(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のＯＦＤＭ（直交周波数多重分割）受信信号を選択的に使用する選択ダイバーシティを用いたＯＦＤＭ受信装置であって、
受信アンテナと該受信アンテナを介して受信した信号をＲＦ周波数帯からベースバンド信号にダウンコンバートするＲＦ部と該ダウンコンバートされたベースバンド信号をＡ／Ｄ変換して複素ディジタル信号に変換するディジタル変換部をそれぞれ含む複数の受信系統と、
アダプティブ信号処理を行う場合は該複素ディジタル信号の重み付けを行う重み計算部と、
ダイバーシティを行う場合は各受信系統からの複素ディジタル信号から１つを選択し、アダプティブ信号処理を行う場合は前記重み計算部により重み付けされた各複素ディジタル信号の加算を行う選択合成部と、
前記選択合成部が出力する複素ディジタル信号を所定のＦＦＴウィンドウ・タイミングに従ってＯＦＤＭシンボル１周期分のフーリエ変換を行って並列キャリアの受信シンボルを生成するＦＦＴ部と、
前記選択合成部が出力する複素ディジタル信号についてガード・インターバル部分の信号を用いて相関計算を行い、ＦＦＴウィンドウ・タイミング情報、相関信号のピーク本数、ピーク電力のうち少なくとも１つを含む相関検出情報を出力する相関検出部と、
各受信系統に相当する並列キャリアの受信シンボルの復調を行う復調部と、
前記ＦＦＴ部が出力する並列キャリア数個分のＯＦＤＭサブキャリア毎の受信シンボルからパイロット・シンボルを摘出し、伝搬路を推定するとともに該パイロット・シンボルに基づく到来波の到来角度を推定して、最も強い信号電力を持った到来波に相当するリファレンス信号を生成するリファレンス信号生成部と、
前記リファレンス信号と各受信系統からの複素ディジタル信号により各受信系統における受信信号に対する最適重み係数をそれぞれ計算するダイバーシティ・アダプティブアレー信号処理部と、
を具備することを特徴とするダイバーシティ・アダプティブアレーを用いたＯＦＤＭ受信装置。
【請求項２】
アダプティブ信号処理を行う場合は、
前記重み計算部は、各受信系統からの複素ディジタル信号について、前記ダイバーシティ・アダプティブアレー信号処理部により計算された最適重み係数によって重み付けを行って加算し、該加算結果を合成複素ディジタル信号として前記相関検出部並びに前記ＦＦＴ部に出力し、
前記相関検出部は、ガード・インターバル区間の繰り返しパターンを用いて相関検出を行い、ＦＦＴウィンドウ・タイミング情報と相関信号のピーク本数、ピーク電力などからなる相関検出情報を生成して、該ＦＦＴウィンドウ・タイミング情報を前記ＦＦＴ部に出力するとともに、該相関検出情報を前記リファレンス信号生成部に出力し、
前記ＦＦＴ部は、該ＦＦＴウィンドウ・タイミング情報に従ってＯＦＤＭシンボル毎にフーリエ変換を行って並列キャリアの受信シンボルを生成して、前記復調部並びに前記リファレンス信号生成部に出力し、
前記復調部は、該並列キャリアの受信シンボル毎に復調を行い、
前記リファレンス信号生成部は、該並列キャリアの複数受信シンボルからパイロット・シンボルを摘出し、送信時におけるパイロット・シンボル系列と同じ系列を発生して双方の差分を基に受信シンボル毎にノルムを計算し、それぞれ積分を行ったノルム積分値に基づいて到来波の到来角推定を行い、その推定値と該複素ディジタル信号を基にリファレンス信号を生成して、前記ダイバーシティ・アダプティブアレー信号処理部に出力し、
前記ダイバーシティ・アダプティブアレー信号処理部は、ガード・インターバル区間毎に該複素ディジタル信号と該リファレンス信号を基に重み係数を計算して前記重み計算部に出力する、
ことを特徴とする請求項１に記載のダイバーシティ・アダプティブアレーを用いたＯＦＤＭ受信装置。
【請求項３】
ダイバーシティを行うときは、
前記ダイバーシティ・アダプティブアレー信号処理部は、各受信系統からの複素ディジタル信号についてそれぞれ電力測定を行うとともにこれらを大小比較して、最も電力が大きい複素ディジタル信号を決定してパス選択情報として前記選択合成部に出力し、
前記選択合成部は、前記重み計算部により重み付けされていない複素ディジタル信号についてパス選択情報に従ってただ１つの複素ディジタル信号を選択して、
該選択された複素ディジタル信号についてＦＦＴと復調、相関検出を行う、
ことを特徴とする請求項１に記載のダイバーシティ・アダプティブアレーを用いたＯＦＤＭ受信装置。
【請求項４】
前記リファレンス信号生成部は、前記相関検出部から入力する相関検出情報と前記ダイバーシティ・アダプティブアレー信号処理部から入力する電力測定情報と該受信シンボル毎のノルム積分値とを基にＯＦＤＭシンボル単位に到来波数、到来波電力、電力変動の時間推移などからなる伝搬路パラメータを求めて、該伝搬路パラメータに基づいて伝搬路状況を推定して、該推定結果に従ってアダプティブアレー信号処理又はダイバーシティのいずれかの動作モードを判定する、
ことを特徴とする請求項１に記載のダイバーシティ・アダプティブアレーを用いたＯＦＤＭ受信装置。
【請求項５】
前記リファレンス信号生成部は、
動作モードをダイバーシティに切り替えて前記相関検出部から入力する相関検出情報から同期が取れていないと判断した場合には、あらかじめ設定された積分周期やタイミングで各受信系統からの複素ディジタル信号の電力測定を行なうとともに各電力測定結果を大小比較して、値の大きい方を選択して前記相関検出部に出力して相関検出を行わしめ、
同期が獲得された後に伝搬路状況の推定を開始して、アダプティブアレー信号処理又はダイバーシティに動作モードを切り替える、
ことを特徴とする請求項１に記載のダイバーシティ・アダプティブアレーを用いたＯＦＤＭ受信装置。
【請求項６】
前記リファレンス信号生成部は、動作モードがダイバーシティの場合は、前記相関検出部から入力する相関検出情報と前記ダイバーシティ・アダプティブアレー信号処理部から入力する電力測定情報と受信シンボル毎のノルム積分値とを基に、電力測定周期や測定タイミングを判定して、これらが変更する度に随時切り替えて該複素ディジタル信号の電力測定を行う、
ことを特徴とする請求項１に記載のダイバーシティ・アダプティブアレーを用いたＯＦＤＭ受信装置。
【請求項７】
前記リファレンス信号生成部は、動作モードが変更された場合、その直後のＯＦＤＭシンボルの境界までは引き続き変更前の動作モードで信号処理を行って並列キャリアの復調シンボルを出力し、ＯＦＤＭシンボルの境界以降は変更後の動作モードで動作する、
ことを特徴とする請求項１に記載のダイバーシティ・アダプティブアレーを用いたＯＦＤＭ受信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各キャリアがシンボル区間内で相互に直交するように各キャリアの周波数が設定されたＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：直交周波数分割多重）方式の受信装置に係り、特に、信号間の相関が小さくなるように配置された複数のアンテナで受信した信号を用いるダイバーシティ受信を行うＯＦＤＭ受信装置に関する。
【０００２】
