(57)【要約】本発明のダイバーシティ型受信装置は、複数のブランチが受信した信号間でシンボル同期の出力タイミングを一致させるための基準となるマスターブランチを受信状況等に応じて任意に決定できる。このような構成により、受信中にマスターブランチの受信状態が著しく悪化したり、マスター側のアンテナ信号線の抜けや切断等によりＯＦＤＭの同期を検出できなくなった場合でも、マスターブランチを受信良好な別のブランチに切替えることによりキャリアの選択や合成ができる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタル多値変調方式によりキャリア変調された信号を複数のブランチで受信し、復調処理するダイバーシティ型受信装置であって、
前記複数のブランチから受信した受信信号の信号点を示す複素情報を出力する復調部と、
前記複数のブランチが受信した信号間でシンボル同期の出力タイミングを一致させるための基準となるマスターブランチを決定し、マスターブランチとすべきブランチを示す信号を出力するマスターブランチ決定部と、
前記マスターブランチとすべきブランチを示す信号を前記マスターブランチ決定部から入力し、マスターブランチの前記復調部から入力した複素情報および前記複数のアンテナのうちマスターブランチ以外のブランチの前記復調部から入力した複素情報のシンボル同期の出力タイミングを一致させることで合成のタイミングを調整するタイミング調整部と、
前記タイミング調整部によりタイミング調整された複素情報を用いて前記受信信号を合成する合成部とを有することを特徴とする
ダイバーシティ型受信装置。
【請求項２】
前記復調部は、前記複素信号の他に前記受信信号から復調に必要な情報を記述した伝送パラメータを前記複数のブランチごとに抽出して出力し、
前記復調部から出力された前記伝送パラメータを記憶する伝送パラメータ記憶部をさらに有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型受信装置。
【請求項３】
前記複数のブランチが受信した信号の同期確立を示す信号を出力する直交検波部をさらに備え、
前記マスターブランチ決定部は、前記直交検波部からもっとも早く同期確立を示す信号を入力したブランチをマスターブランチとして決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型受信装置。
【請求項４】
前記複数のブランチが受信した信号から、特定の周波数帯域の信号を抽出するとともに、受信信号の平均電力情報を出力するチューナ部をさらに備え、
前記マスターブランチ決定部は、受信信号の平均電力が最も強いブランチをマスターブランチとして決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型受信装置。
【請求項５】
前記複数のブランチが受信した信号から、特定の周波数帯域の信号を抽出するとともに、受信信号の電力の変動量を示す電力変動情報を出力するチューナ部をさらに備え、
前記マスターブランチ決定部は、受信信号の電力変動が最も少ないブランチをマスターブランチとして決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型受信装置。
【請求項６】
前記復調部は、前記複数のブランチが受信した信号からさらに平均ノイズ量を算出して出力し、
前記マスターブランチ決定部は、前記復調部から出力された平均ノイズ量が最も少ないブランチをマスターブランチに決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型受信装置。
【請求項７】
前記複数のブランチは、指向特性を持つアンテナをさらに備え、
前記マスターブランチ決定部は、送信局方向に指向特性を持つ前記アンテナが接続されているブランチをマスターブランチとして決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型受信装置。
【請求項８】
受信装置の位置を把握可能なＧＰＳ部と、
受信装置の方向を把握可能なジャイロセンサーとをさらに備え、
前記マスターブランチ決定部は、前記ＧＰＳ部および前記ジャイロセンサーから送信局方向に指向特性を持つ前記アンテナを選択し、マスターブランチとして決定することを特徴とする
請求項７に記載のダイバーシティ型受信装置。
【請求項９】
ダイバーシティ受信装置の位置を把握可能なＧＰＳ部と、
双方向通信が可能な通信部をさらに備え、
前記マスターブランチ決定部は、前記ＧＰＳ部が判断した受信装置の位置情報をマスターブランチ決定情報を保有するサーバーに送信し、前記サーバーから前記マスターブランチ決定情報を入手することで送信局方向に指向特性を持つアンテナが接続されているブランチをマスターブランチとして決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型受信装置。
【請求項１０】
前記マスターブランチ決定情報を格納した記録媒体を読み込み可能な読取装置をさらに備え、
前記マスターブランチ決定部は、前記読み取り装置が記録媒体から読み込んだ前記マスターブランチ決定情報に従って送信局方向に指向特性を持つアンテナが接続されているブランチをマスターブランチとして決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型受信装置。
【請求項１１】
前記マスターブランチ決定部は、マスターブランチの受信状況が悪化し、シンボル同期の検出ができなくなった場合、受信可能なブランチから新たなマスターブランチを決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型受信装置。
【請求項１２】
前記マスターブランチ決定部は、受信状況が悪化する以前の受信状況データを記憶しており、前記受信状況データに基づいて新たなマスターブランチを決定することを特徴とする
請求項１１に記載のダイバーシティ型受信装置。
【請求項１３】
前記マスターブランチ決定部は、受信状況が悪化する以前の受信状況データとして前記複数のブランチごとの同期確立を示す信号を記憶しており、受信状況が悪化するまでにもっとも遅く同期確立を示す信号を受信したブランチを新たなマスターブランチとして決定することを特徴とする
請求項１２に記載のダイバーシティ型受信装置。
【請求項１４】
前記マスターブランチ決定部は、受信状況が悪化する以前の受信状況データとして前記複数のブランチごとの平均受信電力量を記憶しており、受信状況が悪化するまでにもっとも平均受信電力量が大きかったブランチを新たなマスターブランチとして決定することを特徴とする
請求項１２に記載のダイバーシティ型受信装置。
【請求項１５】
前記マスターブランチ決定部は、受信状況が悪化する以前の受信状況データとして前記複数のブランチごとの受信電力の変動量を記憶しており、受信状況が悪化するまでに受信電力の変動量がもっとも少なかったブランチを新たなマスターブランチとして決定することを特徴とする
請求項１２に記載のダイバーシティ型受信装置。
【請求項１６】
前記マスターブランチ決定部は、マスターブランチの受信状況が悪化し、シンボル同期の検出ができなくなった場合であって、ほかに受信可能なブランチが存在しない場合であっても新たなマスターブランチを決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型受信装置。
【請求項１７】
前記伝送パラメータ記憶部は、選局後最初に前記復調部から出力された伝送パラメータを記憶し、前記伝送パラメータを用いて受信信号の復調処理が行なわれることを特徴とする
請求項２に記載のダイバーシティ型受信装置。
【請求項１８】
前記伝送パラメータ記憶部は、受信状況が回復した後、最初に前記復調部から出力された伝送パラメータを記憶し、前記伝送パラメータを用いて受信信号の復調処理が行なわれることを特徴とする
請求項２に記載のダイバーシティ型受信装置。
【請求項１９】
デジタル多値変調方式によりキャリア変調された信号を複数のブランチで受信し、復調処理するダイバーシティ型受信方法であって、
前記複数のブランチから受信した受信信号の信号点を示す複素情報を出力する復調ステップと、
前記複数のブランチが受信した信号間でシンボル同期の出力タイミングを一致させるための基準となるマスターブランチを決定し、マスターブランチとすべきブランチを示す信号を出力するマスターブランチ決定ステップとを有することを特徴とする
ダイバーシティ型受信方法。
【請求項２０】
前記マスターブランチ決定ステップは、
マスターブランチの次候補を決定するステップと、
現在のマスターブランチの受信状態が悪化したときは、前記現在のマスターブランチを次候補として決定されたマスターブランチに切替えるステップとをさらに有することを特徴とする
請求項１９に記載のダイバーシティ型受信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、デジタル多値変調方式により変復調がなされたデータ信号系列をダイバーシティ受信する受信装置および受信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  地上放送波を自動車や携帯電話機などの移動体において安定して受信する目的でダイバーシティ受信が用いられることが多い。【０００３】  ダイバーシティ受信方式としては、送受信アンテナ間の空間的な配置の違いを利用するスペースダイバーシティ方式、同じ信号を複数回送信し受信確率を向上させる時間ダイバーシティ方式、複数の周波数帯域で同一の信号を送信し、フェージングの発生状況が周波数帯域により異なる特性を利用し、いずれかの帯域で安定して受信することをねらった周波数ダイバーシティ方式、送信信号の偏波特性の違いを利用する偏波ダイバーシティ方式などが挙げられる。【０００４】  このうち、時間ダイバーシティ方式、周波数ダイバーシティ方式、偏波ダイバーシティ方式については、送信側において同一の情報を複数回もしくは複数の手段により送信する必要がある。このため、地上放送波の受信特性改善の目的においては、限られた周波数資源を有効に利用するために、受信側の受信形態を変更することで実現できるスペースダイバーシティ方式が用いられることが多い。【０００５】  例えば、アナログテレビ放送を自動車で移動受信する場合に、複数アンテナを自動車に設定し、複数得られる受信信号の中から最も受信信号レベルが大きい入力信号を選択するスペースダイバーシティ受信方式が実用化されている。【０００６】  ところで、現在、放送のデジタル化が進められている。例えば、日本や欧州において、地上デジタルテレビジョン放送方式として直交周波数分割多重（以下、「ＯＦＤＭ」（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）という。）伝送方式が採用されている。なお、ＯＦＤＭ伝送方式については、例えば、社団法人電波産業会標準規格「地上デジタルテレビジョン放送の伝送方式、ＡＲＩＢ  ＳＴＤ−Ｂ３１  １．１版」第２章８頁「ＩＳＤＢ−Ｔ方式の概要」２〜９行目に開示されている。【０００７】  上記のＯＦＤＭ変調された信号に対してスペースダイバーシティ受信方式を適用する場合には、複数アンテナにより信号を複数受信し、各受信信号個別にＡ／Ｄ変換、同期検波、ＦＦＴ演算、復調処理までを行う。この結果、複数のアンテナで受信した信号それぞれについて多数のキャリアから構成されるＯＦＤＭ信号が生成される。【０００８】  スペースダイバーシティ受信方式では、複数のアンテナで受信した信号をＯＦＤＭキャリア単位に処理することが最も有効である。すなわち、ＯＦＤＭキャリア毎に複数のアンテナで受信した信号の中から最適な信号を１つ選択したり、ＯＦＤＭキャリア毎に複数のアンテナで受信した信号の合成を行なったりする。【０００９】  上記のように、複数受信したＯＦＤＭ信号を、受信信号ごとにＯＦＤＭキャリアまで復調し、アンテナの本数分だけ得られたＯＦＤＭキャリアを選択または合成するダイバーシティ受信方式をとる場合、同じデータどうしを用いて選択や合成処理を行う必要がある。【００１０】  しかしながら、移動受信環境では、受信アンテナ毎に異なる伝搬路を通った信号が受信されることが予想されるため、複数得られた信号が必ずしも同じタイミングで入手できるとは限らない。【００１１】  ＯＦＤＭ信号には、ガードインターバル期間と呼ばれる、前後のシンボルの干渉を除去するための信号が付与されている。ガードインターバル期間の信号は、ＯＦＤＭ信号の有効シンボル期間の一部をコピーしたものとなっており、ガードインターバル期間と有効シンボル期間は信号の連続性が保たれている。