DE112012006832T5

DE112012006832T5 - Funktransceiver und Antennenauswahlverfahren für Funktransceiver

Info

Publication number: DE112012006832T5
Application number: DE112012006832.7T
Authority: DE
Inventors: c/o Mitsubishi Electric Corp Watanabe Kotaro
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2012-08-21
Filing date: 2012-08-21
Publication date: 2015-04-30
Anticipated expiration: 2032-08-22
Also published as: CN104584453B; TW201409950A; DE112012006832B4; US20150207553A1; TWI496423B; US9509386B2; KR101647264B1; JP5774229B2; WO2014030183A1; KR20150038462A; JPWO2014030183A1; CN104584453A

Abstract

Ein Funktransceiver, der ein SINR auf einer Grundlage von empfangenen Vorsatzinformationen, die von einer Antenne empfangen wurden, und entsprechenden Vorsatzinformationen, die vorher entsprechend den empfangenen Vorsatzinformationen gespeichert wurden, berechnet, enthält: Eine Integrationseinheit, die ein Phasensignal für jedes Symbol mit Bezug auf die empfangenen Vorsatzinformationen berechnet; eine Energiewert-Berechnungseinheit, die einen Energiewert auf einer Grundlage des Phasensignals berechnet; eine Korrelations-Berechnungseinheit, die eine gewünschte Signalenergie anhand eines Korrelationswerts zwischen dem Phasensignal und den entsprechenden Vorsatzinformationen berechnet; und eine SINR-Berechnungseinheit, die einen SINR-Wert anhand des Energiewerts und der gewünschten Signalenergie berechnet.

Description

Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Sende- und Empfangsantennenauswahl-Diversity-Technik für einen Funktransceiver auf der Grundlage eines SINR-Werts in GMSK- und GFSK-Modulation.
Hintergrund
Bei der Frequenzmodulation, die eines der Kommunikationsverfahren ist und bei der eine Kommunikation durchgeführt wird, indem bewirkt wird, dass eine augenblickliche Frequenz proportional dem Modulationsbasisband ist, sind GFSK (Frequenzumtastung mit Gaußscher Filterung), bei der ein Band durch Anwenden eines Gaußschen Filters bei einem modulierten Signal begrenzt wird, und GMSK (Minimalumtastung mit Gaußscher Filterung), bei der minimale augenblickliche Frequenzen, deren Verschiebungen orthogonal sind, als Kommunikationsverfahren bekannt. Diese werden allgemein auch als FSFK-Modulation bezeichnet.
Bei der Funkkommunikation tritt Fading auf aufgrund von Multipfaden zu der Zeit des Empfangs, und dies verringert beträchtlich die empfangene Energie. Wenn die empfangene Energie aufgrund von Fading verringert wird, tritt das Problem auf, dass das Demodulationsvermögen des empfangenen Signals verschlechtert wird. Eine Technik zum Lösen dieses Problems ist eine Diversity-Technik, bei der mehrere Antennen verwendet werden, um den Umstand auszunutzen, dass die Fortpflanzungspfade von von den Antennen empfangenen Signalen einander unterschiedlich sind. Verschiedene Diversity-Techniken sind vorhanden und eine von diesen ist eine Antennenauswahl-Diversity-Technik, bei der eine Antenne aus mehreren Antennen ausgewählt wird. Mit dieser Antennenauswahl-Diversity-Technik wird, wenn ein Signal gesendet oder empfangen wird, eine Antenne mit ausgezeichneten Ausbreitungspfadcharakteristiken ausgewählt, um das Signal zu senden oder zu empfangen, wodurch die Kommunikationsqualität verbessert wird.
Eine Diversity-Technik ist im Patentdokument 1 offenbart, bei der der FSK-Demodulator eine Antenne mit einem größeren RSSI-Wert (empfangene Signalstärke) eines empfangenen Signals auf der Grundlage des Erfassungsergebnisses eines Vorläufersignals auswählt.
Zitatliste
Patentliteratur

Patentdokument 1: Japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift Nr. H09-064924 .

Zusammenfassung
Technisches Problem
Bei der im Patentdokument 1 offenbarten Antennenauswahl-Diversity-Technik wird eine Antenne auf der Grundlage eines RSSI-Werts ausgewählt; jedoch wird, wenn eine Interferenzwelle vorhanden ist, die Kommunikationsqualität nicht immer verbessert, wenn eine Antenne mit einem RSSI-Wert ausgewählt wird, da die Interferenzwelle dazugemischt ist, selbst wenn die empfangene Energie groß ist.
Die vorliegende Erfindung wurde angesichts des Vorstehenden gemacht, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Genauigkeit der Auswahl einer Antenne zu verbessern und die Kommunikationsqualität zu verbessern, indem eine Antennenauswahl Diversity verwendet wird, die ein SINR (Verhältnis des Signals zu Interferenz und Störungen) verwendet, das durch Verwendung eines Vorsatzes eines Datenrahmens als einer Bezugsgröße erhalten wird.
Lösung des Problems
Um die vorgenannten Probleme zu überwinden und die Aufgabe zu lösen, ist ein Funktransceiver ein Funktransceiver, der ein SINR auf einer Grundlage von empfangenen Vorsatzinformationen, die von einer Antenne empfangen wurden, und entsprechenden Vorsatzinformationen, die vorher entsprechend den empfangenen Vorsatzinformationen gespeichert wurden, berechnet, welcher Funktransceiver enthält: eine Integrationseinheit, die ein Phasensignal für jedes Symbol mit Bezug auf die empfangenen Vorsatzinformationen berechnet; eine Energiewert-Berechnungseinheit, die einen Energiewert auf der Grundlage des Phasensignals berechnet; eine Korrelationsberechnungseinheit, die eine gewünschte Signalenergie anhand eines Korrelationswerts zwischen dem Phasensignal und den entsprechenden Vorsatzinformationen berechnet; und eine SINR-Berechnungseinheit, die einen SINR-Wert anhand des Energiewerts und der gewünschten Signalenergie berechnet.
