(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、
各受信系統におけるフーリエ変換前の複素ディジタル信号を電力測定した結果に基づいて、前記複数の受信系統からの複素ディジタル信号のうち１つを選択する選択手段と、
該選択された複素ディジタル信号についてＯＦＤＭシンボル１周期分のフーリエ変換を行ってＯＦＤＭサブキャリア毎の複素ディジタル信号を求めるＦＦＴ部と、
該ＯＦＤＭサブキャリア毎の複素ディジタル信号のシンボル復調を行う復調部と、
を具備し、
前記選択手段は、
ＦＦＴサイズや伝送品質情報などの信号制御情報、及び／又は、相関検出情報を用いて電力測定制御情報を設定する電力測定制御部と、
該電力測定制御情報に従って積分周期や積分タイミングを逐次切り替えて複素ディジタル信号の電力測定を行う、前記の受信系統毎に設けられた電力測定部と、
各電力測定部における測定結果を比較する電力比較部と、
前記電力比較部における電力比較情報を基に、前記の複数の受信系統からの複素ディジタル信号のうち１つを選択するセレクタと、
を含む、
ことを特徴とする選択ダイバーシティを用いたＯＦＤＭ受信装置。
【請求項２】
さらに、相関ピーク電力及びＦＦＴウィンドウの先頭位置などの相関検出情報の検出を行う相関検出部を備え、
前記ＦＦＴ部は、前記相関検出部の検出結果に従って、選択された複素ディジタル信号についてＯＦＤＭシンボル１周期分のフーリエ変換を行ってＯＦＤＭサブキャリア毎の複素ディジタル信号を求める、
ことを特徴とする請求項１に記載の選択ダイバーシティを用いたＯＦＤＭ受信装置。
【請求項３】
前記電力測定部は、
入力する複素ディジタル信号の積分ダンプを行う積分ダンプ部と、
該積分ダンプ部における積分値と所定の閾値とを比較する電力閾値比較部と、
外部から供給される電力測定制御情報（信号制御情報や相関検出情報）及び／又は前記閾値比較部における比較結果を基に、前記積分ダンプ部が使用する積分情報（積分ダンプ積分周期やリセット・タイミング）及び／又は前記電力閾値比較部が使用する閾値情報を決定する電力測定タイミング制御部と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の選択ダイバーシティを用いたＯＦＤＭ受信装置。
【請求項４】
前記積分ダンプ部は積分周期毎に求まる電力測定結果であるダンプ値以外に積分途中の積分データを出力して、前記電力閾値比較部は信号制御情報と相関検出情報に基づいて設定される電力閾値と積分データとの比較を行うとともに該比較結果を前記電力測定タイミング制御部並びに前記電力測定制御部に出力し、
前記電力測定制御部は、積分周期毎の電力測定結果だけでなく積分途中の積分データを基に電力測定の制御を行う、
ことを特徴とする請求項３に記載の選択ダイバーシティを用いたＯＦＤＭ受信装置。
【請求項５】
前記電力測定部は、前記電力閾値比較部における比較結果のうち伝送品質を保証できる電力閾値以下の値を示すものがある場合は、少なくとも１つの最も大きな比較結果に対応する受信系統の複素ディジタル信号については電力測定を継続するが、残りは電力測定を必要に応じて停止する、
ことを特徴とする請求項４に記載の選択ダイバーシティを用いたＯＦＤＭ受信装置。
【請求項６】
前記相関検出部が相関検出を行う際、ＦＦＴウィンドウ位置の成否判定とＯＦＤＭ信号周期毎の位相差から位相誤差と周波数誤差の計算を行い、ＦＦＴウィンドウ位置情報と位相及び周波数誤差を併せて検出した相関信号のピーク本数やそのピーク電力を相関検出結果として前記電力測定制御部に出力する、
ことを特徴とする請求項２に記載の選択ダイバーシティを用いたＯＦＤＭ受信装置。
【請求項７】
初期同期時は、あらかじめ設定された積分周期やタイミングで複素ディジタル信号の電力測定を行うようにして、
該電力測定結果に基づいて前記電力比較部で比較して値の大きい方を選択して電力比較情報として前記セレクタに出力し、
前記セレクタは該電力比較情報に従って該当する複素ディジタル信号を選択的に前記相関検出部に出力し、
前記相関検出部は該選択された複素ディジタル信号の相関をとって相関電力測定を行い、相関ピーク電力とＦＦＴウィンドウ先頭位置の検出を行う、
ことを特徴とする請求項１に記載の選択ダイバーシティを用いたＯＦＤＭ受信装置。
【請求項８】
初期同期獲得後は、前記電力測定部の各々は、前記電力測定制御部で設定された積分周期やタイミングに従って複素ディジタル信号の電力測定を行い、
前記電力比較部は、各電力測定結果を比較して値の大きい方を選択して電力比較情報として前記セレクタに出力し、
前記セレクタは該電力比較情報に従って該当する複素ディジタル信号を選択的に前記ＦＦＴ部並びに前記相関検出部に出力し、
前記ＦＦＴ部は該選択された複素ディジタル信号についてＯＦＤＭシンボル１周期分のフーリエ変換を行うとともに、前記復調部はフーリエ変換されたサブキャリア毎の複素ディジタル信号の復調処理を行い、
