JP3472768B2 - Maximum Doppler frequency estimation device and wireless communication device - Google Patents

Maximum Doppler frequency estimation device and wireless communication device

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JP3472768B2
JP3472768B2 JP2001186233A JP2001186233A JP3472768B2 JP 3472768 B2 JP3472768 B2 JP 3472768B2 JP 2001186233 A JP2001186233 A JP 2001186233A JP 2001186233 A JP2001186233 A JP 2001186233A JP 3472768 B2 JP3472768 B2 JP 3472768B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、フェージング環境
下の無線通信装置に使用する最大ドップラー周波数推定
装置に関するものである。例えば、TDMA(Time Div
ision Multiple Access)方式の公共業務用デジタル移
動通信システムにおいて、多値QAM(Quadrature Ampl
itude Modulation:直交振幅変調)方式で変調をする無
線通信装置に使用する最大ドップラー周波数推定装置に
関するものである。最大ドップラー周波数は、フェージ
ング変動の速さに関連するものである。本発明は、ま
た、その最大ドップラー周波数の推定値を、瞬時伝搬路
特性に応じて変調多値数を選択する高速適応変調無線通
信装置や、遅延スプレッドに応じてフェージング歪補償
法を切り替える無線通信装置に適用した技術に関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a maximum Doppler frequency estimating device used for a wireless communication device under a fading environment. For example, TDMA (Time Div
ision multiple access (QMS) Quadrature Amplitude
The present invention relates to a maximum Doppler frequency estimator used for a wireless communication device that performs modulation using a quadrature amplitude modulation (orthogonal amplitude modulation) method. The maximum Doppler frequency is related to the speed of fading fluctuations. The present invention also provides a high-speed adaptive modulation wireless communication apparatus for selecting the estimated value of the maximum Doppler frequency, a modulation multilevel number according to the instantaneous channel characteristic, and wireless communication for switching fading distortion compensation methods according to the delay spread. It relates to the technology applied to the device.

【0002】[0002]

【従来の技術】移動無線通信においては、フェージング
によって受信信号の振幅と位相が変動する。このフェー
ジング変動を補償する技術として「パイロットシンボル
挿入法」が、三瓶政一、“陸上移動通信用16QAMの
フェージングひずみ補償方式”、電子情報通信学会論文
誌B-II、Vol.J72-B-II,No.1,pp.7-15,1989-1等で知
られている。この方法は、既知の値のパイロットシンボ
ルを情報シンボル区間に挿入して送信し、受信側でパイ
ロットシンボルの受信信号から補間により情報シンボル
位置におけるフェージング変動を推定してフェージング
歪補償を行うものである。
2. Description of the Related Art In mobile radio communication, the amplitude and phase of a received signal fluctuate due to fading. "Pilot symbol insertion method" is a technique for compensating for this fading fluctuation. Seiichi Sampei, "16QAM Fading Distortion Compensation Method for Land Mobile Communication", IEICE Transactions B-II, Vol.J72-B-II , No.1, pp.7-15, 1989-1 etc. In this method, a pilot symbol having a known value is inserted into an information symbol section and transmitted, and a receiving side estimates a fading variation at an information symbol position by interpolation from a received signal of the pilot symbol to perform fading distortion compensation. .

【0003】図15は、パイロットシンボル挿入法を用
いた従来の無線通信装置のブロック構成図である。図1
5(a)は送信機側、図15(b)は受信機側のブロッ
ク構成図である。図15(a)において、1は送信デー
タ、2はシリアル・パラレル変換器(S/P)であっ
て、送信データを4ビット毎に並列データに変換する。
3はベースバンド信号発生部(BSG)であって、4ビ
ットの並列データを16QAM変調の1つのシンボルに
対応させたベースバンド信号に変換する。4はフレーム
信号生成部であって、情報シンボル区間にパイロットシ
ンボルを周期的に等間隔に挿入する。パイロットシンボ
ルとしては、16QAMの信号空間ダイアグラムにおい
て最大振幅をとる4個のシンボルの中で、シンボルを適
宜切り替えて用いる。5はローパスフィルタ(LPF)
であって、ベースバンド信号を帯域制限する。6は直交
変調器、7は局部発振器である。局部発振器7から出力
される基準周波数信号と直交基準周波数信号とを帯域制
限されたベースバンド信号で16QAM変調する。8は
増幅器、9は送信アンテナであって、変調された信号を
増幅して送信する。
FIG. 15 is a block diagram of a conventional radio communication apparatus using the pilot symbol insertion method. Figure 1
5 (a) is a block diagram of the transmitter side, and FIG. 15 (b) is a block diagram of the receiver side. In FIG. 15A, 1 is transmission data, and 2 is a serial / parallel converter (S / P), which converts the transmission data into parallel data every 4 bits.
A baseband signal generator (BSG) 3 converts 4-bit parallel data into a baseband signal corresponding to one symbol of 16QAM modulation. A frame signal generation unit 4 periodically inserts pilot symbols at equal intervals in the information symbol section. As the pilot symbol, among the four symbols having the maximum amplitude in the 16QAM signal space diagram, the symbols are appropriately switched and used. 5 is a low pass filter (LPF)
That is, the baseband signal is band-limited. 6 is a quadrature modulator, and 7 is a local oscillator. The reference frequency signal output from the local oscillator 7 and the quadrature reference frequency signal are 16QAM-modulated by the band-limited baseband signal. Reference numeral 8 is an amplifier, and 9 is a transmission antenna, which amplifies and transmits the modulated signal.

【0004】一方、図15(b)において、11は受信
アンテナ、12はバンドパスフィルタ(BPF)であっ
て、後述するAGC13やAFC14を正常動作させる
ために、受信信号を帯域制限する。13は自動利得制御
部(AGC)であって、受信信号レベルを一定にする。
14は自動周波数制御部(AFC)であって、送信機側
と受信機側との間の周波数オフセットを粗調整する。1
5は直交復調器、16は局部発振器、17はローパスフ
ィルタ(LPF)である。周波数オフセットが粗調整さ
れた受信信号と、局部発振器16から出力される、基準
周波数信号,直交基準周波数信号とを乗算して16QA
Mの準同期検波を行い、LPF17で帯域制限すること
により、受信信号(I相,Q相の2チャネルのベースバ
ンド信号)を出力する。基準周波数信号の周波数は、図
15(a)の送信側の基準周波数信号の周波数と完全に
は一致しない状態で直交復調される。
On the other hand, in FIG. 15B, 11 is a receiving antenna, and 12 is a band pass filter (BPF), which limits the band of the received signal in order to normally operate the AGC 13 and AFC 14 which will be described later. An automatic gain controller (AGC) 13 keeps the received signal level constant.
An automatic frequency controller (AFC) 14 roughly adjusts the frequency offset between the transmitter side and the receiver side. 1
5 is a quadrature demodulator, 16 is a local oscillator, and 17 is a low-pass filter (LPF). 16QA is obtained by multiplying the received signal whose frequency offset is roughly adjusted by the reference frequency signal and the quadrature reference frequency signal output from the local oscillator 16.
The quasi-coherent detection of M is performed and the band is limited by the LPF 17 to output a reception signal (baseband signal of two channels of I phase and Q phase). The frequency of the reference frequency signal is orthogonally demodulated in a state where it does not completely match the frequency of the reference frequency signal on the transmission side in FIG.

【0005】18はフェージング歪推定・補償部であっ
て、パイロットシンボルを用いて、図17を参照して後
述するフェージング歪推定およびフェージング歪補償と
ともに、オフセット周波数の微調整も行う。19はシン
ボル判定部であって、フェージング歪が補償された受信
信号をシンボルタイミングで判定することにより、1シ
ンボルにつき4ビットの出力データ22を出力する。
Reference numeral 18 denotes a fading distortion estimation / compensation unit, which uses a pilot symbol to perform fading distortion estimation and fading distortion compensation, which will be described later with reference to FIG. 17, and also finely adjust the offset frequency. A symbol determination unit 19 outputs 4-bit output data 22 per symbol by determining a received signal in which fading distortion has been compensated for at a symbol timing.

【0006】図16は、パイロットシンボル挿入法にお
ける送信データのフレーム構成を示す説明図である。図
示の例では、情報シンボル部の(N−1)シンボル毎
に、既知の1シンボルのパイロットシンボルを周期的に
挿入している。この1シンボルのパイロットシンボルと
(N−1)情報シンボル部とで1フレームが構成され
る。受信機側では、このパイロットシンボルを基準にし
て振幅・位相変動補償を行う。パイロットシンボルの受
信信号により、時間的に変動するフェ−ジング変動を推
定する。次に、パイロットシンボル間の情報シンボルに
対して、内挿法を用いてフェ−ジング変動を推定する。
内挿法には、ガウスの補間公式等が一般的に使われる。
FIG. 16 is an explanatory diagram showing a frame structure of transmission data in the pilot symbol insertion method. In the illustrated example, a known 1-symbol pilot symbol is periodically inserted for each (N-1) symbol of the information symbol portion. One pilot symbol and the (N-1) information symbol portion form one frame. On the receiver side, amplitude / phase fluctuation compensation is performed with reference to this pilot symbol. The received signal of the pilot symbol is used to estimate the fading fluctuation which fluctuates with time. Next, for information symbols between pilot symbols, fading fluctuations are estimated using an interpolation method.
A Gaussian interpolation formula or the like is generally used for the interpolation method.

【0007】図17は、図15(b)に示したフェージ
ング歪推定・補償部18のブロック構成図である。図
中、111はフェージング歪推定部、112はフェージ
ング歪補償部である。113はサンプリングスイッチで
あって、図15(b)におけるLPF17からの受信信
号U(t)をサンプリングする。114はフレーム同期
部であって、受信信号U(t)から、周期Tfのフレー
ムタイミングを再生する。サンプリングスイッチ113
は、フレーム同期部114によって、入力信号U(t)
中のパイロットシンボルのみを抽出して遅延部116に
出力する。115はクロック再生部であって、入力信号
U(t)から、周期TSのクロックタイミング(シンボ
ルタイミング)を再生する。フレーム長をNとしたと
き、Tf=NTSの関係がある。
FIG. 17 is a block diagram of the fading distortion estimating / compensating unit 18 shown in FIG. 15 (b). In the figure, 111 is a fading distortion estimator, and 112 is a fading distortion compensator. A sampling switch 113 samples the reception signal U (t) from the LPF 17 in FIG. A frame synchronization unit 114 reproduces the frame timing of the cycle T f from the received signal U (t). Sampling switch 113
Is input by the frame synchronization unit 114 to the input signal U (t).
Only the inside pilot symbols are extracted and output to delay section 116. Reference numeral 115 denotes a clock reproduction unit which reproduces the clock timing (symbol timing) of the cycle T S from the input signal U (t). When the frame length is N, there is a relationship of T f = NT S.

【0008】116は遅延部であって、サンプリングス
イッチ113から出力されるパイロットシンボルを入力
し、これを予め定められたパイロットシンボルの値(例
えば、最大シンボル振幅を有する3+j・3)で割った
フェージング変動の推定値を、1シンボルタイミング、
および、2シンボルタイミングだけ遅延させて出力す
る。なお、図17では、サンプリングスイッチ113の
出力をそのままパイロットシンボルの値で割ったフェー
ジング変動の推定値を、その遅延量はゼロであるが、遅
延部116の第1番目の出力として図示している。
A delay unit 116 receives the pilot symbol output from the sampling switch 113 and divides it by a predetermined pilot symbol value (for example, 3 + j · 3 having the maximum symbol amplitude) to produce fading. The estimated value of fluctuation is 1 symbol timing,
Also, it is delayed by 2 symbol timing and then output. In FIG. 17, the estimated value of the fading fluctuation obtained by dividing the output of the sampling switch 113 by the value of the pilot symbol as it is is shown as the first output of the delay unit 116 although the delay amount is zero. .

【0009】117〜119は、係数乗算器であり、サ
ンプリングスイッチ113が出力するパイロットシンボ
ル,これを1クロックタイミングだけ遅延させた出力、
2クロックタイミングだけ遅延させた出力に対し、それ
ぞれ、後述する係数Q1(M/N),Q0(M/N),Q
-1(M/N)を乗算する。ここで、Nは1フレーム中の
シンボル数、Mは1フレーム内のシンボル位置であっ
て、M=0の位置にはパイロットシンボルが挿入されて
いる。加算器120は、係数乗算器117〜119の出
力を加算する。逆数計算器121は、加算器120の出
力の逆数を計算して乗算器124に出力する。122も
サンプリングスイッチであって、図15(b)における
LPF17からの受信信号U(t)を、クロック再生部
115の出力によってサンプリングすることにより、フ
ェージング歪補償部112の遅延部123に出力する。
123は遅延部であって、乗算器124における2入力
のタイミング合わせのために用いられ、サンプリングス
イッチ122の出力を1フレームタイミングTfだけ遅
延させて乗算器124に出力する。
Reference numerals 117 to 119 denote coefficient multipliers, which are pilot symbols output by the sampling switch 113, outputs delayed by one clock timing,
Coefficients Q 1 (M / N), Q 0 (M / N) and Q, which will be described later, are respectively applied to the outputs delayed by two clock timings.
Multiply by -1 (M / N). Here, N is the number of symbols in one frame, M is a symbol position in one frame, and a pilot symbol is inserted at a position of M = 0. The adder 120 adds the outputs of the coefficient multipliers 117 to 119. The reciprocal calculator 121 calculates the reciprocal of the output of the adder 120 and outputs it to the multiplier 124. Reference numeral 122 is also a sampling switch, and outputs the signal U (t) received from the LPF 17 in FIG. 15B to the delay unit 123 of the fading distortion compensation unit 112 by sampling the output signal of the clock reproduction unit 115.
A delay unit 123 is used for adjusting the timing of two inputs in the multiplier 124, delays the output of the sampling switch 122 by one frame timing T f, and outputs the delayed signal to the multiplier 124.

【0010】図17を参照し、フェージング歪の推定・
補償の動作を数式を用いて説明する。クロックを再生
し、フレーム同期およびシンボル同期をとりながら、1
フレーム(Nシンボル)に1個のパイロットシンボルを
挿入した場合、k番目のフレームのM=0番目の位置の
パイロットシンボル(t=kTf,k=0.1,2…、
シンボル値3+j3)におけるフェージング変動の推定
値は、次式の通りである。
Referring to FIG. 17, estimation of fading distortion
The compensation operation will be described using mathematical expressions. 1 while reproducing clock and synchronizing frame and symbol
When one pilot symbol is inserted in a frame (N symbols), the pilot symbol at the M = 0th position of the kth frame (t = kT f , k = 0.1,2 ...,
The estimated value of the fading fluctuation in the symbol value 3 + j3) is as follows.

【数1】 ただし、サンプル値に含まれる雑音成分を零とみなして
いる。同様に、t=kTfの1シンボル前後の時間にお
ける、フェージング変動の推定値は、次式の通りであ
る。
[Equation 1] However, the noise component included in the sample value is regarded as zero. Similarly, the estimated value of the fading fluctuation in the time before and after one symbol of t = kT f is as follows.

【数2】 [Equation 2]

【0011】k番目のフレームのM番目の情報シンボル
(t=kTf+(M/N)Tf,k=0.1,2…,M=
1,2…,N−1)におけるフェージング変動の推定値
は、(k−1)番目のフレーム,k番目のフレーム,
(k+1)番目のフレームにおける各パイロットシンボ
ル(M=0)でのフェージング変動を基に、2次のガウ
ス補間公式を用いることにより、次式で示される。
The Mth information symbol of the kth frame (t = kT f + (M / N) T f , k = 0.1, 2, ..., M =
The estimated value of the fading fluctuation in 1, 2, ..., N−1) is (k−1) th frame, kth frame,
By using the quadratic Gaussian interpolation formula based on the fading fluctuation in each pilot symbol (M = 0) in the (k + 1) th frame, it is shown by the following equation.

【数3】 ただし、[Equation 3] However,

【数4】 [Equation 4]

【数5】 [Equation 5]

【数6】 [Equation 6]

【0012】上述した式(1)の値は、図17に示した
加算器120から出力される。受信信号U(k+(M/N))の
各情報シンボルを補償した信号は、複素ベースバンド信
号U(k+(M/N))を、式(1)の値で割ることにより、次
式の通りとなる。
The value of the above equation (1) is output from the adder 120 shown in FIG. The signal that compensates each information symbol of the received signal U (k + (M / N)) is obtained by dividing the complex baseband signal U (k + (M / N)) by the value of the equation (1). It becomes a street.

【数7】 この(5)式の出力は、図17に示した乗算器124か
ら得られる。上述した「パイロットシンボル挿入法」
は、一様なレイリーフェ−ジング(直接波の後に、遅延
波がないか、または、無視できる場合)を仮定してい
る。遅延波が存在すると遅延時間が大きくなるにつれ
て、遅延歪の影響が大きくなり、フェージング歪補償が
うまくいかなくなる。
[Equation 7] The output of the equation (5) is obtained from the multiplier 124 shown in FIG. "Pilot symbol insertion method" described above
Assumes uniform Rayleigh fading (when the direct wave is followed by a delayed wave or is negligible). If a delay wave is present, the influence of delay distortion increases as the delay time increases, and fading distortion compensation fails.

【0013】一方、遅延波が存在し遅延歪の影響が大き
い場合には、周波数選択性フェージングとなる。このと
きの遅延歪対策として、従来、適応等化器を用いる方法
が、例えば、笹岡秀一編著“移動通信”、オーム社、
(平成10-5-25)、p.256-282等で知られている。この
適応等化器としては、判定帰還型等化器(DFE:Decis
ion Feedback Equalizer)と最尤系列推定(MLSE:Ma
ximum Likelihood Sequence Estimation)が挙げられ
る。ただし、最尤系列推定は、16QAMのように変調
多値数が大きくなる場合には、演算量が増加してしま
う。適応等化器の初期引き込みのためには、情報シンボ
ル区間の前に、図19を参照して後述するようなトレー
ニングシンボル系列を付加する。また、移動通信のよう
な時間変動が激しい場合に、判定帰還型等化器には、追
従性のよいRLS(Recursive Least Squares)アルゴ
リズムが用いられる。
On the other hand, when a delayed wave is present and the influence of delay distortion is great, frequency selective fading occurs. As a delay distortion countermeasure at this time, a method of using an adaptive equalizer has been used, for example, by Shuichi Sasaoka, “Mobile Communications”, Ohmsha,
(10-5-25, Heisei), p. Known as 256-282 etc. This adaptive equalizer is a decision feedback equalizer (DFE: Decis
ion Feedback Equalizer) and maximum likelihood sequence estimation (MLSE: Ma
ximum Likelihood Sequence Estimation). However, the maximum likelihood sequence estimation increases the amount of calculation when the modulation multi-value number is large like 16QAM. For the initial acquisition of the adaptive equalizer, a training symbol sequence as described later with reference to FIG. 19 is added before the information symbol section. Further, in the case where the time fluctuation is severe as in mobile communication, the decision feedback equalizer uses an RLS (Recursive Least Squares) algorithm with good tracking performance.

【0014】図18は、適応等化器を用いた従来の無線
通信装置のブロック構成図である。図18(a)は送信
機側、図18(b)は受信機側の構成を示すブロック図
である。図中、図15と同様な部分には同じ符号を付し
て説明を省略する。図18(a)におけるフレーム信号
生成部4は、情報シンボル区間の前にトレーニングシン
ボル系列を付加する。図18(b)において、91はR
LSアルゴリズムが用いられた判定帰還型等化器(RL
S−DFE)などの適応等化器である。図19は、適応
等化器を用いた場合のフレーム構成図である。適応等化
器では、1フレーム期間において、情報シンボル区間
(Ndシンボル)の前に、既知の信号からなるトレーニ
ング系列(Ntシンボル)を付加する構成になってい
る。
FIG. 18 is a block diagram of a conventional radio communication apparatus using an adaptive equalizer. 18A is a block diagram showing the configuration of the transmitter side, and FIG. 18B is a block diagram showing the configuration of the receiver side. 15, those parts which are the same as those corresponding parts in FIG. 15 are designated by the same reference numerals, and a description thereof will be omitted. The frame signal generation unit 4 in FIG. 18A adds a training symbol sequence before the information symbol section. In FIG. 18B, 91 is R
Decision feedback equalizer (RL) using the LS algorithm
It is an adaptive equalizer such as S-DFE). FIG. 19 is a frame configuration diagram when an adaptive equalizer is used. The adaptive equalizer is configured to add a training sequence (Nt symbol) consisting of a known signal before the information symbol section (Nd symbol) in one frame period.

