正交頻分復(fù)用接收裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種OFDM接收裝置，課題是在進(jìn)行分集接收的OFDM接收裝置中，實現(xiàn)功耗和成本的降低。由發(fā)射裝置發(fā)送的OFDM信號，用2根天線(11A，11B)接收。天線切換部(12)，選擇其中一根天線接收的信號輸出到調(diào)諧器(13)。從調(diào)諧器（13)輸出的信號，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器(14)、正交檢波電路(15)、FFT運算電路(16)，輸出到均衡電路(17)。偏移檢測電路(21)計算出均衡電路(17)輸出的I分量及Q分量的信號的星座上的位置偏移。然后，判定電路(22)在位置偏移超過預(yù)定閾值時(信號的位置偏移大的情況下)，向天線切換部(12)發(fā)出切換到另一根天線的控制信號。
【專利說明】正交頻分復(fù)用接收裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及正交頻分復(fù)用(OFDM)信號的分集接收技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]在日本地面波數(shù)字電視廣播中，采用OFDM (正交頻分復(fù)用(Orthogonal FrequencyDivision Multiplexing)方式作為傳輸方式。OFDM方式,是將發(fā)送信號分割為多個載波發(fā)送的多載波傳輸方式的一種，具有多路徑傳輸?shù)念l率選擇性衰落強，各子信道的頻譜可以密切配置，頻率利用效率高等優(yōu)點。
[0003]此外，今后預(yù)計將在便攜式設(shè)備上開始地面波的數(shù)字電視廣播(I段廣播)。在設(shè)計可以接收數(shù)字電視的便攜式電話機和卡片式數(shù)字電視接收機時，通常都不得不考慮小型化和降低功耗。此外，便攜式設(shè)備往往一邊移動一邊接收廣播信號。用便攜式設(shè)備接收廣播信號時有以下兩個問題。
[0004](I)安裝在便攜式設(shè)備的天線是簡易天線。而且，在使用便攜式設(shè)備天線的情況下，其接收位置一般較低。因此，對接收靈敏度變化的容限小，有時即使接收位置發(fā)生小的變化，就會變得無法接收。
[0005](2)由于便攜式設(shè)備一邊移動，一邊使用，容易變?yōu)橹欣^衰落的接收環(huán)境。
[0006]對于使用這樣的便攜式設(shè)備的信號接收中特有問題的對策，可以舉出所謂進(jìn)行分集接收的對策。采用多根天線接收OFDM信號，是將各個分支信號作前端合成或者用子載波電平進(jìn)行合成的方法。
[0007]再有，作為涉及分集接收器的先有技術(shù)，有專利文獻(xiàn)I。
[0008]專利文獻(xiàn)1:特開2000-174726號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

_9] 本發(fā)明要解決的問題
[0010]進(jìn)行分集接收的先有技術(shù)，有合成多個系統(tǒng)的信號電路規(guī)模變大，接收LSI芯片面積和成本增大的問題。在進(jìn)行小型化的便攜式設(shè)備中該問題特別需要改善。
[0011]另外，進(jìn)行分集接收的先有技術(shù)，哪一種都需要多個調(diào)諧器。這是因為用多根天線接收的信號必須用與各自的天線對應(yīng)設(shè)置的調(diào)諧器處理。前端合成型的分集接收機，與子載波電平合成型的分集接收機相比，解調(diào)器的電路規(guī)模小，但是必要設(shè)置兩個調(diào)諧器，這點沒有變。而且，由于一般在接收機消耗的功率中，調(diào)諧器消耗的功率比率超過80%，這些以前的分集接收方法，為了適應(yīng)提高解調(diào)信號的質(zhì)量等目的，有功耗增大的問題。特別是，在強烈要求低功耗的便攜式設(shè)備中，這是一個必須改善的問題。
[0012]因此，鑒于上述問題，本發(fā)明的目的是，提供一種力求降低接收機的功耗并降低成本的同時，即使在接收環(huán)境惡化的移動設(shè)備和便攜式設(shè)備中，也能解調(diào)出高質(zhì)量信號的技術(shù)。
