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JP4894530B2 - 受信装置とこれを用いた電子機器 - Google Patents
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JP4894530B2 - 受信装置とこれを用いた電子機器 - Google Patents

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Description

本発明は、2以上のアンテナから信号を受信する受信装置とこれを用いた電子機器に関するものである。
従来、この種の受信装置は、図6に示すごとく、アンテナ(図示せず)から受信信号を伝達される受信端子1、2と、前記受信信号から復調信号を作成する復調部3、4と、前記復調信号から受信品質算出値を算出する受信品質算出部5a、6aと、前記受信品質算出値から平均化処理算出値を算出する平均化処理部5b、6bと、平均化処理部5bからの平均化処理算出値と平均化処理部6bからの平均化処理算出値に基づき、復調部3からの復調信号と復調部4からの復調信号との合成比を算出する合成比算出部7と、前記合成比に基づき復調部3からの復調信号と復調部4からの復調信号とを合成して合成復調信号を作成する合成部8とを備えることにより、1つのアンテナから受信した信号から復調信号を作成し出力するものよりも、原則として良い受信品質を有する合成復調信号を出力する構成を実現していた。
なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献1が知られている。
特開2006−80624号公報
このような従来の受信装置では、1つのアンテナから信号を受信し、復調信号を作成するものよりも、結果的に悪い受信品質を有する合成復調信号を出力してしまう可能性があることが問題となっていた。
即ち、一方のアンテナが受信した信号の受信品質が、他方のアンテナが受信した信号の受信品質よりも著しく大きくなる、例としては、図7(a)に示すごとく、この受信装置を有する自動車9において、指向性の異なる2つのアンテナ10、11を有する自動車9が走行方向を変更することにより、例えば信号12の到来方向が図7(b)に示すごとく変化し、その結果として、アンテナ10の信号12に対する受信レベルがアンテナ11におけるそれよりも著しく高くなり、その結果として、一方のアンテナ10が受信した信号の受信品質が、他方のアンテナ11が受信した信号の受信品質よりも著しく大きくなることがある。
このような受信状態において、アンテナ10の受信品質(例えば、受信信号のキャリアレベルとノイズレベルの比(以下、C/N比))を図6に示す受信品質算出部5aにより、アンテナ11の受信品質を受信品質算出部6aにより算出すると、図8(a)に示すごとく、アンテナ10の受信品質を受信品質算出部5aで算出した受信品質算出値13が、受信状態に大きな変化があったt1を過ぎた時点から急激に立ち上がり、図8(b)に示すごとく、アンテナ11の受信品質を受信品質算出部5bで算出した受信品質算出値14が、t1を過ぎた時点から急激に下降する。
次に、受信信号のばらつきに影響されずに2つの復調信号の合成比を定めることを目的として、平均化処理部5b、6bにおいて、これら受信品質算出値13、14に対し平均化処理が行われる。受信品質算出値13、14を平均化処理すると、それぞれ図8(a)(b)に示すような平均化処理算出値15、16となる。
ここで、この平均化処理部5b、6bでは、過去の受信品質算出値13、14の値をも考慮して平均化処理が行われるため、実際にはt1において、受信品質算出値13の値は急激に立ち上がり、受信品質算出値14の値は急激に下降しているにもかかわらず、平均化処理算出値15、16は緩やかなカーブを描いて変化することとなる。
合成比算出部7は、このような平均化処理算出値15、16に基づいて、復調部3からの復調信号と復調部4からの復調信号との合成比を算出するため、実際の受信品質算出値13、14に基づけば9:1若しくは1:0の割合で合成すべきところを、例えば6:4の割合で合成するべきであると判断してしまい、その結果として、1つのアンテナから信号を受信し、復調信号を出力するものよりも、悪い受信品質を有する合成復調信号を合成部8が出力してしまう可能性があった。
そこで本発明は、2以上のアンテナから信号を受信して復調信号を作成し出力する受信装置において、その出力における受信品質を向上させることを目的とする。
