(57)【要約】【課題】複数アンテナで受信された信号の合成を高速化する。【解決手段】マルチアンテナ受信回路であって、複数のアンテナのそれぞれから出力された受信信号をそれぞれ周波数変換する複数のダウンコンバータと、前記周波数変換された信号の電力値をそれぞれ検出する複数の電力検出回路と、前記複数の電力検出回路のそれぞれで検出された電力値に従って、前記周波数変換された信号のそれぞれに対する位相補正量を示す位相制御信号を生成する比較回路と、前記位相制御信号に従って、前記周波数変換された信号に対して位相補正をそれぞれ行う複数の位相補正回路と、前記複数の位相補正回路のそれぞれで補正された信号を合成する合成回路とを有する。前記比較回路は、前記検出された電力値に従って、電力値と位相補正量との間の関係を定め、前記周波数変換された信号のそれぞれに対する位相補正量を、その信号について検出された電力値から前記関係を用いて求める。【選択図】図１
2010004347.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアンテナのそれぞれから出力された受信信号をそれぞれ周波数変換し、周波数変換された信号を出力する複数のダウンコンバータと、
前記周波数変換された信号の電力値をそれぞれ検出する複数の電力検出回路と、
前記複数の電力検出回路のそれぞれで検出された電力値に従って、前記周波数変換された信号のそれぞれに対する位相補正量を示す位相制御信号を生成する比較回路と、
前記位相制御信号に従って、前記周波数変換された信号に対して位相補正をそれぞれ行う複数の位相補正回路と、
前記複数の位相補正回路のそれぞれで補正された信号を合成する合成回路とを備え、
前記比較回路は、
前記複数の電力検出回路で検出された電力値に従って、電力値と位相補正量との間の関係を定め、前記周波数変換された信号のそれぞれに対する位相補正量を、その信号について検出された電力値から前記関係を用いて求め、前記求められた位相補正量を示す前記位相制御信号を生成する
ことを特徴とするマルチアンテナ受信回路。
【請求項２】
請求項１に記載のマルチアンテナ受信回路において、
前記比較回路は、
前記複数の電力検出回路で検出された電力値の最大値と最小値との間を複数の区間に分割し、前記複数の区間毎に位相補正量を割り当てることにより、前記関係を定める
ことを特徴とするマルチアンテナ受信回路。
【請求項３】
請求項１に記載のマルチアンテナ受信回路において、
前記比較回路は、
与えられた電力値が、前記与えられた電力値と前記複数の電力検出回路で検出された電力値の最大値との間の差に応じた位相補正量に対応するように、前記関係を定める
ことを特徴とするマルチアンテナ受信回路。
【請求項４】
請求項１に記載のマルチアンテナ受信回路において、
前記比較回路は、
与えられた電力値が、前記与えられた電力値と前記複数の電力検出回路で検出された電力値の最小値との間の差に応じた位相補正量に対応するように、前記関係を定める
ことを特徴とするマルチアンテナ受信回路。
【請求項５】
請求項１に記載のマルチアンテナ受信回路において、
前記比較回路は、
与えられた電力値が、前記与えられた電力値と、前記複数の電力検出回路で検出された電力値のうち、これらの電力値の平均値に最も近い電力値との間の差に応じた位相補正量に対応するように、前記関係を定める
ことを特徴とするマルチアンテナ受信回路。
【請求項６】
請求項１に記載のマルチアンテナ受信回路において、
前記比較回路は、
与えられた電力値が、前記与えられた電力値と、前記複数の電力検出回路で検出された電力値の平均値との間の差に応じた位相補正量に対応するように、前記関係を定める
ことを特徴とするマルチアンテナ受信回路。
【請求項７】
請求項１に記載のマルチアンテナ受信回路において、
前記比較回路は、
その電力値が所定の値以下である弱い信号が前記合成回路に与えられないように、前記位相制御信号を生成し、
前記複数の位相補正回路は、いずれも、
前記位相制御信号に従って、前記弱い信号を出力しない
ことを特徴とするマルチアンテナ受信回路。
【請求項８】
請求項７に記載のマルチアンテナ受信回路において、
前記比較回路は、
前記弱い信号を受信した前記アンテナの向きを、受信電力が大きくなるように変化させるアンテナ制御信号を生成する
ことを特徴とするマルチアンテナ受信回路。
【請求項９】
請求項１に記載のマルチアンテナ受信回路において、
前記複数のダウンコンバータのそれぞれで変換された信号をデジタル信号にそれぞれＡＤ（Analog to Digital）変換する複数のＡＤ変換器を更に備え、
前記複数の位相補正回路は、
前記位相制御信号に従って、前記複数のＡＤ変換器で得られた前記ＡＤ変換後の信号の位相をそれぞれ補正する
ことを特徴とするマルチアンテナ受信回路。
【請求項１０】
請求項１に記載のマルチアンテナ受信回路において、
前記複数のダウンコンバータのそれぞれで変換された信号をデジタル信号にそれぞれＡＤ変換する複数のＡＤ変換器と、
前記複数のＡＤ変換器で得られた前記ＡＤ変換後の信号を復調して復調結果をそれぞれ求める複数の復調回路とを更に備え、
前記複数の位相補正回路は、
前記位相制御信号に従って、前記複数の復調回路で得られた前記復調結果の位相をそれぞれ補正する
ことを特徴とするマルチアンテナ受信回路。
【請求項１１】
請求項１に記載のマルチアンテナ受信回路において、
