JP4597767B2

JP4597767B2 - ダイバーシチ受信機のサンプリングクロック制御方法およびダイバーシチ受信機

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Publication number: JP4597767B2
Application number: JP2005147907A
Authority: JP
Inventors: 樹広仲田; 康利多田; 智木村; 健一土田; 政幸高田; 泰宏伊藤; 直義中村
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc; Japan Broadcasting Corp
Current assignee: Kokusai Electric Corp; Japan Broadcasting Corp
Priority date: 2005-05-20
Filing date: 2005-05-20
Publication date: 2010-12-15
Anticipated expiration: 2025-05-20
Also published as: JP2006325077A

Description

本発明は複数のアンテナの信号を受信し合成あるいは選択するダイバーシチ受信機のサンプリングクロック制御方法およびダイバーシチ受信機に関するものである。

近年、無線装置の分野ではマルチパスフェージングや移動体伝送に強い変調方式としてＯＦＤＭ方式が脚光を集め、欧州や日本を初めとする各国で多くの応用研究が進められている。この内、ＵＨＦ帯の地上デジタル放送の開発動向と方式については、映像情報メディア学会誌１９９８年Ｖｏｌ．５２，Ｎｏ．１１（非特許文献１）に詳しく記されている。

ＯＦＤＭ変調信号を自動車等の移動体にて受信する場合、ビルや建物等により散乱されたＯＦＤＭ信号が、受信アンテナに様々な方向から到達することがある。このような環境では、到来波の方向や振幅、位相等の条件により受信信号のレベルが変動するフェージングが発生する。フェージングにより受信電界が小さくなった場合、Ｃ／Ｎ劣化が生じ、伝送誤りを引き起こす可能性がある。

そのため、複数のアンテナを空間的に離れた位置に配置させ、それぞれの受信信号を合成あるいは選択することにより伝送誤りを軽減させるスペースダイバーシチが用いられている。

図２は従来技術によるダイバーシチ受信機の構成を示すブロック図である。複数のアンテナ２１〜２４で受信した信号は、それぞれＡ／Ｄ(アナログデジタル変換器)２５〜２８でサンプリングされ、受信サンプル系列が生成される。

また、Ａ／Ｄ２５〜２８のサンプリングクロックは共通のサンプリングクロックとしてＶＣＯ(電圧制御発振器)２９から供給される。

Ａ／Ｄ２５〜２８でサンプリングを行う際、精度の良い復調処理を行うため、Ａ／Ｄ２５〜２８のサンプリングクロックを送信側のクロックに同期させるよう自動制御するクロック再生処理が必要となる。

そのため、クロック再生部２ａでは、予め設定した固定のブランチの受信サンプル結果、例えば、Ａ／Ｄ２５の出力信号に基づいてＶＣＯ２９のサンプリングクロックの周波数あるいは位相を可変制御し、送信側のクロック周波数に同期させている。

上記クロック再生処理としては、種々の方式が考えられるが、例えば受信サンプル値信号と受信サンプル値信号を有効シンボル長遅延させた信号との自己相関演算を行い、得られた相関結果のピーク位置と受信機のシンボルあるいはフレーム位置との位相誤差を算出し、その位相誤差が０になるようにＶＣＯ２９のサンプリングクロックを制御させる、いわゆるガード相関方式を用いることで、送信機のクロックに追従させることができる。（特許文献１）
その他の方式として同期用のシンボルが挿入されている場合には同期シンボル信号と受信信号との相互相関演算を行う、いわゆる相互相関方式等もある。

以上説明したクロックによってサンプリングされたそれぞれのブランチの受信信号は、ＦＦＴ２ｂ〜２ｅに入力され、時間軸信号から周波数軸信号に変換される。ＦＦＴ２ｂ〜２ｅの出力信号はダイバーシチ合成部２ｆに入力され、それぞれのブランチの受信信号品質に基づいて合成される。

特にＯＦＤＭ方式のスペースダイバーシチ方式については、映像情報メディア学会技術報告１９９９年Ｖｏｌ．２３,Ｎｏ．３５（非特許文献２）に詳述されている。

ダイバーシチ合成された結果は、復調部２ｇで復調処理され、誤り訂正部２ｈにて誤り訂正を行った後、情報符号を出力する。

特開平７−９９４８６号公報映像情報メディア学会誌１９９８年Ｖｏｌ．５２，Ｎｏ．１１映像情報メディア学会技術報告１９９９年Ｖｏｌ．２３,Ｎｏ．３５

従来、ダイバーシチ受信機においては、上記クロック再生処理として、受信した複数のブランチの信号の内、予め設定した固定のブランチに基づいてクロック再生処理を行う方式が用いられてきた。

移動体受信ではフェージングやＣ／Ｎの劣化により、ブランチ毎の受信信号品質が異なることが多い。しかし、クロック再生の対象とするブランチを固定とした場合、設定したブランチの受信信号品質が低下すると、上記で説明した相関演算結果の受信信号品質が低下し、Ｃ／Ｎが劣化するため、クロック位相差に誤差が含まれてしまうことがある。

