(57)【要約】【課題】  単一ブランチダイバーシチアンテナを備える受信装置において、ユーザの操作を必要とすることなく、単一ブランチダイバーシチアンテナのアンテナパターンが常に最適なものに自動的に維持されるようにする。【解決手段】  ２つの地導体１７，１８と、該２つの地導体の一方に接続され、アンテナパターンが前記２つの地導体間を接続するインピーダンス１９の値に応じて変化する単一ブランチダイバーシチアンテナ１とを有する受信装置用のアンテナ指向性制御装置は、受信信号の受信電力を現在のアンテナパターンを含む複数のアンテナパターンについて比較し、前記受信電力が最も大きくなるアンテナパターンを選択するアンテナパターン選択手段４，５，６，７を備えることを特徴とする。【選択図】        図１    
2005252767.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの地導体と、該２つの地導体の一方に接続され、アンテナパターンが前記２つの地導体間を接続するインピーダンスの値に応じて変化するアンテナとを有する受信装置用のアンテナ指向性制御装置であって、
前記アンテナで受信した受信信号の受信電力を現在のアンテナパターンを含む複数のアンテナパターンについて比較し、前記受信電力が最も大きくなるアンテナパターンを選択するアンテナパターン選択手段を備えることを特徴とするアンテナ指向性制御装置。
【請求項２】
前記アンテナパターン選択手段は、設定すべきアンテナパターンを指示するアンテナ制御信号を生成するアンテナ制御信号生成部を含み、前記アンテナ指向性制御装置は前記インピーダンスの値を前記アンテナ制御信号に基づいて制御するインピーダンス制御手段を備えることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ指向性制御装置。
【請求項３】
請求項１または2に記載のアンテナ指向性制御装置と前記受信信号を復調する復調部とを有する受信装置であって、
前記アンテナ指向性制御装置のアンテナパターン選択手段は、前記受信信号の振幅の2乗に基づいて受信電力を算出することを特徴とする受信装置。
【請求項４】
２つの地導体と、該２つの地導体の一方に接続され、アンテナパターンが前記２つの地導体間を接続するインピーダンスの値に応じて変化するアンテナとを有する受信装置用のアンテナ指向性制御装置であって、
前記アンテナで受信した受信信号のＣ／Ｎ比を現在のアンテナパターンを含む複数のアンテナパターンについて比較し、前記Ｃ／Ｎ比が最も大きくなるアンテナパターンを選択するアンテナパターン選択手段を備えたことを特徴とするアンテナ指向性制御装置。
【請求項５】
前記アンテナパターン選択手段は、設定すべきアンテナパターンを指示するアンテナ制御信号を生成するアンテナ制御信号生成部を含み、前記アンテナ指向性制御装置は前記インピーダンスの値を前記アンテナ制御信号に基づいて制御するインピーダンス制御手段を備えることを特徴とする請求項４に記載のアンテナ指向性制御装置。
【請求項６】
請求項４または５に記載のアンテナ指向性制御装置と前記受信信号を復調する復調部とを有する受信装置であって、
前記復調部は、
前記受信信号としての直交周波数分割多重信号をフーリエ変換により複数のキャリア成分に変換するフーリエ変換部と、
前記フーリエ変換部から出力される複数のキャリア成分から複数のパイロット信号を抽出するパイロット抽出部と、
前記パイロット抽出部から出力される前記複数のパイロット信号に基づきに、前記複数のキャリア成分の伝送路特性を算出する伝送路推定部と、
前記フーリエ変換部から出力される前記複数のキャリア成分を、該複数のキャリア成分の振幅及び位相を前記伝送路推定部が推定した伝送路特性に応じてそれぞれ補正して復調するキャリア復調部とを含み、
前記アンテナ指向性制御装置のアンテナパターン選択手段は、前記キャリア復調部から出力される前記複数のキャリア成分に基づいて受信信号のＣ／Ｎ比を算出することを特徴とする受信装置。
【請求項７】
２つの地導体と、該２つの地導体の一方に接続され、アンテナパターンが前記２つの地導体間を接続するインピーダンスの値に応じて変化するアンテナとを有する受信装置用のアンテナ指向性制御装置であって、
前記アンテナで受信した受信信号の遅延プロファイルに基づき、該受信信号中の抑圧すべき成分の受信すべき成分に対する電力比を、現在のアンテナパターンを含む複数のアンテナパターンについて比較し、前記電力比が最も大きくなるアンテナパターンを選択するアンテナパターン選択手段を備えることを特徴とするアンテナ指向性制御装置。
【請求項８】
前記アンテナパターン選択手段は、設定すべきアンテナパターンを指示するアンテナ制御信号を生成するアンテナ制御信号生成部を含み、前記アンテナ指向性制御装置は前記インピーダンスの値を該アンテナ制御信号に基づいて制御するインピーダンス制御手段を更に備えることを特徴とする請求項７に記載のアンテナ指向性制御装置。
【請求項９】
請求項７または８に記載のアンテナ指向性制御装置と前記受信信号を復調する復調部とを有する受信装置であって、
前記復調部は、
前記受信信号としての直交周波数分割多重信号をフーリエ変換により複数のキャリア成分に変換するフーリエ変換部と、
前記フーリエ変換部から出力される複数のキャリア成分から複数のパイロット信号を抽出するパイロット抽出部と、
前記パイロット抽出部から出力される前記複数のパイロット信号に基づき、前記複数のキャリア成分の伝送路特性を算出する伝送路推定部と、
前記フーリエ変換部から出力される前記複数のキャリア成分を、該複数のキャリア成分の振幅及び位相を前記伝送路推定部が推定した伝送路特性に基づいてそれぞれ補正して復調するキャリア復調部とを含み、
前記アンテナ指向性制御装置のアンテナパターン選択手段は、前記パイロット抽出部から出力される複数のパイロット信号に基づき、伝送路の遅延プロファイルを算出する遅延プロファイル算出部を含むことを特徴とする受信装置。
【請求項１０】
前記遅延プロファイル算出部は、
前記パイロット抽出部から出力される前記複数のパイロット信号を、対応するキャリアの周波数の高低順に並べる信号ソート部と、
前記信号ソート部によりキャリアの周波数の高低順に並べられた前記複数のパイロット信号をそれぞれ逆フーリエ変換する逆フーリエ変換部と、
前記逆フーリエ変換部から出力される時間軸上の各成分の振幅の２乗値を算出し、遅延プロファイルとして出力する到来波電力算出部と
を含むことを特徴とする請求項９に記載の受信装置。
【請求項１１】
前記遅延プロファイル算出部は、
前記複数のパイロット信号に対し、時間方向への内挿を行って前記信号ソート部に出力する時間内挿フィルタ部を更に備えることを特徴とする請求項１０に記載の受信装置。
【請求項１２】
前記アンテナパターン選択手段は、前記遅延プロファイル算出部から出力される遅延プロファイルに基づき、前記受信信号中の抑圧すべき不要成分の電力の最も大きな主波成分に対する比を算出する電力比算出部を含むことを特徴とする請求項１０に記載の受信装置。