そして、この目的を達成するために本発明は、合成復調信号から第3の受信品質算出値を算出する第3の受信品質算出部と、前記第3の受信品質算出値から第3の平均化処理算出値を算出する第3の平均化処理部と、第1の平均化処理算出値と第2の平均化処理算出値と前記第3の平均化処理算出値とを比較する比較選択出力部とを設け、この比較選択出力部は、前記第1の平均化処理算出値と前記第2の平均化処理算出値と前記第3の平均化処理算出値の内、前記第1の平均化処理算出値が最も良い場合には前記第1の復調信号を出力し、前記第2の平均化処理算出値が最も良い場合には前記第2の復調信号を出力し、前記第3の平均化処理算出値が最も良い場合には前記合成復調信号を出力する構成とした受信装置としたものである。
この構成により、本発明の受信装置は、合成復調信号の受信品質を示す第3の平均化処理算出値よりも、第1若しくは第2の復調信号の受信品質を示す第1若しくは第2の平均化処理算出値が良い場合には、これら第1若しくは第2の復調信号を、他の復調信号と合成することなくそのまま出力させることができるため、出力における受信品質を向上させることができるのである。
(実施の形態1)
以下、本発明の実施の形態1における受信装置について図面を参照しながら説明する。
図1において、本実施の形態における受信装置は、信号を受信する受信アンテナ(図示せず)にそれぞれ電気的に接続されるとともに、この受信アンテナ(図示せず)から受信信号が伝達される受信端子17、18と、この受信端子17、18にそれぞれ電気的に接続される復調部19、20と、この復調部19、20に電気的に接続される受信品質算出部21a、22aと、この受信品質算出部21a、22aに電気的に接続される平均化処理部21b、22bと、この平均化処理部21b、22bに電気的に接続される合成比算出部23と、この合成比算出部23及び復調部19、20に電気的に接続される合成部24と、合成部24に電気的に接続される受信品質算出部25aと、この受信品質算出部25aに電気的に接続される平均化処理部25bと、復調部19、20、合成部24、及び平均化処理部21b、22b、25bに電気的に接続される比較選択出力部26とを備えている。
次に、本実施の形態における受信装置の動作原理について説明する。
図1において、まず、受信アンテナ(図示せず)が受信した受信信号が受信端子17、18に伝達される。
次に、この受信信号が復調部19、20に伝達されるとともに、この復調部19、20においてそれぞれ復調信号が作成される。
その後、この復調信号がそれぞれ受信品質算出部21a、22aに伝達されるとともに、この受信品質算出部21a、22aにおいて、図2(a)(b)に示すごとく受信品質算出値27、28が算出される。なお、本実施の形態においては、受信品質算出値27、28としてC/N比を例に挙げて説明するが、その他、受信端子の前段にある可変アンプ(図示せず)の利得を制御するAuto Gain Control電圧(以下、AGC検出)等の受信品質に関する指標であっても構わない。
次に、この受信品質算出値27、28が図1に示す平均化処理部21b、22bに伝達されるとともに、この平均化処理部21b、22bにおいて、図2(a)(b)に示すごとく平均化処理算出値29、30が算出される。
その後、この平均化処理算出値29、30が、図1に示す合成比算出部23に伝達されるとともに、この合成比算出部23において、復調部19による復調信号と復調部20による復調信号との合成比を算出する。
次に、この合成比が合成部24に伝達されるとともに、この合成部24において前記合成比に基づき復調部19による復調信号と復調部20による復調信号との合成が行われ、合成復調信号が作成される。
その後、この合成復調信号が受信品質算出部25aに伝達されるとともに、この受信品質算出部25aにおいて、図2(c)に示すごとく合成復調信号の受信品質算出値31が算出される。
次に、この受信品質算出値31が図1に示す平均化処理部25bに伝達されるとともに、この平均化処理部25bにおいて、図2(c)に示すごとく平均化処理算出値32が算出される。
その後、図1に示す平均化処理部21bにより算出された平均化処理算出値29(図2参照)と、平均化処理部22bにより算出された平均化処理算出値30(図2参照)と、平均化処理部25bにより算出された平均化処理算出値32(図2参照)とが比較選択出力部26に伝達されるとともに、図3に示すごとく、平均化処理算出値29、32、30を単位時間(例えばt0〜t1、t1〜t2)当たりに区切ってその大小を比較する。
