JP4742311B2 - Ｏｆｄｍ受信装置、及びｏｆｄｍ受信方法 - Google Patents

Description

本発明は、ＯＦＤＭ受信装置、及びＯＦＤＭ受信方法に関する。

従来、地上波デジタル放送には、変調方式として複数の信号を多重化して送受信することが可能なＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：直交周波数分割多重変調方式）方式が利用されている。このＯＦＤＭ方式は、伝送帯域内に多数の直交する副搬送波（キャリア）を設け、それぞれのキャリアの振幅及び位相にデータを割り当て、ＰＳＫ（Phase Shift Keying）やＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）によりデジタル変調する方式である。

ＯＦＤＭ方式により変調されたＯＦＤＭ信号は、ＯＦＤＭシンボルと呼ばれる伝送単位で伝送される。１シンボル内には、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）が行われた信号である有効シンボルと、当該有効シンボル内の後半部分の信号の複写であるガードインターバルとが含まれている。
ＯＦＤＭ信号の受信装置は、受信信号から有効シンボルを特定するためのＦＦＴ窓位置を示すＦＦＴ窓パルスを生成し、このＦＦＴ窓パルスに基づいて有効シンボルを特定し、受信信号のＦＦＴ処理を施していた。

このようなＯＦＤＭ方式を採用するデジタル放送の信号を受信する技術として、複数のアンテナを受信装置に接続し、それぞれのアンテナによって受信された信号の受信電界強度に応じて受信信号を選択又は合成するダイバーシティ受信技術が知られている。
例えば、２本のアンテナを備え、一方のアンテナで受信したサブキャリア（複数の搬送波）の受信電界強度（ＲＳＳＩ：Receive Signal Strength Indicator）が閾値よりも低下しているか否かを判断し、信号レベルの低いサブキャリアの数が一定数を超えた場合に他方のアンテナに切替えて受信する技術が開示されている（特許文献１参照）。
特開２００５−２３６６６６号公報

しかしながら、受信された信号の受信電界強度に応じてアンテナを切り替えると共に、受信信号を選択又は合成するダイバーシティの構成では、受信アンテナの切替により受信電界強度が良好に保たれたとしても、大量のノイズ成分により受信信号レベルが高くなり、見かけ上受信電界強度が良好に保たれているだけで、実際は、Ｃ／Ｎ（Carrier to Noise）値等の受信品位が低下している場合があった。

また、上記受信電界強度に応じてアンテナを切替える構成では、夫々のアンテナの受信特性の違いにより、各アンテナで受信する受信信号の最適なＦＦＴ窓位置が異なることがある。この場合、ＦＦＴ窓に基づいて抽出されたシンボルが有効シンボルとならないことがあった。

また、従来の構成ではアンテナ切替え動作とＦＦＴ窓位置設定動作とがお互いに独立していた。このため、起動時の一回のみや、一定時間毎等にＦＦＴ窓位置設定を行う構成のように、常時ＦＦＴ窓位置設定を行わない受信装置では、アンテナ切替えの際、すぐにＦＦＴ窓位置設定が行われないおそれがあった。この場合、アンテナ切替え後に、ＦＦＴ窓位置が最適な位置に設定されるまで、正確な受信ができなくなるという問題があった。

更に、アンテナごとに、チューナと、ＦＦＴ窓位置設定部を含む復調部と、を設け、その複数系統で受信信号を復調する受信装置も考えられるが、非常に高価となるという問題があった。

本発明の課題は、複数のアンテナを切替えて１系統の受信回路で受信した受信信号を復調する構成において、受信アンテナ切替え時にＦＦＴ窓位置を最適に設定することである。

上記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載のＯＦＤＭ受信装置（例えば、図１のＯＦＤＭ信号復調回路１００）は、
アンテナを接続可能な複数のアンテナ接続端子（例えば、図１のアンテナ接続端子１１２，１１３）を有し、この複数のアンテナ接続端子の中から一つのアンテナ接続端子を選択して受信するアンテナを切替えるアンテナ切替手段（例えば、図１のアンテナ切替回路１２）と、
このアンテナ切替手段により選択された一つのアンテナ接続端子に接続されたアンテナにより受信されたＯＦＤＭ信号の受信品位を検出する受信品位検出手段（例えば、図１の受信品位検出回路１８）と、
この受信品位検出手段により検出された受信品位に基づいて受信するアンテナを切替えるように前記アンテナ切替手段を制御するアンテナ切替制御手段（例えば、図１，図２のアンテナ制御回路３０）と、
前記アンテナ切替手段により選択された一つのアンテナ接続端子に接続されたアンテナにより受信されたＯＦＤＭ信号に基づいてＦＦＴ窓パルスを生成するＦＦＴ窓パルス生成手段（例えば、図１のＦＦＴ窓パルス生成回路２２）と、
このＦＦＴ窓パルス生成手段により生成されたＦＦＴ窓パルスの位置を示す位置データを前記受信中のアンテナ毎に対応づけて更新しながら記憶する記憶手段（例えば、図１の第１レジスタ２４）と、
前記アンテナ切替制御手段によりアンテナを切替える制御が成された時のみ前記記憶手段から切替え後のアンテナに対応する前記位置データを読み出し、この読み出された位置データに基づいたＦＦＴ窓パルスを生成するように前記ＦＦＴ窓パルス生成手段を制御するＦＦＴ窓パルス生成制御手段（例えば、図１のＦＦＴ窓パルス生成回路２２）と、
前記ＦＦＴ窓パルス生成手段により生成されたＦＦＴ窓パルスを用いて前記受信されたＯＦＤＭ信号をＦＦＴ処理してＦＦＴ信号を出力するＦＦＴ処理手段（例えば、図１のＦＦＴ処理回路２３）とを備えることを特徴とする。