[0013]解決問題的手段[0014]為解決上述問題的權(quán)利要求1記載的發(fā)明的特征在于，設(shè)有:接收OFDM方式的信號的2根天線；對上述2根天線擇一地切換，將選定的天線接收的信號輸出到調(diào)諧器的切換部件；對調(diào)諧器輸出的信號進(jìn)行FFT運算的部件；FFT運算后的信號進(jìn)行均衡處理的部件；算出均衡處理后的信號的星座上的位置偏移的計算部件；以及控制部件，該部件在上述位置偏移超過預(yù)定閾值時，向上述切換部件發(fā)出控制信號，將選定的天線切換到另一根天線，在上述位置偏移降到低于上述預(yù)定閾值以下時，繼續(xù)使用選定的天線。
[0015]權(quán)利要求2記載的發(fā)明的特征在于，在權(quán)利要求1記載的OFDM接收裝置中，上述計算部件包含以全部載波平均來計算信號的星座上的位置偏移的部件。
[0016]權(quán)利要求3記載的發(fā)明的特征在于，在權(quán)利要求1或權(quán)利要求2記載的OFDM接收裝置中，上述計算部件包含以多個符號進(jìn)行平均，計算信號的星座上的位置偏移的部件。
[0017]權(quán)利要求4記載的發(fā)明的特征在于，在權(quán)利要求3記載的OFDM接收裝置中，上述多個符號的個數(shù)少于10個符號。
[0018]權(quán)利要求5記載的發(fā)明的特征在于，在權(quán)利要求3記載的OFDM接收裝置的以多個符號進(jìn)行平均來計算上述位置偏移的上述部件，避開上述切換部件對上述2根天線擇一地切換后的預(yù)定期間而算出上述多個符號的平均。
[0019]權(quán)利要求6記載的發(fā)明的特征在于，在權(quán)利要求5記載的OFDM接收裝置中，上述預(yù)定期間為至少10符號以上。
[0020]權(quán)利要求7記載的發(fā)明的特征在于，在權(quán)利要求2記載的OFDM接收裝置中，上述計算部件包含的、以全載波進(jìn)行平均來計算上述位置偏移的上述部件，對每個符號以全載波進(jìn)行平均來計算上述位置偏移的上述部件，每個符號以全載波進(jìn)行平均計算上述位置偏移；控制上述天線的切換或繼續(xù)使用的上述部件，對上述位置偏移和上述預(yù)定閾值進(jìn)行比較，在預(yù)定的符號數(shù)連續(xù)地存在上述位置偏移超過上述預(yù)定閾值時，向上述切換部件發(fā)出控制信號，控制成將選定的上述天線切換為另一根上述天線，在上述位置偏移超過上述預(yù)定閾值，但連續(xù)的符號數(shù)少于上述預(yù)定符號數(shù)時，控制成繼續(xù)使用選定的天線。
[0021]權(quán)利要求8記載的發(fā)明，在權(quán)利要求7記載的OFDM接收裝置中，上述預(yù)定的符號數(shù)是2至4中的任一符號數(shù)。
[0022]權(quán)利要求9記載的發(fā)明，其特征在于設(shè)有:接收OFDM方式信號的2根天線；對上述2根天線擇一地切換，將選定的天線接收的信號輸出到調(diào)諧器的切換部件；測定調(diào)諧器輸出的信號的信號質(zhì)量的部件；以及控制部件，該部件在上述信號質(zhì)量降到低于預(yù)定閾值時向上述切換部件發(fā)出控制信號，控制成將選定的天線切換為另一根天線，在上述信號質(zhì)量超過上述預(yù)定閾值時，控制成繼續(xù)使用選定的天線。
[0023]權(quán)利要求10記載的發(fā)明，其特征在于設(shè)有:接收OFDM方式的信號的2根天線；對上述2根天線擇一地切換，將選定的天線接收的信號輸出到調(diào)諧器的切換部件；對調(diào)諧器輸出的信號進(jìn)行FFT運算的部件JtFFT運算后的信號進(jìn)行均衡處理的部件；對均衡處理后的信號進(jìn)行解映射處理的部件；算出解映射處理后的信號的誤碼率的部件；以及控制部件，該部件在上述誤碼率超過預(yù)定閾值時，向上述切換部件發(fā)出控制信號，控制成將選定的天線切換為另一天線，在上述誤碼率降到低于上述預(yù)定閾值時，控制成繼續(xù)使用選定的天線。
[0024]權(quán)利要求11記載的發(fā)明，其特征在于設(shè)有:接收OFDM方式的信號的2根天線；對上述2根天線擇一地切換，將選定的天線接收的信號輸出到調(diào)諧器的切換部件；算出調(diào)諧器輸出的信號的C / N的部件；以及控制部件，該部件在上述C / N比降到低于預(yù)定閾值時，向上述切換部件發(fā)出控制信號，控制成將選定的天線切換為另一根天線，在上述C / N比超過上述預(yù)定閾值時，控制成繼續(xù)使用選定的天線。