【請求項１３】
２つの地導体と、該２つの地導体の一方に接続され、アンテナパターンが前記２つの地導体間を接続するインピーダンスの値に応じて変化するアンテナとを有する受信装置のアンテナ指向性を制御する方法であって、
受信信号の受信電力を現在のアンテナパターンを含む複数のアンテナパターンについて比較するステップと、前記受信電力が最も大きくなるアンテナパターンを選択するステップとを含むことを特徴とするアンテナ指向性制御方法。
【請求項１４】
２つの地導体と、該２つの地導体の一方に接続され、アンテナパターンが前記２つの地導体間を接続するインピーダンスの値に応じて変化するアンテナとを有する受信装置のアンテナ指向性を制御する方法であって、
受信した信号のＣ／Ｎ比を現在のアンテナパターンを含む複数のアンテナパターンについて比較するステップと、前記Ｃ／Ｎ比が最も大きくなるアンテナパターンを選択するステップとを含むことを特徴とするアンテナ指向性制御方法。
【請求項１５】
２つの地導体と、該２つの地導体の一方に接続され、アンテナパターンが前記２つの地導体間を接続するインピーダンスの値に応じて変化するアンテナとを有する受信装置のアンテナ指向性を制御する方法であって、
受信信号の遅延プロファイルに基づき、該受信信号中の抑圧すべき成分の受信すべき成分に対する電力比を、現在のアンテナパターンを含む複数のアンテナパターンについて比較するステップと、前記電力比が最も大きくなるアンテナパターンを選択するステップとを含むことを特徴とするアンテナ指向性制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線伝送された信号、即ち電波信号を受信し、復調して再生する技術に関するものであり、具体的には、制御可能なアンテナパターン（指向特性）を有するアンテナで電波信号を受信する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
データを無線伝送する場合、マルチパスやフェージングなどの影響により受信データの誤り率が増大し、通信品質が劣化する場合がある。この問題は、受信側においてアンテナ指向性が制御可能であれば、受信アンテナのアンテナパターンを最適化することにより軽減することができる。従来のアンテナ指向性制御技術としては、複数のアンテナ素子を配置し、各アンテナ素子の出力信号に重み付けを行って合成し、所望の合成信号が得られるように各アンテナ素子の重みを決定するものがある。例えば、ＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）信号を受信する場合のアンテナ指向性制御に関しては、特許文献１に詳しく記載されている。
【０００３】
上記特許文献１は、受信した直交周波数分割多重信号を分波器で各キャリア成分に分離し、ＤＱＰＳＫ（Differential Quadrature Phase Shift Keying）変調された各キャリアの振幅が一定の値となるように、重み付け装置により各アンテナ素子の重み係数を決定し、各アンテナ素子の出力信号を重み付けして合成することにより等価的にアンテナパターンを制御する技術を開示している。この技術によれば、受信信号に含まれる不要な到来波成分を抑圧することができる。
しかしながらこのアンテナ指向性制御技術は、複数のアンテナを配置し、各アンテナ素子出力を合成することによって所望のアンテナパターンを得るものであり、そのため、受信装置が大きくなり、装置の小型化が困難であるという問題がある。
【０００４】
この問題に対処するため、例えば、二つ折り筐体を有する携帯電話機のような２つの地導体（接地面）を有する装置のアンテナとして、２つの地導体間のインピーダンスをＲＦスイッチなどにより切り替えることによってアンテナパターンが変化する小型アンテナを使用することが提案されている。このようなアンテナを使用すれば２つの地導体を接続するインピーダンスを切替えることにより１つのアンテナのみでアンテナパターンを変更することができ、装置の小型化が達成される。このアンテナ（以下、単一ブランチダイバーシチアンテナという）に関しては、非特許文献１に詳しく記載されている。
【特許文献１】特開平１１−３０８１２９号公報
【非特許文献１】深沢、児玉、牧野“二つ折り筐体を利用した携帯電話用ダイバーシチアンテナ”、電子情報通信学会技術報告、ＡＰ２００２−７８、p.８７−９０、２００２年７月
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、単一ブランチダイバーシチアンテナをテレビジョン受信機や携帯電話機等の受信装置に用い、２つの地導体を接続するインピーダンスをスイッチにより切替え可能にしただけでは電波を常に良好に受信することは困難である。例えばユーザが装置の使用中にスイッチを操作してアンテナパターンを切り替えるのでは使い勝手の点で問題がある。また、移動しながら電波を受信する場合にはアンテナパターンを常に最適なものに維持することはより困難になる。
【０００６】
本発明は、上述の問題を解消するためになされたものであり、その目的は、単一ブランチダイバーシチアンテナを備える受信装置において、ユーザの操作を必要とすることなく、単一ブランチダイバーシチアンテナのアンテナパターンが常に最適なものに自動的に維持されるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成すべく、本発明によれば、２つの地導体と、該２つの地導体の一方に接続され、アンテナパターンが前記２つの地導体間を接続するインピーダンスの値に応じて変化するアンテナとを有する受信装置用のアンテナ指向性制御装置であって、
受信信号の受信電力を現在のアンテナパターンを含む複数のアンテナパターンについて比較し、前記受信電力が最も大きくなるアンテナパターンを選択するアンテナパターン選択手段を備えることを特徴とするアンテナ指向性制御装置が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、単一ブランチダイバーシチアンテナを使用する装置のアンテナパターンが常に最適なものに維持され、復調された信号の誤り率が減少するので、画質、音質等の通信品質の向上、伝送速度の向上等の効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。
実施の形態１．
図１は、本発明のアンテナ指向性制御装置１００を有する受信装置の構成を示すブロック図である。この受信装置は２つの地導体１７及び１８を持つ不図示の筐体を有するものであり、単一ブランチダイバーシチアンテナ１、周波数変換部２、ＡＤ変換部３、受信電力算出部４、電力メモリ部５、電力比較部６、アンテナ制御信号生成部７、復調部８、インピーダンス制御部９を含む。アンテナ指向性制御装置１００は、受信電力算出部４、電力メモリ部５、電力比較部６、アンテナ制御信号生成部７、及びインピーダンス制御部９から構成される。
【００１０】
