(57)【要約】【課題】スペクトラム拡散信号受信装置において、ダイバーシティ受信方式を用いつつ、ダイバーシティによる選択を短時間に行って電界強度変化が激しい場合にもその変化に追従するためのダイナミック性能を維持すること。【解決手段】  アンテナ指向により、受信信号が遮蔽されてしまう屋内などの環境において、各アンテナ指向の逆拡散前の入力波形から雑音レベルを検出する機能を備え、雑音レベルが最も低くなるアンテナ指向が、受信信号が最も遮蔽されていない方角として、その方角の受信経路を選択することで、感度を向上する。【選択図】      図１
2005184509.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信信号に対し拡散コードを用いて逆拡散を行うスペクトラム拡散信号受信装置において、複数の空間区分あるいは時間区分の雑音の強さを検出する雑音検出手段を備え、前記雑音検出手段の検出結果に基づいて雑音が最も小さくなる空間区分あるいは時間区分を選択することを特徴とするスペクトラム拡散信号受信装置。
【請求項２】
受信信号に対し拡散コードを用いて逆拡散を行うスペクトラム拡散信号受信装置において、それぞれアンテナ指向の異なる複数アンテナによる複数の受信経路を有する受信経路手段と、各受信経路における雑音の強さを検出する雑音検出手段と、前記雑音検出手段の検出結果に基づいて雑音が最も小さくなる受信経路を選択する受信経路選択手段を備えることを特徴とするスペクトラム拡散信号受信装置。
【請求項３】
受信信号に対し拡散コードを用いて逆拡散を行うスペクトラム拡散信号受信装置において、複数の空間区分あるいは時間区分の雑音の強さを検出する雑音検出手段と、前記雑音検出手段の検出結果に基づいて雑音の強さに関連させた受信感度良好状態を示す受信感度モニター手段を備え、受信感度の良い状態を得ることを支援することを特徴とするスペクトラム拡散信号受信装置。
【請求項４】
前記雑音検出手段は、受信で得られた逆拡散を行う前の入力波形から、雑音の強さを検出することを特徴とする請求項１、２または３記載のスペクトラム拡散信号受信装置。
【請求項５】
前記雑音検出手段は、受信で得られた入力波形をサンプリングし、前記サンプリングされた入力波形のデータ列の分散または標準偏差を、雑音の強さとして検出することを特徴とする請求項１、２または３記載のスペクトラム拡散信号受信装置。
【請求項６】
前記雑音検出手段は、受信で得られた入力波形の振幅の大きさを、雑音の強さとして検出することを特徴とする請求項１、２または３記載のスペクトラム拡散信号受信装置。
【請求項７】
受信信号の相関の強さを検出する相関手段を備え、前記空間区分あるいは時間区分を選択するときに、前記空間区分あるいは時間区分の比較対象とするものを、前記雑音検出手段から得られた雑音の強さが最小となるものとするか、あるいは前記相関手段から得られた相関の大きさが最大となるものとするか、のどちらで選択するかを切替える比較対象切替手段を有することを特徴とする請求項１、２または３記載のスペクトラム拡散信号受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受信信号に対し拡散コードを用いて逆拡散を行うスペクトラム拡散受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
衛星測位システムの衛星信号等を受信するスペクトラム拡散信号受信装置において、衛星信号を屋内などで受信した場合、壁などの障害物によって、衛星信号は遮蔽されてしまう。このため、各々のアンテナ指向が異なる複数の指向性アンテナを備え、各アンテナ毎に受信する空間を分割し、窓などの衛星信号の遮蔽が小さくなる方角からの衛星信号を受信するように、その空間を指向するアンテナを選択制御するダイバーシティ方式がある。
【０００３】
図６は、従来のダイバーシティ方式のスペクトラム拡散信号受信装置の構成を示す図であり、主複数受信経路部１Ｍ、主受信経路切替部２Ｍ、ＩＦアンプ部１２、Ａ／Ｄ部１３、相関部１５、ＤＬＬ（ディレイロックドループ）制御部３、参照信号発生部４、内部発振部５Ｈ、副受信経路切替部２Ｓ、副複数受信経路部１Ｓ、受信経路選択部６、受信経路比較部７、データ復調部８を備えている。
【０００４】
主複数受信経路部１Ｍは、ｎ個の受信経路を持つように、アンテナ１１−１〜１１−ｎを有している。これらアンテナ１１−１〜１１−ｎの指向性は、空間を分割するようにそれぞれ異なったアンテナ指向を持っている。それらのアンテナ１１−１〜１１−ｎを同一の電界強度に置いたとき、それぞれ得られる受信信号の入力波形の振幅の大きさは、全て等しくなるように調整されている。アンテナ１１−１〜１１−ｎで受信した各受信経路の入力波形は、主受信経路切替部２Ｍへ出力される。
【０００５】
主受信経路切替部２Ｍは、内部発振部５Ｈから得られた高周波数クロックのタイミングで、一定間隔毎に切り替えて、順次各アンテナを選択している。そして、選択されたアンテナからの入力波形をＩＦアンプ部１２に出力する。また、主受信経路切替部２Ｍからは、副受信経路切替部２Ｓに、選択している受信経路の番号を出力する。
