JP2002530933A

JP2002530933A - 受信装置及び受信方法

Info

Publication number: JP2002530933A
Application number: JP2000583195A
Authority: JP
Inventors: ロネイ，エルワン; シュール，ベルトラン
Original assignee: France Telecom SA
Current assignee: Orange SA
Priority date: 1998-11-13
Filing date: 1999-11-15
Publication date: 2002-09-17
Also published as: WO2000030290A1; FR2786048B1; EP1129538B1; AU774067B2; CA2349614A1; DE69934818D1; FR2786048A1; AU1168300A; US7120212B1; EP1129538A1; CA2349614C

Abstract

(57)【要約】本発明が提供する受信装置は、それぞれが同じソースシンボルを搬送するデータフローが供給された少なくとも２つの受信経路を利用し、それらの経路はそれぞれ、受信した各ソースシンボルに評価された経路値及び対応する経路信頼度情報要素を関連づける評価手段を備える。またこの受信装置は前記評価された経路値を適用された評価値に結合させるための手段を備え、この結合では前記経路信頼度情報を考慮して前記評価された経路値を重み付けする。前記評価手段は有利には、前記経路信頼度情報要素を送出する伝送チャネルの評価のための手段を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】

本発明は、少なくとも２つの個別の受信経路、すなわち、（少なくとも部分的
に）同じソースシンボルを搬送する個別のデータフローが供給される少なくとも
２つの経路を使用する受信器においてデジタル信号を受信する技術に関する。

【０００２】このように、本発明は、特に、伝送された同じ信号であるが異なる外乱を受け
る可能性のある信号をそれぞれ受信するアンテナダイバーシティを用い、伝送チ
ャネルが個別になっている受信器に適用できる。特に、一般的に、本発明は、同
じソースシンボルを運ぶ２つの個別のデータフローが（これらのデータフローが
類似し、あるいは異なる周波数帯及び／またはチャネルで伝送され、異なる方法
で変調及び／または復調されていても）利用可能な全ての場合に適用できる。

【０００３】本発明が適用される特定分野は、特に移動型または携帯型受信器に対する（例
えば、開発中のＤＶＢ−Ｔ規格またはｄＴＴｂプロジェクトによる）デジタルテ
レビの「ＲＦ放送」の分野である。

【０００４】

【従来の技術】

この状況において、アンテナダイバーシティ技術（antenna diversity techni
que）を使用することがすでに提案されている。これらの技術は、いくつかのア
ンテナにおいて、一つの同じ伝送された信号を同時に受信することに依存してい
る。単一アンテナの（アンテナの多様性がない）受信器と比較して、全ての経路
が、伝送チャネルにリンクした同じ外乱を受けないので、そのため、各アンテナ
に存在する信号を再結合して得られる信号のより満足いく復号化を実現できるこ
とが望まれている。

【０００５】「重み付き総和（weighting-summation）」によって、すなわち、各瞬間にお
いて各アンテナから来る信号の線形結合を計算することによって、この再結合を
実行する。これは、関連する重み付き結合方式によって区別されるいくつかのア
プローチによって実行できる。

【０００６】等ゲイン結合（equal gain combining：以下、「ＥＧＣ」と呼ぶ。）技術で信号
の和を同位相でとり、選択結合（selection combining：以下、「ＳＣ」と呼ぶ。
）技術では最高の信号対ノイズ比を有する信号を選択し、最大比結合（maximum
ratio combining：以下、「ＭＲＣ」と呼ぶ。）技術では、振幅比または減衰率と
、信号の和を同位相でとる前に信号がチャネルによって受けた追加ノイズの倍率
によって、それらの信号を重み付けする。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】

こう配タイプの適応型フィルタリング（gradient-type adaptive filtering）
（等化においても使用される）を使用するアプローチも存在するが、それらは完
成させるのが困難な程複雑で、非常に多くの用途において収束が遅すぎると考え
られる。

【０００８】最大比結合（maximum ratio combining：以下、「ＭＲＣ」と呼ぶ。）技術は、
（信号が、チャネルに関係する減衰と、最初の増幅段階に関係する独立な追加ノ
イズを受けると仮定して）再結合後に得られる信号対ノイズの平均比率を最大に
し、ＥＧＣとＳＣ技術によって得られる結果よりも良好である。使用するのに一
般に好ましいのはこの技術である。

【０００９】文献にはアンテナダイバーシティを利用した伝送システムの多くの例が含まれ
る。これらの従来技術によれば、「重み付き総和（weighting-summation）」操
作を、復調前または（無線周波数またはＲＦの）チューナによる処理の前に実行
するので、こうして得られる受信器は高価な構成部品であるチューナを多くても
１個含む。

