JP2004032518A - Diversity receiving method and reception apparatus - Google Patents

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JP2004032518A JP2002188035A JP2002188035A JP2004032518A JP 2004032518 A JP2004032518 A JP 2004032518A JP 2002188035 A JP2002188035 A JP 2002188035A JP 2002188035 A JP2002188035 A JP 2002188035A JP 2004032518 A JP2004032518 A JP 2004032518A
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Inventor
Takashi Usui
臼居 隆志
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Sony Corp
ソニー株式会社
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a diversity receiving method and a reception apparatus for selecting a suitable antenna without depending only on reception power. <P>SOLUTION: Data modulated to a plurality of subcarriers by orthogonal frequency multiple modulation is received by a plurality of antennas. In each of the received signals, a reception signal of a plurality of use subcarrier is compared with a predetermined threshold, and a suitable antenna is selected based on the comparison result. At this time, a noise level of unused subcarriers is measured and the predetermined threshold above is determined based on the noise level. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】 [0001]
【発明の属する技術分野】 BACKGROUND OF THE INVENTION
無線LAN、無線ホームネットワーク等の無線システムにおけるダイバーシティ受信のアンテナ切替部を含む受信装置に関し、特に、周波数特性検査手段を用いたダイバーシティ受信方法を使用したOFDM無線システムに関する。 A wireless LAN, relates receiver comprising an antenna switching unit for diversity reception in a radio system such as a wireless home network, in particular, it relates to OFDM wireless system using diversity reception method using a frequency characteristic inspecting means.
【0002】 [0002]
【従来の技術】 BACKGROUND OF THE INVENTION
近年、無線LAN(Local Area Network)のパケット通信アクセス方式として、搬送波感知多重アクセス/衝突回避CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance)を利用したものが普及している。 Recently, as a packet communication access method of wireless LAN (Local Area Network), which utilizes a carrier sense multiple access / collision avoidance CSMA / CA (Carrier Sense Multiple Access / Collision Avoidance) has become widespread. また、誤り特性を向上させるために、複数のアンテナを切替えるダイバーシティ受信またはダイバーシティ送信システムがある。 Further, in order to improve the error characteristics, there is a diversity reception or diversity transmission system for switching a plurality of antennas. ダイバーシティ方式では、複数のアンテナから最適なアンテナを選択する選択アルゴリズムが重要である。 The diversity method, it is important selection algorithm for selecting an optimum antenna from a plurality of antennas. 従来のダイバーシティ方式では、受信信号強度の強い信号を選択する方法が一般的であった。 In the conventional diversity scheme, a method of selecting the stronger signal of the received signal strength were common.
【0003】 [0003]
一方、ブロードバンド通信に適している変調方式として、直交周波数分割多重(OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing)変調方式が知られている。 On the other hand, as the modulation scheme suitable for broadband communication, orthogonal frequency division multiplexing (OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing) modulation scheme is known. OFDMは、マルチキャリヤ伝送方式の一種であり、各OFDMシンボルにガードインターバルを付加することにより、ガードインターバル長に相当する時間以内の遅延波の影響を排除できるという利点を有する。 OFDM is a kind of multi-carrier transmission system, by adding a guard interval to each OFDM symbol, it has the advantage of eliminating the influence of delayed waves within a time corresponding to the guard interval length.
【0004】 [0004]
図3に、OFDM変調方式を採用した無線システムにおける従来のアンテナ切替部を含む受信装置の概略構成を示す。 Figure 3 shows a schematic configuration of a receiving apparatus including a conventional antenna switching unit in a radio system adopting the OFDM modulation scheme. アンテナ1,アンテナ2は切替部31により切り替えてRF部32に接続される。 Antenna 1, Antenna 2 is connected to the RF unit 32 is switched by the switching unit 31. この切替は、RF部32の出力から受信信号強度測定部34が測定した各アンテナの受信信号強度に基づいてアンテナ選択判定部35が判定した結果に応じて行われる。 This switching is performed in response to a result of the antenna selection determining section 35 based on the received signal strength of each antenna was measured received signal strength measurement unit 34 from the output of the RF section 32 determines. 選択されたアンテナの受信信号はAD部33でデジタル信号に変換される。 Received signal of the selected antenna is converted into a digital signal by the AD unit 33. 同期獲得部37はこのデジタル信号に基づいて同期を獲得し、当該デジタル信号をFFT(高速フーリエ変換手段)38にてフーリエ変換を行うことにより、OFDMの復調を行う。 Synchronization acquiring unit 37 acquires synchronization based on this digital signal, by performing a Fourier transform on the digital signal in FFT (Fast Fourier transform unit) 38, to demodulate the OFDM. この出力は伝送路推定部39にてマルチパスの歪みの補償等が行われ、復調出力となる。 This output compensation for the distortion of multipath is performed in the channel estimation unit 39, the demodulated output.
【0005】 [0005]
さらに、異なる複数の通信相手と通信を行う際に、次にどの端末から電波が到来するか予測不能なCSMA/CAシステムでは以前の受信結果を参考にできないという問題もあった。 Moreover, when communicating with a plurality of different communication partners, the next or unpredictable CSMA / CA system radio from any device arrives was also the previous reception result impossible to reference. 最適なアンテナを選択する作業が、同一バースト内で完結する事ができればスループットの低下が起きない。 Task of selecting the best antenna, decrease in throughput does not occur if it is possible to complete within the same burst. 無線LANではひとつのパケットがひとつのバーストに収められており、受信した全ビットが正しくないとパケット誤りとみなされるように作られている。 One packet in the wireless LAN are housed in a single burst, all bits received is made to be considered incorrect and packet error.
