JP2002232385A

JP2002232385A - ダイバーシティ・アダプティブアレーを用いたｏｆｄｍ受信装置

Info

Publication number: JP2002232385A
Application number: JP2001022378A
Authority: JP
Inventors: Naohiko Iwakiri; 直彦岩切
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2001-01-30
Filing date: 2001-01-30
Publication date: 2002-08-16
Anticipated expiration: 2021-01-30
Also published as: JP4538963B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ダイバーシティ・アダプティブアレーを用い
て、マルチパスによる劣化を解決する。【解決手段】相関検出情報と電力測定情報と受信シン
ボル毎のノルム積分値から、ＯＦＤＭシンボル単位で到
来波数や到来波電力、電力変動の時間推移といった伝搬
路パラメータを求めて、これらを基に伝搬路状況を推定
して伝搬環境がアダプティブアレー信号処理又はダイバ
ーシティ信号処理のいずれが適しているか動作モードの
判定を行ない、伝搬路状況に応じてダイバーシティとア
ダプティブアレー信号処理を切り替える。

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、伝搬路環境がマルチ
パスの場合は妨害波の除去を行うアダプティブアレー信
号処理を行い、他の伝搬環境の場合は選択ダイバーシテ
ィを切り替えて行なえるようにした、ダイバーシティ・
アダプティブアレーを用いた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
ージングやマルチパス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、複
数の到来波で構成されるマルチパスにおいて主波に対す
る妨害波の遅延時間がガード・インターバル以上になっ
た場合や主波と妨害波の電力比（Ｄ／Ｕ）が大きい場合
は復調信号の誤り率が劣化し、また、到来波の遅延時間
差が小さなフラット・フェージングに対しても復調信号
の誤り率が劣化するといった問題がある。

【０００７】マルチパスによる劣化を解決するには、妨
害波の除去を行うアダプティブ・アレー信号処理が有効
である。他方、フラット・フェージングによる劣化を解
決するには、信号間の相関が小さくなるように配置した
複数アンテナで受信した信号を用いるダイバーシティ受
信が有効である。主な方法としては、複数受信信号のう
ち最も信号電力の強い受信信号を選択する選択ダイバー
シティ、複数受信信号をそれぞれ復調して最大比合成を
行なう最大比合成ダイバーシティなどが挙げられる。

【０００８】装置規模から比較すると、前者の選択ダイ
バシティは受信信号を選択した後の受信系統は１つで済
むが、後者の最大比合成ダイバシティは復調までの受信
系統が複数必要になるため大きくなる。また、ダイバー
シティ利得から比較すると、前者の選択ダイバシティの
方が、後者の最大比合成ダイバシティよりも２ｄＢ程度
も劣化する。このため、ダイバーシティ受信を行なう際
は、所望する装置規模とダイバーシティ利得の各面から
前者か後者のどちらが良いか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、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。

【００１０】本発明の更なる目的は、装置ブロック構成
を変えないで、効率的に到来波分布から伝搬路推定でき
るようにし、伝搬路環境がマルチパスの場合はアダプテ
ィブ信号処理を行い、他の伝搬環境の場合は選択ダイバ
ーシティを切り替えて行なえるようにしたダイバーシテ
ィ・アダプティブアレーを用いた、優れたＯＦＤＭ受信
装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明は、上記
課題を参酌してなされたものであり、その第１の側面
は、複数アンテナで受信したパイロット・シンボルを含
んだＯＦＤＭ（直交周波数多重分割）信号について到来
波分布を基に伝搬路を推定する伝搬路推定手段と、該伝
搬路推定結果に基づいて伝搬路環境を判定して、伝搬路
環境がマルチパスの場合はアダプティブ信号処理を、他
の伝搬路環境の場合は選択ダイバーシティを共通のブロ
ックを備えた受信装置を切り替えて信号処理を行う信号
処理手段と、を具備することを特徴とするダイバーシテ
ィ・アダプティブアレーを用いたＯＦＤＭ受信装置であ
る。

【００１２】本発明の第１の側面に係るダイバーシティ
・アダプティブアレーを用いたＯＦＤＭ受信装置によれ
ば、伝搬路環境に基づいて、動作モードを動的に切り替
えて、伝搬路環境がマルチパスの場合はアダプティブ信
号処理を行い、他の伝搬路環境の場合は選択ダイバーシ
ティを共通のブロックを備えた受信装置を切り替えて信
号処理を行うことができる。

【００１３】また、本発明の第２の側面は、複数のＯＦ
ＤＭ（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、ア
ダプティブ信号処理を行う場合は該複素ディジタル信号
の重み付けを行う重み計算部と、ダイバシティを行う場
合は各受信系統からの複素ディジタル信号から１つを選
択し、アダプティブ信号処理を行う場合は前記重み計算
部により重み付けされた各複素ディジタル信号の加算を
行う選択合成部と、前記選択合成部が出力する複素ディ
ジタル信号を所定のＦＦＴウィンドウ・タイミングに従
ってＯＦＤＭシンボル１周期分のフーリエ変換を行って
並列キャリアの受信シンボルを生成するＦＦＴ部と、前
記選択合成部が出力する複素ディジタル信号についてガ
ード・インターバル部分の信号を用いて相関計算を行
い、ＦＦＴウィンドウ・タイミング情報、相関信号のピ
ーク本数、ピーク電力などからなる相関検出情報を出力
する相関検出部と、各受信系統に相当する並列キャリア
の受信シンボルの復調を行う復調部と、前記ＦＦＴ部が
出力する並列キャリア数個分のＯＦＤＭサブキャリア毎
の受信シンボルからパイロット・シンボルを摘出し、伝
搬路を推定するとともに該パイロット・シンボルに基づ
く到来波の到来角度を推定して、最も強い信号電力を持
った到来波に相当するリファレンス信号を生成するリフ
ァレンス信号生成部と、各受信系統からの複素ディジタ
ル信号についてそれぞれ電力測定を行うとともに大小比
較して、最も電力が大きい複素ディジタル信号を取り出
し、前記リファレンス信号と該取り出された複素ディジ
タル信号により各受信系統における受信信号に対する最
適重み係数をそれぞれ計算するダイバーシティ・アダプ
ティブアレー信号処理部と、を具備することを特徴とす
るダイバーシティ・アダプティブアレーを用いたＯＦＤ
Ｍ受信装置である。

【００１４】ここで、アダプティブ信号処理を行う場合
には、前記重み計算部は、各受信系統からの複素ディジ
タル信号について、前記ダイバーシティ・アダプティブ
アレー信号処理部により計算された最適重み係数によっ
て重み付けを行って加算して、該加算結果を合成複素デ
ィジタル信号として前記相関検出部並びに前記ＦＦＴ部
に出力する。また、前記相関検出部は、ガード・インタ
ーバル区間の繰り返しパターンを用いて相関検出を行
い、ＦＦＴウインドウ・タイミング情報と相関信号のピ
ーク本数、ピーク電力などからなる相関検出情報を生成
して、該ＦＦＴウインドウ・タイミング情報を前記ＦＦ
Ｔ部に出力するとともに、該相関検出情報を前記リファ
レンス信号生成部に出力する。また、前記ＦＦＴ部は、
該ＦＦＴウインドウ・タイミング情報に従ってＯＦＤＭ
シンボル毎にフーリエ変換を行って並列キャリアの受信
シンボルを生成して、前記復調部並びに前記リファレン
ス信号生成部に出力する。また、前記復調部は、該並列
キャリアの受信シンボル毎に復調行う。また、前記リフ
ァレンス信号生成部は、該並列キャリアの複数受信シン
ボルからパイロット・シンボルを摘出し、送信時におけ
るパイロット・シンボル系列と同じ系列を発生して双方
の差分を基に受信シンボル毎にノルムを計算し、それぞ
れ積分を行ったノルム積分値に基づいて到来波の到来角
推定を行い、その推定値と該複素ディジタル信号を基に
リファレンス信号を生成して、前記ダイバーシティ・ア
ダプティブアレー信号処理部に出力する。また、前記ダ
イバーシティ・アダプティブアレー信号処理部は、ガー
ド・インターバル区間毎に該複素ディジタル信号と該リ
ファレンス信号を基に重み係数を計算して前記重み計算
部に出力する。

