(57)【要約】【課題】  指向性アンテナの切換えにおいて、アンテナ切換え後の周波数オフセットの変動による影響を軽減する受信装置を提供する。【解決手段】  受信装置は、異なる指向性を備える複数のアンテナの中から選択した１つのアンテナを介して放送信号を受信し、放送信号受信部と、前記放送信号受信部に受信された放送信号からベースバンド信号を取得するチューナ部と、前記チューナ部で得られたベースバンド信号の周波数オフセットを検出する周波数オフセット検出部と、前記ベースバンド信号に基づく受信状況に応じて、前記放送信号を受信するアンテナを前記複数のアンテナ間で切換えることを決定するとともに、切換え先の該アンテナの指向性を示す情報を出力するアンテナ切換え制御部と、前記ベースバンド信号に対し、前記周波数オフセットと前記アンテナの指向性を示す情報に基づいて、送信側の送信周波数との同期をとる周波数制御部と、前記周波数制御部で周波数同期がなされた前記ベースバンド信号を復調する復調部とを備える。【選択図】      図１
2008113265.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる指向性を備える複数のアンテナの中から選択した１つのアンテナを介して放送信号を受信し、放送信号受信部と、
前記放送信号受信部に受信された放送信号からベースバンド信号を取得するチューナ部と、
前記チューナ部で得られたベースバンド信号の周波数オフセットを検出する周波数オフセット検出部と、
前記ベースバンド信号に基づく受信状況に応じて、前記放送信号を受信するアンテナを前記複数のアンテナ間で切換えることを決定するとともに、切換え先の該アンテナの指向性を示す情報を出力するアンテナ切換え制御部と、
前記ベースバンド信号に対し、前記周波数オフセットと前記アンテナの指向性を示す情報に基づいて、送信側の送信周波数との同期をとる周波数制御部と、
前記周波数制御部で周波数同期がなされた前記ベースバンド信号を復調する復調部と
を備えることを特徴とする受信装置。
【請求項２】
前記周波数制御部は、
ループフィルタと送信側の送信周波数との同期をとるための補正信号を生成する補正信号生成部を含み、
前記周波数制御部は、前記アンテナの指向性を示す情報に基づいて、前記ループフィルタに設定するフィルタ係数を設定し、
前記ループフィルタは、前記フィルタ係数と前記周波数オフセットを用いて、前記補正信号生成部に与える周波数オフセット補正値を求め、これを該補正信号生成部に出力し、
前記補正信号生成部は、前記周波数オフセット補正値を用いて前記補正信号を生成する
ことを特徴とする請求項１に記載の受信装置。
【請求項３】
異なる指向性を備える複数のアンテナの中から選択した１つのアンテナを介して放送信号を受信し、放送信号受信部と、
前記放送信号受信部に受信された放送信号からベースバンド信号を取得するチューナ部と、
前記チューナ部で得られたベースバンド信号の周波数オフセットを検出する周波数オフセット検出部と、
所定の期間における前記周波数オフセットの最大値と最小値の差を求め、これを保持する周波数オフセット保持部と、
前記ベースバンド信号に基づく受信状況に応じて、前記放送信号を受信するアンテナを前記複数のアンテナ間で切換えることを決定するとともに、切換え先の該アンテナの指向性を示す情報を出力するアンテナ切換え制御部と、
前記ベースバンド信号に対し、前記周波数オフセットと前記周波数オフセットの最大値と最小値の差に基づいて、送信側の送信周波数との同期をとる周波数制御部と、
前記周波数制御部で周波数同期がなされた前記ベースバンド信号を復調する復調部と
を備えることを特徴とする受信装置。
【請求項４】
前記周波数制御部は、
ループフィルタと送信側の送信周波数との同期をとるための補正信号を生成する補正信号生成部を含み、
前記周波数制御部は、前記周波数オフセットと前記周波数オフセットの最大値と最小値の差に基づいて、前記ループフィルタに設定するフィルタ係数を設定し、
前記ループフィルタは、前記フィルタ係数と前記周波数オフセットを用いて、前記補正信号生成部に与える周波数オフセット補正値を求め、これを該補正信号生成部に出力し、
前記補正信号生成部は、前記周波数オフセット補正値を用いて前記補正信号を生成する
ことを特徴とする請求項３に記載の受信装置。
【請求項５】
前記周波数オフセット保持部は、所定の期間における前記周波数オフセットの最大値と最小値の極性が異なると判断したとき、
前記周波数制御部は、前記周波数オフセットを短期間で収束させるべく、フィルタ係数を前記ループフィルタに設定する
ことを特徴とする請求項４に記載の受信装置。
【請求項６】
前記フィルタ係数は、アンテナの指向性の種類に基づいて決定されることを特徴とする請求項３乃至５のいずれかに記載の受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、地上波デジタル放送において用いられる直交周波数分割多重(OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing)信号を複数のアンテナで受信する受信装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、通信技術の発展により、各種放送におけるデジタル化が進み、地上波テレビ放送においてもアナログ放送からデジタル放送へ移行しつつある。この地上波デジタルテレビ放送において、複数のキャリアを同時に用いたマルチキャリア伝送方式であるOFDM方式が採用されている。このOFDM方式を利用したデジタル放送の受信装置において、所望するチャンネルの放送信号を受信するために、所望するチャンネルに対する同期周波数制御値（キャリア周波数）を再生することが重要であり、その中でも再生されるキャリア周波数の制御の正確性が求められ、このため周波数同期のための引き込み処理（キャリア同期）が行われる。
