectors 1142, 1162, 1242, and 1262, and the input level becomes appropriate.
  • the gains of the high frequency amplifiers 1131, 1151, 1231, and 1251 and the intermediate frequency amplifiers 1133, 1153, 1233, and 1253 are adjusted via 1135, 1155, 1235, and 1255.
  • the outputs of the demodulation circuits 1144, 1164, 1244 and 1264 are phase-matched by the diversity combining unit 1303 and subjected to maximum ratio combining that is weighted by CNR. After that, in the case of the OFDM system, it is preferable that the operation of adjusting the phase and weighting with the CNR is performed for each subcarrier.
  • the error correction unit 1304 performs error correction and the like, and outputs a transport stream (TS) to the back end unit 1309.
  • demodulation circuits 1144, 1164, 1244, 1264 output CNRs of received signals observed in the respective systems in the demodulation process, and input them to correction value update holding unit 1301 and antenna replacement control unit 1302. . Further, the correction value update holding unit 1301 also receives information on the level difference before and after the antenna switching via the antenna replacement control unit 1302, and an appropriate correction value at the time of antenna selection by a predetermined algorithm, which will be described later, as needed. Update the calculation.
  • FIG. 2 is a flowchart showing an antenna switching selection procedure of the diversity receiver according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the antenna switching selection procedure the corresponding configuration and operation procedure shown in FIG. 1 will be further described with reference to the flowchart of FIG.
  • the antenna replacement control unit 1302 finds and determines one system having the lowest CNR and issues an instruction to the system switching and comparison unit 1143, 1163, 1243, or 1263.
  • the antenna replacement control unit 1302 observes the CNR of each system in a predetermined short section, and calculates the short section CNR using a median value or an average value (step S2001).
  • the predetermined short section is preferably a period that is appropriate for removing the influence of fading change having a high coherence, that is, a period of several tens of times the wavelength.
  • a predetermined short section is represented by a time interval
  • a means for detecting the moving speed so that it can be varied in inverse proportion to the moving speed. It may be a (constant) time interval.
  • the explicit median or average value processing is not performed in view of severe fluctuations during high-speed driving, and the time interval on CNR observation is substituted. It may be performed (step S2001).
  • a predetermined short period may correspond to the moving distance of the diversity receiver. Then, the antenna replacement control unit 1302 selects and determines the system to be switched that has the lowest short section CNR (step S2002).
  • FIG. 2 shows a general example, it is the same regardless of which system is selected. Therefore, in the following explanation, the operation is performed by taking the top system in FIG. 1 as a switching target system as an example. explain.
  • the switching & comparison unit 1143 first detects and stores the output level of the A / D converter 1141 at the currently selected antenna from the output of the level detection unit 1142 (step S2003). During normal reception, feedback control through the gain control unit 1135 is used to control the signal to a constant level. Therefore, it is possible to omit the level measurement and storage before switching with the control target value as a default. It is.
  • the switching & comparing unit 1143 performs an operation to decouple the demodulating circuit 1144 from the diversity combining unit 1303 and reduce the influence due to antenna switching (step S2004), and outputs the gain control hold signal of the gain control unit 1135.
  • step S2005 After transmitting and temporarily stopping the gain control unit 1135 (step S2005), an antenna switching signal is transmitted to the antenna control unit 1113 (step S2006).
  • step S2006 the antenna control unit 1113 changes the contact point of the antenna switch 1112 to an antenna that is not currently used (step S2007).
  • the switching & comparison unit 1143 detects again the level at the output of the A / D converter 1141 in the antenna after switching from the output of the level detection unit 1142, and stores the difference (step S2008).
  • the switching & comparing unit 1143 determines whether there is another candidate antenna that can be selected (step S2009). If there is another candidate antenna that can be selected in step S2009, the operations from step S2006 to S2008 are repeated, the level at each antenna is detected, and the difference is stored.
  • step S2009 when there is no other candidate antenna that can be selected, the switching & comparing unit 1143 calculates the correction value corresponding to the antenna of the correction value update holding unit 1301 from the level difference between the current antenna and the antenna of the switching selection candidate. Also, the best antenna is determined (step S2010), and the contact point of the antenna switch 1112 is changed via the antenna control unit 1113 (step S2011). Further, the gain control of the gain control unit 1135 is resumed (step S2012), the demodulation operation of the demodulation circuit 1144 is returned to normal, and the connection to the diversity combining unit 1303 is performed again (step S2013). As described above, the operation of promptly detecting and replacing each of the systems having the lowest CNR one by one is repeated so that the antenna connected to the system is better and not affected (step S2014).
  • FIG. 3 is a flowchart showing a correction value calculation update procedure of the diversity receiver according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a simplified high-frequency configuration diagram for explaining the calculation principle.
  • FIG. 5 is an example of a correction value table.
  • the high-frequency system includes antennas 1401 and 1402, low noise amplifiers 1421 and 1422, an antenna switch 1412, and a variable gain amplifying unit 1433.
  • the two antennas 1401 and 1402 are switched and selected by the antenna switch 1412.
  • the system of the high frequency amplifiers 1131, 1151, 1231, 1251, the mixers 1132, 1152, 1232, 1252 and the intermediate frequency amplifiers 1133, 1153, 1233, 1253 in FIG. are collectively shown.
  • the signal power from the antenna 1401 is changed to C i1, n , external noise before and after this switching.
  • the power is N i1, n
  • the signal power from the antenna 1402 is C i2, n
  • the external noise power is N i2, n
  • the gain of the low noise amplifier 1421 is G L1
  • the internally generated noise is N L1
  • the gain of the variable gain amplifier 1433 is G R, n
  • the internally generated noise is N R, n
  • variable gain amplification output and the signal power C o1, n, C o2, n when chose each antenna at the Department 1433, the noise power n o1, n, n o2, n is the number 1 and number 2 It represented.
  • the gains G L1 and G L2 of the low noise amplifier are mainly drifts due to temperature and variations due to individual differences, and do not change abruptly compared to fading associated with traveling in the case of in-vehicle use.
  • the external noise N i1, n , N i2, n has a relatively large amount of noise from nearby electrical components in the situation of in-vehicle reception, and noise interference waves from other wireless systems etc.
  • the level may rise as environmental noise in urban areas, it does not change as rapidly as fading associated with driving.
  • a sudden change does not occur similarly. That is, if the coefficient on the right side of Equation 5 is k 12, n , k 12, n is expressed by Equation 6.
  • Equation 7 This does not change as rapidly as fading due to traveling, and is calculated from actually measured values ⁇ 1, n , ⁇ 2, n , ⁇ 12, n. From the past observation calculation results, For example, from m + 1 times going back to the past (m is a natural number), it is expressed as Equation 7.
  • Equation 7 the left side of Equation 7 can be used as a correction value, and the CN ratio improvement ratio at the time of switching can be estimated as Equation 8. .
  • the correction value corresponding to the antenna replacement has not yet been updated, it is preferable to use 1 as the initial value.
  • the initial value is returned to 1, and after using this to perform switching selection, the correction value is updated for the next time. It may be what you do.
  • FIG. 3 is a flowchart showing an example of the procedure for calculating and updating the correction value described above.
  • the correction value update holding unit 1301 first observes the CNR of the demodulation circuit of the system for the newly selected antenna by selecting ⁇ 2, n is obtained (step S3001). Thereafter, the correction value update holding unit 1301 obtains the immediately previous CNR measurement value ⁇ 1, n at the antenna before switching and the level difference ⁇ 12, n from the antenna replacement control unit 1302 (step S3002). From the three values, as described above, the left side of Equation 7 as the correction value is calculated and updated (step S3003), and the process returns to the main flow of FIG.
  • FIG. 5 shows an example of the correction value table.
  • the parameters of the table are that the gains G L1 and G L2 of the low noise amplifier and the external noise power N i1, n , N i2, n are different depending on the reception channel in addition to the antenna before and after switching, and the reception channel is added. It becomes such a three-dimensional table. Note that since the relationship of Equation 9 is used or the relationship of Equation 10 is used to update the correction value, only the upper right (or lower left) portion may be used as the table.
  • the table of FIG. 5 is calculated and updated, and in step S2010 of FIG. 2, the corresponding correction value is read and corrected, and the improvement in CNR is estimated from the level difference, and the best antenna Determine and decide.
  • the antenna modules 1111 and 1211 are usually installed near the antennas 1101 to 1104 and the antennas 1201 to 1204, for example, affixed to a windshield or the like, and are installed separately.
  • Tuners 1171, 1172, 1271, and 1272 are connected by a coaxial cable. It is actually difficult to measure the gain variation of the low-noise amplifiers 1121-1124 and 1221-1224 in advance, and to specify and correct all the connection relations and combinations with the main unit housing. It is useful to be corrected manually. Furthermore, even when a noise interference wave arrives from a specific direction, the correction value works in a direction in which it is difficult to select an antenna having a gain in the noise interference direction by performing adaptive tracking. Can also be obtained.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing the relationship between antenna selection and combined directivity characteristics when a noise interference wave is present. As a result, four antennas that are easy to receive incoming waves and are less susceptible to noise interference waves are selected from eight antennas having different directivity characteristics, and diversity combining is performed. A composite directivity characteristic can be obtained.
