(57)【要約】【課題】  デジタルテレビ信号を受信する方法及び受信器を提供する。【解決手段】  多数のビーム形成器を具備する受信器は対応する多数のアンテナを通じて受信される無線信号を基底帯域信号にそれぞれ変換する多数の変換器と、前記多数の変換器の出力信号と前記多数のビーム形成器の出力信号とを受信し、前記対応する多数のアンテナそれぞれに対するチャンネルを推定し、制御信号を出力するチャンネル推定器と、前記多数のビーム形成器の出力信号を受信し、対応する制御信号に応答して前記多数のビーム形成器それぞれの出力信号を所定時間遅延させ、遅延された出力信号を出力する少なくとも１つの制御器と、前記少なくとも１つの制御器の出力信号を結合する加算器と、を具備する。よって、デジタルテレビ信号を受信する方法と受信器は速い収斂速度を有し、チャンネル補償の負担が減少する効果がある。【選択図】  図１
2005051780.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタルテレビ信号を受信する方法において、
多数のアンテナそれぞれを通じて入力される入射データ信号を受信する段階と、
前記入射データ信号を復調する段階と、
前記復調された入射データ信号に応答して前記多数のアンテナのうち少なくとも１つのアンテナに対するチャンネルを推定する段階と、
前記復調された入射データ信号のうち主経路信号を選択し、選択された主経路信号に対してビーム形成を行う段階と、
出力信号を形成するために前記ビーム形成された選択された主経路信号と前記復調された入力データ信号とを結合する段階と、を具備することを特徴とするデジタルテレビ信号受信方法。
【請求項２】
前記デジタルテレビ信号受信方法は、前記結合された出力信号に含まれた少なくとも１つの多重経路信号を除去する段階をさらに具備することを特徴とする請求項１に記載のデジタルテレビ信号受信方法。
【請求項３】
前記入射データ信号それぞれは前記主経路信号と多数の多重経路信号とを含むことを特徴とする請求項１に記載のデジタルテレビ信号受信方法。
【請求項４】
前記チャンネルを推定する段階は、前記多数のビーム形成器のうち少なくとも１つのビーム形成器の出力信号に基づいて前記チャンネルを推定することを特徴とする請求項１に記載のデジタルテレビ信号受信方法。
【請求項５】
前記チャンネルを推定する段階は、前記復調された入射データ信号それぞれに含まれたデータフレームのフィールド同期信号を利用して行われることを特徴とする請求項１に記載のデジタルテレビ信号受信方法。
【請求項６】
前記主経路信号は前記復調された入射データ信号のうち少なくとも１つの信号レベルと所定の基準レベルとの比較結果として選択されることを特徴とする請求項１に記載のデジタルテレビ信号受信方法。
【請求項７】
前記ビーム形成は前記選択された主経路信号のデータフレームのフィールド同期信号に基づいて形成されることを特徴とする請求項１に記載のデジタルテレビ信号受信方法。
【請求項８】
前記ビーム形成はトレーニング・シーケンスを利用して形成されることを特徴とする請求項１に記載のデジタルテレビ信号受信方法。
【請求項９】
前記出力信号を形成するために使われた結合する段階は、
前記少なくとも１つの復調された入力データ信号を相応する時間だけ遅延させる段階と、
前記遅延された少なくとも１つの復調された入力データ信号と前記ビーム形成された選択された主経路信号とを結合する段階と、を具備することを特徴とする請求項１に記載のデジタルテレビ信号受信方法。
【請求項１０】
前記出力信号を形成するために使われた結合する段階は、選択結合、最大比結合、同一利得結合とフィードバック結合のうち少なくとも１つを使用して行われることを特徴とする請求項１に記載のデジタルテレビ信号受信方法。
【請求項１１】
無線信号を受信する方法において、
空間ダイバーシティーを利用して対応する入射データ信号を受信する段階と、
前記入射データ信号を復調する段階と、
前記復調された入射データ信号を使用して多数のビーム形成器それぞれに対するチャンネルを推定して前記多数のビーム形成器の出力信号を出力する段階と、
前記復調された入射データ信号から主経路信号を選択し、選択された主経路信号に加重値を適用し、前記選択された主経路信号に対してビーム形成を行う段階と、
前記多数のビーム形成器の出力信号を所定時間だけ遅延させ、遅延された出力信号を結合する段階と、を具備することを特徴とする無線信号を受信する方法。
【請求項１２】
多数のビーム形成器を具備する受信器において、
対応する多数のアンテナを通じて受信される無線信号を基底帯域信号にそれぞれ変換する多数の変換器と、
前記多数の変換器の出力信号と前記多数のビーム形成器の出力信号とを受信し、前記対応する多数のアンテナそれぞれに対するチャンネルを推定し、制御信号を出力するチャンネル推定器と、
前記多数のビーム形成器の出力信号を受信し、対応する制御信号に応答して前記多数のビーム形成器それぞれの出力信号を所定時間遅延させ、遅延された出力信号を出力する少なくとも１つの制御器と、
前記少なくとも１つの制御器の出力信号を結合する加算器と、を具備することを特徴とする受信器。
