DE112021007068T5

DE112021007068T5 - Empfangsvorrichtung, übertragungsvorrichtung, steuerschaltung, speichermedium, empfangsverfahren und übertragungsverfahren

Info

Publication number: DE112021007068T5
Application number: DE112021007068.1T
Authority: DE
Inventors: Akinori Nakajima; Masatsugu Higashinaka
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2021-04-13
Filing date: 2021-04-13
Publication date: 2023-12-14
Also published as: WO2022219723A1; US20230412244A1; JP7042987B1; CN117157910A; JPWO2022219723A1

Abstract

Eine Empfangsvorrichtung (200), die ein durch ein Frequenzmodulationsschema moduliertes Signal unter Verwendung einer Vielzahl von Empfangsantennen (201-0, 201-1) empfängt, umfasst eine FSK-Modulations-kompatible Interferenz-Extraktionseinheit (212), die aus einer Vielzahl von Empfangssignalen, die von der Vielzahl von Empfangsantennen (201-0, 201-1) empfangen werden, Interferenzsignale extrahiert, die andere Frequenzkomponenten als Frequenzkomponenten von Nutzsignalen sind, auf die sich die Leistung konzentriert, einen komplexen Gewichtungsrechner (213), der eine komplexe Gewichtung jedes Empfangssignals auf der Basis der gleichen Anzahl der Interferenzsignale wie die Anzahl der Empfangsantennen (201-0, 201-1) berechnet, und eine Einheit zur Multiplikation und Kombination komplexer Gewichtungen (214), die jedes der Vielzahl von Empfangssignalen mit der entsprechenden komplexen Gewichtung multipliziert und die mit den komplexen Gewichtungen multiplizierten Empfangssignale kombiniert.

Description

GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Empfangsvorrichtung, eine Übertragungsvorrichtung, eine Steuerschaltung, ein Speichermedium, ein Empfangsverfahren und ein Übertragungsverfahren unter Verwendung eines Frequenzmodulationsschemas.
HINTERGRUND
Es sei angenommen, dass es sich um ein drahtloses Kommunikationssystem handelt, in dem Daten zwischen einer Vielzahl von Übertragungsvorrichtungen mit jeweils mindestens einer Übertragungsantenne und mindestens einer Empfangsantenne mit mindestens zwei Empfangsantennen gesendet und empfangen werden. Um die genutzten Frequenzen unter dem Gesichtspunkt der Frequenznutzungseffizienz zu minimieren, wird dieses drahtlose Kommunikationssystem beispielsweise in einer Frequenzwiederholungskonfiguration gebildet, in der Zellen, die dieselbe Frequenz nutzen, zur wiederholten Nutzung räumlich voneinander getrennt sind. Alternativ wird das drahtlose Kommunikationssystem in einer SFN-Konfiguration (Einzelnes Frequenznetzwerk) gebildet, in der eine Vielzahl von Übertragungsvorrichtungen, wie z. B. Basisstationen, dieselben Daten zur gleichen Zeit und auf derselben Frequenz übertragen. Beim Aufbau des drahtlosen Kommunikationssystems wird das System grundsätzlich so konzipiert, dass es keine systeminternen Interferenzen erzeugt. In der Praxis kann es jedoch vorkommen, dass eine Empfangsvorrichtung ein Sendesignal von einer entfernten Übertragungsvorrichtung empfängt, weil die Platzierung des Senders, geografische Gegebenheiten usw. eine Rolle spielen. Wenn das Sendesignal der entfernten Übertragungsvorrichtung die gleiche Frequenz hat wie das von der Empfangsvorrichtung empfangene, kommt es zu systeminternen Interferenzen. In diesem Fall verschlechtert das drahtlose Kommunikationssystem der Frequenzwiederholungskonfiguration die Empfangsleistung, da verschiedene Signale im Multiplexverfahren empfangen werden. Bei dem drahtlosen Kommunikationssystem der SFN-Konfiguration wird das gleiche Signal mit Verzögerung empfangen, so dass die Empfangsleistung stark beeinträchtigt wird.
Eine adaptive Anordnung ist als eine Technik bekannt, die die oben genannten Interferenzeinflüsse reduziert. Eine Empfangsvorrichtung mit einer adaptiven Anordnung verwendet eine Vielzahl von Empfangsantennen, multipliziert eine Vielzahl von Empfangssignalen, die von den Empfangsantennen erhalten werden, mit den entsprechenden komplexen Gewichtungen und kombiniert dann die Vielzahl von Empfangssignalen, die mit den komplexen Gewichtungen multipliziert wurden. Folglich kann die Empfangsvorrichtung mit der adaptiven Anordnung den Einfluss von Interferenzsignalen reduzieren und die Signalleistung im Verhältnis zur Interferenz sowie die Rauschleistung verbessern. Für die Berechnung komplexer Gewichtungen ist ein Verfahren bekannt, das auf Kanalschätzwerten basiert, die aus einer bekannten Sequenz oder ähnlichem erhalten wurden, ein Blindverfahren, das einen Least-Mean-Squares-Algorithmus (LMS) oder ähnliches anwendet, um komplexe Gewichtungen sequentiell zu aktualisieren, um den Fehler zu minimieren, usw. Die Patentliteratur 1 offenbart eine Technik, die eine adaptive Anordnung einsetzt und gleichzeitig den Verbrauch von Funkressourcen für die Schmalbandübertragung reduziert. Konkret führt eine Empfangsvorrichtung der Patentliteratur 1 eine Kanalschätzung für Nutzsignale durch, wobei bekannte empfangene Signale verwendet werden, und erzeugt eine bekannte Signalreplik unter Verwendung der erhaltenen Kanalschätzungswerte. Die Empfangsvorrichtung der Patentschrift 1 subtrahiert die bekannte Signalreplik von den empfangenen bekannten Signalen, um Interferenzsignale zu extrahieren, und berechnet komplexe Gewichtungen aus den extrahierten Interferenzsignalen.
REFERENZLISTE
PATENTLITERATUR
Patentliteratur 1: Japanisches Patent Nr. 6526348
KURZFASSUNG
TECHNISCHES PROBLEM
Bei einem drahtlosen Schmalband-Kommunikationssystem, das ein Frequenzmodulationsschema (Frequenzumtastung (FSK)) verwendet, ist die Reichweite pro Übertragungsvorrichtung so ausgedehnt, dass eine Empfangsvorrichtung durch Interferenzsignale von einer entfernten Übertragungsvorrichtung stärker beeinträchtigt werden kann als zum Zeitpunkt der Phasenmodulation. Aus diesem Grund ist der Einsatz einer adaptiven Anordnung sinnvoll. Leider ist die oben beschriebene konventionelle Technik mit dem Problem verbunden, dass die Genauigkeit der Interferenzextraktion abnimmt, da die Genauigkeit der Kanalschätzung mit zunehmender Geschwindigkeit der Empfangsvorrichtung abnimmt. Die Genauigkeit der komplexen Gewichtungsberechnung verschlechtert sich entsprechend.
Die vorliegende Offenbarung wurde in Anbetracht der obigen Ausführungen vorgenommen. Ziel der vorliegenden Offenbarung ist es, eine Empfangsvorrichtung bereitzustellen, die in der Lage ist, eine Abnahme der Genauigkeit bei der Extraktion von Interferenzsignalen zu verhindern, die in Empfangssignalen bei der drahtlosen Kommunikation unter Verwendung eines Frequenzmodulationsschemas enthalten sind.
LÖSUNG DES PROBLEMS
Um das obige Problem zu lösen und das Ziel zu erreichen, bietet die vorliegende Offenbarung eine Empfangsvorrichtung zum Empfangen eines durch ein Frequenzmodulationsschema modulierten Signals unter Verwendung einer Vielzahl von Empfangsantennen. Die Empfangsvorrichtung umfasst: eine Interferenz-Extraktionseinheit, um aus einer Vielzahl von Empfangssignalen, die von der Vielzahl von Empfangsantennen empfangen werden, Interferenzsignale zu extrahieren, bei denen es sich um andere Frequenzkomponenten als Frequenzkomponenten von Nutzsignalen handelt, auf die sich die Leistung konzentriert; einen komplexen Gewichtungsrechner, um eine komplexe Gewichtung jedes Empfangssignals auf der Grundlage der gleichen Anzahl von Interferenzsignalen wie der Anzahl der Empfangsantennen zu berechnen; und eine Einheit zur Multiplikation und Kombination komplexer Gewichtungen, um jedes der Vielzahl von Empfangssignalen mit der entsprechenden komplexen Gewichtung zu multiplizieren und die mit den komplexen Gewichtungen multiplizierten Empfangssignale zu kombinieren.
VORTEILHAFTE WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
Die Empfangsvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung hat den Effekt, dass sie die Abnahme der Genauigkeit bei der Extraktion der in den Empfangssignalen enthaltenen Interferenzsignale in der drahtlosen Kommunikation unter Verwendung des Frequenzmodulationsschemas verhindert.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für ein Rahmenformat darstellt, das in der drahtlosen Kommunikation mit FSK-Modulation gemäß einer ersten Ausführungsform verwendet wird.
2 ist ein Blockdiagramm, das eine Beispielkonfiguration einer Übertragungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
3 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb der Übertragungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform illustriert.
4 ist ein Blockdiagramm, das eine Beispielkonfiguration einer Empfangsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
5 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb der Empfangsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
6 ist ein Blockdiagramm, das eine Beispielkonfiguration einer FSK-Modulations-kompatiblen Interferenz-Extraktionseinheit zeigt, die in einem Demodulator der Empfangsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform enthalten ist.
7 ist ein Diagramm, das ein Bild eines Vorgangs zur Extraktion von Interferenzsignalen in FSK-Modulations-Interferenzsignal-Extraktionseinheiten der Empfangsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
8 ist ein erstes Blockdiagramm, das eine Beispielkonfiguration einer Empfangsvorrichtung zeigt, das Interferenzsignale extrahiert, wobei in der ersten Ausführungsform verzögerte Wellen berücksichtigt werden.
9 ist ein zweites Blockdiagramm, das eine Beispielkonfiguration der Empfangsvorrichtung zeigt, das Interferenzsignale extrahiert, wobei verzögerte Wellen in der ersten Ausführungsform berücksichtigt werden.
10 ist ein Diagramm, das eine Beispielkonfiguration von Verarbeitungsschaltkreisen zeigt, wenn ein Prozessor und ein Arbeitsspeicher die Verarbeitungsschaltkreise implementieren, die in der Übertragungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform enthalten sind.
11 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für einen Verarbeitungsschaltkreis darstellt, wenn die Verarbeitungsschaltkreise in der Übertragungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform aus dedizierter Hardware bestehen.
12 ist ein Blockdiagramm, das eine Beispielkonfiguration einer Übertragungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt.
13 ist ein Blockdiagramm, das eine Beispielkonfiguration einer Empfangsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt.
14 ist ein Diagramm, das ein Beispiel von Signalen zeigt, die von einer Übertragungsvorrichtung übertragen werden, die eine Raum-Zeit-Blockcode (STBC)-Codierung und FSK-Modulation ohne Verwendung einer charakteristischen bekannten Sequenz in der zweiten Ausführungsform durchführt, und Signale, die von einer Empfangsvorrichtung als Vergleichsbeispiel empfangen werden.
15 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für von der Übertragungsvorrichtung gesendete und von der Empfangsvorrichtung empfangene Signale gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt.
