(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
周波数選択性フェージングを補償する波形等化器と、
周波数選択性フェージングが存在しないときに用いる検波器と、
切替え制御信号を受けて受信信号を前記波形等化器と前記検波器とに切替えて出力する切替えスイッチと、
伝搬路プロファイルを獲得する獲得手段と、
前記獲得手段で獲得された伝搬路プロファイルの状態を視認可能に表示する表示手段と、
前記波形等化器と前記検波器の何れを動作状態にするかの設定を手動で行うための選択スイッチと、
前記選択スイッチの設定内容に基づき前記切替え制御信号を発生する切替え制御手段とを備え、
周波数選択性フェージングが存在することが既知である地域では常に前記波形等化器を使用し、周波数選択性フェージングが存在しないことが既知である地域では常に前記波形等化器を使用しないように前記選択スイッチを設定できることを特徴とする受信装置。
【請求項２】
前記獲得手段は、受信信号と既知信号の相関算出を行う相関器であることを特徴とする請求項１に記載の受信装置。
【請求項３】
前記獲得手段は、予め地理的な位置と関係する伝搬路プロファイルが格納されたメモリと、現在位置情報を取得するＧＰＳ受信機と、前記ＧＰＳ受信機が取得した現在位置情報に基づき前記メモリから対応する伝搬路プロファイルを読出す手段とを有していることを特徴とする請求項１に記載の受信装置。
【請求項４】
前記選択スイッチは、さらに、前記獲得手段で獲得された伝搬路プロファイルに基づき前記切替え制御手段が自動的に前記波形等化器と前記検波器の何れかを動作状態にする設定を行うためのものであることを特徴とする請求項１に記載の受信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタル移動無線通信システムの受信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
波形等化器は、周波数選択性フェージングに起因する受信性能の劣化を小さくするために用いられる。周波数選択性フェージングが存在しない場合には波形等化器は不要であり、通常の同期検波器や遅延検波器を用いる方が受信性能が安定する。この性質を利用した受信装置が、従来から検討されている（例えば、特開平９−１８１６５９号公報（ディジタル復調器））。
【０００３】
図４は、従来の受信装置の一例を示すブロック図である。図４に示す受信装置は、上記公報に記載されているもので、伝搬路プロファイルの推定結果に基づき、波形等化器と遅延検波器の何れを動作させるかを自動的に決定するように構成されている。以下、概要を説明する。
【０００４】
図４において、サンプリング処理部４０１では、伝搬路からの受信信号がサンプリングされる。それらのサンプル値系列は、入力バッファ４０２を介して、遅延量推定部４０３及びスイッチ４０４ａに入力される。遅延量推定部４０３では、入力されたサンプル値系列から、伝搬路プロファイルが推定され、推定された伝搬路プロファイルが選択制御部４０５に入力される。選択制御部４０５では、入力された伝搬路プロファイルから受信信号の遅延広がりが推定され、その遅延広がりの推定値と切替え閾値θとの大小比較が行われ、その比較結果が切替え制御信号としてスイッチ４０４ａ及びスイッチ４０４ｂに入力される。
【０００５】
即ち、選択制御部４０５は、遅延広がりの推定値が切替え閾値θ以下ならば、スイッチ４０４ａ及びスイッチ４０４ｂに対し、遅延検波器４０６の使用を指示する切替え制御信号を与える。その結果、入力バッファ４０２に一時保存されたサンプル値系列がスイッチ４０４ａを介して遅延検波器４０６に入力され、遅延検波が行われ、スイッチ４０４ｂを介して復調データが得られる。一方、選択制御部４０５は、遅延広がりの推定値が切替え閾値θよりも大きいならば、スイッチ４０４ａ及びスイッチ４０４ｂに対し、波形等化器４０７の使用を指示する切替え制御信号を与える。