【０００６】
Ａ／Ｄ部１３は、ＩＦアンプ部１２からの中間周波数の波形を内部発振部５Ｈから得られた高周波数クロックを用いて、所定のサンプリング周波数で量子化してデジタル入力波形に変換する。
【０００７】
参照信号発生部４は、ＤＬＬ制御部３で指定された拡散コード信号波形を発生させる。相関部１５は、Ａ／Ｄ部１３からのデジタル入力波形と参照信号発生部４からの拡散コード信号波形との相関値を発生し、副受信経路切替部２Ｓに供給する。
【０００８】
これらＩＦアンプ部１２、Ａ／Ｄ部１３、相関部１５は、内部発振部５Ｈの高いサンプリング周波数で、各複数受信経路におけるＡ／Ｄ部１３での変換処理や相関部１５での相関処理を、高速に時分割で処理している。
【０００９】
副受信経路切替部２Ｓは、主受信経路切替部２Ｍで得られた受信経路の番号と同じ受信経路を選択するように常時制御することにより、主受信経路切替部２Ｍで選択されている同じ受信経路に同期して切り替えが行われる。
【００１０】
内蔵発振部５Ｈの発振器は、主受信経路切替部２Ｍへの切替信号及びＡ／Ｄ変換部１３へのサンプリング信号として、受信経路数ｎに応じて高速にされているクロック信号を発生する。
【００１１】
副複数受信経路部１Ｓは、積算部１６−１〜１６−ｎを有しており、それぞれの積算部１６−１〜１６−ｎには対応する受信経路の相関部１５の出力が積算される。
【００１２】
積算部１６−１〜１６−ｎは、初期値０にあらかじめセットされた相関積算値に、相関値が入力される毎に積算し、所定回数の積算が行われた後、この相関積算値を受信経路選択部６及び受信経路比較部７へ出力し、再び、相関積算値を０にリセットし、新たな相関値の積算を繰り返していくものである。
【００１３】
受信経路比較部７は、積分部１６−１〜１６−ｎから、全受信経路１〜ｎの相関積算値が得られた後、これらを比較し、受信経路を示す１〜ｎまでの番号の中から、相関積算値が最大である受信経路の番号を、選択受信経路番号ｋｍａｘとして、受信経路選択部６へ出力する。
【００１４】
受信経路選択部６は、受信経路比較部７から得た選択受信経路番号ｋｍａｘより、その番号に相当する受信経路ｋｍａｘの相関積算値を、ＤＬＬ制御部３及びデータ復調部８へ出力するように、切替スイッチを選択する。
【００１５】
ＤＬＬ制御部３は、受信経路選択部６から得た受信経路ｋｍａｘの相関積算値から受信衛星信号の拡散コードと参照信号の拡散コードが、同期するように参照信号の拡散コード信号波形を制御する。
【００１６】
データ復調部８は、受信経路選択部６から得た受信経路ｋｍａｘの相関積算値から、衛星信号の所定フォーマットに従って、復調を行う。
【００１７】
このように全アンテナの相関積算値を比較して、この情報を元に、最適な空間を選択することができるものである（特許文献１参照）。
【００１８】
また、図６のスペクトラム拡散信号受信装置の代案として、各受信経路毎にＩＦアンプ部１２−１〜１２−ｎ、Ａ／Ｄ変換部１３−１〜１３−ｎ、相関部１５−１〜１５−ｎを設ける一方、主受信経路切替部２Ｍと副受信経路切替部２Ｓを省略した構成として、同様の作用を行う他のダイバーシティ方式の受信装置を構成することもできる。
【特許文献１】特開平６−３５０５７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
しかし、図６などの従来のスペクトラム拡散信号受信装置は、相関積算値を利用し、ＤＬＬ制御部３を経由した方式であり、衛星信号などの受信信号（以下、受信衛星信号）に同期した後のＤＬＬ状態でしか最適な空間を選択できない。すなわち、受信衛星信号に同期できないサーチ状態では、衛星信号の相関積算値が得られないため、最適な空間を選択することができない。このため、受信衛星信号に同期したアクイジョン状態（捕捉状態）になるまで待たなければならず、最適な空間の選択に遅れが生じ、電界強度変化が激しい空間に追従するためのダイナミック性能を犠牲にしてしまうという問題があった。
【００２０】
また、図６の受信装置における複数アンテナでの時分割処理では、ダイバーシティ方式でない単一アンテナでデータ復調のために必要となるサンプリング周波数に比べて、複数経路数ｎ倍以上の高いサンプリング周波数で相関部１５での相関処理を行わななければならない。相関部１５は回路規模が大きく且つ計算量も大きくなるから、高速な処理が可能な高性能な処理装置が必要であり、またその処理に伴う電力消費が大きくなるので低消費電力化の妨げとなってしまう。
【００２１】
また、図６の代案として述べた受信装置では、ダイバーシティ方式でない単一受信経路と比較したとき、複数受信経路の個数倍だけ、相関部及び積分部が多く必要となるから、大規模回路となり、小型化，低コスト化の妨げとなってしまう。
【００２２】
そこで、本発明は、受信信号に対し拡散コードを用いて逆拡散を行うスペクトラム拡散信号受信装置において、ダイバーシティ受信方式を用いつつ、ダイバーシティによる選択を短時間に行って電界強度変化が激しい場合にもその変化に追従するためのダイナミック性能を維持することができるスペクトラム拡散信号受信装置を提供することを目的とする。