次に、この受信装置の動作について説明する。送信局から送信された無線信号（以下、「Ｓ１」ともいう）は、単一ブランチダイバーシチアンテナ１で受信される。単一ブランチダイバーシチアンテナ１の構成及び動作に関しては、非特許文献１において詳しく説明されているのでここではその詳細な説明は省略するが、単一ブランチダイバーシチアンテナ１は、不図示の２つの地導体間のインピーダンス１９を変化させることにより、そのアンテナパターンが変化し得るアンテナである。この単一ブランチダイバーシチアンテナ１から出力される受信信号は、周波数変換部２に入力され、所定の周波数に周波数変換される。周波数変換部２により周波数変換された受信信号はＡＤ変換部３によりアナログ−デジタル変換される。ＡＤ変換部３から出力されるデジタル受信信号は、復調部８に入力され、送信データが再生される。理想的な再生データ（以下、「Ｓ２」ともいう）は、送信されたデータが誤りなく再生される場合に得られるが、伝送路の状況によっては誤りが発生する。
【００１１】
ＡＤ変換部３の出力はまた、受信電力算出部４に入力される。受信電力算出部４は入力信号の放絡線の２乗値に基づき受信電力を算出し、受信電力を表す受信電力信号を出力する。尚、アンテナ制御信号生成部７から出力されるアンテナ制御信号は、受信電力が受信電力算出部４において算出されるまでの間一定に保たれ、したがってその間はアンテナパターンは変化しない。受信電力算出部４の出力する受信電力信号は電力メモリ部５及び電力比較部６に入力される。電力メモリ部５は複数のアンテナパターン（本実施形態では３通りのアンテナパターン）の受信電力を比較できるように、受信電力算出部４の算出した、受信電力信号を一時的に格納するためのものである。
電力比較部６は、電力メモリ部５に格納されている受信電力信号と、受信電力算出部４から出力される現在のアンテナパターンにおける受信電力信号との大小比較を行い、最も受信電力が大きくなるアンテナパターンを選択し、アンテナパターンの選択を指示するアンテナパターン選択信号を出力する。アンテナ制御信号生成部７は、アンテナパターン選択信号を受け取ると、これを単一ブランチダイバーシチアンテナ１のアンテナパターンの変更を制御するためのアンテナ制御信号に変換してインピーダンス制御部９に出力する。
【００１２】
インピーダンス制御手段としてのインピーダンス制御部９は、入力されるアンテナ制御信号に基づき、２つの地導体間のインピーダンス１９を変化させる。アンテナパターン制御信号は例えば電圧信号であり、インピーダンス制御部９は、２つの地導体間のインピーダンスを電圧信号の大きさ、即ち電圧値に応じた値に設定する。尚、受信電力算出部４、電力メモリ部５、電力比較部６、アンテナ制御信号生成部７がアンテナパターン選択手段を構成する。
【００１３】
ここで、本実施の形態におけるアンテナ指向性（アンテナパターン）制御のアルゴリズムの一例を図2のフローチャートを参照して説明する。
まず、ステップＳＴ１において、現在のアンテナパターン（以下、「ＡＰＴａ」ともいう）における受信電力を算出する。更に、現在のアンテナパターンＡＰＴａで算出した受信電力（以下、「Ｐａ」ともいう）を記録する。具体的には、現在のアンテナパターンＡＰＴａを固定し、受信電力算出部４に対して受信電力算出の開始を伝え、電力メモリ部５で受信電力の大きさを記録する。次に、ステップＳＴ２において、指向性をＡＰＴａから所定角度だけずらした新たなアンテナパターン（以下、「ＡＰＴｂ」ともいう）を設定する。そして、ステップＳＴ３において、新たなアンテナパターンでのＡＰＴｂでの受信電力を算出する。次に、ＡＰＴｂで算出した受信電力（以下、「Ｐｂ」ともいう）の大きさを記録する。具体的には、ＡＰＴｂを固定し、受信電力算出部４に対して電力算出の開始を伝え、電力メモリ部５で受信電力の大きさを記録する。同様に、ステップＳＴ４において、指向性をＡＰＴａから所定角度だけＡＰＴｂとは逆方向にずらした新たなアンテナパターン（以下、「ＡＰＴｃ」ともいう）を設定する。そして、ステップＳＴ５において、ＡＰＴｃでの受信電力を算出する。次に、ＡＰＴｃで算出した受信電力（以下、「Ｐｃ」ともいう）の大きさを記録する。具体的には、ＡＰＴｃを固定し、受信電力算出部４に対して電力算出の開始を伝え、電力メモリ部５で受信電力の大きさを記録する。
【００１４】
ここで、本実施の形態における上記アンテナパターンＡＰＴａ、ＡＰＴｂ及びＡＰＴｃの間の関係を図３を用いて説明する。図３の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、アンテナパターン（水平方向のアンテナ指向性）を表すグラフであり、電波の到来角度に対するアンテナの絶対利得を表している。図３において、円の半径方向の軸は絶対利得（以下、「アンテナ利得」ともいう）の大きさを表し、円の中心に近づくほど利得は小さくなる。尚、本実施形態では水平偏波を受信するアンテナを想定しており、図３では、水平偏波面におけるアンテナの絶対利得を表すものとする。この場合、指向性を有しない無指向性アンテナでは、アンテナパターンは図３（ａ）のようになり、図中の方向ｄ１、方向ｄ２及び方向ｄ３から到来する電波に対し、同じ利得が得られる。また、指向性を有するアンテナのアンテナパターンは例えば図３（ｂ）のようになる。図３（ｂ）の場合、方向ｄ１及び方向ｄ２に対しては無指向性アンテナの場合よりもアンテナ利得が大きいが、方向ｄ３に対してはアンテナ利得が小さくなるため、この方向から到来する信号は抑圧される。一方、図3（ｂ）のアンテナパターンを0°方向（反時計方向）にずらしたものである図３（ｃ）のアンテナパターンの場合は、方向ｄ１、方向ｄ２及び方向ｄ３のいずれの方向についても比較的大きなアンテナ利得が得られる。本実施形態においては、単一ブランチダイバーシチアンテナのアンテナパターンは、アンテナ制御信号を用いて変更することができ、例えば電波が方向ｄ１から到来する場合は、図3（ｂ）のアンテナパターンを選択し、電波が方向ｄ３から到来する場合は図3（ｃ）のアンテナパターンを選択することにより、電波の到来方向にかかわらず、電波を良好に受信することができる。
【００１５】
ここで、現在のアンテナパターンＡＰＴａが図3（ｂ）のアンテナパターンであるとする。この場合、上に説明したように方向ｄ１及び方向ｄ２から到来する電波は高利得で受信される。しかし、受信すべき電波が方向ｄ３から到来する場合は受信利得は小さくなる。そこで、受信利得が最大になるアンテナパターンを探す。このため、先ず、アンテナパターンを図3（ｃ）に示すものに変更し、アンテナの最も利得が大きくなる方向（以下、「最大利得点」ともいう）を反時計方向に回転させる。これが上記のＡＰＴｂとなる。次に、アンテナパターンを図3（ｄ）に示すものに変更し、最大利得点を時計方向に回転させる。これが上記のＡＰＴｃとなる。従って、ＡＰＴｂとＡＰＴｃは、それらの最大利得点が、ＡＰＴａの最大利得点を中心とし、プラス角度方向及びマイナス角度方向にそれぞれずれたアンテナパターンとなる。そして、各アンテナパターンでの受信電力を比較し、受信電力が最も大きくなるアンテナパターンを選択して行く。これにより、自動的にアンテナ指向性が最適化され、常に電波を良好に受信することが可能となる。
