JP4357732B2 - ダイバーシチ受信装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、二つ以上のブランチ（受信装置）を備えた最大比合成ダイバーシチ受信方式に関し、特に、線形特性による受信処理を行うダイバーシチ受信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近時の無線局の増大に伴い、周波数の利用効率を向上させるために、より使用周波数の狭帯域化が検討されている。この狭帯域化は、線形特性による受信処理が必要である。狭帯域化のための線形特性による受信処理として、これまでは、例えば、Ａ／Ｄコンバータでは、入力側のダイナミックレンジ内に受信信号（ＩＦ帯信号）レベルを設定している。このため、Ａ／Ｄコンバータの入力が所要電力レベル範囲内に納まるように自動利得制御（ＡＧＣ）を行う構成が一般的である。
【０００３】
また、線形特性による受信処理としては、ダイバーシチ受信方式がある。ダイバーシチ受信方式では、回線の上り下り通信チャネルの伝送レベル、及びフェージングでのビットエラー率（ＢＥＲ）の改善が可能である。ダイバーシチ受信方式としては、受信信号の振幅に比例した重み付け処理行う最大比合成方式が知られている。
【０００４】
図７は従来の最大比合成ダイバーシチ受信方式による受信装置の構成例を示すブロック図である。
図７を参照すると、受信機１Ａにおいて、アンテナ１ａで受信した受信信号がフロントエンド部２ａに入力され、ここで増幅された後にＩＦ帯信号に周波数変換される。ＩＦ帯信号が、帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）３ａを通じて帯域制限され、かつ、隣接チャネルなどのスプリアス成分を除去する。帯域制限されたＩＦ帯信号は、ＩＦ増幅器４ａによって増幅され、この後、位相器５ａに入力される。
【０００５】
位相器５ａでは、位相検波器６ａからの制御信号によって、全てのブランチからの位相が同位相になるように処理する。この処理信号が乗算器７ａに入力される。乗算器７ａは、ＩＦ帯信号を、受信電界強度（ＲＳＳＩ）信号生成器８ａからの受信電界強度信号をエンベロープ検波したＲＳＳＩ信号で重み付けを行って合成器８に出力する。これらの動作と受信機１Ｂの動作も同じである。
【０００６】
合成器８は、乗算器７ａ，７ｂの出力を合成し、その出力をＡ／Ｄコンバータ１０、遅延検波器１１を通じてベースバンド信号に復調して出力する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このような上記従来例では、ＲＳＳＩ信号生成回路、位相器及び位相検波器を設ける必要があり、その回路規模が大きい。したがって、このような最大比合成ダイバーシチ受信方式を採用する受信機の小型化が困難になるという欠点がある。
【０００８】
本発明は、このような従来の技術における課題を解決するものであり、ＡＧＣやＡ／Ｄ変換などの線形動作受信によって、ＲＳＳＩ信号による重み付けが不要になり、例えば、ＲＳＳＩ信号生成回路、位相器及び位相検波器が不要になり、装置規模の増大を抑えて、慣用的な最大比合成ダイバーシチ受信方式と同等の合成効果が得られるダイバーシチ受信装置の提供を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、少なくとも二つの受信装置を備えて最大比合成ダイバーシチ受信を行うダイバーシチ受信装置において、各受信装置（受信機２０Ａ、２０Ｂ）が、それぞれ、アンテナ（アンテナ２１ａ、２１ｂ）からの受信信号を中間周波数帯に周波数変換する受信処理手段（フロントエンド部２２ａ、２２ｂ）と、前記受信処理手段からの中間周波数帯信号を可変増幅する可変増幅手段（可変利得制御器２４ａ、２４ｂ）と、前記受信処理手段からの出力信号レベルに対応する電圧値を出力するエンベロープ検波手段（エンベロープ検波器２５ａ、２５ｂ）と、前記可変利得増幅手段からの中間周波数帯信号を復調してベースバンド信号を出力する直交復調手段（直交復調器２７ａ、２７ｂ）と、前記直交復調手段からのベースバンド信号をデジタル信号に変換して出力するデジタル信号変換手段（Ａ／Ｄコンバータ２８ａ、２８ｂ）と、前記直交復調手段及び前記デジタル信号変換手段が飽和せずに線形特性で動作するように、前記エンベロープ検波手段からの電圧値が大きくなると低下する利得制御信号を出力する利得制御手段（利得制御器２６ａ、２６ｂ）と、を備え、各受信装置（受信機２０Ａ、２０Ｂ）における受信信号が最大側の前記受信装置の利得制御手段からの利得制御信号を選択して前記可変増幅手段に出力する選択手段（選択器３０）を備えることを特徴とする。この構成によれば、直交復調手段からの出力信号の振幅差が、従来のＲＳＳＩ信号による重み付けに対応するため、ＲＳＳＩ信号に係わるＲＳＳＩ信号生成回路、位相器及び位相検波器が不要となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明のダイバーシチ受信装置の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の第１から第６実施形態の説明において同一の構成要素には同一の符号を付した。
【００１１】
図１は本発明のダイバーシチ受信装置の第１実施形態における構成を示すブロック図である。図１において、第１実施形態のダイバーシチ受信機は、二つのブランチ（受信機２０Ａ，２０Ｂ）による構成例である。
【００１２】
受信機２０Ａには、アンテナ２１ａからの受信信号を増幅し、かつ、ＩＦ帯信号に変換するフロントエンド部２２ａが設けられている。さらに、受信機２０Ａには、ＩＦ帯信号を帯域制限し、隣接チャネルなどのスプリアス成分を除去して出力する帯域通過フィルタ２３ａとともに、ＢＰＦ２３ａからのＩＦ帯信号を所定の受信信号レベルに利得制御信号に基づいた利得制御（ＡＧＣ／利得制御信号に対して正極性の利得制御を行う）する可変利得増幅器２４ａが設けられている。