【００１５】一方、ダイバーシティを行うときには、前
記ダイバーシティ・アダプティブアレー信号処理部は、
各受信系統からの複素ディジタル信号についてそれぞれ
電力測定を行うとともにこれらを大小比較して、最も電
力が大きい複素ディジタル信号を決定してパス選択情報
として前記選択合成部に出力する。また、前記選択合成
部は、前記重み計算部により重み付けされていない複素
ディジタル信号についてパス選択情報に従ってただ１つ
の複素ディジタル信号を選択する。そして、該複素ディ
ジタル信号についてＦＦＴと復調、相関検出を行う。

【００１６】したがって、本発明の第２の側面に係るダ
イバーシティ・アダプティブアレーを用いたＯＦＤＭ受
信装置によれば、ダイバーシティとアダプティブアレー
信号処理の双方を、共通のブロック構成により実現する
ことができ、装置規模を節約することができる。

【００１７】また、前記リファレンス信号生成部は、前
記相関検出部から入力する相関検出情報と前記ダイバー
シティ・アダプティブアレー信号処理部から入力する電
力測定情報と該受信シンボル毎のノルム積分値とを基に
ＯＦＤＭシンボル単位に到来波数、到来波電力、電力変
動の時間推移などからなる伝搬路パラメータを求めて、
該伝搬路パラメータに基づいて伝搬路状況を推定して、
該推定結果に従ってアダプティブアレー信号処理又はダ
イバーシティのいずれの動作モードかを判定するように
したので、伝搬路状況に応じてダイバーシティとアダプ
ティブアレー信号処理を切り替えて行うことができる。

【００１８】また、前記リファレンス信号生成部は、動
作モードをダイバーシティに切り替えて前記相関検出部
から入力する相関検出情報から同期が取れていないと判
断した場合には、あらかじめ設定された積分周期やタイ
ミングで各受信系統からの複素ディジタル信号の電力測
定を行なうとともに各電力測定結果を大小比較して、値
の大きい方を選択して前記相関検出部に出力して相関検
出を行わしめる一方、同期が獲得された後に伝搬路状況
の推定を開始して、アダプティブアレー信号処理又はダ
イバーシティに動作モードを切り替えるようにしたの
で、同期獲得までの信号処理の効率化を図ることができ
る。

【００１９】また、前記リファレンス信号生成部は、動
作モードがダイバーシティの場合は、前記相関検出部か
ら入力する相関検出情報と前記ダイバーシティ・アダプ
ティブアレー信号処理部から入力する電力測定情報と受
信シンボル毎のノルム積分値とを基に、電力測定周期や
測定タイミングを判定して、これらが変更する度に随時
切り替えて該複素ディジタル信号の電力測定を行うよう
にしたので、ダイバーシティの電力測定を伝搬路の状況
に応じて行うことができる。

【００２０】また、前記リファレンス信号生成部は、動
作モードが変更された場合、その直後のＯＦＤＭシンボ
ルの境界までは引き続き変更前の動作モードで信号処理
を行って並列キャリアの復調シンボルを出力し、ＯＦＤ
Ｍシンボルの境界以降は変更後の動作モードで動作する
ようにしたので、動作モードが切り替わった場合でも、
データ系列が途切れることなくＯＦＤＭシンボルを復調
することができる。

【００２１】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。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施例を詳解する。

【００２３】本発明に係るダイバーシティ・アダプティ
ブアレーを用いたＯＦＤＭ受信装置の説明を行なう前
に、ＯＦＤＭ信号を送信するＯＦＤＭ送信装置の一例の
概略構成について、図１を参照しながら説明する。

【００２４】図１に示すように、ＯＦＤＭ信号送信装置
１００は、変調部１０１と、パイロット・シンボル挿入
部１０２と、シリアル／パラレル変換部１０３と、ＩＦ
ＦＴ部１０４と、ガード区間挿入部１０５と、アナログ
変換部１０６と、ＲＦ部１０７と、送信アンテナ１０８
と、送信制御部１０９を備えている。

【００２５】変調部１０１は、送信データを入力する
と、送信制御部１０９から供給される変調情報とタイミ
ングに従って変調を行なって、変調シンボルをシリアル
に出力する。

【００２６】パイロット・シンボル挿入部１０２は、送
信制御部１０９から入力するパイロット・シンボル挿入
パターン並びにタイミングに従って、既知のデータ系列
をパイロット・シンボルとして変調シンボル系列に挿入
する。

【００２７】シリアル／パラレル変換部１０３は、送信
制御部１０９から入力する並列キャリア数並びにタイミ
ングに従って、シリアル・データを並列キャリア数分の
パラレル・データに変換する。

【００２８】ＩＦＦＴ部１０４は、送信制御部１０９か
ら入力するＦＦＴサイズ並びにタイミングに従って、Ｆ
ＦＴサイズ分の逆フーリエ変換を行なう。

【００２９】ガード区間挿入部１０５は、送信制御部１
０９から入力するガード・インターバル・サイズ、ガー
ド・バンド・サイズ、並びにタイミングに従って、ガー
ド・インターバル、ガード・バンドといったガード信号
を挿入する。

【００３０】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１０６で直交変調、並びにＡ／Ｄ
変換され、送信ＲＦ部１０７によってアップコンバート
されて、送信アンテナ１０８から送信される。

【００３１】本発明に係るダイバーシティ・アダプティ
ブアレーを用いたＯＦＤＭ受信装置は、例えば、上述し
たＯＦＤＭ送信装置１００から送信されたＯＦＤＭ信号
を受信することができるものである。以下では、本発明
に係るダイバーシティ・アダプティブアレーを適用した
ＯＦＤＭ受信装置であって、ＯＦＤＭ受信装置の２本の
受信アンテナを用いた場合の装置構成並びにその動作特
性について、図面を参照しながら説明する。

【００３２】図２には、本発明の１つの実施形態に係る
ダイバーシティ・アダプティブアレーを用いたＯＦＤＭ
受信装置２００の構成を概略的に示している。

【００３３】同図に示す本ダイバーシティ・アダプティ
ブアレーを用いたＯＦＤＭ受信装置２００は、２系統の
受信アンテナを備えており、それぞれ搬送波周波数の１
／２波長だけ離して設置したＵＬＡ構成を採用してい
る。したがって、到来波が平面波とした場合アンテナ垂
直方向から、到来角θ₁、θ₂を持つ２波の到来波の分離
が可能である。また、２本のアンテナによる選択ダイバ
ーシティを行うことができる。