このため、受信した時間領域の信号を周波数領域の信号へと変換する際には、ＯＦＤＭシンボル期間（ガードインターバル期間＋有効シンボル期間）から、ＯＦＤＭ信号の１シンボル期間に相当する信号を抽出し、周波数変換を行う。【００１２】  ＯＦＤＭ信号の１シンボル期間に相当する信号の抽出は、前後のシンボルの干渉の影響が最も少ない期間を選択する。このため、各信号に含まれる遅延波の遅延時間や大きさによって、選択するシンボル期間が異なる可能性がある。この結果、周波数変換演算を行うタイミングが互いに異なるため、復調部で信号を入手するタイミングも異なる可能性がある。【００１３】  ＯＦＤＭ信号のキャリア毎に選択や合成を行うダイバーシティ受信方式では、複数のブランチのうち１つをマスターブランチとし、他をスレーブブランチとする方式が用いられており、マスターブランチのＯＦＤＭシンボルの同期タイミングを検出（例えばシンボル先頭をパルス信号により後段の処理部へ通知することにより検出）し、これにスレーブブランチから検出したＯＦＤＭシンボルの同期タイミングを合わせることでマスターブランチとスレーブブランチの信号間のタイミングを合わせ、キャリアの選択や合成を行なっている。【００１４】  図４は従来のダイバーシティ型受信装置の構成を示したブロック図である。【００１５】  図４において、直交検波部４０４ａおよび４０４ｂは、ＯＦＤＭ信号の検波を行い、送信信号のキャリア周波数と、受信装置が持つ周波数基準信号との間の周波数誤差を算出し、受信装置が持つ周波数基準信号の周波数を補正し、ＯＦＤＭ信号の伝送モードやガードインターバル期間の長さを判定する。さらに、ＯＦＤＭ信号から有効シンボル期間の信号を抽出しＦＦＴ演算部４０５ａおよび４０５ｂに対して出力する。さらに、同期が確立したことを示す信号を出力する。【００１６】  図５に、従来のＯＦＤＭシンボル期間の構成を示す。【００１７】  図５に示すように、ＯＦＤＭシンボル期間には、有効シンボル期間の後部の信号をコピーした信号が、ガードインターバル期間の信号としてＯＦＤＭシンボル期間の前部に含まれる。【００１８】  ガードインターバル期間の信号と有効シンボル期間の信号は、ガードインターバル期間の信号が有効シンボル期間の信号をコピーしたものであるため連続性が保たれる。このため、ガードインターバル期間と有効シンボル期間を合わせた期間より、有効シンボル期間と同じ長さの信号を任意に抽出し、ＦＦＴ演算部４０５ａおよび４０５ｂに出力することが可能である。【００１９】  しかしながら、実際には、ＯＦＤＭ信号は、送信アンテナと受信アンテナ間の伝送路の影響を受けている。例えば、伝送路がマルチパス環境であれば、前後のＯＦＤＭ信号の干渉を受ける。このため、有効シンボル期間として、できるだけ前後のＯＦＤＭ信号の干渉を受けていない期間を選択する必要がある。【００２０】  ＯＦＤＭ信号から有効シンボル期間の信号を抽出する方法としては、例えば、前述のガードインターバル期間の信号が有効シンボル期間の信号のコピーである特徴を利用して、ガードインターバル期間の信号と有効シンボル期間の信号の相関を計算し、最適な期間を決定する方法がある。【００２１】  ＦＦＴ演算部４０５ａおよび４０５ｂは、直交検波部４０４ａおよび４０４ｂから入手した有効シンボル期間の信号に対してＦＦＴ演算を行い、ＦＦＴ演算結果を出力する。ＦＦＴ演算結果は、ＦＦＴ演算のＦＦＴポイント数により決定される。【００２２】  ＦＦＴポイント数は、ＯＦＤＭ信号のキャリア数よりも大きな値とし、例えば、ＯＦＤＭ信号が数千のＯＦＤＭキャリアより構成される場合には、８１９２ポイントのＦＦＴ演算を行う。ＦＦＴ演算により８１９２個の複素信号が演算結果として出力され、１個の複素信号が、１つのＯＦＤＭキャリアの信号を表す。【００２３】  ＦＦＴ演算部４０５ａおよび４０５ｂは、８１９２個のＦＦＴ演算結果を、ＯＦＤＭキャリアの周波数が低い方または周波数が高い方からというように順番に出力する。そして、ＦＦＴ演算結果が何番目のＯＦＤＭキャリアに相当するのかを後段の処理を行う際に判別できるように、タイミング信号を出力する。【００２４】  復調部４０６ａおよび４０６ｂは、ＦＦＴ演算部４０５ａおよび４０６ｂよりＯＦＤＭ信号のＦＦＴ演算結果を入手する。【００２５】  まず、復調部４０６ａおよび４０６ｂは、ＯＦＤＭ信号に挿入されたＴＭＣＣ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  ａｎｄ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ  Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）信号を抽出して復調する。これにより、ＯＦＤＭ信号の各種パラメータを入手する。【００２６】  ＯＦＤＭ信号の各種パラメータとは、伝送モードやキャリア変調方式、符号化率、階層情報、時間インターリーブ長、シンボル番号などの情報であり、ＯＦＤＭ信号を復調したり、デインタリーブ処理を加えたり、誤り訂正処理を行う際に必須の情報である。【００２７】  さらに、復調部４０６ａおよび４０６ｂは、ＦＦＴ演算結果の信号より、あらかじめＯＦＤＭ信号に埋め込まれたパイロット信号を抽出し、パイロット信号により、受信したＯＦＤＭ信号が伝搬してきた伝搬路の伝送路特性を推定する。【００２８】  そして、ＦＦＴ演算結果を、推定した伝送路特性で除算することで、復調処理を行う。【００２９】  また、ＦＦＴ演算部４０５ａおよび４０５ｂより、タイミング信号を入手し、復調部における処理遅延時間だけタイミング信号を遅らせた上で出力する。さらに、伝送路特性の推定結果から、ＯＦＤＭ信号が含まれるＯＦＤＭキャリアの電力や振幅の情報も別途出力する。【００３０】  合成部４０７は、復調部４０６ａおよび４０６ｂより、復調結果である複素信号をそれぞれ入手する。また、タイミング信号を別途入手する。【００３１】  ここでは、アンテナ部４０１ａから復調部４０６ａまでをマスターブランチとし、アンテナ部４０１ｂから復調部４０６ｂまでをスレーブブランチとして信号を入手する場合を考える。【００３２】  合成部４０７は、マスターブランチとスレーブブランチからそれぞれ復調結果の複素信号を入手し、合成処理を行う。複素信号を合成する��には、同一シンボル、同一ＯＦＤＭキャリアの複素信号どうしを合成しなければならない。このため、復調部４０６ａおよび４０６ｂより入手したタイミング信号より、マスターブランチとスレーブブランチの信号のずれを検出し、ずれを補正する必要がある。【００３３】  マスターブランチとスレーブブランチの信号のずれが発生する原因を図６を用いて説明する。【００３４】  図６は、直交検波部４０４ａおよび４０４ｂが有効シンボル期間のＯＦＤＭ信号を抽出することを示した説明図であり、マスターブランチのＯＦＤＭ信号とスレーブブランチのＯＦＤＭ信号を示している。図６において、横方向は時間を表す。【００３５】  マスターブランチとスレーブブランチがそれぞれ独立にＯＦＤＭ信号期間を決定する場合には、図６に示すように、マスターブランチとスレーブブランチ間で、ＯＦＤＭ信号の抽出期間が異なる可能性がある。ＯＦＤＭ信号の抽出期間が異なると、別途ＦＦＴ演算部４０５ａ、４０５ｂや復調部４０６ａ、４０６ｂにてタイミング調整を行わない限り、合成部４０７がそれぞれの信号を入手するタイミングのずれとなる。【００３６】  上述のタイミングのずれは、マスターブランチおよびスレーブブランチの信号をメモリ等に一時記憶させておき、必ずマスターブランチとスレーブブランチの信号が得られる時間に両方の信号を取り出せばよい。例えば、ＯＦＤＭ信号の抽出期間のずれの最大値は、ガードインターバル期間の時間と見なし、ガードインターバル期間分だけマスターブランチの信号を遅延させて取り出し、マスターブランチの信号を取り出すのに合わせてスレーブブランチの同じＯＦＤＭキャリアの信号を取り出す。【００３７】  そして、合成部４０７は、復調部４０６ａおよび４０６ｂから入手した複素信号の合成を行なう。【００３８】  合成時には、復調部４０６ａおよび４０６ｂで算出した受信信号が含まれるＯＦＤＭキャリアの電力情報や振幅情報をもとに、重み付け処理を行い信号を加算する。電力情報や振幅情報は量子化された値としてもよい。なお、重み付け処理にて使用する電力情報や振幅情報も、複素信号と同じだけ遅延調整を行う必要がある。【００３９】  しかし、このように複数のブランチのうち１つをマスターとして他をスレーブとする方式では、受信中にマスターブランチの受信状態が著しく悪化したり、マスター側のアンテナ信号線の抜けや切断等によりマスターブランチのＯＦＤＭシンボルの同期タイミングを検出できなくなったりした場合、スレーブブランチの受信状態が良好であってもマスターおよびスレーブ間のタイミングを合わせることが不可能となり、キャリアの選択や合成もできなくなる。【００４０】  これは、図４の合成部４０７において、マスターブランチとスレーブブランチから得られる信号のタイミングのずれを調整する際に、マスターブランチを一定時間遅延させておき、マスターブランチからの信号を取り出すタイミングに合わせ、別途遅延させておいたスレーブブランチの信号を取り出しているためである。【００４１】  マスターブランチの受信状態が悪化し、有効シンボル分のＯＦＤＭ信号を抽出できなければ、合成部が基準とするタイミング信号が入手できないために、スレーブブランチの受信状態が��い場合にも、信号の合成を行うことが困難となる。【００４２】  このため、ダイバーシティ受信方式を行うことでかえって受信状態が悪くなる。【００４３】  さらに、マスターブランチのＯＦＤＭシンボルの同期タイミングを検出できない場合、受信している信号の伝送パラメータ等の情報を入手することができない。そのため、例えば後段の誤り訂正処理部での誤り訂正処理を行うことが不可能となる。
【発明の開示】
【００４４】  上記課題を解決するため、本発明にかかるダイバーシティ型受信装置は、複数のブランチから受信した受信信号の信号点を示す複素情報を出力する復調部と、複数のブランチが受信した信号間でシンボル同期の出力タイミングを一致させるための基準となるマスターブランチを決定し、マスターブランチとすべきブランチを示す信号を出力するマスターブランチ決定部と、マスターブランチとすべきブランチを示す信号をマスターブランチ決定部から入力し、マスターブランチの前記復調部から入力した複素情報および前記複数のアンテナのうちマスターブランチ以外のブランチの前記復調部から入力した複素情報のシンボル同期の出力タイミングを一致させることで合成のタイミングを調整するタイミング調整部と、前記復調部から入力した複素情報を用いて前記受信信号を合成する合成部を有することを特徴とする。
【００４５】  本発明のダイバーシティ型受信装置によれば、マスターブランチの受信状態悪化やマスター側のアンテナ信号線の抜けや切断等の場合であっても、最適なブランチをマスターブランチに切替えることが可能となり、マスターおよびスレーブ間のタイミングを合わせることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】［図１］図１は本発明の実施の形態１におけるダイバーシティ型受信装置の構成を示すブロック図である。
［図２］図２は本発明の実施の形態１におけるビットデータの復元方法を示した図である。
［図３］図３は本発明の実施の形態１におけるマスターブランチの切替動作を説明したフローチャートである。
［図４］図４は従来のダイバーシティ型受信装置の構成を示したブロック図である。
［図５］図５は従来のＯＦＤＭシンボル期間の構成を示した図である。
［図６］図６は従来の直交検波部が有効シンボル期間のＯＦＤＭ信号を抽出することを示した説明図である。
【符号の説明】
【００４７】  １０１ａ，１０１ｂ  アンテナ部
１０２ａ，１０２ｂ  チューナ部
１０３ａ，１０３ｂ  Ａ／Ｄ変換部
１０４ａ，１０４ｂ  直交検波部
１０５ａ，１０５ｂ  ＦＦＴ演算部
１０６ａ，１０６ｂ  復調部
１０７  マスターブランチ決定部
１０８  タイミング調整部
１０９  合成部
１１０  伝送パラメータ記憶部
１１１  デインタリーブ部
１１２  デマッピング部
１１３  ビットデインタリーブ部
１１４  誤り訂正部
【発明を実施するための最良の形態】
【００４８】  本発明の実施の形態に係るダイバーシティ受信方法を図面を用いて説明する。【００４９】  （実施の形態１）