更に詳しくは、本発明は、複数の受信信号のうち最も信号電力が強い受信信号を選択的に使用する選択的ダイバーシティ受信を行うことで小型に構成されたＯＦＤＭ受信装置に係り、特に、伝搬路環境がマルチパスの場合は妨害波の除去を行うアダプティブアレー信号処理を行い、他の伝搬環境の場合は選択ダイバーシティを切り替えて行なえるようにした、ダイバーシティ・アダプティブアレーを用いたＯＦＤＭ受信装置に関する。
【０００３】
【従来の技術】
近年、携帯電話や車載電話など移動通信の普及と需要が目覚しく進展している。今や誰もが移動通信機器を使用し、社会生活上の必需品として認知されつつある。
【０００４】
移動伝搬環境で無線伝送を行う場合、フェージングやマルチパスによる伝送品質の劣化が特に問題となる。
【０００５】
無線伝送の高速化・高品質化を実現する技術として「ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：直交周波数分割多重）方式」が期待されている。ＯＦＤＭ方式とは、マルチキャリア（多重搬送波）伝送方式の一種で、各キャリアがシンボル区間内で相互に直交するように各キャリアの周波数が設定されている。情報伝送の一例は、シリアルで送られてきた情報を情報伝送レートより遅いシンボル周期毎にシリアル／パラレル変換して出力される複数のデータを各キャリアに割り当ててキャリア毎に変調を行い、その複数キャリアについて逆ＦＦＴを行うことで周波数軸での各キャリアの直交性を保持したまま時間軸の信号に変換して送信する。例えば、各キャリアはＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying）変調を行うとして情報伝送速度の２５６分の１のシンボル周期でシリアル／パラレル変換するとキャリア総数は２５６となり、逆ＦＦＴは２５６キャリアについて行うことになる。復調はこの逆の操作、すなわちＦＦＴを行なって時間軸の信号を周波数軸の信号に変換して各キャリアについてそれぞれの変調方式に対応した復調を行い、パラレル／シリアル変換して元のシリアル信号で送られた情報を再生するといったことで行なわれる。ＯＦＤＭ伝送方式は、遅延波があっても良好な伝送特性を有することが実験で確かめられている。
【０００６】
ＯＦＤＭ方式による伝送は、同じ伝送容量のシングルキャリア伝送方式に比べ、１シンボル周期が長くなるので、到来波の遅延時間差が大きなマルチパス・フェージングや選択性フェージングに対する耐フェージング特性が強いという特徴がある。しかしながら、複数の到来波で構成されるマルチパスにおいて主波に対する妨害波の遅延時間がガード・インターバル以上になった場合や主波と妨害波の電力比（Ｄ／Ｕ）が大きい場合は復調信号の誤り率が劣化し、また、到来波の遅延時間差が小さなフラット・フェージングに対しても復調信号の誤り率が劣化するといった問題がある。
【０００７】
マルチパスによる劣化を解決するには、妨害波の除去を行うアダプティブ・アレー信号処理が有効である。他方、フラット・フェージングによる劣化を解決するには、信号間の相関が小さくなるように配置した複数アンテナで受信した信号を用いるダイバーシティ受信が有効である。主な方法としては、複数受信信号のうち最も信号電力の強い受信信号を選択する選択ダイバーシティ、複数受信信号をそれぞれ復調して最大比合成を行なう最大比合成ダイバーシティなどが挙げられる。
【０００８】
装置規模から比較すると、前者の選択ダイバシティは受信信号を選択した後の受信系統は１つで済むが、後者の最大比合成ダイバシティは復調までの受信系統が複数必要になるため大きくなる。また、ダイバーシティ利得から比較すると、前者の選択ダイバシティの方が、後者の最大比合成ダイバシティよりも２ｄＢ程度も劣化する。このため、ダイバーシティ受信を行なう際は、所望する装置規模とダイバーシティ利得の各面から前者か後者のどちらが良いか判断する必要がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、複数の受信信号のうち最も信号電力が強い受信信号を選択的に使用する選択的ダイバーシティ受信を行うことで小型に構成された、優れたＯＦＤＭ受信装置を提供することにある。
【００１０】
本発明の更なる目的は、装置ブロック構成を変えないで、効率的に到来波分布から伝搬路推定できるようにし、伝搬路環境がマルチパスの場合はアダプティブ信号処理を行い、他の伝搬環境の場合は選択ダイバーシティを切り替えて行なえるようにしたダイバーシティ・アダプティブアレーを用いた、優れたＯＦＤＭ受信装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段及び作用】
本発明は、上記課題を参酌してなされたものであり、その第１の側面は、複数アンテナで受信したパイロット・シンボルを含んだＯＦＤＭ（直交周波数多重分割）信号について到来波分布を基に伝搬路を推定する伝搬路推定手段と、
該伝搬路推定結果に基づいて伝搬路環境を判定して、伝搬路環境がマルチパスの場合はアダプティブ信号処理を、他の伝搬路環境の場合は選択ダイバーシティを共通のブロックを備えた受信装置を切り替えて信号処理を行う信号処理手段と、
を具備することを特徴とするダイバーシティ・アダプティブアレーを用いたＯＦＤＭ受信装置である。
【００１２】
本発明の第１の側面に係るダイバーシティ・アダプティブアレーを用いたＯＦＤＭ受信装置によれば、伝搬路環境に基づいて、動作モードを動的に切り替えて、伝搬路環境がマルチパスの場合はアダプティブ信号処理を行い、他の伝搬路環境の場合は選択ダイバーシティを共通のブロックを備えた受信装置を切り替えて信号処理を行うことができる。
【００１３】
また、本発明の第２の側面は、複数のＯＦＤＭ（直交周波数多重分割）受信信号を選択的に使用する選択ダイバーシティを用いたＯＦＤＭ受信装置であって、
受信アンテナと該受信アンテナを介して受信した信号をＲＦ周波数帯からベースバンド信号にダウンコンバートするＲＦ部と該ダウンコンバートされたベースバンド信号をＡ／Ｄ変換して複素ディジタル信号に変換するディジタル変換部をそれぞれ含む複数の受信系統と、
アダプティブ信号処理を行う場合は該複素ディジタル信号の重み付けを行う重み計算部と、
ダイバシティを行う場合は各受信系統からの複素ディジタル信号から１つを選択し、アダプティブ信号処理を行う場合は前記重み計算部により重み付けされた各複素ディジタル信号の加算を行う選択合成部と、
前記選択合成部が出力する複素ディジタル信号を所定のＦＦＴウィンドウ・タイミングに従ってＯＦＤＭシンボル１周期分のフーリエ変換を行って並列キャリアの受信シンボルを生成するＦＦＴ部と、
前記選択合成部が出力する複素ディジタル信号についてガード・インターバル部分の信号を用いて相関計算を行い、ＦＦＴウィンドウ・タイミング情報、相関信号のピーク本数、ピーク電力などからなる相関検出情報を出力する相関検出部と、
各受信系統に相当する並列キャリアの受信シンボルの復調を行う復調部と、