Ein Funktransceiver enthält weiterhin eine Antennenauswahleinheit, wobei die Antennenauswahleinheit eine Antenne auf einer Grundlage eines ersten SINR-Werts, der anhand empfangener Vorsatzinformationen, die von einer ersten Antenne empfangen wurden, berechnet wurde, und eines zweiten SINR-Werts, der anhand empfangener Vorsatzinformationen, die von einer zweiten Antenne empfangen wurden, berechnet wurde, auswählt.
Ein Funktransceiver enthält weiterhin eine Antennenumschalteinheit, wobei die Antennenumschalteinheit bewirkt, dass eine von der Antennenauswahleinheit ausgewählte Antenne ein Funksignal sendet.
Ein Funktransceiver enthält weiterhin eine Antennenumschalteinheit, wobei die Antennenumschalteinheit bewirkt, dass eine von der Antennenauswahleinheit ausgewählte Antenne ein Funksignal empfängt.
Ein Funktransceiver enthält weiterhin eine Phasenerfassungseinheit und eine Bitzeitversetzungs-Erfassungseinheit, wobei die Phasenerfassungseinheit eine Phase auf der Grundlage einer gewünschten Signalenergie, die von der Korrelationsberechnungseinheit berechnet wurde, berechnet, und die Bitzeitversetzungs-Erfassungseinheit eine Bitzeitversetzung auf der Grundlage einer von der Phasenerfassungseinheit erfassten Phase erfasst.
Ein Funktransceiver enthält weiterhin eine Erfassungseinheit für empfangene Energie, wobei, wenn ein SINR-Wert entsprechend der ausgewählten Antenne kleiner als ein vorbestimmter Schwellenwert ist, die Erfassungseinheit für empfangene Energie eine erste empfangene Energie berechnet, wenn die erste Antenne einen empfangenen Vorsatz empfängt, und eine zweite empfangene Energie berechnet, wenn die zweite Antenne einen empfangenen Vorsatz empfängt, und die Empfangssteuereinheit eine Antenne auf der Grundlage der ersten empfangenen Energie und der zweiten empfangenen Energie auswählt.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Gemäß einem Funktransceiver und einem Antennenauswahlverfahren für einen Funktransceiver nach der vorliegenden Erfindung kann eine gewünschte Welle von einer Interferenzwelle und Störungen getrennt werden durch Verwendung eines Vorsatzes durch die Energiewert-Berechnungseinheit, die einen Energiewert auf der Grundlage eines Phasensignals berechnet, und die Korrelationsberechnungseinheit, die eine gewünschte Signalenergie anhand des Korrelationswerts zwischen dem Phasensignal und entsprechenden Vorsatzinformationen berechnet; daher ist es möglich, eine Interferenz durch die Empfangsantennenauswahl-Diversity auf der Grundlage des geschätzten SINR-Werts zu verringern.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Gesamtansicht eines Funktransceivers gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.
2 ist ein Diagrammm, das eine Vorsatzverarbeitungseinheit gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel illustriert.
3 ist ein Diagramm, das eine SINR-Schätzeinheit gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel illustriert.
4 ist ein Diagramm, das eine Rahmenkonfiguration gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel illustriert.
5 ist ein Flussdiagramm für den Funktransceiver gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zu der Zeit des Sendens.
6 ist ein Flussdiagramm für den Funktransceiver gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zu der Zeit des Empfangs.
7 ist ein Flussdiagramm für die SINR-Schätzeinheit gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
8 ist ein Diagramm, das eine SINR-Schätzeinheit gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel illustriert.
9 ist ein Flussdiagramm für einen Funktransceiver gemäß einen zweiten Ausführungsbeispiel zu der Zeit des Empfangs.
10 ist ein Flussdiagramm für die SINR-Schätzeinheit gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel.
11 ist ein Flussdiagramm für einen Funktransceiver gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel zu der Zeit des Sendens.
12 ist eine Gesamtansicht eines Funktransceivers gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel.
13 ist ein Flussdiagramm für den Funktransceiver gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel zu der Zeit des Empfangs.
14 ist ein Flussdiagramm für eine SINR-Schätzeinheit gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel.
Beschreibung von Ausführungsbeispielen
Ausführungsbeispiele eines Funktransceivers und eines Antennenauswahlverfahrens für einen Funktransceiver gemäß der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend im Einzelnen mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert. Diese Erfindung ist nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt.
Erstes Ausführungsbeispiel
1 ist ein Diagramm, das einen Funktransceiver gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung illustriert. 1 illustriert eine Antennenumschalteinheit 100, eine HF-Einheit 200, eine Bandpassfiltereinheit 300, eine Modulationseinheit 400, eine Rahmenerzeugungseinheit 500, eine Sendesteuereinheit 600, eine Demodulationseinheit 700, eine Vorsatzverarbeitungseinheit 800, eine Empfangssteuereinheit 900, eine Rahmenerfassungseinheit 110, eine Antenne Nr. 1 120, die eine erste Antenne ist, und eine Antenne Nr. 2 130, die eine zweite Antenne ist. Hier wird der Fall erläutert, in welchem ein Funktransceiver Funktionen zum Senden und Empfangen von Funksignalen enthält. Darüber hinaus wird hier ein Fall erläutert, in welchem der Funktransceiver zwei Antennen enthält; jedoch ist er nicht hierauf beschränkt, und die Anzahl von Antennen beträgt in einigen Fällen drei oder mehr.
