JP2003504927A - 有効信号誤りを補正する方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 通信伝送システムの受信部（１００；２００；３００；４００）における隣接チャネルノイズによる有効信号誤りを補正する方法であって、隣接チャネルノイズは有効チャネルの矩形ノイズパルスにより形成されるものにおいて、第１のステップで隣接チャネルノイズの開始時点または終了時点を検出し、第２のステップでオフセット補正を開始時点または終了時点に関する情報を利用して実行する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は、とりわけＴＤＤまたはＴＤＭＡ方式で動作する、請求項１の上位概
念による通信伝送システムの受信部における有効信号誤りを補正する方法および
当該方法を実施するための装置に関する。

【０００２】 移動無線システムでは、周波数スペクトルのリソースが制限されているため、
多重アクセス方式またはマルチプレクス方式が必ず必要であり、これにより数百
万から数十億までの大量の加入者数を可能にしている。複数加入者のアクセス形
式の編成と受信部の構成は、情報伝送に許容されないノイズが発生しないように
なされていなければならない。

【０００３】 基礎となる多重アクセス方式として、周波数分割多重方式、時分割多重方式、
符号分割多重方式が公知であり、３つ全ての方式が移動無線網で実際に適用され
る。ＴＤＤ（Time Division Duplex）ないしはＴＤＭＡ（Time Division Multip
le Access）として実現される特別の時分割多重方式はデジタル移動無線網で広
く使用されており、ここでこれらの方式は周波数分割多重方式（ＦＤＭＡ＝Freq
uency Division Multiple Access）と、複数の搬送波周波数が設けられるように
組み合わされている。ＧＳＭ規格によればそれぞれ２００ｋＨｚの間隔で搬送波
周波数が相互に設けられており、各搬送波周波数で８つのタイムスロットが分割
して設けられている。

【０００４】 無線電話に対しては時分割多重技術がますます使用されている。ここではＦＤ
ＭＡおよびＴＤＭＡとの組み合わせも設けられている。無線電話に対する欧州Ｄ
ＥＣＴ規格では、１０までの周波数チャネルが使用され、これらはそれぞれアッ
プリンクとダウンリンクごとに１２のタイムスロットに分割されている。

【０００５】 ＴＤＤシステムまたはＴＤＭＡシステムでの受信器はダイレクトコンバージョ
ン方式に従って構成することができる。この種の受信器では隣接チャネル障害が
、受信器のアナログ部における直交成分のため矩形ノイズを有しており、この矩
形ノイズが通常のデジタル変調においてはビットエラー率上昇の原因となる。例
えばＧＳＭシステムのシステムプロトコルで設定された高い要求をビットエラー
率の点で満たすために、高い要求がミクサの伝送特性に課せられる。しかしこの
要求は現在確立された回路技術では満たすことができない。

【０００６】 従って前記ノイズと結び付いた信号振幅の変化（オフセット）を反復的に計算
して検出し、ミクサに後置接続された補正装置によって前記ノイズを後から補正
することが提案された。しかしこのことは高い計算コストと相応に大きな電流消
費と結び付いており、従って最大可能通話時間を低下させる。この最大可能通話
時間は各移動電話の重要な能力パラメータである。

【０００７】 従って本発明の課題は、計算コストが改善され、電流を消費しないような冒頭
に述べた形式の方法並びにこの方法を実施するための装置を提供することである
。

【０００８】 この課題は方法に関しては請求項１に記載の構成によって、装置に関しては請
求項８に記載の構成によって解決される。

【０００９】 本発明の重要な技術思想は、まずノイズの発生時点を検出し、この知識に基づ
き続いて補正過程を計算過程の点で比較的に少ないコストとひいては電流を消費
しないように実行することである。アナログ補正方法を使用することによりここ
では（狭義の意味で）ほとんど計算コストが掛からない。

