JP2005006300A - 同期検出装置および無線装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 送受信される複数のデジタル送信信号の各々は、対応するユーザごとに異なるトレーニングシンボル列を有している。同期検出装置32は、複数のユーザにそれぞれ対応する複数の相関検出器32.1〜32.Mを備える。複数の相関検出器の各々は、複数のデジタル送信信号を含む入力信号ujを受けるトランスバーサルフィルタを備える。乗算器304.1〜304.N+1は、複数のタップの各々からの信号を一方入力に受け、他方入力に対応するユーザのトレーニングシンボル列{w(i)}をそれぞれ受ける。加算器310は、乗算器304.1〜304.N+1からの信号を加算して、検出信号を生成する。
【選択図】 図3
Description
アダプティブアレイ無線基地局1では、このユーザBからの信号を出力信号から除去するために、次のような処理を行なっている。図25は、アダプティブアレイ無線基地局1の構成を示す概略ブロック図である。
x1(t)=a1×A(t)+b1×B(t)
ここで、a1,b1は、後述するようにリアルタイムで変化する係数である。
x2(t)=a2×A(t)+b2×B(t)
ここで、a2,b2も同様にリアルタイムで変化する係数である。
x3(t)=a3×A(t)+b3×B(t)
ここで、a3,b3も同様にリアルタイムで変化する係数である。
xn(t)=an×A(t)+bn×B(t)
ここで、an,bnも同様にリアルタイムで変化する係数である。
w1(a1A(t)+b1B(t))+w2(a2A(t)+b2B(t))+w3(a3A(t)+b3B(t))+…+wn(anA(t)+bnB(t))
これを信号A(t)に関する項と信号B(t)に関する項とに分けると次のようになる:
(w1a1+w2a2+w3a3+…+wnan)A(t)+(w1b1+w2b2+w3b3+…+wnbn)B(t)
ここで、後述するように、アダプティブアレイ無線基地局1は、ユーザA,Bを識別し、所望のユーザからの信号のみを抽出できるように上記重みw1,w2,w3,…,wnを計算する。たとえば、図25の例では、ウエイトベクトル制御部11は、本来通話すべきユーザAからの信号A(t)のみを抽出するために、係数a1,a2,a3,…,an,b1,b2,b3,…,bnを定数とみなし、信号A(t)の係数が全体として1、信号B(t)の係数が全体として0となるように、重みw1,w2,w3,…,wnを計算する。
w1a1+w2a2+w3a3+…+wnan=1
w1b1+w2b2+w3b3+…+wnbn=0
この連立一次方程式の解法の説明は省略するが、先に列挙した非特許文献に記載されているとおり周知であり、現にアダプティブアレイ無線基地局において既に実用化されているものである。
出力信号=1×A(t)+0×B(t)=A(t)
[ユーザの識別、トレーニング信号]
なお、前記のユーザA,Bの識別は次のように行なわれる。
B. Widrow, et al. :"Adaptive Antenna Systems, "Proc. IEEE, vol.55, No.12, pp.2143-2159 (Dec. 1967 ). S. P. Applebaum :"Adaptive Arrays ", IEEE Trans. Antennas & Propag., vol.AP-24, No.5, pp.585-598 (Sept. 1976). O. L. Frost, III:"Adaptive Least Squares Optimization Subject to Linear Equality Constraints, "SEL-70-055, Technical Report, No.6796-2, Information System Lab., Stanford Univ.(Aug. 1970 ). B. Widrow and S. D. Stearns :"Adaptive Signal Processing, "Prentice-Hall, Englewood Cliffs (1985). R. A. Monzingo and T. W. Miller :"Introduction to Adaptive Arrays,"John Wiley & Sons, New York (1980). J. E. Hudson:"Adaptive Array Principles,"Peter Peregrinus Ltd., London (1981). R. T. Compton, Jr.:"Adaptive Antennas − Concepts and Performance,"Prentice-Hall, Englewood Cliffs (1988). E. Nicolau and D. Zaharia:"Adaptive Arrays," Elsevier, Amsterdam(1989). 鈴木、平出著、信学技報、vol. RCS93-84, pp.37-44, Jan.1994. S.C.Swales, M.A.Beach, D.J.Edwards, J.P.McGeehan, IEEE Trans. Veh. Technol., vol. 39, pp.56-67, Feb.1990. T.Ohgane, Y.Ogawa, and K.Itoh, Proc. VTC '97, vol. 2, pp.725-729, May 1997.
