DE60018325T2

DE60018325T2 - Mehrträgerempfänger mit Erfassung der Konstellationsgrösse

Info

Publication number: DE60018325T2
Application number: DE2000618325
Authority: DE
Inventors: Hiroaki Yokohama-shi Sudo
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 1999-05-12
Filing date: 2000-05-11
Publication date: 2005-07-21
Anticipated expiration: 2020-05-12
Also published as: JP3779092B2; US6879626B1; EP1052821A3; KR100341189B1; CN1144404C; KR20010007063A; EP1052821B1; CN1274214A; EP1052821A2; JP2000324081A; DE60018325D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Erfindungsgebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sende-/Empfangs-Vorrichtung und ein Modulationssystem-Schätzverfahren und besonders eine Sende-/Empfangs-Vorrichtung, die ein Modulationssystem und ein Modulationssystem-Schätzverfahren darin in einer Mobilkommunikation mit einer Vielzahl von Trägerwellen adaptiv verändert.
Beschreibung des Standes der Technik
Herkömmliche Sende-/Empfangs-Vorrichtungen, die ein Modulationssystem adaptiv verändern, werden z.B. in den ungeprüften japanischen Patentveröffentlichungen HEI9-186635 und HEI10 247955 offenbart.
Die allgemeine Arbeitsweise der herkömmlichen Sende-/Empfangs-Vorrichtungen wird nachstehend mithilfe von 1 erklärt. 1 ist ein Teilblackschaltbild, das eine schematische Konfiguration einer herkömmlichen Sende-/Empfangs-Vorrichtung veranschaulicht. Hierin ist angenommen, dass zwei Arten zu benutzender Modulationssysteme gewechselt werden, und dass das Wechseln der Modulationssysteme basierend auf Kanalqualitätsinformation, die aus einem empfangenen Signal geschätzt wird, durchgeführt wird.
In 1 schaltet ein Selektor 11 Sendedaten und Information, um eine Kommunikationspartnerstation über ein Modulationssystem, das diese Vorrichtung benutzt (nachstehend als Modulationssysteminformation bezeichnet), zu informieren, um sie selektiv an einen Modulator 12 auszugeben.
Der Modulator 12 bestimmt das Modulationssystem basierend auf einer Kanalqualität eines empfangenen Signals, die in einem später beschriebenen Kanalqualitätsschätzer 18 geschätzt wird, und moduliert die Sendedaten und Modulationssysteminformation entsprechend dem Modulationssystem. Nämlich, wenn die Kanalqualität besser wird, ist es möglich, eine Mehrwert-Modulation mit einer größeren Zahl von Bits pro Symbol zu verwenden, um die Modulation durchzuführen.
Ein IFFT-Prozessor 13 führt eine inverse schnelle Fourier-Transformations- (IFFT) Verarbei tung auf den modulierten Sendedaten und der modulierten Modulationssysteminformation durch. Ein Sendeprozessor 14 führt eine Sendeverarbeitung auf den IFFT-verarbeiteten Sendedaten und der IFFT-verarbeiteten Modulationssysteminformation durch, um ein Sendesignal auszugeben.
Ein Empfangsprozessor 15 fürhrt eine Empfangsverarbeitung auf einem empfangenen Signal durch. Ein FFT-Prozessor 16 führt eine schnelle Fourier-Transformationsverarbeitung auf dem empfangsverarbeiteten empfangenen Signal durch. Ein Demodulator 17 demoduliert das FFT-verarbeitete empfangene Signal.
Ein Kanalqualitätsschätzer 18 schätzt eine Kanalqualität aus dem demodulierten empfangenen Signal. Ein Selektor 19 trennt das demodulierte empfangene Signal in Daten und Modulationssysteminformation und gibt die Daten an eine erste Entscheidungseinrichtung 20 und eine zweite Entscheidungseinrichtung 21 aus und gibt weiter die Moduiationssysteminformation an einen Selektor 22 aus.
Die erste Entscheidungseinrichtung 20 trifft eine Entscheidung auf einem empfangenen Signal entsprechend dem ersten Modulationssystem unter der Annahme, dass das empfangene Signal mit dem ersten Modulationssystem moduliert ist. Die zweite Entscheidungseinrichtung 21 trifft eine Entscheidung auf dem empfangenen Signal entsprechend dem zweiten Modulationssystem unter der Annahme, dass das empfangene Signal mit dem zweiten Modulationssystem moduliert ist. Der Selektor 22 wählt entweder einen Ausgang der ersten Entscheidungsrichtung 20 oder der zweiten Entscheidungseinrichtung 21 basierend auf der Modulationssysteminformation aus, um ihn als ein demoduliertes Signal auszugeben.
Die herkömmliche Sende-/Empfangs-Vorrichtung, die das Modulationssystem adaptiv verändert, sendet daher die Modulationssysteminformation zusammen mit den Sendedaten an die Kommunikationspartnerstation. Da die Empfangsstation das zu verwendende Modulationssystem erkennen kann, um die Entscheidung zu treffen, kann die Station daher genaue demodulierte Signale erhalten, wenn das zum Zeitpunkt des Sendens angewandte Modulationssystem adaptiv verändert wird.
Da es bei der herkömmlichen Sende-/Empfangs-Vorrichtung erforderlich ist, die Modulationssysteminformation neben den Sendedaten zu übertragen, verschlechtert sich der Übertragungswirkungsgrad.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Sende-/Empfangs-Vorrichtung und ein Modulationssystem-Schätzverfahren bereitzustellen, die imstande sind, den Übertragungswirkungsgrad in einer Mehrträger-Funkkommunikation mit adaptiv veränderten Modulationssystemen zu verbessern.