【００１０】このアプローチは比較的に狭周波数帯域信号のケース（すなわち通過帯域を通
じて実質的に同じ減衰を経験するケース）に適切である。それどころか、これら
の技術は２つの広帯域信号に使用するには問題が多いが、それは、特に、関連す
る周波数帯域の一部だけに影響を与える減衰的または選択的な外乱のリスクに起
因するものである。

【００１１】さらに、ＭＲＣ技術はチャネルの評価と信号の位相調整を必要とするので、Ｓ
Ｃ技術に対して用いられることはあまりない。しかしながら、全てのケースにお
いて、ある一つの受信経路から別の経路への切替の間の復調器の同期について問
題が発生し得る。

【００１２】「Antenna Diversity for Digital Video Broadcasting」(J.G.W. Janssen et
al. document dTTb/WP3.2/Philips/24) という公知の文書が存在する。この書
類には、多重搬送波復調（ＯＦＤＭ復調）後に選択によって再結合を実行するシ
ステムが記述され、この技術は、実際には能率が悪いことがわかり、その開発は
実施されてこなかった。

【００１３】

【課題を解決するための手段】

本発明の一つの目的は、従来技術のこれらの欠点を克服することにある。

【００１４】特に、本発明の目的は、例えば、多様なアンテナの形で、少なくとも２つの受
信経路を使用する受信装置及び方法を提供することにある。それらは従来の技術
よりも、特に広帯域信号に対して、再結合の質、従って最終の復号化の観点でよ
り効率的である。

【００１５】本発明のもう一つの目的は、既知の受信器の構造を複雑に改変する必要なく実
施が単純な装置と方法を提供することにある。

【００１６】特に、本発明の目的は、受信器に関してすでに利用可能な情報を使用する装置
と方法を提供することにある。この装置と方法は開発中の規格標準に従うもので
ある。

【００１７】これらの目的及び他の目的は本発明による受信装置によって実現される。この
受信装置は、同時に伝送された集合の搬送周波数によって形成された多重搬送波
信号を受信するための装置であって、該装置は、それぞれが同じソースシンボル
を搬送するデータフローが供給された少なくとも２つの受信経路を利用し、該経
路のそれぞれが、評価された（estimated）経路値及び対応する経路信頼度情報
要素とを受信した各ソースシンボルに関連づける評価手段（estimation means）
を含んでなる。本発明による受信装置は前記評価された経路値を適応された評価
値（adapted estimated value）に結合させるための手段を含む。またこの結合
では前記経路信頼度情報を考慮して前記評価された経路値を重み付けする。

【００１８】こうして、本発明によれば、「重み付け結合（weighting-combination）」操
作を重み付き入力復号化の直前に実行する。この結果を、信頼度情報要素を考慮
するために最適化する。この技術は、求められる情報がすでに受信装置において
利用可能なため、実施が単純である

【００１９】有利には、前記評価手段は、前記経路信頼度情報要素を送出する伝送チャネル
の評価のための手段を含んでいる。

【００２０】しかしながら、他のタイプの信頼度情報要素を使用できることは明らかである
。

【００２１】好ましくは、前記結合手段は、前記経路信頼度情報要素の関数として、適用さ
れた信頼度情報要素を前記適応された評価値のそれぞれと関連付ける。そして、
これらの要素によって重み付き入力復号器を提供する。

【００２２】本発明の好ましい実施態様によれば、

【数４】は経路ｉ上で受信されたシンボルの評価値と、ｃｎｆｄ_i，_nは対応する経路信頼度情報要素と、Ｎは経路数としたとき、前記適用された評価値を、

【数５】によって計算する。

【００２３】この場合には、ｃｎｆｄ_i，_nは経路ｉに関連する信頼度情報要素と、Ｎは経路数としたとき、前記適応信頼度情報要素を、

【数６】によって計算する。

【００２４】本発明によるデータフローは異なるタイプであってよい。本発明の好ましい実
施態様によれば、前記データフローの少なくとも一つは多重搬送波変調を使って
伝送される。

【００２５】実際、以下において明らかとなるが、本発明は特にこのタイプの変調に適して
いる。

【００２６】この場合には、前記ソースシンボルを前記多重搬送波変調を利用して搬送波の
集合の部分集合によって搬送できる。

【００２７】また本発明の有益な実施例によれば、この受信装置は異なる受信経路を供給す
る少なくとも２つのアンテナ（アンテナダイバーシティ）を利用している。

【００２８】本発明は、前記受信経路のそれぞれに対して受信した信号を波形成形及び復調する第１の
モジュールと、前記受信経路のそれぞれに対して、前記評価された経路値及び前記対応する信
頼度情報要素を決定する第２のモジュールと、前記第２のモジュールによって供給され、特に結合を実行して前記適用された
評価値を送出し、重み付き入力復号化を該適用された評価値によって提供する第
３の単一モジュールとを含んでなる一般的な３つのレベル構造を備えている受信装置に特に適している
。

