JP2006115005A - Diversity receiver, communication terminal device and diversity receiving method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ダイバーシチ受信装置、通信端末装置及びダイバーシチ受信方法に関し、例えば地上波テレビ放送を受信するダイバーシチ受信装置、通信端末装置及びダイバーシチ受信方法に関する。 The present invention relates to a diversity receiving device, a communication terminal device, and a diversity receiving method, for example, to a diversity receiving device, a communication terminal device, and a diversity receiving method for receiving terrestrial television broadcasting.
移動体通信においては、マルチパス干渉によるフェージングの影響により、受信性能の劣化を招くおそれがある。従来からフェージングの影響を低減するために、独立した複数のアンテナを配置して受信するダイバーシチ受信が用いられる。ダイバーシチ受信には、周波数ダイバーシチ、時間ダイバーシチ、偏波ダイバーシチ等がある。 In mobile communication, there is a possibility that reception performance may be degraded due to fading due to multipath interference. Conventionally, in order to reduce the influence of fading, diversity reception in which a plurality of independent antennas are arranged and received is used. Diversity reception includes frequency diversity, time diversity, polarization diversity, and the like.
DS―CDMA方式の受信回路では、1系統の受信機であっても、伝搬遅延時間の異なるマルチパス信号を逆拡散しパスを分離して、Rake合成を行うことによりパスダイバーシチを用いた最大比合成が成立する。 In a DS-CDMA receiver circuit, the maximum ratio using path diversity can be obtained by despreading multipath signals having different propagation delay times, separating paths, and performing Rake combining even in a single receiver system. Composition is established.
この動作を積極的に用いたダイバーシチ受信回路が提案されている(例えば、特許文献1)。特許文献1の受信回路の構成例を図6に示す。図6に示す回路では、ブランチ数が2つの場合を示している。
A diversity receiving circuit that actively uses this operation has been proposed (for example, Patent Document 1). A configuration example of the receiving circuit of
図6に示す受信機では、アンテナ601で受信された信号は、デュプレクサ603を介して、増幅器605で増幅される。一方、アンテナ602で受信された信号は、高周波フィルタ604を介して、増幅器606で増幅される。この内、アンテナ602で受信された高周波信号のみを、遅延器608で時間τだけ遅延させる。そして、遅延器608の出力と増幅器605の出力とを加算器607で合成する。ここから先は、共通のIF部609でベースバンド信号に周波数変換し、AD変換器(以下「ADC」と記載する)610でディジタル信号に変換する。前述したように、DS―CDMA方式では、時間的にずれた信号を分離・抽出できるため、遅延器608の遅延時間τが、1チップ以上である場合には、ベースバンド信号処理部611のRake部で、2つのパスを独立した成分として信号処理することにより、受信信号はパスダイバーシチ効果を得ることができる。
In the receiver illustrated in FIG. 6, the signal received by the
また、DS−CDMA方式以外の移動体通信用受信機では、空間ダイバーシチ方式が用いられる(例えば、非特許文献1)。非特許文献1に開示されている受信回路の構成例を図7に示す。図7に示す例では、ブランチ数が2つの場合を示している。
Further, in mobile communication receivers other than the DS-CDMA system, a spatial diversity system is used (for example, Non-Patent Document 1). A configuration example of a receiving circuit disclosed in
アンテナ701、702と、高周波フィルタ703、704と、高周波増幅器705、706と、ダイレクトコンバージョン部707、708と、ADC709、710と、OFDM復調ダイバーシチ信号処理部711とで構成されている。
しかしながら、従来の装置においては、図6に示されたものは、DS−CDMAを用いたシステムであり、RAKE受信機機能を有する場合には、小型のダイバーシチ受信装置を構成できるが、OFDM、GMSKやQPSKを用いた通信システム、放送システムにおけるダイバーシチ受信装置を構成することができないという問題がある。 However, in the conventional apparatus, what is shown in FIG. 6 is a system using DS-CDMA, and if it has a RAKE receiver function, a small diversity receiving apparatus can be configured, but OFDM, GMSK There is a problem that a diversity receiver in a communication system or broadcasting system using QPSK cannot be configured.
又、従来の装置においては、図7に示されたものは、高周波局部発振回路などの一部回路ブロックを共通化し小型化、低消費電流化を行うことはできるが、それ以外の回路ブロックに至っては全てブランチの数だけ受信回路が必要となり、ダイバーシチでない受信機と比較して受信回路の規模が約2倍になるという問題がある。特に、低IF受信方式やダイレクトコンバージョン受信方式を用いた場合においては、チャネル選択フィルタがICに内蔵されるため、ブランチ数が増加しただけ回路規模が増大し、ICのチップ面積の増加やコスト増がさけられないという問題がある。また、消費電流も大幅に増加し、電池による携帯端末の使用時間にも制限があるという問題がある。 In the conventional apparatus, the circuit shown in FIG. 7 can share some circuit blocks such as a high-frequency local oscillation circuit to reduce the size and current consumption, but other circuit blocks can be used. Therefore, all the receiving circuits are required for the number of branches, and there is a problem that the size of the receiving circuit is approximately doubled as compared with a non-diversity receiver. In particular, when a low-IF reception method or a direct conversion reception method is used, the channel selection filter is built in the IC, so the circuit scale increases as the number of branches increases, and the chip area and cost of the IC increase. There is a problem that cannot be avoided. In addition, there is a problem that the current consumption is greatly increased and the usage time of the portable terminal by the battery is limited.
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、複数アンテナを用いた空間ダイバーシチ受信を適用する場合において、空間ダイバーシチ受信の効果を十分に生かしたまま、回路規模を小さくすることができ、低消費電流化および低コスト化を可能にすることができるとともに、装置の小型化を実現することができるダイバーシチ受信装置、通信端末装置及びダイバーシチ受信方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a point, and in the case of applying spatial diversity reception using a plurality of antennas, the circuit scale can be reduced while sufficiently utilizing the effect of spatial diversity reception. An object of the present invention is to provide a diversity receiving device, a communication terminal device, and a diversity receiving method capable of reducing current consumption and cost, and realizing downsizing of the device.
本発明のダイバーシチ受信装置は、第1のアンテナで受信した受信信号から第1のI、Q信号対を生成する第1の直交ミキサと、前記第1の直交ミキサにて生成した前記第1のI、Q信号対からイメージ信号を除去する第1のイメージ除去手段と、第2のアンテナで受信した受信信号から第2のI、Q信号対を生成する第2の直交ミキサと、前記第2の直交ミキサにて生成した前記第2のI、Q信号対からイメージ信号を除去する第2のイメージ除去手段と、前記第1のイメージ除去手段にてイメージ信号が除去された前記第1のI、Q信号対と前記第2のイメージ除去手段にてイメージ信号が除去された前記第2のI、Q信号対とを加算する加算手段と、前記加算手段にて得られたI、Q信号対に含まれる希望波信号以外の不要波を減衰させる第1のチャネル選択手段と、前記第1のチャネル選択手段にて不要波が減衰された前記I、Q信号対のレベルを調整する第1のレベル調整手段と、前記第1のレベル調整手段にてレベルを調整されたI、Q信号対を、前記第1のI、Q信号対に対応する第3のI、Q信号対と前記第2のI、Q信号対に対応する第4のI、Q信号対とに分離する分離手段と、前記分離手段にて分離された前記第3のI、Q信号対に含まれる前記希望波信号以外の不要波を減衰させる第2のチャネル選択手段と、前記第2のチャネル選択手段にて不要波が減衰された前記第3のI、Q信号対のレベルを調整する第2のレベル調整手段と、前記分離手段にて分離された前記第4のI、Q信号対に含まれる前記希望波信号以外の不要波を減衰させる第3のチャネル選択手段と、前記第3のチャネル選択手段にて不要波が減衰された前記第4のI、Q信号対のレベルを調整する第3のレベル調整手段と、前記第2のレベル調整手段にてレベルが調整された前記第3のI、Q信号対の前記希望波信号と前記第3のレベル調整手段にてレベルが調整された前記第4のI、Q信号対の前記希望波信号とをダイバーシチ処理により合成するダイバーシチ処理手段と、を具備する構成を採る。 The diversity receiver of the present invention includes a first orthogonal mixer that generates a first I and Q signal pair from a received signal received by a first antenna, and the first orthogonal mixer that is generated by the first orthogonal mixer. A first image removing unit that removes an image signal from the I and Q signal pair; a second orthogonal mixer that generates a second I and Q signal pair from the received signal received by the second antenna; and A second image removing means for removing an image signal from the second I and Q signal pair generated by the quadrature mixer, and the first I from which the image signal has been removed by the first image removing means. , An adding means for adding the Q signal pair and the second I and Q signal pair from which the image signal has been removed by the second image removing means, and an I and Q signal pair obtained by the adding means. Attenuate unwanted waves other than the desired signal contained in First channel selecting means, first level adjusting means for adjusting the level of the I and Q signal pairs in which unwanted waves are attenuated by the first channel selecting means, and the first level adjusting means The I and Q signal pairs whose levels have been adjusted in Step 4 are the third I and Q signal pairs corresponding to the first I and Q signal pairs and the fourth I and Q signal pairs corresponding to the second I and Q signal pairs. Separating means for separating the I and Q signal pairs, and second channel selecting means for attenuating unnecessary waves other than the desired wave signal included in the third I and Q signal pairs separated by the separating means And second level adjusting means for adjusting the level of the third I and Q signal pairs in which unnecessary waves are attenuated by the second channel selecting means, and the fourth level separated by the separating means. A third channel for attenuating unwanted waves other than the desired signal included in the I and Q signal pairs A selection means, a third level adjustment means for adjusting the level of the fourth I and Q signal pair in which the unwanted wave is attenuated by the third channel selection means, and the second level adjustment means. The desired wave signal of the third I and Q signal pair whose level is adjusted and the desired wave signal of the fourth I and Q signal pair whose level is adjusted by the third level adjusting means. And a diversity processing means for synthesizing by diversity processing.