【００３４】図２において、参照番号２０１並びに２０
２は受信アンテナである。各受信アンテナで受信された
信号は、それぞれＲＦ部２０３、２０４によってＲＦ周
波数帯からベースバンド信号にダウンコンバートされ
る。

【００３５】デジタル変換部２０５、２０６は、それぞ
れのＲＦ部２０３、２０４によってダウンコンバートさ
れたアナログ・ベースバンド信号をＡ／Ｄ変換器と直交
検波器により複素ディジタル信号に変換して出力する。

【００３６】バッファ２０７、２０８は、それぞれデジ
タル変換部２０５、２０６から出力される複素ディジタ
ル信号を一時記憶して、適切なタイミングで出力する。

【００３７】重み計算部２０９、２１０は、ダイバーシ
ティを行う場合には、各バッファ２０７、２０８から入
力する複素ディジタル信号について処理を行わない。他
方、アダプティブアレー信号処理を行う場合には、ダイ
バーシティ・アダプティブアレー信号処理部２１６（後
述）によって設定された重み係数Ｗ₁、Ｗ₂と各複素ディ
ジタル信号との複素乗算を行ってその結果を出力する。

【００３８】選択合成部２１１は、ダイバーシティ時に
はダイバシティ・アダプティブアレー信号処理部２１６
（後述）より送られてくるダイバーシティ・アダプティ
ブアレー情報に従って上記した２つの受信系統のうち最
適と判定された複素ディジタル信号を選択し、アダプテ
ィブアレー信号処理を行う場合には重み計算部２０９、
２１０から入力する重み付けされた複素ディジタル信号
を加算する。

【００３９】ＦＦＴ部２１２は、選択合成部２１１から
入力する選択合成された複素ディジタル信号についてフ
ーリエ変換を行って、並列キャリア数分の受信シンボル
を出力する。

【００４０】相関検出部２１３は、選択合成部２１１か
ら入力する選択合成された複素ディジタル信号について
相関検出を行って、ＦＦＴウインドウ・タイミング情報
と相関検出結果を出力する。

【００４１】復調部２１４は、ＦＦＴ部２１２から入力
する並列キャリア数分の受信シンボルについて復調を行
って、復調データを出力する。

【００４２】リファレンス信号生成部２１５は、ＦＦＴ
部２１２から入力する並列キャリア数分の受信シンボル
からパイロット・シンボルを摘出して、該パイロット・
シンボルを基に到来波の到来角度（ＤＯＡ：Direction
Of Array）を推定して、アダプティブアレー信号処理の
基準となるリファレンス信号を生成する。

【００４３】ダイバシティ・アダプティブアレー信号処
理部２１６は、相関検出部２１３から送られてくる相関
検出情報とリファレンス信号生成部２１５から入力する
到来波検出情報を基に動作する。より具体的には、ダイ
バーシティを行う場合には、各バッファ２０７、２０８
から入力する複素ディジタル信号それぞれの電力をあら
かじめ設定した周期分測定を行って比較して電力の大き
い方を選択してパス選択情報とする。また、アダプティ
ブアレー信号処理を行う場合は、該リファレンス信号と
該複素ディジタル信号とにより各アンテナ２０１、２０
２からの受信信号のそれぞれに対する最適重み係数を計
算して、それぞれの最適重み係数Ｗ_１、Ｗ₂として出力
し、さらに上記のパス選択情報やダイバーシティあるい
はアダプティブアレー信号情報といった制御情報をアダ
プティブアレー制御情報として出力する。

【００４４】このように構成されたダイバーシティ・ア
ダプティブアレーを用いたＯＦＤＭ受信装置の動作特性
について、以下に説明する。

【００４５】各受信アンテナ２０１、２０２で受信され
た信号は、各ＲＦ部２０３、２０４でそれぞれのベース
バンド信号に変換された後、ディジタル変換部２０５、
２０６に出力される。

【００４６】ディジタル変換部２０５、２０６は、Ａ／
Ｄ変換器と直交検波部によって各受信アンテナ２０１、
２０２に対応するベースバンド複素ディジタル信号を生
成して、それぞれのバッファ２０７、２０８に出力す
る。

【００４７】各バッファ２０７、２０８に記憶されたベ
ースバンド複素ディジタル信号は、それぞれの出力タイ
ミングに従って、重み計算部２０９、２１０、リファレ
ンス信号生成部２１５、並びに、ダイバーシティ・アダ
プティブアレー信号処理部２１６に入力される。

【００４８】重み計算部２０９、２１０は、ダイバーシ
ティを行う場合には、それぞれのバッファ２０７、２０
８から入力する各複素ディジタル信号について処理を行
わない。また、アダプティブアレー信号処理を行う場合
には、それぞれのバッファ２０７、２０８から入力する
各複素ディジタル信号１〜２について、ダイバーシティ
・アダプティブアレー信号処理部２１６で計算されたそ
れぞれの重み係数Ｗ₁、Ｗ₂の乗算を行って複素ディジタ
ル信号１'、２'として出力する。

【００４９】選択合成部２１１はダイバーシティ・アダ
プティブアレー選択部２１６より送られてくるダイバー
シティ・アダプティブアレー情報に従って、ダイバーシ
ティを行う場合にはダイバーシティ・アダプティブアレ
ー信号処理部２１６で複素ディジタル信号１〜２の電力
測定結果から受信電力が大きいと判定された複素ディジ
タル信号１'又は２'のうち一方を選択する。また、アダ
プティブアレー信号処理を行う場合には、各重み計算部
２０９、２１０から入力するベースバンド複素ディジタ
ル信号１'並びに２'の加算を行い、選択合成された複素
ディジタル信号として出力される。

【００５０】この選択合成された複素ディジタル信号
は、ＦＦＴ部２１２によってＯＦＤＭシンボル１周期分
入力する毎にフーリエ変換が行われて並列キャリア数分
の受信シンボルが生成されて、復調部２１４とリファレ
ンス信号生成部２１５に出力される。復調部２１４では
キャリア毎に復調を行い、復調データを出力する。

【００５１】また、選択合成された複素ディジタル信号
は、相関検出部２１３においてガード・インターバル区
間の繰り返しパターンを利用して相関検出が行われ、Ｆ
ＦＴウインドウ・タイミング情報と、相関信号のピーク
本数、該ピーク電力といった相関検出情報が生成され
る。前者のＦＦＴウィンドウ・タイミング情報はＦＦＴ
部２１２に入力され、後者の相関検出情報はリファレン
ス信号生成部２１５に入力される。

【００５２】リファレンス信号生成部２１５は、同期が
確立してＦＦＴが正常に動作を始めた後は、並列キャリ
ア数分の受信シンボルからパイロット・シンボルを摘出
して、送信装置で挿入されたパイロット・シンボル系列
と同じ系列を発生して双方の差分を基にノルムを計算
し、ＯＦＤＭシンボル１個分のノルムについて積分を行
う。このノルム計算結果と相関検出部２１３から送られ
てくる相関検出情報を基に、伝搬路がマルチパス環境か
否かといった伝搬路推定を行う。伝搬路推定の結果、マ
ルチパス環境と判断された場合には、１ＯＦＤＭシンボ
ル毎にその積分値に基づいて、到来波の到来角度（ＤＯ
Ａ：Direction Of Array）を推定して、その推定値と各
バッファ２０７、２０８から入力する複素ディジタル信
号をＯＦＤＭシンボル１周期分だけ遅らせた信号を基
に、最も強い電力を持った到来波に相当するリファレン
ス信号を生成する。他方、マルチパス環境ではないと判
断された場合には、上述のＤＯＡ推定とリファレンス信
号の生成を行わない。