16 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine bekannte Sequenz darstellt, die dazu dient, Nutzsignale auf denselben Frequenzen in einem STBC-Block zu überlagern, um die Überlagerung von verzögerten Wellen auf den Nutzsignalen außerhalb des STBC-Blocks in einer dritten Ausführungsform zu vermeiden.
17 ist ein Blockdiagramm, das eine Beispielkonfiguration einer Empfangsvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform zeigt.
18 ist ein Blockdiagramm, das eine Beispielkonfiguration einer inversen STBC-Modulation und einer Interferenz-Extraktionseinheit zeigt, die in einem Demodulator der Empfangsvorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform enthalten ist.
19 ist ein erstes Blockdiagramm, das eine Beispielkonfiguration einer Empfangsvorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform zeigt.
20 ist ein zweites Blockdiagramm, das eine Beispielkonfiguration einer Empfangsvorrichtung gemäß der fünften Ausführungsform zeigt.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Eine Empfangsvorrichtung, eine Übertragungsvorrichtung, eine Steuerschaltung, ein Speichermedium, ein Empfangsverfahren und ein Sendeverfahren gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im Detail beschrieben.
Erste Ausführungsform.
Eine erste Ausführungsform beschreibt ein Verfahren zur effizienten Extraktion von Interferenzkomponenten, d.h. von Interferenzsignalen aus Empfangssignalen, wenn FSK-Modulation bei der Schmalbandübertragung verwendet wird. Die FSK-Modulation bietet eine Signalleistung mit der Eigenschaft, bei der Umwandlung eines Symbols in einer Frequenzdomäne auf einer bestimmten Frequenz zu erscheinen. Die erste Ausführungsform nutzt diese Eigenschaft der Signalleistung, um es einer Empfangsvorrichtung zu ermöglichen, Frequenzkomponenten mit Ausnahme von Nutzsignalen zu extrahieren, deren Leistung auf bestimmte Frequenzen konzentriert ist. Folglich kann die Empfangsvorrichtung Interferenzsignale einfach und effizient extrahieren, ohne eine Kanalschätzung durchführen zu müssen, und somit eine hochpräzise adaptive Anordnung erreichen. Es ist zu beachten, dass ein Schmalband in der Schmalbandübertragung als ein Begriff definiert ist, der relativ zu einem höheren Band verwendet wird. Da die Bandbreite typischer drahtloser lokaler Netze (LANs) in der Größenordnung von 20 MHz liegt, entspricht das Schmalband einer Bandbreite von etwa 2 MHz oder weniger, was einem Zehntel der Bandbreite drahtloser LANs entspricht. Das heißt, das Schmalband beträgt einige MHz oder weniger. Die folgende Beschreibung basiert jedoch nicht auf der Annahme, dass die Bandbreite auf etwa 2 MHz oder weniger begrenzt ist.
1 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für das Format eines Rahmens 10 zeigt, der in der drahtlosen Kommunikation mit FSK-Modulation gemäß der ersten Ausführungsform verwendet wird. Der Rahmen 10 setzt sich aus einer bekannten Sequenz 11 und einer Datensequenz 12 zusammen. Für den Rahmen 10 wird die bekannte Sequenz 11 zur Synchronisierung oder Kanalschätzung mit einem vorangehenden Teil der FSK-modulierten Datensequenz 12 verbunden. Die bekannte Sequenz 11, wie sie hier verwendet wird, wurde ebenfalls FSK-moduliert.
2 ist ein Blockdiagramm, das eine Beispielkonfiguration einer Übertragungsvorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform zeigt. Die Übertragungsvorrichtung 100 umfasst einen Modulator 110, eine Übertragungsantenne 117 und eine Steuerungseinheit 130. Der Modulator 110 umfasst eine Informationsbitsequenz-Erzeugungseinheit 111, einen Fehlerkorrektur-Codierer 112, einen Interleaver 113, eine Einheit zur Erzeugung bekannter Sequenzen 114, einen Multiplexer 115 und einen FSK-Modulator 116. In der folgenden Beschreibung wird der FSK-Modulator 116 manchmal einfach als Modulator bezeichnet. 3 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb der Übertragungsvorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform illustriert.
Die Informationsbitsequenz-Erzeugungseinheit 111 erzeugt eine Informationsbitsequenz (Schritt S101) und gibt die Informationsbitsequenz an den Fehlerkorrektur-Codierer 112 aus. Die Informationsbitsequenz-Erzeugungseinheit 111 kann eine Speichereinheit enthalten und eine in der Speichereinheit gespeicherte Informationsbitsequenz lesen und ausgeben, oder sie kann eine von außen erhaltene Informationsbitsequenz ausgeben. Der Fehlerkorrektur-Codierer112 führt eine Fehlerkorrekturcodierungsverarbeitung an der von der Informationsbitsequenz-Erzeugungseinheit 111 (Schritt S102) erhaltenen Informationsbitsequenz durch und gibt die codierte Bitsequenz, die der Fehlerkorrekturcodierungsverarbeitung unterzogen wurde, an den Interleaver 113 aus. Für die codierte Bitsequenz, die von dem Fehlerkorrektur-Codierer 112 erhalten wurde, ändert der Interleaver 113 die Reihenfolge der Bits, die die codierte Bitsequenz definieren (Schritt S103), und gibt an den Multiplexer 115 die Datensequenz 12 aus, die die Datensequenz mit der geänderten Reihenfolge ist.
Die Einheit zur Erzeugung bekannter Sequenzen 114 erzeugt die bekannte Sequenz 11 (Schritt S104) und gibt die bekannte Sequenz 11 an den Multiplexer 115 aus. Die Einheit zur Erzeugung bekannter Sequenzen 114 kann eine Speichereinheit enthalten und die in der Speichereinheit gespeicherte bekannte Sequenz 11 lesen und ausgeben, oder die von außen erhaltene bekannte Sequenz 11 ausgeben. Der Multiplexer 115 multiplext die vom Interleaver 113 erhaltene Datensequenz 12 und die von der Einheit zur Erzeugung bekannter Sequenzen 114 erhaltene bekannte Sequenz 11 (Schritt S105) und gibt an den FSK-Modulator 116 eine gemultiplexte Bitsequenz aus, die ein durch Multiplexen der Datensequenz 12 und der bekannten Sequenz 11 erhaltenes Signal ist. Der FSK-Modulator 116 wendet FSK-Modulation auf die gemultiplexte Bitsequenz an, die vom Multiplexer 115 erfasst wurde (Schritt S106), und sendet das FSK-modulierte Signal von der Übertragungsantenne 117 (Schritt S107). Die Steuerungseinheit 130 steuert den Betrieb des Modulators 110, d. h. den Betrieb der einzelnen Einheiten des Modulators 110.
4 ist ein Blockdiagramm, das eine Beispielkonfiguration einer Empfangsvorrichtung 200 gemäß der ersten Ausführungsform zeigt. Die Empfangsvorrichtung 200 umfasst die Empfangsantennen 201-0 und 201-1, einen Demodulator 210 und eine Steuerungseinheit 270. Der Demodulator 210 umfasst einen Zeitfrequenz-Zeitpunkt-Detektor 211, eine FSK-Modulations-kompatible Interferenz-Extraktionseinheit 212, einen komplexen Gewichtungsrechner 213, eine Einheit zur Multiplikation und Kombination komplexer Gewichtungen 214, einen FSK-Demodulator 215, einen Likelihood-Rechner 216, einen Deinterleaver 217 und einen Fehlerkorrektur-Decodierer 218. In der folgenden Beschreibung werden die Empfangsantennen 201-0 und 201-1 manchmal als Empfangsantennen 201 bezeichnet, wenn sie nicht voneinander unterschieden werden. Die Empfangsantennen 201 werden beispielhaft als die beiden Empfangsantennen 201 beschrieben, die eine Mindestkonfiguration für die Anwendung einer adaptiven Anordnung definieren. Die mehreren Empfangsantennen 201 der Empfangsvorrichtung 200 empfangen ein von der Übertragungsvorrichtung 100 moduliertes FSK-Signal. 5 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb der Empfangsvorrichtung 200 gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
Die Empfangsantennen 201-0 und 201-1 empfangen ein von der Übertragungsvorrichtung 100 gesendetes Signal (Schritt S201). Der Zeitfrequenz-Zeitpunkt-Detektor 211 führt eine Zeitfrequenz-Zeitpunkt-Erfassung an den von den Empfangsantennen 201-0 und 201-1 empfangenen Empfangssignalen durch, wobei die bekannte Sequenz 11 verwendet wird (Schritt S202). Für die adaptive Anordnungsverarbeitung extrahiert die FSK-modulationskompatible Interferenz-Extraktionseinheit 212 Interferenzsignale aus den Empfangssignalen, deren Zeit- und Frequenzzeitpunkte durch den Zeitfrequenz-Zeitpunkt-Detektor 211 erfasst wurden (Schritt S203). Die FSK-Modulations-kompatible Interferenz-Extraktionseinheit 212 ist eine Interferenz-Extraktionseinheit, die aus den Empfangssignalen Interferenzsignale extrahiert, bei denen es sich um andere Frequenzkomponenten als die Frequenzkomponenten der Nutzsignale handelt, auf die sich die Leistung konzentriert. Der komplexe Gewichtungsrechner 213 berechnet komplexe Gewichtungen, die den beiden Empfangssignalleitungen entsprechen, auf der Grundlage der von der FSK-Modulations-kompatible Interferenz-Extraktionseinheit 212 erhaltenen Interferenzsignale (Schritt S204). Die komplexen Gewichtungen, die den beiden Empfangssignalleitungen entsprechen, sind komplexe Gewichtungen, die den von den Empfangsantennen 201-0 und 201-1 empfangenen Empfangssignalen entsprechen. Das heißt, der komplexe Gewichtungsrechner 213 berechnet für jedes Empfangssignal eine komplexe Gewichtung auf der Grundlage der gleichen Anzahl von Interferenzsignalen wie die Anzahl der Empfangsantennen 201.
Die Einheit zur Multiplikation und Kombination komplexer Gewichtungen 214 erfasst die von den Empfangsantennen 201-0 und 201-1 empfangenen Empfangssignale vom Zeitfrequenz-Zeitpunkt-Detektor 211 und erfasst die berechneten komplexen Gewichtungen, die den beiden Empfangssignalleitungen entsprechen, vom komplexen Gewichtungsrechner 213. Die Einheit zur Multiplikation und Kombination komplexer Gewichtungen 214 multipliziert jedes Empfangssignal mit der entsprechenden komplexen Gewichtung (Schritt S205). Die Einheit zur Multiplikation und Kombination komplexer Gewichtungen 214 kombiniert die zweizeiligen Empfangssignale, die mit den komplexen Gewichtungen gemäß Formel (1) multipliziert wurden (Schritt S206), um ein Empfangssignal mit reduzierter Interferenz zu erhalten. In Formel (1) ist W_nr (r auf der rechten Seite von n ist ein tiefgestellter Wert von n) eine komplexe Gewichtung und r_nr (r auf der rechten Seite von n ist ein tiefgestellter Wert von n) ist ein Empfangssignal. Das heißt, die Einheit zur Multiplikation und Kombination komplexer Gewichtungen 214 multipliziert jedes der mehreren Empfangssignale mit der entsprechenden komplexen Gewichtung und kombiniert die mit den komplexen Gewichtungen multiplizierten Empfangssignale.