本発明のダイバーシチ受信方法は、第1のアンテナで受信した受信信号から第1のI、Q信号対を生成するステップと、生成した前記第1のI、Q信号対からイメージ信号を除去するステップと、第2のアンテナで受信した受信信号から第2のI、Q信号対を生成するステップと、生成した前記第2のI、Q信号対からイメージ信号を除去するステップと、イメージ信号が除去された前記第1のI、Q信号対とイメージ信号が除去された前記第2のI、Q信号対とを加算するステップと、加算して得られたI、Q信号対に含まれる希望波信号以外の不要波を減衰させるステップと、不要波が減衰された前記I、Q信号対のレベルを調整するステップと、レベルを調整されたI、Q信号対を、前記第1のI、Q信号対に対応する第3のI、Q信号対と前記第2のI、Q信号対に対応する第4のI、Q信号対とに分離するステップと、分離された前記第3のI、Q信号対に含まれる前記希望波信号以外の不要波を減衰させるステップと、不要波が減衰された前記第3のI、Q信号対のレベルを調整するステップと、分離された前記第4のI、Q信号対に含まれる前記希望波信号以外の不要波を減衰させるステップと、不要波が減衰された前記第4のI、Q信号対のレベルを調整するステップと、レベルが調整された前記第3のI、Q信号対の前記希望波信号とレベルが調整された前記第4のI、Q信号対の前記希望波信号とをダイバーシチ処理により合成するステップと、を具備するようにした。 The diversity receiving method of the present invention includes a step of generating a first I / Q signal pair from a received signal received by a first antenna, and a step of removing an image signal from the generated first I / Q signal pair. Generating a second I / Q signal pair from the received signal received by the second antenna, removing an image signal from the generated second I / Q signal pair, and removing the image signal Adding the first I / Q signal pair and the second I / Q signal pair from which the image signal has been removed, and a desired wave included in the I / Q signal pair obtained by the addition A step of attenuating unnecessary waves other than signals, a step of adjusting the level of the I and Q signal pairs in which the unnecessary waves are attenuated, and a pair of I and Q signals whose levels have been adjusted are referred to as the first I and Q Third I, Q signal corresponding to signal pair Separating a pair into a fourth I and Q signal pair corresponding to the second I and Q signal pair, and other than the desired wave signal included in the separated third I and Q signal pair A step of attenuating unwanted waves, a step of adjusting the level of the third I / Q signal pair in which the unwanted waves are attenuated, and the desired wave signal included in the separated fourth I / Q signal pair A step of attenuating unnecessary waves other than the above, a step of adjusting the level of the fourth I and Q signal pair in which the unnecessary wave is attenuated, and the desired of the third I and Q signal pair of which the level is adjusted And combining the desired wave signal of the fourth I and Q signal pair whose level is adjusted by diversity processing.
本発明によれば、複数アンテナを用いた空間ダイバーシチ受信を適用する場合において、空間ダイバーシチ受信の効果を十分に生かしたまま、回路規模を小さくすることができ、低消費電流化および低コスト化を可能にすることができるとともに、装置の小型化を実現することができる。 According to the present invention, in the case of applying space diversity reception using a plurality of antennas, the circuit scale can be reduced while sufficiently utilizing the effect of space diversity reception, thereby reducing current consumption and cost. It is possible to achieve this, and it is possible to reduce the size of the apparatus.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1に係るダイバーシチ受信装置100の構成を示す構成図である。なお、図1に示す例はブランチ数が2つの場合を示している。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of
図1において、101は第1のアンテナ、105はアンテナ101で受信した信号を増幅する第1の高周波増幅器、103はアンテナ101と第1の高周波増幅器105間に設けられた第1の高周波フィルタ、107は、アンテナ101で受信した信号を、低いIF周波数(Low IF)に変換する第1の直交ミキサ部であり、第1の直交ミキサ部107は、局部発振器109と、局部発振器109からの信号を移相する第1の移相器111と、受信信号と第1の移相器111からの発振周波数とを混合するミキサ113、115とで構成している。又、117は、第1の直交ミキサ部107からのI信号(同相成分)とQ信号(直交成分)を入力し、イメージ信号を除去する第1のイメージ除去フィルタである。
In FIG. 1, 101 is a first antenna, 105 is a first high-frequency amplifier that amplifies a signal received by the
又、102は第2のアンテナ、106はアンテナ102で受信した信号を増幅する第2の高周波増幅器、104は、アンテナ102と第2の高周波増幅器106間に設けられた第2の高周波フィルタ、108は、アンテナ102で受信した信号を、低いIF周波数に変換する第2の直交ミキサ部であり、第2の直交ミキサ部108は、前記した局部発振器109と、局部発振器109からの信号を移相する第2の移相器112と、受信信号と第2の移相器112からの発振周波数とを混合するミキサ114、116とで構成している。又、118は、第2の直交ミキサ部108からのI信号(同相成分)とQ信号(直交成分)を入力し、イメージ信号を除去する第2のイメージ除去フィルタである。
119は、第1のイメージ除去フィルタ117の出力信号であるI信号と第2のイメージ除去フィルタ118の出力信号であるI信号とを加算する加算器、120は、第1のイメージ除去フィルタ117の出力信号であるQ信号と第2のイメージ除去フィルタ118の出力信号であるQ信号とを加算する加算器である。