【００５３】リファレンス信号と上述の伝搬路推定結果
やリファレンス信号生成状況といった到来波情報は、ダ
イバーシティ・アダプティブアレー信号処理部２１６に
出力される。

【００５４】ダイバーシティ・アダプティブアレー信号
処理部２１６では、各バッファ２０７、２０８から入力
するそれぞれの複素ディジタル信号について電力の積分
ダンプをあらかじめ定められた周期について行う。リフ
ァレンス信号生成部２１５から入力する到来波情報と該
電力測定結果を基にフラット・フェージング環境と判定
された場合には、該電力測定結果について比較を行い、
上述した２つの受信系統から受信電力の大きい方を選択
するといった比較情報を決定する。また、マルチパス環
境と判断された場合には、該複素ディジタル信号のうち
ガード・インターバル区間に相当する部分について相関
行列Ｒ_xxとその逆行列Ｒ_xx ^-1をリファレンス信号生成部
２１５から入力するリファレンス信号と複素ディジタル
信号を基に相関ベクトルｒ_coを計算し、逆行列Ｒ_xx ^-1と
相関行列Ｒ_xxの積を取ることにより最適ウエイトＷ_opt
を計算する。最適ウエイトは重み係数Ｗ₁、Ｗ₂として各
重み計算部２０９、２１０に出力され、ガード・インタ
ーバル区間毎に更新される。

【００５５】本実施形態に係るダイバーシティ・アダプ
ティブアレーによる信号処理は、図３、図４、図５、並
びに図６の各図により概略構成が示したダイバーシティ
・アダプティブアレー信号処理部２１６、積分ダンプ部
３０３、リファレンス信号生成部２１５、並びに選択合
成部２１１の各機能モジュールにおける協働的動作によ
って実現される。以下、図面を参照しながら、各機能モ
ジュールの概略的な構成並びに動作特性について説明す
る。

【００５６】図３は、ダイバーシティ・アダプティブア
レー信号処理部２１６の概略的な構成を示したブロック
図である。

【００５７】同図において、参照番号３０１は、各バッ
ファ２０７、２０８から入力する複素ディジタル信号１
〜２をそれぞれベクトル型に変換するベクトル生成部で
ある。

【００５８】また、参照番号３０２は、ベクトル生成部
３０１から入力するベクトル型複素ディジタル信号から
相関行列Ｒ_xxを計算する相関行列計算部である。

【００５９】また、参照番号３０３は、相関行列Ｒ_xxの
各要素について、ダイバーシティ・アダプティブアレー
信号制御部３１０から送られてくるゲイン、積分回数、
積分及びダンプ・タイミングに従って積分ダンプを行う
積分ダンプ部である。

【００６０】また、参照番号３０４は、積分ダンプ部３
０３から送られてくる相関行列Ｒ_xxからその逆行列Ｒ_xx
^-1を計算する逆行列計算部である。

【００６１】また、参照番号３０５は、このベクトル型
複素ディジタル信号とダイバーシティ・アダプティブア
レー信号処理部２１６から入力するリファレンス信号を
基に相関ベクトルｒ_coを計算する相関ベクトル計算部で
ある。

【００６２】また、参照番号３０６はこの相関ベクトル
ｒ_co の各要素について、アダプティブアレー信号制御
部３１０から送られてくるゲイン、積分回数、積分及び
ダンプ・タイミングに従って積分ダンプを行う積分ダン
プ部である。

【００６３】また、参照番号３０７は、各受信アンテナ
２０１、２０２で受信した受信信号に対応する最適ウエ
イトＷ_optを計算する重み決定部である。

【００６４】また、参照番号３０８は、ダイバーシティ
・アダプティブアレー信号処理部３１０から送られてく
る電力測定周期毎に、ベクトル生成部３０１から入力す
るベクトル型複素ディジタル信号の電力測定を行う電力
測定部である。

【００６５】また、参照番号３０９は、ダイバーシティ
を行う場合は、ベクトル型複素ディジタル信号の電力測
定結果について比較を行い、受信アンテナ２０１又は２
０２のうち電力が大きい方を選択して、その結果を前記
パス選択情報としてダイバーシティ・アダプティブアレ
ー信号処理制御部３１０に出力する比較部である。

【００６６】ダイバーシティ・アダプティブアレー信号
処理制御部３１０は、リファレンス信号生成部２１５か
ら入力する到来波検出情報を基に、各ブロックの係数及
び動作タイミングの制御を行い、上述のパス選択情報や
電力測定結果といった制御情報をダイバーシティ・アダ
プティブアレー制御情報として他の機能モジュールに出
力する。

【００６７】図４には、図３中の積分ダンプ部３０３、
３０６の概略的な構成を示している。同図中の参照番号
４０１は、制御信号として送られてきたリセット又はダ
ンプ・タイミングの場合は０を、それ以外の場合はゲイ
ン部４０２から入力するデータを選択するセレクタであ
る。

【００６８】ゲイン部４０２は、遅延部４０３から入力
するデータを制御信号で送られてきたゲイン設定値で増
幅する。また、遅延部４０３は、加算部４０４から入力
するデータを記憶する。

【００６９】加算部４０４は、セレクタ４０１から送ら
れてくるデータと外部から送られてくる入力データの加
算を行う。

【００７０】記憶部４０５は、制御信号として送られて
きたダンプ・タイミングに従って、加算部４０４から送
られてくるデータのラッチを行ってダンプ値を出力す
る。

【００７１】図５には、図２に示したリファレンス信号
生成部２１５の概略的な構成を示している。同図中の参
照番号５０１は、ＯＦＤＭ送信装置（図１を参照のこ
と）のパイロット・シンボル挿入部１０２で生成される
パイロット・シンボル系列と同じ系列ｐ_txを発生するパ
イロット信号生成部である。

【００７２】また、参照番号５０２は、パイロット信号
生成部５０１で発生した送信パイロット・シンボル系列
ｐ_txとＦＦＴ部２１２から入力する受信シンボルから摘
出した受信パイロット・シンボル系列ｐ_rxとのノルムを
計算するノルム計算部である。

【００７３】また、参照番号５０３は、リファレンス信
号生成制御部５０９（後述）から送られてくるゲイン、
積分回数、積分及びダンプ・タイミングに従って積分ダ
ンプを行う積分ダンプ部である。

【００７４】また、参照番号５０４は、積分ダンプ部５
０３から入力するノルムの積分結果とリファレンス信号
生成制御部５０９から送られてくる到来波方向判定閾値
との比較を行う比較部である。

【００７５】また、参照番号５０５は、比較部５０４に
おける比較結果を基に、到来波方向ＤＯＡ［θ₁，θ₂］
の値を設定する到来方向設定部である。

【００７６】また、参照番号５０６は、各バッファ２０
７、２０８から入力するそれぞれの複素ディジタル信号
１〜２を記憶し、リファレンス信号生成制御部５０９か
ら送られてくるタイミングに従って出力する遅延部であ
る。

【００７７】また、参照番号５０７は、上述の到来方向
設定部５０５から入力する到来波方向ＤＯＡ［θ₁，
θ₂］と、遅延部５０６から送られてくる各複素ディジ
タル信号１〜２とを基に、リファレンス信号を生成する
リファレンス信号計算部である。