【0006】 [0006]
そのため、バーストの途中から正しいアンテナを見つけたとしてもバーストの先頭ではビット誤りを起こしてしまうので、これでは手遅れである。 Therefore, since the beginning even burst as found the correct antenna from the middle of a burst would cause a bit error, this is too late. そのため、データが始まる前までの区間すなわちプリアンブルの区間で正しいアンテナを探し当てる必要がある。 Therefore, it is necessary to locate the correct antenna sections or sections of the preamble and before the data begins.
【0007】 [0007]
図5にバーストの一例を示す。 It shows an example of a burst in FIG. 同期獲得部37はプリアンブルの到来を検知し、データの開始タイミングを精度良く求め、受信を開始する。 Synchronization acquiring unit 37 detects the arrival of the preamble, determined accurately start timing of the data, it starts to receive. バーストを最初の1ビット目から正しく受信する必要があるので、アンテナの切替えはデータが始まる前、すなわちプリアンブル内で完了する必要がある。 It is necessary to correctly receive a burst from the first one bit, switching of the antenna before the data begins, that need to be completed in the preamble.
【0008】 [0008]
そこで、送信時に最適なアンテナから送信する送信ダイバーシティが実現されている。 Accordingly, transmit diversity to be transmitted from optimum antenna during transmission is realized. すなわち、第1のアンテナから送信を試みて、2回続けてAckが帰ってこないとそのアンテナは通信状態が悪いとみなし、第2のアンテナから送信をする、というものである。 In other words, trying to send from the first antenna, the Ack two consecutive times not returned the antenna assumes that the communication state is poor, the transmission from the second antenna, is that. これによれば、受信信号の強弱という間接パラメータの評価ではなく通信の誤り状況を直接評価することになるので、より通信信頼度の高いアンテナを選択できる。 According to this, since to evaluate the error state of the communication rather than directly in the evaluation of the indirect parameters of strength of the received signal, it can be selected higher communication reliability antenna.
【0009】 [0009]
しかしこの場合、送信を試みる区間はデータが伝送されないので、スループットの低下を起こすという問題があった。 However, in this case, the section attempt to transmit the data is not transmitted, there is a problem that causes a decrease in throughput. したがって、送信よりも受信側で切替える方がスループットの低下に対しては有効である。 Therefore, it is effective for lowering people to switch on the receiving side of throughput than transmission.
【0010】 [0010]
【発明が解決しようとする課題】 [Problems that the Invention is to Solve
近年のデータレート高速化にともない、無線帯域幅が増加し、マルチパス環境が選択性フェージングとなってきた。 With the recent data rate speed, wireless bandwidth increases, multipath environment has become a selective fading. このために、いずれのアンテナで受信しても受信電力にそれほど違いが出なくなることも多い。 For this reason, it is also often be received in any of the antenna will not leave so much difference to the received power. 特に、選択性フェージングでは受信電力にそれほど差異が無いにも関わらず誤り率は何桁も異なるために、受信電力のみを基準にアンテナ選択を行うと誤ったアンテナを選択する虞がある。 In particular, the even differ by orders of magnitude error rate despite much there is no difference in the reception power, there is a possibility of selecting the wrong antenna and performs antenna selection based only on the received power selective fading. したがって、受信電力のみに依存したアンテナ選択方法は必ずしも有効ではない。 Therefore, an antenna selection method that depends only on the received power is not always effective.
【0011】 [0011]
そこで本発明は、受信電力のみに依存することなく、より適正なアンテナ選択を行うことができるダイバーシティ受信方法および受信装置を提供することを目的とする。 The present invention does not depend only on the received power, and an object thereof is to provide a diversity receiving method and a receiving device capable of performing more appropriate antenna selection.
【0012】 [0012]
本発明による他の目的は、受信側で瞬時に最適なアンテナを選択するアルゴリズムを提供することにより、スループットの低下を防ぐことができるダイバーシティ受信方法および受信装置を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide an algorithm for selecting an optimum antenna instantly on the receiving side is to provide a diversity receiving method and receiving apparatus capable of preventing a decrease in throughput.
【0013】 [0013]
【課題を解決するための手段】 In order to solve the problems]
本発明による受信装置は、直交周波数多重変調方式無線システムにおいてダイバーシティ受信方法を採用した受信装置であって、複数のアンテナと、この複数のアンテナの各々の受信信号の周波数特性を検査する周波数特性検査手段と、前記各々の受信信号を受けて同期を獲得する同期獲得手段と、この同期獲得手段の出力および前記周波数特性検査手段の出力に基づいて、プリアンブルの周波数特性の良好なアンテナの受信信号を選択するアンテナ選択判定手段とを備え、前記周波数特性検査手段は、直交周波数多重変調による複数の使用サブキャリアの受信信号レベルと比較すべき閾値を、前記周波数特性検査手段により得られた未使用サブキャリアのノイズレベルを基準として決定することを特徴とする。 Receiving apparatus according to the present invention is a receiving apparatus employing the diversity reception method in the OFDM modulation scheme wireless system, a plurality of antennas, the frequency characteristic inspection for inspecting the frequency characteristic of each of the received signals of the plurality of antennas and means, synchronization acquisition means for acquiring synchronization by receiving a reception signal of the respective, based on the output of the output and the frequency characteristic inspecting means of this synchronization acquisition unit, a reception signal of good antenna frequency characteristics of the preamble and an antenna selection decision means for selecting, said frequency characteristic testing means, a threshold value to be compared with the received signal level of a plurality of subcarriers by OFDM modulation, the unused sub obtained by the frequency characteristic inspecting means and determining the noise level of the carrier as a reference.