【請求項１３】
前記チャンネル推定器は前記多数の変換器の出力信号と前記多数のビーム形成器の出力信号それぞれを含むデータフレームのフィールド同期信号を利用して前記チャンネルを推定することを特徴とする請求項１２に記載の受信器。
【請求項１４】
前記受信器は前記加算器の出力信号を受信し、前記無線信号を構成する多重経路信号を除去する等化器をさらに具備することを特徴とする請求項１２に記載の受信器。
【請求項１５】
前記多数のビーム形成器それぞれは、
加重値を貯蔵する貯蔵回路と、
前記貯蔵回路の出力信号を加算する加算器と、
トレーニング・シーケンスを貯蔵するメモリ装置と、
前記メモリ装置から出力される前記トレーニング・シーケンスと前記加算器の出力信号との差を計算する減算器と、
前記減算器の出力信号に応答して前記加重値それぞれを独立的に制御する適応加重値調節器と、を具備することを特徴とする請求項１２に記載の受信器。
【請求項１６】
前記多数のビーム形成器それぞれは前記無線信号それぞれが含まれたデータフレームの各フィールド同期信号に応答して前記ビーム形成を行うことを特徴とする請求項１２に記載の受信器。
【請求項１７】
前記等化器は前記無線信号それぞれが含まれたデータフレームの各ペイロードデータ区間の間、前記多重経路信号を除去することを特徴とする請求項１４に記載の受信器。
【請求項１８】
無線信号を受信する受信器において、
アンテナアレイを通じて受信された前記無線信号を基底帯域信号に変換し、変換された基底帯域信号を出力する変換器と、
それぞれが前記変換器から出力された前記基底帯域信号を受信し、受信された基底帯域信号に基づいて信号を出力する多数のビーム形成器と、
前記変換器の出力信号と前記多数のビーム形成器それぞれの出力信号を受信し、前記無線信号それぞれに対するチャンネルを推定するチャンネル推定器と、
前記多数のビーム形成器それぞれの出力信号を受信し、前記チャンネル推定器のチャンネル推定結果に基づいて前記多数のビーム形成器の出力信号それぞれの遅延時間を独立的に制御する制御回路と、
前記制御回路から出力される出力信号を結合する加算器と、を具備することを特徴とする受信器。
【請求項１９】
前記受信器は前記加算器の出力信号を受信し、前記無線信号を構成する多重経路信号を除去する等化器をさらに具備することを特徴とする請求項１８に記載の受信器。
【請求項２０】
受信器において、
それぞれが推定されたチャンネルを通じて受信された多数の復調された入射信号から選択された主経路信号に対するビーム形成を行う多数のビーム形成器と、
前記受信された復調された入射信号から主経路信号を除去する等化器と、を具備し、
前記多数のビーム形成器それぞれは前記主経路信号のデータフレームのフィールド同時信号に応答してビーム形成を行い、
前記等化器は前記多重経路信号それぞれが含まれたデータフレームのペイロードデータ区間で前記多重経路信号を除去することを特徴とする受信器。
【請求項２１】
受信器において、
少なくとも１つのビーム形成器を具備し、
前記少なくとも１つのビーム形成器は多数の復調された入射データ信号を受信し、前記多数の復調された入射データ信号のうち所定のチャンネル特性を有する主経路信号を選択し、前記主経路信号に対してビーム形成を行うことを特徴とする受信器。
【請求項２２】
受信器において、
多数のアンテナと、
少なくとも１つのビーム形成器と、
チャンネル推定器と、を具備し、
前記チャンネル推定器は前記多数のアンテナから出力される復調された入射データ信号と前記少なくとも１つのビーム形成器から出力された少なくとも１つの信号を受信し、前記多数のアンテナのうち少なくとも１つのアンテナに対するチャンネルを推定し、前記少なくとも１つのビーム形成器に接続された制御回路に制御信号を伝送し、
前記制御信号は時間情報と利得情報のうち少なくとも１つを含むことを特徴とする受信器。
【請求項２３】
受信器において、
多数のアンテナと、
少なくとも１つのビーム形成器と、
チャンネル推定器と、を具備し、
前記チャンネル推定器は前記多数のアンテナから出力される復調された入射データ信号と前記少なくとも１つのビーム形成器から出力された少なくとも１つの信号とを受信し、前記多数のアンテナのうち少なくとも１つのアンテナに対するチャンネルを推定し、前記少なくとも１つのビーム形成器に接続された制御回路に制御信号を伝送し、
前記制御信号は時間情報と利得情報のうち少なくとも１つを含み、
前記少なくとも１つのビーム形成器は多数の復調された入射データ信号を受信し、前記多数の復調された入射データ信号のうち所定のチャンネル特性を有する主経路信号を選択し、前記主経路信号に対してビーム形成を行うことを特徴とする受信器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線信号受信方法及び無線信号受信装置に係り、より詳細には、空間ダイバーシティーと少なくとも１つのビーム形成器とを利用したデジタルテレビ信号受信方法及び受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルテレビ信号は、ビル、壁、雲などにより、多重経路効果（ｍｕｌｔｉ−ｐａｔｈ ｅｆｆｅｃｔ）を受けやすい。前記デジタルテレビ信号を受信する間、前記多重経路効果は伝送された信号のエコーとして現れる。
