JP2001345781A - 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】 マルチチャンネル相関検出部は該複素デ
ジタル信号の相関をとって相関電力を測定して相関検出
信号を出力する。電力測定制御部は信号制御情報と相関
検出情報と電力比較情報を用いて電力測定制御情報とＦ
ＦＴウィンドウ位置情報を設定する。電力測定部は電力
測定情報に従って積分周期や積分タイミングを逐次切り
替えて複素デジタル信号の電力測定を行う。電力比較部
は電力測定結果について比較して値の大きい方を選択し
て電力比較情報として出力する。

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、到来波分布から伝
送路を効率的に推定できるようにして、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ＯＦＤ
Ｍ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ＯＦＤＭ選択
ダイバーシティ合成受信装置であって、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複
素ディジタル信号の相関をとって相関ピーク電力とＦＦ
Ｔウィンドウ先頭位置を測定して相関検出情報として出
力するマルチチャンネル相関検出部と、各受信系統にお
ける相関検出情報に基づいて、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とＦＦＴウィンドウ位置情報を
設定する電力測定制御部と、該電力測定制御情報に従っ
て複素ディジタル信号を積分してダンプする、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、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／又は前記電力閾
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。

【００１６】また、前記電力測定制御部は、マルチチャ
ンネル相関検出部から供給される相関検出情報を基に、
到来波分布が直接波のみ又はフラット・フェージングと
いった場合、あるいはマルチパスと選択性フェージング
といった場合に分類するような伝送路推定を行うように
してもよい。このような場合、該伝送路推定結果と該複
素ディジタル信号を積分ダンプして得た電力測定結果に
基づいて、セレクタで選択すべき複素ディジタル信号、
ＦＦＴウィンドウ位置、電力積分周期の設定を行うこと
ができる。

【００１７】また、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する
ようにしてもよい。また、前記電力測定制御部は、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には、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
いては電力測定と相関検出は継続して、残りは電力測定
と相関検出を必要に応じて停止するようにしてもよい。

【００１８】また、初期同期時においては、前記電力測
定部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い、前記マルチチャン
ネル相関検出部で相関検出を行う際、前記電力測定制御
部は各受信系統における相関検出結果について電力測定
結果で重みを付けてＦＦＴウィンドウ位置の検出を行っ
てウィンドウ位置の検出を行うようにしてもよい。

【００１９】また、初期同期獲得後は、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、各電
力測定部にて複素ディジタル信号の電力測定を行うとと
もに、前記マルチチャンネル相関検出部にて相関検出を
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、各電力測定部における電力測定結果について比較
して値の大きい方を選択して電力比較情報として出力
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部に出力し、前
記ＦＦＴ部はＦＦＴウィンドウ位置情報に従ってＯＦＤ
Ｍ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、前記復調部
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
調を行うことができる。

【００２０】

【作用】本発明に係るＯＦＤＭ選択ダイバーシティ合成
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、電力測定部、並びに
マルチチャンネル相関検出部に送るようになっている。

【００２１】マルチチャンネル相関検出部では、該複素
ディジタル信号の相関をとって相関電力を測定して、相
関検出情報として出力する。電力測定制御部は、信号制
御情報（ＦＦＴサイズ、伝送品質情報など）と相関検出
情報と電力比較情報を用いて、電力測定制御情報とＦＦ
Ｔウィンドウ位置情報の設定を行う。電力測定部は、電
力測定情報に従って、積分周期や積分タイミングを逐次
切り替えて、該複素ディジタル信号の電力測定を行う。
電力比較部は、各受信系統における電力測定結果を比較
し、値の大きい方を選択して電力比較情報として出力す
る。セレクタは、電力比較情報に従って、バッファに記
憶されている複素ディジタル信号のうち１つから複素デ
ィジタル信号を選択的に取り出して、ＦＦＴ部に出力す
る。

【００２２】ＦＦＴ部は、ＦＦＴウィンドウ位置情報に
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ディジタル信号を
求めて、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。

【００２３】本発明によれば、ＯＦＤＭ受信装置を上述
のように構成することで、複数のアンテナで受信したＯ
ＦＤＭ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。

【００２４】また、電力測定制御部は、マルチチャンネ
ル相関検出部から供給される相関検出情報を基に、到来
波分布が直接波のみ又はフラット・フェージングといっ
た場合、あるいはマルチパスと選択性フェージングとい
った場合に分類するような伝送路推定を行うことができ
る。該伝送路推定結果と該複素ディジタル信号を積分ダ
ンプして得た電力測定結果に基づいて、セレクタで選択
すべき複素ディジタル信号、ＦＦＴウィンドウ位置、電
力積分周期の設定を行うことができる。すなわち、伝送
路推定情報を用いて電力測定の制御とＦＦＴウィンドウ
位置の設定を行うように構成することができる。

