CN1653722A - 分集接收机及接收方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的分集接收机作为多载波用分集接收机来动作，具有：加权算出器(6，7)，其基于从接收帧得到的、有关各载波的分支间相位差信息及振幅信息，来算出各载波的加权系数；分支合成器(1，2)，其在上述检波前，基于上述加权系数，按每个载波来合成各分支的接收信号。

Description

分集接收机及接收方法
技术领域
本发明涉及多载波用分集接收机及其接收方法，尤其涉及数字移动体通信、数字卫星通信、数字移动体卫星通信等数字无线通信设备中所用的分集接收机及其接收方法。
背景技术
以下对传统的分集接收机作以说明。在数字移动体通信中，有时会发生电波因移动台外围的地形及地物而产生反射、衍射及散射，从而造成接收信号的振幅及相位急剧变动这种衰落现象。作为旨在改善衰落环境下的特性的技术之一，已知的有一种由多个分支来接收信号，并对其进行合成或选择的分集接收技术。这里作为传统示例，对于对差动编码了的单载波4相相位调制(QPSK)信号进行检波后合成分集接收的延迟检波分集接收机的构成及动作作以说明。
图8是表示比如「IEEE Transactions on VehicularTechnology」第40卷，第1号(1991)第237-249页上刊登的安达等所著的论文(“BER Performance of QDPSK With Post detectionDiversity Reception in Mobile Radio Channels”：F.Adachi、K.Ohno)中记载的传统延迟检波分集接收机的构成的附图。
在图8中，101、102表示接收信号，103、104表示1个码元前的接收信号，105、106表示乘以复合权重后的接收信号，107表示分集合成后的信号，108表示接收信号的判定结果。111、112是使各分支的输入信号延迟1码元时间的延迟电路，113、114是在各分支中使复合权重与接收信号相乘的复合乘法器，115是对在各分支中乘以复合权重后的接收信号进行合成的复合加法器，116是信号的判定器。
这里，对上述构成的延迟检波分集接收机的动作作以说明。输入了特定分支的接收信号101后，延迟电路111使其延迟相当于1个码元的时间，然后输出1个码元前的接收信号103。由复合乘法器113来进行接收信号101与1个码元前的接收信号103的复合相乘，并输出乘以复合权重后的接收信号(延迟检波结果)105。
另一方面，输入了与上述相异的分支的接收信号102后，延迟电路112使其延迟相当于1个码元的时间，然后输出1个码元前的接收信号104。由复合乘法器114来进行接收信号102与1个码元前的接收信号104的复合相乘，并输出乘以复合权重后的接收信号(延迟检波结果)106。
在复合加法器115中，进行两个分支的延迟检波结果的复合相加，并作为分集合成后的信号107来输出软判定数据。在判定器116中，对软判定数据进行硬判定，并作为接收信号的判定结果108来输出硬判定数据。
这样，通过在进行检波后合成分集接收的延迟检波分集接收机中，对各分支的延迟检波结果进行合成，与不进行分集接收的场合相比，可改善特性。
此外在多载波传送时的接收方式中，有一种在检波前对备分支的接收信号进行分集合成的方式。这里，作为第2种传统技术，对多载波调制用检波前分集接收机的构成及动作作以说明。
图9是表示比如特开2001-156689号公报中记载的传统多载波调制用检波前分集接收机的构成的附图。图9中，131、132表示复合权重，133、134表示乘以复合权重后的接收信号，135表示分集合成后的信号。121、122是计算复合相互相关的复合相互相关运算部。
这里，对上述构成的多载波调制用检波前分集接收机的动作作以说明。首先，由天线接收到的信号(101、102)分别被传送给复合相互相关运算部(121、122)及复合乘法器(113、114)。由复合相互相关运算部(121、122)来算出复合权重(131、132)，并将其结果输出到复合乘法器(113、114)。
复合乘法器(113、114)将接收信号(101、102)作为复合信号来处理，并将该接收信号(101、102)与复合权重(131、132)的相乘结果即接收信号(133、134)输出到复合加法器115。复合加法器115将双方信号之和作为分集合成后的信号135，输出到复合相互相关运算部(121、122)及后续的检波部(未图示)。