前記複数の位相補正回路のそれぞれで補正された信号を復調して復調結果をそれぞれ求める複数の復調回路を更に備え、
前記合成回路は、
前記復調結果から正しい受信データを求める
ことを特徴とするマルチアンテナ受信回路。
【請求項１２】
請求項１１に記載のマルチアンテナ受信回路において、
前記合成回路は、
前記復調結果から多数決によって正しい受信データを求める
ことを特徴とするマルチアンテナ受信回路。
【請求項１３】
請求項１に記載のマルチアンテナ受信回路において、
前記複数の位相補正回路のそれぞれで補正された信号を復調して復調結果をそれぞれ求める複数の復調回路を更に備え、
前記合成回路は、
前記復調結果を同時に合成する
ことを特徴とするマルチアンテナ受信回路。
【請求項１４】
複数のアンテナと、
前記複数のアンテナのそれぞれから出力された受信信号をそれぞれ周波数変換し、周波数変換された信号を出力する複数のダウンコンバータと、
前記周波数変換された信号の電力値をそれぞれ検出する複数の電力検出回路と、
前記複数の電力検出回路のそれぞれで検出された電力値に従って、前記周波数変換された信号のそれぞれに対する位相補正量を示す位相制御信号を生成する比較回路と、
前記位相制御信号に従って、前記周波数変換された信号に対して位相補正をそれぞれ行う複数の位相補正回路と、
前記複数の位相補正回路のそれぞれで補正された信号を合成する合成回路とを備え、
前記比較回路は、
前記複数の電力検出回路で検出された電力値に従って、電力値と位相補正量との間の関係を定め、前記周波数変換された信号のそれぞれに対する位相補正量を、その信号について検出された電力値から前記関係を用いて求め、前記求められた位相補正量を示す前記位相制御信号を生成する
ことを特徴とするマルチアンテナ受信装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載のマルチアンテナ受信装置において、
前記比較回路は、
前記複数の電力検出回路で検出された電力値の最大値と最小値との間を複数の区間に分割し、前記複数の区間毎に位相補正量を割り当てることにより、前記関係を定める
ことを特徴とするマルチアンテナ受信装置。
【請求項１６】
請求項１４記載のマルチアンテナ受信装置において、
前記比較回路は、
与えられた電力値が、前記与えられた電力値と前記複数の電力検出回路で検出された電力値の最大値との間の差に応じた位相補正量に対応するように、前記関係を定める
ことを特徴とするマルチアンテナ受信装置。
【請求項１７】
請求項１４記載のマルチアンテナ受信装置において、
前記比較回路は、
与えられた電力値が、前記与えられた電力値と前記複数の電力検出回路で検出された電力値の最小値との間の差に応じた位相補正量に対応するように、前記関係を定める
ことを特徴とするマルチアンテナ受信装置。
【請求項１８】
請求項１４に記載のマルチアンテナ受信装置において、
前記比較回路は、
与えられた電力値が、前記与えられた電力値と、前記複数の電力検出回路で検出された電力値のうち、これらの電力値の平均値に最も近い電力値との間の差に応じた位相補正量に対応するように、前記関係を定める
ことを特徴とするマルチアンテナ受信装置。
【請求項１９】
請求項１４に記載のマルチアンテナ受信装置において、
前記比較回路は、
与えられた電力値が、前記与えられた電力値と、前記複数の電力検出回路で検出された電力値の平均値との間の差に応じた位相補正量に対応するように、前記関係を定める
ことを特徴とするマルチアンテナ受信装置。
【請求項２０】
複数のアンテナのそれぞれから出力された受信信号を周波数変換するダウンコンバートステップと、
前記周波数変換された信号の電力値を検出する電力検出ステップと、
前記電力検出ステップで検出された電力値に従って、前記周波数変換された信号のそれぞれに対する位相補正量を示す位相制御信号を生成する比較ステップと、
前記位相制御信号に従って、前記周波数変換された信号に対して位相補正を行う位相補正ステップと、
前記位相補正ステップで補正された信号を合成する合成ステップとを備え、
前記比較ステップは、
前記電力検出ステップで検出された電力値に従って、電力値と位相補正量との間の関係を定め、前記周波数変換された信号のそれぞれに対する位相補正量を、その信号について検出された電力値から前記関係を用いて求め、前記求められた位相補正量を示す前記位相制御信号を生成する
ことを特徴とするマルチアンテナ受信方法。
【請求項２１】
請求項２０に記載のマルチアンテナ受信方法において、
前記比較ステップは、
前記電力検出ステップで検出された電力値の最大値と最小値との間を複数の区間に分割し、前記複数の区間毎に位相補正量を割り当てることにより、前記関係を定める
ことを特徴とするマルチアンテナ受信方法。
【請求項２２】
請求項２０に記載のマルチアンテナ受信方法において、
前記比較ステップは、
与えられた電力値が、前記与えられた電力値と前記電力検出ステップで検出された電力値の最大値との間の差に応じた位相補正量に対応するように、前記関係を定める
ことを特徴とするマルチアンテナ受信方法。
【請求項２３】
請求項２０に記載のマルチアンテナ受信方法において、
前記比較ステップは、
与えられた電力値が、前記与えられた電力値と前記電力検出ステップで検出された電力値の最小値との間の差に応じた位相補正量に対応するように、前記関係を定める
ことを特徴とするマルチアンテナ受信方法。
【請求項２４】
請求項２０に記載のマルチアンテナ受信方法において、