  • the level difference of other candidate antennas can be quickly switched and observed for each system with the lowest CNR and incorporated into the procedure.
  • By repeatedly selecting and exchanging an appropriate antenna using the correction value adaptively calculated and updated it is possible to perform antenna switching selection with less deterioration in a shorter time.
  • the antennas 1101 to 1104 and the antennas 1201 to 1204 are in-vehicle reception film antennas, and an example is assumed in which the antennas 1101 to 1104 and the antennas 1201 to 1204 are attached to the left and right of the windshield in two groups. These are combined into one group, and the antenna modules 1111 and 1211 are also integrated, and the antenna switching units 1112 and 1212 may switch and select four from eight antennas.
  • the number of 8 or 4 is not limited to this, and may be other combinations such as one that switches and selects four from six antennas, one that switches and selects three from eight antennas, and the like.
  • each antenna does not necessarily have to have a clear directivity.
  • the directivity pattern of each antenna only needs to be different.
  • the antenna body and the antenna body may differ depending on the direction of attachment or the position of attachment. Since the directional characteristics vary depending on the relationship, this condition is satisfied.
  • antennas with weak directivity are also possible to mix. For example, in in-vehicle reception, propagation along a road is often remarkable, and a combination of an antenna having directivity in the front-rear direction and an antenna having weak directivity may be used.
  • indoor reception supports omnidirectional antennas with weak directivity that can cover incoming waves from various directions due to reflection and scattering from the ceiling and walls, and waves incident from incoming openings such as windows.
  • a combination with an antenna having a relatively high directivity may be used.
  • the overall repetition period may be fixed, a required processing time or the like may be added to the short section in step S2001, and the short section in step S2001 is inversely proportional to the moving speed. If variable, it may vary depending on this. Furthermore, it may be changed according to the value of the minimum CNR. Further, it is preferable to perform calculation update of the correction value in the correction value update holding unit 1301 in this required processing time.
  • the operation of reducing the influence of the disconnection from the diversity combining unit 1303 and the antenna switching on the demodulation circuit 1144 is, for example, that it takes time to recover from synchronization or the like, and maintains the timing of the free-running state before the operation.
  • step S2002 when the gain control of the gain control unit 1135 is restarted, the level difference is known in advance, so that the subsequent reception can be restored earlier by offsetting and restarting by the level difference. This is preferable.
  • step S2005 and resumption (step S2012) of gain control may be omitted if the control time constant is sufficiently large, since the change in gain control amount between both steps can be almost ignored.
  • step S2004 branch separation operation
  • step S2013 branch reconnection operation from diversity combining can be omitted. This is because, as long as the CNR observation value of the corresponding system decreases and responds instantaneously due to noise due to antenna switching, branch separation or branch reconnection is equivalently performed by maximum ratio combining in the diversity combining unit 1303. This is because the operation is performed, and some errors are corrected by the error correction unit 1304.
  • correction value update holding unit 1301 and correction value calculation update in step S2014 are omitted, and no correction value is used in step S2010.
  • the level difference is determined by observing the gain control direction before and after switching instead of temporarily stopping gain control. There may be. For example, after the antenna is switched, if the gain is controlled in a direction to hold down the gain, the new antenna is determined to have a higher level and is replaced with this antenna.
  • FIG. 7 is a configuration diagram of the diversity receiver according to the second embodiment of the present invention.
  • the diversity receiving apparatus according to the second embodiment of the present invention includes antennas 1101 to 1104 and 1201 to 1204, antenna modules 1111 and 1211, low noise amplifiers 1121 to 1124 and 1221 to 1224, and an antenna switch 1112.
  • the diversity receiving apparatus is different from that of the first embodiment (FIG. 1) in that a main / sub system selector 1310 is added, and thereafter, the diversity combining units are 1303 and 1305.
  • two systems of error correction units 1304 and 1306 are prepared, and an antenna main / sub system switching control unit 1307 that also controls the main / sub system selector 1310 is arranged in place of the antenna switching control unit 1302 and interlocked.
  • Other configurations are the same as those described in the first embodiment (FIG. 1), and thus description thereof is omitted.
  • the second embodiment is an application example in such a configuration that enables simultaneous reception of two channels.
  • the channel control unit 1308 controls the local oscillators 1134, 1154, 1234, and 1254 according to the control instruction from the back-end unit 1309, and allocates and sets an arbitrary system to two frequencies for receiving two channels. Control.
  • the main / sub system selector 1310 distributes and selects the corresponding systems, inputs the intermediate frequency signal to diversity combining sections 1303 and 1305, and performs diversity combining, and error correction sections 1304 and 1306 Through processing such as error control, two systems of TS are output to the back-end unit 1309.
  • FIG. 8 is a flowchart showing a procedure of antenna switching selection and system control of the diversity receiver in Embodiment 2 of the present invention.
  • the antenna main / sub system switching control unit 1307 observes the CNR of each system in a predetermined short section, and calculates the short section CNR by the median value or the average value. (Step S2001). Then, the antenna main / sub system switching control unit 1307 determines whether there is an instruction for sub system separation from the back-end unit 1309 (step S4001).
  • step S4001 when there is no instruction to separate the sub system, the system to be switched is selected and determined as the lowest short section CNR, just as in the case of the first embodiment (FIG. 2) (step S4001). S2002) and steps S2003 to S2014 are executed.
  • step S4001 when there is an instruction to separate the sub system, unlike the first embodiment, the flow is also advanced to the sub system.
  • the antenna main / sub system switching control unit 1307 sets the system having the lowest short section CNR as the sub system, and sets the system having the second shortest section CNR from the lowest, that is, the system having the next lowest short section CNR, to the antenna switching target system. Is selected and determined (step S4002).
  • steps S2003 to S2014, and unless there is an instruction to separate and add to the sub-system steps S2001 and S2002 are repeated, and the number of systems is reduced, but in the case of the first embodiment. Since the same performance improvement operation is performed, detailed description is omitted.
  • FIG. 8 shows a general example, it is the same regardless of which system is selected, and in the following description, an example in which the bottom system in FIG. 7 is the target system to the sub system is shown as an example.
  • the operation will be described as follows.
  • the switching & comparing unit 1263 performs an operation for reducing the influence of the disconnection from the diversity combining unit 1303 and the antenna switching on the demodulation circuit 1264 (step S4003).
  • the channel control unit 1308 changes the frequency of the local oscillator 1254 (step S4004).
  • the main / sub system selector 1310 connects the demodulated output of the demodulating circuit 1264 to the diversity combining unit 1305 and switches to the sub system (step S4005). Finally, the switching & comparing unit 1263 restores the demodulation operation of the demodulation circuit 1264 to normal, reconnects to the diversity combining unit 1305 (step S4006), and starts the operation of the sub system.
  • the system having the lowest short section CNR is turned to the sub system one by one, and the rest is the first embodiment.
  • the diversity receiving apparatus adopting the OFDM method has been described, but it goes without saying that it can be applied to other methods.
  • a method other than OFDM for example, there is a residual sideband multilevel method.
  • the diversity receiver according to the present invention is useful for receiving a digital TV broadcast on-board with a plurality of antennas.