【０００３】
ここで、送信側での送信周波数と受信側での受信周波数のずれのことを周波数オフセットと呼び、この周波数のずれを正確に補正しなければ、受信信号の品質は著しく劣化することになる。
【０００４】
上述の引き込み処理が行われるとき、所望するチャンネルに対する同期周波数制御値（キャリア周波数）へ収束するための制御ループが実現される。また、引き込み処理による同期周波数制御値（キャリア周波数）への収束時間を短くするために、同期周波数制御値（キャリア周波数）を変化させる変化幅である周波数オフセットの補正制御ステップ幅が大きく設定される。この周波数オフセットの補正制御ステップ幅は、サブキャリア間隔以内の周波数オフセット（周波数誤差）によって設定される値であり、同期周波数制御値（キャリア周波数）を得るための制御ループに対するループゲインに相当する。
【０００５】
以下の特許文献１は、同期外れを検出した場合、受信機にリセットをかけて、新たな同期を得るために、引き込み処理を起動する技術を開示している。この技術は、引き込み処理の実施時は、周波数オフセットの補正制御ステップ幅（ループゲイン）を大きくして、同期の高速化を図り、一方で、引き込み期間が終了すると、周波数オフセットの補正制御ステップ幅（ループゲイン）の値を小さくし、周波数オフセット補正値の算出精度を高めて、同期精度を高めるものである。
【特許文献１】WO 2003/032543号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般に、所望する電波の到来方向を推定し、アンテナパターンを自律的に指向させるエスパアンテナ（指向性切換えアンテナ）を用いたダイバーシチ受信機において、指向性を切換えながら受信を行う場合、無指向性の場合と有指向性の場合では、指向性に基づくドップラシフトの影響により、受信した周波数オフセットの変動のばらつき（大きさ）に差が生じる。
【０００７】
このため、このような複数のアンテナを備える切換えダイバーシチ受信機においては、同期が外れた場合、通常、受信機の同期処理をリセットし、周波数オフセットの補正制御ステップ幅（ループゲイン）を小さく設定し、周波数オフセットの揺らぎを収束させるよう調整して新たに同期処理を実施する。
【０００８】
しかしながら、複数の指向性アンテナを備える受信機のアンテナ切換えにおいて、同期が外れなかった場合、同期処理のリセットが実施されず、アンテナ切換え後の任意の期間（同期周波数制御値が収束するまでの期間）、同期周波数制御値の精度に影響を与えることになる。
【０００９】
そこで、本発明の課題は、指向性アンテナの切換えにおいて、アンテナ切換え後の周波数オフセットの変動による影響を軽減する受信装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題に鑑み、本発明はそれぞれ以下の特徴を有する。
【００１１】
請求項１の発明は、受信装置であって、異なる指向性を備える複数のアンテナの中から選択した１つのアンテナを介して放送信号を受信し、放送信号受信部と、前記放送信号受信部に受信された放送信号からベースバンド信号を取得するチューナ部と、前記チューナ部で得られたベースバンド信号の周波数オフセットを検出する周波数オフセット検出部と、前記ベースバンド信号に基づく受信状況に応じて、前記放送信号を受信するアンテナを前記複数のアンテナ間で切換えることを決定するとともに、切換え先の該アンテナの指向性を示す情報を出力するアンテナ切換え制御部と、前記ベースバンド信号に対し、前記周波数オフセットと前記アンテナの指向性を示す情報に基づいて、送信側の送信周波数との同期をとる周波数制御部と、前記周波数制御部で周波数同期がなされた前記ベースバンド信号を復調する復調部とを備えることを特徴とする。
【００１２】
この特徴により、選択したアンテナに対応した、より精度の高い周波数補正同期処理を実現でき、特に切換え後の受信信号の性能劣化を防止することができる。
【００１３】
なお、ここで、受信状況とは、その時に使用しているアンテナの受信電力レベルをパラメータとして、受信状況の良し悪しを判断する。すなわち、受信電力が高い場合は受信状況が良い、または受信電力が低い場合は受信状況が悪いと判断する。
【００１４】
このパラメータの数値から受信状況を判断して、アンテナを切換える。これは、ダイバーシチ受信方法に基づく考え方であり、受信電力の高いアンテナを選択することによって、高品質な受信信号を得ることを可能とする。
【００１５】
また、周波数オフセットとは、送信周波数と受信周波数のずれである。受信機では、このずれを補正してFFT（Fast Fourier Transform）および復調を行う。
【００１６】
請求項２の発明は、
請求項１に記載の受信装置において、前記周波数制御部は、ループフィルタと送信側の送信周波数との同期をとるための補正信号を生成する補正信号生成部を含み、前記周波数制御部は、前記アンテナの指向性を示す情報に基づいて、前記ループフィルタに設定するフィルタ係数を設定し、前記ループフィルタは、前記フィルタ係数と前記周波数オフセットを用いて、前記補正信号生成部に与える周波数オフセット補正値を求め、これを該補正信号生成部に出力し、前記補正信号生成部は、前記周波数オフセット補正値を用いて前記補正信号を生成することを特徴とする。
【００１７】
この特徴により、どのような指向性アンテナにも適切な周波数同期追従が可能となり、周波数同期の精度向上を図ることができる。
【００１８】