前記比較ステップは、
与えられた電力値が、前記与えられた電力値と、前記電力検出ステップで検出された電力値のうち、これらの電力値の平均値に最も近い電力値との間の差に応じた位相補正量に対応するように、前記関係を定める
ことを特徴とするマルチアンテナ受信方法。
【請求項２５】
請求項２０に記載のマルチアンテナ受信方法において、
前記比較ステップは、
与えられた電力値が、前記与えられた電力値と、前記電力検出ステップで検出された電力値の平均値との間の差に応じた位相補正量に対応するように、前記関係を定める
ことを特徴とするマルチアンテナ受信方法。
【請求項２６】
請求項２０に記載のマルチアンテナ受信方法において、
前記比較ステップは、
その電力値が所定の値以下である弱い信号が前記合成ステップで用いられないように、前記位相制御信号を生成し、
前記位相補正ステップは、
前記位相制御信号に従って、前記弱い信号を出力しない
ことを特徴とするマルチアンテナ受信方法。
【請求項２７】
請求項２６に記載のマルチアンテナ受信方法において、
前記比較ステップは、
前記弱い信号を受信した前記アンテナの向きを、受信電力が大きくなるように変化させるアンテナ制御信号を生成する
ことを特徴とするマルチアンテナ受信方法。
【請求項２８】
請求項２０に記載のマルチアンテナ受信方法において、
前記ダウンコンバートステップで変換された信号をデジタル信号にＡＤ変換するＡＤ変換ステップを更に備え、
前記位相補正ステップは、
前記位相制御信号に従って、前記ＡＤ変換ステップで得られた前記ＡＤ変換後の信号の位相を補正する
ことを特徴とするマルチアンテナ受信方法。
【請求項２９】
請求項２０に記載のマルチアンテナ受信方法において、
前記ダウンコンバートステップで変換された信号をデジタル信号にＡＤ変換するＡＤ変換ステップと、
前記ＡＤ変換ステップで得られた前記ＡＤ変換後の信号を復調して復調結果を求める復調ステップとを更に備え、
前記位相補正ステップは、
前記位相制御信号に従って、前記復調ステップで得られた前記復調結果の位相を補正する
ことを特徴とするマルチアンテナ受信方法。
【請求項３０】
請求項２０に記載のマルチアンテナ受信方法において、
前記位相補正ステップで補正された信号を復調して復調結果を求める復調ステップを更に備え、
前記合成ステップは、
前記復調結果から正しい受信データを求める
ことを特徴とするマルチアンテナ受信方法。
【請求項３１】
請求項３０に記載のマルチアンテナ受信方法において、
前記合成ステップは、
前記復調結果から多数決によって正しい受信データを求める
ことを特徴とするマルチアンテナ受信方法。
【請求項３２】
請求項２０に記載のマルチアンテナ受信方法において、
前記位相補正ステップで補正された信号を復調して復調結果を求める復調ステップを更に備え、
前記合成ステップは、
前記復調結果を同時に合成する
ことを特徴とするマルチアンテナ受信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のアンテナを用いて信号を受信するマルチアンテナ受信技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数のアンテナで受信した信号を合成するマルチアンテナ受信装置が知られている。図１４は、従来の受信装置の構成例を示すブロック図である。図１４の受信装置は、下記特許文献１に記載されている。
【０００３】
図１４のアンテナ９１Ａ，９１Ｂで受信された信号が、整合回路及び低雑音増幅器（ＬＮＡ）を経由して位相合成回路９３Ａに入力されている。位相合成回路９３Ａは、アンテナ９１Ａで受信された信号とアンテナ９１Ｂで受信された信号とを合成して出力する。この際、位相合成回路９３Ａは、アンテナ９１Ｂで受信された信号の位相を、合成後の信号のレベルが最大になるように、位相制御部９５の指示に従ってシフトする。
【０００４】
位相合成回路９３Ｂは、位相合成回路９３Ａの出力信号とアンテナ９１Ｃで受信された信号とを合成して出力する。この際、位相合成回路９３Ｂは、アンテナ９１Ｃで受信された信号の位相を、合成後の信号のレベルが最大になるようにシフトする。位相合成回路９３Ｃは、位相合成回路９３Ｂの出力信号とアンテナ９１Ｄで受信された信号とを合成して、受信部９４に出力する。この際、位相合成回路９３Ｃは、アンテナ９１Ｄで受信された信号の位相を、合成後の信号のレベルが最大になるようにシフトする。
【０００５】
下記特許文献２には、受信アンプで生じる位相シフトを補正する受信装置が記載されている。この受信装置は、受信アンプの利得からシフトすべき位相量を求めるためのテーブルを、位相の制御のために参照している。
【特許文献１】特開平９−３２１５２６号公報（第７図）
【特許文献２】特開平１１−４６１１３号公報（第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、図１４の受信装置は、合成後の信号のレベルが最大になるように位相制御を行いながら２つの信号の合成を行うことを繰り返すので、全てのアンテナによる受信信号が合成された信号が得られるまでに長い時間を要する。このため、高速動作が難しい。  特許文献２の受信装置には、受信アンプの利得とシフトすべき位相量とを対応させたテーブルが必要となる。このため、あらかじめ作成しておいたテーブルを用いる場合には、そのテーブルが適用可能な環境において受信装置が使用される必要がある。また、受信装置を使用する毎にテーブルを作成するようにしてもよいと考えられるが、この場合には、受信装置の使用開始時にテーブルを作成するための時間を要するという問題がある。このため、いつでもどこでも通信したいという要請に応えることができない。