前記相関検出部は該選択された複素ディジタル信号の相関をとって相関電力を測定して相関ピーク電力とＦＦＴウィンドウ位置の検出を行う、
ことを特徴とする請求項１に記載の選択ダイバーシティを用いた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、選択的ダイバーシティ受信を効率的に行う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、到来波の遅延時間差が比較的小さなフラット・フェージングに対する耐フェージング特性は強いとは言い難い。
【０００７】
フラット・フェージングに対する有効な対策としては、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（diversity）受信」が有効であることが知られている。ダイバーシティ受信には、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」と、複数の受信信号をそれぞれ復調してその最大比合成をとる「最大比合成ダイバーシティ」が挙げられる。
【０００８】
装置規模から比較すると、選択的ダイバーシティは受信信号選択後の受信系統を１つにまとめることができるが、最大比合成ダイバーシティは復調に至るまでの受信系統が受信信号毎に必要となるため大規模となる。また、ダイバーシティ利得の面で比較すると、選択的ダイバーシティは最大比合成ダイバーシティよりも２ｄＢ程度劣化する。したがって、ダイバーシティ受信を行う際は、所望する受信装置の規模とダイバーシティ利得の双方の面から、いずれの方式が適切かを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、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）方式の優れた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、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、優れたＯＦＤＭ受信装置を提供することにある。
【００１１】
本発明の更なる目的は、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。
【００１２】
本発明の更なる目的は、選択的ダイバーシティ受信を効率的に行うことができる、優れたＯＦＤＭ受信装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を参酌してなされたものであり、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、
各受信系統におけるフーリエ変換前の複素ディジタル信号を電力測定した結果に基づいて、前記複数の受信系統からの複素ディジタル信号のうち１つを選択する選択手段と、
該選択された複素ディジタル信号についてＯＦＤＭシンボル１周期分のフーリエ変換を行ってＯＦＤＭサブキャリア毎の複素ディジタル信号を求めるＦＦＴ部と、
該ＯＦＤＭサブキャリア毎の複素ディジタル信号のシンボル復調を行う復調部と、
を具備することを特徴とする選択ダイバーシティを用いたＯＦＤＭ受信装置である。
【００１４】
前記選択手段は、
ＦＦＴサイズや伝送品質情報などの信号制御情報、及び／又は、相関検出情報を用いて電力測定制御情報を設定する電力測定制御部と、
該電力測定制御情報に従って積分周期や積分タイミングを逐次切り替えて複素ディジタル信号の電力測定を行う、前記の各受信系統毎に設けられた電力測定部と、
各電力測定部における測定結果を比較する電力比較部と、
前記電力比較部における電力比較情報を基に、前記の複数の受信系統からの複素ディジタル信号のうち１つを選択するセレクタとで構成することができる。
【００１５】
また、本発明に係る選択ダイバーシティを用いたＯＦＤＭ受信装置は、相関ピーク電力及びＦＦＴウィンドウの先頭位置などの相関検出情報の検出を行う相関検出部をさらに備えてもよい。このような場合、前記ＦＦＴ部は、前記相関検出部の検出結果に従って、選択された複素ディジタル信号についてＯＦＤＭシンボル１周期分のフーリエ変換を行ってＯＦＤＭサブキャリア毎の複素ディジタル信号を求めることができる。
【００１６】
また、前記電力測定部は、
入力する複素ディジタル信号の積分ダンプを行う積分ダンプ部と、
該積分ダンプ部における積分値と所定の閾値とを比較する電力閾値比較部と、
外部から供給される電力測定制御情報（信号制御情報や相関検出情報）及び／又は前記閾値比較部における比較結果を基に、前記積分ダンプ部が使用する積分情報（積分ダンプ積分周期やリセット・タイミング）及び／又は前記電力閾値比較部が使用する閾値情報を決定する電力測定タイミング制御部とで構成することができる。
【００１７】
このような場合、前記積分ダンプ部は積分周期毎に求まる電力測定結果であるダンプ値以外に積分途中の積分データを出力して、前記電力閾値比較部は信号制御情報と相関検出情報に基づいて設定される電力閾値と積分データとの比較を行うとともに該比較結果を電力測定タイミング制御部並びに電力測定制御部に出力し、