この誤差は再生クロック結果にジッタや位相誤差等の劣化を生じさせることがある。このような場合には、たとえ受信信号品質の良いブランチが到達していたとしても、クロック品質の劣化によりシンボル間干渉やキャリア間干渉などが生じ、ダイバーシチ受信機全体でのビット誤り率も増加してしまう。さらに、場合によっては、設定したブランチの受信信号品質が極端に劣化し、同期すら確立できないこともある。

本発明の目的は、受信信号品質が低下していたとしても、ジッタや位相誤差等の少ない安定したクロック再生が行えるダイバーシチ受信機のサンプリングクロック制御方法およびダイバーシチ受信機を提供することにある。

本発明のダイバーシチ受信機のサンプリングクロック制御方法は、複数のアンテナによって受信した受信信号を合成あるいは選択するダイバーシチ受信機において、前記複数のアンテナによって受信した受信信号を、それぞれのブランチの受信信号品質に基づいた比率で合成し、当該合成した結果に基づいて前記ダイバーシチ受信機のサンプリングクロックを制御することを特徴とする。

また本発明のダイバーシチ受信機のサンプリングクロック制御方法は、複数のアンテナの信号を受信した受信信号を合成あるいは選択するダイバーシチ受信機において、前記複数のアンテナによって受信した受信信号と該受信信号を有効シンボル長遅延させた信号との自己相関演算結果の信号、あるいは前記受信信号と所定の同期用シンボル信号との相互相関演算結果の信号のいずれかの信号を、それぞれのブランチの受信信号品質に基づいた比率で合成し、当該合成結果に基づいて前記ダイバーシチ受信機のサンプリングクロックを制御することを特徴とする。

また本発明のダイバーシチ受信機のサンプリングクロック制御方法は、複数のアンテナの信号を受信した受信信号を合成あるいは選択するダイバーシチ受信機において、前記ダイバーシチ受信機の再生クロックにより生成した基準タイミングと、それぞれのブランチの受信サンプル系列から算出した特定のタイミングとの位相差を、それぞれのブランチの受信信号品質に基づいた比率で合成し、当該合成結果に基づいて前記ダイバーシチ受信機のサンプリングクロックを制御することを特徴とする。

また本発明のダイバーシチ受信機のサンプリングクロック制御方法は、複数のアンテナの信号を受信した受信信号を合成あるいは選択するダイバーシチ受信機において、それぞれのブランチで独立のサンプリングクロック再生処理を行い、それぞれのサンプリングクロックを、それぞれのブランチの受信信号品質に基づいた比率で合成し、当該合成結果に基づいて前記ダイバーシチ受信機のサンプリングクロックを制御することを特徴とする。

また本発明のダイバーシチ受信機のサンプリングクロック制御方法は、複数のアンテナの信号を受信した受信信号を合成あるいは選択するダイバーシチ受信機において、それぞれのブランチで独立のサンプリングクロック再生処理を行い、それぞれのブランチ毎のサンプリングクロックから生成したタイミングと、それぞれのブランチのサンプリングクロックとは別の前記ダイバーシチ受信機の再生クロックにより生成した基準タイミングとの位相差を、それぞれのブランチの受信信号品質に基づいた比率で合成し、当該合成結果に基づいて前記ダイバーシチ受信機のサンプリングクロックを制御することを特徴とする。

また本発明のダイバーシチ受信機のサンプリングクロック制御方法における受信信号品質は、キャリアレベル、雑音レベル、雑音レベルの二乗またはＣ／Ｎのいずれかの値に基づくものであることを特徴とする。

また本発明のダイバーシチ受信機は、複数のアンテナによって受信した受信信号を合成あるいは選択するダイバーシチ受信機において、前記複数のアンテナによって受信した受信信号を、それぞれのブランチの受信信号品質に基づいた比率で合成し、当該合成した結果に基づいて前記ダイバーシチ受信機のサンプリングクロックを制御するクロック再生部を備えたことを特徴とする。

また本発明のダイバーシチ受信機は、複数のアンテナの信号を受信した受信信号を合成あるいは選択するダイバーシチ受信機において、前記複数のアンテナによって受信した受信信号と該受信信号を有効シンボル長遅延させた信号との自己相関演算結果の信号、あるいは前記受信信号と所定の同期用シンボル信号との相互相関演算結果の信号のいずれかの信号を、それぞれのブランチの受信信号品質に基づいた比率で合成し、当該合成結果に基づいて前記ダイバーシチ受信機のサンプリングクロックを制御するクロック再生部を備えたことを特徴とする。

また本発明のダイバーシチ受信機は、複数のアンテナの信号を受信した受信信号を合成あるいは選択するダイバーシチ受信機において、前記ダイバーシチ受信機の再生クロックにより生成した基準タイミングと、それぞれのブランチの受信サンプル系列から算出した特定のタイミングとの位相差を、それぞれのブランチの受信信号品質に基づいた比率で合成し、当該合成結果に基づいて前記ダイバーシチ受信機のサンプリングクロックを制御するクロック再生部を備えたことを特徴とする。