【０００７】
本発明は、複数のアンテナで受信された信号の合成を高速化することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るマルチアンテナ受信回路は、複数のアンテナのそれぞれから出力された受信信号をそれぞれ周波数変換し、周波数変換された信号を出力する複数のダウンコンバータと、前記周波数変換された信号の電力値をそれぞれ検出する複数の電力検出回路と、前記複数の電力検出回路のそれぞれで検出された電力値に従って、前記周波数変換された信号のそれぞれに対する位相補正量を示す位相制御信号を生成する比較回路と、前記位相制御信号に従って、前記周波数変換された信号に対して位相補正をそれぞれ行う複数の位相補正回路と、前記複数の位相補正回路のそれぞれで補正された信号を合成する合成回路とを有する。前記比較回路は、前記複数の電力検出回路で検出された電力値に従って、電力値と位相補正量との間の関係を定め、前記周波数変換された信号のそれぞれに対する位相補正量を、その信号について検出された電力値から前記関係を用いて求め、前記求められた位相補正量を示す前記位相制御信号を生成する。
【０００９】
これによると、受信された信号を、比較回路で決定した位相補正量だけ位相補正し、補正後の信号を合成するので、位相をフィードバック制御する必要がない。このため、合成された信号を得るまでに要する時間を短縮することができる。
【００１０】
本発明に係るマルチアンテナ受信装置は、複数のアンテナと、前記複数のアンテナのそれぞれから出力された受信信号をそれぞれ周波数変換し、周波数変換された信号を出力する複数のダウンコンバータと、前記周波数変換された信号の電力値をそれぞれ検出する複数の電力検出回路と、前記複数の電力検出回路のそれぞれで検出された電力値に従って、前記周波数変換された信号のそれぞれに対する位相補正量を示す位相制御信号を生成する比較回路と、前記位相制御信号に従って、前記周波数変換された信号に対して位相補正をそれぞれ行う複数の位相補正回路と、前記複数の位相補正回路のそれぞれで補正された信号を合成する合成回路とを有する。前記比較回路は、前記複数の電力検出回路で検出された電力値に従って、電力値と位相補正量との間の関係を定め、前記周波数変換された信号のそれぞれに対する位相補正量を、その信号について検出された電力値から前記関係を用いて求め、前記求められた位相補正量を示す前記位相制御信号を生成する。
【００１１】
本発明に係るマルチアンテナ受信方法は、複数のアンテナのそれぞれから出力された受信信号を周波数変換するダウンコンバートステップと、前記周波数変換された信号の電力値を検出する電力検出ステップと、前記電力検出ステップで検出された電力値に従って、前記周波数変換された信号のそれぞれに対する位相補正量を示す位相制御信号を生成する比較ステップと、前記位相制御信号に従って、前記周波数変換された信号に対して位相補正を行う位相補正ステップと、前記位相補正ステップで補正された信号を合成する合成ステップとを有する。前記比較ステップは、前記電力検出ステップで検出された電力値に従って、電力値と位相補正量との間の関係を定め、前記周波数変換された信号のそれぞれに対する位相補正量を、その信号について検出された電力値から前記関係を用いて求め、前記求められた位相補正量を示す前記位相制御信号を生成する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、シフトすべき位相量を求めるためにテーブルを用意する必要がなく、各アンテナの受信信号に対する位相補正を並列して行うので、複数のアンテナで受信された信号の合成を高速化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１４】
図１は、本発明の実施形態に係るマルチアンテナ受信装置の第１の構成例を示すブロック図である。図１のマルチアンテナ受信装置は、アンテナ２Ａ，２Ｂ，２Ｃと、ダウンコンバータ１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃと、ＡＤコンバータ（ＡＤＣ）１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃと、位相補正回路１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃと、復調回路１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃと、合成回路２２と、電力検出回路２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃと、比較回路２６とを有している。図１のマルチアンテナ受信装置のうち、アンテナ２Ａ，２Ｂ，２Ｃ以外の部分はマルチアンテナ受信回路を構成している。
【００１５】