【００１６】
そのため、図２のフローチャートのステップＳＴ６においては、算出したＰａ、Ｐｂ及びＰｃの大小比較を行う。即ち、ステップＳＴ７でＰａが最大であると判断された場合、アンテナパターンを変更することなくステップＳＴ１に戻る。また、ステップＳＴ７でＰａは最大ではないと判断された場合にはステップＳＴ８に進み、Ｐｂが最大であるか否かを判断する。ステップＳＴ８でＰｂが最大と判断された場合にはステップＳＴ９に進んでＡＰＴｂを新たなＡＰＴａに設定してからステップＳＴ１に戻る。ステップＳＴ８でＰｂが最大でないと判断された場合にはステップＳＴ１０に進み、ＡＰＴｃを新たなＡＰＴａに設定してから、ステップＳＴ１に戻る。以後、ステップＳＴ１乃至ステップＳＴ１０を繰り返す。
【００１７】
尚、アンテナパターンをずらす方法、即ち、最大利得点を時計方向及び半時計方向にずらす方法としては、例えばアンテナ制御信号の値と最大利得点の角度位置との対応を表すデータをあらかじめ表の形で記憶しておき、この表を参照してアンテナ制御信号を生成する方法を用いることが可能である。
【００１８】
また、アンテナ制御信号を電圧（電流）信号とし、電圧値（電流値）と最大利得点の角度位置とが比例関係になるようにしておき、アンテナ制御信号の大きさを増加及び減少させることによってずらすことも可能である。
【００１９】
本実施の形態では、３種類のアンテナパターンの間で受信電力の大小を比較しているが、４種類以上のアンテナパターンで受信電力の大小比較を行うようにしてもよい。
【００２０】
以上説明したように、本実施の形態のアンテナ指向性制御装置によれば、受信信号の電力が最も大きくなるように自動的にアンテナパターンが設定されるので、電波の到来方向にかかわらず、常に電波を良好に受信することが可能となる。
また、電波の到来方向が変化する受信状況であっても、その変化に応じてアンテナパターンを変化させるので電波を安定して受信することが可能となる。
【００２１】
実施の形態２．
実施の形態１のアンテナ指向性制御装置は、受信電力が最大になるようにアンテナパターンを制御する構成を有するものであるが、以下に説明する実施の形態２のアンテナ指向性制御装置は、受信信号の搬送波対雑音電力比を表す信号（以下、「Ｃ／Ｎ」ともいう）が最大になるようにアンテナパターンを制御する構成を有するものである。
【００２２】
図４は、本発明の実施の形態２に係るアンテナ指向性制御装置２００を有する受信装置の構成を示すブロック図である。本実施形態においても、受信装置は２つの地導体１７及び１８を持つ不図示の筐体を有するものであり、単一ブランチダイバーシチアンテナ１、周波数変換部２、ＡＤ変換部３、アンテナ制御信号生成部７、復調部８、インピーダンス制御部９、Ｃ／Ｎ算出部１０、Ｃ／Ｎメモリ部１１、Ｃ／Ｎ比較部１２を含む。アンテナ指向性制御装置２００は、アンテナ制御信号生成部７、インピーダンス制御部９、Ｃ／Ｎ算出部１０、Ｃ／Ｎメモリ部１１、及びＣ／Ｎ比較部１２から構成される。また、Ｃ／Ｎ算出部１０、Ｃ／Ｎメモリ部１１、Ｃ／Ｎ比較部１２、及びアンテナ制御信号生成部７がアンテナパターン選択手段を構成する。
【００２３】
本実施の形態を理解するには、直交周波数分割多重信号方式（ＯＦＤＭ）の伝送技術について理解する必要があるので、先ず、直交周波数分割多重信号方式について簡単に説明する。
直交周波数分割多重信号方式は、デジタル変調方式の一つであり、地上波デジタル放送、ＩＥＥＥ８０２．１１ａなどの無線ＬＡＮ、電力線モデムなどの伝送方式に採用されている方式である。従来のＦＤＭ（周波数分割多重）では高速なデータ信号を低速で狭帯域なデータ信号に変換し周波数軸上で並列に伝送するが、ＯＦＤＭではさらにキャリアの直交性を利用し、周波数軸上でのオーバーラップを許容している。複数のキャリアを一部重なりあいながらも互いに干渉することなく密に並べることができることから、狭い周波数の範囲を効率的に利用した広帯域伝送を実現し、周波数の利用効率を上げることができる。
【００２４】
直交周波数分割多重信号方式の伝送システムでは、送信装置において送信データの各キャリア成分を信号点配置に割り振る。具体的には、送信装置では、複素平面にマッピングされた送信データを各キャリア成分についてそれぞれ逆フーリエ変換し、多重化して送信信号を生成する。更に、遅延波による干渉対策として、多重化された送信信号の先頭にガード区間を付加し、所定の周波数帯域に周波数変換して送信する。
【００２５】
一方、受信装置は、受信した信号を所定の周波数帯域に周波数変換し、ガード区間の位置を特定して同期を確立する。そして、フーリエ変換を行うことにより各キャリア成分を求め、これらのキャリア成分を復調して送信データとして出力する。
【００２６】
キャリア成分の復調の際には、フーリエ変換出力における振幅及び位相の変化量を算出し、その結果に基づいて送信時の信号点配置を再生する。また、振幅及び位相の変化量の算出を補助するための信号として、パイロット信号（以下、「パイロットキャリア」ともいう）を既知信号として送信する方式が広く用いられている。例えば、日本における地上波デジタルＴＶ放送方式では、周波数方向には１２個のキャリア成分毎に１個の割合で、また、時間方向には４シンボル毎に１シンボルの割合でパイロット信号が挿入されている。受信装置ではこのパイロット信号に基づいて各キャリア成分の振幅及び位相を補正し、その後に復調を行う。
【００２７】
次に、本実施の形態のアンテナ指向性制御装置を有する受信装置の動作について説明する。図４に示した単一ブランチダイバーシチアンテナ１、周波数変換部２、ＡＤ変換部３は、図１に示した単一ブランチダイバーシチアンテナ１、周波数変換部２、ＡＤ変換部３と同様に動作する。図４に示したアンテナ制御信号生成部７は、図１に示したアンテナ制御信号生成部７と同様に動作するが、電力比較部６の出力ではなくＣ／Ｎ比較部１２の出力が入力される点、及びアンテナパターンの変更を知らせる信号等の制御信号を受信電力算出部４ではなく、Ｃ／Ｎ算出部１０に出力する点で異なる。ＡＤ変換部３でデジタル信号に変換された直交周波数分割多重信号は、フーリエ変換部８１に入力され、ガード区間に相当する信号が除去されてからフーリエ変換される。フーリエ変換部８１から出力されるキャリア成分は、一部がパイロット抽出部８２に入力される。パイロット抽出部８２では、キャリア成分に含まれるパイロット信号を抽出する。パイロット信号は、既知信号であるため、受信装置では伝送路に起因するパイロット信号における振幅及び位相変化（以下、「伝送路特性」ともいう）を知ることができる。
【００２８】