【００２３】
また、受信信号と参照信号との相関処理を行う相関部の処理速度を高くする必要を無くし、且つ相関部の個数を少なくすることができるスペクトラム拡散信号受信装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
請求項１のスペクトラム拡散信号受信装置は、受信信号に対し拡散コードを用いて逆拡散を行うスペクトラム拡散信号受信装置において、複数の空間区分あるいは時間区分の雑音の強さを検出する雑音検出手段を備え、前記雑音検出手段の検出結果に基づいて雑音が最も小さくなる空間区分あるいは時間区分を選択することを特徴とする。
【００２５】
請求項２のスペクトラム拡散信号受信装置は、受信信号に対し拡散コードを用いて逆拡散を行うスペクトラム拡散信号受信装置において、それぞれアンテナ指向の異なる複数アンテナによる複数の受信経路を有する受信経路手段と、各受信経路における雑音の強さを検出する雑音検出手段と、前記雑音検出手段の検出結果に基づいて雑音が最も小さくなる受信経路を選択する受信経路選択手段を備えることを特徴とする。
【００２６】
請求項３のスペクトラム拡散信号受信装置は、受信信号に対し拡散コードを用いて逆拡散を行うスペクトラム拡散信号受信装置において、複数の空間区分あるいは時間区分の雑音の強さを検出する雑音検出手段と、前記雑音検出手段の検出結果に基づいて雑音の強さに関連させた受信感度良好状態を示す受信感度モニター手段を備え、受信感度の良い状態を得ることを支援することを特徴とする。
【００２７】
請求項４のスペクトラム拡散信号受信装置は、請求項１、２または３記載のスペクトラム拡散信号受信装置において、前記雑音検出手段は、受信で得られた逆拡散を行う前の入力波形から、雑音の強さを検出することを特徴とする。
【００２８】
請求項５のスペクトラム拡散信号受信装置は、請求項１、２または３記載のスペクトラム拡散信号受信装置において、前記雑音検出手段は、受信で得られた入力波形をサンプリングし、前記サンプリングされた入力波形のデータ列の分散または標準偏差を、雑音の強さとして検出することを特徴とする。
【００２９】
請求項６の前記雑音検出手段は、スペクトラム拡散信号受信装置は、請求項１、２または３記載のスペクトラム拡散信号受信装置において、受信で得られた入力波形の振幅の大きさを、雑音の強さとして検出することを特徴とする。
【００３０】
請求項７の前記雑音検出手段は、スペクトラム拡散信号受信装置は、請求項１、２または３記載のスペクトラム拡散信号受信装置において、受信信号の相関の強さを検出する相関手段を備え、前記空間区分あるいは時間区分を選択するときに、前記空間区分あるいは時間区分の比較対象とするものを、前記雑音検出手段から得らた雑音の強さが最小となるものとするか、あるいは前記相関手段から得られた相関の大きさが最大となるものとするか、のどちらで選択するかを切替える比較対象切替手段を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、雑音検出手段の検出結果に基づいて雑音が最も小さくなる空間区分あるいは時間区分を選択するため、信号の相関が得られないサーチ状態においても、最適な空間区分或いは時間区分を選択することができ、アクイジョンするまで待つ必要がない。このため、最適空間の変化に追従するダイナミック性能を、従来よりも上げることができる。
【００３２】
また、従来ダイバーシティ方式のように、単一アンテナの構成に比べて、受信経路の選択候補数倍の相関器及び積分器が必要になるということはなく、小型化，低コスト化に有利である。また、相関部１５の高速化の必要はないため、低消費電力化に有利である。
【００３３】
また、白色雑音だけではなく、衛星信号の周波数の狭帯域に存在する妨害波のような有色雑音に対しても、有力雑音が少ない空間のアンテナを選択する制御となるから、妨害波の抑圧にも有効である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明による実施例について、説明する。
【００３５】
受信信号に含まれる白色雑音（ホワイトノイズ）は温度が高い程大きく、温度が低くなる程小さくなる特性を持っている。衛星から送信されるスペクトル拡散されている衛星受信信号（衛星電波）においても、気温が低くなる屋外の上空で発生した雑音よりも、気温が高くなる屋内で発生した雑音の方が大きくなる特性を持っている。例え、衛星受信信号が壁を通過して直接入射した直接波よりも、建物などで反射して窓などから入射した反射波（間接波）の方が雑音が小さい。そして、衛星受信信号の減衰は、建物の壁による減衰が、反射による減衰よりも大きい。
【００３６】
即ち、窓の方角の空間を選択した場合に、壁の方角の空間を選択するよりも、屋外の上空で発生した雑音を多く受信することになり、受信雑音は小さくなる。つまり、雑音レベルが低くなる空間を選択すれば、通過減衰が少ない衛星電波を受信することになり、受信感度が向上できる。本発明は、このような温度と雑音との相関特性を利用して、雑音レベルの低い受信経路を選択するものである。
【００３７】
