CN101160763A - 无线接收装置和无线接收方法 - Google Patents

Abstract

公开了无线接收装置，它能够在合成脉冲信号与OFDM信号而获得的信号的接收处理中，将干扰抑制到最小限度，有效地利用功率和频带。该装置中，传输路径均衡单元(205)对将UWB－IR方式的脉冲信号与OFDM信号进行合成而获得的信号进行传输路径均衡处理，信号分离单元(208)对于作为OFDM信号被解调的信号Y1，用常数C对振幅电平进行消波，实际上只对脉冲信号的信号分量进行消波。另外，只在振幅电平高于常数C时，输出作为脉冲信号被解调的信号Y2，消除了所合成的OFDM信号的大部分信号功率。

Description

无线接收装置和无线接收方法

技术领域

本发明涉及在数字无线通信系统中所使用的无线接收装置和无线接收方法。

背景技术

近年来，在计算机的小型化、高速化和大容量化发展的基础上，作为高质量且高速的、能够容纳多数用户的通信方法，UWB-IR(UltraWideband-Impulse Radio)备受关注。

UWB-IR方式是通过使用1ns以下的脉冲而利用数GHz的频带的方式，其占有带宽为超宽带。因此原有系统所利用的频带也包含其中，被认为与原有的系统彼此干扰。但UWB-IR方式由于其信号功率密度较低的特性，具有不容易对其它系统造成干扰的特征。另外，因为是宽带，适合于PAN(PersonalArea Network)等近距离通信。

另一方面，已经被适用于无线LAN(Local Area Network)系统且最有希望被适用于所谓第四代移动通信系统的OFDM(Orthogonal FrequencyDivision Multiplex)方式为，通过将信息信号等重叠在正交的多个载波上而生成OFDM信号，并对该OFDM信号进行规定的发送处理而生成发送信号，然后通过功率放大器对该发送信号进行放大后将其发送。

因此，所生成的OFDM信号虽然有峰均功率比与载波的数目成比例地增大的缺点，但通过适当地抑制峰值功率，能够将OFDM信号容易地放大到大功率而实现广域通信。

另外，在专利文献1中公开了即使在与UWB无线传输系统的通信区域同一区域或者附近区域利用无线LAN系统，也能够防止造成或受到干扰的技术。即，通过使脉冲信号延迟无线LAN系统中的使用频率5GHz的倒数的时间，并从原始信号减去延迟信号，从而能够使无线LAN系统中所使用的频率信号衰减，防止干扰。

(专利文献1)特开2002-335188号公报

发明内容

本发明需要解决的问题

然而，专利文献1中所公开的技术为，通过在UWB方式的发送装置对发送信号进行信号处理来减轻对其它系统造成的干扰的技术，未提及合成脉冲信号与OFDM信号而获得的信号的接收处理。

另外，如上所述，虽然UWB方式具有难以对其它系统造成干扰的特征，但假设在同一区域利用OFDM无线传输系统等其它系统，则会争用使用频率，从而相互干扰。这样，在通信方式不同的系统间，难以排除来自其他系统的干扰，其结果难免浪费功率和频带。

本发明的目的是提供无线接收装置和无线接收方法，能够在将脉冲信号与OFDM信号进行合成而获得的信号的接收处理中，将干扰抑制为最小限度，有效地利用功率和频带。

解决问题的方案

本发明的无线接收装置所采用的结构包括：接收单元，接收将脉冲型超宽带方式的脉冲信号与OFDM方式的OFDM信号进行合成后的合成信号；以及分离单元，根据所述合成信号的振幅电平，将所述接收单元接收的合成信号分离为脉冲信号和OFDM信号。

本发明的无线接收方法包括：接收步骤，接收将脉冲型超宽带方式的脉冲信号与OFDM方式的OFDM信号进行合成而获得的合成信号；以及分离步骤，根据所述合成信号的振幅电平，将在所述接收步骤中所接收的合成信号分离为脉冲信号和OFDM信号。