【0014】 [0014]
プリアンブルの区間で受信強度だけではそのバーストの誤り率を反映しないことから、本発明では、別の測定基準を導入する。 Alone reception strength in the interval of a preamble because it does not reflect the error rate of the burst, in the present invention, to introduce another metric. すなわち、誤り率がマルチパスフェージングの影響を強く受けることから、プリアンブル区間の周波数特性を測定し、周波数特性の良好なアンテナを選択することで課題を解決する。 In other words, since the error rate is strongly affected by multipath fading, and measuring the frequency characteristics of the preamble section, to solve the problems in choosing a good antenna frequency characteristics. そのために未使用サブキャリアのノイズレベルを基準にして使用サブキャリアの受信信号レベル判定用の閾値を定める。 Therefore the by the noise level of the idle subcarriers to the reference defining a threshold value of the reception signal level determination of subcarriers. 具体的には、例えば、当該ノイズレベルより所定の比率だけ高い閾値を設定する。 Specifically, for example, to set a higher threshold than the noise level by a predetermined ratio.
【0015】 [0015]
さらに、下側未使用サブキャリアと上側未使用サブキャリアのノイズレベルが異なる場合、下側未使用サブキャリアの平均ノイズレベルと上側未使用サブキャリアの平均ノイズレベルとを求め、その大きい方を基準に前記閾値を決定することができる。 Furthermore, if the noise level of the lower idle subcarriers and an upper idle subcarriers is different, it obtains an average noise level of the average noise level and the upper idle subcarriers of the lower idle subcarriers, based on the greater of the it is possible to determine the threshold. この場合、例えば、下側未使用サブキャリアの平均ノイズレベルと上側未使用サブキャリアの平均ノイズレベルの大きい方に予め定めたdB値を加算して得られたレベルを閾値とすることができる。 In this case, for example, it may be a level obtained by adding a predetermined dB value towards the average noise level of the average noise level and the upper idle subcarriers of the lower idle subcarriers as large as the threshold.
【0016】 [0016]
周波数特性検査手段では、各使用サブキャリアのエネルギーを求め、前記閾値以下のエネルギーとなる使用サブキャリアがより少ない方のブランチを選択するようにする。 In the frequency characteristic inspecting means obtains the energy of each subcarriers, subcarriers to be the threshold value or less of the energy is to select a smaller towards branch.
【0017】 [0017]
前記周波数特性検査手段および前記同期獲得手段は、各アンテナの受信信号毎に設けてもよい。 The frequency characteristic inspecting means and said synchronization acquisition means may be provided for each reception signal of each antenna. あるいは、前記複数のアンテナの受信信号を切り替えるアンテナ切替手段を備え、前記周波数特性検査手段および前記同期獲得手段は、前記複数のアンテナの受信信号に対して、それぞれ単一の手段を共用するようにすることもできる。 Alternatively, an antenna switching means for switching the signals received by the plurality of antennas, the frequency characteristic inspecting means and said synchronization acquisition means, the reception signal of the plurality of antennas, so that each share a single means it is also possible to. 後者の場合、前記アンテナ切替手段は、待ち受け時に連続的に切替を行い、前記同期獲得手段はプリアンブルの期間中に同期を獲得するとともに、前記周波数特性検査手段は個々の切り替えられた受信信号の受信信号の周波数特性を検査する。 In the latter case, the antenna switching unit performs continuously switched on during the waiting time, the along with the synchronization acquisition means acquires synchronization for the duration of the preamble, the frequency characteristic testing means receiving the reception signal is switched of the individual examining the frequency characteristics of the signal. そのアンテナ切替周期はプリアンブルの繰り返し周期の整数倍の時間に相当するものである。 Its antenna switching cycle is equivalent to an integral multiple of the time of the repetition period of the preamble.
【0018】 [0018]
周波数特性検査手段には高速フーリエ変換手段を利用することができる。 The frequency characteristic inspecting means may utilize a fast Fourier transform means. この場合、直交周波数多重変調の復調手段としての高速フーリエ変換手段を周波数特性検査手段として共用することができる。 In this case, the fast Fourier transform means as demodulation means for OFDM modulation can be shared as the frequency characteristic inspecting means.
【0019】 [0019]
周波数特性検査手段は複数のフィルタにより構成することも可能である。 Frequency characteristic test means can be constituted by a plurality of filters.
【0020】 [0020]
本発明によるダイバーシティ受信方法は、直交周波数多重変調方式無線システムにおいて用いられるダイバーシティ受信方法であって、直交周波数多重変調により複数のサブキャリアに変調されたデータを複数のアンテナで受信するステップと、前記複数のアンテナで受信した各々の信号について、複数の使用サブキャリアの受信信号を所定の閾値と比較し、その比較結果に基づいて、適切なアンテナを選択するステップと、前記適切なアンテナを選択する際に、未使用サブキャリアのノイズレベルを測定し、このノイズレベルを基準として前記所定の閾値を決定するステップとを備えたことを特徴とする。 Diversity reception method according to the present invention is a diversity receiving method used in the OFDM modulation scheme wireless system, the method comprising: receiving a by OFDM-modulated modulated into a plurality of subcarrier data by a plurality of antennas, the for each of the signals received by a plurality of antennas, the received signals of a plurality of subcarriers with a predetermined threshold value, based on the comparison result, and selecting an appropriate antenna, selects the appropriate antenna when the noise level of the idle subcarriers is measured, characterized by comprising the steps of determining the predetermined threshold noise level as a reference. この場合、アンテナ選択は、プリアンブル内で決定し切替完了することが好ましい。 In this case, antenna selection, it is preferable to complete switching determined in preamble.
【0021】 [0021]
【発明の実施の形態】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
【0022】 [0022]
図1は、本実施の形態にかかる、OFDM変調方式を採用した無線システムにおけるアンテナ切替部を含む受信装置のブロック図である。 1, according to this embodiment is a block diagram of a receiver including an antenna switching unit in a radio system adopting the OFDM modulation scheme.