前記ＦＦＴ部が出力する並列キャリア数個分のＯＦＤＭサブキャリア毎の受信シンボルからパイロット・シンボルを摘出し、伝搬路を推定するとともに該パイロット・シンボルに基づく到来波の到来角度を推定して、最も強い信号電力を持った到来波に相当するリファレンス信号を生成するリファレンス信号生成部と、各受信系統からの複素ディジタル信号についてそれぞれ電力測定を行うとともに大小比較して、最も電力が大きい複素ディジタル信号を取り出し、前記リファレンス信号と該取り出された複素ディジタル信号により各受信系統における受信信号に対する最適重み係数をそれぞれ計算するダイバーシティ・アダプティブアレー信号処理部と、
を具備することを特徴とするダイバーシティ・アダプティブアレーを用いたＯＦＤＭ受信装置である。
【００１４】
ここで、アダプティブ信号処理を行う場合には、前記重み計算部は、各受信系統からの複素ディジタル信号について、前記ダイバーシティ・アダプティブアレー信号処理部により計算された最適重み係数によって重み付けを行って加算して、該加算結果を合成複素ディジタル信号として前記相関検出部並びに前記ＦＦＴ部に出力する。また、前記相関検出部は、ガード・インターバル区間の繰り返しパターンを用いて相関検出を行い、ＦＦＴウインドウ・タイミング情報と相関信号のピーク本数、ピーク電力などからなる相関検出情報を生成して、該ＦＦＴウインドウ・タイミング情報を前記ＦＦＴ部に出力するとともに、該相関検出情報を前記リファレンス信号生成部に出力する。また、前記ＦＦＴ部は、該ＦＦＴウインドウ・タイミング情報に従ってＯＦＤＭシンボル毎にフーリエ変換を行って並列キャリアの受信シンボルを生成して、前記復調部並びに前記リファレンス信号生成部に出力する。また、前記復調部は、該並列キャリアの受信シンボル毎に復調行う。また、前記リファレンス信号生成部は、該並列キャリアの複数受信シンボルからパイロット・シンボルを摘出し、送信時におけるパイロット・シンボル系列と同じ系列を発生して双方の差分を基に受信シンボル毎にノルムを計算し、それぞれ積分を行ったノルム積分値に基づいて到来波の到来角推定を行い、その推定値と該複素ディジタル信号を基にリファレンス信号を生成して、前記ダイバーシティ・アダプティブアレー信号処理部に出力する。また、前記ダイバーシティ・アダプティブアレー信号処理部は、ガード・インターバル区間毎に該複素ディジタル信号と該リファレンス信号を基に重み係数を計算して前記重み計算部に出力する。
【００１５】
一方、ダイバーシティを行うときには、前記ダイバーシティ・アダプティブアレー信号処理部は、各受信系統からの複素ディジタル信号についてそれぞれ電力測定を行うとともにこれらを大小比較して、最も電力が大きい複素ディジタル信号を決定してパス選択情報として前記選択合成部に出力する。また、前記選択合成部は、前記重み計算部により重み付けされていない複素ディジタル信号についてパス選択情報に従ってただ１つの複素ディジタル信号を選択する。そして、該複素ディジタル信号についてＦＦＴと復調、相関検出を行う。
【００１６】
したがって、本発明の第２の側面に係るダイバーシティ・アダプティブアレーを用いたＯＦＤＭ受信装置によれば、ダイバーシティとアダプティブアレー信号処理の双方を、共通のブロック構成により実現することができ、装置規模を節約することができる。
【００１７】
また、前記リファレンス信号生成部は、前記相関検出部から入力する相関検出情報と前記ダイバーシティ・アダプティブアレー信号処理部から入力する電力測定情報と該受信シンボル毎のノルム積分値とを基にＯＦＤＭシンボル単位に到来波数、到来波電力、電力変動の時間推移などからなる伝搬路パラメータを求めて、該伝搬路パラメータに基づいて伝搬路状況を推定して、該推定結果に従ってアダプティブアレー信号処理又はダイバーシティのいずれの動作モードかを判定するようにしたので、伝搬路状況に応じてダイバーシティとアダプティブアレー信号処理を切り替えて行うことができる。
【００１８】
また、前記リファレンス信号生成部は、動作モードをダイバーシティに切り替えて前記相関検出部から入力する相関検出情報から同期が取れていないと判断した場合には、あらかじめ設定された積分周期やタイミングで各受信系統からの複素ディジタル信号の電力測定を行なうとともに各電力測定結果を大小比較して、値の大きい方を選択して前記相関検出部に出力して相関検出を行わしめる一方、同期が獲得された後に伝搬路状況の推定を開始して、アダプティブアレー信号処理又はダイバーシティに動作モードを切り替えるようにしたので、同期獲得までの信号処理の効率化を図ることができる。
【００１９】
また、前記リファレンス信号生成部は、動作モードがダイバーシティの場合は、前記相関検出部から入力する相関検出情報と前記ダイバーシティ・アダプティブアレー信号処理部から入力する電力測定情報と受信シンボル毎のノルム積分値とを基に、電力測定周期や測定タイミングを判定して、これらが変更する度に随時切り替えて該複素ディジタル信号の電力測定を行うようにしたので、ダイバーシティの電力測定を伝搬路の状況に応じて行うことができる。
【００２０】
また、前記リファレンス信号生成部は、動作モードが変更された場合、その直後のＯＦＤＭシンボルの境界までは引き続き変更前の動作モードで信号処理を行って並列キャリアの復調シンボルを出力し、ＯＦＤＭシンボルの境界以降は変更後の動作モードで動作するようにしたので、動作モードが切り替わった場合でも、データ系列が途切れることなくＯＦＤＭシンボルを復調することができる。
【００２１】
本発明のさらに他の目的、特徴や利点は、後述する本発明の実施例や添付する図面に基づくより詳細な説明によって明らかになるであろう。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施例を詳解する。
【００２３】
本発明に係るダイバーシティ・アダプティブアレーを用いたＯＦＤＭ受信装置の説明を行なう前に、ＯＦＤＭ信号を送信するＯＦＤＭ送信装置の一例の概略構成について、図１を参照しながら説明する。
【００２４】
図１に示すように、ＯＦＤＭ信号送信装置１００は、変調部１０１と、パイロット・シンボル挿入部１０２と、シリアル／パラレル変換部１０３と、ＩＦＦＴ部１０４と、ガード区間挿入部１０５と、アナログ変換部１０６と、ＲＦ部１０７と、送信アンテナ１０８と、送信制御部１０９を備えている。
【００２５】
変調部１０１は、送信データを入力すると、送信制御部１０９から供給される変調情報とタイミングに従って変調を行なって、変調シンボルをシリアルに出力する。
【００２６】
パイロット・シンボル挿入部１０２は、送信制御部１０９から入力するパイロット・シンボル挿入パターン並びにタイミングに従って、既知のデータ系列をパイロット・シンボルとして変調シンボル系列に挿入する。
【００２７】
シリアル／パラレル変換部１０３は、送信制御部１０９から入力する並列キャリア数並びにタイミングに従って、シリアル・データを並列キャリア数分のパラレル・データに変換する。
【００２８】
ＩＦＦＴ部１０４は、送信制御部１０９から入力するＦＦＴサイズ並びにタイミングに従って、ＦＦＴサイズ分の逆フーリエ変換を行なう。
【００２９】
ガード区間挿入部１０５は、送信制御部１０９から入力するガード・インターバル・サイズ、ガード・バンド・サイズ、並びにタイミングに従って、ガード・インターバル、ガード・バンドといったガード信号を挿入する。
【００３０】
ガード信号が挿入されたディジタル送信信号は、アナログ変換部１０６で直交変調、並びにＡ／Ｄ変換され、送信ＲＦ部１０７によってアップコンバートされて、送信アンテナ１０８から送信される。