ダウンコンバータ１２Ａ、ＡＤコンバータ１４Ａ、位相補正回路１６Ａ、復調回路１８Ａ、及び電力検出回路２４Ａは、第１のブランチを構成している。同様に、ダウンコンバータ１２Ｂ、ＡＤコンバータ１４Ｂ、位相補正回路１６Ｂ、復調回路１８Ｂ、及び電力検出回路２４Ｂは、第２のブランチを構成し、ダウンコンバータ１２Ｃ、ＡＤコンバータ１４Ｃ、位相補正回路１６Ｃ、復調回路１８Ｃ、及び電力検出回路２４Ｃは、第３のブランチを構成している。図１の装置は、３つのアンテナ及び３つのブランチを有しているが、より多くのアンテナ及びブランチを有するようにしてもよい。
【００１６】
図１のダウンコンバータ１２Ａ〜１２Ｃは、アンテナ２Ａ〜２Ｃで受信された信号を中間周波数の信号にそれぞれ周波数変換する。受信される信号の周波数は例えば６０ＧＨｚであり、中間周波数は例えば２ＧＨｚである。電力検出回路２４Ａ〜２４Ｃは、ダウンコンバータ１２Ａ〜１２Ｃで中間周波数に変換された受信信号の電力の値をそれぞれ検出し、検出された電力値を示す電圧をそれぞれ検出電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３として比較回路２６に出力する。比較回路２６は、検出電圧Ｖ１〜Ｖ３に従って、位相補正回路１６Ａ〜１６Ｃを制御するための位相制御信号を生成する。
【００１７】
ＡＤ変換回路１４Ａ〜１４Ｃは、ダウンコンバータ１２Ａ〜１２Ｃで中間周波数に変換された受信信号をデジタル信号にそれぞれ変換し、位相補正回路１６Ａ〜１６Ｃにそれぞれ出力する。位相補正回路１６Ａ〜１６Ｃは、位相制御信号に従ってＡＤ変換後の各信号に位相制御をそれぞれ行い、その結果を復調回路１８Ａ〜１８Ｃにそれぞれ出力する。
【００１８】
復調回路１８Ａ〜１８Ｃは、それぞれに入力された信号を復調し、復調結果を合成回路２２に出力する。合成回路２２は、復調回路１８Ａ〜１８Ｃによる復調結果を同時に合成し、得られた結果を出力する。
【００１９】
合成回路２２は、復調回路１８Ａ〜１８Ｃのそれぞれによる復調結果の間の多数決、すなわち、３ビットの間の多数決により正しい受信データを求めるようにしてもよい。このように、合成回路２２は、簡単なエラー訂正を行うようにしてもよい。
【００２０】
図２は、図１の比較回路２６における制御の第１の例を説明するための説明図である。図３は、図１の各ブランチにおける処理の流れを示すフローチャートである。図２は、電力検出回路２４Ａ〜２４Ｃについて、入力信号の電力（受信電力）値と、これに対応する出力電圧との関係を示している。
【００２１】
例えば、反射されずに受信された信号Ｇ１と、１回反射された後に受信された信号Ｇ２と、２回反射された後に受信された信号Ｇ３とがあるとする。このうち、反射されなかった受信信号が最も強い信号であり、その位相回転量は微小である。２回反射された受信信号が最も減衰している信号であり、最も位相が回転している。最も強い受信信号を基準とした場合には、最小の受信信号の位相は遅れているので、最小の受信信号の位相を進める必要がある。
【００２２】
図２では、電力検出回路２４Ａ〜２４Ｃの受信信号が、それぞれ信号Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３で表されているとする。信号Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３のうち、信号Ｇ１の受信電力が最大、信号Ｇ３の受信電力が最小であるとする。
【００２３】
比較回路２６は、電力検出回路２４Ａ〜２４Ｃで検出された電力値に従って、電力値と位相補正量との間の関係を定める。具体的には、比較回路２６は、電力検出回路２４Ａ〜２４Ｃの検出電圧から、最大値Ｖｔ１及び最小値Ｖｔ３を基準電圧として求める。図２のように、最大値Ｖｔ１は受信信号Ｇ１に、最小値Ｖｔ３は受信信号Ｇ３に対応している。次に、比較回路２６は、最大値Ｖｔ１と最小値Ｖｔ３との平均値Ｖｔ２を閾値電圧として求め、最大値Ｖｔ１と最小値Ｖｔ３との間を平均値Ｖｔ２によって２つの区間に分割し、Ｖｔ２＜Ｖｎ≦Ｖｔ１には補正すべき位相量として位相補正量ＳＦ＝０°を、Ｖｔ３＜Ｖｎ≦Ｖｔ２には位相補正量ＳＦ＝１８０°を割り当てる。
【００２４】
その後、図１の第１のブランチに関して、図３の処理が次のように行われる（この場合、ｎ＝１とする）。図３のステップＳ２では、電力検出回路２４Ａが受信電力値の検出を行う。ステップＳ４では、比較回路２６は、検出電圧Ｖｎが、Ｖｔ２＜Ｖｎ≦Ｖｔ１を満たすか否かを判定する。満たされている場合には、比較回路２６は、位相補正が行われないように、位相補正量ＳＦが０°であることを示す位相制御信号を生成し、ステップＳ６の処理を行う。その他の場合はステップＳ８の処理を行う。
【００２５】
ステップＳ８では、比較回路２６は、位相を１８０°進める位相補正を行うように、位相補正量ＳＦが１８０°であることを示す位相制御信号を生成し、位相補正回路１６Ａは、位相制御信号に従って、ＡＤ変換後の信号に位相を１８０°進める位相補正を行う。ステップＳ６では、復調回路１８Ａが復調を行い、復調結果を合成回路２２に出力する。
【００２６】
図１の第２及び第３のブランチに関しても、同様に図３の処理が行われる（それぞれｎ＝２，３とする）。各ブランチにおける図３の処理は、並行して行われる。その後、合成回路２２は、復調回路１８Ａ〜１８Ｃによる復調結果を合成する。この結果、例えば、受信信号Ｇ２には位相補正が行われないが、検出電圧がＶｔ２以下となる受信信号Ｇ２Ｂが受信された場合には、受信信号Ｇ２Ｂには位相を１８０°進める位相補正が行われる。
【００２７】