【0015】しかし、遅延量が比較的小さい一様フェー
ジング環境下では、適応等化器による等化効果があまり
出ない。そこで、フェージング歪補償法として、遅延ス
プレッドの大きさに応じて、パイロットシンボル挿入法
(PSAM)と適応等化器を用いる方法を切り替える方
式が、近藤光治 ほか2名「業務用移動通信における1
6QAM伝送に関する一検討」,2000年電子情報通信学
会通信ソサイエティ大会(B-5-103)で知られている。
ところが、最大ドップラー周波数fdによって、適応等
化器のBER(Bit ErrorRate)が変化するので、フェージ
ング歪補償法を切り替える遅延量の閾値が変化する。そ
のため、フェージング歪補償法を適切に切り替えてBER
を小さくするには、最大ドップラー周波数fdを推定す
る必要がある。
However, in the uniform fading environment where the delay amount is relatively small, the equalization effect by the adaptive equalizer is not so significant. Therefore, as a fading distortion compensation method, a method of switching between a pilot symbol insertion method (PSAM) and a method using an adaptive equalizer according to the size of the delay spread is Koji Kondo et al.
A Study on 6QAM Transmission ", known at the 2000 IEICE Communications Society Conference (B-5-103).
However, since the BER (Bit Error Rate) of the adaptive equalizer changes according to the maximum Doppler frequency fd, the threshold value of the delay amount for switching the fading distortion compensation method changes. Therefore, change the fading distortion compensation method appropriately and change the BER.
In order to reduce, it is necessary to estimate the maximum Doppler frequency fd.

【0016】また、瞬時伝搬路特性、例えば、瞬時C/Ic
(搬送波電力対同一チャネル干渉電力比)や遅延スプレ
ッドなどの伝搬路特性等に応じて、変調多値数を適応的
に制御するという、高速適応変調方式が、大槻信也 ほ
か2名「変調多値数可変適応変調方式の伝送特性」,電
子情報通信学会論文誌B-II,Vol.J78-B-II,No,6,(19
95年6月),pp.435-444、笹岡秀一 編著「移動通信」
p.117-119、などで知られている。
In addition, instantaneous propagation path characteristics, for example, instantaneous C / I c
A high-speed adaptive modulation method that adaptively controls the number of modulation levels according to the propagation path characteristics such as (carrier power to co-channel interference power ratio) and delay spread is Nobuya Ohtsuki and 2 others. Transmission Characteristics of Number Variable Adaptive Modulation System ”, IEICE Transactions B-II, Vol.J78-B-II, No, 6, (19
June 1995), pp.435-444, Shuichi Sasaoka, "Mobile Communications"
p.117-119, etc.

【0017】TDMA(Time Division Multiple Acces
s)方式のデジタル移動通信システムにおいて、TDD
(Time Division Duplex:時間分割複信)方式では、送信
と受信とに同一の周波数を用いて通信を行うため、受信
したタイミングでの伝搬路特性から、次に送信タイミン
グでの伝搬路特性を推定して、その時の変調多値数を選
択して適用する。その時間間隔は、1基本フレームの半
分の時間間隔となる。一方、FDD(Frequency Divisio
n Duplex:周波数分割複信)方式では、基地局における送
信と受信とに異なった周波数を用いるので、上りと下り
の伝搬路特性が異なる。そのため、移動局の受信機側で
の瞬時伝搬路特性の推定から、基地局の次の受信タイミ
ングで、移動局から伝搬路情報の通知を受け、その結果
を基に、基地局の次の送信タイミングで、予想される瞬
時伝搬路特性に適した変調多値数を適用する。
TDMA (Time Division Multiple Acces)
s) system digital mobile communication system, TDD
In the (Time Division Duplex) method, communication is performed using the same frequency for transmission and reception, so the propagation path characteristics at the next transmission timing are estimated from the propagation path characteristics at the received timing. Then, the modulation multilevel number at that time is selected and applied. The time interval is half of one basic frame. On the other hand, FDD (Frequency Divisio)
In the n Duplex (frequency division duplex) method, different frequencies are used for transmission and reception at the base station, and therefore the uplink and downlink propagation path characteristics are different. Therefore, from the estimation of the instantaneous channel characteristics on the receiver side of the mobile station, at the next reception timing of the base station, the mobile station is notified of the channel information, and based on the result, the next transmission of the base station is performed. At the timing, the modulation multi-level number suitable for the expected instantaneous channel characteristics is applied.

【0018】このように、高速適応変調方式では、受信
データからその時の瞬時伝搬路特性を測定し、その結果
に基づいて次の送信時の伝搬路特性を推定して、最適な
変調パラメータを選択する。そのため、400MHz帯の業務
用デジタル移動通信システムのように、TDMAの1バ
ースト(1スロット)長が比較的長い場合には、1バー
スト中でフェージング状態が変動してしまい、送信時の
伝搬路特性を予測して最適な変調多値数を推定すること
が困難となる。その結果、推定結果と送信時の実際の伝
搬路特性との誤差が大きくなる。そこで、フェージング
変動の速さに関連する最大ドップラー周波数fdを推定
することにより、固定の変調方式と高速適応変調方式と
を切り替えることが考えられる。
As described above, in the high-speed adaptive modulation method, the instantaneous channel characteristic at that time is measured from the received data, the channel characteristic at the time of the next transmission is estimated based on the result, and the optimum modulation parameter is selected. To do. Therefore, when one burst (one slot) length of TDMA is relatively long like a 400 MHz band digital mobile communication system for business use, the fading state fluctuates during one burst, and the propagation path characteristics at the time of transmission. It becomes difficult to estimate the optimum modulation multilevel number by predicting As a result, the error between the estimation result and the actual channel characteristic at the time of transmission becomes large. Therefore, it is possible to switch between the fixed modulation method and the high-speed adaptive modulation method by estimating the maximum Doppler frequency fd related to the speed of fading fluctuation.

【0019】最大ドップラー周波数fdは、移動端末局
の移動速度に依存する。移動速度の推定方法としては、
(1)無線通信装置が車等に搭載された車載機などで、
無線通信装置と車の速度計が電気的に接続されていて、
速度計から速度情報(V)が入力され、使用される周波
数帯域の波長λとから最大ドップラー周波数fdを、 fd=V/λ として算出する方法、(2)周回衛星を使った位置測定
システムであるGPS(Global Positioning System)
より、位置情報を入力し、データ処理部で、一定時間T
での移動距離Lを求めて、平均速度 V=L/T を求め、それから最大ドップラー周波数fdを求める方
法、等が知られている。これらの方法は、どちらも他の
装置との連動により初めて実現できるものであって、無
線通信装置が単独で推定を行うことができないという問
題がある。
The maximum Doppler frequency fd depends on the moving speed of the mobile terminal station. As a method of estimating the moving speed,
(1) An in-vehicle device or the like in which a wireless communication device is mounted in a vehicle,
The wireless communication device and the speedometer of the car are electrically connected,
The speed information (V) is input from the speedometer, and the maximum Doppler frequency fd is calculated as fd = V / λ from the wavelength λ of the frequency band used, (2) In the position measurement system using an orbiting satellite Certain GPS (Global Positioning System)
Position information is input, and the data processing unit
There is known a method in which the moving distance L in (1) is calculated, the average speed V = L / T 2 is calculated, and then the maximum Doppler frequency fd is calculated. Both of these methods can be realized only by interlocking with other devices, and there is a problem that the wireless communication device cannot independently perform estimation.

【0020】[0020]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した問
題点を解決するためになされたもので、フェージング変
動の速さに関連する最大ドップラー周波数fdを単独で
推定できる最大ドップラー周波数推定装置を提供するこ
とを目的とするものである。また、最大ドップラー周波
数fdを推定することにより、フェージング変動に追従
できる場合に限り高速適応変調を行うようにする無線通
信装置を提供することを目的とするものである。また、
最大ドップラー周波数fdを推定することにより、使用
されるフェージング環境に適したフェージング歪補償法
を用いる無線通信装置を提供することを目的とするもの
である。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and provides a maximum Doppler frequency estimating device capable of independently estimating the maximum Doppler frequency fd related to the speed of fading fluctuation. It is intended to be provided. It is another object of the present invention to provide a wireless communication device that estimates the maximum Doppler frequency fd and performs high-speed adaptive modulation only when it can follow fading fluctuations. Also,
An object of the present invention is to provide a wireless communication device using a fading distortion compensation method suitable for a fading environment used by estimating the maximum Doppler frequency fd.

【0021】[0021]

【0022】[0022]

【課題を解決するための手段】 本発明は、 請求項に記
載の発明においては、最大ドップラー周波数推定装置に
おいて、複素ベースバンド信号のI成分、Q成分による
位相平面が分割されて複数の位相領域が構成されてお
り、パイロットシンボルが情報シンボル区間に周期的に
挿入されるとともに、遅延スプレッド測定用シンボル系
列が付加されて変調された受信信号が直交復調された前
記複素ベースバンド信号を入力し、前記各パイロットシ
ンボルの受信信号点が、直前の前記受信信号点の属する
位相領域から他の位相領域に変移した変移回数を計数す
る変移計数手段と、前記変移回数に応じて変移率を算出
する変移率算出手段と、直交復調された前記遅延スプレ
ッド測定用シンボル系列を用いて伝搬路の遅延スプレッ
ドを推定する遅延スプレッド推定手段と、算出された前
記変移率および推定された前記遅延スプレッドに応じ
て、最大ドップラー周波数を推定する最大ドップラー周
波数推定手段を有するものである。したがって、遅延ス
プレッドがある場合でも、最大ドップラー周波数を、パ
イロットシンボルの受信信号点の変移率と最大ドップラ
ー周波数との相関関係に基づいて、無線通信装置単独で
容易に推定することができる。なお、遅延スプレッド測
定用シンボル系列としては、例えば、自己相関関数が位
相一致タイミングでピークを有するシンボル系列とす
る。受信機側では、このシンボル系列のレプリカを生成
し、生成されたシンボル系列と復調された受信信号との
相関関数を算出し、この相関関数に基づいて遅延スプレ
ッドを出力する。請求項2に記載の発明においては、請
求項1に記載の最大ドップラー周波数推定装置におい
て、前記複数の位相領域は、前記位相平面の4象限であ
り、前記変移計数手段は、前記各パイロットシンボルの
受信信号点が、直前の前記受信信号点と比べて、前記I
成分または前記Q成分の少なくとも一方がゼロクロスし
た回数を前記変移回数として計数するものである。 した
がって、簡単な構成でパイロットシンボルの受信信号点
の変移を計数することができる。
Means for Solving the Problems The present invention, in the invention according to claim 1, at the maximum Doppler frequency estimating apparatus, I component of the complex baseband signal, the phase plane due to the Q component is divided into a plurality of phases A region is configured, pilot symbols are periodically inserted in an information symbol section, and a received signal modulated by adding a delay spread measurement symbol sequence is quadrature demodulated to input the complex baseband signal. , A shift counting means for counting the number of shifts in which the received signal point of each pilot symbol shifts from a phase region to which the received signal point immediately before belongs to another phase region, and a shift rate is calculated according to the number of shifts. A delay rate calculating unit and a delay spread for estimating a delay spread of a propagation path using the orthogonally demodulated delay spread measurement symbol sequence. And red estimating means, depending on the calculated transition rate and estimated the delay spread, and has a maximum Doppler frequency estimation means for estimating a maximum Doppler frequency. Therefore, even if there is a delay spread, the maximum Doppler frequency can be easily estimated by the wireless communication device alone based on the correlation between the transition rate of the reception signal point of the pilot symbol and the maximum Doppler frequency. The delay spread measurement symbol series is, for example, a symbol series in which the autocorrelation function has a peak at the phase coincidence timing. On the receiver side, a replica of this symbol sequence is generated, a correlation function between the generated symbol sequence and the demodulated received signal is calculated, and a delay spread is output based on this correlation function. In the invention of claim 2, the contract
In the maximum Doppler frequency estimation device according to claim 1
The plurality of phase regions are four quadrants of the phase plane.
The shift counting means is
The received signal point is compared with the immediately preceding received signal point by the I
Component or at least one of the Q components
The number of transitions is counted as the number of transitions. did
Therefore, the received signal point of the pilot symbol can be configured with a simple configuration.
Can be counted.

【0023】請求項3に記載の発明においては、最大ド
ップラー周波数推定装置において、複数のダイバーシチ
ブランチを有し、各ダイバーシチブランチにおいて、複
素ベースバンド信号のI成分、Q成分による位相平面が
分割されて複数の位相領域が構成されており、パイロッ
トシンボルが情報シンボル区間に周期的に挿入されて変
調された受信信号が直交復調された前記複素ベースバン
ド信号を入力し、前記各パイロットシンボルの受信信号
点が、直前の前記受信信号点の属する位相領域から他の
位相領域に変移した変移回数を計数する変移計数手段
と、前記変移回数に応じて変移率を算出する変移率算出
手段と、前記変移率に応じて最大ドップラー周波数を推
定するダイバーシチブランチ最大ドップラー周波数推定
手段を有し、かつ、前記各ダイバーシチブランチ最大ド
ップラー周波数推定手段の出力値を平均化して出力する
最大ドップラー周波数推定手段を有するものである。し
たがって、最大ドップラー周波数を、パイロットシンボ
ルの受信信号点の変移率と最大ドップラー周波数との相
関関係に基づいて、無線通信装置単独で容易に推定する
ことができる。また、ダイバーシチブランチを用いるこ
とにより、最大ドップラー周波数の推定精度が向上す
る。
In a third aspect of the present invention, the maximum Doppler frequency estimating device has a plurality of diversity branches, and each diversity branch divides the phase plane by the I and Q components of the complex baseband signal. A plurality of phase regions are formed, pilot signals are periodically inserted into the information symbol section, and the received signal modulated and quadrature demodulated is input to the complex baseband signal, and the received signal point of each pilot symbol is input. Is a transition counting means for counting the number of transitions transitioned from the immediately preceding phase region to which the received signal point belongs to another phase region, a transition rate calculation means for calculating a transition rate according to the number of transitions, and the transition rate Diversity branch maximum Doppler frequency estimating means for estimating the maximum Doppler frequency according to, and, Serial and has a maximum Doppler frequency estimation means and outputting the averaged output value of each diversity branch maximum Doppler frequency estimation means. Therefore, the maximum Doppler frequency can be easily estimated by the wireless communication device alone based on the correlation between the transition rate of the received signal points of the pilot symbols and the maximum Doppler frequency. In addition, the use of the diversity branch improves the estimation accuracy of the maximum Doppler frequency.

【0024】請求項4に記載の発明においては、最大ド
ップラー周波数推定装置において、複数のダイバーシチ
ブランチを有し、各ダイバーシチブランチにおいて、複
素ベースバンド信号のI成分、Q成分による位相平面が
分割されて複数の位相領域が構成されており、パイロッ
トシンボルが情報シンボル区間に周期的に挿入されると
ともに、遅延スプレッド測定用シンボル系列が付加され
て変調された受信信号が直交復調された前記複素ベース
バンド信号を入力し、前記各パイロットシンボルの受信
信号点が、直前の前記受信信号点の属する位相領域から
他の位相領域に変移した変移回数を計数する変移計数手
段と、前記変移回数に応じて変移率を算出する変移率算
出手段と、直交復調された前記遅延スプレッド測定用シ
ンボル系列を用いて伝搬路の遅延スプレッドを推定する
遅延スプレッド推定手段と、算出された前記変移率およ
び推定された前記遅延スプレッドに応じて、最大ドップ
ラー周波数を推定するダイバーシチブランチ最大ドップ
ラー周波数推定手段と、前記各ダイバーシチブランチ最
大ドップラー周波数推定手段の出力値を平均化して出力
する最大ドップラー周波数推定手段を有するものであ
る。したがって、遅延スプレッドがある場合でも、最大
ドップラー周波数を、パイロットシンボルの受信信号点
の変移率と最大ドップラー周波数との相関関係に基づい
て、無線通信装置単独で容易に推定することができる。
また、ダイバーシチブランチを用いることにより、最大
ドップラー周波数の推定精度が向上する。
In a fourth aspect of the present invention, the maximum Doppler frequency estimating apparatus has a plurality of diversity branches, and each diversity branch divides the phase plane by the I component and Q component of the complex baseband signal. A plurality of phase regions are formed, pilot symbols are periodically inserted in an information symbol section, and a received signal modulated by adding a delay spread measurement symbol sequence is orthogonally demodulated to obtain the complex baseband signal. The received signal point of each pilot symbol, the transition counting means for counting the number of transitions transitioned from the phase region of the immediately preceding received signal point to another phase region, and the transition rate according to the number of transitions Using a transition rate calculating means for calculating the delay spread measurement symbol sequence that has been orthogonally demodulated. Delay spread estimating means for estimating a delay spread of a propagation path, a diversity branch maximum doppler frequency estimating means for estimating a maximum Doppler frequency according to the calculated transition rate and the estimated delay spread, and each diversity branch It has a maximum Doppler frequency estimating means for averaging the output values of the maximum Doppler frequency estimating means and outputting it. Therefore, even if there is a delay spread, the maximum Doppler frequency can be easily estimated by the wireless communication device alone based on the correlation between the transition rate of the reception signal point of the pilot symbol and the maximum Doppler frequency.
In addition, the use of the diversity branch improves the estimation accuracy of the maximum Doppler frequency.

【0025】請求項5に記載の発明においては、請求項
3または4に記載の最大ドップラー周波数推定装置にお
いて、前記複数の位相領域は、前記位相平面の4象限で
あり、前記変移計数手段は、前記各パイロットシンボル
の受信信号点が、直前の前記受信信号点と比べて、前記
I成分または前記Q成分の少なくとも一方がゼロクロス
した回数を前記変移回数として計数するものである。し
たがって、簡単な構成でパイロットシンボルの受信信号
点の変移を計数することができる。
In the invention described in claim 5,
In the maximum Doppler frequency estimator according to 3 or 4 , the plurality of phase regions are four quadrants of the phase plane, and the shift counting means is configured such that the reception signal point of each pilot symbol is the reception signal immediately before. Compared with the point, the number of times that at least one of the I component and the Q component has zero-crossed is counted as the number of transitions. Therefore, the shift of the received signal points of the pilot symbols can be counted with a simple configuration.

【0026】請求項6に記載の発明においては、瞬時伝
搬路特性を推定することにより該瞬時伝搬路特性に応じ
て変調多値数を選択して送信データを高速適応変調する
無線通信装置において、請求項1ないし5のいずれか1
項に記載の最大ドップラー周波数推定装置と、該最大ド
ップラー周波数推定装置から出力される最大ドップラー
周波数の推定値を予め設定された閾値と比較し、該閾値
より大きいときには前記変調多値数を固定して前記送信
データを変調し、該閾値より小さいときには前記送信デ
ータを高速適応変調する変調多値数制御手段を有するも
のである。したがって、最大ドップラー周波数の推定値
により、フェージング変動が速い状態を検出し、変調多
値数の制御が追従できない環境では、変調多値数を固定
して、通信品質の劣化を防止できるとともに伝送効率を
向上させることができる。最大ドップラー周波数推定装
置として、遅延スプレッド推定手段を有するものを用い
た場合には、これを、瞬時伝搬路特性を推定するために
も用いることができる。
In a sixth aspect of the present invention, in a radio communication device for estimating a instantaneous channel characteristic, selecting a modulation multi-level number according to the instantaneous channel characteristic, and performing high-speed adaptive modulation of transmission data, Any one of claims 1 to 5
The maximum Doppler frequency estimator according to the paragraph, and compares the estimated value of the maximum Doppler frequency output from the maximum Doppler frequency estimator with a preset threshold value, and when the threshold value is larger than the threshold value, the modulation multilevel number is fixed. The transmission data is modulated according to the above, and when it is smaller than the threshold value, a modulation multi-level number control means for performing high-speed adaptive modulation of the transmission data is provided. Therefore, in an environment where the fading fluctuation is fast detected by the estimated value of the maximum Doppler frequency and the control of the modulation multi-level number cannot follow, the modulation multi-level number can be fixed to prevent deterioration of communication quality and transmission efficiency. Can be improved. When a maximum Doppler frequency estimator having a delay spread estimator is used, it can also be used to estimate an instantaneous channel characteristic.