【００１３】
さらに、受信機２０Ａには、ＩＦ帯信号をエンベロープ検波したＲＳＳＩ信号（受信電界強度に対応）を出力するエンベロープ検波器２５ａとともに、エンベロープ検波器２５ａからのＲＳＳＩ信号によって可変利得制御器２４ａの利得制御を行うためのループフィルタを備えた利得制御器２６ａが設けられ、また、可変利得増幅器２４ａからのＩＦ帯信号をベースバンド信号に復調する直交復調器２７ａが設けられている。また、受信機２０Ａには、直交復調器２７ａからのベースバンド信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ２８ａとともに、Ａ／Ｄコンバータ２８ａからのベースバンド信号からシンボル点を検出する遅延検波器２９ａが設けられている。なお、この受信機２０Ａの構成と受信機２０Ｂも同じである。なお、受信機２０Ｂでは、受信機２０Ａと同一の各部の参照符号に対して数字の後に「ｂ」を付してある。
【００１４】
図１では、二つの受信機２０Ａ，２０Ｂにおける受信信号が大きい（複数のブランチにおける最大）のエンベロープ検波器２５ａ，２５ｂからの出力信号（ＲＳＳＩ信号）を選択する選択回路３０、及び遅延検波器２９ａ，２９ｂからの出力信号を合成して出力する合成器３１が設けられている。
【００１５】
次に、第１実施形態の動作について説明する。受信機２０Ａでは、アンテナ２１ａからの受信信号が、フロントエンド部２２ａに入力され、ここで受信信号を増幅し、かつ、ＩＦ帯信号に周波数変換する。ＩＦ帯信号が、ＢＰＦ２３ａで帯域制限され、隣接チャネルなどのスプリアス成分を除去して出力する。このＢＰＦ２３ａからのＩＦ帯信号が、可変利得増幅器２４ａに入力される。可変利得増幅器２４ａは、ＩＦ帯信号を選択回路３０からの利得制御信号に基づいて、直交復調器２７ａ及びＡ／Ｄコンバータ２８ａのそれぞれの適切な入力レベルに制御される。
【００１６】
この場合の利得制御信号の生成は、次の動作による。
（i）ＩＦ帯信号をＢＰＦ２３ａによって、帯域制限し、隣接チャネルなどのスプリアス成分を除去する。
（ii）ＢＰＦ２３ａからのＩＦ帯信号をエンベロープ検波器２５ａでエンベロープ検波し、受信電界強度のレベルに対応する電圧値（ＲＳＳＩ信号）を得る。
（iii）この電圧値は、ＡＧＣのループ利得の調整と極性を反転し、かつ、フェージング周波数に十分な応答特性の時定数を有するものであり、図示しない周知のループフィルタを備えた利得制御器２６ａによって生成する。
（iv）この利得制御器２６ａからの出力信号（利得制御信号）は、受信電界強度（受信信号）のレベルが大きくなると低下する。
（v）この低下する利得制御信号で、正極性特性を有する可変利得増幅器２４ａが大利得に制御される。
（vi）これまでの（i）から（v）までの利得制御によって、受信電界強度（受信信号）のレベルが変化しても直交復調器２７ａ，Ａ／Ｄコンバータ２８ａの入力レベルが飽和せずに線形特性で動作する。例えば、ダイナミックレンジの範囲内で動作させる。
【００１７】
このように動作する受信機２０Ａと、受信機２０Ｂの動作も同じである。ここで可変利得増幅器２４ａ，２４ｂに入力される利得制御信号は、常に最小、すなわち、受信信号のレベルが最大の受信機（ここでは受信機２０Ａ，２０Ｂの一方）からの出力を選択回路３０が選択する。この選択された利得制御信号を全ての受信機（ここでは受信機２０，２０Ｂの両方）の可変利得増幅器２４ａ，２４ｂに入力するため、受信信号レベルに応じた振幅値のベースバンド信号が直交復調器２７ａ，２７ｂから出力される。
【００１８】
直交復調器２７ａ，２７ｂからの出力信号の振幅差は、ＲＳＳＩ信号による重み付けに対応している。したがって、遅延検波器２９ａ，２９ｂからの出力信号を合成器３１で合成することによって、ＲＳＳＩ信号で重み付けを行う慣用的な最大比合成ダイバーシチ受信方式と同様の合成効果が得られる。
【００１９】
また、この合成効果が得られるとともに、この合成を遅延検波器２９ａが、Ａ／Ｄコンバータ２８ａからのベースバンド信号からシンボル点で検出しているため、従来例をもって説明した位相器による位相調整を行わずに、合成器３１で合成できるようになる。この結果、装置規模の増大を抑えることが出来る。
【００２０】
図２は第２実施形態における構成を示すブロック図である。図２において、第２実施形態のダイバーシチ受信機は、第１実施形態と同様の二つのブランチ（受信機３０Ａ，３０Ｂ）による構成例である。受信機３０Ａ，３０Ｂには、第１実施形態における可変利得増幅器２４ａ（２４ｂ）に代えて可変減衰器３２ａ（３２ｂ）が設けられている。
【００２１】
その他の構成は、第１実施形態の受信機２０Ａ（２０Ｂ）と同様の構成である。すなわち、アンテナ２１ａ（２１ｂ）、フロントエンド部２２ａ（２２ｂ）、帯域通過フィルタ２３ａ（２３ｂ）、エンベロープ検波器２５ａ（２５ｂ）、利得制御器２６ａ（２６ｂ）、直交復調器２７ａ（２７ａ）、Ａ／Ｄコンバータ２８ａ（２８ａ）、遅延検波器２９ａ（２９ｂ）、選択器３０、及び合成器３１から構成されている。
【００２２】
次に、第２実施形態の動作について説明する。受信機３０Ａ（３０Ｂ）は、可変減衰器３２ａ（３２ｂ）以外の動作は、第１実施形態と同様であり、重複した説明を省略する。利得制御器２６ａ（２６ｂ）からの利得制御信号のレベルは、受信信号のレベルに対応する。受信信号のレベルが大きくなると、利得制御信号のレベルも大きくなる。この結果、正極性の特性を有した可変減衰器３２ａ（３２ｂ）は、受信信号のレベルが大きくなると、減衰量を大きくし、受信信号のレベルが小さくなると、減衰量も小さくなる。
【００２３】