【００２５】また、電力測定部は、積分周期毎に求まる
電力測定結果である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うように構成する
ことができる。該比較結果を電力測定タイミング制御部
に送るとともに、さらに電力測定制御部にも供給するこ
とにより、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には、少なくとも１
つの最も大きな比較結果に対応する電力測定及びマルチ
チャンネル相関検出部の該当する複素ディジタル信号の
相関検出は継続して行う一方、残りは積分を停止するよ
うに構成することができる。この場合、電力測定と相関
検出を常時行う必要がなくなり、消費電力の低減を図る
ことができる。

【００２６】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
定を行い、マルチチャンネル相関検出部で相関検出を行
う際、電力測定制御部は複素ディジタル信号数に相当す
る相関検出結果について電力測定結果で重みを付けてＦ
ＦＴウィンドウ位置の検出を行ってウィンドウ位置の検
出を行う。

【００２７】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、各電力測定部に
て複素ディジタル信号の電力測定を行うとともに、マル
チチャンネル相関検出部にて相関検出を行う。各電力測
定結果について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出力する。セレクタでは、
この電力比較情報に従って、各バッファに記憶されてい
る複素ディジタル信号のうち１つを選択的に取り出して
ＦＦＴ部に出力する。ＦＦＴ部は、ＦＦＴウィンドウ位
置情報に従って、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ディジタ
ル信号を求めて、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。

【００２８】したがって、初期同期において複数の受信
信号を用いてＦＦＴウィンドウ位置を高精度で検出する
ことができるようになり、初期同期に成功するまでは、
ＦＦＴ部、復調部は動作させないようにすることで、受
信装置の低消費電力化を図ることができる。

【００２９】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。

【００３０】

【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。

【００３１】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。

【００３２】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。

【００３３】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。

【００３４】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。

【００３５】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（多重反射電波伝搬）伝搬を吸収し
て、受信品質の致命的な劣化を防止する。

【００３６】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。

【００３７】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。

【００３８】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。

【００３９】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。

【００４０】電力測定制御部２０９は、伝送品質情報
や、マルチチャンネル相関検出部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。

【００４１】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。

【００４２】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。

【００４３】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。

【００４４】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。

【００４５】マルチチャンネル相関検出部２１６は、各
ディジタル変換部２０５及び２０６から出力される複素
ディジタル信号についてそれぞれ独立にガード・インタ
ーバル信号の相関をとって相関電力測定を行い、適切な
ＦＦＴウィンドウ先頭位置及び位相、周波数誤差を選択
して出力する。

【００４６】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。

【００４７】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。

【００４８】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。

【００４９】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、各電力測定部２１０及び２１１、並びに、マルチチ
ャンネル相関検出部２１６に入力される。

【００５０】各電力測定部２１０及び２１１は、電力測
定制御部２０９から供給される電力制御情報に従って受
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。

【００５１】電力比較部２１２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は、
電力比較情報に従って、バッファ２０７又は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、ＦＦＴ部２１４に出力する。

【００５２】マルチチャンネル相関検出部２１６は、電
力測定制御部２０９から供給される制御情報を基に、デ
ィジタル変換部２０５及び２０６から出力されるベース
バンド複素ディジタル信号についてそれぞれ相関検出信
号を行い、相関信号のピーク本数及び該ピーク電力を相
関検出情報として電力測定制御部２０９に出力する。

【００５３】電力測定制御部２０９は、信号制御情報と
相関検出情報に基づいて電力制御情報を決定する以外
に、これらの情報と電力比較部２１２から入力する電力
比較情報を基にＦＦＴウィンドウ位置と電力測定時の積
分周期変更の可否判定を行う。

【００５４】ＦＦＴ部２１４は、ＦＦＴウィンドウ位置
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、シンボル復調を行い、復調シンボルを出力する。

【００５５】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。

【００５６】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。

【００５７】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。

【００５８】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。

【００５９】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。

【００６０】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。

【００６１】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
部に出力する。

【００６２】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。

【００６３】図４には、マルチチャンネル相関検出部２
１６の概略的な構成を示している。以下、同図を参照し
ながら説明する。

【００６４】各遅延部４０１及び４０２は、相関検出制
御部４１０から供給されるタイミング信号に従って、受
信信号１及び２をそれぞれ遅延させて、適切なタイミン
グで出力する。

【００６５】各相関計算部４０３及び４０４は、相関検
出制御部４１０から供給される相関タイミングに従っ
て、各遅延部４０１及び４０２からそれぞれ出力される
受信信号について相関電力を計算する。