図１は、本発明の第１実施例のスペクトラム拡散信号のダイバーシティ受信装置の構成を示す図である。複数受信経路部１と、内部発振部５と、受信比較部７Ａと、受信経路選択部６と、ＤＬＬ制御部３と、参照信号発生部４と、相関部１５と、積分部１６と、データ復調部８とを備えて構成されている。複数受信経路部１と、内部発振部５と、受信比較部７Ａとで、受信部Ａ１を構成している。
【００３８】
複数受信経路部１は、ｎ個の受信経路を持ち、アンテナ１１−１〜１１−ｎ、ＩＦアンプ部１２−１〜１２−ｎ、Ａ／Ｄ部１３−１〜１３−ｎ、雑音検出部１４Ａ−１〜１４Ａ−ｎを有している。各受信経路の構成部分は等価となるものであり、それらのアンテナ１１−１〜１１−ｎを同一の電界強度に置いたとき、それぞれ得られる受信信号の入力波形の振幅の大きさは、全て等しくなるように調整されている。
【００３９】
内部発振器５は、精巧な発振器を有しており、一定間隔のタイミングを出力することが出来る。
【００４０】
アンテナ１１−１〜１１−ｎは、指向性を持つアンテナで、アンテナ毎に空間を分割するために各々のアンテナ指向が異なるように設置されており、各アンテナで受信するその空間中の衛星から送信されたスペクトラム拡散信号を受信する。ここで、任意のｋは、１〜ｎで、任意の受信経路を示す。
【００４１】
任意のアンテナ１１−ｋで受信した入力波形は、ＩＦアンプ部１２−ｋに出力され、ここで所定の周波数変換及び入力波形増幅処理が施され、中間周波数に変換される。この中間周波数の波形は、所定のサンプリング周波数で量子化されてディジタル入力波形に変換される。
【００４２】
本発明における雑音検出部１４Ａ−１〜１４Ａ−ｎは、各受信経路の雑音レベルを検出するものである。スペクトラム拡散された衛星信号は、まだ、逆拡散処理を行っていない広帯域である受信波形上では、白色雑音と比較すると非常に小さく無視できるものである。
【００４３】
したがって、Ａ／Ｄ部１３−ｋからサンプリングされて得られたデジタル入力波形のレベルは、ほぼ雑音レベルと等価と見ることができる。
【００４４】
そこで、任意の雑音検出部１４Ａ−ｋは、Ａ／Ｄ部１３−ｋから得られたデジタル入力波形から、あらかじめ決められた区間毎に、その区間のデジタル入力波形の分散値を算出する。そして、分散値を雑音レベルとして、受信経路比較部７Ａへ出力する。ここで、雑音レベルとして、分散値の代わりに標準偏差を用いてもよい。勿論、入力波形の振幅の大きさを、雑音の強さとして検出することでもよい。この点は、他の実施例においても同様である。
【００４５】
受信経路比較部７Ａは、雑音検出部１４Ａ−１〜１４Ａ−ｎから、全受信経路１〜ｎの雑音レベルが得られた後、これらを比較し、受信経路の１〜ｎまでの番号の中から、雑音レベルが最小である受信経路番号を、選択受信経路番号ｋｍａｘとして、受信経路選択部６へ出力する。
【００４６】
受信経路選択部６は、受信経路比較部７Ａから得た選択受信経路番号ｋｍａｘにより、その番号に相当する受信経路ｋｍａｘのデジタル受信波形を相関部１５へ出力するように、切替スイッチを選択する。
【００４７】
相関部１５、積算部１６及びＤＬＬ制御部３、参照信号発生部４、データ復調部８は従来と同じであり、選択された受信経路ｋｍａｘの相関積算値に対するＤＬＬ制御及びデータ復調が行われる。
【００４８】
なお、雑音の強さを検出する雑音検出部１４Ａ−１〜１４Ａ−ｎ、受信経路比較部７Ａでの雑音検出手段の検出結果に基づいて雑音の強さに関連させた受信感度良好状態を示す受信感度をモニターする受信感度モニター手段を備え、受信感度の良い状態を得ることを支援するようにすることが出来る。この点は、他の実施例でも同様である。
【００４９】
本発明の第１実施例は、受信信号に対し拡散コードを用いて逆拡散を行うスペクトラム拡散信号受信装置において、それぞれアンテナ指向の異なる複数アンテナ１１−１〜１１１−ｎと、これら複数の各アンテナで受信した受信信号を周波数変換し増幅する周波数変換増幅手段１２−１〜１２−ｎと、所定のサンプリング周波数でサンプリングしディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段１３−１〜１３−ｎと、これらＡ／Ｄ変換手段からのディジタル信号のいずれかを選択指令信号にしたがって選択し出力する受信経路選択部６と、それらＡ／Ｄ変換手段からのディジタル信号の雑音の強さを複数の雑音検出部１４Ａ−１〜１４Ａ−ｎで検出して、雑音が最も小さくなる受信経路（即ち、Ａ／Ｄ変換手段の出力）を受信経路比較部７Ａで決定し、選択指令信号を受信経路選択部６に供給する雑音検出手段を備えている。これにより、全アンテナの雑音レベルを比較して、この情報を元に、最適な空間を選択することができるものである。
【００５０】
また、白色雑音だけではなく、衛星信号の周波数の狭帯域に存在する妨害波のような有色雑音に対しても、有力雑音が少ない空間のアンテナを選択する制御となるから、妨害波の抑圧にも有効である。この点は、他の実施例でも同様である。
【００５１】