2 ist ein Diagramm, das Einzelheiten der Vorsatzverarbeitungseinheit 800 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel illustriert.
2 illustriert eine Bitzeit-Erfassungseinheit 810 und eine SINR-Schätzeinheit 820.
3 ist ein Diagramm, das Einzelheiten der SINR-Schätzeinheit 820 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel illustriert. 3 illustriert einen Frequenzunterscheidungsdetektor 821, eine Integrationseinheit 822, eine Quadratberechnungseinheit 823, die eine Energiewert-Berechnungseinheit ist, eine Korrelationsberechnungseinheit 824, eine Erzeugungseinheit 825 für eine komplexe Sinuswelle, eine SINR-Berechnungseinheit 826 und eine Antennenauswahleinheit 827.
4 illustriert eine Rahmenkonfiguration von von dem Funktransceiver empfangenen Daten. Die Rahmenkonfiguration enthält einen Vorsatz 101, ein eindeutiges Wort 102 und eine PHY-Nutzlast 103. Der Vorsatz 101 besteht aus Bits, die entweder „0” oder „1” mit fortlaufenden „0”en und danach derselben Anzahl von fortlaufenden „1”en bestehen. Wenn die „0”en oder „1”en nicht kontinuierlich sind, wechseln „0” und „1” einander ab. Der Vorsatz hat verschiedene Muster, wie 0101010101...”in denen „0” und „1” einander abwechseln, ”001100110011...” in denen zwei aufeinanderfolgende „0”en und zwei aufeinanderfolgende „1”en einander abwechseln, und „000111000111...”, in denen drei aufeinanderfolgende „0”en und drei aufeinanderfolgende „1”en einander abwechseln. Die Reihenfolge von „0”en und „1”en kann umgekehrt sein. Die Informationen in dem Vorsatz werden vorher von dem Sender, der Daten sendet, und dem Empfänger, der die Daten empfängt, miteinander geteilt. Die Rahmenkonfiguration ist nicht notwendigerweise auf die in 4 illustrierte beschränkt, und es ist zufriedenstellend, solange wie zumindest der Vorsatz 101 in der Rahmenkonfiguration vorhanden ist.
Als Nächstes wird eine Operation des Funktransceivers nach dem ersten Ausführungsbeispiel zu der Zeit des Sendens und zu der Zeit des Empfangens getrennt erläutert.
5 ist ein Flussdiagramm der Arbeitsweise des Funktransceivers zu der Zeit des Sendens. Im Schritt 10 gibt, wenn die Sendesteuereinheit 600 eine Sendeanforderung von der Einheit höheren Pegels (beispielsweise eine MAC-Einheit (nicht illustriert) empfängt, die Sendesteuereinheit 600 einen Befehl, der später beschrieben wird, zu der Antennenumschalteinheit 100, der Modulationseinheit 400 und der Rahmenerzeugungseinheit 500 auf der Grundlage dieser Sendeanforderung aus.
Als Nächstes fügt im Schritt 11 die Rahmenerzeugungseinheit 500 das eindeutige Wort 102 und den Vorsatz 101 zu der zu sendenden PHY-Nutzlast 103 hinzu auf der Grundlage des Befehls von der Sendesteuereinheit 600, und gibt dieses Rahmensignal zu der Modulationseinheit 400 aus.
Als Nächstes führt im Schritt 12 die Modulationseinheit 400 eine GFSK-Modulation oder eine GMSK-Modulation bei dem von der Rahmenerzeugungseinheit 500 eingegebenen Rahmensignal auf der Grundlage des Befehls von der Sendesteuereinheit 600 durch und gibt das modulierte Signal zu der Bandpassfiltereinheit 300 aus.
Als Nächstes beschränkt im Schritt 13 die Bandpassfiltereinheit 300 die Bandbreite des von der Modulationseinheit 400 eingegebenen modulierten Signals und gibt das bandbegrenzte Signal zu der HF-Einheit aus.
Als Nächstes führt im Schritt 14 die HF-Einheit 200 eine D/A-Umwandlung und eine Aufwärts-Umwandlung des von der Bandpassfiltereinheit 300 eingegebenen bandbegrenzten Signals durch, um ein Funksignal zu erzeugen, und ergibt das erzeugte Funksignal zu der Antennenumschalteinheit 100 aus.
Als Nächstes gibt im Schritt 15 die Antennenumschalteinheit 100 das Funksignal zu der Antenne (aus der Antenne Nr. 1 und Antenne Nr. 2 bestimmte Antenne) aus, die auf der Grundlage des Befehls von der Sendesteuereinheit 600 spezifiziert ist, und die bestimmte Antenne Nr. 1 oder Antenne Nr. 2 sendet das eingegebene Funksignal zu dem Partnerempfänger. Der Sendevorgang ist nicht auf das in diesem Ausführungsbeispiel erläuterte Verfahren beschränkt.
6 ist ein Flussdiagramm der Arbeitsweise des Funktransceivers zu der Zeit des Empfangens. Die Vorsatzprozesse im Schritt 22 und Schritt 24 in 6 sind ein Bitzeitprozess und ein SINR-Schätzprozess, die später im Einzelnen beschrieben werden.
