(57)【要約】【課題】  ダイバーシティ受信機に関し、複数のブランチにおける受信信号間に１シンボル以上のタイミングずれがある場合にも、各受信信号のタイミングを揃えて、正常に合成ダイバーシティ受信することができるダイバーシティ受信機を得ることを目的とする。【解決手段】  復調部１及び復調部２により遅延検波された軟判定データ１０３及び１０４を、タイミング調整回路によりタイミング調整する。遅延回路４は軟判定データ１０７を所定シンボル数分遅延し遅延軟判定データ１０９を生成し、遅延回路５は軟判定データ１０８を上記所定シンボル数分の遅延量を含む複数の遅延量により遅延した遅延軟判定データ１１０を生成する。遅延軟判定データ１０９と１１０との相関値を演算し、相関値が最大となる遅延軟判定データ１１０を選択し、合成回路９により遅延軟判定データ１０９と合成する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のブランチの受信信号を復調し、第１の軟判定データ及び第１のタイミング情報を生成する第１の復調部と、第２のブランチの受信信号を復調し、第２の軟判定データ及び第２のタイミング情報を生成する第２の復調部と、上記第１の軟判定データと上記第２の軟判定データを上記第１及び第２のタイミング情報に基づきタイミング調整するタイミング調整回路と、このタイミング調整回路によりタイミング調整した第１の軟判定データを所定シンボル数分の遅延量により遅延させた第１の遅延軟判定データを生成する第１の遅延回路と、上記タイミング調整回路によりタイミング調整した第２の軟判定データを、上記所定シンボル数分の遅延量を含む複数の遅延量により遅延させた複数の遅延軟判定データよりなる第２の遅延軟判定データを生成する第２の遅延回路と、上記第１の遅延軟判定データと上記第２の遅延軟判定データの各データとの相関値に基づき、上記第２の遅延軟判定データ中の１のデータを選択し出力するセレクタ回路と、このセレクタ回路から出力された上記１のデータと上記第１の遅延軟判定データとを合成する合成回路とを備えたことを特徴とするダイバーシティ受信機。
【請求項２】
第１のブランチの受信信号を復調し、第１の軟判定データ及び第１のタイミング情報を生成する第１の復調部と、第２のブランチの受信信号を復調し、第２の軟判定データ及び第２のタイミング情報を生成する第２の復調部と、上記第１の軟判定データと上記第２の軟判定データを上記第１及び第２のタイミング情報に基づきタイミング調整するタイミング調整回路と、このタイミング調整回路によりタイミング調整した第１の軟判定データを所定シンボル数分の遅延量により遅延させた第１の遅延軟判定データを生成する第１の遅延回路と、上記タイミング調整回路によりタイミング調整した第２の軟判定データを、上記所定シンボル数分の遅延量を含む複数の遅延量により遅延させた複数の遅延軟判定データよりなる第２の遅延軟判定データを生成する第２の遅延回路と、上記第１の遅延軟判定データを硬判定した第１の遅延硬判定データと、上記第２の遅延軟判定データを硬判定した第２の遅延硬判定データの各データとの相関値に基づき、上記第２の遅延軟判定データ中の１のデータを選択し出力するセレクタ回路と、このセレクタ回路から出力された上記１のデータと上記第１の遅延軟判定データとを合成する合成回路とを備えたことを特徴とするダイバーシティ受信機。
【請求項３】
上記複数の遅延量は、上記所定シンボル数分の遅延量を含み、上記所定シンボル数分の遅延量に１シンボル数分の遅延量を加算した遅延量と、上記所定シンボル数分の遅延量に１シンボル数分の遅延量を減算した遅延量とを含むことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のダイバーシティ受信機。
【請求項４】
上記所定シンボル数を正の整数Ｎとし、上記複数の遅延量は、０から２Ｎまでの各整数に１シンボル数分の遅延量を乗じた遅延量としたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のダイバーシティ受信機。
【請求項５】