[0025]權(quán)利要求12記載的發(fā)明，其特征在于，在權(quán)利要求1、權(quán)利要求2、權(quán)利要求9、權(quán)利要求10及權(quán)利要求11中任一項記載的OFDM接收裝置中，上述切換部件隔開預(yù)定符號數(shù)以上的間隔進(jìn)行天線的切換控制。
[0026]發(fā)明效果
[0027]本發(fā)明是設(shè)有2根天線的OFDM接收裝置，具有測定信號質(zhì)量的部件，并擇一地選擇信號質(zhì)量良好的天線。然后，在調(diào)諧器中只接收處理選定天線輸出的信號。對調(diào)諧器輸出的信號進(jìn)行解調(diào)處理。
[0028]因此，本發(fā)明利用2根天線，可以有選擇地接收質(zhì)量良好的信號，另外，由于接收裝置只設(shè)一個調(diào)諧器，可望降低功耗、降低成本。
[0029]另外，測定信號質(zhì)量的部件計算出信號在星座上的信號位置偏移。這樣，在接收信號受到干擾時，可以測定信號是否良好，從而能夠選擇信號質(zhì)量良好的天線。
[0030]另外，測定信號質(zhì)量的部件計算出信號的誤碼率。這樣，能夠正確反映接收信號是否良好而選擇天線。
[0031]另外，本發(fā)明具有算出接收信號C / N比的部件，可擇一地選擇C / N比良好的天線。然后，在調(diào)諧器上只接收并處理從選定天線輸出的信號。
[0032]這樣，便可從2根天線中有選擇地使用接收狀態(tài)良好的天線。另外，由于接收裝置只設(shè)一個調(diào)諧器，可望降低功耗、降低成本。
[0033]另外，本發(fā)明以多個符號平均算出位置偏移的部件，以不到10個符號的個數(shù)，平均算出信號的星座上的位置偏移。這樣，可以削減該部件的電路結(jié)構(gòu)。另外，在傳輸途中產(chǎn)生干擾、信號發(fā)生畸變等時，可以提高實施的天線切換處理適應(yīng)性。就是說，在信號中一旦發(fā)生畸變，便可立即實施天線的切換處理。
[0034]另外，符號平均值以少于10個符號平均算出，該10個符號不足的程度，例如與多普勒頻移頻率低時星座上的位置偏移變大的期間相當(dāng)。
[0035]因此，將符號平均值計算中包含該信號發(fā)生畸變期間的情況下算出的符號平均值，跟符號平均值計算過程中不包含該信號發(fā)生畸變期間的情況下算出的符號平均值進(jìn)行比較時，可以使兩符號平均值的差變大。如此，上述預(yù)定閾值的設(shè)定變得容易，因此，可望改善接收信號的C / N比。另外，通過實驗已經(jīng)確認(rèn)，上述閾值的設(shè)定變得容易，而且該接收信號的C / N比得到改善。
[0036]另外，本發(fā)明在天線擇一地切換后，在由預(yù)定期間形成的靜止期間，不計算信號的星座上的位置偏移。這樣，即使由于天線的切換處理使星座上的位置偏移增大，也可以減小該位置偏移增大期間和符號平均值的算出期間的重疊。
[0037]這樣，即使由于天線的切換處理使上述位置偏移增大，也可以抑制在計算符號的平均值時該位置偏移增大的影響。
[0038]另外，天線切換處理造成的星座上的位置偏移變大的期間，少于10個符號。因而，在本發(fā)明中，將(靜止期間)設(shè)置為至少10個符號以上，以此可以完全排除計算符號平均值時天線切換處理造成的影響。
[0039]另外，本發(fā)明對每個符號都進(jìn)行對位置偏移和預(yù)定閾值的比較，在位置偏移以連續(xù)的預(yù)定符號數(shù)超過預(yù)定閾值時才切換天線，在位置偏移以少于連續(xù)的預(yù)定符號數(shù)超過預(yù)定閾值時，繼續(xù)使用選定的天線。
[0040]這樣，便可使傳輸途中因干擾導(dǎo)致信號中發(fā)生畸變，使星座上的位置偏移增大的期間，跟由于天線切換處理而使星座上的位置偏移增大的期間重疊。因而，即使信號中發(fā)生畸變，進(jìn)行天線切換處理，能夠?qū)⒖山邮照Ｐ盘柕钠陂g延長得比不使上述兩個期間重疊的更長。
[0041]另外，預(yù)定的符號數(shù)是2至4中的任一符號數(shù)。這里，基于正確地檢出傳輸途中產(chǎn)生的干擾造成的信號中的畸變的觀點看，最好在經(jīng)過2至4中的任一符號數(shù)期間星座的位置偏移增大時進(jìn)行天線切換處理。因而，能夠最大限度地延長能夠一邊考慮上述事項、一邊接收正常信號的期間。