受信器でこのようなエコーは信号雑音を発生する。したがって、多重経路効果によって発生した前記エコーは受信されたデジタルテレビ信号の質に強力な影響を与える。そして、本明細書に記載されたデジタルテレビの受信器はＡＴＳＣ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ）Ａ−５３標準を参考とする。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
したがって、本発明が解決しようとする技術的な課題は、受信されたデジタルテレビ信号の質を向上させるために空間ダイバーシティー及び少なくとも１つのビーム形成器を利用したデジタルテレビ信号受信方法及び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】
【０００４】
前記技術的課題を達成するためのデジタルテレビ信号を受信する方法は、多数のアンテナそれぞれを通じて入力される入射データ信号を受信する段階と、前記入射データ信号を復調する段階と、前記復調された入射データ信号に応答して前記多数のアンテナのうち少なくとも１つのアンテナに対するチャンネルを推定する段階と、前記復調された入射データ信号のうち主経路信号を選択し、選択された主経路信号に対してビーム形成を行う段階と、出力信号を形成するために前記ビーム形成された選択された主経路信号と前記復調された入力データ信号とを結合する段階と、を具備する。
【０００５】
前記デジタルテレビ信号受信方法は、前記結合された出力信号に含まれた少なくとも１つの多重経路信号を除去する段階をさらに具備する。前記入射データ信号それぞれは前記主経路信号と多数の多重経路信号とを含む。
【０００６】
前記チャンネルを推定する段階は前記多数のビーム形成器のうち少なくとも１つのビーム形成器の出力信号に基づいて前記チャンネルを推定する。前記チャンネルを推定する段階は前記復調された入射データ信号それぞれに含まれたデータフレームのフィールド同期信号を利用して行われる。
【０００７】
前記主経路信号は前記復調された入射データ信号のうち少なくとも１つの信号レベルと所定の基準レベルとの比較結果として選択される。
前記ビーム形成は前記選択された主経路信号のデータフレームのフィールド同期信号に基づいて形成される。
前記ビーム形成はトレーニング・シーケンスを利用して形成される。
【０００８】
前記出力信号を形成するために使われた結合する段階は前記少なくとも１つの復調された入力データ信号を相応する時間だけ遅延させる段階と、前記遅延された少なくとも１つの復調された入力データ信号と前記ビーム形成された選択された主経路信号とを結合する段階と、を具備する。
前記出力信号を形成するために使われた結合する段階は選択結合、最大比結合、同一利得結合とフィードバック結合のうち少なくとも１つを使用して行われる。
【０００９】
前記技術的課題を達成するための無線信号を受信する方法は、空間ダイバーシティーを利用して対応する入射データ信号を受信する段階と、前記入射データ信号を復調する段階と、前記復調された入射データ信号を使用して多数のビーム形成器それぞれに対するチャンネルを推定し、前記多数のビーム形成器の出力信号を出力する段階と、前記復調された入射データ信号から主経路信号を選択し、選択された主経路信号に加重値を適用し、前記選択された主経路信号に対してビーム形成を行う段階と、前記多数のビーム形成器の出力信号を所定時間だけ遅延させ、遅延された出力信号を結合する。
【００１０】
前記技術的課題を達成するための多数のビーム形成器を具備する受信器は対応する多数のアンテナを通じて受信される無線信号を基底帯域信号にそれぞれ変換する多数の変換器と、前記多数の変換器の出力信号と前記多数のビーム形成器の出力信号とを受信し、前記対応する多数のアンテナそれぞれに対するチャンネルを推定し、制御信号を出力するチャンネル推定器と、前記多数のビーム形成器の出力信号を受信し、対応する制御信号に応答して前記多数のビーム形成器それぞれの出力信号を所定時間遅延させ、遅延された出力信号を出力する少なくとも１つの制御器と、前記少なくとも１つの制御器の出力信号を結合する加算器と、を具備する。
【００１１】
前記チャンネル推定器は前記多数の変換器の出力信号と前記多数のビーム形成器の出力信号それぞれを含むデータフレームのフィールド同期信号を利用して前記チャンネルを推定する。
前記受信器は前記加算器の出力信号を受信し、前記無線信号を構成する多重経路信号を除去する等化器をさらに具備する。
【００１２】
前記多数のビーム形成器それぞれは加重値を貯蔵する貯蔵回路と、前記貯蔵回路の出力信号を加算する加算器と、トレーニング・シーケンスを貯蔵するメモリ装置と、前記メモリ装置から出力される前記トレーニング・シーケンスと前記加算器の出力信号との差を計算する減算器と、前記減算器の出力信号に応答して前記加重値それぞれを独立的に制御する適応加重値調節器と、を具備する。
【００１３】