【００３１】
本発明に係るダイバーシティ・アダプティブアレーを用いたＯＦＤＭ受信装置は、例えば、上述したＯＦＤＭ送信装置１００から送信されたＯＦＤＭ信号を受信することができるものである。以下では、本発明に係るダイバーシティ・アダプティブアレーを適用したＯＦＤＭ受信装置であって、ＯＦＤＭ受信装置の２本の受信アンテナを用いた場合の装置構成並びにその動作特性について、図面を参照しながら説明する。
【００３２】
図２には、本発明の１つの実施形態に係るダイバーシティ・アダプティブアレーを用いたＯＦＤＭ受信装置２００の構成を概略的に示している。
【００３３】
同図に示す本ダイバーシティ・アダプティブアレーを用いたＯＦＤＭ受信装置２００は、２系統の受信アンテナを備えており、それぞれ搬送波周波数の１／２波長だけ離して設置したＵＬＡ構成を採用している。したがって、到来波が平面波とした場合アンテナ垂直方向から、到来角θ1、θ2を持つ２波の到来波の分離が可能である。また、２本のアンテナによる選択ダイバーシティを行うことができる。
【００３４】
図２において、参照番号２０１並びに２０２は受信アンテナである。各受信アンテナで受信された信号は、それぞれＲＦ部２０３、２０４によってＲＦ周波数帯からベースバンド信号にダウンコンバートされる。
【００３５】
デジタル変換部２０５、２０６は、それぞれのＲＦ部２０３、２０４によってダウンコンバートされたアナログ・ベースバンド信号をＡ／Ｄ変換器と直交検波器により複素ディジタル信号に変換して出力する。
【００３６】
バッファ２０７、２０８は、それぞれデジタル変換部２０５、２０６から出力される複素ディジタル信号を一時記憶して、適切なタイミングで出力する。
【００３７】
重み計算部２０９、２１０は、ダイバーシティを行う場合には、各バッファ２０７、２０８から入力する複素ディジタル信号について処理を行わない。他方、アダプティブアレー信号処理を行う場合には、ダイバーシティ・アダプティブアレー信号処理部２１６（後述）によって設定された重み係数Ｗ1、Ｗ2と各複素ディジタル信号との複素乗算を行ってその結果を出力する。
【００３８】
選択合成部２１１は、ダイバーシティ時にはダイバシティ・アダプティブアレー信号処理部２１６（後述）より送られてくるダイバーシティ・アダプティブアレー情報に従って上記した２つの受信系統のうち最適と判定された複素ディジタル信号を選択し、アダプティブアレー信号処理を行う場合には重み計算部２０９、２１０から入力する重み付けされた複素ディジタル信号を加算する。
【００３９】
ＦＦＴ部２１２は、選択合成部２１１から入力する選択合成された複素ディジタル信号についてフーリエ変換を行って、並列キャリア数分の受信シンボルを出力する。
【００４０】
相関検出部２１３は、選択合成部２１１から入力する選択合成された複素ディジタル信号について相関検出を行って、ＦＦＴウインドウ・タイミング情報と相関検出結果を出力する。
【００４１】
復調部２１４は、ＦＦＴ部２１２から入力する並列キャリア数分の受信シンボルについて復調を行って、復調データを出力する。
【００４２】
リファレンス信号生成部２１５は、ＦＦＴ部２１２から入力する並列キャリア数分の受信シンボルからパイロット・シンボルを摘出して、該パイロット・シンボルを基に到来波の到来角度（ＤＯＡ：Direction Of Array）を推定して、アダプティブアレー信号処理の基準となるリファレンス信号を生成する。
【００４３】
ダイバシティ・アダプティブアレー信号処理部２１６は、相関検出部２１３から送られてくる相関検出情報とリファレンス信号生成部２１５から入力する到来波検出情報を基に動作する。より具体的には、ダイバーシティを行う場合には、各バッファ２０７、２０８から入力する複素ディジタル信号それぞれの電力をあらかじめ設定した周期分測定を行って比較して電力の大きい方を選択してパス選択情報とする。また、アダプティブアレー信号処理を行う場合は、該リファレンス信号と該複素ディジタル信号とにより各アンテナ２０１、２０２からの受信信号のそれぞれに対する最適重み係数を計算して、それぞれの最適重み係数Ｗ１、Ｗ2として出力し、さらに上記のパス選択情報やダイバーシティあるいはアダプティブアレー信号情報といった制御情報をアダプティブアレー制御情報として出力する。
【００４４】
このように構成されたダイバーシティ・アダプティブアレーを用いたＯＦＤＭ受信装置の動作特性について、以下に説明する。
【００４５】
各受信アンテナ２０１、２０２で受信された信号は、各ＲＦ部２０３、２０４でそれぞれのベースバンド信号に変換された後、ディジタル変換部２０５、２０６に出力される。
【００４６】
ディジタル変換部２０５、２０６は、Ａ／Ｄ変換器と直交検波部によって各受信アンテナ２０１、２０２に対応するベースバンド複素ディジタル信号を生成して、それぞれのバッファ２０７、２０８に出力する。
【００４７】
各バッファ２０７、２０８に記憶されたベースバンド複素ディジタル信号は、それぞれの出力タイミングに従って、重み計算部２０９、２１０、リファレンス信号生成部２１５、並びに、ダイバーシティ・アダプティブアレー信号処理部２１６に入力される。
【００４８】
重み計算部２０９、２１０は、ダイバーシティを行う場合には、それぞれのバッファ２０７、２０８から入力する各複素ディジタル信号について処理を行わない。また、アダプティブアレー信号処理を行う場合には、それぞれのバッファ２０７、２０８から入力する各複素ディジタル信号１〜２について、ダイバーシティ・アダプティブアレー信号処理部２１６で計算されたそれぞれの重み係数Ｗ1、Ｗ2の乗算を行って複素ディジタル信号１'、２'として出力する。
【００４９】
選択合成部２１１はダイバーシティ・アダプティブアレー選択部２１６より送られてくるダイバーシティ・アダプティブアレー情報に従って、ダイバーシティを行う場合にはダイバーシティ・アダプティブアレー信号処理部２１６で複素ディジタル信号１〜２の電力測定結果から受信電力が大きいと判定された複素ディジタル信号１'又は２'のうち一方を選択する。また、アダプティブアレー信号処理を行う場合には、各重み計算部２０９、２１０から入力するベースバンド複素ディジタル信号１'並びに２'の加算を行い、選択合成された複素ディジタル信号として出力される。
【００５０】
この選択合成された複素ディジタル信号は、ＦＦＴ部２１２によってＯＦＤＭシンボル１周期分入力する毎にフーリエ変換が行われて並列キャリア数分の受信シンボルが生成されて、復調部２１４とリファレンス信号生成部２１５に出力される。復調部２１４ではキャリア毎に復調を行い、復調データを出力する。
【００５１】
また、選択合成された複素ディジタル信号は、相関検出部２１３においてガード・インターバル区間の繰り返しパターンを利用して相関検出が行われ、ＦＦＴウインドウ・タイミング情報と、相関信号のピーク本数、該ピーク電力といった相関検出情報が生成される。前者のＦＦＴウィンドウ・タイミング情報はＦＦＴ部２１２に入力され、後者の相関検出情報はリファレンス信号生成部２１５に入力される。
【００５２】