[0042]通過以下的詳細(xì)說明和附圖，會明白本發(fā)明的目的、特征、形態(tài)及優(yōu)點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0043]圖1是與第I實施例相關(guān)的OFDM接收裝置的框圖；
[0044]圖2表不原信號的星座；
[0045]圖3表示5%頻率偏移時的星座；
[0046]圖4表示Doppler頻率為80Hz的環(huán)境下的星座；
[0047]圖5表示C / N=15dB環(huán)境下的星座；
[0048]圖6是與第2實施例相關(guān)的OFDM接收裝置的框圖；
[0049]圖7是與第3實施例相關(guān)的OFDM接收裝置的框圖；
[0050]圖8表示天線切換后隨即開始測定符號平均值的情況；
[0051]圖9是天線切換后，經(jīng)過靜止期間后才開始測定符號平均值的情況；
[0052]圖10表示天線切換處理前后，原來的畸變和切換處理造成的畸變不重疊的情況；
[0053]圖11表示在天線切換處理前后，原來的畸變和切換處理造成的畸變重疊的情況；以及
[0054]圖12表示在預(yù)定的符號數(shù)不足的條件下連續(xù)地出現(xiàn)算出的位置偏移超過預(yù)定閾值的情況。
【具體實施方式】
[0055]以下，參照【專利附圖】

【附圖說明】本發(fā)明的實施例。作為地面波數(shù)字廣播的發(fā)送方式，在一個信道區(qū)域內(nèi)數(shù)百?數(shù)千多個載波(子載波)多重傳輸?shù)腛FDM方式，在日本和歐美得到采用。該OFDM方式，由于是將發(fā)送數(shù)據(jù)分割成多個子載波進(jìn)行發(fā)送的多載波調(diào)制方式，頻率利用效率非常高，移動接收時產(chǎn)生的頻率選擇性衰落得很厲害。另外，在以6MHz的帶寬傳輸?shù)目偽凰俾氏嗤臈l件下，與通常的單載波調(diào)制方式相比，各載波的符號期間可長到與載波數(shù)(數(shù)百?數(shù)千個)相應(yīng)的程度，并且可在各有效符號間設(shè)置稱為保護(hù)時段(GuardPeriod)的保護(hù)期間，以此可以減小多路徑(重影)的影響，具有可以抑制畫面質(zhì)量惡化的優(yōu)點。[0056]第I實施例
[0057]圖1是本發(fā)明的第I實施例的OFDM接收裝置的功能框圖。本實施例的OFDM接收裝置，是可用于便攜式電話機、便攜式數(shù)字電視機等的便攜式設(shè)備的接收裝置，在可從多層構(gòu)成的OFDM信號中接收只由I段構(gòu)成的層的I段方式接收裝置。然后，本實施例的OFDM接收裝置，如圖1所示，是具有2根具有定向性的天線11A、11B，進(jìn)行分集接收的接收裝置。
[0058]OFDM發(fā)射裝置(圖中未示出)發(fā)送的RF(射頻)信號通過傳輸路徑由2根接收天線接收。接收的RF信號，經(jīng)過天線切換部12輸出到調(diào)諧器13，在調(diào)諧器13進(jìn)行頻率轉(zhuǎn)換，變?yōu)镮F (中頻)信號。該IF信號，經(jīng)過BPF (帶通濾波器)、混頻器、LPF (低通濾波器)等輸出到A / D轉(zhuǎn)換器。輸入到A / D轉(zhuǎn)換器14的信號，以預(yù)定的采樣頻率轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。
[0059]從A / D轉(zhuǎn)換器14輸出的信號,輸出到正交檢波電路15所具有的乘法器151、152。乘法器151將信號乘以余弦波，乘法器152將信號乘以正弦波。然后，從乘法器151、152各自輸出同相分量(I)和正交分量(Q)的信號。另外，I分量及Q分量的信號通過LPF153、154除去高頻分量，輸出到FFT運算電路16。
[0060]FFT運算電路16將輸入的時域信號(I分量及Q分量信號)傅立葉變換為頻域信號(I分量及Q分量信號)。轉(zhuǎn)換到頻域的信號被輸出到進(jìn)行接收信號均衡處理的均衡電路
17。均衡電路17采用振幅和相位已知的導(dǎo)頻信號，算出接收信號的推定傳輸路徑響應(yīng)，對推定傳輸路徑響應(yīng)在符號方向及載波方向上進(jìn)行內(nèi)插處理。然后，用內(nèi)插后的推定傳輸路徑響應(yīng)來進(jìn)行接收信號的均衡處理。然后，經(jīng)均衡處理后的接收信號被輸出到解映射電路
