(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のキャリアで構成される信号を受信する複数のアンテナと、
前記複数のキャリアのうち、判定誤差が最も大きいキャリアをアンテナ毎に抽出する抽出手段と、
この抽出手段が抽出したアンテナ毎の最大判定誤差を有するキャリアの中で判定誤差が最も小さいキャリアを受信したアンテナを選択する選択手段と、
を具備することを特徴とするＯＦＤＭ受信装置。
【請求項２】
複数のキャリアで構成される信号を受信する複数のアンテナと、
キャリア毎の受信レベルを検出する検出手段と、
前記検出手段の検出結果からアンテナ毎の平均受信レベルを算出する算出手段と、
前記検出手段の検出結果からアンテナ毎の最低受信レベルキャリアを抽出する抽出手段と、
この抽出手段の抽出結果よりアンテナ毎の最低受信レベル間の差を求め、この差としきい値との比較結果に従って、アンテナ毎の最低受信レベルキャリアの中で受信レベルが最も高いキャリアを受信したアンテナまたは前記平均受信レベルが最大のアンテナのいずれか一方を選択する選択手段と、
を具備することを特徴とするＯＦＤＭ受信装置。
【請求項３】
複数のキャリアで構成される信号を受信する複数のアンテナと、
受信された信号を複数の周波数帯域に分割する分割手段と、
この周波数帯域毎の受信レベルを検出する検出手段と、
前記検出手段の検出結果から受信レベルが最も低い周波数帯域をアンテナ毎に抽出する抽出手段と、
この抽出手段が抽出したアンテナ毎の最低受信レベルとなる周波数帯域の中で受信レベルが最も高い周波数帯域を受信したアンテナを選択する選択手段と、
を具備することを特徴とするＯＦＤＭ受信装置。
【請求項４】
前記抽出手段は、平均受信レベルが最も低い周波数帯域を抽出することを特徴とする請求項３記載のＯＦＤＭ受信装置。
【請求項５】
複数のキャリアから構成される信号を受信する複数のアンテナを有するＯＦＤＭ受信装置のダイバーシチ方法であって、
アンテナ毎の最大の判定誤差を有するキャリアの中で判定誤差が最も小さいキャリアを受信したアンテナを選択する、
ことを特徴とするダイバーシチ方法。
【請求項６】
複数のキャリアから構成される信号を受信する複数のアンテナを有するＯＦＤＭ受信装置のダイバーシチ方法であって、
キャリア毎の受信レベルからアンテナ毎の平均受信レベルおよびアンテナ毎の最低受信レベル間の差を求め、
この差としきい値との比較結果に従って、アンテナ毎の最低受信レベルキャリアの中で受信レベルが最も高いキャリアを受信したアンテナまたは前記平均受信レベルが最大のアンテナのいずれか一方を選択する、
ことを特徴とするダイバーシチ方法。
【請求項７】
複数のキャリアから構成される信号を受信する複数のアンテナを有するＯＦＤＭ受信装置のダイバーシチ方法であって、
受信された信号を複数の周波数帯域に分割し、
この周波数帯域毎の受信レベルを検出し、
アンテナ毎の最低受信レベルとなる周波数帯域の中で受信レベルが最も高い周波数帯域を受信したアンテナを選択する、
ことを特徴とするダイバーシチ方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、直交周波数分割多重方式（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ；以下、ＯＦＤＭという）を用いたディジタル移動体通信に使用する受信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
まず、図１１を用いて従来のＯＦＤＭ受信装置について説明する。図１１は、従来のＯＦＤＭ受信装置の構成を示すブロック図である。
【０００３】
アンテナ切替器１１０３は、アンテナ１１０１，１１０２を切り替える。アナログミキサ１１０４は、受信信号に極部発振信号を混合してダウンコンバートする。Ａ／Ｄ変換器１１０５はアナログ信号をディジタル信号に変換する。
【０００４】
ＤＦＴ回路１１０６は、入力信号に対し離散フーリエ変換（ＤｉｓｃｒｅｔｅＦｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ；以下、ＤＦＴという）を行う。遅延検波器１１０７〜１１１０は、入力信号に対し遅延検波を行う。判定器１１１１〜１１１５は、入力された信号に対し判定を行う。Ｐａｒａｌｌｅｌ−Ｓｅｒｉａｌ変換器（以下、Ｐ／Ｓ変換器という）１１１６は、複数系列の入力信号を１つの系列の信号に変換する。
【０００５】
レベル検出器１１１７は、入力信号に対してレベル検出を行う。スイッチ１１１８は、制御信号に応じて入力された信号を切り替えて出力する。メモリ１１１９、１１２０は、それぞれアンテナ毎のレベル情報を格納する。ディジタル減算器１１２１は、減算処理を行う。