図２は、本発明の第２実施例に係るスペクトラム拡散信号のダイバーシティ受信装置の構成を示す図であり、主複数受信経路部１Ｍ、主受信経路切替部２Ｍ、ＩＦアンプ部１２、Ａ／Ｄ部１３、副受信経路切替部２Ｓ、副複数受信経路部１ＳＡ、受信経路選択部６、受信経路比較部７Ａ、相関部１５、積算部１６、ＤＬＬ制御部３、参照信号発生部４、内部発振部５Ｈ、データ復調部８を備えている。この図２の第２実施例は、図６の従来例に対応している。
【００５２】
図２において、主複数受信経路部１Ｍ、主受信経路切替部２Ｍ、内部発振部５Ｈ、ＩＦアンプ部１２、Ａ／Ｄ部１３、副受信経路切替部２Ｓは、従来の図６と同じものである。
【００５３】
ある時刻において、主受信経路切替部２Ｍで選択されている受信経路ｋのとき、Ａ／Ｄ部１３から得られたデジタル入力波形が副受信経路切替部２Ｓを通して、副複数受信経路部１ＳＡの雑音検出部１４Ａ−ｋ及び受信経路選択部６に出力される。
【００５４】
この第２実施例の雑音検出部１４Ａ−ｋは、図１の第１実施例のものと同じもので、受信経路比較部７Ａへ、受信経路ｋの雑音レベルを出力する。
【００５５】
受信経路比較部７Ａは、図１の第１実施例で示したものと同じものであり、副複数受信経路部１ＳＡの雑音検出部１４Ａ−１〜１４Ａ−ｎから、全受信経路１〜ｎの雑音レベルが得られた後、これらを比較し、全受信経路１〜ｎまでの番号の中から、雑音レベルが最小である受信経路番号を、選択受信経路番号ｋｍａｘとして、受信経路選択部６へ出力する。
【００５６】
受信経路選択部６は、受信経路比較部７Ａから得た選択受信経路番号ｋｍａｘによって、その番号に相当する受信経路のデジタル入力信号波形を、相関部１５へ出力するように、切替スイッチを選択する。
【００５７】
以後、積算部１６、ＤＬＬ制御部３、参照信号発生部４、データ復調部８は、従来と同じであり、選択された受信経路ｋｍａｘの相関積算値に対するＤＬＬ制御及びデータ復調が行われる。
【００５８】
本発明の第２実施例は、受信信号に対し拡散コードを用いて逆拡散を行うスペクトラム拡散信号受信装置において、それぞれアンテナ指向の異なる複数アンテナ１１−１〜１１１−ｎを含む主複数受信経路手段１Ｍと、これら複数の各アンテナで受信した受信信号を例えば高周波数クロックのタイミングで一定間隔毎に切り替えて順次各アンテナを選択して出力する主受信経路切替手段２Ｍと、この主受信経路切替手段２Ｍから出力された信号を周波数変換し増幅する共通の周波数変換増幅手段１２と、所定のサンプリング周波数でサンプリングしディジタル信号に変換する共通のＡ／Ｄ変換手段１３と、このＡ／Ｄ変換手段からのディジタル信号が入力され、主受信経路切替手段２Ｍで得られた受信経路の番号と同じ受信経路を選択するように切替制御して、主受信経路切替手段２Ｍで選択されている同じ受信経路に同期して切り替えが行われる副受信経路切替手段２Ｓと、この副受信経路切替手段２Ｓからのディジタル信号をそれぞれ受けて出力すると共に、それらのディジタル信号の雑音の強さを複数の雑音検出部１４Ａ−１〜１４Ａ−ｎで検出して、雑音が最も小さくなる受信経路を受信経路比較部７で決定し、選択指令信号を発生する雑音検出手段とを有する副複数受信経路手段１ＳＡと、この副複数受信経路手段１ＳＡから各受信経路のディジタル信号が入力され、いずれかの受信経路のディジタル信号を選択指令信号にしたがって選択し出力する受信経路選択手段６と、を備えている。これにより、全アンテナの雑音レベルを比較して、この情報を元に、最適な空間を選択することができるものである。
【００５９】
このように本発明の第２実施例は、各受信経路を時分割に処理するから、実施例１よりも回路規模を小さくでき、最適な空間を選択することができるものである。
【００６０】
図３は、本発明の第３実施例の構成を示す図であり、図２の実施例２において雑音レベルをアナログの入力波形で検出するようにしたものである。図３では、図２の構成に対して、Ａ／Ｄ部１３を受信経路選択部６の後に移行し、選択受信経路タイミング発生部９Ａを追加した構成としている。
【００６１】
副複数受信経路部１ＳＢにある雑音検出部１４Ｂ−１〜１４Ｂ−ｎは、デジタル入力波形ではなく、アナログの入力波形が入力されるため、図２の雑音検出部１４Ａ−１〜１４Ａ−ｎとは少し異なり、ピークホールド回路を有している。
【００６２】
ここで、任意の雑音検出部１４Ｂ−ｋは、主受信経路切替部２Ｍ及び副受信経路切替部２Ｓで、ＩＦアンプ部１２と接続されていて、アナログ入力波形の導通がある区間、すなわち受信経路ｋが主、副受信経路切替部２Ｍ、２Ｓで選択されている間、その区間のアナログ入力波形の振幅のピークレベルを電圧値で検出する。そして、このピーク電圧値を雑音レベルとして、受信経路比較部７Ａへ出力する。
【００６３】
選択受信経路タイミング発生部９Ａは、受信経路切替部２と受信経路選択部６とで選択されている受信経路を比較し、一致したとき、そのタイミングをＡ／Ｄ部１３に出力する。
【００６４】
つまり、Ａ／Ｄ部１３は、受信経路比較部７Ａで最適な受信経路として選択されたもののデジタル入力信号波形を、内部発振部Ｈ５の発振周波数の１／ｎの低い周波数でサンプリングし、相関部１５へ出力するものである。
【００６５】