【００６６】各閾値比較部４０５及び４０６は、各相関
計算部４０３及び４０４の相関計算結果と相関検出制御
部４１０から供給される閾値との比較を行う。

【００６７】各相関判定部４０７及び４０８は、相関検
出制御部４１０から供給されるタイミング信号に従っ
て、閾値比較部４０５及び４０６からそれぞれ入力する
閾値比較結果とこれまでに記憶された閾値比較結果を基
に、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。

【００６８】相関検出情報出力部４０９は、相関検出制
御部４１０から供給される選択情報に従って、適切な相
関検出結果を選択的に出力する。

【００６９】相関検出制御部４１０は、初期同期並びに
同期獲得後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。

【００７０】次いで、図４のように構成されたマルチチ
ャンネル相関検出部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。

【００７１】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，…）。

【００７２】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、各遅延部
４０１及び４０２において既知のシンボル周期Ｔｓだけ
遅延させる。

【００７３】各相関計算部４０３及び４０４は、相関検
出制御部４１０から供給されるそれぞれの相関積算回数
及び相関計算タイミングに従って、遅延された各受信信
号と現時刻の受信信号の相関をとり、それぞれの相関デ
ータを計算する。

【００７４】各閾値比較部４０５及び４０６は、それぞ
れの相関計算部４０３及び４０４から出力される相関デ
ータを、相関検出制御情報に合わせてあらかじめ設定し
た閾値と比較する。

【００７５】各相関判定部４０７及び４０８は、相関検
出制御部４１０から供給されるタイミング信号に従っ
て、これまでに記憶された閾値比較結果を基に、相関判
定情報を出力する。

【００７６】［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。

【００７７】［ａ−３］は、ＯＦＤＭ１周期で電力測定
を行う場合の電力測定部２１０及び２１１の積分ダンプ
・タイミングを示している。初期同期時の同期獲得情
報、雑音や伝搬環境の変化など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。

【００７８】また、図６には、マルチパス又は選択性フ
ェージング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。

【００７９】この場合、上述の相関検出タイミング例に
従うと、相関検出結果は、［ｂ−２］に示すような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。

【００８０】［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２１０及び２１１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と一致さ
せている。

【００８１】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。

【００８２】図７は、初期同期時における電力測定タイ
ミングを示している。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。

【００８３】同期獲得に成功した場合、マルチチャンネ
ル相関検出部２１６は同期獲得情報を電力測定制御部２
０９に出力する。この結果、電力測定タイミングは、ｓ
３〜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〜ｃ
５のようになる。

【００８４】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。

【００８５】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。

【００８６】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。

【００８７】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。

【００８８】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。

【００８９】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。

【００９０】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。

【００９１】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。

【００９２】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等に相当し、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２１
０，２１１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。

【００９３】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。

【００９４】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を示している。

【００９５】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。

【００９６】図１２には、相関検出情報と電力測定結果
による電力測定タイミング制御の処理手順の例を、フロ
ーチャートの形式で示している。この例では、受信信号
１及び２についてマルチチャンネル相関検出部２１６で
検出したそれぞれの相関検出情報と、各電力測定部２１
０及び２１１で測定した電力閾値比較結果と、電力比較
部２１２で判定した電力比較結果とを基にして、伝送品
質の推定を行い、図７〜図１１にそれぞれ示した電力測
定タイミングのうち最適な手順が設定されるようになっ
ている。以下、このフローチャートに従って説明する。

【００９７】初期同期を獲得した後、まず、マルチチャ
ンネル相関検出部２１６で各受信信号についてＯＦＤＭ
信号周期で相関検出情報を求め、これを各電力測定部２
１０及び２１１に出力する（ステップＳ１）。

【００９８】次いで、各電力測定部２１０及び２１１で
電力閾値比較結果を測定する。この結果、相関検出情報
と電力閾値比較結果が得られる（ステップＳ２）。

【００９９】次いで、一方の受信系統における受信信号
１の相関検出位置数が１に等しいか否かをチェックする
（ステップＳ３）。

【０１００】受信信号１の相関検出位置数が１でない場
合には、さらに、もう一方の受信系統における受信信号
２の相関検出位置数が１に等しいか否かをチェックする
（ステップＳ４）。

【０１０１】いずれの受信信号も相関検出位置数が１で
ない場合には、各受信信号のうち測定電力の大きい方を
選択して、選択した方の受信信号の相関検出位置にＦＦ
Ｔウィンドウを合わせる。また、積分周期の変更は行わ
ない（ステップＳ５）。