また、前記電力測定制御部は、積分周期毎の電力測定結果だけでなく積分途中の積分データを基に電力測定の制御を行うようにしてもよい。
【００１８】
また、前記電力測定部は、前記電力閾値比較部における比較結果のうち伝送品質を保証できる電力閾値以下の値を示すものがある場合は、少なくとも１つの最も大きな比較結果に対応する受信系統の複素ディジタル信号については電力測定を継続するが、残りは電力測定を必要に応じて停止するようにしてもよい。
【００１９】
また、前記相関検出部が相関検出を行う際、ＦＦＴウィンドウ位置の成否判定とＯＦＤＭ信号周期毎の位相差から位相誤差と周波数誤差の計算を行い、ＦＦＴウィンドウ位置情報と位相及び周波数誤差を併せて検出した相関信号のピーク本数やそのピーク電力を相関検出結果として前記電力測定制御部に出力するようにしてもよい。
【００２０】
また、本発明に係る選択ダイバーシティを用いたＯＦＤＭ受信装置は、初期同期時においては、あらかじめ設定された積分周期やタイミングで複素ディジタル信号の電力測定を行うようにしてもよい。このような場合、該電力測定結果に基づいて前記電力比較部で比較して値の大きい方を選択して電力比較情報として前記セレクタに出力し、
前記セレクタは該電力比較情報に従って該当する複素ディジタル信号を選択的に前記相関検出部に出力し、
前記相関検出部は該選択された複素ディジタル信号の相関をとって相関電力測定を行い、相関ピーク電力とＦＦＴウィンドウ先頭位置の検出を行うことができる。
【００２１】
また、本発明に係る選択ダイバーシティを用いたＯＦＤＭ受信装置は、初期同期獲得後においては、前記電力測定部の各々は、前記電力測定制御部で設定された積分周期やタイミングに従って複素ディジタル信号の電力測定を行うようにしてもよい。このような場合、前記電力比較部は、各電力測定結果を比較して値の大きい方を選択して電力比較情報として前記セレクタに出力し、
前記セレクタは該電力比較情報に従って該当する複素ディジタル信号を選択的に前記ＦＦＴ部並びに前記相関検出部に出力し、
前記ＦＦＴ部は該選択された複素ディジタル信号についてＯＦＤＭシンボル１周期分のフーリエ変換を行うとともに、前記復調部はフーリエ変換されたサブキャリア毎の複素ディジタル信号の復調処理を行い、
前記相関検出部は該選択された複素ディジタル信号の相関をとって相関電力を測定して相関ピーク電力とＦＦＴウィンドウ位置の検出を行うことができる。
【００２２】
また、本発明に係る選択ダイバーシティを用いたＯＦＤＭ受信装置は、初期同期に成功するまでは、ＦＦＴ部及び復調部を作動させないようにしてもよい。
【００２３】
【作用】
本発明に係る選択ダイバーシティを用いたＯＦＤＭ受信装置は、複数の受信アンテナすなわち複数の受信系統を備えている。各受信系統では、受信アンテナの受信信号を、ＲＦ部及びディジタル変換部によって複素ディジタル信号に変換して、バッファ及び電力測定部に送る。
【００２４】
電力測定部は、信号制御情報と相関検出情報を用いて設定された電力測定制御情報に従って積分周期や積分タイミングを逐次切り替えながら、複素ディジタル信号の電力測定を行う。信号制御情報は、ＦＦＴサイズや伝送品質情報を含み、電力測定制御部から送られてくる。
【００２５】
電力比較部は、各受信アンテナ毎の電力測定結果を比較して、値が最も大きいものを選択して、電力比較情報としてセレクタに出力する。セレクタでは、電力比較情報に従って、該当するバッファに記憶されている複素ディジタル信号を選択的に取り出して、ＦＦＴ部及び相関検出部に出力する。
【００２６】
相関検出部は、相関ピーク電力とＦＦＴウィンドウの先頭位置の検出を行う。また、ＦＦＴ部は、相関検出部における検出結果に従って、選択された複素ディジタル信号についてＯＦＤＭシンボル１周期分のフーリエ変換を行って、ＯＦＤＭサブキャリア毎の複素ディジタル信号を求め、その結果を復調部に出力する。復調部は、該サブキャリア毎の複素ディジタル信号のシンボル復調を行う。
【００２７】
したがって、本発明に係る選択ダイバーシティを用いたＯＦＤＭ受信装置によれば、複数のアンテナで受信したＯＦＤＭ信号の選択ダイバーシティを、フーリエ変換の前に行うことができる。また、ＦＦＴ部、復調部、相関検出部を、受信アンテナ毎に配置せず、１系統にまとめることができるので、装置の全体構成が簡素化されコスト低減につながる。
【００２８】
電力測定部は、例えば、積分ダンプ部と、電力閾値比較部と、電力測定タイミング制御部により構成される。積分ダンプ部は、ＦＦＴサイズ、伝送品質といった信号制御情報と相関検出情報に従って、積分周期や積分タイミングを逐次切り替えて、受信信号の電力測定を行う際に、積分周期毎に求まる電力測定結果であるダンプ値以外に、積分途中の積分データを電力閾値比較部に出力する。電力閾値比較部は、信号制御情報と相関検出情報に基づいて決定された電力閾値と比較して、該比較結果を電力測定タイミング制御部並びに電力測定制御部に送るようになっている。したがって、積分周期毎の電力測定結果だけでなく、積分途中の積分データを基に、電力測定の制御を行うことができる。
