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ダイバーシチ受信装置 コモンズ 新技術説明会

国内特許コード P130008565
掲載日 2013年2月26日
出願番号 特願2011-521948
登録番号 特許第5648921号
出願日 平成22年7月7日(2010.7.7)
登録日 平成26年11月21日(2014.11.21)
国際出願番号 JP2010061558
国際公開番号 WO2011004849
国際出願日 平成22年7月7日(2010.7.7)
国際公開日 平成23年1月13日(2011.1.13)
優先権データ
  • 特願2009-160982 (2009.7.7) JP
発明者
  • 桑原 義彦
出願人
  • 国立大学法人静岡大学
発明の名称 ダイバーシチ受信装置 コモンズ 新技術説明会
発明の概要 第1のアンテナA1及び第2のアンテナA2のそれぞれが受信したOFDM信号を電力合成する電力合成器14と、OFDM信号の有効シンボル区間の途中において、各シンボル区間毎に第1のアンテナA1の分岐出力と第2のアンテナA2の分岐出力とを切り替えるスイッチSと、OFDM信号を復調する受信機21と、第2のアンテナA2が受信したOFDM信号を移相させる位相器13と、位相制御用信号からシンボル区間毎に第1のアンテナA1のガード区間と第2のアンテナA2のコピー元区間との複素相関係数を計算し、複素相関係数から回転角を求める演算処理回路とを備えるという簡単な構造で、BERが改善され、キャリア同期が必要ないダイバーシチ受信装置を提供する。
従来技術、競合技術の概要


車載向けの地上ディジタルハイビジョン放送チューナーでは、受信状態の劣化により通常の12セグメント放送(以下、12セグ放送と略称する)が受信不可となった場合に、自動的にフェージングに強い方式で変調された1セグメント放送(以下、1セグ放送と略称する)の受信に切り替えている。電波法38条の規定に基づく日本の放送規格である地上統合ディジタル放送サービス(ISDB-T)方式では、周波数帯域としてUHF帯を利用し、1チャネル6MHzの帯域を固定受信向けの12セグと、携帯受信向けの1セグとに分けて伝送することができるようになっている。ISDB-T方式では、多重化方式として直交周波数分割多重(OFDM)を用いており、変調方式としては16値直交振幅変調(16QAM)、64値直交振幅変調64QAM、4相位相変調(QPSK)、差動4相位相変調(DQPSK)が利用できる。又、将来の様々な放送方法に対応するために、伝送パラメータとして、OFDMキャリア間隔の異なるモード1~3がある。



地上ディジタル放送を移動体で視聴する場合、フェージングにより受信電界が激しく変化する。このため、自動車に搭載される地上ディジタル放送チューナーにはダイバーシチ受信が必須であり、特に12セグ放送受信のチューナーでは高い搬送波対雑音電力比(CNR)を確保するため、ディジタルビームフォーミング(DBF)による位相合成ダイバーシチが用いられている。DBFによる位相合成ダイバーシチでは受信機がアンテナの数だけ必要となるため、自動車用の地上ディジタル放送チューナーは家庭用の地上ディジタル放送チューナーと比較すると3~4倍の価格で市販されている。又、ノートPCなどモバイル機器にDBFを搭載する場合、消費電力が大きくなって視聴時間が短くなる問題がある。



受信系統が1つで済む可変指向性アンテナとして、フェーズドアレー(特許文献1,非特許文献1参照。)、負荷反射電流制御型アダプティブアンテナ(非特許文献2参照。)、電子走査導波器(ESPAR)アンテナ(非特許文献3参照。)などがある。これらのアンテナでは各素子の受信信号を直接観測することはできないので、ウェイト探索にブラインドアルゴリズムを用いる必要がある。一般にブラインドアルゴリズムは収束時間が大きく、高速移動での適用は困難な場合が多い。又ウェイト探索のため、フェーズドアレーでは移相器、ESPARアンテナでは可変リアクタを試行動作する必要がある。これは受信ブランチのチャネル変化に相当するので、ISDB-T方式での受信に適用すると、シンボル同期はずれやBER特性の劣化となる。