Formel 1: $\tilde{r} (t_{s}) = \sum_{n_{r} = 0}^{N_{r} - 1} w_{n_{r}} r_{n_{r}}$
Der FSK-Demodulator 215 führt eine FSK-Demodulation an dem Empfangssignal durch, dessen Interferenz durch die Einheit zur Multiplikation und Kombination komplexer Gewichtungen 214 reduziert wurde (Schritt S207). Der Likelihood-Rechner 216 berechnet die Wahrscheinlichkeit des durch den FSK-Demodulator 215 demodulierten Empfangssignals (Schritt S208). Der Deinterleaver 217 ändert die Reihenfolge der Bits einer vom Likelihood-Rechner 216 erhaltenen Likelihood-Sequenz (Schritt S209). Der Deinterleaver 217 bringt die Reihenfolge der Bits, die durch den Interleaver 113 der Übertragungsvorrichtung 100 geändert wurde, wieder in die ursprüngliche Reihenfolge der Bits zurück. Der Fehlerkorrektur-Decodierer 218 führt eine Fehlerkorrektur an der Likelihood-Sequenz durch, deren Bitreihenfolge durch den Deinterleaver 217 geändert wurde (Schritt S210). Der Fehlerkorrektur-Decodierer 218 gibt eine Empfangsbitsequenz aus, die die Sequenz ist, die die Fehlerkorrektur durchlaufen hat. Die Steuerungseinheit 270 steuert den Betrieb des Demodulators 210, d. h. den Betrieb jeder im Demodulator 210 enthaltenen Einheit.
Die Interferenzextraktionsverarbeitung in der FSK-Modulations-kompatible Interferenz-Extraktionseinheit 212, die im Demodulator 210 der Empfangsvorrichtung 200 enthalten ist, wird im Einzelnen beschrieben. 6 ist ein Blockdiagramm, das eine Beispielkonfiguration der FSK-Modulations-kompatible Interferenz-Extraktionseinheit 212 zeigt, die in dem Demodulator 210 der Empfangsvorrichtung 200 gemäß der ersten Ausführungsform enthalten ist. Die FSK-Modulations-kompatible Interferenz-Extraktionseinheit 212 umfasst eine Vielzahl von Frequenzwandlern 301, eine Vielzahl von FSK-Modulations-Interferenzsignal-Extraktionseinheiten 302 und eine Extraktionssteuerungseinheit 303. Die FSK-Modulations-kompatible Interferenz-Extraktionseinheit 212 umfasst die gleiche Anzahl von Frequenzwandlern 301 und FSK-Modulations-Interferenzsignal-Extraktionseinheiten 302 wie die Anzahl der Empfangssignale, d. h. die Anzahl der Empfangsantennen 201. Jeder Frequenzwandler 301 wendet eine Phasendrehung auf ein Empfangssignal an, wie in Formel (2) dargestellt, um Empfangssignalkomponenten von Kandidatenfrequenzen zu extrahieren, bei denen sich die Leistung konzentriert.
Formel 2: $R_{0} (t_{s}) = \sum_{t = 0}^{T - 1} r (t_{s} + t) e x p (j 2 π f_{n} t)$
Jede FSK-Modulations-Interferenzsignal-Extraktionseinheit 302 extrahiert aus den Empfangssignalkomponenten der Kandidatenfrequenzen ein Interferenzsignal, bei dem es sich um Empfangssignalkomponenten handelt, die Frequenzen mit Ausnahme von Empfangssignalkomponenten von Frequenzen entsprechen, auf denen ein Nutzsignal vorhanden ist. Wie oben beschrieben, werden dabei die Eigenschaften der FSK-Modulation genutzt, die es ermöglichen, die Leistung eines Nutzsignals auf bestimmte Frequenzen zu konzentrieren. Durch die Verwendung der bekannten Sequenz 11 können die FSK-Modulations-Interferenzsignal-Extraktionseinheiten 302 zuverlässig Empfangssignalkomponenten mit Ausnahme der Nutzsignale extrahieren. 7 ist ein Diagramm, das ein Bild eines Vorgangs zum Extrahieren von Interferenzsignalen in den FSK-Modulations-Interferenzsignal-Extraktionseinheiten 302 der Empfangsvorrichtung 200 gemäß der ersten Ausführungsform zeigt. Als Beispiel für die FSK-Modulation wird die 4-stufige FSK beschrieben. Wie in 7 dargestellt, ist in einem Abschnitt der bekannten Sequenz 11 bekannt, bei welchen Frequenzen von Kandidatenfrequenzen sich die Leistung eines mit der 4-stufigen FSK modulierten Nutzsignals konzentriert. In 7 ist die Leistung für das FSK-Symbol Nr. 0 auf eine Frequenz f0, für das FSK-Symbol Nr. 1 auf eine Frequenz f2 und für das FSK-Symbol Nr. 2 auf eine Frequenz f1 konzentriert. Bei FSK-Symbol #3 bis FSK-Symbol #N-1 in der bekannten Sequenz 11 konzentriert sich die Leistung ebenfalls auf eine der Frequenzen f0 bis f3. In der folgenden Beschreibung werden FSK-Symbole manchmal einfach als Symbole bezeichnet.
Die Extraktionssteuerungseinheit 303 enthält ein Frequenzmuster, das Informationen über die Nummern der FSK-Symbole und die Frequenzen enthält, auf die sich die Leistung in der bekannten Sequenz 11 konzentriert. Das Frequenzmuster, das in der Extraktionssteuerungseinheit 303 gespeichert ist, kann von der Übertragungsvorrichtung 100 erfasst oder in der Extraktionssteuerungseinheit 303 von einem Unternehmer, der die Übertragungsvorrichtung 100 und die Empfangsvorrichtung 200 bedient, eingestellt werden. Auf der Grundlage des gehaltenen Frequenzmusters gibt die Extraktionssteuerungseinheit 303 jeder FSK-Modulations-Interferenzsignal-Extraktionseinheit 302 ein bestimmtes Ziel-Interferenzsignal an, das in jedem FSK-Symbol extrahiert werden soll. Dadurch kann jede FSK-Modulations-Interferenzsignal-Extraktionseinheit 302 ein Interferenzsignal aus den Empfangssignalkomponenten der Kandidatenfrequenzen extrahieren. Das heißt, die FSK-Modulations-kompatible Interferenz-Extraktionseinheit 212 extrahiert die Interferenzsignale auf der Grundlage des Frequenzmusters der in den Empfangssignalen enthaltenen Nutzsignale der bekannten Sequenz 11.
Übrigens kann nicht nur die nächstgelegene Übertragungsvorrichtung 100, sondern auch eine entferntes Übertragungsvorrichtung 100 Signale der gleichen Datensequenz 12 senden, so dass die Signale der gleichen Datensequenz 12 gemultiplext und von der Empfangsvorrichtung 200 verzögert empfangen werden. In einem solchen Fall ist ein Empfangssignal an die Empfangsvorrichtung 200 gleichbedeutend mit einem Mehrwegempfang. In der Empfangsvorrichtung 200 wird die Leistung einer Frequenz, die einem Nutzsignal eines um ein Symbol zurückliegenden Signals entspricht, in der Frequenzdomäne einer verzögerten Welle entsprechend dem Verzögerungsbetrag beobachtet. Der Bereich, in dem die Empfangsvorrichtung 200 ein Interferenzsignal als Maßnahme gegen eine verzögerte Welle extrahiert, unterscheidet sich von dem als Maßnahme gegen eine Störwelle. Aus diesem Grund steuert die Empfangsvorrichtung 200 die Extraktion von Interferenzsignalen nach Zielen, gegen die Maßnahmen ergriffen werden sollen.
Konkret werden Maßnahmen gegen eine verzögerte Welle beschrieben. Angenommen, es gibt eine verzögerte Welle, und die Verzögerungslänge der verzögerten Welle ist eine Verzögerung innerhalb eines Symbols. In diesem Fall beobachtet die Empfangsvorrichtung 200 in einem Präambelabschnitt, der der Abschnitt der bekannten Sequenz 11 ist, die Nutzsignalfrequenz des FSK-Symbols und auch die Frequenz eines FSK-Symbols, das ein Symbol zurückliegt. Die Empfangsvorrichtung 200 kennt eine Frequenzübergangsregel, die definiert, bei welcher Frequenz die Leistung für jedes FSK-Symbol im Präambelabschnitt konzentriert wird. So weiß die Empfangsvorrichtung 200, bei welchen Frequenzen die Komponenten der verzögerten Welle beobachtet werden. Unter Berücksichtigung der Frequenzen, bei denen sich die Leistung konzentriert, extrahiert die Empfangsvorrichtung 200 die Interferenzsignale, um auf diese Weise effizient Frequenzkomponenten zu extrahieren, die den verzögerten Wellen entsprechen. Um beispielsweise die Empfangsvorrichtung 200 die Möglichkeit zu geben, Interferenzsignale zu extrahieren, kann die Einheit zur Erzeugung bekannter Sequenzen 114 der Übertragungsvorrichtung 100 die bekannte Sequenz 11 erzeugen, bei der zeitlich benachbarte Symbole nach der Modulation durch FSK nicht in der Frequenz übereinstimmen, in der die Leistung konzentriert ist. Darüber hinaus kann die Empfangsvorrichtung 200 auch bei mehreren verzögerten Wellen, einer Verzögerung von einem Symbol oder mehr oder ähnlichem feststellen, auf welche Frequenzen sich die Leistung im Präambelabschnitt konzentriert, und kann so unter Berücksichtigung der Frequenzen, auf die sich die Leistung konzentriert, Interferenzsignale extrahieren. Für die Interferenzsignal-Extraktionsverarbeitung kann die Empfangsvorrichtung 200 im Präambelabschnitt eine Mehrwegschätzung durchführen, um die Ausbreitungspfadzustände zu bestimmen, und dann die Interferenzsignal-Extraktionsverarbeitung durchführen.
Andererseits kann die Empfangsvorrichtung 200 bei Maßnahmen gegen eine Störwelle die Merkmale, Eigenschaften usw. der Störwelle nicht kennen und extrahiert daher Interferenzsignale, die Frequenzkomponenten außer den Frequenzen der Nutzsignale sind.