その結果、入力バッファ４０２に一時保存されたサンプル値系列がスイッチ４０４ａを介して波形等化器４０７に入力され、受信信号が波形等化され、スイッチ４０４ｂを介して復調データが得られる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、搬送波対雑音電力比（ＣＮＲ）が小さい場合や、レイリーフェージングによる信号レベルの落ち込みが大きい場合、あるいは受信信号の帯域が小さい場合には、伝搬路プロファイルの推定精度が低下する。したがって、上記従来例のように、伝搬路プロファイルの推定結果に基づき、波形等化器と遅延検波器の何れを動作させるかを自動的に決定する方式では、伝搬路プロファイルの推定が正確に行われない場合があり、波形等化器と遅延検波器の選択が誤選択となってしまうことがある。例えば、周波数選択性フェージングがあるにも拘わらず波形等化器が動作しなかったり、逆に周波数選択性フェージングがないにも拘わらず波形等化器が動作したりして、動作が不安定となり、受信性能の劣化につながることがある。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、周波数選択性フェージングが存在するか否かに拘わらず、常に良好な受信性能が得られるデジタル移動無線通信システムの受信装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明による受信装置は、周波数選択性フェージングを補償する波形等化器と、周波数選択性フェージングが存在しないときに用いる検波器と、切替え制御信号を受けて受信信号を前記波形等化器と前記検波器とに切替えて出力する切替えスイッチと、伝搬路プロファイルを獲得する獲得手段と、前記獲得手段で獲得された伝搬路プロファイルの状態を視認可能に表示する表示手段と、前記波形等化器と前記検波器の何れを動作状態にするかの設定を手動で行うための選択スイッチと、前記選択スイッチの設定内容に基づき前記切替え制御信号を発生する切替え制御手段とを備え、周波数選択性フェージングが存在することが既知である地域では常に前記波形等化器を使用し、周波数選択性フェージングが存在しないことが既知である地域では常に前記波形等化器を使用しないように前記選択スイッチを設定できることを特徴とする。この構成によれば、切替え制御手段は、選択スイッチの設定内容に従って切替えスイッチを切替え制御し、波形等化器と検波器の何れかを動作状態にする。したがって、選択スイッチにより、周波数選択性フェージングが存在することが既知である地域で受信装置を使用する場合には常に波形等化器を使用し、そうでない地域で受信装置を使用する場合には常に波形等化器を使用しないようにユーザが手動で直接設定することで、自動的に設定する方法における不安定要素を排除できるので、受信装置は安定に動作し、受信性能が向上する。また、波形等化器を使用する必要のない地域で受信装置を使用する場合には、波形等化器を使用しない設定にすることで、受信装置の消費電流も大幅に削減される。さらに、表示手段には獲得された伝搬路プロファイルの状態がユーザに目に見える形で表示されるので、ユーザはその表示を参考にして波形等化器を使用するか否かを設定できる。したがって、周波数選択性フェージングが存在するか否か不明の地域で受信装置を使用するときなどにおいて、その表示を参考にして選択スイッチの設定が適切に行えるので、初めての地域でも支障なく使用することができる。
【０００９】
さらに、本発明による受信装置では、前記獲得手段は、受信信号と既知信号の相関算出を行う相関器で構成することができる。この構成によれば、受信信号と既知信号の相関算出を行うことにより伝搬路プロファイルを獲得するので、伝搬路プロファイルを受信信号の自己相関で推定する方法と比較して、良好な伝搬路プロファイルが得られる。
【００１０】
さらにまた、本発明による受信装置では、前記獲得手段は、予め地理的な位置と関係する伝搬路プロファイルが格納されたメモリと、現在位置情報を取得するＧＰＳ受信機と、前記ＧＰＳ受信機が取得した現在位置情報に基づき前記メモリから対応する伝搬路プロファイルを読出す手段とで構成することができる。この構成によれば、予め地理的な位置と関係する伝搬路プロファイルを用意し、それとＧＰＳ受信機で取得された位置情報とに基づき伝搬路プロファイルを取得するので、より正確な伝搬路プロファイルが得られる。
【００１１】