これによって、受信信号レベルに応じた振幅値のベースバンド信号が直交復調器２７ａ，２７ｂから出力され、第１実施形態と同様に慣用的な最大比合成ダイバーシチ受信方式と同様の合成効果が得られる。さらに、従来例をもって説明した位相器による位相調整を行わずに、合成器３１で合成できるようになり、装置規模の増大を抑えることが出来る。
【００２４】
図３は第３実施形態における構成を示すブロック図である。図３において、第３実施形態のダイバーシチ受信機は、第１実施形態と同様の二つのブランチ（受信機４０Ａ，４０Ｂ）による構成例である。図１において、受信機４０Ａ（４０Ｂ）は、第１実施形態の構成と基本的に同一である。すなわち、受信機４０Ａ（４０Ｂ）は、アンテナ２１ａ（２１ｂ）、フロントエンド部２２ａ（２２ｂ）、帯域通過フィルタ２３ａ（２３ｂ）、可変利得増幅器２４ａ（２４ｂ）、エンベロープ検波器２５ａ（２５ｂ）、利得制御器２６ａ（２６ｂ）、直交復調器２７ａ（２７ａ）、Ａ／Ｄコンバータ２８ａ（２８ａ）、遅延検波器２９ａ（２９ｂ）、選択器３０、及び合成器３１から構成されている。
【００２５】
なお、第３実施形態では、エンベロープ検波器２５ａ（２５ｂ）の入力側が可変利得増幅器２４ａ（２４ｂ）の出力側に接続されている。選択器３０の出力は、可変利得増幅器２４ａ（２４ｂ）の制御端に接続されている。この利得制御は閉ループ方式である。なお、第１実施形態は開ループ方式である。
【００２６】
次に、第３実施形態の動作について説明する。受信機４０Ａ（４０Ｂ）は、その基本的な動作は、第１実施形態と同様であり、重複した説明を省略する。利得制御器２６ａ（２６ｂ）からの利得制御信号のレベルは、受信信号のレベルが大きくなると、利得制御信号のレベルが小さくなる。この結果、正極性の特性を有した可変利得増幅器２４ａ（２４ｂ）は、受信信号のレベルが小さくなると、増幅利得が大きくなるように動作し、受信信号のレベルが大きくなると、増幅利得が小さくなるように動作する。
【００２７】
これによって、受信信号レベルに応じた振幅値のベースバンド信号が直交復調器２７ａ，２７ｂから出力され、第１実施形態と同様に慣用的な最大比合成ダイバーシチ受信方式と同様の合成効果が得られる。さらに、従来例をもって説明した位相器による位相調整を行わずに、合成器３１で合成できるようになり、装置規模の増大を抑えることが出来る。
【００２８】
図４は第４実施形態における構成を示すブロック図である。図４において、第４実施形態のダイバーシチ受信機は、第１実施形態と同様の二つのブランチ（受信機５０Ａ，５０Ｂ）による構成例である。図４において、受信機５０Ａ（５０Ｂ）は、第２実施形態と同様の構成である。すなわち、アンテナ２１ａ（２１ｂ）、フロントエンド部２２ａ（２２ｂ）、帯域通過フィルタ２３ａ（２３ｂ）、エンベロープ検波器２５ａ（２５ｂ）、利得制御器２６ａ（２６ｂ）、直交復調器２７ａ（２７ａ）、Ａ／Ｄコンバータ２８ａ（２８ａ）、遅延検波器２９ａ（２９ｂ）、選択器３０、及び合成器３１、可変減衰器３２ａ（３２ｂ）から構成されている。
【００２９】
なお、第４実施形態では、エンベロープ検波器２５ａ（２５ｂ）の入力側が可変利得増幅器２４ａ（２４ｂ）の出力側に接続されている。選択器３０の出力は、可変利得増幅器２４ａ（２４ｂ）の制御端に接続されている。利得制御は閉ループ方式である。
【００３０】
次に、この第４実施形態の動作について説明する。受信機５０Ａ（５０Ｂ）は、第２実施形態と同様であり、重複した説明を省略する。利得制御器２６ａ（２６ｂ）からの利得制御信号のレベルは、受信信号のレベルに対応する。受信信号のレベルが大きくなると、利得制御信号のレベルも大きくなる。この結果、正極性の特性を有した可変減衰器３２ａ（３２ｂ）は、受信信号のレベルが大きくなると、減衰量を大きくし、受信信号のレベルが小さくなると、減衰量も小さくなる。
【００３１】
これによって、受信信号レベルに応じた振幅値のベースバンド信号が直交復調器２７ａ，２７ｂから出力され、第１実施形態と同様に慣用的な最大比合成ダイバーシチ受信方式と同様の合成効果が得られる。さらに、従来例をもって説明した位相器による位相調整を行わずに、合成器３１で合成できるようになり、装置規模の増大を抑えることが出来る。
【００３２】
図５は第５実施形態における構成を示すブロック図である。図５において、第５実施形態のダイバーシチ受信機は、第１実施形態と同様の二つのブランチ（受信機６０Ａ，６０Ｂ）による構成例である。
【００３３】
図１において、受信機６０Ａ（６０Ｂ）は、第１実施形態の構成と基本的に同一である。すなわち、受１機６０Ａ（６０Ｂ）は、アンテナ２１ａ（２１ｂ）、フロントエンド部２２ａ（２２ｂ）、帯域通過フィルタ２３ａ（２３ｂ）、可変利得増幅器２４ａ（２４ｂ）、エンベロープ検波器２５ａ（２５ｂ）、利得制御器２６ａ（２６ｂ）、直交復調器２７ａ（２７ａ）、Ａ／Ｄコンバータ２８ａ（２８ａ）、遅延検波器２９ａ（２９ｂ）、選択器３０、及び合成器３１から構成されている。
【００３４】
なお、第５実施形態では、エンベロープ検波器２５ａ（２５ｂ）の入力側が直交復調器２７ａ（２７ａ）の出力側に接続されている。選択器３０の出力は、可変利得増幅器２４ａ（２４ｂ）の制御端に接続されている。この利得制御は閉ループ方式である。
【００３５】
次に、第５実施形態の動作について説明する。受信機６０Ａ（６０Ｂ）は、その基本的な動作は、第１実施形態と同様であり、重複した説明を省略する。利得制御器２６ａ（２６ｂ）からの利得制御信号のレベルは、受信信号のレベルが大きくなると、利得制御信号のレベルが小さくなる。この結果、正極性の特性を有した可変利得増幅器２４ａ（２４ｂ）は、受信信号のレベルが小さくなると、増幅利得が大きくなるように動作し、受信信号のレベルが大きくなると、増幅利得が小さくなるように動作する。
【００３６】