本実施の形態においては、この平均化処理算出値29、32、30の内、t0〜t1においては平均化処理算出値32が、t1〜t2においては平均化処理算出値29が最も良い値となっているため、比較選択出力部26は、t0〜t1に関しては復調部19からの復調信号を、t1〜t2に関しては合成部24からの合成復調信号を出力する。
このような構成により、出力における受信品質を向上させることができる。以下、その理由について説明する。
まず、図1に示す合成比算出部23において算出される、復調部19による復調信号と復調部20による復調信号との合成比は、それらの受信品質を図2(a)(b)に示すごとく平均化処理した平均化処理算出値29、30に基づいて算出するわけであるが、受信端子17に接続されたアンテナ(図示せず)と、受信端子18に接続されたアンテナ(図示せず)とのC/N比がさほど変わらないt0〜t1においては、平均化処理算出値29、30に基づいて復調部19、20による復調信号が合成されることにより、図3に示すごとく、二つの復調信号の平均化処理算出値29、30よりも良い平均化処理算出値32を得ることができる。キャリアレベルは、平均化処理部21bが出力するC/N比と平均化処理部22bが出力するC/N比との比に基づいて、復調部19からの復調信号と復調部20からの復調信号のキャリアを合成するため大きくなるのに対し、ノイズレベルは、復調部19からの復調信号と復調部20からの復調信号との間において無相関であるため、合成しても大きくならないからである。
一方、t1〜t2においては、平均化処理算出値29、30に基づいて復調部19、20による復調信号が合成されることにより、図3に示すごとく、平均化処理算出値29よりも悪い平均化処理算出値32を得ることとなる。
即ち、平均化処理算出値29、30は、図2(a)(b)に示すごとく、過去の受信品質算出値13、14の値をも考慮して定められるため、実際にはt1において、受信品質算出値27の値は急激に立ち上がり、受信品質算出値28の値は急激に下降しているにもかかわらず、平均化処理算出値29、30はそれぞれ緩やかなカーブを描いて変化することとなる。図1に示す合成比算出部23は、このような平均化処理算出値29、30に基づいて、復調部19からの復調信号と復調部20からの復調信号との合成比を算出するため、実際の受信品質算出値13、14に基づけば9:1若しくは1:0の割合で合成すべきところを、例えば6:4の割合で合成するべきであると判断してしまい、その結果として、平均化処理算出値29よりも平均化処理算出値32の値が低く算出されることとなる。
しかし、本実施形態の受信装置においては、比較選択出力部26が、図3に示すごとく、平均化処理算出値29、30、32の内、平均化処理算出値29が最も良い場合には復調部19による復調信号を出力し、平均化処理算出値30が最も良い場合には復調部20による復調信号を出力し、平均化処理算出値32が最も良い場合には合成部23による合成復調信号を出力する構成としているため、平均化処理算出値29よりも、合成復調信号の平均化処理算出値32の値が低く算出されることがあっても、t0〜t1においては平均化処理算出値32を、t1〜t2においては平均化処理算出値29を出力するため、出力における受信品質を向上させることができるのである。
さらにこの効果は、携帯端末にこの受信装置を用いる場合などにおいて、特に有効に発揮される。即ち、携帯端末の場合は、例えば外部アンテナと内部アンテナなど、二つのアンテナの利得が異なることに起因し、両者が受信する信号の受信品質が大きく異なる場合や、二つのアンテナの指向性が異なることに起因し、受信端末の向きによって両者が受信する信号の受信品質が大きく異なる場合などが多々有るため、本発明の効果が特に有効に発揮される。なお、その他の電子機器においても本発明の効果は有用である。
なお、図4に示すごとく、図1における比較選択出力部26の代わりに比較出力部26aを平均化処理部21b、22b、25bに接続するとともに、平均化処理部25bからの平均化処理算出値が平均化処理部21b(あるいは平均化処理部22b)からの平均化処理算出値よりも悪い値となる場合には、その情報を合成比算出部23にフィードバックし、復調部19による復調信号と復調部20による復調信号との合成比を1:0(あるいは0:1)となるよう制御し、この合成比に基づいて合成部24が合成復調信号を作成し、この合成復調信号を比較出力部26aに伝達し、この比較出力部26aがこの合成復調信号を出力する構成としても構わない。