复合相互相关运算部(121、122)使接收信号成为前导波Di与延迟波Ui之和，即Di+Ui。并使所反馈的信号作为基于前导波之和Do与延迟波之和Uo的信号，成为Do+Uo。其结果是，在取了所接收的信号与所反馈的信号的相关之后，复合权重Wi可由下式(1)来表示。
Wi＝∫(DiDo *+UiUo *)dt+∫(DiUo *+UiDo *)dt
                                 ...(1)
在该式中，由于右边第2项积分的相关较小，因而可以考虑在概率上取极小的值。因而在和Do+Uo中的Do较大的场合下，便成为(2)式。反之在Uo较大的场合下，便成为(3)式。
Wi＝∫DiDo *dt                            ...(2)
Wi＝∫UiUo *dt                            ...(3)
由此来进行基于反馈的分集合成，从而在前导波整体增强的场合下前导波得到增强，在延迟波整体增强的场合下延迟波得到增强。
然而在上述传统的分集接收机中，在多载波传送中采用检波后分集合成的场合下，按各分支抽出多个载波后进行检波，然后再进行合成处理，因而载波抽出及检波的次数便增大。即存在着越增加用于进行分集的分支数，接收机中的处理量便越增大的问题。
此外还存在以下问题：即，在多载波调制的检波前分集合成中，在移动体通信中从移动台向基站发送信号的场合下，由于传输路特性随发送台而异，因而不能进行最大比合成。
因此本发明的目的在于提供一种可削减处理量并可实现基于分集的最佳解调特性的分集接收机及其接收方法。
发明内容
本发明涉及的分集接收机作为多载波用的分集接收机来动作，其特征在于：具有：加权系数算出单元，其基于从接收帧得到的、有关各载波的分支间相位差信息及振幅信息，来算出各载波的加权系数；合成单元，其在上述检波前，基于上述加权系数，按每个载波来合成各分支的接收信号。
以下发明涉及的分集接收机的特征在于：在比如全部载波具有同一传输路特性的场合下，上述加权系数算出单元算出对全部载波共同的加权系数，上述合成单元在上述检波前，基于上述共同的加权系数来一揽子合成全部载波。
以下发明涉及的分集接收机的特征在于：在比如各任意的多个载波具有同一传输路特性的场合下，上述加权系数算出单元将具有同一传输路特性的多个载波分别作为1个组，并按每个组来计算共同的加权系数，上述合成单元在上述检波前，基于上述加权系数，按每个组来合成各分支的接收信号。
以下发明涉及的接收方法的特征在于：包括加权系数算出步骤，用于基于多载波用分集接收机从接收帧得到的、有关各载波的分支间相位差信息及振幅信息，来算出各载波的加权系数；合成步骤，用于在上述检波前，基于上述加权系数，按每个载波来合成各分支的接收信号。
以下发明涉及的接收方法的特征在于：在全部载波具有同一传输路特性的场合下，在上述加权系数算出步骤，算出对全部载波共同的加权系数，在上述合成步骤，在上述检波前，基于上述共同的加权系数来一揽子合成全部载波。
以下发明涉及的接收方法的特征在于：在各任意的多个载波具有同一传输路特性的场合下，在上述加权系数算出步骤，将具有同一传输路特性的多个载波分别作为1个组，并按每个组来计算共同的加权系数，在上述合成步骤，在上述检波前，基于上述加权系数，按每个组来合成各分支的接收信号。
附图说明
图1是表示本发明涉及的分集接收机实施方式1的构成的附图，
图2是表示实施方式1中设想的传送路模型的附图，
图3是表示加权算出器的构成一例的附图，
图4是表示多载波解调器的构成一例的附图，
图5是表示本发明涉及的分集接收机实施方式2的构成的附图，
图6是表示实施方式2中设想的传送路模型的附图，
图7是表示实施方式3中设想的传送路模型的附图，
图8是表示传统的分集接收机一例的附图，
图9是表示传统的分集接收机一例的附图。
具体实施方式
以下基于附图，对本发明涉及的分集接收机及接收方法的实施方式作详细说明。此外本发明并非限定于本实施方式。
实施方式1
图1是表示本发明涉及的分集接收机实施方式1的构成的附图。在本实施方式中，设想一种由2个分支接收到2个载波信号的场合。图1中，1、2是各载波用的分支合成器，3是多载波解调器，4、5是判定器，6、7是算出合成接收信号场合下的加权系数的加权算出器。此外11、12表示接收信号，13、14表示分支合成输出，15、16表示载波检波结果，17、18表示接收信号的判定结果，19、20表示合成接收信号场合下的加权系数。
图2是表示实施方式1中设想的传送路模型的附图，21是接收多载波信号的基站，22、23是移动台。24、25表示从移动站22、23至基站21的发送信号。