Um die obige Aufgabe zu erfüllen, wird bei der vorliegenden Erfindung eine Amplitude in der Mehrwert-Modulation mit den wenigsten Bits pro Symbol als eine Referenzamplitude aus einer Vielzahl von selektiv benutzten Modulationssystemen festgelegt, und basierend auf einer Differenz zwischen der Amplitude des empfangenen Signals und der Referenzamplitude wird das Modulationssystem, das auf dem empfangenen Signal zur Zeit des Sendens des Signals benutzt wird, automatisch bestimmt, um dadurch das Übertragen der Modulationssysteminformation unnötig zu machen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die obige und andere Aufgaben und Merkmale der Erfindung werden im Folgenden aus einer Betrachtung der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichungen, in denen ein Beispiel exemplarisch veranschaulicht wird, deutlicher werden. Inhalt der Zeichnungen:
1 ist ein Teilblockschaltbild, das eine schematische Konfiguration einer herkömmlichen Sende-/Empfangs-Vorrichtung veranschaulicht.
2 ist ein Teilblockschaltbild, das eine schematische Konfiguration einer Sende-/Empfangs-Vorrichtung nach einer ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung veranschaulicht
3 ist ein Teilblockschaltbild, das eine schematische Konfiguration eines Modulationssystemschätzers der Sende-/Empfangs-Vorrichtung nach der ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
4 ist eine Grafik, die Symbolpunkte auf einer 1-Q-Ebene in QPSK und 16QAM zeigt
5 ist eine Grafik, die ein Beispiel einer Wahrscheinlichkeitsverteilung von Werten zeigt, die als eine Differenz zwischen einem Amplitudenwert eines empfangenen Signals und einem Referenzamplitudenwert erreichbar sind.
6 ist ein Teilblockschaftbild, das eine schematische Konfiguration eines Modulationssystemschätzers einer Sende-/Empfangs-Vorrichtung nach einer zweiten Ausführung der vorlie genden Erfindung veranschaulicht.
7 ist ein Teilblockschaltbild, das eine schematische Konfiguration eines Modulationssystemschätzers einer Sende-/Empfangs-Vorrichtung nach einer dritten Ausführung der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
8 ist ein Teilblockschaftbild, das eine schematische Konfiguration eines Modulationssystemschätzers einer Sende-/Empfangs-Vorrichtung nach einer vierten Ausführung der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
9 ist ein Teilblockschaftbild, das eine schematische Konfiguration eines Modulationssystemschätzers einer Sende-/Empfangs-Vorrichtung nach einer fünften Ausführung der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
10 ist ein Teilblockschaltbild, das eine schematische Konfiguration eines Modulationssystemschätzers einer Sende-/Empfangs-Vorrichtung nach einer sechsten Ausführung der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGEN
Ausführungen der vorliegenden Erfindung werden unten mit Verweis auf die begleitenden Zeichnungen im Einzelnen beschrieben. Außerdem wird in jeder der folgenden Ausführungen angenommen, dass zwei Arten zu verwendender Modulationssysteme gewechselt werden, und dass das Wechseln der Modulationssysteme basierend auf aus einem empfangenen Signal geschätzter Kanalqualitätsinformation durchgeführt wird.
(Erste Ausführung)
Eine Sende-/Empfangs-Vorrichtung nach dieser Ausführung bestimmt selbständig ein Modulationssystem, das auf ein empfangenes Signal zur Zeit des Sendens des Signals angewandt wird, basierend auf einer Amplitude des empfangenen Signals, ohne Modulationssysteminformation von einer Kommunikationspartnerstation zu benötigen, wenn die Kommunikationspartnerstation zwei Arten von Mehrwert-Modulationen (hier z.B. QPSK und 16QAM) mit unterschiedlichen Zahlen von Bits pro Symbol selektiv verwendet.
Die Sende-/Empfangs-Vorrichtung nach dieser Ausführung wird im Folgenden mit Verweis auf 2 bis 5 erklärt. 2 ist ein Teilblockschaltbild, das eine schematische Konfiguration der Sende-/Empfangs-Vorrichtung nach der ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. 3 ist ein Teilblockschaftbild, das eine schematische Konfiguration eines Modulationssystemschätzers der Sende-/Empfangs-Vorrichtung nach der ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung veranschaulicht 4 ist eine Grafik, die Symbolpunkte auf einer 1-Q-Ebene in QPSK und 16QAM zeigt. 5 ist eine Grafik, die ein Beispiel einer Wahrscheinlichkeitsverteilung von Werten zeigt, die als eine Differenz zwischen einem Amplitudenwert eines empfangenen Signals und einem Referenzamplitudenwert erreichbar sind.
In 2 bestimmt ein Modulator 101 das Modulationssystem basierend auf einer Kanalqualität eines empfangenen Signals, die in einem später beschriebenen Kanalqualitätsschätzer 107 geschätzt wird, und moduliert Sendedaten entsprechend dem Modulationssystem. Hierin benutzt, wenn die Kanalqualität besser wird, die Vorrichtung eine Mehrwert-Modulation mit einer größeren Zahl von Bits pro Symbol, um die Modulation durchzuführen, um dadurch den Übertragungswirkungsgrad zu verbessern.
Ein IFFT-Prozessor 102 führt eine inverse schnelle Fourier-Transformatons- (IFFT) Verarbeitung auf den modulierten Sendedaten durch. Ein Sendeprozessor 102 führt eine Sendeverarbeitung auf den IFFT-verarbeiteten Sendedaten durch, um ein Sendesignal auszugeben.
Ein Empfangsprozessor 104 fürhrt eine Empfangsverarbeitung auf einem empfangenen Signal durch. Ein FFT-Prozessor 105 führt eine schnelle Fourier-Transformationsverarbeitung auf dem empfangsverarbeiteten empfangenen Signal durch. Ein Demodulator 106 demoduliert das FFT-verarbeitete empfangene Signal.