また本発明のダイバーシチ受信機は、複数のアンテナの信号を受信した受信信号を合成あるいは選択するダイバーシチ受信機において、それぞれのブランチで独立のサンプリングクロック再生処理を行い、それぞれのサンプリングクロックを、それぞれのブランチの受信信号品質に基づいた比率で合成し、当該合成結果に基づいて前記ダイバーシチ受信機のサンプリングクロックを制御するクロック再生部を備えたことを特徴とする。

また本発明のダイバーシチ受信機は、複数のアンテナの信号を受信した受信信号を合成あるいは選択するダイバーシチ受信機において、それぞれのブランチで独立のサンプリングクロック再生処理を行い、それぞれのブランチ毎のサンプリングクロックから生成したタイミングと、それぞれのブランチのサンプリングクロックとは別の前記ダイバーシチ受信機の再生クロックにより生成した基準タイミングとの位相差を、それぞれのブランチの受信信号品質に基づいた比率で合成し、当該合成結果に基づいて前記ダイバーシチ受信機のサンプリングクロックを制御するクロック再生部を備えたことを特徴とする。

また本発明のダイバーシチ受信機における受信信号品質は、キャリアレベル、雑音レベル、雑音レベルの二乗またはＣ／Ｎのいずれかの値に基づくものであることを特徴とする。

本発明によれば、受信信号品質が低下していたとしても、ジッタや位相誤差等の少ない安定したクロック再生が行えるダイバーシチ受信機のサンプリングクロック制御方法およびダイバーシチ受信機を得ることができる。

図１は本発明によるサンプリングクロック制御方法を有するダイバーシチ受信機の第１の実施例の構成を示すブロック図であり、以下説明する。図１の構成は図２に示した従来技術による構成において、クロック再生部２ａをダイバーシチクロック再生部１１に置き換えた構成となっており、それ以外の構成、機能については、同等の構成、機能を有しているため、説明を省略する。

Ａ／Ｄ２５〜２８からの受信サンプル値信号は、ダイバーシチクロック再生部１１に入力される。ダイバーシチクロック再生部１１は、それぞれのブランチの受信サンプル値信号に基づいてＶＣＯ２９を可変制御させるための制御信号を出力する。

図３は本発明の第１実施例のダイバーシチクロック再生部１１の構成を示すブロック図であり、以下詳細に説明する。Ａ／Ｄ２５〜２８の受信サンプル値信号はそれぞれのブランチの乗算器３２〜３５に入力されると共に、合成比率算出部３１にも入力される。合成比率算出部３１では、それぞれの乗算器３２〜３５に供給するための合成比率を算出し、それぞれのブランチの乗算器３２〜３５では受信サンプル値信号と当該合成比率との乗算を行い、乗算結果を合成部３６に入力する。

合成比率算出部３１は、それぞれのブランチの受信信号品質に基づいた合成比率を算出し、それぞれのブランチの乗算器３２〜３５に供給している。

ここで、受信品質とは例えば、受信信号のＣ／Ｎや、キャリアレベル、雑音レベル、妨害波レベル、受信信号の変動量、歪み量、あるいはこれらの劣化成分を等価的なＣ／Ｎに変換した値に基づいたものを示す。

図１１は本発明の合成比率算出部３１の構成例を示す図であり、以下、上記で述べた受信信号品質に基づいた合成比率の算出を行う例について説明する。

合成比率算出部３１において、Ａ／Ｄ２５〜２８からのそれぞれのブランチの受信サンプル値信号は、それぞれ雑音レベル算出部１１１〜１１４に入力されるとともに、それぞれキャリアレベル算出部１１５〜１１８に入力される。また、キャリアレベル算出部１１５〜１１８には、それぞれ雑音レベル算出部１１１〜１１４の出力信号も入力される。

まず、雑音レベル算出部１１１〜１１４では、受信サンプル値信号に混入した雑音レベル(Ｎ)を算出する。

図１２及び図１３は雑音レベル算出方法の具体例を示している。

図１２はＯＦＤＭ信号のガードインターバルを利用した雑音検出の一例を示す図である。雑音レベルの算出には受信サンプル値信号と受信サンプル値信号を有効シンボル長遅延させた信号との差分を行い絶対値化し、ガードインターバル期間内に存在する残留成分量を雑音レベル(Ｎ)として算出する。ただし、マルチパスが混入した場合にはガードインターバル期間の前半期間にマルチパスによる成分が発生してしまうため、雑音検出を行う期間は図中の雑音レベル検出有効期間で示した期間が有効である。

図１３は同期シンボルなどの特殊シンボルを利用した雑音検出の一例を示す図である。同期シンボルの一つとしてヌルシンボルと呼ばれる無信号を伝送する場合がある。このような場合には、ヌルシンボル中の受信レベルを測定することで、雑音レベル(Ｎ)を検出することができる。

次に、キャリアレベル算出部雑音１１５〜１１８では、まず受信サンプル値信号の二乗平均の平均値を算出することにより受信電力を測定する。受信電力はキャリアの電力と雑音の電力の重ね合わせで構成されているため、測定した受信電力から雑音レベル算出部１１１〜１１４で算出した雑音レベルの２乗を減算することによりキャリア電力を算出し、その平方根がキャリアレベル(Ｃ)となる。

