(57)【要約】【目的】車両等に搭載した状態のアンテナ指向特性が予め分かっていない場合であっても、実際に即したアンテナ指向性に基づいて、適切なアンテナ組み合わせを選択可能なダイバーシティアンテナ装置及びその制御方法を提供する。【構成】実際に放送チャネル信号を受信しながら復調信号のＣ／Ｎ、それらの合成信号のＣ／Ｎ等の実測データを取得・蓄積し、実測データメモリに記憶しておき、放送視聴する際に、この実測データに基づいて適切なアンテナ組み合わせを予測して選択する。【選択図】図１
2009164708.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体搭載用ダイバーシティアンテナ装置において、
３個以上のアンテナから所要のアンテナを選択するアンテナ選択手段と、選択したアンテナから供給される信号から所望のチャネル信号を選択するチャネル選択手段と、選択したチャネル信号を復調する信号復調手段と、復調した信号を合成するダイバーシティ合成手段と、当該移動体の位置情報、速度情報、進行方向情報を提供する移動体動向情報取得手段と、受信対象の放送電波送信所の位置情報を格納した送信所位置メモリと、前記アンテナ選択手段を制御する制御手段と、チャネル受信結果の実測データを記録しておく実測データメモリと、を備え、
前記制御手段は、前記複数のアンテナから選択する組み合わせを切換えながら、夫々の組み合わせに対する前記複数の信号復調手段の出力夫々のＣ／Ｎ、及び／又は、前記ダイバーシティ合成手段出力のＣ／Ｎ、自移動体進行方向に対する送信所の方向、前記移動体動向情報取得手段から得られる自移動体の位置情報、速度情報、進行方向情報のうちの少なくとも一つを前記実測データメモリに蓄積し、該記録した実測データから、前記複数の信号復調手段のＣ／Ｎの相関係数、又は／及び、前記ダイバーシティ合成手段出力のＣ／Ｎの平均データから、各アンテナの組み合わせに対するアンテナ指向性を推定する機能を備えたことを特徴とするダイバーシティアンテナ装置。
【請求項２】
請求項１記載のダイバーシティアンテナ装置において、所望のチャネル信号を受信する際に、前記制御手段は、前記実測データメモリと、前記アンテナ指向性を推定する機能とに基づいて、自移動体の位置情報、速度、方向、送信所位置情報を参照して、選択すべきアンテナの組み合わせを、順次予測して切換える機能を備えたことを特徴とするダイバーシティアンテナ装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載のダイバーシティアンテナ装置において、前記移動体動向情報取得手段が、カーナビゲーション装置から供給され、又は、前記移動体動向情報取得手段がカーナビゲーション装置機能を備えていることを特徴とするダイバーシティアンテナ装置。
【請求項４】
３個以上のアンテナから所要のアンテナを選択するアンテナ選択手段と、選択したアンテナから供給される信号から所望のチャネル信号を選択するチャネル選択手段と、選択したチャネル信号を復調する信号復調手段と、復調した信号を合成するダイバーシティ合成手段と、当該移動体の位置情報、速度情報、進行方向情報を提供する移動体動向情報取得手段と、受信対象の放送電波送信所の位置情報を格納した送信所位置メモリと、前記アンテナ選択部を制御する制御手段と、チャネル受信結果の実測データを記録しておく実測データメモリと、を備えた移動体搭載用ダイバーシティアンテナ制御方法において、
前記複数のアンテナから選択する組み合わせを切換えて前記チャネル選択手段に供給する処理と、夫々の組み合わせに対する前記複数の信号復調手段の出力のＣ／Ｎ、及び／又は、前記ダイバーシティ合成手段出力のＣ／Ｎを求める処理と、求めたＣ／Ｎデータを、自移動体進行方向に対する送信所の方向、前記移動体動向情報取得手段から得られる自移動体の位置情報、速度情報、進行方向情報の少なくとも一つと共に、前記実測データメモリに蓄積する処理と、該記録した実測データから前記複数の信号復調手段のＣ／Ｎの相関係数を求める処理と、前記ダイバーシティ合成手段出力のＣ／Ｎの平均データを求める処理と、各アンテナの組み合わせに対するアンテナ指向性を推定する処理を含むことを特徴とするダイバーシティアンテナ制御方法。
【請求項５】