ここで、日本における地上デジタルＴＶ放送方式を例に、パイロット信号についてより詳しく説明する。図5はパイロット信号の配置を示す図であり、同図において、横方向が周波数方向、縦方向が時間方向を表している。そして黒丸がパイロット信号のキャリア（以下、「パイロットキャリアともいう」）を表し、白丸がパイロット信号以外のキャリアを表している。例えば、それぞれ破線で示す２つの矩形領域が交差している点にある黒丸は、第ｉ番目のシンボルにおける第ｋ番目のキャリア（この場合はパイロットキャリア）を表している。図５に示すように、パイロット信号は周波数方向に１２キャリアに１キャリアの割合で、また、時間方向には４シンボルに１シンボルの割合で挿入されており、挿入される位置は４シンボル周期で変化している。このパイロット信号について得られる伝送路特性から全てのキャリア成分に対する伝送路特性を推定することができる。
【００２９】
具体的には、伝送路推定部８３は、パイロット抽出部８２から出力されるパイロット信号に基づき、各パイロット信号の振幅及び位相変動を求め、それにより得られた伝送路特性を全てのキャリア成分に適用できるようにするため内挿処理を行って、各キャリアに対する伝送路特性を算出する。
【００３０】
キャリア復調部８４では、各キャリア成分についてフーリエ変換部８１の出力を伝送路推定部８３の出力に基づいて補正し、各キャリアの復調を行う。キャリア復調部８４の出力は、受信装置の復調出力Ｓ４として外部に出力される。
【００３１】
Ｃ／Ｎ算出部１０では、キャリア復調部８４の出力に基づき、受信信号のＣ／Ｎを算出する。上記のとおり、パイロット信号は既知信号であるため、復調したパイロット信号と既知信号との差から、Ｃ／Ｎを算出することができる。具体的には、Ｃ／Ｎ算出部１０は、キャリア復調部８４の出力信号からパイロット信号に対応する復調出力を抽出し、既知信号との電力差からＣ／Ｎを算出した後、シンボル内で平均して出力する。このＣ／Ｎ算出部１０が出力する信号（以下、「Ｃ／Ｎ信号」ともいう）は、復調信号と既知信号との差に比例する大きさを有する信号であり、その値が大きいほどＣ／Ｎが小さいことを意味する。
アンテナ制御信号生成部７から出力されるアンテナ制御信号は、Ｃ／Ｎ信号がＣ／Ｎ算出部１０により算出されるまでの間一定に保たれ、したがってその間はアンテナパターンは変化しない。Ｃ／Ｎ算出部１０から出力されるＣ／Ｎ信号はＣ／Ｎメモリ部１１及びＣ／Ｎ比較部１２に入力される。Ｃ／Ｎメモリ部１１では、入力されるＣ／Ｎ信号をメモリに格納する。Ｃ／Ｎメモリ部１１は複数のアンテナパターン（本実施形態では３通りのアンテナパターン）のＣ／Ｎを比較できるように、Ｃ／Ｎ算出部１０の算出したＣ／Ｎ信号を一時的に格納するためのものである。
Ｃ／Ｎ比較部１２では、Ｃ／Ｎメモリ部１１に格納されているＣ／Ｎ信号及びＣ／Ｎ算出部１０から出力されるＣ／Ｎ信号の大小比較を行う。そして、最もＣ／Ｎが大きくなる（即ち、Ｃ／Ｎ信号が最も小さくなる）アンテナパターンを選択し、アンテナパターンの選択を指示するアンテナパターン選択信号を出力する。アンテナ制御信号生成部７は、このアンテナパターン選択信号を単一ブランチダイバーシチアンテナ１のアンテナパターンの変更を制御するためのアンテナ制御信号に変換し、インピーダンス制御部９に出力する。
【００３２】
インピーダンス制御部９は、入力されるアンテナ制御信号に基づき、２つの地導体間のインピーダンス１９を変化させる。アンテナパターン制御信号は例えば電圧信号であり、インピーダンス制御部９は、２つの地導体間のインピーダンスを電圧信号の大きさ、即ち電圧値に応じた値に設定する。
【００３３】
ここで、本実施の形態２におけるアンテナ指向性（アンテナパターン）制御のアルゴリズムの一例を図６のフローチャートを参照して説明する。
まず、ステップＳＴ１１において、現在のアンテナパターン（以下、「ＡＰＴＡ」ともいう）でのＣ／Ｎを算出する。更に、現在のアンテナパターンＡＰＴＡで算出したＣ／Ｎ（以下、「ＣＮＡ」ともいう）を記録する。具体的には、ＡＰＴＡを固定し、Ｃ／Ｎ算出部１０に対してＣ／Ｎ算出の開始を伝え、Ｃ／Ｎメモリ部１１でこれを記録する。次に、ステップＳＴ１２において、ＡＰＴＡから所定角度だけアンテナパターンをずらした新たなアンテナパターン（以下、「ＡＰＴＢ」ともいう）を設定する。そして、ステップＳＴ１３において、新たなアンテナパターンＡＰＴＢでのＣ／Ｎを算出し、このＣ／Ｎ（以下、「ＣＮＢ」ともいう）を記録する。具体的には、ＡＰＴＢを固定し、Ｃ／Ｎ算出部１０に対してＣ／Ｎ算出の開始を伝え、Ｃ／Ｎメモリ部１１でこれを記録する。同様に、ステップＳＴ１４において、指向性をＡＰＴＡから所定角度だけＡＰＴＢとは逆方向にずらした新たなアンテナパターン（以下、「ＡＰＴＣ」ともいう）を設定する。そして、ステップＳＴ１５において、ＡＰＴＣでのＣ／Ｎを算出し、このＣ／Ｎ（以下、「ＣＮＣ」ともいう）を記録する。具体的には、ＡＰＴＣを固定し、Ｃ／Ｎ算出部１０に対してＣ／Ｎ算出の開始を伝え、Ｃ／Ｎメモリ部１１でこれを記録する。
【００３４】
ここで、本実施の形態２における上記アンテナパターンＡＰＴＡ、ＡＰＴＢ及びＡＰＴＣの間の関係を図７を用いて説明する。図７の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、アンテナパターン（水平方向のアンテナ指向特性）を表すグラフであり、電波の到来角度に対するアンテナの絶対利得を表している。図７において、円の半径方向の軸は絶対利得（以下、「アンテナ利得」ともいう）の大きさを表し、円の中心に近づくほど利得は小さくなる。尚、本実施形態では水平偏波を受信するアンテナを想定しており、図７では、水平偏波面におけるアンテナの絶対利得を表すものとする。この場合、無指向性アンテナでは、アンテナパターンは図７（ａ）のようになり、図中の方向Ｄ１、方向Ｄ２及び方向Ｄ３から到来する電波に対しては、同じ利得が得られる。また、指向性を有するアンテナのアンテナパターンは例えば図７（ｂ）のようになる。図７（ｂ）の場合、方向Ｄ１に対してはアンテナ利得が小さくなるため、この方向から到来する不要信号を抑圧することができる。一方、図７（ｂ）のアンテナパターンを時計方向にずらしたものである図７（ｃ）のアンテナパターンの場合は、方向Ｄ２に対してはアンテナ利得が小さくなるため、この方向から到来する不要信号を抑圧することができる。本実施形態においては、単一ブランチダイバーシチアンテナのアンテナパターンは、アンテナ制御信号により変更可能であり、アンテナパターンを制御することによって不要な電波（以下、「不要波」ともいう）を抑圧することができる。不要波は、受信すべき電波と到着時間の差が大きいことに起因してシンボル間干渉を引き起こすような遅延波のことであり、受信信号に含まれる不要波の割合が大きいほど、Ｃ／Ｎは小さくなる。従って、不要波を抑圧することによって、受信信号のＣ／Ｎを大きくすることが可能である。言い換えれば、Ｃ／Ｎが大きくなるようにアンテナパターンを制御すれば、不要波を抑圧することができる。
【００３５】
ここで現在のアンテナパターンＡＰＴＡが、図７（ｂ）で表されるとする。この場合、方向Ｄ１から到来する電波は抑圧される。しかし、不要波が、方向Ｄ２から到来する場合には、このＡＰＴＡでは不要波を十分抑圧できない。そこで、不要波を最も抑圧できるアンテナパターンを探す。このため、先ず、アンテナパターンを図７（ｂ）に示すものに変更し、アンテナの最も利得が小さい方向（以下、「ヌル点」ともいう）を時計方向に回転させる。これが上記のＡＰＴＢとなる。
