(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直交周波数分割多重化が施された信号を、複数のアンテナを用いて受信するダイバーシティ受信機であって、
各前記アンテナにより受信された受信信号を増幅する複数の増幅手段と、
各前記増幅手段により増幅された受信信号を減衰量可変で減衰する複数の減衰手段と、
前記複数の減衰手段により減衰された受信信号を合成する信号合成手段と、
前記信号合成手段により合成された信号からディジタル信号を復調するとともに、前記複数の減衰手段における減衰量を切換制御する復調手段とを備え、
前記復調手段は、
前記複数の減衰手段における減衰量を切換制御する際に、前記複数の減衰手段のいずれかを示すデータを所定の記憶手段に記憶させることにより、前記複数の減衰手段のうちで減衰量を切り換えるものを指定する減衰対象指定手段と、
前記複数の減衰手段における減衰量を切換制御する際に、前記複数の減衰手段のうちで減衰量が最小であるものを示すデータを所定の記憶手段に記憶させることにより、前記複数の減衰手段のうちで減衰量を固定するものを指定する固定対象指定手段とを備え、
前記複数の減衰手段における減衰量を切換制御する際に、前記複数の減衰手段のうちで減衰量が最小である減衰手段については、前記固定対象指定手段によって指定された減衰手段を含めた少なくとも１つの減衰手段における減衰量を、最小に保持するように制御する、
ことを特徴とするダイバーシティ受信機。
【請求項２】
前記復調手段は、前記複数の減衰手段における減衰量を切換制御する際に、前記減衰対象指定手段により指定された減衰手段と前記固定対象指定手段により指定された減衰手段とが同一であるか否かを判別し、同一であると判別すると、前記減衰対象指定手段により指定される減衰手段を変更して、減衰量を切換制御する、
ことを特徴とする請求項１に記載のダイバーシティ受信機。
【請求項３】
直交周波数分割多重化が施された信号を、複数のアンテナを用いて受信するための直交周波数分割多重信号受信方法であって、
各前記アンテナにより受信した受信信号を増幅する増幅ステップと、
前記増幅ステップにて増幅した受信信号を、複数のアッテネータを用いて、各前記アンテナに対応して減衰量可変で減衰する減衰ステップと、
前記減衰ステップにて減衰した受信信号を合成する信号合成ステップと、
前記信号合成ステップにて合成した信号からディジタル信号を復調するとともに、前記減衰ステップにて各前記アンテナに対応して受信信号を減衰する際の減衰量を切換制御する復調ステップとを備え、
前記復調ステップは、各前記アンテナに対応した受信信号の前記減衰ステップにおける減衰量を切換制御する際に、前記複数のアッテネータのいずれかを示すデータを所定の記憶手段に記憶させることにより、前記複数のアッテネータのうちで減衰量を切り換えるものを第１のポインタにより指定し、前記複数のアッテネータのうちで減衰量が最小であるものを示すデータを所定の記憶手段に記憶させることにより、前記複数のアッテネータのうちで減衰量を固定するものを第２のポインタにより指定し、前記第１のポインタにより指定されたアッテネータと前記第２のポインタにより指定されたアッテネータとが同一であるか否かを判別し、同一であると判別すると、前記第１のポインタにより指定されるアッテネータを変更することで、前記複数のアッテネータのうちの少なくともいずれか１つにおける減衰量を最小に保持しながら減衰量を切換制御する、
ことを特徴とする直交周波数分割多重信号受信方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数のアンテナを用いて無線信号を受信するダイバーシティ受信機に係り、特に、送信側にて直交周波数分割多重化が施された信号を受信するためのダイバーシティ受信機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
無線にてディジタル信号を伝送する方式として、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ；Orthogonal Frequency Division Multiplex）方式が知られている。