図1は、本発明の実施の形態1のPDMA用基地局の無線装置(無線基地局)1000の構成を示す概略ブロック図である。
受信部SR1および受信部SR2の動作を簡単に説明すると以下のとおりである。
図2は、図1に示した受信タイミング検出器30の構成を示す概略ブロック図である。
実施の形態1では、通常のPHSと同様に、各信号のユニークワードが同一の場合の構成を示した。
図4は、本発明の実施の形態2の受信タイミング検出装置34の構成を示す概略ブロック図である。
実施の形態2では、実施の形態1と同様に、各信号のユニークワードが同一の場合の構成を示した。
図6は、本発明の実施の形態3の受信タイミング検出装置38の構成を示す概略ブロック図である。
図7は、本発明の実施の形態4の受信タイミング検出装置40の構成を説明するための概略ブロック図である。
図8は、各ユーザからの信号のユニークワードが、ユーザごとに異なる場合に対応する、実施の形態4の変形例の受信タイミング検出装置42の構成を示す。受信タイミング検出装置42は、図7に示したのと同様の構成をS人のユーザに対応してS系統設け、各系統からの受信信号のレプリカを加算器450で加算した上で加算器430に与え、加算器430が受信信号uj(k)と加算器450からの信号との誤差信号ε(k)を生成する構成としている。このため、演算器440は、各ユーザに対応して、インパルス応答を導出するが、その演算過程は基本的に実施の形態4と同様である。その他の点は、実施の形態4の構成と同様であるので説明は繰り返さない。
実施の形態5の受信タイミング検出器は、いわゆるMUSIC(MultipleSignalClassification)法を用いて、信号到来タイミングを検出する方法を簡易化した方法で、各ユーザからの信号の到来タイミングを検出する。
時刻T〜NT(N:自然数、T:単位時間)の観測区間でのj番目のアンテナからの受信信号は、N次元のベクトルUjとして表現できる。このときN個のモードベクトルA(0)〜A(N−1)を、ユニークワードの系列{w(k)}を用いて以下の通り定義する。
以上説明したMUSC法では、固有値解析の処理が複雑である。そこで、以下のようなより簡易なベクトル直交化法により、より簡易に信号の到来タイミングを推定する。
以上説明した実施の形態1〜6のうち、実施の形態1の相関法、実施の形態4の伝搬路推定法、実施の形態5の簡易な高分解能推定法であるベクトル直交化法の3手法について、第2ユーザの参照信号の同期タイミング推定を計算機シミュレーションした結果を以下に示す。このような手法により同期確立が可能であるかを評価するために、誤差推定確率およびフレーム誤りについて評価した。
i−1)通信環境
図9はPHSの上り回線スロットの構成をしめす概念図である。
時刻t=iTS(TS:サンプリング間隔)におけるj番目のアンテナでの受信信号xj(i)は、以下の式であらわされる。
各アンテナでの受信信号と基地局側で既知のプリアンブル信号との相関を求めることにより、ユーザPS2の参照信号の同期タイミングを推定する。
上述の通り、伝送路をFIRフィルタでモデル化すれば、受信信号のレプリカを生成することができる。このとき、受信信号との誤差の二乗平均値を最小にするインパルス応答が推定できる。
上述の通り、ベクトルCとモードベクトルとの直交度Ο(k)からピーク検出を行なうことができる。ただし、最初の仮定のように、観測区間においてランプやデータ区間のランプやデータ区間の信号が漏れ込まないことが重要となる。
ii−1)誤差推定率
以上の3手法について、表1に挙げた環境の下で計算機シミュレーションを行なった結果を以下に説明する。
図19は、角度広がりが0°のときの参照信号の同期ずれに対するフレーム誤り特性を表わす図である。
Claims (2)
- 複数のアンテナで受信した複数のデジタル信号の到来タイミングを検出する同期検出装置であって、
前記複数のデジタル信号の各々は、トレーニングシンボル列を有し、
前記トレーニングシンボル列を含み得る長さを有する観測区間での各前記アンテナからの受信信号のサンプリング値からなる各アンテナごとの受信信号ベクトルと直交し、かつ前記各アンテナごとの受信信号ベクトルの線形結合により表現されるベクトルと、前記トレーニングシンボル列から生成される複数のモードベクトルとの直交化度を評価し、当該直交化度が極小となるサンプルタイミングを評価することにより、各々の信号到来タイミングを推定する、同期検出装置。 - リアルタイムにアンテナ指向性を変更し、複数のデジタル信号の送受信を時分割で行う無線装置であって、
前記複数のデジタル信号の各々はトレーニングシンボル列を有し、
離散的に配置された複数のアンテナと、
前記複数のデジタル信号の受信時に前記複数のアンテナを共用し、かつ前記複数のデジタル信号にそれぞれ対応して設けられた複数の受信回路とを備え、
前記受信回路の各々は、
前記複数のアンテナからの受信信号に基づいて、前記複数のデジタル信号のうちの特定の信号を分離するための受信信号分離回路を含み、
前記複数のアンテナからの受信信号を受け、前記受信信号の到来タイミングを検出し、前記到来タイミングの検出に基づいて前記複数の受信回路の動作タイミングを制御する受信タイミング検出回路をさらに備え、
前記受信タイミング検出回路は、
前記トレーニングシンボル列を含み得る長さを有する観測区間での各前記アンテナからの受信信号のサンプリング値からなる各アンテナごとの受信信号ベクトルと直交し、かつ前記各アンテナごとの受信信号ベクトルの線形結合により表現されるベクトルと、前記トレーニングシンボル列から生成される複数のモードベクトルとの直交化度を評価し、当該直交化度が極小となるサンプルタイミングを評価することにより、各々の信号到来タイミングを推定する、無線装置。
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