Ein Kanalqualitätsschätzer 107 schätzt eine Kanalqualität aus dem demodulierten empfangenen Signal. Außerdem sind als ein Verfahren des Schätzens der Kanalqualität aus einem demodulierten empfangenen Signal verschiedene Verfahren bereits vorgeschlagen worden, und die ausführliche Erklärung ist hier weggelassen.
Ein Modulationssystemschätzer 108 schätzt das Modulationssystem, das auf das empfangene Signal zur Zeit des Sendens des Signals angewandt wird, aus dem demodulierten empfangenen Signal. Dieses Detail wird später beschrieben.
Eine erste Entscheidungseinrichtung 109 trifft eine Entscheidung auf einem empfangenen Symbol entsprechend dem ersten Modulationssystem unter der Annahme, dass das empfangene Signal mit dem ersten Modulationssystem moduliert ist. Eine zweite Entscheidungseinrichtung 110 trifft eine Entscheidung auf einem empfangenen Symbol entsprechend dem zweiten Modulationssystem unter der Annahme, dass das empfangene Signal mit dem zwei ten Modulationssystem moduliert ist. Ein Selektor 111 wählt entweder einen Ausgang der ersten Entscheidungseinrichtung 109 oder der zweiten Entscheidungseinrichtung 110 basierend auf dem durch den Modulationssystemschätzer 108 geschätzten Modulationssystem aus.
Zum Beispiel sei angenommen, dass QPSK und 16QAM als zwei Arten von Modulationssystemen benutzt werden, und das erste Modulationssystem QPSK ist und das zweite Modulationssystem 16QAM ist. Wann das Modulationssystem als QPSK bestimmt wird, wird ein Ausgang der ersten Entscheidungseinrichtung 109 ausgewählt, und wenn das Modulationssystem als 16QAM bestimmt wird, wird ein Ausgang der zweiten Entscheidungseinrichtung 110 ausgewählt.
Eine Konfiguration des Modulationssystemschätzers 108 wird nun mit 3 beschrieben.
In 3 erfasst ein Absolutwert-Detektor 201 einen Absolutwert eines Amplitudenwertes des demodulierten empfangenen Signals. Ein Subtrahierer 202 subtrahiert einen Referenzamplitudenwert von dem erfassten Absolutwert und gewinnt eine Differenz zwischen dem Amplitudenwert des empfangenen Signals und dem Referenzamplitudenwert. Ein Absolutwert-Detektor 203 erfasst den Absolutwert der Amplitudendifferenz.
Ein Mittelwertbilder 204 mittelt die von dem Absolutwert-Detektor 203 ausgegebenen Absolutwerte von Amplitudendifferenzen über alle Unterträger. Außerdem kann es möglich sein, solche Absolutwerte über eine Vielzahl von Symbolen oder eine Vielzahl von Rahmen zu mitteln, um die Genauigkeit weiter zu verbessern.
Ein Subtrahierer 205 subtrahiert einen im Voraus gespeicherten Schwellenwert von dem Absolutwert der gemittelten Amplitudendifferenz. Eine Entscheidungseinrichtung 206 entscheidet, ob ein im Subtrahierer 205 erhaltener Wert positiv oder negativ ist, und entscheidet dadurch, ob der Absolutwert der gemittelften Amplitudendifferenz größer oder kleiner als der Schwellenwert ist. Eine weitere Entscheidungseinrichtung 206 gibt die Entscheidung als Modulationssysteminformation an einen Selektor 111 aus.
Als Nächstes wird die Arbeitsweise der Sende-/Empfangs-Vorrichtung mit der vorerwähnten Konfiguration erklärt.
Sendedaten werden im Modulator 101 moduliert, im IFFT-Prozessor 102 IFFT-verarbeitet, im Sendeprozessor 103 sendeverarbeitet und dann gesendet.
Ein empfangenes Signal wird im Empfangsprozessor 104 empfangsverarbeitet, im FFT-Prozessor 105 FFT-verarbeitet und dann im Demodulator 106 demoduliert.
Der Kanalqualitätsschätzer 107 schätzt eine Kanalqualität unter Verwendung des demodulierten empfangenen Signals und liefert die geschätzte Kanalqualität an den Modulator 101.
Der Modulationssystemschätzer 108 schätzt ein Modulationssystem unter Verwendung des demodulierten empfangenen Signals. Die Arbeitsweise des Modulationssystemschätzers 108 zum Schätzen eines Modulationssystems wird als Nächstes erklärt.
4 veranschaulicht Symbolpunkte, die QPSK und 16QAM in der 1-Q-Ebene entsprechen, in der Annahme, dass kein Rauschen vorhanden ist.
Es ist möglich, das in einer Sendestation benutzte Modulationssystem zu schätzen, indem ein Amplitudenwert in einem Modulationssystem mit der kleinsten Zahl von Bits pro Symbol unter Modulationssystemen mit einer Möglichkeit, auf der Seite der Sendestation benutzt zu werden, als ein Referenzamplitudenwert (hier ein Amplitudenwert in der QPSK) festgelegt und eine Differenz zwischen einem Amplitudenwert eines empfangenen Signals und dem Referenzamplitudenwert gewonnen wird. Mit anderen Worten, es ist möglich, zu entscheiden, dass eine Wahrscheinlichkeit, dass das empfangene Signal mit der QPSK moduliert ist, hoch ist, wenn die Differenz klein ist, und dass eine andere Wahrscheinlichkeit, dass das empfangene Signal mit der 16QAM moduliert ist, höher wird, wenn die Differenz näher an eine Länge r in 4 kommt.