【００２９】本発明は、上記受信装置によって実行される受信方法にも関連している。

【００３０】この種の方法は、それぞれが同じソースシンボルを搬送するデータフローによ
って供給される少なくとも２つの受信経路を利用し、その経路のそれぞれが、受
信した各ソースシンボルに、評価された経路値及び対応する経路信頼度情報要素
を関連付ける評価ステップを実行する。本発明による方法は、前記経路のそれぞ
れによって供給された前記評価された経路値を適用された評価値へと結合させる
ためのステップを含む。この結合は、前記経路信頼度情報を考慮して前記評価さ
れた経路値を重み付けする。

【００３１】本発明は、デジタルテレビ信号の放送の用途と、音響デジタル信号の放送の用
途と、ラジオ電話の用途と、データ信号の伝送の用途との少なくとも一つの用途
に属するデータ受信のために使用される上記装置及び／または方法の用途にも関
連している。

【００３２】

【発明の実施の形態】

本発明の他の特徴と利点は、本発明の好ましい実施態様についての以下の説明
からより明らかになる。その際に、添付図面を参照する。また、その実施態様の
説明は説明目的のためであって限定目的ではない。この唯一の図は、ＣＯＦＤＭ
変調と２つのアンテナダイバーシティの特別なケースにおける受信器の略ブロッ
ク図である（搬送波ｋの処理だけを図示している）。

【００３３】すでに示したように、本発明の基本的特徴は、処理チェーンの残りに存在する
重み付き入力復号器（weighted-input decoder）に意図された情報要素の活用で
ある。ここでは、以下に、この技術の原理を素早く想起することにする。

【００３４】

【数７】を復号化されるｎ番目のシンボルの評価（estimation）とし、ｃｎｆｄ_nをこの
評価の信頼度の大きさ（measurement of confidence）とする。用語「重み付き
入力復号化（weighted-input decoding）」は、次式

【数８】を最小化しようとする際に、

【数９】の対の集合に基づいて、シンボルの集合

【数１０】を最終的に復号化するいずれかの復号化システムを指す。ここで、distは距離で
ある。

【００３５】この種類の復号器は、しばしばエラー修正子コードを復号化するために使用さ
れ、例えば、重畳コードの軟判定（soft-decision）復号化に使用される。それ
は、もっとも通常は、ビタビ（Viterbi）復号器（複雑さを減少させた数式（１
）を最適化するために使われる）の形で作られる。

【００３６】本発明の特別な特徴の一つは、この重み付き入力復号化の直前に、従ってチュ
ーナへの通過後に、もしあればチャネルの評価の後に、特に、可能な搬送波復調
によって成し遂げられる搬送波の分離後に、異なる経路の「重み付き総和（weig
hing-summation）」を実行するということである。これには、いくつかの利点が
ある。

【００３７】すなわち、異なるアンテナから来る信号の再結合（recombination）の間に、
すでに復調された信号に対して作業を行い（このケースでは信号の同期または位
相調整（phasing）の問題は全く現れない）、もしあれば、チャネル評価によっ
て与えられる情報を利用することができる。また、多重搬送波変調を使用すると、それがたとえ広帯域信号（例えば、デジ
タルテレビ信号の伝送に必要とされる高ビットレートを伝送するために必要とさ
れるような広帯域信号）が伝送される場合でも狭帯域信号に対して作業を行うよ
うにすることができる。

【００３８】本発明によれば、重み付き入力復号器（weighted-input decoder）の入力に置
かれたアダプタを使って再結合を実行する。このアダプタは、各経路によって送
られた各評価結果に割り当てられた信頼度情報を利用して、重み付き入力復号器
に、適用された信頼度情報要素によって影響が与えられた全体的な最適化された
評価結果（適応された評価結果）そのものを与える。

【００３９】このように、重み付けは、各受信信号（信号全体ではなく）に選択的に影響を
与える。従来の受信器と比較すると、追加情報は必要ではない。

【００４０】ここで、すでに説明された例でわかるように、このアプローチは、各搬送波に
よって生み出されたデータが独立に重み付けされる多重搬送波システムに適して
いる。しかしながら、単一搬送波のシステムにも利用できることは明らかである
。