請求項４記載のダイバーシティアンテナ制御方法において、所望のチャネル信号を受信する際に、前記実測データメモリと、前記アンテナ指向性を推定する機能とに基づいて、自移動体の位置情報、速度、方向、送信所位置情報を参照して、選択すべきアンテナの組み合わせを順次予測して切換える処理を含むことを特徴とするダイバーシティアンテナ制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイバーシティアンテナ装置及びダイバーシティアンテナ制御方法に関し、詳細には、車両等の移動体においてテレビジョン放送等の受信に好適なダイバーシティアンテナ装置及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信システムにおいてアンテナは、空間の電磁波を電気信号に変換して取り込み受信機に導くための手段であり、受信品質を左右する重要な装置であるが、自動車等の移動体に搭載したテレビジョン受像装置（以下、ＴＶ装置あるいはテレビと略称する）用アンテナでは、車両の移動に際しても画像品質を保つために種々の工夫がなされている。例えば、複数のアンテナを備え、最も受信電界が大きなアンテナを選択するものや、複数のアンテナのうちから受信電界や受信品質が最良になるような、最低二つのアンテナの組み合わせを選択するアンテナ選択式の空間ダイバーシティアンテナが使用されている。
【０００３】
図７は特許文献１に記載された従来例を示すブロック図である。この例では、ＯＦＤＭ変調されたテレビ電波（デジタルテレビチャネル信号）を受信するもので、互いに異なる方向に指向性をもつ四つのアンテナ（群）３１（３１−１、３１−２、３１−３、３１−４）と、これらのアンテナの何れかを選択するアンテナ選択部３２と、選択したアンテナの信号から所望の周波数やチャネル信号を選択する二系統のチューナ３３、３４と、夫々のチューナ出力信号を復調（符号化処理）するＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplex：直行周波数分割多重）復調部３５、３６と、復調した信号の同相合成（例えば最大比合成）を行うダイバーシティ合成部３７と、ビタビ復号やリードソロモン復号等の誤り訂正処理を行う誤り訂正部３８と、トランスポートストリーム（ＴＳ）を出力するＴＳデコード部３９と、所要ブロックからの信号を受けて、上記アンテナ選択部を制御する制御装置４０と、制御に必要な諸データやプログラムを格納したメモリ４１と、車両の向きを検出するジャイロセンサ４２と、ハンドル操作による進行方向変化を検出するステアリング角センサ４３を備えている。この例では、ＯＦＤＭ変調されたデジタルテレビ電波を受信する上で有用なダイバーシティアンテナ装置を提供するもので、アンテナを選択する際の比較データとして、各アンテナから得られる受信電力より、ＯＦＤＭ復調部出力信号のＣ／Ｎのほうが受信状態との相関が良いことが指摘されている。
【０００４】
また、特許文献２には図８に示すように、車両等の移動体に搭載するためのダイバーシティアンテナ装置が提案されている。これは、複数のアンテナ素子を有するダイバーシティアンテナ５１と、そのアンテナ素子から所要のものを選択するアンテナ選択部５２と、選択したアンテナから電波信号が供給され、所望の周波数信号やチャネル信号を選択するチューナ５３と、上記アンテナ選択部５２及びチューナ５３等を制御する制御装置５４と、所要データを格納したメモリ５５と、速度センサ５６と、方角センサ５７と、自移動体の位置を検出するＧＰＳ受信機５８と、送信所位置情報を格納した送信所位置情報メモリ５９とを備えている。ダイバーシティアンテナシステムでは、如何にして最適なアンテナの組み合わせを迅速に、且つ、正確に行うかが重要であるが、この例では、速度センサ５６と方角センサ５７によって、所定時間後の自移動体の位置や方向を予測するとともに、予め既知の送信所位置情報を参照して、最適と考えられるアンテナを選択するようにしたものである。
【０００５】
更に、図示は省略するが特許文献３には、ダイバーシティアンテナにおけるアンテナ切替が不必要に頻繁に行われることに起因する受信復調出力の不安定化を防止する対策として、移動する地域を複数ゾーンに区分けすると共に、自移動体の位置が区分けしたどのゾーンに位置するかを検出する手段を備えることによって、自移動体が位置するゾーン毎に選択するアンテナを特定できるようにしたものが提案されている。
【特許文献１】特開２００６−３３０５６公報
【特許文献２】特開２００５−１３６８２８公報
【特許文献３】特開２００５−３５４１５６公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した従来のダイバーシティアンテナ装置や方法では、夫々以下のような問題が残っていた。即ち、特許文献１記載の方法では、移動体に装着したアンテナの指向性が予め決定されていることが前提になっているが、任意に取り付けられたアンテナでは、必ずしも予定通りの指向性を呈するとは限らない。例えば、自動車のディーラ等において、所定の指向性アンテナを、設計通りの指向性を呈するように取り付ける等の措置が必要であろう。そのような措置が講じられない車両については、大型の電波暗室において、アンテナを取り付けた状態で指向性を測定することが必要であり、限られた車両についてのみ有用な方法であった。