ここで、雑音検出部１４Ｂ−１〜１４Ｂ−ｎにおいて、一回あたりの検出に用いるアナログ入力波形の区間が短すぎて、出力される雑音レベルの変動が激しく、ダイバーシティ制御が安定しずらい場合は、受信経路比較部７Ａにおいて、各受信経路の雑音レベルに適切なローパスのフィルターを行うことで解決できる。
【００６６】
本発明の第３実施例は、受信信号に対し拡散コードを用いて逆拡散を行うスペクトラム拡散信号受信装置において、それぞれアンテナ指向の異なる複数アンテナ１１−１〜１１１−ｎを含む主複数受信経路手段１Ｍと、これら複数の各アンテナで受信した受信信号を例えば高周波数クロックのタイミングで一定間隔毎に切り替えて順次各アンテナを選択して出力する主受信経路切替手段２Ｍと、この主受信経路切替手段２Ｍから出力された信号を周波数変換し増幅する共通の周波数変換増幅手段１２と、この周波数変換増幅手段１２からのアナログ信号が入力され、主受信経路切替手段２Ｍで得られた受信経路の番号と同じ受信経路を選択するように切替制御して、主受信経路切替手段２Ｍで選択されている同じ受信経路に同期して切り替えが行われる副受信経路切替手段２Ｓと、この副受信経路切替手段２Ｓからのアナログ信号をそれぞれ受けて出力すると共に、それらのアナログ信号の雑音の強さを複数の雑音検出部１４Ｂ−１〜１４Ｂ−ｎで検出して、雑音が最も小さくなる受信経路を受信経路比較部７で決定し、選択指令信号を発生する雑音検出手段とを有する副複数受信経路手段１ＳＢと、この副複数受信経路手段１ＳＢから各受信経路のアナログ信号が入力され、いずれかの受信経路のアナログ信号を選択指令信号にしたがって選択し出力する受信経路選択手段６と、この受信経路選択部６から出力されたアナログ信号を所定のサンプリング周波数（即ち、主複数受信経路手段１Ｍの切替用の高周波数クロックのｎ分の１の周波数）でサンプリングしディジタル信号に変換する共通のＡ／Ｄ変換手段１３と、を備えている。
【００６７】
このように本発明の第３実施例は、各受信経路における逆拡散前の入力信号波形の強さを、雑音レベルとして検出し、雑音レベルの低い受信経路を選択することを特徴としている。したがって、各受信経路を時分割に処理するから回路規模を小さくでき、また、共通のＡ／Ｄ変換手段１３を低い周波数でサンプリングしＡ／Ｄ変換しながら、最適な空間を選択することができるものである。
【００６８】
図４は、本発明の実施例４に係るスペクトラム拡散信号のダイバーシティ受信装置の構成を示す図である。この図４では、図１の第１実施例の受信部Ａ１に、複数衛星ｊ個の衛星信号毎に信号処理部１００−１〜１００−ｊとを組み合わせ、各衛星毎に、受信経路を適切に切り替える機能を追加したものである。
【００６９】
図４の受信部Ａ１は、図１の受信部Ａ１と同じである。
【００７０】
信号処理部１００−１〜１００−ｊは、複数衛星を同時受信すべく、ｊ個を有している。この各信号処理部１００−１〜１００−ｊは、いずれも同じ構成であり、各々、異なる衛星を割り当てることで、独立に動作する。
【００７１】
各信号処理部１００−１〜１００−ｊは、副受信経路選択部６Ｓと、相関部１５−１〜１５−ｎと、積分部１６−１〜１６−ｎと、受信経路選択部６と、ＤＬＬ制御部３Ａと、参照信号発生部４と、データ復調部８と、第２受信経路比較部７と、比較対象選択部１０とを備えて構成されている。以下、代表して、信号処理部１００−１について説明する。
【００７２】
副受信経路選択部６Ｓは、受信部Ａ１からの各受信経路のデジタル受信波形が入力され、比較対象選択部１０からの選択指令に応じて、特定の受信経路のデジタル受信波形を出力するか、全ての受信経路のデジタル受信波形を出力するかを、選択する。
【００７３】
相関部１５−１〜１５−ｎは、副受信経路選択部６Ｓからのデジタル入力波形と参照信号発生部４からの拡散コード信号波形との相関値を発生し、積分部１６−１〜１６−ｎに供給する。
【００７４】
積分部１６−１〜１６−ｎには対応する受信経路の相関部１５−１〜１５−ｎの出力が積算される。積分部１６−１〜１６−ｎは、初期値０にあらかじめセットされた相関積算値に、相関値が入力される毎に積算し、所定回数の積算が行われた後、この相関積算値を受信経路選択部６及び第２受信経路比較部７へ出力し、再び、相関積算値を０にリセットし、新たな相関値の積算を繰り返していくものである。
【００７５】
第２受信経路比較部７は、積分部１６−１〜１６−ｎから、全受信経路１〜ｎの相関積算値が得られた後、これらを比較し、受信経路を示す１〜ｎまでの番号の中から、相関積算値が最大である受信経路の番号を、選択受信経路番号ｋｍａｘとして、比較対象選択部１０へ出力する。
【００７６】
受信経路選択部６は、比較対象選択部１０から得た選択受信経路番号ｋｍａｘより、その番号に相当する受信経路ｋｍａｘの相関積算値を、ＤＬＬ制御部３Ａ及びデータ復調部８へ出力するように、切替スイッチを選択する。
【００７７】
ＤＬＬ制御部３Ａは、受信経路選択部６から得た受信経路ｋｍａｘの相関積算値から受信衛星信号の拡散コードと参照信号の拡散コードが、同期するように参照信号の拡散コード信号波形を制御する。ＤＬＬ制御部３Ａはさらに、衛星信号に同期していないサーチ状態であるか、同期したアクイジョン状態であるかを、比較対象選択部１０へ出力する機能を有する。