雑音レベル算出部１１１〜１１４で算出された雑音レベル(Ｎ)と、キャリアレベル算出部雑音１１５〜１１８で算出されたキャリアレベル(Ｃ)は演算部１１９に入力される。演算部１１９では、例えばＣ／Ｎ（キャリアレベル対雑音レベル比）や、キャリアレベル(Ｃ)、雑音レベル(Ｎ)に基づいた合成比率(ｗ)を算出する。

具体的な合成比率(ｗ)の算出方式としては、キャリアレベル(Ｃ)に基づく合成比率として、式（１）に示すようにキャリアレベルに比例させる合成比率や、式（２）に示すように、それらを正規化させる合成比率などが考えられる。

また、雑音レベル(Ｎ)に基づく合成比率として、式（３）、式（３’）に示すように雑音レベルや雑音レベルの二乗(Ｎ２)に反比例させる合成比率や、式（４）、式（４’）に示すように、それらを正規化させる合成比率なども考えられる。

更に、それぞれのブランチのＣ／Ｎに基づく合成比率としては、合成後のＣ／Ｎを最大にする合成比率として、式（５）に示すようにキャリアレベル(Ｃ)に比例し、雑音レベルの二乗(Ｎ２)に反比例した合成比率として算出する方式も考えられる。

また、式（５）を正規化させた合成比率として式（６）なども考えられる。

以上説明した合成比率と受信サンプル値信号の乗算結果は、合成部３６で加算合成される。

図４は本発明の第１実施例のダイバーシチクロック再生部１１の処理動作を説明する図であり、以下説明する。図４に示す波形４１〜４４は、各ブランチの受信サンプル値波形を示している。ＯＦＤＭ受信信号は、実際にはガウス雑音に類似した波形であるが、図４では模式的に正弦波で表した波形としている。これらの信号を、合成比率算出部３１からの合成比率（ｗ1〜ｗ４）に基づいて乗算器３２〜３５でそれぞれ乗算し、合成部３５で例えば式（６）の合成比率で合成し、その結果の波形を波形４５に示す。

このように、それぞれのブランチの受信サンプル値信号品質に基づいた上記式（６）の合成比率で合成を行うことにより、あるブランチの受信品質が極端に劣化しても(例えば、図４の波形４４)、そのブランチの合成比率を低め、受信品質劣化の少ないブランチ(例えば、図４の波形４３)の合成比率を高めて合成することとなるので、波形４５に示すように、常に安定した信号品質とすることができる。

これらの処理により信号品質が向上した信号が合成部３６から出力され、クロック再生部２ａに入力される。クロック再生部２ａは前述したクロック再生機能を有し、ＶＣＯ２９のサンプリングクロックを可変制御する制御信号を出力する。

このように本発明の第１の実施例では、それぞれのブランチからの受信サンプル値信号をそれぞれのブランチの受信サンプル値信号品質に基づいた合成比率で合成することにより、合成後の信号品質を向上させることが可能となり、当該合成信号に基づいて、ＶＣＯのサンプリングクロックを制御することにより、ジッタや位相誤差の少ないクロックを再生することができる。

図５は本発明の第２実施例のダイバーシチクロック再生部１１の構成を示すブロック図であり、以下説明する。図５は第１の実施例によるダイバーシチクロック再生部１１の構成において、それぞれのブランチの入力側すなわち図１のＡ／Ｄ２５〜２８と乗算器３２〜３５の間にそれぞれ相関演算部５１〜５４を追加した構成である。

相関演算部５１〜５４では、上記背景技術の所で説明したところの、受信サンプル値信号と受信サンプル値信号を有効シンボル長遅延させた信号との自己相関演算や、同期用のシンボルが挿入されている場合には同期シンボル信号と受信信号との相関演算等を行う。

図６は本発明の第２の実施例によるダイバーシチクロック再生部１１の処理を説明した図であり、以下説明する。Ｃ／Ｎの異なる信号に対してそれぞれのブランチの相関演算部５１〜５４にてＯＦＤＭ信号のガードインターバルの相関演算を行った場合の波形を６１〜６４に示す。これらの相関結果を第１の実施例と同様に、合成比率算出部３１からの合成比率（ｗ1〜ｗ４）に基づいて乗算器３２〜３５でそれぞれ乗算し、合成部３５で合成する。図４に示した場合と同様に、式（６）の合成比率で合成した結果の波形を６５に示す。

このように、合成対象とする信号が相関演算結果であっても、第１の実施例と同様に受信信号品質の改善を図ることが可能となる。

合成部３６からの出力信号はクロック再生部２ａに入力される。相関演算は既に完了しているため、クロック再生部２ａは上記で説明したクロック再生機能から相関演算機能を省いた機能を有し、ＶＣＯ２９を可変制御する制御信号を出力する。

図７は本発明の第３実施例のダイバーシチクロック再生部１１の構成と図１のＶＣＯ２９を示すブロック図であり、以下説明する。図７は第２の実施例によるダイバーシチクロック再生部１１の構成において、それぞれのブランチの相関演算部５１〜５４と乗算器３２〜３５の間にそれぞれ位相差検出部７１〜７４を追加し、更に図１のＶＣＯ２９の出力とそれぞれの位相差検出部７１〜７４の間に基準タイミング生成部７５を追加した構成である。