【００７８】また、参照番号５０８はリファレンス信号
生成制御部であり、相関検出部２１３から入力する相関
検出情報とダイバーシティ・アダプティブアレー信号処
理部２１６から入力する複素ディジタル信号の電力測定
結果といったダイバーシティ・アダプティブアレー情
報、ノルム生産部５０２殻入力するノルム計算値からマ
ルチパス環境か否かといった伝搬路情報を基に、各ブロ
ックの係数及び動作タイミングの制御を行ったり、ある
いは、到来方向推定の有無や推定精度といった到来波検
出情報などの情報を出力する。

【００７９】図６には、選択合成部２１１の概略的な構
成を示している。同図において、参照番号６０１は、ア
ダプティブアレー信号処理が行われている場合には、各
重み計算部２０９、２１０から入力する複素ディジタル
信号１'、２'を加算する加算部である。

【００８０】また、参照番号６０２は、ダイバーシティ
が行われている場合、選択合成制御部６０４から送られ
てくる選択信号に基づいて、上述の複素ディジタル信号
１',２'のうちどちらか一方を選択する選択部である。

【００８１】また、参照番号６０３は、アダプティブア
レー信号処理が行われている場合は、加算部６０１によ
って加算された信号を出力する一方、ダイバーシティが
行われている場合は選択部６０２によって選択された信
号を出力するセレクタである。

【００８２】次いで、このように構成されたダイバーシ
ティ・アダプティブアレー信号処理部２１６並びにリフ
ァレンス信号生成部２１５の動作特性について説明す
る。

【００８３】図７には、ダイバーシティを行う場合にお
けるダイバーシティ信号処理タイミング例を示してい
る。また、図８にはアダプティブアレー信号処理を行う
場合におけるアダプティブアレーによる信号処理タイミ
ング例を示している。

【００８４】以下の説明では、本実施形態におけるＯＦ
ＤＭ信号の構成は、図７並びに図８の複素ディジタル信
号で示すように、ＯＦＤＭシンボルＤ_nとＯＦＤＭシン
ボル後半部分のサンプルをガード間隔分だけコピーした
ガード・インターバルＧ_nとで構成され、それぞれＧ_n、
Ｄ_nの順に伝送されるものとする（但し、ｎ＝１，２，
…,Ｎ）。ここで、Ｔ_gはガード・インターバル長［ｓｅ
ｃ］であり、Ｔ_sはＯＦＤＭシンボル１周期［ｓｅｃ］
である。また、これらのタイミング例では、送受信間の
クロック誤差、周波数オフセットはないものとする

【００８５】ダイバーシティ信号処理は、動作モードが
ダイバーシティの場合に実行される。図７（ａ）〜
（ｄ）に示す電力測定タイミング例は、図３で構成を示
したダイバーシティ・アダプティブアレー信号処理部２
１６内において、電力測定部３０８と比較部３０９を用
いて行われる選択ダイバーシティにおけるパス選択情報
を求める過程について示したものである。

【００８６】図７（ａ）には初期同期時の電力測定タイ
ミングを示している。初期同期時には正しいＦＦＴウイ
ンドウが検出されていないので、積分周期、積分タイミ
ングは同図中のＴ_d（１）〜Ｔ_d（２）に示したように、
あらかじめ定められた初期値を用いて電力測定と比較を
行なって、電力測定部３０８と比較部３０９を用いて行
われる選択ダイバーシティにおけるパス選択情報を求め
る。そして、このパス選択情報を基に、選択部６０２に
おいて複素ディジタル信号１'又は２'のうち電力測定結
果の大きい方の受信信号を選択して、セレクタ６０３か
らＦＦＴ部２１２に選択合成された複素ディジタル信号
を出力する。

【００８７】同期獲得に成功した場合、相関検出部２１
３から同期獲得情報がリファレンス信号生成部２１５へ
出力され、この結果、電力測定タイミングは同図中のＴ
_d（３）〜Ｔ_d（５）に示すようにＦＦＴウインドウの境
界と一致するように変更される。以後、電力測定はＦＦ
Ｔウインドウの先頭から行なうようにする。この過程に
おける電力測定部３０８の電力測定タイミングは図７
（ａ）中のｃ１〜ｃ５に示すようになる。

【００８８】図７（ｂ）には、ＦＦＴサイズ変更時の電
力測定タイミングを示している。ここでは電力測定はＯ
ＦＤＭ信号周期分だけ行われるものとし、また、ＦＦＴ
サイズ切り替えタイミングが既知であるとする。

【００８９】図７（ｂ）で示す例では、Ｔ_d（ｎ）〜Ｔ_d
（ｎ＋１）の区間に相当するＯＦＤＭ信号周期１で送信
された信号が、２倍のＦＦＴサイズＴ_d（ｎ＋２）〜Ｔ_d
（ｎ＋４）を持つＯＦＤＭ信号周期２に切り替えられた
ことを示している。より具体的には、Ｔ_d（０）〜Ｔ
_d（１）並びにＴ_d（１）〜Ｔ_d（２）がＦＦＴサイズ切
り替え前のＯＦＤＭシンボルに相当し、Ｔ_d（２）〜Ｔ_d
（４）並びにＴ_d（４）〜Ｔ_d（６）が切り替え後のＯＦ
ＤＭシンボルに相当する。

【００９０】電力測定タイミングは、ＦＦＴサイズ切り
替え情報が得られた次のＯＦＤＭ信号周期の先頭、すな
わち図７（ｂ）のＴ_d（２）以降から、それまでＯＦＤ
Ｍ信号周期１で行っていた電力測定がＯＦＤＭ信号周期
２の区間で行なわれるようになる。この過程における電
力測定タイミングは、図７（ｂ）のｃ１〜ｃ４に示す通
りとなる。

【００９１】図７（ｃ）は、ガード・インターバル除去
の電力測定タイミングを示している。ＯＦＤＭ信号周期
の１／４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
ウインドウ外のガード・インターバル区間の電力を積分
範囲から除去する方がより高い精度電力測定を行うこと
ができる。図７（ｃ）で示す例では、電力測定をガード
・インターバルを含んだ周期からガード・インターバル
部分を除去した周期へと切り替える場合を示している。

【００９２】図７（ｃ）に示す複素ディジタル信号にお
いて、Ｔ_d（０）〜Ｔ_d（２）に示す区間ではガード・イ
ンターバルを含んだ電力測定が行われ、続くＴ_d（２）
〜Ｔ_d（５）に示す区間ではガード・インターバルを除
いた電力測定が行われている。同図に示す例では、ガー
ド・インターバルに相当する部分ではリセット信号が設
定されている。この過程における電力測定タイミング
は、図７（ｃ）のｃ１〜ｃ４に示す通りとなる。

【００９３】図７（ｄ）には、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
の一例を示している。この場合の電力測定は、図７
（ｃ）に示した場合において任意のタイミングで電力測
定周期を切り替える過程を示しており、周波数歪みの伴
わないフラット・フェージング環境で有効である。同図
に示す複素ディジタル信号において、電力測定はＴ
_d（０）〜Ｔ_d（２）に示す区間ではＯＦＤＭ信号周期の
1周期で電力測定が行われ、続くＴ_d（２）〜Ｔ_d（５）
に示す区間ではＯＦＤＭ信号周期の１／２周期で電力測
定が行われる。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
た場合などに相当する。この過程における積分ダンプ部
の積分周期タイミングは図７（ｄ）のｃ１〜ｃ９に示す
とおりとなる。