次に、アンテナパターンを図７（ｄ）に示すものに変更し、ヌル点を反時計方向に回転させる。これが上記のＡＰＴＣとなる。従って、ＡＰＴＢとＡＰＴＣは、それらのヌル点が、ＡＰＴＡのヌル点を中心とし、プラス角度方向及びマイナス角度方向にそれぞれずれたアンテナパターンとなる。そして、各アンテナパターンでのＣ／Ｎを比較し、それが最も大きくなるアンテナパターンを選択して行く。これにより、アンテナ指向性が自動的に最適化され、常にノイズが最小となる状態で電波を受信することが可能となる。
【００３６】
そのため、図６のフローチャートのステップＳＴ１６では、算出したＣＮＡ、ＣＮＢ及びＣＮＣの大小比較を行う。即ち、ステップＳＴ１７において、ＣＮＡが最大であると判断された場合にはアンテナパターンを変更することなく、ステップＳＴ１１に戻る。また、ステップＳＴ１７でＣＮＡが最大ではないと判断された場合にはステップＳＴ１８に進み、ＣＮＢが最も大きいか否かを判断する。ステップＳ１８でＣＮＢが最大と判断された場合にはステップＳＴ１９に進み、ＡＰＴＢを新たなＡＰＴＡに設定してから、ステップＳＴ１１に戻る。ステップＳＴ１８でＣＮＢが最大でないと判断された場合にはステップＳＴ２０に進み、ＡＰＴＣを新たなＡＰＴＡに設定してステップＳＴ１１に戻る。以後、ステップＳＴ１１乃至ステップＳＴ２０を繰り返す。
【００３７】
尚、アンテナパターンをずらす方法、即ち、ヌル点を時計方向及び半時計方向にずらす方法としては、例えばアンテナ制御信号の値とヌル点の角度位置との対応を表すデータをあらかじめ表の形で記憶しておき、この表を参照してアンテナ制御信号を生成する方法を用いることができる。
【００３８】
また、アンテナ制御信号を電圧（電流）信号とし、電圧値（電流値）とヌル点の角度位置とが比例関係になるようにしておき、アンテナ制御信号の大きさを増加及び減少させることによってずらすことも可能である。
【００３９】
本実施の形態では、３種類のアンテナパターンの間でＣ／Ｎの大小を比較しているが、４種類以上のアンテナパターンでＣ／Ｎの大小比較を行うようにしてもよい。
【００４０】
以上説明したように、本実施の形態のアンテナ指向性制御装置によれば、Ｃ／Ｎが最も大きくなるようにアンテナパターンが自動的に設定されるので、不要電波の到来方向にかかわらず、電波を安定して受信することが可能となる。
また、不要波の到来方向が変化する受信状況であっても、その変化に応じてアンテナパターンも変化するので電波を安定して受信することが可能となる。
【００４１】
実施の形態３．
実施の形態２のアンテナ指向性制御装置は、受信信号のＣ／Ｎを算出し、Ｃ／Ｎが最大になるようにアンテナパターンを制御することにより受信信号に含まれる不要波を少なくする構成を有するものであるが、以下に説明する実施の形態3のアンテナ指向性制御装置は、受信した信号から伝送路の遅延プロファイルを求め、この遅延プロファイルに基づき算出した受信すべき信号波に対する不要波の電力比が最小になるようにアンテナパターンを制御する構成を有するものである。
【００４２】
図８は、本実施の形態３に係るアンテナ指向性制御装置３００を有する受信装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態では、受信する無線信号は、特定のキャリア成分を用いてパイロット信号が送信される直交周波数分割多重信号である。本実施の形態３に係るアンテナ指向性制御装置３００は、遅延プロファイル算出部１３が追加され、Ｃ／Ｎ算出部１０、Ｃ／Ｎメモリ部１１、Ｃ／Ｎ比較部１２に代えて不要波電力算出部１４、不要波電力メモリ部、不要波電力比較部１６を有する点で実施の形態２に係るアンテナ指向性制御装置２００と構成が相違する。
【００４３】
図８において、単一ブランチダイバーシチアンテナ１、周波数変換部２、ＡＤ変換部３、復調部８は、図4に示した実施の形態２の単一ブランチダイバーシチアンテナ１、周波数変換部２、ＡＤ変換部３、復調部８と同じ構成を有する。アンテナ制御信号生成部７も実施の形態２におけるアンテナ制御信号生成部７と同じ構成を有するが、Ｃ／Ｎ比較部１２の出力ではなく不要波電力比較部１６の出力を受け取る点、及びＣ／Ｎ算出部１０ではなく、不要波電力算出部１４に制御信号を出力する点で異なる。
実施の形態２と同様、復調部８はフーリエ変換部８１、パイロット抽出部８２、伝送路推定部８３、キャリア復調部８４からなり、キャリア復調部８４の出力が受信機の復調信号となる。また、アンテナ制御信号生成部７はアンテナ指向性制御を行うべく、インピーダンス制御部９にアンテナ制御信号を出力する。
図９に遅延プロファイル算出部１３の構成を示す。同図に示すように、遅延プロファイル算出部１３は信号ソート部１３１、逆フーリエ変換部１３２、到来波電力算出部１３３から構成される。
【００４４】
以下に、本実施形態のアンテナ指向性制御装置を有する受信装置の動作について説明するが、単一ブランチダイバーシチアンテナ１、周波数変換部２、ＡＤ変換部３、復調部８、アンテナ制御信号生成部７、インピーダンス制御部９の動作は、実施の形態２で説明した動作と同様であるので、ここでは主に遅延プロファイル算出部１３、不要波電力算出部１４、不要波電力メモリ部１５、不要波電力比較部１６の動作について説明する。
【００４５】
マルチパス伝搬では、送信された信号が距離の異なる複数の伝搬経路を通って受信アンテナに到達するため、経路差に相当した時間ずれが生じて受信信号が時間方向に広がる。この遅延時間に対する電力分布の広がりの形状を一般に遅延プロファイルと呼ぶ。受信側において遅延プロファイルを求めるためには、各経路の振幅変動量及び位相変動量を求める必要があるが、これは、パイロット信号が既知信号であることを利用し、パイロット信号についての振幅変動量及び位相変動量に基づいて算出することができる。
【００４６】
送信信号をｓ（ｔ）、受信信号をｒ（ｔ）とし、各々のフーリエ変換をＳ（ｆ）及びＲ（ｆ）とする。このとき、雑音成分を無視すると、Ｒ（ｆ）は、式１で表すことができる。
Ｒ（ｆ）＝Ｈ（ｆ）Ｓ（ｆ）    式１
【００４７】
直交周波数分割多重信号におけるパイロット信号は、受信側において既知であるので、パイロット信号に対応するＳ（ｆ）及びＲ（ｆ）は受信側において既知の信号である。パイロット信号に対応するＲ（ｆ）を既知信号Ｓ（ｆ）で除算して得られる伝達関数Ｈ（ｆ）は経路の周波数特性を表すものとなる。このＨ（ｆ）の逆フーリエ変換ｈ（ｔ）に基づいて遅延プロファイルを決定できることが一般に知られている。
具体的には、Ｒ（ｆ）をＳ（ｆ）で除算した結果の各周波数成分を周波数の高低順に並べ、逆離散フーリエ変換すれば、ｈ（ｔ）に相当する信号系列が算出される。この信号系列において、時間軸上に現れる各成分の振幅の２乗値が各経路の受信電力に比例する量を表し、また、その時間軸上の位置は、各経路の遅延時間に比例する量を表す。
【００４８】