また、特許文献２記載の方法では、自移動体の速度情報、進行方向情報、現在位置情報等に基づいて、所定時間後の自移動体の位置を予測し、過去に蓄積した選択アンテナ情報に基づいて適したアンテナを予測する手段が開示されているが、基本的な考え方を示すのみで、具体的なアンテナ選択方法については開示がない。
【０００７】
また、特許文献３記載のものは、移動する地域を複数ゾーンに区分けするとともに、自移動体の位置情報を検出する手段を備えることによって、自移動体が位置するゾーン毎に、選択するアンテナを特定できるものではあるが、ゾーンの区分けは、例えば都市部のマルチパスが多い地域であるか、農村部のように送信所方向からの電波が強い地域であるかを識別するもので、実際の受信電波に基づくアンテナ選択ではなく、また、アンテナ指向性も特許文献１と同様に、予め指向性が把握されていることが前提であるので、正確にアンテナを選択できる範囲が限られる可能性がある。
本発明は、上述したような従来のダイバーシティアンテナ装置及びその制御方法の問題を解決するためになされたものであって、アンテナ指向性等の特性が未知であっても、迅速且つ正確に適切なものを選択できる、ダイバーシティアンテナ装置や方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明はこのような課題を解決するために、請求項１記載のダイバーシティアンテナ装置は、３個以上のアンテナから所要のアンテナを選択するアンテナ選択手段と、選択したアンテナから供給される信号から所望のチャネル信号を選択するチャネル選択手段と、選択したチャネル信号を復調する信号復調手段と、復調した信号を合成するダイバーシティ合成手段と、この移動体の位置情報、速度情報、進行方向情報を提供する移動体動向情報取得手段と、受信対象の放送電波送信所の位置情報を格納した送信所位置メモリと、上記アンテナ選択部を制御する制御手段と、チャネル受信結果の実測データを記録しておく実測データメモリと、を備え、上記制御手段は、複数のアンテナから選択する組み合わせを切換えながら、夫々の組み合わせに対する複数の信号復調手段の出力夫々のＣ／Ｎ、及び／又は、前記ダイバーシティ合成手段出力のＣ／Ｎ、自移動体進行方向に対する送信所の方向、移動体動向情報取得手段から得られる自移動体の位置情報、速度情報、進行方向情報の少なくとも一つを上記実測データメモリに蓄積し、この記録した実測データから、複数の信号復調手段のＣ／Ｎの相関係数、又は／及び、上記ダイバーシティ合成手段出力のＣ／Ｎの平均データ、から各アンテナの組み合わせに対するアンテナ指向性を推定する機能を備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のダイバーシティアンテナ装置において、所望のチャネル信号を受信する際に、上記制御手段は、上記実測データメモリと、前記アンテナ指向性を推定する機能とに基づいて、自移動体の位置情報、速度、方向、送信所位置情報を参照して、選択すべきアンテナの組み合わせを、順次予測して切換える機能を備えたことを特徴とする。
請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２記載のダイバーシティアンテナ装置において、上記移動体動向情報取得手段が、カーナビゲーション装置から供給され、又は、上記移動体動向情報取得手段がカーナビゲーション装置機能を備えていることを特徴とする。
【００１０】
請求項４記載の発明は、ダイバーシティアンテナ制御方法に関するもので、３個以上のアンテナから所要のアンテナを選択するアンテナ選択手段と、選択したアンテナから供給される信号から所望のチャネル信号を選択するチャネル選択手段と、選択したチャネル信号を復調する信号復調手段と、復調した信号を合成するダイバーシティ合成手段と、この移動体の位置情報、速度情報、進行方向情報を提供する移動体動向情報取得手段と、受信対象の放送電波送信所の位置情報を格納した送信所位置メモリと、アンテナ選択部を制御する制御手段と、チャネル受信結果の実測データを記録しておく実測データメモリと、を備えたダイバーシティアンテナ装置の制御方法において、複数のアンテナから選択する組み合わせを切換えてチャネル選択手段に供給する処理と、夫々の組み合わせに対する複数の信号復調手段の出力のＣ／Ｎ、及び／又は、ダイバーシティ合成手段出力のＣ／Ｎを求める処理と、求めたＣ／Ｎデータを、自移動体進行方向に対する送信所の方向、移動体動向情報取得手段から得られる自移動体の位置情報、速度情報、進行方向情報と共に、前記実測データメモリに蓄積する処理と、該記録した実測データから、複数の信号復調手段のＣ／Ｎの相関係数を求める処理と、ダイバーシティ合成手段出力のＣ／Ｎの平均データを求める処理と、各アンテナの組み合わせに対するアンテナ指向性を推定する処理を含むことを特徴とする。