前記多数のビーム形成器それぞれは前記無線信号それぞれが含まれたデータフレームの各フィールド同期信号に応答して前記ビーム形成を行う。
前記等化器は前記無線信号それぞれが含まれたデータフレームの各ペイロードデータ区間の間、前記多重経路信号を除去する。
【００１４】
前記技術的課題を達成するための無線信号を受信する受信器は、アンテナアレイを通じて受信された前記無線信号を基底帯域信号に変換し、変換された基底帯域信号を出力する変換器と、多数のビーム形成器−前記多数のビーム形成器それぞれは前記変換器から出力された前記基底帯域信号を受信し、受信された基底帯域信号に基づいて信号を出力し、前記変換器の出力信号と前記多数のビーム形成器それぞれの出力信号とを受信し、前記無線信号それぞれに対するチャンネルを推定するチャンネル推定器と、前記多数のビーム形成器それぞれの出力信号を受信し、前記チャンネル推定器のチャンネル推定結果に基づいて前記多数のビーム形成器の出力信号それぞれの遅延時間を独立的に制御する制御回路と、前記制御回路から出力される出力信号を結合する加算器と、を具備する。
前記受信器は前記加算器の出力信号を受信し、前記無線信号を構成する多重経路信号を除去する等化器をさらに具備する。
【００１５】
前記技術的課題を達成するための受信器は、それぞれが推定されたチャンネルを通じて受信された多数の復調された入射信号から選択された主経路信号に対するビーム形成を行う多数のビーム形成器と、前記受信された復調された入射信号から主経路信号を除去する等化器と、を具備し、前記多数のビーム形成器それぞれは前記主経路信号のデータフレームのフィールド同時信号に応答してビーム形成を行い、前記等化器は前記多重経路信号それぞれが含まれたデータフレームのペイロードデータ区間で前記多重経路信号を除去する。
【００１６】
前記技術的課題を達成するための受信器は、少なくとも１つのビーム形成器を具備し、前記少なくとも１つのビーム形成器は多数の復調された入射データ信号を受信し、前記多数の復調された入射データ信号のうち所定のチャンネル特性を有する主経路信号を選択し、前記主経路信号に対してビーム形成を行う。
【００１７】
前記技術的課題を達成するための受信器は、多数のアンテナと、少なくとも１つのビーム形成器と、チャンネル推定器を具備し、前記チャンネル推定器は前記多数のアンテナから出力される復調された入射データ信号と前記少なくとも１つのビーム形成器から出力された少なくとも１つの信号を受信し、前記多数のアンテナのうち少なくとも１つのアンテナに対するチャンネルを推定し、前記少なくとも１つのビーム形成器に接続された制御回路に制御信号を伝送し、前記制御信号は時間情報と利得情報のうち少なくとも１つを含む。
【００１８】
前記技術的課題を達成するための受信器は、多数のアンテナと、少なくとも１つのビーム形成器と、チャンネル推定器と、を具備し、前記チャンネル推定器は前記多数のアンテナから出力される復調された入射データ信号と前記少なくとも１つのビーム形成器から出力された少なくとも１つの信号を受信し、前記多数のアンテナのうち少なくとも１つのアンテナに対するチャンネルを推定し、前記少なくとも１つのビーム形成器に接続された制御回路に制御信号を伝送し、前記制御信号は時間情報と利得情報のうち少なくとも１つを含み、前記少なくとも１つのビーム形成器は多数の復調された入射データ信号を受信し、前記多数の復調された入射データ信号のうち所定のチャンネル特性を有する主経路信号を選択し、前記主経路信号に対してビーム形成を行う。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によるデジタルテレビ信号を受信する方法と受信器は速い収斂速度を有し、チャンネル補償の負担が減少する効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明と本発明の動作上の利点及び本発明の実施によって達成される目的を十分に理解するためには本発明の望ましい実施例を例示する添付図面及び添付図面に記載された内容を参照せねばならない。
以下、添付した図面を参照して本発明の望ましい実施例を説明することによって、本発明を詳細に説明する。各図面に提示された同じ参照符号は同じ部材を表す。
【００２１】
図１は、本発明の実施例によるデジタルテレビ受信器のブロック図を示す。図１を参照すれば、受信器１００はアンテナアレイ１０、多数の変換器１２−１，１２−２，・・・，１２−Ｍ（ここで、Ｍは自然数）、チャンネル推定器１３、多数のビーム形成器１４−１，１４−２，・・・，１４−Ｎ（ここで、Ｎは自然数）、多数の制御回路２２−１，２２−２，・・・，２２−Ｎ、多数のメモリ装置２４−１，２４−２，・・・，２４−Ｎ，加算器２６及び等化器２８を具備する。
【００２２】
アンテナアレイ１０は空間ダイバーシティーを使用して入力されるデータ信号を受信するための多数のアンテナ素子１０−１，１０−２，・・・，１０−Ｍを具備する。多数のアンテナ素子１０−１，１０−２，・・・，１０−ＭのそれぞれはＮ（Ｎは、可変できる自然数）の入射される入射データ信号（例えば、無線信号）を受信する。
【００２３】