請求項３の発明は、受信装置であって、異なる指向性を備える複数のアンテナの中から選択した１つのアンテナを介して放送信号を受信し、放送信号受信部と、前記放送信号受信部に受信された放送信号からベースバンド信号を取得するチューナ部と、前記チューナ部で得られたベースバンド信号の周波数オフセットを検出する周波数オフセット検出部と、所定の期間における前記周波数オフセットの最大値と最小値の差を求め、これを保持する周波数オフセット保持部と、前記ベースバンド信号に基づく受信状況に応じて、前記放送信号を受信するアンテナを前記複数のアンテナ間で切換えることを決定するとともに、切換え先の該アンテナの指向性を示す情報を出力するアンテナ切換え制御部と、前記ベースバンド信号に対し、前記周波数オフセットと前記周波数オフセットの最大値と最小値の差に基づいて、送信側の送信周波数との同期をとる周波数制御部と、前記周波数制御部で周波数同期がなされた前記ベースバンド信号を復調する復調部とを備える。
【００１９】
この特徴により、所定期間における周波数オフセットの最大値と最小値から周波数オフセットのばらつきを判断し、このばらつきに対応した、より精度の高い周波数補正同期処理を実現でき、受信信号の性能劣化を防止することができる。
【００２０】
請求項４の発明は、請求項３に記載の受信装置において、前記周波数制御部は、ループフィルタと送信側の送信周波数との同期をとるための補正信号を生成する補正信号生成部を含み、前記周波数制御部は、前記周波数オフセットと前記周波数オフセットの最大値と最小値の差に基づいて、前記ループフィルタに設定するフィルタ係数を設定し、前記ループフィルタは、前記フィルタ係数と前記周波数オフセットを用いて、前記補正信号生成部に与える周波数オフセット補正値を求め、これを該補正信号生成部に出力し、前記補正信号生成部は、前記周波数オフセット補正値を用いて前記補正信号を生成することを特徴とする。
【００２１】
この特徴により、所定期間における周波数オフセットの最大値と最小値から判断されるばらつきに対応した、適切な周波数同期追従が可能となり、周波数同期の精度向上を図ることができる。
【００２２】
請求項５の発明は、請求項４に記載の受信装置において、前記周波数オフセット保持部は、所定の期間における前記周波数オフセットの最大値と最小値の極性が異なると判断したとき、前記周波数制御部は、前記周波数オフセットを短期間で収束させるべく、フィルタ係数を前記ループフィルタに設定することを特徴とする。
【００２３】
この特徴により、所定期間における周波数オフセットの最大値と最小値から判断される指向性の極性の変化に対応して、適切な周波数同期追従が可能となり、周波数同期の精度向上を図ることができる。特に、前記所定の期間が短期間であっても、この極性の判断は可能であるため、該周波数補正同期処理を高速化することができ、高速に周波数同期追従を実現することができる。
【００２４】
請求項６の発明は、請求項３乃至５のいずれかに記載の受信装置であって、前記フィルタ係数は、アンテナの指向性の種類に基づいて決定されることを特徴とする。
【００２５】
この特徴により、各種アンテナに対してフィルタ係数を設定するため、同期処理における、周波数オフセットの補正精度を向上させることができ、受信特性の向上を図ることができる。
【００２６】
なお、請求項中の放送信号受信部は、実施の形態に係るダイバーシチ受信機10,20,30,40の入力部12に対応する。請求項中のチューナ部は、実施の形態に係るダイバーシチ受信機10のチューナ24に対応する。請求項中の周波数制御部は、実施の形態に係るダイバーシチ受信機10,20,30,40のAFC制御部17、ループフィルタ18、補正信号生成部19、乗算器20に対応する。
【００２７】
本発明の特徴ないしその技術的意義は、以下に示す実施の形態の説明により更に明らかとなろう。ただし、以下の実施の形態は、あくまでも、本発明の一つの実施形態であって、本発明ないし各構成要件の用語の意義等は、以下の実施の形態に記載されたものに制限されるものではない。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、指向性アンテナを切換える際、切換え後の周波数オフセット変動の影響を軽減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本発明の実施の形態について、図を参照しながら以下に説明する。
（実施例1）
図1は、第１の実施の形態に係るダイバーシチ受信機10の構成を示すブロック図である。
【００３０】
ダイバーシチ受信機10は、指向性切換えアンテナ11、入力部12、チューナ13、高周波回路14、A/D変換器15、周波数オフセット検出部16、AFC制御部17、ループフィルタ18、補正信号生成部19、乗算器20、FFT（Fast Fourier Transform）部21、復調部22、アンテナ切換え制御部23、AFC回路24、主制御部（図示しない）を備える。
【００３１】
複数の指向性を有する指向性切換えアンテナ11で受信され、入力部12より入力された信号は、チューナ13によって選局されて所望チャンネルの信号が抽出される。続いて、高周波回路14によって、受信信号の周波数がベースバンド帯域まで下げられ、続いて、A/D変換器15によってデジタル信号に変換される。この変換されたデジタル信号には、送信側の送信周波数との周波数オフセット（周波数誤差）が含まれる。これは、各送受信機のローカル周波数（各送受信機で発生する周波数）を生成する基準源が送受信機間で異なるためである。
【００３２】
周波数オフセット検出部16は、送信側のキャリア周波数と受信側のキャリア周波数から、周波数オフセット（周波数誤差）を検出する。周波数オフセット検出部16によって検出された情報は、ループフィルタ18に出力される。
【００３３】