5 ist eine Grafik, die ein Beispiel der Wahrscheinlichkeitsverteilung zeigt. Wie aus der Grafik zu sehen ist, ist die Wahrscheinlichkeit, dass die QPSK benutzt wird, die höchste, wenn der Absolutwert der Differenz zwischen dem Amplitudenwert des empfangenen Signals und dem Referenzamplitudenwert 0 ist, und die Wahrscheinlichkeit, dass die 16QAM benutzt wird, ist die höchste, wenn der Absolutwert einer solchen Differenz r ist.
Des Weiteren wird, wie in 5 gezeigt, wenn der Absolutwert der Differenz zwischen dem Amplitudenwert des empfangenen Signals und dem Referenzamplitudenwert größer als 0 ist, die Wahrscheinlichkeit der QPSK verringert, während die Wahrscheinlichkeit der 16QAM erhöht wird.
Folglich ist es möglich, zu schätzen, dass jedes Modulationssystem benutzt wird, indem ein vorbestimmter Schwellenwert zwischen 0 und r festgelegt und bestimmt wird, ob der Absolut wert der Differenz zwischen dem Amplitudenwert des empfangenen Signals und dem Referenzamplitudenwert größer oder kleiner als der Schwellenwert ist.
Dann erfasst der Absolutwert-Detektor 201 den Absolutwert des Amplitudenwertes des empfangenen Signals. Als Nächstes berechnet der Subtrahierer 202 die Differenz zwischen dem Amplitudenwert des empfangenen Signals und dem Referenzamplitudenwert. Der Absolutwert-Detektor 203 erfasst den Absolutwert der Differenz.
Der Mittelwertbilder 204 mittelt die Absolutwerte von erfassten Differenzen über alle Unterträger (oder über alle Unterträger und eine Vielzahl von Symbolen oder eine Vielzahl von Rahmen). Es ist daher möglich, die Genauigkeit der Modulationssystemschätzung durch Mitteln der berechneten Differenzwerte über alle Unterträger und Schätzen des Modulationssystems basierend auf dem Mittelwert der Differenzwerte zu verbessern.
Der Subtrahierer 205 subtrahiert einen vorbestimmten Schwellenwert (hier ein Wert, der größer als 0 und kleiner als r ist) von dem Absolutwert der gemittelten Differenzen und erlangt dadurch eine Differenz zwischen dem Absolutwert der gemittelten Differenz und dem vorbestimmten Schwellenwert.
Dann entscheidet die Entscheidungseinrichtung 206, ob eine berechnete Differenz positiv oder negativ ist, und stellt dadurch fest, ob der Absolutwert der gemittelten Differenz größer oder kleiner als der Schwellenwert ist. Diese Feststellung wird folglich die geschätzte Modulationssysteminformation.
Die Arbeitsweise wird wieder mithilfe von 2 erklärt. Die erste Entscheidungseinrichtung 109 trifft eine Entscheidung auf einem demodulierten empfangenen Signal unter der Annahme, dass das empfangene Signal mit dem ersten Modulationssystem moduliert ist. Die zweite Entscheidungseinrichtung 110 trifft eine Entscheidung auf dem demodulierten empfangenen Signal unter der Annahme, dass das empfangene Signal mit dem zweiten Modulationssystem moduliert ist.
Dann wählt basierend auf der von dem Modulationssystemschätzer 108 ausgegebenen Modulationssysteminformation der Selektor 111 entweder das bestimmte Ergebnis der ersten Entscheidungseinrichtung 109 oder der zweiten Entscheidungseinrichtung 110 aus, um ein demoduliertes Signal auszugeben.
Wie oben beschrieben kann nach dieser Ausführung in dem Fall, wo eine Kommunikations partnerstation das Modulationssystem adaptiv verändert, die Sende-/Empfangs-Vorrichtung das Modulationssystem eines empfangenen Signals basierend auf einem Amplitudenwert des empfangenen Signals autonom bestimmen. Da es nach dieser Ausführung nicht erforderlich ist, dass eine Sendestationsseite die Modulationssysteminformation zusammen mit Sendedaten sendet, ist es daher möglich, den Übertragungswirkungsgrad zu verbessern.
Außerdem kann es möglich sein, ein I-Komponenten- und Q-Komponentensignal getrennt für einen Amplitudenwert eines in der vorerwähnten Modulationssystemschätzung benutzten empfangen Signals zu verwenden, und weiter möglich sein, einen Wert von √(I² + Q²) zu verwenden.
Ferner beschreibt die Ausführung den Fall, wo zwei Arten von Modulationssystemen, QPSK und 16QAM, selektiv benutzt werden. Die Zahl von Modulationssystemen ist jedoch in der vorliegenden Erfindung nicht auf 2 begrenzt, und es kann möglich sein, drei oder mehr Modulationssysteme (z.B. 64QAM und 256QAM) durch Bereitstellen von zwei oder mehr vorbestimmten Schwellenwerten mit verschiedenen Pegeln zu schätzen. Außerdem wird in jedem Fall ein Pegel des Schwellenwertes beliebig festgelegt.
Außerdem ist es eine Aufgabe dieser Ausführung, das auf dem empfangenen Signal angewandte Modulationssystem aus einem Amplitudenwert des empfangenen Signal selbständig zu bestimmen. Eine Vorrichtungskonfiguration des Modulationssystemschätzers ist folglich nicht auf die in 3 veranschaulichte Konfiguration begrenzt, ohne von dieser Aufgabe abzuweichen.
(Zweite Ausführung)
Der Unterschied einer Sende-/Empfangs-Vorrichtung nach dieser Ausführung zu der nach der ersten Ausführung ist, dass der zum Bestimmen eines Modulationssystems festgelegte Schwellenwert entsprechend einer Kanalqualität veränderbar festgelegt wird.