請求項２に記載のＯＦＤＭ受信方法（例えば、図１のＯＦＤＭ信号復調回路１００のＦＦＴ処理方法）は、
アンテナを接続可能なアンテナ接続端子（例えば、図１のアンテナ接続端子１１２，１１３）の中から一つのアンテナ接続端子を選択して受信するアンテナを切替えるアンテナ切替工程（例えば、図１のアンテナ切替回路１２、図６のステップＳＴ１６）と、
このアンテナ切替工程により選択された一つのアンテナ接続端子に接続されたアンテナにより受信されたＯＦＤＭ信号の受信品位を検出する受信品位検出工程（例えば、図１の受信品位検出回路１８、図６のステップＳＴ１２）と、
この受信品位検出工程により検出された受信品位に基づいて受信するアンテナを切替えるように前記アンテナ切替工程を制御するアンテナ切替制御工程（例えば、図１，図２のアンテナ制御回路３０、図６のステップＳＴ１４，ＳＴ１６）と、
前記アンテナ切替工程により選択された一つのアンテナ接続端子に接続されたアンテナにより受信されたＯＦＤＭ信号に基づいてＦＦＴ窓パルスを生成するＦＦＴ窓パルス生成工程（例えば、図１のＦＦＴ窓パルス生成回路２２）と、
このＦＦＴ窓パルス生成工程により生成されたＦＦＴ窓パルスの位置を示す位置データを前記受信中のアンテナ毎に対応づけて更新しながら記憶装置に記憶させる記憶工程（例えば、図１の第１レジスタ２４）と、
前記アンテナ切替制御工程によりアンテナを切替える制御が成された時のみ前記記憶装置から切替え後のアンテナに対応する前記位置データを読み出し、この読み出された位置データに基づいたＦＦＴ窓パルスを生成するように前記ＦＦＴ窓パルス生成工程を制御するＦＦＴ窓パルス生成制御工程（例えば、図１のＦＦＴ窓パルス生成回路２２、図６のステップＳＴ２３〜ＳＴ２５）と、
前記ＦＦＴ窓パルス生成工程により生成されたＦＦＴ窓パルスを用いて前記受信されたＯＦＤＭ信号をＦＦＴ処理してＦＦＴ信号を出力するＦＦＴ処理工程（例えば、図１のＦＦＴ処理回路２３）とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、１系統で受信信号を復調する構成において、受信品位に基づいて受信するアンテナを切替えることができるとともに、アンテナ切替え時に、切替後のアンテナに対応するＦＦＴ窓位置の位置データに基づいたＦＦＴ窓パルスを生成しＦＦＴ処理を行う。これにより、アンテナ切替を行ってもＣ／Ｎが悪化することなく良好な受信を維持できる。

以下、添付図面を参照して本発明に係る好適な第１の実施の形態及び第２の実施の形態を順に詳細に説明する。なお、本発明は、図示例に限定されるものではない。

（第１の実施の形態）
図１〜図７を参照して、本発明に係る第１の実施の形態を説明する。図１に、本実施の形態の受信装置１の機能構成を示す。

先ず、図１を用いて受信装置１の機能構成を説明する。

受信装置１は、図示しない送信機側でデジタルテレビ放送の伝送データがＩＦＦＴ処理されて送信されたＯＦＤＭ信号を受信し、そのＯＦＤＭ信号にＦＦＴ処理等を施して伝送データに復調する受信装置である。

図１に示すように、受信装置１は、外部のアンテナ２，３と、ＯＦＤＭ信号復調回路１００と、を備えて構成される。ＯＦＤＭ信号復調回路１００は、アンテナ接続端子１１２，１１３と、アンテナ切替回路１２と、チューナ回路１３と、ＡＤ（Analog Digital）コンバータ１４と、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform：高速フーリエ変換）制御回路２０と、伝送路等価回路１５と、復調回路１６と、誤り訂正回路１７と、受信品位検出回路１８と、アンテナ制御回路３０と、を備えて構成され、例えば、半導体集積回路により形成される。

図１に示すように、アンテナ２，３は、デジタル放送のＯＦＤＭ信号を受信して電気信号を出力する。アンテナ２，３は、物理的に異なる位置に設けられるのが好ましい。アンテナ接続端子１１２は、アンテナ２を接続する。アンテナ接続端子１１３は、アンテナ３を接続する。アンテナ切替回路１２は、アンテナ制御回路３０から出力される信号Ｓ３に基づいて、受信するアンテナ接続端子１１２，１１３を切替えることにより、受信アンテナをアンテナ２，３において切替える。

チューナ回路１３は、受信中のアンテナ２又は３から出力された電気信号が入力され、その電気信号に増幅、中間周波信号への変換及び利得制御等を行い、所望の放送波周波数への同調を行う。ＡＤコンバータ１４は、チューナ回路１３から出力されたアナログの信号をデジタル信号に変換して出力する。

ＦＦＴ制御回路２０は、アンテナ制御回路３０から入力されるアンテナ切替状態を示す信号Ｓ４に基づいて、ＡＤコンバータ１４から入力されるデジタル信号にＦＦＴ処理を施しＦＦＴ信号として出力する。

伝送路等価回路１５は、ＦＦＴ制御回路２０から出力されたＦＦＴ信号に波形等価（振幅等価及び位相等価）処理を施す。受信装置１で受信される信号には、所定の振幅及び位相を持つ同期信号（「スキャッタードパイロット信号」といい、以下、「ＳＰ信号」と称す。）が予めシンボル内に埋め込まれている。伝送路等価回路１５は、このＳＰ信号の振幅及び位相を監視することで、伝送路の特性を推定し、推定した伝送路の特性により受信信号の波形等価を行う。

復調回路１６は、伝送路等価回路１５から出力された信号に復調処理を施す。誤り訂正回路１７は、復調回路１６から出力された信号に誤り訂正処理を施し、ＴＳ（Transport Stream）として受信装置１の外部へ出力する。そして、そのＴＳは、復号回路（図示せず）により、所定の復号処理が施されて出力される。その出力信号は、表示部及び音声出力部（図示せず）によりテレビ放送として表示出力及び音声出力される。

受信品位検出回路１８は、同期信号抽出回路１８１を有する。同期信号抽出回路１８１は、ＦＦＴ制御回路２０から出力されたＦＦＴ信号から同期信号としてのＳＰ信号を抽出する。受信品位検出回路１８は、同期信号抽出回路１８１において抽出されたＳＰ信号を用いて、後述するＣ／Ｎ値を算出し受信品位Ｓ１として出力する。受信品位は、Ｃ／Ｎ値に限定されるものではない。

アンテナ制御回路３０は、受信品位検出回路１８から出力された受信品位Ｓ１に基づいて、アンテナ切替状態（切替え後のアンテナの識別情報）を示す信号Ｓ３，Ｓ４を生成してアンテナ切替回路１２及びＦＦＴ制御回路２０に出力する。