【０００６】
次いで、図１２を用いて、遅延検波器１１０７〜１１１０の構成を説明する。図１２は、遅延検波器の構成を示すブロック図である。遅延器１２０１は、入力信号を１シンボル遅らせ、出力する。乗算器１２０２は、遅延器１２０１の出力信号と入力信号を乗算し、遅延検波信号として出力する。
【０００７】
次いで、アンテナを１系統用いる場合の動作について説明する。ここで、キャリア数は４とする。
【０００８】
アンテナ１１０１、１１０２によって受信された受信信号は、アンテナ切替器１１０３によって選択出力される。アンテナ切替器１１０３は、判定器１１１５の判定結果によって制御される。
【０００９】
次いで、アナログミキサ１１０４が、アンテナ切替器１１０３の出力する高周波帯信号に極部発振信号を混合させ、ダウンコンバートする。その後受信信号は、Ａ／Ｄ変換器１１０５へ送られ、ディジタル信号に変換される。
【００１０】
ＤＦＴ回路１１０６は、Ａ／Ｄ変換器１１０５の出力したディジタル信号にＤＦＴ演算を施し、４つのキャリアそれぞれによって伝送された４つのベースバンド信号を得る。
【００１１】
ＤＦＴ回路１１０６が出力した４つのベースバンド信号は、それぞれ遅延検波器１１０７〜１１１０によって遅延検波が行われ、それぞれの遅延検波信号が得られる。
【００１２】
なお、ここでは復調方式として遅延検波方式を用いた場合について説明したが、同期検波方式を用いてもよい。
【００１３】
遅延検波信号は、それぞれ判定器１１１１〜１１１４によって判定され、判定後の遅延検波信号が得られる。これらをＰ／Ｓ変換器１１１６が１系統の信号に変換し、復調信号が得られる。
【００１４】
又、レベル検出器１１１７は、Ａ／Ｄ変換器１１０５の出力信号の二乗和演算を行い、平均受信レベルを検出する。この検出はアンテナ毎に行われ、スイッチ１１１８によって、アンテナ１１０１の平均レベル情報はメモリ１１１９に、アンテナ１１０２の平均レベル情報はメモリ１１２０に、それぞれ格納される。
【００１５】
次いで、減算器１１２１が、メモリ１１１９に格納されたアンテナ１１０１選択時のレベル情報とメモリ１１２０に格納されたアンテナ１１０２選択時のレベル情報を減算処理し、判定器１１１５が、どちらのアンテナの受信レベルの方が強いかを判定し、その結果はアンテナ切替器１１０３に出力される。
【００１６】
なお、一般に、フレームフォーマットにおいて、メッセージの前には、既知参照信号であるパイロットシンボルが付加されており、アンテナ選択を行うためのレベル測定は、このメッセージの前に付加されたパイロットシンボルを用いて行う。
【００１７】
また、上記キャリア数が４の場合について述べたが、キャリア数をさらに８、１６、３２、６４・・・と増大させた場合についても同様の構成と採ることができる。また、アンテナ数は２とした場合について説明したが、アンテナ数をさらに増大させた場合についても、アンテナ数と同数のメモリ（上記では１１１９、１１２０の２つ）を設けることにより、同様の構成を採ることができる。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の装置においては、以下の問題がある。
【００１９】
実環境下では、遅延波が生じ、周波数によって振幅及び位相変動が異なるいわゆる周波数選択性フェージングが発生する。特に、信号伝送速度が高くなり伝送帯域が広くなった場合にこの影響は大きくなる。
【００２０】
周波数選択性フェージングが生じている場合、各キャリアによって大きくフェージング変動が異なるため、各キャリアによって大きく回線品質が異なる。よって、ＤＦＴ前の平均受信レベルによってアンテナ選択を行っても最適なアンテナ選択とはならず、誤り率特性を改善するというダイバーシチ効果が低下するという問題がある。
【００２１】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、周波数選択性フェージング発生時に適切なアンテナダイバーシチを行うＯＦＤＭ受信装置を提供することを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本発明のＯＦＤＭ受信装置は、複数のキャリアで構成される信号を受信する複数のアンテナと、前記複数のキャリアのうち、判定誤差が最も大きいキャリアをアンテナ毎に抽出する抽出手段と、この抽出手段が抽出したアンテナ毎の最大判定誤差を有するキャリアの中で判定誤差が最も小さいキャリアを受信したアンテナを選択する選択手段と、を具備する構成を採る。