【0027】請求項7に記載の発明においては、無線通
信装置において、パイロットシンボルが情報シンボル区
間に周期的に挿入されるとともに、遅延スプレッド測定
用シンボル系列とトレーニング用シンボル系列とが前記
情報シンボル区間に付加されるか、または、前記トレー
ニング用かつ前記遅延スプレッド測定用のシンボル系列
が前記情報シンボル区間に付加されたフレーム信号によ
り変調されている送信信号を受信する受信手段と、復調
された前記パイロットシンボルを用いてフェージング歪
を推定することにより、前記復調された前記情報シンボ
ルをフェージング歪補償した上で判定する第1の判定手
段と、復調された前記トレーニング信号を用いて適応等
化を行うことにより、復調された前記情報シンボルを判
定する第2の判定手段と、直交復調された前記遅延スプ
レッド測定用シンボル系列を用いて伝搬路の遅延スプレ
ッドを推定する遅延スプレッド推定手段と、請求項1ま
たは2に記載の最大ドップラー周波数推定装置と、該最
大ドップラー周波数推定装置により推定された最大ドッ
プラー周波数に応じて、前記最大ドップラー周波数が高
くなるほど閾値を高く設定する閾値設定手段と、前記遅
延スプレッドが、設定された前記閾値よりも小さいとき
には前記第1の判定手段から出力される前記情報シンボ
ルを、前記遅延スプレッドが前記閾値よりも大きいとき
には前記第2の判定手段から出力される前記情報シンボ
ルを、所定の切り替えタイミングにおいて選択して出力
する出力選択手段を有するものである。したがって、最
大ドップラー周波数が変化しても、ビット誤り率(Bit E
rror Rate)の小さなフェージング補償方式を選択するこ
とができる。最大ドップラー周波数推定装置として、遅
延スプレッド推定手段を有するものを用いているので
これを、出力選択のための遅延スプレッド推定手段とし
ても用いることができる。
[0027] In the invention as set forth in claim 7, in the radio communication apparatus, pilot symbols are periodically inserted in the information symbol section, and the delay spread measurement symbol series and the training symbol series are the information symbol section. Receiving means for receiving a transmission signal in which a symbol sequence for training and for measuring the delay spread is modulated by a frame signal added to the information symbol section, and the demodulated pilot First fading distortion compensation is performed on the demodulated information symbol by estimating a fading distortion using a symbol, and adaptive equalization is performed using the demodulated training signal. A second determination for determining the demodulated information symbol by A stage, and the delay spread estimating means for estimating a delay spread of a propagation path by use of a quadrature demodulated the delay spread estimating symbol sequence, according to claim 1 or
Or 2 , the maximum Doppler frequency estimator, a threshold setting unit that sets a higher threshold as the maximum Doppler frequency increases, according to the maximum Doppler frequency estimated by the maximum Doppler frequency estimator, and the delay spread. However, when it is smaller than the set threshold value, the information symbol output from the first determination unit is selected. When the delay spread is larger than the threshold value, the information symbol output from the second determination unit is selected. , And an output selecting means for selecting and outputting at a predetermined switching timing. Therefore, even if the maximum Doppler frequency changes, the bit error rate (Bit E
A fading compensation method with a small error rate can be selected. The maximum Doppler frequency estimating apparatus, because of the use of those having a delay spread estimation unit,
This can also be used as a delay spread estimation means for output selection.

【0028】請求項8に記載の発明においては、無線通
信装置において、パイロットシンボルが情報シンボル区
間に周期的に挿入されるとともに、遅延スプレッド測定
用シンボル系列とトレーニング用シンボル系列とが前記
情報シンボル区間に付加されるか、または、前記トレー
ニング用かつ前記遅延スプレッド測定用のシンボル系列
が前記情報シンボル区間に付加されたフレーム信号によ
り変調されている送信信号を、複数のダイバーシチブラ
ンチで受信するダイバーシチ受信手段と、各ダイバーシ
チブランチにおいて復調された前記パイロットシンボル
を用いて前記フェージング歪を推定することにより、復
調された前記情報シンボルをフェージング歪補償した上
でダイバーシチ合成判定する第1の判定手段と、各ダイ
バーシチブランチにおいて復調された前記トレーニング
信号を用いて適応等化およびダイバーシチ合成をするこ
とにより、復調された前記情報シンボルを判定する第2
の判定手段と、直交復調された前記遅延スプレッド測定
用信号を用いて伝搬路の遅延スプレッドを推定する遅延
スプレッド推定手段と、請求項ないしのいずれか1
項に記載の最大ドップラー周波数推定装置と、該最大ド
ップラー周波数推定装置により推定された最大ドップラ
ー周波数に応じて、前記最大ドップラー周波数が高くな
るほど閾値を高く設定する閾値設定手段と、前記遅延ス
プレッドが、設定された前記閾値よりも小さいときには
前記第1の判定手段から出力される前記情報シンボル
を、前記遅延スプレッドが前記閾値よりも大きいときに
は前記第2の判定手段から出力される前記情報シンボル
を、所定の切り替えタイミングにおいて選択して出力す
る出力選択手段を有するものである。したがって、最大
ドップラー周波数が変化しても、ビット誤り率の小さな
フェージング補償方式を選択することができる。また、
受信ダイバーシチ構成により、ビット誤り率を低減する
とともに、最大ドップラー周波数の推定精度を向上させ
ることができる。最大ドップラー周波数推定装置とし
て、遅延スプレッド推定手段を有するものを用いた場合
には、これを、出力選択のための遅延スプレッド推定手
段としても用いることができる。請求項9に記載の発明
においては、瞬時伝搬路特性を推定することにより該瞬
時伝搬路特性に応じて変調多値数を選択して送信データ
を高速適応変調する無線通信装置において、複素ベース
バンド信号のI成分、Q成分による位相平面が分割され
て複数の位相領域が構成されており、パイロットシンボ
ルが情報シンボル区間に周期的に挿入されて変調された
受信信号が直交復調された前記複素ベースバンド信号を
入力し、前記各パイロットシンボルの受信信号点が、直
前の前記受信信号点の属する位相領域から他の位相領域
に変移した変移回数を計数する変移計数手段と、前記変
移回数に応じて変移率を算出する変移率算出手段と、前
記変移率に応じて最大ドップラー周波数を推定する最大
ドップラー周波数推定手段と、該最大ドップラー周波数
推定手段から出力される最大ドップラー周波数の推定値
を予め設定された閾値と比較し、該閾値より大きいとき
には前記変調多値数を固定して前記送信データを変調
し、該閾値より小さいときには前記送信データを高速適
応変調する変調多値数制御手段を有するものである。し
たがって、最大ドップラー周波数の推定値により、フェ
ージング変動が速い状態を検出し、変調多値数の制御が
追従できない環境では、変調多値数を固定して、通信品
質の劣化を防止できるとともに伝送効率を向上させるこ
とができる。請求項10に記載の発明においては、無線
通信装置において、パイロットシンボルが情報シンボル
区間に周期的に挿入されるとともに、遅延スプレッド測
定用シンボル系列とトレーニング用シンボル系列とが前
記情報シンボル区間に付加されるか、または、前記トレ
ーニング用かつ前記遅延スプレッド測定用のシンボル系
列が前記情報シンボル区間に付加されたフレーム信号に
より変調されている送信信号を受信する受信手段と、復
調された前記パイロットシンボルを用いてフェージング
歪を推定することにより、前記復調された前記情報シン
ボルをフェージング歪補償した上で判定する第1の判定
手段と、復調された前記トレーニング信号を用いて適応
等化を行うことにより、復調された前記情報シンボルを
判定する第2の判定手段と、直交復調された前記遅延ス
プレッド測定用シンボル系列を用いて伝搬路の遅延スプ
レッドを推定する遅延スプレッド推定手段と、複素ベー
スバンド信号のI成分、Q成分による位相平面が分割さ
れて複数の位相領域が構成されており、パイロットシン
ボルが情報シンボル区間に周期的に挿入されて変調され
た受信信号が直交復調された前記複素ベースバンド信号
を入力し、前記各パ イロットシンボルの受信信号点が、
直前の前記受信信号点の属する位相領域から他の位相領
域に変移した変移回数を計数する変移計数手段と、前記
変移回数に応じて変移率を算出する変移率算出手段と、
前記変移率に応じて最大ドップラー周波数を推定する最
大ドップラー周波数推定手段と、該最大ドップラー周波
数推定手段により推定された最大ドップラー周波数に応
じて、前記最大ドップラー周波数が高くなるほど閾値を
高く設定する閾値設定手段と、前記遅延スプレッドが、
設定された前記閾値よりも小さいときには前記第1の判
定手段から出力される前記情報シンボルを、前記遅延ス
プレッドが前記閾値よりも大きいときには前記第2の判
定手段から出力される前記情報シンボルを、所定の切り
替えタイミングにおいて選択して出力する出力選択手段
を有するものである。したがって、最大ドップラー周波
数が変化しても、ビット誤り率(Bit Error Rate)の小さ
なフェージング補償方式を選択することができる。
[0028] In the invention as set forth in claim 8, in the radio communication apparatus, pilot symbols are periodically inserted into an information symbol section, and a delay spread measurement symbol series and a training symbol series are provided in the information symbol section. Diversity receiving means for receiving, in a plurality of diversity branches, a transmission signal that is added to or is modulated by a frame signal in which the training and delay spread measurement symbol sequences are added to the information symbol section. When, by estimating the fading distortion by using the pilot symbols demodulated in each diversity branch, a first determining means for determining diversity combining in terms of the information symbols demodulated by the fading distortion compensation, the diversity branch By adaptive equalization and diversity combining using the training signal Oite demodulated, first determine the information symbols demodulated 2
And determination means, a delay spread estimation unit for estimating a delay spread of a propagation path by using the orthogonal demodulated the delay spread measurement signal, any one of claims 3 to 5 1
Maximum Doppler frequency estimator according to paragraph, according to the maximum Doppler frequency estimated by the maximum Doppler frequency estimator, threshold setting means for setting the threshold higher as the maximum Doppler frequency is higher, the delay spread, When the value is smaller than the set threshold value, the information symbol output from the first determination unit is set, and when the delay spread is larger than the threshold value, the information symbol output from the second determination unit is set to a predetermined value. It has an output selection means for selecting and outputting at the switching timing. Therefore, even if the maximum Doppler frequency changes, a fading compensation method with a small bit error rate can be selected. Also,
The reception diversity configuration can reduce the bit error rate and improve the estimation accuracy of the maximum Doppler frequency. When a maximum Doppler frequency estimator having a delay spread estimator is used, it can also be used as a delay spread estimator for output selection. Invention according to claim 9
In the case of
Select the M-ary modulation value according to the time channel characteristics and transmit data
In a wireless communication device for high-speed adaptive modulation of
The phase plane is divided by the I and Q components of the band signal.
Multiple phase regions are configured by the pilot symbol
Are periodically inserted into the information symbol section and modulated.
The complex baseband signal obtained by quadrature demodulating the received signal
Input, the received signal point of each pilot symbol is
From the phase region to which the previous received signal point belongs to another phase region
Transition counting means for counting the number of transitions that have occurred
A transition rate calculating means for calculating the transition rate according to the number of transfers,
Maximum to estimate the maximum Doppler frequency according to the transition rate
Doppler frequency estimating means and the maximum Doppler frequency
Estimated maximum Doppler frequency output from the estimator
Is compared with a preset threshold value and is greater than the threshold value
To modulate the transmission data by fixing the modulation multi-value number
However, when it is smaller than the threshold value, the transmission data is suitable for high speed.
It has a modulation multi-value number control means for performing adaptive modulation. Shi
Therefore, the maximum Doppler frequency estimate gives
It is possible to control the modulation multi-valued
In an environment where tracking is not possible, fix the modulation multi-value number and
It is possible to prevent deterioration of quality and improve transmission efficiency.
You can In the invention described in claim 10, wireless
In communication equipment, pilot symbols are information symbols
Periodically inserted in the interval and delay spread measurement
Regular symbol series and training symbol series come first
Or added to the information symbol section or
Symbol system for training and for measuring the delay spread
A sequence of frame signals added to the information symbol section
Receiving means for receiving the more modulated transmission signal, and
Fading using the pilot symbol adjusted
By estimating the distortion, the demodulated information
First judgment to make a judgment after compensating for fading distortion
Means and adapted using the demodulated training signal
By performing equalization, the demodulated information symbols are
Second determining means for determining, and the delay demodulated by the orthogonal demodulation
Propagation delay sp
A delay spread estimator for estimating red and a complex base
The phase plane is divided by the I and Q components of the band signal.
Multiple phase regions are configured to
Vol is periodically inserted and modulated in the information symbol section.
The complex baseband signal obtained by orthogonally demodulating the received signal
Enter a, the received signal point of each path for the pilot symbols,
From the phase region to which the received signal point immediately before belongs to another phase region
Transition counting means for counting the number of transitions that have transitioned to a region, and
A transition rate calculating means for calculating a transition rate according to the number of transitions,
The maximum estimated Doppler frequency according to the transition rate
Large Doppler frequency estimating means and maximum Doppler frequency
The maximum Doppler frequency estimated by the number estimation means.
The higher the maximum Doppler frequency, the higher the threshold
Threshold setting means set high, the delay spread,
When it is smaller than the set threshold value, the first judgment
The information symbol output from the determining means,
If the pread is greater than the threshold, then the second
The information symbol output from the setting means,
Output selecting means for selecting and outputting at replacement timing
Is to have. Therefore, the maximum Doppler frequency
Even if the number changes, the bit error rate (Bit Error Rate) is small.
A different fading compensation method can be selected.

【0029】[0029]

【発明の実施の形態】図1は、本発明の実施の形態の
前提となる構成の受信機側を示すブロック構成図であ
る。一様フェージング環境下で使用するのに適したもの
である。送信機側は、図15(a)を参照して説明した
従来の構成と同様であるので図示を省略するが、フレー
ム信号生成部4では、少なくとも、データ中にパイロッ
トシンボルを挿入する。図1(a)は、受信機側のブロ
ック構成図である。図15(b)を参照して説明した従
来の構成と同様な部分には同じ符号を用いている。図1
5(b)に示した構成に、最大ドップラー周波数fdを
推定するfd推定部20を加えている。図1(b)は、
fd推定部20の詳細ブロック構成図である。図2は、
パイロット信号の象限配置の説明図である。複素ベース
バンド信号の基準周波数信号に対する受信信号点を示す
空間において、パイロットシンボルの配置を示す。パイ
ロットシンボルとしては、使用する多値シンボルの内、
最大振幅、ここでは16QAMのシンボルのうち、A,
B,C,Dの4つのシンボルから1つシンボルを利用す
る場合について説明する。
Figure 1 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION, in the embodiments of the present invention
It is a block block diagram which shows the receiver side of a structure used as a premise . It is suitable for use in a uniform fading environment. The transmitter side has the same configuration as the conventional configuration described with reference to FIG. FIG. 1A is a block diagram of the receiver side. The same reference numerals are used for the same parts as those of the conventional configuration described with reference to FIG. Figure 1
The fd estimation unit 20 that estimates the maximum Doppler frequency fd is added to the configuration shown in FIG. Figure 1 (b) shows
4 is a detailed block configuration diagram of the fd estimation unit 20. FIG. Figure 2
It is explanatory drawing of the quadrant arrangement | positioning of a pilot signal. 7 shows an arrangement of pilot symbols in a space showing received signal points for a reference frequency signal of a complex baseband signal. Among the multi-valued symbols used as pilot symbols,
Of the maximum amplitude, here 16QAM symbols, A,
A case where one symbol is used from the four symbols of B, C and D will be described.

【0030】図3は、パイロットシンボルのフェージン
グ変動の一例を示す説明図である。図3(a)は、Iチ
ャネル,Qチャネル別に、パイロットシンボルの受信信
号点の変移を示したものである。横軸はフレーム番号、
縦軸はIチャネルまたはQチャネル成分である。図3
(b)は、パイロットシンボルの受信信号点の変移を2
次元I,Q位相平面上に示したものである。400MHz
帯の業務用デジタル移動通信システムにおけるシミュレ
ーション結果を用いており、帯域幅12.5kHz/ch,9.6ks
ymbol/sec(104μs/symbol)の16QAMである。パイ
ロットシンボルは16シンボル中に1回挿入されてい
る。最大ドップラー周波数fdは40Hzである。ただし、
図3(a)と図3(b)は異なるサンプルに基づいて作
成されているので、両者の受信信号点は一致しない。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of fading fluctuation of pilot symbols. FIG. 3A shows the shift of the received signal point of the pilot symbol for each I channel and Q channel. The horizontal axis is the frame number,
The vertical axis represents the I channel or Q channel component. Figure 3
(B) shows the shift of the received signal point of the pilot symbol by 2
The dimensions are shown on the I and Q phase planes. 400MHz
The simulation results of a commercial band digital mobile communication system are used, and the bandwidth is 12.5kHz / ch, 9.6ks.
It is 16QAM of ymbol / sec (104 μs / symbol). The pilot symbol is inserted once in 16 symbols. The maximum Doppler frequency fd is 40 Hz. However,
Since FIG. 3A and FIG. 3B are created based on different samples, the reception signal points of both do not match.

【0031】図1(b)において、パイロットシンボル
のデータ抽出部23では、直交復調されLPF17を通
したシンボルデータを取り込み、図3に示したようなパ
イロットシンボルのデータを抽出する。変移検出部24
は、抽出されたパイロットシンボルの受信信号点が位置
する位相領域の変移を検出する。この変移は、受信信号
点が、複数に区切られた位相領域(ブロック)の境界線
を越えて他の位相領域に変移したか否かで検出する。例
えば、図2において、位相領域を、I軸,Q軸によって区
切られた4象限とする。フェージングによって、パイロ
ットシンボルの受信信号点が変移する。この変移を、受
信信号点の座標(I成分、Q成分)により決定される象限
の変移に基づいて検出する。カウント部25は、予め設
定された観測時間内で、変移したパイロットシンボルの
個数をカウントする。fd推定値の算出部26は、観測
時間内のパイロットシンボルの全数に対するカウント値
の比率と、予め設定された最大ドップラー周波数fdと
の関係式(図5を参照して後述する)とから、最大ドッ
プラー周波数fdの推定値を算出する。
In FIG. 1B, the pilot symbol data extraction unit 23 takes in the symbol data that has been orthogonally demodulated and passed through the LPF 17, and extracts the pilot symbol data as shown in FIG. Transition detector 24
Detects the transition of the phase region where the received signal point of the extracted pilot symbol is located. This transition is detected by whether or not the received signal point has transitioned to another phase region beyond the boundary line of a plurality of divided phase regions (blocks). For example, in FIG. 2, the phase region has four quadrants divided by the I axis and the Q axis. The reception signal point of the pilot symbol changes due to fading. This shift is detected based on the shift of the quadrant determined by the coordinates (I component, Q component) of the received signal point. The counting unit 25 counts the number of shifted pilot symbols within a preset observation time. The fd estimation value calculation unit 26 calculates the maximum value from the relational expression (which will be described later with reference to FIG. 5) between the ratio of the count value to the total number of pilot symbols within the observation time and the preset maximum Doppler frequency fd. The estimated value of the Doppler frequency fd is calculated.