【００９４】一方、アダプティブアレー信号処理は動作
モードがアダプティブアレーの場合に実行される。

【００９５】複素ディジタル信号 [ａ−１]を受信した
場合、[ａ−２]のような１ＯＦＤＭシンボル遅延信号を
遅延器によって生成する。そして、[ａ−１]と[ａ−２]
の相関を取った場合、Ｔ_c（ｎ）〜Ｔ_d（ｎ）の区間では
両者は同じパターンとなることから、相関検出を行うこ
とができる。相関検出部２１３では、この区間Ｔ
_c（ｎ）〜Ｔ_d（ｎ）を相関検出実行区間として相関検出
を行い、ＦＦＴウインドウ・タイミング情報と相関信号
のピーク本数、該ピーク電力といった相関検出情報を求
めている。

【００９６】ノルムの積分[ａ−３]は、区間Ｔ_d（ｎ−
１）〜Ｔ_d（ｎ）で行われ、時刻Ｔ_d（ｎ）で積分値がダ
ンプされる。図８に示す例では毎回ノルムの計算を行っ
ているが、ノルムの計算は、相関検出部２１３からの情
報に従って初期同期獲得後、あるいはマルチパス検出、
到来波の到来角の変動といった状況が観測された場合に
行われることから、常時ノルムの計算を行う必要はな
い。

【００９７】２波のマルチパスを想定し、それぞれの到
来角度をθ₁、θ₂としたとき、ダンプされる積分値n_su
m［θ₁, θ₂］は次式で与えられる。

【００９８】

【数１】

【００９９】ここで、ｉ_maxは１ＯＦＤＭシンボル内の
パイロット・シンボル総数であり、ｐ_tx（ｉ）は送信パ
イロット・シンボル系列であり、ｐ_rx（ｉ）は受信パイ
ロット・シンボル系列である。また、ノルムは、図９に
示したように、送信パイロット・シンボルと受信パイロ
ット・シンボルとの距離に相当する。

【０１００】ノルムの積分結果n_sum［θ₁, θ₂］がダ
ンプされると、あらかじめ設定された閾値との比較、あ
るいは最急降下法といった収束アルゴリズムを用いて到
来波の到来角推定を行う。その結果、到来角推定の判定
条件を満たした場合は該当する到来角θ1, θ2を推定結
果として更新する。

【０１０１】図８のリファレンス信号の更新[ａ−４]で
は、各時刻でダンプされたn_sum［θ₁, θ₂］であるノ
ルム１〜４についてそれぞれ到来角推定を行っており、
そのうちノルム１とノルム３について到来角推定の判定
条件を満たしたことを示している。この場合、該当する
到来角はＤＯＡ１とＤＯＡ３に更新されている。一方、
ノルム２については、到来角推定の判定条件を満たさな
かったことから前回設定された到来角ＤＯＡ１を用いる
ことを示している。

【０１０２】到来角が更新された場合、更新された次の
タイミングの相関検出実行区間からその値が使用され
る。図８の[ａ−４]においては、更新されたＤＯＡ１と
ＤＯＡ３はそれぞれ時刻Ｔ_c（２）並びにＴ_c（４）から
使用される。

【０１０３】リファレンス信号は、設定された到来角Ｄ
ＯＡと図８の[ａ−２]で示した１ＯＦＤＭシンボル遅延
信号のガード・インターバル区間について生成される。
すなわち図７ではＴ_c（ｎ）〜Ｔ_d（ｎ）の区間のＧ_n’
について行われる。

【０１０４】また、リファレンス信号は次のように求め
ることができる。すなわち、到来波ベクトルをs＝
［s₁，s₂］とし、１ＯＦＤＭシンボル遅延した複素ディ
ジタル信号で構成される信号ベクトルをx（ｔ−Ｔ_s）＝
［ｘ₁，ｘ₂］、到来波の到来角θ ₁, θ₂で表されるステ
アリング行列をＡとして雑音の影響はないと仮定する
と、以下の式が成り立つ。

【０１０５】

【数２】

【０１０６】また、リファレンス信号をｒ_ref＝ｓ₁とす
ると、ｓ₁は次式で与えられる。

【０１０７】

【数３】

【０１０８】このように到来角θ₁, θ₂が決定される
と、１ＯＦＤＭシンボル遅延信号を用いてリファレンス
信号ｒ_refを計算することができる。

【０１０９】アダプティブアレー信号処理は相関検出実
行区間毎に入力するリファレンス信号を用いて行われ
る。ここでは、受信信号に対する最適ウエイトＷ_optを
計算して重み係数Ｗ₁とＷ₂の更新を行う。例えば、図８
においてＴ_d（２）で決定された到来角ＤＯＡ１に対応
するリファレンス信号ｒ_refを用いたアダプティブアレ
ー信号処理は、[ａ−５]の区間Ｃ２で行われる。最適ウ
エイトＷ_optは、複素ディジタル信号で構成される信号
ベクトルxから求まる相関行列Ｒ_xx＝Ｅ［ｘ（ｔ）ｘ
^H（ｔ）］の逆行列Ｒ_xx ^-1と相関ベクトルｒ_co＝Ｅ［x
（ｔ）ｒ_ref ^*（ｔ）］について、それぞれ相関検出実行
区間にわたって積分し、１区間分の積分を行った後、す
なわちＴ_d（ｎ）のタイミングで次式に従って計算され
る。

【０１１０】

【数４】

【０１１１】最適ウエイトＷ_optはアダプティブアレー
信号処理が実行されている間は相関検出実行区間Ｔ
_c（ｎ）〜Ｔ_d（ｎ）毎に重み係数の計算が行われ時刻
Ｔ_d（ｎ）で更新され、それ以降の重み係数として用い
られ複素ディジタル信号に対する重み計算が行われる。
このようにして一度更新された最適ウエイトは、次に値
が更新されるまで保持される。

【０１１２】最適ウエイトＷ_optは、アダプティブアレ
ー信号処理が実行されている間は相関検出実行区間Ｔ_c
（ｎ）〜Ｔ_d（ｎ）毎に重み係数の計算が行われ、時刻
Ｔ_d（ｎ）で更新され、それ以降の重み係数として用い
られ複素ディジタル信号に対する重み計算が行われる。
このようにして一度更新された最適ウエイトは、次に値
が更新されるまで保持される。

【０１１３】次に、ダイバーシティ・アダプティブアレ
ー信号処理の動作モードを設定するための処理手順につ
いて、図１０に示したフローチャートを参照しながら説
明する。ここでは、電源投入時、スリープ・モード直後
や同期外れ後の信号の再同期を行う場合を受信開始とし
て、ダイバーシティあるいはアダプティブアレー信号処
理といった動作モードの設定と切り替え手順について示
している。

【０１１４】まず、ステップＳ１において、相関検出部
２１３は、相関検出を実行して、相関検出情報を未検出
として出力する。また、リファレンス信号生成部２１５
は、動作を行わず、到来波情報を未検出として出力す
る。また、ダイバーシティ・アダプティブアレー信号処
理部２１６は、各受信系統の複素ディジタル１〜２につ
いてそれぞれ電力測定を行うとともに両者を大小比較し
て、大きい方をパス選択信号とする。また、動作モード
をダイバーシティとして、パス選択情報とともにダイバ
ーシティ・アダプティブアレー制御情報として出力す
る。

【０１１５】次いで、ステップＳ２では、同期獲得でき
たか否かを判別する。同期を獲得できなかった場合は、
上述のステップＳ１に復帰する。また、同期獲得できた
場合には、後続のステップＳ３に進む。