各変換器１２−１，１２−２，・・・，１２−Ｍは対応するアンテナ素子１０−１，１０−２，・・・，１０−Ｎから出力される前記無線信号（例えば、デジタルテレビ信号）を受信する。各変換器１２−１，１２−２，・・・，１２−Ｍは受信された無線信号を復調されたデータ信号、すなわち基底帯域信号(base-band signal)に変換する。各変換器１２−１，１２−２，・・・，１２−Ｍはチューナーと復調器との機能を有する。
アンテナアレイ１０の受信された無線信号ベクトルｘ（ｋ）は数式（１）に表現される。
【００２４】
【数１】
2005051780.tif 000003
【００２５】
ここで、ｘm（ｋ）はｍ番目アンテナアレイ素子が受信した無線信号を示し、ここで、（１≦ｍ≦Ｍ）、Ｔは、行列の転置を示す。
【００２６】
本発明による受信器のチャンネルモデルを単純化するために、各アンテナ素子１０−１，１０−２，・・・，１０−ＭにＬ個の無線信号がそれぞれ入力されると仮定する。ここで、Ｌ個の無線信号それぞれは１つの主経路信号と多数の多重経路信号とを含む。
ここで、主経路信号をｓ（ｋ−τｌ）とし、多重経路信号それぞれをｓ（ｋ−τｌ）（２≦ｌ≦Ｌ）とする時、アンテナアレイ１０の受信信号ベクトルｘ（ｋ）は数式（２）に表現される。
【００２７】
【数２】
2005051780.tif 000004
【００２８】
ここで、θｌはｌ番目多重経路信号ｓ（ｋ−τｌ）の入射角を示し、ａｌ（θｌ）はアンテナアレイの応答ベクトルを示す。
ここで、応答ベクトルａｌ（θｌ）はアンテナ素子に入射される入射信号の入射角によって決定されるアンテナ素子間の位相差情報を表す媒介変数である。
したがって、アンテナ素子に入射される入射信号の波長がλであり、アンテナ素子間の間隔がＤである場合、応答ベクトルａｌ（θｌ）は数式（３）のように表現される。
【００２９】
【数３】
2005051780.tif 000005
【００３０】
チャンネル推定器１３は多数の変換器１２−１，１２−２，・・・，１２−Ｍの出力信号ｘ１（ｋ），ｘ２（ｋ），・・・，ｘM（ｋ））及び／または多数のビーム形成器１４−１，１４−２，・・・，１４−Ｎの出力信号ｙ１（ｋ），ｙ２（ｋ），・・・，ｙN（ｋ）を受信し、受信された各信号のデータフレームのフィールド同期信号を利用して対応する各アンテナ素子１０−１，１０−２，・・・，１０−Ｍに対するチャンネルを推定し、各制御回路２２−１，２２−２，・・・，２２−Ｎと各メモリ装置２４−１，２４−２，・・・，２４−Ｎを独立的に制御するための制御信号を出力する。
【００３１】
本発明でチャンネル推定器１３がチャンネルを推定する方法とこれによる受信器の動作とを概略的に説明すれば、次の通りである。
最初に、チャンネル推定器１３は多数の変換器１２−１，１２−２，・・・，１２−Ｍの出力信号ｘ１（ｋ），ｘ２（ｋ），・・・，ｘM（ｋ）のうち１つの出力信号を利用して全方位の入射信号に対するチャンネルを推定する。ここで、各アンテナ素子１０−１，１０−２，・・・，１０−Ｍは指向性のない全方位アンテナである。
【００３２】
すなわち、特定指向方向で良好なチャンネル特性が確保できる場合、最も良好なチャンネル特性を有するビーム形成器１４−１、１４−２、・・・、または１４−Ｎの出力信号のみを選択するために、チャンネル推定器１３は対応する制御信号を各制御回路２２−１，２２−２，・・・，２２−Ｎに出力する。
したがって、各制御回路２２−１，２２−２，・・・，２２−Ｎは対応する制御信号に応答して遅延時間τ１ないしτN及び／または利得ｇ１，ｇ２，・・・，ｇNを制御する。
【００３３】
例えば、１番目ビーム形成器１４−１の出力信号ｙ１（ｋ）のみを加算器２６に出力しようとする場合、制御回路２２−１の利得ｇ１は対応する制御信号に応答して“１”と調節され、残りの制御回路２２−２ないし２２−Ｎそれぞれの利得ｇ２ないしｇNは対応する制御信号に応答して“０”と調節される。
【００３４】
第２に、チャンネル推定器１３は多数のビーム形成器１４−１，１４−２，・・・，１４−Ｎの出力信号ｙ１（ｋ），ｙ２（ｋ），・・・，ｙN（ｋ）を利用して各アンテナ素子１０−１，１０−２，・・・，１０−Ｍに対するチャンネルを推定し、各制御回路２２−１，２２−２，・・・，２２−Ｎと各メモリ装置２４−１，２４−２，・・・，２４−Ｎを制御するための制御信号を出力する。
【００３５】
したがって、チャンネル推定器１３は特定方位角方向のチャンネル特性が推定できる。この場合、チャンネル推定は各ビーム形成器１４−１，１４−２，・・・，１４−Ｎの出力信号ｙ１（ｋ），ｙ２（ｋ），・・・，ｙN（ｋ）のデータフレームのフィールド同期信号を利用する。
【００３６】
例えば、チャンネル推定器１３は多数のビーム形成器１４−１、１４−２、・・・、１４−Ｎの出力信号ｙ１（ｋ），ｙ２（ｋ），・・・，ｙN（ｋ）のうち優秀なチャンネル特性を有する少なくとも１つのビーム形成器の出力信号のみを選択し、対応する制御信号を選択されたビーム形成器の出力信号の遅延時間と利得とを制御するための制御回路に出力する。
【００３７】
選択されたビーム形成器それぞれの出力信号は対応する遅延素子によって所定時間τ１ないしτN遅延される。前記遅延素子の遅延時間は前記制御信号に応答して調節される。したがって、各制御回路２２−１，２２−２，・・・，２２−Ｎから出力される信号は同一位相を有する。