Im Schritt 21 wählt die Empfangssteuereinheit 900 die Antenne Nr. 1 oder die Antenne Nr. 2 aus, und weist die Antennenumschalteinheit 100 an, zu der ausgewählten Antenne umzuschalten. Hier wird der Fall erläutert, in welchem die Antenne Nr. 1 zuerst ausgewählt wird. Die Antenne Nr. 1, zu der durch die Antennenumschalteinheit 100 geschaltet wurde, gibt eine erfasste Funkwelle zu der HF-Einheit 200 aus. Die HF-Einheit 200 führt eine HD-Umwandlung und eine Abwärts-Umwandlung bei dem eingegebenen Signal durch und gibt das Signal zu der Bandpassfiltereinheit 300 aus. Die Bandpassfiltereinheit 300 begrenzt die Bandbreite des eingegebenen Signals und gibt das bandbegrenzte Signal zu der Demodulationseinheit 700 und der Vorsatzverarbeitungseinheit 800 aus.
Als Nächstes führt im Schritt 22 die Vorsatzverarbeitungseinheit 800 den Vorsatzprozess bei dem eingegebenen Signal mit dem Vorsatz 101 während T1, die eine bestimmte Zeitperiode ist, durch. Die Vorsatzverarbeitungseinheit 800 gibt dann einen SINR#1-Wert, der berechnet wird, indem der Vorsatzprozess durchgeführt wird, zu der Empfangssteuereinheit 100 aus. Der Vorsatzprozess wird später beschrieben.
Als Nächstes weist im Schritt 23 die Empfangssteuereinheit 900 die Antennenumschalteinheit 100 an, von der Antenne Nr. 1 zu der Antenne Nr. 2 umzuschalten, nachdem T1 verstrichen ist. Die Antenne Nr. 2, zu der umgeschaltet wurde, gibt die erfasste Funkwelle zu der HF-Einheit 200 aus, und die HF-Einheit 200 führt eine A/D-Umwandlung und eine Abwärts-Umwandlung durch und gibt das Signal zu der Bandpassfiltereinheit 300 aus. Die Bandpassfiltereinheit 300 begrenzt die Bandbreite des eingegebenen Signals und gibt das bandbegrenzte Signal zu der Demodulationseinheit 700 und der Vorsatzverarbeitungseinheit 800 aus.
Als Nächstes führt im Schritt 24 die Vorsatzverarbeitungseinheit 800 den Vorsatzprozess bei dem eingegebenen Signal mit dem Vorsatz 100 während T2, die eine bestimmte Zeitperiode ist, durch. Die Vorsatzverarbeitungseinheit 800 gibt einen SINR#2-Wert, der durch Durchführen des Vorsatzprozesses berechnet wird, zu der Empfangssteuereinheit aus. Der Vorsatzprozess wird später beschrieben.
Als Nächstes vergleicht im Schritt 25 die Empfangssteuereinheit 900 SINR#1, das ein SINR-Wert ist, der geschätzt wird, wenn der Vorsatzprozess bei dem Vorsatz 101 auf der Grundlage der Erfassung durch die Antenne Nr. 1 durchgeführt wird, und SINR#2, das ein SINR-Wert ist, der geschätzt wird, wenn der Vorsatzprozess bei dem Vorsatz 101 auf der Grundlage der Erfassung durch die Antenne Nr. 2 durchgeführt wird.
Wenn SINR#1 größer ist, bewirkt im Schritt 27 die Empfangssteuereinheit 900, dass die Antennenumschalteinheit 100 die Antenne Nr. 1 auswählt. Wenn SINR#2 größer ist, bewirkt die Empfangssteuereinheit 900 im Schritt 26, dass die Antennenumschalteinheit 100 die Antenne Nr. 2 auswählt. Die Berechnung der SINR-Werte wird später beschrieben.
Als Nächstes beginnt im Schritt 28 die Demodulationseinheit 700 die Demodulation des Signals, dass erfasst und durch Verwendung der im Schritt 26 oder Schritt 27 ausgewählten Antenne erhalten wurde. Demgemäß ist es möglich, ein Funksignal zu demodulieren, das durch Verwendung einer optimalen Antenne erworben wurde.
Als Nächstes erfasst im Schritt 29 die Rahmenerfassungseinheit 110 den Bereich des eindeutigen Worts 102 in dem Rahmen auf der Grundlage des durch die Demodulationseinheit 700 erworbenen Demodulationsergebnisses, um die Startposition der PHY-Nutzlast 103 nachfolgend dem eindeutigen Wort 102 zu erfassen.
Als Nächstes gibt im Schritt 30 die Demodulationseinheit 700 die demodulierte PHY-Nutzlast 103 zu der Einheit des oberen Pegels (z. B. MAC) auf der Grundlage der Erfassung der Rahmenstartposition, die von der Rahmenerfassungseinheit 110 erfasst wurde, aus.
Als Nächstes wird der Vorsatzprozess (Schritt 21 und Schrift 24) in 6 im Einzelnen erläutert. Wie in 2 illustriert ist, führt in dem Vorsatzprozess die Bitzeit-Erfassungseinheit 810 der Vorsatzverarbeitungseinheit 800 den Bitzeitprozess durch, und die SINR-Schätzeinheit 820 führt die SINR-Schätzung durch.
Der Bitzeitprozess wird in der Bitzeit-Erfassungseinheit 810 durchgeführt. Typische Verfahren für den Bitzeitprozess enthalten beispielsweise die Null-Durchgangszeiterfassung; jedoch ist die Erfindung der vorliegenden Anmeldung nicht hierauf beschränkt.