上記セレクタ回路は、上記相関値のうちの最大値が所定値よりも小さい場合には、上記１のデータの出力を停止すること特徴とする請求項１又は請求項２に記載のダイバーシティ受信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ディジタル移動体通信、ディジタル衛星通信及びディジタル移動体衛星通信等のディジタル無線通信機器に使用するダイバーシティ受信機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ディジタル無線通信においては、電波が周囲の地形や建物から反射、回折、散乱を受けることにより、受信信号の振幅や位相が激しく変動するフェージングが生じることがある。このフェージング環境下での受信特性を改善するための技術の一つとして、複数のブランチで信号を受信しそれらを合成する合成ダイバーシティ受信技術が知られている。合成ダイバーシティ受信には、復調前の信号を合成する検波前合成ダイバーシティ受信と、復調後の信号を合成する検波後合成ダイバーシティ受信の２種類があるが、伝送速度が高速になると位相を合わせて復調前の信号を合成することが困難であり、検波後合成ダイバーシティ受信が用いられることが多い。
【０００３】
例えば、特許文献１には、複数のブランチで受信される信号のタイミングを揃えて検波後合成ダイバーシティ受信を行う従来のダイバーシティ受信機が記載されている。この従来のダイバーシティ受信機は、それぞれのブランチにおいてシンボルタイミングを検出し、検出したシンボルタイミングに基づいて複数のブランチのタイミングを揃えて受信信号が合成されるものであり、複数のブランチで受信した受信信号を最適なタイミングでサンプリングし、フェージング環境下でも安定して復調を行うことができるものである。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２６８６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来のダイバーシティ受信機は、複数のブランチにおける受信信号間に、相対的に１シンボル以上の大きなタイミングずれが生じる場合には、シンボル位置に基づいて合成した受信信号が、１シンボル分のずれを生じたまま合成される可能性があり、正常な合成ダイバーシティ受信ができず、大きなフェージング環境下では安定した復調をすることができなくなるという問題点があった。
【０００６】
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、複数のブランチにおける受信信号間に１シンボル以上のタイミングずれがある場合にも、各受信信号のタイミングを揃えて、正常に合成ダイバーシティ受信することができるダイバーシティ受信機を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明に係るダイバーシティ受信機は、第１のブランチの受信信号を復調し、第１の軟判定データ及び第１のタイミング情報を生成する第１の復調部と、第２のブランチの受信信号を復調し、第２の軟判定データ及び第２のタイミング情報を生成する第２の復調部と、上記第１の軟判定データと上記第２の軟判定データを上記第１及び第２のタイミング情報に基づきタイミング調整するタイミング調整回路と、このタイミング調整回路によりタイミング調整した第１の軟判定データを所定シンボル数分の遅延量により遅延させた第１の遅延軟判定データを生成する第１の遅延回路と、上記タイミング調整回路によりタイミング調整した第２の軟判定データを、上記所定シンボル数分の遅延量を含む複数の遅延量により遅延させた複数の遅延軟判定データよりなる第２の遅延軟判定データを生成する第２の遅延回路と、上記第１の遅延軟判定データと上記第２の遅延軟判定データの各データとの相関値に基づき、上記第２の遅延軟判定データ中の１のデータを選択し出力するセレクタ回路と、このセレクタ回路から出力された上記１のデータと上記第１の遅延軟判定データとを合成する合成回路とを備えたものである。
【０００８】