119 is an adder that adds the I signal that is the output signal of the first
又、121は、加算器119で加算されたI信号から不要な信号を除去するI信号用の第1のチャネル選択フィルタ、127は、第1のチャネル選択フィルタ121の出力であるI信号をディジタル信号に変換する第1のADC、123は、第1のチャネル選択フィルタ121と第1のADC127との間に設けられ、第1のADC127に入力するI信号のレベルを制御するI信号用の第1の可変利得アンプである。
同様に、122は、加算器120で加算されたQ信号から不要な信号を除去するQ信号用の第1のチャネル選択フィルタ、128は、第1のチャネル選択フィルタ122の出力であるQ信号をディジタル信号に変換する第2のADC、124は、チャネル選択フィルタ122と第2のADC128との間に設けられ、第2のADC128に入力するQ信号のレベルを制御するQ信号用の第1の可変利得アンプである。
Similarly, 122 is a first channel selection filter for a Q signal that removes unnecessary signals from the Q signal added by the
また、可変利得アンプ123、124は、第1のADC127及び第2のADC128の出力レベルに基づきAGC回路131で制御されるように構成されている。
The
133は、第1のADC127及び第2のADC128の出力信号を入力して不要信号を除去する第3のイメージ除去フィルタ、145は第1の復号部であり、第3のイメージ除去フィルタ133と第1の復号部145との間には、直列にI信号用の第2のチャネル選択フィルタ135と第2の可変利得アンプ139とが設けられている。
又、第3のイメージ除去フィルタ133と第1の復号部145との間には、直列にQ信号用の第2のチャネル選択フィルタ137と第2の可変利得アンプ141とが設けられている。
In addition, a second
そして、可変利得アンプ139、141は、第2の可変利得アンプ139及び第2の可変利得アンプ141の出力側の信号電力に基づき第2のAGC回路143で制御されるように構成されている。
The
同様に、134は、第1のADC127及び第2のADC128の出力信号を入力して不要信号を除去する第4のイメージ除去フィルタ、146は第2の復号部であり、第4のイメージ除去フィルタ134と第2の復号部146との間には、直列にI信号用の第3のチャネル選択フィルタ136と第3の可変利得アンプ140とが設けられている。
Similarly, 134 is a fourth image removal filter that receives the output signals of the
又、第4のイメージ除去フィルタ134と第2の復号部146との間には、直列にQ信号用の第3のチャネル選択フィルタ138と第3の可変利得アンプ142とが設けられている。
In addition, a third
そして、可変利得アンプ140、142は、可変利得アンプ140及び可変利得アンプ142の出力側の信号電力に基づき第3のAGC回路144で制御されるように構成されている。147は、第1の復号部145から入力した復号処理された信号と、第2の復号部146から入力した復号処理された信号とを合成するダイバーシチ処理部である。
The
次に、本実施の形態1のダイバーシチ受信装置100の各構成要素について更に詳細に説明する。なお、各構成要素は、1つまたは複数の集積回路によって構成される。
Next, each component of
まず、第1のアンテナ101で受信した高周波信号は、第1の高周波フィルタ103で必要帯域以外を減衰させる。第1の高周波増幅器105は、低雑音アンプであり、第1のアンテナ101で受信された高周波信号を増幅する。
First, the high frequency signal received by the
又、局部発振器109からは、受信信号周波数に対してΔfHz周波数がオフセットした信号を出力し、第1の移相器111で直交したLO信号対と第1のミキサ113、115によりΔfHzとなる低いIF周波数である第1のI、Q信号対を得る。このΔfHzには、+もしくは−の2xΔfHz離調した周波数にイメージ信号が存在する。そして、第1のイメージ除去フィルタ117で、イメージ信号を減衰させる。
Further, the
一方、第2のアンテナ102では、第1のアンテナ101と同じ周波数の信号を受信し、受信された高周波信号は、第2の高周波フィルタ104で必要帯域以外を減衰させる。第2の高周波増幅器106は、低雑音アンプであり、第2のアンテナ102で受信した高周波信号を増幅する。
On the other hand, the
局部発振器109は、第1のアンテナ101の受信系と共通で使用するため、同様にΔfHz周波数がオフセットした信号を出力し、第2の移相器112で直交したLO信号対と第2のミキサ114、116により、ΔfHzとなる低いIF周波数である第2のI、Q信号対を得る。ΔfHzは、−もしくは+の2xΔfHz離調した周波数にイメージ信号が存在する。第2のイメージ除去フィルタ118でイメージ信号を減衰させる。
Since the
加算器119では、第1のイメージ除去フィルタ117と第2のイメージ除去フィルタ118出力であるI信号をそれぞれ加算する。又、加算器120では、第1のイメージ除去フィルタ117と第2のイメージ除去フィルタの118出力であるQ信号をそれぞれ加算する。このとき、第1の移相器111と第2の移相器112の出力位相関係により、加算された信号それぞれが、イメージ周波数の関係に配置される。従って、第1の直交ミキサ部107で得られる第1のI、Q信号対と第2の直交ミキサ部108で得られる第2のI、Q信号対とは、同一周波数で且つ位相が反転している。
The
加算された信号は、第1のチャネル選択フィルタ121、122で、妨害信号を除去し希望信号を選択する。第1の可変利得アンプ123、124では、第1のAGC回路131により、予め設定した振幅レベルに利得制御する。ADC127、128で量子化し、ディジタル回路で構成さる第3のイメージ除去フィルタ133と第4のイメージ除去でフィルタ134に導かれる。分離手段である第3のイメージ除去フィルタ133と第4のイメージ除去フィルタ134では、加算器119、120で加算しイメージ周波数の関係にある2信号を分離し、第3のイメージ除去フィルタ133の出力側に第3のI、Q信号対を取り出し、第4のイメージ除去フィルタ134の出力側に第4のI、Q信号対を取り出す。第2のチャネル選択フィルタ135、137と第3のチャネル選択フィルタ136、138で不要信号を除去し、第2の可変利得アンプ139、141では、第3のI、Q信号対を第2のAGC回路143で、それぞれ利得調整する。又、第3の可変利得アンプ140、142では、第4のI、Q信号対をそれぞれ所定の信号レベルへ第3のAGC回路144で、それぞれ利得調整する。
From the added signal, the first channel selection filters 121 and 122 remove the interference signal and select the desired signal. In the first
この場合も、第2の可変利得アンプ139、141は、第3のI、Q信号対の信号電力に基づき、第2のAGC回路143で制御され、又、第3の可変利得アンプ140、142は、第4のI、Q信号対の信号電力に基づき、第3のAGC回路144で制御される。
Also in this case, the second
第1の復号部145では、第3のI、Q信号対をそれぞれ復号処理し、第2の復号部146では、第4のI、Q信号対をそれぞれ復号処理し、ダイバーシチ処理部147で合成を行う。これら構成により、2ブランチの空間ダイバーシチに必要な2系統の受信機を構成することができる。
The
次に、第1のイメージ除去フィルタ117及び第2のイメージ除去フィルタ118の具体的な構成を図2、図3で説明する。
Next, specific configurations of the first
はじめに、図2を用いてイメージ除去フィルタの基本的な動作について説明する。 First, the basic operation of the image removal filter will be described with reference to FIG.