【０１１６】ステップＳ３では、相関検出部２１３は、
相関検出した初期同期タイミングを基に、ＦＦＴウィン
ドウ・タイミング情報と相関信号のピーク本数やピーク
電力を相関検出情報として出力する。また、リファレン
ス信号生成制御部５０８は、この相関検出情報を基に、
伝搬路環境を推定する。

【０１１７】次いで、ステップＳ４では、推定された伝
搬路がマルチパス環境か否かを判定する。

【０１１８】伝搬路がマルチパス環境ではないと判定さ
れた場合には、ステップＳ５に進ム。この場合、リファ
レンス信号生成部２１５は、リファレンス信号生成を行
い、伝搬路がマルチパス環境でないことを到来波情報と
して出力する。また、ダイバーシティ・アダプティブア
レー信号処理部２１６は、各受信系統からの複素ディジ
タル信号１〜２についてそれぞれ電力測定を行うととも
に両者を大小比較して、大きい方をパス選択情報とす
る。また、動作モードをダイバーシティとして、パス選
択情報とともにダイバーシティ・アダプティブアレー制
御情報として出力する。

【０１１９】他方、伝搬路がマルチパス環境であると判
定された場合には、ステップＳ６に進む。この場合、リ
ファレンス信号生成部２１５は、リファレンス信号生成
を行い、伝搬路がマルチパス環境であることを到来波情
報として出力する。また、ダイバーシティ・アダプティ
ブアレー信号処理部２１６は、動作モードをアダプティ
ブアレーとして信号処理を行い、この動作モードをダイ
バーシティ・アダプティブアレー情報として出力する。

【０１２０】次いで、ステップＳ７では、相関検出部２
１３は、相関検出した相関信号のピーク本数やピーク電
力を相関検出情報として出力する。また、リファレンス
信号生成部２１５は、動作モードに拘わらず、ノルム計
算部５０２でノルムの計算を行う。また、リファレンス
信号生成制御部５００８は、ノルムの計算結果と相関検
出情報を基に、伝搬路環境を推定する。

【０１２１】本明細書では、受信アンテナを２本持つ場
合を例にとって説明したが、さらに、３本以上の受信ア
ンテナを用いた場合でも、上述したような２本の受信ア
ンテナによる受信系を受信アンテナ個分に拡張して実現
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、バッファ、重み計算部
を受信アンテナに相当する数だけ備え、リファレンス信
号生成部とアダプティブアレー処理部では受信アンテナ
数分の最適ウエイト設定に必要な計算を行えるようにす
れば、同様に本発明の作用効果を相することが可能であ
る。アンテナ数を増やすことで、ダイバーシティ受信は
フェージングによる落ち込み区間を受信する確率の低減
が図れる。また、アダプティブアレー信号処理は最適ウ
エイト計算の処理量は増大するが、到来波方向推定可能
な到来波数が増加することから分解能の向上を図ること
ができる。

【０１２２】［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。すなわち、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。

【０１２３】

【発明の効果】以上詳記したように、本発明によれば、
装置ブロック構成を変えないで、効率的に到来波分布か
ら伝搬路推定できるようにし、伝搬路環境がマルチパス
の場合はアダプティブ信号処理を行い、他の伝搬環境の
場合は選択ダイバーシティを切り替えて行なえるように
したダイバーシティ・アダプティブアレーを用いた、優
れたＯＦＤＭ受信装置を提供することができる。

【０１２４】本発明に係るダイバーシティ・アダプティ
ブアレーを用いたＯＦＤＭ受信装置によれば、ダイバー
シティとアダプティブアレー信号処理を共通のブロック
構成により実現することができ、装置構成を簡素化する
ことができる。

【０１２５】また、本発明に係るダイバーシティ・アダ
プティブアレーを用いたＯＦＤＭ受信装置によれば、伝
搬路状況に応じてダイバーシティとアダプティブアレー
信号処理を切り替えて行うことができ、マルチパスによ
る劣化の問題を解消することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＯＦＤＭ信号を送信するＯＦＤＭ送信装置の一
例の概略構成を示した図である。

【図２】本発明の１つの実施形態に係るダイバーシティ
・アダプティブアレーを用いたＯＦＤＭ受信装置２００
の構成を概略的に示した図である。

【図３】本発明の１つの実施携帯に係るダイバーシティ
・アダプティブアレーを用いたＯＦＤＭ受信装置２００
の構成要素であるダイバーシティ・アダプティブアレー
信号処理部２１６の概略的な構成を示した図である。

【図４】本発明の１つの実施形態に係るダイバーシティ
・アダプティブアレーを用いたＯＦＤＭ受信装置２００
の構成要素である積分ダンプ部の概略的な構成を示した
図である。

【図５】本発明の１つの実施形態に係るダイバーシティ
・アダプティブアレーを用いたＯＦＤＭ受信装置２００
の構成要素であるリファレンス信号生成部２１５の概略
的な構成を示した図である。

【図６】本発明の１つの実施形態に係るダイバーシティ
・アダプティブアレーを用いたＯＦＤＭ受信装置２００
の構成要素である選択合成部２１１の概略的な構成を示
した図である。

【図７】本発明の１つの実施形態に係るアダプティブア
レーを用いたＯＦＤＭ受信装置２００における電力測定
タイミング例を示した図である。

【図８】本発明の１つの実施形態に係るアダプティブア
レーを用いたＯＦＤＭ受信装置２００におけるアダプテ
ィブアレー信号処理タイミング例を示した図である。

【図９】本発明の１つの実施形態に係るアダプティブア
レーを用いたＯＦＤＭ受信装置２００におけるノルムの
イメージを示した図である。

【図１０】本発明の１つの実施形態に係るアダプティブ
アレーを用いたＯＦＤＭ受信装置におけるダイバーシテ
ィ・アダプティブアレー信号処理の動作モードの設定手
順を示したフローチャートである。