請求項２の発明に係るダイバーシティ受信機は、第１のブランチの受信信号を復調し、第１の軟判定データ及び第１のタイミング情報を生成する第１の復調部と、第２のブランチの受信信号を復調し、第２の軟判定データ及び第２のタイミング情報を生成する第２の復調部と、上記第１の軟判定データと上記第２の軟判定データを上記第１及び第２のタイミング情報に基づきタイミング調整するタイミング調整回路と、このタイミング調整回路によりタイミング調整した第１の軟判定データを所定シンボル数分の遅延量により遅延させた第１の遅延軟判定データを生成する第１の遅延回路と、上記タイミング調整回路によりタイミング調整した第２の軟判定データを、上記所定シンボル数分の遅延量を含む複数の遅延量により遅延させた複数の遅延軟判定データよりなる第２の遅延軟判定データを生成する第２の遅延回路と、上記第１の遅延軟判定データを硬判定した第１の遅延硬判定データと、上記第２の遅延軟判定データを硬判定した第２の遅延硬判定データの各データとの相関値に基づき、上記第２の遅延軟判定データ中の１のデータを選択し出力するセレクタ回路と、このセレクタ回路から出力された上記１のデータと上記第１の遅延軟判定データとを合成する合成回路とを備えたものである。
【０００９】
請求項３の発明に係るダイバーシティ受信機は、請求項１又は請求項２の発明に係るダイバーシティ受信機において、上記複数の遅延量は、上記所定シンボル数分の遅延量を含み、上記所定シンボル数分の遅延量に１シンボル数分の遅延量を加算した遅延量と、上記所定シンボル数分の遅延量に１シンボル数分の遅延量を減算した遅延量とを含むものである。
【００１０】
請求項４の発明に係るダイバーシティ受信機は、請求項１又は請求項２の発明に係るダイバーシティ受信機において、上記所定シンボル数を正の整数Ｎとし、上記複数の遅延量は、０から２Ｎまでの各整数に１シンボル数分の遅延量を乗じた遅延量としたものである。
【００１１】
請求項５の発明に係るダイバーシティ受信機は、請求項１又は請求項２の発明に係るダイバーシティ受信機において、上記セレクタ回路は、上記相関値のうちの最大値が所定値よりも小さい場合には、上記１のデータの出力を停止するものである。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１乃至請求項５に記載の発明によれば、第１の遅延回路により、第１の軟判定データを所定シンボル数分の遅延量により遅延させて第１の遅延軟判定データを生成し、第２の遅延回路により、第２の軟判定データを上記所定シンボル数分の遅延量を含む複数の遅延量により遅延させて複数の遅延軟判定データよりなる第２の遅延軟判定データを生成し、上記第１の遅延軟判定データと上記第２の遅延軟判定データの各データとの相関値、又は硬判定後の相関値に基づき、セレクタ回路により、上記第２の遅延軟判定データ中の１のデータを選択し、このセレクタ回路から出力された上記１のデータと上記第１の遅延軟判定データとを合成するので、第１及び第２のブランチにおける受信信号間に１シンボル以上のタイミングずれがある場合にも、各受信信号のタイミングを揃えて、正常に合成ダイバーシティ受信することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
実施の形態１
【００１４】
この発明の実施の形態１に係るダイバーシティ受信機について図１乃至図４を用いて説明する。図１はこの発明の実施の形態１に係るダイバーシティ受信機の構成を示すブロック図である。図１において、１は複数のブランチのうち第１ブランチにおける受信信号１０１を復調し軟判定データ１０３及びタイミング情報１０５を出力する第１の復調部、２は複数のブランチのうち第２ブランチにおける受信信号１０２を復調し軟判定データ１０４及びタイミング情報１０６を出力する第２の復調部、３は軟判定データ１０３及び軟判定データ１０５をタイミング情報１０５及び１０６に基づきタイミング調整し、タイミング調整後の各ブランチの軟判定データ１０７及び１０８を出力するタイミング調整回路、４はタイミング調整後の第１ブランチの軟判定データ１０７を遅延させる遅延回路、５はタイミング調整後の第２ブランチの軟判定データ１０８を遅延する遅延回路、６は遅延回路４から出力される遅延後の軟判定データ１０９と遅延回路５から出力される遅延後の軟判定データ１１０との相関値を計算し、相関値の平均値１１１を出力する相関演算部、７は相関演算部６にて計算した相関値の平均値１１１のうちいずれが最大であるかを検出する最大値検出回路であり、８は遅延回路５から出力される遅延後の軟判定データ１１０のうち、最大値検出回路７にて相関値の平均値１１１が最大とされる遅延後の軟判定データ１１０を選択し出力するセレクタ回路、９は遅延回路４から出力される遅延後の軟判定データ１０９と、セレクタ回路８が出力する遅延後の軟判定データ１１３とを合成し、ダイバーシティ合成後の軟判定データ１１４を出力する合成回路である。なお、図１に示す信号１０１乃至１１４について、太い実線で表した信号は、実部と虚部の成分を持つ複素数の信号を表している。
【００１５】
図１により表されるダイバーシティ受信機は、種々の変復調方式に対応するものであるが、ここでは、変調方式にπ／４シフト４相位相変調、復調方式に遅延検波を用いた場合を例にとり、その動作を説明する。まず、復調部１及び２における復調処理について説明する。図２は復調部１の構成を示すブロック図である。図２に示すように、第１ブランチの受信信号１０１と、遅延回路１０により遅延して得る１シンボル前の受信信号１０１との複素乗算を乗算器１１により行い、乗算器１１は軟判定データ１０３を出力する。軟判定データ１０３に基づきビットタイミング再生回路（ＢＴＲ）１２により再生クロック１１５を生成し、復調部１前段に位置するＡ／Ｄ変換器１３で受信信号１０１が抽出されている。また、ビットタイミング再生回路１２は、復調処理を行う上で最適なタイミング（以降、ナイキスト点と称す。）で受信信号１０１を抽出しているものとする。このナイキスト点の受信信号１０１を抽出するためのタイミング情報は、第１ブランチのタイミング情報１０５として復調部１から出力される。復調部２についても、図２に示す復調部１と同様の構成を有しており、受信信号１０２について遅延検波を行い、軟判定データ１０４とタイミング情報１０６を出力する。
【００１６】
第１の復調器１について、時刻ｎにおける受信信号１０１をｕ（ｎ）、時刻ｎにおける軟判定データ１０３をｙ（ｎ）とすると、ｙ（ｎ）は、次の式（１）により表される。ただし、＊は複素共役を、×は複素乗算を表す。
【００１７】
【数１】
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【００１８】
タイミング調整回路３は、第１ブランチの軟判定データ１０３と第２ブランチの軟判定データ１０４を、第１ブランチのタイミング情報１０５と第２ブランチのタイミング情報１０６に基づきタイミング調整し、タイミング調整後の第１ブランチの軟判定データ１０７と第２ブランチの軟判定データ１０８として出力する。図３は各ブランチの軟判定データ及びタイミング情報を表す信号タイミングチャートである。図３においてＳ１、Ｓ２、Ｓ３はそれぞれ１シンボル長の軟判定データを表しており、各ブランチでの受信状態に応じて、第１ブランチと第２ブランチにおける軟判定データのタイミングにΔＴのずれを生じる。タイミング調整回路３は、ΔＴのずれが無くなるように第１ブランチの軟判定データ１０３又は第２ブランチの軟判定データ１０４をシフトしてタイミング調整を行う。タイミング情報１０５と１０６は、上述のとおり、それぞれ第１ブランチと第２ブランチのナイキスト点のタイミングを表す情報であり、このタイミング情報に基づいて１シンボル内でのタイミング調整を行うことができる。各ブランチで受信される受信信号の時間ずれが１シンボル相当以内であれば、そのずれは、このタイミング調整回路３によって調整され得る。しかし、各ブランチで受信される受信信号の時間ずれが１シンボル相当以上である場合には、タイミング調整回路３によってタイミング調整された各ブランチの軟判定データ１０７と１０８は、相互に１シンボル以上のずれを生じている可能性がある。
【００１９】