【0032】図4は、図1(b)に示したfd推定部2
4の処理動作を説明するフローチャートである。ここで
は、受信処理の少なくとも一部が、プログラムを用いて
コンピュータによって実行され、そのメインプログラム
に対する割り込み処理によって、fd推定部の機能が実
行されるものとして説明する。既に、図16を参照して
説明したように、パイロットシンボル1シンボルと(N-
1)シンボルの情報シンボル部とで1フレーム(フレー
ム長Tf)が構成されている。そこで、Tfの周期で割り
込み処理を行うことにより、パイロットシンボルのデー
タを処理する。S1において、パイロットシンボルのデ
ータを取り込む。S2において、パイロットシンボルの
位置する象限を、I成分,Q成分に基づいて検出する。
I成分およびQ成分の2次元配置で4つの象限が設定さ
れている。S3において、直前の割り込みタイミングに
おいて検出された、1つ前のパイロットシンボルが属し
ている象限と同じであるか否かを判定する。同じであれ
ば、S4に処理を進め、同じでなければS5に処理を進
める。S5においてはゼロクロスカウンタのカウント値
を+1アップしてから、S4に処理を進める。S4にお
いて、現在のパイロットシンボルが属する象限の値を保
存するという、次のパイロットシンボルの判定のための
データ更新をする。
FIG. 4 shows the fd estimation unit 2 shown in FIG.
4 is a flowchart illustrating a processing operation of No. 4. Here, it is assumed that at least a part of the reception process is executed by a computer using a program, and the function of the fd estimation unit is executed by an interrupt process for the main program. As already described with reference to FIG. 16, one pilot symbol and (N-
1) One frame (frame length T f ) is composed of the information symbol portion of the symbol. Therefore, the pilot symbol data is processed by performing interrupt processing at the cycle of T f . In S1, the pilot symbol data is captured. In S2, the quadrant in which the pilot symbol is located is detected based on the I and Q components.
Four quadrants are set in a two-dimensional arrangement of I and Q components. In S3, it is determined whether or not it is the same as the quadrant to which the immediately preceding pilot symbol, which was detected at the immediately preceding interrupt timing, belongs. If they are the same, the process proceeds to S4, and if they are not the same, the process proceeds to S5. In S5, the count value of the zero-cross counter is incremented by 1, and then the process proceeds to S4. In S4, the data for the determination of the next pilot symbol, that is, the value of the quadrant to which the current pilot symbol belongs is updated.

【0033】S6において、推定タイミングカウンタを
+1する。なお、この推定タイミングカウンタは、初期
状態において0に設定されている。S7において、予め
定められた観測時間が経過したか否かを、推定タイミン
グカウンタが所定値になったか否かによって判定する。
所定値になったときにはS8に処理を進め、所定値にな
っていないときには、現在の割り込み処理を終了し、メ
インルーチンに戻る。S8において、fd推定値の算出
処理を行う。1フレーム当たりのゼロクロス点数の比率
を算出し、予め設定された算出式を用いて、ゼロクロス
点数の比率から最大ドップラー周波数fdの推定値を算
出する。S9において算出されたfdの推定結果を出力
し、S10においてカウンタをリセットして、メインル
ーチンに戻る。上述した処理によって、最大ドップラー
周波数fdの推定値を得ることができる。
At S6, the estimated timing counter is incremented by 1. The estimated timing counter is set to 0 in the initial state. In S7, it is determined whether or not a predetermined observation time has elapsed, based on whether or not the estimated timing counter has reached a predetermined value.
When it reaches the predetermined value, the process proceeds to S8. When it does not reach the predetermined value, the current interrupt process is terminated and the process returns to the main routine. In S8, the calculation process of the fd estimated value is performed. The ratio of the number of zero-cross points per frame is calculated, and an estimated value of the maximum Doppler frequency fd is calculated from the ratio of the number of zero-cross points using a preset calculation formula. The estimation result of fd calculated in S9 is output, the counter is reset in S10, and the process returns to the main routine. An estimation value of the maximum Doppler frequency fd can be obtained by the processing described above.

【0034】上述した説明では、S2においてパイロッ
トシンボルの受信信号点の象限を検出した上で、S3に
おいて象限の変移の有無を判定していた。このS2,S
3に代えて、受信信号点のI成分,Q成分の少なくとも
一方が、ゼロクロスしたか否か、すなわち、正負の極性
が変化したか否かを判定することにより、パイロットシ
ンボルの受信信号点が、直前の前記受信信号点の属する
位相領域から他の位相領域に変移したことを、直接的に
検出してもよい。また、位相領域としては、I軸および
Q軸によって境界付けられた4象限に限る必要はない。
位相平面を、I軸またはQ軸で2分割することにより、
位相間隔が180度の位相領域としたり、位相平面を8
分割して位相間隔が45度の位相領域にしたりしてもよ
い。その際、位相量域の境界は、必ずしもI軸、Q軸を
含むものでなくてもよい。また、等分割であることが好
ましいが、必ずしも正確に等分割する必要はない。パイ
ロットシンボルの受信位相点が、上述した任意の位相領
域のいずれに属するかは、I成分,Q成分から位相角を
求めて、各位相領域の角度範囲と比較すればよい。
In the above description, the quadrant of the received signal point of the pilot symbol is detected in S2, and then the presence or absence of the quadrant shift is determined in S3. This S2, S
Instead of 3, the reception signal point of the pilot symbol is The transition from the immediately preceding phase region to which the received signal point belongs to another phase region may be directly detected. Further, the phase region need not be limited to the four quadrants bounded by the I axis and the Q axis.
By dividing the phase plane into two by the I axis or the Q axis,
The phase interval is 180 degrees and the phase plane is 8
It may be divided into phase regions having a phase interval of 45 degrees. At that time, the boundary of the phase amount region does not necessarily include the I axis and the Q axis. Further, although it is preferable that the division is equally divided, it is not always necessary to divide the division exactly. To which of the above-mentioned arbitrary phase regions the received phase point of the pilot symbol belongs may be obtained by obtaining a phase angle from the I component and the Q component and comparing it with the angular range of each phase region.

【0035】図5は、直接波(希望波)のみで不要な遅
延波がない場合の、最大ドップラー周波数fdとゼロク
ロス点数の比率との関係を、シミュレーション結果を用
いて示すグラフである。400MHz帯の業務用デジタル移動
通信システムにおいて、帯域幅12.5KHz/ch、9.6ksymb
ol/sec(104μs/symbol)の16QAMである。1フレー
ム16シンボルとし、1シンボルのパイロットシンボル
を、情報シンボル15シンボルの間に挿入している。横
軸はシミュレーションで設定した最大ドップラー周波数
fdの値である。縦軸は、ゼロクロス点数の比率であっ
て、パイロットシンボルの受信信号点が象限を越える変
動をした数、すなわち、ゼロクロス点数を、観測時間の
250フレームで割ったものである。数回のシミュレー
ション結果の平均をとっている。
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the maximum Doppler frequency fd and the ratio of the number of zero-cross points in the case where only the direct wave (desired wave) and no unnecessary delayed wave are used, using a simulation result. Bandwidth 12.5KHz / ch, 9.6ksymb in 400MHz band professional digital mobile communication system
It is 16QAM of ol / sec (104 μs / symbol). One frame has 16 symbols, and one pilot symbol is inserted between 15 information symbols. The horizontal axis is the value of the maximum Doppler frequency fd set in the simulation. The vertical axis represents the ratio of the number of zero-cross points, which is the number of fluctuations in the received signal points of the pilot symbols beyond the quadrant, that is, the number of zero-cross points divided by 250 frames of the observation time. The average of several simulation results is taken.

【0036】この図では、ゼロクロス点数の比率と最大
ドップラー周波数fdとで決まる点をプロットしてい
る。プロットした点は、ほぼ一直線上に並んでいること
から、線形近似ができる。この図には、線形近似した直
線も図示している。この線形近似直線を用いれば、逆
に、測定したゼロクロス点数の比率Xから、最大ドップ
ラー周波数Y[Hz]を推定できることがわかる。線形近
似直線は、次式の通りである。 Y=258.5*X−6.728 ただし、算出されたYの値は、非負である時のみ有効と
する。図1(b)のfd推定値の算出部26、図4のS
8においては、この線形近似直線を用いてfd推定値を
計算する。あるいは、この線形近似曲線に基づいてルッ
クアップテーブルを作成し、このルックアップテーブル
を用いてfd推定値を出力してもよい。
In this figure, the points determined by the ratio of the number of zero-cross points and the maximum Doppler frequency fd are plotted. Since the plotted points are arranged almost on a straight line, linear approximation can be performed. In this figure, a linearly approximated straight line is also shown. On the contrary, it can be understood that the maximum Doppler frequency Y [Hz] can be estimated from the ratio X of the measured zero-cross points by using this linear approximation straight line. The linear approximation line is as follows. Y = 258.5 * X−6.728 However, the calculated Y value is valid only when it is non-negative. The calculation unit 26 of the fd estimated value in FIG. 1B, S in FIG.
In 8, the fd estimated value is calculated using this linear approximation line. Alternatively, a lookup table may be created based on this linear approximation curve, and the fd estimated value may be output using this lookup table.

【0037】図6は、本発明の第の実施の形態の受信
機側を示すブロック構成図である。不要な遅延波が存在
する場合にも使用できる構成である。送信機側について
は、図15(a)に示した従来例と同様であるので図示
を省略するが、フレーム信号生成部4においては、少な
くとも、パイロットシンボルと遅延スプレッドを推定す
るための信号を挿入する。具体的には、TDMAの1バ
ースト(1スロット)において、データ中のパイロット
シンボルの外、プリアンブル、ミッドアンブル、ポスト
アンブルのシンボル系列を挿入する。後述するように、
受信機側で伝搬路特性としての遅延スプレッドを推定す
るためのシンボル系列や、適応等化器のためのトレーニ
ングシンボル系列として、これらの信号系列が使用され
る。また、同期ワード,ユニークワードとしてもこれら
の信号系列が使用される。ある1つのシンボル系列を、
同期ワード,ユニークワード,遅延スプレッド推定用、
トレーニング用の少なくとも2つに兼用させてもよい。
FIG. 6 is a block diagram showing the receiver side according to the first embodiment of the present invention. This configuration can be used even when there is an unnecessary delayed wave. The transmitter side is the same as the conventional example shown in FIG. 15 (a), and therefore the illustration is omitted. To do. Specifically, in one TDMA burst (one slot), symbol sequences of a preamble, a midamble, and a postamble other than pilot symbols in data are inserted. As described below,
These signal sequences are used as a symbol sequence for estimating a delay spread as a channel characteristic on the receiver side and a training symbol sequence for an adaptive equalizer. Further, these signal sequences are also used as the synchronization word and the unique word. A certain symbol series,
Sync word, unique word, for delay spread estimation,
It may be combined with at least two for training.

【0038】図6(a)は受信機のブロック構成図、図
6(b)は図6(a)中の遅延スプレッド推定部31お
よびfd推定部33の内部ブロック構成図である。図
中、図15,図1と同様な部分には同じ符号を付してい
る。図1に示した実施の形態に比べて、送信機側では、
遅延スプレッドを推定するための信号として、例えばプ
リアンブル部分に、周期Nestの変形M系列が挿入され
ている。受信機側では、遅延スプレッド推定部31が新
たに追加され、直交復調されたLPF17の出力を入力
し、それに伴い、fd推定部24が修正変更されてfd
推定部33としている。
FIG. 6A is a block configuration diagram of the receiver, and FIG. 6B is an internal block configuration diagram of the delay spread estimation unit 31 and the fd estimation unit 33 in FIG. 6A. In the figure, the same parts as those in FIGS. 15 and 1 are designated by the same reference numerals. Compared to the embodiment shown in FIG. 1, on the transmitter side,
As a signal for estimating the delay spread, for example, a modified M sequence having a period N est is inserted in the preamble portion. On the receiver side, a delay spread estimation unit 31 is newly added, and the output of the quadrature demodulated LPF 17 is input, and accordingly, the fd estimation unit 24 is modified and changed to fd.
The estimation unit 33 is used.

【0039】図6(b)を参照して、遅延スプレッド推
定部31およびfd推定部33について説明する。34
は変形M系列生成部であって、送信機側で挿入された変
形M系列と同じ変形M系列を受信機側で生成する。35
は相関関数計算部であって、図6(a)のLPF17か
ら出力された複素ベースバンド信号と、変形M系列生成
部34で生成されたシンボル系列との相関関数を計算す
ることにより、複素遅延プロファイルを測定する。36
は遅延スプレッド計算部であって、複素遅延プロファイ
ルから遅延スプレッドを推定する。
The delay spread estimation unit 31 and the fd estimation unit 33 will be described with reference to FIG. 6 (b). 34
Is a modified M sequence generation unit, which generates on the receiver side the same modified M sequence as the modified M sequence inserted on the transmitter side. 35
Is a correlation function calculation unit, which calculates a correlation function between the complex baseband signal output from the LPF 17 of FIG. 6A and the symbol sequence generated by the modified M sequence generation unit 34 to obtain a complex delay. Measure the profile. 36
Is a delay spread calculator that estimates the delay spread from the complex delay profile.

【0040】ここで、まず、遅延スプレッドを推定する
技術について説明を加える。遅延波を遅延スプレッドで
推定する技術は、鈴木敬 ほか2名、“適応変調方式に
おける伝搬路特性推定方式”、電子情報通信学会技術報
告 RCS94-65(1994-09)等で知られている。変形M系
列とは、M系列(最大周期シフトレジスタ系列:Maximu
m-length linear shift-register sequence)に適当な
直流成分(DCオフセット)を加えることにより、自己
相関関数のサイドローブを零にしたものである。タイミ
ングが一致しない位相での自己相関関数は完全に零にな
る。変形M系列の周期Nestに対し、タイミングが一致
したときの自己相関関数は、(Nest+1)となる。ま
た、上述した直流成分の値(D)は次式で与えられる。
First, the technique for estimating the delay spread will be described. Techniques for estimating delayed waves with delay spreads are known by Takashi Suzuki et al., “Propagation path characteristic estimation method in adaptive modulation method”, IEICE Technical Report RCS94-65 (1994-09), and others. Modified M series is M series (maximum period shift register series: Maximu
By adding an appropriate direct current component (DC offset) to the m-length linear shift-register sequence, the side lobe of the autocorrelation function is made zero. The autocorrelation function at the phase where the timings do not match is completely zero. The autocorrelation function when the timing coincides with the cycle N est of the modified M sequence is (N est +1). Further, the value (D) of the above-mentioned DC component is given by the following equation.

【数8】 直接波に対して1シンボル時間以内の遅延をする遅延波
が存在することを前提に、この遅延波の遅延スプレッド
を出力するには、シンボル系列として、周期N est
(変形)M系列符号の前後に、各1シンボルを加えて
(Nest+2)シンボルとしたものを用いる。
[Equation 8] Delay wave that delays the direct wave within 1 symbol time
The delay spread of this delayed wave, assuming that
To output N as the symbol sequence estof
(Modified) Add 1 symbol before and after the M-sequence code
(Nest+2) Use the symbol.

【0041】より一般的には、PN系列(擬似雑音系
列:Pseudo Noise Sequence)に、上述した変形M系列
と同様にDCオフセットを加えて変形PN系列としても
よい。また、上述したシンボル系列として、M系列、よ
り一般的にはPN系列を用いてもよい。M系列、PN系
列でも、タイミングが一致したときに鋭い自己相関のピ
ークを有するので、遅延スプレッドの推定に使用でき
る。受信信号と変形M系列の相関関数を計算することに
より、受信スロットの遅延プロファイルを求め、この遅
延プロファイルから遅延スプレッドを出力する。遅延ス
プレッドとは、平均の電力遅延プロファイルに対して、
受信電力平均遅延時間を中心とした標準偏差(分散の平
方根)である。
More generally, a modified PN sequence may be formed by adding a DC offset to a PN sequence (pseudo noise sequence) as in the modified M sequence described above. Further, as the above-mentioned symbol series, M series, more generally PN series may be used. Since even the M series and the PN series have sharp peaks of autocorrelation when the timings match, they can be used for estimating the delay spread. The delay profile of the reception slot is obtained by calculating the correlation function of the received signal and the modified M sequence, and the delay spread is output from this delay profile. Delay spread is the average power delay profile,
It is a standard deviation (square root of variance) centered on the average delay time of received power.

【0042】まず、伝搬路モデルを説明する。陸上移動
通信においては最大遅延時間が約20μsec程度であ
り、数10kシンボル/secの伝送を行う場合では、1シン
ボル以内の遅延を考慮すれば十分である。また、受信信
号は、1シンボル長TS間隔でしかサンプリングされな
いから、1シンボル長TS間隔の離散チャネルモデルで
記述される。したがって、伝搬路モデルとして、遅延時
間TSの2波レイリーモデルを用いる。インパルスレス
ポンスh(t)は、近似的に、次式の通りである。 h(t)=h0(t)δ(t)+h1(t)δ(t-Ts) (7) ここで、δ(t)はデルタ関数である。フェージング変動
は緩やかで、測定中(1フレーム内)は一定であると仮
定して、受信機では、サンプリング後の受信信号と送信
変形M系列との相関をとる。この相関は、直交したI
相,Q相の2チャネルで行う。測定された複素遅延プロ
ファイルhj(k)は、k番目のフレームにおいて、次式に
示す通りである。ただし、ノイズ成分による相関出力に
ついては測定誤差として無視している。
First, the propagation path model will be described. In land mobile communication, the maximum delay time is about 20 μsec, and when transmitting several tens of k symbols / sec, it is sufficient to consider the delay within 1 symbol. Further, the received signal, since not sampled only 1 symbol length T S interval is described by the discrete channel model for one symbol length T S interval. Therefore, the two-wave Rayleigh model with the delay time T S is used as the propagation path model. The impulse response h (t) is approximately as follows. h (t) = h 0 (t) δ (t) + h 1 (t) δ (tT s ) (7) where δ (t) is a delta function. The receiver correlates the received signal after sampling with the transmission modified M-sequence on the assumption that the fading fluctuation is gentle and is constant during measurement (within one frame). This correlation is orthogonal I
It is performed with two channels, phase and Q phase. The measured complex delay profile h j (k) is as shown in the following equation in the k-th frame. However, the correlation output due to the noise component is ignored as a measurement error.

【数9】 ここで、wiは変形M系列に基づくi番目のシンボル、y
(i)は、t=iTsでサンプルされた受信信号(複素包絡
線)、*はwが共役複素数であることを示す。なお、既
に触れたように最大1シンボル遅延までを仮定してい
る。遅延波および直接波の測定時に、相互の相関を除去
するために、変形M系列の前後1シンボルずつに1シンボ
ルのダミー信号を挿入しているので、変形M系列とする
プリアンブルは、Nest+2シンボルとしている。
[Equation 9] Where w i is the i-th symbol based on the modified M sequence, y
(i) indicates the received signal (complex envelope) sampled at t = iT s , and * indicates that w is a complex conjugate number. As already mentioned, a maximum delay of 1 symbol is assumed. When measuring the delayed wave and the direct wave, a dummy signal of 1 symbol is inserted into each of the symbols before and after the modified M sequence in order to remove the mutual correlation, so the preamble of the modified M sequence is N est +2. It is used as a symbol.

【0043】上述した2波モデルのインパルスレスポン
スh(t)に対応する、変形M系列の電力遅延プロファ
イルp(k)は、次式で与えられる。 p(k)=p0(k)δ(t)+p1(k)δ(t-Ts) (9) ここで、pi(k) (i=0,1)は、(8)式の複素遅
延プロファイルhj(k)を用いて次式で与えられる。 pi(k) = |hi(k)|2 (10)
The power delay profile p (k) of the modified M sequence corresponding to the impulse response h (t) of the above-mentioned two-wave model is given by the following equation. p (k) = p 0 (k) δ (t) + p 1 (k) δ (tT s ) (9) where p i (k) (i = 0,1) is the complex of equation (8). It is given by the following equation using the delay profile h j (k). p i (k) = | h i (k) | 2 (10)

【0044】既に説明したように、遅延スプレッドは、
平均遅延時間を中心とした電力遅延プロファイルの標準
偏差であるから、上述した式(9),(10)から遅延
スプレッドが推定される。遅延時間がTs(1シンボル
時間)で、直接波(希望波)と遅延波(不要波)との振
幅比がD/U=1/αの2波モデルの場合であって、フ
ェージング変動が緩やかで、フレームkによってpi(k)
の値が変動しないときには、pi(k)=pi (i=0,
1)とおいて、遅延スプレッドσは、次式の通りとな
る。
As already explained, the delay spread is
Since it is the standard deviation of the power delay profile centered on the average delay time, the delay spread is estimated from the above equations (9) and (10). The delay time is T s (1 symbol time) and the amplitude ratio of the direct wave (desired wave) and the delayed wave (undesired wave) is D / U = 1 / α. Genuine, by frame k p i (k)
When the value of does not change, p i (k) = p i (i = 0,
In 1), the delay spread σ is as follows.