請求項５記載の発明は、請求項４記載のダイバーシティアンテナ制御方法において、所望のチャネル信号を受信する際に、上記実測データメモリと、アンテナ指向性を推定する機能とに基づいて、自移動体の位置情報、速度、方向、送信所位置情報を参照して、選択すべきアンテナの組み合わせを、順次予測して切換える処理を含むたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は以上のように構成したので、車両等の移動体に取り付けるアンテナの実際の指向性が不明であっても、実測結果に基づいて、適切なアンテナを選択する根拠となるデータを得ることが可能となり、従来のように、車両等の製造過程においてアンテナ取り付けや、その後のアンテナ指向性特性の測定を行うことなく、適正なアンテナの組み合わせを選択することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。また既に説明したものと同一部分ならびに同一事項には同一符号、番号を付し、重複する説明は省略する。
図１は、ＯＦＤＭ変調されたデジタルテレビ放送を受信する装置に本発明のダイバーシティアンテナ装置を適用した場合の一実施例を示すブロック図である。
【００１３】
この例に示す装置は、四つのアンテナ素子を有する（ダイバーシティ）アンテナ（素子）１（１−１、１−２、１−３、１−４）と、そのアンテナ（素子）から二つを選択するアンテナ選択部２と、選択したアンテナ夫々から電波信号を供給し所望のチャネル信号を選択する二系統のチューナ（チャネル選択手段）３、４と、夫々のチューナ出力信号をデジタル信号に変換、ＦＦＴ演算を行ない、複数のキャリアからなる信号を出力するＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplex：直行周波数分割多重）復調部（信号復調手段）５、６と、キャリア１本毎に同相合成（例えば最大比合成）を行うダイバーシティ合成部７と、ビタビ復号やリードソロモン復号等の誤り訂正処理を行うと共に、得られたトランスポートストリーム信号（ＴＳ信号）を更にデコード処理し、映像信号や音声信号を出力する誤り訂正ＴＳデコード部８と、所要ブロックからの信号を受けて、上記アンテナ選択部２を制御する制御装置９と、制御に必要な諸データやプログラムを格納したメモリ１０と、自移動体の位置を検出するＧＰＳ受信機１１、ジャイロセンサ等を含む方角センサ１２、速度センサ１３、地図情報を格納した地図情報メモリ１４等を含む移動体動向取得手段Car.Nav（これらは後述するようにカーナビゲーションシステムであってもよい）と、受信対象のテレビ放送電波を送信する送信所位置情報を格納した送信所位置メモリ１５と、以下に詳細に説明する受信データを記録しておく実測データメモリ１６と、を備えている。なお、本発明では、移動体に取り付けた状態で、実際に受信状態を測定した結果に基づいて、総合的なアンテナの指向性を推定するので、上記アンテナ素子１は、無指向性アンテナ、指向性アンテナの何れであってもよい。
また、上述したチューナ３、４やＯＦＤＭ復調部５、６、ダイバーシティ合成部７における同相合成（例えば最大比合成）の方法、誤り訂正ＴＳデコード部８の処理等については、既によく知られており、また、特許文献１乃至３も参照可能であるので、ここでの説明は省略する。
【００１４】
この構成において、先ず、実際に移動体を走行させながら、放送電波を受信して、各位置におけるアンテナ指向性データを取得・蓄積する処理について説明する。今、図２に示すように自移動体を中心に、その進行方向をＡとして周囲３６０度方向を６等分し、夫々の方向（方角）を反時計回りに順番にＡ乃至Ｆと定義する。
また、アンテナ１−１乃至１−４は、自動車（移動体）の屋根の四隅（頂角点）に夫々取り付けられている場合を想定すると、四つのアンテナ１−１乃至１−４から二つを選択して、夫々のチューナ３、４に供給する組み合わせは（四つのアンテナをα、β、γ、δとすれば、αβ、αγ、αδ、βγ、βδ、γδの）６通りとなる。アンテナ数が多い場合は更に組み合わせは多くなるが、方向検出精度は高くなる。
【００１５】
図３は、選択した二つのアンテナ夫々によって形成される指向性の二つの例を図示したものである。先ず、図３（ａ）において、選択された二つのアンテナの指向性（実線）が共に送信所方向に形成されている場合（破線は合成した指向性）を示している。この状態では、一方のアンテナによる受信Ｃ／Ｎが良い場合、他方のアンテナによる受信Ｃ／Ｎも良い確率が高く（互いの相関関係が高く）、このような二つのアンテナによる受信信号を同相合成（例えば最大比合成）すれば、ダイバーシティ合成部出力信号のＣ／Ｎが最良となる確率が極めて高い。また、逆に、図３（ｂ）は選択した二つのアンテナの指向性（実線）が互いに異なる方向に形成される組み合わせの場合を示したもので、この場合は送信所方向に走行しても周囲の影響等から、一方のアンテナによる受信Ｃ／Ｎが良好な場合があっても、他方のアンテナによる受信Ｃ／Ｎは劣化している確率が高く、また例え、一方のアンテナの指向性が送信所方向に向いている（そのアンテナによる受信Ｃ／Ｎが良好な）場合であっても、他方のアンテナによる受信Ｃ／Ｎは劣化したものとなる確率が高くなるので（相関関係が低い）、それらの受信信号を合成しても良好なＣ／Ｎが得られない確率が極めて高い。なお、図３（ｂ）の破線は、合成された指向性である。