まず、本発明のダイバーシティ受信方法を具現化する受信装置の構成の一例を説明する。【００５０】  図１は、本発明の実施の一例の構成を示すブロック図である。【００５１】  図１において、アンテナ部１０１ａは、放送局から送信される放送電波を電気信号に変換し出力する。チューナ部１０２ａは、アンテナ部１０１ａより得られた信号から、特定の周波数帯域の信号を抽出し、ベースバンドもしくは一定の周波数帯域の信号へと変換する。また、チューナ部１０２ａは、受信信号の平均電力情報および電力の変動量を示す電力変動情報を出力する。【００５２】  Ａ／Ｄ変換部１０３ａは、チューナ部から得られたアナログ信号をデジタル信号へと変換する。【００５３】  直交検波部１０４ａは、ＯＦＤＭ信号の検波を行い、送信信号と復調部１０６ａの持つ周波数基準信号との周波数誤差を算出して補正し、ＯＦＤＭ信号の伝送モードやガードインターバル期間の長さを判定する。そして、ＯＦＤＭ信号から有効シンボル期間の信号を抽出し出力する。さらに、同期確立を示す信号を出力する。【００５４】  ＯＦＤＭ信号は、ガードインターバル期間の信号と有効シンボル期間の信号から構成される。ガードインターバル期間の信号は、有効シンボル期間の後部の信号をそのまま有効シンボル期間の前方にあるガードインターバル期間に付加したものである。つまり、ガードインターバル期間の信号は、ＯＦＤＭ信号の一部をコピーしたものなので、ＯＦＤＭシンボル期間（有効シンボル期間＋ガードインターバル期間）には、同一の信号が繰り返し含まれる箇所が存在する。ＯＦＤＭ信号の時間方向の相関値を算出すると、伝送モードとガードインターバル期間に応じたところに高い相関を示すため、伝送モードとガード長が判定できる。【００５５】  直交検波部１０４ａでは、有効シンボル期間に相当する信号だけを抽出し後段のＦＦＴ演算部１０５ａへと送る。この場合、伝送モードとガード長の判定ができたら、同期が確立したと判断し、同期確立を示す信号を後段に伝える。【００５６】  ＦＦＴ演算部１０５ａは、直交検波部１０４ａから得られたＯＦＤＭシンボル期間の時間領域の信号をＦＦＴ演算処理し周波数領域の信号へと変換する。また、ＦＦＴ演算結果が何番目のＯＦＤＭキャリアに相当するのかを後段の処理を行う際に判別できるように、タイミング信号を出力する。【００５７】  復調部１０６ａは、ＯＦＤＭ信号に挿入されたＴＭＣＣ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  ａｎｄ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ  Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）信号を復調し、ＯＦＤＭ信号の各種パラメータ情報を入手する。この伝送パラメータの情報には、伝送モードやキャリア変調方式、符号化率、階層情報、インターリーブ長などの情報が含まれる。【００５８】  さらに、復調部１０６ａは、ＯＦＤＭ信号に周波数および時間方向に一定間隔で配置されているパイロット信号を抽出する。復調部１０６ａは、抽出したパイロット信号を基準値（既知の振幅と位相）と比較し、振幅と位相の変化からパイロット信号の存在したキャリアの伝送路特性（振幅と位相のずれの程度）を算出する。次に、前記パイロット抽出部で算出したパイロット信号の存在したキャリアの伝送路特性を時��方向および周波数方向に補間し、全てのＯＦＤＭキャリアの伝送路特性の推定値を算出し出力する。補間にはパイロットキャリアの伝送路特性を用い、パイロットキャリア間に存在するデータキャリアの数に応じて順次増加または順次減少するよう、あるいは平均値で統一すること等により補間を行なう。そして、ＦＦＴ演算部１０５ａより入手した信号を、伝送路特性の推定値で除算し、除算結果に基づく複素信号を算出し、タイミング調整部１０８に出力する。【００５９】  また、復調部１０６ａは、パイロット信号より推定した伝送路特性を用いて算出した各ＯＦＤＭキャリアの電力量を示す電力情報や各ＯＦＤＭキャリアの振幅量を示す振幅情報をタイミング調整部１０８に出力する。また、復調部１０６ａは、受信信号に含まれる平均ノイズ量を算出し、出力する。平均ノイズ量は、受信信号点（除算後の複素信号）とマッピング点の間の距離の二乗値の平均値から算出できる。【００６０】  １０１ｂから１０６ｂまでの構成についても、個々の説明は上記１０１ａから１０６ａまでと同一となるため省略する。【００６１】  マスターブランチ決定部１０７は、直交検波部１０４ａ、１０４ｂから入力した同期確立を示す信号やチューナ部１０２ａ、１０２ｂから入手した平均電力情報、電力変動情報を用いて最適なマスターブランチを決定し、マスターブランチとすべきブランチを示す信号をタイミング調整部１０８に伝える。【００６２】  マスターブランチ決定部１０７によるマスターブランチとすべきブランチの決定動作については、後述する。【００６３】  タイミング調整部１０８は、マスターブランチ決定部１０７が決定したマスターブランチの復調部１０６ａ（または１０６ｂ）から入力した複素信号を一旦バッファし、受信信号間のタイミングずれを考慮した遅延を与える。遅延としては、ガードインターバル期間分の遅延時間、ＯＦＤＭシンボル期間分の遅延時間などの期間が考えられる。また、スレーブブランチから入力した複素信号もバッファし、マスターブランチの信号のタイミングに合わせて取り出す。【００６４】  タイミング調整部１０８は、ＦＦＴ演算部１０５ａ（または１０５ｂ）から入手したタイミング信号に基づき、マスターブランチとスレーブブランチそれぞれのタイミング信号のずれから、両信号のタイミングずれを検出する。【００６５】  なお、遅延時間をＯＦＤＭシンボル期間のように長くする場合、前後順の異なるＯＦＤＭ信号どうしを合成してしまうことを防止するために、タイミング信号の他に、シンボル番号を表す信号を別途入手する必要がある。もちろん、遅延時間をガードインターバル期間と同程度とする場合にも、シンボル番号を比較しておいてもよい。遅延時間をガードインターバル期間と同程度とするのは、直交検波部１０４ａ（または１０４ｂ）において、ＯＦＤＭ信号の抽出期間のずれの最大値がガードインターバル期間程度と仮定しているためである。シンボル番号まで考慮して信号を合成しておけば、何らかの原因で想定以上のタイミングのずれが発生しても、異なるシンボルに含まれる信号を合成することを防止できる。【００６６】  タイミング調整部１０８は、このようにタイミング調整後の複素信号を合成部１０９に対して出力���る。なお、マスターブランチおよびスレーブブランチから入力した複素信号を一時的に記憶しておくためのメモリ部を別途設け、これを利用することでタイミングの調整を行なうことも可能である。【００６７】  合成部１０９は、タイミング調整部１０８からタイミング調整後の複素信号および電力情報や振幅情報を入手する。そして、復調部１０６ａ、１０６ｂから得られた複素信号の合成を行なう。合成時には、復調部１０６ａ、１０６ｂで算出した受信信号が送信されたキャリアの電力情報や振幅情報をもとに、重み付け処理を行い信号を加算する。電力情報や振幅情報は量子化された値としてもよい。【００６８】  合成部１０９は、後段のデインタリーブ部１１１に対して、合成後の受信信号点の複素情報と、信頼性情報を出力する。信頼性情報としては、合成に用いた信号の電力情報の中で最大の値などを出力する。【００６９】  伝送パラメータ記憶部１１０は、各ブランチの直交検波部１０４ａ、１０４ｂより同期確立を示す信号を入力するとともに、各ブランチの復調部１０６ａ、１０６ｂから伝送パラメータを示す信号を入力する。そして、伝送パラメータ記憶部１１０は、マスターブランチ、スレーブブランチを問わず、同期が確立しているブランチから得られた伝送パラメータ情報を後段ブロック（デインタリーブ部１１１、デマッピング部１１２、ビットデインタリーブ部１１３、誤り訂正部１１４）に出力する。このように、伝送パラメータ記憶部１１０が、マスターブランチ、スレーブブランチを問わず、後段ブロックに伝送パラメータを伝えることで、マスタブランチを切替えた場合であっても、合成された複素信号を復号することが可能となる。【００７０】  この場合、シンボル番号以外の伝送パラメータは頻繁に変わるわけでは無いので、選局後に得られたパラメータを保持するようにしてもよい。また、パラメータの変更を定期的にチェックし、変更があればこれを更新するようにしてもよい。【００７１】  なお、伝送パラメータ記憶部１１０は、各ブランチの直交検波部１０４ａ、１０４ｂより同期確立を示す信号を入力する代わりに、復調部１０６ａ（または１０６ｂ）より、ＴＭＣＣ信号が復号できたことを示す信号を入手し、ＴＭＣＣ信号が復号できているブランチから得られた伝送パラメータ情報を後段ブロックに出力してもよい。【００７２】  また、伝送パラメータの情報を後段ブロック（デインタリーブ部１１１、デマッピング部１１２、ビットデインタリーブ部１１３、誤り訂正部１１４）に伝達する方法として、別途信号線を設けずデータ信号線の中に多重することも可能である。これは、ＦＦＴ演算部１０５ａ、１０５ｂの出力信号数がＦＦＴ演算のポイント数分となるのに対して、ＯＦＤＭキャリアの総数はＦＦＴ演算のポイント数よりも少ないため、データに無効期間が発生するためである。例えば、伝送パラメータがモード３の場合には、ＦＦＴポイント数が８１９２ポイントに対し、ＯＦＤＭキャリア総数は５７１７本であり、２４７５（８１９２−５７１７）個のデータは、後段で必要としないデータである。ＦＦＴ演算部から８１９２個のデータが順に出力されるような構成の場合には、データの無効期間の一部を、伝送パラメータと置き換え、後段���ロックで抽出することが可能である。【００７３】  デインタリーブ部１１１は、合成部１０９より得られた合成後の受信信号点の複素信号を、周波数及び時間方向に並び替えを行う。並び替えの方法は、あらかじめ規定されており、送信側で施した並び替えを元に戻す。デインタリーブ部１１１は、階層ごとのインターリーブ長とセグメント数の情報、部分受信階層の有無の情報を伝送パラメータ記憶部１１０から入手し、階層ごとの時間インターリーブの長さのパラメータに応じてデータの並び替えを行う。【００７４】  デマッピング部１１２は、デインタリーブ部１１１より得られた受信信号点の情報をもとに信号の持つビットデータを復元する。復調は、伝送パラメータ記憶部１１０が出力する伝送パラメータから階層ごとのセグメント数、キャリア変調方式を知ることで行なう。ビットデータの復元は、受信信号点から最も近いマッピング点に割り当てられた符号列が送信符号列であったと仮定して行なう。例えば受信信号が１６ＱＡＭ変調でキャリア変調された場合には、図２に示すような規則に従いビットデータの復元を行う。この際、ビット毎に、受信信号点に対し送信符号点が０であるマッピング点と、送信符号点が１であるマッピング点との最短距離を算出し、距離に応じて求まる値を尤度（０らしさ、１らしさ）として後段の誤り訂正部に伝達する（「軟判定」と呼ばれる。）。【００７５】  尤度を算出する場合には、合成部１０９よりデインタリーブ部１１１を経て入手した信頼性情報を用いて、上記尤度を補正する。合成部１０９にて信頼性が低いと判断された場合には、尤度を０（０らしさと１らしさが等しい）へと補正する。一方、信頼性が高いと判断した場合には、算出した尤度をそのまま補正せずに出力する。もしくは、合成部１０９から得られるキャリアの電力情報や振幅情報である信頼性値を、先に求めた尤度に乗じて出力する。【００７６】  以上のように、デマッピング部１１２は、合成部１０９より得られた受信点の情報から求めたビットデータ列と、ビット毎の尤度を算出し出力する。【００７７】  次に、ビットデインタリーブ部１１３は、デマッピング部１１２の出力の並び替えを行う。並び替えの方法は、あらかじめ規定されており、送信側で施した並び替えを元に戻す方法である。【００７８】  誤り訂正部１１４は、伝送パラメータ記憶部１１０から入手したセグメント数、キャリア変調方式に関する情報、誤り訂正符号化率の情報に基づき、ビットデインタリーブ部１１３より入手したビットデータ列と、各ビットデータの尤度の情報を用いて誤り訂正を行う。この際、「ビタビ復号」と呼ばれる誤り訂正方法が用いられることが多く、さらに「リードソロモン訂正符号」を組み合わせることが多いが、これに限られるものではなく、前述の尤度を用いた誤り訂正であればどのような方法であってもよい。【００７９】  以上、本発明の実施の形態１におけるダイバーシティ受信装置の構成を説明した。【００８０】  次に、このダイバーシティ受信装置がマスターブランチを決定する際の動作を図３のフローチャートを用いて説明する。