次いで、ＦＦＴ制御回路２０の詳細な構成を説明する。ＦＦＴ制御回路２０は、ピーク検出回路２１と、ＦＦＴ窓パルス生成回路２２と、ＦＦＴ処理回路２３と、第１レジスタ２４と、を備えて構成される。

ピーク検出回路２１は、ＡＤコンバータ１４から出力されたデジタル信号が入力され、そのデジタル信号を有効シンボル分遅延した遅延信号を生成し、元のデジタル信号と遅延信号との自己相関値を演算し、その自己相関値を積分し、その積分値のピーク値を出力する。このピーク値が出力されるタイミングは、各シンボルの先頭位置、即ちガードインターバルのパルスの位置を示す。

ＦＦＴ窓パルス生成回路２２は、ピーク検出回路２１から出力されたピーク値に基づいて、シンボル間干渉が発生しない範囲をハイ状態とするＦＦＴ窓パルスを生成して出力する。

また、ＦＦＴ窓パルス生成回路２２は、後述する第１のＦＦＴ処理を実行する機能を有する。所定周期でアンテナのＦＦＴ窓位置の位置データを第１レジスタ２４に記憶させるとともに、アンテナ切替の際に（時のみ）、アンテナ制御回路３０から出力される信号Ｓ４に基づいて、第１レジスタ２４に記憶された切替え後のアンテナに対応するＦＦＴ窓位置の位置データのうち、アンテナを切り替える直前の位置データの値を読み出し、その直前の位置データの値に基づいてＦＦＴ窓パルス生成回路２２にＦＦＴ窓パルスを生成させる。

ＦＦＴ処理回路２３は、ＦＦＴ窓パルス生成回路２２から出力されたＦＦＴ窓パルスに基づいて、ＡＤコンバータ１４から出力されたデジタル信号（ＯＦＤＭ時間領域信号）のＦＦＴ窓パルスの範囲にＦＦＴ処理を施し、ＦＦＴ信号（ＯＦＤＭ周波数領域信号）とする。ＦＦＴ処理回路２３は、このＦＦＴ信号を伝送路等価回路１５及び受信品位検出回路１８に出力する。

第１レジスタ２４は、所定周期で更新されるＦＦＴ窓パルス位置の位置データを更新可能に記憶する。この位置データは、アンテナ２，３で一つずつ別々に記憶され、新たに記憶される場合に上書更新される。即ち、第１レジスタ２４は、常にアンテナ２，３に対応するＦＦＴ窓パルスの最新の位置を示す位置データが保存される。

次いで、図２を参照して、アンテナ制御回路３０の詳細な構成を説明する。図２に、アンテナ制御回路３０の内部構成を示す。

アンテナ制御回路３０は、比較器３１と、制御回路３２と、第２レジスタ３３と、第３レジスタ３４と、を備えて構成される。

比較器３１は、受信品位検出回路１８から出力された受信品位Ｓ１と、第２レジスタ３３から読み出した受信品位と、を比較し、その比較結果の信号Ｓ２を出力する。制御回路３２は、比較器３１から出力された信号Ｓ２と、第３レジスタ３４に記憶された受信アンテナの識別情報と、に基づいて、アンテナの切替タイミング及び切替後の受信アンテナの識別情報を示す信号Ｓ３，Ｓ４と、を出力するとともに、切替後の受信アンテナの識別情報を第３レジスタ３４に記憶し、受信品位Ｓ１を第２レジスタ３３に記憶する。

信号Ｓ３，Ｓ４は、例えば、２値信号とし、信号Ｓ３のロー電圧にアンテナ２が対応し、同じくハイ電圧にアンテナ３が対応するものとする。つまり、信号Ｓ３の反転は、アンテナ２，３の切替のタイミングを示し、信号Ｓ３，Ｓ４の電圧レベルが、受信中のアンテナ２又は３の識別を示す。

第２レジスタ３３は、制御回路３２から出力された受信品位Ｓ１を記憶する。第３レジスタ３４は、制御回路３２から出力された切替え後のアンテナの識別情報を記憶する。

次に、図３を参照して、ピーク検出回路２１におけるピーク値の検出の具体例を説明する。図３（ａ）に、受信するＯＦＤＭ信号２００を示す。図３（ｂ）に、ＯＦＤＭ信号２００の遅延信号２１０を示す。図３（ｃ）に、ＯＦＤＭ信号の相関値２２０を示す。図３（ｄ）に、相関値２２０の積分値を示す。

図３（ａ）に示すように、受信装置１で受信するＯＦＤＭ信号２００には、複数のＯＦＤＭシンボルが含まれる。各ＯＦＤＭシンボルは、ガードインターバル２０２及び有効シンボル２０３を有する。有効シンボル２０３は、伝送データを含む。ガードインターバル２０２は、ＯＦＤＭシンボル内の終端部２０１を有効シンボル２０３の先頭にコピーすることにより生成される。

ピーク検出回路２１は、ＯＦＤＭ信号２００とは別に、図３（ｂ）に示すように、ＯＦＤＭ信号２００を有効シンボル２０３分遅延した遅延信号２１０を生成し、ＯＦＤＭ信号２００及び遅延信号２１０の相関値（自己相関値）２２０を演算する。ＯＦＤＭ信号２００の終端部２０１と、遅延信号２１０のガードインターバル２０２とは、同一の信号である。このため、ピーク検出回路２１は、図３（ｃ）に示すような相関値２２０を算出する。そして、ピーク検出回路２１は、相関値２２０の積分値２３０を算出し、この積分値のピーク値を出力する。

図３に示す例は、受信したＯＦＤＭ信号に反射波等、基準波からの遅延波が含まれない理想的な場合の例である。受信したＯＦＤＭ信号に反射波等、基準波からの遅延波が含まれるとピーク値が低くなる。

次いで、図４を参照して、受信装置１で実際に受信するＯＦＤＭ信号に対応するＦＦＴ窓パルスの一例を説明する。図４（ａ）に、Ａ波のＯＦＤＭシンボル信号Ａｗを示す。図４（ｂ）に、Ａ波より遅延したＢ波のＯＦＤＭシンボル信号Ｂｗを示す。図４（ｃ）に、Ａ波及びＢ波の合成波のＯＦＤＭシンボル信号ＡＢｗを示す。図４（ｄ）に、ＦＦＴ窓パルスの一例を示す。

