JP2001156689A - マルチキャリア変調用ダイバーシチ受信方式及びマルチキャリア変調用ダイバーシチ受信装置 - Google Patents
マルチキャリア変調用ダイバーシチ受信方式及びマルチキャリア変調用ダイバーシチ受信装置Info
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Abstract
バーシチを実現すること。 【解決手段】n本のアンテナRX−i(1≦i≦n)で
受信された信号Riが、各々複素相互相関演算部20−
iと複素乗算器21−iに出力される。複素相互相関演
算部20−iでは各々複素重みwi'を各々複素乗算器2
1−iに出力する。乗算器21−iでは積wi'Riを複
素加算器22に出力し、複素加算器22はこれらの和S
=w1'R1+w2'R2+…+wn'Rnを出力する。和S=
w1'R1+w 2'R2+…+wn'Rnは検波部2000に提
供されるとともに複素相互相関演算部20−iにもフィ
ードバックされる。複素相互相関演算部20−iにおい
ては、相関信号∫RiS*dtに比例するように重みwi'を
決定することで、図2のようなダイバーシチ回路200
は、n本のアンテナRX−iで受信された信号の、フィ
ードバックによるダイバーシチ合成がなされる。
Description
リア)を用いるマルチキャリア変調用受信方式及びマル
チキャリア変調用受信装置に関する。
信方式に検波後ダイバーシチ受信を適用した受信回路と
して特開平9−247066、特開平10−22936
0、特開平10−256966などが知られている。こ
れらは受信波を検波したのち、各々のアンテナでの先行
波と遅延波の合成信号の位相を揃え、振幅に比例した重
み付けを行うことで最大比合成を行うものである。
周波数分割多重方式(OFDM)のようなマルチキャリ
ア変調方式の受信装置に上述の検波後ダイバーシチ受信
を適用しようとすれば、各キャリアごとに位相のずれが
異なるため、最適なダイバーシチ受信を行うためにはア
ンテナ毎に直交変換回路(高速フーリエ変換器など)が
必要で且つ各キャリア毎にダイバーシチ回路を1つずつ
組み込む必要があり、回路規模が膨大となるという問題
があった。
調用受信方式或いはマルチキャリア変調用受信装置に適
用できるダイバーシチ受信方式を提供することである。
め請求項1に記載の手段によれば、マルチキャリア変調
を用いた通信におけるダイバーシチ受信方式において、
第1、第2、…、第n(nは2以上の整数)アンテナ
の、第1、第2、…、第nの受信信号を対応する第1、
第2、…、第nパラメータを用いて合成する合成手段
と、その合成手段の出力する合成信号と第1、第2、
…、第nの受信信号とから、対応する第1、第2、…、
第nパラメータを算出するn個のパラメータ算出手段と
を有し、合成手段からn個のパラメータ算出手段に逐次
フィードバックすることを特徴とする。
ルチキャリア変調を用いた通信におけるダイバーシチ受
信方式において、第1、第2、…、第n(nは2以上の
整数)アンテナの、第1、第2、…、第nの複素受信信
号の各々と複素合成信号とから第1、第2、…、第nの
複素相互相関信号をとる手段と、第1、第2、…、第n
の複素相互相関信号を重みとして第1、第2、…、第n
の複素受信信号から複素合成信号を加重合成する手段と
を有し、加重合成された複素合成信号を複素相互相関信
号をとる手段に逐次フィードバックすることを特徴とす
る。
ルチキャリア変調を用いた通信におけるダイバーシチ受
信方式において、第1、第2、…、第n(nは2以上の
整数)アンテナの、第1、第2、…、第nの複素受信信
号の各々と複素合成信号とから、第1、第2、…、第n
の複素受信信号の各々の遅延量を走査しつつ第1、第
2、…、第nのスライディング相関信号をとる手段と、
第1、第2、…、第nのスライディング相関信号をとる
手段の出力の第1、第2、…、第nの最適遅延量に応じ
て第1、第2、…、第nの複素受信信号を各々遅延する
第1、第2、…、第nの遅延手段と、第1、第2、…、
第nのスライディング相関信号を重みとして第1、第
2、…、第nの遅延された複素受信信号から複素合成信
号を加重合成する手段とを有し、加重合成された複素合
成信号をスライディング相関信号をとる手段に逐次フィ
ードバックすることを特徴とする。
れぞれ請求項1乃至請求項3に記載のマルチキャリア変
調用ダイバーシチ受信方式を適用したマルチキャリア変
調用ダイバーシチ受信装置としたものである。
において、最大比合成によるダイバーシチ受信を行う
際、合成信号をフィードバックして、各アンテナの受信