【0023】 [0023]
2つのアンテナから受信された受信信号は、RF部11,13でそれぞれ周波数変換、増幅されて、さらにAD変換部でデジタル信号に変換される。 Reception signal received from the two antennas are each frequency-converted by RF section 11 and 13, is amplified and further converted into a digital signal by the AD converter. これらのデジタル信号は、それぞれ、周波数特性(f特)検査部15,17に入力されると同時に、同期獲得部16,18にも入力される。 These digital signals, respectively, at the same time is input to the frequency characteristic (f JP) checking unit 15, 17 is also input to the synchronization acquiring unit 16, 18.
【0024】 [0024]
2つの同期獲得部16,18で信号の到来をサーチして信号を待ち受け、2つの周波数特性検査部15,17にてそれぞれのアンテナで受信した信号の周波数特性をモニタする。 The arrival of signals at two synchronization acquisition unit 16 searches the standby signals to monitor the frequency characteristic of the received signal in two frequency characteristics checking unit 15, 17 for each antenna.
【0025】 [0025]
2つのアンテナから受信された受信信号は切替部21に入力されている。 Reception signal received from the two antennas are input to the switching unit 21. 切替部21は、両周波数特性検査部15,17の出力に基づいてアンテナ選択判定部20が指定したアンテナの信号を選択する。 Switching unit 21, the antenna selection decision unit 20 selects the signal of the specified antenna based on the output of both the frequency characteristic checking unit 15, 17. このあと、前述したと同様に、FFT38にてフーリエ変換を行うことにより、OFDMの復調が行われ、さらに伝送路推定部39にてマルチパスの歪みの補償等が行われ、復調出力となる。 Thereafter, in the same manner as described above, by performing a Fourier transform at FFT38, demodulation of the OFDM is performed, further compensation for multipath distortion is performed in the channel estimation unit 39, the demodulated output. その後、図示しないデインターリーブ回路、ビタビデコーダ回路等へと送られる。 Thereafter, de-interleave circuit (not shown) and sent to a Viterbi decoder circuit.
【0026】 [0026]
アンテナ選択判定部20は、2つの周波数特性検査部15,17の出力を比較して最良のアンテナを決定する。 Antenna selection determining unit 20 determines the best antenna by comparing the outputs of the two frequency characteristics checking unit 15, 17.
【0027】 [0027]
同期獲得部16,18は、受信信号の到来を監視しており、受信信号の到来を認めると、そのタイミングをアンテナ選択判定部20に伝えてその時点での最適なアンテナを固定させる。 Synchronization acquiring unit 16 monitors the arrival of the received signal, admit the arrival of the received signal, an optimum antenna at that time is fixed to convey their timing in the antenna selection decision unit 20. それとともに、同期獲得部16,18は、タイミング切替部19を介してFFT22に適切なタイミング信号を与えることにより、OFDM復調動作を行う。 At the same time, the synchronization acquisition unit 16 and 18, by providing the appropriate timing signals to FFT22 through the timing switching section 19 performs OFDM demodulation operation.
【0028】 [0028]
次に、本発明の特徴である周波数特性検査部の具体的な構成について詳述する。 Next, it will be described in detail specific configuration of the frequency characteristic test unit, which is a feature of the present invention. その具体的な構成手段としては、(1)FFTを用いる方法と、(2)フィルタを用いる方法とが考えられる。 As the specific configuration means, and methods of using (1) FFT, is considered a method of using (2) filters.
【0029】 [0029]
(1) FFTを用いる方法プリアンブルは、通常、OFDM52本のサブキャリアのうち12本という少ない本数になっているので、FFTはポイント数の少ないもの(例えば16ポイントのもの)で十分である。 (1) Method Using FFT preamble, typically, since become small number of 12 Among OFDM52 subcarriers, FFT is with less number of points (e.g., 16 points ones) is sufficient. 16ポイントのFFTは、OFDM復調用のFFTが64ポイントであるのに比べて回路規模が小さくかつ動作処理時間も短い。 16 point FFT of, FFT for OFDM demodulation is shorter and operation processing time small circuit scale compared to a 64 point. さらに16ポイントのFFTは64ポイントFFTの一部として構成することができるので、FFTの構成方法によっては64ポイントの復調用FFT1つを共用することも可能である。 It is possible to constitute a further part of the 16-point FFT is 64 points FFT, the configuration method of the FFT is also possible to share a single FFT1 for demodulation of 64 points. この共用により、回路サイズの増大を抑止することができる。 This sharing can be suppressed an increase in the circuit size.
【0030】 [0030]
FFTを共用する際、分割処理方法には以下の2つの方法が考えられる。 When sharing a FFT, the division processing method considered the following two methods.
(a)時分割処理による方法1つのFFTを高速に動作させ、周波数特性検査部15と周波数特性検査部17を交互に動作させる。 (A) time division processing is operated at high speed one FFT process according operates the frequency characteristic inspection unit 15 and the frequency characteristic inspection unit 17 alternately.
(b)空間分割処理による方法復調用64ポイントのFFTは、16ポイントのFFTを複数組み合わせて実現できる。 (B) space division method FFT demodulation for 64 points by the processing can be realized by combining a plurality of FFT of 16 points. このことを利用して16ポイントのFFTを2つ並列に動作するようにインターフェースを用意することにより、復調用FFTを周波数特性検査手段として共用することができる。 The FFT of 16 points by utilizing this by providing an interface to operate two parallel, it is possible to share the demodulation FFT as a frequency characteristic inspecting means.