【００７８】
データ復調部８は、受信経路選択部６から得た受信経路ｋｍａｘの相関積算値から、衛星信号の所定フォーマットに従って、復調を行う。
【００７９】
比較対象選択部１０は、ＤＬＬ制御部３Ａから、サーチ状態であるかアクイジョン状態が得られているかの情報を受けて、その状態に応じて異なる処理を行う。サーチ状態であるときは、受信部Ａ１の受信経路比較部７Ａ側に切り替わっており、次の処理１０−Ａを実施する。また、アクイジョン状態が得られたときは、第２受信経路比較部７側に切り替わっており、次の処理１０−Ｂを実施する。
【００８０】
処理１０−Ａ：衛星信号の相関積算値はまだ得られないため、受信部Ａ１の受信経路比較部７Ａで選択された雑音レベルが最も低い受信経路ｋｍａｘを選択するように、受信経路選択部６の切替スイッチを選択する。また、副受信経路選択部６Ｓの受信経路ｋｍａｘの経路のみが導通するように、副受信経路選択部６Ｓの切替スイッチを選択する。すなわち、相関部１５−１〜１５−ｎ，積算部１６−１〜１６−ｎのうち、受信経路ｋｍａｘ以外の受信経路は、低消費電力のため、全て非動作とする。
【００８１】
処理１０−Ｂ：  衛星信号の相関積算値は得られるため、第２受信経路比較部７で選択された相関積算値が最も大きい受信経路ｋｍａｘを選択するように、受信経路選択部６の切替スイッチを選択する。また、副受信経路選択部６Ｓの受信経路は、全受信経路１〜ｎの経路が導通するように、副受信経路選択部６Ｓの全ての切替スイッチを選択する。
【００８２】
本発明の第４実施例は、受信信号に対し拡散コードを用いて逆拡散を行うスペクトラム拡散信号受信装置において、受信部Ａ１として、それぞれアンテナ指向の異なる複数アンテナ１１−１〜１１−ｎと、これら複数の各アンテナで受信した受信信号を周波数変換し増幅する周波数変換増幅手段１２−１〜１２−ｎと、所定のサンプリング周波数でサンプリングしディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段１３−１〜１３−ｎと、それらＡ／Ｄ変換手段からのディジタル信号の雑音の強さを複数の雑音検出部１４Ａ−１〜１４Ａ−ｎで検出して、雑音が最も小さくなる受信経路（即ち、Ａ／Ｄ変換手段の出力）を受信経路比較部７Ａで決定し、選択指令信号を出力する雑音検出手段を全衛星信号に対して共通に備えており、さらに各衛星信号毎に対応して、信号処理部１００−１〜１００−ｎを備えている。
【００８３】
各信号処理部１００−１〜１００−ｎは、受信部Ａ１からの各受信経路のデジタル受信波形が入力され、比較対象選択部１０からの選択指令に応じて、特定の受信経路のデジタル受信波形を出力するか、全ての受信経路のデジタル受信波形を出力するかを、選択する副受信経路選択部６Ｓと、副受信経路選択部６Ｓからのデジタル入力波形と参照信号発生部４からの拡散コード信号波形との相関値を発生し、積分部１６−１〜１６−ｎに供給する相関部１５−１〜１５−ｎと、対応する受信経路の相関部１５−１〜１５−ｎの出力が積算される積分部１６−１〜１６−ｎと、積分部１６−１〜１６−ｎから、全受信経路１〜ｎの相関積算値が得られた後、これらを比較し、受信経路を示す１〜ｎまでの番号の中から、相関積算値が最大である受信経路の番号を、選択受信経路番号ｋｍａｘとして、比較対象選択部１０へ出力する第２受信経路比較部７と、比較対象選択部１０から得た選択受信経路番号ｋｍａｘより、その番号に相当する受信経路ｋｍａｘの相関積算値を、ＤＬＬ制御部３Ａ及びデータ復調部８へ出力するように、切替スイッチを選択する受信経路選択部６と、受信経路選択部６から得た受信経路ｋｍａｘの相関積算値から受信衛星信号の拡散コードと参照信号の拡散コードが、同期するように参照信号の拡散コード信号波形を制御するとともに、衛星信号に同期していないサーチ状態であるか、同期したアクイジョン状態であるかを、比較対象選択部１０へ出力する機能を有するＤＬＬ制御部３Ａと、
ＤＬＬ制御部３Ａから、サーチ状態であるかアクイジョン状態が得られているかの情報を受けて、サーチ状態であるときは、受信部Ａ１の受信経路比較部７Ａ側に切り替わっており、サーチ処理を実施し、アクイジョン状態であるときには、第２受信経路比較部７側に切り替わって、捕捉・追跡処理を実施する比較対象選択部１０とを備えている。
【００８４】
このように、本発明の第４実施例は、割り当てられた各衛星毎に、従来の選択処理と本発明による選択処理とを、適切に切り替えることができる。
【００８５】
また、以上の本発明での第１〜第４実施例は、各アンテナ毎に空間を分割して、最適な空間を選択する複数アンテナによる空間ダイバーシティを示したものであるが、本発明の雑音レベルの低い受信経路を選択する方式は、例えば単一アンテナで時分割で雑音検出処理を行い、その中から最適な時間帯（時間区分）を選択する時間ダイバーシティ方式に用いることも可能である。
【００８６】