【００８１】  まず、本発明に係るダイバーシティ受信装置の電源投入または選局がされると（ステップＳ００１）、マスターブラ���チ決定部１０７は直交検波部１０４ａ、１０４ｂから入力した同期確立を示す信号を用いてマスターブランチを決定する（ステップＳ００２）。具体的には、各ブランチの直交検波部１０４ａ、１０４ｂから入力する同期確立を示す信号の入力時期を比較し、電源投入または選局後最初に同期確立を示す信号を入力したブランチをマスターブランチとして決定する。【００８２】  他にも、マスターブランチ決定部１０７は、チューナ部１０２ａ、１０２ｂから入力した受信信号の平均電力情報および電力の変動量を示す電力変動情報を用いてマスターブランチを決定することが可能である。受信信号の平均電力が最も強いブランチをマスターブランチとして決定したり、受信信号の電力変動が最も少なく、安定した受信が行なわれているブランチをマスターブランチとして決定したりすることで、受信状態が最もよいと推定されるブランチをマスターブランチとして決定する。そして、マスターブランチとして決定した信号を基準として、後のタイミング調整部１０８によりタイミング調整を行なうことが可能となる。【００８３】  さらに、マスターブランチ決定部１０７は、復調部１０６ａ、１０６ｂから出力した平均ノイズ量を示すデータを受信し、平均ノイズ量が最も少ないブランチを判別してこれをマスターブランチに決定することも可能である。【００８４】  さらに、複数の指向特性を持つアンテナを組み合わせたダイバーシティ受信装置の場合、送信局方向に指向特性を持つアンテナが接続されているブランチをマスターブランチとして決定することが可能である。ただし、この場合、どのアンテナが送信局方向を向いているかの判別を行なうために、ダイバーシティ受信機と送信局の位置関係を算出可能なＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）、ダイバーシティ受信機の向きを検出可能なジャイロセンサーなどを組み合わせ、これらからの位置および向き情報を本発明に係るダイバーシティ受信装置のマスターブランチ決定部１０７に入力する必要がある。例えば、カーナビゲーションシステムに利用されるダイバーシティ受信機の場合、送信局の位置、方向はカーナビゲーションシステムが備えるＧＰＳおよびセンサーにより把握可能であるため、これら情報をカーナビゲーションシステムから本発明に係るダイバーシティ受信装置のマスターブランチ決定部１０７に入力することで送信局方向に指向特性を持つアンテナを判別し、マスターブランチを決定することが可能となる。ＧＰＳを備えたカーナビゲーションシステムや携帯電話、モバイルコンピューターなどの場合、車や人の向きに合わせてダイバーシティ受信装置の向きも頻繁に変わるため、過去のダイバーシティ受信装置の向きに関する情報を記憶部に蓄積しておいて、この平均値から過去一定期間にもっとも長く向いていた方向を算出することでマスターブランチを決定してもよい。【００８５】  他にも、カーナビゲーションシステムや携帯電話、モバイルコンピューターなどと組み合わせることで、他の態様によりマスターブランチを決定できる。例えば、これらが備えるメモリやＨＤＤ内に前回通過時に受信していたマスターブランチや受信信号の平均電力がもっとも強かったブランチ、受信信号の電力変動が���も少なかったブランチがどれであったかを記憶させ、次回同一地点を通過する場合にこの情報を本発明に係るダイバーシティ受信装置のマスターブランチ決定部１０７に出力し、マスターブランチ決定部１０７はこれをマスターブランチとして決定するようにしてもよい。この場合、別途これら情報を記憶したＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ、ＳＤメモリカード等の記録媒体からマスターブランチを決定するようにしてもよい。【００８６】  さらに、双方向通信が可能な通信部を備えたカーナビゲーションシステムや携帯電話、モバイルコンピューターなどと組合せて、ダイバーシティ受信装置の存在地点とマスターブランチとすべきブランチの関係をカーナビゲーションシステム等と通信可能なサーバーに蓄積し、この情報を用いてマスターブランチを決定するようにしてもよい。この場合、本発明に係るダイバーシティ受信装置のマスターブランチ決定部１０７からカーナビゲーションシステム等を経由して常に、または一定期間ごとに最新情報がアップロードされ、後に同一地点を通過するカーナビゲーションシステム等は最新の情報に基づいたマスターブランチを決定することが可能になる。【００８７】  マスターブランチ決定部１０７はこのように決定したマスターブランチを示す信号をタイミング調整部１０８に伝え、タイミング調整部１０８は、マスターブランチを示す信号に従ってマスターブランチの復調部１０６ａ（または１０６ｂ）から入力した複素信号を一旦バッファし、スレーブブランチの復調部１０６ｂ（または１０６ａ）から入力した複素信号とタイミングに合わせて取り出し、合成部１０９に出力する。【００８８】  このように決定したマスターブランチであるが、特にカーナビゲーションシステムや携帯電話、モバイルコンピューターなどの場合、送信アンテナに対してダイバーシティ受信装置に備えたアンテナの向きも頻繁に変わるため、各ブランチの受信状況も一定ではない。マスターブランチの受信状況悪化にともない、タイミング調整部１０８にて基準タイミングとしている、マスターブランチから得られるタイミング信号が入手できなくなる結果、合成のタイミングにずれが生じてしまう可能性がある。また、マスターブランチのアンテナ配線が腐食や事故等により断線する可能性もある。このような場合を想定し、マスターブランチ決定部１０７はマスターブランチ決定後、マスターブランチの次候補を決定しておく（ステップＳ００３）。【００８９】  次候補となるマスターブランチの決定についても、上述のマスターブランチの決定動作と同様に行なわれ、次候補として探索されたマスターブランチを示す信号はマスターブランチ決定部１０７の内部または外部に備えたバッファ部またはメモリ部に格納される。【００９０】  当初決定されたマスターブランチにより放送電波を受信中に上記原因に基づく同期ずれが発生すると（ステップＳ００４）、マスターブランチ決定部１０７はマスターブランチの次候補として決定したブランチを示す信号をタイミング調整部１０８に伝える。タイミング調整部１０８は、これに従って次候補となるマスターブランチの復調部１０６ｂ（または１０６ａ）から入力した複素信号を一旦バッファし、スレーブブランチの復調部１０６ａ（または１０６ｂ）から入力した複素信号とタイミングに合わせて取り出し、合成部１０９に出力する。【００９１】  カーナビゲーションシステムや携帯電話を使用中に車や人がトンネル内に入ったような場合、一定期間に渡って放送電波を受信することが不可能になる。このような場合、前述のように次候補となるマスターブランチを決定していても、次候補となるマスターブランチ自身も放送電波を受信できない可能性がある。このような場合、マスターブランチ決定部１０７は動作中のブランチを探索し（ステップＳ００５）、動作中のブランチの中からマスターブランチを決定する（ステップＳ００６）。動作中のブランチが発見できない場合はマスターブランチ決定部１０７は再度次候補を決定し、決定した次候補のマスターブランチを示す信号をタイミング調整部１０８に出力、タイミング調整部１０８はマスターブランチが放送電波の受信を回復するのを待機する（ステップＳ００７）。【００９２】  ステップＳ００５において動作中のブランチが発見されなかった場合、マスターブランチ決定部１０７は、過去の受信状況から、もっとも遅くまで（受信中断の直前まで）同期が確立していたブランチをマスターブランチとして決定する。これにより受信回復時にもっとも受信状態がよいと予測されるブランチをマスターブランチとして準備しておくことが可能となる。また、過去の受信状況から、ブランチ間の過去の一定期間内での平均受信電力量や受信電力の変動量を比較し、もっとも平均受信電力量が大きかったブランチや受信電力の変動量がもっとも少なかったものを選択し、マスターブランチに決定してもよい。なお、過去の同期確立の状況等からマスターブランチを決定するため、マスターブランチ決定部１０７は内部または外部に過去の同期確立の状況等を記憶するためのバッファ部またはメモリ部を備えておくことが必要である。【００９３】  なお、特に移動中の放送電波は受信状況が逐一変化するため、マスターブランチ決定部１０７は定期的に次候補を決定し、マスターブランチを示す信号を定期的にタイミング調整部１０８に出力、タイミング調整部１０８はこれに応じて定期的にマスターブランチを切り換えてブランチ間のタイミングを調整するようにしてもよい。これにより、受信電波状況に応じたきめ細やかなマスターブランチの切替が実現される。この場合、カーナビゲーションシステムや携帯電話、モバイルコンピューターなど、ダイバーシティ受信装置の種類に応じてマスターブランチを切替えるタイミングを自由に決定すればよい。【００９４】  以上のように、本発明のダイバーシティ受信装置によれば、マスターブランチの受信状態悪化やマスター側のアンテナ信号線の抜けや切断等の場合であっても、最適なブランチをマスターブランチに切替えることが可能となり、マスターおよびスレーブ間のタイミングを合わせることが可能となる。【００９５】  また、伝送モードやキャリア変調方式、符号化率、階層情報、インターリーブ長などの情報を含む伝送パラメータは、伝送パラメータ記憶部１１０がマスターブランチ、スレーブブランチを問わず、同期が確立しているブランチの復調部１０６ａ（または１０６ｂ）から入手してデインタリーブ部１１１、デマッピング部１��２、ビットデインタリーブ部１１３、誤り訂正部１１４に出力する。これにより、受信状況悪化等に伴い、マスターブランチを切替える場合であってもマスターブランチ、スレーブブランチを問わず、デインタリーブ部１１１等に対して復調に用いるパラメータを伝えることが可能となる。【００９６】  以上、本実施の形態１では、図１を用いて２ブランチのダイバーシティ受信装置について説明したが、アンテナは２本に限定されるものではなく、３ブランチ、４ブランチ等、何本のアンテナを備えていてもよい。【００９７】  また、本発明は伝送方式に限定されるものではなく、ＯＦＤＭとのマルチキャリア伝送方式やＶＳＢ（ＶＥＳＴＩＧＩＡＬ  ＳＩＤＥ  ＢＡＮＤ）などのシングルキャリアによる伝送であっても構わない。さらに、デジタル変調方式についても限定されず、８ＱＡＭ、１６ＱＡＭ、３２ＱＡＭ、６４ＱＡＭ、２５６ＱＡＭ、ＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）など、どのような方式であってもよい。【００９８】  以上、実施の形態１において、本発明にかかるダイバーシティ受信装置および受信方法を説明したが、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）やテレビ、ビデオ、その他ＳＴＢ（Ｓｅｔ−ｔｏｐ  Ｂｏｘ）等のアンテナを内蔵する、もしくはアンテナと接続された受信装置にこれらの受信方法をソフトウェアとして組み込み、これをＰＣ等に備わるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）に処理・実行させることで、選択や合成を行なうダイバーシティ受信を実現することが可能となる。【００９９】  また、実施の形態１の受信方法を上記ＰＣ等に備わるＣＰＵで処理・実行させるために、これらの方法をＣＰＵで処理可能な手順としてプログラムまたはプログラムに準ずるデータとしてＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に格納することも可能である。これにより、読取装置を備えたＰＣ等で上述の方法を実現することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【０１００】  本発明はダイバーシティ型受信装置の受信性能維持に関するものとして有用である。
【図１】
2006011424.tif 000002
【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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【手続補正書】