図８は本発明の第３実施例のダイバーシチクロック再生部１１とＶＣＯ２９の処理動作を説明する図であり、以下説明する。

図７の基準タイミング生成部７５では、ＶＣＯ２９からのクロック信号が入力され該クロック信号に基づいたシンボル周期を示す基準タイミング信号８０（図８）を生成する。

位相差検出部７１〜７４に、基準タイミング生成部７５で生成された基準タイミング信号８０（図８）と、図７のそれぞれのブランチの相関演算部５１〜５４での相関演算結果から算出した受信信号の特定の位置を指し示すタイミング信号８１〜８４（図８）（例えば、ガード相関のピーク位置から算出したシンボルタイミング等）とが入力され、その位相差θ1〜θ４を、それぞれのブランチの位相差検出部７１〜７４で算出する。

合成部３６では式（７）に示す合成を行う。

式（７）において、受信信号品質が劣化したブランチは、相関演算結果の受信信号品質も劣化してしまうため、相関演算結果から算出したタイミング信号にもばらつきが生じてしまう。

この様なばらつきの多い位相差信号に基づいてＶＣＯ２９を制御した場合、位相差のばらつきにより再生するクロックにジッタが生じてしまう。逆に、受信信号品質が良好なブランチはタイミング信号にもばらつきが生じることは少ない。

従って、式（７）による合成後の位相差θのばらつき抑えるためには、受信信号品質の劣化したブランチの合成比率ｗを小さな値に設定し、受信信号品質の良好なブランチの合成比率ｗを大きな値に設定すれば良い。

この合成比率は前述した式（１）〜式（６）に示す合成比率であっても良いが、式（８）に示す位相差の分散値の逆数や式（９）に示す位相差の標準偏差値の逆数であっても良い。

図９は本発明の第４実施例のダイバーシチクロック再生部１１の構成を示すブロック図であり、以下説明する。図９は第１の実施例によるダイバーシチクロック再生部１１の構成において、それぞれのブランチの入力側すなわち図１のＡ／Ｄ２５〜２８と乗算器３２〜３５の間にそれぞれクロック再生部９１〜９４とＶＣＯ９５〜９８の直列接続を追加した構成である。

クロック再生部９１〜９４、ＶＣＯ９５〜９８は前述したクロック再生部２ａとＶＣＯ２９と同様の機能（詳細は図２の構成の説明中に記載）を有しているが、ここでは説明を明瞭にするため符号を再割り振りしている。また、その他の構成と機能については図３に示す構成と同様である。

第３の実施例で説明したように、受信信号品質が劣化した受信サンプル値信号に基づいてクロック再生を行うと、受信信号品質の劣化に起因するジッタが生じてしまう場合がある。

第４の実施例では、クロック再生部９１〜９４とＶＣＯ９５〜９８によりそれぞれのブランチで独立のサンプリングクロック再生処理を行い、それぞれのサンプリングクロックを、合成比率算出部３１で算出したところの，それぞれのブランチでの受信サンプル値信号品質に基づいた合成比率（ｗ1〜ｗ４）により合成部３６で合成することで、合成後の再生クロックのジッタを低減する。なお合成部３６では、ＶＣＯ９５〜９８のクロック自体をアナログで合成している。

図１０は本発明の第５実施例のダイバーシチクロック再生部１１の構成と図１のＶＣＯ２９を示すブロック図であり、以下説明する。図１０は第４の実施例によるダイバーシチクロック再生部１１の構成において、ＶＣＯ９５〜９８と乗算器３２〜３５の間に位相差検出部７１〜７４を追加し、更に図１のＶＣＯ２９の出力とそれぞれの位相差検出部７１〜７４の間に基準タイミング生成部７５を追加した構成である。位相差検出部７１〜７４、基準タイミング生成部７５についても、前述した機能と同等の機能を有している。また、その他の構成と機能についても図９に示す構成と同様である。

第５の実施例は第４の実施例と同様に、クロック再生部９１〜９４とＶＣＯ９５〜９８によりそれぞれのブランチで独立のサンプリングクロック再生処理を行い、それぞれのサンプリングクロックから生成したブランクタイミング信号と、それぞれのブランチとは別のＶＣＯ２９の再生クロックより基準タイミング生成部７５にて生成した基準タイミング信号との位相差を、それぞれのブランチの位相差検出部７１〜７４で算出する。

算出した位相差は、後段の乗算器３２〜３５及び合成部３６にて、第２の実施例で説明したような，それぞれのブランチでの受信サンプル値信号品質に基づいた合成比率（式（７）から式（９））で合成を行う。合成部３６にて合成された位相差はクロック再生部２ａ及びＶＣＯ１０１にて再度、クロックを再生する。基準タイミング生成部７５では、当該再生クロックに基づいた基準タイミング信号を生成し、それぞれの位相差検出部７１〜７４へ供給している。

第５の実施例は、クロック再生部９１〜９４のクロックに基づいた位相差を算出することにより、それぞれのクロックに生じているジッタ量を位相差のばらつき度合いに変換している。上記処理により、信号品質が劣化し、ジッタの多いクロックが存在しても、合成後のクロックジッタを低減させることができる。