また、本発明のＯＦＤＭ受信装置は、複数のキャリアで構成される信号を受信する複数のアンテナと、キャリア毎の受信レベルを検出する検出手段と、前記検出手段の検出結果からアンテナ毎の平均受信レベルを算出する算出手段と、前記検出手段の検出結果からアンテナ毎の最低受信レベルキャリアを抽出する抽出手段と、この抽出手段の抽出結果よりアンテナ毎の最低受信レベル間の差を求め、この差としきい値との比較結果に従って、アンテナ毎の最低受信レベルキャリアの中で受信レベルが最も高いキャリアを受信したアンテナまたは前記平均受信レベルが最大のアンテナのいずれか一方を選択する選択手段と、を具備する構成を採る。
また、本発明のＯＦＤＭ受信装置は、複数のキャリアで構成される信号を受信する複数のアンテナと、受信された信号を複数の周波数帯域に分割する分割手段と、この周波数帯域毎の受信レベルを検出する検出手段と、前記検出手段の検出結果から受信レベルが最も低い周波数帯域をアンテナ毎に抽出する抽出手段と、この抽出手段が抽出したアンテナ毎の最低受信レベルとなる周波数帯域の中で受信レベルが最も高い周波数帯域を受信したアンテナを選択する選択手段と、を具備する構成を採る。
これらの構成によれば、周波数選択性フェージング下でも適切なアンテナダイバーシチを行うことができる。
【００５７】
【発明の実施の形態】
以下、本実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下のいずれの実施の形態においても、既知参照信号はパイロットシンボルである場合について説明する。
【００５８】
（実施の形態１）
まず、図１を用いて、本発明の実施の形態１に係るＯＦＤＭ受信装置の構成と動作を説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係るＯＦＤＭ受信装置の構成を示すブロック図である。
【００５９】
アンテナ切替器１０３は、アンテナ１０１，１０２を切り替える。アナログミキサ１０４は、受信信号に極部発振信号を混合してダウンコンバートする。Ａ／Ｄ変換器１０５はアナログ信号をディジタル信号に変換する。
【００６０】
ＤＦＴ回路１０６は、入力信号に対しＤＦＴを行う。遅延検波器１０７〜１１０は、入力信号に対し遅延検波を行う。判定器１１１〜１１８は、入力された信号に対し判定を行う。Ｐ／Ｓ変換器１１９は、複数系列の入力信号を１つの系列の信号に変換する。
【００６１】
レベル検出器１２０〜１２３は、ＤＦＴ後の信号に対してレベル検出を行う。スイッチ１２４〜１２７は、アンテナ選択のタイミングを示す制御信号又は後述する判定器の出力に応じて入力された信号を切り替えて出力する。メモリ１２８、１２９は、それぞれアンテナ毎のレベル情報を格納する。ディジタル減算器１３０〜１３３は、減算処理を行う。
【００６２】
次いで、アンテナを１系統用いる場合の動作について説明する。ここで、キャリア数は４とする。
【００６３】
アンテナ１０１、１０２によって受信された受信信号は、アンテナ切替器１０３によって選択出力される。アンテナ切替器１０３は、判定器１１８の判定結果によって制御される。
【００６４】
次いで、アナログミキサ１０４が、アンテナ切替器１０３の出力する高周波帯信号に極部発振信号を混合させ、ダウンコンバートする。その後受信信号は、Ａ／Ｄ変換器１０５へ送られ、ディジタル信号に変換される。
【００６５】
ＤＦＴ回路１０６は、Ａ／Ｄ変換器１０５の出力したディジタル信号にＤＦＴ演算を施し、４つのキャリアそれぞれによって伝送された４つのベースバンド信号を得る。
【００６６】
ＤＦＴ回路１０６が出力した４つのベースバンド信号は、それぞれ遅延検波器１０７〜１１０によって遅延検波が行われ、それぞれの遅延検波信号が得られる。
【００６７】
なお、ここでは復調方式として遅延検波方式を用いた場合について説明したが、同期検波方式を用いてもよい。
【００６８】
遅延検波信号は、それぞれ判定器１１１〜１１４によって判定され、判定後の遅延検波信号が得られる。これらをＰ／Ｓ変換器１１９が１系統の信号に変換し、復調信号が得られる。
【００６９】
又、レベル検出器１２０〜１２３は、ＤＦＴ後の信号の二乗和演算を行い、キャリア毎の受信レベルを検出する。
【００７０】
次いで、減算器１３０は、レベル検出器１２０の出力するキャリア１のレベル情報と、レベル検出器１２１の出力するキャリア２のレベル情報と、を減算処理し、判定器１１５が大小判定する。判定結果はスイッチ１２４へ出力され、スイッチ１２４は、レベル検出器１２０の出力するキャリア１のレベル情報と、レベル検出器１２１の出力するキャリア２のレベル情報と、の小さい方を出力する。
【００７１】
同様に、減算器１３１は、レベル検出器１２２の出力するキャリア３のレベル情報と、レベル検出器１２３の出力するキャリア４のレベル情報と、を減算処理し、判定器１１６が大小判定する。判定結果はスイッチ１２５へ出力され、スイッチ１２５は、レベル検出器１２２の出力するキャリア３のレベル情報と、レベル検出器１２３の出力するキャリア４のレベル情報と、の小さい方を出力する。