この直交周波数分割多重方式では、周波数が異なる多数のサブキャリアを用いてディジタル信号を多重化して伝送することにより、ディジタル信号を効率よく伝送することができる。また、直交周波数分割多重方式では、有効シンボル区間に前置してガードインターバル区間を設けることで、マルチパスが生じた場合でもシンボル間干渉による受信特性の劣化を防止することができる。
【０００３】
従来より、こうした直交周波数分割多重化が施された無線信号の移動受信などによるフェージングの影響を軽減するためのものとして、図３に示すようなアンテナ切り換え型のダイバーシティ受信機が知られている。
【０００４】
図３に示す従来のダイバーシティ受信機は、各アンテナ１８〜２１により受信した受信信号を、それぞれＬＮＡ２２〜２５により増幅したのち、セレクタ２６に入力する。セレクタ２６は、復調器２８からのセレクト信号に基づいて１つの受信信号を選択し、チューナー２７に入力する。チューナー２７は、所望の帯域のＲＦ（Radio Frequency）信号をＩＦ（Intermediate Frequency）信号に周波数変換して復調器２８に送る。
【０００５】
また、チューナー２７は、受信信号の信号レベルを検出し、受信信号強度を示す信号RSSI（Received Signal Strength Indication）を用いて復調器２８に通知する。復調器２８は、信号RSSIを監視し、信号レベルが所定の閾値以下になった場合に、セレクタ２６を制御して、受信信号の選択を切り換えさせる。選択を切り換えたのちの信号レベルも閾値以下であった場合には、さらに選択を切り換えるための動作を繰り返す。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のダイバーシティ受信機では、受信信号の選択を切り換えることにより受信信号の信号レベルが高くなるか否かを、事前に検出することができない。このため、切り換え後の受信状態が切り換え前よりも悪化する場合があり、直交周波数分割多重化が施された信号を安定して受信できなくなることがあった。
【０００７】
また、図３に示す復調器２８が信号等化回路を用いた構成により伝送されたディジタル信号を復調する場合には、受信信号の選択の切り換えにより周波数特性が急激に変化するため、受信信号を等化する際の誤差が大きくなり、復調エラーが発生する可能性が高くなることがあった。
【０００８】
この発明は、上記実状に鑑みてなされたものであり、直交周波数分割多重化が施された信号を安定して受信可能とするダイバーシティ受信機を、提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明の第１の観点に係るダイバーシティ受信機は、
直交周波数分割多重化が施された信号を、複数のアンテナを用いて受信するものであって、
各前記アンテナにより受信された受信信号を増幅する複数の増幅手段と、
各前記増幅手段により増幅された受信信号を減衰量可変で減衰する複数の減衰手段と、
前記複数の減衰手段により減衰された受信信号を合成する信号合成手段と、
前記信号合成手段により合成された信号からディジタル信号を復調するとともに、前記複数の減衰手段における減衰量を切換制御する復調手段とを備え、
前記復調手段は、
前記複数の減衰手段における減衰量を切換制御する際に、前記複数の減衰手段のいずれかを示すデータを所定の記憶手段に記憶させることにより、前記複数の減衰手段のうちで減衰量を切り換えるものを指定する減衰対象指定手段と、
前記複数の減衰手段における減衰量を切換制御する際に、前記複数の減衰手段のうちで減衰量が最小であるものを示すデータを所定の記憶手段に記憶させることにより、前記複数の減衰手段のうちで減衰量を固定するものを指定する固定対象指定手段とを備え、
前記複数の減衰手段における減衰量を切換制御する際に、前記複数の減衰手段のうちで減衰量が最小である減衰手段については、前記固定対象指定手段によって指定された減衰手段を含めた少なくとも１つの減衰手段における減衰量を、最小に保持するように制御する、