このように、図１のマルチアンテナ受信装置は、受信されデジタル変換された信号を、比較回路で決定した位相補正量だけ位相補正し、補正後の信号を合成するので、位相をフィードバック制御する必要がない。また、合成回路２２は、全アンテナで受信された信号を同時に合成する。このため、合成された信号を得るまでに要する時間を短縮することができる。
【００２８】
また、図１のマルチアンテナ受信装置は、受信電力値に対応する電圧の最大値及び最小値を基準電圧とし、２つの基準電圧の間を均等に分割し、分割して得られた各区間毎に位相補正量を割り当てる。このような方法によると、２つの基準電圧の間を多くの区間に分割し、位相制御の分解能を細かくする場合であっても、位相補正量の割り当てを簡単に行うことができる。また、あらかじめ受信電力値と位相補正量との間の関係を示すテーブルを用意しておく必要がない。更に、あらかじめ求められたテーブルを用いる場合のように限られた受信状況においてのみ位相補正の効果が得られるというようなことがない。
【００２９】
なお、最大値Ｖｔ１と最小値Ｖｔ３との間を２つの区間に均等に分割し、それぞれに異なる位相補正量を割り当てる場合について説明したが、３以上の区間に分割し、それぞれに異なる位相補正量を割り当てるようにしてもよい。例えば、最大値Ｖｔ１と最小値Ｖｔ３との間を、ＡＤコンバータ１４Ａ〜１４Ｃのサンプリング速度に応じた数の区間に分割してもよい。ＡＤコンバータ１４Ａ〜１４Ｃに例えば２倍又は３倍のオーバーサンプリングをさせる場合には、４区間又は６区間に分割する。各受信信号間の位相差が大きい場合には、多くの区間に分割すると、更なるＳ／Ｎ比の改善が可能となる。
【００３０】
図４は、本発明の実施形態に係るマルチアンテナ受信装置の第２の構成例を示すブロック図である。図４のマルチアンテナ受信装置は、図１のマルチアンテナ受信装置において、位相補正回路１６Ａと復調回路１８Ａとを入れ換え、位相補正回路１６Ｂと復調回路１８Ｂとを入れ換え、位相補正回路１６Ｃと復調回路１８Ｃとを入れ換え、比較回路２６に代えて比較回路２２６を用いるようにしたものである。
【００３１】
比較回路２２６は、比較回路２６とほぼ同様に、電力検出回路２４Ａ〜２４Ｃの検出電圧Ｖ１〜Ｖ３に従って、位相補正回路１６Ａ〜１６Ｃを制御するための位相制御信号を生成する。位相補正回路１６Ａ〜１６Ｃは、比較回路２２６から出力された位相制御信号に従って、復調回路１８Ａ〜１８Ｃによる復調処理後の信号に位相制御をそれぞれ行う。
【００３２】
図４のマルチアンテナ受信装置のように復調後の信号に対して位相補正を行う場合には、位相制御の分解能はＡＤコンバータ１４Ａ〜１４Ｃのサンプリング速度には依存しない。近距離の通信等、位相制御の分解能が細かくなくてもよい場合（位相シフトが０°又は１８０°の２値のいずれかである場合）には、図４の構成を採用することができる。
【００３３】
図５は、図４のマルチアンテナ受信装置における位相補正の例を示す説明図である。ＡＤ変換後の信号ＤＳ１，ＤＳ２，ＤＳ３は、図２の信号Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３にそれぞれ対応しているとする。受信電力が最大の信号ＤＳ１は、最も減衰が小さい（伝播距離が短い）受信信号なので、この信号の位相を基準とする。受信電力が最小の信号ＤＳ３は、最も減衰が大きい（伝播距離が長い）受信信号なので、位相が回転している。
【００３４】
信号ＤＳ２の受信電力値に対応する検出電圧Ｖ２は電圧Ｖｔ２より大きいので、位相補正回路１６Ｂは、信号ＤＳ２には位相補正を行わない。信号ＤＳ３の受信電力値に対応する検出電圧Ｖ３はＶｔ３＜Ｖｎ≦Ｖｔ２を満たすので、位相補正回路１６Ｃは、信号ＤＳ３には１８０°位相シフトを行い、信号ＤＳ３Ｃを出力する。
【００３５】
合成回路２２がこれらの信号ＤＳ１，ＤＳ２，ＤＳ３Ｃを合成すると、十分な合成受信電力が得られる。位相シフトが２値のいずれかしかとり得なくても十分であることがわかる。
【００３６】
図６は、図１の比較回路２６における制御の第２の例を説明するための説明図である。図２の場合、受信信号の電力値を示す検出電圧の最大値及び最小値に従って位相補正量の割り当てを行う。しかし、最大値と最小値との間の差が微小な場合には、位相補正量の割り当ては難しくなる。
【００３７】
そこで、比較回路２６は、図６のように、受信電力が最大の受信信号ＧＲに対応する検出電圧を基準電圧Ｖｔ１とし、基準電圧Ｖｔ１より順に所定の電圧ΔＶずつ低い閾値電圧Ｖｔ２，Ｖｔ３を求め、Ｖｔ２＜Ｖｎ≦Ｖｔ１には位相補正量ＳＦ＝０°を、Ｖｔ３＜Ｖｎ≦Ｖｔ２には位相補正量ＳＦ＝１８０°を割り当てる。図６のような位相補正は、制御が比較的簡単であり、極めて近距離での通信、すなわち、信号が反射される確率が小さく、減衰が小さい条件下での無線通信に適している。
【００３８】
なお、電圧ΔＶは、基準電圧Ｖｔ１に応じた値にしてもよい。また、同様に図４のマルチアンテナ受信装置において、比較回路２２６が図６のような制御を行ってもよい。
【００３９】
図７は、図１の比較回路２６における制御の第３の例を説明するための説明図である。図６の場合、受信信号の電力値に対応する検出電圧の最大値を基準電圧としている。しかし、検出信号が小さい場合には、位相補正ができない場合がある。
【００４０】