図５は、本発明の第５実施例に係る時間ダイバーシティ方式を用いた受信装置の構成を示す図であり、アンテナ１１、ＩＦアンプ部１２、Ａ／Ｄ部１３、受信経路切替部２Ｃ、複数受信経路部１Ｃ、受信経路選択部６、受信経路比較部７Ｃ、相関部１５、積算部１６、ＤＬＬ制御部３、参照信号発生部４、内部発振部５Ｃ、データ復調部８、バイパススイッチ２２を備えている。複数受信経路部１Ｃは、雑音検出部１４Ｃ−１〜１４Ｃ−ｎとメモリ部２１−１〜２１−ｎを各受信経路毎に有している。
【００８７】
図５において、アンテナ１１は指向性のものでもよく、あるいは指向性を持たないものでもよい。ＩＦアンプ部１２、Ａ／Ｄ部１３、受信経路選択部６、受信経路比較部７Ｃ、相関部１５、積算部１６、ＤＬＬ制御部３、参照信号発生部４、データ復調部８は、図２と同じものあるいは同等のものでよい。
【００８８】
内部発振器５Ｃは、Ａ／Ｄ部１３にサンプリングクロックを供給すると共に受信経路切替部２Ｃに経路切替のための切替クロックを供給する。
【００８９】
受信経路切替部２Ｃは、Ａ／Ｄ部１３からのディジタル受信信号を受けて、切替クロックにしたがって、一定時間Ｔ（例えば、１ｓｅｃ）毎に各経路を切り替えていく。各経路の一定時間Ｔをタイムスロットとする。
【００９０】
複数受信経路部１Ｃでは、各経路毎に設けられているメモリ部２１−１〜２１−ｎにそのタイムスロット間のディジタル受信信号を記憶する一方、雑音検出部１４Ｃ−１〜１４Ｃ−ｎでそのタイムスロット間のディジタル受信信号を検出する。
【００９１】
受信経路比較部７Ｃでは、各雑音検出部１４Ｃ−１〜１４Ｃ−ｎの受信雑音を比較し、受信雑音が最も小さい経路を選択するように、比較結果を出力する。
【００９２】
受信経路選択部６では、受信経路比較部７Ｃからの比較結果の出力を受けて当該雑音の一番小さい経路を選択するように切り替える。一方、メモリ部２１−１〜２１−ｎでは、受信経路比較部７Ｃからの比較結果の出力を受けて当該雑音の一番小さい経路のメモリ部に記憶された当該タイムスロットの受信信号を読み出して出力する。その他のメモリの記憶データは消去されて、次回の雑音検出に備える。
【００９３】
相関部１５以降の処理は、複数ｎのタイムスロットから最も雑音が小さかったタイムスロットのディジタル受信信号を用いて、相関処理、データ復調などの処理を行う。
【００９４】
なお、アクイジョン状態になったときには、ＤＬＬ制御部３からの指令によりバイパススイッチ２２をオンして、Ａ／Ｄ部１３の出力を相関部１５に直接供給するようにする。
【００９５】
本発明の第５実施例は、受信信号に対し拡散コードを用いて逆拡散を行うスペクトラム拡散信号受信装置において、アンテナ１１で受信した受信信号を周波数変換し増幅する周波数変換増幅手段１２と、所定のサンプリング周波数でサンプリングしディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段１３と、このＡ／Ｄ変換手段からのディジタル信号が入力され、所定のタイムスロット毎にディジタル信号を各受信経路に振り分ける受信経路切替部２Ｃと、各受信経路に振り分けられたディジタル信号を記憶するメモリ部２１−１〜２１−ｎと、各受信経路に振り分けられたディジタル信号の雑音の強さを複数の雑音検出部１４Ｃ−１〜１４Ｃ−ｎで検出して、雑音が最も小さくなる受信経路を受信経路比較部７Ｃで決定し、選択指令信号を発生する雑音検出手段と、雑音検出手段からの選択指令信号に応じて、該当するメモリ部２１−１〜２１−ｎの記憶されている情報を読み出して出力する受信経路選択部６を備えている。
【００９６】
このように、雑音レベルの低い受信経路を選択する方式として、アンテナ受信信号に対して時分割で雑音検出処理を行い、その中から最適な時間を選択する時間ダイバーシティ方式による受信装置を実現することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】本発明の第１実施例のダイバーシティ受信装置の構成を示す図
【図２】本発明の第２実施例のダイバーシティ受信装置の構成を示す図
【図３】本発明の第３実施例のダイバーシティ受信装置の構成を示す図
【図４】本発明の第４実施例のダイバーシティ受信装置の構成を示す図
【図５】本発明の第５実施例のダイバーシティ受信装置の構成を示す図
【図６】従来のダイバーシティ受信装置の構成を示す図
【符号の説明】
【００９８】
Ａ１  受信部
１００  信号処理部
１、１Ｍ、１ＳＡ、１ＳＢ、１Ｃ  複数受信経路部
２、２Ｍ、２Ｓ、２Ｃ  受信経路切替部
３、３Ａ  ＤＬＬ制御部
４  参照信号発生部
５、５Ｈ、５Ｃ  内部発振部
６  受信経路選択部
７、７Ａ、７Ｃ  受信経路比較部
８  データ復調部
１０  比較対象選択部
１１  アンテナ
１２  ＩＦアンプ部
１３  Ａ／Ｄ部
１４  雑音検出部
１５  相関部
１６  積分部、積算部
２１  メモリ部
２２  バイパススイッチ
【図１】
2005184509.tif 000003
【図２】
2005184509.tif 000004
【図３】
2005184509.tif 000005
【図４】
2005184509.tif 000006
【図５】
2005184509.tif 000007
【図６】
2005184509.tif 000008