ことを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、復調手段は、信号合成手段により合成された信号からディジタル信号を復調するとともに、複数の減衰手段における減衰量を切換制御する。また、復調手段は、複数の減衰手段における減衰量を切換制御する際に、減衰量を固定する減衰手段を、固定対象指定手段の指定により特定することができる。
このようにすることで、復調手段は、減衰量を切換制御する際に、簡単な処理で、複数の減衰手段における減衰量のうちの１つを固定して、適切な減衰量を設定することができる。
すなわち、複数のアンテナにより受信した受信信号の切換を行うことなく、伝送されたディジタル信号の復調を可能とし、減衰量を切換制御する際に、受信レベルの低下を防止して適切な減衰量を設定することができる。これにより、直交周波数分割多重化が施された信号を安定して受信可能とすることができる。
【００１１】
より具体的には、前記復調手段は、前記複数の減衰手段における減衰量を切換制御する際に、前記減衰対象指定手段により指定された減衰手段と前記固定対象指定手段により指定された減衰手段とが同一であるか否かを判別し、同一であると判別すると、前記減衰対象指定手段により指定される減衰手段を変更して、減衰量を切換制御することが望ましい。
【００１３】
この発明の第２の観点に係る直交周波数分割多重信号受信方法は、
直交周波数分割多重化が施された信号を、複数のアンテナを用いて受信するための方法であって、
各前記アンテナにより受信した受信信号を増幅する増幅ステップと、
前記増幅ステップにて増幅した受信信号を、複数のアッテネータを用いて、各前記アンテナに対応して減衰量可変で減衰する減衰ステップと、
前記減衰ステップにて減衰した受信信号を合成する信号合成ステップと、
前記信号合成ステップにて合成した信号からディジタル信号を復調するとともに、前記減衰ステップにて各前記アンテナに対応して受信信号を減衰する際の減衰量を切換制御する復調ステップとを備え、
前記復調ステップは、各前記アンテナに対応した受信信号の前記減衰ステップにおける減衰量を切換制御する際に、前記複数のアッテネータのいずれかを示すデータを所定の記憶手段に記憶させることにより、前記複数のアッテネータのうちで減衰量を切り換えるものを第１のポインタにより指定し、前記複数のアッテネータのうちで減衰量が最小であるものを示すデータを所定の記憶手段に記憶させることにより、前記複数のアッテネータのうちで減衰量を固定するものを第２のポインタにより指定し、前記第１のポインタにより指定されたアッテネータと前記第２のポインタにより指定されたアッテネータとが同一であるか否かを判別し、同一であると判別すると、前記第１のポインタにより指定されるアッテネータを変更することで、前記複数のアッテネータのうちの少なくともいずれか１つにおける減衰量を最小に保持しながら減衰量を切換制御する、
ことを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して、この発明の実施の形態に係るダイバーシティ受信機１００について詳細に説明する。
【００１６】
図１は、この発明の実施の形態に係るダイバーシティ受信機１００の構成を示す図である。
図示するように、このダイバーシティ受信機１００は、複数のアンテナ１〜４と、複数のＬＮＡ（Low Noise Amplifier）５〜８と、複数の可変アッテネータ９〜１２と、混合器１３と、チューナー１４と、復調器１５とを備えて構成される。
【００１７】
複数のアンテナ１〜４は、送信側にて直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ；Orthogonal Frequency Division Multiplex）が施され、無線にて送信されたＲＦ（Radio Frequency）信号を受信するためのものである。アンテナ１は、ＬＮＡ５を介して可変アッテネータ９に結合されている。アンテナ２は、ＬＮＡ６を介して可変アッテネータ１０に結合されている。アンテナ３は、ＬＮＡ７を介して可変アッテネータ１１に結合されている。アンテナ４は、ＬＮＡ８を介して可変アッテネータ１２に結合されている。
【００１８】