【００３８】
第３に、チャンネル推定器１３は多数の変換器１２−１，１２−２，・・・，１２−Ｍの出力信号ｘ１（ｋ），ｘ２（ｋ），・・・，ｘM（ｋ）全てを同時に利用して対応するアンテナ素子１０−１，１０−２，・・・，１０−Ｍのチャンネルを推定する。
【００３９】
この場合、チャンネル推定器１３はＭＵＳＩＣ、ＥＳＰＲＩＴ、Ｄｅｌａｙ ａｎｄ Ｓｕｍ、Ｃａｐｏｎなどのアルゴリズムを利用して各アンテナ素子１０−１，１０−２，・・・，１０−Ｍに入力されるＮ個の無線信号それぞれの入射角及び電力が推定できる。
【００４０】
この場合、推定されたチャンネルの遅延プロファイル特性で所定の臨界値を超える多数の多重経路信号が存在する場合、各多重経路信号に対して各ビーム形成器が独立的なビーム形成を行う。
【００４１】
各制御回路２２−１，２２−２，・・・，２２−Ｎは対応する制御信号に応答して独立的なビーム形成を行ったビーム形成器１４−１，１４−２，・・・，１４−Ｎの出力信号を受信し、受信された信号の遅延時間及び／または利得を制御し、その結果を加算器２６に出力する。
【００４２】
各ビーム形成器１４−１，１４−２，・・・，１４−Ｎは変換器１２−１，１２−２，・・・，１２−Ｎの出力信号を受信する。各ビーム形成器１４−１，１４−２，・・・，１４−Ｎは加重値を貯蔵する貯蔵回路、加算器１６−１，１６−２，・・・，１６−Ｎ、減算器１８−１，１８−２，・・・，１８−Ｎ及び適応加重値調節器２０−１，２０−２，・・・，２０−Ｎを具備する。
【００４３】
各ビーム形成器１４−１，１４−２，・・・，１４−Ｎは推定されたチャンネルを通じて入力される前記基底帯域信号から主経路信号を選択し、選択された主経路信号に対するビーム形成を行う。
【００４４】
チャンネル推定結果、臨界値以上の電力を有する多重経路信号の数がＬ（Ｌは自然数）である場合、各ビーム形成器１４−１，１４−２，・・・，１４−Ｎの動作は次の通りである。
最初ビーム形成器１４−１は変換器１２−１，１２−２，・・・，１２−Ｎの出力信号のうち最も大きい電力を有する信号ｓ（ｋ−τ１）に対してビーム形成を行い、他の信号を空間的にフィルタリングする。
加重値ベクトルｗ１（ｋ）は数式（４）のようである。
【００４５】
【数４】
2005051780.tif 000006
【００４６】
数式（１）に示された受信信号ベクトルｘ（ｋ）と加重値ベクトルｗ１（ｋ）との結合によるビーム形成器の出力信号は数式（５）に表現される。
【００４７】
【数５】
2005051780.tif 000007
【００４８】
ここで、Ｈは複素共役転置を示し、＊は複素共役を示す。
各ビーム形成器１４−１，１４−２，・・・，１４−Ｎは図２に示されたデータフレームのフィールドシンク信号Ｆｉｅｌｄ Ｓｙｎｃ.＃Ｎとセグメントシンク信号Ｓｅｇｍｅｎｔ Ｓｙｎｃとをトレーニング・シーケンスとして使用してビーム形成を行う。
【００４９】
すなわち、各ビーム形成器１４−１，１４−２，・・・，１４−ＮはＡＴＳＣ Ａ５３の伝送標準によって既知のデータを受信する場合にのみＬＭＳ（ｌｅａｓｔ ｍｅａｎ ｓｑｕａｒｅ）アルゴリズムを利用してビーム形成を行い、実際にペイロードデータ区間ではビーム形成を行わない。これはチャンネル決定エラーによって各ビーム形成器１４−１，１４−２，・・・，１４−Ｎがビーム形成を行うことを防止する。
トレーニング・シーケンス信号をｄ（ｋ）とする時、減算器１８−１から出力される誤差信号ｅ（ｋ）は数式（６）のように表現される。
【００５０】
【数６】
2005051780.tif 000008
【００５１】
ここで、τ１はチャンネル推定を通じて得た信号ｓ（ｋ−τ１）の遅延時間を表し、ｙ１（ｋ）はビーム形成器１４−１の出力信号を表す。
【００５２】
適応加重値調節器２０−１は減算器１８−１から出力される誤差信号ｅ（ｋ）を受信し、ＬＭＳアルゴリズムを利用して貯蔵回路に貯蔵された加重値を更新するための所定の制御信号を出力する。前記貯蔵回路は前記所定の制御信号に応答して貯蔵された加重値を更新する。
この時、更新された加重値ベクトルｗ１（ｋ＋１）は数式（７）のように表現される。
【００５３】
【数７】
2005051780.tif 000009
【００５４】
ここで、β１は収斂速度を表す段階定数である。前記段階定数は収斂速度を決定する要素である。前記段階定数が大きければ、誤差が最小化される収斂速度が速く、前記段階定数が小さければ、前記収斂速度が遅い。
【００５５】
しかし、前記段階定数が大き過ぎれば、前記ＬＭＳアルゴリズムが発散し、前記段階定数が小さ過ぎれば、ＬＭＳアルゴリズムが完全に収斂できない。したがって、適切な前記段階定数の設定が要求される。
【００５６】
他のビーム形成器１４−２ないし１４−Ｎはビーム形成器１４−１がビーム形成を行う方法と同じ方法でビーム形成を行う。
したがって、ｎ番目ビーム形成器の出力信号は数式（８）のように表現される。
【００５７】
【数８】
2005051780.tif 000010
【００５８】