受信装置１で受信する実際のＯＦＤＭ信号は、送信機側からアンテナ２，３に直接届く直接波と、ビルの壁等で反射されてアンテナ２，３に直接届く遅延波と、が合成された合成波となる。遅延波は、実際には、直接波からの遅延時間がそれぞれ異なる複数の波となる。ここでは、簡単のため、直接波と１種類の遅延波との合成波の例を考える。

例えば、図４（ａ）に示す直接波としてのＡ波のＯＦＤＭシンボル信号Ａｗと、図４（ｂ）に示すＡ波より遅延した反射波等のＢ波のＯＦＤＭシンボル信号Ｂｗとが、図４（ｃ）に示すＡ波及びＢ波の合成波のＯＦＤＭシンボル信号ＡＢｗとして、受信装置１で受信された場合を考える。

ＦＦＴ窓パルス生成回路２２は、ピーク検出回路２１から出力されるピーク値に基づいて、図４（ｄ）に示すように、異なるシンボル間の干渉（例えば、図４（ｃ）における第１シンボルと第２シンボルとの間の干渉）が発生していない範囲ＲをＨｉｇｈ状態としたＦＦＴ窓パルスＰａを生成する。

また、受信信号が直接波と複数の遅延信号との合成波である場合には、ピーク検出回路２１で検出するピーク値は、複数となる。ＦＦＴ窓パルス生成回路２２は、この複数のピーク値に基づいて、ＦＦＴ窓パルスを生成する。

次いで、図５を参照して、例えば、２相位相変調（ＢＰＳＫ：Binary Phase Shift Keying）における受信品位検出回路１８でのＣ／Ｎ値の算出の一例を説明する。図５（ａ）に、送信時の本来のＳＰ信号（以下、標準ＳＰ信号という）の信号点配置を示す。図５（ｂ）に、実際の受信時のＳＰ信号（以下、受信ＳＰ信号という）の信号点配置を示す。

受信信号の各ＯＦＤＭシンボルには、同期をとるための複数のＳＰ信号が含まれ、このＳＰ信号が同期信号抽出回路１８１により抽出される。本実施の形態において、受信品位検出回路１８は、受信信号中の受信ＳＰ信号の標準ＳＰ信号からのずれに基づいて、Ｃ／Ｎ値を算出する。

図５（ａ）に示すように、Ｉ（同相成分）−Ｑ（直交成分）のコンスタレーションにおいて、標準ＳＰ信号としてのデータ値“０”の標準点Ｄ０と、データ値“１”の標準点Ｄ１とが表される。受信ＳＰ信号は、標準点Ｄ０，Ｄ１からずれが発生する場合があり、例えば、図５（ｂ）に示すように、受信点ｄ０，ｄ１のようになる。

標準位置としての標準点Ｄ０又はＤ１の座標を（Ｘ１，Ｙ１）とし、受信位置としての受信点ｄ０又はｄ１の座標を（ｘ，ｙ）で表す。標準位置の搬送電力Ｐ０は、次式（１）で表される。受信位置の雑音の電力Ｐ１は、次式（２）で表される。
Ｐ０＝（Ｘ１^２＋Ｙ１^２） …（１）
Ｐ１＝（ｘ−Ｘ１）^２＋（ｙ−Ｙ１）^２ …（２）

このとき、Ｃ／Ｎ値は、次式（３）で算出される。
１０ｌｏｇ（Ｐ０／Ｐ１）
＝１０ｌｏｇ［（Ｘ１^２＋Ｙ１^２）／｛（ｘ−Ｘ１）^２＋（ｙ−Ｙ１）^２｝］［ｄＢ］ …（３）

受信品位検出回路１８は、同期信号抽出回路１８１により抽出されるＳＰ信号に基づいて、上記式（３）によりＣ／Ｎ値を算出し、例えば、受信信号の１シンボル内の複数のＳＰ信号のＣ／Ｎ値の平均値を算出して１シンボルあたりの受信品位Ｓ１として出力する。

次に、図６を参照して、受信装置１の動作を説明する。図６に、アンテナ制御回路３０で実行される第１のアンテナ切替処理と、ＦＦＴ制御回路２０（ＦＦＴ窓パルス生成回路２２）で実行される第１のＦＦＴ窓位置設定処理と、の流れを示す。

第１のアンテナ切替処理は、受信装置１において、受信アンテナをアンテナ２，３から切替える処理である。第１のＦＦＴ窓位置設定処理は、受信装置１において、受信アンテナをアンテナ２，３において切替える際のＦＦＴ窓位置を設定する処理である。通常時には、ＦＦＴ処理回路２３は、所定周期でＦＦＴ窓パルスを生成するものとする。ＦＦＴ処理回路２３は、通常時及び第１のＦＦＴ窓位置設定処理で生成されるＦＦＴ窓パルスを用いて、ＡＤコンバータ１４の出力信号をＦＦＴ処理してＦＦＴ信号として出力する。また、予め、Ｃ／Ｎ値の初期値が第２レジスタ３３に記憶されているものとする。

第１のアンテナ切替処理を説明する。先ず、受信装置１が起動され、制御回路３２により、第３レジスタ３４に記憶されたアンテナの識別情報に対応する起動時の受信アンテナがセットされる（ステップＳＴ１１）。起動時のアンテナは、アンテナ２又は３の何れかで固定とされる。

そして、受信品位検出回路１８により、現在の受信品位Ｓ１が比較器３１及び制御回路３２に入力される（ステップＳＴ１２）。そして、制御回路３２により、第２レジスタ３３に記憶された前回の受信品位が比較器３１に入力される（ステップＳＴ１３）。そして、比較器３１により、現在の受信品位Ｓ１と前回の受信品位とが比較される（ステップＳＴ１４）。このとき、比較結果としての信号Ｓ２が比較器３１から出力される。ここで、比較結果としての信号Ｓ２は、例えば、受信品位の悪化を示す場合に電圧がハイ状態とし、受信品位の悪化を示さない場合に電圧がロー状態の信号とする。