これによって、受信信号レベルに応じた振幅値のベースバンド信号が直交復調器２７ａ，２７ｂから出力され、第１実施形態と同様に慣用的な最大比合成ダイバーシチ受信方式と同様の合成効果が得られる。さらに、従来例をもって説明した位相器による位相調整を行わずに、合成器３１で合成できるようになり、装置規模の増大を抑えることが出来る。
【００３７】
図６は第６実施形態における構成を示すブロック図である。図６において、第６実施形態のダイバーシチ受信機は、第１実施形態と同様の二つのブランチ（受信機６０Ａ，６０Ｂ）による構成例である。図６において、受信機６０Ａ（６０Ｂ）は、第４実施形態と同様の構成である。すなわち、アンテナ２１ａ（２１ｂ）、フロントエンド部２２ａ（２２ｂ）、帯域通過フィルタ２３ａ（２３ｂ）、エンベロープ検波器２５ａ（２５ｂ）、利得制御器２６ａ（２６ｂ）、直交復調器２７ａ（２７ａ）、Ａ／Ｄコンバータ２８ａ（２８ａ）、遅延検波器２９ａ（２９ｂ）、選択器３０、及び合成器３１、可変減衰器３２ａ（３２ｂ）から構成されている。
【００３８】
なお、第６実施形態では、エンベロープ検波器２５ａ（２５ｂ）の入力側が直交復調器２７ａ（２７ａ）の出力側に接続されている。選択器３０の出力は、可変利得増幅器２４ａ（２４ｂ）の制御端に接続されている。利得制御は閉ループ方式である。
【００３９】
次に、第６実施形態の動作について説明する。受信機６０Ａ（６０Ｂ）は、第４実施形態と同様であり、重複した説明を省略する。利得制御器２６ａ（２６ｂ）からの利得制御信号のレベルは、受信信号のレベルに対応する。受信信号のレベルが大きくなると、利得制御信号のレベルも大きくなる。この結果、正極性の特性を有した可変減衰器３２ａ（３２ｂ）は、受信信号のレベルが大きくなると、減衰量を大きくし、受信信号のレベルが小さくなると、減衰量も小さくなる。
【００４０】
これによって、受信信号レベルに応じた振幅値のベースバンド信号が直交復調器２７ａ，２７ｂから出力され、第１実施形態と同様に慣用的な最大比合成ダイバーシチ受信方式と同様の合成効果が得られる。さらに、従来例をもって説明した位相器による位相調整を行わずに、合成器３１で合成できるようになり、装置規模の増大を抑えることが出来る。
【００４１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明のダイバーシチ受信装置によれば、ＡＧＣやＡ／Ｄ変換などの線形動作受信によって、ＲＳＳＩ信号による重み付けが不要になり、ＲＳＳＩ信号生成回路、位相器及び位相検波器等を設けずに装置規模の増大を抑えて、慣用的な最大比合成ダイバーシチ受信方式と同等の合成効果が得られるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のダイバーシチ受信装置の第１実施形態における構成を示すブロック図である。
【図２】第２実施形態における構成を示すブロック図である。
【図３】第３実施形態における構成を示すブロック図である。
【図４】第４実施形態における構成を示すブロック図である。
【図５】第５実施形態における構成を示すブロック図である。
【図６】第６実施形態における構成を示すブロック図である。
【図７】従来のダイバーシチ受信装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
２０Ａ，２０Ｂ〜６０Ａ，６０Ｂ 受信機
２１ａ，２１ｂ アンテナ
２２ａ，２２ｂ フロントエンド部
２３ａ，２３ｂ 帯域通過フィルタ
２４ａ，２４ｂ 可変利得増幅器
２５ａ，２５ｂ エンベロープ検波器
２６ａ，２６ｂ 利得制御器
２７ａ，２７ｂ 直交復調器
２８ａ，２８ｂ Ａ／Ｄコンバータ
２９ａ，２９ｂ 遅延検波器
３０ 選択回路
３１ 合成器
３２ａ（３２ｂ） 可変減衰器
【発明の属する技術分野】
本発明は、二つ以上のブランチ（受信装置）を備えた最大比合成ダイバーシチ受信方式に関し、特に、線形特性による受信処理を行うダイバーシチ受信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近時の無線局の増大に伴い、周波数の利用効率を向上させるために、より使用周波数の狭帯域化が検討されている。この狭帯域化は、線形特性による受信処理が必要である。狭帯域化のための線形特性による受信処理として、これまでは、例えば、Ａ／Ｄコンバータでは、入力側のダイナミックレンジ内に受信信号（ＩＦ帯信号）レベルを設定している。このため、Ａ／Ｄコンバータの入力が所要電力レベル範囲内に納まるように自動利得制御（ＡＧＣ）を行う構成が一般的である。
【０００３】
また、線形特性による受信処理としては、ダイバーシチ受信方式がある。ダイバーシチ受信方式では、回線の上り下り通信チャネルの伝送レベル、及びフェージングでのビットエラー率（ＢＥＲ）の改善が可能である。ダイバーシチ受信方式としては、受信信号の振幅に比例した重み付け処理行う最大比合成方式が知られている。
【０００４】
図７は従来の最大比合成ダイバーシチ受信方式による受信装置の構成例を示すブロック図である。
図７を参照すると、受信機１Ａにおいて、アンテナ１ａで受信した受信信号がフロントエンド部２ａに入力され、ここで増幅された後にＩＦ帯信号に周波数変換される。ＩＦ帯信号が、帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）３ａを通じて帯域制限され、かつ、隣接チャネルなどのスプリアス成分を除去する。帯域制限されたＩＦ帯信号は、ＩＦ増幅器４ａによって増幅され、この後、位相器５ａに入力される。
【０００５】
位相器５ａでは、位相検波器６ａからの制御信号によって、全てのブランチからの位相が同位相になるように処理する。この処理信号が乗算器７ａに入力される。乗算器７ａは、ＩＦ帯信号を、受信電界強度（ＲＳＳＩ）信号生成器８ａからの受信電界強度信号をエンベロープ検波したＲＳＳＩ信号で重み付けを行って合成器８に出力する。これらの動作と受信機１Ｂの動作も同じである。