更に、第４及び第５の実施例において、各ブランチのサンプリングクロックはＶＣＯ９５〜９８のクロック用いても良いが、合成後の安定したクロックをサンプリングクロックとして使用しても良い。

以上、説明したように、本発明の第１から第５の実施例によれば、受信信号品質が低下しているブランチが存在していても、それぞれのブランチの受信信号品質に基づいた合成比率で合成し、合成結果に基づいて受信信号のサンプリングクロックを制御することにより、ジッタや位相誤差の少ない安定したクロック再生が行えるようになる。

以上説明したクロックによってサンプリングされたそれぞれのブランチの受信信号は、図１のＦＦＴ２ｂ〜２ｅに入力され、時間軸信号から周波数軸信号に変換される。ＦＦＴ２ｂ〜２ｅの出力信号はダイバーシチ合成部２ｆに入力され、キャリア毎独立にそれぞれのブランチの受信信号品質に基づいた比率で合成あるいは選択され、受信信号品質の改善を図る。更に、合成比率としてキャリア信号レベルの複素共役信号とし、合成後に各ブランチの合成比率の二乗和で正規化を行うことにより、振幅、位相が等化されたコンスタレーションを得ることができる。

ダイバーシチ合成部２ｆにてダイバーシチ合成された結果は復調部２ｇに入力され、合成後のコンスタレーションを識別するために設けられた閾値により識別を行い、復調処理される。復調結果は誤り訂正部２ｈにて、生じた誤りを訂正した後、情報符号を出力する。

これにより、受信信号品質が低下していたとしても、ジッタや位相誤差等の少ない安定したクロック再生が行えるダイバーシチ受信機のサンプリングクロック制御方法およびダイバーシチ受信機を得ることができる。

本発明によるサンプリングクロック制御方法を有するダイバーシチ受信機の第１の実施例の構成を示すブロック図である。従来技術によるダイバーシチ受信機の構成を示すブロック図である。本発明の第１実施例のダイバーシチクロック再生部の構成を示すブロック図である。本発明の第１実施例のダイバーシチクロック再生部の処理動作を説明する図である。本発明の第２実施例のダイバーシチクロック再生部の構成を示すブロック図である。本発明の第２実施例のダイバーシチクロック再生部の処理動作を説明する図である。本発明の第３実施例のダイバーシチクロック再生部の構成と図１のＶＣＯを示すブロック図である。本発明の第３実施例のダイバーシチクロック再生部とＶＣＯの処理動作を説明する図である。本発明の第４実施例のダイバーシチクロック再生部の構成を示すブロック図である。本発明の第５実施例のダイバーシチクロック再生部の構成と図１のＶＣＯを示すブロック図である。本発明の合成比率算出部の構成例を示す図である。ＯＦＤＭ信号のガードインターバルを利用した雑音検出の一例を示す図である。同期シンボルなどの特殊シンボルを利用した雑音検出の一例を示す図である。

符号の説明

１１：ダイバーシチクロック再生部、２１〜２４：アンテナ、２５〜２８：Ａ／Ｄ、２９：ＶＣＯ、２ａ：クロック再生部、２ｂ〜２ｅ：ＦＦＴ、２ｆ：ダイバーシチ合成部、２ｇ：復調部、２ｈ：誤り訂正部、３１：合成比率算出部、３２〜３５：乗算器、３６：合成部、５１〜５４：相関演算部、７１〜７４：位相差検出部、７５：基準タイミング生成部、９１〜９４：クロック再生部、９５〜９８：ＶＣＯ、１１１〜１１４：雑音レベル算出部、１１５〜１１８：キャリアレベル算出部、１１９：演算部。