同様に、フーリエ変換後の各パイロット信号成分を周波数の高低順に並べ、逆フーリエ変換することにより得られる信号系列は、パイロット信号についての遅延プロファイルを表すものとなる。そこで、遅延プロファイル算出部１３は、まずパイロット抽出部８２から出力されるフーリエ変換後の各パイロット信号成分（以下、「Ｓ５」ともいう）を信号ソート部１３１によって周波数の高低順に並べる。次に、逆フーリエ変換部１３２においてそれを逆フーリエ変換し、その結果得られる信号系列に現れる各成分について、到来波電力算出部１３３により信号電力及び遅延時間を算出する。
【００４９】
但し、図５に示したように、パイロット信号の挿入位置、即ちパイロットキャリアが周期的に変化する場合（図５の例では４シンボル周期で変化する）、パイロット信号を周波数の高低順に並べるためには、４シンボル分のパイロット信号を用いる必要がある。また、パイロット信号を周波数の高低順に並べる際に、図１０に示すように、信号ソート部１３１の前段に時間内挿フィルタ部１３４を設け、時間方向の内挿処理を行っても良い。時間方向の内挿処理を行うことにより、伝送路特性が時間変化する場合でも精度良く遅延プロファイルを算出することができる。尚、図10に示した構成例における信号ソート部１３１、逆フーリエ変換部１３２及び到来波電力算出部１３３の動作は、図９に示した構成の場合と同様である。
【００５０】
遅延プロファイル算出部１３で算出される遅延プロファイルは、例えば図１１のグラフのようになる。図１１のグラフは、パイロット信号のそれぞれ異なる時間に到来する成分を時間順に並べたものであり、横軸が遅延時間、縦軸が電力を表す。図１１の例では、特に電力の大きな３つの成分が存在し、最も早く到来する成分を到来波Ｃ、次に到来する成分を到来波Ａ、最も遅延時間の大きい成分、即ち最も遅く到来する成分を到来波Ｂとして示している。ここでは、到来波Ｂはシンボル間干渉を引き起こす不要波成分であると仮定する。
【００５１】
遅延プロファイル算出部１３で得られた遅延プロファイルに関する情報（以下、「遅延プロファイル信号」ともいう）は、不要波電力算出部１４に入力され、不要波電力算出部１４はこの情報に基づき、受信信号に含まれる不要波成分の受信すべき信号成分（以下、「主波成分」ともいう）に対する相対電力（以下、「不要波電力」ともいう）を算出する。尚、主波成分は、各成分の中、受信電力の最も大きな成分とすればよい。
【００５２】
ここで、不要波電力算出部１４について説明する。図１２は、不要波電力算出部１４の構成を示すブロック図である。図１２に示すように、不要波電力算出部１４は、それぞれ遅延プロファイル算出部１３の出力Ｓ６が入力される主波成分算出部１４１及び不要波成分算出部１４２と、主波成分算出部１４１及び不要波成分算出部１４２の出力が入力される電力比算出部１４３を有する。電力比算出部１４３の出力が不要波電力算出部１４の出力となる。
【００５３】
次に、上記構成の不要波電力算出部１４の動作について説明する。シンボル間干渉を引き起こす不要波成分は、主波成分との到来時間差が所定の時間以上である成分である。本実施の形態では、この所定時間はガード区間長に対応する時間としており、不要波成分は、主波成分に対する到来時間差がガード区間長以上である信号成分として検出される。
具体的には、主波成分算出部１４１は、主波成分の信号電力を算出し、不要波成分算出部１４２は、不要波成分の信号電力を算出する。上記したように、主波成分は、最も信号電力の大きな成分とすればよい。例えば、遅延プロファイル算出部１３の出力が図１１のようになる場合、主波成分算出部１４１で算出される電力は到来波Ａの信号電力ＰＡであり、不要波成分算出部１４２で算出される電力は到来波Ｂの信号電力ＰＢである。そして、電力比算出部１４３は、主波成分算出部１４１の出力及び不要波成分算出部１４２の出力に基づき、主波成分の信号電力に対する不要波成分の信号電力の比を算出して出力する。電力比算出部１４３の出力は、不要波電力算出部１４の出力（以下、「不要波電力信号」ともいう）であり、この値が小さいほど受信信号に含まれる不要波成分の割合が小さいことを意味する。本実施の形態では、この不要波電力信号の値が小さくなるようにアンテナパターンを制御する。
【００５４】
上記不要波電力算出部１４から出力される不要波電力信号は不要波電力メモリ部１５及び不要波電力比較部１６に入力される。不要波電力メモリ部１５では、入力される不要波電力信号をメモリに格納する。不要波電力メモリ部１５は複数のアンテナパターン（本実施形態では３通りのアンテナパターン）の不要波電力信号を比較できるように、不要波電力算出部１４の算出した不要波電力信号を一時的に格納するためのものである。
不要波電力比較部１６では、不要波電力メモリ部１５に格納されている不要波電力信号及び不要波電力算出部１４から出力される不要波電力信号の大小比較を行う。そして、不要波電力信号が最小になるアンテナパターンを選択し、アンテナパターンの選択を指示するアンテナパターン選択信号を出力する。アンテナ制御信号生成部７は、不要波電力比較部１６から出力されるアンテナパターン選択信号を受け取り、単一ブランチダイバーシチアンテナ１を制御するためのアンテナ制御信号に変換し、インピーダンス制御部９に出力する。
【００５５】
インピーダンス制御部９は、入力されるアンテナ制御信号に基づき、２つの地導体間のインピーダンス１９を変化させる。アンテナパターン制御信号は例えば電圧信号であり、インピーダンス制御部９は、２つの地導体間のインピーダンスを電圧信号の大きさ、即ち電圧値に応じた値に設定する。
【００５６】
ここで、本実施の形態３におけるアンテナ指向性（アンテナパターン）制御のアルゴリズムの一例を図１３のフローチャートを参照して説明する。
まず、ステップＳＴ２１において、現在のアンテナパターン（以下、「ＡＰＴＡ２」ともいう）での不要波電力を算出する。更に、現在のアンテナパターンＡＰＴＡ２で算出した不要波電力（以下、「ＲＡ」ともいう）を記録する。具体的には、ＡＰＴＡ２を固定し、不要波電力算出部１４に対して不要波電力算出の開始を伝え、不要波電力メモリ部１５でこれを記録する。次に、ステップＳＴ２２において、ＡＰＴＡ２から所定角度だけアンテナパターンをずらした新たなアンテナパターン（以下、「ＡＰＴＢ２」ともいう）を設定する。そして、ステップＳＴ２３において、新たなアンテナパターンＡＰＴＢ２での不要波電力を算出し、この不要波電力（以下、「ＲＢ」ともいう）を記録する。具体的には、ＡＰＴＢ２を固定し、不要波電力算出部１４に対して不要波電力算出の開始を伝え、不要波電力メモリ部１５でこれを記録する。同様に、ステップＳＴ２４において、ＡＰＴＡ２から所定角度だけアンテナパターンをＡＰＴＢ２とは逆方向にずらした新たなアンテナパターン（以下、「ＡＰＴＣ２」ともいう）を設定する。そして、ステップＳ２５において、ＡＰＴＣ２での不要波電力を算出し、この不要波電力（以下、「ＲＣ」ともいう）を記録する。具体的には、ＡＰＴＣ２を固定し、不要波電力算出部１４に対して不要波電力算出の開始を伝え、不要波電力メモリ部１５でこれを記録する。
【００５７】