ここで、ｗnはｎ番目ビーム形成器の加重値ベクトルを表す。そして、対応する適応加重値調節器２０−１、２０−２、・・・、２０−Ｎによって更新された各ビーム形成器の加重値ベクトルｗn（ｋ＋１）は数式（９）のように表現される。
【００５９】
【数９】
2005051780.tif 000011
【００６０】
ｎ番目ビーム形成器の誤差信号は数式（１０）のように表現される。
【００６１】
【数１０】
2005051780.tif 000012
【００６２】
ここで、τnはｎ番目ビーム形成器で受信しようとする信号の遅延時間を表す。
各制御回路２２−１、２２−２、・・・、２２−Ｎは各ビーム形成器の出力信号を受信し、対応する制御信号に応答して前記出力信号に対する遅延時間及び／または利得を制御する。したがって、各制御回路２２−１、２２−２、・・・、２２−Ｎの出力信号の位相は同一になりうる。
【００６３】
多数のメモリ装置２４−１、２４−２、・・・、２４−Ｎそれぞれは対応するトレーニング・シーケンスを貯蔵しており、チャンネル推定器１３から出力される所定の制御信号に応答して多重経路信号の数、前記多重経路信号それぞれのサイズまたは前記多重経路信号それぞれの位置を検出し、その結果として対応する遅延時間を有するトレーニング・シーケンスｄ（ｋ−τN）を対応する減算器１８−１、１８−２、・・・、１８−Ｎに出力する。
【００６４】
加算器２６は各制御回路２２−１、２２−２、・・・、２２−Ｎの出力信号を受信し、数式（１１）のように結合する。
【００６５】
【数１１】
2005051780.tif 000013
【００６６】
ここで、ｇnは空間ダイバーシティー結合に使われる加重値である。加算器２６は選択結合、最大比結合、同一利得結合、フィードバック結合などを使用して各制御回路２２−１、２２−２、・・・、２２−Ｎの出力信号を結合する。
【００６７】
等化器２８は加算器２６の出力信号を受信し、多重経路信号を除去し、その結果をＦＥＣデコーダ（Ｆｏｒｗａｒｄ Ｅｒｒｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ Ｄｅｃｏｄｅｒ、図示せず）に出力する。
【００６８】
図２は、本発明の実施例による受信器の動作を制御するデータフレームを示す。
図２に示された各データフレームはＡＴＳＣ Ａ５３の標準によって２つのデータフィールドで構成される。各データフィールドは３１３個のデータセグメントを具備する。
【００６９】
各データフィールドの最初のデータセグメントは独特(unique)な同期信号（フィールド同期信号Ｆｉｅｌｄ Ｓｙｎｃ.＃１であり、前記最初データセグメントは受信器１００の等化器２８で使われるトレーニング・シーケンスを含む。各データセグメントは８３２シンボルで構成される。
【００７０】
各ビーム形成器１４−１、１４−２、・・・、１４−Ｎは各フィールド同期信号Ｆｉｅｌｄ Ｓｙｎｃ.＃１、Ｆｉｅｌｄ Ｓｙｎｃ.＃２に応答してオンになり、等化器２８はペイロードデータ区間でのみオンになる。
【００７１】
図３Ａないし図３Ｄは、一般的なビーム形成方法を利用した場合のブラジルＣチャンネルでのチャンネル特性などを示す。
図３Ａは、ビーム形成前後のチャンネル特性を示す。図３Ａを参照すれば、実線はビーム形成後のチャンネル特性を示し、点線はビーム形成前のチャンネル特性を示す。
【００７２】
図３Ｂは、ビーム形成器のビームパターンを示す。図３Ｂを参照すれば、実線は適応ビームパターンを示し、点線はステアリングパターンを示す。
図３Ｃは、収斂後、等化器のタップ係数と利得との関係を示し、図３Ｄは、一般的な等化器の出力特性を示す。図３Ｄは、反復に対する信号レベルを示す。
【００７３】
図４Ａないし図４Ｆは、本発明の実施例による空間ダイバーシティー方法を利用した場合のブラジルＣチャンネルでのチャンネル特性などを示す。
図４Ａは、１番目ビーム形成器のビームパターンを示す。本発明による適応ビームパターンを見れば、１番目ビーム形成器のビームパターンは方位角（−）１５゜の方向に指向する。
【００７４】
図４Ｂは、２番目ビーム形成器のビームパターンを示す。本発明によるビームパターンを見れば、２番目ビーム形成器のビームパターンは方位角２０゜の方向に指向する。
図４Ｃは、１番目ビーム形成器の応答特性を示す。図４Ｃを参照すれば、ビーム形成後の振幅（実線）はビーム形成前の振幅（点線）に比べて減少したことが分かる。
【００７５】
図４Ｄは、２番目ビーム形成器の応答特性を示す。図４Ｃ及び図４Ｄを参照すれば、主経路信号のサイズは共に小さくなり、多重経路信号は共に除去されなかった。主経路信号と多重経路信号とを加算すれば、主経路信号のサイズは大きくなり、多重経路信号の数はさらに多くなる。
しかし、主経路信号のサイズが大きくなり、残存する多重経路信号のサイズが小さいために、等化器が容易に多重経路信号を除去できる。
【００７６】
図４Ｅは、収斂後、等化器のタップ係数と利得との関係を示す。図４Ｆは、等化器の出力特性を示す。図４Ｆは、反復による信号レベルを示す。
図４Ｆを参照すれば、本発明による受信器の等化器の収斂速度は３００,０００シンボルである。したがって、図３Ｄ及び図４Ｆを比較すれば、本発明による受信器の等化器２８の収斂時間は大幅に短縮される。