リファレンス信号生成部２１５は、同期が確立してＦＦＴが正常に動作を始めた後は、並列キャリア数分の受信シンボルからパイロット・シンボルを摘出して、送信装置で挿入されたパイロット・シンボル系列と同じ系列を発生して双方の差分を基にノルムを計算し、ＯＦＤＭシンボル１個分のノルムについて積分を行う。このノルム計算結果と相関検出部２１３から送られてくる相関検出情報を基に、伝搬路がマルチパス環境か否かといった伝搬路推定を行う。伝搬路推定の結果、マルチパス環境と判断された場合には、１ＯＦＤＭシンボル毎にその積分値に基づいて、到来波の到来角度（ＤＯＡ：Direction Of Array）を推定して、その推定値と各バッファ２０７、２０８から入力する複素ディジタル信号をＯＦＤＭシンボル１周期分だけ遅らせた信号を基に、最も強い電力を持った到来波に相当するリファレンス信号を生成する。他方、マルチパス環境ではないと判断された場合には、上述のＤＯＡ推定とリファレンス信号の生成を行わない。
【００５３】
リファレンス信号と上述の伝搬路推定結果やリファレンス信号生成状況といった到来波情報は、ダイバーシティ・アダプティブアレー信号処理部２１６に出力される。
【００５４】
ダイバーシティ・アダプティブアレー信号処理部２１６では、各バッファ２０７、２０８から入力するそれぞれの複素ディジタル信号について電力の積分ダンプをあらかじめ定められた周期について行う。リファレンス信号生成部２１５から入力する到来波情報と該電力測定結果を基にフラット・フェージング環境と判定された場合には、該電力測定結果について比較を行い、上述した２つの受信系統から受信電力の大きい方を選択するといった比較情報を決定する。また、マルチパス環境と判断された場合には、該複素ディジタル信号のうちガード・インターバル区間に相当する部分について相関行列Ｒxxとその逆行列Ｒxx-1をリファレンス信号生成部２１５から入力するリファレンス信号と複素ディジタル信号を基に相関ベクトルｒcoを計算し、逆行列Ｒxx-1と相関行列Ｒxxの積を取ることにより最適ウエイトＷoptを計算する。最適ウエイトは重み係数Ｗ1、Ｗ2として各重み計算部２０９、２１０に出力され、ガード・インターバル区間毎に更新される。
【００５５】
本実施形態に係るダイバーシティ・アダプティブアレーによる信号処理は、図３、図４、図５、並びに図６の各図により概略構成が示したダイバーシティ・アダプティブアレー信号処理部２１６、積分ダンプ部３０３、リファレンス信号生成部２１５、並びに選択合成部２１１の各機能モジュールにおける協働的動作によって実現される。以下、図面を参照しながら、各機能モジュールの概略的な構成並びに動作特性について説明する。
【００５６】
図３は、ダイバーシティ・アダプティブアレー信号処理部２１６の概略的な構成を示したブロック図である。
【００５７】
同図において、参照番号３０１は、各バッファ２０７、２０８から入力する複素ディジタル信号１〜２をそれぞれベクトル型に変換するベクトル生成部である。
【００５８】
また、参照番号３０２は、ベクトル生成部３０１から入力するベクトル型複素ディジタル信号から相関行列Ｒxxを計算する相関行列計算部である。
【００５９】
また、参照番号３０３は、相関行列Ｒxxの各要素について、ダイバーシティ・アダプティブアレー信号制御部３１０から送られてくるゲイン、積分回数、積分及びダンプ・タイミングに従って積分ダンプを行う積分ダンプ部である。
【００６０】
また、参照番号３０４は、積分ダンプ部３０３から送られてくる相関行列Ｒxxからその逆行列Ｒxx-1を計算する逆行列計算部である。
【００６１】
また、参照番号３０５は、このベクトル型複素ディジタル信号とダイバーシティ・アダプティブアレー信号処理部２１６から入力するリファレンス信号を基に相関ベクトルｒcoを計算する相関ベクトル計算部である。
【００６２】
また、参照番号３０６はこの相関ベクトルｒco の各要素について、アダプティブアレー信号制御部３１０から送られてくるゲイン、積分回数、積分及びダンプ・タイミングに従って積分ダンプを行う積分ダンプ部である。
【００６３】
また、参照番号３０７は、各受信アンテナ２０１、２０２で受信した受信信号に対応する最適ウエイトＷoptを計算する重み決定部である。
【００６４】
また、参照番号３０８は、ダイバーシティ・アダプティブアレー信号処理部３１０から送られてくる電力測定周期毎に、ベクトル生成部３０１から入力するベクトル型複素ディジタル信号の電力測定を行う電力測定部である。
【００６５】
また、参照番号３０９は、ダイバーシティを行う場合は、ベクトル型複素ディジタル信号の電力測定結果について比較を行い、受信アンテナ２０１又は２０２のうち電力が大きい方を選択して、その結果を前記パス選択情報としてダイバーシティ・アダプティブアレー信号処理制御部３１０に出力する比較部である。
【００６６】
ダイバーシティ・アダプティブアレー信号処理制御部３１０は、リファレンス信号生成部２１５から入力する到来波検出情報を基に、各ブロックの係数及び動作タイミングの制御を行い、上述のパス選択情報や電力測定結果といった制御情報をダイバーシティ・アダプティブアレー制御情報として他の機能モジュールに出力する。
【００６７】
図４には、図３中の積分ダンプ部３０３、３０６の概略的な構成を示している。同図中の参照番号４０１は、制御信号として送られてきたリセット又はダンプ・タイミングの場合は０を、それ以外の場合はゲイン部４０２から入力するデータを選択するセレクタである。
【００６８】
ゲイン部４０２は、遅延部４０３から入力するデータを制御信号で送られてきたゲイン設定値で増幅する。また、遅延部４０３は、加算部４０４から入力するデータを記憶する。
【００６９】
加算部４０４は、セレクタ４０１から送られてくるデータと外部から送られてくる入力データの加算を行う。
【００７０】
記憶部４０５は、制御信号として送られてきたダンプ・タイミングに従って、加算部４０４から送られてくるデータのラッチを行ってダンプ値を出力する。
【００７１】
図５には、図２に示したリファレンス信号生成部２１５の概略的な構成を示している。同図中の参照番号５０１は、ＯＦＤＭ送信装置（図１を参照のこと）のパイロット・シンボル挿入部１０２で生成されるパイロット・シンボル系列と同じ系列ｐtxを発生するパイロット信号生成部である。
【００７２】
また、参照番号５０２は、パイロット信号生成部５０１で発生した送信パイロット・シンボル系列ｐtxとＦＦＴ部２１２から入力する受信シンボルから摘出した受信パイロット・シンボル系列ｐrxとのノルムを計算するノルム計算部である。
【００７３】
また、参照番号５０３は、リファレンス信号生成制御部５０９（後述）から送られてくるゲイン、積分回数、積分及びダンプ・タイミングに従って積分ダンプを行う積分ダンプ部である。
【００７４】
また、参照番号５０４は、積分ダンプ部５０３から入力するノルムの積分結果とリファレンス信号生成制御部５０９から送られてくる到来波方向判定閾値との比較を行う比較部である。
【００７５】
また、参照番号５０５は、比較部５０４における比較結果を基に、到来波方向ＤＯＡ［θ1，θ2］の値を設定する到来方向設定部である。
【００７６】
また、参照番号５０６は、各バッファ２０７、２０８から入力するそれぞれの複素ディジタル信号１〜２を記憶し、リファレンス信号生成制御部５０９から送られてくるタイミングに従って出力する遅延部である。