信号の合成のためのパラメータを算出する。ここで言う
パラメータとは、例えば振幅(増幅率)、位相、更には
実時間上での遅延時間などである。このパラメータによ
り、受信信号の所望波が強めあった合成信号を得ること
ができる。こうして合成信号が逐次フィードバックされ
ることにより、所望波の合成信号を強くすることができ
る。
を位相情報の乗った複素相互相関信号とすれば、所望波
の位相を揃えることができる。また、遅延量を走査しつ
つスライディング相関信号を取ることで、各アンテナで
の所望波の遅延時間差をも揃えた、より強い合成信号を
得ることができる。
係るマルチキャリア変調用受信装置のダイバーシチ受信
回路100を示したブロック図である。n本のアンテナ
RX−1、RX−2、…、RX−nで受信された信号R
1、R2、…、Rnが、各々パラメータ演算回路10−
1、10−2、…、10−nと合成回路11に出力され
る。パラメータ演算回路10−1、10−2、…、10
−nでは、パラメータの組(ベクトル)w1、w2、…、
wnを合成回路11に出力する。ここでパラメータと
は、所望波を強くするための振幅(増幅率)と位相の組
(複素数)、実時間上での遅延時間などから選ばれる。
合成回路11は信号R1、R2、…、Rnとパラメータの
組(ベクトル)から例えば複素演算により合成信号Sを
出力する。合成信号Sは検波部1000に提供されると
ともにパラメータ演算回路10−1、10−2、…、1
0−nにもフィードバックされる。これにより所望波が
次第に強まるようフィードバック制御することが可能と
なる。
る際、例えばトレーニング信号(既知の参照信号)を含
むマルチキャリア信号の場合は、信号部分の誤差を小さ
くするように決定される。また、ガードインターバルを
含むマルチキャリア信号の場合はガードインターバルと
その複写もとであるシンボル後端部との波形比較により
誤差を小さくするように決定される。また、合成信号と
受信信号の相関をとることで、相関値に比例した複素振
幅(増幅率と位相)として決定することもできる。
としては、合成回路をn個の乗算器と1個の加算器の組
み合わせとし、乗算器を複素乗算器とし、パラメータ演
算回路を複素相互相関演算により複素重みを計算するも
のとしても良い。これを図2にダイバーシチ回路200
として示す。
アンテナRX−1、RX−2、…、RX−nで受信され
た信号R1、R2、…、Rnが、各々複素相互相関演算部
20−1、20−2、…、20−nと複素乗算器21−
1、21−2、…、21−nとに出力される。各々複素
相互相関演算部20−1、20−2、…、20−nでは
複素重みw1'、w2'、…、wn'を算出し、複素乗算器2
1−1、21−2、…、21−nに出力する。複素乗算
器21−1、21−2、…、21−nは信号R 1、R2、
…、Rnを複素信号として扱い、複素重みw1'、w2'、
…、wn'とから信号w1'R1、w2'R2、…、wn'Rnを
複素加算器22に出力する。複素加算器22は信号w1'
R1、w2'R2、…、wn'Rnの和S=w1'R1+w2'R2
+…+wn'Rnを検波部2000と複素相互相関演算部
20−1、20−2、…、20−nとに出力する。
複素重みwi'は、次の式で示されるものである。 wi'=∫RiS*dt …(1)
n)においては、次の方式で信号Riと和Sから複素重
みwi'を計算する。アンテナRX−iで受信された信号
Riを、先行波Diと遅延波Uiの和であるとする。ま
た、フィードバックされた和Sを、先行波の和による部
分と遅延波の和による部分とに分け、D0+U0と置く。
受信された信号Ri=Di+Uiと、和S=D0+U0の相
関信号を取れば次の通りである。尚、積分区間は任意で
あるので示さないが積分は定積分を示す。 ∫RiS*dt=∫(DiD0 *+UiU0 *)dt+∫(DiU0 *+UiD0 *)dt …(2)
さいので、確率論的に極めて小さい値を取ると考えて良
い。すると、和S=D0+U0の、D0が大きい場合は式
(2)は、 ∫RiS*dt≒∫DiD0 *dt …(3−1) また、和S=D0+U0の、U0が大きい場合は式(2)
は、 ∫RiS*dt≒∫UiU0 *dt …(3−2) となることがわかる。このような相関信号∫RiS*dtに
比例するように複素重みwi'を決定することで、図2の
ようなダイバーシチ回路200は、n本のアンテナRX
−1、RX−2、…、RX−nで受信された信号の、先
行波が全体として強い場合は先行波が大きく、遅延波が
全体として強い場合は遅延波が強くなるよう、フィード