現在の受信品位Ｓ１＜前回の受信品位である場合（受信品位が悪化した場合）（ステップＳＴ１４；ＹＥＳ）、制御回路３２により、第３レジスタ３４に記憶された受信アンテナの識別情報（切替え前の受信アンテナの識別情報）が読み出され、切替え後のアンテナの識別情報を示す信号Ｓ４が生成されてＦＦＴ制御回路２０に送信される（ステップＳＴ１５）。

また、ステップＳＴ１５と並行して、制御回路３２により、アンテナ切替タイミングを示す信号Ｓ３が生成されてアンテナ切替回路１２に送信され、受信アンテナがアンテナ２，３において切替えられる（ステップＳＴ１６）。具体的には、信号Ｓ３が反転される。そして、制御回路３２により、切替え後のアンテナの識別情報が第３レジスタ３４に記憶される（ステップＳＴ１７）。

そして、制御回路３２により、現在の受信品位Ｓ１が第２レジスタ３３に記憶される（ステップＳＴ１８）。現在の受信品位Ｓ１＜前回の受信品位でない場合（受信品位が悪化していない場合）（ステップＳＴ１４；ＮＯ）、ステップＳＴ１８に移行される。

そして、制御回路３２により、受信装置１の電源オフ等に基づいて、アンテナ切替制御を終了するか否かが判別される（ステップＳＴ１９）。アンテナ切替制御を終了しない場合（ステップＳＴ１９；ＮＯ）、ステップＳＴ１２に移行される。アンテナ切替制御を終了する場合（ステップＳＴ１９；ＹＥＳ）、第１のアンテナ切替処理を終了する。

次いで、第１のＦＦＴ窓位置設定処理を説明する。先ず、受信装置１が起動されてＯＦＤＭ信号の受信が開始される。そして、ＦＦＴ窓パルス生成回路２２により、前回のＦＦＴ窓パルス設定から所定時間が経過したか否かが判別される（ステップＳＴ２１）。所定時間が経過した場合（ステップＳＴ２１；ＹＥＳ）、ＦＦＴ窓パルス生成回路２２により、ピーク検出回路２１で検出された受信信号（ＡＤコンバータ１４の出力信号）の自己相関値の積分値のピーク値（シンボルの先頭位置）に基づいて、ＦＦＴ窓パルスが生成されて、ＦＦＴ処理回路２３に出力されるとともに、そのＦＦＴ窓パルスの位置データが現在の受信アンテナの識別情報に対応付けられて第１レジスタ２４に記憶される（ステップＳＴ２２）。

そして、ＦＦＴ窓パルス生成回路２２により、アンテナ制御回路３０の制御回路３２から信号Ｓ４を受信したか否かが判別される（ステップＳＴ２３）。所定時間が経過していない場合（ステップＳＴ２１；ＮＯ）、ステップＳＴ２３に移行される。信号Ｓ４を受信していない場合（ステップＳＴ２３；ＮＯ）、ステップＳＴ２１に移行される。

信号Ｓ４を受信した場合（ステップＳＴ２３；ＹＥＳ）、ＦＦＴ窓パルス生成回路２２により、受信した信号Ｓ４のアンテナの識別情報に対応するＦＦＴ窓位置の位置データが、第１レジスタ２４から読み出される（ステップＳＴ２４）。そして、ＦＦＴ窓パルス生成回路２２により、読み出したＦＦＴ窓位置情報に基づいてＦＦＴ窓パルスが生成され、ＦＦＴ処理回路２３に出力される（ステップＳＴ２５）。

そして、ＦＦＴ窓パルス生成回路２２により、アンテナ切替時のＦＦＴ窓パルス位置設定制御を終了するか否かが判別される（ステップＳＴ２６）。アンテナ切替時のＦＦＴ窓パルス位置設定制御を終了しない場合（ステップＳＴ２６；ＮＯ）、ステップＳＴ２１に移行される。アンテナ切替時のＦＦＴ窓パルス位置設定制御を終了する場合（ステップＳＴ２６；ＹＥＳ）、第１のＦＦＴ窓位置設定処理を終了する。

図７に、受信品位及び信号Ｓ３の一例を示す。図７に示すグラフにおいて、縦軸が受信品位の値レベル、信号Ｓ３の電圧レベルを示し、横軸は時間を示す。また、信号Ｓ３の電圧は、電圧Ｖ０（ロー）にアンテナ２が対応し、電圧Ｖ１（ハイ）にアンテナ３が対応するものとする。まず受信装置１の電源投入時（時間ｔ０）、受信アンテナがアンテナ２に設定される。

次に時間ｔ１のとき、受信品位の値は時間ｔ０の時の受信品位の値より悪くなっているため、比較器３１は、信号Ｓ２として悪化を示す“１”を出力する。これにより制御回路３２は信号Ｓ３の電圧レベルを反転しローからハイにする。このため、受信アンテナがアンテナ３に切替えられる。

続いて時間ｔ２の時、受信品位の値は時間ｔ１の時の受信品位の値より再び悪くなっているため、比較器３１は信号Ｓ２として再度“１”を出力する。これにより制御回路３２は信号Ｓ３の電圧レベルを再び反転しローからハイにする。このため、受信アンテナがアンテナ２に切替えられる。以降、このような制御を繰り返す。

本実施の形態によれば、１系統で受信信号を復調する受信装置１において、Ｃ／Ｎ値に基づいて受信アンテナをアンテナ２，３において切替えることができるとともに、アンテナ切替え時に、信号Ｓ４に基づいて切替後のアンテナ２又は３を識別し、第１レジスタ２４に記憶される切替後のアンテナ２又は３に対応するＦＦＴ窓位置の位置データに基づくＦＦＴ窓パルスを生成するので、アンテナ切替え時に、ＦＦＴ窓位置を最適に設定できる。

なお、本実施の形態では、アンテナ制御回路３０からアンテナ識別情報である信号Ｓ４をＦＦＴ窓パルス生成回路２２に送信する構成としたが、これに限定されるものではない。例えば、信号Ｓ３が、アンテナの切替タイミング及び受信アンテナの識別情報を有する信号であるので、アンテナ制御回路３０から信号Ｓ３をＦＦＴ窓パルス生成回路２２にも送信する構成としてもよい。ＦＦＴ窓パルス生成回路２２では、受信した信号Ｓ３の電圧レベルに基づいて切替後の受信アンテナを識別できる。