ここで、複数のアンテナ１〜４が受信する直交周波数分割多重化が施されたＲＦ信号は、シンボル周期で互いに直交する多数のサブキャリアを用いてディジタルデータを伝送するための信号であり、１周期のシンボル区間が有効シンボル区間とガードインターバル区間とに分かれている。ガードインターバル区間は、シンボル周期で有効シンボル区間に前置され、有効シンボル区間の後部を複写した冗長な信号区間である。
【００１９】
複数のＬＮＡ５〜８は、複数のアンテナ１〜４それぞれに対応して設けられ、受信信号を増幅するための増幅回路である。
ＬＮＡ５〜８は、増幅した受信信号を、ぞれぞれに対応して結合されている可変アッテネータ９〜１２に送る。
【００２０】
複数の可変アッテネータ９〜１２は、復調器１５から送られた制御信号に従って減衰量を規定して、それぞれＬＮＡ５〜８から受けた信号を減衰量可変で減衰させるための減衰回路である。すなわち、可変アッテネータ９は、復調器１５から送られた信号C_ANT1のレベルに対応した減衰量で、ＬＮＡ５から受けた信号を減衰させる。可変アッテネータ１０は、復調器１５から送られた信号C_ANT2のレベルに対応した減衰量で、ＬＮＡ６から受けた信号を減衰させる。可変アッテネータ１１は、復調器１５から送られた信号C_ANT3のレベルに対応した減衰量で、ＬＮＡ７から受けた信号を減衰させる。可変アッテネータ１２は、復調器１５から送られた信号C_ANT4のレベルに対応した減衰量で、ＬＮＡ８から受けた信号を減衰させる。
例えば、信号C_ANT1〜C_ANT4のレベルが高いと、可変アッテネータ９〜１２それぞれにおける減衰量が大きく、レベルが低いと、減衰量が小さい。なお、信号C_ANT1〜C_ANT4のレベルが最低のとき、可変アッテネータ９〜１２それぞれにおける減衰量はゼロとなる。
【００２１】
混合器１３は、複数の可変アッテネータ９〜１２から送られた受信信号を加え合わせて、合成するためのものである。
混合器１３は、各受信信号を合成して得られた信号を、チューナー１４に送る。
【００２２】
チューナー１４は、ダウンコンバータ、帯域通過フィルタ等から構成され、所望のディジタル信号を伝送した受信信号を選択して抽出し、ＩＦ（Intermediate
Frequency；中間周波数）信号に変換するためのものである。
また、チューナー１４は、混合器１３から送られた受信信号の大きさに基づいて受信信号強度を測定し、受信レベルに対応した信号レベルを有する信号RSSIを生成して、復調器１５に供給する。
【００２３】
復調器１５は、Ａ／Ｄ（Analog/Digital）変換器、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）回路、信号等化回路、デマッピング回路等から構成され、チューナー１４により抽出されたＩＦ信号から、直交周波数分割多重方式により伝送されたディジタル信号を復調し、復調データとして出力するためのものである。
【００２４】
ここで、復調器１５は、信号C_ANT1〜C_ANT4を生成し、それぞれ可変アッテネータ９〜１２に送ることにより、各アンテナ１〜４により受信した受信信号の減衰量を制御する。
また、復調器１５は、アンテナ制御ポインタ１６と、アンテナ固定ポインタ１７とを備えている。
【００２５】
アンテナ制御ポインタ１６は、可変アッテネータ９〜１２のうちで減衰量の切換制御を行う対象となるものを指定するためのものである。
例えば、アンテナ制御ポインタ１６は、半導体メモリに、可変アッテネータ９〜１２のうちのいずれかを示すデータを記憶することにより、減衰量の切換制御を行う対象となる可変アッテネータを指定する。
【００２６】
アンテナ固定ポインタ１７は、可変アッテネータ９〜１２のうちで、減衰量の切換制御を行う際に、減衰量をゼロに固定するものを指定するためのものである。
例えば、アンテナ固定ポインタ１７は、半導体メモリに、可変アッテネータ９〜１２のうちのいずれかを示すデータを記憶することにより、減衰量を切換制御して受信レベルの測定等を実行する際に、減衰量をゼロに固定する可変アッテネータを指定する。
【００２７】
以下に、この発明の実施の形態に係るダイバーシティ受信機１００の動作を説明する。