加えて、本発明による受信装置では、前記選択スイッチは、さらに、前記獲得手段で獲得された伝搬路プロファイルに基づき前記切替え制御手段が自動的に前記波形等化器と前記検波器の何れかを動作状態にする設定を行うことができる。この構成によれば、切替え制御手段に、獲得手段が獲得した伝搬路プロファイルに基づき波形等化器を動作状態にするか否かを判断させ、切替えスイッチを制御させることができるので、選択スイッチにより、波形等化器を使用するか否かを自ら設定できない場合や伝搬路プロファイルの表示が参考にならない場合等においても、支障なく使える受信装置が得られる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
まず、本発明の技術思想を説明する。受信装置で受信する信号のビットレートが数ｋｂｐｓ〜数百ｋｂｐｓ程度と比較的小さい場合においては、周波数選択性フェージングが発生する地理的条件は限られており、盆地や周囲が陸に囲まれた湾、周囲が山に囲まれた湖等、経験上既知であることが多い。このため、上記の盆地、湾、湖等の地理的条件下では、波形等化器を使用するか否かの判定を自動で行う必要はなく、はじめから手動で波形等化器を使用する設定をする方が望ましい。他方、日頃から周波数選択性フェージングが発生しない地域でのみ受信装置を使用するユーザは、はじめから手動で波形等化器を使用しない設定にしておけばよい。そこで、本発明では、受信装置に波形等化器を使用するか否かをユーザが直接設定できる選択スイッチを設け、波形等化器の動作設定が行えるようにした。また、その設定の参考となるように、伝搬路プロファイルの状態を視認可能に表示する手段を備えるようにした。
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る受信装置の構成を示すブロック図である。図１において、この受信装置は、アンテナ１００、ミキサ部１０１、直交復調器１０２、ＡＤ（アナログ／デジタル）変換器１０３、ルートナイキストフィルタ１０４、切替えスイッチ１０５、相関器１０６、切替えスイッチ制御器１０８、波形等化器１１０、検波器１１１及びユーザインタフェース１１２を含んで構成されている。
【００１５】
ここで、相関器１０６は、伝搬路プロファイルを獲得する獲得手段である。ユーザインタフェース１１２には、相関器１０６で獲得された伝搬路プロファイルを表示する伝搬路プロファイル表示器１０７及び波形等化器１１０の動作設定を行うための選択スイッチ１０９が設けられている。
【００１６】
伝搬路プロファイル表示器１０７は、例えばＬＥＤ（発光ダイオード）やＬＣＤ（液晶表示器）で構成できる。ＬＥＤで構成する場合には、遅延波がある場合とない場合とをそれぞれ別個に点灯表示する２個のＬＥＤを設ける。点灯色は、任意であるが、例えば、遅延波がある場合には赤色ＬＥＤを点灯し、遅延波がない場合には緑色ＬＥＤを点灯することでもよい。ＬＣＤで構成する場合には、伝搬路プロファイルの内容そのものを画面に表示することができる。
【００１７】
当該受信装置のユーザは、使用している地域の周波数選択性フェージングに関する知識によりあるいは伝搬路プロファイル表示器１０７の表示を参考にして、選択スイッチ１０９を操作設定することができる。切替えスイッチ制御器１０８は、選択スイッチ１０９の設定内容と相関器１０６で獲得された伝搬路プロファイルとに応じて切替えスイッチ１０５を制御するようになっている。
【００１８】
選択スイッチ１０９は、例えば図２に示すように、（ａ）波形等化器ＯＮ、（ｂ）波形等化器ＯＦＦ、及び（ｃ）波形等化器自動（ＡＵＴＯ）の３つの操作位置を備えている。ここで、（ａ）波形等化器ＯＮは、受信において終始波形等化器１１０を使用する設定である。（ｂ）波形等化器ＯＦＦは、受信において終始検波器１１１を使用する設定である。（ｃ）波形等化器自動は、波形等化器１１０と検波器１１１の切替えを獲得された伝搬路プロファイルに基づき行う設定である。なお、波形等化器１１０に並置される検波器１１１は、変調方式に応じた検波が行えるようになっている。
【００１９】