【００２９】
また、電力測定部は、積分周期毎に求まる電力測定結果すなわち積分ダンプ値以外に、積分途中の積分データを出力して、信号制御情報と相関検出情報に基づいて設定された電力閾値との比較を行い、比較結果を電力測定タイミング制御部に送る際に、さらに該比較結果を電力測定制御部に送るようにしてもよい。このような場合、電力測定制御部は、該比較結果のうち伝送品質を保証できる電力閾値以下の値を示すものがある場合は、少なくとも１つの最も大きな比較結果に対応する受信系統の複素ディジタル信号については電力測定を継続するが、残りは電力測定を必要に応じて停止することができる。この結果、複数のアンテナで受信したすべての信号を常時電力測定する必要がなくなり、消費電力を低減させることができる。
【００３０】
また、相関検出部が相関検出を行う際、ＦＦＴウィンドウ位置の成否判定とＯＦＤＭ信号周期毎の位相差から位相誤差と周波数誤差の計算を行うことで、ＦＦＴウィンドウ位置情報と位相及び周波数誤差を併せて検出した相関信号のピーク本数やそのピーク電力を相関検出結果として出力することができる。電力測定制御部は、このような相関検出結果に基づいて、遅延波の本数から伝送路の推定を行うことができる。
【００３１】
また、初期同期時は、あらかじめ設定された積分周期やタイミングで、複素ディジタル信号の電力測定を行うようにしてもよい。
【００３２】
このような場合、該電力測定結果に基づいて電力比較部で比較して値の大きい方を選択し、電力比較情報としてセレクタに出力し、セレクタは電力比較情報に従って該当するバッファから複素ディジタル信号を選択的に取り出して相関検出部に出力する。相関検出部は、選択された複素ディジタル信号の相関をとって相関電力測定を行い、相関ピーク電力とＦＦＴウィンドウ先頭位置の検出を行う。
【００３３】
初期同期獲得後は、電力測定制御部で設定された積分周期やタイミングに従って複素ディジタル信号の電力測定を行う。そして、電力測定結果に基づいて、電力比較部で比較して値の大きい方を選択し、電力比較情報としてセレクタに出力する。セレクタは、電力比較情報に従って、該当するバッファから複素ディジタル信号を選択的に取り出して、ＦＦＴ部と相関検出部に出力する。ＦＦＴ部は、選択された複素ディジタル信号についてＯＦＤＭシンボル１周期分のフーリエ変換を行い、後続の復調部はフーリエ変換されたサブキャリア毎の複素ディジタル信号の復調処理を行う。また、相関検出部は、選択された複素ディジタル信号の相関をとって相関電力の測定を行い、相関ピーク電力とＦＦＴウィンドウ位置の検出を行うようにすることで、初期同期時においても選択ダイバーシティを行うことが可能となる。
【００３４】
また、初期同期に成功するまでは、ＦＦＴ部及び復調部を作動させないようにすることで、消費電力を低減することができる。
【００３５】
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。
【００３６】
【発明の実施の形態】
本実施例に係る選択ダイバーシティを用いたＯＦＤＭ受信装置の説明を行う前に、ＯＦＤＭ信号を送信するＯＦＤＭ送信装置１００の概略構成について、図１を参照しながら説明しておく。
【００３７】
図１に示すように、ＯＦＤＭ送信装置１００は、変調部１０１と、シリアル／パラレル変換部１０２と、ＩＦＦＴ１０３と、ガード区間挿入部１０４と、アナログ変換部１０５と、送信ＲＦ部１０６と、送信アンテナ１０７と、送信制御部１０８とで構成される。
【００３８】
変調部１０１は、送信制御部１０８から供給される変調情報及びタイミングに従って入力データを変調処理して、シリアル／パラレル変換部１０２に出力する。
【００３９】
シリアル／パラレル変換部１０２は、送信制御部１０８から供給されるＦＦＴ（高速フーリエ変換）サイズ及びタイミングに従って、入力されたシリアル・データをＦＦＴサイズ分だけパラレル・データに変換して、ＩＦＦＴ部１０３に出力する。
【００４０】
ＩＦＦＴ部１０３は、送信制御部１０８から供給されるＦＦＴサイズ及びタイミングに従って、ＦＦＴサイズ分の逆ＦＦＴを行う。
【００４１】
ガード区間挿入部１０４は、送信制御部１０８から供給されるガード・インターバル・サイズ、ガード・バンド・サイズ、及びタイミングに従って、ガード・インターバル（信号の一部を繰り返し伝送する区間）やガード・バンドなどのガード信号を挿入する。ガード・インターバルは、ガード・インターバル・サイズ以下のマルチパス伝搬を吸収して、受信品質の致命的な劣化を防止する。
【００４２】
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１０５において直交変調並びにＤ／Ａ変換が施され、送信ＲＦ部１０６においてアップコンバートされて、送信アンテナ１０７から装置１００外部に送信される。
【００４３】