【0031】 [0031]
(2)フィルタを用いる方法図12に示すように、帯域フィルタ(BPF)をN個用意して無線帯域幅(例えば17MHz)をN分割する。 (2) As shown in the method 12 of using a filter, the wireless bandwidth band filter (BPF) with N pieces prepared (e.g. 17 MHz) to N divided. 必ずしもサブキャリア本数すべてを分割する必要は無く、帯域内がほぼフラットな周波数特性であるか、大きなディップを生じているかを判別するのに必要な分解能があればよい。 Not always necessary to divide all number subcarriers, whether the band is substantially flat frequency characteristic, or if there is a resolution necessary to determine whether the resulting large dip. Nは例えば5〜10程度として各帯域のエネルギーを測定して周波数特性を求める。 N determine the frequency characteristics by measuring the energy of each band as, for example, about 5 to 10.
【0032】 [0032]
なお、アンテナは2つとは限らず、3つ以上あってもよい。 The antenna is not limited to two, but may be three or more. その場合、同期獲得部はアンテナと同数設けてもよいし、1つを共用することも可能である。 In that case, the synchronization acquisition section may be provided the same number as the antenna, it is also possible to share one.
【0033】 [0033]
次に、周波数特性検査部の具体例を説明する。 Next, a specific example of the frequency characteristic test unit.
【0034】 [0034]
まず、図6により一般的な周波数特性検査に基づくアンテナ選択アルゴリズムについて説明する。 First, the antenna selection algorithm based on a standard frequency characteristic test will be described with reference to FIG.
(a)各ブランチの受信平均電力Pavg_kを求める(Pavg_1,Pavg_2,…)。 (A) determining the received average power Pavg_k of each branch (Pavg_1, Pavg_2, ...).
(b)各ブランチの受信レベルを予め定められた固定の閾値THと比較する。 (B) it is compared with a threshold value TH of fixed defined reception level of each branch in advance. 図中、Deltaは受信平均電力と閾値の差(dB)を表している。 In the figure, Delta represents the difference between the received average power and the threshold value (dB). Deltaが負の場合には、後述する、受信強度が弱い場合に準じる。 If Delta is negative it will be described later, follow when the received intensity is low.
(c)各ブランチ毎に閾値を割り込む帯域幅BW_kを測定する。 (C) measuring the bandwidth BW_k interrupting the threshold for each branch. (BW_1,BW_2,…) (BW_1, BW_2, ...)
(d)BW_kが最小となるアンテナを選択する。 (D) BW_k selects an antenna with the smallest.
【0035】 [0035]
しかしながら、前記のような予め定められた閾値THに基準に受信レベルを判断してアンテナ選択を行うと、誤ったアンテナを選択する虞がある。 However, to determine the reception level to a predetermined reference threshold TH as described above when performing the antenna selection, there is a possibility of selecting the wrong antenna.
【0036】 [0036]
そこで、本実施の形態では、次のような動作アルゴリズムを採用する。 Therefore, in this embodiment employs an operation algorithm as follows.
【0037】 [0037]
図7に示すように、周波数軸上、使用サブキャリアの両側には未使用サブキャリアが存在する。 As shown in FIG. 7, on the frequency axis, on both sides of the subcarriers exist idle subcarriers. ここには、雑音レベルや隣接チャネルの信号の漏れによる干渉波レベルが現れる。 Here, the noise level and leakage due to the interference wave level of the signal of the adjacent channel appears. 本明細書では、雑音および干渉波のレベルを総称して「ノイズレベル」という。 In this specification, generically the level of the noise and interference wave of "noise level". 使用サブキャリアの両側(周波数軸上で上側および下側)のノイズレベルは必ずしも同じではなく、図8に示すように異なるノイズレベル1,ノイズレベル2となりうる。 Noise level of the both sides (upper and lower on the frequency axis) of the subcarriers are not necessarily the same, the noise level 1 different as shown in FIG. 8, can be the noise level 2. そこで、本実施の形態では次のようなアンテナ選択アルゴリズムを採用する。 Therefore, in the present embodiment employs an antenna selection algorithm as follows.
(a)各ブランチの受信平均電力Pavg_kを求める(Pavg_1,Pavg_2,…)。 (A) determining the received average power Pavg_k of each branch (Pavg_1, Pavg_2, ...).
(b)図9に示すように、下側および上側の未使用サブキャリアの平均レベルをノイズレベル1およびノイズレベル2として計算する。 (B) As shown in FIG. 9, to calculate the average level of the lower and upper idle subcarriers as noise levels 1 and noise level 2. この例では、各サブキャリアの出力はFFTの出力から得ている。 In this example, the output of each subcarrier is obtained from the output of the FFT.
(c)各ブランチ毎に、ノイズレベル1,2に基づいて各ブランチの閾値TH_kを求める(TH_1,TH_2,…)。 (C) for each branch, calculate a threshold TH_k of each branch based on the noise level 1,2 (TH_1, TH_2, ...).
(d)各ブランチ毎に閾値を割り込む(下回る)帯域幅(ディップ幅)BW_kを測定する(BW_1,BW_2,…)。 (D) interrupting the threshold for each branch (below) Bandwidth (dip width) BW_k measuring the (BW_1, BW_2, ...).
(e)BW_kが最小となるアンテナを選択する。 (E) BW_k selects an antenna with the smallest.
【0038】 [0038]
ステップ(c)における閾値THの求め方としては、次のような方法が考えられる。 The method of obtaining the threshold value TH in step (c), the following method is conceivable. 図10に示すように、ノイズレベル1,2の大きい方PImaxを選択し、これに所要CIRreqを加算してTHを算出するものである。 As shown in FIG. 10, select the larger PImax noise level 1, and calculates the TH by adding the required CIRreq thereto.