  • 1101 to 1104, 1201 to 1204, 1401 and 1402 Antenna 1111 and 1211 Antenna module 1121 to 1124, 1221 to 1224, 1421 and 1422 Low noise amplifier 1112, 1212 and 1412 Antenna switcher 1113 and 1213 Antenna controller 1171, 1172 and 1271 , 1272 Tuner 1131, 1151, 1231, 1251 High frequency amplifier 1132, 1152, 1232, 1252 Mixer 1134, 1154, 1234, 1254 Local oscillator 1133, 1153, 1233, 1253 Intermediate frequency amplifier 1135, 1155, 1235, 1255 Gain control 1433 Variable gain amplifier 1145, 1165, 1245, 1265 Demodulator 1141, 1161, 1241, 12 1 A / D converter 1142, 1162, 1242, 1262 Level detection unit 1144, 1164, 1244, 1264 Demodulation circuit 1143, 1163, 1243, 1263 Switching & comparison unit 1301 Correction value update holding unit 1302 Antenna replacement control unit

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Abstract

 特段なる指向性を有さないアンテナにも適用でき、より短時間で劣化の少ないアンテナ切り替え選択を行えるダイバーシチ受信装置を提供する。ダイバーシチ受信装置は、複数のアンテナから所定の系統数を選択して切り替えるアンテナ切り替え部と、アンテナ切り替え部を制御してアンテナを入替えるアンテナ入替え制御部とを備える。アンテナ入替え制御部は、各系統の復調部の復調回路が測定した信号対雑音比を比較し、アンテナ切り替え部を制御して、信号対雑音比が最低となる系統のアンテナを、繋ぎうる他の系統のアンテナに順次繋ぎ替え、当該繋ぎ替えた系統のアンテナについて、復調部のレベル検出部が測定した入力レベルをそれぞれ比較し、信号対雑音比が最低となる系統のアンテナを、入力レベルが最良となる系統のアンテナに入替える。

Description

ダイバーシチ受信装置
 本発明は、デジタルテレビ放送を複数のアンテナで受信するダイバーシチ受信装置に関するものである。
 デジタルテレビ(DTV)放送波の車載受信あるいは室内受信においては、構造物等周辺の物体での回折、散乱、反射によって構成されるマルチパス伝搬によって、受信信号は著しい波形歪を伴うとともに局所的に著しい信号強度の低下(フェージング)を生じて、安定した受信を行うことは難しい。このような環境での受信においては、複数の受信アンテナを用いたダイバーシチ受信が効果的であり実用化されている。ダイバーシチ合成の手法としては、各アンテナでの各々受信信号の位相を合わせ、同時に各受信信号の信号対雑音比(CNR)で重み付けを行って合成する最大比合成を行うことが一般的である。最大比合成によって、合成後の信号のCNRは積極的に改善される。特に、直交多重方式(OFDM)を採るDTV方式では、サブキャリア毎に最大比合成を行うことで、周波数ダイバーシチの効果も得られ、大きな改善効果が得られる。受信品質の改善および受信可能エリアの拡張は、ダイバーシチ枝数に応じて改善される。
 一方、受信品質の改善あるいは受信可能エリアの拡張には、指向性を有するアンテナを用いる考えもある。指向性アンテナの使用は、受信到来方向が制限されることで、マルチパス受信状況を改善し、フェージングを減じる効果も期待できる。また、高速移動時のドップラー広がりが抑えられ、キャリア間干渉で弱点を有するOFDM方式では、ダイバーシチ受信と指向性アンテナとを組み合わせることが好ましい。しかしながら、固定受信の場合とは異なり、受信波の到来方向は様々となるので、一般には、相異なる方向に指向性を有する多数のアンテナを用意する必要があり、それら多数のアンテナを切り替え選択して使用する、あるいは、上述のようなダイバーシチ受信と組み合わせて合成して受信する必要がある。
 図9は、第1従来例のダイバーシチ受信装置の構成を示すブロック図である。図9に示した第1従来例のダイバーシチ受信装置では、DTV放送波の車載受信において、複数の指向性を有するアンテナを用い、切り替え選択と合成とを組み合わせて、受信品質を改善する方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
 図9において、第1従来例のダイバーシチ受信装置のは、前方ビームアンテナ5101、5201と、後方ビームアンテナ5102、5202と、アンテナ切り替え器5111と、チューナ部5171、5271と、利得制御部5135、5235と、OFDM復調部5145、5245と、レベル検出部5142、5242と、ダイバーシチ合成部5303と、誤り訂正部5304と、アンテナ制御部5301とで構成される。
 アンテナ切り替え器5111は、車両前方に指向特性を有する前方ビームアンテナ5101あるいは車両後方に指向特性を有する後方ビームアンテナ5102のどちらか一方を選択し、前方ビームアンテナ5201あるいは後方ビームアンテナ5202のどちらか一方を選択する。選択されたビームアンテナからの受信信号は、各々チューナ部5171および5271を経て、OFDM復調部5145および5245で復調された後、ダイバーシチ合成部5303で合成され、誤り訂正部5304で誤り訂正がなされて、トランスポートストリーム(TS)として出力される。
 OFDM復調部5145および5245において、レベル検出部5142および5242の各出力は、利得制御部5135および5235を介して、チューナ部5171および5271の利得を制御し、OFDM復調部5145および5245の入力レベルを適切に保つとともに、受信電力情報として、アンテナ制御部5301でのアンテナ切り替え選択の判断情報に用いられる。加えて、誤り訂正部5304での誤り率情報もアンテナ制御部5301でのアンテナ切り替え選択の判断情報に用いられる。
 図10は、従来の第1構成例のダイバーシチ受信装置における、アンテナ制御部5301でのアンテナ切り替え選択の手順を示すフローチャートである。前方あるいは後方の指向特性のアンテナを選択する際に、第1従来例のダイバーシチ受信装置は、チューナ部5171あるいは5271や、OFDM復調部5145あるいは5245等が共用される。また、利得制御部5235の応答時間等の制約も相まって、数百ミリ秒程度の時間をかけて平均受信レベルを検出する必要があり、各方向における受信状態を調べるために、むやみにアンテナを切り替えることができない。
 そこで、まず、アンテナ制御部5301は、受信誤り率を観測し、受信誤り率が基準を越えて大きくなり受信状況が悪くなったと判断したら(すなわち、切り替え開始条件を満たすと)、アンテナ切り替え選択のシーケンスに入る(ステップS6001)。具体的には、ステップS6001において、切り替え開始条件を満たしたら、アンテナ制御部5301は、前方ビームアンテナ5101あるいは5201の平均受信レベルを数百ミリ秒の期間に亘って検出する(ステップS6002)。その後、アンテナ制御部5301は、アンテナ切り替え器5111を切り替えて、後方ビームアンテナ5102あるいは5202の平均受信レベルを数百ミリ秒の期間に亘って検出する(ステップS6003)。そして、アンテナ制御部5301は、両平均受信レベルを比較し(ステップS6004)、より高い方のアンテナに切り替えて数秒から数十秒保持して(ステップS6005)、切り替え開始条件の判定に戻る(ステップS6001)。
 かかる構成および手順により、第1従来例のダイバーシチ受信装置では、切り替え選択と合成とを組み合わせることで、コスト高となる後段のチューナ部やOFDM復調部の系統数の増加を抑えながら、アンテナに指向性を持たせ、かつ、アンテナ数を増やして性能向上を図る提案がなされている。
 例えば、第1従来例のダイバーシチ受信装置において、アンテナ制御部5301でのアンテナ切り替え選択が改良された制御手順が提案されている。図11は、第1従来例のダイバーシチ受信装置における、アンテナ制御部5301でのアンテナ切り替え選択が改良された制御手順を示すフローチャートである。
 図10の手順と同様に、各方向における受信状態を調べるために、むやみにアンテナを切り替えることができないので、アンテナ制御部5301は、まず受信誤り率を観測し、受信誤り率が基準を越えて大きくなり受信状況が悪くなったと判断したら(すなわち、切り替え開始条件を満たすと)、アンテナ切り替え選択のシーケンスに入る(ステップS7001)。具体的には、ステップS7001において、切り替え開始条件を満たしたら、アンテナ制御部5301は、前方ビームアンテナ5101(あるいは5201のどちらか一方)の平均受信レベルを数百ミリ秒の期間に亘って検出する(ステップS7002)。その後、アンテナ制御部5301は、アンテナ切り替え器5111を切り替えて、後方ビームアンテナ5102(あるいは5202のどちらか一方)の平均受信レベルを数百ミリ秒の期間に亘って検出する(ステップS7003)。そして、アンテナ制御部5301は、両平均受信レベルを比較し、前方ビームアンテナ5101(あるいは5201)と後方ビームアンテナ5102(あるいは5202)の内、より平均受信レベルが高い方のアンテナに切り替え(ステップS7004)、一定時間待つ(ステップS7005)。
 図11に示す制御手順において、図10の手順と異なるのは、別系統のアンテナの切り替え選択に関して、平均受信レベルを実測することなく、切り替え選択することである。つまり、ステップS7004において、アンテナ制御部5301は、前方ビームアンテナ5101(あるいは5201)を選択した場合は別系統においても前方ビームアンテナ5201(あるいは5101)を、後方ビームアンテナ5102(あるいは5202)を選択した場合は別系統においても後方ビームアンテナ5202(あるいは5102)を切り替え選択し(ステップS7006)、一定時間経てから(ステップS7007)、切り替え開始条件の判定に戻る(ステップS7001)。