8 ist ein erstes Blockdiagramm, das eine Beispielkonfiguration einer Empfangsvorrichtung 200a zeigt, das Interferenzsignale mit verzögerten Wellen extrahiert, die in der ersten Ausführungsform berücksichtigt werden. Die Empfangsvorrichtung 200a umfasst die Empfangsantennen 201-0 und 201-1, einen Demodulator 210a und die Steuerungseinheit 270. Der Demodulator 210a unterscheidet sich von dem in 4 dargestellten Demodulator 210 dadurch, dass die FSK-Modulations-kompatible Interferenz-Extraktionseinheit 212, der komplexe Gewichtungsrechner 213 und die Einheit zur Multiplikation und Kombination komplexer Gewichtungen 214 entfernt und FSK-Modulations-kompatible Interferenz-Extraktionseinheit 221 und 222, komplexe Gewichtungsrechner 223 und 224, eine Einheit zur Bestimmung und Auswahl der komplexen Gewichtung 225 und eine Einheit zur Multiplikation und Kombination komplexer Gewichtungen 226 hinzugefügt werden. Zum Beispiel sind die FSK-Modulations-kompatible Interferenz-Extraktionseinheit 221 und der komplexe Gewichtungsrechner 223 für verzögerte Wellen und die FSK-Modulations-kompatible Interferenz-Extraktionseinheit 222 und der komplexe Gewichtungsrechner 224 für Störwellen vorgesehen. Die Einheit zur Bestimmung und Auswahl der komplexen Gewichtung 225 wählt aus dem komplexen Gewichtungsrechner 223 oder dem komplexen Gewichtungsrechner 224 komplexe Gewichtungen aus, die mehr zur Verbesserung der Kommunikationsleistung beitragen, und zwar auf der Grundlage der gemessenen Werte der Nutzsignalleistung, der verzögerten Wellenleistung, der Störwellenleistung usw., und gibt die ausgewählten komplexen Gewichtungen an die Einheit zur Multiplikation und Kombination komplexer Gewichtungen 226 aus. Die Einheit zur Multiplikation und Kombination komplexer Gewichtungen 226 führt den gleichen Vorgang durch wie die oben beschriebene Einheit zur Multiplikation und Kombination komplexer Gewichtungen 214, wobei die von der Einheit zur Bestimmung und Auswahl der komplexen Gewichtung 225 ausgewählten komplexen Gewichtungen verwendet werden. Die Bestimmung und Auswahl der komplexen Gewichtung kann zu einer falschen Bestimmung führen, wenn ein großer Fehler bei der Messung eines Indexwertes, der ein Auswahlkriterium sein sollte, vorliegt. 9 ist ein zweites Blockdiagramm, das eine Beispielkonfiguration der Empfangsvorrichtung 200a zeigt, das Interferenzsignale extrahiert, wobei verzögerte Wellen in der ersten Ausführungsform berücksichtigt werden. Wie in 9 dargestellt, kann nach der Demodulation und Decodierung unter Verwendung der einzelnen komplexen Gewichtungen eine Ergebnisbestimmungseinheit für die mehrfach komplexe Gewichtung 227 der Empfangsvorrichtung 200a ein wahrscheinlicheres auf der Grundlage mehrerer Ergebnisse auswählen, die durch die Ergebnisse zyklischer Redundanzprüfungen (CRCs), Wahrscheinlichkeitswerte usw. erhalten werden. Im Beispiel von 9 ist die Ergebnisbestimmungseinheit für die mehrfach komplexe Gewichtung 227 hinter dem Fehlerkorrektur-Decodierer 218 angeordnet und mit diesem verbunden, was nicht abschließend ist.
Die Empfangsvorrichtung 200a kann mehrere, d. h. drei oder mehr FSK-Modulations-kompatible Interferenz-Extraktionseinheiten und drei oder mehr komplexe Gewichtungsrechner enthalten. Die mehrfachen Interferenz-Extraktionseinheiten extrahieren Interferenzsignale, die Frequenzkomponenten in verschiedenen Bereichen sind. Im Beispiel von 8 extrahiert mindestens eine Interferenz-Extraktionseinheit der mehreren Interferenz-Extraktionseinheiten Interferenzsignale, die Frequenzkomponenten sind, die verzögerten Wellen entsprechen, auf der Grundlage des Frequenzmusters. Die mehrfachen komplexen Gewichtungsrechner sind einzeln mit den verschiedenen Interferenz-Extraktionseinheiten verbunden und berechnen komplexe Gewichtungen auf der Grundlage der von den verbundenen Interferenz-Extraktionseinheiten extrahierten Interferenzsignale. Die Einheit zur Bestimmung und Auswahl der komplexen Gewichtung 225 wählt eine komplexe Gewichtung, das jedem Empfangssignal entspricht, aus mehreren komplexen Gewichtungen aus, die von den mehreren komplexen Gewichtungsrechnern berechnet wurden, und gibt die ausgewählten komplexen Gewichtungen an die Einheit zur Multiplikation und Kombination komplexer Gewichtungen 226 aus.
Als nächstes wird die Hardware-Konfiguration der Übertragungsvorrichtung 100 beschrieben. In der Übertragungsvorrichtung 100 ist die Übertragungsantenne 117 ein Antennenelement. Der Modulator 110 und die Steuerungseinheit 130 werden durch Verarbeitungsschaltkreise implementiert. Bei dem Verarbeitungsschaltkreis kann es sich um einen Prozessor handeln, der ein im Arbeitsspeicher gespeichertes Programm ausführt, oder um eine spezielle Hardware. Der Verarbeitungsschaltkreis wird auch als eine Steuerschaltung bezeichnet.
10 ist ein Diagramm, das eine Beispielkonfiguration des Verarbeitungsschaltkreises 90 veranschaulicht, wenn ein Prozessor 91 und ein Arbeitsspeicher 92 einen Verarbeitungsschaltkreis implementieren, der in der Übertragungsvorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform enthalten ist. Der in 10 dargestellte Verarbeitungsschaltkreis 90 ist eine Steuerschaltung und umfasst den Prozessor 91 und den Arbeitsspeicher 92. Wenn der Prozessor 91 und der Arbeitsspeicher 92 den Verarbeitungsschaltkreis 90 bilden, werden die Funktionen des Verarbeitungsschaltkreises 90 durch Software, Firmware oder eine Kombination aus Software und Firmware implementiert. Die Software oder die Firmware ist als ein Programm beschrieben und im Arbeitsspeicher 92 gespeichert. In dem Verarbeitungsschaltkreis 90 liest der Prozessor 91 das in dem Arbeitsspeicher 92 gespeicherte Programm und führt es aus, um dadurch die einzelnen Funktionen zu realisieren. Das heißt, der Verarbeitungsschaltkreis 90 enthält den Arbeitsspeicher 92 zum Speichern des Programms, das zur Ausführung der Verarbeitung in der Übertragungsvorrichtung 100 führt. Dieses Programm kann als ein Programm bezeichnet werden, das die Übertragungsvorrichtung 100 veranlasst, die von dem Verarbeitungsschaltkreis 90 implementierten Funktionen auszuführen. Dieses Programm kann über ein Speichermedium zur Verfügung gestellt werden, auf dem das Programm gespeichert ist, oder über ein anderes Mittel wie ein Kommunikationsmedium.
Das Programm kann als ein Programm bezeichnet werden, das die Übertragungsvorrichtung 100 veranlasst, einen ersten Schritt der Erzeugung einer bekannten Sequenz, die mit einer Datensequenz gemultiplext werden soll, durch die Einheit zur Erzeugung bekannter Sequenzen 114, einen zweiten Schritt des Multiplexens der Datensequenz und der bekannten Sequenz durch den Multiplexer 115 und einen dritten Schritt der Modulation eines Signals, in das die Datensequenz und die bekannte Sequenz gemultiplext werden, durch den FSK-Modulator 116 mit einem Frequenzmodulationsschema durchzuführen, bei dem im ersten Schritt die Einheit zur Erzeugung bekannter Sequenzen 114 die bekannte Sequenz erzeugt, in der nach der Modulation durch das Frequenzmodulationsschema zeitlich benachbarte Symbole nicht in der Frequenz übereinstimmen, in der die Leistung konzentriert ist.
Der Prozessor 91 ist hier z. B. eine Zentraleinheit (CPU), eine Verarbeitungseinheit, ein Rechenwerk, ein Mikroprozessor, ein Mikrocomputer, ein digitaler Signalprozessor (DSP) oder ähnliches. Der Arbeitsspeicher 92 entspricht zum Beispiel einem nichtflüchtigen oder flüchtigen Halbleiterspeicher wie etwa einem Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM), einem Nur-Lese-Speicher (ROM), einem Flash-Speicher, einem löschbaren programmierbaren Nur-Lese-Speicher (EPROM) oder einem elektrisch löschbaren programmierbaren Nur-Lese-Speicher (EEPROM) (eingetragene Marke), einer magnetischen Scheibe, einer flexiblen Scheibe, einer optischen Scheibe, einer Compactdisc, einer MiniDisc, einer Digital Versatile Disk (DVD) oder dergleichen.
11 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für einen Verarbeitungsschaltkreis 93 zeigt, wenn die Verarbeitungsschaltkreise in der Übertragungsvorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform aus dedizierter Hardware bestehen. Der in 11 dargestellte Verarbeitungsschaltkreis 93 entspricht beispielsweise einer Einzelschaltung, einer zusammengesetzten Schaltung, einem programmierten Prozessor, einem paralleler-programmierten Prozessor, einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (ASIC), einer im Feld programmierbarer Gatteranordnung (FPGA) oder einer Kombination davon. Der Verarbeitungsschaltkreis kann teilweise durch dedizierte Hardware und teilweise durch Software oder Firmware implementiert sein. Somit kann der Verarbeitungsschaltkreis die oben erläuterten Funktionen durch dedizierte Hardware, Software, Firmware oder eine Kombination davon implementieren.
Die Hardware-Konfiguration der Empfangsvorrichtung 200 entspricht der Hardware-Konfiguration der Übertragungsvorrichtung 100. In der Empfangsvorrichtung 200 sind die Empfangsantennen 201 Antennenelemente. Der Demodulator 210 und die Steuerungseinheit 270 werden durch Verarbeitungsschaltkreise implementiert. Bei dem Verarbeitungsschaltkreis kann es sich um einen Prozessor handeln, der ein im Arbeitsspeicher gespeichertes Programm ausführt, oder um eine spezielle Hardware. Die Hardware-Konfiguration der Empfangsvorrichtung 200a ist ebenfalls dieselbe wie die Hardware-Konfiguration der Übertragungsvorrichtung 100.
Wie oben beschrieben, führt die Übertragungsvorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführung eine FSK-Modulation an einem Signal durch, das durch Multiplexen der Datensequenz 12 und der bekannten Sequenz 11 erhalten wird, und überträgt dieses FSK-modulierte Signal. Unter Fokussierung der Eigenschaften der FSK-Modulation, die eine Konzentration der Leistung auf bestimmte Frequenzen ermöglicht, extrahiert die Empfangsvorrichtung 200 aus den Empfangssignalen Interferenzsignale, die andere Frequenzkomponenten sind als die Frequenzkomponenten der Nutzsignale. Folglich kann die Empfangsvorrichtung 200 Interferenzsignale effizient und mit hoher Genauigkeit extrahieren. Darüber hinaus ist die Empfangsvorrichtung 200 bewegungsresistent und kann eine Verringerung der Genauigkeit bei der Extraktion der in den Empfangssignalen enthaltenen Interferenzsignalen verhindern.
Zweite Ausführungsform.
Eine zweite Ausführungsform beschreibt ein Verfahren für eine Empfangsvorrichtung zur effizienten Extraktion von Interferenzsignalen, wenn eine Übertragungsvorrichtung, die eine STBC-Codierung, d.h. eine Raum-Zeit-Blockcodierung auf FSK-modulierten Signalen durchführt, die STBC-codierten Signale sendet.
12 ist ein Blockdiagramm, das eine Beispielkonfiguration einer Übertragungsvorrichtung 100b gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt. Die Übertragungsvorrichtung 100b umfasst einen Modulator 110b, die Übertragungsantennen 117-0 und 117-1 sowie die Steuerungseinheit 130. Der Modulator 110b unterscheidet sich von dem in 2 dargestellten Modulator 110 dadurch, dass ein STBC-Decodierer 121 hinzugefügt wurde. In der Übertragungsvorrichtung 100b ist der Betrieb bis zum FSK-Modulator 116 derselbe wie der Betrieb der Übertragungsvorrichtung 100 der ersten Ausführungsform.
