JP2001345779A - 選択ダイバーシティを用いたｏｆｄｍ受信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 選択的ダイバシティ受信を効率的に行うこと
ができるＯＦＤＭ方式受信装置を提供する。 【解決手段】 各受信アンテナの受信信号をＲＦ部及び
デジタル変換部によって複素デジタル信号に変換してバ
ッファ及び電力測定部に送る。電力測定部は信号制御情
報と相関検出情報により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切り替えながら複素
デジタル信号の電力測定を行う。電力比較部は最も大き
い電力測定を選択し、セレクタは電力比較情報に従って
該当する複素デジタル信号を選択的に取り出して、ＦＦ
Ｔ部及び相関検出部に出力する。

Description

【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 Divisio
n 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 S
hift 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 Frequ
ency 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ＯＦ
ＤＭ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、Ｆ
ＦＴ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、ＯＦＤ
Ｍ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１０
０は、変調部１０１と、シリアル／パラレル変換部１０
２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、Ｆ
ＦＴ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１
０８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Ｒ
Ｆ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２０
９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２０
８、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、Ｆ
ＦＴ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３
０２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２１
６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４
０１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４
０５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２１
６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ＦＦ
Ｔ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、ＦＦ
Ｔ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２
０９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Ｏ
ＦＤＭ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ｃ
１〜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 F
requency 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１０
０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

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【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。
2. 【請求項２】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、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。
3. 【請求項３】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２に記載の選択ダイバーシティを用いたＯＦＤＭ
   受信装置。
4. 【請求項４】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２に記載の選択ダイバーシティを用いたＯＦＤＭ受信
   装置。
5. 【請求項５】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４に記載の選択ダイバーシ
   ティを用いたＯＦＤＭ受信装置。
6. 【請求項６】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５に記載
   の選択ダイバーシティを用いたＯＦＤＭ受信装置。
7. 【請求項７】前記相関検出部が相関検出を行う際、ＦＦ
   Ｔ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３に記載の選択ダイバーシティを用いたＯＦＤ
   Ｍ受信装置。
8. 【請求項８】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ＦＦ
   Ｔ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２に記載の選択ダイバーシティを用いたＯＦＤＭ
   受信装置。
9. 【請求項９】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
   ２に記載の選択ダイバーシティを用いたＯＦＤＭ受信装
   置。
10. 【請求項１０】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。