Q信号を90度移相し、I信号と加算することによりイメージ信号を除去できる。90度移相器の具体的な例を図3に示す。図3に示すようなポリフェーズフィルタを用いることでハートレー型イメージ除去フィルタを構成することができる。 The image signal can be removed by shifting the Q signal by 90 degrees and adding it to the I signal. A specific example of a 90 degree phase shifter is shown in FIG. By using a polyphase filter as shown in FIG. 3, a Hartley-type image removal filter can be configured.
次に、図4を用いて、2系統のダイバーシチ受信装置100の信号の位相関係について説明する。
Next, the phase relationship of the signals of the two systems of
第1のアンテナ101で受信した信号を第1の直交ミキサ部107で低いIF周波数である第1のI、Q信号対に変換する際の第1の移相器111の直交位相対の位相I、Qを、0度/90度とする。また、図2で説明したイメージ除去フィルタ117でイメージ信号を除去する。
The phase I of the quadrature phase pair of the
第2のアンテナ102で受信した信号を第2の直交ミキサ部108で低いIF周波数である第2のI、Q信号対に変換する際の第2の移相器112の直交位相対の位相I、Qを、90度/0度にし、イメージ信号をイメージ除去フィルタ118で除去する。
The phase I of the quadrature phase pair of the
この位相関係のとき、加算器119、120により第1のI、Q信号対と第2のI、Q信号対とを加算すると、第1のI、Q信号対と第2のI、Q信号対とは、周波数軸上で位相反転の関係となる。即ち、それぞれの信号を基準に考えるとイメージ信号の関係となる。
In this phase relationship, when the first I and Q signal pair and the second I and Q signal pair are added by the
第1の直交ミキサ部107の出力側での受信信号とイメージ信号との関係は、図4の401に示され、又、第2の直交ミキサ部108の出力側での受信信号とイメージ信号との関係は、図4の402に示されている。
The relationship between the received signal and the image signal on the output side of the first
又、イメージ除去フィルタ117の出力側での受信信号とイメージ信号との関係は、図4の403に示され、イメージ除去フィルタ118の出力側での受信信号とイメージ信号との関係は、図4の404に示されている。更に、加算器119、120で加算した後の受信信号とイメージ信号との関係は、図4の405に示されている。
The relationship between the reception signal and the image signal on the output side of the
次に、第1のAGC回路131の制御について、図1を用いて説明する。
Next, control of the
第1の可変利得アンプ123、124は、第1のAGC回路131の制御により、第1のADC127、128の入力レベルが所定のレベルになるように調整する。第1の可変利得アンプ123、124が、第1のAGC回路131でコントロールされることにより、ADC127、128は、それぞれ、ノイズの影響を受けることなく、又、歪むことなく、高精度にAD変換することができる。第1のAGC回路131では、第1のI、Q信号対と第2のI、Q信号対の加算された信号によりレベルを検出して、利得制御を行うことが望ましい。
The first
次に、第3のイメージ除去フィルタ133と第4のイメージ除去フィルタ134について説明する。
Next, the third
第1のアンテナ101と第2のアンテナ102とでそれぞれ受信された希望信号は、イメージ信号の関係にして加算され、ADC127、128で量子化される。
The desired signals respectively received by the
日経エレクトロニクス 2004年3月1日号 P137―138に開示されているような、ウエーバー型イメージ除去フィルタを構成することで、第3のイメージ除去フィルタ133の出力側に第3のI、Q信号対を分離して取り出し、又、第4のイメージ除去フィルタ134の出力側に第4のI、Q信号信号対を分離して取り出し、デジタルフィルタである第2のチャネル選択フィルタ135、137と第3のチャネル選択フィルタ136、138で不要波を除去する。
By configuring a Weber-type image removal filter as disclosed in the Nikkei Electronics March 1, 2004 issue P137-138, a third I and Q signal pair is connected to the output side of the third
第3のイメージ除去フィルタ133の出力側での受信信号とイメージ信号との関係は、図4の407に示され、第2のチャネル選択フィルタ135、137の出力側での受信信号とイメージ信号との関係は、図4の409に示されている。又、第4のイメージ除去フィルタ134の出力側での受信信号とイメージ信号との関係は、図4の408に示され、第3のチャネル選択フィルタ136、138の出力側での受信信号とイメージ信号との関係は、図4の410に示されている。
The relationship between the reception signal and the image signal on the output side of the third
次に、受信信号をモバイル向け放送である1セグメント地上ディジタル放送用の携帯用テレビを例として、図1と図5を用いて、より具体的に説明をする。 Next, an example of a portable television for 1-segment terrestrial digital broadcasting whose received signal is broadcast for mobile will be described in more detail with reference to FIG. 1 and FIG.