本実施例に係るＯＦＤＭ受信装置は、選択的ダイバーシティを用いて、図１に示すＯＦＤＭ送信装置１００から送出されるＯＦＤＭ信号を受信することができる。以下の説明では、本実施例に係るＯＦＤＭ受信装置は、選択的ダイバーシティ受信を行うために２本の受信アンテナを使用するが、受信アンテナ本数はこれに限定されず、３本以上であっても同様に本発明の作用効果を奏することを理解されたい。
【００４４】
図２には、本実施例に係るＯＦＤＭ受信装置２００の概略構成を示している。以下、同図を参照しながら説明する。
【００４５】
各ＲＦ部２０３及び２０４は、それぞれ受信アンテナ２０１及び２０２において受信した信号を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。各ディジタル変換部２０５及び２０６は、さらにベースバンド信号をＡ／Ｄ変換により複素ディジタル信号に変換する。各バッファ２０７及び２０８は、電力測定制御部２０９から供給される制御信号に従って、それぞれの複素ディジタル信号を遅延させて適正なタイミングで出力する。
【００４６】
電力測定制御部２０９は、伝送品質情報や、相関検出部２１６からの情報に従って、電力積分周期の制御を行う。各電力測定部２１０及び２１１は、電力測定制御部２０９から供給される制御信号に従って、それぞれの複素ディジタル信号を積分してダンプする。電力積分周期は、フーリエ変換１周期の分のデータ単位に相当する。
【００４７】
電力比較部２１２は、各電力測定部２１０及び２１１においてダンプされた電力測定結果の比較を行う。
【００４８】
セレクタ２１３は、電力比較部２１２から出力される比較結果に基づいて、各バッファ２０７及び２０８にそれぞれ記憶された複素ディジタル信号のうちの１つを選択する。
【００４９】
ＦＦＴ部２１４は、セレクタ２１３から供給された複素ディジタル信号をＯＦＤＭシンボル１周期分の逆フーリエ変換された信号のフーリエ変換を行う。
【００５０】
復調部２１５は、フーリエ変換されたサブキャリア毎の受信信号の復調処理を行う。
【００５１】
相関検出部２１６は、ガード・インターバル信号の相関をとって、相関電力の測定を行い、その測定結果を基にＦＦＴウィンドウ先頭位置及び位相、周波数誤差の検出を行う。検出結果は、電力測定制御部２０９に送出される。
【００５２】
図２に示すようなＯＦＤＭ受信装置２００の構成によれば、選択的ダイバーシティ受信における受信信号の選択をＦＦＴ部２１４よりも前に配置して、フーリエ変換のための回路を１系統にまとめることができる。ＦＦＴ部は一般に回路規模が大きいので、受信装置の構造を大幅に簡素化することができる。
【００５３】
また、図２に示すようなＯＦＤＭ受信装置２００の構成によれば、受信信号をディジタル信号に変換した後に受信信号の選択を行うので、電力測定や同期のための精度を高くすることができる。
【００５４】
次いで、このＯＦＤＭ受信装置２００による選択的ダイバーシティ受信動作について説明する。
【００５５】
各受信アンテナ２０１及び２０２において受信された信号は、それぞれＲＦ部２０３及び２０４に入力されてベースバンド信号に変換される。これらベースバンド信号は、各ディジタル変換部２０５及び２０６においてＡ／Ｄ変換並びに直交変換されて、ベースバンド複素ディジタル信号として各バッファ２０７及び２０８、並びに、各電力測定部２１０及び２１１に入力される。
【００５６】
各電力測定部２１０及び２１１は、電力測定制御部２０９から供給される信号制御情報に従ってそれぞれの受信信号の電力を計算して、電力測定結果として電力比較部２１２に出力する。電力比較部２１２では、それぞれの電力測定結果を比較して、値の大きい方を選択して、電力比較情報としてセレクタ２１３に出力する。セレクタ２１３では、この電力比較情報に従って、２つのバッファ２０７及び２０８のうちいずれか一方を選択して複素ディジタル信号を取り出して、後続のＦＦＴ部２１４並びに相関検出部２１６に送出する。
【００５７】
相関検出部２１６は、ＦＦＴウィンドウの先頭位置及び位相、周波数誤差の検出を行う。また、ＦＦＴ部２１４は、相関検出部２１６による検出結果に従って、ＯＦＤＭシンボル１周期分のフーリエ変換を行って、ＯＦＤＭサブキャリア毎の複素シンボル値を求めて、その結果を復調部２１５に出力する。復調部２１５は、シンボル復調を行うことによって、復調シンボルを出力する。
【００５８】
図２において、各受信系統毎に設けられた電力測定部２１０及び２１１は同一構成を備えている。図３には、電力測定部の概略的な構成を示している。電力測定部は、積分ダンプ部３０１と、電力閾値比較部３０２と、電力測定タイミング制御部３０３とで構成される。
【００５９】
積分ダンプ部３０１は、電力測定タイミング制御部３０３から供給される積分ダンプ積分周期やリセット・タイミングといった積分情報に従って、入力する受信信号の積分ダンプを行う。
【００６０】
電力閾値比較部３０２は、電力測定タイミング制御部３０３から供給される閾値と、積分ダンプ部３０１で計算された積分値とを比較して、その結果を電力測定タイミング制御部３０３に出力する。