アンテナ切換え制御部23は、A/D変換器15によってデジタル信号に変換された受信信号に基づいて受信電力を計測し、この受信電力に基づいて、受信状況を検出し、アンテナの切換え要否を決定する。さらに詳細には、アンテナ切換え制御部23は、内部に電界強度計測部を備え、電界強度（受信電力）を測定する。このとき、電界強度の値が、例えば、−60ｄＢｍ（ｄＢｍ：絶対電力を示す単位）よりも小さい値を示した場合は、受信状況が不良であると判断し、アンテナを切換える。ここで、受信電力は、送信局の送信電力を基準電力（０ｄＢｍ）としたとき、自由空間基本伝搬喪失（60ｄＢｍ）を受けた電力、即ち、送信電力（０ｄＢｍ）−住空間基本伝搬損失（60ｄＢｍ）＝受信電力（−60ｄＢｍ）によって示すことができる。なお、“−60ｄＢｍ”という値は、受信レベルとして弱〜中電解を示す値と考えられ、切換えの効果が得られやすい。
【００３４】
例えば、移動体が放送局等の基地局に向かって移動する場合、移動体の進行方向に指向性を有するアンテナを選択するように、その時の受信状況に応じて、適した指向性アンテナを選択し、これに切換える。
なお、このアンテナ切換えについては、複数のアンテナを備えたダイバーシチ受信機等で採用されているアンテナ選択方法を用いることができ、一例として、空間ダイバーシチであり、複数のアンテナのうち、受信信号レベルが最も高いアンテナを常に選択する。
【００３５】
アンテナ切換え制御部23において、アンテナの切換えが必要と決定した場合、アンテナ切換え制御部23は、切換え先のアンテナ、具体的には、指向性切換えアンテナ11の前方向指向性アンテナ、後方向指向性アンテナ、無指向性アンテナうちのいずれかを指示する情報を、入力部12、AFC制御部17に伝達する。一方、アンテナの切換えが不要と決定した場合、アンテナ切換え不要を示す情報を、AFC制御部17に伝達する。
【００３６】
このようなアンテナ切換え制御部23から出力されるアンテナ切換えに関する情報は、入力部12、AFC制御部17に伝達される。入力部12は、アンテナ切換え制御部23からアンテナ切換えを示す情報が伝達されると、指向性切換えアンテナ11の前方向指向性アンテナ、後方向指向性アンテナ、無指向性アンテナうち、切換えが指示されたアンテナに切換えて信号を受信する。
【００３７】
AFC制御部17は、アンテナ切換え制御部23から伝達されたアンテナ切換えを示す情報、すなわち、前方向指向性アンテナ、後方向指向性アンテナ、無指向性アンテナのうち、どのアンテナに切換えるかを示す情報を保持するとともに、これに基づいて、AFC回路24内のループフィルタ18に設定するフィルタ係数（ループゲイン）を決定する。本実施の形態では、AFC制御部17が、フィルタ係数（ループゲイン）を定義するテーブル（例えば、以下に示す図2）を備え、アンテナの指向性を示す情報に対応するフィルタ係数（ループゲイン）を、フィルタ係数（ループゲイン）を定義するテーブルを参照して取得する。
【００３８】
図2に、前方向指向性アンテナ、後方向指向性アンテナ、無指向性アンテナの夫々に対して設定するフィルタ係数（ループゲイン）の一例を示す。この例では、前または後方向指向性アンテナに切換える場合、ループフィルタ18に対して、フィルタ係数（ループゲイン）”0.1”を設定し、ループゲインを高く設定する。このように、ループゲインを大きくすることによって、同期引き込み時間を短くして、フィルタの収束を早めることができる。
【００３９】
また、右または左方向指向性アンテナ、あるいは無指向性アンテナに切換える場合、ループフィルタ18に対して、フィルタ係数（ループゲイン）”0.01”を設定し、ループゲインを低く設定する。このように、ループゲインを小さくすることによって、同期引き込み時間を長くして、フィルタの収束の精度を高めることができる。
【００４０】
ループフィルタ18は、AFC制御部17によって設定されたフィルタ係数（ループゲイン）を用いて、入力信号から得られた周波数オフセット（周波数誤差）値を任意の期間（例えば、10シンボル）、積分し、周波数オフセット値の平均値を算出するフィードバックループを構成して、フィードバックループの応答性を決定するフィルタである。このフィルタに設定するフィルタ係数（ループゲイン）が大きいほど、応答性が早くなる。
【００４１】
ここで、シンボルとは、伝送される連続信号において、任意期間における送信情報を示し、このシンボル単位で、周波数オフセット（周波数誤差）が生じる。なお、地上波デジタル放送の規格（モード３）によれば、１シンボルは１００８μｓで伝送される。
【００４２】
各シンボルで得られる周波数オフセット（周波数誤差）値は、各シンボル間で近い値を取る場合もあれば、そうでない場合もある。特に、後者のように周波数オフセット（周波数誤差）値に変動がある場合、１シンボル毎にその周波数オフセット（周波数誤差）値を周波数オフセット補正値として算出した場合、ループフィルタの収束精度の劣化や収束時間の長期化を生じさせる。よって、周波数オフセット（周波数誤差）値の変動による影響を防ぎ、フィルタの収束精度を向上させるために、各シンボルの周波数オフセット（周波数誤差）の平均値を用いることとし、このような平均値を求めるために、周波数オフセット（周波数誤差）の最大値と最小値が検出できる期間について、積分して周波数オフセット値の平均値を算出する。
【００４３】
このようにして、ループフィルタ18で得られた周波数オフセット値の平均値は、周波数オフセット補正値Fとして補正信号生成部19に入力される。
【００４４】
補正信号生成部19は、正弦波を出力する発振器であるNCO（Numerical Controlled Oscillator）を含み、その発振周波数は入力の値で制御される。この補正信号生成部15から出力された正弦波は、複素乗算記20に供給され、受信信号と乗算される。
【００４５】