【００１０】 有利な実施例では、ノイズの開始時点を検出するためにまず信号全体が微分さ
れ、続いて第１導関数と所定の閾値とによる閾値弁別が実行される。この閾値は
、有効信号の最大可能勾配に相当し、適切に選択された安全係数との乗算により
誤り検知を回避するためのものである。信号全体の第１導関数の形成も、それら
の前記閾値との比較もルーチン演算である。これらは集積回路技術で、ないしは
適切なソフトウエアによっていずれにしろ実現された複雑なデジタル信号処理（
ＤＳＰ＝Digital Signal Processing）の枠内で簡単にかつ適切な電流消費で実
現することができる。

【００１１】 しかし択一的にノイズ発生時点の検出のために、特別の検知素子（例えば検知
ダイオード）または相応の機能の回路（例えばいわゆるＲＳＳＩ回路）を設ける
こともできる。これらはとりわけノイズの搬送波信号に対する周波数オフセット
を利用する。

【００１２】 ノイズの発生時点についての情報を使用して実行された本来の補正過程は、信
号振幅のデジタル化された値に基づく計算過程として、または択一的にアナログ
「減算」として構成することができる。

【００１３】 前者の場合、まず全体信号の（デジタル）平均値形成が、有効信号の上昇エッ
ジからノイズの発生時点までの時間と、ノイズの発生時点から有効信号の下降エ
ッジまでの時間とで行われる。続いて計算された２つの平均値の減算が行われる
。ノイズの検知の際にノイズ信号エネルギーを検出し、ノイズ発生時点からの全
体信号エネルギーから減算することも可能である。後者の場合も減算は真の計算
という意味で、相応のエネルギー値をデジタル化した後で行うことができる。

【００１４】 本発明の方法を実施するための装置では、本発明の上記特性に相応して、ノイ
ズの発生時点を検出するための手段と、入力側がこの検出手段と接続された補正
手段とが設けられている。この補正手段はオフセット補正を実行する。検出手段
に対する実施可能性についてはすでに上で述べた。検知手段ないし検知回路が使
用される場合には、これらにはとりわけ補正段および／またはパルス成形段が後
置接続される。この補正段は、検知器特性曲線を出力信号波形に対して考慮する
ためのものである。本来の補正手段はアナログ構成ではアナログ減算装置を有す
る。オフセット量ないし補正量をデジタル計算する際には、基準値メモリとデジ
タル減算段と、とりわけこれらのユニットに前置接続された平均値計算段が設け
られる。

【００１５】 本発明の利点および有利な構成は従属請求項ないし、以下の図面に基づく有利
な実施例の説明から明かである。

【００１６】 図１ａと１ｂは、ダイレクトコンバージョン受信器のリアルミクサの有効信号お
よびノイズ信号ないし全体信号の時間に依存する例としての経過を示す。

【００１７】 図２は、第１実施例の概略を示すブロック回路図である。

【００１８】 図３は、第２実施例の概略を示すブロック回路図である。

【００１９】 図４は、第３実施例の概略を示すブロック回路図である。

【００２０】 図５は、第４実施例の概略を示すブロック回路図である。

【００２１】 図１ａには、搬送波周波数ｆ１、レベルＰ１を有する有効信号と、搬送波周波
数ｆ２とレベルＰ２を有するノイズ信号の時間経過が分離して示されている。こ
れらは理想的受信器ミクサで発生するものである。ｔAにより有効信号パルスの
開始時点（上昇エッジ）が示されており、ｔEによりその終了時点（下降エッジ
）が示されている。またｔ0により、この実施例では有効信号パルスの上昇エッ
ジ前に発生したノイズパルスの終了時点が示されている。