 また、図11に示す制御手順では、別系統での平均受信レベル検出を省いて、切り替えおよび平均受信レベル測定中の受信劣化を軽減させる考えも開示されている。図12は、第2従来例のダイバーシチ受信装置の構成を示すブロック図である。図12に示した第2従来例のダイバーシチ受信装置は、第1従来例と同様に、DTV放送波の車載受信において、複数の指向性を有するアンテナを用い、切り替え選択と合成とを組み合わせて受信品質を改善する方法が提案されているが、さらに、第2従来例では、単純にアンテナを切り替えるだけでなく、予め複数のアンテナからの信号を足して1つのダイバーシチ枝とする考えも開示されている。また、切り替え開始条件として、受信レベルやCNRを用いることや、ステアリング角センサやジャイロセンサを用いて走行方向の変化や速度を用いる考えも開示されている(例えば、特許文献2参照)。
 図12において、第2従来例のダイバーシチ受信装置は、前方ビームアンテナ8101、8201と、後方ビームアンテナ8102、8202と、アンテナ切り替え器8111と、チューナ部8171、8271と、OFDM復調部8145、8245と、ダイバーシチ合成部8303と、誤り訂正部8304と、TSデコード回路8311と、アンテナ制御部8301と、ステアリング角センサ8312と、ジャイロセンサ8313とで構成される。
 アンテナ切り替え器8111は、車両前方に指向特性を有する前方ビームアンテナ8101あるいは車両後方に指向特性を有する後方ビームアンテナ8102のどちらか一方を選択し、前方ビームアンテナ8201あるいは後方ビームアンテナ8202のどちらか一方を選択するだけでなく、前方ビームアンテナ8101と後方ビームアンテナ8102とを、あるいは前方ビームアンテナ8201と後方ビームアンテナ8202とを足して出力することもできる所が第1の従来例と異なっている。そして、各系統での受信信号は、各々チューナ部8171および8271を経て、OFDM復調部8145および8245で復調された後、ダイバーシチ合成部8303で合成され、誤り訂正部8304で誤り訂正がなされ、TSデコード回路8311で画像および音声の情報が取り出される。アンテナ制御部8301は、アンテナ切り替え選択の判断情報に、第1従来例と同様に、受信電力情報と誤り情報に加え、CNRおよび伝送路推定値を用いる。
 図13は、第2従来例のダイバーシチ受信装置における、アンテナ制御部8301のアンテナ切り替え選択の制御手順を示すフローチャートである。第1従来例と同様に、指向性アンテナの切り替え選択において、各方向における受信状態を調べるために、むやみにアンテナを切り替えることができず、本従来例においても、受信状況が悪くなったと判断してからアンテナ切り替え選択のシーケンスに入る(ステップS9001)。すなわち、切り替え開始条件を設定する考え方は共通している。ただし、切り替え開始条件には、すべてのダイバーシチ枝の受信電力やCNRが所定の閾値を下回ることを以って判断することや、ステアリング角センサやジャイロセンサを用いて走行方向の変化や速度を用いる考えも開示されている(ステップS9002)。
 切り替え開始条件を満たした後のアンテナ切り替え選択に関して、さらにステップS9002において、受信電力が閾値を下回った場合、前方ビームアンテナ8101と後方ビームアンテナ8102とを、あるいは、前方ビームアンテナ8201と後方ビームアンテナ8202とを足して出力しダイバーシチ枝として用いる(ステップS9003)。ステップS9002において、受信電力が閾値を下回らない場合は、第1従来例と同様に、アンテナ切り替え器8111を切り替えて、CNRあるいは伝送路推定値を検出し、CNRの高い方、あるいは、伝送路推定値の変動の少ない方を以って、受信品質が良い方のアンテナを判断し切り替え選択を行う(ステップS9004)考えも開示されている。
 また、受信レベルを用いるものの、受信レベルではCNRと異なり、チューナ部等の利得のばらつきやマルチパスやドップラー環境では正確な判断ができないので、予め受信レベルとCNRとの関係を測定評価しテーブルの形で持ち換算する考えも示されている。
特開2007-274726号公報 特開2006-033056号公報
 しかしながら、上記従来のダイバーシチ受信装置における構成および制御手順では、有意な時間をかけて、アンテナを切り替え、受信状況を平均受信レベルやCNRや伝送路推定値等で評価するために、むやみにアンテナ切り替え選択を行うことができず、開始条件の設定や待ち時間の挿入等、頻繁な切り替え選択での劣化を避ける手順を採る必要があった。このため、従来のダイバーシチ受信装置では、本来全てのアンテナをダイバーシチ合成した場合に比して、アンテナ数の増大の割にはあまり受信品質の改善効果が得られないという課題があった。特に、車載受信の用途においては、フロントガラス等に貼付するフィルムアンテナの場合、平面構造での制約と車両ボディー等の影響から、複雑な指向性パタンになる場合が多く、到来方向と走行方向との関係の変化に対し、きちんとした指向性を有するアンテナに比して、各アンテナでの受信状況の変化が激しく、頻繁な切り替え選択を行わないと、大きな受信品質の改善が得られないという問題があった。
 また、フィルムアンテナの場合、前置される低雑音増幅器は、フィルムアンテナと同様にフロントガラス等に貼付され、温度での利得変化に加え、同軸ケーブルで別筐体となる本体受信装置に任意の組み合わせで接続されるので、利得のばらつきを予め評価規定して本体受信装置に換算テーブルを持たせるのは実際上困難となる。加えて、室内受信ではパソコン等の近傍電子機器からの外来雑音、車載受信では、車両搭載の電装品からの雑音の飛込みが比較的大きく、また、他の無線システム等からの雑音干渉波や都市部での環境雑音として外来雑音の影響が大きく、外来雑音環境にも適応して、真に良好な受信状況改善を行えるように、頻繁といえども、同時に的確に切り替え選択ができることは大きな課題となる。
 それ故に、本発明は、前記従来の課題を解決するもので、特段なる指向性を有さないアンテナにも適用でき、より短時間で劣化の少ないアンテナ切り替え選択を行えることを目的とする。また、前置増幅器の利得ばらつきや外来雑音に対しても的確に切り替え選択を行えることで、コスト増を抑えつつ、より性能の良いダイバーシチ受信装置を提供することを目的とする。
 上記従来の課題を解決するために、本発明のダイバーシチ受信装置は、デジタル放送波を受信する複数のアンテナと、複数のアンテナから所定の系統数を選択して切り替えるアンテナ切り替え部と、アンテナ切り替え部で選択された所定の系統数の受信信号を各々入力する所定の系統数のチューナ部および復調部と、所定の系統数の復調部の出力をダイバーシチ合成するダイバーシチ合成部と、アンテナ切り替え部を制御してアンテナを入替えるアンテナ入替え制御部とを備える。各復調部は、復調過程にて受信信号の信号対雑音比を測定する復調回路と、受信信号の入力レベルを測定するレベル検出部とを有し、各チューナ部は、受信信号の利得を制御する利得制御部を有し、アンテナ入替え制御部は、各系統の復調回路が測定した信号対雑音比を比較し、アンテナ切り替え部を制御して、信号対雑音比が最低となる系統のアンテナを、繋ぎ得る他の系統のアンテナに順次繋ぎ替え、当該繋ぎ替えた系統のアンテナについて、レベル検出部が測定した入力レベルをそれぞれ比較し、信号対雑音比が最低となる系統のアンテナを、入力レベルが最良となる系統のアンテナに入替える。
 本構成によって、信号対雑音比が最低となる系統のアンテナを、入力レベルが最良となる系統のアンテナに短時間で切り替えることができる。
 本発明のダイバーシチ受信装置によれば、より短時間で劣化の少ないアンテナ切り替え選択を行える。また、前置増幅器の利得ばらつきや外来雑音に対しても的確に切り替え選択を行えることで、コスト増を抑えつつ、より性能の良いダイバーシチ受信装置を提供できる。
図1は、本発明の実施の形態1におけるダイバーシチ受信装置の構成図である。 図2は、本発明の実施の形態1におけるダイバーシチ受信装置のアンテナ切り替え選択手順を示すフローチャートである。 図3は、本発明の実施の形態1におけるダイバーシチ受信装置の補正値計算更新手順を示すフローチャートである。 図4は、本発明の実施の形態1におけるダイバーシチ受信装置の補正値計算更新手順の原理を説明する単純化した高周波系の構成図である。 図5は、本発明の実施の形態1におけるダイバーシチ受信装置の補正値テーブルの図である。 図6は、本発明の実施の形態1における雑音干渉波が存在する場合のアンテナ選択と合成指向特性の模式図である。 図7は、本発明の実施の形態2におけるダイバーシチ受信装置の構成図である。 図8は、本発明の実施の形態2におけるダイバーシチ受信装置のアンテナ切り替え選択および系統制御の手順を示すフローチャートである。 図9は、第1従来例のダイバーシチ受信装置の構成図である。 図10は、第1従来例のダイバーシチ受信装置のアンテナ切り替え選択手順を示すフローチャートである。 図11は、第1従来例のダイバーシチ受信装置のアンテナ切り替え選択手順を示すフローチャートである。 図12は、第2従来例のダイバーシチ受信装置の構成図である。 図13は、第2従来例のダイバーシチ受信装置のアンテナ切り替え選択手順を示すフローチャートである。
 以下、本発明を実施するための各形態について、図面を参照しながら説明する。
 (実施の形態1)
 まず、本発明の実施の形態1におけるダイバーシチ受信装置の構成について説明する。図1は、本発明の実施の形態1におけるダイバーシチ受信装置の構成図である。図1において、本発明の実施の形態1におけるダイバーシチ受信装置は、アンテナ1101~1104、1201~1204と、アンテナモジュール1111、1211と、低雑音増幅器1121~1124、1221~1224と、アンテナ切り替え器1112、1212と、アンテナ制御部1113、1213と、チューナ部1171、1172、1271、1272と、高周波増幅器1131,1151、1231、1251と、混合器1132、1152、1232、1252と、局部発振器1134、1154、1234、1254と、中間周波増幅器1133、1153、1233、1253と、利得制御部1135、1155、1235、1255と、 復調部1145,1165、1245、1265と、A/D変換器1141、1161、1241、1261と、レベル検出部1142、1162、1242、1262と、復調回路1144、1164、1244、1264と、切替&比較部1143、1163、1243、1263と、補正値更新保持部1301と、アンテナ入替え制御部1302と、ダイバーシチ合成部1303と、誤り訂正部1304と、バックエンド部1309とで構成されている。