【００７２】
更に、減算器１３２は、スイッチ１２４の出力するキャリア１又はキャリア２のレベル情報と、スイッチ１２５の出力するキャリア３又はキャリア４のレベル情報と、を減算処理し、判定器１１７が大小判定する。判定結果はスイッチ１２６へ出力され、スイッチ１２６は、スイッチ１２４の出力とスイッチ１２５の出力の小さい方を出力する。
【００７３】
結果として、スイッチ１２６は、キャリア１〜４の中で最も小さいレベル情報を抽出できたことになる。
【００７４】
スイッチ１２７に入力された受信レベルが最も低いキャリアのレベル情報は、アンテナ１０１選択時であればメモリ１２８に、アンテナ１０２選択時であればメモリ１２９に、それぞれ格納される。
【００７５】
次いで、減算器１３３が、メモリ１２８に格納されたアンテナ１０１選択時の最小受信レベル情報とメモリ１２９に格納されたアンテナ１０２選択時の最小受信レベル情報を減算処理し、判定器１１８が大小判定を行う。判定結果は、アンテナ切替器１０３に出力され、アンテナ毎の最低受信レベルキャリアの受信レベルが最も高いアンテナを選択するように制御される。
【００７６】
なお、一般に、フレームフォーマットにおいては、メッセージの前には、既知参照信号であるパイロットシンボルが付加されており、アンテナ選択を行うためのレベル測定は、このメッセージの前に付加されたパイロットシンボルを用いて行う。
【００７７】
また、上記キャリア数が４の場合について述べたが、キャリア数をさらに８、１６、３２、６４・・・と増大させた場合についても同様の構成と採ることができる。また、アンテナ数は２とした場合について説明したが、アンテナ数をさらに増大させた場合についても、アンテナ数と同数のメモリ（上記では１２８、１２９の２つ）を設けることにより、同様の構成を採ることができる。
【００７８】
実環境下では、遅延波の影響により、周波数によって振幅及び位相変動が異なるいわゆる周波数選択性フェージングが生じ、各キャリアによって回線品質が大きく異なる。
【００７９】
又、一般に、誤り率特性は、回線品質が悪いキャリアの回線品質が支配的になる、すなわち回線品質が最も悪いキャリアに引きづられ、回線全体の品質が悪くなる。
【００８０】
従って、上記述べたように本実施の形態に係るＯＦＤＭ受信装置おいては、各アンテナにおいてキャリア毎にＤＦＴ後のレベル検出を行い、最低レベルとなったキャリアを選択し、各アンテナにおいて最低レベルとなったキャリアについてレベルを比較し、レベルが最も高いアンテナを選択することにより、一キャリアでも受信レベルが大きく落ち込んだキャリアを有し回線全体の品質が落ちている回線を選択しないようにすることができるため、周波数選択性フェージング下でも適切なアンテナダイバーシチを行うことができる。
【００８１】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係るＯＦＤＭ受信装置は、実施の形態１に係るＯＦＤＭ受信装置と同様の構成を有し、但しレベル検出器の検出する受信レベルの替わりに復調後の判定誤差を用いてアンテナ選択を行うものである。
【００８２】
以下、図２を用いて、本実施の形態に係るＯＦＤＭ受信装置の構成と動作について説明する。図２は、本発明の実施の形態２に係るＯＦＤＭ受信装置の構成を示すブロック図である。なお、図１と同様の構成には同じ符号を付し、詳しい説明は省略する。
【００８３】
本実施の形態に係るＯＦＤＭ受信装置は、実施の形態１に係るＯＦＤＭ受信装置と比べて、レベル検出器１２０〜１２３が除かれ、替わりに減算器２０１〜２０４が加えられた構成を採る。
【００８４】
減算器２０１〜２０４は、遅延検波器１０７〜１１０の出力する遅延検波信号と、それぞれの遅延検波信号が判定器１１１〜１１４で判定された後の信号との差を算出する。
【００８５】
減算器２０１の出力するキャリア１の判定誤差は、実施の形態１のキャリア１のレベル情報と同様に、スイッチ１２４及び減算器１３０へ出力される。以下、同様にキャリア１〜４の判定誤差の大小判定が行われ、スイッチ１２６は判定誤差が最も大きいキャリアの判定誤差を出力する。
【００８６】
一般に、回線品質の悪いキャリアは、受信レベルが低くなるとともに、位相誤差も大きくなるため、受信レベル情報だけでなく位相誤差情報も用いることによって、回線品質推定の精度を向上させることができる。
【００８７】
このように、復調後の判定誤差を用いてアンテナ選択を行うことによって適切なダイバーシチを行うことができ、誤り率特性を改善することができる。
【００８８】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３に係るＯＦＤＭ受信装置は、実施の形態１に係るＯＦＤＭ受信装置と同様の構成を有し、但しアンテナ毎の最小レベルキャリアの受信レベル差がしきい値未満である時は、平均受信レベルが大きい方のアンテナを選択するものである。