【００７７】
また、参照番号５０７は、上述の到来方向設定部５０５から入力する到来波方向ＤＯＡ［θ1，θ2］と、遅延部５０６から送られてくる各複素ディジタル信号１〜２とを基に、リファレンス信号を生成するリファレンス信号計算部である。
【００７８】
また、参照番号５０８はリファレンス信号生成制御部であり、相関検出部２１３から入力する相関検出情報とダイバーシティ・アダプティブアレー信号処理部２１６から入力する複素ディジタル信号の電力測定結果といったダイバーシティ・アダプティブアレー情報、ノルム生産部５０２殻入力するノルム計算値からマルチパス環境か否かといった伝搬路情報を基に、各ブロックの係数及び動作タイミングの制御を行ったり、あるいは、到来方向推定の有無や推定精度といった到来波検出情報などの情報を出力する。
【００７９】
図６には、選択合成部２１１の概略的な構成を示している。同図において、参照番号６０１は、アダプティブアレー信号処理が行われている場合には、各重み計算部２０９、２１０から入力する複素ディジタル信号１'、２'を加算する加算部である。
【００８０】
また、参照番号６０２は、ダイバーシティが行われている場合、選択合成制御部６０４から送られてくる選択信号に基づいて、上述の複素ディジタル信号１',２'のうちどちらか一方を選択する選択部である。
【００８１】
また、参照番号６０３は、アダプティブアレー信号処理が行われている場合は、加算部６０１によって加算された信号を出力する一方、ダイバーシティが行われている場合は選択部６０２によって選択された信号を出力するセレクタである。
【００８２】
次いで、このように構成されたダイバーシティ・アダプティブアレー信号処理部２１６並びにリファレンス信号生成部２１５の動作特性について説明する。
【００８３】
図７には、ダイバーシティを行う場合におけるダイバーシティ信号処理タイミング例を示している。また、図８にはアダプティブアレー信号処理を行う場合におけるアダプティブアレーによる信号処理タイミング例を示している。
【００８４】
以下の説明では、本実施形態におけるＯＦＤＭ信号の構成は、図７並びに図８の複素ディジタル信号で示すように、ＯＦＤＭシンボルＤnとＯＦＤＭシンボル後半部分のサンプルをガード間隔分だけコピーしたガード・インターバルＧnとで構成され、それぞれＧn、Ｄnの順に伝送されるものとする（但し、ｎ＝１，２，…,Ｎ）。ここで、Ｔgはガード・インターバル長［ｓｅｃ］であり、ＴsはＯＦＤＭシンボル１周期［ｓｅｃ］である。また、これらのタイミング例では、送受信間のクロック誤差、周波数オフセットはないものとする
【００８５】
ダイバーシティ信号処理は、動作モードがダイバーシティの場合に実行される。図７（ａ）〜（ｄ）に示す電力測定タイミング例は、図３で構成を示したダイバーシティ・アダプティブアレー信号処理部２１６内において、電力測定部３０８と比較部３０９を用いて行われる選択ダイバーシティにおけるパス選択情報を求める過程について示したものである。
【００８６】
図７（ａ）には初期同期時の電力測定タイミングを示している。初期同期時には正しいＦＦＴウインドウが検出されていないので、積分周期、積分タイミングは同図中のＴd（１）〜Ｔd（２）に示したように、あらかじめ定められた初期値を用いて電力測定と比較を行なって、電力測定部３０８と比較部３０９を用いて行われる選択ダイバーシティにおけるパス選択情報を求める。そして、このパス選択情報を基に、選択部６０２において複素ディジタル信号１'又は２'のうち電力測定結果の大きい方の受信信号を選択して、セレクタ６０３からＦＦＴ部２１２に選択合成された複素ディジタル信号を出力する。
【００８７】
同期獲得に成功した場合、相関検出部２１３から同期獲得情報がリファレンス信号生成部２１５へ出力され、この結果、電力測定タイミングは同図中のＴd（３）〜Ｔd（５）に示すようにＦＦＴウインドウの境界と一致するように変更される。以後、電力測定はＦＦＴウインドウの先頭から行なうようにする。この過程における電力測定部３０８の電力測定タイミングは図７（ａ）中のｃ１〜ｃ５に示すようになる。
【００８８】
図７（ｂ）には、ＦＦＴサイズ変更時の電力測定タイミングを示している。ここでは電力測定はＯＦＤＭ信号周期分だけ行われるものとし、また、ＦＦＴサイズ切り替えタイミングが既知であるとする。
【００８９】
図７（ｂ）で示す例では、Ｔd（ｎ）〜Ｔd（ｎ＋１）の区間に相当するＯＦＤＭ信号周期１で送信された信号が、２倍のＦＦＴサイズＴd（ｎ＋２）〜Ｔd（ｎ＋４）を持つＯＦＤＭ信号周期２に切り替えられたことを示している。より具体的には、Ｔd（０）〜Ｔd（１）並びにＴd（１）〜Ｔd（２）がＦＦＴサイズ切り替え前のＯＦＤＭシンボルに相当し、Ｔd（２）〜Ｔd（４）並びにＴd（４）〜Ｔd（６）が切り替え後のＯＦＤＭシンボルに相当する。
【００９０】
電力測定タイミングは、ＦＦＴサイズ切り替え情報が得られた次のＯＦＤＭ信号周期の先頭、すなわち図７（ｂ）のＴd（２）以降から、それまでＯＦＤＭ信号周期１で行っていた電力測定がＯＦＤＭ信号周期２の区間で行なわれるようになる。この過程における電力測定タイミングは、図７（ｂ）のｃ１〜ｃ４に示す通りとなる。
【００９１】
図７（ｃ）は、ガード・インターバル除去の電力測定タイミングを示している。ＯＦＤＭ信号周期の１／４など、長いガード・インターバルが設定された場合、あるいは伝送品質の変動が大きい場合は、ＦＦＴウインドウ外のガード・インターバル区間の電力を積分範囲から除去する方がより高い精度電力測定を行うことができる。図７（ｃ）で示す例では、電力測定をガード・インターバルを含んだ周期からガード・インターバル部分を除去した周期へと切り替える場合を示している。
【００９２】
図７（ｃ）に示す複素ディジタル信号において、Ｔd（０）〜Ｔd（２）に示す区間ではガード・インターバルを含んだ電力測定が行われ、続くＴd（２）〜Ｔd（５）に示す区間ではガード・インターバルを除いた電力測定が行われている。同図に示す例では、ガード・インターバルに相当する部分ではリセット信号が設定されている。この過程における電力測定タイミングは、図７（ｃ）のｃ１〜ｃ４に示す通りとなる。
【００９３】
図７（ｄ）には、フラット・フェージング環境における伝送品質情報を用いた電力測定タイミングの一例を示している。この場合の電力測定は、図７（ｃ）に示した場合において任意のタイミングで電力測定周期を切り替える過程を示しており、周波数歪みの伴わないフラット・フェージング環境で有効である。同図に示す複素ディジタル信号において、電力測定はＴd（０）〜Ｔd（２）に示す区間ではＯＦＤＭ信号周期の1周期で電力測定が行われ、続くＴd（２）〜Ｔd（５）に示す区間ではＯＦＤＭ信号周期の１／２周期で電力測定が行われる。これは、フラット・フェージングにおいてドップラ周波数が小さい場合から大きい場合に変化した場合などに相当する。この過程における積分ダンプ部の積分周期タイミングは図７（ｄ）のｃ１〜ｃ９に示すとおりとなる。
【００９４】
一方、アダプティブアレー信号処理は動作モードがアダプティブアレーの場合に実行される。
【００９５】