本実施の形態におけるＡＰＴＡ２、ＡＰＴＢ２及びＡＰＴＣ２の関係は、実施の形態２で説明したアンテナパターンＡＰＴＡ、ＡＰＴＢ及びＡＰＴＣの関係と同様であり、ＡＰＴＡ２、ＡＰＴＢ２及びＡＰＴＣ２をそれぞれ実施の形態２におけるＡＰＴＡ、ＡＰＴＢ及びＡＰＴＣと置き換えて考えることができる。即ち、本実施形態においても、単一ブランチダイバーシチアンテナのアンテナパターンは、アンテナ制御信号を変化させることにより変更可能であり、例えば不要波が方向Ｄ２から到来する場合、図７（ｂ）のアンテナパターンから図７（ｃ）のアンテナパターンに変更することにより、不要波を抑圧することができる。不要波は、到来時間差が大きいことが原因となってシンボル間干渉を引き起こすような到来波のことであり、受信信号において不要波の含まれる割合が大きいほど、上記不要波電力信号は大きくなる。従って、不要波電力信号が小さくなるようにアンテナパターンを制御すれば、不要波を抑圧することができる。
【００５８】
ここで、現在のアンテナパターンＡＰＴＡ２が、図７（ｂ）で表されるものとする。このとき、方向Ｄ１からの到来波は抑圧される。しかし、不要波が、図中の方向Ｄ２から到来する場合、ＡＰＴＡ２では不要波を十分に抑圧することはできない。そこで、アンテナパターンのヌル点の方向が現在の方向から時計方向及び反時計方向にずれるようにアンテナパターンを変化させる。即ち、まず、図７（ｃ）に示したようにヌル点を時計方向に所定角度ずらし、これをＡＰＴＢ２とする。次に、図７（ｄ）に示したようにヌル点を反時計方向に所定角度ずらし、これをＡＰＴＣ２とする。このように、ＡＰＴＢ２とＡＰＴＣ２は、ＡＰＴＡ２のヌル点を中心とし、プラス角度方向及びマイナス角度方向にそれぞれずれたアンテナパターンとなる。そして、各アンテナパターンでの不要波電力を比較し、それが最も小さくなるアンテナパターンを選択して行けば、アンテナ指向性を最適化し、不要波の受信電力を最小にすることが可能となる。
【００５９】
そのため、図１３のフローチャートのステップＳＴ２６では、算出したＲＡ、ＲＢ及びＲＣの大小比較を行う。即ちステップＳＴ２７において、ＲＡが最小であると判断された場合にはアンテナパターンを変更することなく、ステップＳＴ２１に戻る。また、ステップＳＴ２７でＲＡが最小ではないと判断された場合にはステップＳＴ２８に進み、ＲＢが最も小さいか否かを判断する。ステップＳ２８でＲＢが最小と判断された場合にはステップＳＴ２９に進み、ＡＰＴＢ２を新たなＡＰＴＡ２に設定してから、ステップＳＴ２１に戻る。ステップＳＴ２８でＲＢが最小でないと判断された場合にはステップＳＴ３０に進み、ＡＰＴＣ２を新たなＡＰＴＡ２に設定してステップＳＴ２１に戻る。以後、ステップＳＴ２１乃至ステップＳＴ３０を繰り返す。
【００６０】
尚、アンテナパターンをずらす方法、即ち、ヌル点を時計方向と半時計方向にずらす方法としては、例えばアンテナ制御信号の値とヌル点の角度位置との対応を表すデータをあらかじめ表の形で記憶しておき、この表を参照してアンテナ制御信号を生成する方法を用いることができる。
【００６１】
また、アンテナ制御信号を電圧（電流）信号とし、電圧値（電流値）とヌル点の角度位置とが比例関係になるようにしておき、アンテナ制御信号の大きさを増加及び減少させることによってずらすことも可能である。
【００６２】
本実施の形態では、３種類のアンテナパターンの間で不要波の受信電力の大小を比較しているが、４種類以上のアンテナパターンで大小比較を行うようにしてもよい。
【００６３】
以上説明したように、本実施の形態のアンテナ指向性制御装置によれば、受信信号に含まれる不要波成分が遅延プロファイルから検出され、主波に対する不要波の電力比が最も小さくなるようにアンテナパターンが設定されるので、不要電波の到来方向にかかわらず、電波を安定して受信することが可能となる。
また、不要波の到来方向が変化する受信状況であっても、その変化に応じてアンテナパターンも変化するので電波を安定して受信することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の実施の形態１に係るアンテナ指向性制御装置を有する受信装置の構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１の受信装置におけるアンテナ指向性制御のアルゴリズムを説明するフローチャートである。
【図３】実施の形態１におけるアンテナパターンの種々の例を模式的に示す図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係るアンテナ指向性制御装置を有する受信装置の構成を示すブロック図である。
【図５】直交周波数分割多重信号に含まれるパイロットキャリアとそれ以外のキャリアの配置例を模式的に示す図である。
【図６】実施の形態２の受信装置におけるアンテナ指向性制御のアルゴリズムを説明するフローチャートである。
【図７】実施の形態２におけるアンテナパターンの種々の例を模式的に示す図である。
【図８】本発明の実施の形態３に係るアンテナ指向性制御装置を有する受信装置の構成を示すブロック図である。
【図９】実施の形態３のアンテナ指向性制御装置の遅延プロファイル算出部の構成を示すブロック図である。
【図１０】実施の形態３のアンテナ指向性制御装置の遅延プロファイル算出部の他の構成を示すブロック図である。
【図１１】実施の形態３のアンテナ指向性制御装置の遅延プロファイル算出部の出力結果の例を模式的に示す図である。
【図１２】実施の形態３のアンテナ指向性制御装置の不要波電力算出部の構成例を示すブロック図である。
【図１３】実施の形態３の受信装置におけるアンテナ指向性制御のアルゴリズムを説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【００６５】
１  単一ブランチダイバーシチアンテナ、  ２  周波数変換部、  ３  ＡＤ変換部、  ４  受信電力算出部、  ５  電力メモリ部、  ６  電力比較部、  ７  アンテナ制御信号生成部、  ８  復調部、  ９  インピーダンス制御部、  １０  Ｃ／Ｎ算出部、  １１  Ｃ／Ｎメモリ部、  １２  Ｃ／Ｎ比較部、  １３  遅延プロファイル算出部、  １４  不要波電力算出部、  １５  不要波電力メモリ部、  １６  不要波電力比較部、  １７，１８  地導体、  １９  インピーダンス、  ８１  フーリエ変換部、  ８２  パイロット抽出部、  ８３  伝送路推定部、  ８４  キャリア復調部、  １００，２００，３００  アンテナ指向性制御装置。
【図１】
2005252767.tif 000003
【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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【図１３】
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