Wenn die Kanalqualität schlecht ist, verschiebt sich eine Position eines wirklichen empfangenen Symbols stark von der Position eines empfangenen Symbols in der Annahme, dass in beiden Modulationssystem auf der 1-Q-Ebene kein Rauschen vorhanden ist. Folglich wird in dieser Ausführung der Schwellenwert entsprechend der Kanalqualität veränderbar festgelegt. Wenn die Kanalqualität schlecht ist, wird der Schwellenwert in dem Bereich so festgelegt, dass die Differenz zwischen dem Amplitudenwert eines empfangenen Signals und dem Referenzamplitudenwert größer ist (in dem Bereich, dass die Differenz näher an r kommt) als wenn die Kanalqualität sehr gut ist, um so die QSPK als die Feststellung in einem solchen Bereich zu erhalten.
Die Sende-/Empfangs-Vorrichtung nach dieser Ausführung wird unten mit Verweis auf 6 erklärt. 6 ist ein Teilblockschaltbild, das eine schematische Konfiguration eines Modulationssystemschätzers der Sende-/Empfangs-Vorrichtung nach der zweiten Ausführung der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Außerdem ist dem gleichen Abschnitt wie dem in der ersten Ausführung die gleiche Markierung gegeben, und die ausführliche Erklärung wird weggelassen.
In 6 hält der Modulationssystemschätzer 108 zwei Schwellenwerte (als Schwellenwerte A und B angenommen). Basierend auf Kanalqualitätsinformation gibt ein Selektor 501 einen der zwei Schwellenwerte an den Subtrahierer 205 aus.
Hier wird, angenommen, dass der Schwellenwert A größer ist als der Schwellenwert B, der Schwellenwert B (d.h. der kleinere) an den Subtrahierer 205 ausgegeben, wenn die Kanalqualität sehr gut ist, während der Schwellenwert A (d.h. der größere) an den Subtrahierer 205 ausgegeben wird, wenn die Kanalqualität schlecht ist.
Da, wie oben beschrieben, nach dieser Ausführung der Pegel des beim Bestimmen des Modulationssystems benutzten Schwellenwertes entsprechend der Kanalqualität verändert wird, ist es möglich, zu verhindern, dass die Mehrwert-Modulation mit der größeren Zahl von Bits pro Symbol falsch ausgewählt wird, wenn die Kanalqualität schlecht ist.
Außerdem wird hier der Fall erklärt, wo zwei Schwellenwerte selektiv benutzt werden. Diese Ausführung ist jedoch nicht auf einen solchen Fall begrenzt, und es kann möglich sein, drei oder mehr Schwellenwerte zu verwenden, die schrittweise umgeschaltet werden. Des Weiteren sind die Pegel von Schwellenwerten in jedem Fall beliebig.
(Dritte Ausführung)
Der Unterschied einer Sende-/Empfangs-Vorrichtungnach nach dieser Ausführung zu der nach der ersten Ausführung ist, dass ein Modulationssystem nur unter Verwendung einer Amplitude eines Unterträgers mit einer sehr guten Kanalqualität geschätzt wird.
Ein Umstand, dass z.B. Frequenzschwund auftritt, kann einen Zustand herbeiführen, dass ein Pegel eines empfangenen Signals mit einem bestimmten Unterträger unter Signalen mit einer Vielzahl von Unterträgern versagt, und dass sich seine Kanalqualität verschlechert. Folglich wird in dieser Ausführung ein Unterträger mit einer Kanalqualität, die kleiner als ein vorbestimmter Schwellenwert ist, nicht zum Schätzen eines Modulationssystems verwendet.
Die Sende-/Empfangs-Vorrichtung nach dieser Ausführung wird unten mit Verweis auf 7 erklärt. 7 ist ein Teilblockschaltbild, das eine schematische Konfiguration eines Modulationssystemschätzers der Sende-/Empfangs-Vorrichtung nach der dritten Ausführung der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Außerdem ist dem gleichen Abschnitt wie dem in der ersten Ausführung die gleiche Markierung gegeben, und die ausführliche Erklärung wird weggelassen.
In 7 subtrahiert ein Subtrahierer 601 einen im Voraus gespeicherten Schwellenwert von einem empfangenen Pegel eines Signals mit jedem Unterträger. Eine Entscheidungseinrichtung 602 entscheidet, ob ein im Subtrahierer 601 erhaltener Wert positiv oder negativ ist, und bestimmt dadurch, ob der empfangene Pegel des Signals mit jedem Unterträger größer oder kleiner als der Schwellenwert ist. Basierend auf der Bestimmung gibt ein Schalter 603 einen Ausgang des Absolutwert-Detektors 203 an den Mittelwertbilder 204 nur aus, wenn der empfangene Pegel des Signals mit dem Unterträger den Schwellenwert übersteigt.
Wie oben beschrieben wird nach dieser Ausführung ein Unterträger mit einem empfangenen Pegel, der niedriger als ein vorbestimmter Schwellenwert ist, nicht zum Schätzen des Modulationssystems benutzt, und nur ein Unterträger mit einem empfangenen Pegel, der höher als der vorbestimmte Schwellenwert ist, wird zum Schätzen des Modulationssystems verwendet. Nach dieser Ausführung ist es daher möglich, die Genauigkeit der Modulationssystemschätzung in dem Zustand zu verbessern, dass ein empfangener Pegel eines bestimmten Unterträgers versagt.