本发明的有益效果

根据本发明，在合成脉冲信号与OFDM信号而获得的信号的接收处理中，能够将干扰抑制为最小限度，有效地利用功率和频带。

附图说明

图1是表示本发明实施方式1的发送装置的结构的方框图。

图2是表示本发明实施方式1的接收装置的结构的方框图。

图3是表示本发明实施方式2的UWB接收装置的结构的方框图。

图4是表示本发明实施方式2的OFDM接收装置的结构的方框图。

图5是表示相互交替且连续地连接OFDM信号消除器和脉冲信号消除器的结构的方框图。

具体实施方式

下面，参照附图详细地说明本发明的实施方式。另外，在本实施方式中，对具有同一功能的结构赋予同一标号，并省略重复的说明。

(实施方式1)

图1是表示本发明实施方式1的发送装置100的结构的方框图。该图中，OFDM信号调制单元101的调制单元102对输入的数据以PSK调制或QAM调制等方式进行调制，S/P转换单元103将调制后的信号从串行信号转换为并行信号(以下称为“S/P转换”)，并映射到各个副载波上。IFFT(Inverse FastFourier Transform)单元104对转换后的并行信号进行IFFT处理，从而将对各个副载波配置了数据的频域的信号变换为时域的信号。P/S转换单元105将时域的信号从并行信号转换为串行信号(OFDM信号)(以下称为“P/S转换”)，峰值抑制单元106抑制峰值功率。

正交调制单元107对抑制了峰值功率的信号进行正交调制，放大器108放大其功率，然后输出到合成单元112。

另一方面，脉冲信号调制单元109内的脉冲生成单元110生成1ns级的脉冲信号。调制单元111将脉冲信号与数据重叠，然后输出到合成单元112。

合成单元112将从放大器108输出的信号与从脉冲信号调制单元109输出的信号进行合成，然后滤波器113对其限制频带，作为发送信号发送到接收装置。

图2是表示本发明实施方式1的接收装置200的结构的方框图。该图中，放大器201输入接收信号后，将输入的接收信号进行功率放大，将放大后的接收信号输出到正交检波单元202。

正交检波单元202对从放大器201输出的接收信号进行正交检波，并将检波后的信号输出到S/P转换单元203。S/P转换单元203对从正交检波单元202输出的信号进行S/P转换，将转换后的并行信号输出到FFT(Fast FourierTransform)单元204。FFT单元204对从S/P转换单元203输出的信号进行FFT处理，以使其从时域的信号变换为频域的信号，并将变换后的信号输出到传输路径均衡单元205。传输路径均衡单元205进行从FFT单元204输出的信号的传输路径均衡处理，并将均衡处理后的信号输出到IFFT单元206。IFFT单元206对从传输路径均衡单元205输出的信号进行IFFT处理，再次使其从频域的信号变换为时域的信号，并将变换后的信号输出到P/S转换单元207。P/S转换单元207对从IFFT单元206输出的信号进行P/S转换，并将转换后的信号X输出到信号分离单元208。

信号分离单元208将从P/S转换单元207输出的信号X，根据该信号X的瞬时电平分离为信号Y1和信号Y2，所述信号Y1作为OFDM信号被解调，所述信号Y2作为脉冲信号被解调。然后将分离出的信号Y1输出到OFDM信号解调单元209内的S/P转换单元210，将分离出的信号Y2输出到脉冲信号解调单元214内的脉冲检测单元215。信号分离单元208的详细说明将后述。

S/P转换单元210对从信号分离单元208输出的信号Y1进行S/P转换，FFT单元211对转换后的并行信号进行FFT处理，从而使其从时域的信号变换为频域的信号。P/S转换单元212对变换后的频域的信号进行P/S转换，解调单元213对转换后的串行信号进行解调，然后输出数据。