【提出日】平成17年12月6日(2005.12.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタル多値変調方式によりキャリア変調された信号を複数のブランチで受信し、復調処理するダイバーシティ型受信装置であって、
前記複数のブランチから受信した受信信号の信号点を示す複素情報を出力する復調部と、
前記複数のブランチが受信した信号間でシンボル同期の出力タイミングを一致させるための基準となるマスターブランチを決定し、マスターブランチとすべきブランチを示す信号を出力するマスターブランチ決定部と、
前記マスターブランチとすべきブランチを示す信号を前記マスターブランチ決定部から入力し、マスターブランチの前記復調部から入力した複素情報および前記複数のアンテナのうちマスターブランチ以外のブランチの前記復調部から入力した複素情報のシンボル同期の出力タイミングを一致させることで合成のタイミングを調整するタイミング調整部と、
前記タイミング調整部によりタイミング調整された複素情報を用いて前記受信信号を合成する合成部とを有することを特徴とする
ダイバーシティ型受信装置。
【請求項２】
前記復調部は、前記複素信号の他に前記受信信号から復調に必要な情報を記述した伝送パラメータを前記複数のブランチごとに抽出して出力し、
前記復調部から出力された前記伝送パラメータを記憶する伝送パラメータ記憶部をさらに有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型受信装置。
【請求項３】
前記複数のブランチが受信した信号の同期確立を示す信号を出力する直交検波部をさらに備え、
前記マスターブランチ決定部は、前記直交検波部からもっとも早く同期確立を示す信号を入力したブランチをマスターブランチとして決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型受信装置。
【請求項４】
前記複数のブランチが受信した信号から、特定の周波数帯域の信号を抽出するとともに、受信信号の平均電力情報を出力するチューナ部をさらに備え、
前記マスターブランチ決定部は、受信信号の平均電力が最も強いブランチをマスターブランチとして決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型受信装置。
【請求項５】
前記複数のブランチが受信した信号から、特定の周波数帯域の信号を抽出するとともに、受信信号の電力の変動量を示す電力変動情報を出力するチューナ部をさらに備え、
前記マスターブランチ決定部は、受信信号の電力変動が最も少ないブランチをマスターブランチとして決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型受信装置。
【請求項６】
前記復調部は、前記複数のブランチが受信した信号からさらに平均ノイズ量を算出して出力し、
前記マスターブランチ決定部は、前記復調部から出力された平均ノイズ量が最も少ないブランチをマスターブランチに決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型受信装置。
【請求項７】
前記複数のブランチは、指向特性を持つアンテナをさらに備え、
前記マスターブランチ決定部は、送信局方向に指向特性を持つ前記アンテナが接続されているブランチをマスターブランチとして決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型受信装置。
【請求項８】
受信装置の位置を把握可能なＧＰＳ部と、
受信装置の方向を把握可能なジャイロセンサーとをさらに備え、
前記マスターブランチ決定部は、前記ＧＰＳ部および前記ジャイロセンサーから送信局方向に指向特性を持つ前記アンテナを選択し、マスターブランチとして決定することを特徴とする
請求項７に記載のダイバーシティ型受信装置。
【請求項９】
ダイバーシティ受信装置の位置を把握可能なＧＰＳ部と、
双方向通信が可能な通信部をさらに備え、
前記マスターブランチ決定部は、前記ＧＰＳ部が判断した受信装置の位置情報をマスターブランチ決定情報を保有するサーバーに送信し、前記サーバーから前記マスターブランチ決定情報を入手することで送信局方向に指向特性を持つアンテナが接続されているブランチをマスターブランチとして決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型受信装置。
【請求項１０】
前記マスターブランチ決定情報を格納した記録媒体を読み込み可能な読取装置をさらに備え、
前記マスターブランチ決定部は、前記読み取り装置が記録媒体から読み込んだ前記マスターブランチ決定情報に従って送信局方向に指向特性を持つアンテナが接続されているブランチをマスターブランチとして決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型受信装置。
【請求項１１】
前記マスターブランチ決定部は、マスターブランチの受信状況が悪化し、シンボル同期の検出ができなくなった場合、受信可能なブランチから新たなマスターブランチを決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型受信装置。
【請求項１２】
前記マスターブランチ決定部は、受信状況が悪化する以前の受信状況データを記憶しており、前記受信状況データに基づいて新たなマスターブランチを決定することを特徴とする
請求項１１に記載のダイバーシティ型受信装置。
【請求項１３】
前記マスターブランチ決定部は、受信状況が悪化する以前の受信状況データとして前記複数のブランチごとの同期確立を示す信号を記憶しており、受信状況が悪化するまでにもっとも遅く同期確立を示す信号を受信したブランチを新たなマスターブランチとして決定することを特徴とする
請求項１２に記載のダイバーシティ型受信装置。
【請求項１４】
前記マスターブランチ決定部は、受信状況が悪化する以前の受信状況データとして前記複数のブランチごとの平均受信電力量を記憶しており、受信状況が悪化するまでにもっとも平均受信電力量が大きかったブランチを新たなマスターブランチとして決定することを特徴とする
請求項１２に記載のダイバーシティ型受信装置。
【請求項１５】
前記マスターブランチ決定部は、受信状況が悪化する以前の受信状況データとして前記複数のブランチごとの受信電力の変動量を記憶しており、受信状況が悪化するまでに受信電力の変動量がもっとも少なかったブランチを新たなマスターブランチとして決定することを特徴とする
請求項１２に記載のダイバーシティ型受信装置。
【請求項１６】
前記マスターブランチ決定部は、マスターブランチの受信状況が悪化し、シンボル同期の検出ができなくなった場合であって、ほかに受信可能なブランチが存在しない場合であっても新たなマスターブランチを決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型受信装置。
【請求項１７】
前記伝送パラメータ記憶部は、選局後最初に前記復調部から出力された伝送パラメータを記憶し、前記伝送パラメータを用いて受信信号の復調処理が行なわれることを特徴とする
請求項２に記載のダイバーシティ型受信装置。
【請求項１８】
前記伝送パラメータ記憶部は、受信状況が回復した後、最初に前記復調部から出力された伝送パラメータを記憶し、前記伝送パラメータを用いて受信信号の復調処理が行なわれることを特徴とする
請求項２に記載のダイバーシティ型受信装置。
【請求項１９】
デジタル多値変調方式によりキャリア変調された信号を複数のブランチで受信し、復調処理するダイバーシティ型受信方法であって、
前記複数のブランチから受信した受信信号の信号点を示す複素情報を出力する復調ステップと、
前記複数のブランチが受信した信号間でシンボル同期の出力タイミングを一致させるための基準となるマスターブランチを決定し、マスターブランチとすべきブランチを示す信号を出力するマスターブランチ決定ステップとを有することを特徴とする
ダイバーシティ型受信方法。
【請求項２０】
前記マスターブランチ決定ステップは、
マスターブランチの次候補を決定するステップと、
現在のマスターブランチの受信状態が悪化したときは、前記現在のマスターブランチを次候補として決定されたマスターブランチに切替えるステップとをさらに有することを特徴とする
請求項１９に記載のダイバーシティ型受信方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】明細書
【発明の名称】ダイバーシティ型受信装置および受信方法
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタル多値変調方式により変復調がなされたデータ信号系列をダイバーシティ受信する受信装置および受信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
地上放送波を自動車や携帯電話機などの移動体において安定して受信する目的でダイバーシティ受信が用いられることが多い。
【０００３】
ダイバーシティ受信方式としては、送受信アンテナ間の空間的な配置の違いを利用するスペースダイバーシティ方式、同じ信号を複数回送信し受信確率を向上させる時間ダイバーシティ方式、複数の周波数帯域で同一の信号を送信し、フェージングの発生状況が周波数帯域により異なる特性を利用し、いずれかの帯域で安定して受信することをねらった周波数ダイバーシティ方式、送信信号の偏波特性の違いを利用する偏波ダイバーシティ方式などが挙げられる。
【０００４】
このうち、時間ダイバーシティ方式、周波数ダイバーシティ方式、偏波ダイバーシティ方式については、送信側において同一の情報を複数回もしくは複数の手段により送信する必要がある。このため、地上放送波の受信特性改善の目的においては、限られた周波数資源を有効に利用するために、受信側の受信形態を変更することで実現できるスペースダイバーシティ方式が用いられることが多い。
【０００５】
例えば、アナログテレビ放送を自動車で移動受信する場合に、複数アンテナを自動車に設定し、複数得られる受信信号の中から最も受信信号レベルが大きい入力信号を選択するスペースダイバーシティ受信方式が実用化されている。
【０００６】
ところで、現在、放送のデジタル化が進められている。例えば、日本や欧州において、地上デジタルテレビジョン放送方式として直交周波数分割多重（以下、「ＯＦＤＭ」（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）という。）伝送方式が採用されている。なお、ＯＦＤＭ伝送方式については、例えば、社団法人電波産業会標準規格「地上デジタルテレビジョン放送の伝送方式、ＡＲＩＢ  ＳＴＤ−Ｂ３１  １．１版」第２章８頁「ＩＳＤＢ−Ｔ方式の概要」２〜９行目に開示されている。
【０００７】
上記のＯＦＤＭ変調された信号に対してスペースダイバーシティ受信方式を適用する場合には、複数アンテナにより信号を複数受信し、各受信信号個別にＡ／Ｄ変換、同期検波、ＦＦＴ演算、復調処理までを行う。この結果、複数のアンテナで受信した信号それぞれについて多数のキャリアから構成されるＯＦＤＭ信号が生成される。
【０００８】
スペースダイバーシティ受信方式では、複数のアンテナで受信した信号をＯＦＤＭキャリア単位に処理することが最も有効である。すなわち、ＯＦＤＭキャリア毎に複数のアンテナで受信した信号の中から最適な信号を１つ選択したり、ＯＦＤＭキャリア毎に複数のアンテナで受信した信号の合成を行なったりする。
【０００９】
上記のように、複数受信したＯＦＤＭ信号を、受信信号ごとにＯＦＤＭキャリアまで復調し、アンテナの本数分だけ得られたＯＦＤＭキャリアを選択または合成するダイバーシティ受信方式をとる場合、同じデータどうしを用いて選択や合成処理を行う必要がある。
【００１０】
しかしながら、移動受信環境では、受信アンテナ毎に異なる伝搬路を通った信号が受信されることが予想されるため、複数得られた信号が必ずしも同じタイミングで入手できるとは限らない。
【００１１】
ＯＦＤＭ信号には、ガードインターバル期間と呼ばれる、前後のシンボルの干渉を除去するための信号が付与されている。ガードインターバル期間の信号は、ＯＦＤＭ信号の有効シンボル期間の一部をコピーしたものとなっており、ガードインターバル期間と有効シンボル期間は信号の連続性が保たれている。このため、受信した時間領域の信号を周波数領域の信号へと変換する際には、ＯＦＤＭシンボル期間（ガードインターバル期間＋有効シンボル期間）から、ＯＦＤＭ信号の１シンボル期間に相当する信号を抽出し、周波数変換を行う。
【００１２】