また、図5に示すごとく、比較出力部26aの代わりに比較部26bを平均化処理部21b、22b、25bに接続するとともに、平均化処理部25bからの平均化処理算出値が平均化処理部21b(あるいは平均化処理部22b)からの平均化処理算出値よりも悪い値となる場合には、その情報を合成比算出部23にフィードバックし、復調部19による復調信号と復調部20による復調信号との合成比を1:0(あるいは0:1)と成るよう制御し、この合成比に基づいて合成部24が合成復調信号を作成するとともに、直接出力する構成としても構わない。
さらに、以下に示すような構成とすることにより、消費電力を削減することができるという効果を得ることができる。
まず、図1において、平均化処理部25bからの平均化処理算出値が任意の値よりも良い場合には、それを比較選択出力部26が検出するとともに、平均化処理部21bからの平均化処理算出値及び平均化処理部22bからの平均化処理算出値との比較動作を行うことなく、合成部24からの合成復調信号を出力する構成とすることにより、当該比較動作で消費していた電力を削減することができる。
ここで、任意の値とは、ある閾値を指すものであり、変調方式の違いや本受信装置自体の移動速度により、適宜設定するものである。
なお、平均化処理部21bからの平均化処理算出値が任意の値よりも良い場合には、比較選択出力部26が上述の平均動作を行うことなく、復調部19による復調信号を出力し、平均化処理部22bからの平均化処理算出値が任意の値よりも良い場合には、比較選択出力部26が上述の平均動作を行うことなく、復調部20による復調信号を出力する構成としても、電力削減の効果を得ることができる。
さらに、そのような場合においては、受信品質算出部25a、平均化処理部25bの内少なくとも一方の動作を停止するとともに、合成部24からの合成復調信号を任意時間出力する構成とすることにより、当該合成復調信号を受信品質算出部25aにおいて受信品質算出値を算出する電力、又は平均化処理部25bにおいて平均化処理算出値を算出する電力を削減することができる。
なお、このように平均化処理部25bからの平均化処理算出値が任意の値を上回るか否かを判断する構成としても構わないが、比較選択出力部26の後段に他の受信品質算出部を設け、その値が任意の値を上回るか否かを判断する構成としても構わない。
また、復調部19からの復調信号の受信品質が、復調部20からの復調信号の受信品質よりも常に高く、比較選択出力部26が復調部19からの復調信号を任意時間継続して出力するような場合には、復調部20、受信品質算出部22a、平均化処理部22b、合成比算出部23、合成部24、受信品質算出部25a、平均化処理部25bの内少なくとも1つの動作を停止することにより、停止させた部位で消費していた電力を削減することができる。
逆に、復調部20からの復調信号の受信品質が、復調部19からの復調信号の受信品質よりも常に高く、比較選択出力部26が復調部20からの復調信号を任意時間継続して出力するような場合には、復調部19、受信品質算出部21a、平均化処理部21b、合成比算出部23、合成部24、受信品質算出部25a、平均化処理部25bの内少なくとも1つの動作を停止することにより、停止させた部位で消費していた電力を削減することができる。
また、図4において、平均化処理部25bからの平均化処理算出値が任意の値よりも良い場合には、それを比較出力部26aが検出するとともに、平均化処理部21bからの平均化処理算出値及び平均化処理部22bからの平均化処理算出値との比較動作を行うことなく、合成部24からの合成復調信号を出力する構成とすることにより、当該比較動作で消費していた電力を削減することができる。
さらに、そのような場合においては、受信品質算出部25a、平均化処理部25bの内少なくとも一方の動作を停止するとともに、合成部24からの合成復調信号を任意時間出力する構成とすることにより、当該合成復調信号を受信品質算出部25aにおいて受信品質算出値を算出する電力、又は平均化処理部25bにおいて平均化処理算出値を算出する電力を削減することができる。
なお、このように平均化処理部25bからの平均化処理算出値が任意の値を上回るか否かを判断する構成としても構わないが、比較出力部26aの後段に他の受信品質算出部を設け、その値が任意の値を上回るか否かを判断する構成としても構わない。
また、復調部19からの復調信号の受信品質が、復調部20からの復調信号の受信品質よりも常に高く、合成比算出部における合成比が任意時間継続して1:0である場合には、復調部20、受信品質算出部22a、平均化処理部22b、受信品質算出部25a、平均化処理部25bの内少なくとも1つの動作を停止することにより、停止させた部位で消費していた電力を削減することができる。