遅延回路４はタイミング調整後の第１ブランチの軟判定データ１０７を所定のシンボル数Ｎ（Ｎは正の整数であり、図１に示すケースではＮ＝１である。）だけ遅延させて遅延後の軟判定データ１０９（遅延軟判定データ１０９と称す。）を生成する。一方、遅延回路５はタイミング調整後の第２ブランチの軟判定データ１０８を０シンボル分の遅延量から所定のシンボル数２Ｎ（図１及び図４に示すケースでは２シンボル）分の遅延量まで遅延させ、（２Ｎ＋１）個の遅延後の軟判定データ１１０（遅延軟判定データ１１０と称す。）を出力する。即ち、遅延回路５は、遅延回路４での遅延量であるＮシンボル数分の遅延量を含む、複数の遅延量によって各遅延量に対応して第２ブランチの軟判定データを遅延せしめ、複数の遅延軟判定データ１１０を生成している。相関演算部６は遅延回路４からの遅延軟判定データ１０９と遅延回路５からの遅延軟判定データ１１０との相関値を計算し、相関値の平均値１１１を出力する。図４は相関演算部６の構成を示すブロック図である。図４において１４乃至１６は相関値演算回路であり、１７乃至１９は相関値の平均値を算出する平均化回路である。相関値演算回路及び平均化回路は、（２Ｎ＋１）個設けるものであり、図４に示す場合では、Ｎ＝１に対応して３個の回路が設けられている。
【００２０】
相関値演算回路１４は、遅延回路４からの遅延軟判定データ１０９と、遅延量が０である遅延回路５からの遅延軟判定データ１１０との相関値（信号１１６）を、相関値演算回路１５は、遅延回路４からの遅延軟判定データ１０９と、遅延量が１シンボルである遅延回路５からの遅延軟判定データ１１０との相関値（信号１１７）を、相関値演算回路１６は、遅延回路４からの遅延軟判定データ１０９と、遅延量が２シンボルである遅延回路５からの遅延軟判定データ１１０との相関値（信号１１８）をそれぞれ算出する。時刻ｎにおける遅延回路４からの遅延軟判定データ１０９をｄ１（ｎ）、遅延量が０である遅延回路５からの遅延軟判定データ１１０をｄ２０（ｎ）、相関値演算回路１４により算出する相関値（信号１１６）をＣＯＲ１（ｎ）とすると、ＣＯＲ１（ｎ）は次の式（２）により表される。ただし、Ｒｅ｛｝は複素数の実部を、Ｉｍ｛｝は複素数の虚部を表す。
【００２１】
【数２】
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【００２２】
相関値演算回路１５、１６により算出する相関値（信号１１７、１１８）をＣＯＲ２（ｎ）、ＣＯＲ３（ｎ）とし、遅延量が１シンボルである遅延回路５からの遅延軟判定データ１１０をｄ２１（ｎ）、遅延量が２シンボルである遅延回路５からの遅延軟判定データ１１０をｄ２２（ｎ）とすれば、式（２）と同様に、ＣＯＲ２（ｎ）、ＣＯＲ３（ｎ）は、次の式（３）、（４）により表される。
【００２３】
【数３】
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【００２４】
また、これらの相関値は、遅延回路４及び遅延回路５の各出力信号を硬判定した結果により算出してもよく、この場合の各相関値は、次の式（５）乃至（７）により表される。
【００２５】
【数４】
2008193471.tif 000006
【００２６】
平均化回路１７、１８、１９は、それぞれ相関値演算回路１４の出力信号１１６、相関値演算回路１５の出力信号１１７、相関値演算回路１６の出力信号１１８について移動平均等の平均化処理を行い、それぞれの相関値についての平均値１１１を出力する。最大値検出回路７は、相関演算部６にて計算した相関値の平均値１１１のうちいずれが最大であるかを検出し、相関値の平均値が最大となる遅延軟判定データ１１０を選択するように制御する選択制御信号１１２を出力する。セレクタ回路８は、選択制御信号１１２に基づき、遅延回路５からの遅延軟判定データ１１０のうち、最大値検出回路７にて遅延軟判定データ１０９との相関値が最大とされた遅延軟判定データ１１０を選択し出力する。
【００２７】