【0039】 [0039]
TH=PImax+CIRreq (1) TH = PImax + CIRreq (1)
ここにTH,PImax,CIRreqの単位は[dB]とする。 Here TH, PImax, unit of CIRreq is a [dB]. 所要CIRreqは、例えば20dBまたは30dB程度であり、個々のシステムにおいて、実験的、経験的に予め定めておくことができる。 Required CIRreq is, for example, 20dB or 30dB or so, may be in a particular system, advance experimentally, empirically determined in advance.
【0040】 [0040]
このように閾値THの決定にノイズレベルを考慮することにより、ノイズレベルが高ければ、その分だけ閾値を越える使用サブキャリアの本数が少なくなる。 By considering the noise level in determining the way the threshold TH, the higher the noise level, the number of subcarriers above the threshold is correspondingly reduced. これによって、使用サブキャリアの信号レベル自体が大きくても、ノイズにより実質的に受信状態の悪いブランチを選ばれにくくすることができる。 Thus, even greater signal level itself used subcarriers, can be difficult to substantially chosen a bad branch reception state by noise.
【0041】 [0041]
なお、図11に示すように、上記(1)式でTHを求めた後に、THの上限値THmaxの判定を加えるようにしてもよい。 Incidentally, as shown in FIG. 11, after obtaining the TH in the above (1), it may be added to the determination of the upper limit value THmax of TH. すなわち、求められたTHが上限値THmaxより大きい場合には、THを上限値THmaxに固定するものである。 That is, when prompted TH is larger than the upper limit value THmax is used to fix the TH to the upper limit value THmax. この上限値THmaxは、これよりも高いTHを設定すると、そのTHを越える信号レベルのサブキャリアの本数が極端に少なくなり、実際上有効でないと考えられるような値である。 The upper limit value THmax, setting a higher TH than this, the number of signal level of the sub-carrier exceeding the TH becomes extremely small, is a value that is considered to be ineffective in practice.
【0042】 [0042]
また、受信強度が非常に弱い場合は周波数特性が良好であっても受信誤りを生じるので、一定値以下の受信強度のアンテナは選択しないようにしてもよい。 Further, if the reception intensity is very weak because the frequency characteristics arises a reception error even better, antenna reception intensity of the predetermined value or less may not be selected. すなわち、Pavg_kが所要最小受信電力Pavg_minに満たないブランチは選択肢から外す。 That is, branch Pavg_k is less than the required minimum received power Pavg_min disengage from choices. また、すべてのブランチがPavg_minに満たない場合はPavg_kの最大となるブランチを選択する。 Also, all branches if less than Pavg_min selecting a branch with the maximum of Pavg_k.
【0043】 [0043]
ところで、マルチパス歪により同期獲得部16,18が十分な精度で信号検出およびFFTタイミングを検出できないことがある。 Meanwhile, the synchronization acquiring unit 16, 18 by multipath distortion may not be detected signal detection and FFT timing with sufficient accuracy. それどころか、2つある同期獲得部の一方しか信号検出を行えない場合も想定される。 Rather, if only one of the two is the synchronization acquisition section not perform signal detection are also contemplated. そのため通常、同期獲得部は各アンテナにつき1つずつ用意する。 Therefore Usually, the synchronization acquisition unit prepares one for each antenna. しかし、十分性能のよい同期獲得手段を採用すれば、いずれかのアンテナに1つ用意するだけでも十分な受信信頼度を確保することも可能である。 However, by employing a good synchronization acquisition means enough performance, it is also possible to secure a sufficient reception reliability just prepared one in any of the antenna. 図2にそのような受信装置の構成を示す。 Figure 2 shows the configuration of such a receiver. 図中、図3に示したと同じ構成要素には同じ参照符号を付してある。 In the figure are denoted by the same reference numerals to the same components as shown in FIG. 図3の構成に対して、図2ではAD変換部33の出力を受ける周波数特性検査部25と、この周波数特性検査部25と同期獲得部37の出力に基づいて、アンテナ選択判定部26が適切なアンテナを選択するよう、切替部31を制御する。 The configuration of FIG. 3, the frequency characteristic inspection unit 25 which receives the output of FIG. 2, AD converter 33, based on the output of the frequency characteristic checking unit 25 and the synchronization acquisition unit 37, the antenna selection decision unit 26 is properly to select an antenna and controls the switching unit 31. タイミング制御部27は、アンテナ選択判定部26の出力と同期獲得部37の出力の同期をとるための制御を行う。 The timing control unit 27 performs control for synchronizing the outputs of the synchronization acquisition section 37 of the antenna selection decision unit 26. 図2の構成では、プリアンブル部分の信号がアンテナの切替により分断されるために、同期獲得部37において正しく同期がとれるように同期獲得部37を精度良く作る必要がある。 In the configuration of FIG. 2, in order to signal the preamble is divided by the switching of the antenna, it is the synchronization acquiring unit 37 so as correctly locking can be established need to make precisely the synchronization acquisition unit 37.
【0044】 [0044]
同期獲得部37は相関回路を基本として構成されている。 Synchronization acquiring unit 37 is configured to correlation circuit basis. 図13に示すように、プリアンブルは既知波形の繰り返し波形からできているので、待ち受け時は、図4に示すように、プリアンブルの繰り返し単位毎に切替部31を切替えて相関回路の動作と同期をとることにより、プリアンブルが分断されても相関値を得ることができる。 As shown in FIG. 13, since the preamble is made of repetitive waveform of known waveform, during standby, as shown in FIG. 4, the operation and synchronization of the correlation circuit switches the switching unit 31 for each repeat unit of the preamble by taking, even preamble is divided can be obtained correlation values. このアンテナ切替周期は、例えば、プリアンブルの繰り返し周期の整数倍の時間に相当する。 The antenna switching cycle, for example, corresponds to an integral multiple of the time of the repetition period of the preamble.