携帯電話に比べて波長の長い信号を用いるUHF帯のテレビ放送を、安定に受信するためには、携帯電話アンテナと比べ大型のアンテナが必要とされる。また、固定受信用のテレビと異なり移動しながらの受信が求められる。しかしながら、小型の携帯端末においては、アンテナの小型化、受信機の小型化が必須の条件となる。移動通信において安定した受信特性を得る手段として、ダイバーシチ技術がある。2本のアンテナを用いた空間ダイバーシチにおいては、受信機も2系統必要となり小型化には向かないが、本発明によれば、2つのブランチによる信号を加算してイメージ信号として扱い、共通の機能ブロックを共用することで、受信回路の小型化が可能となる。 In order to stably receive a UHF band television broadcast using a signal having a longer wavelength than that of a mobile phone, a large antenna is required compared to a mobile phone antenna. Further, unlike a fixed reception television, reception while moving is required. However, in a small portable terminal, miniaturization of the antenna and miniaturization of the receiver are essential conditions. As a means for obtaining stable reception characteristics in mobile communication, there is a diversity technique. In space diversity using two antennas, two receivers are required, which is not suitable for miniaturization. However, according to the present invention, signals from two branches are added and treated as an image signal, and a common function is obtained. By sharing the block, it is possible to reduce the size of the receiving circuit.
1セグメント地上デジタルテレビを受信する場合、地上ディジタル放送の1チャネルあたりの信号は、OFDMで変調された13のデータセグメント(以下セグメント)からなり、中央に配置された1セグメントがモバイル放送で運用される。図5(A)に地上デジタルテレビ信号のセグメント配置を示し、図5(B)に低いIF周波数に変換された後のセグメントの配置を示す。 When receiving 1-segment terrestrial digital television, the signal per channel of terrestrial digital broadcasting consists of 13 data segments (hereinafter referred to as segments) modulated by OFDM, and 1 segment located in the center is operated by mobile broadcasting. The FIG. 5A shows the segment arrangement of the terrestrial digital television signal, and FIG. 5B shows the segment arrangement after conversion to a low IF frequency.
局部発振器の出力周波数501が、局部発振器109である場合、第1のアンテナ101で受信した受信信号は、第1のI、Q信号対である低いIF周波数に変換され、図5(B)に示したように、イメージ信号は同じチャネルの第6セグメントとなる。イメージ信号と隣接する第5セグメントを第1のイメージ除去フィルタ117で減衰させる。
When the output frequency 501 of the local oscillator is the
一方、第2のアンテナ102で受信した受信信号は、第2のI、Q信号対である低いIF周波数に変換され、第2のI、Q信号対も同様に第2のイメージ除去フィルタ118で、イメージ信号と隣接する第5セグメントを減衰させる。
On the other hand, the received signal received by the
イメージ除去フィルタ117、118では、イメージ信号を25dBから30dB程度減衰させることができる。 The image removal filters 117 and 118 can attenuate the image signal by about 25 dB to 30 dB.
イメージ信号である第6セグメントの低いIF周波数においてイメージ信号を除去した後に、2つの希望信号を加算し、それぞれがイメージ信号の関係となるように合成する。 After the image signal is removed at the low IF frequency of the sixth segment, which is the image signal, two desired signals are added and synthesized so that each has a relationship with the image signal.
第1のチャネル選択フィルタ121、122で第7セグメント以外のセグメントおよび他のテレビチャネルの信号を減衰させる。そして、第1のAGC回路131で、ADC127、128に入力するレベルに調整し、第3、第4のイメージ除去フィルタ133、134で、加算しイメージ信号の関係にある2つの希望信号を第3のI、Q信号対と第4のI、Q信号対とに分離し、デジタルフィルタである第2、第3のチャネル選択フィルタ135〜138で不要波を減衰させる。分離された信号は、第1のアンテナ101と第2のアンテナ102とで受信した信号レベルが異なるために、第2、第3の可変利得アンプ139〜142で所望のレベルに調整し、2つのブランチの信号をそれぞれOFDM復調し、ダイバーシチ処理部147で合成し出力する。
The first channel selection filters 121 and 122 attenuate segments other than the seventh segment and signals of other television channels. Then, the
このように、本実施の形態1によれば、各ブランチの受信信号を加算してレベル調整等の処理を行った後、互いにイメージ信号の関係にある各ブランチの信号をイメージ除去フィルタにより分離し、さらにレベル調整等の処理を行って合成するので、複数アンテナを用いた空間ダイバーシチ受信を適用する場合において、空間ダイバーシチ受信の効果を十分に生かしたまま、回路規模を小さくすることができ、低消費電流化および低コスト化を可能にすることができるとともに、装置の小型化を実現することができる。 As described above, according to the first embodiment, after the received signals of the branches are added and the level adjustment or the like is performed, the signals of the branches that are in the relationship of the image signals are separated by the image removal filter. In addition, since synthesis is performed by performing processing such as level adjustment, when applying spatial diversity reception using multiple antennas, the circuit scale can be reduced while fully utilizing the effect of spatial diversity reception. It is possible to reduce current consumption and cost, and to reduce the size of the apparatus.
なお、本実施の形態1において、地上ディジタル放送を受信する場合について説明したが、これに限らず、W−CDMAまたはGSM等の携帯電話システムや無線LAN等の任意のシステムに適応させることができる。また、本実施の形態1において、ダイバーシチ受信する場合について説明したが、これに限らず、送受信が必要な通信システムにおいては、送信を組み合わせた通信装置として構成しても良い。 In the first embodiment, the case of receiving terrestrial digital broadcasting has been described. However, the present invention is not limited to this, and can be applied to any system such as a mobile phone system such as W-CDMA or GSM or a wireless LAN. . In the first embodiment, the case of diversity reception has been described. However, the present invention is not limited to this, and a communication apparatus that requires transmission and reception may be configured as a communication device that combines transmission.