【００６１】
電力測定タイミング制御部３０３は、電力測定部の外から供給される（信号制御情報や相関検出情報）と、電力閾値比較部３０２から出力される比較結果を基に、積分情報と閾値情報を決定して、積分ダンプ部３０１及び電力閾値比較部３０２の各々に供給する。
【００６２】
次いで、図３のように構成された電力測定部における動作について説明する。
【００６３】
受信信号は積分ダンプ部３０１に入力される。積分ダンプ部３０１は、電力測定タイミング制御部３０３から与えられる積分周期や積分タイミングに従って受信信号の積分を行い、積分経過の値を電力閾値比較部３０２に出力し、さらに、積分終了時にダンプされたダンプ値を出力する。
【００６４】
電力閾値比較部３０２は、電力測定タイミング制御部３０３から与えられる閾値と比較タイミングに従って、積分ダンプ部３０１が出力する積分経過と閾値とを比較し、その比較結果を電力測定タイミング制御部３０３に出力する。
【００６５】
電力測定タイミング制御部３０３は、信号制御情報（ＦＦＴサイズやデータ・フォーマットなど）と相関検出情報、及び、電力閾値比較部３０２から出力される比較結果を基に、積分情報と閾値情報を決定して、積分ダンプ部３０１及び電力閾値比較部３０２の各々に供給する。
【００６６】
図４には、相関検出部２１６の概略的な構成を示している。同図に示すように、相関検出部２１６は、遅延部４０１と、相関計算部４０２と、閾値比較部４０３と、相関判定部４０４と、相関検出制御部４０５とで構成される。
【００６７】
遅延部４０１は、相関検出制御部４０５から供給されるタイミングに従って、受信信号を遅延させて適切なタイミングで出力する。
【００６８】
相関計算部４０２は、遅延部４０１から入力する受信信号について、相関検出制御部４０５から供給される相関タイミングに従って相関電力を計算する。
【００６９】
閾値比較部４０３は、相関計算部４０２における相関計算結果と、相関計算制御部４０５から供給される閾値との比較を行う。
【００７０】
相関判定部４０４は、閾値比較部４０３から入力する閾値比較結果と、これまでに記憶された閾値比較結果に基づいて、ＦＦＴウィンドウ位置の成否判定と、ＯＦＤＭ信号周期毎の位相差から位相誤差と周波数誤差の計算を行い、ＦＦＴウィンドウ位置情報と位相及び周波数誤差を出力する。
【００７１】
相関検出制御部４０５は、相関検出部２１６外から供給される相関検出制御情報に従って、初期同期、同期獲得後のそれぞれの過程における各ブロックのタイミング制御信号を生成する。
【００７２】
次いで、図４のように構成された相関検出部２１６の動作を、図５及び図６の各々に示す相関検出タイミング例に従って説明する。
【００７３】
本実施例では、ＯＦＤＭ信号は、ＯＦＤＭシンボルＤｎと、ＯＦＤＭシンボルの後半部分をガード区間として割り当てられた長さ分についてコピーしたガード・インターバルＧｎで構成され、Ｇｎ，Ｄｎの順で伝送されるものとする（但し、ｎ＝１，２，…）。
【００７４】
図５には、到来波が直接波のみ又はフラット・フェージングの場合の相関検出例を示している。同図に示すように、直接波のみを受信する場合、遅延部４０１において既知のシンボル周期Ｔｓだけ遅延させる。
【００７５】
相関検出部４０２では、相関検出制御部４０５から供給される相関積分回数及び相関計算タイミングに従って、遅延された受信信号と現時刻の受信信号の相関をとり、相関データを閾値比較部４０３に出力する。
【００７６】
閾値比較部４０３では、相関検出部４０２から入力する相関データと相関検出制御情報に合わせてあらかじめ設定した閾値とを比較し、その相関閾値比較データを相関判定部４０４に出力し、相関判定部４０４は相関判定情報として出力する。
【００７７】
［ａ−２］は、相関積分回数がＴｇに相当する時間を設定したときに受信信号の同期がとれた場合の相関検出信号のタイミングを示している。一度相関のデータのピークが検出されると、相関積分回数、相関計算タイミングを変更しない限り、ＯＦＤＭ信号１周期、すなわちＴｇ＋Ｔｓの周期で相関ピークが検出されることを示している。
【００７８】
［ａ−３］は、ＯＦＤＭ１周期で電力測定を行う場合の、電力測定部の積分ダンプ・タイミングを示している。初期同期時に同期獲得情報、雑音や伝搬環境の変化による相関ピーク位置のずれ情報が相関判定情報になる。
【００７９】
また、図６には、マルチパス（多重反射電波伝搬）の場合の相関検出タイミング例を示している。但し、受信信号が直接波（Ｄ波）と遅延波（Ｕ波）からなる２波モデルとする。
【００８０】
この場合の相関検出結果は、［ｂ−２］に示すようにＤ波に対応する成分と、［ｂ−４］に示すようにＵ波に対応する成分を含み、［ｂ−５］に示すようにこれら各成分を加算した形の相関検出信号が出力されることになる。
【００８１】
［ｂ−６］は、Ｄ／Ｕ＝３ｄＢの場合におけるＯＦＤＭ信号１周期で電力測定を行う場合の電力測定部の積分ダンプ・タイミングを示している。ＯＦＤＭ信号周期の先頭はＤ波とＵ波のうち相関検出信号の大きい方を基準に設定されていることから、積分ダンプ・タイミングの先頭もこのタイミングに一致させている。