【０００６】
合成器８は、乗算器７ａ，７ｂの出力を合成し、その出力をＡ／Ｄコンバータ１０、遅延検波器１１を通じてベースバンド信号に復調して出力する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このような上記従来例では、ＲＳＳＩ信号生成回路、位相器及び位相検波器を設ける必要があり、その回路規模が大きい。したがって、このような最大比合成ダイバーシチ受信方式を採用する受信機の小型化が困難になるという欠点がある。
【０００８】
本発明は、このような従来の技術における課題を解決するものであり、ＡＧＣやＡ／Ｄ変換などの線形動作受信によって、ＲＳＳＩ信号による重み付けが不要になり、例えば、ＲＳＳＩ信号生成回路、位相器及び位相検波器が不要になり、装置規模の増大を抑えて、慣用的な最大比合成ダイバーシチ受信方式と同等の合成効果が得られるダイバーシチ受信装置の提供を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、少なくとも二つの受信装置を備えて最大比合成ダイバーシチ受信を行うダイバーシチ受信装置において、各受信装置（受信機２０Ａ、２０Ｂ）が、それぞれ、アンテナ（アンテナ２１ａ、２１ｂ）からの受信信号を中間周波数帯に周波数変換する受信処理手段（フロントエンド部２２ａ、２２ｂ）と、前記受信処理手段からの中間周波数帯信号を可変増幅する可変増幅手段（可変利得制御器２４ａ、２４ｂ）と、前記受信処理手段からの出力信号レベルに対応する電圧値を出力するエンベロープ検波手段（エンベロープ検波器２５ａ、２５ｂ）と、前記可変利得増幅手段からの中間周波数帯信号を復調してベースバンド信号を出力する直交復調手段（直交復調器２７ａ、２７ｂ）と、前記直交復調手段からのベースバンド信号をデジタル信号に変換して出力するデジタル信号変換手段（Ａ／Ｄコンバータ２８ａ、２８ｂ）と、前記直交復調手段及び前記デジタル信号変換手段が飽和せずに線形特性で動作するように、前記エンベロープ検波手段からの電圧値が大きくなると低下する利得制御信号を出力する利得制御手段（利得制御器２６ａ、２６ｂ）と、を備え、各受信装置（受信機２０Ａ、２０Ｂ）における受信信号が最大側の前記受信装置の利得制御手段からの利得制御信号を選択して前記可変増幅手段に出力する選択手段（選択器３０）を備えることを特徴とする。この構成によれば、直交復調手段からの出力信号の振幅差が、従来のＲＳＳＩ信号による重み付けに対応するため、ＲＳＳＩ信号に係わるＲＳＳＩ信号生成回路、位相器及び位相検波器が不要となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明のダイバーシチ受信装置の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の第１から第６実施形態の説明において同一の構成要素には同一の符号を付した。
【００１１】
図１は本発明のダイバーシチ受信装置の第１実施形態における構成を示すブロック図である。図１において、第１実施形態のダイバーシチ受信機は、二つのブランチ（受信機２０Ａ，２０Ｂ）による構成例である。
【００１２】
受信機２０Ａには、アンテナ２１ａからの受信信号を増幅し、かつ、ＩＦ帯信号に変換するフロントエンド部２２ａが設けられている。さらに、受信機２０Ａには、ＩＦ帯信号を帯域制限し、隣接チャネルなどのスプリアス成分を除去して出力する帯域通過フィルタ２３ａとともに、ＢＰＦ２３ａからのＩＦ帯信号を所定の受信信号レベルに利得制御信号に基づいた利得制御（ＡＧＣ／利得制御信号に対して正極性の利得制御を行う）する可変利得増幅器２４ａが設けられている。
【００１３】
さらに、受信機２０Ａには、ＩＦ帯信号をエンベロープ検波したＲＳＳＩ信号（受信電界強度に対応）を出力するエンベロープ検波器２５ａとともに、エンベロープ検波器２５ａからのＲＳＳＩ信号によって可変利得制御器２４ａの利得制御を行うためのループフィルタを備えた利得制御器２６ａが設けられ、また、可変利得増幅器２４ａからのＩＦ帯信号をベースバンド信号に復調する直交復調器２７ａが設けられている。また、受信機２０Ａには、直交復調器２７ａからのベースバンド信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ２８ａとともに、Ａ／Ｄコンバータ２８ａからのベースバンド信号からシンボル点を検出する遅延検波器２９ａが設けられている。なお、この受信機２０Ａの構成と受信機２０Ｂも同じである。なお、受信機２０Ｂでは、受信機２０Ａと同一の各部の参照符号に対して数字の後に「ｂ」を付してある。
【００１４】
図１では、二つの受信機２０Ａ，２０Ｂにおける受信信号が大きい（複数のブランチにおける最大）のエンベロープ検波器２５ａ，２５ｂからの出力信号（ＲＳＳＩ信号）を選択する選択回路３０、及び遅延検波器２９ａ，２９ｂからの出力信号を合成して出力する合成器３１が設けられている。
【００１５】
次に、第１実施形態の動作について説明する。受信機２０Ａでは、アンテナ２１ａからの受信信号が、フロントエンド部２２ａに入力され、ここで受信信号を増幅し、かつ、ＩＦ帯信号に周波数変換する。ＩＦ帯信号が、ＢＰＦ２３ａで帯域制限され、隣接チャネルなどのスプリアス成分を除去して出力する。このＢＰＦ２３ａからのＩＦ帯信号が、可変利得増幅器２４ａに入力される。可変利得増幅器２４ａは、ＩＦ帯信号を選択回路３０からの利得制御信号に基づいて、直交復調器２７ａ及びＡ／Ｄコンバータ２８ａのそれぞれの適切な入力レベルに制御される。
【００１６】
この場合の利得制御信号の生成は、次の動作による。
（i）ＩＦ帯信号をＢＰＦ２３ａによって、帯域制限し、隣接チャネルなどのスプリアス成分を除去する。