【００８９】
これは、アンテナ毎の最低レベルとなったキャリアにおける受信レベル間の差が小さい場合は、アンテナ毎の最低レベルキャリアがほぼ一様に落ち込んでいると考えられるので、アンテナ毎の最低レベルキャリアの落ち込みが激しいアンテナは避けるようにアンテナ選択を行うという実施の形態１に係るダイバーシチが行えないことに鑑みたものである。
【００９０】
以下、図３を用いて、本実施の形態に係るＯＦＤＭ受信装置の構成と動作について説明する。図３は、本発明の実施の形態３に係るＯＦＤＭ受信装置の構成を示すブロック図である。なお、図１と同様の構成には同じ符号を付し、詳しい説明は省略する。
【００９１】
スイッチ１２６がアンテナ毎の受信レベルが最も低いキャリアを抽出し、判定器１１８がアンテナ毎の最低レベルキャリアの中で受信レベルが最も高いキャリアを含むアンテナを抽出するところまでは実施の形態１と同様である。
【００９２】
積算器３０１は、レベル検出器１２０〜１２３の出力からアンテナ毎の平均受信レベルを算出する。スイッチ３０２は、アンテナ選択のタイミングを示す制御信号に応じて切り替えを行い、積算器３０１の出力を、アンテナ１０１選択時にはメモリ３０３に、アンテナ１０２選択時にはメモリ３０４に、それぞれ格納する。減算器３０５は、メモリ３０３に格納されたアンテナ１０１選択時の平均受信レベル情報とメモリ３０４に格納されたアンテナ１０２選択時の平均受信レベル情報を減算処理し、判定器３０６が大小判定を行う。
【００９３】
一方、減算器３０７は、減算器１３３の出力、すなわちアンテナ毎の最低レベルキャリアの受信レベル間の差としきい値を減算処理し、判定器３０８が大小判定を行う。判定器３０８は、判定結果をスイッチ３０９へ出力する。
【００９４】
スイッチ３０９は、アンテナ毎の最低レベルキャリアの受信レベル差、すなわち減算器１３３の出力がしきい値未満の場合、判定器３０６の出力、すなわち平均受信レベルが大きい方のアンテナを用いるようにアンテナ切替器１０３を制御する。減算器１３３の出力がしきい値以上であれば、すなわち受信レベルの落ち込みが激しいキャリアがあれば、最も落ち込みの少ないキャリアを含むアンテナを選択するようにアンテナ切替器１０３を制御する。
【００９５】
このように、アンテナ毎の最低レベルキャリアの受信レベル間の差が小さい場合は、平均レベルが高い方のアンテナを選択することによって適切なダイバーシチを行うことができ、誤り率特性を改善することができる。
【００９６】
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４に係るＯＦＤＭ受信装置は、実施の形態１に係るＯＦＤＭ受信装置と同様の構成を有し、但しキャリア別の受信レベルの替わりに帯域別の受信レベルを用いてアンテナ選択を行い、受信レベル検出に必要なシンボルを低減するためのものである。
【００９７】
以下、図４を用いて、本実施の形態に係るＯＦＤＭ受信装置の構成と動作について説明する。図４は、本発明の実施の形態４に係るＯＦＤＭ受信装置の構成を示すブロック図である。なお、図１と同様の構成には同じ符号を付し、詳しい説明は省略する。
【００９８】
Ａ／Ｄ変換器１０５がＡ／Ｄ変換を行うところまでは既に述べたので省略する。フィルター４０１〜４０４は、Ａ／Ｄ変換器１０５の出力を、ＤＦＴ回路１０６によるＤＦＴ処理前に、複数の帯域毎、ここでは例えば４つの周波数帯域に、分割する。
【００９９】
フィルター４０１の抽出した最も低い周波数帯域の信号は、レベル検出器１２０によって受信レベルが検出される。以下同様に、フィルター４０２の抽出した２番目に低い周波数帯域の信号はレベル検出器１２１によって、フィルター４０３の抽出した２番目に高い周波数帯域の信号はレベル検出器１２２によって、フィルター４０４の抽出した最も高い周波数帯域の信号はレベル検出器１２３によって、それぞれ受信レベルが検出される。
【０１００】
以下、実施の形態１と同様に受信レベルの大小判定が行われ、アンテナ１０１選択時の受信レベルが最も低い帯域の受信レベル情報がメモリ１２８に格納され、アンテナ１０２選択時の受信レベルが最も低い帯域の受信レベル情報がメモリ１２９に格納される。
【０１０１】
そして判定器１１８が、アンテナ毎の最低レベルを大小判定し、アンテナ毎の最低レベルが最も高いアンテナを選ぶようにアンテナ切替器１０３を制御する。
【０１０２】
ＤＦＴ処理後の信号を用いてレベル検出を行った場合、ＤＦＴ回路は１シンボル毎に信号を出力するため、各アンテナ毎に少なくとも１シンボルのパイロットシンボルが必要である。しかし、本実施の形態のようにＤＦＴ前の信号を用いた場合、サンプリング周期毎にレベル検出を行うことができるため、アンテナ選択のためのレベル検出に必要なシンボルを低減することができる。