【符号の説明】

１００…ＯＦＤＭ信号送信装置１０１…変調部，１０２…パイロット・シンボル挿入部１０３…シリアル／パラレル変換部，１０４…ＩＦＦＴ
部１０５…ガード区間挿入部，１０６…アナログ変換部１０７…ＲＦ部，１０８…送信アンテナ１０９…送信制御部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２０９，２１０…重み計算部２１１…選択合成部、２１２…ＦＦＴ部２１３…相関検出部、２１４…復調部２１５…リファレンス信号生成部２１６…ダイバーシティ・アダプティブアレー信号処理
部３０１…ベクトル生成部、３０２…相関行列計算部３０３…積分ダンプ部、３０４…逆行列計算部３０５…相関ベクトル計算部、３０６…積分ダンプ部３０７…重み決定部、３０８…電力測定部３０９…比較部３１０…ダイバーシティ・アダプティブアレー信号処理
制御部４０１…セレクタ、４０２…ゲイン部４０３…遅延部、４０４…加算部、４０５…記憶部５０１…パイロット信号生成部、５０２…ノルム計算部５０３…積分ダンプ部、５０４…比較部５０５…ＤＯＡ設定部、５０６…遅延部５０７…リファレンス信号計算部５０８…リファレンス信号生成部６０１…加算部、６０２…選択部６０３…セレクタ、６０４…選択合成部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数アンテナで受信したパイロット・シン
ボルを含んだＯＦＤＭ（直交周波数多重分割）信号につ
いて到来波分布を基に伝搬路を推定する伝搬路推定手段
と、該伝搬路推定結果に基づいて伝搬路環境を判定して、伝
搬路環境がマルチパスの場合はアダプティブ信号処理
を、他の伝搬路環境の場合はダイバーシティに切り替え
て信号処理を行う信号処理手段と、を具備することを特
徴とするダイバーシティ・アダプティブアレーを用いた
ＯＦＤＭ受信装置。
【請求項２】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、アダプティブ信号処理を行う場合は該複素ディジタル信
号の重み付けを行う重み計算部と、ダイバシティを行う場合は各受信系統からの複素ディジ
タル信号から１つを選択し、アダプティブ信号処理を行
う場合は前記重み計算部により重み付けされた各複素デ
ィジタル信号の加算を行う選択合成部と、前記選択合成部が出力する複素ディジタル信号を所定の
ＦＦＴウィンドウ・タイミングに従ってＯＦＤＭシンボ
ル１周期分のフーリエ変換を行って並列キャリアの受信
シンボルを生成するＦＦＴ部と、前記選択合成部が出力する複素ディジタル信号について
ガード・インターバル部分の信号を用いて相関計算を行
い、ＦＦＴウィンドウ・タイミング情報、相関信号のピ
ーク本数、ピーク電力などからなる相関検出情報を出力
する相関検出部と、各受信系統に相当する並列キャリアの受信シンボルの復
調を行う復調部と、前記ＦＦＴ部が出力する並列キャリア数個分のＯＦＤＭ
サブキャリア毎の受信シンボルからパイロット・シンボ
ルを摘出し、伝搬路を推定するとともに該パイロット・
シンボルに基づく到来波の到来角度を推定して、最も強
い信号電力を持った到来波に相当するリファレンス信号
を生成するリファレンス信号生成部と、各受信系統からの複素ディジタル信号についてそれぞれ
電力測定を行うとともに大小比較して、最も電力が大き
い複素ディジタル信号を取り出し、前記リファレンス信
号と該取り出された複素ディジタル信号により各受信系
統における受信信号に対する最適重み係数をそれぞれ計
算するダイバーシティ・アダプティブアレー信号処理部
と、を具備することを特徴とするダイバーシティ・アダ
プティブアレーを用いたＯＦＤＭ受信装置。
【請求項３】アダプティブ信号処理を行う場合は、前記重み計算部は、各受信系統からの複素ディジタル信
号について、前記ダイバーシティ・アダプティブアレー
信号処理部により計算された最適重み係数によって重み
付けを行って加算し、該加算結果を合成複素ディジタル
信号として前記相関検出部並びに前記ＦＦＴ部に出力
し、前記相関検出部は、ガード・インターバル区間の繰り返
しパターンを用いて相関検出を行い、ＦＦＴウインドウ
・タイミング情報と相関信号のピーク本数、ピーク電力
などからなる相関検出情報を生成して、該ＦＦＴウイン
ドウ・タイミング情報を前記ＦＦＴ部に出力するととも
に、該相関検出情報を前記リファレンス信号生成部に出
力し、前記ＦＦＴ部は、該ＦＦＴウインドウ・タイミング情報
に従ってＯＦＤＭシンボル毎にフーリエ変換を行って並
列キャリアの受信シンボルを生成して、前記復調部並び
に前記リファレンス信号生成部に出力し、前記復調部は、該並列キャリアの受信シンボル毎に復調
を行い、前記リファレンス信号生成部は、該並列キャリアの複数
受信シンボルからパイロット・シンボルを摘出し、送信
時におけるパイロット・シンボル系列と同じ系列を発生
して双方の差分を基に受信シンボル毎にノルムを計算
し、それぞれ積分を行ったノルム積分値に基づいて到来
波の到来角推定を行い、その推定値と該複素ディジタル
信号を基にリファレンス信号を生成して、前記ダイバー
シティ・アダプティブアレー信号処理部に出力し、前記ダイバーシティ・アダプティブアレー信号処理部
は、ガード・インターバル区間毎に該複素ディジタル信
号と該リファレンス信号を基に重み係数を計算して前記
重み計算部に出力する、ことを特徴とする請求項１に記
載のダイバーシティ・アダプティブアレーを用いたＯＦ
ＤＭ受信装置。
【請求項４】ダイバーシティを行うときは、前記ダイバーシティ・アダプティブアレー信号処理部
は、各受信系統からの複素ディジタル信号についてそれ
ぞれ電力測定を行うとともにこれらを大小比較して、最
も電力が大きい複素ディジタル信号を決定してパス選択
情報として前記選択合成部に出力し、前記選択合成部は、前記重み計算部により重み付けされ
ていない複素ディジタル信号についてパス選択情報に従
ってただ１つの複素ディジタル信号を選択して、該選択された複素ディジタル信号についてＦＦＴと復
調、相関検出を行う、ことを特徴とする請求項１に記載
のダイバーシティ・アダプティブアレーを用いたＯＦＤ
Ｍ受信装置。
【請求項５】前記リファレンス信号生成部は、前記相関
検出部から入力する相関検出情報と前記ダイバーシティ
・アダプティブアレー信号処理部から入力する電力測定
情報と該受信シンボル毎のノルム積分値とを基にＯＦＤ
Ｍシンボル単位に到来波数、到来波電力、電力変動の時
間推移などからなる伝搬路パラメータを求めて、該伝搬
路パラメータに基づいて伝搬路状況を推定して、該推定
結果に従ってアダプティブアレー信号処理又はダイバー
シティのいずれかの動作モードを判定する、ことを特徴
とする請求項１に記載のダイバーシティ・アダプティブ
アレーを用いたＯＦＤＭ受信装置。
【請求項６】前記リファレンス信号生成部は、動作モードをダイバーシティに切り替えて前記相関検出
部から入力する相関検出情報から同期が取れていないと
判断した場合には、あらかじめ設定された積分周期やタ
イミングで各受信系統からの複素ディジタル信号の電力
測定を行なうとともに各電力測定結果を大小比較して、
値の大きい方を選択して前記相関検出部に出力して相関
検出を行わしめ、同期が獲得された後に伝搬路状況の推定を開始して、ア
ダプティブアレー信号処理又はダイバーシティに動作モ
ードを切り替える、ことを特徴とする請求項１に記載の
ダイバーシティ・アダプティブアレーを用いたＯＦＤＭ
受信装置。
【請求項７】前記リファレンス信号生成部は、動作モー
ドがダイバーシティの場合は、前記相関検出部から入力
する相関検出情報と前記ダイバーシティ・アダプティブ
アレー信号処理部から入力する電力測定情報と受信シン
ボル毎のノルム積分値とを基に、電力測定周期や測定タ
イミングを判定して、これらが変更する度に随時切り替
えて該複素ディジタル信号の電力測定を行う、ことを特
徴とする請求項１に記載のダイバーシティ・アダプティ
ブアレーを用いたＯＦＤＭ受信装置。
【請求項８】前記リファレンス信号生成部は、動作モー
ドが変更された場合、その直後のＯＦＤＭシンボルの境
界までは引き続き変更前の動作モードで信号処理を行っ
て並列キャリアの復調シンボルを出力し、ＯＦＤＭシン
ボルの境界以降は変更後の動作モードで動作する、こと
を特徴とする請求項１に記載のダイバーシティ・アダプ
ティブアレーを用いたＯＦＤＭ受信装置。