ＯＦＤＭ信号の１シンボル期間に相当する信号の抽出は、前後のシンボルの干渉の影響が最も少ない期間を選択する。このため、各信号に含まれる遅延波の遅延時間や大きさによって、選択するシンボル期間が異なる可能性がある。この結果、周波数変換演算を行うタイミングが互いに異なるため、復調部で信号を入手するタイミングも異なる可能性がある。
【００１３】
ＯＦＤＭ信号のキャリア毎に選択や合成を行うダイバーシティ受信方式では、複数のブランチのうち１つをマスターブランチとし、他をスレーブブランチとする方式が用いられており、マスターブランチのＯＦＤＭシンボルの同期タイミングを検出（例えばシンボル先頭をパルス信号により後段の処理部へ通知することにより検出）し、これにスレーブブランチから検出したＯＦＤＭシンボルの同期タイミングを合わせることでマスターブランチとスレーブブランチの信号間のタイミングを合わせ、キャリアの選択や合成を行なっている。
【００１４】
図４は従来のダイバーシティ型受信装置の構成を示したブロック図である。
【００１５】
図４において、直交検波部４０４ａおよび４０４ｂは、ＯＦＤＭ信号の検波を行い、送信信号のキャリア周波数と、受信装置が持つ周波数基準信号との間の周波数誤差を算出し、受信装置が持つ周波数基準信号の周波数を補正し、ＯＦＤＭ信号の伝送モードやガードインターバル期間の長さを判定する。さらに、ＯＦＤＭ信号から有効シンボル期間の信号を抽出しＦＦＴ演算部４０５ａおよび４０５ｂに対して出力する。さらに、同期が確立したことを示す信号を出力する。
【００１６】
図５に、従来のＯＦＤＭシンボル期間の構成を示す。
【００１７】
図５に示すように、ＯＦＤＭシンボル期間には、有効シンボル期間の後部の信号をコピーした信号が、ガードインターバル期間の信号としてＯＦＤＭシンボル期間の前部に含まれる。
【００１８】
ガードインターバル期間の信号と有効シンボル期間の信号は、ガードインターバル期間の信号が有効シンボル期間の信号をコピーしたものであるため連続性が保たれる。このため、ガードインターバル期間と有効シンボル期間を合わせた期間より、有効シンボル期間と同じ長さの信号を任意に抽出し、ＦＦＴ演算部４０５ａおよび４０５ｂに出力することが可能である。
【００１９】
しかしながら、実際には、ＯＦＤＭ信号は、送信アンテナと受信アンテナ間の伝送路の影響を受けている。例えば、伝送路がマルチパス環境であれば、前後のＯＦＤＭ信号の干渉を受ける。このため、有効シンボル期間として、できるだけ前後のＯＦＤＭ信号の干渉を受けていない期間を選択する必要がある。
【００２０】
ＯＦＤＭ信号から有効シンボル期間の信号を抽出する方法としては、例えば、前述のガードインターバル期間の信号が有効シンボル期間の信号のコピーである特徴を利用して、ガードインターバル期間の信号と有効シンボル期間の信号の相関を計算し、最適な期間を決定する方法がある。
【００２１】
ＦＦＴ演算部４０５ａおよび４０５ｂは、直交検波部４０４ａおよび４０４ｂから入手した有効シンボル期間の信号に対してＦＦＴ演算を行い、ＦＦＴ演算結果を出力する。ＦＦＴ演算結果は、ＦＦＴ演算のＦＦＴポイント数により決定される。
【００２２】
ＦＦＴポイント数は、ＯＦＤＭ信号のキャリア数よりも大きな値とし、例えば、ＯＦＤＭ信号が数千のＯＦＤＭキャリアより構成される場合には、８１９２ポイントのＦＦＴ演算を行う。ＦＦＴ演算により８１９２個の複素信号が演算結果として出力され、１個の複素信号が、１つのＯＦＤＭキャリアの信号を表す。
【００２３】
ＦＦＴ演算部４０５ａおよび４０５ｂは、８１９２個のＦＦＴ演算結果を、ＯＦＤＭキャリアの周波数が低い方または周波数が高い方からというように順番に出力する。そして、ＦＦＴ演算結果が何番目のＯＦＤＭキャリアに相当するのかを後段の処理を行う際に判別できるように、タイミング信号を出力する。
【００２４】
復調部４０６ａおよび４０６ｂは、ＦＦＴ演算部４０５ａおよび４０６ｂよりＯＦＤＭ信号のＦＦＴ演算結果を入手する。
【００２５】
まず、復調部４０６ａおよび４０６ｂは、ＯＦＤＭ信号に挿入されたＴＭＣＣ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  ａｎｄ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ  Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）信号を抽出して復調する。これにより、ＯＦＤＭ信号の各種パラメータを入手する。
【００２６】
ＯＦＤＭ信号の各種パラメータとは、伝送モードやキャリア変調方式、符号化率、階層情報、時間インターリーブ長、シンボル番号などの情報であり、ＯＦＤＭ信号を復調したり、デインタリーブ処理を加えたり、誤り訂正処理を行う際に必須の情報である。
【００２７】
さらに、復調部４０６ａおよび４０６ｂは、ＦＦＴ演算結果の信号より、あらかじめＯＦＤＭ信号に埋め込まれたパイロット信号を抽出し、パイロット信号により、受信したＯＦＤＭ信号が伝搬してきた伝搬路の伝送路特性を推定する。
【００２８】
そして、ＦＦＴ演算結果を、推定した伝送路特性で除算することで、復調処理を行う。
【００２９】
また、ＦＦＴ演算部４０５ａおよび４０５ｂより、タイミング信号を入手し、復調部における処理遅延時間だけタイミング信号を遅らせた上で出力する。さらに、伝送路特性の推定結果から、ＯＦＤＭ信号が含まれるＯＦＤＭキャリアの電力や振幅の情報も別途出力する。
【００３０】
合成部４０７は、復調部４０６aおよび４０６ｂより、復調結果である複素信号をそれぞれ入手する。また、タイミング信号を別途入手する。
【００３１】
ここでは、アンテナ部４０１ａから復調部４０６ａまでをマスターブランチとし、アンテナ部４０１ｂから復調部４０６ｂまでをスレーブブランチとして信号を入手する場合を考える。
【００３２】
合成部４０７は、マスターブランチとスレーブブランチからそれぞれ復調結果の複素信号を入手し、合成処理を行う。複素信号を合成する際には、同一シンボル、同一ＯＦＤＭキャリアの複素信号どうしを合成しなければならない。このため、復調部４０６aおよび４０６ｂより入手したタイミング信号より、マスターブランチとスレーブブランチの信号のずれを検出し、ずれを補正する必要がある。
【００３３】
マスターブランチとスレーブブランチの信号のずれが発生する原因を図６を用いて説明する。
【００３４】
図６は、直交検波部４０４ａおよび４０４ｂが有効シンボル期間のＯＦＤＭ信号を抽出することを示した説明図であり、マスターブランチのＯＦＤＭ信号とスレーブブランチのＯＦＤＭ信号を示している。図６において、横方向は時間を表す。
【００３５】
マスターブランチとスレーブブランチがそれぞれ独立にＯＦＤＭ信号期間を決定する場合には、図６に示すように、マスターブランチとスレーブブランチ間で、ＯＦＤＭ信号の抽出期間が異なる可能性がある。ＯＦＤＭ信号の抽出期間が異なると、別途ＦＦＴ演算部４０５ａ、４０５ｂや復調部４０６ａ、４０６ｂにてタイミング調整を行わない限り、合成部４０７がそれぞれの信号を入手するタイミングのずれとなる。
【００３６】
上述のタイミングのずれは、マスターブランチおよびスレーブブランチの信号をメモリ等に一時記憶させておき、必ずマスターブランチとスレーブブランチの信号が得られる時間に両方の信号を取り出せばよい。例えば、ＯＦＤＭ信号の抽出期間のずれの最大値は、ガードインターバル期間の時間と見なし、ガードインターバル期間分だけマスターブランチの信号を遅延させて取り出し、マスターブランチの信号を取り出すのに合わせてスレーブブランチの同じＯＦＤＭキャリアの信号を取り出す。
【００３７】
そして、合成部４０７は、復調部４０６ａおよび４０６ｂから入手した複素信号の合成を行なう。
【００３８】
合成時には、復調部４０６ａおよび４０６ｂで算出した受信信号が含まれるＯＦＤＭキャリアの電力情報や振幅情報をもとに、重み付け処理を行い信号を加算する。電力情報や振幅情報は量子化された値としてもよい。なお、重み付け処理にて使用する電力情報や振幅情報も、複素信号と同じだけ遅延調整を行う必要がある。
【００３９】
しかし、このように複数のブランチのうち１つをマスターとして他をスレーブとする方式では、受信中にマスターブランチの受信状態が著しく悪化したり、マスター側のアンテナ信号線の抜けや切断等によりマスターブランチのＯＦＤＭシンボルの同期タイミングを検出できなくなったりした場合、スレーブブランチの受信状態が良好であってもマスターおよびスレーブ間のタイミングを合わせることが不可能となり、キャリアの選択や合成もできなくなる。
【００４０】
これは、図４の合成部４０７において、マスターブランチとスレーブブランチから得られる信号のタイミングのずれを調整する際に、マスターブランチを一定時間遅延させておき、マスターブランチからの信号を取り出すタイミングに合わせ、別途遅延させておいたスレーブブランチの信号を取り出しているためである。
【００４１】
マスターブランチの受信状態が悪化し、有効シンボル分のＯＦＤＭ信号を抽出できなければ、合成部が基準とするタイミング信号が入手できないために、スレーブブランチの受信状態が良い場合にも、信号の合成を行うことが困難となる。
【００４２】
このため、ダイバーシティ受信方式を行うことでかえって受信状態が悪くなる。
【００４３】
さらに、マスターブランチのＯＦＤＭシンボルの同期タイミングを検出できない場合、受信している信号の伝送パラメータ等の情報を入手することができない。そのため、例えば後段の誤り訂正処理部での誤り訂正処理を行うことが不可能となる。
【発明の開示】
【００４４】
上記課題を解決するため、本発明にかかるダイバーシティ型受信装置は、複数のブランチから受信した受信信号の信号点を示す複素情報を出力する復調部と、複数のブランチが受信した信号間でシンボル同期の出力タイミングを一致させるための基準となるマスターブランチを決定し、マスターブランチとすべきブランチを示す信号を出力するマスターブランチ決定部と、マスターブランチとすべきブランチを示す信号をマスターブランチ決定部から入力し、マスターブランチの前記復調部から入力した複素情報および前記複数のアンテナのうちマスターブランチ以外のブランチの前記復調部から入力した複素情報のシンボル同期の出力タイミングを一致させることで合成のタイミングを調整するタイミング調整部と、前記復調部から入力した複素情報を用いて前記受信信号を合成する合成部を有することを特徴とする。
【００４５】
本発明のダイバーシティ型受信装置によれば、マスターブランチの受信状態悪化やマスター側のアンテナ信号線の抜けや切断等の場合であっても、最適なブランチをマスターブランチに切替えることが可能となり、マスターおよびスレーブ間のタイミングを合わせることが可能となる。
【発明の効果】
【００４６】
本発明はダイバーシティ型受信装置の受信性能維持に関するものとして有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
本発明の実施の形態に係るダイバーシティ受信方法を図面を用いて説明する。
【００４８】
（実施の形態１）
まず、本発明のダイバーシティ受信方法を具現化する受信装置の構成の一例を説明する。
【００４９】
図１は、本発明の実施の一例の構成を示すブロック図である。
【００５０】
図１において、アンテナ部１０１ａは、放送局から送信される放送電波を電気信号に変換し出力する。チューナ部１０２ａは、アンテナ部１０１ａより得られた信号から、特定の周波数帯域の信号を抽出し、ベースバンドもしくは一定の周波数帯域の信号へと変換する。また、チューナ部１０２ａは、受信信号の平均電力情報および電力の変動量を示す電力変動情報を出力する。
【００５１】
Ａ／Ｄ変換部１０３ａは、チューナ部から得られたアナログ信号をデジタル信号へと変換する。
【００５２】
直交検波部１０４ａは、ＯＦＤＭ信号の検波を行い、送信信号と復調部１０６ａの持つ周波数基準信号との周波数誤差を算出して補正し、ＯＦＤＭ信号の伝送モードやガードインターバル期間の長さを判定する。そして、ＯＦＤＭ信号から有効シンボル期間の信号を抽出し出力する。さらに、同期確立を示す信号を出力する。
【００５３】
ＯＦＤＭ信号は、ガードインターバル期間の信号と有効シンボル期間の信号から構成される。ガードインターバル期間の信号は、有効シンボル期間の後部の信号をそのまま有効シンボル期間の前方にあるガードインターバル期間に付加したものである。つまり、ガードインターバル期間の信号は、ＯＦＤＭ信号の一部をコピーしたものなので、ＯＦＤＭシンボル期間（有効シンボル期間＋ガードインターバル期間）には、同一の信号が繰り返し含まれる箇所が存在する。ＯＦＤＭ信号の時間方向の相関値を算出すると、伝送モードとガードインターバル期間に応じたところに高い相関を示すため、伝送モードとガード長が判定できる。