逆に、復調部20からの復調信号の受信品質が、復調部19からの復調信号の受信品質よりも常に高く、合成比算出部における合成比が任意時間継続して0:1である場合には、復調部19、受信品質算出部21a、平均化処理部21b、受信品質算出部25a、平均化処理部25bの内少なくとも1つの動作を停止することにより、停止させた部位で消費していた電力を削減することができる。
さらに、図5において、平均化処理部25bからの平均化処理算出値が任意の値よりも良い場合には、それを比較部26bが検出するとともに、平均化処理部21bからの平均化処理算出値及び平均化処理部22bからの平均化処理算出値との比較動作を行うことなく、合成部24が合成復調信号を出力する構成とすることにより、当該比較動作で消費していた電力を削減することができる。
さらに、そのような場合においては、受信品質算出部25a、平均化処理部25bの内少なくとも一方の動作を停止するとともに、合成部24が合成復調信号を任意時間出力する構成とすることにより、当該合成復調信号を受信品質算出部25aにおいて受信品質算出値を算出する電力、又は平均化処理部25bにおいて平均化処理算出値を算出する電力を削減することができる。
なお、このように平均化処理部25bからの平均化処理算出値が任意の値を上回るか否かを判断する構成としても構わないが、比較部26bの後段に他の受信品質算出部を設け、その値が任意の値を上回るか否かを判断する構成としても構わない。
また、復調部19からの復調信号の受信品質が、復調部20からの復調信号の受信品質よりも常に高く、合成比算出部における合成比が任意時間継続して1:0である場合には、復調部20、受信品質算出部22a、平均化処理部22b、受信品質算出部25a、平均化処理部25bの内少なくとも1つの動作を停止することにより、停止させた部位で消費していた電力を削減することができる。
逆に、復調部20からの復調信号の受信品質が、復調部19からの復調信号の受信品質よりも常に高く、合成比算出部における合成比が任意時間継続して0:1である場合には、復調部19、受信品質算出部21a、平均化処理部21b、受信品質算出部25a、平均化処理部25bの内少なくとも1つの動作を停止することにより、停止させた部位で消費していた電力を削減することができる。
本発明の受信装置は、その出力における受信品質を向上させることができるという効果を有し、各種電子機器において有用である。
本発明の実施の形態1における受信装置のブロック図 (a)〜(c)は本発明の実施の形態1における受信装置の受信品質算出値及び平均化処理算出値の時間的特性図 本発明の実施の形態1における受信装置の平均化処理算出値の時間的特性図 本発明の実施の形態1における受信装置の他の実施例を示すブロック図 本発明の実施の形態1における受信装置の他の実施例を示すブロック図 従来の受信装置のブロック図 (a)(b)は従来の受信装置におけるアンテナの配置を示す上面図 (a)(b)は従来の受信装置における受信品質算出値及び平均化処理算出値の時間的特性図
符号の説明
17 受信端子
18 受信端子
19 復調部
20 復調部
21a 受信品質算出部
21b 平均化処理部
22a 受信品質算出部
22b 平均間処理部
23 合成比算出部
24 合成部
25a 受信品質算出部
25b 平均化処理部
26 比較選択出力部

Claims (7)

  1. 第1の信号を受信する第1の受信端子と、
    前記第1の信号から第1の復調信号を作成する第1の復調部と、
    前記第1の復調信号から第1の受信品質算出値を算出する第1の受信品質算出部と、
    前記第1の受信品質算出値から第1の平均化処理算出値を算出する第1の平均化処理部と、
    第2の信号を受信する第2の受信端子と、
    前記第2の信号から第2の復調信号を作成する第2の復調部と、
    前記第2の復調信号から第2の受信品質算出値を算出する第2の受信品質算出部と、
    前記第2の受信品質算出値から第2の平均化処理算出値を算出する第2の平均化処理部と、
    前記第1の平均化処理算出値と前記第2の平均化処理算出値から
    前記第1の復調信号と前記第2の復調信号との合成比を算出する合成比算出部と、
    前記合成比に基づき前記第1の復調信号と前記第2の復調信号とを合成して
    合成復調信号を作成する合成部とを備え、