Außerdem ist es eine Aufgabe dieser Ausführung, das Modulationssystem zu schätzen, ohne den Unterträger mit der Kanalqualität kleiner als der vorbestimmte Schwellenwert zu verwenden. Eine Vorrichtungskonfiguration des Modulationssystemschätzers ist folglich nicht auf die in 7 veranschaulichte Konfiguration begrenzt, ohne von dieser Aufgabe abzuweichen. Des Weiteren wird ein Kriterium zur Verwendung beim Auswählen eines Unterträgers ebenfalls beliebig festgelegt.
(Vierte Ausführung)
Der Unterschied einer Sende-/Empfangs-Vorrichtung nach dieser Ausführung zu der nach der dritten Ausführung ist, dass ein Pegel des Schwellenwertes zum Bestimmen eines empfangenen Pegels jedes Unterträgers entsprechend einer Kanalqualität veränderbar festgelegt wird.
Wenn die Kanalqualität schlecht ist und Empfangspegel von allen Unterträgern gleichermaßen versagen, können die Empfangspegel aller Unterträger kleiner als der vorbestimmte Schwellenwert werden. In einem solchen Fall kann die Wahl des Unterträgers unter Verwendung eines in 3 gezeigten festen Schwellenwertes den Fall herbeiführen, dass die Modulationssystemschätzung nicht durchgeführt werden kann. Folglich wird bei dieser Ausführung der Schwellenwert zur Verwendung beim Bestimmen des Empfangspegels entsprechend der Kanalqualität veränderbar festgelegt.
Die Sende-/Empfangs-Vorrichtung nach dieser Ausführung wird unten mit Verweis auf 8 erklärt. 8 ist ein Teilblockschaltbild, das eine schematische Konfiguration eines Modulationssystemschätzers der Sende-/Empfangs-Vorrichtung nach der vierten Ausführung der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Außerdem ist dem gleichen Abschnitt wie dem in der dritten Ausführung die gleiche Markierung wie in der dritten Ausführung gegeben, und die ausführliche Erklärung wird weggelassen.
In 8 hält der Modulationssystemschätzer 108 zwei Schwellenwerte (als Schwellenwerte C und D angenommen). Basierend auf Kanalqualitätsinformation gibt ein Selektor 701 einen der zwei Schwellenwerte an den Subtrahierer 601 aus.
Hier wird, angenommen, dass der Schwellenwert C größer ist als der Schwellenwert D, der Schwellenwert D (d.h. der kleinere) an den Subtrahierer 601 ausgegeben, wenn die Kanalqualität sehr gut ist, während der Schwellenwert C (d.h. der größere) an den Subtrahierer 601 ausgegeben wird, wenn die Kanalqualität schlecht ist.
Da nach dieser Ausführung der Pegel des Schwellenwertes zum Bestimmen, ob der Empfangspegel jedes Unterträgers ausreichend groß ist, entsprechend der Kanalqualität verändert wird, ist es möglich, einen Unterträger zur Verwendung beim Schätzen des Modulationssystems genau auszuwählen, selbst wenn die Kanalqualität schlecht ist.
Außerdem wird hier der Fall beschrieben, wo zwei Schwellenwerte selektiv benutzt werden. Diese Ausführung ist jedoch nicht auf einen solchen Fall begrenzt, und es kann möglich sein, drei oder mehr Schwellenwerte zu verwenden, die schrittweise umgeschaltet werden. Ferner sind die Pegel von Schwellenwerten in jedem Fall beliebig.
(Fünfte Ausführung)
Der Unterschied einer Sende-/Empfangs-Vorrichtung nach dieser Ausführung zu der nach der ersten Ausführung ist, dass eine Mehrwert-Modulation mit der kleinsten Zahl von Bits pro Symbol aus Modulationssystemen mit einer Möglichkeit, ungeachtet einer Schätzung des Modulationssystems benutzt zu werden, ausgewählt wird, wenn eine Kanalqualität besonders schlecht ist.
Wenn die Kanalqualität besonders schlecht ist, ist die Möglichkeit hoch, dass ein falsches Modulationssystem gewählt wird. Außerdem verschlechtert sich der Übertragungswirkungsgrad, wenn eine Mehrwert-Modulation mit der Zahl von Bits pro Symbol, die größer ist als die der tatsächlich benutzten Mehrwert-Modulation, falsch ausgewählt wird. Folglich wird in dieser Ausführung eine Mehrwert-Modulation mit der kleinsten Zahl von Bits pro Symbol aus Modulationssystemen mit der Möglichkeit, ungeachtet einer Schätzung des Modulationssystems benutzt zu werden, ausgewählt wird, wenn eine Kanalqualität besonders schlecht ist.
Die Sende-/Empfangs-Vorrichtung nach dieser Ausführung wird unten mit Verweis auf 9 erklärt. 9 ist ein Teilblockschaltbild, das eine schematische Konfiguration eines Modulationssystemschätzers der Sende-/Empfangs-Vorrichtung nach der fünften Ausführung der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Außerdem ist dem gleichen Abschnitt wie dem in der ersten Ausführung die gleiche Markierung wie in der ersten Ausführung gegeben, und die ausführliche Erklärung wird weggelassen.
In 9 schaltet ein Selektor 801 einen Ausgang entsprechend der Kanalqualität. Nämlich, wenn die Kanalqualität besonders schlecht ist, gibt der Selektor 801 einen im Voraus gespeicherten festen Wert aus, ohne einen Bestimmungsausgang von dem Entscheider 206 auszugeben. Man beachte, dass der feste Wert Modulationssysteminformation ist, die die Mehrwert-Modulation mit der kleinsten Zahl von Bits pro Symbol unter einer Vielzahl von Modulationssystemen mit der Möglichkeit, benutzt zu werden, angibt (mit anderen Worten, das Modulationssystem, das in dem Fall zu benutzen ist, wo die Kanalqualität am schlechtesten ist).