(実施の形態2)
図1に示したダイバーシチ受信装置100の構成ブロックの一部をソフトウエアによって構成してもよい。特に、復号部145、146においては、一部または全てにおいてDSP等によりソフトウエアで処理してもよい。
(Embodiment 2)
A part of the configuration blocks of the
このように、本実施の形態2によれば、ダイバーシチ受信装置100の構成ブロックの一部をソフトウエアによって構成するので、ソフトウエア処理により、ダイバーシチの動作判定やAGCによる利得調整等のアルゴリズムの最適化において、ハードウエアの制限を受けることなく、メモリ上のプログラムを変更するだけで容易に機能の変更・調整ができる。
As described above, according to the second embodiment, a part of the configuration blocks of the
なお、上記実施の形態1及び実施の形態2のダイバーシチ受信装置は、通信端末装置に適用することができる。 Note that the diversity receivers of the first embodiment and the second embodiment can be applied to communication terminal apparatuses.
本発明にかかるダイバーシチ受信装置、通信端末装置及びダイバーシチ受信方法は、複数アンテナを用いた空間ダイバーシチ受信を適用する場合において、空間ダイバーシチ受信の効果を十分に生かしたまま、回路規模を小さくすることができ、低消費電流化および低コスト化を可能にすることができるとともに、装置の小型化を実現する効果を有し、ダイバーシチ受信するのに有用である。 The diversity receiving apparatus, communication terminal apparatus, and diversity receiving method according to the present invention can reduce the circuit scale while sufficiently utilizing the effect of spatial diversity reception when applying spatial diversity reception using a plurality of antennas. Therefore, the current consumption can be reduced and the cost can be reduced, and the apparatus can be miniaturized and is useful for diversity reception.
100 ダイバーシチ受信装置
101 第1のアンテナ
102 第2のアンテナ
103 第1の高周波フィルタ
104 第2の高周波フィルタ
105 第1の高周波増幅器
106 第2の高周波増幅器
107 第1の直交ミキサ部
108 第2の直交ミキサ部
109 局部発振器
111 第1の移相器
112 第2の移相器
117 第1のイメージ除去フィルタ
118 第2のイメージ除去フィルタ
119、120 加算器
121、122 第1のチャネル選択フィルタ
123、124 第1の可変利得アンプ
127、128 ADC
131 第1のAGC回路
133 第3のイメージ除去フィルタ
134 第4のイメージ除去フィルタ
135、137 第2のチャネル選択フィルタ
136、138 第3のチャネル選択フィルタ
139、141 第2の利得可変アンプ
140、142 第3の利得可変アンプ
143 第2のAGC回路
144 第3のAGC回路
145 第1の復号部
146 第2の復号部
147 ダイバーシチ処理部
DESCRIPTION OF
131
Claims (4)
前記第1の直交ミキサにて生成した前記第1のI、Q信号対からイメージ信号を除去する第1のイメージ除去手段と、
第2のアンテナで受信した受信信号から第2のI,Q信号対を生成する第2の直交ミキサと、
前記第2の直交ミキサにて生成した前記第2のI、Q信号対からイメージ信号を除去する第2のイメージ除去手段と、
前記第1のイメージ除去手段にてイメージ信号が除去された前記第1のI、Q信号対と前記第2のイメージ除去手段にてイメージ信号が除去された前記第2のI,Q信号対とを加算する加算手段と、
前記加算手段にて得られたI、Q信号対に含まれる希望波信号以外の不要波を減衰させる第1のチャネル選択手段と、
前記第1のチャネル選択手段にて不要波が減衰された前記I、Q信号対のレベルを調整する第1のレベル調整手段と、
前記第1のレベル調整手段にてレベルを調整されたI,Q信号対を、前記第1のI,Q信号対に対応する第3のI,Q信号対と前記第2のI,Q信号対に対応する第4のI,Q信号対とに分離する分離手段と、
前記分離手段にて分離された前記第3のI、Q信号対に含まれる前記希望波信号以外の不要波を減衰させる第2のチャネル選択手段と、
前記第2のチャネル選択手段にて不要波が減衰された前記第3のI、Q信号対のレベルを調整する第2のレベル調整手段と、
前記分離手段にて分離された前記第4のI、Q信号対に含まれる前記希望波信号以外の不要波を減衰させる第3のチャネル選択手段と、
前記第3のチャネル選択手段にて不要波が減衰された前記第4のI、Q信号対のレベルを調整する第3のレベル調整手段と、
前記第2のレベル調整手段にてレベルが調整された前記第3のI、Q信号対の前記希望波信号と前記第3のレベル調整手段にてレベルが調整された前記第4のI、Q信号対の前記希望波信号とをダイバーシチ処理により合成するダイバーシチ処理手段と、
を具備することを特徴とするダイバーシチ受信装置。 A first orthogonal mixer that generates a first I, Q signal pair from a received signal received by a first antenna;
First image removing means for removing an image signal from the first I and Q signal pair generated by the first orthogonal mixer;
A second quadrature mixer for generating a second I, Q signal pair from the received signal received by the second antenna;
Second image removing means for removing an image signal from the second I and Q signal pair generated by the second orthogonal mixer;
The first I and Q signal pair from which the image signal has been removed by the first image removing means and the second I and Q signal pair from which the image signal has been removed by the second image removing means Adding means for adding
First channel selection means for attenuating unnecessary waves other than the desired wave signal included in the I and Q signal pairs obtained by the addition means;
First level adjusting means for adjusting the level of the I and Q signal pairs in which unwanted waves are attenuated by the first channel selecting means;
The I and Q signal pairs whose levels are adjusted by the first level adjusting means are divided into a third I and Q signal pair corresponding to the first I and Q signal pair and the second I and Q signal. Separating means for separating into a fourth I, Q signal pair corresponding to the pair;
Second channel selection means for attenuating unnecessary waves other than the desired wave signal included in the third I and Q signal pairs separated by the separation means;
Second level adjusting means for adjusting the level of the third I and Q signal pair in which unwanted waves are attenuated by the second channel selecting means;