乗算器20では、デジタル信号に変換された受信信号が、補正信号生成部19で生成された周波数補正信号と乗算される。これにより、デジタル信号から周波数オフセット（周波数誤差）が除去された信号を得ることができる。
【００４６】
乗算器20において補正された入力信号は、FFT部21で時間領域のデータからサブキャリア毎のOFDM信号に変換される。FFT部21で変換されたOFDM信号は、復調部22において、受信データの変調方式に対応した復調方式によってTS(transport Stream)信号に復調される。
【００４７】
主制御部（図示しない）は、受信装置内の各機能部を統括的に制御する。
【００４８】
図3は、本実施の形態におけるアンテナ切換え時の同期制御における処理を概略的に示すフローチャートである。
【００４９】
はじめに、複数の指向性アンテナのうち、受信電力が最も高くなる指向性アンテナを用いて、信号を安定して受信しているとする。このとき、AFC制御部17は、ループフィルタ18に設定すべきフィルタ係数（ループゲイン）を、現在のアンテナの指向性に基づいて設定している。また、アンテナ指向性を示す情報には、現在のアンテナの指向性を示す情報が保持されている。
【００５０】
指向性切換えアンテナ11によって受信され、入力部12より入力された信号は、高周波回路14によって受信信号の周波数がベースバンド帯域まで下げられ、続いて、A/D変換器15によってデジタル信号に変換される（ステップS100）。
【００５１】
次に、アンテナ切換え制御部23は、現在の受信状況に基づいて、アンテナの切換えを実施するか否かを判断する（ステップS101）。
【００５２】
ステップS101にて、アンテナ切換えを実施しないと判断した場合（ステップS101 No）、ステップS102に移行し、AFC制御部17は、アンテナの指向性については変化無し、として、アンテナ指向性を示す情報の更新を行わず、現在のアンテナ指向性を示す情報をそのまま保持する（ステップS102）。その後、ステップS103に移行する。
【００５３】
一方、ステップS101にて、アンテナ切換えを実施すると判断した場合（ステップS101 Yes）、ステップS107に移行し、AFC制御部17は、アンテナの指向性について変化有り、として、アンテナ指向性を示す情報を、切換え先のアンテナの指向性を示す情報を保持する（ステップS106）。
【００５４】
続いて、AFC制御部17は、アンテナ指向性を示す情報に基づいて、ループフィルタ18に設定するフィルタ係数（ループゲイン）を決定し、これをループフィルタ18に設定する（ステップS103)。
【００５５】
ループフィルタ18は、設定されたフィルタ係数（ループゲイン）を用いて、入力信号から得られた周波数オフセット（周波数誤差）値を任意期間積分し、周波数オフセット値の平均値を算出し、ここで得られた周波数オフセット値の平均値を周波数オフセット補正値Fとして補正信号生成部19に入力する（ステップS104）。
【００５６】
補正信号生成部19は、ループフィルタ18から入力された周波数オフセット補正値Fに基づいて、周波数補正信号（正弦波）を生成し、これを乗算器20に入力する。
【００５７】
乗算器20は、ステップS100においてデジタル信号に変換された入力信号と、補正信号生成部19で生成された補正周波数信号とを乗算し、入力信号に含まれる周波数オフセット（周波数誤差）を除去する（ステップS105）。
【００５８】
補正処理が施された入力信号は、FFT部21にてFFT変換された後、復調部22にて復調される（ステップS106）。
【００５９】
なお、上記実施の形態のダイバーシチ受信機10において、指向性切換えアンテナ11は、前方向指向性アンテナ、後方向指向性アンテナ、無指向性アンテナを含み、指向性については３種類の特性を備えているが、これに限らず、右方向指向性、左方向指向性など、他の指向性を有す指向性アンテナも含めて、複数のアンテナを用いて構成してもよい。
【００６０】
なお、上記実施の形態のダイバーシチ受信機10において、アンテナ切換え制御部23は、アンテナの切換えが不要と決定した場合、アンテナ切換え不要を示す情報を出力するようにしたが、これに代えて、現在のアンテナが、指向性切換えアンテナ11の前方向指向性アンテナ、後方向指向性アンテナ、無指向性アンテナうちのいずれかであるかを検出し、これを出力するようにしてもよい。
【００６１】
なお、図2に示すように、前方向指向性アンテナ、後方向指向性アンテナ、無指向性アンテナなどの指向性アンテナごとに定められたフィルタ係数（ループゲイン）は、予め設定されており、適宜参照されるように構成してもよい。
【００６２】
上記実施形態によれば、アンテナの切換えに伴って、アンテナ毎に設定されたフィルタ係数（ループゲイン）を適用して同期処理を行うため、アンテナ毎の引き込み後の周波数オフセット（周波数誤差）の発生状況に対応して、迅速に収束させる同期処理や精度を高めた同期処理など、適切な同期処理を実施することができ、性能劣化を防ぐことができる。
【００６３】
（実施例2）
図4は、第２の実施の形態に係るダイバーシチ受信機20の構成を示すブロック図である。
なお、図4のダイバーシチ受信機20において、図1のダイバーシチ受信機10と同一の部分については、同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００６４】
図4のダイバーシチ受信機20は、図1のダイバーシチ受信機10の構成に加えて、周波数オフセット保持部25を備える。
【００６５】
また、主制御部（図示しない）は、内部にタイマを備え、カウント処理をはじめとするタイマ機能を実現する。本実施の形態では、アンテナ切換え時より所定の期間実施する同期引き込み期間の時間計測に用いられる。なお、本実施の形態においては、この同期引き込み期間として、アンテナ切換え後、１０シンボルの期間とし、この時間計測の結果（同期引き込み期間中であるか否か）は、AFC制御部17に伝達される。