【数10】 ここで、本発明の実施の一形態において、変形M系列に
基づいて16QAMの変調規則に従うシンボル系列を作
成する方法を説明する。図2を参照して説明したよう
に、16QAMにおいては、2値4ビットの送信データ
は、I相成分、Q相成分の値が、それぞれ、−3,−
1,1,3となる16シンボル点の1つに割り当てられ
る。これに対し、遅延スプレッドを推定するために相関
関数を計算するシンボル系列には、適応等化器のトレー
ニング系列と同様に、シンボルの振幅が最大である、図
示のA,B,C,Dのシンボルを使用することにより、
受信側で遅延スプレッドを推定する時の信号対雑音比が
良くなる。上述した4シンボルの中から、少なくとも2
つのシンボルを変形M系列にしたがって選択して、上述
したシンボル系列とする。変形M系列の周期を15とす
ると、最初と最後にダミーのシンボルを付加することに
より17シンボルのシンボル系列となる。
[Equation 10] Here, in one embodiment of the present invention, a method of creating a symbol sequence according to the 16QAM modulation rule based on the modified M sequence will be described. As described with reference to FIG. 2, in 16QAM, in binary 4-bit transmission data, the values of the I-phase component and the Q-phase component are −3 and −, respectively.
It is assigned to one of 16 symbol points of 1, 1, and 3. On the other hand, in the symbol sequence for calculating the correlation function in order to estimate the delay spread, as in the training sequence of the adaptive equalizer, the amplitude of the symbol is the maximum. By using the symbol
The signal-to-noise ratio when estimating the delay spread on the receiving side is improved. At least 2 out of the above 4 symbols
One symbol is selected according to the modified M series to be the above-mentioned symbol series. When the cycle of the modified M sequence is 15, a symbol sequence of 17 symbols is obtained by adding dummy symbols to the beginning and the end.

【0045】変形M系列をシンボルに割り当てるには複
数通りの方法がある。第1に、1系列の変形M系列の2
値0,1に対して2個のシンボル点、例えば、A,Cま
たはC,AまたはB,DまたはD,Bを割り当てる。第
2に、周期が同じである、2系列の変形M系列を用い、
2系列の2値の組み合わせ(0,0),(0,1),
(1,0),(1,1)のそれぞれに、4シンボルA,
B,C,Dの1つを割り当てる。
There are a plurality of methods for assigning the modified M sequence to symbols. First, 2 of 1 modified M series
Two symbol points, for example A, C or C, A or B, D or D, B, are assigned to the values 0, 1. Second, using two modified M sequences with the same period,
Binary combination of two series (0,0), (0,1),
For each of (1,0) and (1,1), 4 symbols A,
One of B, C and D is assigned.

【0046】ただし、いずれの場合も、変形M系列がM
系列にDCオフセットを加えたものであるから、各シン
ボル点A,B,C,D点は、それぞれ、I相成分、Q相
成分について、DCオフセット分だけ位置をシフトさせ
て直交変調する必要がある。受信側では、送信側の1系
列または2系列に対応させて、I相用,Q相用の変形M
系列の2値データを生成する。相関関数計算のために、
2値0は−1にする。シンボルの相関関数は、直交復調
された後の受信信号であるI相ベースバンド信号,Q相
のベースバンド信号と、生成された2値データとを、同
じ相同士で相関関数を計算して、各相の計算結果を加算
することにより計算される。
However, in any case, the modified M series is M
Since a DC offset is added to the sequence, the symbol points A, B, C, and D must be shifted in position by the DC offset for the I-phase component and the Q-phase component, respectively, and orthogonal modulation must be performed. is there. On the receiving side, a modified M for I phase and Q phase corresponding to one or two series on the transmitting side.
Generate binary data for a series. To calculate the correlation function,
Binary 0 is -1. The correlation function of the symbol is obtained by calculating the correlation function of the same phase between the I-phase baseband signal and the Q-phase baseband signal, which are received signals after quadrature demodulation, and the generated binary data, It is calculated by adding the calculation results of each phase.

【0047】再び、図6(b)に戻って説明する。受信
機側の遅延スプレッド推定部31では、プリアンブル部
分の変形M系列を用い、上述した原理に基づいて遅延ス
プレッドを推定する。fd推定部33は、図1に示した
fd推定部24とほぼ同様であるが、図6(b)に示す
fd推定値の算出部37では、遅延スプレッドを加味し
てfd推定データを出力する。したがって、fd推定値
の算出部37の処理動作は、図4のフローチャートとほ
ぼ同様であるが、S8におけるfd推定値の算出ステッ
プにおいて、遅延スプレッドを考慮する。
Returning to FIG. 6B again, description will be made. The delay spread estimation unit 31 on the receiver side uses the modified M sequence of the preamble portion to estimate the delay spread based on the above-described principle. The fd estimation unit 33 is almost the same as the fd estimation unit 24 shown in FIG. 1, but the fd estimation value calculation unit 37 shown in FIG. 6B outputs the fd estimation data in consideration of the delay spread. . Therefore, the processing operation of the fd estimated value calculation unit 37 is almost the same as that in the flowchart of FIG. 4, but the delay spread is considered in the step of calculating the fd estimated value in S8.

【0048】図7は、直接波(希望波)の他に、不要な
遅延波が存在する場合の、最大ドップラー周波数fdと
ゼロクロス点数の比率との関係を、シミュレーション結
果を用いて示すグラフである。400MHz帯の業務用デジタ
ル移動通信システムにおいて、帯域幅12.5KHz/ch、9.
6ksymbol/sec(104μs/symbol)の16QAMである。1
フレーム16シンボルとし、1シンボルのパイロットシ
ンボルを、情報シンボル15シンボルの間に挿入してい
る。このシミュレーションは、遅延波が直接波に対して
遅延時間τだけ遅れて到来し、かつ、直接波と遅延波の
電力が等しいという、2波等電力モデルを用いている。
ここで、遅延時間τと既に説明した遅延スプレッドσと
は異なるものである。しかし、唐沢好男、“SB-1-4
等価伝送路モデルによる広帯域デジタル伝送特性の解
析”、2000年電子情報通信学会総合大会講演論文集、
p.709-710,(2000-3-7)や、唐沢好男 ほか1名、
“仲上−ライスフェージングの等価伝送路モデル−その
機能拡張に関して−”、電子情報通信学会技術報告 RC
S98-24、pp.1-6(1998-5)、の文献に示されるように、
平均遅延量や遅延スプレッドσがシンボル長Tsの30%
以下の範囲では、等価伝搬路モデルの2波モデルが有効
であり、平均遅延量と遅延スプレッドが等しい場合に
は、直接波と遅延波の遅延時間τは、遅延スプレッドσ
の2倍の関係がある(遅延時間で見れば、シンボル長T
sの60%以下の範囲でモデルが有効である。)そこで、
遅延スプレッド推定部31から出力される遅延スプレッ
ドの推定値をσとすると、直接波に対する遅延波の遅延
時間τの2分の1、すなわち、σ=τ/2 となる。
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the maximum Doppler frequency fd and the ratio of the number of zero-cross points in the case where there is an unnecessary delayed wave in addition to the direct wave (desired wave), using simulation results. . Bandwidth 12.5KHz / ch, 9.
It is 16QAM with 6k symbol / sec (104μs / symbol). 1
The frame has 16 symbols, and one pilot symbol is inserted between 15 information symbols. This simulation uses a two-wave equal power model in which the delayed wave arrives after a delay time τ with respect to the direct wave, and the direct wave and the delayed wave have the same power.
Here, the delay time τ is different from the delay spread σ already described. However, Yoshio Karasawa, “SB-1-4
Analysis of Wideband Digital Transmission Characteristics by Equivalent Transmission Line Model ", Proc. Of the 2000 IEICE General Conference,
p. 709-710, (2000-3-7), Yoshio Karasawa and 1 more person,
"Nakagami-Rice Fading Equivalent Transmission Line Model-Regarding its Extension-", IEICE Technical Report RC
As shown in the literature of S98-24, pp.1-6 (1998-5),
The average delay amount or delay spread σ is 30% of the symbol length T s .
In the following range, the two-wave model of the equivalent propagation path model is effective, and when the average delay amount and the delay spread are equal, the delay time τ of the direct wave and the delay wave is the delay spread σ
Of the symbol length T (in terms of delay time)
The model is effective in the range of 60% or less of s . )Therefore,
When the estimated value of the delay spread output from the delay spread estimation unit 31 is σ, ½ of the delay time τ of the delayed wave with respect to the direct wave, that is, σ = τ / 2.

【0049】図7(a)は、直接波(希望波)の他に、
不要な遅延波(遅延時間τ=6.5μs)がある場合の、
フレーム番号(観測時間)とゼロクロス点数の比率の値
との関係を、シミュレーション結果を用いて示すグラフ
である。横軸は観測時間をフレーム番号で表し、縦軸は
ゼロクロス点数の比率を表す。このフレーム番号は、パ
イロットシンボルを1シンボル含んだ情報シンボル系列
を1フレームとして番号を付けたものである。したがっ
て、観測時間内におけるパイロットシンボルの総数に等
しい。縦軸のゼロクロス点数の比率は、パイロットシン
ボルの受信信号点が象限を越える変動をした数、すなわ
ち、ゼロクロス点数を、横軸の各観測時間のフレーム数
で割ったものである。シミュレーションでは、最大ドッ
プラー周波数fdを、5Hz,10Hz,20Hz、30H
z,40Hz,50Hz、80Hzに設定している。なお、400
MHz帯で、最大ドップラー周波数fd=20Hzは、移動機
の移動速度V=54km/hに相当する。観測時間が短い場合
には、ゼロクロス点数の比率がばらついているが、観測
時間が長くなるとほぼ一定値となる。
FIG. 7A shows that in addition to the direct wave (desired wave),
When there is an unnecessary delayed wave (delay time τ = 6.5 μs),
It is a graph which shows the relationship between a frame number (observation time) and the value of the ratio of the number of zero cross points using a simulation result. The horizontal axis represents the observation time as a frame number, and the vertical axis represents the ratio of zero-cross points. This frame number is numbered with one information symbol sequence including one pilot symbol as one frame. Therefore, it is equal to the total number of pilot symbols in the observation time. The ratio of the number of zero-cross points on the vertical axis is the number of fluctuations in the received signal points of pilot symbols beyond the quadrant, that is, the number of zero-cross points divided by the number of frames at each observation time on the horizontal axis. In the simulation, the maximum Doppler frequency fd was set to 5Hz, 10Hz, 20Hz, 30H
It is set to z, 40Hz, 50Hz, 80Hz. In addition, 400
In the MHz band, the maximum Doppler frequency fd = 20 Hz corresponds to the moving speed V of the mobile device V = 54 km / h. When the observation time is short, the ratio of zero-cross points varies, but when the observation time is long, it becomes almost constant.

【0050】図7(b)は、直接波(希望波)の他に、
不要な遅延波(遅延時間τ)がある場合の、最大ドップ
ラー周波数fdとゼロクロス点数の比率との関係を、シ
ミュレーション結果を用いて示すグラフである。横軸は
シミュレーションで設定した最大ドップラー周波数fd
の値である。縦軸は、ゼロクロス点数の比率であって、
パイロットシンボルの受信信号点が象限を越える変動を
した数、すなわち、ゼロクロス点数を、観測時間の25
0フレームで割ったものである。数回のシミュレーショ
ン結果の平均をとっている。この図では、遅延時間τを
0μs,6.5μs,13μs,26μsと変化させている。設
定された最大ドップラー周波数fdとゼロクロス点数の
比率とでプロットした点を、遅延時間毎に見ると、最大
ドップラー周波数とゼロクロス点数の比率との関係は、
直線近似できることがわかる。ゼロクロス点数の比率
は、遅延スプレッドが増えるにつれて少しずつ大きくな
っている。別途、遅延スプレッド推定部31により得ら
れる遅延スプレッドの値σ[μs]を遅延時間τに換算
して、ゼロクロス点数の比率Xから、逆に、最大ドップ
ラー周波数Y[Hz]を推定することができる。
In FIG. 7B, in addition to the direct wave (desired wave),
9 is a graph showing the relationship between the maximum Doppler frequency fd and the ratio of zero-cross points when there is an unnecessary delayed wave (delay time τ), using simulation results. The horizontal axis is the maximum Doppler frequency fd set in the simulation
Is the value of. The vertical axis is the ratio of zero-cross points,
The number of variations of the received signal points of pilot symbols exceeding the quadrant, that is, the number of zero-cross points,
It is divided by 0 frames. The average of several simulation results is taken. In this figure, the delay time τ is
It is changed to 0 μs, 6.5 μs, 13 μs, and 26 μs. Looking at the points plotted by the set maximum Doppler frequency fd and the ratio of zero-cross points for each delay time, the relationship between the maximum Doppler frequency and the ratio of zero-cross points is
It can be seen that a straight line can be approximated. The ratio of zero-cross points is gradually increasing as the delay spread increases. Separately, the value σ [μs] of the delay spread obtained by the delay spread estimator 31 can be converted into the delay time τ, and conversely, the maximum Doppler frequency Y [Hz] can be estimated from the ratio X of the zero-cross points. .

【0051】算出式の例を下記に示す。 Y=(0.1554τ2+0.2453τ+256.1)X+(−0.0631τ2
+0.0243τ−6.3543) 上述した算出式では、遅延時間τの影響について、Xの
一次式の各係数をτに関する2次多項式で近似してい
る。また、Yの値は非負のみ有効とする。上述した検討
結果から、図6(b)に示したfd推定値の算出部37
において、遅延スプレッドσとゼロクロス点数の比率と
から、上述した換算式および直線近似式を用いることに
より、最大ドップラー周波数fd推定データ25を出力
することができる。遅延スプレッドσとゼロクロス点数
の比率を用いて、上述した直線近似式に基づいて作成さ
れたルックアップテーブルを参照することにより、最大
ドップラー周波数fd推定データ25を出力することも
できる。上述した説明では、2波等電力モデルを用いて
いた。これに代えて、実際の測定データに基づき、遅延
スプレッドσおよびゼロクロス点数の比率と、最大ドッ
プラー周波数fdとの相関関係式を得ておき、この相関
関係式あるいは対応するルックアップテーブルに基づい
て、最大ドップラー周波数fdを推定してもよい。
An example of the calculation formula is shown below. Y = (0.1554τ 2 + 0.2453τ +256.1) X + (-0.0631τ 2
+ 0.0243τ−6.3543) In the above-described calculation formula, each coefficient of the linear expression of X is approximated by a quadratic polynomial related to τ with respect to the influence of the delay time τ. Moreover, only the non-negative value of Y is valid. From the above-described examination result, the fd estimation value calculation unit 37 shown in FIG.
In, the maximum Doppler frequency fd estimation data 25 can be output from the delay spread σ and the ratio of the number of zero-cross points by using the conversion formula and the linear approximation formula described above. The maximum Doppler frequency fd estimation data 25 can also be output by using the ratio of the delay spread σ and the number of zero-cross points to refer to the look-up table created based on the above-described linear approximation formula. In the above description, the two-wave equal power model is used. Instead of this, based on the actual measurement data, the correlation expression between the ratio of the delay spread σ and the number of zero-cross points and the maximum Doppler frequency fd is obtained, and based on this correlation expression or the corresponding lookup table, The maximum Doppler frequency fd may be estimated.

【0052】図8は、本発明の第の実施の形態の受信
機側を示すブロック構成図である。送信機側について
は、図15(a)に示した従来技術と同様であるので、
図示を省略するが、フレーム信号生成部4においては、
図6を参照して説明した実施の形態と同様に、少なくと
も、パイロットシンボルと遅延スプレッドを推定するた
めの信号を挿入する。具体的には、TDMAの1バース
ト(1スロット)において、データ中のパイロットシン
ボルの外、プリアンブル、ミッドアンブル、ポストアン
ブルの信号系列を挿入し、受信機側で伝搬路特性として
の遅延スプレッドを推定するためのシンボル系列や、適
応等化器のためのトレーニングシンボル系列として、こ
れらの信号系列を使用する。また、同期ワード,ユニー
クワードとしてもこれらのシンボル系列を使用する。1
つのシンボル系列を、同期ワード,ユニークワード,遅
延スプレッド推定用、トレーニング用に兼用させてもよ
い。
FIG. 8 is a block diagram showing a receiver side according to the second embodiment of the present invention. Since the transmitter side is the same as the conventional technique shown in FIG.
Although not shown, in the frame signal generation unit 4,
Similar to the embodiment described with reference to FIG. 6, at least a pilot symbol and a signal for estimating delay spread are inserted. Specifically, in one TDMA burst (one slot), a signal sequence of a preamble, a midamble, and a postamble other than pilot symbols in data is inserted, and a delay spread as a channel characteristic is estimated on the receiver side. These signal sequences are used as a symbol sequence for doing and a training symbol sequence for an adaptive equalizer. Also, these symbol series are used as the synchronization word and the unique word. 1
One symbol sequence may be used for synchronization words, unique words, delay spread estimation, and training.

【0053】図15(b)と同様な部分には同じ符号を
付して説明を省略する。この実施の形態は、受信ダイバ
ーシチ合成を行うものであって、その一例として、受信
機側で複数のスペースダイバーシチブランチを、最大比
合成法でダイバーシチ合成するものである。ダイバーシ
チブランチを区別するために、a,bの添え字を付して
いる。ダイバーシチブランチは、3以上であってもよ
い。準同期検波のための局部発振器16は2個のダイバ
ーシチブランチに共通して使用する。受信アンテナ11
aと受信アンテナ11bとで受信した2個のダイバーシ
チブランチの受信信号を、それぞれ直交復調部15a,
15bで個別に復調する。41は、フェージング歪推定
・補償ダイバーシチ合成部であって、各ブランチからの
復調信号を基に、パイロット信号によりフェージング補
償を行った上でダイバーシチ合成をする。42はブラン
チ合成遅延スプレッド推定およびfd推定部であって、
各ブランチでの復調信号から遅延スプレッドの推定およ
びfdの推定とを行い、ブランチ合成としてfdの平均
値を求めて、fd推定データ43をデータが出力され
る。ただし、この実施の形態では、遅延スプレッドの出
力は行っていない。
The same parts as those in FIG. 15B are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. In this embodiment, reception diversity combining is performed, and as an example thereof, a plurality of space diversity branches are combined on the receiver side by the maximum ratio combining method. In order to distinguish the diversity branches, the suffixes a and b are added. The diversity branch may be three or more. The local oscillator 16 for quasi-coherent detection is commonly used for the two diversity branches. Receiving antenna 11
a and the reception antenna 11b, the received signals of the two diversity branches are respectively received by the orthogonal demodulation units 15a and 15a.
Demodulate individually at 15b. Reference numeral 41 denotes a fading distortion estimation / compensation diversity combining unit, which performs fading compensation by a pilot signal based on the demodulated signal from each branch and then performs diversity combining. 42 is a branch synthesis delay spread estimation and fd estimation unit,
The delay spread is estimated and the fd is estimated from the demodulated signal in each branch, the average value of the fd is obtained as the branch combination, and the fd estimation data 43 is output. However, in this embodiment, the delay spread is not output.