18。在解映射電路18中，將QPSKU6QAM等星座上的復(fù)數(shù)信號解映射為整數(shù)信號。解映射處理后的信號被輸出到FEC電路19，在FEC電路19中進(jìn)行Viterbi解碼和Reed-Solomon解碼，進(jìn)行誤碼修正。EC電路19輸出的信號，用圖中未示出的信源解碼器進(jìn)行MPEG (MovingPicture Experts Group動畫專家組)_2方式等解碼,變?yōu)榻獯a信號。
[0061]接著，說明本發(fā)明的特征部分。如上所述，本實施例的OFDM接收裝置設(shè)有2根天線IlAUlB和天線切換部12。天線切換部12具有從天線切換控制部20接收控制信號，對2根天線11A、11B擇一地切換的功能。就是說，天線切換部12，在2根天線11A、11B所接收的信號中，將選定天線接收的信號輸出到調(diào)諧器13。
[0062]天線切換控制部20具有偏移檢測電路21和判定電路22，具有利用從均衡電路17輸出的I分量及Q分量的信號進(jìn)行天線切換判定的功能。
[0063]偏移檢測電路21是輸入從均衡電路17輸出的I分量及Q分量信號，并檢出星座上的位置偏移的電路。
[0064]星座是以同相分量(I分量的信號)為橫軸，以正交分量(Q分量的信號)為縱軸，表現(xiàn)信號的配置。在本實施例中，OFDM信號是QPSK調(diào)制的信號，圖2至圖5表示QPSK調(diào)制的信號的星座。圖2是從發(fā)射機發(fā)送的原信號的星座。這樣，原信號是(I，Q) = (l，l)，(1,-1), (-1,1), (-1,-1)的4個點中的任一點的信號。OFDM信號在從發(fā)射機發(fā)送到接收機接收的過程中受到干擾，接收信號的星座從上述4點偏移。例如，圖3是發(fā)生了 5%的頻率偏移的情況的星座，圖4是80Hz多普勒頻率環(huán)境下接收的情況的星座，圖5是受到白高斯噪音(AWGN)的C / N=15dB環(huán)境下的星座。
[0065]這樣，用點標(biāo)出受到干擾的接收信號從星座上原信號的4點位置偏移后的位置。然后，偏移檢測電路21，用公式I所示的運算方法算出均衡電路17輸出的I分量及Q分量信號的星座上的位置偏移。
[0066]公式I
[0067]
【權(quán)利要求】
1.一種OFDM接收裝置，其特征在于設(shè)有: 接收OFDM方式的信號的2根天線(IlAUlB)； 對所述2根天線擇一地切換并將選定的天線接收的信號送往調(diào)諧器(13)的切換部件(12)； 對所述調(diào)諧器輸出的信號進(jìn)行FFT運算的部件(16)； 對FFT運算后的信號進(jìn)行均衡處理的部件(17)； 對均衡處理后的信號計算星座上的位置偏移的計算部件(21);以及在所述位置偏移超過預(yù)定閾值時，向所述切換部件發(fā)出控制信號，控制成以將選定的天線切換到另一根天線，而在所述位置偏移降到低于所述預(yù)定閾值時，控制成繼續(xù)使用選定的天線的部件(22)， 所述計算部件以少于10個OFDM符號的多個OFDM符號平均計算信號的星座上的位置偏移， 所述預(yù)定閾值與少于10個OFDM符號的OFDM符號的平均值相對應(yīng)地設(shè)定。
2.權(quán)利要求1記載的OFDM接收裝置，其特征在于， 所述計算部件以O(shè)FDM符號內(nèi)的全部載波平均來計算信號的星座上的位置偏移。
3.權(quán)利要求1記載的OFDM接收裝置，其特征在于， 所述計算部件中，避開所述切換部件擇一地切換所述2根天線后的預(yù)定期間來計算所述多個OFDM符號的平均。
4.權(quán)利要求3記載的OFDM接收裝置，其特征在于， 所述預(yù)定期間為至少10個OFDM符號以上。
5.權(quán)利要求1或權(quán)利要求2記載的OFDM接收裝置，其特征在于， 所述切換部件隔開預(yù)定OFDM符號數(shù)以上的間隔來進(jìn)行天線的切換控制。
【文檔編號】H04B7/08GK103560819SQ201310470750
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2006年5月22日 優(yōu)先權(quán)日:2005年6月30日
【發(fā)明者】陳寒達(dá), 田向健吾 申請人:株式會社巨晶片