【０１０２】また、受信信号１の相関検出位置数は１で
ないが受信信号２の相関検出位置数が１である場合、あ
るいは、受信信号２の相関検出位置数は１でないが受信
信号１の相関検出位置数が１である場合には、各受信信
号のうち測定電力の大きい方を選択するとともに（ステ
ップＳ６）、各受信信号の相関検出位置が等しいか否か
をチェックする（ステップＳ７）。

【０１０３】両受信信号の相関検出位置が等しくない場
合には、ステップＳ６において選択した方の受信信号の
相関検出位置にＦＦＴウィンドウを合わせる。この場
合、積分周期の変更は可能である（ステップＳ８）。

【０１０４】また、両受信信号の相関検出位置が等しい
場合には、共通の相関検出位置で最もピークの大きいも
のにＦＦＴウィンドウを合わせる。この場合、積分周期
の変更は可能である（ステップＳ９）。

【０１０５】また、各受信信号の相関検出位置がいずれ
も１である場合には（ステップＳ１０）、各受信信号の
うち測定電力の大きい方を選択して、選択した方の受信
信号の相関検出位置にＦＦＴウィンドウを合わせる。こ
の場合の積分周期の変更は可能である（ステップＳ１
１）。

【０１０６】［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。

【０１０７】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、並びにマルチチャンネル相関検出部の相関検出ブ
ロック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。

【０１０８】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。

【０１０９】

【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。

【０１１０】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。

【０１１１】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。

【０１１２】また、本発明によれば、到来波分布から伝
送路を効率的に推定できるようにして、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ＯＦＤ
Ｍ受信装置を提供することができる。

【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】マルチチャンネル相関検出部２０７の概略構成
を示した図である。

【図５】図４のように構成されたマルチチャンネル相関
検出部２１６の動作を示した相関検出タイミング例であ
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】図４のように構成されたマルチチャンネル相関
検出部２１６の動作を示した相関検出タイミング例であ
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】ＯＦＤＭ選択ダイバーシティ合成受信装置２０
０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】ＯＦＤＭ選択ダイバーシティ合成受信装置２０
０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】ＯＦＤＭ選択ダイバーシティ合成受信装置２０
０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】ＯＦＤＭ選択ダイバーシティ合成受信装置２
００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】ＯＦＤＭ選択ダイバーシティ合成受信装置２
００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。

【図１２】相関検出情報と電力測定結果による電力測定
タイミング制御の処理手順の例を示したフローチャート
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…マルチチャンネル相関検出部 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 ４０１，４０２…遅延部 ４０３，４０４…相関計算部 ４０５，４０６…閾値比較部 ４０７，４０８…相関判定部 ４０９…相関検出情報出力部

Claims (7)

【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ＯＦＤＭ選択ダイバーシティ
   合成受信装置であって、 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複素ディジタル信号の相関をとって
   相関ピーク電力とＦＦＴウィンドウ先頭位置を測定して
   相関検出情報として出力するマルチチャンネル相関検出
   部と、 各受信系統における相関検出情報に基づいて、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とＦＦ
   Ｔウィンドウ位置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複素ディジタル信号を積分
   してダンプする、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】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／又は前記電力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。
4. 【請求項４】前記電力測定制御部は、マルチチャンネル
   相関検出部から供給される相関検出情報を基に、到来波
   分布が直接波のみ又はフラット・フェージングといった
   場合、あるいはマルチパスと選択性フェージングといっ
   た場合に分類するような伝送路推定を行い、該伝送路推
   定結果と該複素ディジタル信号を積分ダンプして得た電
   力測定結果に基づいて、セレクタで選択すべき複素ディ
   ジタル信号、ＦＦＴウィンドウ位置、電力積分周期の設
   定を行う、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。
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、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には、
   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と相関検出
   は継続して、残りは電力測定と相関検出を必要に応じて
   停止することができる、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ＯＦＤＭ受信装置。
6. 【請求項６】初期同期時においては、前記電力測定部は
   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い、前記マルチチャンネル相
   関検出部で相関検出を行う際、前記電力測定制御部は各
   受信系統における相関検出結果について電力測定結果で
   重みを付けてＦＦＴウィンドウ位置の検出を行ってウィ
   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。
7. 【請求項７】初期同期獲得後は、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、各電力測定
   部にて複素ディジタル信号の電力測定を行うとともに、
   前記マルチチャンネル相関検出部にて相関検出を行い、 前記電力比較部は、各電力測定部における電力測定結果
   について比較して値の大きい方を選択して電力比較情報
   として出力し、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部に
   出力し、 前記ＦＦＴ部はＦＦＴウィンドウ位置情報に従ってＯＦ
   ＤＭ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、 前記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、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。