【００１６】
基本的には電波の到来方向に対して指向性が図３（ａ）の状態になるアンテナの組み合わせを選択することが望ましい。このような指向性を呈するアンテナの組み合わせを迅速に検出して選択することによって、切れ目無く安定した受信状態を維持するために、本発明では、実際に移動体を走行させながら放送電波を受信し、受信位置情報とアンテナ組み合わせにおけるアンテナ指向性を推定するデータを取得・蓄積すると共に、そのデータに基づいて各方向におけるアンテナ組み合わせの候補を順位付けて記録する。そして、実際の走行中のテレビ視聴時には、走行に合わせて自移動体の所定時間後の位置を予測し、自動的に適切なアンテナの組み合わせを選択できるようにしたものである。
即ち、このように選択した二つのアンテナを介して受信し、ＯＦＤＭ復調部５、６で復調した二つの信号のＣ／Ｎには、何等かの相関関係が認められることも知られており、更に、選択した二つのアンテナの利得が相違する場合であっても、この利得差が一定のオフセットになるだけであり、上述した相関関係が失われるものではない。また、これらの関係は、固定的なものについてのみならず、走行中に動的な周囲の影響を受ける場合にも、一定の相関関係が認められる。そこで本発明は、このような相関関係を数値化して予めデータとして保持しておき、実際の走行時に、このデータを利用して迅速に適したアンテナの組み合わせを選択することも一つの手段としている。
【００１７】
なお、相関の定義によっては、図３（a）に示すように相関が高いと判断される場合であっても、他の要因、例えば図３（ａ）において走行方向（＝送信所方向）はそのままで、送信所のみ１８０度反対方向の方角Ｄ（図２）とした場合など、相関は高いが送信所の電波を受信するレベルが低くなる場合があるが、その場合は、相関関係が高いと判定した方角について、更に、メモリに記憶しているＯＦＤＭ復調部の出力信号の合成後の信号（ダイバーシティ合成部の出力信号）の平均Ｃ／Ｎを相互比較し、又は、その絶対値を参照して選択の可否を判断するのが好ましい。このとき、平均Ｃ／Ｎが良好な順に指向性が高いものと判断し、絶対値が予め設定した閾値以下の場合は、指向性が低いものと判断することもできる。また、相関が極めて高い（相関値が１に近い）場合は、ダイバーシティ効果が得られないので、そのような組み合わせは採用しないほうが望ましいであろう。
【００１８】
上述したように図２に示した進行方向に対する方角６通りと、アンテナ組み合わせ６通りとの組み合わせ数は、６＊６＝３６通りとなる。そこで、これらの組み合わせの夫々について、（１）進行方向に対する送信所の方向、（２）アンテナ組み合わせ種類（実施例では６通りのうちのどの組み合わせになるか）、（３）各ＯＦＤＭ復調部５、６の出力Ｃ・Ｎ（キャリア信号とノイズとの比：受信品質を表す）、（４）ダイバーシティ合成部出力信号のＣ／Ｎ、（５）速度センサ１３の出力データの各データ、のうち少なくとも一つに関連付けて実測データメモリに記憶しておく。
【００１９】
具体的なデータ取得例について説明する。今、図２に示すように自移動体の進行方向を「方角Ａ」と定義したとき、所望の放送電波の送信所方角が、例えば「方角Ｅ」である場合（送信所方角は、自移動体位置情報や、地図情報に基づいて既知）、その方角に関して上記（１）乃至（５）についてのデータを取得することを考える。このとき、一つのアンテナの組み合わせに対して５秒間程度を割り当てるものとすれば、アンテナ組み合わせ６通り全てのデータ取得に要する時間は３０秒となる。これを「一データ取得サイクル」と呼ぶことにするが、この「一データ取得サイクル」間における環境条件は変化しない方が、より正確なデータ取得が可能である。そこで、自移動体の進行方向が大きく変化し、送信所方角が「方角Ｅ」を外れた場合は、「一データ取得サイクル」中に取得したデータを破棄することによって、データの精度を保持することが好ましい。