 アンテナ1101~1104および1201~1204で受信したDTV放送波受信信号は、それぞれアンテナモジュール1111、1211内にて、低雑音増幅器1121~1124および1221~1224で増幅された後、アンテナ切り替え器1112および1212で、各々4つのアンテナから2つが選ばれ、後段のチューナ部1171、1172、および、1271、1272に入力される。
 チューナ部1171、1172、1271、1272において、各々受信信号は、高周波増幅器1131,1151、1231、1251で増幅された後、局部発振器1134、1154、1234、1254の局部発振信号で、混合器1132、1152、1232、1252により周波数変換および選局され、中間周波数信号となる。各々中間周波信号は、さらに、中間周波増幅器1133、1153、1233、1253で増幅され、復調部1145,1165、1245、1265に入力される。
 復調部1145,1165、1245、1265において、各々中間周波数信号は、A/D変換器1141、1161、1241、1261でデジタル信号に変換された後、復調回路1144、1164、1244、1264に入力され、OFDM復調がなされる。一方、A/D変換器1141、1161、1241、1261の出力は、各々、レベル検出器1142、1162、1242、1262で、信号レベルが検出され、入力レベルが適切になるように、利得制御部1135、1155、1235、1255を介して、高周波増幅器1131,1151、1231、1251、および、中間周波増幅器1133、1153、1233、1253の利得を調整する。
 各復調回路1144、1164、1244、1264の出力は、ダイバーシチ合成部1303にて、位相が合わせられ、CNRで重み付けを行う最大比合成が行われる。その後、なお、OFDM方式の場合は、好ましくは、この位相を合わせてCNRで重み付けを行う操作は、サブキャリア毎に行うことが好ましい。誤り訂正部1304にて、誤り訂正等を行い、バックエンド部1309にトランスポートストリーム(TS)を出力する。一方、復調回路1144、1164、1244、1264は、復調過程において、各々の系統での受信信号の観測されたCNRを出力し、補正値更新保持部1301、および、アンテナ入替え制御部1302に入力する。補正値更新保持部1301には、さらに、アンテナ入替え制御部1302を介して、アンテナ切り替え前後のレベル差の情報も入力されており、後述の所定のアルゴリズムでアンテナ選択時の適正な補正値を随時算出更新する。
 図2は、本発明の実施の形態1におけるダイバーシチ受信装置のアンテナ切り替え選択手順を示すフローチャートである。なお、アンテナ切り替え選択手順に関しては、さらに、図2のフローチャートも用いて、図1に示した対応する構成と動作手順を併せて説明する。
 まずは、アンテナ入替え制御部1302が最低のCNRとなっている系統を1つ見出し決定し、その系統の切替&比較部1143、1163、1243、あるいは1263に指示を出す所から始まる。アンテナ入替え制御部1302は、所定の短区間、各系統のCNRを観測し、中央値あるいは平均値で以って、短区間CNRを計算する(ステップS2001)。所定の短区間とは、車載での受信の場合、干渉性の早いフェージング変化の影響を除くのに適当な期間、すなわち、波長に対しで数十倍程度の期間が好ましい。そのため、所定の短区間を時間間隔で表した場合は、移動速度を検出する手段を用いて、移動速度に反比例するように可変することが望ましいが、室内受信の場合を含め、予め算出した固定(一定)の時間間隔にしても良い。あるいは、車載での受信で固定の時間間隔にする場合は、高速走行時の激しい変動を鑑みて、明示的な中央値あるいは平均値処理を行わず、CNR観測上の時間間隔で以って代用しても良い(ステップS2001)。また、所定の短期間をダイバーシチ受信装置の移動距離に対応するようにしてもよい。そして、アンテナ入替え制御部1302は、最低の短区間CNRとなっている切り替え対象となる系統を選定決定する(ステップS2002)。
 図2では一般例を示しているが、どの系統が選ばれたとしても同様であるので、以降の説明では、図1の一番上の系統が切り替え対象系統となった場合を一例として動作を説明する。
 この場合、切替&比較部1143は、まず、レベル検出部1142の出力から現選択中アンテナにおけるA/D変換器1141の出力レベルを検出し記憶する(ステップS2003)。なお、通常受信中は利得制御部1135を介したフィードバック制御により、一定のレベルになるように制御されているので、制御目標値をデフォルトとして、切り替え前のレベル測定および記憶は省略することも可能である。
 しかる後、切替&比較部1143は、復調回路1144にダイバーシチ合成部1303からの切り離しと、アンテナ切り替えに伴う影響を軽減させる操作を施す(ステップS2004)とともに、利得制御部1135の利得制御ホールド信号を送出し、利得制御部1135を一旦停止した後(ステップS2005)、アンテナ制御部1113へアンテナ切替信号を送出する(ステップS2006)。そして、アンテナ制御部1113は、現在使われていないアンテナにアンテナ切り替え器1112の接点を繋ぎ変える(ステップS2007)。その後、切替&比較部1143は、再度、レベル検出部1142の出力から切り替え後のアンテナにおけるA/D変換器1141の出力でのレベルを検出し、差分を記憶する(ステップS2008)。
 図1の例では、4本から2本のアンテナを選んでいるので、切替&比較部1143は、選択可能な別の候補アンテナがあるかどうかを判断する(ステップS2009)。ステップS2009において、選択可能な別の候補アンテナがある場合、ステップS2006からS2008までの操作を繰り返し、各アンテナでのレベルを検出し、差分を記憶する。
 ステップS2009において、選択可能な別の候補アンテナがない場合、切替&比較部1143は、現アンテナおよび切り替え選択候補のアンテナにおける各レベル差分から、補正値更新保持部1301の当該アンテナに対応する補正値も勘案して、最良のアンテナを決定し(ステップS2010)、アンテナ制御部1113を介して、アンテナ切り替え器1112の接点を繋ぎ変える(ステップS2011)。また、利得制御部1135の利得制御を再開し(ステップS2012)、復調回路1144の復調動作を通常に戻し、ダイバーシチ合成部1303へ繋ぎ直しを行う(ステップS2013)。以上のように、最低CNRの系統1つずつ、その系統に繋がるアンテナをより良い方に、影響が無いように、速やかに検出判断し入替える操作を繰り返す(ステップS2014)。
 図3は、本発明の実施の形態1におけるダイバーシチ受信装置の補正値計算更新手順を示すフローチャートであり、図4は、その計算の原理を説明するために単純化した高周波系の構成図であり、図5は補正値テーブルの一例である。
 図4において、高周波系は、アンテナ1401、1402と、低雑音増幅器1421、1422と、アンテナ切り替え器1412と、可変利得増幅部1433とで構成されている。ここでは、単純化して、この2つのアンテナ1401、1402をアンテナ切り替え器1412で切り替え選択する場合を考える。なお、可変利得増幅部1433を用いて、図1の高周波増幅器1131,1151、1231、1251、および、混合器1132、1152、1232、1252、および、中間周波増幅器1133、1153、1233、1253の系をまとめて表している。
 ここで、図4のように、n回目(nは自然数)のアンテナ切り替えにおいて、アンテナ1401からアンテナ1402に切り替えたとして、この切り替え前後において、アンテナ1401からの信号電力をCi1,n、外来雑音電力をNi1,nとし、アンテナ1402からの信号電力をCi2,n、外来雑音電力をNi2,nとし、低雑音増幅器1421の利得をGL1、内部で発生する雑音をNL1とし、低雑音増幅器1422の利得をGL2、内部で発生する雑音をNL2とし、可変利得増幅部1433の利得をGR,n、内部で発生する雑音をNR,nとするなら、可変利得増幅部1433の出力での各アンテナを選んだ時の信号電力Co1,n、Co2,nと、雑音電力No1,n、No2,nは、数1および数2で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 ここで、利得GL1、GL2、GR,nが十分大きく、外来雑音Ni1,n、Ni2,nが相対的に大きい場合、数2は、数3と近似できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
 ところで、切り替え選択の前後では、各アンテナでのCN比γ1,n、γ2,nと、信号レベル差Γ12,nとが検出記憶されるが、それらは数4で表されるので、数3を併せ用いると、数5で示される関係が成立することが分かる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
 低雑音増幅器の利得GL1、GL2は、温度等でのドリフトや個体差でのばらつきが主であり、車載の場合の走行に伴うフェージングに比べても、急に変化するものではない。
 また、外来雑音Ni1,n、Ni2,nは、車載受信での状況では、近傍の電装品からの雑音の飛込みが比較的大きく、また、他の無線システム等からの雑音干渉波の飛び込みや都市部での環境雑音としてレベルが盛り上がることがあるものの、走行に伴うフェージングほどには急に変化はしない。また、室内受信においては、半固定での使用になるので、同様に急な変化は起こらない。つまり、数5の右辺の係数をk12,nとすると、k12,nは数6で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
 これは、走行に伴うフェージングほどには急に変化しないもので、実測される値γ1,n、γ2,n、Γ12,nから計算されるもので、この過去の観測計算結果から、例えば、過去に遡るm+1回から(mは自然数)、数7として表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