次に、以上のように構成される実施の形態１に係る受信装置の動作を説明する。当該受信装置のユーザは、使用している地域の周波数選択性フェージングに関する知識を有している場合には、予め選択スイッチ１０９の位置を、波形等化器ＯＮ、波形等化器ＯＦＦ、波形等化器自動の何れかに設定して使用を開始することができる。一方、そのような知識を有していない場合には、例えば、波形等化器自動に設定して、取り敢えず使用を開始し、伝搬路プロファイル表示器１０７の表示を見て選択スイッチ１０９の位置を、波形等化器ＯＮ、波形等化器ＯＦＦ、波形等化器自動の何れかに設定することになる。この選択スイッチ１０９の選択位置の情報は、切替えスイッチ制御器１０８に入力される。
【００２０】
アンテナ１００で受信された受信信号は、ミキサ部１０１に入力され、ダウンコンバートされる。ダウンコンバートされた信号は、直交復調器１０２に入力され、直交復調される。直交復調された信号は、ＡＤ変換器１０３に入力され、デジタル信号へ変換される。このデジタル信号は、ルートナイキストフィルタ１０４によって帯域制限され、切替えスイッチ１０５及び相関器１０６に入力される。
【００２１】
相関器１０６では、入力された信号と既知の信号との相関値が計算される。この相関値が伝搬路プロファイルを表すものとなる。この伝搬路プロファイルは、伝搬路プロファイル表示器１０７及び切替えスイッチ制御器１０８に入力される。これにより、伝搬路プロファイル表示器１０７に、遅延波の受信があるか否かが表示される。即ち、伝搬路プロファイル表示器１０７では、ＬＥＤで構成されている場合には、遅延波があるときには赤色ＬＥＤが点灯され、遅延波がないときには緑色ＬＥＤが点灯されることにより、遅延波の受信有無が表示される。また、伝搬路プロファイル表示器１０７では、ＬＣＤで構成されている場合には、伝搬路プロファイルの内容がそのまま表示され、遅延波の受信有無が表示される。
【００２２】
当該受信装置のユーザは、伝搬路プロファイル表示器１０７の表示を見て使用開始時に設定した選択スイッチ１０９の設定内容を変更することができる。また、使用開始時に設定できなかった場合には、伝搬路プロファイル表示器１０７の表示を参考にして設定することができる。
【００２３】
切替えスイッチ制御器１０８では、相関器１０６からの伝搬路プロファイルと選択スイッチ１０９からの選択位置の情報から、切替えスイッチ１０５を制御する。最終的に波形等化器１１０または検波器１１１の出力データが復調データとして得られるが、波形等化器１１０と検波器１１１は、次のような動作状態に置かれる。
【００２４】
いま、選択スイッチ１０９が波形等化器ＯＮに設定されている場合には、切替えスイッチ制御器１０８は、切替えスイッチ１０５に対し切替え出力端Ａ側を選択する指示を出している。その結果、波形等化器１１０が終始動作する状態となる。また、選択スイッチ１０９が波形等化器ＯＦＦに設定されている時には、切替えスイッチ制御器１０８は、切替えスイッチ１０５に対し切替え出力端Ｂ側を選択する指示を出している。その結果、検波器１１１が終始動作し、変調方式に応じた検波が行われる状態となる。さらに、選択スイッチ１０９が波形等化器自動に設定されている場合には、切替えスイッチ制御器１０８は、相関器１０６からの相関値（伝搬路プロファイル）によって遅延波の受信有無を判断する。その結果、遅延波があると判断した場合には、切替えスイッチ制御器１０８は、切替えスイッチ１０５に対し切替え出力端Ａ側を選択する指示を出し、波形等化器１１０が動作するようにする。一方、遅延波がないと判断した場合には、切替えスイッチ制御器１０８は、切替えスイッチ１０５に対し切替え出力端Ｂ側を選択する指示を出し、検波器１１１が動作するようにする。
【００２５】
このように、本実施の形態１によれば、当該受信装置のユーザは、自らの知識によって、または伝搬路プロファイル表示器１０７の表示を参考にして、周波数選択性フェージングが存在する場合には波形等化器１１０を動作状態に設定し、そうでない場合には検波器１１１を動作状態に設定し、何れか判断できない場合には当該装置の判断により波形等化器１１０と検波器１１１が自動的に切替えられて使用されるようにしている。
【００２６】
