JP2004228949A - Radio receiving system, weight updating method and program thereof - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、無線受信システム、ウェイト更新方法、およびウェイト更新プログラムに関し、より特定的には、移動体通信システムの基地局において、アダプティブアレイ処理により所望の移動端末装置からの受信信号を抽出する無線受信システム、およびそのような無線受信システムにおいてアダプティブアレイ処理に用いられるウェイトの更新方法およびウェイト更新プログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、急速に発達しつつある移動体通信システム（たとえば、Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｈａｎｄｙｐｈｏｎｅ Ｓｙｓｔｅｍ：以下、ＰＨＳ）では、基地局と移動端末装置との間の通信に際し、基地局側の無線受信システムにおいて、アダプティブアレイ処理により所望の移動端末装置からの受信信号を抽出する方式が提案されている。
【０００３】
アダプティブアレイ処理とは、移動端末装置からの受信信号に基づいて、基地局のアンテナごとの受信係数（ウェイト）からなるウェイトベクトルを計算して適応制御することによって、所望の移動端末装置からの信号を正確に抽出する処理である。
【０００４】
基地局側の無線受信システムにおいては、受信信号のシンボルごとにこのようなウェイトを計算するウェイト計算機が設けられ、このウェイト計算機は、通常は、受信信号と算出されたウェイトとの複素乗算和と、既知の参照信号との誤差の２乗を減少させるようウェイトを更新させる処理を実行する。
【０００５】
アダプティブアレイ処理では、このようなウェイトの更新（ウェイト学習）を、時間や信号電波の伝搬路特性の変動に応じて適応的に行ない、受信信号中から干渉成分やノイズを除去し、所望の移動端末装置からの受信信号を抽出している。
【０００６】
このウェイト計算機では、上述のように誤差の２乗に基づいた最急降下法（Ｍｉｎｉｍｕｍ Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅ Ｅｒｒｏｒ：以下、ＭＭＳＥ）によりウェイトの更新すなわちウェイト学習を行なっている。より特定的には、ウェイト計算機は、たとえばＭＭＳＥによるＲＬＳ（Ｒｅｃｕｒｓｉｖｅ Ｌｅａｓｔ Ｓｑｕａｒｅｓ）アルゴリズムやＬＭＳ（Ｌｅａｓｔ Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅｓ）アルゴリズムのようなウェイト更新アルゴリズムを使用している。
【０００７】
このようなＭＭＳＥによるアダプティブアレイの処理技術、およびＭＭＳＥによるＲＬＳアルゴリズムとＬＭＳアルゴリズムは周知の技術であり、たとえば非特許文献１に詳細に説明されている。
【０００８】
また、ウェイト計算機は、既知の参照信号が存在しないときには、１シンボル前における、受信信号と算出されたウェイトとの複素乗算和とユークリッド距離が最短のπ／４シフトＱＰＳＫの信号基準点を、現在のシンボル時刻での参照信号とみなす。これは、受信信号は、１シンボルずれても、それほど急激に変動するものではないという事実に基づいている。
【０００９】
そして、ウェイト計算機は、受信信号と算出されたウェイトとの複素乗算和と、このみなされた参照信号との誤差の２乗を減少させるようウェイトを更新させる処理を実行する。
【００１０】
【非特許文献１】
菊間信良著「アレーアンテナによる適応信号処理」（科学技術出版）、１９９８年１１月２５日、ｐ．３５−４９
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、参照信号が存在しない場合において、上述の複素乗算和とみなされた参照信号との誤差が大きいときには、現在のシンボル時刻の正しいシンボルが、上述のようにみなされた参照信号と同一でない可能性が高くなり、誤差の値も正しくない可能性が高くなる。このような場合に、このような誤った誤差を用いて、ウェイトを誤った値に更新すると、現在のシンボル時刻以降のウェイトの値がでたらめな値になってしまう。
【００１２】
それゆえに、この発明の目的は、アダプティブアレイ処理のウェイト更新において、参照信号が存在しないときに、ウェイトの値を誤った値に更新しないようにする無線受信システム、ウェイト更新方法、およびウェイト更新プログラムを提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る無線受信システムは、複数のアンテナを用いて移動端末装置からの信号を受信する無線受信システムであって、所望の移動端末装置から受信した信号のウェイトを更新するウェイト更新手段と、更新されたウェイトと受信した信号との積和演算を行ない、積和演算結果に基づいて、複数個の信号基準点から１個の信号基準点を選択し、選択した信号基準点を所望の移動端末装置からの信号として出力する演算手段と、参照信号が存在しないときに、演算手段により１シンボル前に選択された信号基準点を参照信号とみなして、参照信号と、受信した信号とウェイトとの複素乗算和との誤差を算出する誤差算出手段とを備え、ウェイト更新手段は、誤差の値が小さいかまたは減少していることを示す所定の条件を満たすときに、誤差の値に基づき、ウェイトの更新を行なう。
【００１４】
好ましくは、ウェイト更新手段は、誤差の値が所定の閾値未満のときに、ウェイトの更新を行なう。
【００１５】
好ましくは、ウェイト更新手段は、誤差の値が、１シンボル前の誤差の値よりも所定値以上小さいときに、ウェイトの更新を行なう。
【００１６】
好ましくは、誤差算出手段は、さらに、複数の信号基準点のうち、参照信号以外のすべての信号基準点と、受信した信号とウェイトとの複素乗算和との誤差をそれぞれ算出し、ウェイト更新手段は、参照信号と複素乗算和との誤差の値が、参照信号以外のすべての信号基準点と複素乗算和との誤差の値よりも所定値以上小さいときに、ウェイトの更新を行なう。
【００１７】
また、この発明に係るウェイト更新方法は、複数のアンテナを用いて移動端末装置からの信号を受信する無線受信システムにおけるウェイト更新方法であって、所望の移動端末装置から受信した信号のウェイトを更新するウェイト更新ステップと、更新されたウェイトと受信した信号との積和演算を行ない、積和演算結果に基づいて、複数個の信号基準点から１個の信号基準点を選択し、選択した信号基準点を所望の移動端末装置からの信号として出力する演算ステップと、参照信号が存在しないときに、演算ステップにより１シンボル前に選択された信号基準点を参照信号とみなして、参照信号と、受信した信号とウェイトとの複素乗算和との誤差を算出する誤差算出ステップとを含み、ウェイト更新ステップは、誤差の値が小さいかまたは減少していることを示す所定の条件を満たすときに、誤差の値に基づき、ウェイトの更新を行なう。
【００１８】
好ましくは、ウェイト更新ステップは、誤差の値が所定の閾値未満のときに、ウェイトの更新を行なう。
【００１９】
好ましくは、ウェイト更新ステップは、誤差の値が、１シンボル前の誤差の値よりも所定値以上小さいときに、ウェイトの更新を行なう。
【００２０】
好ましくは、誤差算出ステップは、さらに、複数の信号基準点のうち、参照信号以外のすべての信号基準点と、受信した信号とウェイトとの複素乗算和との誤差をそれぞれ算出し、ウェイト更新ステップは、参照信号と複素乗算和との誤差の値が、参照信号以外のすべての信号基準点と複素乗算和との誤差の値よりも所定値以上小さいときに、ウェイトの更新を行なう。
【００２１】
また、この発明に係るウェイト更新プログラムは、複数のアンテナを用いて移動端末装置からの信号を受信する無線受信システムにおけるウェイト更新プログラムであって、コンピュータに、所望の移動端末装置から受信した信号のウェイトを更新するウェイト更新ステップと、更新されたウェイトと受信した信号との積和演算を行ない、積和演算結果に基づいて、複数個の信号基準点から１個の信号基準点を選択し、選択した信号基準点を所望の移動端末装置からの信号として出力する演算ステップと、参照信号が存在しないときに、演算ステップにより１シンボル前に選択された信号基準点を参照信号とみなして、参照信号と、受信した信号とウェイトとの複素乗算和との誤差を算出する誤差算出ステップとを実行させ、ウェイト更新ステップは、誤差の値が小さいかまたは減少していることを示す所定の条件を満たすときに、誤差の値に基づき、ウェイトの更新を行なう。
【００２２】
好ましくは、ウェイト更新ステップは、誤差の値が所定の閾値未満のときに、ウェイトの更新を行なう。
【００２３】
好ましくは、ウェイト更新ステップは、誤差の値が、１シンボル前の誤差の値よりも所定値以上小さいときに、ウェイトの更新を行なう。
【００２４】