Der STBC-Decodierer 121 führt eine STBC-Codierung eines Signals durch, das im FSK-Modulator 116 einer FSK-Modulation unterzogen wurde, und zwar auf der Grundlage einer STBC-Codierungsregel in Formel (3) unten. Der STBC-Decodierer 121 sendet das STBC-codierte Signal von den Übertragungsantennen 117-0 und 117-1 mit derselben Frequenz. In Formel (3) ist do, ₀(t_s) das FSK-Symbol #0 im STBC-Block #0. t_s entspricht einer Abtastanzahl in FSK-Symbolen. In der folgenden Beschreibung wird ein STBC-Block manchmal einfach als Block bezeichnet.
Formel 3: $[\begin{matrix} d_{0,0} (t_{s}) & - d_{1,0}^{*} (t_{s}) \\ d_{1,0} (t_{s}) & d_{0,0}^{*} (t_{s}) \end{matrix}]$
13 ist ein Blockdiagramm, das eine Beispielkonfiguration einer Empfangsvorrichtung 200b gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt. Die Empfangsvorrichtung 200b umfasst die Empfangsantennen 201-0 und 201-1, einen Demodulator 210b und die Steuerungseinheit 270. Der Demodulator 210b unterscheidet sich von dem in 4 dargestellten Demodulator 210 dadurch, dass die FSK-Modulations-kompatible Interferenz-Extraktionseinheit 212 entfernt und eine STBC-FSK-Modulations-kompatible Interferenz-Extraktionseinheit 231 sowie ein STBC-Decodierer 232 hinzugefügt wurden.
Für die adaptive Anordnungsverarbeitung ist die STBC-FSK-Modulations-kompatible Interferenz-Extraktionseinheit 231 eine Interferenz-Extraktionseinheit, die eine Frequenzumwandlung an STBC-codierten und FSK-modulierten Präambelabschnitten von Empfangssignalen durchführt, deren Zeit- und Frequenzzeitpunkte durch den Zeitfrequenz-Zeitpunkt-Detektor 211 erfasst wurden, und Interferenzsignale auf der Grundlage derselben Regel wie die der FSK-Modulations-Interferenzsignal-Extraktionseinheiten 302 der ersten Ausführungsform, das heißt auf der Grundlage des Frequenzmusters, extrahiert. Die Vorgänge des komplexen Gewichtungsrechners 213 und der Einheit zur Multiplikation und Kombination komplexer Gewichtungen 214 sind die gleichen wie bei der ersten Ausführungsform. Der STBC-Decodierer 232 führt die STBC-Decodierung eines Empfangssignals durch, dessen Interferenz durch die Einheit zur Multiplikation und Kombination komplexer Gewichtungen 214 reduziert wurde. Der Betrieb im und nach dem FSK-Demodulator 215 ist derselbe wie bei der ersten Ausführungsform.
Wenn Signale von der Übertragungsvorrichtung 100b gemäß der in Formel (3) dargestellten STBC-Codierungsregel übertragen werden, werden in der Empfangsvorrichtung 200b die Empfangssignale an der Empfangsantenne 201-0 wie in den Formeln (4) und (5) unten ausgedrückt.
Formel 4: $r_{0} (t_{b} = 0, t = 0, t_{s}) = h_{0,0} d_{0,0} (t_{s}) + h_{0,1} d_{1,0} (t_{s})$

Formel 5: $r_{0} (t_{b} = 0, t = 1, t_{s}) = - h_{0,0} d_{1,0}^{*} (t_{s}) + h_{0,1} d_{0,0}^{*} (t_{s})$
In den Formeln (4) und (5) ist r₀(0, 0, t_s) ein Empfangssignal von t_b=0 an der Empfangsantenne 201-0, d.h. t=0 des STBC-Blocks #0, d.h. des FSK-Symbols #0, und h_0,0 ist ein Kanalkoeffizient zwischen der Übertragungsantenne 117-0 und der Empfangsantenne 201-0.
Es werden die von einer Übertragungsvorrichtung gesendeten Signale und die von der Empfangsvorrichtung 200b empfangenen Signale beschrieben, da die Übertragungsvorrichtung eine STBC-Codierung und FSK-Modulation durchführt, ohne die charakteristische bekannte Sequenz 11 zu verwenden, anders als die Übertragungsvorrichtung 100b der vorliegenden Ausführungsform. 14 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für Signale zeigt, die von der Übertragungsvorrichtung übertragen werden, die STBC-Codierung und FSK-Modulation ohne Verwendung der charakteristischen bekannten Sequenz 11 durchführt, und Signale, die von der Empfangsvorrichtung 200b in der zweiten Ausführungsform als Vergleichsbeispiel empfangen werden. Wenn die Übertragungsvorrichtung keine spezifischen Frequenzen berücksichtigt, bei denen die Leistung in der bekannten Sequenz 11 konzentriert ist, werden die Übertragungssignale der Frequenzdomäne von der Übertragungsvorrichtung 31 wie auf der linken Seite von 14 ausgedrückt. In diesem Fall werden die von der Empfangsvorrichtung 200b empfangenen Empfangssignale der Frequenzdomäne 32 wie auf der rechten Seite von 14 dargestellt. Wenn die Empfangsvorrichtung 200b eine Frequenzumwandlung an den Übertragungssignalen 31 in der Frequenzdomäne durchführt, um Interferenzen zu extrahieren, wird eine Vielzahl von Frequenzkomponenten beobachtet, wie in 14 dargestellt. Zum Beispiel werden in r₀(0, 0, t_s) die Frequenzkomponenten von d_0,0(t_s) und d_1,0(t_s) beobachtet.
Wenn die Übertragungsvorrichtung STBC-Codierung und FSK-Modulation im Präambelabschnitt zur Extraktion von Interferenzsignalen auf der Grundlage einer zufälligen Bitsequenz durchführt, wie in den Empfangssignalen der Frequenzdomäne 32 von 14 dargestellt, werden zwei Frequenzkomponenten als Nutzsignale beobachtet, und die Interferenzsignal-Extraktionsbereiche in der Frequenzdomäne werden eingegrenzt. Darüber hinaus kann die Empfangsvorrichtung 200b, wie oben beschrieben, zur Verringerung von Interferenzen durch eine verzögerte Welle, wenn die Frequenzkomponenten der Nutzsignale mit Frequenzen überlagert werden, bei denen verzögerte Wellenkomponenten beobachtet werden, die Interferenzsignale im begrenzten Präambelabschnitt nicht effizient extrahieren.
Aus diesem Grund führt die Übertragungsvorrichtung 100b der vorliegenden Ausführungsform eine charakteristische STBC-Codierung und FSK-Modulation durch. 15 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für von der Übertragungsvorrichtung 100b gesendete und von der Empfangsvorrichtung 200b empfangene Signale gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt. Die in 15 dargestellten Übertragungssignale 51 in der Frequenzdomäne enthalten die bekannte Sequenz 11, die die STBC-Codierungsregel bei FSK-Modulation berücksichtigt. Wenn die Übertragungsvorrichtung 100b FSK-Modulation verwendet, wie in 15 dargestellt, hat ein konjugiertes FSK-Symbol eines bestimmten FSK-Symbols eine Signalkomponente, die bei einer entgegengesetzten Frequenz erzeugt wird, die der Frequenzkomponente des bestimmten FSK-Symbols entgegengesetzt ist und diese um die Mittenfrequenz reflektiert. Wenn die Übertragungsvorrichtung 100b eine Bitsequenz verwendet, die die Beziehung d_0,0(t_s)=d_1,0(t_s) für den Präambelabschnitt erfüllt, kann die Empfangsvorrichtung 200b Interferenzsignale effizient extrahieren, da die Leistung bei bestimmten Frequenzen konzentriert ist, wenn die Empfangssignale einander überlagert werden, wie durch die Empfangssignale der Frequenzdomäne 52 in 15 gezeigt. In diesem Fall erzeugt die Einheit zur Erzeugung bekannter Sequenzen 114 der Übertragungsvorrichtung 100b die bekannte Sequenz 11, so dass die Leistung auf bestimmte Frequenzen konzentriert wird, wenn die von den mehreren Übertragungsantennen 117-0 und 117-1 gesendeten Signale an der Empfangsvorrichtung 200b überlagert werden.
Ein weiteres Beispiel für die STBC-Codierungsregel ist die nachstehende Formel (6).
Formel 6: $[\begin{matrix} d_{0,0} (t_{s}) & d_{1,0} (t_{s}) \\ - d_{1,0}^{*} (t_{s}) & d_{0,0}^{*} (t_{s}) \end{matrix}]$
Für Formel (6) kann die bekannte Sequenz 11 verwendet werden, die eine Beziehung in Formel (7) unten erfüllt, und muss nur eine Konzentrationsregel bei einer Frequenz erfüllen.
Formel 7: $d_{0,0} (t_{s}) = d_{1,0}^{*} (t_{s})$
Die Hardware-Konfiguration der Übertragungsvorrichtung 100b ist die gleiche wie die Hardware-Konfiguration der Übertragungsvorrichtung 100 der ersten Ausführungsform. Die Hardware-Konfiguration der Empfangsvorrichtung 200b ist die gleiche wie die Hardware-Konfiguration der Empfangsvorrichtung 200 der ersten Ausführungsform.
Wie oben beschrieben, erzeugt die Übertragungsvorrichtung 100b gemäß der vorliegenden Ausführung die bekannte Sequenz 11, so dass die Leistung auf bestimmte Frequenzen konzentriert wird, wenn die von den Übertragungsantennen 117-0 und 117-1 gesendeten Signale an die Empfangsvorrichtung 200b überlagert werden. Folglich konzentriert sich die Leistung bei der Überlagerung von Empfangssignalen auf bestimmte Frequenzen, so dass die Empfangsvorrichtung 200b Interferenzsignale effizient extrahieren kann.
Dritte Ausführungsform.
In der zweiten Ausführungsform wurde die bekannte Sequenz 11 beschrieben, mit der eine effiziente Interferenzsignalextraktion innerhalb eines STBC-codierten Blocks erreicht wird. Eine dritte Ausführungsform beschreibt die bekannte Sequenz 11, die für die Interferenzsignalextraktion von verzögerten Wellen außerhalb eines STBC-codierten Blocks, d. h. zwischen STBC-Blöcken, vorgesehen ist.
In der vorliegenden Ausführungsform sind die Konfigurationen der Übertragungsvorrichtung 100b und der Empfangsvorrichtung 200b die gleichen wie die Konfigurationen der Übertragungsvorrichtung 100b und der Empfangsvorrichtung 200b der zweiten Ausführungsform. Wie bei der zweiten Ausführungsform können bei der Zuweisung von Zufallsfrequenzen in benachbarten STBC-codierten Blöcken in der bekannten Sequenz 11 keine Interferenzsignale extrahiert werden, wenn die Frequenzkomponenten von verzögerten Wellen den Frequenzkomponenten von Nutzsignalen überlagert werden. In der vorliegenden Ausführungsform werden daher STBC-codierte und FSK-modulierte Symbole als die bekannte Sequenz 11 bestimmt, so dass die Frequenzkomponenten von verzögerten Wellen nicht mit den Frequenzkomponenten der Nutzsignale zwischen benachbarten STBC-codierten Blöcken überlagert werden. 16 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die bekannte Sequenz 11 zeigt, die dazu dient, die Nutzsignale auf denselben Frequenzen in einem STBC-Block zu überlagern, um die Überlagerung von verzögerten Wellen mit den Nutzsignalen außerhalb des STBC-Blocks in der dritten Ausführungsform zu vermeiden. Im STBC-Block #0 wird die Frequenz f3 des FSK-Symbols #1 im STBC-Block #0 als verzögerte Wellenkomponenten 72 mit der Frequenz f3 im FSK-Symbol #0 im STBC-Block #1 beobachtet. In 16 wird die Frequenz der Nutzsignale des FSK-Symbols #0 innerhalb des STBC-Blocks #1 auf f1 gesetzt, damit sie nicht mit den Frequenzkomponenten der verzögerten Wellen zusammenfällt.