这里，对本实施方式的分集接收机的动作(接收方法)作以说明。首先在加权算出器6、7中，利用分支合成器1的接收信号及分支合成器2的接收信号，来计算各载波最佳分支合成时的加权系数19、20。这里，由于移动站22与移动站23至基站21的传送路不同，因而ch1用的加权系数19与ch2用的加权系数20相异。因此分别单独计算ch1用的加权系数19与ch2用的加权系数20。
图3是表示加权算出器6、7的构成一例的附图，31、32是载波抽出器，33、34是相位/振幅检测器。这里，只对发送帧的一部分比如训练信号(已知的参照信号)部分进行解调，从而对备载波(ch1、ch2)取得分支间的相位差信息及振幅信息。从这些信息来算出用于对2个分支的接收信号进行同相合成的加权系数。
在分支合成器1、2中，利用各载波(ch1，ch2)用的加权系数及各分支的接收信号，来进行分支合成。
在多载波解调器3中，利用分支合成输出13、14来进行检波处理。图4是表示多载波解调器3的构成一例的附图，41是载波抽出器，42是检波器。在多载波解调器3中，载波抽出器41从上述分支合成结果(多载波信号)抽出所解调的载波，检波器42对所抽出的载波进行检波。作为基于载波抽出器41的抽出方法，采用比如对内部局部频率进行复合相乘，并使所希望的载波转移至基带频率，然后由低通滤波器(LPF)来抽出的方法。此外作为基于检波器42的检波方法，采用比如同步检波，而在差动编码的场合下则采用延迟检波。
在判定器4、5中，对载波检波结果15、16进行硬判定，并作为接收信号的判定结果17、18来输出硬判定数据。
这样在本实施方式中，在多载波解调前对各分支的信号进行合成。这样与检波后合成的方式相比，可削减解调所涉及的处理量(分支数之一即可)。此外由于构成为在比如各载波经由不同的传输路而到达的场合下，对各载波计算加权系数，因而可得到基于分集的最佳解调特性。
此外在本实施方式中，对于对2个载波的多载波信号进行了2个分支接收的分集接收机作了说明，但并非局限于此，即使是接收了任意多个载波的多载波信号的分集接收机,通过利用多个加权算出器及合成器，也可以得到与上述同样的效果。此外即使是多分支接收的分集接收机，通过利用与多个分支对应的加权算出器，并由合成器来合成该多个分支，也可以得到与上述同样的效果。
实施方式2
图5是表示本发明涉及的分集接收机实施方式2的构成的附图。本实施方式与上述同样，也设想为是一种对2个载波信号进行了2个分支接收的场合。图5中，13a表示分支合成输出。此外对于与上述实施方式1同样的构成，附加同一符号，省略其说明。这里只对与实施方式1相异的动作(接收方法)作以说明。
图6是表示实施方式2中设想的传送路模型的附图，26、27表示从基站21至移动站22、23的发送信号。在本实施方式中，设想一种各载波中的传送路特性大致相同，而且被看作没有频率选择性衰落的比如「多载波传送中的下行线路」。
在加权算出器6中，利用分支合成器1的接收信号及分支合成器2的接收信号，来计算分支合成时的最佳加权系数19。这里，由于各载波的传送路特性被看作大致相同，因而可一次性合成多个载波的信号。在分支合成器1中，利用该加权系数19与接收信号11及接收信号12，来进行分支合成。此时对分支合成输出13a进行输出。
在多载波解调器3中，利用分支合成输出13a，按每个载波来进行检波处理。
这样在本实施方式中，即使在分支数增加了的场合下，如果所接收的载波数不改变，便可以由同一多载波解调器来进行对应。这样，可以防止解调器的处理量随分支数的增加而增加。
实施方式3
图7是表示实施方式3中设想的传送路模型的附图，28、29表示从移动站22、23至基站21的发送信号。在本实施方式中，设想一种所接收的多个载波的传送路特性大致相同，而且该多个载波被分为若干个组的场合。作为一例，在2个移动站22、23分别发送了2个载波信号的场合下，各移动台的发送信号以大致相同的传输路特性来到达基站。在该场合下，对从同一移动台发送的多载波信号可以一次性进行分集合成。
这里，对本实施方式的分集接收机的动作(接收方法)作以说明。这里只说明与实施方式1及2相异的动作。比如在本实施方式的加权算出器中，将具有同一传输路特性的载波作为1个组，并利用各分支的接收信号来计算各组最佳的加权系数。这样，利用该加权系数及各分支的接收信号，通过与实施方式2同样的方法，按每个组来一次性进行分支合成。
这样，在本实施方式中，由于按每个具有同一传送路特性的信号来进行分组，并按各组来计算分支合成时的加权系数，因而可获得基于分集的最佳解调特性。