Die Arbeitsweise der SINR-Schätzeinheit 820 wird mit Bezug auf 7 erläutert. Wenn der Vorsatzprozess gestartet wird, führt im Schritt 32 der Frequenzunterscheidungsdetektor 821 einen Frequenzunterscheidungsprozess durch, um die Frequenzkomponente des Signals, bei dem die GFSK- oder GMSK-Modulation durchgeführt wird, in eine Amplitude umzuwandeln, und gibt das umgewandelte Signal zu der Integrationseinheit 822 aus.
Als Nächstes führt im Schritt 33 die Integrationseinheit 822 für jede Abtastung einen Integrationsprozess bei dem Signal durch, dass von dem Frequenzunterscheidungsdetektor 821 eingegeben und bei dem der Frequenzunterscheidungsprozess durchgeführt wurde.
Als Nächstes führt im Schritt 34 die Integrationseinheit 822 den Integrationsprozess durch Wiederholen des Schritts 32 und des Schritts 33 durch, bis ein Symbol verstrichen ist, und gibt ein Phasensignal für jedes Symbol, dass ein Integrationsergebnis ist, zu der Quadratberechnungseinheit 823 und der Korrelationsberechnungseinheit 824 aus.
Als Nächstes berechnet im Schritt 35 die Quadratberechnungseinheit 823 ein Quadrat des Werts (der Wert in dem Fall des n-ten Symbols ist ph[n]), der durch Durchführen des Integrationsprozesses für ein Symbol erhalten wurde, und addiert den berechneten Wert zu dem vorhergehenden Gesamtenergiewert p[n – 1] hinzu, um den Gesamtenergiewert p[n] zu berechnen. Insbesondere wird der Gesamtenergiewert p[n] durch Verwendung der folgenden Gleichung berechnet.
Als Nächstes berechnet im Schritt 36 die Korrelationsberechnungseinheit 824 eine komplexe Korrelation zwischen ph[n], der durch Durchführen des Integrationsprozesses für ein Symbol erhalten wurde, und einer komplexen Sinuswelle, die durch die Erzeugungseinheit 825 für eine komplexe Sinuswelle erzeugt wurde, und addiert zu dem vorhergehenden Korrelationswert als eine komplexe Komponente, um ein gewünschtes Signal S[n] zu erhalten.
Für die von der Erzeugungseinheit für eine komplexe Sinuswelle erzeugte komplexe Sinuswelle wird eine komplexe Sinuswelle verwendet, die den folgenden Ausdruck mit Bezug auf das n-te Symbol genügt:
worin Ns die Anzahl von Abtastungen in einem Symbol anzeigt und Nb einen Wert auf der Grundlage des Vorsatzes anzeigt, der zwischen dem Sender, der ein Funksignal sendet, und dem Empfänger, der ein Funksignal empfängt, vorbestimmt ist. Wenn „01” wiederholt wird, ist Nb = 2; wenn „0011” wiederholt wird, ist Nb = 4; und wenn „000111” wiederholt wird, ist Nb = 6.
S[n] wird wie folgt berechnet:
worin Ph[n] ein skalarer Wert ist, S[n] ein Vektorwert ist, und * eine komplexe Multiplikation anzeigt. Schritt S32 bis Schritt S36 werden wiederholt, bis die Vorsatzverarbeitungszeit (D1 oder D2) verstrichen ist. Wenn die Vorsatzverarbeitungszeit verstrichen ist, wird s[n] als ein gewünschtes Signal gesetzt und wird zu der SINR-Berechnungseinheit 826 ausgegeben.
Als Nächstes berechnet im Schritt 38, nachdem die Vorsatzverarbeitungszeit (T1 oder T2) verstrichen ist, die SINR-Berechnungseinheit 826 einen geschätzten SINR-Wert. Das Verfahren des Berechnens eines geschätzten SINR-Werts ist eine Berechnung wie folgt:
worin P die Gesamtenergie anzeigt, S die gewünschte Wellensignalenergie anzeigt, und N_symb die Anzahl von Vorsatzsymbolen anzeigt.
Wenn N die Interferenzwellen- und Störungsenergie anzeigt, wird die Störungsenergie N wie folgt berechnet: N = P – S (5).
Der geschätzte SINR-Wert wird durch Verwendung der S und N wie folgt berechnet: SINR = 10log( S / N) (6).
S/N kann als der geschätzte SINR-Wert verwendet werden, ohne einen Logarithmus zu nehmen. Im Schritt S22 wird das Ergebnis von Gleichung (6) als SINR#1 mit Bezug auf das von der Antenne Nr. 1 erfasste Signal aufgezeichnet. Im Schritt S24 wird das Ergebnis der Gleichung (6) als SINR#2 mit Bezug auf das von der Antenne Nr. 2 erfasste Signal aufgezeichnet.
Die Antennenauswahleinheit 827 vergleicht dann SINR#1 und SINR#2, wählt die Antenne mit einem größeren SINR aus und verwendet dann die ausgewählte Antenne zum Erfassen von Funkwellen.
Wie vorstehend beschrieben ist, kann gemäß dem Funktransceiver nach dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine gewünschte Welle von einer Interferenzwelle und Störungen getrennt werden, in dem ein Vorsatz von der Energiewert-Berechnungseinheit verwendet wird, die einen Energiewert auf der Grundlage eines Phasensignals und eine gewünschte Signalenergie anhand des Korrelationswerts zwischen dem Phasensignal und entsprechenden Vorsatzinformationen berechnet; daher ist es möglich, eine Interferenz durch die Empfangsantennenauswahl-Diversity auf der Grundlage des geschätzten SINR-Pseudowerts zu verringern.