Third channel selection means for attenuating unnecessary waves other than the desired wave signal included in the fourth I and Q signal pair separated by the separation means;
Third level adjusting means for adjusting the level of the fourth I and Q signal pair in which unwanted waves are attenuated by the third channel selecting means;
The desired signal of the third I and Q signal pair whose level is adjusted by the second level adjusting means and the fourth I and Q whose level is adjusted by the third level adjusting means. Diversity processing means for combining the desired signal of the signal pair with diversity processing;
A diversity receiving apparatus comprising:
前記加算手段は、前記第1のI、Q信号対と前記第2のI、Q信号対がイメージ信号の関係になるように加算し、
前記分離手段は、第1のレベル調整手段にてレベルを調整されたI、Q信号対から前記第3のI、Q信号対のイメージ信号となる前記第4のI、Q信号を除去して前記第3のI、Q信号対を分離するとともに、第1のレベル調整手段にてレベルを調整されたI、Q信号対から前記第4のI、Q信号対のイメージ信号となる前記第3のI、Q信号を除去して前記第4のI、Q信号対を分離することを特徴とする請求項1記載のダイバーシチ受信装置。 The second quadrature mixer includes the desired wave signal that has a relationship between a desired wave signal and an image signal included in the first I and Q signal pairs generated by the first orthogonal mixer. Generate two I and Q signal pairs,
The adding means adds the first I and Q signal pairs and the second I and Q signal pairs so as to have an image signal relationship,
The separating means removes the fourth I and Q signals, which are image signals of the third I and Q signal pairs, from the I and Q signal pairs whose levels are adjusted by the first level adjusting means. The third I / Q signal pair is separated, and the third I / Q signal pair whose level is adjusted by the first level adjusting means becomes the image signal of the fourth I / Q signal pair. The diversity receiving apparatus according to claim 1, wherein the fourth I and Q signal pairs are separated by removing I and Q signals.
生成した前記第1のI、Q信号対からイメージ信号を除去するステップと、
第2のアンテナで受信した受信信号から第2のI,Q信号対を生成するステップと、
生成した前記第2のI、Q信号対からイメージ信号を除去するステップと、
イメージ信号が除去された前記第1のI、Q信号対とイメージ信号が除去された前記第2のI,Q信号対とを加算するステップと、
加算して得られたI、Q信号対に含まれる希望波信号以外の不要波を減衰させるステップと、
不要波が減衰された前記I、Q信号対のレベルを調整するステップと、
レベルを調整されたI,Q信号対を、前記第1のI,Q信号対に対応する第3のI,Q信号対と前記第2のI,Q信号対に対応する第4のI,Q信号対とに分離するステップと、
分離された前記第3のI、Q信号対に含まれる前記希望波信号以外の不要波を減衰させるステップと、
不要波が減衰された前記第3のI、Q信号対のレベルを調整するステップと、
分離された前記第4のI、Q信号対に含まれる前記希望波信号以外の不要波を減衰させるステップと、
不要波が減衰された前記第4のI、Q信号対のレベルを調整するステップと、
レベルが調整された前記第3のI、Q信号対の前記希望波信号とレベルが調整された前記第4のI、Q信号対の前記希望波信号とをダイバーシチ処理により合成するステップと、
を具備することを特徴とするダイバーシチ受信方法。 Generating a first I, Q signal pair from a received signal received by a first antenna;
Removing an image signal from the generated first I, Q signal pair;
Generating a second I, Q signal pair from the received signal received by the second antenna;
Removing an image signal from the generated second I, Q signal pair;
Adding the first I, Q signal pair from which the image signal has been removed and the second I, Q signal pair from which the image signal has been removed;
Attenuating unnecessary waves other than the desired wave signal included in the I and Q signal pairs obtained by the addition;
Adjusting the level of the I and Q signal pairs in which unwanted waves are attenuated;
Level-adjusted I and Q signal pairs are divided into third I and Q signal pairs corresponding to the first I and Q signal pairs and fourth I and Q signal pairs corresponding to the second I and Q signal pairs. Separating into Q signal pairs;
Attenuating unnecessary waves other than the desired wave signal included in the separated third I and Q signal pairs;
Adjusting the level of the third I and Q signal pair in which unwanted waves are attenuated;
Attenuating unnecessary waves other than the desired wave signal included in the separated fourth I and Q signal pairs;
Adjusting the level of the fourth I and Q signal pair in which unwanted waves are attenuated;
Combining the desired wave signal of the third I and Q signal pair whose level is adjusted and the desired wave signal of the fourth I and Q signal pair whose level is adjusted by diversity processing;
A diversity receiving method comprising:
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WO2014091791A1 (en) * | 2012-12-11 | 2014-06-19 | 三菱電機株式会社 | Receiver |
-
2004
- 2004-10-12 JP JP2004297996A patent/JP2006115005A/en active Pending
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