好ましくは、誤差算出ステップは、さらに、複数の信号基準点のうち、参照信号以外のすべての信号基準点と、受信した信号とウェイトとの複素乗算和との誤差をそれぞれ算出し、ウェイト更新ステップは、参照信号と複素乗算和との誤差の値が、参照信号以外のすべての信号基準点と複素乗算和との誤差の値よりも所定値以上小さいときに、ウェイトの更新を行なう。
【００２５】
したがって、この発明によれば、参照信号が存在しないときに、１シンボル前に選択された信号基準点を参照信号とみなして、参照信号と、受信した信号とウェイトとの複素乗算和との誤差を算出し、誤差の値が小さいかまたは減少していることを示す所定の条件を満たすときに、ウェイトの更新を行なうように構成したので、アダプティブアレイ処理のウェイト更新において、参照信号が存在しないときに、ウェイトの値を誤った値に更新しないようにすることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面を参照して詳しく説明する。
【００２７】
＜第１の実施形態＞
図１は、第１の実施の形態に係る基地局側の無線受信システムの機能ブロック図である。図１を参照して、基地局の複数本のアンテナ、たとえば４本のアンテナ１，２，３，４でそれぞれ受信された移動端末装置からの受信信号からなる受信信号ベクトルＸ（ｔ）は、図示しないＲＦ回路でそれぞれ増幅された後、図示しないＡ／Ｄ変換機でそれぞれデジタル信号に変換される。
【００２８】
ここで、受信信号は、π／４ＱＰＳＫ変調で変調された信号である。ｔは、シンボル時刻であり、受信フレーム内の先頭の信号に対するシンボル時刻ｔを１とする。
【００２９】
これらのデジタル信号は、ＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）１５に与えられ、ＤＳＰ１５は、ソフトウエア的にアダプティブアレイ処理を実行する。
【００３０】
アダプティブアレイ処理とは、受信信号に基づいて、アンテナごとの受信係数（ウェイト）からなるウェイトベクトルを計算して適応制御することによって、所望の移動端末装置からの信号を正確に抽出する処理である。
【００３１】
図１に戻って、受信信号ベクトルＸ（ｔ）は、ＤＳＰ１５内の乗算器５，６，７，８のそれぞれの一方入力に与えられるとともに、ウェイト計算機１０に与えられる。
【００３２】
ウェイト計算機１０は、後述するアルゴリズムによりアンテナごとのウェイトからなるウェイトベクトルＷ（ｔ）を算出し、乗算器５，６，７，８のそれぞれの他方入力に与える。
【００３３】
乗算器５，６，７，８は、対応するアンテナからの受信信号ベクトルＸ（ｔ）と、対応するウェイトとをそれぞれ複素乗算する。
【００３４】
加算器９は、乗算器５，６，７，８の乗算結果の総和Ｙ（ｔ）を算出する。この総和Ｙ（ｔ）は以下のように複素乗算和として表わされる。
【００３５】
Ｙ（ｔ）＝ＷＨ（ｔ）Ｘ（ｔ）
ここで、ＷＨ（ｔ）はウェイトベクトルＷ（ｔ）の複素共役の転置を表わしている。この複素乗算和の結果Ｙ（ｔ）は、ウェイト計算機１０に与えられる。
【００３６】
アレイ出力算出器１３は、複素乗算和Ｙ（ｔ）とユークリッド距離が最短となるπ／４シフトＱＰＳＫの信号基準点を選出し、その信号基準点をアレイ出力Ｙ１（ｔ）として出力するとともに、みなされた参照信号としてメモリ１１に格納する。
【００３７】
図２は、π／４ＱＰＳＫ変調方式における信号空間図を示す。シンボル時刻ｔが奇数の場合には、図２における○で示される信号基準点からアレイ出力Ｙ１（ｔ）が選出され、シンボル時刻ｔが偶数の場合には、図２における△で示される信号基準点からアレイ出力Ｙ１（ｔ）が選出される。このアレイ出力Ｙ１（ｔ）は、以下のように表わされる。
【００３８】
Ｙ１（ｔ）＝Ｄｅｃ［Ｙ（ｔ）］
図３は、受信フレームの構成を示す。同図に示すように、受信フレームは、シンボル時刻ｔ＝１〜ｋに対する、既知の参照信号（ＰＲ＋ＵＷ）と、シンボル時刻ｔ＝（ｋ＋１）〜Ｎに対するデータ信号（ＤＡＴＡ）により構成される。この既知の参照信号は、移動端末装置からのすべての受信信号に共通に含まれる。シンボル時刻ｔに対応する既知の参照信号をｄ（ｔ）と記す。
【００３９】
メモリ１１は、この既知の参照信号ｄ（ｔ）（ｔ＝１〜ｋ）を格納するとともに、アレイ出力算出器１３で算出されたアレイ出力Ｙ１（ｔ）（ｔ＝１〜Ｎ）をみなされた参照信号として格納する。
【００４０】
ウェイト計算機１０では、誤差の２乗に基づいた最急降下法（Ｍｉｎｉｍｕｍ Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅ Ｅｒｒｏｒ：以下、ＭＭＳＥ）によりウェイトベクトルの更新すなわちウェイト学習を行なっている。より特定的には、ウェイト計算機１０は、ＭＭＳＥによるＬＭＳ（Ｌｅａｓｔ Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅｓ）アルゴリズムを使用している。ウェイト計算機１０は、受信信号に対応する既知の参照信号ｄ（ｔ）が存在するか否かに応じて、異なる方法でウェイトを計算する。
【００４１】
ウェイト計算機１０は、シンボル時刻ｔが１〜ｋのときには、メモリ１１に予め記憶されている既知の参照信号ｄ（ｔ）と、複素乗算和Ｙ（ｔ）との誤差ｅ（ｔ）を算出する。ウェイト計算機１０は、算出された誤差ｅ（ｔ）の２乗を減少させるよう、次式にしたがってウェイトベクトル更新する。
【００４２】
Ｗ（ｔ＋１）＝Ｗ（ｔ）＋μｅ＊（ｔ）Ｘ（ｔ）
ここで、＊は複素共役を表わす。
【００４３】
一方、ウェイト計算機１０は、受信信号のシンボル時刻ｔが（ｋ＋１）〜Ｎのときには、メモリ１１に記憶されている、みなされた参照信号である１シンボル前のアレイ出力値Ｙ１（ｔ−１）と、複素乗算和Ｙ（ｔ）との誤差ｅ１（ｔ）を算出する。
【００４４】
図２（ａ）および図２（ｂ）は、π／４ＱＰＳＫ変調方式における信号空間におけるアレイ出力値Ｙ１（ｔ−１）と、複素乗算和Ｙ（ｔ）と、誤差ｅ１（ｔ）とを示す。
【００４５】
図２（ａ）では、誤差ｅ１（ｔ）が小さいので、現在のシンボル時刻ｔにおける正しいシンボルが、みなされた参照信号であるアレイ出力値Ｙ１（ｔ−１）である蓋然性が高く、誤差ｅ１（ｔ）の信頼性も高い。したがって、この誤差ｅ１（ｔ）を用いて、ウェイトベクトルＷ（ｔ）が更新される。
【００４６】
すなわち、ウェイト計算機１０は、算出された誤差ｅ１（ｔ）が所定の閾値α（≧０）よりも小さいときには、算出された誤差ｅ１（ｔ）の２乗を減少させるよう、次式にしたがってウェイトベクトル更新する。
【００４７】
Ｗ（ｔ＋１）＝Ｗ（ｔ）＋μｅ１＊（ｔ）Ｘ（ｔ）
一方、図２（ｂ）では、誤差ｅ１（ｔ）が大きく、現在のシンボル時刻ｔにおける正しいシンボルが、みなされた参照信号であるアレイ出力値Ｙ１（ｔ−１）と同一であるかどうか確かでない。すなわち、図２（ｂ）のＡ点が現在のシンボル時刻ｔにおける正しいシンボル点であるかもしれず、誤差ｅ２（ｔ）が正しい誤差であるかもしれない。このように、正しいシンボル点がＡ点であるにもかかわらず、誤った誤差ｅ１（ｔ）に基づいて、ウェイトベクトルを更新すると、以後のウェイト計算がすべて狂ってしまう。
【００４８】
そこで、ウェイト計算機１０は、算出された誤差ｅ１（ｔ）が所定の閾値α以上のときには、ウェイトベクトルの更新を行なわず、Ｗ（ｔ＋１）＝Ｗ（ｔ）とする。これは、受信信号の伝搬路特性は一般的にそれほど急激に変動するものではなく、ウェイトを更新しなくても、理想的ウェイトとそう大きくは変動しないという事実により許容される。
【００４９】
（動作）
次に、第１の実施形態に係る無線受信システムにおけるウェイトベクトル更新処理の動作について説明する。図４は、第１の実施形態に係る無線受信システムのＤＳＰがソフトウエア的に実行するウェイトベクトル更新処理の動作手順を示すフローチャートである。ＤＳＰは、図４に示すフロー図の各ステップを備えるプログラムを図示しないメモリから読み出して実行する。このプログラムは、外部からインストールすることができる。
【００５０】
まず、カウンタ１２によりウェイト計算機１０に設定されるシンボル時刻ｔが１シンボル目に設定される。そして、シンボル時刻ｔ＝１におけるウェイトベクトルＷ（１）には、このフレームが先頭のフレームの場合には、所定の初期値が設定され、先頭のフレームでない場合には、前フレームにおける最終値Ｗ（Ｎ）が設定される（ステップＳ１０１）。
次に、シンボル時刻ｔが参照信号既知の区間内か否かが判断され、参照信号既知の区間内、つまりｔ≦ｋであれば、ステップＳ１０３〜Ｓ１０６の処理を行なう。
【００５１】
まず、乗算器５，６，７，８および加算器９により、次式の複素乗算和が算出される：
Ｙ（ｔ）＝ＷＨ（ｔ）Ｘ（ｔ）（ステップＳ１０３）。
【００５２】
次に、アレイ出力算出器１３は、複素乗算和Ｙ（ｔ）とユークリッド距離が最短の４／πシフトＱＰＳＫの信号基準点を選出し、その信号基準点をアレイ出力Ｙ１（ｔ）として出力するとともに、メモリ１１に格納する：
Ｙ１（ｔ）＝Ｄｅｃ［Ｙ（ｔ）］（ステップＳ１０４）。
【００５３】
次に、ウェイト計算機１０は、メモリ１１内の参照信号ｄ（ｔ）と複素乗算和との誤差ｅ（ｔ）を算出する：
ｅ（ｔ）＝ｄ（ｔ）−Ｙ（ｔ）（ステップＳ１０５）。