Es wurde hier der Fall erläutert, in welchem der Funktransceiver die HF-Einheit 200, das Bandpassfilter 300, die Demodulationseinheit 700, die Vorsatzverarbeitungseinheit 800, die Rahmenerfassungseinheit 110 und dergleichen enthält, deren Anzahl jeweils gleich 1 ist; jedoch ist dieser nicht hierauf beschränkt. Wenn beispielsweise die Anzahl von jeder der vorgenannten Einheiten gleich 2 ist, erfassen die Antenne #1 und die Antenne #2 gleichzeitig eine Funkwelle, und der Vorsatzprozess und dergleichen werden unabhängig bei den erfassten selben Vorsätzen 101 durchgeführt; daher ist es möglich, die Schätzgenauigkeit für SINR#1 und SINR#2 zu verbessern und somit die Empfangsqualität zu verbessern.
Zweites Ausführungsbeispiel
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel wird die Vorsatzverarbeitungseinheit getrennt als die Bitzeit-Erfassungseinheit 810 und die SINR-Schätzeinheit 820 erläutert; jedoch wird bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Bitzeit durch Verwendung der Ergebnisse von der Korrelationsberechnungseinheit 824 erfasst; daher ist die Bitzeit-Erfassungseinheit 810 nicht erforderlich. Mit anderen Worten, die Bitzeit wird durch Verwendung der Ergebnisse von der Korrelationsberechnungseinheit 824 erfasst; daher ist die Bitzeit-Erfassungseinheit nicht erforderlich, und somit wird eine Wirkung erhalten, bei der die Größe der Schaltung des Funktransceivers verringert ist. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden nur die Teile, die von denjenigen bei dem ersten Ausführungsbeispiel verschieden sind, erläutert, und eine Erläuterung der gemeinsamen Teile wird weggelassen.
Die Konfiguration der SINR-Schätzeinheit 820, die von der des ersten Ausführungsbeispiels verschieden ist, wird mit Bezug auf 8 erläutert. Wie in 8 illustriert ist, enthält die SINR-Schätzeinheit 820 weiterhin eine Phasenerfassungseinheit 828 und eine Bitzeitversetzungs-Erfassungseinheit 829.
Als Nächstes wird die Arbeitsweise des Funktransceivers bei dem zweiten Ausführungsbeispiel erläutert. Die Arbeitsweise zu der Zeit des Sendens ist dieselbe wie die bei dem ersten Ausführungsbeispiel; daher wird nur die Arbeitsweise zu der Zeit des Empfangs erläutert.
Das Flussdiagramm zu der Zeit des Empfangs ist in 9 illustriert. Die Arbeitsweise ist mit Ausnahme des Schritts 41 dieselbe wie die bei dem ersten Ausführungsbeispiel. Im Schritt 41 wird die Bitzeit korrigiert durch Verwendung des Bitzeitversetzungswerts, der für die ausgewählte Antenne berechnet wird aus einem Bitzeitversetzungswert Nbit#1 (der später beschrieben wird), der im Schritt 22 berechnet wurde, und einem Bitzeitversetzungswert Nbit#2 (der später beschrieben wird), der im Schritt 22 berechnet wurde.
Der Operationsfluss in den Prozessen im Schritt 22 und Schritt 24 in 9 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ist in 10 im Einzelnen illustriert. Die Arbeitsweise ist mit Ausnahme des Schritts 39 dieselbe wie die bei dem ersten Ausführungsbeispiel; daher wird eine Erläuterung hiervon weggelassen. Im Schritt 39 berechnet die Phasenerfassungseinheit 828 durch Verwendung der folgenden Gleichung (7) eine Phase phbit mit Bezug auf den Vektor S[N_symb], der in der Korrelationsberechnungseinheit 824 durch Verwendung der Gleichung (3) berechnet wurde.
Als Nächstes wandelt die Bitzeitversetzungs-Erfassungseinheit 829 die Phase phbit in die Bitzeitversetzung Nbit um. Da die in Gleichung (2) verwendete Sinuswelle eine Sinuswelle ist, deren Periode gleich Ns + Nb ist, berechnet die Bitzeitversetzungs-Erfassungseinheit 829 die Bitzeitversetzung wie folgt:
Im Schritt 22 wird das Ergebnis der Gleichung (8) als Nbit#1 gespeichert. Im Schritt 24 wird das Ergebnis der Gleichung (8) als Nbit#2 gespeichert.
Wie vorstehend beschrieben ist, berechnet bei dem zweiten Ausführungsbeispiel die Korrelationsberechnungseinheit eine Phase auf der Grundlage der gewünschten Signalenergie, und die Bitzeitversetzungs-Erfassungseinheit erfasst die Bitzeitversetzung auf der Grundlage der von der Phasenerfassungseinheit erfassten Phase; daher ist eine Bitzeit-Verarbeitungseinheit nicht erforderlich, und somit ist es möglich, den Berechnungsaufwand und die Schaltungsgröße zu verringern.
Drittes Ausführungsbeispiel
Bei dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel wurde ein Fall erläutert, in welchem das Senden durch Verwendung einer festen Antenne auf der Sendeseite durchgeführt wird und die ausgewählte Antenne zu der Zeit des Empfangs verwendet wird. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Antenne, die auf der Grundlage der auf der Empfangsseite durchgeführten SINR-Schätzung ausgewählt wurde, auch zu der Zeit des Sendens verwendet. Daher kann die Kommunikationsqualität sowohl beim Senden als auch beim Empfangen verbessert werden. Das Konfigurationsdiagramm für das gegenwärtige Ausführungsbeispiel ist dasselbe wie das für das erste Ausführungsbeispiel.