Claims

複数のアンテナによって受信したＯＦＤＭ方式の受信信号を合成あるいは選択するダイバーシチ受信機において、前記複数のアンテナによって受信した受信信号を、それぞれのブランチの受信信号品質に基づいた比率で合成し、当該合成した結果に基づいて前記それぞれのブランチのＡ／Ｄ変換器に共通に用いられるサンプリングクロックを制御し、
前記それぞれのブランチの受信信号品質に基づいた比率は、それぞれのブランチでの前記受信信号のキャリアレベルと雑音レベルとから算出される該受信信号のＣ／Ｎに基づく比率であり、前記雑音レベルは、ヌルシンボルの受信レベルを測定することで検出される雑音レベルか、前記受信信号と前記受信信号を有効シンボル長遅延させた信号との差分の絶対値であってガードインターバル期間内でかつマルチパスに残留成分を含まない期間の前記絶対値から算出される雑音レベルかのいずれかを用いることを特徴とするダイバーシチ受信機のサンプリングクロック制御方法。
複数のアンテナの信号を受信したＯＦＤＭ方式の受信信号を合成あるいは選択するダイバーシチ受信機において、前記複数のアンテナによって受信した受信信号と該受信信号を有効シンボル長遅延させた信号との自己相関演算結果の信号、あるいは前記受信信号と所定の同期用シンボル信号との相互相関演算結果の信号のいずれかの信号を、それぞれのブランチの受信信号品質に基づいた比率で合成し、当該合成結果に基づいて前記それぞれのブランチのＡ／Ｄ変換器に共通に用いられるサンプリングクロックを制御し、
前記それぞれのブランチの受信信号品質に基づいた比率は、それぞれのブランチでの前記受信信号のキャリアレベルと雑音レベルとから算出される該受信信号のＣ／Ｎに基づく比率であり、前記雑音レベルは、ヌルシンボルの受信レベルを測定することで検出される雑音レベルか、前記受信信号と前記受信信号を有効シンボル長遅延させた信号との差分の絶対値であってガードインターバル期間内でかつマルチパスに残留成分を含まない期間の前記絶対値から算出される雑音レベルかのいずれかを用いることを特徴とするダイバーシチ受信機のサンプリングクロック制御方法。
複数のアンテナの信号を受信したＯＦＤＭ方式の受信信号を合成あるいは選択するダイバーシチ受信機において、前記ダイバーシチ受信機の再生クロックにより生成した基準タイミングと、それぞれのブランチの受信サンプル系列から算出した特定のタイミングとの位相差を、それぞれのブランチの受信信号品質に基づいた比率で合成し、当該合成結果に基づいて前記それぞれのブランチのＡ／Ｄ変換器に共通に用いられるサンプリングクロックを制御し、
前記それぞれのブランチの受信信号品質に基づいた比率は、それぞれのブランチでの前記受信信号のキャリアレベルと雑音レベルとから算出される該受信信号のＣ／Ｎに基づく比率であり、前記雑音レベルは、ヌルシンボルの受信レベルを測定することで検出される雑音レベルか、前記受信信号と前記受信信号を有効シンボル長遅延させた信号との差分の絶対値であってガードインターバル期間内でかつマルチパスに残留成分を含まない期間の前記絶対値から算出される雑音レベルかのいずれかを用いることを特徴とするダイバーシチ受信機のサンプリングクロック制御方法。
複数のアンテナの信号を受信したＯＦＤＭ方式の受信信号を合成あるいは選択するダイバーシチ受信機において、それぞれのブランチで独立のサンプリングクロック再生処理を行い、それぞれのサンプリングクロックを、それぞれのブランチの受信信号品質に基づいた比率で合成し、当該合成結果に基づいて前記ダイバーシチ受信機のサンプリングクロックを制御し、
前記それぞれのブランチの受信信号品質に基づいた比率は、それぞれのブランチでの前記受信信号のキャリアレベルと雑音レベルとから算出される該受信信号のＣ／Ｎに基づく比率であり、前記雑音レベルは、ヌルシンボルの受信レベルを測定することで検出される雑音レベルか、前記受信信号と前記受信信号を有効シンボル長遅延させた信号との差分の絶対値であってガードインターバル期間内でかつマルチパスに残留成分を含まない期間の前記絶対値から算出される雑音レベルかのいずれかを用いることを特徴とするダイバーシチ受信機のサンプリングクロック制御方法。
複数のアンテナの信号を受信したＯＦＤＭ方式の受信信号を合成あるいは選択するダイバーシチ受信機において、それぞれのブランチで独立のサンプリングクロック再生処理を行い、それぞれのブランチ毎のサンプリングクロックから生成したタイミングと、それぞれのブランチのサンプリングクロックとは別の前記ダイバーシチ受信機の再生クロックにより生成した基準タイミングとの位相差を、それぞれのブランチの受信信号品質に基づいた比率で合成し、当該合成結果に基づいて前記ダイバーシチ受信機のサンプリングクロックを制御し、
前記それぞれのブランチの受信信号品質に基づいた比率は、それぞれのブランチでの前記受信信号のキャリアレベルと雑音レベルとから算出される該受信信号のＣ／Ｎに基づく比率であり、前記雑音レベルは、ヌルシンボルの受信レベルを測定することで検出される雑音レベルか、前記受信信号と前記受信信号を有効シンボル長遅延させた信号との差分の絶対値であってガードインターバル期間内でかつマルチパスに残留成分を含まない期間の前記絶対値から算出される雑音レベルかのいずれかを用いることを特徴とするダイバーシチ受信機のサンプリングクロック制御方法。
前記受信信号品質に基づいた比率は、それぞれのブランチでの前記受信信号のキャリアレベルに比例し、雑音レベルの二乗に反比例した比率か、それを正規化させた比率のいずれかを用いることを特徴とする請求項１、２或いは４に記載のダイバーシチ受信機のサンプリングクロック制御方法。