【００５４】
そして、ウェイト計算機１０は、次式のように、ウェイトベクトルＷ（ｔ）を更新する：
Ｗ（ｔ＋１）＝Ｗ（ｔ）＋μｅ＊（ｔ）Ｘ（ｔ）（ステップＳ１０６）。
【００５５】
他方、シンボル時刻ｔが参照信号既知の区間外、つまり（ｋ＋１）≦ｔ≦Ｎであれば、ステップＳ１０７〜Ｓ１１２の処理を行なう。
【００５６】
まず、参照信号既知の区間内と同様に、乗算器５，６，７，８および加算器９により、複素乗算和Ｙ（ｔ）が算出される：
Ｙ（ｔ）＝ＷＨ（ｔ）Ｘ（ｔ）（ステップＳ１０７）。
【００５７】
そして、アレイ出力算出器１３は、アレイ出力値Ｙ１（ｔ）を算出して出力するとともに、メモリ１１に格納する：
Ｙ１（ｔ）＝Ｄｅｃ［Ｙ（ｔ）］（ステップＳ１０８）。
【００５８】
ウェイト計算機１０は、メモリ１１に格納されている１シンボル前のアレイ出力値Ｙ１（ｔ−１）と複素乗算和との誤差ｅ１（ｔ）を算出する：
ｅ１（ｔ）＝Ｙ１（ｔ−１）−Ｙ（ｔ）（ステップＳ１０９）。
【００５９】
ウェイト計算機１０は、誤差ｅ１（ｔ）が閾値αよりも小さいときに、次式のように、ウェイトベクトルＷ（ｔ）を更新する：
Ｗ（ｔ＋１）＝Ｗ（ｔ）＋μｅ１＊（ｔ）Ｘ（ｔ）（ステップＳ１１０、Ｓ１１１）。
【００６０】
ウェイト計算機１０は、誤差ｅ１（ｔ）が閾値α以上のときには、ウェイトベクトルＷ（ｔ）を更新しない：
Ｗ（ｔ＋１）＝Ｗ（ｔ）（ステップＳ１１０、Ｓ１１２）。
【００６１】
ステップＳ１１３において、シンボル時刻ｔが受信フレームの最終のシンボル時刻Ｔ＿ｍａｘに到達したことが判断されるまで、ステップＳ１１４においてシンボル時刻ｔをインクリメントしながらステップＳ１０２〜Ｓ１１２が繰り返され、ステップＳ１１３において最終のシンボル時刻に到達したことが判断されると１受信フレーム内のウェイトベクトル更新処理は終了する。
【００６２】
以上のように、本実施の形態に係る無線受信システムによれば、シンボル時刻ｔが参照信号既知の区間外のときに、メモリ１１に格納されている１シンボル前のアレイ出力値Ｙ１（ｔ−１）と複素乗算和との誤差ｅ１（ｔ）が、閾値α以上のときには、ウェイトベクトルＷ（ｔ）を更新しないので、ウェイトの値を誤った値に更新しないようにすることができる。
【００６３】
＜第２の実施形態＞
（構成）
本実施の形態に係る無線受信システムは、図１に示す第１の実施形態の無線受信システムと以下の点で相違する。
【００６４】
ウェイト計算機は、受信信号のシンボル時刻ｔが（ｋ＋１）〜Ｎのときには、メモリ１１に記憶されている、みなされた参照信号である１シンボル前のアレイ出力値Ｙ１（ｔ−１）と、複素乗算和Ｙ（ｔ）との誤差ｅ１（ｔ）を算出する。
【００６５】
図５は、π／４ＱＰＳＫ変調方式における信号空間におけるアレイ出力値Ｙ１（ｔ−２）と、アレイ出力値Ｙ１（ｔ−１）と、複素乗算和Ｙ（ｔ−１）と、複素乗算和Ｙ（ｔ）と、誤差ｅ１（ｔ−１）と、誤差ｅ１（ｔ）とを示す。
【００６６】
図５（ａ）では、シンボル時刻ｔにおける誤差ｅ１（ｔ）が、シンボル時刻ｔ−１における誤差ｅ１（ｔ−１）よりも小さい。つまり、時刻が進むにつれて、フェージングなどの信号電波の伝播路特性の変動がなくなり、複素乗算和Ｙ（ｔ）が正しいシンボル点に近づいていると考えられる。
【００６７】
したがって、ウェイト計算機は、第１の実施形態のように、誤差ｅ１（ｔ）と閾値αを比較するのではなく、算出された誤差ｅ１（ｔ）と、ｅ１（ｔ−１）−β（βは、所定の定数で、β＞０）とを比較し、ｅ１（ｔ）＜ｅ１（ｔ−１）−βのときに、ウェイトベクトルの更新を行なう。
【００６８】
図５（ｂ）では、シンボル時刻ｔにおける誤差ｅ１（ｔ）が、シンボル時刻ｔ−１における誤差ｅ１（ｔ−１）−β以上である。この場合、時刻が進んでも誤差が減少せず、フェージングなどが続いていると考えられる。
【００６９】
したがって、ウェイト計算機は、算出された誤差ｅ１（ｔ）と、ｅ１（ｔ−１）−βとを比較し、ｅ１（ｔ）≧ｅ１（ｔ−１）−βのときには、ウェイトベクトルの更新を行なわず、Ｗ（ｔ＋１）＝Ｗ（ｔ）とする。
【００７０】
（動作）
次に、第２の実施形態に係る無線受信システムにおけるウェイトベクトル更新処理の動作について説明する。図６は、第２の実施形態に係る無線受信システムのＤＳＰがソフトウエア的に実行するウェイトベクトル更新処理の動作手順を示すフローチャートである。ＤＳＰは、図６に示すフロー図の各ステップを備えるプログラムを図示しないメモリから読み出して実行する。このプログラムは、外部からインストールすることができる。
【００７１】
まず、カウンタ１２によりウェイト計算機１０に設定されるシンボル時刻ｔが１シンボル目に設定される。そして、シンボル時刻ｔ＝１におけるウェイトベクトルＷ（１）には、このフレームが先頭のフレームの場合には所定の初期値が設定され、先頭のフレームでない場合には、前フレームにおける最終値Ｗ（Ｎ）が設定される（ステップＳ２０１）。
次に、シンボル時刻ｔが参照信号既知の区間内か否かが判断され、参照信号既知の区間内であれば、ステップＳ２０３〜Ｓ２０６の処理を行なう。
【００７２】
まず、乗算器５，６，７，８および加算器９により、次式の複素乗算和が算出される：
Ｙ（ｔ）＝ＷＨ（ｔ）Ｘ（ｔ）（ステップＳ２０３）。
【００７３】
次に、アレイ出力算出器１３は、複素乗算和Ｙ（ｔ）とユークリッド距離が最短の４／πシフトＱＰＳＫの信号基準点を選出し、その信号基準点をアレイ出力Ｙ１（ｔ）として出力するとともに、メモリ１１に格納する：
Ｙ１（ｔ）＝Ｄｅｃ［Ｙ（ｔ）］（ステップＳ２０４）。
【００７４】
次に、ウェイト計算機は、メモリ１１内の参照信号ｄ（ｔ）と複素乗算和との誤差ｅ（ｔ）を算出する：
ｅ（ｔ）＝ｄ（ｔ）−Ｙ（ｔ）（ステップＳ２０５）。
【００７５】
そして、ウェイト計算機は、次式のように、ウェイトベクトルＷ（ｔ）を更新する：
Ｗ（ｔ＋１）＝Ｗ（ｔ）＋μｅ＊（ｔ）Ｘ（ｔ）（ステップＳ２０６）。
【００７６】
他方、シンボル時刻ｔが、参照信号既知の区間外であれば、ステップＳ２０７〜Ｓ２１２の処理を行なう。
【００７７】
まず、参照信号既知の区間内と同様に、乗算器５，６，７，８および加算器９により、複素乗算和Ｙ（ｔ）が算出される：
Ｙ（ｔ）＝ＷＨ（ｔ）Ｘ（ｔ）（ステップＳ２０７）。
【００７８】
そして、アレイ出力算出器１３は、アレイ出力値Ｙ１（ｔ）を算出して出力するとともに、メモリ１１に格納する：
Ｙ１（ｔ）＝Ｄｅｃ［Ｙ（ｔ）］（ステップＳ２０８）。
【００７９】
ウェイト計算機は、メモリ１１に格納されている、みなされた参照信号である１シンボル前のアレイ出力値Ｙ１（ｔ−１）と複素乗算和との誤差ｅ１（ｔ）を算出する：
ｅ１（ｔ）＝Ｙ１（ｔ−１）−Ｙ（ｔ）（ステップＳ２０９）。
【００８０】
ウェイト計算機は、誤差ｅ１（ｔ）が１シンボル前の誤差ｅ１（ｔ−１）からβを差し引いた値よりも小さいときに、次式のように、ウェイトベクトルＷ（ｔ）を更新する：
Ｗ（ｔ＋１）＝Ｗ（ｔ）＋μｅ１＊（ｔ）Ｘ（ｔ）（ステップＳ２１０、Ｓ２１１）。
【００８１】
ウェイト計算機は、誤差ｅ１（ｔ）が１シンボル前の誤差ｅ１（ｔ−１）からβを差し引いた値以上のときには、ウェイトベクトルＷ（ｔ）を更新しない：
Ｗ（ｔ＋１）＝Ｗ（ｔ）（ステップＳ２１０、Ｓ２１２）。
【００８２】
ステップＳ２１３において、シンボル時刻ｔが受信フレームの最終のシンボル時刻Ｔ＿ｍａｘに到達したことが判断されるまで、ステップＳ２１４においてシンボル時刻ｔをインクリメントしながらステップＳ２０２〜Ｓ２１２が繰り返され、ステップＳ２１３において最終のシンボル時刻に到達したことが判断されると１受信フレーム内のウェイトベクトル更新処理は終了する。
【００８３】
以上のように、本実施の形態に係る無線受信システムによれば、シンボル時刻ｔが参照信号既知の区間外のときに、メモリ１１に格納されている１シンボル前のアレイ出力値Ｙ１（ｔ−１）と複素乗算和との誤差ｅ１（ｔ）が、ｅ１（ｔ）≧ｅ１（ｔ−１）−βのときには、ウェイトベクトルＷ（ｔ）を更新しないので、ウェイトの値を誤った値に更新しないようにすることができる。
【００８４】
＜変形例＞
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、たとえば、以下の変形例も含まれる。
【００８５】
（１）ｎ（≧２）シンボル時刻にわたって、誤差を比較する。
第２の実施形態において、ｅ１（ｔ）＜ｅ１（ｔ−１）−βのとき、つまり、誤差が、１シンボル前の誤差よりもβ以上小さくなったときに、ウェイトの更新を行なうものとしたが、これに限定するものではない。
【００８６】
たとえば、ｅ１（ｔ）＜ｅ１（ｔ−１）−β、かつｅ１（ｔ−１）＜ｅ１（ｔ−２）−βのとき、つまり、２シンボル時刻連続して、誤差が、１シンボル前の誤差よりもβ以上小さくなったときに、ウェイトを更新するものとしてもよい。
【００８７】
また、ｎ（ｎ≧３）シンボル時刻連続して、誤差が、１シンボル前の誤差よりもβ以上小さくなったときに、ウェイトを更新するものとしてもよい。
【００８８】
なお、第２の実施形態、およびこの変形例（１）において、β＝０であってもよい。
【００８９】