【００４１】唯一の図面は、２アンテナのダイバーシティを利用するＣＯＦＤＭ変調受信器
の略ブロック図である。上に定義したように、２つ以上のアンテナと、より一般
的に２つ以上の経路とに、この原理を一般化することは簡単である。

【００４２】用語ＣＯＦＤＭは、特に、この実施態様においては、重畳コード（内部コード
として知られている）と、ブロックコード（外部コードと呼ばれている）と、多
重搬送波ＯＦＤＭ変調との関連づけを意味するものと理解されたい。このような
システムの一例を、ＤＶＢ−Ｔ規格におけるＲＦデジタルテレビ放送に対して説
明する（例えば、ESTI document“Digital Video Broadcasting（ＤＶＢ）”や
、“Framing structure, channel coding and modulation for digital terrest
rial television（ＤＶＢ−Ｔ）”, EST draft, 3000744, March 1997を参照の
こと）。

【００４３】以下、説明を簡単にするために、搬送波ｋよって搬送されたｎ番目のシンボル
、すなわちｘ_k（ｎ）の処理についての説明だけをする。

【００４４】受信器は２つの経路１０₁と１０₂を有する。それぞれの経路は、アンテナ１０
１₁及び１０１₂と、チューナ１０２₁及び１０２₂と、アナログデジタル変換器Ａ
ＤＣ１０３₁及び１０３₂と、多重搬送波復調モジュール１０４₁及び１０４₂と、
評価モジュール１０５₁及び１０５₂とを備えている。

【００４５】これらの異なる細部は知られており、より詳細にそれらを説明する必要はない
。シンボルｘ_l（ｎ）を、それぞれのアンテナによって受信し、経路１０₁及び１
０₂のそれぞれによって独立に処理する。このように、復調モジュール１０４₁及
び１０４₂のそれぞれは、対応する情報ｙ_l、_k（ｎ）及びｙ₂、_k（ｎ）を送出し、
それらから評価モジュール１０５₁及び１０５₂は、経路評価の結果である、

【数１１】及び

【数１２】と、経路信頼度情報要素であるｃｎｆｄ₁、_k（ｎ）及びｃｎｆｄ₂、_k（ｎ）とを生成する。

【００４６】換言すれば、各アンテナの出力信号は、重み付き入力復号化までの（しかしそ
れは含まれない）標準的受信器によって実行される全ての変換を受ける。そして
、各経路ｉに対して、チャネル上の伝送されたシンボルにノイズが入った（nois
e-ridden）評価結果

【数１３】と、この評価における信頼度の値ｃｎｆｄ_i、_k（ｎ）とが得られる。

【００４７】 dttb Module 3（dTTb/M3/284“System Specification for the Second dTTb D
emonstrator”, dttb Module 3, Version 2.2, February 1996）の文書と、これ
らの信頼度の値及び評価（estimation）の計算方法並びに関連する重み付き入力
復号化の典型的な方式に対するＤＶＢ−Ｔ規格とを参照されたい。

【００４８】情報要素

【数１４】及びｃｎｆｄ_i、_k（ｎ）を、本発明による新規要素である適応モジュール１１へ
と送り、この適応モジュール１１は、重み付き入力復号器１２に（最適化された
）評価及び適応された信頼度の値を与える。

【００４９】復号化は各経路上について同期して働くので、チャネル上の伝送されたシンボ
ルの改良された評価結果

【数１５】は、先に得られたそれぞれの信頼度の値によって重み付けされた評価結果の総和
を計算することによって得られる。この評価に付随する信頼度の値ｃｎｆｄ_Adap、_k （ｎ）は信頼度の値の総和に等しい。

【００５０】つまり、適応器（アダプタ）１１は、全ての搬送波ｋと全ての整数ｎに対して
、次の操作

【数１６】を実行する。

【００５１】当然、これは単なる一例に過ぎず、他の重み付け方法を使用することができる
。他の情報要素（例えば、データのタイプ、チャネルの特定のクオリティ、エラ
ー割合など）をこれらの操作を最適化するために考慮することもできる。

【００５２】そして、重み付き入力復号器１２は、従来どおりに、内部コードを復号化する
。再び従来どおりに、処理が、外部コードの復号化１３と、そして、ソース復号
化１４へと続く。

【００５３】チャネルの評価を考慮しない標準的なビタビ（Viterbi）復号化の特別なケー
スにおいて、ソフト判定（soft-decision）の使用は、この評価における信頼度
の大きさに関連する、伝送されたシンボルの評価された「ハードな（hard）」値
の使用に等しい。そして、この信頼度は、伝送に影響を与えるノイズの（仮定さ
れた）関係と、選ばれた評価された「ソフトな（soft）」値及び評価された「ハ
ードな（hard）」値の間の距離とに依存する。