バックによりダイバーシチ合成されることとなる。複素
重みwi'を用いることにより、位相情報も相関を取るこ
ととなり、相関度のより高い信号が複素空間でより大き
な重みを以て複素加重合成される。
ーションを行った結果である。横軸DURは先行波と遅
延波の比を示し、右側ほど先行波の割合が高い。図3で
は、比較例として、フィードバックの無い、入力信号か
ら位相を回転させ、各入力信号電力を元に重み付けする
ことによりダイバーシチ合成を行うものを示している。
図3によれば、本発明は、比較例、ダイバーシチ無しに
比較して、ビット誤り率(BER)が著しく改善されて
いることがわかる。
施例を示す発明に係るマルチキャリア受信装置のダイバ
ーシチ回路300を示したブロック図である。n本のア
ンテナRX−1、RX−2、…、RX−nで受信された
信号R1、R2、…、Rnが、各々スライディング相関演
算部30−1、30−2、…、30−nと遅延回路33
−1、33−2、…、33−nに出力される。遅延素子
33−i(1≦i≦n)は、スライディング相関演算部
30−iから得られる遅延量τiだけ遅延された信号
Ri'を複素乗算器31−iに出力する。複素乗算器31
−iではスライディング相関演算部30−iから得られ
る複素重みwi'と遅延信号Ri'の積を複素加算器32に
出力する。複素加算器32は、複素乗算器31−1、3
1−2、…、31−nの出力w1'R1'、w2'R2'、…、
wn'Rn'の和S'=w1'R1'+w2'R2'+…+wn'Rn'
をとり、和S'は検波部3000に提供されるとともに
スライディング相関演算部30−1、30−2、…、3
0−nにもフィードバックされる。
i≦n)においては、次の方式で遅延されていない信号
Riと和S'から重みwi'を計算する。アンテナRX−i
で受信された信号Riを、先行波Diと遅延波Uiの和で
あるとする。また、フィードバックされた和S'を、先
行波の和による部分と、受信時の遅延波の和による部分
とに分け、D0'+U0'と置く。受信された信号Ri=Di
+Uiと、和S=D0'+U0'の相関信号を取れば次の通
りである。尚、積分区間は任意であるので示さないが積
分は定積分を示す。また、右肩の*で複素共役を示す。 ∫RiS'*dt =∫(DiD0'*+UiU0'*)dt+∫(DiU0'*+UiD0'*)dt …(4)
小さい場合は、確率論的に極めて小さい値を取ると考え
て良い。しかし遅延量τiを走査することで右辺第1項
の積分よりも第2項の積分を大きくできる可能性もあ
る。そこで遅延量τiを走査し、式(4)を最大とする
遅延量τiと、そのときの複素積分から複素重みwi'を
求めることで,より強いダイバーシチ合成を行うことが
できる。式(4)を更に次のように展開する。 ∫RiS'*dt =∫(DiD0'*+UiU0'*)dt+∫DiU0'*dt+∫UiD0'*dt …(5)
あらかじめ走査し、式(5)の第2項或いは第3項の積
分値として第1項の積分値よりも大きな値が得られた場
合、その時の遅延量τiを出力することで、同様なダイ
バーシチ合成を行うことができる。
いて、最大比合成を検波前に行うものである。上述の3
実施例はその典型例を示したものであり、回路構成は上
述の3実施例に限定されるものではない。
シチ回路の構成を示したブロック図。
シチ回路の構成を示したブロック図。
ット誤り率を比較したシミュレーションを示したグラフ
図。
シチ回路の構成を示したブロック図。
Claims (6)
- 【請求項1】 マルチキャリア変調を用いた通信におけ
るダイバーシチ受信方式において、 第1、第2、…、第n(nは2以上の整数)アンテナ
の、第1、第2、…、第nの受信信号を対応する第1、
第2、…、第nパラメータを用いて合成する合成手段
と、 その合成手段の出力する合成信号と第1、第2、…、第
nの受信信号とから、対応する第1、第2、…、第nパ
ラメータを算出するn個のパラメータ算出手段とを有
し、 前記合成手段から前記n個のパラメータ算出手段に逐次
フィードバックすることを特徴とするマルチキャリア変
調用ダイバーシチ受信方式。 - 【請求項2】 マルチキャリア変調を用いた通信におけ
るダイバーシチ受信方式において、 第1、第2、…、第n(nは2以上の整数)アンテナ
の、第1、第2、…、第nの複素受信信号の各々と複素
合成信号とから第1、第2、…、第nの複素相互相関信
号をとる手段と、 第1、第2、…、第nの複素相互相関信号を重みとして
第1、第2、…、第nの複素受信信号から複素合成信号
を加重合成する手段とを有し、 加重合成された複素合成信号を前記複素相互相関信号を