（２）その他の信号基準点との誤差と比較する。
第１の実施形態において、１シンボル前のアレイ出力値Ｙ１（ｔ−１）と、複素乗算和Ｙ（ｔ）との誤差ｅ（ｔ）が閾値αよりも小さいときに、ウェイトの更新を行なうものとしたが、これに限定するものではない。アレイ出力値Ｙ１（ｔ−１）以外の３つの信号基準点Ａ、Ｂ、Ｃと、複素乗算和Ｙ（ｔ）との誤差ｅＡ（ｔ）、ｅＢ（ｔ）、ｅＣ（ｔ）を算出し、ｅ１（ｔ）＜ｅＡ（ｔ）−γ、ｅ１（ｔ）＜ｅＢ（ｔ）−γ、かつｅ１（ｔ）＜ｅＣ（ｔ）−γのときに限り、ウェイトの更新を行なうものとしてもよい。ここで、γは所定の定数で、γ≧０である。
【００９０】
（３）参照信号がないときのウェイト更新条件を組合せる。
第１、第２の実施形態、および上記変形例における、参照信号がないときにウェイトを更新する条件を組合せるものとしてもよい。たとえば、複数の条件が同時に満たされたときに限り、ウェイトを更新するものとしてもよいし、複数の条件のうち、どれか１つが満たされたときに限り、ウェイトを更新するものとしてもよい。
【００９１】
（４）信号基準点を用いずに誤差を算出する。
第１および第２の実施形態において、ｅ１（ｔ）＝Ｄｅｃ［Ｙ（ｔ−１）］−Ｙ（ｔ）としてウェイト更新を行なったが、これに限定するものではなく、ｅ１（ｔ）＝Ｙ（ｔ−１）−Ｙ（ｔ）としてウェイト更新を行なうものとしてもよい。また、この誤差ｅ１（ｔ）が第１、第２の実施形態、または上記変形例の条件を満たすときに限り、ウェイトの更新を行なうものとしてもよい。
【００９２】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００９３】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、参照信号が存在しないときに、１シンボル前に選択された信号基準点を参照信号とみなして、参照信号と、受信した信号とウェイトとの複素乗算和との誤差を算出し、誤差の値が小さいかまたは減少していることを示す所定の条件を満たすときに、ウェイトの更新を行なうように構成したので、アダプティブアレイ処理のウェイト更新において、参照信号が存在しないときに、ウェイトの値を誤った値に更新しないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態に係る基地局側の無線受信システムの機能ブロック図である。
【図２】π／４ＱＰＳＫ変調方式における信号空間におけるアレイ出力値Ｙ１（ｔ−１）と、複素乗算和Ｙ（ｔ）と、誤差ｅ１（ｔ）とを示す図である。
【図３】受信フレームの構成を示す図である。
【図４】第１の実施形態に係る無線受信システムのＤＳＰがソフトウエア的に実行するウェイトベクトル更新処理の動作手順を示すフローチャートである。
【図５】π／４ＱＰＳＫ変調方式における信号空間におけるアレイ出力値Ｙ１（ｔ−２）と、アレイ出力値Ｙ１（ｔ−１）と、複素乗算和Ｙ（ｔ−１）と、複素乗算和Ｙ（ｔ）と、誤差ｅ１（ｔ−１）と、誤差ｅ１（ｔ）とを示す図である。
【図６】第２の実施形態に係る無線受信システムのＤＳＰがソフトウエア的に実行するウェイトベクトル更新処理の動作手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１，２，３，４ アンテナ、５，６，７，８ 乗算器、９ 加算器、１０ ウェイト計算機、１１ メモリ、１２ カウンタ、１３ アレイ出力算出器、１５
ＤＳＰ。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a wireless reception system, a weight update method, and a weight update program, and more particularly, to a base station of a mobile communication system, which extracts a reception signal from a desired mobile terminal device by adaptive array processing. The present invention relates to a receiving system, a weight updating method and a weight updating program used for adaptive array processing in such a wireless receiving system.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, in a mobile communication system (for example, Personal Handyphone System: hereinafter, PHS) that is rapidly developing, an adaptive array processing is performed in a base station-side radio reception system when performing communication between a base station and a mobile terminal device. Has proposed a method of extracting a received signal from a desired mobile terminal device.
[0003]
Adaptive array processing is a method of calculating a weight vector composed of a reception coefficient (weight) for each antenna of a base station based on a received signal from a mobile terminal device and performing adaptive control, thereby obtaining a signal from a desired mobile terminal device. This is a process for accurately extracting.
[0004]
In the radio reception system on the base station side, a weight calculator for calculating such a weight for each symbol of the received signal is provided, and this weight calculator usually includes a complex multiplication sum of the received signal and the calculated weight. , The weight is updated so as to reduce the square of the error from the known reference signal.
[0005]
In the adaptive array processing, such weight updating (weight learning) is performed adaptively in accordance with time and fluctuations in the propagation path characteristics of signal radio waves, thereby removing interference components and noise from the received signal and performing desired movement. The signal received from the terminal device is extracted.
[0006]
In this weight calculator, weight updating, that is, weight learning, is performed by the steepest descent method (Minimum Mean Square Error: hereinafter, MMSE) based on the square of the error as described above. More specifically, the weight calculator uses a weight update algorithm such as an RLS (Recursive Least Squares) algorithm or an LMS (Least Mean Squares) algorithm by MMSE.
[0007]