セレクタ回路８から出力された遅延軟判定データ１１３は、複数の遅延量により遅延された遅延軟判定データ１１０のうち、第１ブランチでの遅延軟判定データ１０９と最も相関値が高く、合成回路９は第１ブランチでの遅延軟判定データ１０９と第２ブランチでの遅延軟判定データ１１３とを合成し、ダイバーシティ合成後の軟判定データ１１４を出力する。合成回路９における合成の方法は、遅延後軟判定データ１０９と遅延後軟判定データ１１３とを複素加算して出力する合成方法でも良いし、遅延後軟判定データ１０９と遅延後軟判定データ１１３のうち、信号レベルが大きい方を選択し出力する合成方法であっても良い。このダイバーシティ合成後の軟判定データ１１４は、後段の判定回路や、誤り訂正部に入力されて処理が行われる。
【００２８】
以上のように、第１のブランチの軟判定データを所定シンボル数分の遅延量により遅延させた第１の遅延軟判定データと、第２のブランチの軟判定データを上記の所定シンボル数分の遅延量を含む複数の遅延量により遅延させて得る複数の遅延軟判定データからなる第２の遅延軟判定データとの相関をとることにより、合成ダイバーシティ受信を行うための正しいタイミングを検出することができ、複数のブランチ間の受信信号に１シンボル以上のタイミングずれがあった場合にも、正常に合成ダイバーシティ受信を行うことができる。
【００２９】
実施の形態２
【００３０】
この発明の実施の形態２に係るダイバーシティ受信機を図５により説明する。図５はこの発明の実施の形態２に係るダイバーシティ受信機の構成を示すブロック図である。図５において、７ａは相関演算部６にて計算した相関値の平均値１１１のうちいずれが最大であるかを検出するとともに、その最大値を所定の閾値と比較し、セレクタ回路８の出力をＯＮ／ＯＦＦする制御信号１１９を出力する最大値検出回路、２０は制御信号１１９に基づきセレクタ回路８の出力信号をＯＮ／ＯＦＦするスイッチである。図５において、図１と同一の符号を付した回路は、図１におけるそれらの回路と同一又は相当する回路であることを示す。
【００３１】
スイッチ２０の動作により、最大相関値が所定の閾値よりも大きい場合には、スイッチ２０はＯＮ状態となり、セレクタ回路８において選択される遅延軟判定データ１１３がスイッチ２０を介して合成回路９への入力信号線１２０に出力される。最大相関値が所定の閾値よりも小さい場合には、スイッチ２０はＯＦＦ状態になり、セレクタ回路８において選択される遅延軟判定データ１１３は、合成回路９への入力信号線１２０へ出力されない。
【００３２】
以上のように、この実施の形態２によれば、最大値検出回路が相関値のうちの最大値を検出し、その最大値を所定の閾値と比較して、最大値が所定の閾値よりも小さい場合には、セレクタ回路８から出力される遅延軟判定データ１１３を合成回路９へ入力しないようにスイッチ２０を制御する。これによって、ブランチ間の受信信号のタイミング誤差が想定する値以上の大きな値であり、相関がとれないような場合に、誤ったタイミングによって各ブランチでの遅延軟判定データを合成してしまうことを防止し、ダイバーシティ合成性能の劣化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】この発明の実施の形態１に係るダイバーシティ受信機の構成を示すブロック図である。
【図２】復調部の構成を示すブロック図である。
【図３】各ブランチの軟判定データ及びタイミング情報を表す信号タイミングチャートである。
【図４】相関演算部の構成を示すブロック図である。
【図５】この発明の実施の形態２に係るダイバーシティ受信機の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００３４】
１、２  復調部
３  タイミング調整回路
４  第１の遅延回路
５  第２の遅延回路
６  相関演算部
７  最大値検出回路
８  セレクタ回路
９  合成回路
２０  スイッチ
【図１】
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【図２】
2008193471.tif 000008
【図３】
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【図４】
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【図５】
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