JP4712866B2 - ダイバーシチ受信装置及びダイバーシチ受信方法 - Google Patents
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Description
本発明は、ダイバーシチ受信装置及びダイバーシチ受信方法に関する。
従来、複数の受信ブランチを備えて受信品質の向上を図ったダイバーシチ受信装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。従来のダイバーシチ受信装置は、例えば図8に示すように、CNR(Carrier to Noise Ratio)測定部1で2本のアンテナ2,3で捉えられた無線信号それぞれについて信号と雑音の電力比であるCNRを測定し、その結果に基づいて受信部4がダイバーシチ受信又はシングル受信を行う。ダイバーシチ受信時には2本のアンテナ2,3からの無線信号を合成して出力し、シングル受信時には2本のアンテナ2,3のうち、CNR値の大きい方を使用して該アンテナからの無線信号を出力する。なお、ダイバーシチ受信を行うか、シングル受信を行うかの判断要素として、CNRの他にフェージングピッチなどが用いられる。ダイバーシチ受信では受信感度が得られるものの消費電流が大きく、シングル受信では消費電流が小さいものの十分な受信感度が得られないので、状況に応じて適宜切替える必要がある。
しかしながら、従来のダイバーシチ受信装置は、ダイバーシチの制御に用いるCNRが移動速度に依存し、検出誤差を持つため、ダイバーシチ制御が複雑になる。図9は、ダイバーシチ受信時とシングル受信時における移動速度の違いによるビット誤り率(BER:Bit Error Rate)の変化を示す図である。この図に示すように、ダイバーシチ受信時もシングル受信時も共に移動速度が速くなるほどビット誤り率が大きくなり、移動速度毎に切替え条件が異なる。図10は、移動速度の違いによるCNR検出値の変化を示す図である。この図に示すように、移動速度が速くなるほど検出誤差が大きくなる。
また、従来のダイバーシチ受信装置は、ダイバーシチ受信とシングル受信との切替えの判定を所定の閾値を基に行うようにしており、該閾値の設定如何ではシングル受信でも十分であるにも拘わらずダイバーシチ受信を行うこともあり、省電力化を進めるうえで十分とは言えなかった。即ち、受信性能と消費電流の両立が図れていなかった。なお、携帯電話などの携帯する通信機器においては受信性能もさることながら、小型化されたバッテリを使用する関係上、消費電流の削減が必要である。
本発明は、係る事情に鑑みてなされたものであり、移動速度に依存することなくダイバーシチ受信が可能で且つ受信性能と消費電流の両立を図ることができるダイバーシチ受信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。
上記目的は下記構成及び方法により達成される。
本発明のダイバーシチ受信装置は、無線信号を受信する複数のアンテナと、前記複数のアンテナそれぞれが捉えた無線信号をそれぞれ受信する複数の受信部と、ダイバーシチ受信の起動、停止を交互に切替える切替頻度に従って前記複数の受信部の全てを選択する切替えといずれか1つを選択する切替えを行い、前記複数の受信部の全てを選択する場合にはそれぞれの出力信号を合成して出力する切替制御部と、前記切替制御部で選択された前記複数の受信部の全て又は1つの出力信号を復調する復調部と、前記復調部の復調結果からビット誤り率を算出するビット誤り率算出部と、前記ビット誤り率算出部で算出されたビット誤り率に応じて前記切替頻度を算出する切替頻度算出部と、を備え、前記切替制御部は、前記切替頻度算出部で算出された前記切替頻度に従ってダイバーシチ受信を行うための切替え制御を行う。