Such an adaptive array processing technique based on the MMSE and the RLS algorithm and the LMS algorithm based on the MMSE are well-known techniques, and are described in detail in, for example, Non-Patent
[0008]
Further, when there is no known reference signal, the weight calculator calculates the signal reference point of the π / 4 shift QPSK having the shortest Euclidean distance and the complex multiplication sum of the received signal and the calculated weight one symbol before. Is regarded as the reference signal at the symbol time. This is based on the fact that the received signal does not fluctuate so rapidly even if shifted by one symbol.
[0009]
Then, the weight calculator executes a process for updating the weight so as to reduce the square of the error between the complex sum of the received signal and the calculated weight and the error of the regarded reference signal.
[0010]
[Non-patent document 1]
Nobuyoshi Kikuma, "Adaptive Signal Processing by Array Antenna" (Science & Technology Publishing), November 25, 1998, p. 35-49
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
However, when there is no reference signal and the error from the reference signal regarded as the complex multiplication sum is large, the correct symbol at the current symbol time may not be the same as the reference signal regarded as described above. And the likelihood that the value of the error is incorrect is also increased. In such a case, if the weight is updated to an incorrect value using such an erroneous error, the weight value after the current symbol time becomes a random value.
[0012]
Therefore, an object of the present invention is to provide a wireless reception system, a weight update method, and a weight update program for preventing a weight value from being updated to an erroneous value when a reference signal does not exist in a weight update in adaptive array processing. It is to provide.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
A wireless reception system according to the present invention is a wireless reception system that receives a signal from a mobile terminal device using a plurality of antennas, and a weight update unit that updates a weight of a signal received from a desired mobile terminal device, Performs a product sum operation of the updated weight and the received signal, selects one signal reference point from a plurality of signal reference points based on the result of the product sum operation, and moves the selected signal reference point to a desired position. Calculating means for outputting as a signal from the terminal device; and when the reference signal does not exist, the signal reference point selected one symbol before by the calculating means is regarded as the reference signal, and the reference signal, the received signal and the weight are determined. Error calculating means for calculating an error with the complex multiplication sum of, the weight updating means, when satisfying a predetermined condition indicating that the error value is small or decreasing, Based on the difference value, it performs weight update.
[0014]
Preferably, the weight updating means updates the weight when the value of the error is less than a predetermined threshold.
[0015]
Preferably, the weight updating means updates the weight when the error value is smaller than the error value one symbol before by a predetermined value or more.
[0016]
Preferably, the error calculating unit further calculates an error between each of the plurality of signal reference points other than the reference signal and a complex multiplication sum of the received signal and the weight, and calculates the weight updating unit. Performs weight update when the value of the error between the reference signal and the complex multiplication sum is smaller than the value of the error between all the signal reference points other than the reference signal and the complex multiplication sum by a predetermined value or more.