複素ディジタル信号 [ａ−１]を受信した場合、[ａ−２]のような１ＯＦＤＭシンボル遅延信号を遅延器によって生成する。そして、[ａ−１]と[ａ−２]の相関を取った場合、Ｔc（ｎ）〜Ｔd（ｎ）の区間では両者は同じパターンとなることから、相関検出を行うことができる。相関検出部２１３では、この区間Ｔc（ｎ）〜Ｔd（ｎ）を相関検出実行区間として相関検出を行い、ＦＦＴウインドウ・タイミング情報と相関信号のピーク本数、該ピーク電力といった相関検出情報を求めている。
【００９６】
ノルムの積分[ａ−３]は、区間Ｔd（ｎ−１）〜Ｔd（ｎ）で行われ、時刻Ｔd（ｎ）で積分値がダンプされる。図８に示す例では毎回ノルムの計算を行っているが、ノルムの計算は、相関検出部２１３からの情報に従って初期同期獲得後、あるいはマルチパス検出、到来波の到来角の変動といった状況が観測された場合に行われることから、常時ノルムの計算を行う必要はない。
【００９７】
２波のマルチパスを想定し、それぞれの到来角度をθ1、θ2としたとき、ダンプされる積分値n_sum［θ1, θ2］は次式で与えられる。
【００９８】
【数１】
0004538963.tif 000002
【００９９】
ここで、ｉmaxは１ＯＦＤＭシンボル内のパイロット・シンボル総数であり、ｐtx（ｉ）は送信パイロット・シンボル系列であり、ｐrx（ｉ）は受信パイロット・シンボル系列である。また、ノルムは、図９に示したように、送信パイロット・シンボルと受信パイロット・シンボルとの距離に相当する。
【０１００】
ノルムの積分結果n_sum［θ1, θ2］がダンプされると、あらかじめ設定された閾値との比較、あるいは最急降下法といった収束アルゴリズムを用いて到来波の到来角推定を行う。その結果、到来角推定の判定条件を満たした場合は該当する到来角θ1, θ2を推定結果として更新する。
【０１０１】
図８のリファレンス信号の更新[ａ−４]では、各時刻でダンプされたn_sum［θ1, θ2］であるノルム１〜４についてそれぞれ到来角推定を行っており、そのうちノルム１とノルム３について到来角推定の判定条件を満たしたことを示している。この場合、該当する到来角はＤＯＡ１とＤＯＡ３に更新されている。一方、ノルム２については、到来角推定の判定条件を満たさなかったことから前回設定された到来角ＤＯＡ１を用いることを示している。
【０１０２】
到来角が更新された場合、更新された次のタイミングの相関検出実行区間からその値が使用される。図８の[ａ−４]においては、更新されたＤＯＡ１とＤＯＡ３はそれぞれ時刻Ｔc（２）並びにＴc（４）から使用される。
【０１０３】
リファレンス信号は、設定された到来角ＤＯＡと図８の[ａ−２]で示した１ＯＦＤＭシンボル遅延信号のガード・インターバル区間について生成される。すなわち図７ではＴc（ｎ）〜Ｔd（ｎ）の区間のＧn’について行われる。
【０１０４】
また、リファレンス信号は次のように求めることができる。すなわち、到来波ベクトルをs＝［s1，s2］とし、１ＯＦＤＭシンボル遅延した複素ディジタル信号で構成される信号ベクトルをx（ｔ−Ｔs）＝［ｘ1，ｘ2］、到来波の到来角θ1, θ2で表されるステアリング行列をＡとして雑音の影響はないと仮定すると、以下の式が成り立つ。
【０１０５】
【数２】
0004538963.tif 000003
【０１０６】
また、リファレンス信号をｒref＝ｓ1とすると、ｓ1は次式で与えられる。
【０１０７】
【数３】
0004538963.tif 000004
【０１０８】
このように到来角θ1, θ2が決定されると、１ＯＦＤＭシンボル遅延信号を用いてリファレンス信号ｒrefを計算することができる。
【０１０９】
アダプティブアレー信号処理は相関検出実行区間毎に入力するリファレンス信号を用いて行われる。ここでは、受信信号に対する最適ウエイトＷoptを計算して重み係数Ｗ1とＷ2の更新を行う。例えば、図８においてＴd（２）で決定された到来角ＤＯＡ１に対応するリファレンス信号ｒrefを用いたアダプティブアレー信号処理は、[ａ−５]の区間Ｃ２で行われる。最適ウエイトＷoptは、複素ディジタル信号で構成される信号ベクトルxから求まる相関行列Ｒxx＝Ｅ［ｘ（ｔ）ｘH（ｔ）］の逆行列Ｒxx-1と相関ベクトルｒco＝Ｅ［x（ｔ）ｒref*（ｔ）］について、それぞれ相関検出実行区間にわたって積分し、１区間分の積分を行った後、すなわちＴd（ｎ）のタイミングで次式に従って計算される。
【０１１０】
【数４】
0004538963.tif 000005
【０１１１】
最適ウエイトＷoptはアダプティブアレー信号処理が実行されている間は相関検出実行区間Ｔc（ｎ）〜 Ｔd（ｎ）毎に重み係数の計算が行われ時刻Ｔd（ｎ）で更新され、それ以降の重み係数として用いられ複素ディジタル信号に対する重み計算が行われる。このようにして一度更新された最適ウエイトは、次に値が更新されるまで保持される。
【０１１２】
最適ウエイトＷoptは、アダプティブアレー信号処理が実行されている間は相関検出実行区間Ｔc（ｎ）〜 Ｔd（ｎ）毎に重み係数の計算が行われ、時刻Ｔd（ｎ）で更新され、それ以降の重み係数として用いられ複素ディジタル信号に対する重み計算が行われる。このようにして一度更新された最適ウエイトは、次に値が更新されるまで保持される。
【０１１３】
次に、ダイバーシティ・アダプティブアレー信号処理の動作モードを設定するための処理手順について、図１０に示したフローチャートを参照しながら説明する。ここでは、電源投入時、スリープ・モード直後や同期外れ後の信号の再同期を行う場合を受信開始として、ダイバーシティあるいはアダプティブアレー信号処理といった動作モードの設定と切り替え手順について示している。
【０１１４】
まず、ステップＳ１において、相関検出部２１３は、相関検出を実行して、相関検出情報を未検出として出力する。また、リファレンス信号生成部２１５は、動作を行わず、到来波情報を未検出として出力する。また、ダイバーシティ・アダプティブアレー信号処理部２１６は、各受信系統の複素ディジタル１〜２についてそれぞれ電力測定を行うとともに両者を大小比較して、大きい方をパス選択信号とする。また、動作モードをダイバーシティとして、パス選択情報とともにダイバーシティ・アダプティブアレー制御情報として出力する。
【０１１５】
次いで、ステップＳ２では、同期獲得できたか否かを判別する。同期を獲得できなかった場合は、上述のステップＳ１に復帰する。また、同期獲得できた場合には、後続のステップＳ３に進む。
【０１１６】
ステップＳ３では、相関検出部２１３は、相関検出した初期同期タイミングを基に、ＦＦＴウィンドウ・タイミング情報と相関信号のピーク本数やピーク電力を相関検出情報として出力する。また、リファレンス信号生成制御部５０８は、この相関検出情報を基に、伝搬路環境を推定する。
【０１１７】
次いで、ステップＳ４では、推定された伝搬路がマルチパス環境か否かを判定する。
【０１１８】
伝搬路がマルチパス環境ではないと判定された場合には、ステップＳ５に進ム。この場合、リファレンス信号生成部２１５は、リファレンス信号生成を行い、伝搬路がマルチパス環境でないことを到来波情報として出力する。また、ダイバーシティ・アダプティブアレー信号処理部２１６は、各受信系統からの複素ディジタル信号１〜２についてそれぞれ電力測定を行うとともに両者を大小比較して、大きい方をパス選択情報とする。また、動作モードをダイバーシティとして、パス選択情報とともにダイバーシティ・アダプティブアレー制御情報として出力する。