（ii）ＢＰＦ２３ａからのＩＦ帯信号をエンベロープ検波器２５ａでエンベロープ検波し、受信電界強度のレベルに対応する電圧値（ＲＳＳＩ信号）を得る。
（iii）この電圧値は、ＡＧＣのループ利得の調整と極性を反転し、かつ、フェージング周波数に十分な応答特性の時定数を有するものであり、図示しない周知のループフィルタを備えた利得制御器２６ａによって生成する。
（iv）この利得制御器２６ａからの出力信号（利得制御信号）は、受信電界強度（受信信号）のレベルが大きくなると低下する。
（v）この低下する利得制御信号で、正極性特性を有する可変利得増幅器２４ａが大利得に制御される。
（vi）これまでの（i）から（v）までの利得制御によって、受信電界強度（受信信号）のレベルが変化しても直交復調器２７ａ，Ａ／Ｄコンバータ２８ａの入力レベルが飽和せずに線形特性で動作する。例えば、ダイナミックレンジの範囲内で動作させる。
【００１７】
このように動作する受信機２０Ａと、受信機２０Ｂの動作も同じである。ここで可変利得増幅器２４ａ，２４ｂに入力される利得制御信号は、常に最小、すなわち、受信信号のレベルが最大の受信機（ここでは受信機２０Ａ，２０Ｂの一方）からの出力を選択回路３０が選択する。この選択された利得制御信号を全ての受信機（ここでは受信機２０，２０Ｂの両方）の可変利得増幅器２４ａ，２４ｂに入力するため、受信信号レベルに応じた振幅値のベースバンド信号が直交復調器２７ａ，２７ｂから出力される。
【００１８】
直交復調器２７ａ，２７ｂからの出力信号の振幅差は、ＲＳＳＩ信号による重み付けに対応している。したがって、遅延検波器２９ａ，２９ｂからの出力信号を合成器３１で合成することによって、ＲＳＳＩ信号で重み付けを行う慣用的な最大比合成ダイバーシチ受信方式と同様の合成効果が得られる。
【００１９】
また、この合成効果が得られるとともに、この合成を遅延検波器２９ａが、Ａ／Ｄコンバータ２８ａからのベースバンド信号からシンボル点で検出しているため、従来例をもって説明した位相器による位相調整を行わずに、合成器３１で合成できるようになる。この結果、装置規模の増大を抑えることが出来る。
【００２０】
図２は第２実施形態における構成を示すブロック図である。図２において、第２実施形態のダイバーシチ受信機は、第１実施形態と同様の二つのブランチ（受信機３０Ａ，３０Ｂ）による構成例である。受信機３０Ａ，３０Ｂには、第１実施形態における可変利得増幅器２４ａ（２４ｂ）に代えて可変減衰器３２ａ（３２ｂ）が設けられている。
【００２１】
その他の構成は、第１実施形態の受信機２０Ａ（２０Ｂ）と同様の構成である。すなわち、アンテナ２１ａ（２１ｂ）、フロントエンド部２２ａ（２２ｂ）、帯域通過フィルタ２３ａ（２３ｂ）、エンベロープ検波器２５ａ（２５ｂ）、利得制御器２６ａ（２６ｂ）、直交復調器２７ａ（２７ａ）、Ａ／Ｄコンバータ２８ａ（２８ａ）、遅延検波器２９ａ（２９ｂ）、選択器３０、及び合成器３１から構成されている。
【００２２】
次に、第２実施形態の動作について説明する。受信機３０Ａ（３０Ｂ）は、可変減衰器３２ａ（３２ｂ）以外の動作は、第１実施形態と同様であり、重複した説明を省略する。利得制御器２６ａ（２６ｂ）からの利得制御信号のレベルは、受信信号のレベルに対応する。受信信号のレベルが大きくなると、利得制御信号のレベルも大きくなる。この結果、正極性の特性を有した可変減衰器３２ａ（３２ｂ）は、受信信号のレベルが大きくなると、減衰量を大きくし、受信信号のレベルが小さくなると、減衰量も小さくなる。
【００２３】
これによって、受信信号レベルに応じた振幅値のベースバンド信号が直交復調器２７ａ，２７ｂから出力され、第１実施形態と同様に慣用的な最大比合成ダイバーシチ受信方式と同様の合成効果が得られる。さらに、従来例をもって説明した位相器による位相調整を行わずに、合成器３１で合成できるようになり、装置規模の増大を抑えることが出来る。
【００２４】
図３は第３実施形態における構成を示すブロック図である。図３において、第３実施形態のダイバーシチ受信機は、第１実施形態と同様の二つのブランチ（受信機４０Ａ，４０Ｂ）による構成例である。図１において、受信機４０Ａ（４０Ｂ）は、第１実施形態の構成と基本的に同一である。すなわち、受信機４０Ａ（４０Ｂ）は、アンテナ２１ａ（２１ｂ）、フロントエンド部２２ａ（２２ｂ）、帯域通過フィルタ２３ａ（２３ｂ）、可変利得増幅器２４ａ（２４ｂ）、エンベロープ検波器２５ａ（２５ｂ）、利得制御器２６ａ（２６ｂ）、直交復調器２７ａ（２７ａ）、Ａ／Ｄコンバータ２８ａ（２８ａ）、遅延検波器２９ａ（２９ｂ）、選択器３０、及び合成器３１から構成されている。
【００２５】
なお、第３実施形態では、エンベロープ検波器２５ａ（２５ｂ）の入力側が可変利得増幅器２４ａ（２４ｂ）の出力側に接続されている。選択器３０の出力は、可変利得増幅器２４ａ（２４ｂ）の制御端に接続されている。この利得制御は閉ループ方式である。なお、第１実施形態は開ループ方式である。
【００２６】
次に、第３実施形態の動作について説明する。受信機４０Ａ（４０Ｂ）は、その基本的な動作は、第１実施形態と同様であり、重複した説明を省略する。利得制御器２６ａ（２６ｂ）からの利得制御信号のレベルは、受信信号のレベルが大きくなると、利得制御信号のレベルが小さくなる。この結果、正極性の特性を有した可変利得増幅器２４ａ（２４ｂ）は、受信信号のレベルが小さくなると、増幅利得が大きくなるように動作し、受信信号のレベルが大きくなると、増幅利得が小さくなるように動作する。
【００２７】
これによって、受信信号レベルに応じた振幅値のベースバンド信号が直交復調器２７ａ，２７ｂから出力され、第１実施形態と同様に慣用的な最大比合成ダイバーシチ受信方式と同様の合成効果が得られる。さらに、従来例をもって説明した位相器による位相調整を行わずに、合成器３１で合成できるようになり、装置規模の増大を抑えることが出来る。