 また、n+1の次の機会には、信号レベル差Γ12,n+1を観測した時点で、数7の左辺を補正値として、切り替えた時のCN比の改善比を数8として推定することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008
 なお、数7は、対数(デシベル)として計算するものであって、右辺の平均は真値でなく、デシベル値に対する平均であってもよい。また、好ましくは、いわゆる忘却係数等、過去に遡るほど重みを下げる係数を掛けて算出するものであってもよい。あるいは、m=0として、前回の結果のみをそのまま使うものであっても良い。また、当該アンテナ入替えに対応する補正値の更新が未だ行われていない場合、初期値として1を用いるのが好ましい。また、当該アンテナ入替えに対応する補正値の最後の更新から所定の時間を経ている場合、初期値の1に戻し、これを用いて切り替え選択を行った後、次回に備えて補正値の更新を行うものであっても良い。
 ところで、同組のアンテナを逆方向に切り替えた時の係数は、互いに逆数、つまり、数9の関係があるので、補正値である数7の左辺の算出において、この逆数関係での観測値も用いて算出することにより、更新頻度を上げることができ、より緻密な更新を行うことができる。また、数10でもあるので、この性質を用いて、補正値の記憶エリアを半分に縮小しても良い。これによって、補正値テーブルの記憶容量を削減することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000009
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000010
 図3は、以上に述べた補正値の算出更新の手順の一例を示すフローチャートである。図2のステップS2013でのアンテナの切り替え選択の一連の手順が終わった直後、補正値更新保持部1301は、まず、新しく切り替え選択したアンテナについて、その系統の復調回路のCNRを観測することでγ2,nを得る(ステップS3001)。その後、補正値更新保持部1301は、切り替え前のアンテナでの直前のCNR測定値γ1,nと、レベル差Γ12,nとをアンテナ入替え制御部1302から得る(ステップS3002)。この3つの値から、上述のように、補正値である数7の左辺を算出更新し(ステップS3003)、図2のメインのフローに戻る。
 図5は、補正値テーブルの一例を示したものである。テーブルのパラメタは、切り替え前後のアンテナに加え、受信チャネルによって、低雑音増幅器の利得GL1、GL2および外来雑音電力Ni1,n、Ni2,nには差が生じ、受信チャネルが加わるので、このような3次元のテーブルとなる。なお、補正値の更新には、数9の関係を利用したり、数10の関係を利用したりするので、テーブルとしては、右上の(あるいは左下)部分だけでも良い。図3の手順で、図5のテーブルを計算更新するとともに、図2のステップS2010で、対応する補正値を読み出し、補正を加えて、レベル差からCNRでの改善量を推定し、最良のアンテナを判定決定する。
 アンテナモジュール1111および1211は、通常、アンテナ1101~1104およびアンテナ1201~1204の近く、例えばフロントガラス等に貼付され、別設置されるもので、ダッシュボード内あるいは座席下等に置かれる本体筐体内のチューナ部1171、1172、1271,1272まで同軸ケーブルで接続される。低雑音増幅器1121~1124、1221~1224の利得のばらつきを予め測定し、接続関係、本体筐体との組み合わせをすべて規定して補正を加えることは実際上困難で、上述のように、適応自動的に補正されることは有用である。さらには、特定の方向から雑音干渉波が到来している場合も、適応追従して、雑音干渉方向に利得のあるアンテナが選ばれにくくなる方向に補正値が働くので、雑音干渉を回避する効果も得られる。
 図6は、雑音干渉波が存在する場合のアンテナ選択と合成指向特性との関係を示す模式図である。8つの異なる指向特性を有するアンテナから、到来波を受けやすく、かつ、雑音干渉波を受けにくいアンテナ4つが結果的に選ばれダイバーシチ合成されるので、到来波方向に偏り、雑音干渉波方向を避ける合成指向特性が得られることになる。
 以上、図1~図6を用いて説明したように、かかる構成と手順によれば、CNR最低の系統1つずつに対し、他の候補アンテナのレベル差をすばやく切り替え観測し、手順に組み込まれ適応的に計算更新される補正値を併せ用いて的確に良いアンテナを選び入替えることを繰り返すことで、より短時間で劣化の少ないアンテナ切り替え選択を行うことができる。また、前置増幅器の利得ばらつきや外来雑音に対しても的確に切り替え選択を行えることで、コスト増を抑えつつ、より性能の良い受信を行うことができる。
 なお、アンテナ1101~1104、アンテナ1201~1204は、図1の例では、車載受信のフィルムアンテナで、フロントガラスの左右に、2群に分けて粘付するような想定を例として示しているが、これらを合わせて1群とし、アンテナモジュール1111および1211も一体のものであり、アンテナ切り替え器1112および1212は、8つのアンテナから4つを切り替え選択するものであってもよい。
 もちろん、8あるいは4の数はこれに限らず、例えば、6つのアンテナから4つを切り替え選択するもの、8つのアンテナから3つを切り替え選択するもの等々他の組み合わせであっても良い。
 また、各アンテナは明確な指向特性を有するものである必要は必ずしも無い。好ましくは、各アンテナの指向性パタンが異なっておればよく、例えば、車載受信でのフィルムアンテナの場合、各アンテナは同一のものであっても、貼る向き、あるいは、貼る位置によって車両ボディーとの関係で指向特性が様々になるので、この条件は満たされる。
 なお、指向性の弱いアンテナと指向性の強いアンテナとを混用することも可能である。例えば、車載受信においては、道路に沿った伝搬が顕著な場合が多く、前後方向に指向性を有するアンテナと、指向性の弱いアンテナとの組み合わせであっても良い。
 また、室内受信では、天井や壁での反射散乱により様々な方向からの到来波をカバーすることができる指向性が弱い全方位型アンテナと、窓等の開口部から入射到来する波に対応し、指向性を比較的有するアンテナとの組み合わせであっても良い。
 なお、全体の繰り返し周期は、固定であっても良いし、ステップS2001の短区間に、所要の処理時間等が加わるものであっても良いし、ステップS2001の短区間が移動速度に反比例して可変する場合は、これに依って変わるものであっても良い。また、さらには、上記最低CNRの値に応じて、変わるものであっても良い。また、補正値更新保持部1301の補正値の計算更新は、この所要の処理時間で行うのが良い。また、復調回路1144にダイバーシチ合成部1303からの切り離しと、アンテナ切り替えに伴う影響を軽減させる操作は、例えば、同期等の復帰に時間が掛かるものは操作前に自走状態のタイミングを維持して、その後、系統のCNRを低いものとして、ダイバーシチ合成部1303での合成重み付けを減じてから、切り離しを行う等の操作を行うことが好ましい。また、ステップS2002において、利得制御部1135の利得制御を再開する際に、予めレベル差が分かっているので、このレベル差の分だけオフセットさせて再開させることにより、その後の受信をより早く復帰させることができるので好ましい。
 なお、利得制御の一旦停止(ステップS2005)および再開(ステップS2012)は、制御時定数が十分に大きい場合、両ステップの間での利得制御量の変化がほぼ無視できるので、省略しても良い。また、ダイバーシチ合成からの枝切離し動作(ステップS2004)および枝再接続動作(ステップS2013)も、省略することもできる。これは、アンテナ切り替えでの雑音で当該系統のCNR観測値が瞬時にうまく対応し減少する限りは、ダイバーシチ合成部1303での最大比合成によって、等価的に、枝切り離し、あるいは、枝再接続の動作が行われることになること、また、多少の誤り発生に対しては、誤り訂正部1304で訂正されるからである。
 なお、利得のばらつきが少なく、かつ、外来雑音の影響が少ない環境での適用においては、補正値更新保持部1301およびステップS2014の補正値計算更新を省略し、ステップS2010において、補正値を用いず、各レベル差分のみで決定することで、性能よりコスト重視で省略実装することもできる。また、この場合、アンテナを切り替えてのレベル比較を行うにおいて、利得制御を一旦停止して行うのではなくて、切り替えた前後での利得制御方向を観察することで、レベル差分を判定するものであっても良い。例えば、アンテナを切り替え後、利得を押さえ込む方向に制御されているのであれば、新しいアンテナの方がレベルが高いと判定し、このアンテナに差し替える。
 (実施の形態2)
 図7は、本発明の実施の形態2のダイバーシチ受信装置の構成図である。図7において、本発明の実施の形態2におけるダイバーシチ受信装置は、アンテナ1101~1104、1201~1204と、アンテナモジュール1111、1211と、低雑音増幅器1121~1124、1221~1224と、アンテナ切り替え器1112、1212と、アンテナ制御部1113、1213と、チューナ部1171、1172、1271、1272と、高周波増幅器1131,1151、1231、1251と、混合器1132、1152、1232、1252と、局部発振器1134、1154、1234、1254と、中間周波増幅器1133、1153、1233、1253と、利得制御部1135、1155、1235、1255と、復調部1145,1165、1245、1265と、A/D変換器1141、1161、1241、1261と、レベル検出部1142、1162、1242、1262と、復調回路1144、1164、1244、1264と、切替&比較部1143、1163、1243、1263と、補正値更新保持部1301と、ダイバーシチ合成部1303、1305と、誤り訂正部1304、1306と、アンテナ主副系統入替え制御部1307と、チャネル制御部1308と、バックエンド部1309と、主副系統選択器1310とで構成されている。