Nach dieser Ausführung wird daher die Mehrwert Modulation mit der kleinsten Zahl von Bits pro Symbol aus Modulationssystemen mit der Möglichkeit, ungeachtet einer Schätzung des Modulationssystems benutzt zu werden, ausgewählt wird, wenn die Kanalqualität besonders schlecht ist. Nach dieser Ausführung ist es daher möglich, zu verhindern, dass sich der Übertragungswirkungsgrad infolge der falsch gewählten Mehrwert-Modulation mit der Zahl von Bits pro Symbol, die größer ist als die der tatsächlich benutzten Mehrwert-Modulation, verschlechtert, wenn die Kanalqualität besonders schlecht ist.
Außerdem ist es eine Aufgabe dieser Ausführung, eine Mehrwert-Modulation mit der kleinssten Zahl von Bits pro Symbol aus Modulationssystemen mit der Möglichkeit, benutzt zu werden, sicher auszuwählen, wenn eine Kanalqualität besonders schlecht ist. Eine Konfiguration des Modulationssystemschätzers ist daher nicht auf die in 9 gezeigte Konfiguration begrenzt, ohne von der Aufgabe abzuweichen. Außerdem ist ein Kriterium zum Bestimmen, dass die Kanalqualität besonders schlecht ist, willkürlich.
(Sechste Ausführung)
Der Unterschied zwischen einer Sende-/Empfangs-Vorrichtung nach dieser Ausführung und der nach der ersten Ausführung ist, dass die Vorrichtung in der Lage ist, ein Modulationssystem unter Verwendung von Phaseninformation zu schätzen, um mit einem Modulationssystem fertig zu werden, bei dem Information in einer Amplitude nicht gemultiplext wird.
Bei der ersten bis fünften Ausführung ist wenigstens eines von Modulationssystemen mit der Möglichkeit, benutzt zu werden, ein Modulationssystem, bei dem Information in einer Amplitude gemultiplext wird (z.B. 16QAM). Mit anderen Worten, die Vorrichtungen nach der ersten bis fünften Ausführung können nicht mit dem Fall umgehen, dass alle Modulationssysteme mit der Möglichkeit, benutzt zu werden, solche Modulationssysteme sind, dass Information nicht in der Amplitude gemultiplext wird (z.B. BPSK, QPSK und 8PSK). Folglich wird bei dieser Ausführung das Modulationssystem unter Verwendung von Phaseninformation, nicht nur einer Amplitude eines empfangenen Signals, geschätzt.
Die Sende-/Empfangs-Vorrichtung nach dieser Ausführung wird unten mit Verweis auf 10 erklärt. 10 ist ein Teilblockschaltbild, das eine schematische Konfiguration eines Modulationssystemschätzers in der Sende-/Empfangs-Vorrichtung nach der sechsten Ausführung veranschaulicht. Außerdem ist dem gleichen Abschnitt wie dem in der ersten Ausführung die gleiche Markierung wie in der ersten Ausführung gegeben, und die ausführliche Erklärung wird weggelassen.
Hier wird angenommen, dass die Modulationssysteme mit der Möglichkeit, verwendet zu werden, BPSK und QPSK sind.
In 10 erzeugt ein Phaseninformationsgenerator 901 die Phaseninformation eines demo dulierten empfangenen Signals. Ein Subtrahierer 902 subtrahiert einen Referenzphasenwert von dem durch die Phaseninformation angegebenen Phasenwert und gewinnt eine Differenz zwischen dem Phasenwert eines empfangenen Signals und dem Referenzphasenwert. Ein Absolutwert-Detektor 903 erfasst den Absolutwert der Phasendifferenz.
Ein Mitteler 904 mittelt die Absolutwerte der von dem Absolutwert-Detektor 903 ausgegebenen Phasendifferenzen über alle Unterträger. Außerdem kann es möglich sein, solche Absolutwerte über eine Vielzahl von Symbolen oder eine Vielzahl von Rahmen zu mittels, um die Genauigkeit weiter zu verbessern.
Ein Subtrahierer 905 subtrahiert einen im Voraus gespeicherten Schwellenwert von dem Absolutwert der gemittelten Phasendifferenz. Ein Entscheider 9Q6 entscheidet, ob ein im Subtrahierer 905 erhaltener Wert positiv oder negativ ist, und bestimmt dadurch, ob der Absolutwert der gemittelten Phasendifferenz größer oder kleiner als der Schwellenwert ist. Ein weiterer Entscheider 906 gibt die Bestimmung an einen Logikprodukt-Rechner 907 aus.
Der Logikprodukt-Rechner 907 berechnet das logische Produkt der Modulationssysteminformation bezüglich der vom Entscheider 206 ausgebenen Amplitude und anderer Modulationssysteminformtion bezüglich der vom Entscheider 906 ausgegebenen Phase. Der Logikprodukt-Rechner 907 wählt das Mehrwert-Modulationssystem mit der größeren Zahl von Bits pro Symbol (hier QPSK) aus, wenn festgestellt wird, dass beide Informationen den Schwellenwert übersteigen, während das Mehrwert-Modulationssystem mit der kleineren Zahl von Bits pro Symbol in anderen Fällen gewählt wird, und gibt das ausgewählte Modulationssystem als endgültige Modulationssysteminformation an den Selektor 111 aus.
Da nach dieser Ausführung das Modulationssystem unter Verwendung des Phasenwertes geschätzt wird, nicht nur des Amplitudenwertes des empfangenen Signals, ist es daher möglich, das auf das empfangene Signal angewandte Modulationssystem zuschätzen, selbst wenn alle Modulationssysteme mit der Möglichkeit, benutzt zu werden, solche Modulationssysteme sind, dass Information nicht in der Amplitude gemultiplext wird.