また、アンテナの切替間隔が長くなった場合に、ＦＦＴ窓パルス生成回路２２において、切替後のアンテナに対応するＦＦＴ窓位置の位置データを第１レジスタ２４から読み出すことに代えて、ＦＦＴ窓位置の位置データの規定値を第１レジスタ２４から読み出してＦＦＴパルスを生成する構成としてもよい。
更に、ＦＦＴ窓パルス生成回路２２は、所定周期でアンテナのＦＦＴ窓位置の位置データを第１レジスタ２４に記憶させることとしたが、これに限定されることなく、例えば、１シンボル毎のＦＦＴ窓位置の位置データを記憶させるようにしてもよいし、同じアンテナで受信している際には、ＦＦＴ窓位置の位置データに変化が生じた場合にＦＦＴ窓位置の位置データを記憶させるようにしてもよい。

（第２の実施の形態）
図８〜図１０を参照して、本発明に係る第２の実施の形態を説明する。本実施の形態では、上記第１の実施の形態と同様の部分に同じ符号を付し、上記第１の実施の形態と異なる部分を主として説明する。

図８に、本実施の形態の受信装置１Ａの機能構成を示す。本実施の形態の受信装置１Ａは、アンテナ２，３と、ＯＦＤＭ信号復調回路１００Ａと、を備えて構成される。ＯＦＤＭ信号復調回路１００Ａは、第１の実施の形態のＯＦＤＭ信号復調回路１００において、ＦＦＴ制御回路２０、アンテナ制御回路３０を、それぞれ順に、図８に示すＦＦＴ制御回路２０Ａ、アンテナ制御回路３０Ａに代えた装置構成を有し、例えば、半導体集積回路により形成される。

ＦＦＴ制御回路２０Ａは、ピーク検出回路２１と、ＦＦＴ処理回路２３と、ＦＦＴ窓パルス生成回路２２Ａと、ＦＦＴ処理回路２３と、第１レジスタ２４Ａと、を備えて構成される。

ＦＦＴ窓パルス生成回路２２Ａは、通常の受信状態においてピーク検出回路２１から出力されたピーク値（シンボルの先頭位置）に基づきＦＦＴ窓パルスを生成して出力し、また、アンテナ切り替えが行われた際に（時のみ）、アンテナ制御回路３０から出力される信号Ｓ５に基づいて、第１レジスタ２４Ａに記憶されたＦＦＴ窓パルス位置の位置データの規定値を読み出し、その規定値に基づいてＦＦＴ窓パルスを生成して出力する。

第１レジスタ２４Ａは、予め設定されたＦＦＴ窓パルス位置の位置データの規定値を記憶する。ＦＦＴ窓パルス位置の位置データの規定値は、アンテナ２，３で共通の値とし、通常の受信状態においてＦＦＴ処理回路２３で正常なＦＦＴ信号を得られるＦＦＴ窓パルス位置の情報とする。

図９に、アンテナ制御回路３０Ａの内部構成を示す。図９に示すように、アンテナ制御回路３０Ａは、比較器３１と、制御回路３２Ａと、第２レジスタ３３と、を備えて構成される。制御回路３２Ａは、比較器３１から出力された信号Ｓ２に基づいて、アンテナの切替タイミングを示す信号Ｓ３，Ｓ５を出力するとともに、受信品位Ｓ１を第２レジスタ３３に記憶する。信号Ｓ５は、例えば、アンテナ切替時に所定時間ハイとなる２値信号とする。

次に、図１０を参照して、受信装置１Ａの動作を説明する。図１０に、アンテナ制御回路３０Ａで実行される第２のアンテナ切替処理と、ＦＦＴ制御回路２０Ａ（ＦＦＴ窓パルス生成回路２２Ａ）で実行される第２のＦＦＴ窓位置設定処理と、の流れを示す。

第２のアンテナ切替処理は、受信装置１Ａにおいて、受信アンテナをアンテナ２，３において切替える処理である。第２のＦＦＴ窓位置設定処理は、第１のＦＦＴ窓位置設定処理と同様に、受信装置１Ａにおいて、受信アンテナをアンテナ２，３で切替える際のＦＦＴ窓パルスを設定する処理である。

第２のアンテナ切替処理を説明する。先ず、受信装置１Ａが起動され、制御回路３２Ａにより、起動時の受信アンテナがアンテナ２又は３にセットされる（ステップＳＴ３１）。ステップＳＴ３２〜ＳＴ３４は、それぞれ順に、第１のアンテナ切替処理のステップＳＴ１２〜ＳＴ１４と同様である。

現在の受信品位Ｓ１＜前回の受信品位である場合（受信品位が悪化した場合）（ステップＳＴ３４；ＹＥＳ）、制御回路３２Ａにより、切替タイミングを示す信号Ｓ５が生成されてＦＦＴ制御回路２０Ａに送信される（ステップＳＴ３５）。

ステップＳＴ３６〜ＳＴ３８は、それぞれ順に、第１のアンテナ切替処理のステップＳＴ１６，ＳＴ１８，ＳＴ１９と同様である。現在の受信品位Ｓ１＜前回の受信品位でない場合（受信品位が悪化していない場合）（ステップＳＴ３４；ＮＯ）、ステップＳＴ３７に移行される。

次いで、第２のＦＦＴ窓位置設定処理を説明する。先ず、受信装置１Ａが起動されてＯＦＤＭ信号の受信が開始される。そして、ＦＦＴ窓パルス生成回路２２Ａにより、アンテナ制御回路３０Ａから信号Ｓ５を受信したか否かが判別される（ステップＳＴ４１）。信号Ｓ５を受信していない場合（ステップＳＴ４１；ＮＯ）、ステップＳＴ４１に移行される。

信号Ｓ５を受信した場合（ステップＳＴ４１；ＹＥＳ）、ＦＦＴ窓パルス生成回路２２Ａにより、受信した信号Ｓ５に対応して、ＦＦＴ窓位置の位置データの規定値が第１レジスタ２４Ａから読み出される（ステップＳＴ４２）。ステップＳＴ４３，ＳＴ４４は、それぞれ順に、第１のＦＦＴ窓位置設定処理のステップＳＴ２５，ＳＴ２６と同様である。