【０１０３】
なお、パイロットシンボルを付加せずに、ガード区間を用いてレベル検出を行うこともできる。
【０１０４】
このように、ＤＦＴ前の信号をフィルタリングによって複数の帯域に分け、帯域毎の受信レベルを検出し、アンテナ毎に最低レベルとなる帯域を選択し、アンテナ毎の最低レベル帯域の受信レベルが最も高いアンテナを選択することにより、適切なダイバーシチを行うことができ、誤り率特性を改善することができると同時に、復調に要するシンボル数を低減することができる。
【０１０５】
（実施の形態５）
本発明の実施の形態５に係るＯＦＤＭ受信装置は、実施の形態４に係るＯＦＤＭ受信装置と同様の構成を有し、但し間引回路によってＤＦＴ処理に必要なサンプリング周波数を低減させるものである。
【０１０６】
以下、図５を用いて、本実施の形態に係るＯＦＤＭ受信装置の構成と動作について説明する。図５は、本発明の実施の形態５に係るＯＦＤＭ受信装置の構成を示すブロック図である。なお、図４と同様の構成には同じ符号を付し、詳しい説明は省略する。
【０１０７】
間引回路５０１〜５０３は、フィルター４０１〜４０３の出力信号のサンプリング周波数を低減する。ここでは、例えば、間引回路を３つ設け、フィルター４０４の出力である最も高い周波数帯域の信号に対してはサンプリング周波数の低減は行わないものとする。
【０１０８】
以下、実施の形態４と同様にアンテナ毎の最低レベル帯域を検出し、アンテナ毎の最低レベル帯域の受信レベルが最も高いアンテナを選択するようにダイバーシチを行う。
【０１０９】
このように、フィルタリングを行った後の信号のサンプリング周波数を低減することにより、ＤＦＴに必要なサンプリング周波数を低減させ、演算量を減らすことができる。
【０１１０】
（実施の形態６）
本発明の実施の形態６に係るＯＦＤＭ受信装置は、実施の形態５に係るＯＦＤＭ受信装置と同様の構成を有し、但し平均受信レベルを用いてアンテナ選択を行うものである。
【０１１１】
以下、図６を用いて、本実施の形態に係るＯＦＤＭ受信装置の構成と動作について説明する。図６は、本発明の実施の形態６に係るＯＦＤＭ受信装置の構成を示すブロック図である。なお、図５と同様の構成には同じ符号を付し、詳しい説明は省略する。
【０１１２】
積算器６０１〜６０４は、レベル検出器１２０〜１２３の出力を積算して平均化処理を行って出力する。以下、実施の形態５と同様に、アンテナ毎の最低レベル帯域を検出し、アンテナ毎の最低レベル帯域の平均受信レベルが最も高いアンテナを選択するようにダイバーシチを行う。
【０１１３】
このように、帯域毎の平均受信レベルを用いてアンテナ選択を行うことにより、アンテナ選択の精度を向上させ、誤り率特性を改善することができる。
【０１１４】
（実施の形態７）
本発明の実施の形態７に係るＯＦＤＭ受信装置は、上記実施の形態１又は実施の形態３から６に係るＯＦＤＭ受信装置と同様の構成を有し、但しレベル検出器１２０〜１２３により簡素な構成のものを採用し、より演算量を減らしたものである。
【０１１５】
なお、本実施の形態においては、入力信号がＱＰＳＫ変調された信号である場合について説明する。
【０１１６】
本実施の形態のレベル検出器は、Ｉ成分とＱ成分の絶対値から包絡線情報を近似算出し、受信レベルを検出するものである。
【０１１７】
包絡線情報Ｚは、Ｚ＝√（｜Ｉ｜２＋｜Ｑ｜２）で求めることができるが、二乗和を求めるには比較的多くの演算量を要す。そこで少ない演算量で済むように、Ｚ＝｜Ｉ｜＋｜Ｑ｜で近似的に算出することも考えられるが、この近似式を用いると、最大（位相が４５°の時）で、二乗和√（｜Ｉ｜２＋｜Ｑ｜２）で算出した値の１．４１４倍、すなわち約４１％の誤差を生じ、誤り率特性が劣化する。
【０１１８】
そこで本実施の形態では、ビットシフトにより簡易に行うことができる乗算を用いた近似式を利用する。すなわち、｜Ｉ｜＞｜Ｑ｜の場合はＺ＝｜Ｉ｜＋０．３７５×｜Ｑ｜、｜Ｑ｜＞｜Ｉ｜の場合はＺ＝｜Ｑ｜＋０．３７５×｜Ｉ｜、を近似式として用いる。
【０１１９】
図７は、この近似式において｜Ｉ｜＞｜Ｑ｜の時、すなわち０≦θ≦４５°の範囲、における位相θと推定半径、すなわち振幅、の関係を理論計算で求めた結果を示したグラフである。このグラフより、上記近似式を用いることによって、二乗和で求めた場合に比べ７％以内の誤差で包絡線情報を得ることができることがわかる。
【０１２０】
以下、図８を用いて、上記近似式を用いて包絡線情報を求め、受信レベルを検出する、本実施の形態に係るＯＦＤＭ受信装置のレベル検出器について説明する。図８は、本発明の実施の形態７に係るＯＦＤＭ受信装置のレベル検出器の構成を示すブロック図である。
【０１２１】