另一方面，脉冲检测单元215对从信号分离单元208输出的信号Y2进行脉冲检测，然后输出数据。

接着，详细地说明上述的信号分离单元208。信号分离单元208将从P/S转换单元207输出的信号X根据信号X的瞬时电平分离为信号Y1和信号Y2。具体而言，根据下面的算式进行分离。

式(1)

$Y1\left(i\right)=\left\{\begin{array}{cc}X\left(i\right)& \left(\right|X\left(i\right)|\≤C)\\ C& \left(\right|X\left(i\right)|>C)\end{array}\right....\left(1\right)$

式(2)

$Y2\left(i\right)=\left\{\begin{array}{cc}0& \left(\right|X\left(i\right)|\≤C)\\ X\left(i\right)& \left(\right|X\left(i\right)|>C)\end{array}\right....\left(2\right)$

根据上述的式(1)，意味着对于作为OFDM信号所解调的信号Y1，用常数C对其振幅电平进行消波，如果信号Y1通过峰值抑制而被抑制在常数C以下，则实际上几乎不对OFDM的信号分量进行消波，只对脉冲信号的信号分量进行消波。

另外，根据上述的式(2)，作为脉冲信号所解调的信号Y2，只在振幅电平超过常数C时被输出，因此所合成的OFDM信号的信号功率大部分被消除。

这样，通过利用脉冲信号的振幅与OFDM信号的振幅之间的电平差来分离信号，能够将信号对彼此造成的干扰抑制到最小限度，同时实现适应于OFDM方式和UWB-IR方式的无线接收装置。因此在OFDM信号和脉冲信号的信号处理中，可以共同进行信号同步和信道估计等，能够节省这些处理所需的功率，从而能够提高每单位功率的通信效率。

另外，从UWB-IR方式来看，利用FFT的传输路径均衡相当于RAKE接收，因此能够有效地利用所接收的信号功率。另外，如果采用OFDM方式进行传输路径均衡时的传输路径估计，因为可以被认为OFDM信号与脉冲信号相比，以大功率进行发送，因此在脉冲信号的到达范围即近距离的范围内，可以期待能够获得高精度的传输路径估计值。由此，在UWB-IR方式中，通过RAKE接收能够高效率地聚集功率。

这样，根据实施方式1，通过对将OFDM信号与脉冲信号合成而获得的合成信号进行传输路径均衡，并利用OFMD信号和脉冲信号的振幅电平特性，将合成信号根据传输路径均衡后的信号的振幅电平分离为OFDM信号和脉冲信号，从而能够将信号对彼此造成的干扰抑制到最小限度，有效地利用功率和频带。

(实施方式2)

在本发明实施方式2中，说明在合成OFDM信号与脉冲信号而获得的信号中，将一方的信号作为干扰分量而消除的情况。

图3是表示本发明实施方式2的UWB接收装置300的结构的方框图。该图中，经过IFFT单元206的IFFT处理，从频域的信号变换为时域的信号的信号被输出到OFDM信号判定单元301内的P/S转换单元302和减法器312。

P/S转换单元302对从IFFT单元206输出的信号进行P/S转换，并将转换后的信号输出到消峰(peak clip)单元303。消峰单元303通过对从P/S转换单元302输出的信号中，振幅电平超过常数C的信号进行消峰，从而对脉冲信号分量进行消波，并将消峰后的信号输出到S/P转换单元304。S/P转换单元304对从消峰单元303输出的信号进行S/P转换，将转换后的信号输出到FFT单元305。FFT单元305通过对从S/P转换单元304输出的信号进行FFT处理，从而将时域的信号变换为频域的信号，并将变换后的信号输出到解调单元306。解调单元306对从FFT单元305输出的信号进行解调，将解调后的信号输出到OFDM复本生成单元307内的IFFT单元308。