以上、本実施の形態によれば、１系統で受信信号を復調する受信装置１Ａにおいて、Ｃ／Ｎ値に基づいて受信するアンテナ２，３を切替えることができるとともに、アンテナ切替え時に、第１レジスタ２４Ａに記憶されるＦＦＴ窓位置の位置データの規定値に基づくＦＦＴ窓パルスを生成するので、アンテナ切替え時に、ＦＦＴ窓位置を最適に設定できる。

なお、上記各実施の形態における記述は、本発明に係るＯＦＤＭ受信装置及びＯＦＤＭ受信方法の一例であり、これに限定されるものではない。

また、上記実施の形態において、受信装置１，１Ａにおいて、ＢＰＳＫ方式のＯＦＤＭ信号を受信して復調する構成を説明したが、これに限定されるものではない。ＢＰＳＫに代えてＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）等、他の変調方式の信号を受信し復調する構成としてもよい。

ここで、図１１を参照して、ＱＰＳＫ方式におけるＣ／Ｎ値の算出方法を説明する。受信装置１において、受信品位検出回路１８は、ＦＦＴ制御回路２０から出力されたＦＦＴ信号の標準位置からのずれに基づいて、Ｃ／Ｎ値を算出する。図１１（ａ）に、ＱＰＳＫにおける基準データ信号の信号点配置を示す。図１１（ｂ）に、基準データ信号の位置に対して、位相が変化した場合の受信データ信号の位置を示す。

図１１（ａ）に示すように、Ｉ（同相成分）−Ｑ（直交成分）のコンスタレーションにおいて、基準データ信号のデータ値“００”の基準点Ｄ００と、データ値“０１”の基準点Ｄ０１と、データ値“１０”の基準点Ｄ１０と、データ値“１１”の基準点Ｄ１１とが表される。受信データ信号は、基準点Ｄ００，Ｄ０１，Ｄ１０，Ｄ１１からずれが発生する場合があり、例えば、図１１（ｂ）に示すように、受信点ｄ００，ｄ０１，ｄ１０，ｄ１１のようになる。

基準位置としての基準点Ｄ００、Ｄ０１、Ｄ１０又はＤ１１の座標を（Ｘ２，Ｙ２）とし、受信位置としての受信点ｄ００、ｄ０１、ｄ１０又はｄ１１の座標を（ｘ，ｙ）で表す。標準位置の搬送電力Ｐ０は、次式（４）で表され、受信位置の雑音の電力Ｐ１は、次式（５）で表される。
Ｐ０＝（Ｘ２^２＋Ｙ２^２） …（４）
Ｐ１＝（ｘ−Ｘ２）^２＋（ｙ−Ｙ２）^２ …（５）

このとき、Ｃ／Ｎ値は、次式（６）で算出される。
１０ｌｏｇ（Ｐ０／Ｐ１）
＝１０ｌｏｇ［（Ｘ２^２＋Ｙ２^２）／｛（ｘ−Ｘ２）^２＋（ｙ−Ｙ２）^２｝］［ｄＢ］ …（６）
例えば、受信品位検出回路１８は、受信信号の１シンボル内のＣ／Ｎ値を上記式（６）により算出し、その平均値を算出して１シンボルあたりのＣ／Ｎ値として出力する。

また、上記各実施の形態においては、受信品位に基づき受信アンテナの切替タイミングとして、現在の受信品位が前回のものより悪化した場合にアンテナを切替える構成としたが、これに限定されるものではない。例えば、現在の受信品位が所定の閾値よりも低く且つ前回のものより悪化した場合にアンテナを切替える構成や、現在の受信品位が所定の閾値よりも低く且つ前回のものより悪化し且つ前回の受信品位が閾値よりも低い場合と、現在の受信品位が所定の閾値よりも低く且つ前回のものより悪化し且つ前回の受信品位が閾値よりも高く且つ前回アンテナを切替えた場合とにアンテナを切替える構成等、受信品位に基づく他の受信アンテナの切替タイミングの構成としてもよい。

また、上記各実施の形態においては、２つのアンテナを備えて受信アンテナを切替える構成としたが、これに限定されるものではない。例えば、３つ以上のアンテナを備えて受信アンテナを切替える構成としてもよい。

また、受信アンテナを切替える構成に代えて、１つのアンテナを備え、そのアンテナの受信特性を切替える構成としてもよい。図１２に、可変特性アンテナ部４の構成を示す。例えば、受信装置において、複数のアンテナ及びアンテナ切替回路に代えて、図１２に示す可変特性アンテナ部４を備える構成としてもよい。可変特性アンテナ部４は、アンテナ４１と、補助アンテナ４２と、インダクタ４３と、バリキャップ４４と、を備えて構成される。アンテナ４１は放送局からの電波を受信し、受信した電波を電気信号に変換してチューナ回路に出力する。補助アンテナ４２にはインダクタ４３の一端とバリキャップ４４の一端とが接続される。インダクタ４３の他端はアンテナ制御回路の出力端子に接続され、バリキャップ４４の他端は接地される。

アンテナ４１に対する補助アンテナ４２の配設位置は、補助アンテナ４２に電圧が印加された時に補助アンテナ４２の周囲に発生する電界の影響をアンテナ４１が受けられる位置に設定される。これにより、補助アンテナ４２に電圧が印加されると、補助アンテナ４２の周囲の電界（電位）の強さが大きく変化し、アンテナ４１の指向性等の受信特性に影響を与える。また、アンテナ４１と補助アンテナ４２の軸方向は互いに平行になるように配設される。補助アンテナ４２は、例えば金属等の導電体によって形成される。そして、アンテナ制御回路が受信特性に基づいて２種以上の電圧信号を切替えて出力し、可変特性アンテナ部４の受信特性を切替える構成である。

また、上記実施の形態では、アンテナ制御回路３０，３０Ａ（比較器３１、制御回路３２，３２Ａ）、ＦＦＴ制御回路２０（ピーク検出回路２１、ＦＦＴ窓パルス生成回路２２，２２Ａ）等をそれぞれの機能を実現するハードウェア的な回路構成として説明したが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等を備え、ＲＯＭに記憶されたプログラムがＲＡＭに展開され、ＲＡＭに展開されたプログラムとＣＰＵとの協働により、各種機能が実現されるソフトウェア的な構成としてもよい。

また、上記各実施の形態における受信装置１，１Ａの各構成要素の細部構成及び細部動作に関しては、本発明の趣旨を逸脱することのない範囲で適宜変更可能であることは勿論である。