【００８２】
以下では、図２に示したＯＦＤＭ選択ダイバーシティ合成受信装置２００における電力測定動作について、図７〜図１１の各々に示す電力測定タイミング・チャートを参照しながら説明する。
【００８３】
図７は、初期同期時における電力測定タイミングである。初期同期時は、正しいＦＦＴウィンドウが未だ検出されていないので、積分周期、積分タイミングは、ｓ１〜ｓ２に示すように、あらかじめ定められた初期値を用いて電力測定及び比較を行い、２つの受信信号のうち電力測定結果が大きい方の受信信号をセレクタ２１３から出力する。
【００８４】
同期獲得に成功した場合、相関検出部２１６は同期獲得情報を電力測定制御部２０９に出力する。この結果、電力測定タイミングは、ｓ３〜ｓ５に示すようにＦＦＴウィンドウと一致するように変更される。これ以後の電力測定は、ＦＦＴウィンドウの先頭から行うようにする。この過程における積分ダンプ部３０１の積分周期タイミングは、図７のｃ１〜ｃ５のようになる。
【００８５】
図８は、ＦＦＴサイズ変更時の電力測定タイミングである。この例では、ＦＦＴサイズ切り替えタイミングが既知であるとする。
【００８６】
図示の例では、最初、ｓ１及びｓ２におけるＯＦＤＭ信号周期１で送信された信号が、２倍のＦＦＴサイズを持つＯＦＤＭ信号周期２に切り替えられたことを示しており、ｓ３及びｓ４が切り替え後の信号に相当する。
【００８７】
ＦＦＴサイズ切り替えタイミングは、ＦＦＴサイズ変更情報が信号制御情報として、切り替え直前の区間ｓ２に電力測定制御部２０９に入力される。そして、次のＯＦＤＭ信号周期の先頭、すなわち区間ｓ３の先頭から指定された積分周期が電力測定制御部２０９で設定され、以後の電力測定は切り替え後の積分周期で行われる。この過程における積分ダンプ部３０１の積分周期タイミングは図８のｃ１〜ｃ４のようになる。
【００８８】
図９は、ガード・インターバル除去の電力測定タイミングである。ＯＦＤＭ信号周期の４分の１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ウィンドウ外のガード・インターバル区間の電力を積分範囲から除去する方が、高精度の電力測定を行うことができる。図９に示す例では、ガード・インターバルを含んだ周期からガード・インターバルを除去した周期へ、積分ダンプ周期を切り替える様子を示している。
【００８９】
同図の受信信号において、ｓ１及びｓ２のＯＦＤＭ信号周期では、ガード・インターバルを含んで積分され、ｓ３〜ｓ５がガード・インターバルを除いて積分ダンプされた信号に相当する。
【００９０】
切り替えタイミングは、電力測定制御部２０９が、信号制御情報として供給されるガード・インターバル変更情報や伝送品質情報に基づいて判断する。切り替えが必要な場合には、切り替えるＯＦＤＭ信号周期の先頭、すなわちｓ３の先頭から指定された積分周期が電力測定制御部２０９において設定され、以後の電力測定は切り替えられた積分周期で行うようにする。
【００９１】
図９に示す例では、ガード・インターバルに相当する部分は、リセット信号が設定されている。この過程における積分ダンプ部３０１の積分周期タイミングは、同図のｃ１〜ｃ４のようになる。
【００９２】
図１０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である。図示の電力測定は、任意のタイミングで積分ダンプ周期を切り替える過程を示しており、周波数歪みを伴わないフラット・フェージング環境において特に有効である。
【００９３】
同図の受信信号において、ｓ１及びｓ２のＯＦＤＭ信号周期ではＯＦＤＭ信号周期１周期で積分ダンプされ、ｓ３〜ｓ５がＯＦＤＭ信号周期の２分の１周期で積分ダンプされた信号に相当する。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などの状況に相当し、外部から入力する信号制御情報である伝送品質情報又は電力測定部２１０，２１１内の電力閾値比較部３０２の比較結果から推定することができる。
【００９４】
電力測定制御部２０９は、伝送品質情報と電力閾値比較部３０２の比較結果に基づいて積分周期の切り替えの有無を判断する。切り替えが必要な場合は、積分周期切り替え情報を電力測定部２１０，２１１に出力する。その後、積分ダンプ部３０１は、その直後のＯＦＤＭ信号周期の先頭から新たに設定された積分周期で行うようにする。この過程における積分ダンプ部３０１の積分周期タイミングは、図１０のｃ１〜ｃ９のようになる。
【００９５】
図１１は、伝搬環境が動特性から静特性に変化した場合などの環境によ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。
【００９６】