【００２２】 図１ｂには、リアルミクサの相応の出力信号が時間に依存して示されている。
ここでは図１ａと同じ時間軸が基礎となっている。

【００２３】 図２には本発明の第１実施例として、ミクサ１００，これに後置接続された増
幅段１０２，これに後置接続されたローパスフィルタ１０３，これに後置接続さ
れた微分段１０４，これに後置接続された閾値弁別器１０５、および微分段に並
列にローパスフィルタ１０３に後置接続され、閾値弁別器１０５の出力信号によ
り制御されるオフセット補償段１０６からなる構成１００が示されている。オフ
セット補償段１０６は、（図示されていないが）デジタル平均値を形成するため
の平均値形成段と、サブチャネルノイズの終了時点ｔ0より前ないしは後で検出
された平均レベル値を減算するための減算段を有する。微分段はそれ自体公知の
ようにアナログ微分器またはハードウエアで実現されたデジタル微分段として構
成するか、またはプログラミング可能な信号処理として、移動無線端末機のＤＳ
Ｐの枠内で実現することができる。

【００２４】 複数のノイズが予期される場合に対しては、ノイズの検出時点並びに相応のレ
ベル値を記憶するために複数の装置が設けられる。

【００２５】 図示の構成は、有効信号バーストが長い場合に特に有利である。この信号バー
ストは１つ以上の短いノイズパルスにより重畳されており、従ってＧＳＭ規格化
でのマルチスロットモードに対して特に重要である。

【００２６】 図３には、図２に対して変形された構成２００が示されている。この構成では
同様にミクサ２０１，これに後置接続された増幅段２０２並びにオフセット補償
段２０７が設けられている。ローパスフィルタ２０３はここでは処理分岐路に並
列に配置されており、これにはノイズ信号を検出するための検知ダイオード２０
４が後置接続されている。検知ダイオードにはパルス成形回路２０５が後置接続
されており、これには時点ｔ0（図１ａ）を検出するための時間検出段２０６が
後置接続されている。

【００２７】 この変形実施例では図２に示された構成とは異なり、計算コストひいては電流
消費がさらに減少され、および／またはここでは信号がノイズを受けないことに
よるノイズ信号の終了時点ないし発生時点の検出精度が向上する。

【００２８】 図４には別の実施形態として構成３００がここでも機能ブロックの形で示され
ている。この構成では図３と同様にミクサ３０１の出力端が一方では（ここでは
制御可能な）増幅段３０２と、他方ではローパスフィルタ３０３並びにこれに後
置接続された検知ダイオード３０４と接続されている。制御可能な増幅器３０２
も検知ダイオード３０４もそれぞれＡ／Ｄ変換器３０５ａ、３０５ｂに後置接続
されている。第１のＡ／Ｄ変換器３０５ａの出力端は加算段３０６の第１の入力
端と接続されており、第２のＡ／Ｄ変換器３０５ｂの出力端は補正回路３０７接
続されている。この補正回路は、検知器特性曲線を補正し、増幅器３０２の調整
される増幅係数Ａ１の増幅率を補正するためのものである。補正段３０７の出力
端はインバータ３０８を介して加算段３０６の第２の入力端と接続されている。
全体として、前記の素子３０６から３０８のこの構成により一方では検知ダイオ
ード３０４の検知器特性曲線と、他方では増幅段３０２での増幅に関して補正さ
れた信号レベルが全体信号レベルが減算されるという機能が実現される。

【００２９】 図５にはブロック回路図として別の構成４００が示されている。この構成は受
信ミクサ４０１，ローパスフィルタ４０２，これに後置接続された検知器回路４
０３、および検知器特性曲線を補正するためのアナログ補正回路４０４からなる
。この構成では、受信ミクサ４０１の出力端と補正回路４０４の出力端とがそれ
ぞれ２つの演算増幅器４０５ａ，４０５ｂの非反転入力端に接続されており、こ
れら演算増幅器の出力端は増幅段４０６に接続されている。演算増幅器４０５ａ
，４０５ｂを介して（検知器特性曲線に関して補正された）ノイズ信号が全体信
号から減算され、差信号が最後に増幅される。

【００３０】 最後に示した構成はダイナミックスの向上の点で特に有利である。なぜならノ
イズ信号がすでにベースバンドで補正されるからである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１ａと１ｂは、ダイレクトコンバージョン受信器のリアルミクサの有効信号
およびノイズ信号ないし全体信号の時間に依存する例としての経過を示す。