ＤＦＴ後の入力信号の一キャリアのＩ成分とＱ成分は、絶対値検出器８０１、８０２に入力される。絶対値検出器８０１、８０２は、入力信号の絶対値を取り、減算器８０５及び加算器８１０へ出力する。Ｉ成分とＱ成分の選択は、スイッチ８０３、８０４により行われる。減算器８０５の減算結果は判定器８０６によって判定され、判定結果はスイッチ８０３、８０４の制御に反映される。
【０１２２】
２ビットシフト器８０７と３ビットシフト器８０８は、スイッチ８０４の出力をそれぞれ２ビット及び３ビットシフトさせる。２ビットシフト器８０７と３ビットシフト器８０８の出力は、加算器８０９によって加算される。これにより、上記近似式における０．３７５の乗算処理がなされる。加算器８１０は、スイッチ８０３の出力と加算器８０９の出力を加算し、包絡線情報を出力する。
【０１２３】
次いで、本実施の形態に係るＯＦＤＭ受信装置のレベル検出器の動作を説明する。
【０１２４】
Ｉ成分とＱ成分は、それぞれ絶対値検出器８０１，８０２によって絶対値を検出され、｜Ｉ｜と｜Ｑ｜が得られる。
【０１２５】
次いで、絶対値検出器８０１，８０２の出力（｜Ｉ｜と｜Ｑ｜）は、減算器８０５で減算処理され、その出力を用いて判定器８０６が大小判定を行う。又、絶対値検出器８０１，８０２の出力（｜Ｉ｜と｜Ｑ｜）は、それぞれスイッチ８０３、８０４によって選択され、出力される。スイッチ８０３、８０４は判定器８０６の判定結果に応じて出力する信号を選択する。
【０１２６】
スイッチ８０３は、判定器８０６の出力が｜Ｉ｜＞｜Ｑ｜であれば｜Ｉ｜を出力し、｜Ｑ｜＞｜Ｉ｜であれば｜Ｑ｜を出力する。スイッチ８０４は、判定器８０６の出力が｜Ｉ｜＞｜Ｑ｜であれば｜Ｑ｜を出力し、｜Ｑ｜＞｜Ｉ｜であれば｜Ｉ｜を出力する。すなわち、スイッチ８０３は｜Ｉ｜と｜Ｑ｜との大きい方を出力し、スイッチ８０４は｜Ｉ｜と｜Ｑ｜との小さい方を出力する。
【０１２７】
次いで、スイッチ８０４から出力された｜Ｉ｜と｜Ｑ｜の小さい方は、２ビットシフト器８０７と３ビットシフト器８０８によってそれぞれ２ビットシフト及び３ビットシフトされる。
【０１２８】
１ビットシフトによって振幅は半分になるため、２ビットシフトでは０．２５倍、３ビットシフトでは０．１２５倍となる。従って、２ビットシフト器８０７の出力信号の振幅は、スイッチ８０４の出力信号の振幅の０．２５倍であり、３ビットシフト器８０８の出力信号の振幅は、スイッチ８０４の出力信号の振幅の０．１２５倍となる。
【０１２９】
次いで加算器８０９が、２ビットシフト器８０７の出力信号（０．２５×｜Ｉ｜又は０．２５×｜Ｑ｜）と３ビットシフト器８０８の出力信号（０．１２５×｜Ｉ｜又は０．１２５×｜Ｑ｜）を加算するため、加算器８０９の出力信号は、０．３７５×｜Ｉ｜又は０．３７５×｜Ｑ｜となる。
【０１３０】
最後に、加算器８１０が、スイッチ８０３の出力信号（｜Ｉ｜又は｜Ｑ｜）と、加算器８０９の出力信号（０．３７５×｜Ｉ｜又は０．３７５×｜Ｑ｜）と、を加算し、前記近似式による包絡線情報Ｚを得ることができる。
【０１３１】
このように、本実施の形態に係るＯＦＤＭ受信装置は、受信レベルの検出に用いるレベル検出器が、乗算器及びメモリを用いない簡素な構成を採り、包絡線を求めてレベルを検出する方法を採るため、装置が簡素化し、又、必要な演算量を減らすことができる。
【０１３２】
又、包絡線の算出においては、二乗和の演算を行わず、回路上ではビットシフトで実現することができる簡単な乗算と、加算のみからなる近似式を用いることで、更に必要な演算量を減らすことができる。
【０１３３】
本実施の形態においては、入力信号がＱＰＳＫ変調された信号である場合について説明しているが、入力信号をＩ成分・Ｑ成分で処理する場合であれば同様に適用することができる。
【０１３４】
（実施の形態８）
本発明の実施の形態８に係るＯＦＤＭ受信装置は、上記実施の形態１から７に係るＯＦＤＭ受信装置と同様の構成を有し、但し遅延検波器に乗算器及びメモリを用いないようにして回路規模を低減させたものである。
【０１３５】
以下、図９を用いて、本実施の形態に係るＯＦＤＭ受信装置について説明する。図９は、本発明の実施の形態８に係るＯＦＤＭ受信装置の遅延検波器の構成を示すブロック図である。本実施の形態に係る遅延検波器は、位相を求める演算を減らすようにしている。
【０１３６】
なお、本実施の形態においては、入力信号がＱＰＳＫ変調された信号である場合について説明する。
【０１３７】
入力信号のＩ成分とＱ成分は、それぞれ絶対値検出器９０１、９０２により絶対値検出され、減算器９０３へ出力される。
【０１３８】
又、入力信号のＩ成分とＱ成分は、象限判定器９０４に入力され、象限が判定される。以下、象限判定器９０４について詳述する。
【０１３９】