[0017]
Further, a weight updating method according to the present invention is a weight updating method in a wireless reception system that receives a signal from a mobile terminal device using a plurality of antennas, and updates a weight of a signal received from a desired mobile terminal device. Weight updating step, and performing a product-sum operation of the updated weight and the received signal, selecting one signal reference point from a plurality of signal reference points based on the result of the product-sum operation, and selecting the selected signal. A calculating step of outputting the reference point as a signal from a desired mobile terminal device; and when there is no reference signal, the signal reference point selected one symbol before by the calculation step is regarded as a reference signal, and a reference signal; An error calculating step of calculating an error between the complex sum of the received signal and the weight, and the weight updating step includes determining whether the error value is small or not. When reduced to a predetermined condition is satisfied indicating that has, based on the value of the error, performs the weight update.
[0018]
Preferably, the weight updating step updates the weight when the value of the error is less than a predetermined threshold.
[0019]
Preferably, the weight updating step updates the weight when the error value is smaller than the error value one symbol before by a predetermined value or more.
[0020]
Preferably, the error calculating step further calculates, among the plurality of signal reference points, all signal reference points other than the reference signal, and the error between the complex sum of the received signal and the weight, and the weight updating step. Performs weight update when the value of the error between the reference signal and the complex multiplication sum is smaller than the value of the error between all the signal reference points other than the reference signal and the complex multiplication sum by a predetermined value or more.
[0021]
Further, the weight update program according to the present invention is a weight update program in a wireless reception system that receives a signal from a mobile terminal device using a plurality of antennas. A weight update step of updating weights, performing a product-sum operation of the updated weight and the received signal, and selecting one signal reference point from a plurality of signal reference points based on the product-sum operation result; A calculation step of outputting the selected signal reference point as a signal from a desired mobile terminal device; and, when there is no reference signal, deeming the signal reference point selected one symbol before by the calculation step as a reference signal, and An error calculating step of calculating an error between the signal and a complex multiplication sum of the received signal and the weight, and -Up, when a predetermined condition is satisfied indicating that the value of the error is small or reduced, based on the value of the error, performs the weight update.
[0022]
Preferably, the weight updating step updates the weight when the value of the error is less than a predetermined threshold.
[0023]
Preferably, the weight updating step updates the weight when the error value is smaller than the error value one symbol before by a predetermined value or more.
[0024]
Preferably, the error calculating step further calculates, among the plurality of signal reference points, all signal reference points other than the reference signal, and the error between the complex sum of the received signal and the weight, and the weight updating step. Performs weight update when the value of the error between the reference signal and the complex multiplication sum is smaller than the value of the error between all the signal reference points other than the reference signal and the complex multiplication sum by a predetermined value or more.
[0025]
Therefore, according to the present invention, when the reference signal does not exist, the signal reference point selected one symbol before is regarded as the reference signal, and the error between the reference signal and the complex multiplication sum of the received signal and the weight is determined. Is calculated, and when a predetermined condition indicating that the error value is small or decreasing is satisfied, the weight is updated. Therefore, in the weight update of the adaptive array processing, the reference signal does not exist. Sometimes, it is possible to prevent the weight value from being updated to an incorrect value.
[0026]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0027]
<First embodiment>
FIG. 1 is a functional block diagram of the base station-side radio reception system according to the first embodiment. With reference to FIG. 1, a received signal vector X (t) composed of received signals from a mobile terminal device received by a plurality of antennas of a base station, for example, four
[0028]
Here, the received signal is a signal modulated by π / 4 QPSK modulation. t is a symbol time, and the symbol time t for the first signal in the received frame is set to 1.
[0029]
These digital signals are provided to a DSP (Digital Signal Processor) 15, and the
[0030]
The adaptive array process is a process of accurately extracting a signal from a desired mobile terminal device by calculating a weight vector including a reception coefficient (weight) for each antenna based on a received signal and performing adaptive control. .
[0031]
Returning to FIG. 1, the received signal vector X (t) is provided to one input of each of the
[0032]
The
[0033]
The
[0034]
The
[0035]
Y (t) = W H (T) X (t)
Where W H (T) represents the transposition of the complex conjugate of the weight vector W (t). The result Y (t) of the complex multiplication sum is given to the
[0036]
The
[0037]
FIG. 2 shows a signal space diagram in the π / 4 QPSK modulation scheme. When the symbol time t is an odd number, the array output Y1 (t) is selected from the signal reference point indicated by a circle in FIG. 2, and when the symbol time t is an even number, the signal reference point indicated by a triangle in FIG. An array output Y1 (t) is selected from the points. This array output Y1 (t) is expressed as follows.
[0038]
Y1 (t) = Dec [Y (t)]
FIG. 3 shows a configuration of the received frame. As shown in the figure, a received frame is composed of a known reference signal (PR + UW) for symbol times t = 1 to k and a data signal (DATA) for symbol times t = (k + 1) to N. This known reference signal is commonly included in all received signals from the mobile terminal device. The known reference signal corresponding to the symbol time t is denoted as d (t).
[0039]
The memory 11 stores the known reference signal d (t) (t = 1 to k) and regards the array output Y1 (t) (t = 1 to N) calculated by the
[0040]
In the
[0041]
When the symbol time t is 1 to k, the
[0042]
W (t + 1) = W (t) + μe * (T) X (t)
Here, * represents a complex conjugate.
[0043]
On the other hand, when the symbol time t of the received signal is (k + 1) to N, the
[0044]
FIGS. 2A and 2B show an array output value Y1 (t-1), a complex multiplication sum Y (t), and an error e1 (t) in a signal space in the π / 4 QPSK modulation scheme. .
[0045]
In FIG. 2A, since the error e1 (t) is small, it is highly probable that the correct symbol at the current symbol time t is the array output value Y1 (t-1) which is the regarded reference signal, and the error e1 The reliability of (t) is also high. Therefore, weight vector W (t) is updated using this error e1 (t).
[0046]
That is, when the calculated error e1 (t) is smaller than the predetermined threshold α (≧ 0), the
[0047]
W (t + 1) = W (t) + μe1 * (T) X (t)
On the other hand, in FIG. 2B, it is determined whether the error e1 (t) is large and the correct symbol at the current symbol time t is the same as the array output value Y1 (t-1) which is the regarded reference signal. Not. That is, point A in FIG. 2B may be the correct symbol point at the current symbol time t, and error e2 (t) may be the correct error. As described above, if the weight vector is updated based on the erroneous error e1 (t) even though the correct symbol point is the point A, all subsequent weight calculations will be incorrect.
[0048]
Therefore, when the calculated error e1 (t) is equal to or larger than the predetermined threshold α, the
[0049]
(motion)
Next, the operation of the weight vector update processing in the wireless reception system according to the first embodiment will be described. FIG. 4 is a flowchart illustrating an operation procedure of a wait vector update process executed by software of the DSP of the wireless reception system according to the first embodiment. The DSP reads out a program including each step of the flowchart shown in FIG. 4 from a memory (not shown) and executes the program. This program can be installed from the outside.
[0050]
First, the symbol time t set in the
Next, it is determined whether or not the symbol time t is within the section where the reference signal is known. If the symbol time t is within the section where the reference signal is known, that is, if t ≦ k, the processes of steps S103 to S106 are performed.
[0051]
First, the
Y (t) = W H (T) X (t) (Step S103).
[0052]
Next, the
Y1 (t) = Dec [Y (t)] (Step S104).
[0053]
Next, the
e (t) = d (t) -Y (t) (step S105).
[0054]
Then, the
W (t + 1) = W (t) + μe * (T) X (t) (Step S106).
[0055]
On the other hand, if the symbol time t is outside the section where the reference signal is known, that is, if (k + 1) ≦ t ≦ N, the processing of steps S107 to S112 is performed.
[0056]
First, as in the known section of the reference signal, the
Y (t) = W H (T) X (t) (Step S107).