 本発明の実施の形態2におけるダイバーシチ受信装置が、実施の形態1(図1)と異なっているのは、主副系統選択器1310が追加され、これに伴い以降、ダイバーシチ合成部は1303と1305、誤り訂正部は1304と1306の2系統準備され、併せて、アンテナ入替え制御部1302の代わりに、主副系統選択器1310も制御するアンテナ主副系統入替え制御部1307を配置し、連動して局部発振器1134、1154、1234、1254を制御するチャネル制御部1308を加えたことである。その他の構成は、実施の形態1(図1)の説明と同様であるので説明を省略する。
 DTV放送波の車載等の移動受信(室内受信用のものを車載搭載時含め)においては、受信エリア端で同系列の放送へスムースかつ速やかに切り替わることが望ましく、このためには、一時的に、2チャネルの信号を同時に受信することが望ましい。実施の形態2は、そのような2チャネル同時受信が可能な構成での適用例になる。
 図7において、チャネル制御部1308は、バックエンド部1309からの制御指示によって、局部発振器1134、1154、1234、1254を制御し、2チャネル受信のために、任意の系統を2つの周波数に振り分け設定制御する。この設定に合わせて、主副系統選択器1310は、対応する系統を振り分け、切り替え選択して、中間周波数信号をダイバーシチ合成部1303および1305に入力しダイバーシチ合成し、誤り訂正部1304および1306にて誤り制御等の処理を経て、バックエンド部1309に2系統のTSを出力する。
 図8は、本発明の実施の形態2におけるダイバーシチ受信装置のアンテナ切り替え選択および系統制御の手順を示すフローチャートである。実施の形態1の場合と同様に、まずは、アンテナ主副系統入替え制御部1307は、所定の短区間、各系統のCNRを観測し、中央値あるいは平均値で以って、短区間CNRを計算する(ステップS2001)。そして、アンテナ主副系統入替え制御部1307は、バックエンド部1309から副系統分離の指示があったかどうかを判断する(ステップS4001)。
 ステップS4001において、副系統分離の指示が無かった場合は、実施の形態1の場合(図2)と全く同様に、最低の短区間CNRとなっている切り替え対象となる系統を選定決定し(ステップS2002)、そしてステップS2003~S2014を実行する。
 ステップS4001において、副系統分離の指示があった場合は、実施の形態1と異なり、副系統に対してもフローを進める。ます、アンテナ主副系統入替え制御部1307は、最低の短区間CNRとなっている系統を副系統に、最低から2番目、すなわち、次に低い短区間CNRを有する系統をアンテナの切り替え対象の系統に選択決定する(ステップS4002)。アンテナ切り替え選択に関しては、ステップS2003~S2014、そして、さらに副系統に分離追加する指示が無い限りは、ステップS2001、ステップS2002と繰り返し、系統数が減ってはいるものの、実施の形態1の場合と同様の性能改善への動作が行われるので詳細の説明を省略する。
 図8では一般例を示しているが、どの系統が選ばれたとしても同様であるので、以降の説明では、図7の一番下の系統が副系統への対象系統となった場合を一例として動作を説明する。副系統への分離対象の系統に対しては、まず、切替&比較部1263は、復調回路1264にダイバーシチ合成部1303からの切り離しと、アンテナ切り替えに伴う影響を軽減させる操作を施す(ステップS4003)。その後、チャネル制御部1308は、局部発振器1254の周波数を変更する(ステップS4004)。主副系統選択器1310は、復調回路1264の復調出力をダイバーシチ合成部1305に繋ぎ、副系統への繋ぎ替えを実施する(ステップS4005)。最後に、切替&比較部1263は、復調回路1264の復調動作を通常に戻し、ダイバーシチ合成部1305へ繋ぎ直しを行い(ステップS4006)、副系統のオペレーションを開始することとなる。
 このように、随時、受信チャネルを変えながらサーチを行い、同一系列の放送を探索、良好な受信チャネルを見つければ、主系統と併行して受信しながら、副系統の受信状況が安定した所で、副系統を今度は主系統として扱いなおし、受信画像としてはできるだけ途切れずにチャネル切り替えを完了することができる。この際、サーチから併行受信への移行において、ステップS4001~S4006を繰り返すことで、主系統は、減じた系統数をアンテナ切り替え選択で性能を補填しつつ、副系統は、割り当て系統数を増してダイバーシチ能力を高め受信を安定させても良く、こうして副系統が安定受信できた所で残りすべての系統を同様に副系統へ、さらに副系統を主系統として扱い直し、ステップS2002~S2014を実行してチャネル切り替えの操作が完了する。
 かかる構成によれば、実施の形態1に加えて、副系統分離の指示があった場合は、最低の短区間CNRとなっている系統を1つずつ副系統に回し、残りで実施の形態1と同様のアンテナ入替え制御を行うことで、スムースかつ適切に2チャネル併行受信に移行すると共に、系統数の減少を実施形態1と同様の改善機構で受信性能を補うことで、安定した受信状況を保ち、受信画像としてはできるだけ途切れずにチャネル切り替えを完了することができる利点が生まれる。
 なお、上述した各実施の形態では、OFDM方式を採用したダイバーシチ受信装置について説明してきたが、それ以外の方式に適用することも可能であることは言うまでもない。OFDM以外の方式としては、例えば、残留側波帯多値方式等がある。
 本発明にかかるダイバーシチ受信装置は、デジタルテレビ放送を複数のアンテナで車載受信すること等に有用である。
 1101~1104、1201~1204、1401、1402  アンテナ
 1111、1211  アンテナモジュール
 1121~1124、1221~1224、1421、1422  低雑音増幅器
 1112、1212、1412  アンテナ切り替え器
 1113、1213  アンテナ制御部
 1171、1172、1271、1272  チューナ部
 1131,1151、1231、1251  高周波増幅器
 1132、1152、1232、1252  混合器
 1134、1154、1234、1254  局部発振器
 1133、1153、1233、1253  中間周波増幅器
 1135、1155、1235、1255  利得制御部
 1433  可変利得増幅部
 1145,1165、1245、1265  復調部
 1141、1161、1241、1261  A/D変換器
 1142、1162、1242、1262  レベル検出部
 1144、1164、1244、1264  復調回路
 1143、1163、1243、1263  切替&比較部
 1301  補正値更新保持部
 1302  アンテナ入替え制御部
 1303、1305  ダイバーシチ合成部
 1304、1306  誤り訂正部
 1307  アンテナ主副系統入替え制御部
 1308  チャネル制御部
 1309  バックエンド部
 1310  主副系統選択器

Claims (14)

  1.  デジタル放送波を受信する複数のアンテナと、
     前記複数のアンテナから所定の系統数を選択して切り替えるアンテナ切り替え部と、
     前記アンテナ切り替え部で選択された所定の系統数の受信信号を各々入力する前記所定の系統数のチューナ部および復調部と、
     前記所定の系統数の復調部の出力をダイバーシチ合成するダイバーシチ合成部と、
     前記アンテナ切り替え部を制御してアンテナを入替えるアンテナ入替え制御部とを備え、
     各前記復調部は、復調過程にて前記受信信号の信号対雑音比を測定する復調回路と、前記受信信号の入力レベルを測定するレベル検出部とを有し、
     各前記チューナ部は、前記受信信号の利得を制御する利得制御部を有し、
     前記アンテナ入替え制御部は、
      各系統の前記復調回路が測定した信号対雑音比を比較し、前記アンテナ切り替え部を制御して、前記信号対雑音比が最低となる系統のアンテナを、繋ぎ得る他の系統のアンテナに順次繋ぎ替え、
      当該繋ぎ替えた系統のアンテナについて、前記レベル検出部が測定した前記入力レベルをそれぞれ比較し、前記信号対雑音比が最低となる系統のアンテナを、前記入力レベルが最良となる系統のアンテナに入替える、ダイバーシチ受信装置。
  2.  前記アンテナ入替え制御部は、前記各系統の前記復調回路が測定した信号対雑音比を比較し、前記信号対雑音比が最低となる系統の前記チューナ部が有する前記利得制御部を一旦停止した後で、前記アンテナ切り替え部を制御して、前記信号対雑音比が最低となる系統のアンテナを、前記繋ぎ得る他の系統のアンテナに順次繋ぎ替えることを特徴とする、請求項1に記載のダイバーシチ受信装置。
  3.  前記ダイバーシチ受信装置は、前記アンテナを入替える際の判断に用いる補正値テーブルを保持する補正値更新保持部さらにを備え、
     前記アンテナ入替え制御部は、
      前記各系統の前記復調回路が測定した信号対雑音比を所定の短区間、所定の方法で比較し、前記信号対雑音比が最低となる系統の前記チューナ部が有する前記利得制御部を一旦停止した後で、前記アンテナ切り替え部を制御して、前記信号対雑音比が最低となる系統のアンテナを、前記繋ぎ得る他の系統のアンテナに順次繋ぎ替え、
      当該繋ぎ替えた系統の前記レベル検出部が測定した前記入力レベルをそれぞれ比較し、前記補正値更新保持部が保持する前記補正値テーブルを参照して、前記入力レベルが最良の系統のアンテナを判断し、前記信号対雑音比が最低となる系統のアンテナを、前記入力レベルが最良の系統のアンテナに入替えることを特徴とする、請求項1に記載のダイバーシチ受信装置。
  4.  前記補正値更新保持部は、前記アンテナ入替え前の前記復調部の信号対雑音比と、前記アンテナ入替え前後での前記復調部の入力レベル比と、前記アンテナ入替え後の前記復調部の信号対雑音比とに基づいて補正値を計算し、所定の更新方法で以って、前記補正値テーブルを更新することを特徴とする、請求項3に記載のダイバーシチ受信装置。
  5.  前記所定の短区間は、前記ダイバーシチ受信装置の移動速度に反比例し、前記ダイバーシチ受信装置の移動距離に対応することを特徴とする、請求項3に記載のダイバーシチ受信装置。
  6.  前記所定の短区間は、一定の時間間隔であることを特徴とする、請求項3に記載のダイバーシチ受信装置。
  7.  前記補正値更新保持部は、前記所定の更新方法として、前記アンテナ入替え前後のアンテナ組み合わせに対応する過去の所定回数の計算結果を元に、前記補正値テーブルを更新することを特徴とする、請求項4に記載のダイバーシチ受信装置。