【００２８】
図４は第４実施形態における構成を示すブロック図である。図４において、第４実施形態のダイバーシチ受信機は、第１実施形態と同様の二つのブランチ（受信機５０Ａ，５０Ｂ）による構成例である。図４において、受信機５０Ａ（５０Ｂ）は、第２実施形態と同様の構成である。すなわち、アンテナ２１ａ（２１ｂ）、フロントエンド部２２ａ（２２ｂ）、帯域通過フィルタ２３ａ（２３ｂ）、エンベロープ検波器２５ａ（２５ｂ）、利得制御器２６ａ（２６ｂ）、直交復調器２７ａ（２７ａ）、Ａ／Ｄコンバータ２８ａ（２８ａ）、遅延検波器２９ａ（２９ｂ）、選択器３０、及び合成器３１、可変減衰器３２ａ（３２ｂ）から構成されている。
【００２９】
なお、第４実施形態では、エンベロープ検波器２５ａ（２５ｂ）の入力側が可変利得増幅器２４ａ（２４ｂ）の出力側に接続されている。選択器３０の出力は、可変利得増幅器２４ａ（２４ｂ）の制御端に接続されている。利得制御は閉ループ方式である。
【００３０】
次に、この第４実施形態の動作について説明する。受信機５０Ａ（５０Ｂ）は、第２実施形態と同様であり、重複した説明を省略する。利得制御器２６ａ（２６ｂ）からの利得制御信号のレベルは、受信信号のレベルに対応する。受信信号のレベルが大きくなると、利得制御信号のレベルも大きくなる。この結果、正極性の特性を有した可変減衰器３２ａ（３２ｂ）は、受信信号のレベルが大きくなると、減衰量を大きくし、受信信号のレベルが小さくなると、減衰量も小さくなる。
【００３１】
これによって、受信信号レベルに応じた振幅値のベースバンド信号が直交復調器２７ａ，２７ｂから出力され、第１実施形態と同様に慣用的な最大比合成ダイバーシチ受信方式と同様の合成効果が得られる。さらに、従来例をもって説明した位相器による位相調整を行わずに、合成器３１で合成できるようになり、装置規模の増大を抑えることが出来る。
【００３２】
図５は第５実施形態における構成を示すブロック図である。図５において、第５実施形態のダイバーシチ受信機は、第１実施形態と同様の二つのブランチ（受信機６０Ａ，６０Ｂ）による構成例である。
【００３３】
図１において、受信機６０Ａ（６０Ｂ）は、第１実施形態の構成と基本的に同一である。すなわち、受１機６０Ａ（６０Ｂ）は、アンテナ２１ａ（２１ｂ）、フロントエンド部２２ａ（２２ｂ）、帯域通過フィルタ２３ａ（２３ｂ）、可変利得増幅器２４ａ（２４ｂ）、エンベロープ検波器２５ａ（２５ｂ）、利得制御器２６ａ（２６ｂ）、直交復調器２７ａ（２７ａ）、Ａ／Ｄコンバータ２８ａ（２８ａ）、遅延検波器２９ａ（２９ｂ）、選択器３０、及び合成器３１から構成されている。
【００３４】
なお、第５実施形態では、エンベロープ検波器２５ａ（２５ｂ）の入力側が直交復調器２７ａ（２７ａ）の出力側に接続されている。選択器３０の出力は、可変利得増幅器２４ａ（２４ｂ）の制御端に接続されている。この利得制御は閉ループ方式である。
【００３５】
次に、第５実施形態の動作について説明する。受信機６０Ａ（６０Ｂ）は、その基本的な動作は、第１実施形態と同様であり、重複した説明を省略する。利得制御器２６ａ（２６ｂ）からの利得制御信号のレベルは、受信信号のレベルが大きくなると、利得制御信号のレベルが小さくなる。この結果、正極性の特性を有した可変利得増幅器２４ａ（２４ｂ）は、受信信号のレベルが小さくなると、増幅利得が大きくなるように動作し、受信信号のレベルが大きくなると、増幅利得が小さくなるように動作する。
【００３６】
これによって、受信信号レベルに応じた振幅値のベースバンド信号が直交復調器２７ａ，２７ｂから出力され、第１実施形態と同様に慣用的な最大比合成ダイバーシチ受信方式と同様の合成効果が得られる。さらに、従来例をもって説明した位相器による位相調整を行わずに、合成器３１で合成できるようになり、装置規模の増大を抑えることが出来る。
【００３７】
図６は第６実施形態における構成を示すブロック図である。図６において、第６実施形態のダイバーシチ受信機は、第１実施形態と同様の二つのブランチ（受信機６０Ａ，６０Ｂ）による構成例である。図６において、受信機６０Ａ（６０Ｂ）は、第４実施形態と同様の構成である。すなわち、アンテナ２１ａ（２１ｂ）、フロントエンド部２２ａ（２２ｂ）、帯域通過フィルタ２３ａ（２３ｂ）、エンベロープ検波器２５ａ（２５ｂ）、利得制御器２６ａ（２６ｂ）、直交復調器２７ａ（２７ａ）、Ａ／Ｄコンバータ２８ａ（２８ａ）、遅延検波器２９ａ（２９ｂ）、選択器３０、及び合成器３１、可変減衰器３２ａ（３２ｂ）から構成されている。
【００３８】
なお、第６実施形態では、エンベロープ検波器２５ａ（２５ｂ）の入力側が直交復調器２７ａ（２７ａ）の出力側に接続されている。選択器３０の出力は、可変利得増幅器２４ａ（２４ｂ）の制御端に接続されている。利得制御は閉ループ方式である。
【００３９】
次に、第６実施形態の動作について説明する。受信機６０Ａ（６０Ｂ）は、第４実施形態と同様であり、重複した説明を省略する。利得制御器２６ａ（２６ｂ）からの利得制御信号のレベルは、受信信号のレベルに対応する。受信信号のレベルが大きくなると、利得制御信号のレベルも大きくなる。この結果、正極性の特性を有した可変減衰器３２ａ（３２ｂ）は、受信信号のレベルが大きくなると、減衰量を大きくし、受信信号のレベルが小さくなると、減衰量も小さくなる。
【００４０】
これによって、受信信号レベルに応じた振幅値のベースバンド信号が直交復調器２７ａ，２７ｂから出力され、第１実施形態と同様に慣用的な最大比合成ダイバーシチ受信方式と同様の合成効果が得られる。さらに、従来例をもって説明した位相器による位相調整を行わずに、合成器３１で合成できるようになり、装置規模の増大を抑えることが出来る。