本発明のダイバーシチ受信装置は、無線信号を受信する複数のアンテナと、前記複数のアンテナそれぞれが捉えた無線信号をそれぞれ受信する複数の受信部と、ダイバーシチ受信の起動、停止を交互に切替える切替頻度に従って前記複数の受信部の全てを選択する切替えといずれか1つを選択する切替えを行い、前記複数の受信部の全てを選択する場合にはそれぞれの出力信号を合成して出力する切替制御部と、前記切替制御部で選択された前記複数の受信部の全て又は1つの出力信号を復調する復調部と、前記復調部の復調結果からビット誤り率を算出するビット誤り率算出部と、前記ビット誤り率算出部で算出されたビット誤り率に応じて前記切替頻度を算出する切替頻度算出部と、を備え、前記切替制御部は、前記切替頻度算出部で算出された前記切替頻度に従ってダイバーシチ受信を行うための切替え制御を行う。
前記切替頻度算出部は、矩形波発生部を備え、ビット誤り率に応じて前記切替頻度を算出し、その結果に応じたパルス幅の矩形波を発生し、前記切替制御部は、前記切替頻度算出部で算出された前記切替頻度に応じたパルス幅の矩形波が入力される間ダイバーシチ受信を行うための切替え制御を行う。
前記切替頻度算出部は、ビット誤り率が所定の閾値より低い場合に前記切替頻度を下げ、高い場合には前記切替頻度を上げる。
前記切替頻度算出部は、乱数発生部を備え、ビット誤り率に応じて前記切替頻度を算出し、前記切替頻度を満足するように、前記乱数発生部が発生した乱数に応じてダイバーシチ受信の起動タイミングを発生させ、前記切替制御部は、前記切替頻度算出部で算出された前記切替頻度及び前記切替頻度算出部で発生された前記ダイバーシチ受信の起動タイミングに従って切替え制御を行う。
本発明のダイバーシチ受信方法は、無線信号を受信する複数のアンテナと、前記複数のアンテナそれぞれが捉えた無線信号をそれぞれ受信する複数の受信部とを用いてダイバーシチ受信を行うダイバーシチ受信方法において、前記複数の受信部の全て又は1つの出力信号を復調した結果からビット誤り率を算出する工程と、算出したビット誤り率に応じてダイバーシチ受信の起動、停止を交互に切替える切替頻度を算出する工程と、算出した前記切替頻度に従って前記複数の受信部の全てを選択する切替えといずれかに1つを選択する切替えを行い、前記複数の受信部の全てを選択する場合にはそれぞれの出力信号を合成して出力する工程と、を備える。
本発明のダイバーシチ受信装置は、ダイバーシチ受信の起動、停止を交互に切替える切替頻度を可変するので、受信性能と消費電流の両立を図ることができる。また、ビット誤り率が所定の閾値以下になるように切替頻度を制御するので、CNR等の移動速度に依存したパラメータを用いずに、目標特性を満足するようにダイバーシチ動作を制御することができる。
以下、本発明を実施するための好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施の形態に係るダイバーシチ受信装置の概略構成を示すブロック図である。図1において、本実施の形態のダイバーシチ受信装置は、例えば地上デジタル放送を受信可能なものであり、無線信号を捉えるアンテナ101及び102と、アンテナ101で捉えられた無線信号を受信する受信部103と、アンテナ102で捉えられた無線信号を受信する受信部104と、受信部103及び受信部104の双方を選択する切替えと受信部103又は受信部104のいずれか一方を選択する切替えを行う切替制御部105と、切替制御部105での切替え結果の出力からベースバンド信号を復調する復調部106と、復調部106で復調されたベースバンド信号からビット誤り率(BER)を算出するビット誤り率算出部107と、ビット誤り率算出部107で算出されたビット誤り率に応じてダイバーシチ受信の起動、停止を交互に切替える頻度即ち切替頻度(又は起動率とも言う)を算出し、その算出結果を切替制御部105に入力する切替頻度算出部108とを備えて構成される。