送信側にて直交周波数分割多重化が施され、無線にて送信されたＲＦ信号は、複数のアンテナ１〜４により受信される。
【００２８】
複数のアンテナ１〜４により受信した信号は、それぞれＬＮＡ５〜８に送られて増幅されたのち、可変アッテネータ９〜１２に送られる。
【００２９】
各可変アッテネータ９〜１２は、復調器１５から受けた信号C_ANT1〜C_ANT4のレベルに対応した減衰量で、複数のアンテナ１〜４により受信した受信信号を減衰させ、混合器１３に送る。
【００３０】
混合器１３は、各可変アッテネータ９〜１２から受けた受信信号を合成し、チューナー１４に送る。
【００３１】
チューナー１４は、混合器１３により合成された信号から、所望のディジタル信号を伝送する帯域の受信信号を選択して抽出し、ＩＦ信号に変換して復調器１５に送る。この際、チューナー１４は、受信信号の大きさから受信信号強度を測定し、受信レベルを示す信号RSSIを生成して復調器１５に送る。
【００３２】
復調器１５は、例えば受信信号の有効シンボル区間を検出して、高速フーリエ変換や信号等化処理といった、ディジタル信号を復調するための処理を実行する。
【００３３】
ここで、復調器１５は、信号C_ANT1〜C_ANT4を生成して、それぞれ可変アッテネータ９〜１２に送ることにより、各可変アッテネータ９〜１２における減衰量を制御する。
例えば、復調器１５は、受信状態を改善するため、可変アッテネータ９〜１２のうちで減衰量を切換制御する対象となるものを順次変更しつつ、減衰量を切り換えたことによる受信レベルの変化を測定するなどして、適切な減衰量に設定する。
【００３４】
この際、復調器１５は、受信レベルの低下を防止するため、可変アッテネータ９〜１２における減衰量のうちの少なくともいずれか１つがゼロとなるように、各可変アッテネータ９〜１２における減衰量を切換制御する。
【００３５】
すなわち、復調器１５は、可変アッテネータ９〜１２のうちで、現在の減衰量がゼロであり、且つ、減衰量を切換制御する際にも減衰量をゼロに保持する可変アッテネータを、アンテナ固定ポインタ１７により指定する。
【００３６】
以下に、復調器１５が可変アッテネータ９〜１２における減衰量を切換制御する際の動作について、図２に示すフローチャートを参照して、説明する。
【００３７】
復調器１５は、可変アッテネータ９〜１２のうちで減衰量を切り換えるものを特定すると、アンテナ制御ポインタ１６が指定する可変アッテネータを、減衰量の切換対象となるものに変更する（ステップＳ１）。
【００３８】
この際、復調器１５は、アンテナ制御ポインタ１６が指定する可変アッテネータと、アンテナ固定ポインタ１７が指定する可変アッテネータとが同一であるか否かを判別する（ステップＳ２）。
【００３９】
復調器１５は、２つのポインタにより指定された可変アッテネータが同一であると判別すると（ステップＳ２にてＹＥＳ）、処理を上記ステップＳ１にリターンして、アンテナ制御ポインタ１６が指定する可変アッテネータを、さらに変更する。
すなわち、復調器１５は、アンテナ制御ポインタ１６に設定された可変アッテネータと、アンテナ固定ポインタ１７が指定する可変アッテネータとが一致した場合に、減衰量の切換対象となる可変アッテネータを他の可変アッテネータに変更する。
これにより、復調器１５は、可変アッテネータ９〜１２のうち、アンテナ固定ポインタ１７にて指定されたものにおける減衰量を切り換えないように、動作を規定することができる。
【００４０】
一方、復調器１５は、アンテナ制御ポインタ１６及びアンテナ固定ポインタ１７により指定された可変アッテネータが同一ではないと判別すると（ステップＳ２にてＮＯ）、減衰量の切換動作を実行する（ステップＳ３）。
すなわち、復調器１５は、可変アッテネータ９〜１２のうち、アンテナ制御ポインタ１６にて指定されたものにおける減衰量を、例えば信号C_ANT1〜C_ANT4のレベルを変更するなどして、切り換える。この際、復調器１５は、チューナー１４から送られた信号RSSIから受信レベルを測定するなどして、より適切な減衰量に設定する。