【００４１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明のダイバーシチ受信装置によれば、ＡＧＣやＡ／Ｄ変換などの線形動作受信によって、ＲＳＳＩ信号による重み付けが不要になり、ＲＳＳＩ信号生成回路、位相器及び位相検波器等を設けずに装置規模の増大を抑えて、慣用的な最大比合成ダイバーシチ受信方式と同等の合成効果が得られるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のダイバーシチ受信装置の第１実施形態における構成を示すブロック図である。
【図２】第２実施形態における構成を示すブロック図である。
【図３】第３実施形態における構成を示すブロック図である。
【図４】第４実施形態における構成を示すブロック図である。
【図５】第５実施形態における構成を示すブロック図である。
【図６】第６実施形態における構成を示すブロック図である。
【図７】従来のダイバーシチ受信装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
２０Ａ，２０Ｂ〜６０Ａ，６０Ｂ 受信機
２１ａ，２１ｂ アンテナ
２２ａ，２２ｂ フロントエンド部
２３ａ，２３ｂ 帯域通過フィルタ
２４ａ，２４ｂ 可変利得増幅器
２５ａ，２５ｂ エンベロープ検波器
２６ａ，２６ｂ 利得制御器
２７ａ，２７ｂ 直交復調器
２８ａ，２８ｂ Ａ／Ｄコンバータ
２９ａ，２９ｂ 遅延検波器
３０ 選択回路
３１ 合成器
３２ａ（３２ｂ） 可変減衰器
Claims (7)
- 少なくとも二つの受信装置を備えて最大比合成ダイバーシチ受信を行うダイバーシチ受信装置において、各受信装置が、それぞれ、
アンテナからの受信信号を中間周波数帯に周波数変換する受信処理手段と、
前記受信処理手段からの中間周波数帯信号を可変増幅する可変増幅手段と、
前記受信処理手段からの出力信号レベルに対応する電圧値を出力するエンベロープ検波手段と、
前記可変増幅手段からの中間周波数帯信号を復調してベースバンド信号を出力する直交復調手段と、
前記直交復調手段からのベースバンド信号をデジタル信号に変換して出力するデジタル信号変換手段と、
前記直交復調手段及び前記デジタル信号変換手段が飽和せずに線形特性で動作するように、前記エンベロープ検波手段からの電圧値が大きくなると低下する利得制御信号を出力する利得制御手段と、を備え、
各受信装置における受信信号が最大側の前記受信装置の利得制御手段からの利得制御信号を選択して前記可変増幅手段に出力する選択手段を備え、
前記受信装置のデジタル信号変換手段から出力されるデジタル信号化されたベースバンド信号のレベル差により合成比を適応的に変化させて合成信号を得ることを特徴とするダイバーシチ受信装置。 - 前記可変増幅手段に代えて可変減衰手段が設けられ、
前記利得制御手段が、前記直交復調手段及びデジタル信号変換手段が飽和せずに線形特性で動作するための前記エンベロープ検波手段からの電圧値に相応した利得制御信号を前記可変減衰手段に出力して、受信信号レベルが大きい場合に前記可変減衰手段での減衰量を大きく制御し、かつ、受信信号のレベルが小さい場合に前記可変減衰手段での減衰量を小さく制御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。 - 前記エンベロープ検波手段に、前記可変増幅手段からの出力信号が入力され、
前記利得制御手段が、前記直交復調手段及び前記デジタル信号変換手段が飽和せずに線形特性で動作するように、前記エンベロープ検波手段からの電圧値が大きくなると低下する利得制御信号を出力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。 - 前記可変増幅手段に代えて可変減衰手段が設けられ、
前記エンベロープ検波手段に前記可変減衰手段の出力信号が入力され、
前記利得制御手段が、前記直交復調手段及びデジタル信号変換手段が飽和せずに線形特性で動作するための、前記エンベロープ検波手段からの電圧値に相応した利得制御信号を前記可変減衰手段に出力して、受信信号レベルが大きい場合に前記可変減衰手段での減衰量を大きく制御し、かつ、受信信号のレベルが小さい場合に前記可変減衰手段での減衰量を小さく制御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。 - 前記エンベロープ検波手段に、前記直交復調手段からの出力信号が入力され、かつ、
前記利得制御手段が、前記直交復調手段及び前記デジタル信号変換手段が飽和せずに線形特性で動作するように、前記エンベロープ検波手段からの電圧値が大きくなると低下する利得制御信号を出力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。 - 前記可変増幅手段に代えて可変減衰手段が設けられ、
前記エンベロープ検波手段に前記直交復調手段の出力信号が入力され、
前記利得制御手段が、前記直交復調手段及びデジタル信号変換手段が飽和せずに線形特性で動作するための、前記エンベロープ検波手段からの電圧値に相応した利得制御信号を前記可変減衰手段に出力して、受信信号レベルが大きい場合に前記可変減衰手段での減衰量を大きく制御し、かつ、受信信号のレベルが小さい場合に前記可変減衰手段での減衰量を小さく制御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。 - 前記受信処理手段の次段として、
さらに、中間周波数帯信号を帯域制限して少なくとも隣接チャネルスプリアス成分を除去する帯域制限フィルタを、備えることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項記載のダイバーシチ受信装置。
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