切替頻度算出部108は、矩形波発生器(図示略)を備えており、ビット誤り率に応じて切替頻度を算出し、その結果に応じたパルス幅の矩形波を発生する。図2は、切替頻度算出部108で発生する矩形波の一例であり、(a)切替頻度25%の矩形波と、(b)切替頻度50%の矩形波と、(c)切替頻度75%の矩形波を示している。切替頻度25%とは、常時ダイバーシチ受信を行う場合即ち切替頻度100%に対して、その1/4だけダイバーシチ受信を行い、残りの3/4はシングル受信を行うという意味である。同様に、切替頻度50%とは、常時ダイバーシチ受信を行う場合即ち切替頻度100%に対して、その1/2だけダイバーシチ受信を行い、残りの1/2はシングル受信を行うという意味である。同様に、切替頻度75%とは、常時ダイバーシチ受信を行う場合即ち切替頻度100%に対して、その3/4だけダイバーシチ受信を行い、残りの1/4はシングル受信を行うという意味である。
切替制御部105は、切替頻度算出部108で算出された切替頻度に応じたパルス幅の矩形波が入力される間、ダイバーシチ受信を行う。矩形波は、ビット誤り率が変わらない限り、同じパルス幅で繰り返し出力される。ダイバーシチ受信時には受信部103及び受信部104の各出力を合成して出力する。
図3は、ビット誤り率とダイバーシチ受信の切替頻度の関係を示す図である。この図に示すように、ビット誤り率が所定の閾値Thを超えた場合に切替頻度を変える。切替頻度は0〜100%で可変可能であり、ビット誤り率が所定の閾値Thを超えると切替頻度が上り、ダイバーシチ受信を開始する。この場合、シングル動作を基本として、ビット誤り率が所定の閾値Thを超えるとダイバーシチ受信動作を開始し、ビット誤り率が閾値Thを超えている間、ビット誤り率に応じて切替頻度が変化する。
図4は、切替頻度の可変制御を示す図である。この図において、CV1は切替頻度100%とした場合のCNRとビット誤り率との関係を示す特性である。CV2は切替頻度0%とした場合のCNRとビット誤り率との関係を示す特性である。CV3は切替頻度50%とした場合のCNRとビット誤り率との関係を示す特性である。本実施の形態では切替頻度を可変制御するので、CV4で示す制御結果となり、ビット誤り率を感度点SP以下に抑えるようにしている。
図5は、本実施の形態のダイバーシチ受信装置における切替頻度の制御を示すフロー図である。この図に示すように、ビット誤り率算出部107で算出されたビット誤り率が閾値Thよりも低いかどうかを判定し(ステップS10)、低い場合はダイバーシチ受信を行う必要がなくシングル受信で十分であることから切替頻度を下げる(ステップS11)。これに対して、算出されたビット誤り率が閾値Thよりも高い場合はダイバーシチ受信を行う必要があることから切替頻度を上げる(ステップS12)。以後同様にステップS10〜ステップS12を繰り返す。
このように本実施の形態のダイバーシチ受信装置によれば、ビット誤り率に応じてダイバーシチ受信の起動、停止を交互に切替える切替頻度を可変するようにしたので、受信性能と消費電流の両立を図ることができる。また、ビット誤り率が所定の閾値以下になるように切替頻度を制御するので、CNR等の移動速度に依存したパラメータを用いずに、目標特性を満足するようにダイバーシチ動作を制御することができる。
なお、上記実施の形態では、ビット誤り率と比較する閾値Thを1つだけ設けたが、複数設けて、それぞれとビット誤り率を比較するようにしても構わない。図6は、閾値Thを2つ設けた場合の切替頻度の制御を示すフロー図である。この場合、2つの閾値Th1とTh2との大小関係は、閾値Th1<閾値Th2となっている。まず、ビット誤り率算出部107で算出されたビット誤り率が閾値Th1よりも低いかどうかを判定し(ステップS20)、低い場合はダイバーシチ受信を行う必要がなくシングル受信で十分であることから切替頻度を下げる(ステップS21)。これに対して、算出されたビット誤り率が閾値Th1よりも高い場合は、閾値Th2よりも高いかどうかを判定し(ステップS22)、低い場合はステップS20に戻り、閾値Th2よりも高い場合は、ダイバーシチ受信を行う必要があることから切替頻度を上げる(ステップS23)。以後同様にステップS20〜ステップS23を繰り返す。