【００７７】
図５Ａは、本発明の実施例による空間ダイバーシティー方法を利用する場合と前記空間ダイバーシティー方法とを利用しない場合に等化器の出力信号の信号対雑音比（ｓｉｇｎａｌ ｔｏ ｎｏｉｓｅ ｒａｔｉｏ：ＳＮＲ）を示す。
【００７８】
図５Ａを参照すれば、ブラジルＣチャンネルのＳＮＲが最も多く向上した。
ブラジルＣチャンネルの場合、主経路信号のサイズと類似した多重経路信号が短い時間遅延を有してアンテナに入射するので、主ビームのサイズが全体的に減少して多重経路信号が除去され、その結果、、主経路信号にも大幅の減少が起きる。
【００７９】
従って、本発明の実施例による受信器の等化器は空間ダイバーシティーを使用して小さくなった主経路信号のサイズが補償できるので、チャンネルの歪曲を早く補償できる。
図５Ｂは、本発明の実施例による空間ダイバーシティー方法を利用する場合と前記空間ダイバーシティー方法を利用しない場合の等化器のＳＮＲを示す。
【００８０】
本発明は図面に示された一実施例を参考で説明されたが、これは例示的なものに過ぎず、本技術分野の当業者であれば、これより多様な変形及び均等な他の実施例が可能である点が理解できるであろう。したがって、本発明の真の技術的保護範囲は特許請求の範囲の技術的思想により定められねばならない。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
本発明は、受信器に関わり、例えばデジタルテレビに使われることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明の実施例によるデジタルテレビ受信器のブロック図を示す図である。
【図２】本発明の実施例による受信器の動作を制御するデータフレームを示す図である。
【図３Ａ】一般的なビーム形成方法を利用した場合のブラジルＣチャンネルでのチャンネル特性などを示す図である。
【図３Ｂ】一般的なビーム形成方法を利用した場合のブラジルＣチャンネルでのチャンネル特性などを示す図である。
【図３Ｃ】一般的なビーム形成方法を利用した場合のブラジルＣチャンネルでのチャンネル特性などを示す図である。
【図３Ｄ】一般的なビーム形成方法を利用した場合のブラジルＣチャンネルでのチャンネル特性などを示す図である。
【図４Ａ】本発明の実施例による空間ダイバーシティー方法を利用した場合のブラジルＣチャンネルでのチャンネル特性などを示す図である。
【図４Ｂ】本発明の実施例による空間ダイバーシティー方法を利用した場合のブラジルＣチャンネルでのチャンネル特性などを示す図である。
【図４Ｃ】本発明の実施例による空間ダイバーシティー方法を利用した場合のブラジルＣチャンネルでのチャンネル特性などを示す図である。
【図４Ｄ】本発明の実施例による空間ダイバーシティー方法を利用した場合のブラジルＣチャンネルでのチャンネル特性などを示す図である。
【図４Ｅ】本発明の実施例による空間ダイバーシティー方法を利用した場合のブラジルＣチャンネルでのチャンネル特性などを示す図である。
【図４Ｆ】本発明の実施例による空間ダイバーシティー方法を利用した場合のブラジルＣチャンネルでのチャンネル特性などを示す図である。
【図５Ａ】本発明の実施例による空間ダイバーシティー方法を利用する場合と前記空間ダイバーシティー方法を利用しない場合とに等化器のＳＮＲを示す図である。
【図５Ｂ】本発明の実施例による空間ダイバーシティー方法を利用する場合と前記空間ダイバーシティー方法を利用しない場合とに等化器のＳＮＲを示す図である。
【符号の説明】
【００８３】
１０    アンテナアレイ
１０−１，１０−２，・・・，１０−Ｍ    アンテナ素子
１２−１，１２−２，・・・，１２−Ｍ    変換器
１３    チャンネル推定器
１４−１，１４−２，・・・，１４−Ｎ    ビーム形成器
１６−１，１６−２，・・・，１６−Ｎ    加算器
１８−１，１８−２，・・・，１８−Ｎ    減算器
２０−１，２０−２，・・・，２０−Ｎ    適応加重値調節器
２２−１，２２−２，・・・，２２−Ｎ    制御回路
２４−１，２４−２，・・・，２４−Ｎ    メモリ装置
２６    加算器
２８    等化器
１００    受信器
【図１】
2005051780.tif 000014
【図２】
2005051780.tif 000015
【図３Ａ】
2005051780.tif 000016
【図３Ｂ】
2005051780.tif 000017
【図３Ｃ】
2005051780.tif 000018
【図３Ｄ】
2005051780.tif 000019
【図４Ａ】
2005051780.tif 000020
【図４Ｂ】
2005051780.tif 000021
【図４Ｃ】
2005051780.tif 000022
【図４Ｄ】
2005051780.tif 000023
【図４Ｅ】
2005051780.tif 000024
【図４Ｆ】
2005051780.tif 000025
【図５Ａ】
2005051780.tif 000026
【図５Ｂ】
2005051780.tif 000027