同図の受信信号において、ｓ１及びｓ２のＯＦＤＭ信号周期ではＯＦＤＭ信号周期の２分の１周期で積分ダンプされ、ｓ３及びｓ４がＯＦＤＭ信号周期の１周期で積分ダンプされた信号に相当する。この場合の積分ダンプ周期の切り替えは、図１０に示した場合と同様の操作で実現することができる。この過程における積分ダンプ部３０１の積分周期タイミングは、図１１のｃ１〜ｃ８のようになる。
【００９７】
［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。
【００９８】
本明細書中では２本の受信アンテナを用いたＯＦＤＭ選択ダイバーシティ合成受信装置を例に挙げて説明したが、３本以上の受信アンテナを用いた場合であっても、２本の受信アンテナによる電力測定タイミングを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、電力測定部の各々を受信アンテナに相当する個数だけ増設し、電力比較部において最も電力の大きい受信アンテナの受信信号を判定して、セレクタでその受信信号を選択的に出力するように電力測定制御部が電力測定タイミングを制御すればよい。
【００９９】
要するに、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。
【０１００】
【発明の効果】
以上詳記したように、本発明によれば、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）方式の優れた受信装置を提供することができる。
【０１０１】
また、本発明によれば、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、優れたＯＦＤＭ受信装置を提供することができる。
【０１０２】
また、本発明によれば、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ができる。
【０１０３】
また、本発明によれば、選択的ダイバーシティ受信を効率的に行うことができる、優れたＯＦＤＭ受信装置を提供することができる。
【０１０４】
本発明に係る選択ダイバーシティを用いたＯＦＤＭ受信装置によれば、複数のアンテナで受信したＯＦＤＭ信号の選択ダイバーシティを、フーリエ変換の前に行うことができる。また、ＦＦＴ部、復調部、相関検出部を、受信アンテナ毎に配置せず、１系統にまとめることができるので、装置構成が簡素化されコスト低減につながる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＯＦＤＭ信号を送信するＯＦＤＭ送信装置１００の概略構成を示した図である。
【図２】本実施例に係るＯＦＤＭ受信装置２００の概略構成を示した図である。
【図３】電力測定部の概略構成を示した図である。
【図４】相関検出部２１６の概略構成を示した図である。
【図５】相関検出部２１６における相関検出タイミングを示したチャートであり、より具体的には、直接波のみ又はフラット・フェージングの場合の相関検出タイミングを示した図である。
【図６】相関検出部２１６における相関検出タイミングを示したチャートであり、より具体的には、マルチパス（２波モデルＤ／Ｕ＝３ｄＢ）の場合の相関検出タイミングを示した図である。
【図７】選択ダイバーシティを用いたＯＦＤＭ受信装置２００における電力測定動作を示すタイミング・チャート（但し、初期同期時）である。
【図８】選択ダイバーシティを用いたＯＦＤＭ受信装置２００における電力測定動作を示すタイミング・チャート（但し、ＦＦＴサイズ変更時）である。
【図９】選択ダイバーシティを用いたＯＦＤＭ受信装置２００における電力測定動作を示すタイミング・チャート（但し、ガード・インターバル除去時）である。
【図１０】選択ダイバーシティを用いたＯＦＤＭ受信装置２００における電力測定動作を示すタイミング・チャート（但し、回線品質情報を用いたとき（フラット・フェージング））である。
【図１１】選択ダイバーシティを用いたＯＦＤＭ受信装置２００における電力測定動作を示すタイミング・チャート（但し、回線品質情報を用いたとき（マルチパス検出））である。
【符号の説明】
２００…ＯＦＤＭ選択ダイバーシティ合成受信装置
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…電力測定制御部
２１０，２１１…電力測定部
２１２…電力比較部
２１３…セレクタ
２１４…ＦＦＴ部
２１５…復調部
２１６…相関検出部
３０１…積分ダンプ部
３０２…電力閾値比較部
３０３…電力測定タイミング制御部
４０１…遅延部
４０２…相関計算部
４０３…閾値比較部
４０４…相関判定部
４０５…相関検出制御部
【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】
0004378856.tif 000009
【図９】
0004378856.tif 000010
【図１０】
0004378856.tif 000011
【図１１】
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