したがって、電波伝搬路の状況に応じて、波形等化器１１０と検波器１１１の使い分けが適切に実行されるので、周波数選択性フェージングの存在有無とは無関係に常に良好な受信特性が得られるようになる。換言すれば、ユーザが、選択スイッチ１０９によって、周波数選択性フェージングが存在することが既知である地域では常に波形等化器１１０を使用し、そうでない地域では常に波形等化器１１０を使用しないように設定できるので、常に自動的に装置側で設定する方法における不安定要素を排除できる。したがって、受信装置は安定に動作し、受信性能が向上する。
【００２７】
また、波形等化器１１０を使用する必要のない地域で受信装置を使用する場合には、波形等化器１１０を使用しない設定にしておくことで、受信装置の消費電流も大幅に削減される。また、当該受信装置のユーザは、初めて使用する地域で周波数選択性フェージングの有無を知らない場合でも伝搬路プロファイル表示器１０７の表示を参考にして、選択スイッチ１０９を適切に設定できる。さらに、波形等化器１１０を使用するか否かを自らで決定できない場合や伝搬路プロファイル表示器１０７の表示が参考にならない場合には、選択スイッチ１０９により当該装置の判断に委ねる設定が行えるので、波形等化器１１０を使えばいいか判断に困る場合においても、支障なく使える受信装置が得られる。加えて、伝搬路プロファイルを獲得する獲得手段として、受信信号と既知信号の相関を算出する相関器１０６を用いるので、伝搬路プロファイルを受信信号の自己相関で推定する方法と比較して、伝搬路プロファイルの表示が良好になるという利点もある。
【００２８】
（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２に係る受信装置の構成を示すブロック図である。図３に示すように、本実施の形態２では、相関器１０６に替えて、ＧＰＳ（Global Positioning System）受信機３０６と伝搬路プロファイル検索器３０７とメモリ３０８とが設けられている。その他は、符号は異なるが、図１に示した構成と同様である。
【００２９】
ＧＰＳ受信機３０６では、図示しないＧＰＳ衛星からの電波の到来時刻情報から、当該受信装置の現在位置情報が算出される。メモリ３０８には、予め地理的な位置と伝搬路プロファイルとの関係を示すテーブルが格納されている。伝搬路プロファイル検索器３０７では、ＧＰＳ受信機３０６で算出された位置情報に基づきメモリ３０８が検索され、該当する伝搬路プロファイルが読み出され、伝搬路プロファイル表示器３０９と切替えスイッチ制御器３１０に入力される。
【００３０】
実施の形態２においても、ユーザインタフェース３１４が備える選択スイッチ３１１は、図２のようなものであり、その設定位置には、波形等化器ＯＮ、波形等化器ＯＦＦ、及び波形等化器自動の３つがある。また、伝搬路プロファイル表示器３０９も実施の形態１における伝搬路プロファイル表示器１０７と同様の構成である。
【００３１】
次に、以上のように構成される実施の形態２に係る受信装置の動作を説明する。当該受信装置のユーザは、使用している地域の周波数選択性フェージングに関する知識を有している場合には、予め選択スイッチ３１１の位置を、波形等化器ＯＮ、波形等化器ＯＦＦ、波形等化器自動の何れかに設定して使用を開始することができる。一方、そのような知識を有していない場合には、例えば、波形等化器自動に設定して、取り敢えず使用を開始し、伝搬路プロファイル表示器３０９の表示を見て選択スイッチ３１１の位置を、波形等化器ＯＮ、波形等化器ＯＦＦ、波形等化器自動の何れかに設定することになる。この選択スイッチ３１１の選択位置の情報は、切替えスイッチ制御器３１０に入力される。
【００３２】
アンテナ３００で受信された受信信号は、ミキサ部３０１に入力され、ダウンコンバートされる。ダウンコンバートされた信号は、直交復調器３０２に入力され、直交復調される。直交復調された信号は、ＡＤ変換器３０３にてデジタル信号へ変換される。このデジタル信号は、ルートナイキストフィルタ３０４によって帯域制限され、切替えスイッチ３０５に入力される。
【００３３】
一方、ＧＰＳアンテナ３１５で受信されたＧＰＳ電波は、ＧＰＳ受信機３０６に入力される。ＧＰＳ受信機３０６では、入力された電波の到来時刻情報を基に、受信装置の現在位置情報が算出される。算出された現在位置情報は、伝搬路プロファイル検索器３０７に入力される。
【００３４】