这样，OFDM信号判定单元301对合成OFDM信号与脉冲信号而获得的信号中的脉冲信号进行消波，先将OFDM信号解调一次。

OFDM复本生成单元307内的IFFT单元308通过对从解调单元306输出的信号进行IFFT处理，从而使其从频域的信号变换为时域的信号，将变换后的信号经由P/S转换单元309输出到峰值抑制单元310。峰值抑制单元310抑制从P/S转换单元309输出的信号的峰值功率，将抑制了峰值功率的信号输出到传输路径特性附加单元311。传输路径特性附加单元311对从峰值抑制单元310输出的信号附加传输路径特性，将附加了传输路径特性的信号输出到减法器312。由此，OFDM复本生成单元307生成所接收的OFDM信号的复本。

减法器312从IFFT单元206的输出信号中减去OFDM复本信号即OFDM复本生成单元307的输出信号，将减法结果输出到脉冲信号解调单元214内的脉冲检测单元215。另外，OFDM信号判定单元301、OFDM复本生成单元307和减法器312作为OFDM信号消除部件发挥功能。

在将OFMD信号与脉冲信号进行合成时，在脉冲的某个样本上相位不一定一致，例如，在信号的相位彼此相反时，使得彼此的信号功率相抵。因此通过设置如上所述的干扰消除器，能够从合成OFDM信号与脉冲信号而获得的信号中，将OFDM信号作为干扰分量而消除，从而能够减轻信号功率的抵消效应。

图4是表示本发明实施方式2的OFDM接收装置400的结构的方框图。该图中，经过IFFT单元206的IFFT处理从频域的信号变换为时域的信号的信号被输出到脉冲信号判定单元401内的脉冲检测单元402和减法器407。

脉冲信号判定单元401内的脉冲检测单元402进行脉冲检测，将检测结果输出到UWB复本生成单元403内的调制单元405。另一方面，UWB复本生成单元403内的脉冲生成单元404生成1ns级的脉冲信号，并将所生成的脉冲信号输出到调制单元405。调制单元405将从脉冲生成单元404输出的脉冲信号与从脉冲检测单元402输出的检测结果重叠，将与检测结果重叠的脉冲信号输出到传输路径特性附加单元406。传输路径特性附加单元406对从调制单元405输出的信号附加传输路径特性，将附加了传输路径特性的信号输出到减法器407。由此，UWB复本生成单元403生成所接收的脉冲信号的复本(UWB复本信号)。

减法器407从IFFT单元206的输出信号中减去UWB复本信号即UWB复本生成单元403的输出信号，将减法结果输出到OFDM信号解调单元209。另外，脉冲信号判定单元401、UWB复本生成单元403和减法器407具有作为脉冲信号消除部件的功能。

由于OFDM接收装置400具有上述结构，所以能够从合成OFDM信号与脉冲信号而获得的信号中，将UWB信号作为干扰分量而消除。

这样，根据实施方式2，通过从合成OFDM信号与脉冲信号而获得的信号中，将一方的信号作为干扰分量而消除，从而即使在将OFDM信号与脉冲信号以相反的相位进行合成时，也能够减轻功率的抵消效应。

另外，也可以使图3所示的OFDM信号消除器和图4所示的脉冲信号消除器组合，如图5所示，将OFDM信号消除器与脉冲信号消除器交替且连续地连接，交替且连续地重复进行干扰消除处理。

另外，也可以适当地组合实施方式1中说明的接收装置和实施方式2中说明的干扰消除器，由此能够进一步提高干扰去除性能。

另外，上述的各实施方式中，说明了在发送端对OFDM信号进行峰值抑制的情况，但本发明不限于此，也可以不进行峰值抑制。但是，通过进行峰值抑制，能够减轻放大器的负担而容易地放大为大功率。

本发明的第一形态是无线接收装置，包括：接收单元，接收将脉冲型超宽带方式的脉冲信号与OFDM方式的OFDM信号进行合成而获得的合成信号；以及分离单元，根据所述合成信号的振幅电平，将所述接收单元所接收的合成信号分离为脉冲信号和OFDM信号。