[0057]
Then, the
Y1 (t) = Dec [Y (t)] (Step S108).
[0058]
The
e1 (t) = Y1 (t-1) -Y (t) (step S109).
[0059]
When the error e1 (t) is smaller than the threshold α, the
W (t + 1) = W (t) + μe1 * (T) X (t) (Steps S110, S111).
[0060]
The
W (t + 1) = W (t) (Steps S110, S112).
[0061]
Until it is determined in step S113 that the symbol time t has reached the final symbol time T_max of the received frame, steps S102 to S112 are repeated while incrementing the symbol time t in step S114. When it is determined that the time has been reached, the process of updating the weight vector in one received frame ends.
[0062]
As described above, according to the radio reception system according to the present embodiment, when symbol time t is outside the section where the reference signal is known, array output value Y1 (t− When the error e1 (t) between 1) and the complex multiplication sum is equal to or larger than the threshold α, the weight vector W (t) is not updated, so that the weight value can be prevented from being updated to an incorrect value.
[0063]
<Second embodiment>
(Constitution)
The radio reception system according to the present embodiment differs from the radio reception system of the first embodiment shown in FIG. 1 in the following points.
[0064]
When the symbol time t of the received signal is (k + 1) to N, the weight calculator calculates the array output value Y1 (t−1) of one symbol before, which is the regarded reference signal, stored in the memory 11 and the complex value. An error e1 (t) from the multiplication sum Y (t) is calculated.
[0065]
FIG. 5 shows an array output value Y1 (t-2), an array output value Y1 (t-1), a complex multiplication sum Y (t-1), and a complex multiplication sum Y in a signal space in the π / 4 QPSK modulation scheme. (T), error e1 (t-1), and error e1 (t).
[0066]
In FIG. 5A, the error e1 (t) at the symbol time t is smaller than the error e1 (t-1) at the symbol time t-1. In other words, it is considered that as the time advances, there is no change in the propagation characteristic of the signal radio wave such as fading, and the complex multiplication sum Y (t) approaches the correct symbol point.
[0067]
Therefore, the weight calculator does not compare the error e1 (t) with the threshold α as in the first embodiment, but calculates the calculated error e1 (t) and e1 (t−1) −β (β Is a predetermined constant, compares β> 0), and updates the weight vector when e1 (t) <e1 (t−1) −β.
[0068]
In FIG. 5B, the error e1 (t) at the symbol time t is greater than or equal to the error e1 (t-1) -β at the symbol time t-1. In this case, it is considered that the error does not decrease even if the time advances, and fading or the like continues.
[0069]
Therefore, the weight calculator compares the calculated error e1 (t) with e1 (t−1) −β, and when e1 (t) ≧ e1 (t−1) −β, updates the weight vector. Without performing, it is assumed that W (t + 1) = W (t).
[0070]
(motion)
Next, the operation of the weight vector update processing in the wireless reception system according to the second embodiment will be described. FIG. 6 is a flowchart illustrating an operation procedure of a weight vector update process executed by software of the DSP of the wireless reception system according to the second embodiment. The DSP reads a program including the steps of the flowchart shown in FIG. 6 from a memory (not shown) and executes the program. This program can be installed from the outside.
[0071]
First, the symbol time t set in the
Next, it is determined whether or not the symbol time t is within the section in which the reference signal is known.
[0072]
First, the
Y (t) = W H (T) X (t) (Step S203).
[0073]
Next, the
Y1 (t) = Dec [Y (t)] (step S204).
[0074]
Next, the weight calculator calculates an error e (t) between the reference signal d (t) in the memory 11 and the complex multiplication sum:
e (t) = d (t) -Y (t) (step S205).
[0075]
Then, the weight calculator updates the weight vector W (t) as follows:
W (t + 1) = W (t) + μe * (T) X (t) (Step S206).
[0076]
On the other hand, if the symbol time t is outside the section in which the reference signal is known, the processing in steps S207 to S212 is performed.
[0077]
First, as in the known section of the reference signal, the
Y (t) = W H (T) X (t) (Step S207).
[0078]
Then, the
Y1 (t) = Dec [Y (t)] (Step S208).
[0079]
The weight calculator calculates an error e1 (t) between the array output value Y1 (t-1) one symbol before, which is the regarded reference signal, stored in the memory 11 and the complex multiplication sum:
e1 (t) = Y1 (t-1) -Y (t) (step S209).
[0080]
When the error e1 (t) is smaller than a value obtained by subtracting β from the error e1 (t−1) one symbol before, the weight calculator updates the weight vector W (t) as follows:
W (t + 1) = W (t) + μe1 * (T) X (t) (Steps S210, S211).
[0081]
The weight calculator does not update the weight vector W (t) when the error e1 (t) is equal to or greater than a value obtained by subtracting β from the error e1 (t−1) one symbol before:
W (t + 1) = W (t) (Steps S210, S212).
[0082]
Until it is determined in step S213 that the symbol time t has reached the last symbol time T_max of the received frame, steps S202 to S212 are repeated while incrementing the symbol time t in step S214. When it is determined that the time has been reached, the process of updating the weight vector in one received frame ends.
[0083]
As described above, according to the radio reception system according to the present embodiment, when symbol time t is outside the section where the reference signal is known, array output value Y1 (t− When the error e1 (t) between 1) and the complex multiplication sum is e1 (t) ≧ e1 (t−1) −β, the weight vector W (t) is not updated. You can prevent it from being updated.
[0084]
<Modification>
The present invention is not limited to the embodiments described above, and includes, for example, the following modifications.
[0085]
(1) Compare errors over n (≧ 2) symbol times.
In the second embodiment, when e1 (t) <e1 (t-1) -β, that is, when the error is smaller than the error one symbol before by β or more, the weight is updated. However, the present invention is not limited to this.
[0086]
For example, when e1 (t) <e1 (t−1) −β and e1 (t−1) <e1 (t−2) −β, that is, two consecutive symbol times, the error is one symbol before. The weight may be updated when the error becomes smaller than β by at least β.
[0087]
Further, the weight may be updated when the error is smaller than the error of one symbol before by β or more for n (n ≧ 3) symbol times consecutively.
[0088]
In the second embodiment and the modification (1), β = 0 may be set.
[0089]
(2) Compare with the error from other signal reference points.
In the first embodiment, when the error e (t) between the array output value Y1 (t−1) one symbol before and the complex multiplication sum Y (t) is smaller than the threshold α, the weight is updated. However, the present invention is not limited to this. The errors eA (t), eB (t) and eC (t) between the three signal reference points A, B and C other than the array output value Y1 (t-1) and the complex multiplication sum Y (t) are calculated. , E1 (t) <eA (t) −γ, e1 (t) <eB (t) −γ, and e1 (t) <eC (t) −γ, the weight may be updated. Good. Here, γ is a predetermined constant, and γ ≧ 0.
[0090]
(3) Combine weight update conditions when there is no reference signal.
The conditions for updating the weight when there is no reference signal in the first and second embodiments and the above-described modified example may be combined. For example, the weight may be updated only when a plurality of conditions are satisfied at the same time, or the weight may be updated only when any one of the plurality of conditions is satisfied.
[0091]
(4) Calculate the error without using the signal reference point.
In the first and second embodiments, the weight is updated as e1 (t) = Dec [Y (t-1)]-Y (t). However, the present invention is not limited to this, and e1 (t) = Weight update may be performed as Y (t-1) -Y (t). Further, the weight may be updated only when the error e1 (t) satisfies the conditions of the first and second embodiments or the above-described modification.
[0092]
The embodiments disclosed this time are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
[0093]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when there is no reference signal, the signal reference point selected one symbol before is regarded as the reference signal, and the complex multiplication sum of the reference signal, the received signal, and the weight is determined. Is calculated, and when a predetermined condition indicating that the error value is small or decreasing is satisfied, the weight is updated. Therefore, in the weight update of the adaptive array process, the reference signal is updated. Can be prevented from updating the value of the weight to the wrong value when does not exist.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a functional block diagram of a base station side radio receiving system according to a first embodiment.