Gemäß der obigen Idee kann die bekannte Sequenz 11 zum Zeitpunkt der Ein-Antennen-Übertragung auch eine Sequenz sein, in der benachbarte FSK-Symbole nicht die gleiche Nutzsignalfrequenz haben. Bei einer anderen Übertragungsdiversität kann die bekannte Sequenz 11 so ausgelegt sein, dass die Frequenzen der Nutzsignale zwischen den Antennen oder zwischen benachbarten Symbolen nicht gleich sind. Im Beispiel von 16 werden verzögerte Wellenkomponenten 71 mit der Frequenz f0 des FSK-Symbols #0 innerhalb des STBC-Blocks #0 in FSK-Symbol #1 innerhalb des STBC-Blocks #0 beobachtet, ohne dass sie mit der Frequenz f0 der Nutzsignale übereinstimmen. Ebenso werden verzögerte Wellenkomponenten 73 mit der Frequenz f1 des FSK-Symbols #0 innerhalb des STBC-Blocks #1 im FSK-Symbol #1 innerhalb des STBC-Blocks #1 beobachtet, ohne mit der Frequenz f2 der Nutzsignale zusammenzufallen. In diesem Fall erzeugt die Einheit zur Erzeugung bekannter Sequenzen 114 der Übertragungsvorrichtung 100b die bekannte Sequenz 11, bei der zeitlich benachbarte FSK-Symbole oder STBC-Blöcke nach der STBC-Codierung nicht in der Frequenz übereinstimmen, in der die Leistung konzentriert ist.
Wie oben beschrieben, erzeugt die Übertragungsvorrichtung 100b gemäß der vorliegenden Ausführungsform die bekannte Sequenz 11, in der zeitlich benachbarte FSK-Symbole oder STBC-Blöcke nach der STBC-Codierung in der Frequenz, in der sich die Leistung konzentriert, nicht übereinstimmen. Dadurch kann die Empfangsvorrichtung 200b Interferenzsignale effizient extrahieren, da sich die Leistung bei der Überlagerung von Empfangssignalen auf bestimmte Frequenzen konzentriert und verzögerte Wellenkomponenten nicht mit den Frequenzen der Nutzsignale zusammenfallen.
Vierte Ausführungsform.
In der zweiten Ausführungsform führt die STBC- FSK-Modulations-kompatible Interferenz-Extraktionseinheit 231 der Empfangsvorrichtung 200b eine Frequenzumwandlung in Übereinstimmung mit FSK-Symbolzeitpunkten durch und extrahiert bestimmte Frequenzkomponenten als Interferenzsignale. In der zweiten Ausführungsform verhindert das effiziente Verfahren zur Extraktion von Interferenzsignalen, das die Eigenschaften der STBC-Codierung und der FSK-Modulation berücksichtigt, die Verengung der Bereiche, in denen Interferenzsignale extrahiert werden können, die aus der Übertragung mit mehreren Antennen in der bekannten Sequenz 11 resultieren. In diesem Fall ist die Leistung der Zeit- und Frequenzsynchronisation mit der bekannten Sequenz 11 durch das oben beschriebene Design begrenzt. Daher wird in einer vierten Ausführungsform ein Verfahren beschrieben, das es einer Empfangsvorrichtung ermöglicht, eine inverse Modulation an STBC-codierten und FSK-modulierten Signalen durchzuführen, um die Nutzsignale in Form von Gleichstromkomponenten zu extrahieren, wodurch die Verengung der Bereiche, in denen Interferenzsignale in der Frequenzdomäne extrahiert werden können, verhindert wird. Damit entfallen die Einschränkungen, die in der zweiten Ausführungsform in der bekannten Sequenz 11 beschrieben sind.
17 ist ein Blockdiagramm, das eine Beispielkonfiguration einer Empfangsvorrichtung 200c gemäß der vierten Ausführungsform zeigt. Die Empfangsvorrichtung 200c umfasst die Empfangsantennen 201-0 und 201-1, einen Demodulator 210c und die Steuerungseinheit 270. Der Demodulator 210c unterscheidet sich von dem in 13 dargestellten Demodulator 210b dadurch, dass die mit STBC-FSK-Modulations-kompatible Interferenz-Extraktionseinheit 231 entfernt und eine inverse STBC-Modulationseinheit und Interferenz-Extraktion 241 hinzugefügt wurde. 18 ist ein Blockdiagramm, das eine Beispielkonfiguration der inversen STBC-Modulationseinheit und der Interferenz-Extraktionseinheit 241 zeigt, die im Demodulator 210c der Empfangsvorrichtung 200c gemäß der vierten Ausführungsform enthalten ist. Die inverse STBC-Modulationseinheit und die Interferenz-Extraktionseinheit, 241 umfasst eine Vielzahl von inversen STBC-Modulatoren 311, eine Vielzahl von Frequenzumwandlungs- und Gleichstromkomponenten-Entfernungseinheiten 312, eine Vielzahl von FSK-Modulations-Interferenzsignal-Extraktionseinheiten 313 und die Extraktionssteuerungseinheit 303. Die inversen STBC-Modulatoren 311 führen eine STBC-codierende inverse Modulationsverarbeitung der Empfangssignale von den Empfangsantennen 201 durch. Die folgenden Formeln (8) und (9) stellen die STBC-Codierung mit inverser Modulation für die Empfangssignale der Empfangsantenne 201-0 dar. Aus diesen Formeln ergeben sich die Kanalschätzwerte zwischen den Übertragungsantennen 117-0 und 117-1 der Übertragungsvorrichtung 100b und der Empfangsantenne 201-0.
Formel 8: ${\hat{h}}_{0,0} = {d_{0,0}^{*} (t_{s}) r_{0} (0,0, t_{s}) - d_{1,0} (t_{s}) r_{0} (0,1, t_{s})} / 2$

Formel 9: ${\hat{h}}_{0,1} = {d_{1,0}^{*} (t_{s}) r_{0} (0,0, t_{s}) + d_{0,0} (t_{s}) r_{0} (0,1, t_{s})} / 2$
Die inversen STBC-Modulatoren 311 geben die erhaltenen Kanalschätzwerte an die Frequenzumwandlungs- und Gleichstromponenten-Entfernungseinheiten 312 aus. Die durch die Formeln (8) und (9) dargestellten Kanalschätzwerte entsprechen den Gleichstromkomponenten. Wie die Frequenzwandler 301 wenden auch die Frequenzwandler- und Gleichstromkomponenten-Entfernungseinheiten 312 eine Phasendrehung auf die Kanalschätzwerte für die Frequenzwandlung an und entfernen die Gleichstromkomponenten nach der Frequenzwandlung. Die Frequenzumwandlungs- und Gleichstromkomponenten-Entfernungseinheiten 312 geben die von den Gleichstromkomponenten befreiten Frequenzkomponenten an die FSK-Modulations-Interferenzsignal-Extraktionseinheiten 313 aus. Auf der Grundlage des gehaltenen Frequenzmusters gibt die Extraktionssteuerungseinheit 303 jeder FSK-Modulations-Interferenzsignal-Extraktionseinheit 313 bestimmte Ziel-Interferenzsignale an, die extrahiert werden sollen. Die FSK-Modulations-Interferenzsignal-Extraktionseinheiten 313 extrahieren Interferenzsignale, die von der Extraktionssteuerungseinheit 303 vorgegebene Frequenzkomponenten sind. Wie oben beschrieben, handelt es sich bei der inversen STBC-Modulaiton 241 und der Interferenz-Extraktionseinheit um eine Interferenz-Extraktionseinheit, die an den Abschnitten der bekannten Sequenz 11 der STBC-codierten und FSK-modulierten Empfangssignale eine Verarbeitung der inversen Modulation durchführt, die erhaltenen Kanalschätzwerte frequenzmäßig umsetzt und dann Gleichstromkomponenten entfernt und Interferenzsignale auf der Grundlage des Frequenzmusters extrahiert.
In der zweiten Ausführungsform führt die Empfangsvorrichtung 200b eine direkte Frequenzumwandlung der Empfangssignale durch, um eine Vielzahl von Frequenzkomponenten zu beobachten, die sich aus dem Multiplexen von FSK-Symbolen mit unterschiedlichen Frequenzen von den verschiedenen Übertragungsantennen 117-0 und 117-1 ergeben, so dass die Bereiche für die Extraktion von Interferenzsignalen nachteilig eingeengt werden. Im Gegensatz dazu kann die Empfangsvorrichtung 200c gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine einzelne Frequenzkomponente für ein Nutzsignalzum Zeitpunkt der Frequenzumwandlung durch Anwendung der inversen STBC-Modulation extrahieren und die Verengung von Interferenzsignal-Extraktionsbereichen vermeiden.
Wie in der ersten Ausführungsform kann die Empfangsvorrichtung 200c Frequenzkomponenten von verzögerten Wellen effizient extrahieren, indem es die Leckmengen von FSK-Symbolen, die mit Verzögerung ankommen, auf der Grundlage der bekannten Sequenz 11 schätzt und die geschätzten Leckmengen als verzögerte Welleninformationen verwendet.
Die Hardware-Konfiguration der Empfangsvorrichtung 200c ist die gleiche wie die Hardware-Konfiguration der Empfangsvorrichtung 200 der ersten Ausführungsform.
Fünfte Ausführungsform.
In der ersten bis vierten Ausführungsform berechnet die Empfangsvorrichtung komplexe Gewichtungen in der bekannten Sequenz 11 und führt eine Multiplikation mit den ermittelten komplexen Gewichtungen und eine Kombinationsverarbeitung an den Datenabschnitten durch, die die Abschnitte der Datensequenz 12 sind. Das bedeutet, dass keine geeigneten komplexen Gewichtungen verwendet werden, wenn sich die Ankunftswinkel oder Ähnliches von verzögerten Wellen, Störwellen usw. innerhalb eines Rahmens ändern, was zu einer Verschlechterung der Demodulationsleistung führt. Daher wird in der vorliegenden Ausführungsform ein Verfahren beschrieben, das es einer Empfangsvorrichtung ermöglicht, geeignete komplexe Gewichtungen zu berechnen, selbst wenn sich die Bedingungen für verzögerte Wellen, Störwellen usw. innerhalb eines Rahmens ändern. Insbesondere führt die Empfangsvorrichtung die Interferenzsignal-Extraktionsverarbeitung auch an Datenabschnitten durch und berechnet komplexe Gewichtungen, die den Bedingungen verzögerter Wellen, Störwellen usw. in den Datenabschnitten entsprechen.
19 ist ein erstes Blockdiagramm, das eine Beispielkonfiguration einer Empfangsvorrichtung 200d gemäß einer fünften Ausführungsform zeigt. Die Empfangsvorrichtung 200d umfasst die Empfangsantennen 201-0 und 201-1, einen Demodulator 210d und die Steuerungseinheit 270. Der Demodulator 210d unterscheidet sich von dem Demodulator 210 in 4 dadurch, dass die FSK-Modulations-kompatible Interferenz-Extraktionseinheit 212 und der Likelihood-Rechner 216 entfernt wurden und ein Arbeitsspeicher 251, ein Likelihood-Rechner 252, eine Nutzsignalfrequenz-Bestimmungseinheit 253 und eine FSK-Modulations-kompatible Interferenz-Extraktionseinheit 254 hinzugefügt wurden. Die FSK-Modulations-kompatible Interferenz-Extraktionseinheit 254 verwendet Likelihood-Informationen, d. h. eine Likelihood-Sequenz, die einmal durch die Verarbeitung des FSK-Demodulators 215 und des Likelihood-Rechners 252 in einem Datenabschnitt erhalten wurde.