また、一サンプルのデータ取得に要する時間を０．５秒と仮定すれば、一方角（例えば「方角Ｅ」）における「一データ取得サイクル」時間３０秒間においては、６０サンプルのデータが取得できるので、一つのアンテナ組み合わせについて１０サンプル分のデータが取得できることになる。従って、もし、一方角におけるサンプルデータとして５０サンプル分のデータが必要である場合は、最低５回のデータ取得サイクルが必要である。この５回のデータ取得処理を連続して（一度に）行うことなく、自移動体の進行に合わせて異なる位置（異なる時刻）で行うことによって、特定の場所の環境の影響を希薄化し、有意なデータを得ることができる。なお、送信所方角が「方角Ｅ」以外の場合においても同様の方法でデータ取得を行い、「方角Ａ」乃至「方角Ｆ」全ての方角についてデータ取得を行う。
【００２０】
ところで、以上説明した例では、「一データ取得サイクル」におけるデータ量は、６０サンプル×最低５回（サイクル）×６方角（Ａ乃至Ｆ）＝１８００サンプル、又は、６方角（Ａ乃至Ｆ）×６（アンテナ組み合わせ数）×５０（サンプル数）＝１８００サンプルとなるが、処理能力を高めることによって処理時間を短縮すること、又は、データ取得回数を多くすること等は、本発明の目的を達成する上で有用である。また、処理能力を高くすることによって「一データ取得サイクル」に要する時間を短縮すれば、その間に自移動体の進行方向が変化して、折角取得したデータを破棄する割合が少なくなり効率的である。
【００２１】
なお、自移動体（自動車）の進行方向に対する送信所の方向（電波到来方向）を求める方法としては、ＧＰＳ受信機１１から得られる自移動体の現在の位置情報と、ジャイロ等を含む方角センサ１２により取得する自移動体の進行方向（向き）と、送信所位置メモリ１５から取得する現在受信している信号の（例えばテレビチャネル情報から）送信所位置とから求めることができる。
なお、速度情報により自移動体が３０秒間以上停止していることを検出した場合は、５秒間の平均値を求め、それを１サンプル分のデータとして蓄積する。また、「一データ取得サイクル」を終了しても停止状態が継続している場合は、データの取得・蓄積を中止する。もし「一データ取得サイクル」中に、停止状態と走行状態が混在する場合は、取得したデータを破棄する。これは、特定の場所（停止中の場所）の影響を希薄化し、指向性推定時の精度を向上させるためである。
【００２２】
図４は、以上説明した処理を含む、本発明に基づく受信データ取得処理の一例を示すフローチャートである。処理がスタートすると、先ず、受信希望チャネルや周波数をチューナ３、４によって、又は、制御装置９に付加した操作部（図示を省略）を介して設定し、自移動体の進行方向に対する送信所の方角（方向）がＡ乃至Ｆの何れであるかを求める（Ｓ１）。この検出は、上記送信所位置メモリ１５からの送信所位置データと、ＧＰＳ受信機１１の出力、地図情報１４のデータ、地図情報データ等に基づいて算出した自移動体の位置情報、並びに、方角センサ１２により求めた自移動体の方向（進行方向、即ち。車両の向き）とから、相対的に上述したＡ乃至Ｆのどの方向に該当するかを検出（算出）する。
【００２３】
今、検出した送信所方向がＡであるとすれば、方向Ａについて、４つのアンテナから２つを選択する６通りの組み合わせについて、１組あたり５秒間、合計３０秒間受信データを取得し、蓄積する処理を行う（Ｓ２）。このデータ取得・蓄積処理の間、測定中又は測定を開始する場所の位置を、地図情報と自移動体検出手段によって特定し、データ取得・蓄積に適した場所であるか否かを判断する（Ｓ３）。この判断は、自移動体の位置が、緯度経度等の位置情報と共に、過去に測定中止場所として予め登録されていないこと確認して、データ取得・蓄積に適した場所であるか否かを判断するものであってもよい。
即ち、データ取得・蓄積不的確条件は、（１）マルチパス多発領域、（２）ＳＦＮ（Single Frequency Network）となっている無線中継装置局と主局の境界地域、（３）トンネル等の電波伝搬障害領域、（４）ダイバーシティ合成部の出力のＣ／Ｎが一定値以下の領域、（５）送信所に極めて近い領域等である。これらの地域においては、いずれもデータ取得・蓄積場所としては不適であり、データを取得しても有用でないので（Ｓ３、Ｎｏ）、処理を中止し、「一データ取得サイクル」内に蓄積したデータを破棄し（Ｓ４）、処理Ｓ１に戻って、場所を移動した後同様の処理を行う。
【００２４】
一方、Ｓ３においてデータ取得・蓄積に適した場所である場合は（Ｓ３、Ｙｅｓ）、処理を継続するとともに、測定中の自移動体の方向に変更がないことを判断する。もし進行方向に一定量以上の変化がある場合は（Ｓ５、Ｎｏ）処理を中止し、「一データ取得サイクル」内に蓄積したデータを破棄し（Ｓ４）、処理Ｓ１に戻って、場所を移動した後同様の処理を行う。以上の処理を、６通りのアンテナの組み合わせについて実行し、処理が終了したときは（Ｓ６、Ｙｅｓ）次に、３０秒間走行が継続したか否かを判断する。これは、「一データ取得サイクル」中のデータをほぼ同一条件に基づいたものとするためである。
【００２５】