【0054】図9は、図8に示したフェージング歪推定
・補償ダイバーシチ合成部41,ブランチ合成遅延スプ
レッド推定およびfd推定部42の内部構成を示すブロ
ック図である。いずれも、ダイバーシチブランチを区別
するために、a,bの添え字を付している。図9(a)
は、フェージング歪推定・補償ダイバーシチ合成部41
の内部構成を示すブロック図である。51a,51bは
ダイバーシチブランチa,bのフェージング歪推定部で
あって、図17に示した、フェージング歪推定部111
と同様に、フェージング歪の推定値を位相歪補償部53
a,53bに出力する。加えて、ブランチa,bのパイ
ロット信号の位相を合成部54に出力する。位相歪補償
部53a,53bは、図17に示したフェージング歪補
償部112と同様に、ブランチa,bのフェージング歪
を補償して、合成部54に出力する。フレーム検出部5
2a,52bは、図17に示したフレーム同期部14、
クロック再生部115に相当し、フェージング歪推定部
18a,18b、位相補償部53a,53b、合成部5
4に対して処理のタイミングを制御する。合成部54
は、クロックタイミングおよびフレーム同期タイミング
を入力する。
FIG. 9 is a block diagram showing an internal configuration of the fading distortion estimation / compensation diversity combining section 41, the branch combination delay spread estimating and fd estimating section 42 shown in FIG. In both cases, suffixes a and b are added to distinguish the diversity branches. FIG. 9 (a)
Is a fading distortion estimation / compensation diversity combining unit 41.
3 is a block diagram showing the internal configuration of FIG. Reference numerals 51a and 51b are fading distortion estimators of the diversity branches a and b, and are the fading distortion estimators 111 shown in FIG.
Similarly, the estimated value of fading distortion is calculated by the phase distortion compensator 53.
a, 53b. In addition, the phases of the pilot signals of the branches a and b are output to the synthesizer 54. The phase distortion compensating units 53a and 53b compensate the fading distortions of the branches a and b and output them to the combining unit 54, as in the fading distortion compensating unit 112 shown in FIG. Frame detector 5
2a and 52b are the frame synchronization units 14 shown in FIG.
It corresponds to the clock recovery unit 115, and includes fading distortion estimation units 18a and 18b, phase compensation units 53a and 53b, and a synthesis unit 5.
4, the processing timing is controlled. Synthesis unit 54
Inputs clock timing and frame synchronization timing.

【0055】合成部54において、位相補償部53a,
53bから出力される、位相補正された各ブランチ出力
に対して、それぞれの基準位相が一致するように位相を
回転させることによって、各ブランチを同相化する。な
お、各ブランチの基準位相は、各ブランチのパイロット
信号の位相が一致するように位相を回転させることによ
って一致させることができる。同時に、各ブランチのフ
ェージング歪の推定値の絶対値に応じた重み付けを、位
相補正された各ブランチ出力に対して行う。このように
して得られた各ブランチの複素ベースバンド信号を加算
合成し、加算合成された信号を、デジタル復調方式に応
じた判定をすることにより、出力データが得られる。な
お、各ブランチのフェージング歪の推定値の絶対値に応
じた重み付けに代えて、位相補正された各ブランチ出力
の絶対値に応じた重み付けを、位相補正された各ブラン
チ出力に対して行ってもよい。
In the combining section 54, the phase compensating sections 53a,
By rotating the phase of each phase-corrected branch output output from 53b so that the respective reference phases match, each branch is made in-phase. The reference phase of each branch can be matched by rotating the phase so that the phases of the pilot signals of each branch match. At the same time, weighting according to the absolute value of the estimated value of the fading distortion of each branch is performed on each phase-corrected branch output. Output data can be obtained by adding and synthesizing the complex baseband signals of the respective branches obtained in this way, and determining the added and synthesized signal according to the digital demodulation method. Note that instead of weighting according to the absolute value of the estimated value of the fading distortion of each branch, weighting according to the absolute value of each phase-corrected branch output may be performed on each phase-corrected branch output. Good.

【0056】図9(b)は、ブランチ合成遅延スプレッ
ド推定およびfd推定部42の構成図である。遅延スプ
レッド推定部31a,31bは、図6に示した遅延スプ
レッド推定部31を各ダイバーシチブランチについて設
けたものである。fd推定部33a,33bは、図6に
示したfd推定部33を各ダイバーシチブランチについ
て設けたものである。fd平均化部は、各ダイバーシチ
ブランチでのfd推定値データの平均を求めて、ブラン
チ合成fd推定値データ43として出力する。このよう
にダイバーシチ合成法を用いる場合には、fdの推定に
もブランチ合成を行うことにより、fdの推定精度を上
げることができる。この実施の形態では、遅延スプレッ
ド推定値データ32a,32bを使用していないが、使
用する場合には、両者の相加平均をとればよい。
FIG. 9B is a block diagram of the branch synthesis delay spread estimation and fd estimation unit 42. The delay spread estimation units 31a and 31b are provided with the delay spread estimation unit 31 shown in FIG. 6 for each diversity branch. The fd estimation units 33a and 33b are provided with the fd estimation unit 33 shown in FIG. 6 for each diversity branch. The fd averaging unit calculates the average of the fd estimated value data in each diversity branch, and outputs it as branch combined fd estimated value data 43. When the diversity combining method is used in this way, branch estimation is also performed for fd estimation, so that the estimation accuracy of fd can be improved. In this embodiment, the delay spread estimated value data 32a and 32b are not used, but when they are used, the arithmetic average of both may be taken.

【0057】図10は、本発明の第の実施の形態を示
すブロック構成図である。この実施の形態は、高速適応
変調通信装置において、最大ドップラー周波数fdの推
定結果を用いて、高速適応変調方式と固定変調方式とを
切り替えるものである。この図は、移動端末と基地局と
がフェージング回線71を通して通信する例を概念的に
示す。時分割多元接続(TDMA:Time Division Multiple
Access)、時分割複信(TDD:Time Division Duplex)
方式を用いる場合には、基地局から移動局、および移動
局から基地局への通信に同一周波数を用いる。
FIG. 10 is a block diagram showing the third embodiment of the present invention. In this embodiment, a high speed adaptive modulation communication device switches between the high speed adaptive modulation system and the fixed modulation system by using the estimation result of the maximum Doppler frequency fd. This figure conceptually shows an example in which a mobile terminal and a base station communicate via a fading line 71. Time Division Multiple Access (TDMA)
Access), Time Division Duplex (TDD)
When the method is used, the same frequency is used for communication from the base station to the mobile station and from the mobile station to the base station.

【0058】図示左側の移動端末側において、送信デー
タは、変調器61において変調され、送信アンテナ62
から基地局に送信される。その際、変調多値数制御部6
3で、シンボルレートの異なる変調方式の中から1つの
変調方式が選択される。一方、基地局からの送信信号
は、受信アンテナ64で受信され、復調器65において
復調されて受信データが出力されるとともに、変調多値
数推定部66,瞬時C/N0および遅延スプレッド推定部6
7,fd推定部68に入力される。なお、図6に示した
ように、直交復調された信号のLPF17出力から、変
調多値数推定部66,瞬時C/N0および遅延スプレッド推
定部67,fd推定部68それぞれに分岐させればよ
い。
On the mobile terminal side on the left side of the figure, the transmission data is modulated by the modulator 61 and transmitted by the transmission antenna 62.
To the base station. At that time, the modulation multi-value number control unit 6
At 3, one modulation scheme is selected from the modulation schemes having different symbol rates. On the other hand, the transmission signal from the base station is received by the reception antenna 64, demodulated by the demodulator 65 to output the reception data, and the modulation multi-level number estimation unit 66, the instantaneous C / N 0 and the delay spread estimation unit are also provided. 6
7, fd is input to the estimation unit 68. As shown in FIG. 6, if the LPF 17 output of the orthogonally demodulated signal is branched to the modulation multi-level number estimation unit 66, the instantaneous C / N 0 and delay spread estimation unit 67, fd estimation unit 68, respectively. Good.

【0059】その際、変調多値数推定部66において
は、復調器65に対して復調方式を指定する。この変調
多値数推定部66は、受信信号中の、例えば、ミッドア
ンブル内に含まれた変調パラメータ推定ワードMCを、
変調多値数に対応して予め決められた符号系列と乗積、
積分して相関度を比較することにより、基地局側で行っ
た各バーストの変調多値数(変調方式)を推定して、復
調器65に復調方式を指示する。また、瞬時C/N0および
遅延スプレッド推定部67は、図6に示した遅延スプレ
ッド推定部31と同様に、遅延スプレッドを推定するた
めの信号を用いて、遅延スプレッドを推定する。同時
に、遅延プロファイルと遅延スプレッドを推定するため
の信号を畳み込むことにより、受信信号のレプリカを生
成し、受信信号から引き算することにより、雑音電力を
出力し、この雑音電力に基づいて、C/N0(搬送波電力対
雑音電力密度比)を得る。
At this time, the modulation multi-level number estimation unit 66 specifies the demodulation method for the demodulator 65. The modulation multi-level number estimation unit 66 calculates, for example, the modulation parameter estimation word MC included in the midamble in the received signal as
A predetermined code sequence and a product corresponding to the modulation multi-value number,
By integrating and comparing the correlation degrees, the modulation multilevel number (modulation method) of each burst performed on the base station side is estimated, and the demodulator 65 is instructed of the demodulation method. In addition, the instantaneous C / N 0 and delay spread estimation unit 67 estimates the delay spread using the signal for estimating the delay spread, as with the delay spread estimation unit 31 shown in FIG. At the same time, by convolving the signals for estimating the delay profile and the delay spread, a replica of the received signal is generated, and noise power is output by subtracting from the received signal, and based on this noise power, C / N is calculated. 0 (carrier power to noise power density ratio).

【0060】一方、変調多値数制御部63は、瞬時C/N0
および遅延スプレッド推定部67から、遅延スプレッド
およびC/N0を入力して、シンボルレートの異なる変調多
値数(変調方式)の中から1つの変調方式を選択して、
変調器61に指定する。このように、高速適応変調方式
では、送信側で、バーストごとに用いる変調多値数を、
受信時の瞬時伝搬路特性の推定値に応じて設定する。す
なわち、推定値を基に、基準となるBER(Bit Error Rat
e)を満たし、かつ伝送速度が最も大きくなる変調多値
数を選択し、次の送信バーストにおける変調多値数とし
て用いる。
On the other hand, the modulation multi-value number control unit 63 determines the instantaneous C / N 0
Then, the delay spread and C / N 0 are input from the delay spread estimation unit 67, and one modulation scheme is selected from the modulation multilevel numbers (modulation schemes) having different symbol rates,
Designate the modulator 61. In this way, in the high-speed adaptive modulation method, the modulation multi-value number used for each burst is
It is set according to the estimated value of the instantaneous channel characteristics during reception. That is, based on the estimated value, the standard BER (Bit Error Rat)
The modulation multilevel number that satisfies e) and has the highest transmission rate is selected and used as the modulation multilevel number in the next transmission burst.

【0061】以上の説明は、従来の高速適応変調方式の
構成と同様である。この場合、フェージング変動が速い
場合には、従来技術で説明したように、変調多値数の推
定誤差による選択エラーによるBERの劣化がある。この
実施の形態では、fd推定部68の出力に応じて、変調
多値数制御部63の制御態様を切り替える。fdの推定
値が予め設定された閾値以下の場合には、変調多値数を
選択する高速適応変調方式を採用するが、fdの推定値
が閾値を超える場合には、変調多値数を固定値に設定す
る固定変調方式を採用する。その結果、最大ドップラー
周波数fdが大きいために、フェージング変動が速い場
合には、固定変調方式を採用して、変調多値数の推定誤
差による選択エラーによるBERの劣化を抑えることがで
きる。なお、fdの推定値が予め設定された閾値に等し
くなる場合には、高速適応変調方式および固定変調方式
のいずれを採用してもよい。その際、固定される変調多
値数は、直前の変調多値数とするか、予め設定しておい
た所定の変調多値数に設定する。なお、fd推定部68
は、瞬時C/N0および遅延スプレッド推定部31が出力す
る遅延スプレッドによって、fd算出式を変更する。基
地局側についても同様であり、変調器81からfd推定
部88までは、それぞれ、端末側の変調器61からfd
推定部68までと同様であるので、説明を省略する。
The above description is the same as the configuration of the conventional high speed adaptive modulation system. In this case, when the fading fluctuation is fast, as described in the related art, there is deterioration in BER due to a selection error due to an estimation error of the modulation multilevel number. In this embodiment, the control mode of the modulation multi-level number control unit 63 is switched according to the output of the fd estimation unit 68. If the estimated value of fd is less than or equal to a preset threshold value, the high-speed adaptive modulation method that selects the modulation multilevel number is adopted, but if the estimated value of fd exceeds the threshold value, the modulation multilevel number is fixed. Uses a fixed modulation method that is set to a value. As a result, when the fading fluctuation is fast because the maximum Doppler frequency fd is large, it is possible to employ the fixed modulation method and suppress the deterioration of the BER due to the selection error due to the estimation error of the modulation multilevel number. If the estimated value of fd becomes equal to a preset threshold value, either the high speed adaptive modulation method or the fixed modulation method may be adopted. At this time, the fixed modulation multi-level number is set to the immediately preceding modulation multi-level number or set to a preset predetermined modulation multi-level number. The fd estimation unit 68
Changes the fd calculation formula according to the instantaneous C / N 0 and the delay spread output from the delay spread estimation unit 31. The same applies to the base station side, and the modulator 81 to the fd estimation unit 88 are respectively the terminal side modulator 61 to the fd estimation unit 88.
The description is omitted because it is the same as that up to the estimation unit 68.

【0062】図11は、本発明の第の実施の形態のブ
ロック構成図である。従来技術で説明したように、遅延
スプレッドの値により、フェージング歪補償法を切り替
える方式が知られている。この実施の形態は、上述した
切り替え方式に、fd推定機能を組み込むことにより、
切り替え精度を向上させるものである。送信機側の構成
は、図16(a)を参照して説明した従来の送信機構成
と同様であるが、フレーム信号生成部4においては、少
なくとも、パイロットシンボルと遅延スプレッドを推定
するための信号と判定帰還型等化器のトレーニング信号
の挿入をする。具体的には、TDMAの1バースト(1
スロット)において、データ中のパイロットシンボルの
外、プリアンブル、ミッドアンブル、ポストアンブルの
信号系列を挿入し、遅延スプレッドを推定するためのシ
ンボル系列や、適応等化器のためのトレーニングシンボ
ル系列として、これらのシンボル系列が使用される。ま
た、同期ワード,ユニークワードとしてもこれらの信号
系列が使用される。ある1つのシンボル系列を、同期ワ
ード,ユニークワード,遅延スプレッド推定用、トレー
ニング用の少なくとも2つに兼用させてもよい。
FIG. 11 is a block diagram of the fourth embodiment of the present invention. As described in the related art, a method is known in which the fading distortion compensation method is switched depending on the value of the delay spread. In this embodiment, by incorporating the fd estimation function into the switching method described above,
The switching accuracy is improved. The configuration on the transmitter side is the same as the configuration of the conventional transmitter described with reference to FIG. 16A, but in the frame signal generation unit 4, at least a signal for estimating pilot symbols and delay spreads is used. And the training signal of the decision feedback equalizer is inserted. Specifically, one TDMA burst (1
Slot), a signal sequence of preamble, midamble, and postamble other than pilot symbols in data is inserted, and these are used as a symbol sequence for estimating delay spread and a training symbol sequence for an adaptive equalizer. Symbol sequence of is used. Further, these signal sequences are also used as the synchronization word and the unique word. One symbol sequence may be used for at least two of the synchronization word, the unique word, the delay spread estimation, and the training.

【0063】図11(b)の受信機側の構成において、
図15(b),図18,図6と同様な部分には同じ符号
を付して説明を省略する。91は図18に示した従来の
適応等化器91と同様のものであるが、使用するトレー
ニング信号は従来と同一でなくてもよい。92は切り替
え閾値設定部、93は出力選択部、94は比較部、95
は切り替え部、96は出力データである。直交復調器1
5において直交復調され、LPF17を通して出力され
た複素ベースバンド信号は、遅延スプレッド推定部31
およびfd推定部33に出力されるとともに、フェージ
ング歪推定・補償部18および適応等化器91に出力さ
れる。fd推定部33の出力は、切り替え閾値設定部9
2に入力されて、後述する切り替え閾値を制御する。具
体的には、fdが小さいときには切り替え閾値を小さく
し、fdが大きいときには切り替え閾値を大きくする。
In the configuration on the receiver side of FIG. 11 (b),
15 (b), FIG. 18, and FIG. 6 are assigned the same reference numerals and explanations are omitted. Reference numeral 91 is the same as the conventional adaptive equalizer 91 shown in FIG. 18, but the training signal to be used may not be the same as the conventional one. Reference numeral 92 is a switching threshold value setting unit, 93 is an output selecting unit, 94 is a comparing unit, and 95.
Is a switching unit, and 96 is output data. Quadrature demodulator 1
The complex baseband signal that has been quadrature demodulated in 5 and output through the LPF 17 is the delay spread estimation unit 31.
And fd estimation section 33, and also outputs to fading distortion estimation / compensation section 18 and adaptive equalizer 91. The output of the fd estimation unit 33 is the switching threshold setting unit 9
2 is input to control the switching threshold value described later. Specifically, the switching threshold is decreased when fd is small, and the switching threshold is increased when fd is large.

【0064】フェージング歪推定・補償部18は、周期
的に挿入された既知のパイロットシンボルでフェージン
グ歪を推定し、フェージング歪補償を行い、判定部19
において、多値QAMのシンボル判定を行い、出力選択
部93の切り替え部95に出力する。一方、適応等化器
91として、判定帰還型等化器(DFE)を使用し、ト
レーニング系列を用いてフェージング利得を推定し、R
LSアルゴリズム等に基づいて、タップ係数の更新を行
い、遅延歪およびフェージング歪を補償し、多値QAM
のシンボル判定をして、判定出力を切り替え部95に出
力する。出力選択部93は、比較部94において、遅延
スプレッド推定部31から出力される遅延スプレッド推
定値32を、切り替え閾値設定部92によって設定され
た切り替え閾値と比較し、遅延スプレッド推定値32が
切り替え閾値よりも小さいときには、フェージング歪推
定・補償されたシンボル判定部19の出力を出力データ
22とし、遅延スプレッド推定値32が切り替え閾値よ
りも大きいときには、適応等化器91の出力を出力デー
タ22とするように切り替える。
The fading distortion estimator / compensator 18 estimates the fading distortion with the periodically inserted known pilot symbols, performs the fading distortion compensation, and the determiner 19
In, the multi-valued QAM symbol is determined and output to the switching unit 95 of the output selection unit 93. On the other hand, a decision feedback equalizer (DFE) is used as the adaptive equalizer 91, the fading gain is estimated using the training sequence, and R
Based on the LS algorithm etc., the tap coefficient is updated, delay distortion and fading distortion are compensated, and multilevel QAM is performed.
Symbol determination is performed and the determination output is output to the switching unit 95. The output selection unit 93 compares the delay spread estimation value 32 output from the delay spread estimation unit 31 with the switching threshold value set by the switching threshold value setting unit 92 in the comparison unit 94, and the delay spread estimation value 32 becomes the switching threshold value. When the delay spread estimation value 32 is larger than the switching threshold, the output of the adaptive equalizer 91 is output data 22 when the fading distortion estimation / compensation is performed. To switch.

【0065】図12は、閾値の切り替えによる作用効果
の説明図である。横軸は遅延スプレッドの値、縦軸はBE
R(Bit Error Rate)である。パイロットシンボル挿入法
(PSAM)と、適応等化器使用時のBER特性(最大ド
ップラー周波数fdが大きい場合)と、適応等化器使用
時のBER特性(最大ドップラー周波数fdが小さい場
合)を、模式的に表している。パイロットシンボル挿入
法(PSAM)では、BER特性は、最大ドップラー周波
数fdの値に関係しない。これに対し、判定帰還型等化
器(DFE)の場合、fdが大きくなるほどBERが高く
なり、受信品質の劣化が大きい。そのため、パイロット
シンボル挿入法(PSAM)のBERと判定帰還型等化器
(DFE)のBERとが交差するところの遅延スプレッド
の点が、σth1とσth2のように異なることになる。その
ため、fdの値を推定して、切り替えのための遅延スプ
レッドの閾値を制御することにより、低いBERを選択す
るための正確な切り替えが行える。
FIG. 12 is an explanatory diagram of the operational effect obtained by switching the threshold value. The horizontal axis is the value of delay spread and the vertical axis is BE
R (Bit Error Rate). Pilot symbol insertion method (PSAM), BER characteristics when the adaptive equalizer is used (when maximum Doppler frequency fd is large), and BER characteristics when the adaptive equalizer is used (when maximum Doppler frequency fd is small) It represents. In the pilot symbol insertion method (PSAM), the BER characteristic is not related to the value of the maximum Doppler frequency fd. On the other hand, in the case of a decision feedback equalizer (DFE), the larger the fd, the higher the BER and the greater the deterioration of the reception quality. Therefore, the points of delay spread where the BER of the pilot symbol insertion method (PSAM) and the BER of the decision feedback equalizer (DFE) intersect are different like σ th1 and σ th2 . Therefore, by estimating the value of fd and controlling the delay spread threshold for switching, accurate switching for selecting a low BER can be performed.