【0045】 [0045]
このように、切替部はアンテナの直後に配置し、RF部を1系統のみ用意すれば装置の小型化及び低消費電力化が実現可能である。 Thus, the switching unit is placed immediately after the antenna, size and power consumption of the device by preparing a RF unit only one system can be realized.
従来例で説明した送信ダイバーシティ機能は本発明と独立に使用することができるので、本発明と共に併用してもよい。 Since the transmission diversity function described in the conventional example can be used independently of the present invention may be used in combination with the present invention.
【0046】 [0046]
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、請求の範囲を逸脱することなく、種々の変形、変更が可能である。 Having described the preferred embodiments of the present invention, without departing from the scope of the claims, various modifications and changes can be made.
【0047】 [0047]
【発明の効果】 【Effect of the invention】
本発明によれば、直交周波数多重変調方式無線システムにおけるダイバーシティ受信方法において、ブランチの選択に際し、単に、複数の使用サブキャリアの受信信号のレベルのみを判断するのではなく、未使用サブキャリアのノイズレベルをも考慮することにより、 チャンネルが込み合ってきても、より適正なアンテナを信頼性よく選択することができる。 According to the present invention, in the diversity reception method in OFDM modulation scheme wireless system, upon selection of the branch simply, instead of determining the level of only the received signals of a plurality of subcarriers, the unused subcarrier noise by considering the level, even becoming crowded channel can be selected reliably more appropriate antenna. また、同一バースト内でアンテナ選択を決定することにより、スループットの低下を防ぐことができる。 Moreover, by determining the antenna selection in the same burst, it is possible to prevent a decrease in throughput. 特に、異なる複数の通信相手と通信を行う際に、次にどの端末から電波が到来するか予測不能なCSMA/CAシステムに採用して好適である。 In particular, when communicating with a plurality of different communication partners, it is preferable to employ unpredictable CSMA / CA system or radio wave arrives next from any device.
【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
【図1】本発明の実施の形態にかかる、OFDM変調方式を採用した無線システムにおけるアンテナ切替部を含む受信装置のブロック図である。 [1] according to an embodiment of the present invention, it is a block diagram of a receiver including an antenna switching unit in a radio system adopting the OFDM modulation scheme.
【図2】本発明の実施の形態における受信装置の構成を示すブロック図である。 2 is a block diagram showing a configuration of a receiving apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図3】OFDM変調方式を採用した無線システムにおける従来のアンテナ切替部を含む受信装置の概略構成を示すブロック図である。 3 is a block diagram showing a schematic configuration of a receiving apparatus including a conventional antenna switching unit in a radio system adopting the OFDM modulation scheme.
【図4】本発明の実施の形態におけるアンテナ切替えタイミングを示すタイミングチャートである。 It is a timing chart illustrating an antenna switching timing in the embodiment of the present invention; FIG.
【図5】本発明の実施の形態における復調動作を説明するタイミングチャートである。 5 is a timing chart for explaining the demodulation operation in the embodiment of the present invention.
【図6】一般的な周波数特性検査に基づくアンテナ選択アルゴリズムについての説明図である。 6 is an explanatory diagram of an antenna selection algorithm based on a standard frequency characteristic test.
【図7】本発明の実施の形態における図6の閾値の決定についての説明図である。 7 is an explanatory view of the determination of the threshold of FIG. 6 in the embodiment of the present invention.
【図8】図7を補足するための説明図である。 FIG. 8 is an explanatory diagram for a supplement to the Figure 7.
【図9】図8における下側および上側の未使用サブキャリアの平均レベルの測定方法の一例を示す図である。 9 is a diagram showing an example of the average level measuring method of the lower and upper idle subcarriers in FIG.
【図10】本発明の実施の形態における図6の閾値の求め方の一例を示す図である。 Is a diagram showing an example of obtaining the threshold value of FIG. 6 in the embodiment of the invention; FIG.
【図11】本発明の実施の形態における図6の閾値の求め方の他の例を示す図である。 11 is a diagram showing another example of obtaining the threshold value of FIG. 6 in the embodiment of the present invention.
【図12】周波数特性検査部の構成にフィルタを用いる場合の構成図を示す図である。 12 is a diagram showing a configuration diagram of a case of using a filter arrangement of the frequency characteristic test unit.
【図13】プリアンブルの構成を示す図である。 13 is a diagram showing a configuration of a preamble.
【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS
11,13…RF部、12,14…アナログデジタル変換器(AD)、15,17…周波数特性検査部、16,18…同期獲得部、19…タイミング切替部、20…アンテナ選択判定部、21…切替部、22…FFT(高速フーリエ変換手段)、23…伝送路推定部 11, 13 ... RF section, 12, 14 ... analog-to-digital converter (AD), 15, 17 ... frequency characteristic checking unit, 16, 18 ... synchronization acquisition unit, 19 ... timing switching unit, 20 ... antenna selection determining unit, 21 ... switching unit, 22 ... FFT (fast Fourier transform means), 23 ... channel estimation unit

Claims (13)

  1. 直交周波数多重変調方式無線システムにおいてダイバーシティ受信方法を採用した受信装置であって、 A receiver employing the diversity reception method in the OFDM modulation scheme wireless system,
    複数のアンテナと、 A plurality of antennas,
    この複数のアンテナの各々の受信信号の周波数特性を検査する周波数特性検査手段と、 A frequency characteristic inspecting means for inspecting the frequency characteristic of each of the received signals of the plurality of antennas,
    前記各々の受信信号を受けて同期を獲得する同期獲得手段と、 A synchronization acquisition means for acquiring synchronization by receiving a reception signal of the respective,
    この同期獲得手段の出力および前記周波数特性検査手段の出力に基づいて、プリアンブルの周波数特性の良好なアンテナの受信信号を選択するアンテナ選択判定手段とを備え、 Based on the output of the output and the frequency characteristic inspecting means of this synchronization acquisition unit, and an antenna selection decision means for selecting a received signal of good antenna frequency characteristics of the preamble,
    前記周波数特性検査手段は、直交周波数多重変調による複数の使用サブキャリアの受信信号レベルと比較すべき閾値を、前記周波数特性検査手段により得られた未使用サブキャリアのノイズレベルを基準として決定することを特徴とする受信装置。 It said frequency characteristic testing means, a threshold value to be compared with the received signal level of a plurality of subcarriers by OFDM modulation, determining the noise levels of the unused sub-carriers obtained by the frequency characteristic inspecting means as a reference receiving apparatus according to claim.