Als Nächstes wird, da die Arbeitsweise des Funktransceivers bei dem dritten Ausführungsbeispiel zu der Zeit des Empfangs dieselbe ist, wie die bei dem ersten oder zweiten Ausführungsbeispiel, nur die Arbeitsweise zu der Zeit des Sendens erläutert.
Der Operationsfluss des Funktransceivers zu der Zeit des Sendens ist in 11 illustriert. Die Arbeitsweise ist mit Ausnahme des Schritts 14b dieselbe wie die bei dem ersten oder zweiten Ausführungsbeispiel; daher wird eine Erläuterung hiervon weggelassen. Im Schritt 14b wird die auf der Empfangsseite ausgewählte Antenne ausgewählt und wenn Daten gesendet werden, wird ein Funksignal durch Verwendung der ausgewählten Antenne gesendet.
Gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel kann die Kommunikationsqualität nicht nur zu der Zeit des Empfangs, sondern auch zu der Zeit des Sendens verbessert werden, in dem die zu der Zeit des Empfangs ausgewählte Antenne für das Senden verwendet wird. Es wurde hier der Fall erläutert, in welchem die ausgewählte Antenne sowohl zu der Zeit des Sendens als auch zu der Zeit des Empfangens verwendet wird; jedoch ist dies nicht hierauf beschränkt, und die ausgewählte Antenne kann auch nur zu der Zeit des Sendens verwendet werden.
Viertes Ausführungsbeispiel
Bei dem vierten Ausführungsbeispiel wird die Empfangsantenne mit Bezug auf sowohl die SINR-Schätzung als auch die empfangene Energie umgeschaltet. Wenn die Antenne mit Bezug auf nur die SINR-Schätzung ausgewählt wird, wird, wenn der absolute Wert der SINR-Werte von beiden Antennen klein ist, eine zweckmäßige Antenne nicht immer ausgewählt; daher ist es in einigen Fällen bevorzugt, eine Antenne zu verwenden, deren empfangene Energie größer ist. Wenn daher der geschätzten SINR-Wert der ausgewählten Antenne gleich einem oder kleiner als ein Schwellenwert ist, wird ein Signal durch Verwendung der Antenne, deren empfangene Energie größer ist, empfangen. Demgemäß kann die Genauigkeit der Empfangsantenne weiter verbessert werden.
Das Konfigurationsdiagramm gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel ist in 12 illustriert. Komponenten, die andere als eine Empfangsenergie-Erfassungseinheit 140 sind, sind dieselben wie diejenigen bei dem ersten bis dritten Ausführungsbeispiel.
Als Nächstes wird die Arbeitsweise eines Funktransceivers nach dem vierten Ausführungsbeispiel erläutert. Die Arbeitsweise zu der Zeit des Sendens ist dieselbe wie die bei dem ersten bis dritten Ausführungsbeispiel; daher wird nur die Arbeitsweise zu der Zeit des Empfangs erläutert. Der Operationsfluss des Funktransceivers zu der Zeit des Empfangs ist in 13 illustriert. Schritt 21 bis Schritt 25 und Schritte 28 bis 30 sind dieselben wie diejenigen bei dem ersten bis dritten Ausführungsbeispiel.
Darüber hinaus ist die Operation der Vorsatzverarbeitungseinheit 800 dieselbe wie die bei dem ersten bis dritten Ausführungsbeispiel. Im Schritt 71 berechnet die Empfangsenergie-Erfassungseinheit 140 eine durchschnittliche Empfangsenergie POW#1 pro Symbol in dem Abschnitt des Vorsatzprozesses im Schritt 22 durch Verwendung der Antenne #1.
Im Schritt 72 berechnet die Empfangsenergie-Erfassungseinheit 140 eine durchschnittliche Empfangsenergie POW#2 pro Symbol in dem Abschnitt des Vorsatzprozesses im Schritt 24 durch Verwendung der Antenne #2.
Im Schritt 25 wählt die Empfangssteuereinheit 900 den größeren von dem geschätzten SINR-Wert #1 und dem geschätzten SINR-Wert #2, die in der Vorsatzverarbeitungseinheit 800 berechnet wurden, aus, und im Schritt 73 und im Schritt 74 setzt die Empfangssteuereinheit 100 den ausgewählten geschätzten SINR-Wert als SINR_MAX.
Im Schritt 75 vergleicht die Empfangssteuereinheit 900 einen voreingestellten Schwellenwert SINR_TH mit SINR_MAX.
Wenn der Wert von SINR_MAX kleiner als SINR_TH ist, werden POW#1 und POW#2 im Schritt 76 verglichen. Demgegenüber wird, wenn der Wert von SINR_MAX größer als SINR_TH ist, die Antenne mit SINR_MAX im Schritt 77 ausgewählt.
Wenn POW#2 größer ist, wird die Antenne #2 im Schritt 77. Wenn POW#1 größer ist, wird die Antenne #1 im Schritt 78 ausgewählt. Die Arbeitsweise ist, nachdem die Antenne ausgewählt ist, dieselbe wie die bei dem ersten bis dritten Ausführungsbeispiel. Die empfangenen Energien POW#1 und POW#2 können anhand der Ausgangsergebnisse der Bandpassfiltereinheit 300 ohne Verwendung der Empfangsenergie-Erfassungseinheit 140 berechnet werden.