【００５４】
直交検波部１０４ａでは、有効シンボル期間に相当する信号だけを抽出し後段のＦＦＴ演算部１０５ａへと送る。この場合、伝送モードとガード長の判定ができたら、同期が確立したと判断し、同期確立を示す信号を後段に伝える。
【００５５】
ＦＦＴ演算部１０５ａは、直交検波部１０４ａから得られたＯＦＤＭシンボル期間の時間領域の信号をＦＦＴ演算処理し周波数領域の信号へと変換する。また、ＦＦＴ演算結果が何番目のＯＦＤＭキャリアに相当するのかを後段の処理を行う際に判別できるように、タイミング信号を出力する。
【００５６】
復調部１０６ａは、ＯＦＤＭ信号に挿入されたＴＭＣＣ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  ａｎｄ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ  Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）信号を復調し、ＯＦＤＭ信号の各種パラメータ情報を入手する。この伝送パラメータの情報には、伝送モードやキャリア変調方式、符号化率、階層情報、インターリーブ長などの情報が含まれる。
【００５７】
さらに、復調部１０６ａは、ＯＦＤＭ信号に周波数および時間方向に一定間隔で配置されているパイロット信号を抽出する。復調部１０６ａは、抽出したパイロット信号を基準値（既知の振幅と位相）と比較し、振幅と位相の変化からパイロット信号の存在したキャリアの伝送路特性（振幅と位相のずれの程度）を算出する。次に、前記パイロット抽出部で算出したパイロット信号の存在したキャリアの伝送路特性を時間方向および周波数方向に補間し、全てのＯＦＤＭキャリアの伝送路特性の推定値を算出し出力する。補間にはパイロットキャリアの伝送路特性を用い、パイロットキャリア間に存在するデータキャリアの数に応じて順次増加または順次減少するよう、あるいは平均値で統一すること等により補間を行なう。そして、ＦＦＴ演算部１０５ａより入手した信号を、伝送路特性の推定値で除算し、除算結果に基づく複素信号を算出し、タイミング調整部１０８に出力する。
【００５８】
また、復調部１０６ａは、パイロット信号より推定した伝送路特性を用いて算出した各ＯＦＤＭキャリアの電力量を示す電力情報や各ＯＦＤＭキャリアの振幅量を示す振幅情報をタイミング調整部１０８に出力する。また、復調部１０６ａは、受信信号に含まれる平均ノイズ量を算出し、出力する。平均ノイズ量は、受信信号点（除算後の複素信号）とマッピング点の間の距離の二乗値の平均値から算出できる。
【００５９】
１０１ｂから１０６ｂまでの構成についても、個々の説明は上記１０１ａから１０６ａまでと同一となるため省略する。
【００６０】
マスターブランチ決定部１０７は、直交検波部１０４ａ、１０４ｂから入力した同期確立を示す信号やチューナ部１０２ａ、１０２ｂから入手した平均電力情報、電力変動情報を用いて最適なマスターブランチを決定し、マスターブランチとすべきブランチを示す信号をタイミング調整部１０８に伝える。
【００６１】
マスターブランチ決定部１０７によるマスターブランチとすべきブランチの決定動作については、後述する。
【００６２】
タイミング調整部１０８は、マスターブランチ決定部１０７が決定したマスターブランチの復調部１０６ａ（または１０６ｂ）から入力した複素信号を一旦バッファし、受信信号間のタイミングずれを考慮した遅延を与える。遅延としては、ガードインターバル期間分の遅延時間、ＯＦＤＭシンボル期間分の遅延時間などの期間が考えられる。また、スレーブブランチから入力した複素信号もバッファし、マスターブランチの信号のタイミングに合わせて取り出す。
【００６３】
タイミング調整部１０８は、ＦＦＴ演算部１０５ａ（または１０５ｂ）から入手したタイミング信号に基づき、マスターブランチとスレーブブランチそれぞれのタイミング信号のずれから、両信号のタイミングずれを検出する。
【００６４】
なお、遅延時間をＯＦＤＭシンボル期間のように長くする場合、前後順の異なるＯＦＤＭ信号どうしを合成してしまうことを防止するために、タイミング信号の他に、シンボル番号を表す信号を別途入手する必要がある。もちろん、遅延時間をガードインターバル期間と同程度とする場合にも、シンボル番号を比較しておいてもよい。遅延時間をガードインターバル期間と同程度とするのは、直交検波部１０４ａ（または１０４ｂ）において、ＯＦＤＭ信号の抽出期間のずれの最大値がガードインターバル期間程度と仮定しているためである。シンボル番号まで考慮して信号を合成しておけば、何らかの原因で想定以上のタイミングのずれが発生しても、異なるシンボルに含まれる信号を合成することを防止できる。
【００６５】
タイミング調整部１０８は、このようにタイミング調整後の複素信号を合成部１０９に対して出力する。なお、マスターブランチおよびスレーブブランチから入力した複素信号を一時的に記憶しておくためのメモリ部を別途設け、これを利用することでタイミングの調整を行なうことも可能である。
【００６６】
合成部１０９は、タイミング調整部１０８からタイミング調整後の複素信号および電力情報や振幅情報を入手する。そして、復調部１０６ａ、１０６ｂから得られた複素信号の合成を行なう。合成時には、復調部１０６ａ、１０６ｂで算出した受信信号が送信されたキャリアの電力情報や振幅情報をもとに、重み付け処理を行い信号を加算する。電力情報や振幅情報は量子化された値としてもよい。
【００６７】
合成部１０９は、後段のデインタリーブ部１１１に対して、合成後の受信信号点の複素情報と、信頼性情報を出力する。信頼性情報としては、合成に用いた信号の電力情報の中で最大の値などを出力する。
【００６８】
伝送パラメータ記憶部１１０は、各ブランチの直交検波部１０４ａ、１０４ｂより同期確立を示す信号を入力するとともに、各ブランチの復調部１０６ａ、１０６ｂから伝送パラメータを示す信号を入力する。そして、伝送パラメータ記憶部１１０は、マスターブランチ、スレーブブランチを問わず、同期が確立しているブランチから得られた伝送パラメータ情報を後段ブロック（デインタリーブ部１１１、デマッピング部１１２、ビットデインタリーブ部１１３、誤り訂正部１１４）に出力する。このように、伝送パラメータ記憶部１１０が、マスターブランチ、スレーブブランチを問わず、後段ブロックに伝送パラメータを伝えることで、マスタブランチを切替えた場合であっても、合成された複素信号を復号することが可能となる。
【００６９】
この場合、シンボル番号以外の伝送パラメータは頻繁に変わるわけでは無いので、選局後に得られたパラメータを保持するようにしてもよい。また、パラメータの変更を定期的にチェックし、変更があればこれを更新するようにしてもよい。
【００７０】
なお、伝送パラメータ記憶部１１０は、各ブランチの直交検波部１０４ａ、１０４ｂより同期確立を示す信号を入力する代わりに、復調部１０６ａ（または１０６ｂ）より、ＴＭＣＣ信号が復号できたことを示す信号を入手し、ＴＭＣＣ信号が復号できているブランチから得られた伝送パラメータ情報を後段ブロックに出力してもよい。
【００７１】
また、伝送パラメータの情報を後段ブロック（デインタリーブ部１１１、デマッピング部１１２、ビットデインタリーブ部１１３、誤り訂正部１１４）に伝達する方法として、別途信号線を設けずデータ信号線の中に多重することも可能である。これは、ＦＦＴ演算部１０５ａ、１０５ｂの出力信号数がＦＦＴ演算のポイント数分となるのに対して、ＯＦＤＭキャリアの総数はＦＦＴ演算のポイント数よりも少ないため、データに無効期間が発生するためである。例えば、伝送パラメータがモード３の場合には、ＦＦＴポイント数が８１９２ポイントに対し、ＯＦＤＭキャリア総数は５７１７本であり、２４７５（８１９２−５７１７）個のデータは、後段で必要としないデータである。ＦＦＴ演算部から８１９２個のデータが順に出力されるような構成の場合には、データの無効期間の一部を、伝送パラメータと置き換え、後段ブロックで抽出することが可能である。
【００７２】
デインタリーブ部１１１は、合成部１０９より得られた合成後の受信信号点の複素信号を、周波数及び時間方向に並び替えを行う。並び替えの方法は、あらかじめ規定されており、送信側で施した並び替えを元に戻す。デインタリーブ部１１１は、階層ごとのインターリーブ長とセグメント数の情報、部分受信階層の有無の情報を伝送パラメータ記憶部１１０から入手し、階層ごとの時間インターリーブの長さのパラメータに応じてデータの並び替えを行う。
【００７３】
デマッピング部１１２は、デインタリーブ部１１１より得られた受信信号点の情報をもとに信号の持つビットデータを復元する。復調は、伝送パラメータ記憶部１１０が出力する伝送パラメータから階層ごとのセグメント数、キャリア変調方式を知ることで行なう。ビットデータの復元は、受信信号点から最も近いマッピング点に割り当てられた符号列が送信符号列であったと仮定して行なう。例えば受信信号が１６ＱＡＭ変調でキャリア変調された場合には、図２に示すような規則に従いビットデータの復元を行う。この際、ビット毎に、受信信号点に対し送信符号点が０であるマッピング点と、送信符号点が１であるマッピング点との最短距離を算出し、距離に応じて求まる値を尤度（０らしさ、１らしさ）として後段の誤り訂正部に伝達する（「軟判定」と呼ばれる。）。
【００７４】
尤度を算出する場合には、合成部１０９よりデインタリーブ部１１１を経て入手した信頼性情報を用いて、上記尤度を補正する。合成部１０９にて信頼性が低いと判断された場合には、尤度を０（０らしさと１らしさが等しい）へと補正する。一方、信頼性が高いと判断した場合には、算出した尤度をそのまま補正せずに出力する。もしくは、合成部１０９から得られるキャリアの電力情報や振幅情報である信頼性値を、先に求めた尤度に乗じて出力する。
【００７５】
以上のように、デマッピング部１１２は、合成部１０９より得られた受信点の情報から求めたビットデータ列と、ビット毎の尤度を算出し出力する。
【００７６】
次に、ビットデインタリーブ部１１３は、デマッピング部１１２の出力の並び替えを行う。並び替えの方法は、あらかじめ規定されており、送信側で施した並び替えを元に戻す方法である。
【００７７】
誤り訂正部１１４は、伝送パラメータ記憶部１１０から入手したセグメント数、キャリア変調方式に関する情報、誤り訂正符号化率の情報に基づき、ビットデインタリーブ部１１３より入手したビットデータ列と、各ビットデータの尤度の情報を用いて誤り訂正を行う。この際、「ビタビ復号」と呼ばれる誤り訂正方法が用いられることが多く、さらに「リードソロモン訂正符号」を組み合わせることが多いが、これに限られるものではなく、前述の尤度を用いた誤り訂正であればどのような方法であってもよい。
【００７８】
以上、本発明の実施の形態１におけるダイバーシティ受信装置の構成を説明した。
【００７９】
次に、このダイバーシティ受信装置がマスターブランチを決定する際の動作を図３のフローチャートを用いて説明する。
【００８０】
まず、本発明に係るダイバーシティ受信装置の電源投入または選局がされると（ステップＳ００１）、マスターブランチ決定部１０７は直交検波部１０４ａ、１０４ｂから入力した同期確立を示す信号を用いてマスターブランチを決定する（ステップＳ００２）。具体的には、各ブランチの直交検波部１０４ａ、１０４ｂから入力する同期確立を示す信号の入力時期を比較し、電源投入または選局後最初に同期確立を示す信号を入力したブランチをマスターブランチとして決定する。
【００８１】
他にも、マスターブランチ決定部１０７は、チューナ部１０２ａ、１０２ｂから入力した受信信号の平均電力情報および電力の変動量を示す電力変動情報を用いてマスターブランチを決定することが可能である。受信信号の平均電力が最も強いブランチをマスターブランチとして決定したり、受信信号の電力変動が最も少なく、安定した受信が行なわれているブランチをマスターブランチとして決定したりすることで、受信状態が最もよいと推定されるブランチをマスターブランチとして決定する。そして、マスターブランチとして決定した信号を基準として、後のタイミング調整部１０８によりタイミング調整を行なうことが可能となる。
【００８２】
さらに、マスターブランチ決定部１０７は、復調部１０６ａ、１０６ｂから出力した平均ノイズ量を示すデータを受信し、平均ノイズ量が最も少ないブランチを判別してこれをマスターブランチに決定することも可能である。
【００８３】