【００５４】このように、本発明による「評価された経路値」の概念は、区別なく、ソフト
またはハードであり得る。さらに、信頼度情報は、チャネル評価とは限らず、適
切なタイプのいずれかでよい。

【００５５】すでに述べられたように、本発明は、特に、（各フローに対して別または別で
ない）多重搬波変調によって伝送された信号から来る、この信号に利用された全
ての多重搬送波の部分集合（各フローに対して同一である必要はない）によって
伝達された情報を含み、処理されたＮ個のデータフラックスの内のＰ個を処理す
るためにいくつかの経路を処理しなければならない全ての状況に適用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＣＯＦＤＭ変調と２つの多様なアンテナの特別なケースにおける受信器の略ブ
ロック図である（搬送波ｋの処理だけを図示している）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者シュール，ベルトランフランス国、35135 シャンテピ、リュ・デュ・パルク 22 Ｆターム(参考） 5C025 AA11 AA21 BA25 BA30 DA01 DA10 5K022 DD01 DD31 5K059 CC03 DD32 DD35 EE01 EE02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】同時に伝送される搬送波周波数の集合によって多重搬送波信
号を形成し、前記搬送波周波数の集合の部分集合によってソースシンボルを搬送
するときに、それぞれが同じソースシンボルを搬送するデータフローが供給され
る少なくとも２つの受信経路を利用し、該経路のそれぞれが、評価された経路値
及び対応する経路信頼度情報要素を各受信したソースシンボルに関連づける評価
手段を含む前記多重搬送波信号を受信するための装置であって、前記評価された経路値から、前記経路信頼度情報を考慮して該評価された経路
値に重みを付けて得られる適応された評価値と、前記経路信頼度情報要素の関数としての適用された信頼度情報要素とを送出する前記評価された経路値を結合させるための手段と、前記適応された評価値によって供給される重み付き入力復号化手段とを含んでなることを特徴とする受信装置。
【請求項２】前記評価手段は、前記経路信頼度情報要素を送出する伝送チ
ャネルの評価のための手段を含んでいることを特徴とする請求項１に記載の受信
装置。
【請求項３】【数１】は経路ｉ上で受信されたシンボルの評価値と、ｃｎｆｄ_i,nは対応する経路信頼度情報要素と、Ｎは経路数としたとき、前記適応された評価値を、【数２】によって計算することを特徴とする請求項１または２に記載の受信装置。
【請求項４】ｃｎｆｄ_i，_nは経路ｉに関連する信頼度情報要素と、Ｎは経路数としたとき、前記適応信頼度情報要素を、【数３】によって計算することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の受信装置
。
【請求項５】個別の受信経路を提供する少なくとも２つのアンテナを利用
することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の受信装置。
【請求項６】前記受信経路のそれぞれが、受信した信号を定めて復号化す
る第１のモジュールと、前記評価された経路値と前記対応する信頼度情報要素と
を決定する第２のモジュールとを含み、前記装置は、前記第２のモジュールによって供給され、特に前記結合を実行し
て前記適応された評価値を送出し、重み付き入力復号化が該適用された評価値に
よって提供される、単一モジュールをさらに含んでいることを特徴とする請求項
１乃至５のいずれかに記載の受信装置。
【請求項７】同時に伝送された集合の搬送波周波数によって多重搬送波信
号を形成し、前記集合の搬送波周波数の部分集合によってソースシンボルを搬送
するときに、それぞれが同じソースシンボルを搬送するデータフローが供給され
た少なくとも２つの受信経路を利用し、該経路のそれぞれが、各受信したソース
シンボルに、評価された経路値及び対応する経路信頼度情報要素を関連づける評
価段階を有する前記多重搬送波信号を受信するための方法であって、前記方法は、前記評価された経路値から、前記経路信頼度情報を考慮して該評価された経路
値に重みを付けて得られる適用された評価値と、前記経路信頼度情報要素の関数としての適用された信頼度情報要素とを送出する前記評価された経路値を結合するステップと、前記適応された評価値が供給される重み付き入力復号化するステップとを含んでいることを特徴とする受信方法。
【請求項８】デジタルテレビ信号の放送の用途と、音響デジタル信号の放送の用途と、無線電話の用途と、データ信号の伝送の用途との少なくとも一つの用途に属しているデータ受信のための請求項１乃至６のいず
れかに記載された装置及び／または請求項７に記載された方法の用途。