FIG. 2 is a diagram illustrating an array output value Y1 (t−1), a complex multiplication sum Y (t), and an error e1 (t) in a signal space in the π / 4 QPSK modulation scheme.
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a reception frame.
FIG. 4 is a flowchart showing an operation procedure of a wait vector update process executed by software of the DSP of the wireless reception system according to the first embodiment.
FIG. 5 shows an array output value Y1 (t-2), an array output value Y1 (t-1), a complex multiplication sum Y (t-1), and a complex multiplication sum Y in a signal space in the π / 4 QPSK modulation scheme. It is a figure which shows (t), error e1 (t-1), and error e1 (t).
FIG. 6 is a flowchart illustrating an operation procedure of a wait vector update process executed by software of a DSP of the wireless reception system according to the second embodiment.
[Explanation of symbols]
1, 2, 3, 4 antennas, 5, 6, 7, 8 multipliers, 9 adders, 10 weight calculators, 11 memories, 12 counters, 13 array output calculators, 15
DSP.
Claims (12)
所望の移動端末装置から受信した信号のウェイトを更新するウェイト更新手段と、
前記更新されたウェイトと前記受信した信号との積和演算を行ない、前記積和演算結果に基づいて、複数個の信号基準点から１個の信号基準点を選択し、当該選択した信号基準点を前記所望の移動端末装置からの信号として出力する演算手段と、
参照信号が存在しないときに、前記演算手段により１シンボル前に選択された信号基準点を参照信号とみなして、当該参照信号と、前記受信した信号と前記ウェイトとの複素乗算和との誤差を算出する誤差算出手段とを備え、
前記ウェイト更新手段は、前記誤差の値が小さいかまたは減少していることを示す所定の条件を満たすときに、前記誤差の値に基づき、前記ウェイトの更新を行なう、無線受信システム。A wireless receiving system that receives a signal from a mobile terminal device using a plurality of antennas,
Weight updating means for updating the weight of a signal received from a desired mobile terminal device,
Performing a product-sum operation of the updated weight and the received signal, selecting one signal reference point from a plurality of signal reference points based on the result of the product-sum operation, and selecting the selected signal reference point; Calculating means for outputting as a signal from the desired mobile terminal device,
When the reference signal does not exist, the signal reference point selected one symbol before by the arithmetic unit is regarded as a reference signal, and an error between the reference signal and a complex multiplication sum of the received signal and the weight is calculated. Error calculating means for calculating,
The wireless receiving system, wherein the weight updating unit updates the weight based on the error value when a predetermined condition indicating that the error value is small or decreasing is satisfied.
前記ウェイト更新手段は、前記参照信号と前記複素乗算和との誤差の値が、前記参照信号以外のすべての信号基準点と前記複素乗算和との誤差の値よりも所定値以上小さいときに、前記ウェイトの更新を行なう、請求項１記載の無線受信システム。The error calculation unit further calculates, among the plurality of signal reference points, all signal reference points other than the reference signal, and an error between a complex multiplication sum of the received signal and the weight, respectively.
The weight update means, when the value of the error between the reference signal and the complex multiplication sum is smaller than the error value between all the signal reference points other than the reference signal and the complex multiplication sum by a predetermined value or more, The wireless reception system according to claim 1, wherein the weight is updated.
所望の移動端末装置から受信した信号のウェイトを更新するウェイト更新ステップと、
前記更新されたウェイトと前記受信した信号との積和演算を行ない、前記積和演算結果に基づいて、複数個の信号基準点から１個の信号基準点を選択し、当該選択した信号基準点を前記所望の移動端末装置からの信号として出力する演算ステップと、
参照信号が存在しないときに、前記演算ステップにより１シンボル前に選択された信号基準点を参照信号とみなして、当該参照信号と、前記受信した信号と前記ウェイトとの複素乗算和との誤差を算出する誤差算出ステップとを含み、
前記ウェイト更新ステップは、前記誤差の値が小さいかまたは減少していることを示す所定の条件を満たすときに、前記誤差の値に基づき、前記ウェイトの更新を行なう、ウェイト更新方法。A weight update method in a wireless reception system that receives a signal from a mobile terminal device using a plurality of antennas,
A weight update step of updating a weight of a signal received from a desired mobile terminal device,
Performing a product-sum operation of the updated weight and the received signal, selecting one signal reference point from a plurality of signal reference points based on the result of the product-sum operation, and selecting the selected signal reference point; Is output as a signal from the desired mobile terminal device,
When there is no reference signal, the signal reference point selected one symbol before in the calculation step is regarded as a reference signal, and an error between the reference signal and a complex multiplication sum of the received signal and the weight is calculated. Calculating an error calculation step,
The weight updating method, wherein the weight updating step updates the weight based on the error value when a predetermined condition indicating that the value of the error is small or decreasing is satisfied.
前記ウェイト更新ステップは、前記参照信号と前記複素乗算和との誤差の値が、前記参照信号以外のすべての信号基準点と前記複素乗算和との誤差の値よりも所定値以上小さいときに、前記ウェイトの更新を行なう、請求項５記載のウェイト更新方法。The error calculation step, further, among the plurality of signal reference points, all the signal reference points other than the reference signal, the error of the complex sum of the received signal and the weight is calculated, respectively,
The weight updating step, when the value of the error between the reference signal and the complex multiplication sum is smaller than the error value between all the signal reference points other than the reference signal and the complex multiplication sum by a predetermined value or more, The weight updating method according to claim 5, wherein the weight is updated.
前記更新されたウェイトと前記受信した信号との積和演算を行ない、前記積和演算結果に基づいて、複数個の信号基準点から１個の信号基準点を選択し、当該選択した信号基準点を前記所望の移動端末装置からの信号として出力する演算ステップと、
参照信号が存在しないときに、前記演算ステップにより１シンボル前に選択された信号基準点を参照信号とみなして、当該参照信号と、前記受信した信号と前記ウェイトとの複素乗算和との誤差を算出する誤差算出ステップとを実行させ、前記ウェイト更新ステップは、前記誤差の値が小さいかまたは減少していることを示す所定の条件を満たすときに、前記誤差の値に基づき、前記ウェイトの更新を行なう、ウェイト更新プログラム。A weight update program in a wireless reception system that receives a signal from a mobile terminal device using a plurality of antennas, a computer, a weight update step of updating the weight of a signal received from a desired mobile terminal device,
Performing a product-sum operation of the updated weight and the received signal, selecting one signal reference point from a plurality of signal reference points based on the result of the product-sum operation, and selecting the selected signal reference point; Is output as a signal from the desired mobile terminal device,
When there is no reference signal, the signal reference point selected one symbol before in the calculation step is regarded as a reference signal, and an error between the reference signal and a complex multiplication sum of the received signal and the weight is calculated. Calculating an error, and the weight updating step updates the weight based on the error value when a predetermined condition indicating that the error value is small or decreasing is satisfied. , A weight update program.
前記ウェイト更新ステップは、前記参照信号と前記複素乗算和との誤差の値が、前記参照信号以外のすべての信号基準点と前記複素乗算和との誤差の値よりも所定値以上小さいときに、前記ウェイトの更新を行なう、請求項９記載のウェイト更新プログラム。The error calculation step, further, among the plurality of signal reference points, all the signal reference points other than the reference signal, the error of the complex sum of the received signal and the weight is calculated, respectively,
The weight updating step, when the value of the error between the reference signal and the complex multiplication sum is smaller than the error value between all the signal reference points other than the reference signal and the complex multiplication sum by a predetermined value or more, The weight update program according to claim 9, wherein the weight is updated.
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