さらに、複数の指向特性を持つアンテナを組み合わせたダイバーシティ受信装置の場合、送信局方向に指向特性を持つアンテナが接続されているブランチをマスターブランチとして決定することが可能である。ただし、この場合、どのアンテナが送信局方向を向いているかの判別を行なうために、ダイバーシティ受信機と送信局の位置関係を算出可能なＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）、ダイバーシティ受信機の向きを検出可能なジャイロセンサーなどを組み合わせ、これらからの位置および向き情報を本発明に係るダイバーシティ受信装置のマスターブランチ決定部１０７に入力する必要がある。例えば、カーナビゲーションシステムに利用されるダイバーシティ受信機の場合、送信局の位置、方向はカーナビゲーションシステムが備えるＧＰＳおよびセンサーにより把握可能であるため、これら情報をカーナビゲーションシステムから本発明に係るダイバーシティ受信装置のマスターブランチ決定部１０７に入力することで送信局方向に指向特性を持つアンテナを判別し、マスターブランチを決定することが可能となる。ＧＰＳを備えたカーナビゲーションシステムや携帯電話、モバイルコンピューターなどの場合、車や人の向きに合わせてダイバーシティ受信装置の向きも頻繁に変わるため、過去のダイバーシティ受信装置の向きに関する情報を記憶部に蓄積しておいて、この平均値から過去一定期間にもっとも長く向いていた方向を算出することでマスターブランチを決定してもよい。
【００８４】
他にも、カーナビゲーションシステムや携帯電話、モバイルコンピューターなどと組み合わせることで、他の態様によりマスターブランチを決定できる。例えば、これらが備えるメモリやＨＤＤ内に前回通過時に受信していたマスターブランチや受信信号の平均電力がもっとも強かったブランチ、受信信号の電力変動が最も少なかったブランチがどれであったかを記憶させ、次回同一地点を通過する場合にこの情報を本発明に係るダイバーシティ受信装置のマスターブランチ決定部１０７に出力し、マスターブランチ決定部１０７はこれをマスターブランチとして決定するようにしてもよい。この場合、別途これら情報を記憶したＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ、ＳＤメモリカード等の記録媒体からマスターブランチを決定するようにしてもよい。
【００８５】
さらに、双方向通信が可能な通信部を備えたカーナビゲーションシステムや携帯電話、モバイルコンピューターなどと組合せて、ダイバーシティ受信装置の存在地点とマスターブランチとすべきブランチの関係をカーナビゲーションシステム等と通信可能なサーバーに蓄積し、この情報を用いてマスターブランチを決定するようにしてもよい。この場合、本発明に係るダイバーシティ受信装置のマスターブランチ決定部１０７からカーナビゲーションシステム等を経由して常に、または一定期間ごとに最新情報がアップロードされ、後に同一地点を通過するカーナビゲーションシステム等は最新の情報に基づいたマスターブランチを決定することが可能になる。
【００８６】
マスターブランチ決定部１０７はこのように決定したマスターブランチを示す信号をタイミング調整部１０８に伝え、タイミング調整部１０８は、マスターブランチを示す信号に従ってマスターブランチの復調部１０６ａ(または１０６ｂ)から入力した複素信号を一旦バッファし、スレーブブランチの復調部１０６ｂ（または１０６ａ）から入力した複素信号とタイミングに合わせて取り出し、合成部１０９に出力する。
【００８７】
このように決定したマスターブランチであるが、特にカーナビゲーションシステムや携帯電話、モバイルコンピューターなどの場合、送信アンテナに対してダイバーシティ受信装置に備えたアンテナの向きも頻繁に変わるため、各ブランチの受信状況も一定ではない。マスターブランチの受信状況悪化にともない、タイミング調整部１０８にて基準タイミングとしている、マスターブランチから得られるタイミング信号が入手できなくなる結果、合成のタイミングにずれが生じてしまう可能性がある。また、マスターブランチのアンテナ配線が腐食や事故等により断線する可能性もある。このような場合を想定し、マスターブランチ決定部１０７はマスターブランチ決定後、マスターブランチの次候補を決定しておく（ステップＳ００３）。
【００８８】
次候補となるマスターブランチの決定についても、上述のマスターブランチの決定動作と同様に行なわれ、次候補として探索されたマスターブランチを示す信号はマスターブランチ決定部１０７の内部または外部に備えたバッファ部またはメモリ部に格納される。
【００８９】
当初決定されたマスターブランチにより放送電波を受信中に上記原因に基づく同期ずれが発生すると（ステップＳ００４）、マスターブランチ決定部１０７はマスターブランチの次候補として決定したブランチを示す信号をタイミング調整部１０８に伝える。タイミング調整部１０８は、これに従って次候補となるマスターブランチの復調部１０６ｂ（または１０６ａ）から入力した複素信号を一旦バッファし、スレーブブランチの復調部１０６ａ（または１０６ｂ）から入力した複素信号とタイミングに合わせて取り出し、合成部１０９に出力する。
【００９０】
カーナビゲーションシステムや携帯電話を使用中に車や人がトンネル内に入ったような場合、一定期間に渡って放送電波を受信することが不可能になる。このような場合、前述のように次候補となるマスターブランチを決定していても、次候補となるマスターブランチ自身も放送電波を受信できない可能性がある。このような場合、マスターブランチ決定部１０７は動作中のブランチを探索し（ステップＳ００５）、動作中のブランチの中からマスターブランチを決定する（ステップＳ００６）。動作中のブランチが発見できない場合はマスターブランチ決定部１０７は再度次候補を決定し、決定した次候補のマスターブランチを示す信号をタイミング調整部１０８に出力、タイミング調整部１０８はマスターブランチが放送電波の受信を回復するのを待機する（ステップＳ００７）。
【００９１】
ステップＳ００５において動作中のブランチが発見されなかった場合、マスターブランチ決定部１０７は、過去の受信状況から、もっとも遅くまで（受信中断の直前まで）同期が確立していたブランチをマスターブランチとして決定する。これにより受信回復時にもっとも受信状態がよいと予測されるブランチをマスターブランチとして準備しておくことが可能となる。また、過去の受信状況から、ブランチ間の過去の一定期間内での平均受信電力量や受信電力の変動量を比較し、もっとも平均受信電力量が大きかったブランチや受信電力の変動量がもっとも少なかったものを選択し、マスターブランチに決定してもよい。なお、過去の同期確立の状況等からマスターブランチを決定するため、マスターブランチ決定部１０７は内部または外部に過去の同期確立の状況等を記憶するためのバッファ部またはメモリ部を備えておくことが必要である。
【００９２】
なお、特に移動中の放送電波は受信状況が逐一変化するため、マスターブランチ決定部１０７は定期的に次候補を決定し、マスターブランチを示す信号を定期的にタイミング調整部１０８に出力、タイミング調整部１０８はこれに応じて定期的にマスターブランチを切り換えてブランチ間のタイミングを調整するようにしてもよい。これにより、受信電波状況に応じたきめ細やかなマスターブランチの切替が実現される。この場合、カーナビゲーションシステムや携帯電話、モバイルコンピューターなど、ダイバーシティ受信装置の種類に応じてマスターブランチを切替えるタイミングを自由に決定すればよい。
【００９３】
以上のように、本発明のダイバーシティ受信装置によれば、マスターブランチの受信状態悪化やマスター側のアンテナ信号線の抜けや切断等の場合であっても、最適なブランチをマスターブランチに切替えることが可能となり、マスターおよびスレーブ間のタイミングを合わせることが可能となる。
【００９４】
また、伝送モードやキャリア変調方式、符号化率、階層情報、インターリーブ長などの情報を含む伝送パラメータは、伝送パラメータ記憶部１１０がマスターブランチ、スレーブブランチを問わず、同期が確立しているブランチの復調部１０６ａ（または１０６ｂ）から入手してデインタリーブ部１１１、デマッピング部１１２、ビットデインタリーブ部１１３、誤り訂正部１１４に出力する。これにより、受信状況悪化等に伴い、マスターブランチを切替える場合であってもマスターブランチ、スレーブブランチを問わず、デインタリーブ部１１１等に対して復調に用いるパラメータを伝えることが可能となる。
【００９５】
以上、本実施の形態１では、図１を用いて２ブランチのダイバーシティ受信装置について説明したが、アンテナは２本に限定されるものではなく、３ブランチ、４ブランチ等、何本のアンテナを備えていてもよい。
【００９６】
また、本発明は伝送方式に限定されるものではなく、ＯＦＤＭとのマルチキャリア伝送方式やＶＳＢ（ＶＥＳＴＩＧＩＡＬ  ＳＩＤＥ  ＢＡＮＤ）などのシングルキャリアによる伝送であっても構わない。さらに、デジタル変調方式についても限定されず、８ＱＡＭ、１６ＱＡＭ、３２ＱＡＭ、６４ＱＡＭ、２５６ＱＡＭ、ＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）など、どのような方式であってもよい。
【００９７】
以上、実施の形態１において、本発明にかかるダイバーシティ受信装置および受信方法を説明したが、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）やテレビ、ビデオ、その他ＳＴＢ（Ｓｅｔ−ｔｏｐ  Ｂｏｘ）等のアンテナを内蔵する、もしくはアンテナと接続された受信装置にこれらの受信方法をソフトウェアとして組み込み、これをＰＣ等に備わるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）に処理・実行させることで、選択や合成を行なうダイバーシティ受信を実現することが可能となる。
【００９８】
また、実施の形態１の受信方法を上記ＰＣ等に備わるＣＰＵで処理・実行させるために、これらの方法をＣＰＵで処理可能な手順としてプログラムまたはプログラムに準ずるデータとしてＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に格納することも可能である。これにより、読取装置を備えたＰＣ等で上述の方法を実現することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
本発明はダイバーシティ型受信装置の受信性能維持に関するものとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】本発明の実施の形態１におけるダイバーシティ型受信装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態１におけるビットデータの復元方法を示した図
【図３】本発明の実施の形態１におけるマスターブランチの切替動作を説明したフローチャート
【図４】従来のダイバーシティ型受信装置の構成を示したブロック図
【図５】従来のＯＦＤＭシンボル期間の構成を示した図
【図６】従来の直交検波部が有効シンボル期間のＯＦＤＭ信号を抽出することを示した説明図
【符号の説明】
【０１０１】
１０１ａ，１０１ｂ    アンテナ部
１０２ａ，１０２ｂ    チューナ部
１０３ａ，１０３ｂ    Ａ／Ｄ変換部
１０４ａ，１０４ｂ    直交検波部
１０５ａ，１０５ｂ    ＦＦＴ演算部
１０６ａ，１０６ｂ    復調部
１０７    マスターブランチ決定部
１０８    タイミング調整部
１０９    合成部
１１０    伝送パラメータ記憶部
１１１    デインタリーブ部
１１２    デマッピング部
１１３    ビットデインタリーブ部
１１４    誤り訂正部
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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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【国際調査報告】
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2006011424.tif 000015
2006011424.tif 000016
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