本发明的第二形态是无线接收装置，在上述结构中，所述分离单元进行合成信号的振幅电平与规定阈值之间的阈值判定，将振幅电平超过阈值的合成信号作为脉冲信号进行分离，并将振幅电平超过阈值的合成信号的振幅电平消波到阈值的合成信号以及振幅电平低于阈值的合成信号作为OFDM信号进行分离。

根据这些结构，通过利用脉冲信号的振幅与OFDM信号的振幅之间的电平差来分离信号，从而能够将信号对彼此造成的干扰抑制到最小限度。

本发明的第三形态是无线接收装置，在上述结构中，包括OFDM信号消除单元，将合成信号中OFDM信号作为干扰分量而消除。

本发明的第四形态为无线接收装置，在上述结构中，包括脉冲信号消除单元，将合成信号中脉冲信号作为干扰分量而消除。

根据这些结构，即使在将脉冲信号与OFDM信号以彼此相反的相位进行合成时，通过消除合成信号中的OFDM信号或脉冲信号，也能够减轻彼此的信号功率的抵消效应。

本发明的第五形态是无线接收装置，在上述结构中，包括：OFDM信号消除单元，将合成信号中OFDM信号作为干扰分量而消除；以及脉冲信号消除单元，将合成信号中脉冲信号作为干扰分量而消除，多个所述OFDM信号消除单元和多个所述脉冲信号消除单元被交替地连接。

根据该结构，重复地消除合成信号中的OFDM信号和脉冲信号，从而能够进一步减轻彼此的信号功率的抵消效应。

本发明的第六形态为无线接收方法，包括：接收步骤，接收将脉冲型超宽带方式的脉冲信号与OFDM方式的OFDM信号进行合成而获得的合成信号；以及分离步骤，根据所述合成信号的振幅电平，将在所述接收步骤中所接收的合成信号分离为脉冲信号和OFDM信号。

根据该方法，通过利用脉冲信号的振幅与OFDM信号的振幅之间的电平差来分离信号，能够将信号对彼此造成的干扰抑制到最小限度。

本说明书基于2005年4月18日申请的日本专利申请第2005-119828号。其内容全部包含于此。

工业实用性

本发明的无线接收装置和无线接收方法，在合成脉冲信号与OFDM信号而获得的信号的接收处理中，能够将干扰抑制到最小限度，有效地利用功率和频带，可以适用于UWB接收装置和OFDM接收装置等。

Claims (6)

1.一种无线接收装置，包括：

接收单元，接收将脉冲型超宽带方式的脉冲信号与OFDM方式的OFDM信号进行合成而获得的合成信号；以及

分离单元，根据所述合成信号的振幅电平，将所述接收单元所接收的合成信号分离为脉冲信号和OFDM信号。

2.如权利要求1所述的无线接收装置，其中，

所述分离单元进行合成信号的振幅电平与规定阈值之间的阈值判定，将振幅电平超过阈值的合成信号作为脉冲信号进行分离，并将振幅电平超过阈值的合成信号的振幅电平消波到阈值的合成信号以及振幅电平低于阈值的合成信号作为OFDM信号进行分离。

3.如权利要求1所述的无线接收装置，其中，

还包括：OFDM信号消除单元，将合成信号中OFDM信号作为干扰分量而消除。

4.如权利要求1所述的无线接收装置，其中，

还包括：脉冲信号消除单元，将合成信号中脉冲信号作为干扰分量而消除。

5.如权利要求1所述的无线接收装置，其中，

还包括：OFDM信号消除单元，将合成信号中OFDM信号作为干扰分量而消除；以及

脉冲信号消除单元，将合成信号中脉冲信号作为干扰分量而消除，

多个所述OFDM信号消除单元和多个所述脉冲信号消除单元被交替地连接。

6.一种无线接收方法，包括：

接收步骤，接收将脉冲型超宽带方式的脉冲信号与OFDM方式的OFDM信号进行合成而获得的合成信号；以及

分离步骤，根据所述合成信号的振幅电平，将在所述接收步骤中所接收的合成信号分离为脉冲信号和OFDM信号。

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