そこで、比較回路２６は、図７のように、受信電力が最小の受信信号ＧＲに対応する検出電圧を基準電圧Ｖｔ１とし、基準電圧Ｖｔ１より順に所定の電圧ΔＶずつ高い閾値電圧Ｖｔ２，Ｖｔ３，Ｖｔ４を求め、Ｖｔ１＜Ｖｎ≦Ｖｔ２には位相補正量ＳＦ＝−θを、Ｖｔ２＜Ｖｎ≦Ｖｔ３には位相補正量ＳＦ＝−２θを、Ｖｔ３＜Ｖｎ≦Ｖｔ４には位相補正量ＳＦ＝−３θを割り当てる。ここで、θ＝３６０°／ｋ（ｋは自然数）である。図７のような位相補正は、長距離での通信、すなわち、全ての信号が反射され、減衰が大きい条件下での無線通信に適している。
【００４１】
なお、電圧ΔＶは、基準電圧Ｖｔ１に応じた値にしてもよい。例えば、電圧Ｖｔ１が小さいほど電圧ΔＶを大きくしてもよい。
【００４２】
図８は、図１の比較回路２６における制御の第４の例を説明するための説明図である。図２、図６、図７の制御によると、基準とする受信信号以外の信号の受信電力が、基準とする受信信号の受信電力とは大きく異なる値付近に集中的に分布している場合には、位相遅延量を適切に割り当てられない場合がある。
【００４３】
そこで、比較回路２６は、図８のように、各受信信号の受信電力の平均値ＶＡＶに最も近い受信電力値を有する受信信号ＧＲに対応する検出電圧を基準電圧ＶＲとし、基準電圧ＶＲより順に所定の電圧ΔＶずつ高い閾値電圧Ｖｔ１，Ｖｔ２、及び基準電圧ＶＲより順に所定の電圧ΔＶずつ低い閾値電圧Ｖｔ１’，Ｖｔ２’を求める。更に比較回路２６は、Ｖｔ１＜Ｖｎ≦Ｖｔ２には位相補正量ＳＦ＝−１８０°を、Ｖｔ１’＜Ｖｎ≦Ｖｔ１には位相補正量ＳＦ＝０°を、Ｖｔ２’＜Ｖｎ≦Ｖｔ１’には位相補正量ＳＦ＝１８０°を割り当てる。
【００４４】
図８のような位相補正によると、減衰した信号が固定された多数のアンテナで受信され、かつ、１本のアンテナだけが強い信号を受信するような場合であっても、効果的に信号の合成を行うことができる。
【００４５】
図９（ａ）は、図１の比較回路２６における制御の第５の例を説明するための説明図である。図９（ｂ）は、図９（ａ）の場合の検出電圧の分布を示すグラフである。図８の制御によると、多数の受信信号の受信電力がある値付近に集中的に分布している場合には、基準とする受信信号の受信電力が、受信電力が集中している範囲から離れている場合がある。
【００４６】
そこで、比較回路２６は、図９（ｂ）のように、全受信信号の受信電力値から、検出電圧の平均値ＶＡＶ及び標準偏差σを求め、平均値ＶＡＶ（基準電圧）より順に１．５σずつ高い閾値電圧Ｖｔ１，Ｖｔ２、及び平均値ＶＡＶより順に１．５σずつ低い閾値電圧Ｖｔ１’，Ｖｔ２’を求める。更に比較回路２６は、Ｖｔ１＜Ｖｎ≦Ｖｔ２には位相補正量ＳＦ＝−１８０°を、Ｖｔ１’＜Ｖｎ≦Ｖｔ１には位相補正量ＳＦ＝０°を、Ｖｔ２’＜Ｖｎ≦Ｖｔ１’には位相補正量ＳＦ＝１８０°を割り当てる。
【００４７】
図９（ａ）のような位相補正は、多数のアンテナを用いて受信する場合に適している。ミリ波のような直進性が高く、減衰しやすい信号を、多数のアンテナを用いて受信する場合には、反射や受信信号間の伝播距離の差の影響により、受信信号の受信電力値は正規分布すると考えられる。このため、図９（ａ）のような位相補正によると、基準電圧を決定しやすくなり、検出電圧と位相補正量との関係を適切にすることができる。
【００４８】
図１０は、図３の処理の流れの変形例を示すフローチャートである。図１０の処理を図３の処理に代えて行うようにしてもよい。ここでは、図６に係る位相補正を行う場合について説明する。図１０のステップＳ７において、比較回路２６は、Ｖｔ３＜Ｖｎ≦Ｖｔ２が満たされているか否かを判断する。満たされている場合にはステップＳ８の処理を行う。満たされていない場合には、位相補正回路１６Ａ〜１６Ｃは、この検出信号Ｖｎが検出された弱い受信信号に対しては位相補正及び出力を行わず、合成回路２２は、この受信信号を合成に用いない。
【００４９】
すなわち、検出電圧が基準電圧及び閾値電圧（Ｖｔ１〜Ｖｔ３）のうちの最小値以下となる受信信号は、位相補正及び合成の対象とされない。図７、図８及び図９（ａ）に係る位相補正を行う場合についても同様に、検出電圧が、基準電圧及び閾値電圧のうちの各図における最小値（図７ではＶｔ１、図８及び図９（ａ）ではＶｔ２’）以下となる受信信号を位相補正及び合成の対象としないようにしてもよい。その他の処理は、図３の場合と同様である。
【００５０】
反射を繰り返してアンテナに到達した信号は非常に小さく、誤りの確率が高い信号であるので、減衰したために受信電力が小さい（検出電圧が小さい）信号の遮断を行い、強い信号のみを合成することにより、よりよい合成結果を得ることができ、回路の動作を削減することもできる。このように弱い受信信号を合成に用いないようにすることは、特にミリ波帯無線通信に有効である。
【００５１】
図１１は、図１０の処理の流れの変形例を示すフローチャートである。図１１の処理を図３の処理に代えて行うようにしてもよい。ここでは、図６に係る位相補正を行う場合について説明する。図１１のステップＳ７における条件が満たされていない場合には、ステップＳ９に進む。
【００５２】
図１０の処理においては、弱い受信信号を遮断しているが、全受信信号の検出電圧が最小の閾値電圧以下である場合には、受信が不可能となる。そこで、各アンテナ２Ａ〜２Ｃの向きを制御信号に従って制御できるように、アンテナ２Ａ〜２Ｃを構成しておく。また、図１１のステップＳ９において、比較回路２６は、ステップＳ７における条件が満たされなかった信号を受信したアンテナの向きを変更するように、アンテナを駆動するためのアンテナ制御信号を生成し、出力する。比較回路２６は、信号の受信電力が大きく（例えば最大に）なるように、その信号を受信するアンテナの向きを制御する。