【０１１９】
他方、伝搬路がマルチパス環境であると判定された場合には、ステップＳ６に進む。この場合、リファレンス信号生成部２１５は、リファレンス信号生成を行い、伝搬路がマルチパス環境であることを到来波情報として出力する。また、ダイバーシティ・アダプティブアレー信号処理部２１６は、動作モードをアダプティブアレーとして信号処理を行い、この動作モードをダイバーシティ・アダプティブアレー情報として出力する。
【０１２０】
次いで、ステップＳ７では、相関検出部２１３は、相関検出した相関信号のピーク本数やピーク電力を相関検出情報として出力する。また、リファレンス信号生成部２１５は、動作モードに拘わらず、ノルム計算部５０２でノルムの計算を行う。また、リファレンス信号生成制御部５００８は、ノルムの計算結果と相関検出情報を基に、伝搬路環境を推定する。
【０１２１】
本明細書では、受信アンテナを２本持つ場合を例にとって説明したが、さらに、３本以上の受信アンテナを用いた場合でも、上述したような２本の受信アンテナによる受信系を受信アンテナ個分に拡張して実現することができる。すなわち、図２に示す受信アンテナ、ＲＦ部、ディジタル変換部、バッファ、重み計算部を受信アンテナに相当する数だけ備え、リファレンス信号生成部とアダプティブアレー処理部では受信アンテナ数分の最適ウエイト設定に必要な計算を行えるようにすれば、同様に本発明の作用効果を相することが可能である。アンテナ数を増やすことで、ダイバーシティ受信はフェージングによる落ち込み区間を受信する確率の低減が図れる。また、アダプティブアレー信号処理は最適ウエイト計算の処理量は増大するが、到来波方向推定可能な到来波数が増加することから分解能の向上を図ることができる。
【０１２２】
［追補］
以上、特定の実施例を参照しながら、本発明について詳解してきた。しかしながら、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が該実施例の修正や代用を成し得ることは自明である。すなわち、例示という形態で本発明を開示してきたのであり、限定的に解釈されるべきではない。本発明の要旨を判断するためには、冒頭に記載した特許請求の範囲の欄を参酌すべきである。
【０１２３】
【発明の効果】
以上詳記したように、本発明によれば、装置ブロック構成を変えないで、効率的に到来波分布から伝搬路推定できるようにし、伝搬路環境がマルチパスの場合はアダプティブ信号処理を行い、他の伝搬環境の場合は選択ダイバーシティを切り替えて行なえるようにしたダイバーシティ・アダプティブアレーを用いた、優れたＯＦＤＭ受信装置を提供することができる。
【０１２４】
本発明に係るダイバーシティ・アダプティブアレーを用いたＯＦＤＭ受信装置によれば、ダイバーシティとアダプティブアレー信号処理を共通のブロック構成により実現することができ、装置構成を簡素化することができる。
【０１２５】
また、本発明に係るダイバーシティ・アダプティブアレーを用いたＯＦＤＭ受信装置によれば、伝搬路状況に応じてダイバーシティとアダプティブアレー信号処理を切り替えて行うことができ、マルチパスによる劣化の問題を解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＯＦＤＭ信号を送信するＯＦＤＭ送信装置の一例の概略構成を示した図である。
【図２】本発明の１つの実施形態に係るダイバーシティ・アダプティブアレーを用いたＯＦＤＭ受信装置２００の構成を概略的に示した図である。
【図３】本発明の１つの実施携帯に係るダイバーシティ・アダプティブアレーを用いたＯＦＤＭ受信装置２００の構成要素であるダイバーシティ・アダプティブアレー信号処理部２１６の概略的な構成を示した図である。
【図４】本発明の１つの実施形態に係るダイバーシティ・アダプティブアレーを用いたＯＦＤＭ受信装置２００の構成要素である積分ダンプ部の概略的な構成を示した図である。
【図５】本発明の１つの実施形態に係るダイバーシティ・アダプティブアレーを用いたＯＦＤＭ受信装置２００の構成要素であるリファレンス信号生成部２１５の概略的な構成を示した図である。
【図６】本発明の１つの実施形態に係るダイバーシティ・アダプティブアレーを用いたＯＦＤＭ受信装置２００の構成要素である選択合成部２１１の概略的な構成を示した図である。
【図７】本発明の１つの実施形態に係るアダプティブアレーを用いたＯＦＤＭ受信装置２００における電力測定タイミング例を示した図である。
【図８】本発明の１つの実施形態に係るアダプティブアレーを用いたＯＦＤＭ受信装置２００におけるアダプティブアレー信号処理タイミング例を示した図である。
【図９】本発明の１つの実施形態に係るアダプティブアレーを用いたＯＦＤＭ受信装置２００におけるノルムのイメージを示した図である。
【図１０】本発明の１つの実施形態に係るアダプティブアレーを用いたＯＦＤＭ受信装置におけるダイバーシティ・アダプティブアレー信号処理の動作モードの設定手順を示したフローチャートである。
【符号の説明】
１００…ＯＦＤＭ信号送信装置
１０１…変調部，１０２…パイロット・シンボル挿入部
１０３…シリアル／パラレル変換部，１０４…ＩＦＦＴ部
１０５…ガード区間挿入部，１０６…アナログ変換部
１０７…ＲＦ部，１０８…送信アンテナ
１０９…送信制御部
２０１，２０２…受信アンテナ
２０３，２０４…ＲＦ部
２０５，２０６…ディジタル変換部
２０７，２０８…バッファ
２０９，２１０…重み計算部
２１１…選択合成部、２１２…ＦＦＴ部
２１３…相関検出部、２１４…復調部
２１５…リファレンス信号生成部
２１６…ダイバーシティ・アダプティブアレー信号処理部
３０１…ベクトル生成部、３０２…相関行列計算部
３０３…積分ダンプ部、３０４…逆行列計算部
３０５…相関ベクトル計算部、３０６…積分ダンプ部
３０７…重み決定部、３０８…電力測定部
３０９…比較部
３１０…ダイバーシティ・アダプティブアレー信号処理制御部
４０１…セレクタ、４０２…ゲイン部
４０３…遅延部、４０４…加算部、４０５…記憶部
５０１…パイロット信号生成部、５０２…ノルム計算部
５０３…積分ダンプ部、５０４…比較部
５０５…ＤＯＡ設定部、５０６…遅延部
５０７…リファレンス信号計算部
５０８…リファレンス信号生成部
６０１…加算部、６０２…選択部
６０３…セレクタ、６０４…選択合成部
【図１】
0004538963.tif 000006
【図２】
0004538963.tif 000007
【図３】
0004538963.tif 000008
【図４】
0004538963.tif 000009
【図５】
0004538963.tif 000010
【図６】
0004538963.tif 000011
【図７】
0004538963.tif 000012
【図８】
0004538963.tif 000013
【図９】
0004538963.tif 000014
【図１０】
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