【図２】 図２は、第１実施例の概略を示すブロック回路図である。

【図３】 図３は、第２実施例の概略を示すブロック回路図である。

【図４】 図４は、第３実施例の概略を示すブロック回路図である。

【図５】 図５は、第４実施例の概略を示すブロック回路図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ラルフ シェーベル ドイツ連邦共和国 アッシャウ ヴィーゼ ングルントシュトラーセ 55 Ｆターム(参考） 5K052 AA01 BB01 CC00 DD21 EE27 GG19 GG57

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 とりわけＴＤＤ方式またはＴＤＭＡ方式に従って動作する通
   信伝送システムの受信部（１００；２００；３００；４００）における、有効チ
   ャネルに矩形ノイズパルスを形成する隣接チャネルノイズによる有効信号誤りを
   補正する方法において、 第１のステップで隣接チャネルノイズの開始時点または終了時点を検出し、 第２のステップでオフセット補正を、前記開始時点または終了時点についての
   情報を使用して実行する、 ことを特徴とする方法。
2. 【請求項２】 隣接チャネルノイズの開始時点または終了時点を検出するた
   めに、第１の部分ステップで信号全体を微分（１０４）し、 第２の部分ステップで第１導関数と所定の閾値との閾値弁別（１０５）を実行
   する、請求項１記載の方法。
3. 【請求項３】 隣接チャネルノイズの開始時点または終了時点の検出を、検
   知素子または検知回路（２０４；３０４；４０４）を用い、とりわけノイズの周
   波数オフセットを利用して実行する、請求項１記載の方法。
4. 【請求項４】 オフセット補正は、全体信号をノイズの開始時点または終了
   時点まで、ないしノイズの開始時点または終了時点からデジタル平均値形成し、
   引き続き算出された平均値を減算する（３０６）ことを含む、請求項１から３ま
   でのいずれか１項記載の方法。
5. 【請求項５】 ノイズの検知の際にノイズ信号エネルギーを検出し、引き続
   きノイズの開始時点からの全体信号エネルギーまたはノイズの終了時点までの全
   体信号エネルギーから減算する、請求項２または３記載の方法。
6. 【請求項６】 減算を計算的減算（３０６）として、信号エネルギー値のデ
   ジタル化の後に実行する、請求項５記載の方法。
7. 【請求項７】 減算をアナログで、とりわけ演算増幅器構成（４０５ａ，４
   ０５ｂ）によって実行する、請求項５記載の方法。
8. 【請求項８】 請求項１から７までのいずれか１項記載の方法を実施するた
   めの装置（１００；２００；３００；４００）において、 隣接チャネルノイズの開始時点または終了時点を検出するための検出手段が設
   けられており、 さらに入力側が前記検出手段と接続された、オフセット補正を実行するための
   補正手段（１０６；２０７；３０６；４０５ａ，４０５ｂ）が設けられている、
   ことを特徴とする装置。
9. 【請求項９】 検出手段は微分段（１０４）と、これに後置接続された閾値
   弁別段（１０５）を有する、請求項８記載の装置。
10. 【請求項１０】 検出手段は検知素子、とりわけ高周波検知ダイオード、お
    よびこれに後置接続された補正段および／またはパルス成形段（２０５；３０７
    ；４０４）を有する、請求項８記載の装置。
11. 【請求項１１】 補正手段は、Ａ／Ｄ変換器（３０５ａ；３０５ｂ）と、基
    準値メモリおよびデジタル減算段（３０６，３０８）を有する、請求項８から１
    ０までのいずれか１項記載の装置。
12. 【請求項１２】 基準値メモリおよびデジタル減算段には平均値形成段が前
    置接続されている、請求項１１記載の装置。
13. 【請求項１３】 補正手段はアナログ減算装置、とりわけ演算増幅器構成（
    ４０５ａ，４０５ｂ）を有する、請求項８から１０までのいずれか１項記載の装
    置。