  8.  前記補正値更新保持部は、前記所定の更新方法として、前記アンテナ入替え前後のアンテナ組み合わせに対応する過去の計算結果を元に現在に近い結果に重みを付けて平均し、前記補正値テーブルを更新することを特徴とする、請求項4に記載のダイバーシチ受信装置。
  9.  前記補正値更新保持部は、前記所定の更新方法として、前記アンテナ入替え前後のアンテナ組み合わせに対応する直前の計算結果を元に、前記補正値テーブルを更新することを特徴とする、請求項4に記載のダイバーシチ受信装置。
  10.  前記補正値更新保持部は、前記所定の更新方法として、前記アンテナ入替え前後のアンテナ組み合わせが逆の場合、逆数の結果となる性質を用いて、前記補正値テーブルを更新することを特徴とする、請求項4に記載のダイバーシチ受信装置。
  11.  前記補正値更新保持部は、前記アンテナ入替え前後のアンテナ組み合わせが逆の場合、逆数の結果となる性質を用いて、前記補正値テーブルの記憶容量を削減することを特徴とする、請求項4に記載のダイバーシチ受信装置。
  12.  前記補正値更新保持部は、前記補正値テーブルの補正値の初期値として1を用いることを特徴とする、請求項4に記載のダイバーシチ受信装置。
  13.  前記補正値更新保持部は、最後の更新から所定の時間経過した補正値を初期値に戻すことを特徴とする、請求項4に記載のダイバーシチ受信装置。
  14.  前記ダイバーシチ合成部は、主ダイバーシチ合成部と副ダイバーシチ合成部とを有し、
     前記主ダイバーシチ合成部か前記副ダイバーシチ合成部のどちらに系統を加えるかを選択する主副系統選択部と、
     各系統の前記チューナ部の受信チャネルを制御するチャネル制御部とをさらに備え、
     前記アンテナ入替え制御部は、前記副ダイバーシチ合成部に系統を加える時は、各系統の復調部の信号対雑音比を所定の短区間、所定の方法で比較し、前記信号対雑音比が最低となる系統に対して、前記主副系統選択部を操作して、前記副ダイバーシチ合成部に加えるとともに、前記チャネル制御部によって所定の受信チャネルに変更することを特徴とする、請求項3に記載のダイバーシチ受信装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016197805A (ja) * 2015-04-03 2016-11-24 池上通信機株式会社 直線偏波受信装置
US10965350B1 (en) 2019-09-13 2021-03-30 Kabushiki Kaisha Toshiba Electronic device and method

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6481292B2 (ja) * 2014-09-03 2019-03-13 株式会社ソシオネクスト 受信回路及び受信方法
DE102015211336A1 (de) * 2015-06-19 2016-12-22 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Sendeempfänger, Fahrzeug, Verfahren und Computerprogramm für einen Sendeempfänger
US9667285B2 (en) * 2015-09-04 2017-05-30 Shure Acquisition Holdings, Inc. Flexible multi-channel wireless audio receiver system
US10211877B2 (en) * 2016-09-19 2019-02-19 Intel Corporation Multi-carrier dynamic antenna diversity
WO2020211957A1 (en) * 2019-04-19 2020-10-22 Toyota Motor Europe Method for optimizing the power consumption of an embedded communication system and corresponding embedded communication system
JP7346971B2 (ja) * 2019-07-23 2023-09-20 株式会社Jvcケンウッド 放送受信装置、放送受信方法、放送受信制御プログラム
CN112039572B (zh) * 2020-09-10 2022-06-28 哲库科技(北京)有限公司 天线模式的切换方法、装置、接收机及存储介质

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003283405A (ja) * 2002-01-17 2003-10-03 Fujitsu Ten Ltd 車載デジタル通信受信装置およびアンテナ
JP2005518760A (ja) * 2002-01-28 2005-06-23 株式会社東芝 信号選択システムおよびその方法
JP2005223510A (ja) * 2004-02-04 2005-08-18 Fujitsu Ten Ltd 車載デジタル通信受信装置
JP2005318104A (ja) * 2004-04-27 2005-11-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd 無線通信装置およびアンテナ選択方法
JP2006311258A (ja) * 2005-04-28 2006-11-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd デジタル放送受信装置

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5561673A (en) * 1993-04-16 1996-10-01 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Antenna switched diversity reciever
GB2308530B (en) 1995-12-21 2000-03-22 Nokia Mobile Phones Ltd Antenna selection control circuitry
JPH09331312A (ja) 1996-06-10 1997-12-22 Fujitsu Ten Ltd ナローバンド型直交周波数分割多重受信機
JP3793448B2 (ja) 2001-11-07 2006-07-05 株式会社日立製作所 受信装置
JP2007274726A (ja) 2002-01-17 2007-10-18 Fujitsu Ten Ltd 車載デジタル信号受信装置、およびダイバーシティシステム
DE602004016208D1 (de) 2003-10-15 2008-10-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd Diversitäts-empfangsvorrichtung und dieselbe verwendende drahtlose empfangsvorrichtung
JP4447380B2 (ja) 2004-06-04 2010-04-07 株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ アレーアンテナ受信装置及び送信装置
JP2006033056A (ja) 2004-07-12 2006-02-02 Fujitsu Ten Ltd 受信装置
JP2006319608A (ja) 2005-05-12 2006-11-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd ダイバーシティ型受信装置、ダイバーシティ型受信装置を用いた受信方法および受信プログラム、ダイバーシティ型受信装置を用いた受信プログラムを格納した記録媒体
JP2007208658A (ja) 2006-02-01 2007-08-16 Toyota Central Res & Dev Lab Inc ダイバーシチ受信装置
JP2008079203A (ja) 2006-09-25 2008-04-03 Nec Saitama Ltd 携帯電話端末及び携帯電話端末におけるアンテナ切り替え方法
JP2009164708A (ja) 2007-12-28 2009-07-23 Kenwood Corp ダイバーシティアンテナ装置及びその制御方法
JP2010130036A (ja) 2008-11-25 2010-06-10 Nec Saitama Ltd 無線通信装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003283405A (ja) * 2002-01-17 2003-10-03 Fujitsu Ten Ltd 車載デジタル通信受信装置およびアンテナ
JP2005518760A (ja) * 2002-01-28 2005-06-23 株式会社東芝 信号選択システムおよびその方法
JP2005223510A (ja) * 2004-02-04 2005-08-18 Fujitsu Ten Ltd 車載デジタル通信受信装置
JP2005318104A (ja) * 2004-04-27 2005-11-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd 無線通信装置およびアンテナ選択方法
JP2006311258A (ja) * 2005-04-28 2006-11-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd デジタル放送受信装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016197805A (ja) * 2015-04-03 2016-11-24 池上通信機株式会社 直線偏波受信装置
US10965350B1 (en) 2019-09-13 2021-03-30 Kabushiki Kaisha Toshiba Electronic device and method

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