とる手段に逐次フィードバックすることを特徴とするマ
ルチキャリア変調用ダイバーシチ受信方式。 - 【請求項3】 マルチキャリア変調を用いた通信におけ
るダイバーシチ受信方式において、 第1、第2、…、第n(nは2以上の整数)アンテナ
の、第1、第2、…、第nの複素受信信号の各々と複素
合成信号とから、第1、第2、…、第nの複素受信信号
の各々の遅延量を走査しつつ第1、第2、…、第nのス
ライディング相関信号をとる手段と、 第1、第2、…、第nのスライディング相関信号をとる
手段の出力の第1、第2、…、第nの最適遅延量に応じ
て第1、第2、…、第nの複素受信信号を各々遅延する
第1、第2、…、第nの遅延手段と、 第1、第2、…、第nのスライディング相関信号を重み
として第1、第2、…、第nの遅延された複素受信信号
から複素合成信号を加重合成する手段とを有し、 加重合成された複素合成信号を前記スライディング相関
信号をとる手段に逐次フィードバックすることを特徴と
するマルチキャリア変調用ダイバーシチ受信方式。 - 【請求項4】 マルチキャリア変調を用いた通信におけ
るダイバーシチ受信装置において、 第1、第2、…、第n(nは2以上の整数)アンテナ
と、 第1、第2、…、第n(nは2以上の整数)アンテナの
第1、第2、…、第nの受信信号を対応する第1、第
2、…、第nパラメータを用いて合成する合成回路と、 その合成回路の出力する合成信号と第1、第2、…、第
nの受信信号とから対応する第1、第2、…、第nパラ
メータを算出するn個のパラメータ算出回路とを有し、 合成回路の合成信号を前記n個のパラメータ算出回路に
逐次フィードバックすることを特徴とするマルチキャリ
ア変調用ダイバーシチ受信装置。 - 【請求項5】 マルチキャリア変調を用いた通信におけ
るダイバーシチ受信装置において、 第1、第2、…、第n(nは2以上の整数)アンテナ
と、 第1、第2、…、第n(nは2以上の整数)アンテナ
の、第1、第2、…、第nの複素受信信号の各々と複素
合成信号とから第1、第2、…、第nの複素相互相関信
号をとる複素相互相関演算部と、 第1、第2、…、第nの複素相互相関信号を重みとして
第1、第2、…、第nの複素受信信号から複素合成信号
を加重合成する複素加重演算部とを有し、 加重合成された複素合成信号を前記複素相互相関演算部
に逐次フィードバックすることを特徴とするマルチキャ
リア変調用ダイバーシチ受信装置。 - 【請求項6】 マルチキャリア変調を用いた通信におけ
るダイバーシチ受信装置において、 第1、第2、…、第n(nは2以上の整数)アンテナ
と、 第1、第2、…、第n(nは2以上の整数)アンテナ
の、第1、第2、…、第nの複素受信信号の各々と複素
合成信号とから、第1、第2、…、第nの複素受信信号
の各々の遅延量を走査しつつ第1、第2、…、第nのス
ライディング相関信号をとるスライディング相関演算部
と、 第1、第2、…、第nのスライディング相関演算部の出
力の第1、第2、…、第nの最適遅延量に応じて第1、
第2、…、第nの複素受信信号を各々遅延する第1、第
2、…、第nの遅延回路と、 第1、第2、…、第nのスライディング相関信号を重み
として第1、第2、…、第nの遅延された複素受信信号
から複素合成信号を加重合成する複素加重合成部とを有
し、 加重合成された複素合成信号を前記スライディング相関
演算部に逐次フィードバックすることを特徴とするマル
チキャリア変調用ダイバーシチ受信装置。
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JP33935799A JP3696013B2 (ja) | 1999-11-30 | 1999-11-30 | マルチキャリア変調用ダイバーシチ受信方式及びマルチキャリア変調用ダイバーシチ受信装置 |
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Publication Number | Publication Date |
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JP2001156689A true JP2001156689A (ja) | 2001-06-08 |
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ID=18326710
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