この判断において３０秒間走行が継続した場合は、それまで取得したデータが、ほぼ同一条件（移動方向、送信所位置がほぼ一定）でのデータ取得であるものと判断して（Ｓ７、Ｙｅｓ）、各アンテナの組み合わせ毎に５０サンプル蓄積したか否かを判断する。この処理において、所要のサンプル数を蓄積している場合は（Ｓ８、Ｙｅｓ）、この方向と位置（領域）における指向性判断とアンテナ組み合わせの順位付けを行って、メモリに蓄積する（Ｓ９）。一方、上記処理Ｓ７において、３０秒間の走行が継続していない場合は（Ｓ７、Ｎｏ）、次に３０秒間停止していたか否か、又は、初回の処理であるか否かを判断し、その通りである場合は（Ｓ１０、Ｙｅｓ）、６通りのアンテナ組み合わせ毎に５秒間の平均を求め（Ｓ１１）、上記の処理Ｓ８に移行する。５秒間の平均を取る理由は、特定の場所の環境の影響を希薄化するためである。また、上記の処理Ｓ１０において、次に３０秒間以上の停止でもなく、初回の処理でもない場合は（Ｓ１０、Ｎｏ）、「一データ取得サイクル」（３０秒）分のデータを破棄し（Ｓ１２）、スタートに戻る。以上の処理は、処理Ｓ１において、送信所方向が他の方向（Ｂ乃至Ｆ）である旨検出された場合においても、夫々の方向について実行する。
このようにして取得し蓄積したデータに基づいて、最終的には送信所方向毎にアンテナ組み合わせの順位を（例えば１番から６番程度）決めておく。順番を判断する一つの方法は、複数の復調手段（ＯＦＤＭ復調部）の出力信号のＣ／Ｎの相関値、複数の復調手段の出力信号の合成後のＣ／Ｎ及びその平均値、それらの組み合わせに基づくもの等、夫々のデータ単独、又は、それらのデータの組み合わせ等、種々の方法が有り得る。
【００２６】
複数のＯＦＤＭ復調部の出力信号のＣ／Ｎの相関値について説明する。蓄積されたＯＦＤＭ復調部５、６から得られる各系統のＣ／Ｎの相関係数は、制御装置９において計算され、その相関係数を用いて相関の高さ(強さ)を検定する。例えば、検定に無相関検定を用いる場合は、サンプル数に対応して適宜有意水準を決める。上述したようにサンプル数を５０とした場合に適切な有意水準を設定して限界値を求める例としては、例えば、５％の有意水準とした場合、サンプル数５０では、限界値は０．２７９である。即ち、相関係数が０．２７９より小さい場合は有意水準とならないので、検定結果を無相関と判定する。また例えば、サンプル数を５０以下とし、サンプル数が１００までは５％有意水準、サンプル数が１００を越えたら１％有意水準の限界値として、無相関検定を行うことによって、サンプル数に応じて検定精度を高くすることもできる。
相関係数と相関の検定結果、又は、検定結果と指向性の判定には、例えば図５に示す数値を用いる。ここで、相関係数は±０乃至±１をとるが、負の相関値の場合、本発明においては無相関と同じことになるので、全て＋０と置き換え、検定は０乃至１の範囲で行う。
【００２７】
図６は、以上のようにして取得・蓄積した各方向に対するアンテナの組み合わせ候補データを使用して、実際に走行中のテレビ放送を受信する場合の一例を示すフローチャートである。
この例に示す放送受信処理では、ユーザがチューナ等を操作してＴＶチャネルを指定すると（Ｓ２０）、ＧＰＳ受信機１１や地図情報メモリ１４等に基づいて車両等の自移動体の現在位置を検出する（Ｓ２１）。更に、そのときの走行速度や進行方向（車両の向き）等の諸パラメータを含め、該当するデータが実測データメモリ１６に記録されているか否かを判断し（Ｓ２２）、もし、該当するデータが蓄積されていない場合は（Ｓ２２、Ｎｏ）、従来の方法によってダイバーシティ受信を行う（Ｓ２３）。また、本発明に基づく、実測データの取得・蓄積は、実際に放送を受信していないときに行う方がテレビ視聴を妨げることがないので好ましいが、視聴受信中に、データ取得・蓄積を行っても構わない（Ｓ２４）。
【００２８】
一方、上記判定処理Ｓ２２において、蓄積データが存在するときは（Ｓ２２、Ｙｅｓ）、該当する実測データに基づくアンテナ選択候補データを読み出し（Ｓ２５）、自移動体の走行速度に応じて、所定時間後における送信所方向を予知して、候補として順位を付けられたうちから一番目（高順位）の組み合わせのアンテナを選択するように、制御装置９からアンテナ選択部２に指示を行う（Ｓ２６）。この処理で選択したアンテナに切り替わると、そのときのＯＦＤＭ復調部５、６の復調出力信号のＣ／Ｎ、及び／又は（両者共に使用する場合と、いずれか一方を使用する場合のどちらでも良いことを示す）、それらのダイバーシティ合成後の信号のＣ／Ｎを検出するとともに、その品質が実際にＴＶ受信する上で十分なものであるか否かを、予め設定した閾値と比較する等の方法によって判断する（Ｓ２７）。この判断の結果、Ｃ／Ｎが不十分である場合は、上記処理Ｓ２６に戻って、次に高順位のアンテナ候補を選択する（Ｓ２７、Ｎｏ）が、十分なＣ／Ｎであることが判断されたときは（Ｓ２７、Ｙｅｓ）、次に、Ｓ２８乃至Ｓ３０において、必ずしもこの順番である必要はないが、車両の方向が変更されたか（Ｓ２８）、速度が大幅に変更されたか（Ｓ２９）、受信チャネルが変更されたか（Ｓ３０）を順次判断しながら受信を継続する。夫々の判断処理において、状態変化があったときは（Ｓ２８、Ｓ２９、Ｓ３０、夫々Ｙｅｓ）、変更後の条件に対応するデータが記録されているか否かの判断を処理Ｓ２２に戻って行い、以降、上述した処理を繰返す。なお、上記処理Ｓ２８とＳ２９において、Ｙｅｓの場合に、Ｓ２２に戻る代わりにＳ２５に戻って実測データの有無を確認するフローであってもよい。