【００６６】
周波数オフセット検出部16は、送信側のキャリア周波数と受信側のキャリア周波数から、周波数オフセット（周波数誤差）を検出し、検出された情報は、ループフィルタ18および周波数オフセット保持部25に出力される。
【００６７】
周波数オフセット保持部25は、任意の所定期間、周波数オフセット検出部16によって検出されたシンボル単位の周波数オフセット値を保持し、その任意の所定期間における周波数オフセット値の最大値と最小値の差αを算出し記憶するとともに、AFC制御部17に出力する。
【００６８】
なお、この任意の所定期間は、短すぎると、受信電力の変動幅の精度が悪くなるため、本実施の形態では、任意の所定期間として、受信電力の変動幅が十分に計測される１０シンボル期間とする。
【００６９】
また、周波数オフセット保持部25は、アンテナ切換え制御部23から出力されるアンテナ切換えを示す情報により、アンテナが切換えられることの通知を受けたときには、保持していた周波数オフセット値の最大値と最小値の差αをクリアして、新たに周波数オフセット値の最大値と最小値の差αを算出し記憶するとともに、AFC制御部17に出力する。
【００７０】
図5にアンテナ指向性とその周波数オフセット（周波数誤差）の分布を示す。図5に示すように、周波数オフセット（周波数誤差）のばらつきが小さいとき、同期引き込み時には、AFC回路24のループフィルタ18に設定するフィルタ係数（ループゲイン）の値を小さく設定し、周波数オフセット（周波数誤差）の収束の精度を高める。また、同期引き込み後は、AFC回路24のループフィルタ18に設定するフィルタ係数（ループゲイン）の値を大きく設定し、周波数オフセット（周波数誤差）の収束を早める。
一方、周波数オフセット（周波数誤差）のばらつきが大きいとき、同期引き込み時は、AFC回路24のループフィルタ18に設定するフィルタ係数（ループゲイン）の値を大きく設定し、周波数オフセット（周波数誤差）の収束を早める。また、同期引き込み後は、AFC回路24のループフィルタ18に設定するフィルタ係数（ループゲイン）の値を小さく設定し、周波数オフセット（周波数誤差）の収束の精度を高める。
【００７１】
なお、周波数オフセット（周波数誤差）のばらつきにおける大・小の定義は、周波数オフセット保持部25から算出した周波数オフセット値の最大値と最小値の差αに基づき、実験的に定めるものとする。
一般に、ループフィルタ18のフィルタ係数（ループゲイン）として、大きい値を設定すると、ループフィルタでの収束時間は早まるが、ばらつきが生じて収束精度が悪くなる。一方、小さい値を設定すると、ループフィルタでの収束時間は遅くなるが、ばらつきが小さくなり、収束精度が良くなる。
【００７２】
この特徴を利用して、同期の引き込み時には、初期値と収束させるべき値との差が大きいため、フィルタ係数（ループゲイン）として、大きい値を設定し、早期の収束を図る。
【００７３】
また、同期引き込み後は、前述の同期引きこみ時にある程度の収束がなされているため、収束時間より収束精度を優先させ、フィルタ係数（ループゲイン）として小さい値を設定して、（周波数オフセットの）精度向上を図る。
【００７４】
AFC制御部17は、実施例１における実施の形態においては、アンテナ切換え制御部23から伝達されたアンテナ切換えを示す情報に基づいて、AFC回路24内のループフィルタ18に設定するフィルタ係数（ループゲイン）を決定していたが、本実施の形態では、アンテナ切換え制御部23から伝達されたアンテナ切換えを示す情報、同期引き込み時であるか否か、および上記周波数オフセット値の最大値と最小値の差αの値に基づいて、AFC回路24のループフィルタ18に設定するフィルタ係数（ループゲイン）を決定する。
【００７５】
図6に、周波数オフセット値の最大値と最小値の差αに対する各アンテナの同期処理に用いるフィルタ係数（ループゲイン）の一例を示す。
【００７６】
同期処理が引き込み時の場合について、周波数オフセット値の最大値と最小値の差αが小のとき、ループフィルタ18に対して、フィルタ係数（ループゲイン）は小さい値（図6では、前後方向指向性アンテナの場合：0.01、無指向性アンテナの場合：0.001)を設定して（周波数オフセットの）収束精度を高める。また、αが大きいとき、ループフィルタ18に対して、フィルタ係数（ループゲイン）は大きい値（図6では、前後方向指向性アンテナの場合：0.1、無指向性アンテナの場合：0.1)を設定して、（周波数オフセットの）収束を早める。これにより、引き込み時における（周波数オフセットの）精度を高めたり、収束を早めたりすることが可能となり、各種アンテナの引き込み時における処理効率を改善することができる。
【００７７】
また、同期処理が引き込み後の場合について、周波数オフセット値の最大値と最小値の差αが小のとき、ループフィルタ18に対して、フィルタ係数（ループゲイン）は大きい値（図6では、前後方向指向性アンテナの場合：0.1、無指向性アンテナの場合：0.1)を設定して（周波数オフセットの）収束を早める。また、αが大きいとき、ループフィルタ18に対して、フィルタ係数（ループゲイン）は小さい値（図6では、前後方向指向性アンテナの場合：0.01、無指向性アンテナの場合：0.001)を設定して、（周波数オフセットの）精度を高める。これにより、引き込み後における（周波数オフセットの）精度を高めたり、収束を早めたりすることが可能となり、各種アンテナの引き込み後における処理効率を改善することができる。
【００７８】
