復調前帯域分割型最大比合成ダイバーシチ

域）に分ける．グループ内のデータ数Q は6400/Mである．周波数選択性のため合成重み は周波数特性をもつが，各グループでは周波数特性のない重みw(m)^（m =1,2,...,M）とす る．このようなグルーピングを行うと各グループは6400/M個のFFT出力（メンバ）をも つことになる．最大比合成であるので，グループmの重みの決定は，アンテナ間の信号の 相関行列R(m)^{の最大固有値}λ_max(m)^{に属する固有ベクトル}e_max(m)を用いることができる．

このとき，相関行列の各要素を得る平均操作はグループ内のメンバの平均を使うことがで きる（後述の式（8.3））．このようにすると，OFDMの1シンボルの情報に対して全合成重 みが決定できるので，通常のスキャッタードパイロット信号を用いて合成する方法（複数 シンボルの情報を用いて重み決定をする方法）より，原理的な意味で高速な追従が可能に なる．

図8.6は，この手順を図式化したもので，図8.7は，その手順中のグループ化とグループ 単位での処理の部分を表している．以下，この部分の演算を数式で説明する．図8.6で太字 斜線で表したFFT後の信号成分データをx(1)～x(QM)とする．Mは帯域分割数，Qはサブ 帯域内のデータ数である．ここでベクトル

x

はアンテナ素子（素子数N）のFFT後の信号 領域の成分（図8.6の斜線を施した部分）を要素として

[

x k x k x_N k

]

^T

k) ( ) ( ) ( )

( = _{1 2} K

x …（8.1）

で表される．ここで，上添字Tは転置を表す．ブロックm^{の相関行列}

R (m )

は

…（8.2）

（m=1,2,…,M）

となる．ここで，上添字Hは複素共役転置を表す．この相関行列の最大固有値をλ_max(m)^， その固有ベクトルをe_max(m)^{とすると，合成重み}w(m)は

) ( )) ( / ) ( ( )

(m e₁ m e₁ m e_max m

w = …（8.3）

となる．ここで，e₁^{は固有ベクトルの第} 1 番目の要素である．相関行列から固有値解析に よって重みを求めるとグループ間での位相不確定性（あるいは位相不連続性）が生じてし まう．この位相不確定性を避けるために，アンテナ重みベクトルの基準アンテナ（ここで は，アンテナ1を指定）での重みが常に実数になるよう位相調整を行う．式（8.3）右辺の ベクトルにかかる係数はこの位相調整を行うものである．合成信号yは

{ } { }

∑

=

+

− +

−

=

^Q

i

H

m Q i

i Q Q m

m

1

) 1 ( )

1 1 (

)

( x x

R

{ m Q q } w m x { m Q q }

y ( − 1 ) + =

^H

( ) ( − 1 ) +

…（8.4）

（q=1,2,…,Q）

となる．帯域外の周波数成分についてはすべての値を0とおき，このブロックデータをIFFT することにより，最大比合成されたベースバンド信号が得られる．この処理を切り出した OFDMシンボルごとに行う．

以下に述べる合成信号の品質評価では，実放送波信号を用いて，チューナに具備されて いる復調後のCNRで評価する．このため，このあと，このベースバンド信号をパソコン内 でLow IF信号に変換し，これをDA変換でアナログ信号に戻し，更にアップコンバータを 介しテレビチューナで受信可能なRF帯信号に戻す．

図8.6：帯域分割型最大比合成ダイバーシチの信号処理

図8.7：帯域内信号のグルーピングとMRCの重み決定

8.3.2 電波信号処理による最大比合成ダイバーシチ

ここでは，Low IF信号としてADCを介して取り込んだ実数領域信号の信号処理を述べ る．信号処理の流れを図8.8に示す．前節のベースバンド信号処理と共通する部分が多いが，

ここではその違いがある部分について詳しく述べる．

GI の周期性を利用するシンボルの切出しは，この処理を IF 帯で行うことを除いてベー スバンドで行ったことと原理は同じである．ブロック化された信号（実数信号）をIFFT処 理すると図8.8のような正負の周波数領域に，複素数で表される信号が得られる．以下の処 理では，このうちの正側の帯域信号S⁺(f)のみを用いる．帯域分割のグルーピングと重みの 決定方法は基本的に同じである．違いは，S⁺(f)信号に対して求めた重みw⁺(m)を用いて 合成した信号の複素共役信号を図8.8で示しているように周波数を正負反転して，負側の信 号周波数帯にコピーする操作である．信号が存在しない周波数領域の成分をすべて 0 とし

て，周波数領域での1シンボル分のブロックデータを作成する．このブロックデータのIFFT 処理を行うと，得られる信号は，入力信号と同じLow IF信号，すなわち，実数領域の信号 になる．なお，コピーする代わりに負の周波数成分を0とおき，このブロックデータのIFFT 処理を行い，その実数成分を使用することでも，目的とする信号が得られる．この説明か ら分かるように，入出力信号形式が複素数信号であるか，実数信号であるかを除き，信号 処理そのものはベースバンド信号処理も電波信号処理も，本質的に同じである．

本論文では，受信信号の特性を評価するのに，ベースバンドの信号処理の節で述べたと おり，市販チューナによる復調とCNR表示を利用するため，この信号を高周波信号にアッ プコンバートしてテレビチューナに入力する．Low IF段階で取り入れた信号の最大比合成 処理を，ベースバンドへ変換して行うという手間を省いたことが特徴になる．

図8.8：電波信号処理による帯域分割型最大比合成ダイバーシチの信号処理

ドキュメント内 トータルレコーディング技術を用いた 地上デジタル放送波の (ページ 88-92)