【0066】図11を参照して説明した実施の形態で
は、遅延スプレッドを推定するためのシンボルがTDM
Aの1バースト(1スロット)毎に挿入されている。し
たがって、出力選択も、1バースト単位で行うことが可
能である。シンボル判定部19、適応等化器91は、判
定した情報シンボルを一時的にバッファに記憶してお
く。出力選択部93は、遅延スプレッドが切り替え閾値
よりも小さいときにはシンボル判定部19が判定した情
報シンボルをフレームバッファから出力し、遅延スプレ
ッドが閾値よりも大きいときには適応等化器91が判定
した情報シンボルをフレームバッファから出力すればよ
い。
In the embodiment described with reference to FIG. 11, the symbol for estimating the delay spread is TDM.
It is inserted every A burst (1 slot). Therefore, the output selection can also be performed in one burst unit. The symbol determination unit 19 and the adaptive equalizer 91 temporarily store the determined information symbol in the buffer. The output selection unit 93 outputs the information symbol determined by the symbol determination unit 19 from the frame buffer when the delay spread is smaller than the switching threshold, and outputs the information symbol determined by the adaptive equalizer 91 when the delay spread is larger than the threshold. It can be output from the frame buffer.

【0067】上述した説明では、出力選択部93は、1
バースト毎に、シンボル判定部19が判定した情報シン
ボル、適応等化器91が判定した情報シンボルの一方に
切り替え可能にしていた。しかし、1バーストタイミン
グ以外の、任意の所定のタイミングにおいて切り替えて
もよい。移動端末が移動しても、フェージング環境は急
激には変化しないため、遅延スプレッドに応じて、所定
の複数バースト間隔で、あるいは、ある定期的な時間間
隔で、シンボル判定部19、適応等化器91の切り替え
を可能としてもよい。通信開始時の呼設定シーケンスに
おいて、あるいは、ゾーンを切り替えるハンドオフ時
に、遅延スプレッドに応じて、シンボル判定部19、適
応等化器91の切り替えを可能としてもよい。
In the above description, the output selection unit 93 is set to 1
For each burst, one of the information symbols determined by the symbol determination unit 19 and the information symbols determined by the adaptive equalizer 91 can be switched. However, the switching may be performed at any predetermined timing other than the one burst timing. Even if the mobile terminal moves, the fading environment does not change abruptly. Therefore, depending on the delay spread, the symbol determination unit 19, the adaptive equalizer 19 may be provided at predetermined burst intervals or at regular time intervals. It may be possible to switch 91. The symbol determination unit 19 and the adaptive equalizer 91 may be switched according to the delay spread in the call setting sequence at the start of communication or at the time of handoff for switching the zone.

【0068】上述した説明では、遅延スプレッド推定を
1バースト(1スロット)単位で行っていた。しかし、
1バースト単位で切り替えを行わない場合には、複数バ
ーストについて統計的に遅延スプレッド計算をすれば精
度が向上する。また、切り替えるかどうかを判断する必
要のある、呼設定シーケンスやハンドオフ時などのとき
にだけ、遅延スプレッド推定やfd推定をするようにし
て処理を軽減してもよい。さらには、遅延スプレッド推
定のためのシンボル系列も、1バースト毎に付加するの
ではなく、切り替えるかどうかを判断する必要のあると
きにのみに付加して送信するようにしてもよい。
In the above description, the delay spread estimation is performed for each burst (1 slot). But,
If the switching is not performed in a unit of one burst, the accuracy is improved by statistically calculating the delay spread for a plurality of bursts. Further, the processing may be reduced by performing delay spread estimation or fd estimation only at the time of call setup sequence or handoff when it is necessary to determine whether to switch. Furthermore, the symbol sequence for delay spread estimation may not be added for each burst, but may be added and transmitted only when it is necessary to determine whether to switch.

【0069】図13は、本発明の第の実施の形態のブ
ロック構成図である。この実施の形態は、図11に示し
た、遅延スプレッドの値により、フェージング歪補償法
を切り替える無線通信装置を、受信ダイバーシチ合成を
行う構成にしたものである。フェージング歪推定・補償
ダイバーシチ合成部41、およびブランチ合成遅延スプ
レッド推定およびfd推定部42については、図8,図
9に示した構成と同様のものである。図中、図15,図
8,図11と同様な部分には同じ符号を付して説明を省
略する。101はダイバーシチ入力適応等化器であっ
て、図11に示した適応等化器91を受信ダイバーシチ
ブランチ入力としたものである。例えば、Monsen,IEEE
Communications Magazine,Vol.18,p.16-25,1980-
1等で知られたものである。図示は省略するが、その一
具体例を説明する。判定帰還型適応等化器のフィードフ
ォワードタップが、複数のダイバーシチブランチ毎に設
けられており、ダイバーシチブランチ毎に各タップ出力
が重み付け加算され、その各ダイバーシチブランチの重
み付け加算出力が合成されて1個の判定器で判定され
る。判定後のデータは1系統のフィードバックタップに
出力され、各タップ出力が重み付け加算される。判定器
の判定誤差を取り出し、それによって、それぞれのタッ
プの重み付け係数を逐次修正する。
FIG. 13 is a block diagram showing the configuration of the fifth embodiment of the present invention. In this embodiment, the radio communication device that switches the fading distortion compensation method according to the delay spread value shown in FIG. 11 is configured to perform reception diversity combining. The fading distortion estimation / compensation diversity combination unit 41 and the branch combination delay spread estimation / fd estimation unit 42 have the same configurations as those shown in FIGS. 8 and 9. 15, those parts which are the same as those corresponding parts in FIGS. 15, 8 and 11 are designated by the same reference numerals, and a description thereof will be omitted. Reference numeral 101 denotes a diversity input adaptive equalizer, which uses the adaptive equalizer 91 shown in FIG. 11 as a reception diversity branch input. For example, Monsen, IEEE
Communications Magazine, Vol. 18, p. 16-25, 1980-
It is known as 1st magnitude. Although illustration is omitted, a specific example thereof will be described. A feed-forward tap for a decision feedback type adaptive equalizer is provided for each of a plurality of diversity branches. Each tap output is weighted and added for each diversity branch, and one weighted addition output of each diversity branch is combined. It is judged by the judgment device. The data after the determination is output to one system of feedback taps, and the output of each tap is weighted and added. The decision error of the decision device is taken out, and thereby the weighting coefficient of each tap is sequentially corrected.

【0070】図14は、図13に示した実施の形態の動
作を説明するための、シミュレーション結果を示すグラ
フである。400MHz帯の業務用デジタル移動通信システム
における、シミュレーション結果のグラフを示す。マル
チパスフェージングとして、2波等電力モデルを用いて
いる。直接波(希望波)と遅延波(不要波)の電力が等
しい。横軸は、直接波に対する遅延波の遅延時間τであ
る。縦軸はBER(Bit Error Rate)である。帯域幅12.5KH
z/ch、9.6ksymbol/sec(104μs/symbol)の16QAM
である。フォーマットとして、先頭に16シンボルの同
期ワード、その後に、パイロットシンボル1シンボルに
情報シンボル15シンボルを付加したものを5組、次
に、ユニークワード16シンボル、その後に、情報シン
ボル15シンボル、次に、パイロットシンボル1シンボ
ルに情報シンボル15シンボルを付加したものを4組、
最後に、パイロットシンボル1シンボルとし、ユニーク
ワードの先頭および後尾の1シンボルはパイロットシン
ボルと同じにしている。なお、TDMA(Time Divisio
n Multiple Access)方式の公共業務用デジタル移動通
信システムにおいては、上述したフォーマットは、1つ
の移動端末の1バースト(1スロット)に対応する。こ
の場合、移動端末から基地局に送信される場合には、バ
ーストの先頭部にガードシンボルやランプシンボル等が
付加される。
FIG. 14 is a graph showing simulation results for explaining the operation of the embodiment shown in FIG. The graph of the simulation result in the commercial digital mobile communication system of 400MHz band is shown. A two-wave equal power model is used as the multipath fading. The direct wave (desired wave) and the delayed wave (unwanted wave) have the same power. The horizontal axis represents the delay time τ of the delayed wave with respect to the direct wave. The vertical axis is BER (Bit Error Rate). Bandwidth 12.5KH
16QAM with z / ch and 9.6k symbol / sec (104μs / symbol)
Is. As a format, a synchronization word of 16 symbols at the beginning, then 5 sets of 1 pilot symbol plus 15 information symbols, then 16 unique words, then 15 information symbols, then 15 symbols 4 pairs of 1 pilot symbol plus 15 information symbols
Finally, the pilot symbol is one symbol, and the first and last symbols of the unique word are the same as the pilot symbol. In addition, TDMA (Time Divisio
In a public mobile digital mobile communication system of n multiple access type, the above-described format corresponds to one burst (one slot) of one mobile terminal. In this case, when transmitted from the mobile terminal to the base station, a guard symbol, a ramp symbol, etc. are added to the beginning of the burst.

【0071】RLS判定帰還型等化器のフィードフォワ
ード(FF)タップは、4タップ(タップ間隔1/2シン
ボル)、フィードバック(FB)タップは2(タップ間隔
1シンボル)である。フェージング歪推定・補償および
適応等化器は、受信ダイバーシチ構成としている。ただ
し、このシミュレーションは、fd推定による作用効果
を説明するためのものであって、fd推定を行ってはい
ない。したがって、変形M系列符号など、fdを推定す
るためのシンボル系列を用いていない。最大ドップラー
周波数fdが、20Hzと40Hzの場合について、遅延時間τ
の値を0μs、6.5μs、13μs、19.5μs、26μs、3
2.5μsそして52μsと変えたときの、PSAMとDF
Eの各BERのシミュレーション結果を表した図である。
シンボル長はTs=104μsであるから、0.5シンボルまで
について求めている。
The feed forward (FF) taps of the RLS decision feedback equalizer are 4 taps (tap interval 1/2 symbol) and the feedback (FB) taps are 2 (tap interval 1 symbol). The fading distortion estimation / compensation and adaptive equalizer have a reception diversity configuration. However, this simulation is for explaining the effect of the fd estimation, and the fd estimation is not performed. Therefore, a symbol sequence for estimating fd such as a modified M-sequence code is not used. Delay time τ when the maximum Doppler frequency fd is 20Hz and 40Hz
Value of 0μs, 6.5μs, 13μs, 19.5μs, 26μs, 3
PSAM and DF when changing to 2.5 μs and 52 μs
It is a figure showing the simulation result of each BER of E.
Since the symbol length is T s = 104 μs, it is calculated for up to 0.5 symbols.

【0072】既に、図7に関して説明したように、遅延
スプレッド推定部42から出力される遅延スプレッドの
推定値σを換算する(例えば、2倍する)ことにより、
直接波に対する遅延波の遅延時間τが推定される。した
がって、図11や図13に示した、切り替え閾値を設定
する方法としては、例えば、図14に示したようなシミ
ュレーション結果、あるいは、実際の測定に基づいて、
最大ドップラー周波数fdの各値毎に、パイロットシン
ボル挿入法(PSAM)の特性曲線と、判定帰還型等化
器(RLS-DFE)の特性曲線との交点における遅延時
間τの1/2の値を求めておき、これを遅延スプレッド
推定値σに対する切り替え閾値として設定すればよい。
As already described with reference to FIG. 7, by converting (for example, doubling) the estimated value σ of the delay spread output from the delay spread estimation unit 42,
The delay time τ of the delayed wave with respect to the direct wave is estimated. Therefore, as a method of setting the switching threshold value shown in FIGS. 11 and 13, for example, based on the simulation result as shown in FIG. 14 or the actual measurement,
For each value of the maximum Doppler frequency fd, a value of 1/2 of the delay time τ at the intersection of the characteristic curve of the pilot symbol insertion method (PSAM) and the characteristic curve of the decision feedback equalizer (RLS-DFE) is set. It may be obtained and set as a switching threshold for the delay spread estimated value σ.

【0073】なお、本発明の最大ドップラー周波数推定
装置は、無線通信装置に適用される場合に、無線通信装
置の制御を行うための制御パラメータとして、最大ドッ
プラー周波数を推定するものである。したがって、出力
される最大ドップラー周波数は、最大ドップラー周波数
の数値自体を出力する場合に限られない。最大ドップラ
ー周波数と所定の比例関係にある数値を出力するもので
あれば、最大ドップラー周波数の数値自体で制御する場
合と同様の制御が可能となるからである。また、周波数
選択性フェージング環境下では、遅延スプレッドを考慮
しなければ、変移率と最大ドップラー周波数との間に正
確な相関関係を有しない。しかし、推定誤差の許容範囲
によっては、遅延スプレッドを考慮しないで、最大ドッ
プラー周波数を推定してもよい。
The maximum Doppler frequency estimating device of the present invention estimates the maximum Doppler frequency as a control parameter for controlling the wireless communication device when applied to the wireless communication device. Therefore, the maximum Doppler frequency to be output is not limited to the case where the numerical value of the maximum Doppler frequency itself is output. This is because the same control as in the case of controlling with the numerical value of the maximum Doppler frequency itself is possible if it outputs a numerical value having a predetermined proportional relationship with the maximum Doppler frequency. Also, in a frequency selective fading environment, there is no accurate correlation between the transition rate and the maximum Doppler frequency unless delay spread is taken into consideration. However, depending on the allowable range of the estimation error, the maximum Doppler frequency may be estimated without considering the delay spread.

【0074】[0074]

【発明の効果】上述した説明から明らかように、本発明
によれば、フェージング変動の速さに関連する最大ドッ
プラー周波数fdを、車速等を用いることなく、無線通
信装置単独で推定できるという効果がある。受信ダイバ
ーシチ合成を用いれば、最大ドップラー周波数fdの推
定精度を上げることができるという効果がある。最大ド
ップラー周波数fdを推定することにより、フェージン
グ変動に追従できる場合に限り高速適応変調を行うこと
により、通信品質の劣化を防止するとともに、伝送効率
を向上させることができるという効果がある。また、最
大ドップラー周波数fdを推定することにより、使用さ
れるフェージング環境に適したフェージング歪補償法を
用いることができるという効果がある。
As is apparent from the above description, according to the present invention, the maximum Doppler frequency fd related to the speed of fading fluctuation can be estimated by the wireless communication device alone without using the vehicle speed or the like. is there. The use of the reception diversity combination has the effect of increasing the estimation accuracy of the maximum Doppler frequency fd. By estimating the maximum Doppler frequency fd, high-speed adaptive modulation is performed only when the fading fluctuation can be tracked, so that it is possible to prevent deterioration of communication quality and improve transmission efficiency. Further, by estimating the maximum Doppler frequency fd, it is possible to use a fading distortion compensation method suitable for the fading environment used.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施の形態の前提となる構成の受信
機側を示すブロック構成図である。
FIG. 1 is a block configuration diagram showing a receiver side of a configuration which is a premise of each embodiment of the present invention.

【図2】パイロット信号の象限配置の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of a quadrant arrangement of pilot signals.

【図3】パイロットシンボルのフェージング変動の一例
を示す説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of fading fluctuation of pilot symbols.

【図4】図1(b)に示したfd推定部の処理動作を説
明するフローチャートである。
FIG. 4 is a flowchart illustrating a processing operation of an fd estimation unit shown in FIG. 1 (b).

【図5】直接波(希望波)のみで不要な遅延波がない場
合の、最大ドップラー周波数fdとゼロクロス点数の比
率との関係を、シミュレーション結果を用いて示すグラ
フである。
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the maximum Doppler frequency fd and the ratio of zero-cross points in the case where only a direct wave (desired wave) and no unnecessary delayed wave are used, using simulation results.

【図6】本発明の第の実施の形態の信機側を示すブロ
ック構成図である。
FIG. 6 is a block configuration diagram showing a receiver side according to the first embodiment of the present invention.

【図7】直接波(希望波)の他に、不要な遅延波が存在
する場合の、最大ドップラー周波数fdとゼロクロス点
数の比率との関係を、シミュレーション結果を用いて示
すグラフである。
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the maximum Doppler frequency fd and the ratio of the number of zero-cross points in the case where there is an unnecessary delayed wave in addition to the direct wave (desired wave), using simulation results.

【図8】本発明の第の実施の形態の受信機側を示すブ
ロック構成図である。
FIG. 8 is a block configuration diagram showing a receiver side according to a second embodiment of the present invention.

【図9】図8に示したフェージング歪推定・補償ダイバ
ーシチ合成部,ブランチ合成遅延スプレッドおよびfd
推定部の内部構成を示すブロック図である。
9 is a diagram illustrating a fading distortion estimation / compensation diversity combining unit, a branch combining delay spread, and an fd shown in FIG.
It is a block diagram which shows the internal structure of an estimation part.

【図10】本発明の第の実施の形態を示すブロック構
成図である。
FIG. 10 is a block configuration diagram showing a third embodiment of the present invention.

【図11】本発明の第の実施の形態のブロック構成図
である。
FIG. 11 is a block configuration diagram of a fourth embodiment of the present invention.

【図12】閾値の切り替えによる作用効果の説明図であ
る。
FIG. 12 is an explanatory diagram of a function and effect by switching threshold values.

【図13】本発明の第の実施の形態のブロック構成図
である。
FIG. 13 is a block configuration diagram of a fifth embodiment of the present invention.

【図14】図13に示した実施の形態の動作を説明する
ための、シミュレーション結果を示すグラフである。
FIG. 14 is a graph showing simulation results for explaining the operation of the embodiment shown in FIG.

【図15】パイロットシンボル挿入法を用いた従来の無
線通信装置のブロック構成図である。
FIG. 15 is a block configuration diagram of a conventional wireless communication device using a pilot symbol insertion method.

【図16】パイロットシンボル挿入法における送信デー
タのフレーム構成を示す説明図である。
FIG. 16 is an explanatory diagram showing a frame structure of transmission data in the pilot symbol insertion method.

【図17】図15に示したフェージング歪推定・補償部
のブロック構成図である。
17 is a block diagram of a fading distortion estimation / compensation unit shown in FIG.

【図18】適応等化器を用いた従来の無線通信装置のブ
ロック構成図である。
FIG. 18 is a block configuration diagram of a conventional wireless communication apparatus using an adaptive equalizer.