Wie vorstehend beschrieben ist, wird bei dem vierten Ausführungsbeispiel, wenn der SINR_Wert der auf der Grundlage des geschätzten SINR_Werts ausgewählten Antenne kleiner als ein vorbestimmter Schwellenwert ist, eine Antenne auf der Grundlage des Empfangsenergiewerts ausgewählt. Daher kann die Antennenauswahlgenauigkeit verbessert werden.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Wie vorstehend beschrieben ist, sind der Funktransceiver und das Antennenauswahlverfahren für den Funktransceiver nach der vorliegenden Erfindung geeignet für die Verbesserung der Kommunikationsqualität.
Bezugszeichenliste

100: Antennenumschalteinheit, 200: HF-Einheit, 300: Bandpassfiltereinheit, 400: Modulationseinheit, 500: Rahmenerzeugungseinheit, 600: Sendesteuereinheit, 700: Demodulationseinheit, 800: Vorsatzverarbeitungseinheit, 900: Empfangssteuereinheit, 110: Rahmenerfassungseinheit, 120: Antenne #1, 130: Antenne #2, 810: Bitzeit-Erfassungseinheit, 820: SINR_Schätzeinheit, 821: Frequenzunterscheidungsdetektor, 822: Integrationseinheit, 823: Quadratberechnungseinheit, 824: Korrelationsberechnungseinheit, 825: Erzeugungseinheit für komplexe Sinuswelle, 826: SINR_Berechnungseinheit, 827: Antennenauswahleinheit, 101: Vorsatz, 102: eindeutiges Wort, 103: PHY-Nutzlast, 140: Empfangsenergie-Erfassungseinheit.

Claims

Funktransceiver, der ein SINR auf einer Grundlage von empfangenen Vorsatzinformationen, die von einer Antenne empfangen wurden, und entsprechenden Vorsatzinformationen, die vorher entsprechend den empfangenen Vorsatzinformationen gespeichert wurden, berechnet, welcher Funktransceiver aufweist: eine Integrationseinheit, die ein Phasensignal für jedes Symbol mit Bezug auf die empfangenen Vorsatzinformationen berechnet; eine Energiewert-Berechnungseinheit, die einen Energiewert auf einer Grundlage des Phasensignals berechnet; eine Korrelationsberechnungseinheit, die eine gewünschte Signalenergie anhand eines Korrelationswerts zwischen dem Phasensignal und den entsprechenden Vorsatzinformationen berechnet; und eine SINR-Berechnungseinheit, die einen SINR-Wert anhand des Energiewerts und der gewünschten Signalenergie berechnet.
Funktransceiver nach Anspruch 1, weiterhin aufweisend eine Antennenauswahleinheit, wobei die Antennenauswahleinheit eine Antenne auf einer Grundlage eines ersten SINR-Werts, der anhand empfangener Vorsatzinformationen, die von einer ersten Antenne empfangen wurden, berechnet wurde, und eines zweiten SINR-Werts, der anhand von empfangenen Vorsatzinformationen, die von einer zweiten Antenne empfangen wurden, berechnet wurde, auswählt.
Funktransceiver nach Anspruch 2, weiterhin aufweisend eine Antennenumschalteinheit, wobei die Antennenumschalteinheit bewirkt, dass eine von der Antennenauswahleinheit ausgewählte Antenne ein Funksignal empfängt.
Funktransceiver nach Anspruch 2, weiterhin aufweisend eine Antennenumschalteinheit, wobei die Antennenumschalteinheit bewirkt, dass eine von der Antennenauswahleinheit ausgewählte Antenne ein Funksignal sendet.
Funktransceiver nach einem der Ansprüche 1 bis 4, weiterhin aufweisend: eine Phasenerfassungseinheit; und eine Bitzeitversetzungs-Erfassungseinheit, wobei die Phasenerfassungseinheit eine Phase auf einer Grundlage einer gewünschten Signalenergie, die von der Korrelationsberechnungseinheit berechnet wurde, berechnet, und die Bitzeitversetzungs-Erfassungseinheit eine Bitzeitversetzung auf einer Grundlage einer von der Phasenerfassungseinheit erfassten Phase erfasst.
Funktransceiver nach Anspruch 2, weiterhin aufweisend eine Empfangsenergie-Erfassungseinheit, wobei, wenn ein SINR-Wert entsprechend der ausgewählten Antenne kleiner als ein vorbestimmter Schwellenwert ist, die Empfangsenergie-Erfassungseinheit eine erste empfangene Energie berechnet, wenn die erste Antenne einen empfangenen Vorsatz empfängt, und eine zweite empfangene Energie berechnet, wenn die zweite Antenne einen empfangenen Vorsatz empfängt, und die Empfangssteuereinheit eine Antenne auf einer Grundlage der ersten empfangenen Energie und der zweiten empfangenen Energie auswählt.
Antennenauswahlverfahren für einen Funktransceiver, der einen SINR auf einer Grundlage von empfangenen Vorsatzinformationen, die von einer Antenne empfangen wurden, und entsprechenden Vorsatzinformationen, die vorher entsprechend den empfangenen Vorsatzinformationen gespeichert wurden, berechnet, welches Verfahren aufweist: einen Integrationsschritt des Berechnens eines Phasensignals für jedes Symbol mit Bezug auf die empfangenen Vorsatzinformationen; einen Energiewert-Berechnungsschritt des Berechnens eines Energiewerts auf einer Grundlage des Phasensignals; einen Korrelationsberechnungsschritt des Berechnens einer gewünschten Signalenergie anhand eines Korrelationswerts zwischen dem Phasensignal und den entsprechenden Vorsatzinformationen; und einen SINR-Berechnungsschritt des Berechnens eines SINR-Werts anhand des Energiewerts und der gewünschten Signalenergie.