Des Werteren ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein auf ein empfangenes Signal angewandtes Modulationssystem aus dem Ampltudenwert und dem Phasenwert autonom zu bestimmen. Eine Vorrichtungskonfiguration des Modulationssystemschätzers ist folglich nicht auf die in 10 gezeigte Konfiguration begrenzt, ohne von der Aufgabe abzuweichen.
Es kann möglich sein, jede der ersten bis sechsten Auführung, wenn der Praxis dienlich, zu kombinieren. Weitere zu verwendende Modulationssysteme sind in jeder Auführung nicht auf zwei begrenzt.
Außerdem kann es möglich sein, die vorliegende Erfindung auf ein System mit einem einzigen Träger anzuwenden. Wenn jedoch der Kanalzustand schlecht ist (z.B. unter Mehrweg-Ausbreitung), werden die Qualitäten aller Signale schlecht, und es ist nicht möglich, Signale über Unterträger zu mitteln, um in dem System mit einem einzigen Träger die Signalqualität zu verbessern. Daher wird in Betracht gezogen, dass die Genauigkeit der Modulationssystemschätzung in dem System mit einem einzigen Träger verglichen mit dem Mehrträgersystem verringert wird.
Wir oben beschrieben ist es erfindungsgemäß möglich, eine Vielzahl von Modulationssystemen mit der Möglichkeit, in einer Kommunikationspartnerstation verwendet zu werden, autonom zu bestimmen, ohne die Modulationssysteminformation von der Kommunikationspartnerstation zu benötigen. Da erfindungsgemäß die Übertragung der Modulationssysteminformation nicht nötig ist, ist es daher möglich, den Übertragungswirkungsgrad zu verbessern.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführung begrenzt, und verschiedene Veränderungen und Modifikation können möglich sein, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.

Claims

Sende-/Empfangs-Vorrichtung für ein Mehrträger-Funkkommunikationssystem, das eine Vielzahl von Modulationsarten selektiv verwendet, die umfasst: einen Empfänger (104–106), der ein mit einer Modulationsart der Vielzahl von Modulationsarten moduliertes Signal empfängt, dadurch gekennzeichnet, das die Vorrichtung weiter umfasst: einen Modulationsartschätzer (108), der die eine Modulationsart aus einem Pegel einer Differenz zwischen einem Amplitudenwert eines empfangenen Signals und einem Amplitudenwert eines Signals schätzt, das mit einer Mehrwert-Modulation mit der kleinsten Zahl von Bits pro Symbol unter der Vielzahl von Modulationsarten moduliert ist, und eine Entscheidungseinrichtung (109–111), die eine Entscheidung auf einem demodulierten empfangenen Signal entsprechend einer geschätzten Modulationsart trifft.
Sende-/Empfangs-Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Modulationsartschätzer (108) einen Mittelwert der Differenz über alle Unterträger berechnet, schätzt, dass eine Mehrwert Modulation mit der größeren Zahl von Bits pro Symbol verwendet wird, wenn der Mittelwert erhöht wird, und eine Schätzung an die Entscheidungseinrichtung (109–111) liefert.
Sende-/Empfangs-Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Modulationsartschätzer (108) einen Amplitudenwert eines Signals mit einem Unterträger verwendet, wobei ein empfangener Pegel einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt.
Sende-/Empfangs-Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Modulationsartschätzer (108) als eine Schätzung eine Mehrwert-Modulation mit der kleinsten Zahl von Bits pro Symbol unter der Vielzahl von Modulationsarten ungeachtet des Pegels des Mittelwertes bereitstellt, wenn eine Kanalqualität niedriger als ein vorbestimmter Schwellenwert ist.
Sende-/Empfangs-Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Modulationsartschätzer (108) die eine Modulationsart aus dem Pegel der Differenz zwischen dem Amplitudenwert des empfangenen Signals und dem Amplitudenwert des Signals, das mit der Mehrwert-Modula tion mit der kleinsten Zahl von Bits pro Symbol unter der Vielzahl von Modulationsarten moduliert ist, und einem Pegel einer Differenz zwischen einem Phasenwert eines empfangenen Signals und einem Phasenwert eines Signals schätzt, das mit der Mehrwert-Modulation mit kleinsten Zahl von Bits pro Symbol unter der Vielzahl von Modulationsarten moduliert ist.
Kommunikations-Endgerätevorrichtung, die mit einer Sende-/Empfangs-Vorrichtung nach Anspruch 1 ausgestattet ist.
Basisstationsvorrichtung, die eine Funkkommunikation mit der Kommunikations-Endgerätevorrichtung nach Anspruch 6 durchführt.
Basisstationsvorrichtung, die mit einer Sende-/Empfangs-Vorrichtung nach Anspruch 1 ausgestattet ist.
Kommunikations-Endgerätevorrichtung, die eine Funkkommunikation mit der Basisstationsvorrichtung nach Anspruch 8 durchführt.
Modulationsart-Schätzverfahren für ein Mehrträger-Funkkommunikationssystem, das eine Vielzahl von Modulationsarten selektiv verwendet, das umfasst: Empfangen eines Signals, das mit einer Modulationsart der Vielzahl von Modulationsarten moduliert ist, dadurch gekennzeichnet, dass es weiter umfasst: Bestimmen, dass die Modulationsart eine Mehrwert-Modulation mit der größeren Zahl von Bits pro Symbol ist, wenn ein Pegel einer Differenz zwischen einem Amplitudenwert eines empfangenen Signals und einem Amplitudenwert eines Signals, das mit einer Mehrwert Modulation mit der kleinsten Zahl von Bits pro Symbol unter der Vielzahl von Modulationsarten moduliert ist, erhöht wird.