    前記合成復調信号から第3の受信品質算出値を算出する第3の受信品質算出部と、
    前記第3の受信品質算出値から第3の平均化処理算出値を算出する第3の平均化処理部と、
    前記第1の平均化処理算出値と前記第2の平均化処理算出値と前記第3の平均化処理算出値とを比較する比較選択出力部とを設け、
    この比較選択出力部は、
    前記第1の平均化処理算出値と前記第2の平均化処理算出値と前記第3の平均化処理算出値の内、
    前記第1の平均化処理算出値が最も良い場合には前記第1の復調信号を出力し、
    前記第2の平均化処理算出値が最も良い場合には前記第2の復調信号を出力し、
    前記第3の平均化処理算出値が最も良い場合には前記合成復調信号を出力する構成とした受信装置。
  2. 第3の平均化処理算出値が任意の値よりも良い場合には、
    比較選択出力部が第1の平均化処理算出値と第2の平均化処理算出値と第3の平均化処理算出値とを比較することなく、
    合成復調信号を出力し、
    第1の平均化処理算出値が任意の値よりも良い場合には、
    比較選択出力部が第1の平均化処理算出値と第2の平均化処理算出値と第3の平均化処理算出値とを比較することなく、
    第1の復調信号を出力し、
    第2の平均化処理算出値が任意の値よりも良い場合には、
    比較選択出力部が第1の平均化処理算出値と第2の平均化処理算出値と第3の平均化処理算出値とを比較することなく、
    第2の復調信号を出力する構成とした請求項1に記載の受信装置。
  3. 第3の平均化処理算出値が任意の値よりも良い場合には、
    第3の受信品質算出部と第3の平均化処理部の内少なくとも一方の動作を停止する構成とした請求項2に記載の受信装置。
  4. 比較選択出力部が第1の復調信号を任意時間継続して出力した場合には、
    第2の復調部、第2の受信品質算出部、第2の平均処理部、合成比算出部、合成部、第3の受信品質算出部、第3の平均化処理部の内少なくとも1つの動作を停止し、
    比較選択出力部が第2の復調信号を任意時間継続して出力した場合には、
    第1の復調部、第1の受信品質算出部、第1の平均処理部、合成比算出部、合成部、第3の受信品質算出部、第3の平均化処理部の内少なくとも1つの動作を停止する構成とした請求項1に記載の受信装置。
  5. 受信品質算出部はAGC電圧値を用いて受信品質を算出する請求項1からの内いずれかに記載の受信装置。
  6. 受信品質算出部はC/N比を用いて受信品質を算出する請求項1からの内いずれかに記載の受信装置。
  7. 第1の信号を受信する第1のアンテナと、
    前記第1の信号から第1の復調信号を作成する第1の復調部と、
    前記第1の復調信号から第1の受信品質算出値を算出する第1の受信品質算出部と、
    前記第1の受信品質算出値から第1の平均化処理算出値を算出する第1の平均化処理部と、
    第2の信号を受信する第2のアンテナと、
    前記第2の信号から第2の復調信号を作成する第2の復調部と、
    前記第2の復調信号から第2の受信品質算出値を算出する第2の受信品質算出部と、
    前記第2の受信品質算出値から第2の平均化処理算出値を算出する第2の平均化処理部と、
    前記第1の平均化処理算出値と前記第2の平均化処理算出値から
    前記第1の復調信号と前記第2の復調信号との合成比を算出する合成比算出部と、
    前記合成比に基づき前記第1の復調信号と前記第2の復調信号とを合成して
    合成復調信号を作成する合成部とを備え、
    前記合成復調信号から第3の受信品質算出値を算出する第3の受信品質算出部と、
    前記第3の受信品質算出値から第3の平均化処理算出値を算出する第3の平均化処理部と、
    前記第1の平均化処理算出値と前記第2の平均化処理算出値と前記第3の平均化処理算出値とを比較する比較選択出力部とを設け、
    この比較選択出力部は、
    前記第1の平均化処理算出値と前記第2の平均化処理算出値と前記第3の平均化処理算出値の内、
    前記第1の平均化処理算出値が最も良い場合には前記第1の復調信号を出力し、
    前記第2の平均化処理算出値が最も良い場合には前記第2の復調信号を出力し、
    前記第3の平均化処理算出値が最も良い場合には前記合成復調信号を出力する構成とした電子機器。
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