入力信号のＩ成分とＱ成分から位相を求める場合、Ｉ、Ｑベースバンド信号の位相Θ＝ａｒｃｔａｎ（Ｑ／Ｉ）を計算する必要があるが、このａｒｃｔａｎ（Ｑ／Ｉ）は、以下の式▲１▼に基づいて近似することができる。
ａｒｃｔａｎ（Ｑ／Ｉ）＝｜Ｉ｜−｜Ｑ｜      −▲１▼
【０１４０】
図１０は、ａｒｃｔａｎ（Ｑ／Ｉ）と｜Ｉ｜−｜Ｑ｜との関係を示したグラフである。このようにΘ＝｜Ｉ｜−｜Ｑ｜で近似しても誤差は１．８°以内にすることができる。
【０１４１】
象限判定器９０４は、上記近似式に基づいて、｜Ｉ｜−｜Ｑ｜≒−４Θ／π＋１であれば第１象限であると判定し、以下同様に、｜Ｉ｜−｜Ｑ｜≒４Θ／π−３であれば第２象限、｜Ｉ｜−｜Ｑ｜≒−４Θ／π−３であれば第３象限、｜Ｉ｜−｜Ｑ｜≒４Θ／π＋１であれば第４象限、と判定する。
【０１４２】
次いで、変換器９０５は、減算器９０３の出力を象限判定器９０４の判定結果に応じて変換し、位相Θを求める。
【０１４３】
最後に、減算器９０６は、変換器９０５の出力と、変換器９０５の出力を１シンボル遅らせる遅延器９０７の出力と、を減算し、遅延検波信号を出力する。
【０１４４】
このように本実施の形態によれば、遅延検波器において、乗算器及びメモリを用いてａｒｃｔａｎ（Ｑ／Ｉ）の演算を行う替わりに、｜Ｉ｜と｜Ｑ｜の減算及び位相が属する象限の判定を行うことにより、必要な演算量を削減し、回路規模を低減することができる。
【０１４５】
本実施の形態においては、入力信号がＱＰＳＫ変調された信号である場合について説明しているが、入力信号をＩ成分・Ｑ成分で処理する場合であれば同様に適用することができる。
【０１４６】
以上、実施の形態１〜８で述べたように、ＯＦＤＭ方式無線通信においては、受信レベルが最も落ち込んだキャリアに回線全体の品質が引きつられて落ちるため、受信レベルが最も低いキャリアを含む信号を捕らえたアンテナは用いないようにし、アンテナ毎の最低受信レベルキャリアの受信レベルが最も高いキャリアを含むアンテナを用いることによって、周波数選択性フェージング下でも適切なアンテナダイバーシチを行うことができる。
【０１４７】
又、受信レベル検出のための振幅算出や同期を取るための位相算出においては、誤差の少ない簡単な近似式を用いることによって、演算量の多い乗算器を省く構造とし、受信装置全体での必要演算量を低減することができ、信号処理速度を早めることができる。
【０１４８】
なお、上記実施の形態１〜８において、既知参照信号はパイロットシンボルに限らない。
【０１４９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、周波数選択性フェージング発生時に適切なアンテナダイバーシチを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係るＯＦＤＭ受信装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態２に係るＯＦＤＭ受信装置の構成を示すブロック図
【図３】本発明の実施の形態３に係るＯＦＤＭ受信装置の構成を示すブロック図
【図４】本発明の実施の形態４に係るＯＦＤＭ受信装置の構成を示すブロック図
【図５】本発明の実施の形態５に係るＯＦＤＭ受信装置の構成を示すブロック図
【図６】本発明の実施の形態６に係るＯＦＤＭ受信装置の構成を示すブロック図
【図７】本発明の実施の形態７に係るＯＦＤＭ受信装置のレベル検出器で用いる包絡線情報算出近似式の理論計算結果を示したグラフ
【図８】本発明の実施の形態７に係るＯＦＤＭ受信装置のレベル検出器の構成を示すブロック図
【図９】本発明の実施の形態８に係るＯＦＤＭ受信装置の遅延検波器の構成を示すブロック図
【図１０】本発明の実施の形態８に係るＯＦＤＭ受信装置の遅延検波器で用いる位相算出近似式の理論計算結果を示したグラフ
【図１１】従来のＯＦＤＭ受信装置の構成を示すブロック図
【図１２】従来のＯＦＤＭ受信装置の遅延検波器の構成を示すブロック図
１０１，１０２  アンテナ
１０３  アンテナ切替器
１０６  ＤＦＴ回路
１０７〜１１０  遅延検波器
１１１〜１１８  判定器
１２０〜１２３  レベル検出器
１２８、１２９  メモリ
２０１〜２０４  減算器
３０１  積算器
３０２  スイッチ
３０３、３０４  メモリ
３０５  減算器
３０６  判定器
４０１〜４０４  フィルター
５０１〜５０３  間引回路
６０１〜６０４  積算器
８０１、８０２  絶対値検出器
８０７  ２ビットシフト器
８０８  ３ビットシフト器
９０１、９０２  絶対値検出器
９０４  象限判定器
９０５  変換器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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