また、上記実施の形態では、矩形波のパルス幅で切替頻度を可変させるようにしたが、乱数を基に可変させるようにしても良い。即ち、切替頻度算出部108が、乱数発生器(図示略)を備え、該乱数発生器が発生した乱数に応じてダイバーシチ受信の起動及び切替頻度を算出し、切替制御部105が、切替頻度算出部108で算出されたダイバーシチ受信の起動及び切替頻度に従って切替え制御を行う。図7は、乱数を用いた切替頻度の可変例である。(a)は切替頻度25%、(b)は切替頻度50%、(c)は切替頻度75%である。起動数が多くなるほどダイバーシチ動作が多くなる。
また、上記実施の形態では、アンテナ101,102、受信部103,104を2系統搭載した場合について説明したが、2系統以上搭載した場合でも同様の効果を得ることができる。
本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。
本発明は、受信性能と消費電流の両立を図ることができると共に、CNR等の移動速度に依存したパラメータを用いずに、目標特性を満足するようにダイバーシチ動作を制御することができるという効果を有し、複数の受信ブランチを用いたダイバーシチ受信装置、特に地上デジタル放送を受信可能な携帯電話やカーナビゲーションなどへの適用が可能である。
101、102 アンテナ
103、104 受信部
105 切替制御部
106 復調部
107 ビット誤り率算出部
108 切替頻度算出部
103、104 受信部
105 切替制御部
106 復調部
107 ビット誤り率算出部
108 切替頻度算出部
Claims (5)
- 無線信号を受信する複数のアンテナと、
前記複数のアンテナそれぞれが捉えた無線信号をそれぞれ受信する複数の受信部と、
ダイバーシチ受信の起動、停止を交互に切替える切替頻度に従って前記複数の受信部の全てを選択する切替えといずれか1つを選択する切替えを行い、前記複数の受信部の全てを選択する場合にはそれぞれの出力信号を合成して出力する切替制御部と、
前記切替制御部で選択された前記複数の受信部の全て又は1つの出力信号を復調する復調部と、
前記復調部の復調結果からビット誤り率を算出するビット誤り率算出部と、
前記ビット誤り率算出部で算出されたビット誤り率に応じて前記切替頻度を算出する切替頻度算出部と、
を備え、前記切替制御部は、前記切替頻度算出部で算出された前記切替頻度に従ってダイバーシチ受信を行うための切替え制御を行うダイバーシチ受信装置。 - 前記切替頻度算出部は、矩形波発生部を備え、ビット誤り率に応じて前記切替頻度を算出し、その結果に応じたパルス幅の矩形波を発生し、
前記切替制御部は、前記切替頻度算出部で算出された前記切替頻度に応じたパルス幅の矩形波が入力される間ダイバーシチ受信を行うための切替え制御を行う請求項1に記載のダイバーシチ受信装置。 - 前記切替頻度算出部は、ビット誤り率が所定の閾値より低い場合に前記切替頻度を下げ、高い場合には前記切替頻度を上げる請求項1又は請求項2に記載のダイバーシチ受信装置。
- 前記切替頻度算出部は、乱数発生部を備え、ビット誤り率に応じて前記切替頻度を算出し、前記切替頻度を満足するように、前記乱数発生部が発生した乱数に応じてダイバーシチ受信の起動タイミングを発生させ、
前記切替制御部は、前記切替頻度算出部で算出された前記切替頻度及び前記切替頻度算出部で発生された前記ダイバーシチ受信の起動タイミングに従って切替え制御を行う請求項1に記載のダイバーシチ受信装置。 - 無線信号を受信する複数のアンテナと、前記複数のアンテナそれぞれが捉えた無線信号をそれぞれ受信する複数の受信部とを用いてダイバーシチ受信を行うダイバーシチ受信方法において、
前記複数の受信部の全て又は1つの出力信号を復調した結果からビット誤り率を算出する工程と、
算出したビット誤り率に応じてダイバーシチ受信の起動、停止を交互に切替える切替頻度を算出する工程と、
算出した前記切替頻度に従って前記複数の受信部の全てを選択する切替えといずれかに1つを選択する切替えを行い、前記複数の受信部の全てを選択する場合にはそれぞれの出力信号を合成して出力する工程と、
を備えたダイバーシチ受信方法。
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