  2. 下側未使用サブキャリアの平均ノイズレベルと上側未使用サブキャリアの平均ノイズレベルとを求め、その大きい方を基準に前記閾値を決定することを特徴とする請求項1記載の受信装置。 Determine the average noise level of the average noise level and the upper idle subcarriers of the lower idle subcarriers, the receiving apparatus according to claim 1, wherein the determining the threshold based on the greater of the two.
  3. 下側未使用サブキャリアの平均ノイズレベルと上側未使用サブキャリアの平均ノイズレベルの大きい方に予め定めたdB値を加算して得られたレベルを閾値とすることを特徴とする請求項2記載の受信装置。 According to claim 2, characterized by a level obtained by adding a predetermined dB value towards the average noise level of the average noise level and the upper idle subcarriers of the lower idle subcarriers as large as the threshold value receiving apparatus of.
  4. 周波数特性検査手段では、各使用サブキャリアのエネルギーを求め、前記閾値以下のエネルギーとなる使用サブキャリアがより少ない方のブランチを選択することを特徴とする請求項1、2または3記載の受信装置。 The frequency characteristic inspecting means obtains the energy of each subcarriers, the reception apparatus according to claim 1, 2 or 3, wherein the subcarriers to be the threshold value or less of the energy is selected less towards branch .
  5. 前記周波数特性検査手段および前記同期獲得手段は、各アンテナの受信信号毎に存在することを特徴とする請求項1記載の受信装置。 It said frequency characteristic testing means and the synchronization acquisition unit, receiving apparatus according to claim 1, characterized in that present in each reception signal of each antenna.
  6. 前記複数のアンテナの受信信号を切り替えるアンテナ切替手段を備え、前記周波数特性検査手段および前記同期獲得手段は、前記複数のアンテナの受信信号に対して、それぞれ単一の手段を共用することを特徴とする請求項1記載の受信装置。 An antenna switching means for switching the signals received by the plurality of antennas, the frequency characteristic inspecting means and said synchronization acquisition means, the reception signal of the plurality of antennas, respectively, characterized in that share a single means receiving apparatus according to claim 1.
  7. 前記アンテナ切替手段は、待ち受け時に連続的に切替を行い、前記同期獲得手段はプリアンブルの期間中に同期を獲得するとともに、前記周波数特性検査手段は個々の切り替えられた受信信号の受信信号の周波数特性を検査することを特徴とする請求項6記載の受信装置。 The antenna switching unit performs continuously switched on during the waiting time, with the synchronization acquiring means acquires synchronization for the duration of the preamble, the frequency characteristic inspecting means the frequency characteristic of the reception signal of the reception signal is switched of the individual receiver according to claim 6, wherein the inspecting.
  8. 前記アンテナ切替周期はプリアンブルの繰り返し周期の整数倍の時間に相当することを特徴とする請求項6または7記載の受信装置。 The antenna switching periods receiver according to claim 6 or 7, wherein the equivalent to an integral multiple of the time of the repetition period of the preamble.
  9. 周波数特性検査手段は高速フーリエ変換手段を有することを特徴とする請求項1記載の受信装置。 Frequency characteristic testing means receiving apparatus according to claim 1, characterized in that it comprises a fast Fourier transform means.
  10. 前記周波数特性検査手段は、直交周波数多重変調の復調手段としての高速フーリエ変換手段を共用することを特徴とする請求項9記載の受信装置。 It said frequency characteristic testing means, receiving apparatus according to claim 9, wherein the sharing of fast Fourier transform means as demodulation means for OFDM modulation.
  11. 周波数特性検査手段は複数のフィルタにより構成されることを特徴とする請求項1記載の受信装置。 Frequency characteristic testing means receiving apparatus according to claim 1, characterized in that it is composed of a plurality of filters.
  12. 直交周波数多重変調方式無線システムにおいて用いられるダイバーシティ受信方法であって、 OFDM modulation scheme A diversity receiving method used in a radio system,
    直交周波数多重変調により複数のサブキャリアに変調されたデータを複数のアンテナで受信するステップと、 Receiving a by OFDM-modulated modulated into a plurality of subcarrier data by a plurality of antennas,
    前記複数のアンテナで受信した各々の信号について、複数の使用サブキャリアの受信信号を所定の閾値と比較し、その比較結果に基づいて、適切なアンテナを選択するステップと、 For each of the signals received by the plurality of antennas, comprising: a receiving signal of a plurality of subcarriers with a predetermined threshold value, based on the comparison result, selects an appropriate antenna,
    前記適切なアンテナを選択する際に、未使用サブキャリアのノイズレベルを測定し、このノイズレベルを基準として前記所定の閾値を決定するステップとを備えたことを特徴とするダイバーシティ受信方法。 Wherein in selecting the appropriate antenna, the noise level of the idle subcarriers to measure the diversity reception method characterized by comprising the steps of determining the predetermined threshold noise level as a reference.
  13. 前記アンテナ選択は、プリアンブル内で決定し切替完了することを特徴とする請求項12記載のダイバーシティ受信方法。 The antenna selection diversity reception method according to claim 12, wherein the complete switch determined in preamble.
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