また、周波数オフセット値の最大値と最小値の差αが上記の2つの場合の中間であるとき、ループフィルタ18に対して、フィルタ係数（ループゲイン）は中間の値（図6では、前後方向指向性アンテナの場合：0.05、無指向性アンテナの場合：0.01)を設定する。これにより、適度な引き込み時間において、適度に精度良く、周波数オフセットを収束させることができる。
【００７９】
図7は、本実施の形態におけるアンテナ切換え時の同期制御における処理を概略的に示すフローチャートである。  
【００８０】
はじめに、複数の指向性アンテナのうち、受信電力が最も高くなる指向性アンテナを用いて、信号を安定して受信しているとする。このとき、AFC制御部17は、ループフィルタ18に設定すべきフィルタ係数（ループゲイン）を、現在のアンテナの指向性に基づいて設定している。また、アンテナ指向性を示す情報には、現在のアンテナの指向性を示す情報が保持されている。
【００８１】
指向性切換えアンテナ11によって受信され、入力部12より入力された信号は、高周波回路14によって受信信号の周波数がベースバンド帯域まで下げられ、続いて、A/D変換器15によってデジタル信号に変換される（ステップS200）。
【００８２】
次に、アンテナ切換え制御部23は、現在の受信状況に基づいて、アンテナの切換えを実施するか否かを判断する（ステップS201）。
【００８３】
ステップS201にて、アンテナ切換えを実施しないと判断した場合（ステップS201 No）、ステップS202に移行し、周波数オフセット保持部25は、周波数オフセット値の最大値と最小値の差αの算出を行わず、現在保持する周波数オフセット値の最大値と最小値の差αをそのまま保持するとともに、これをAFC制御部17に出力する（ステップS202）。AFC制御部17は、アンテナの指向性については変化無し、として、アンテナ指向性を示す情報の更新を行わず、現在のアンテナ指向性を示す情報をそのまま保持する。その後、ステップS203に移行する。
【００８４】
一方、ステップS201にて、アンテナ切換えを実施すると判断した場合（ステップS201 Yes）、ステップS207に移行し、AFC制御部17は、周波数オフセット保持部25は、これまで保持していた周波数オフセット値の最大値と最小値の差αの値をクリアし、新たに周波数オフセット値の最大値と最小値の差αの算出し、これを保持するとともに、AFC制御部17に出力する。AFC制御部17は、アンテナの指向性について変化有り、として、アンテナ指向性を示す情報を、切換え先のアンテナの指向性を示す情報を保持する（ステップS206）。
【００８５】
続いて、AFC制御部17は、周波数オフセット値の最大値と最小値の差α、現在のアンテナの指向性を示す情報に基づいて、ループフィルタ18に設定するフィルタ係数（ループゲイン）を決定し、これをループフィルタ18に設定する。ここで、AFC制御部17は、主制御部におけるアンテナ切換えからのカウントに基づいて、アンテナ切換えから所定期間（本実施の形態では１０シンボル期間）内であれば、”引き込み期間中”（図6における”引き込み中”）に対応するフィルタ係数（ループゲイン）を設定し、アンテナ切換えから所定期間（本実施の形態では１０シンボル期間）経過後であれば、”引き込み期間後”（図6における”引き込み後”）に対応するフィルタ係数（ループゲイン）を設定する（ステップS203)。
【００８６】
ループフィルタ18は、設定されたフィルタ係数（ループゲイン）を用いて、入力信号から得られた周波数オフセット（周波数誤差）値を任意期間積分し、周波数オフセット値の平均値を算出し、ここで得られた周波数オフセット値の平均値を周波数オフセット補正値Fとして補正信号生成部19に入力する（ステップS204）。
【００８７】
補正信号生成部19は、ループフィルタ18から入力された周波数オフセット補正値Fに基づいて、周波数補正信号（正弦波）を生成し、これを乗算器20に入力する。
【００８８】
乗算器20は、ステップS100においてデジタル信号に変換された入力信号と、補正信号生成部19で生成された補正周波数信号とを乗算し、入力信号に含まれる周波数オフセット（周波数誤差）を除去する（ステップS205）。
【００８９】
補正処理が施された入力信号は、FFT部21にてFFT変換された後、復調部22にて復調される（ステップS206）。
【００９０】
なお、上記実施の形態のダイバーシチ受信機20において、周波数オフセット保持部25は、周波数オフセット値の最大値と最小値の差αを求める際、周波数オフセット値の最大値と周波数オフセット値の最小値の極性が異なるとき、周波数オフセット値の最大値と最小値の差αが大と見なして、前記周波数制御部は、前記周波数オフセットを短期間で収束させるべく、フィルタ係数を前記ループフィルタに設定することもできる。
【００９１】
上記の極性は「移動体の進行方向」と「アンテナ指向性」の情報によって決定され、例えば、進行方向の志向性がプラスの極性、一方、後向きの指向性は、マイナスの極性とすることができる。
【００９２】
なお、図6に示すように、前方向指向性アンテナ、後方向指向性アンテナ、無指向性アンテナなどの指向性アンテナごとに定められたフィルタ係数（ループゲイン）は、予め設定されており、適宜参照されるように構成してもよい。
【００９３】
上記実施形態によれば、アンテナの切換えに伴って、周波数オフセットのばらつきの大きさに対応して設定されたフィルタ係数（ループゲイン）を適用して同期処理を行うため、アンテナ毎の引き込み後の周波数オフセット（周波数誤差）の発生状況に対応して、迅速に収束させる同期処理や精度を高めた同期処理など、適切な同期処理を実施することができ、性能劣化を防ぐことができる。
【００９４】
（実施例3）
図8は、他の実施の形態に係るダイバーシチ受信機30の構成を示すブロック図である。
【００９５】