本発明に係る第１の実施の形態の受信装置１の機能構成を示すブロック図である。 本発明に係る第１の実施の形態のアンテナ制御回路３０の内部構成を示すブロック図である。 （ａ）は、受信するＯＦＤＭ信号２００を示す図である。（ｂ）は、ＯＦＤＭ信号２００の遅延信号２１０を示す図である。（ｃ）は、ＯＦＤＭ信号の相関値２２０を示す図である。（ｄ）は、相関値２２０の積分値を示す図である。 （ａ）は、Ａ波のＯＦＤＭシンボル信号Ａｗを示す図である。（ｂ）は、Ａ波より遅延したＢ波のＯＦＤＭシンボル信号Ｂｗを示す図である。（ｃ）は、Ａ波及びＢ波の合成波のＯＦＤＭシンボル信号ＡＢｗを示す図である。（ｄ）は、ＦＦＴ窓パルスの一例を示す図である。 （ａ）は、ＢＰＳＫにおける標準ＳＰ信号の信号点配置を示す図である。（ｂ）は、受信ＳＰ信号の信号点配置を示す図である。 本発明に係る第１の実施の形態のアンテナ制御回路３０で実行される第１のアンテナ切替処理と、ＦＦＴ制御回路２０で実行される第１のＦＦＴ窓位置設定処理と、を示すフローチャートである。 本発明に係る第１の実施の形態における受信品位及び信号Ｓ３の一例を示す図である。 本発明に係る第２の実施の形態の受信装置１Ａの機能構成を示すブロック図である。 本発明に係る第２の実施の形態のアンテナ制御回路３０Ａの内部構成を示すブロック図である。 本発明に係る第２の実施の形態のアンテナ制御回路３０Ａで実行される第２のアンテナ切替処理と、ＦＦＴ制御回路２０Ａで実行される第２のＦＦＴ窓位置設定処理と、を示すフローチャートである。 （ａ）は、ＱＰＳＫにおける標準ＳＰ信号の信号点配置を示す図である。（ｂ）は、受信ＳＰ信号の信号点配置を示す。 可変特性アンテナ部４の構成を示す図である。

符号の説明

１，１Ａ 受信装置
２，３ アンテナ
１００，１００Ａ ＯＦＤＭ信号復調回路
１１２，１１３ アンテナ接続端子
１３ チューナ回路
１４ ＡＤコンバータ
１５ 伝送路等価回路
１６ 復調回路
１７ 誤り訂正回路
１８ 受信品位検出回路
１８１ 同期信号抽出回路
２０，２０Ａ ＦＦＴ制御回路
２１ ピーク検出回路
２２，２２Ａ ＦＦＴ窓パルス生成回路
２３ ＦＦＴ処理回路
２４，２４Ａ 第１レジスタ
３０，３０Ａ アンテナ制御回路
３１ 比較器
３２，３２Ａ 制御回路
３３ 第２レジスタ
３４ 第３レジスタ
４ 可変特性アンテナ部
４１ アンテナ
４２ 補助アンテナ
４３ インダクタ
４４ バリキャップ

Claims (2)

1. アンテナを接続可能な複数のアンテナ接続端子を有し、この複数のアンテナ接続端子の中から一つのアンテナ接続端子を選択して受信するアンテナを切替えるアンテナ切替手段と、
   このアンテナ切替手段により選択された一つのアンテナ接続端子に接続されたアンテナにより受信されたＯＦＤＭ信号の受信品位を検出する受信品位検出手段と、
   この受信品位検出手段により検出された受信品位に基づいて受信するアンテナを切替えるように前記アンテナ切替手段を制御するアンテナ切替制御手段と、
   前記アンテナ切替手段により選択された一つのアンテナ接続端子に接続されたアンテナにより受信されたＯＦＤＭ信号に基づいてＦＦＴ窓パルスを生成するＦＦＴ窓パルス生成手段と、
   このＦＦＴ窓パルス生成手段により生成されたＦＦＴ窓パルスの位置を示す位置データを前記受信中のアンテナ毎に対応づけて更新しながら記憶する記憶手段と、
   前記アンテナ切替制御手段によりアンテナを切替える制御が成された時のみ前記記憶手段から切替え後のアンテナに対応する前記位置データを読み出し、この読み出された位置データに基づいたＦＦＴ窓パルスを生成するように前記ＦＦＴ窓パルス生成手段を制御するＦＦＴ窓パルス生成制御手段と、
   前記ＦＦＴ窓パルス生成手段により生成されたＦＦＴ窓パルスを用いて前記受信されたＯＦＤＭ信号をＦＦＴ処理してＦＦＴ信号を出力するＦＦＴ処理手段と、
   を備えることを特徴とするＯＦＤＭ受信装置。
2. アンテナを接続可能なアンテナ接続端子の中から一つのアンテナ接続端子を選択して受信するアンテナを切替えるアンテナ切替工程と、
   このアンテナ切替工程により選択された一つのアンテナ接続端子に接続されたアンテナにより受信されたＯＦＤＭ信号の受信品位を検出する受信品位検出工程と、
   この受信品位検出工程により検出された受信品位に基づいて受信するアンテナを切替えるように前記アンテナ切替工程を制御するアンテナ切替制御工程と、
   前記アンテナ切替工程により選択された一つのアンテナ接続端子に接続されたアンテナにより受信されたＯＦＤＭ信号に基づいてＦＦＴ窓パルスを生成するＦＦＴ窓パルス生成工程と、
   このＦＦＴ窓パルス生成工程により生成されたＦＦＴ窓パルスの位置を示す位置データを前記受信中のアンテナ毎に対応づけて更新しながら記憶装置に記憶させる記憶工程と、
   前記アンテナ切替制御工程によりアンテナを切替える制御が成された時のみ前記記憶装置から切替え後のアンテナに対応する前記位置データを読み出し、この読み出された位置データに基づいたＦＦＴ窓パルスを生成するように前記ＦＦＴ窓パルス生成工程を制御するＦＦＴ窓パルス生成制御工程と、
   前記ＦＦＴ窓パルス生成工程により生成されたＦＦＴ窓パルスを用いて前記受信されたＯＦＤＭ信号をＦＦＴ処理してＦＦＴ信号を出力するＦＦＴ処理工程と、
   を備えることを特徴とするＯＦＤＭ受信方法。

Images