伝搬路プロファイル検索器３０７では、受信装置の現在位置情報に基づき、予めメモリ３０８に蓄えられた伝搬路プロファイル情報の中から、現在地における伝搬路プロファイルを得る。得られた伝搬路プロファイルは、伝搬路プロファイル表示器３０９及び切替えスイッチ制御器３１０に入力される。これにより、伝搬路プロファイル表示器３０９に、実施の形態１と同様に遅延波の受信があるか否かが表示される。当該受信装置のユーザは、伝搬路プロファイル表示器３０９の表示を見て使用開始時に設定した選択スイッチ３１１の設定内容を変更することができる。また、使用開始時に設定できなかった場合には、伝搬路プロファイル表示器３０９の表示を参考にして設定することができる。
【００３５】
切替えスイッチ制御器３１０では、伝搬路プロファイル検索器３０７からの伝搬路プロファイルと選択スイッチ３１１からの選択位置の情報から、切替えスイッチ３０５を制御する。最終的に波形等化器３１２または検波器３１３の出力データが復調データとして得られるが、波形等化器３１２と検波器３１３は、次のような動作状態に置かれる。
【００３６】
いま、選択スイッチ３１１が波形等化器ＯＮに設定されている場合には、切替えスイッチ制御器３１０は、切替えスイッチ３０５に対し切替え出力端Ａ側を選択する指示を出している。その結果、波形等化器３１２が終始動作する状態となる。また、選択スイッチ３１１が波形等化器ＯＦＦに設定されている場合には、切替えスイッチ制御器３１０は、切替えスイッチ３０５に対し切替え出力端Ｂ側を選択する指示を出している。その結果、検波器３１３が終始動作し、変調方式に応じた検波が行われる状態となる。さらに、選択スイッチ３１１が波形等化器自動に設定されている場合には、切替えスイッチ制御器３１０は、伝搬路プロファイル検索器３０７からの伝搬路プロファイルによって遅延波の受信有無を判断する。その結果、遅延波があると判断した場合には、切替えスイッチ制御器３１０は、切替えスイッチ３０５に対し切替え出力端Ａ側を選択する指示を出し、波形等化器３１２が動作するようにする。一方、遅延波がないと判断した場合には、切替えスイッチ制御器３１０は、切替えスイッチ３０５に対し切替え出力端Ｂ側を選択する指示を出し、検波器３１３が動作するようにする。
【００３７】
このように、本実施の形態２によれば、実施の形態１と同様に、ユーザが操作する選択スイッチ３１１の設定内容に従い、電波伝搬路の状況に応じて波形等化器３１２と検波器３１３の使い分けが適切に実行されるので、周波数選択性フェージングの存在有無とは無関係に常に良好な受信特性が得られるようになる。また、予めメモリ３０８に地理的な位置と関係する伝搬路プロファイルを格納しておき、ＧＰＳ受信機が取得した現在位置情報によって対応する伝搬路プロファイルをメモリ３０８から取得し、それを伝搬路プロファイル表示器３０９に表示するようにしたので、より正確な伝搬路プロファイルの表示ができる。
【００３８】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、周波数選択性フェージングが存在するか否かに拘わらず、常に良好な受信性能が得られるデジタル移動無線通信システムの受信装置を提供することできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る受信装置の構成を示すブロック図である。
【図２】選択スイッチの操作位置の一例を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態２に係る受信装置の構成を示すブロック図である。
【図４】従来の受信装置の一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０５、３０５  切替えスイッチ
１０６  相関器
１０７、３０９  伝搬路プロファイル表示器
１０８、３１０  切替えスイッチ制御器
１０９、３１１  選択スイッチ
１１０、３１２  波形等化器
１１１、３１３  検波器
３０６  ＧＰＳ受信機
３０７  伝搬路プロファイル検索器
３０８  メモリ
【図１】
0003738971.tif 000002
【図２】
0003738971.tif 000003
【図３】
0003738971.tif 000004
【図４】
0003738971.tif 000005