【図19】適応等化器を用いた場合のフレーム構成図で
ある。
FIG. 19 is a frame configuration diagram when an adaptive equalizer is used.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…データ信号、2…シリアル・パラレル変換部、3…
ベースバンド信号発生部、4…フレーム信号生成部、5
…ローパスフィルタ、6…直交変調器、7…局部発振
器、8…増幅器、9…送信アンテナ、11…受信アンテ
ナ、12…バンドパスフィルタ、13…自動利得制御
部、14…自動周波数制御部、15…直交復調器、16
…局部発振器、17…ローパスフィルタ、18…フェー
ジング歪推定.補償部、19…シンボル判定部、20,
33…最大ドップラー周波数(fd)推定部、31…遅
延スプレッド推定部、91…適応等化器
1 ... Data signal, 2 ... Serial / parallel converter, 3 ...
Baseband signal generator 4, frame signal generator 5,
... low-pass filter, 6 ... quadrature modulator, 7 ... local oscillator, 8 ... amplifier, 9 ... transmission antenna, 11 ... receiving antenna, 12 ... bandpass filter, 13 ... automatic gain control section, 14 ... automatic frequency control section, 15 ... Quadrature demodulator, 16
... local oscillator, 17 ... low-pass filter, 18 ... fading distortion estimation. Compensation unit, 19 ... Symbol determination unit, 20,
33 ... Maximum Doppler frequency (fd) estimation unit, 31 ... Delay spread estimation unit, 91 ... Adaptive equalizer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平9−214569(JP,A) 特開2001−257732(JP,A) 特開2002−44168(JP,A) 特開 平8−279801(JP,A) 特開 平6−13956(JP,A) 川畑美香、斎藤真也、赤石芳彦,低変 調指数FSK信号に対するダイレクトコ ンバージョン受信,電子情報通信学会総 合大会講演論文集,1995年 3月10日, 通信1、 B−444,P.144 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04L 27/00 - 27/34 H04L 1/02 H04B 7/005 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) Reference JP-A-9-214569 (JP, A) JP-A-2001-257732 (JP, A) JP-A-2002-44168 (JP, A) JP-A-8-279801 ( JP, A) JP-A-6-13956 (JP, A) Mika Kawabata, Shinya Saito, Yoshihiko Akaishi, Direct conversion reception for low modulation index FSK signals, Proceedings of IEICE General Conference, 1995 March 10, Communications 1, B-444, P.M. 144 (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H04L 27/00-27/34 H04L 1/02 H04B 7/005

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 複素ベースバンド信号のI成分、Q成分
による位相平面が分割されて複数の位相領域が構成され
ており、パイロットシンボルが情報シンボル区間に周期
的に挿入されるとともに、遅延スプレッド測定用シンボ
ル系列が付加されて変調された受信信号が直交復調され
た前記複素ベースバンド信号を入力し、前記各パイロッ
トシンボルの受信信号点が、直前の前記受信信号点の属
する位相領域から他の位相領域に変移した変移回数を計
数する変移計数手段と、 前記変移回数に応じて変移率を算出する変移率算出手段
と、 直交復調された前記遅延スプレッド測定用シンボル系列
を用いて伝搬路の遅延スプレッドを推定する遅延スプレ
ッド推定手段と、 算出された前記変移率および推定された前記遅延スプレ
ッドに応じて、最大ドップラー周波数を推定する最大ド
ップラー周波数推定手段、 を有することを特徴とする最大ドップラー周波数推定装
置。
1. A phase plane composed of I and Q components of a complex baseband signal is divided to form a plurality of phase regions, pilot symbols are periodically inserted in an information symbol section, and delay spread measurement is performed. The complex baseband signal obtained by orthogonally demodulating the received signal modulated by adding the symbol sequence for input is input, and the received signal point of each pilot symbol has another phase from the phase region to which the immediately preceding received signal point belongs. A transition counting means for counting the number of transitions moved to an area, a transition rate calculating means for calculating a transition rate according to the number of transitions, and a delay spread of a propagation path using the orthogonally demodulated delay spread measurement symbol sequence. A delay spread estimating means for estimating the maximum spread and a maximum dopp according to the calculated transition rate and the estimated delay spread. A maximum Doppler frequency estimating device having a maximum Doppler frequency estimating means for estimating a maximum frequency.
【請求項2】 前記複数の位相領域は、前記位相平面の
4象限であり、 前記変移計数手段は、前記各パイロットシンボルの受信
信号点が、直前の前記受信信号点と比べて、前記I成分
または前記Q成分の少なくとも一方がゼロクロスした回
数を前記変移回数として計数するものである、 ことを特徴とする請求項1に記載の最大ドップラー周波
数推定装置。
2. The plurality of phase regions are four quadrants of the phase plane, and the shift counting means sets the received signal point of each pilot symbol to the I component as compared with the received signal point immediately before. Alternatively , the maximum Doppler frequency estimator according to claim 1, wherein the number of zero crossings of at least one of the Q components is counted as the number of transitions.
【請求項3】 複数のダイバーシチブランチを有し、 各ダイバーシチブランチにおいて、 複素ベースバンド信号のI成分、Q成分による位相平面
が分割されて複数の位相領域が構成されており、パイロ
ットシンボルが情報シンボル区間に周期的に挿入されて
変調された受信信号が直交復調された前記複素ベースバ
ンド信号を入力し、前記各パイロットシンボルの受信信
号点が、直前の前記受信信号点の属する位相領域から他
の位相領域に変移した変移回数を計数する変移計数手段
と、 前記変移回数に応じて変移率を算出する変移率算出手段
と、 前記変移率に応じて最大ドップラー周波数を推定するダ
イバーシチブランチ最大ドップラー周波数推定手段を有
し、かつ、 前記各ダイバーシチブランチ最大ドップラー周波数推定
手段の出力値を平均化して出力する最大ドップラー周波
数推定手段を有する、 ことを特徴とする最大ドップラー周波数推定装置。
3. A plurality of diversity branches are provided, and in each diversity branch, a phase plane is divided by I and Q components of a complex baseband signal to form a plurality of phase regions, and pilot symbols are information symbols. The complex baseband signal in which the reception signal modulated by being periodically inserted into the section is quadrature demodulated is input, and the reception signal point of each pilot symbol is different from the phase region to which the reception signal point immediately before belongs. A transition counting unit that counts the number of transitions shifted to the phase region, a transition rate calculation unit that calculates a transition rate according to the number of transitions, and a diversity branch maximum Doppler frequency estimation that estimates a maximum Doppler frequency according to the transition rate. Means for calculating the maximum output Doppler frequency estimation means for each diversity branch. Turned into and having a maximum Doppler frequency estimation means for outputting, the maximum Doppler frequency estimating apparatus according to claim.
【請求項4】 複数のダイバーシチブランチを有し、 各ダイバーシチブランチにおいて、 複素ベースバンド信号のI成分、Q成分による位相平面
が分割されて複数の位相領域が構成されており、パイロ
ットシンボルが情報シンボル区間に周期的に挿入される
とともに、遅延スプレッド測定用シンボル系列が付加さ
れて変調された受信信号が直交復調された前記複素ベー
スバンド信号を入力し、前記各パイロットシンボルの受
信信号点が、直前の前記受信信号点の属する位相領域か
ら他の位相領域に変移した変移回数を計数する変移計数
手段と、 前記変移回数に応じて変移率を算出する変移率算出手段
と、 直交復調された前記遅延スプレッド測定用シンボル系列
を用いて伝搬路の遅延スプレッドを推定する遅延スプレ
ッド推定手段と、 算出された前記変移率および推定された前記遅延スプレ
ッドに応じて、最大ドップラー周波数を推定するダイバ
ーシチブランチ最大ドップラー周波数推定手段と、 前記各ダイバーシチブランチ最大ドップラー周波数推定
手段の出力値を平均化して出力する最大ドップラー周波
数推定手段を有する、 ことを特徴とする最大ドップラー周波数推定装置。
4. A plurality of diversity branches are provided, and in each diversity branch, a phase plane is divided by I and Q components of a complex baseband signal to form a plurality of phase regions, and pilot symbols are information symbols. The complex baseband signal obtained by orthogonally demodulating a received signal modulated by adding a symbol sequence for delay spread measurement is periodically input to the section, and the received signal point of each pilot symbol is immediately preceding. , A transition counting means for counting the number of transitions transitioned from the phase region to which the received signal point belongs to another phase region, a transition rate calculation means for calculating a transition rate according to the number of transitions, and the orthogonal demodulated delay A delay spread estimating means for estimating the delay spread of the propagation path using the spread measurement symbol sequence; According to the transition rate and the estimated delay spread, diversity branch maximum Doppler frequency estimating means for estimating the maximum Doppler frequency, and maximum Doppler for averaging and outputting the output values of the respective diversity branch maximum Doppler frequency estimating means A maximum Doppler frequency estimator having a frequency estimator.
【請求項5】 前記複数の位相領域は、前記位相平面の
4象限であり、 前記変移計数手段は、前記各パイロットシンボルの受信
信号点が、直前の前記受信信号点と比べて、前記I成分
または前記Q成分の少なくとも一方がゼロクロスした回
数を前記変移回数として計数するものである、 ことを特徴とする請求項3または4に記載の最大ドップ
ラー周波数推定装置。
5. The plurality of phase regions are four quadrants of the phase plane, and the shift counting means compares the received signal point of each of the pilot symbols with the received signal point immediately before the I component. Alternatively, the number of times that at least one of the Q components has zero-crossed is counted as the number of transitions. The maximum Doppler frequency estimator according to claim 3 or 4 , wherein:
【請求項6】 瞬時伝搬路特性を推定することにより該
瞬時伝搬路特性に応じて変調多値数を選択して送信デー
タを高速適応変調する無線通信装置において、 請求項1ないし5のいずれか1項に記載の最大ドップラ
ー周波数推定装置と、 該最大ドップラー周波数推定装置から出力される最大ド
ップラー周波数の推定値を予め設定された閾値と比較
し、該閾値より大きいときには前記変調多値数を固定し
て前記送信データを変調し、該閾値より小さいときには
前記送信データを高速適応変調する変調多値数制御手
段、 を有することを特徴とする無線通信装置。
6. A wireless communication device for estimating adaptive instantaneous propagation path characteristics, selecting a modulation multi-level number according to the instantaneous propagation path characteristics, and performing high-speed adaptive modulation of transmission data. The maximum Doppler frequency estimator according to item 1, and an estimated value of the maximum Doppler frequency output from the maximum Doppler frequency estimator are compared with a preset threshold value, and when the threshold value is larger than the threshold value, the modulation multilevel number is fixed. Then, the radio communication device is characterized by further comprising: modulation multi-value number control means for modulating the transmission data and performing high-speed adaptive modulation of the transmission data when the transmission data is smaller than the threshold value.
【請求項7】 パイロットシンボルが情報シンボル区間
に周期的に挿入されるとともに、遅延スプレッド測定用
シンボル系列とトレーニング用シンボル系列とが前記情
報シンボル区間に付加されるか、または、前記トレーニ
ング用かつ前記遅延スプレッド測定用のシンボル系列が
前記情報シンボル区間に付加されたフレーム信号により
変調されている送信信号を受信する受信手段と、 復調された前記パイロットシンボルを用いてフェージン
グ歪を推定することにより、前記復調された前記情報シ
ンボルをフェージング歪補償した上で判定する第1の判
定手段と、 復調された前記トレーニング信号を用いて適応等化を行
うことにより、復調された前記情報シンボルを判定する
第2の判定手段と、 直交復調された前記遅延スプレッド測定用シンボル系列
を用いて伝搬路の遅延スプレッドを推定する遅延スプレ
ッド推定手段と、 請求項1または2に記載の最大ドップラー周波数推定装
置と、 該最大ドップラー周波数推定装置により推定された最大
ドップラー周波数に応じて、前記最大ドップラー周波数
が高くなるほど閾値を高く設定する閾値設定手段と、 前記遅延スプレッドが、設定された前記閾値よりも小さ
いときには前記第1の判定手段から出力される前記情報
シンボルを、前記遅延スプレッドが前記閾値よりも大き
いときには前記第2の判定手段から出力される前記情報
シンボルを、所定の切り替えタイミングにおいて選択し
て出力する出力選択手段、 を有することを特徴とする無線通信装置。
7. A pilot symbol is periodically inserted in an information symbol section, and a delay spread measurement symbol series and a training symbol series are added to the information symbol section, or the training and the training Receiving means for receiving a transmission signal in which a symbol sequence for measuring delay spread is modulated by a frame signal added to the information symbol section, and estimating fading distortion by using the demodulated pilot symbol, First determining means for determining the demodulated information symbol after fading distortion compensation, and second determining means for determining the demodulated information symbol by performing adaptive equalization using the demodulated training signal And a quadrature demodulated symbol for delay spread measurement. Delay spread estimating means for estimating a delay spread of a propagation path using a channel sequence, the maximum Doppler frequency estimating device according to claim 1 or 2, and a maximum Doppler frequency estimated by the maximum Doppler frequency estimating device. A threshold setting unit that sets a threshold value higher as the maximum Doppler frequency becomes higher; and when the delay spread is smaller than the set threshold value, the information symbol output from the first determination unit is set to the delay spread. Is greater than the threshold value, the wireless communication device is characterized by further comprising: output selecting means for selecting and outputting the information symbol output from the second determining means at a predetermined switching timing.
【請求項8】 パイロットシンボルが情報シンボル区間
に周期的に挿入されるとともに、遅延スプレッド測定用
シンボル系列とトレーニング用シンボル系列とが前記情
報シンボル区間に付加されるか、または、前記トレーニ
ング用かつ前記遅延スプレッド測定用のシンボル系列が
前記情報シンボル区間に付加されたフレーム信号により
変調されている送信信号を、複数のダイバーシチブラン
チで受信するダイバーシチ受信手段と、 各ダイバーシチブランチにおいて復調された前記パイロ
ットシンボルを用いて前記フェージング歪を推定するこ
とにより、復調された前記情報シンボルをフェージング
歪補償した上でダイバーシチ合成判定する第1の判定
段と、 各ダイバーシチブランチにおいて復調された前記トレー
ニング信号を用いて適応等化およびダイバーシチ合成を
することにより、復調された前記情報シンボルを判定す
る第2の判定手段と、 直交復調された前記遅延スプレッド測定用信号を用いて
伝搬路の遅延スプレッドを推定する遅延スプレッド推定
手段と、 請求項ないしのいずれか1項に記載の最大ドップラ
ー周波数推定装置と、 該最大ドップラー周波数推定装置により推定された最大
ドップラー周波数に応じて、前記最大ドップラー周波数
が高くなるほど閾値を高く設定する閾値設定手段と、 前記遅延スプレッドが、設定された前記閾値よりも小さ
いときには前記第1の判定手段から出力される前記情報
シンボルを、前記遅延スプレッドが前記閾値よりも大き
いときには前記第2の判定手段から出力される前記情報
シンボルを、所定の切り替えタイミングにおいて選択し
て出力する出力選択手段、 を有することを特徴とする無線通信装置。
8. A pilot symbol is periodically inserted into an information symbol section, and a delay spread measurement symbol series and a training symbol series are added to the information symbol section, or the training and the training symbol series are added. A transmission signal in which a symbol sequence for delay spread measurement is modulated by a frame signal added to the information symbol section, diversity receiving means for receiving in a plurality of diversity branches, and the pilot symbol demodulated in each diversity branch by estimating the fading distortion using a first determination hand <br/> stage determines diversity combining in terms of the information symbols demodulated by the fading distortion compensation, the training signal demodulated at each diversity branch Suitable for using Second determining means for determining the demodulated information symbol by performing equalization and diversity combining; and delay spread estimation for estimating a delay spread of a channel using the orthogonally demodulated delay spread measurement signal. Means, the maximum Doppler frequency estimation device according to any one of claims 3 to 5 , and the threshold increases as the maximum doppler frequency increases according to the maximum doppler frequency estimated by the maximum doppler frequency estimation device. Threshold setting means for setting, the information symbol output from the first determining means when the delay spread is smaller than the set threshold, and the second information symbol when the delay spread is larger than the threshold. The information symbol output from the determination means is set at a predetermined switching timing. Wireless communication device characterized by having an output selection means for selecting to have.
【請求項9】 瞬時伝搬路特性を推定することにより該9. The method for estimating the instantaneous channel characteristics
瞬時伝搬路特性に応じて変調多値数を選択して送信デーSelect the modulation level according to the instantaneous propagation path characteristics
タを高速適応変調する無線通信装置において、In a wireless communication device for high-speed adaptive modulation of 複素ベースバンド信号のI成分、Q成分による位相平面Phase plane by I and Q components of complex baseband signal
が分割されて複数の位相領域が構成されており、パイロIs divided into multiple phase regions,
ットシンボルが情報シンボル区間に周期的に挿入されてSymbol is periodically inserted in the information symbol section.
変調された受信信号が直交復調された前記複素ベースバThe complex base bar in which the modulated received signal is quadrature demodulated
ンド信号を入力し、前記各パイロットシンボルの受信信Input signal and receive the pilot signal
号点が、直前の前記受信信号点の属する位相領域から他The signal point is from the phase region to which the preceding received signal point belongs
の位相領域に変移した変移回数を計数する変移計数手段Transition counting means for counting the number of transitions transitioned to the phase region of
と、When, 前記変移回数に応じて変移率を算出する変移率算出手段Transition rate calculating means for calculating a transition rate according to the number of transitions
と、When, 前記変移率に応じて最大ドップラー周波数を推定する最The maximum estimated Doppler frequency according to the transition rate
大ドップラー周波数推Large Doppler frequency estimation 定手段と、A fixed means, 該最大ドップラー周波数推定手段から出力される最大ドThe maximum Doppler frequency output from the maximum Doppler frequency estimator
ップラー周波数の推定値を予め設定された閾値と比較Compares the estimated value of the Pratter frequency with a preset threshold
し、該閾値より大きいときには前記変調多値数を固定しThen, when the value is larger than the threshold value, the modulation multilevel number is fixed.
て前記送信データを変調し、該閾値より小さいときにはModulates the transmission data by
前記送信データを高速適応変調する変調多値数制御手A modulation multi-level number control means for high-speed adaptive modulation of the transmission data
段、Dan, を有することを特徴とする無線通信装置。A wireless communication device comprising:
【請求項10】 パイロットシンボルが情報シンボル区10. The pilot symbol is an information symbol group.
間に周期的に挿入されるとともに、遅延スプレッド測定Delay spread measurement with periodic insertion between
用シンボル系列とトレーニング用シンボル系列とが前記The training symbol series and the training symbol series are described above.
情報シンボル区間に付加されるか、または、前記トレーIt is added to the information symbol section or the tray
ニング用かつ前記遅延スプレッド測定用のシンボル系列Symbol sequence for tuning and for measuring the delay spread
が前記情報シンボル区間に付加されたフレーム信号によIs a frame signal added to the information symbol section.
り変調されている送信信号を受信する受信手段と、Receiving means for receiving the transmission signal being modulated by 復調された前記パイロットシンボルを用いてフェージンFading using the demodulated pilot symbol
グ歪を推定することにより、前記復調された前記情報シThe estimated information distortion, the demodulated information sequence
ンボルをフェージング歪補償した上で判定する第1の判The first judgment to make after compensating for fading distortion
定手段と、A fixed means, 復調された前記トレーニング信号を用いて適応等化を行Performs adaptive equalization using the demodulated training signal
うことにより、復調された前記情報シンボルを判定するTo determine the demodulated information symbol by
第2の判定手段と、Second determining means, 直交復調された前記遅延スプレッド測定用シンボル系列Quadrature demodulated delay spread measurement symbol sequence
を用いて伝搬路の遅延スプレッドを推定する遅延スプレDelay spread that estimates the delay spread of the propagation path using
ッド推定手段と、Dead estimation means, 複素ベースバンド信号のI成分、Q成分による位相平面Phase plane by I and Q components of complex baseband signal
が分割されて複数の位相領域が構成されており、パイロIs divided into multiple phase regions,
ットシンボルが情報シンボル区間に周期的に挿入されてSymbol is periodically inserted in the information symbol section.
変調された受信信号が直交復調された前記複素ベースバThe complex base bar in which the modulated received signal is quadrature demodulated
ンド信号を入力し、前記各パイロットシンボルの受信信Input signal and receive the pilot signal
号点が、直前の前記受信信号点の属する位相領域から他The signal point is from the phase region to which the preceding received signal point belongs
の位相領域に変移した変移回数を計数する変移計数手段Transition counting means for counting the number of transitions transitioned to the phase region of
と、When, 前記変移回数に応じて変移率を算出する変移率算出手段Transition rate calculating means for calculating a transition rate according to the number of transitions
と、When, 前記変移率に応じて最大ドップラー周波数を推定する最The maximum estimated Doppler frequency according to the transition rate
大ドップラー周波数推定手段と、Large Doppler frequency estimation means, 該最大ドップラー周波数推定手段により推定された最大Maximum estimated by the maximum Doppler frequency estimation means
ドップラー周波数に応じて、前記最大ドップラー周波数Depending on the Doppler frequency, the maximum Doppler frequency
が高くなるほど閾値を高く設定する閾値設定手段と、Threshold setting means for setting the threshold to be higher as is higher, 前記遅延スプレッドが、設定された前記閾値よりも小さThe delay spread is less than the set threshold
いときには前記第1の判定手段から出力される前記情報If not, the information output from the first determining means
シンボルを、前記遅延スプレッドが前記閾値よりも大きIf the delay spread is greater than the threshold
いときには前記第2の判定手段から出力される前記情報If not, the information output from the second determination means
シンボルを、所定の切り替えタイミングにおいて選択しSelect the symbol at the specified switching timing.
て出力する出力選択手段、Output selection means for outputting を有することを特徴とする無線通信装置。A wireless communication device comprising:
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