【００５３】
その後、ステップＳ２に戻る。その他の処理は、図１０の場合と同様である。これにより、全受信信号が著しく減衰した場合であっても、全受信信号を合成に用いることができるようになる。
【００５４】
図１２は、本発明の実施形態に係るマルチアンテナ受信装置の第３の構成例を示すブロック図である。図１２のマルチアンテナ受信装置は、位相補正回路１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃに代えて位相補正回路３１６Ａ，３１６Ｂ，３１６Ｃを有し、比較回路２６に代えて比較回路３２６を有する点が、図１のマルチアンテナ受信装置とは異なっている。その他の点は、図１のマルチアンテナ受信装置と同様である。また、位相補正回路３１６Ａ〜３１６Ｃがダウンコンバータ１２Ａ〜１２Ｃの出力信号に位相補正を行い、補正後の信号をＡＤコンバータ１４Ａ〜１４Ｃに与えるようになっている。すなわち、位相補正回路３１６Ａ〜３１６Ｃは、ＡＤ変換前のアナログ信号に対して位相補正を行う。
【００５５】
図１３は、図１２のマルチアンテナ受信装置による位相補正の例を示す説明図である。位相補正回路３１６Ａ〜３１６Ｃは、ダウンコンバータ１２Ａ〜１２Ｃで中間周波数にそれぞれ変換された受信信号に対して、電力検出回路２４Ａ〜２４Ｃで検出された電力値を示す検出電圧Ｖｎに応じて位相補正をそれぞれ行う。
【００５６】
位相補正回路３１６Ａ〜３１６Ｃは、例えば、Ｖｎ＞Ｖｔ１のときは０°、Ｖｔ１≧Ｖｎ＞Ｖｔ２のときは９０°、Ｖｔ２≧Ｖｎ＞Ｖｔ３のときは１８０°、Ｖｔ３≧Ｖｎ＞Ｖｔ４のときは２７０°の位相補正を行う。また、位相補正回路３１６Ａ〜３１６Ｃは、Ｖｔ４＞Ｖｎのときは、合成に用いられないようにするため、入力された信号を出力しない。図１３の閾値電圧Ｖｔ１〜Ｖｔ４は、例えば、図２，図６〜図９を参照して説明したようにして求められた基準電圧又は閾値電圧である。但し、図１３の場合には、４つの電圧を求めるようにする。
【００５７】
このように、電力値を示す検出電圧Ｖｎに応じて、ＡＤ変換前のアナログ信号に対して位相補正を行うようにしても、合成信号の電力を大きくすることができる。
【００５８】
なお、受信信号に応じた信号の電力値に従って、位相補正量を示す位相制御信号を生成する場合について説明したが、受信信号に応じた信号の振幅に従って、同様に位相制御信号を生成するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
以上説明したように、本発明は、複数のアンテナで受信された信号の合成を高速化することができるので、マルチアンテナ受信回路等について有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の実施形態に係るマルチアンテナ受信装置の第１の構成例を示すブロック図である。
【図２】図１の比較回路における制御の第１の例を説明するための説明図である。
【図３】図１の各ブランチにおける処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施形態に係るマルチアンテナ受信装置の第２の構成例を示すブロック図である。
【図５】図４のマルチアンテナ受信装置における位相補正の例を示す説明図である。
【図６】図１の比較回路における制御の第２の例を説明するための説明図である。
【図７】図１の比較回路における制御の第３の例を説明するための説明図である。
【図８】図１の比較回路における制御の第４の例を説明するための説明図である。
【図９】（ａ）は、図１の比較回路における制御の第５の例を説明するための説明図である。（ｂ）は、図９（ａ）の場合の検出電圧の分布を示すグラフである。
【図１０】図３の処理の流れの変形例を示すフローチャートである。
【図１１】図１０の処理の流れの変形例を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の実施形態に係るマルチアンテナ受信装置の第３の構成例を示すブロック図である。
【図１３】図１２のマルチアンテナ受信装置による位相補正の例を示す説明図である。
【図１４】従来の受信装置の構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００６１】
１２Ａ〜１２Ｃ  ダウンコンバータ
１４Ａ〜１４Ｃ  ＡＤコンバータ
１６Ａ〜１６Ｃ，３１６Ａ〜３１６Ｃ  位相補正回路
１８Ａ〜１８Ｃ  復調回路
２２  合成回路
２４Ａ〜２４Ｃ  電力検出回路
２６，２２６，３２６  比較回路
【図１】
2010004347.tif 000003
【図２】
2010004347.tif 000004
【図３】
2010004347.tif 000005
【図４】
2010004347.tif 000006
【図５】
2010004347.tif 000007
【図６】
2010004347.tif 000008
【図７】
2010004347.tif 000009
【図８】
2010004347.tif 000010
【図９】
2010004347.tif 000011
【図１０】
2010004347.tif 000012
【図１１】
2010004347.tif 000013
【図１２】
2010004347.tif 000014
【図１３】
2010004347.tif 000015
【図１４】
2010004347.tif 000016