Der Likelihood-Rechner 252 führt dieselbe Berechnung durch wie der Likelihood-Rechner 216 der ersten Ausführungsform, gibt jedoch eine berechnete Likelihood-Sequenz, d. h. eine Likelihood-Information, an die Nutzsignalfrequenz-Bestimmungseinheit 253 sowie an den Deinterleaver 217 aus. Auf der Grundlage der vom Likelihood-Rechner 252 gewonnenen Likelihood-Informationen bestimmt die Nutzsignalfrequenz-Bestimmungseinheit 253 die Frequenzen, die vermutlich ein Nutzsignal sind. Die Nutzsignalfrequenz-Bestimmungseinheit 253 gibt Informationen über die ermittelten Nutzsignalfrequenzen an die FSK-Modulations-kompatible Interferenz-Extraktionseinheit 254 aus. Die FSK-Modulations-kompatible Interferenz-Extraktionseinheit 254 hat die gleiche Konfiguration wie die FSK-Modulations-kompatible Interferenz-Extraktionseinheit 212. In der FSK-Modulations-kompatible Interferenz-Extraktionseinheit 254 gibt die Extraktionssteuerungseinheit 303 auf der Grundlage der von der Nutzsignalfrequenz-Bestimmungseinheit 253 erhaltenen Nutzsignalfrequenzinformationen jeder FSK-Modulations-Interferenzsignal-Extraktionseinheit 302 ein bestimmtes Ziel-Interferenzsignal an, das in jedem FSK-Symbol zu extrahieren ist. Auf der Grundlage der Interferenzsignale, die von der FSK-Modulations-kompatible Interferenz-Extraktionseinheit 254 gewonnen werden, berechnet der komplexe Gewichtungsrechner 213 komplexe Gewichtungen, die den beiden Empfangssignalleitungen entsprechen. In der Empfangsvorrichtung 200d werden die Interferenzsignalextraktion und die Berechnung der komplexen Gewichtung erneut auf der Grundlage der vom Likelihood-Rechner 252 ausgegebenen Likelihoodinformationen durchgeführt. Bei der Multiplikation der Empfangssignale mit den komplexen Gewichtungen liest die Einheit zur Multiplikation und Kombination komplexer Gewichtungen 214 die entsprechenden Empfangssignale aus dem Arbeitsspeicher 251. Da die komplexen Gewichtungen, die den Zieldatenabschnitten entsprechen, vom komplexen Gewichtungsrechner 213 berechnet werden, kann die Einheit zur Multiplikation und Kombination komplexer Gewichtungen 214 verzögerte Wellen, Störwellen usw. angemessener reduzieren.
Im obigen Beispiel wird eine Likelihood-Sequenz verwendet, um die gewünschten Signalfrequenzen zu bestimmen, was keine Einschränkung darstellt. So können beispielsweise Vergleiche der Leistungswerte einzelner Frequenzen mit einem Schwellenwert durchgeführt werden, um die Nutzsignalfrequenzen zu ermitteln.
20 ist ein zweites Blockdiagramm, das eine Beispielkonfiguration einer Empfangsvorrichtung 200e gemäß der fünften Ausführungsform zeigt. Die Empfangsvorrichtung 200e umfasst die Empfangsantennen 201-0 und 201-1, einen Demodulator 210e und die Steuerungseinheit 270. Der Demodulator 210e unterscheidet sich von dem Demodulator 210 in 4 dadurch, dass die FSK-Modulations-kompatible Interferenz-Extraktionseinheit 212 und der Fehlerkorrektur-Decodierer 218 entfernt und der Arbeitsspeicher 251, die Nutzsignalfrequenz-Bestimmungseinheit 253, die FSK-Modulations-kompatible Interferenz-Extraktionseinheit 254, ein Fehlerkorrektur-Decodierer 261, ein Recodierer 262 und ein Interleaver 263 hinzugefügt wurden. Die FSK-Modulations-kompatible Interferenz-Extraktionseinheit 254 verwendet Informationen über eine Empfangsbitsequenz, die eine fehlerkorrigierte Sequenz ist, die einmal durch die Verarbeitung des FSK-Demodulators 215, des Likelihood-Rechners 216, des Deinterleavers 217 und des Fehlerkorrektur-Decodierers 261 in einem Datenabschnitt erhalten wurde.
Insbesondere gibt der Fehlerkorrektur-Decodierer 261 an den Redecodierer 262 eine Empfangsbitsequenz aus, die eine erhaltene fehlerkorrigierte Sequenz ist. Der Recodierer 262 führt eine Recodierung, d. h. die gleiche Fehlerkorrektur-Codierung wie der Fehlerkorrektur-Codierer 112 der Übertragungsvorrichtung 100 an der Empfangsbitsequenz durch, die die fehlerkorrigierte Sequenz ist. Wie der Interleaver 113 der Übertragungsvorrichtung 100 ändert der Interleaver 263 für die vom Recodierer 262 erhaltene codierte Bitsequenz die Reihenfolge der Bits, die die codierte Bitsequenz definieren, und gibt die Bitsequenz mit der geänderten Reihenfolge an die Nutzsignalfrequenz-Bestimmungseinheit 253 aus. Der anschließende Betrieb ist dieselbe wie bei der in 19 dargestellten Empfangsvorrichtung 200d. Wenn der Fehlerkorrektur-Decodierer 261 der Empfangsvorrichtung 200e eine Empfangsbitsequenz und eine Paritätsbit-Likelihood-Sequenz gleichzeitig erhalten kann, ist eine erneute Codierung nicht erforderlich, und die Frequenzen können aus der Wahrscheinlichkeit von Bits bestimmt werden, die FSK-modulierte Symbole zum Zeitpunkt der Übertragung bilden.
Wie oben beschrieben, bestimmt in der Empfangsvorrichtung 200d oder der Empfangsvorrichtung 200e die Nutzsignalfrequenz-Bestimmungseinheit 253 die Nutzsignalfrequenzen im Abschnitt der Datensequenz 12 eines Signals, das aus einem durch Demodulation eines FSK-modulierten Signals erhaltenen Signal oder einem durch Decodierungsfehlerkorrektur erhaltenen Signal gewonnen wurde. Die FSK-Modulations-kompatible Interferenz-Extraktionseinheit 254 ist eine Interferenz-Extraktionseinheit,, die auf der Grundlage der von der Nutzsignalfrequenz-Bestimmungseinheit 253 ermittelten Nutzsignalfrequenzen im Abschnitt der Datensequenz 12 Interferenzsignale aus den Abschnitten der Datensequenz 12 extrahiert. Der komplexe Gewichtungsrechner 213 berechnet komplexe Gewichtungen auf der Grundlage der Interferenzsignale in den Abschnitten der Datensequenz 12, die von der FSK-Modulations-kompatible Interferenz-Extraktionseinheit 254 extrahiert wurden. Die Einheit zur Multiplikation und Kombination komplexer Gewichtungen 214 multipliziert die Abschnitte der Datensequenz 12 aus der Vielzahl der Empfangssignale mit den entsprechenden komplexen Gewichtungen und kombiniert die mit den komplexen Gewichtungen multiplizierten Empfangssignale.
Die vorliegende Ausführungsform ist nicht auf die oben genannten Beispiele beschränkt, und es sind verschiedene Kombinationen möglich. Die vorliegende Ausführungsform ist beispielsweise auch auf die in den 8 und 9 dargestellte Empfangsvorrichtung 200a anwendbar. Die Empfangsvorrichtung kann das Vorhandensein von verzögerten Wellen in FSK-Symbolen in Präambelabschnitten schätzen und anhand der Ergebnisse eine Interferenzsignalextraktion nur an verzögerten Wellenkomponenten in Datenabschnitten durchführen.
Die Hardware-Konfigurationen der Empfangsvorrichtungen 200d und 200e entsprechen der Hardware-Konfiguration der Empfangsvorrichtung 200 der ersten Ausführungsform.
Wie oben beschrieben, führen die Empfangsvorrichtung 200d und die Empfangsvorrichtung 200e gemäß der vorliegenden Ausführungsform an Abschnitten der Datensequenz 12 auch die Verarbeitung von Interferenzsignalen, die Berechnung komplexer Gewichtungen und die Multiplikation von Empfangssignalen mit den komplexen Gewichtungen sowie die Kombination der Empfangssignale durch. Folglich können die Empfangsvorrichtung 200d und die Empfangsvorrichtung 200e selbst dann, wenn sich die Ankunftswinkel oder dergleichen von verzögerten Wellen, Störwellen usw. innerhalb eines Rahmens ändern, Interferenzsignale genau extrahieren und geeignete komplexe Gewichtungen berechnen, wodurch eine Verschlechterung der Demodulationsleistung in der Datensequenz 12 verhindert wird.
Die in den obigen Ausführungsformen beschriebenen Konfigurationen stellen ein Beispiel dar und können mit anderen bekannten Techniken kombiniert werden. Die Ausführungsformen können miteinander kombiniert werden. Die Konfigurationen können teilweise weggelassen oder geändert werden, ohne vom Kerngedanken abzuweichen.
BEZUGSZEICHENLISTE
100, 100b Übertragungsvorrichtung; 110, 110b Modulator; 111 Informationsbitsequenz-Erzeugungseinheit; 112 Fehlerkorrektur-Codierer; 113, 263 Interleaver; 114 Einheit zur Erzeugung bekannter Sequenzen; 115 Multiplexer; 116 FSK-Modulator; 117, 117-0, 117-1 Übertragungsantenne; 121 STBC-Codierer; 130, 270 Steuerungseinheit; 200, 200a, 200b, 200c, 200d, 200e Empfangsvorrichtung; 201-0, 201-1 Empfangsantenne; 210, 210a, 210b, 210c, 210d, 210e Demodulator; 211 Zeitfrequenz-Zeitpunkt-Detektor; 212, 221, 222, 254 FSK-Modulations-kompatible Interferenz-Extraktionseinheit; 213, 223, 224 komplexer Gewichtungsrechner; 214, 226 Einheit zur Multiplikation und Kombination komplexer Gewichtungen; 215 FSK-Demodulator; 216, 252 Likelihood-Rechner; 217 Deinterleaver; 218, 261 Fehlerkorrektur-Decodierer; 225 Einheit zur Bestimmung und Auswahl der komplexen Gewichtung; 227 Ergebnisbestimmungseinheit für die mehrfach komplexe Gewichtung; 231 STBC-FSK-Modulations-kompatible Interferenz-Extraktionseinheit; 232 STBC-Decodierer; 241 inverse STBC-Modulation und Interferenz-Extraktionseinheit,; 251 Arbeitsspeicher; 253 Nutzsignalfrequenz-Bestimmungseinheit; 262 Recodierer; 301 Frequenzwandler; 302, 313 FSK-Modulations-Interferenzsignal-Extraktionseinheit; 303 Extraktionssteuerungseinheit; 311 inverser STBC-Modulator; 312 Frequenzumwandlungs- und Gleichstromkomponenten-Entfernungseinheit.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 6526348 [0004]

Claims

Empfangsvorrichtung zum Empfangen eines durch ein Frequenzmodulationsschema modulierten Signals unter Verwendung einer Vielzahl von Empfangsantennen, wobei die Empfangsvorrichtung umfasst: eine Interferenz-Extraktionseinheit, um aus einer Vielzahl von Empfangssignalen, die von der Vielzahl von Empfangsantennen empfangen werden, Interferenzsignale zu extrahieren, bei denen es sich um andere Frequenzkomponenten als die Frequenzkomponenten der Nutzsignale handelt, auf die sich die Leistung konzentriert; einen komplexen Gewichtungsrechner, um eine komplexe Gewichtung jedes Empfangssignals auf der Grundlage der gleichen Anzahl von Interferenzsignalen wie der Anzahl der Empfangsantennen zu berechnen; und eine Einheit zur Multiplikation und Kombination komplexer Gewichtungen, um jedes der mehreren Empfangssignale mit der entsprechenden komplexen Gewichtung zu multiplizieren und die mit den komplexen Gewichtungen multiplizierten Empfangssignale zu kombinieren.
Empfangsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Interferenz-Extraktionseinheit die Interferenzsignale auf der Grundlage eines Frequenzmusters der in den Empfangssignalen enthaltenen Nutzsignale einer bekannten Sequenz extrahiert.
Empfangsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Empfangsvorrichtung eine Vielzahl von Interferenz-Extraktionseinheiten und eine Vielzahl der komplexen Gewichtungsrechner umfasst, die mehreren Interferenz-Extraktionseinheiten die Interferenzsignale extrahieren, die Frequenzkomponenten in verschiedenen Bereichen sind, die mehreren komplexen Gewichtungsrechner einzeln mit verschiedenen der Interferenz-Extraktionseinheiten verbunden sind und die komplexen Gewichtungen auf der Grundlage der von den verbundenen Interferenz-Extraktionseinheiten extrahierten Interferenzsignale berechnen, und die Empfangsvorrichtung umfasst ferner eine Einheit zur Bestimmung und Auswahl der komplexen Gewichtung, um eine jedem Empfangssignal entsprechende komplexe Gewichtung aus einer Vielzahl der von der Vielzahl der komplexen Gewichtungen berechneten komplexen Gewichtungen auszuwählen, und gibt die ausgewählten komplexen Gewichtungen an die Einheit zur Multiplikation und Kombination komplexer Gewichtungen aus.
Empfangsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei mindestens eine der mehreren Interferenz-Extraktionseinheiten die Interferenzsignale extrahiert, die Frequenzkomponenten sind, die verzögerten Wellen entsprechen, auf der Grundlage des Frequenzmusters.
Empfangsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die Interferenz-Extraktionseinheit an bekannten Sequenzabschnitten der Empfangssignale, die in Raum-Zeit-Blöcken kodiert und mit dem Frequenzmodulationsschema moduliert wurden, eine inverse Modulationsverarbeitung der Raum-Zeit-Blockkodierung durchführt, die erhaltenen Kanalschätzwerte frequenzmäßig umsetzt und dann die Gleichstromkomponenten entfernt und die Interferenzsignale auf der Grundlage des Frequenzmusters extrahiert.
Empfangsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, umfassend eine Nutzsignalfrequenz-Bestimmungseinheit, um die Frequenzen eines Nutzsignals in einem Datenabschnitt eines Signals zu bestimmen, das aus einem Signal, das durch Demodulation des mit dem Frequenzmodulationsschema modulierten Signals erhalten wurde, oder einem Signal, das durch Decodierung der Fehlerkorrektur erhalten wurde, erhalten wurde, wobei die Interferenz-Extraktionseinheit die Interferenzsignale aus den Datenabschnitten auf der Grundlage der von der Nutzsignalfrequenz-Bestimmungseinheit ermittelten Frequenzen des Nutzsignals im Datenabschnitt extrahiert, der komplexe Gewichtungsrechner die komplexen Gewichtungen auf der Grundlage der von der Interferenz-Extraktionseinheit extrahierten Interferenzsignale in den Datenabschnitten berechnet, und die Einheit zur Multiplikation und Kombination komplexer Gewichtungen die Datenabschnitte der Vielzahl von Empfangssignalen mit den entsprechenden komplexen Gewichtungen multipliziert und die mit den komplexen Gewichtungen multiplizierten Empfangssignale kombiniert.
Übertragungsvorrichtung, umfassend: eine Einheit zur Erzeugung bekannter Sequenzen, um eine bekannte Sequenz zu erzeugen, die mit einer Datensequenz gemultiplext werden soll; einen Multiplexer zum Multiplexen der Datensequenz und der bekannten Sequenz; und einen Modulator zum Modulieren eines Signals, in das die Datensequenz und die bekannte Sequenz gemultiplext werden, durch ein Frequenzmodulationsschema, wobei die Einheit zur Erzeugung bekannten Sequenz die bekannte Sequenz erzeugt, in der zeitlich nebeneinander liegende Symbole nach der Modulation durch das Frequenzmodulationsschema in der Frequenz, in der die Leistung konzentriert ist, nicht übereinstimmen.
Übertragungsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Einheit zur Erzeugung bekannter Sequenzen die bekannte Sequenz erzeugt, so dass die Leistung auf bestimmte Frequenzen konzentriert wird, wenn von einer Vielzahl von Übertragungsantennen gesendete Signale bei einer Empfangsvorrichtung überlagert werden.
Übertragungsvorrichtung nach Anspruch 8, umfassend einen Raum-Zeit-Blockkodierer zum Kodieren des Signals, das durch das Frequenzmodulationsschema moduliert wurde, unter Verwendung eines Raum-Zeit-Blockcodes, wobei die Einheit zur Erzeugung bekannter Sequenzen die bekannte Sequenz erzeugt, in der zeitlich nebeneinander liegende Symbole oder Blöcke nach der Kodierung unter Verwendung des Raum-Zeit-Blockcodes in der Frequenz, in der sich die Leistung konzentriert, nicht übereinstimmen.
Steuerschaltung zur Steuerung einer Empfangsvorrichtung zum Empfangen eines durch ein Frequenzmodulationsschema modulierten Signals unter Verwendung einer Vielzahl von Empfangsantennen, wobei die Steuerschaltung die Empfangsvorrichtung veranlasst, auszuführen: Extrahieren, aus einer Vielzahl von Empfangssignalen, die von der Vielzahl von Empfangsantennen empfangen werden, von Interferenzsignalen, bei denen es sich um andere Frequenzkomponenten als die Frequenzkomponenten von Nutzsignalen handelt, auf die sich die Leistung konzentriert; Berechnen einer komplexen Gewichtung jedes Empfangssignals auf der Grundlage der gleichen Anzahl von Interferenzsignalen wie die Anzahl der Empfangsantennen; und Multiplizieren jedes der mehreren Empfangssignale mit der entsprechenden komplexen Gewichtung und Kombinieren der mit den komplexen Gewichtungen multiplizierten Empfangssignale.
Steuerschaltung zur Steuerung einer Übertragungsvorrichtung, wobei die Steuerschaltung die Übertragungsvorrichtung veranlasst, auszuführen: Erzeugen einer bekannten Sequenz, die mit einer Datensequenz gemultiplext werden soll; Multiplexen der Datensequenz und der bekannten Sequenz; und Modulieren eines Signals durch ein Frequenzmodulationsschema, in das die Datensequenz und die bekannte Sequenz gemultiplext werden, wobei die Steuerschaltung die Übertragungsvorrichtung veranlasst, die bekannte Sequenz zu erzeugen, in der zeitlich nebeneinander liegende Symbole nach der Modulation durch das Frequenzmodulationsschema in der Frequenz, in der die Leistung konzentriert ist, nicht übereinstimmen.
Speichermedium, das ein Programm zur Steuerung einer Empfangsvorrichtung zum Empfangen eines durch ein Frequenzmodulationsschema modulierten Signals unter Verwendung einer Vielzahl von Empfangsantennen speichert, wobei das Programm die Empfangsvorrichtung veranlasst, auszuführen: Extrahieren, aus einer Vielzahl von Empfangssignalen, die von der Vielzahl von Empfangsantennen empfangen werden, von Interferenzsignalen, bei denen es sich um andere Frequenzkomponenten als die Frequenzkomponenten von Nutzsignalen handelt, auf die sich die Leistung konzentriert; Berechnen einer komplexen Gewichtung jedes Empfangssignals auf der Grundlage der gleichen Anzahl von Interferenzsignalen wie die Anzahl der Empfangsantennen; und Multiplizieren jedes der mehreren Empfangssignale mit der entsprechenden komplexen Gewichtung und Kombinieren der mit den komplexen Gewichtungen multiplizierten Empfangssignale.
Speichermedium, das ein Programm zur Steuerung einer Übertragungsvorrichtung speichert, wobei das Programm die Übertragungsvorrichtung veranlasst, auszuführen: Erzeugen einer bekannten Sequenz, die mit einer Datensequenz gemultiplext werden soll; Multiplexen der Datensequenz und der bekannten Sequenz; und Modulieren eines Signals durch ein Frequenzmodulationsschema, in das die Datensequenz und die bekannte Sequenz gemultiplext werden, wobei das Programm die Übertragungsvorrichtung veranlasst, die bekannte Sequenz zu erzeugen, in der zeitlich nebeneinander liegende Symbole nach dem Modulieren durch das Frequenzmodulationsschema in der Frequenz, in der die Leistung konzentriert ist, nicht übereinstimmen.
Empfangsverfahren für eine Empfangsvorrichtung zum Empfangen eines durch ein Frequenzmodulationsschema modulierten Signals unter Verwendung einer Vielzahl von Empfangsantennen, wobei das Empfangsverfahren umfasst: einen ersten Schritt, in dem eine Interferenz-Extraktionseinheit aus einer Vielzahl von Empfangssignalen, die von der Vielzahl von Empfangsantennen empfangen werden, Interferenzsignale extrahiert, die andere Frequenzkomponenten als die Frequenzkomponenten der Nutzsignale sind, auf die sich die Leistung konzentriert; einen zweiten Schritt, in dem ein komplexer Gewichtungsrechner eine komplexe Gewichtung jedes Empfangssignals auf der Grundlage der gleichen Anzahl von Interferenzsignalen wie der Anzahl der Empfangsantennen berechnet; und einen dritten Schritt, in dem eine Einheit zur Multiplikation und Kombination komplexer Gewichtungen jedes der mehreren Empfangssignale mit den entsprechenden komplexen Gewichtungen multipliziert und die mit den komplexen Gewichtungen multiplizierten Empfangssignale kombiniert.
Übertragungsverfahren, umfassend: einen ersten Schritt, in dem eine Einheit zur Erzeugung bekannter Sequenzen eine bekannte Sequenz erzeugt, die mit einer Datensequenz gemultiplext werden soll; einen zweiten Schritt, in dem ein Multiplexer die Datensequenz und die bekannte Sequenz multiplext; und einen dritten Schritt, in dem ein Modulator durch ein Frequenzmodulationsschema ein Signal moduliert, in das die Datensequenz und die bekannte Sequenz gemultiplext werden, wobei die Einheit zur Erzeugung bekannter Sequenzen im ersten Schritt die bekannte Sequenz erzeugt, in der zeitlich nebeneinander liegende Symbole nach der Modulation durch das Frequenzmodulationsschema in der Frequenz, in der sich die Leistung konzentriert, nicht übereinstimmen.