産業上の利用分野


本発明は、ダイバーシチ受信装置に係り、特に車載向けの地上ディジタル放送チューナーに好適なダイバーシチ受信装置に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
基準アンテナとなる第1のアンテナと、
被測定アンテナとなる第2のアンテナと、
前記第1及び第2のアンテナのそれぞれが受信したOFDM信号を電力合成する電力合成器と、
前記電力合成器の出力側に接続された地上ディジタル放送チューナーと、
前記OFDM信号の有効シンボル区間の途中において、各シンボル区間毎に前記第1のアンテナの分岐出力と前記第2のアンテナの分岐出力とを切り替えるスイッチと、
前記スイッチの出力側に接続され、前記OFDM信号を復調する受信機と、
前記第2のアンテナの出力側に接続され、前記第2のアンテナが受信した前記OFDM信号を移相させた後、前記電力合成器に出力する位相器と、
前記受信機から復調信号を入力し、前記シンボル区間毎に前記第1のアンテナのガード区間と前記第2のアンテナのコピー元区間との複素相関係数を計算し、前記複素相関係数より複素面での回転角を求め、前記位相器に前記回転角分だけ移相させる信号を出力する演算処理回路
とを備えることを特徴とするダイバーシチ受信装置。

【請求項2】
前記第1のアンテナから前記電力合成器に至る伝送経路の一部に挿入され、前記第1のアンテナが受信したOFDM信号の一部を前記スイッチに分岐する第1の方向性結合器と、
前記第2のアンテナから前記位相器に至る伝送経路の一部に挿入され、前記第2アンテナが受信したOFDM信号の一部を前記スイッチに分岐する第2の方向性結合器
とを更に備えることを特徴とする請求項1に記載のダイバーシチ受信装置。

【請求項3】
基準アンテナと、
複数の被測定アンテナと、
前記基準アンテナ及び前記複数の被測定アンテナのそれぞれが受信したOFDM信号を電力合成する電力合成器と、
前記電力合成器の出力側に接続された地上ディジタル放送チューナーと、
前記OFDM信号の有効シンボル区間の途中において、各シンボル区間毎に前記基準アンテナの分岐出力と前記複数の被測定アンテナのいずれかの分岐出力とを切り替えるスイッチと、
前記スイッチの出力側に接続され、前記OFDM信号を復調する受信機と、
前記複数の被測定アンテナの出力側のそれぞれに接続され、前記複数の被測定アンテナがそれぞれ受信した前記OFDM信号をそれぞれ移相させた後、前記電力合成器にそれぞれ出力する複数の位相器と、
前記受信機から復調信号を入力し、前記シンボル区間毎に前記基準アンテナのガード区間と前記複数の被測定アンテナのコピー元区間のいずれかとの複素相関係数を計算し、前記複素相関係数より複素面での回転角を求め、対応する前記複数の被測定アンテナのいずれかの前記位相器に前記回転角分だけ移相させる信号を出力する処理を、前記複数の被測定アンテナのすべてに実施する演算処理回路
とを備えることを特徴とするダイバーシチ受信装置。

【請求項4】
前記基準アンテナから前記電力合成器に至る伝送経路の一部に挿入され、前記基準アンテナが受信したOFDM信号の一部を前記スイッチに分岐する第1の方向性結合器と、
前記複数の被測定アンテナから前記位相器に至る複数の伝送経路の一部にそれぞれ挿入され、前記複数の第2アンテナのそれぞれが受信したOFDM信号の一部をそれぞれ前記スイッチに分岐する複数の第2の方向性結合器
とを更に備えることを特徴とする請求項3に記載のダイバーシチ受信装置。

【請求項5】
Nを3以上の正の整数として、前記複数の被測定アンテナの本数を(N-1)本とし、前記演算処理回路が、連続する(N-1)個の前記シンボル区間を用いて、各シンボル区間毎に前記基準アンテナのガード区間と前記複数の被測定アンテナのコピー元区間のいずれかとの複素相関係数を計算する処理を順次行い、前記複素相関係数より複素面での回転角を逐次求めることを特徴とする請求項3又は4に記載のダイバーシチ受信装置。

【請求項6】
Nを3以上の正の整数として、前記複数の被測定アンテナの本数を(N-1)本とし、前記演算処理回路が、前記シンボル区間の前記ガード区間及び前記コピー元区間をそれぞれ(N-1)分割し、分割された各ガード区間において、前記基準アンテナと前記複数の被測定アンテナのいずれかとの複素相関係数を計算する処理を順次行い、前記複素相関係数より複素面での回転角を逐次求めることを特徴とする請求項3又は4に記載のダイバーシチ受信装置。

【請求項7】
前記演算処理回路が、前記複素相関係数が閾値以下となる被測定アンテナの信号は合成しないことを特徴とする請求項3~6のいずれか1項に記載のダイバーシチ受信装置。
産業区分
  • 伝送方式
  • ラジオ放送
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2011521948thum.jpg
出願権利状態 登録
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