【００２９】
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明の実施に際しては、これらの例に限ることなく、種々変形が可能で得ある。例えば、アンテナの数は、４本に限らない。また、選択するアンテナ本数も３以上であっても構わないが、選択するアンテナ数に応じてチューナや復調部も増加する必要がある。
また、特許文献１乃至３には、同様の目的達成のための手段が提案されているので、適宜、併用することも可能であろう。例えば、マルチパスが多い地域である旨の情報を参照して、アンテナ制御方法を変えることや、極力アンテナ切換え処理を少なくすることによって、視聴中の画面品質劣化を防止するために、方向変更、チャネル変更、速度変更等に際しても、直ちにアンテナ選択処理を行うことなく、受信信号のＣ／Ｎの劣化を確認した後に行うこと、あるいは、予知した所定時間経過後においても適したアンテナ選択候補がないと判断される場合は、切り替制御を行うことなく現時点のアンテナにより受信継続することも可能であろう。更に、実施例では、プログラム等の格納メモリ１０、送信所位置情報メモリ１４、実測データメモリ１６を個別のメモリとして示したが、一つのメモリを併用してもよいことは云うまでもない。
【００３０】
なお、既に説明したが、自移動体の位置を検出するＧＰＳ受信機１１、ジャイロセンサ等を含む方角センサ１２、速度センサ１３、地図情報を格納した地図情報メモリ１４等を含む移動体動向取得手段Car.Navから供給される各データや信号は、車両等に搭載されているカーナビゲーションシステムから供給を受けてもよく、あるいは、本発明において使用する移動体動向取得手段Car.Nav部又は、装置全体に、一般的に市販されているカーナビゲーションシステムとしての機能をもたせてもよい。
また、実施例ではＯＦＤＭについて説明したが、これ以外の変調方式であっても構わない。更に、受信信号を所定時間遅延させながら画面表示や音声出力等の再生を行い、その遅延時間内に受信中の信号のＣ／Ｎを確認して、その劣化が認められた際に最適なアンテナ選択を行って、高品質の画像や音声を再生表示するように構成してもよい。
また、本発明のダイバーシティアンテナ制御方法を、コンピュータが制御可能なＯＳに基づいてプログラミングすれば、そのＯＳを備えたコンピュータによって同じ処理方法により制御することができる。近年、テレビジョンシステム等では、殆どがコンピュータやＤＳＰ等のデジタル処理回路を利用しているので、本発明の方法をプログラムやデータとしてメモリに収納すれば、それらの機能を一部利用して本発明を実施することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明のダイバーシティアンテナ装置の一実施例を示すブロック図。
【図２】本発明の実施例において定義する方角（方位）の例を示す模式図。
【図３】本発明の実施例におけるアンテナ組み合わせにおける指向性の例を示す図で、（ａ）は送信所方向に指向性を持つ例、（ｂ）は送信所と異なる方向に指向性を持つ例を示す図。
【図４】本発明における実測データ取得・蓄積処理の一例を示すフローチャート。
【図５】相関係数と、アンテナ指向性との関係の一例を示す図。
【図６】本発明において、蓄積データを用いて実際に放送を受信する場合の処理例を示すフローチャート。
【図７】従来のダイバーシティアンテナ装置の一例を示すブロック図
【図８】従来のダイバーシティアンテナ装置の他の例を示すブロック図。
【符号の説明】
【００３２】
１、１−１、１−２、１−３、１−４  アンテナ、２  アンテナ選択部、３、４  チューナ、５、６  ＯＦＤＭ復調部（復調手段）、７  ダイバーシティ合成部、８  誤り訂正ＴＳデコード部、９  制御装置、１０  メモリ、１１  ＧＰＳ受信機、１２  方角センサ、１３  速度センサ、１４  地図情報メモリ、１５  送信所位置メモリ、１６  実測データメモリ、Car.Nav  移動体動向情報取得手段。
【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】
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