これにより、可変アッテネータ９〜１２における減衰量のうちの少なくともいずれか１つをゼロに固定しつつ、減衰量を切換制御して、より適切な減衰量を設定することができる。すなわち、直交周波数分割多重化が施された信号の安定した受信が可能となる。
【００４１】
こののち、復調器１５は、減衰量を切り換えた可変アッテネータにおける減衰量、すなわち、アンテナ制御ポインタ１６にて指定された可変アッテネータにおける減衰量が、ゼロであるか否かを判別する（ステップＳ４）。
【００４２】
復調器１５は、アンテナ制御ポインタ１６により指定された可変アッテネータにおける減衰量がゼロであると判別すると（ステップＳ４にてＹＥＳ）、アンテナ制御ポインタ１６により指定された可変アッテネータを、アンテナ固定ポインタ１７に設定する（ステップＳ５）。
これにより、復調器１５が、次回、可変アッテネータ９〜１２における減衰量を切換制御する際に、減衰量をゼロに固定する可変アッテネータを変更することができ、より適切な減衰量を特定することができる。
【００４３】
一方、復調器１５は、アンテナ制御ポインタ１６にて指定された可変アッテネータにおける減衰量がゼロではないと判別すると（ステップＳ４にてＮＯ）、上記ステップＳ５をスキップして、減衰量を切換制御する動作を終了する。
【００４４】
このように、可変アッテネータ９〜１２における減衰量を切換制御する際に、可変アッテネータ９〜１２のうちでアンテナ固定ポインタ１７にて指定されたものにおける減衰量を固定する。これにより、簡単な処理で、可変アッテネータ９〜１２における減衰量のうち少なくともいずれか１つをゼロに固定しつつ、減衰量を切換制御して、より適切な減衰量を設定することができる。すなわち、減衰量を切換制御する際に受信レベルの低下を防止することができ、直交周波数分割多重化が施された信号を安定して受信可能とすることができる。
【００４５】
以上説明したように、この発明によれば、可変アッテネータ９〜１２における減衰量を切換制御する復調器１５は、アンテナ固定ポインタ１７により指定された可変アッテネータの減衰量を固定して、減衰量の切換制御を実行する。
これにより、簡単な処理で、可変アッテネータ９〜１２における減衰量のうちの少なくともいずれか１つをゼロに固定しつつ他の可変アッテネータの減衰量を切換制御して、直交周波数分割多重化が施された信号を安定して受信可能とすることができる。
【００４６】
また、この発明によれば、従来のように受信信号の選択を切り換えることがない。
このため、受信信号の周波数特性が急激に変化することを防止でき、直交周波数分割多重化が施された信号を安定して受信することができる。
【００４７】
この発明は、上記実施の形態に限定されず、様々な変形及び応用が可能である。
例えば、上記実施の形態では、４つのアンテナ１〜４により、無線にて送られた信号を受信するものとして説明したが、これに限定されず、受信特性の安定化と構成の簡単化とを考慮して、任意の数のアンテナにより、直交周波数分割多重化が施された信号を受信してもよい。
【００４８】
【発明の効果】
以上の説明のように、この発明によれば、複数の可変アッテネータにおける減衰量の切換制御を行う際に、少なくともいずれか１つの減衰量をゼロに固定して、簡単な処理で適切な減衰量を設定することができる。
これにより、直交周波数分割多重化が施された信号を安定して受信可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態に係るダイバーシティ受信機の構成を示す図である。
【図２】復調器が可変アッテネータにおける減衰量を切換制御する際の動作を説明するためのフローチャートである。
【図３】従来のダイバーシティ受信機の構成を示す図である。
【符号の説明】
１〜４、１８〜２１    アンテナ
５〜８、２２〜２５    ＬＮＡ
９〜１２    可変アッテネータ
１３    混合器
１４、２７    チューナー
１５、２８    復調器
１６    アンテナ制御ポインタ
１７    アンテナ固定ポインタ
２６    セレクタ
１００    ダイバーシティ受信機
【図１】
0003679325.tif 000002
【図２】
0003679325.tif 000003
【図３】
0003679325.tif 000004