以下の説明では、実施例2における実施の形態における指向性切換えアンテナ11からAFC回路24までの構成をブランチ系と定義し、本実施形態のダイバーシチ受信機30は、2つの上記ブランチ系（ブランチ系1とブランチ系2）と、ダイバーシチ合成部31を備える構成となっており、2つのブランチ系1と2における動作は、前述の実施例1で説明した動作および機能と同等である。
【００９６】
また、指向性切換えアンテナ11の切換えは、ブランチ系1、ブランチ系2で同時に行わないように主制御部（図示しない）が制御する。これは、2アンテナ同時に切換える場合、アンテナ切換えの瞬時において、受信信号に不連続性が生じてしまうためである。すなわち、所望の信号を受信できない期間が存在するため、受信性能が劣化してしまう。この理由により、アンテナの切換については、2アンテナ同時には切換えないように制御する。
【００９７】
ダイバーシチ合成部30では、各ブランチ系におけるFFT後の出力信号が、サブキャリア毎に最大比合成される。ここで、最大比合成とは、すべてのブランチの受信信号を同相化にした後、適切な重みを付けて合成する手法である。
【００９８】
なお、ダイバーシチ合成部30は、指向性のアンテナ切換えが発生するシンボルについては、最大比合成を行わずに、アンテナ切換えを実施しないブランチ系の信号のみを復調部31に出力する。
【００９９】
ダイバーシチ合成部30から出力された受信信号は、復調部31において、変調方式に対応した復調方式にて復調される。
【０１００】
上記実施形態によれば、2つのブランチ系からの出力を合成することによって、低C/N環境下での受信性能を向上させることができると同時に、どちらかのブランチ系でアンテナ切換えが発生したときには、そのアンテナ切換えが発生した側の信号を用いないため、受信性能の劣化を防ぐことができる。
【０１０１】
（実施例4）
図9は、他の実施の形態に係るダイバーシチ受信機40の構成を示すブロック図である。
【０１０２】
以下の説明では、実施例2における実施の形態における指向性切換えアンテナ11から周波数オフセット保持部25までの構成をブランチ系と定義し、本実施形態のダイバーシチ受信機40は、2つの上記ブランチ系（ブランチ系1とブランチ系2）と、ダイバーシチ合成部41を備える構成となっており、2つのブランチ系1と2における動作は、前述の実施例1で説明した動作および機能と同等である。
【０１０３】
また、指向性切換えアンテナ11の切換えは、ブランチ系1、ブランチ系2で同時に行わないように主制御部（図示しない）が制御する。これは、2アンテナ同時に切換える場合、アンテナ切換えの瞬時において、受信信号に不連続性が生じてしまうためである。すなわち、所望の信号を受信できない期間が存在するため、受信性能が劣化してしまう。この理由により、アンテナの切換については、2アンテナ同時には切換えないように制御する。
【０１０４】
ダイバーシチ合成部40では、各ブランチ系におけるFFT後の出力信号が、サブキャリア毎に最大比合成される。ここで、最大比合成とは、すべてのブランチの受信信号を同相化にした後、適切な重みを付けて合成する手法である。
【０１０５】
なお、ダイバーシチ合成部40は、指向性のアンテナ切換えが発生するシンボルについては、最大比合成を行わずに、アンテナ切換えを実施しないブランチ系の信号のみを復調部41に出力する。
【０１０６】
ダイバーシチ合成部40から出力された受信信号は、復調部41において、変調方式に対応した復調方式にて復調される。
【０１０７】
上記実施形態によれば、2つのブランチ系からの出力を合成することによって、低C/N環境下での受信性能を向上させることができると同時に、どちらかのブランチ系でアンテナ切換えが発生したときには、そのアンテナ切換えが発生した側の信号を用いないため、受信性能の劣化を防ぐことができる。
【０１０８】
以上、本発明に係る実施の形態について説明したが、本発明は、かかる実施の形態に限定されるものではなく、他に種々の変更が可能であることは言うまでもない。
【０１０９】
本発明の実施の形態は、特許請求の範囲に示された技術的刺創の範囲内において、適宜種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】実施の形態１に係るダイバーシチ受信機の構成を示すブロック図である。
【図２】アンテナ指向性に対応するフィルタ係数（ループゲイン）の一例を示す図である。
【図３】実施の形態１に係る同期制御における処理を概略的に示すフローチャートである。
【図４】実施の形態２に係るダイバーシチ受信機の構成を示すブロック図である。
【図５】アンテナ指向性と周波数オフセット（周波数誤差）の分布を示す図である。
【図６】周波数オフセット（周波数誤差）の最大値と最小値の差に対応するフィルタ係数（ループゲイン）の一例を示す図である。
【図７】実施の形態２に係る同期制御における処理を概略的に示すフローチャートである。
【図８】実施の形態３に係るダイバーシチ受信機の構成を示すブロック図である。
【図９】実施の形態４に係るダイバーシチ受信機の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【０１１１】
１０  ダイバーシチ受信機
１１  指向性切換えアンテナ
１２  入力部
１３  チューナ
１４  高周波回路
１５  A/D変換器
１６  周波数オフセット検出部
１７  ＡＦＣ制御部
１８  ループフィルタ
１９  補正信号発生部
１９  第２同期補正制御部
２０  乗算器
２１  FFT（Fast Fourier Transform）部
２２  復調部
２３  アンテナ切換え制御部
【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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