此外在本实施方式中，对将4个载波的多载波信号分为2组来合成的分集接收机作了说明，但并非局限于此，即使是接收了任意多个载波的多载波信号的分集接收机，通过采用相当于组数的加权算出器及合成器，也可以得到与上述同样的效果。此外即使从移动台接收到的多载波信号的载波数发生了变化，在将多个载波的传送路特性视为相同的场合下，也可以得到与上述同样的效果。
如上所述，本发明构成为在多载波解调前对各分支的信号进行合成。因而具有可得到一种与检波后进行合成的方式相比，可削减解调所涉及的处理量的分集接收机的效果。此外构成为在比如各载波经由不同的传输路来到达的场合下，对各载波计算加权系数。因而具有可获得一种可得到基于分集的最佳解调特性的分集接收机的效果。
根据以下发明，即使在分支数增加了的场合下，如果所接收的载波数不改变，便可以由同一多载波解调器进行对应。因而具有可获得一种可防止解调器的处理量随分支数的增加而增加的分集接收机的效果。
以下发明构成为按每个具有同一传送路特性的信号来进行分组，并按各组来计算分支合成时的加权系数。因而具有可获得一种可得到基于分集的最佳解调特性的分集接收机的效果。
根据以下发明，在多载波解调前对各分支的信号进行合成。因而具有与检波后进行合成的方式相比，可削减解调所涉及的处理量的效果。此外在比如各载波经由不同的传输路来到达的场合下，对各载波计算加权系数。因而具有可得到基于分集的最佳解调特性的效果。
根据以下发明，即使在分支数增加了的场合下，如果所接收的载波数不改变，便可以由同一多载波解调器进行对应。因而具有可防止解调器的处理量随分支数的增加而增加的效果。
根据以下发明，按每个具有同一传送路特性的信号来进行分组，并按各组来计算分支合成时的加权系数。因而具有可得到基于分集的最佳解调特性的效果。
产业上的可利用性
如上所述，本发明涉及的分集接收机及接收方法，适用于数字移动体通信、数字卫星通信、数字移动体卫星通信等数字无线通信设备，尤其适用于具有在衰落环境下使用的可能性的接收机。

Claims (8)

1.一种分集接收机，是多载波用的分集接收机，其特征在于：具有
加权系数算出单元，其基于从接收帧得到的、有关各载波的分支间相位差信息及振幅信息，来算出各载波的加权系数；
合成单元，其在上述检波前，基于上述加权系数，按每个载波来合成各分支的接收信号。
2.权利要求1中记载的分集接收机，其特征在于：
在全部载波具有同一传输路特性的场合下，
上述加权系数算出单元算出对全部载波共同的加权系数，
上述合成单元在上述检波前，基于上述共同的加权系数来一揽子合成全部载波。
3.权利要求1中记载的分集接收机，其特征在于：
在各任意的多个载波具有同一传输路特性的场合下，
上述加权系数算出单元将具有同一传输路特性的多个载波分别作为1个组，并按每个组来计算共同的加权系数，
上述合成单元在上述检波前，基于上述加权系数，按每个组来合成各分支的接收信号。
4.权利要求2中记载的分集接收机，其特征在于：
在各任意的多个载波具有同一传输路特性的场合下，
上述加权系数算出单元将具有同一传输路特性的多个载波分别作为1个组，并按每个组来计算共同的加权系数，
上述合成单元在上述检波前，基于上述加权系数，按每个组来合成各分支的接收信号。
5.一种接收方法，是多载波用分集接收机的接收方法，其特征在于：包括
加权系数算出步骤，用于基于从接收帧得到的、有关各载波的分支间相位差信息及振幅信息，来算出各载波的加权系数；
合成步骤，用于在上述检波前，基于上述加权系数，按每个载波来合成各分支的接收信号。
6.权利要求5中记载的接收方法，其特征在于：
在全部载波具有同一传输路特性的场合下，
在上述加权系数算出步骤，算出对全部载波共同的加权系数，
在上述合成步骤，在上述检波前，基于上述共同的加权系数来一揽子合成全部载波。
7.权利要求5中记载的接收方法，其特征在于：
在各任意的多个载波具有同一传输路特性的场合下，
在上述加权系数算出步骤，将具有同一传输路特性的多个载波分别作为1个组，并按每个组来计算共同的加权系数，
在上述合成步骤，在上述检波前，基于上述加权系数，按每个组来合成各分支的接收信号。
8.权利要求6中记载的接收方法，其特征在于：
在各任意的多个载波具有同一传输路特性的场合下，
在上述加权系数算出步骤，将具有同一传输路特性的多个载波分别作为1个组，并按每个组来计算共同的加权系数，
在上述合成步骤，在上述检波前，基于上述加权系数，按每个组来合成各分支的接收信号。
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