複数のアンテナによって受信したＯＦＤＭ方式の受信信号を合成あるいは選択するダイバーシチ受信機において、前記複数のアンテナによって受信した受信信号を、それぞれのブランチの受信信号品質に基づいた比率で合成し、当該合成した結果に基づいて前記それぞれのブランチのＡ／Ｄ変換器に共通に用いられるサンプリングクロックを制御するクロック再生部を備え、
前記それぞれのブランチの受信信号品質に基づいた比率は、それぞれのブランチでの前記受信信号のキャリアレベルと雑音レベルとから算出される該受信信号のＣ／Ｎに基づく比率であり、前記雑音レベルは、ヌルシンボルの受信レベルを測定することで検出される雑音レベルか、前記受信信号と前記受信信号を有効シンボル長遅延させた信号との差分の絶対値であってガードインターバル期間内でかつマルチパスに残留成分を含まない期間の前記絶対値から算出される雑音レベルかのいずれかを用いることを特徴とするダイバーシチ受信機。
複数のアンテナの信号を受信したＯＦＤＭ方式の受信信号を合成あるいは選択するダイバーシチ受信機において、前記複数のアンテナによって受信した受信信信号と該受信信号を有効シンボル長遅延させた信号との自己相関演算結果の信号、あるいは前記受信信号と所定の同期用シンボル信号との相互相関演算結果の信号のいずれかの信号を、それぞれのブランチの受信信号品質に基づいた比率で合成し、当該合成結果に基づいて前記それぞれのブランチのＡ／Ｄ変換器に共通に用いられるサンプリングクロックを制御するクロック再生部を備え、
前記それぞれのブランチの受信信号品質に基づいた比率は、それぞれのブランチでの前記受信信号のキャリアレベルと雑音レベルとから算出される該受信信号のＣ／Ｎに基づく比率であり、前記雑音レベルは、ヌルシンボルの受信レベルを測定することで検出される雑音レベルか、前記受信信号と前記受信信号を有効シンボル長遅延させた信号との差分の絶対値であってガードインターバル期間内でかつマルチパスに残留成分を含まない期間の前記絶対値から算出される雑音レベルかのいずれかを用いることを特徴とするダイバーシチ受信機。
複数のアンテナの信号を受信したＯＦＤＭ方式の受信信号を合成あるいは選択するダイバーシチ受信機において、前記ダイバーシチ受信機の再生クロックにより生成した基準タイミングと、それぞれのブランチの受信サンプル系列から算出した特定のタイミングとの位相差を、それぞれのブランチの受信信号品質に基づいた比率で合成し、当該合成結果に基づいて前記それぞれのブランチのＡ／Ｄ変換器に共通に用いられるサンプリングクロックを制御するクロック再生部を備え、
前記それぞれのブランチの受信信号品質に基づいた比率は、それぞれのブランチでの前記受信信号のキャリアレベルと雑音レベルとから算出される該受信信号のＣ／Ｎに基づく比率であり、前記雑音レベルは、ヌルシンボルの受信レベルを測定することで検出される雑音レベルか、前記受信信号と前記受信信号を有効シンボル長遅延させた信号との差分の絶対値であってガードインターバル期間内でかつマルチパスに残留成分を含まない期間の前記絶対値から算出される雑音レベルかのいずれかを用いることを特徴とするダイバーシチ受信機。
複数のアンテナの信号を受信したＯＦＤＭ方式の受信信号を合成あるいは選択するダイバーシチ受信機において、それぞれのブランチで独立のサンプリングクロック再生処理を行い、それぞれのサンプリングクロックを、それぞれのブランチの受信信号品質に基づいた比率で合成し、当該合成結果に基づいて前記ダイバーシチ受信機のサンプリングクロックを制御するクロック再生部を備え、
前記それぞれのブランチの受信信号品質に基づいた比率は、それぞれのブランチでの前記受信信号のキャリアレベルと雑音レベルとから算出される該受信信号のＣ／Ｎに基づく比率であり、前記雑音レベルは、ヌルシンボルの受信レベルを測定することで検出される雑音レベルか、前記受信信号と前記受信信号を有効シンボル長遅延させた信号との差分の絶対値であってガードインターバル期間内でかつマルチパスに残留成分を含まない期間の前記絶対値から算出される雑音レベルかのいずれかを用いることを特徴とするダイバーシチ受信機。
複数のアンテナの信号を受信したＯＦＤＭ方式の受信信号を合成あるいは選択するダイバーシチ受信機において、それぞれのブランチで独立のサンプリングクロック再生処理を行い、それぞれのブランチ毎のサンプリングクロックから生成したタイミングと、それぞれのブランチのサンプリングクロックとは別の前記ダイバーシチ受信機の再生クロックにより生成した基準タイミングとの位相差を、それぞれのブランチの受信信号品質に基づいた比率で合成し、当該合成結果に基づいて前記ダイバーシチ受信機のサンプリングクロックを制御するクロック再生部を備え、
前記それぞれのブランチの受信信号品質に基づいた比率は、それぞれのブランチでの前記受信信号のキャリアレベルと雑音レベルとから算出される該受信信号のＣ／Ｎに基づく比率であり、前記雑音レベルは、ヌルシンボルの受信レベルを測定することで検出される雑音レベルか、前記受信信号と前記受信信号を有効シンボル長遅延させた信号との差分の絶対値であってガードインターバル期間内でかつマルチパスに残留成分を含まない期間の前記絶対値から算出される雑音レベルかのいずれかを用いることを特徴とするダイバーシチ受信機。
前記受信信号品質に基づいた比率は、前記位相差の分散値の逆数や前記位相差の標準偏差値の逆数のいずれかを用いることを特徴とする請求項３或いは５に記載のダイバーシチ受信機のサンプリングクロック制御方法。