JP2008263627A - 受信機及びその方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】多重センサ(例えば、アンテナ)102、104を有するデジタルFM100受信機に関し、デジタル受信機は、チャンネル処理ユニットを有するベースバンドユニット116を含む。チャンネル処理ユニットは、入力信号を合成する前に、それらの間の位相差を計算又は推定し得る。信号をダイバーシティ合成するための位相推定法を用いる。ハイブリッド型位相同期ループ法を利用する。ダイバーシティ合成の後、エコー消去を行なうものがある。チャンネル処理ユニットの他の実施形態では、時空ユニットを利用して、入力信号に対して、ダイバーシティ合成とエコー消去とを行なう。多重アンテナからの入力信号は、合成されないままベースバンドユニットを通過可能である。
【選択図】図1
Description
図の要素は、説明を簡単に又明確にするために示し、必ずしも縮尺通りに描かれていないことを当業者は理解されたい。例えば、図の要素の寸法には、本発明による実施形態の理解促進の一助となるように、他の要素に対して誇張しているものがある。
ベースバンドユニット116は、中間周波数ユニット114からデジタル無線信号を受信し、あるいはIFユニットが無い場合、直接RFユニット106及び108から受信する。ベースバンドユニット116は、導線134を介して音声及びデータ情報を生成するために、信号調整、復調、及び復号処理を実行する。ベースバンドユニット116が実行する処理は、更に、後述の図を参照して説明する。導線134を介した音声情報は、導線136を介して受信機100から音声出力を生成するために増幅器・スピーカ118に接続し得る音声処理ユニット150に供給し得る。例えば、これは、音楽を無線スピーカから再生する場合である。他の選択肢として、ベースバンドユニット116は、導線134を介してデータ処理ユニット148にデータ情報を出力し更に処理を行ない得る。データ処理ユニット148の出力部は、ユーザインターフェイス110に接続して、受信機100の出力部とのユーザ対話処理を可能にし得る。例えば、ユーザインターフェイス110は、ラジオのダイヤル、タッチ画面、モニタ及びキーボード、キーパッド、又は他のあらゆる然るべき入/出力装置を表し得る。データ情報は、テキスト、画像、又はデジタル形式で送信される他のあらゆる情報を表し得る。
動作中、チャンネル処理ユニット206は、I1’、Q1’を合成したり、あるいは別個に処理したりし得る。前者の場合、ダイバーシティ合成ユニット404は、導線202及び204を介して信号I1’、Q1’及びI2’、Q2’を受信し、又、それらを合成して、導線422を介して、MUX408を通り、導線412を介して利得回路400に合成信号を供給する。利得回路400は、導線416を介して、多重通路エコー検出器402にI1’、Q1’及びI2’、Q2’の利得調整済の合成信号を供給する。多重通路エコー検出器402は、アンテナ102及び104における多重通路成分が、所定のエコー閾値よりも大きい値のエコーを生じたかどうか判断する。エコーがこの所定の閾値を超える場合、多重通路エコー検出器402は、導線410を介してエコー相殺器406を使用可能にして、導線416を介して利得回路400から受信した信号にエコー消去を実行する。エコー相殺器406の出力部の信号は、導線418を介して多重通路エコー検出器402にフィードバックを行なう。多重通路エコー検出器・信号品質モニタ402は、エコー相殺器406が充分にエコーを消去してエコーが所定のエコー閾値未満に下がったかどうか判断する。エコーレベルが所定の閾値未満である場合、信号品質は、充分であり、エコー相殺器406は、導線208を介して合成信号Icomb、Qcombを出力する。しかしながら、依然エコーが所定の閾値を越える場合、多重通路エコー検出器・信号品質モニタ402が、信号の品質が充分(例えば、所定のエコー閾値未満)であると判断するまで、信号は、エコー相殺器406によって繰り返し処理される。信号品質が充分である場合、エコー相殺器406は、導線208を介して最終信号Icomb、Qcombを出力する。
図6のブロック606において、I1’、Q1’に、I2’、Q2’の複素共役を乗じる。このことは、乗算器510によって実行し得る。この計算は、次のように表し得る。
上式において、結果的に得られたIM、QM信号の位相は、ej(θ1−θ2)=ejΔθの形式で表し得るが、ここで、ejθ1は、I1’、Q1’の位相を表し、ejθ2は、I2’、Q2’の位相を表し、ejΔθは、I1’、Q1’とI2’、Q2’との間の位相差を表し、ejΔθは、更に
式2:ejΔθ=cos(Δθ)+jsin(Δθ)
で表し得る。
式3:W2・ejΔθ・(I2’+jQ2’)
ブロック612において、I1’、Q1’にW1を乗じて、以下の式4に示すような結果を得る。(この計算は、乗算器508によって実行し得る。)
式4:W1・(I1’+jQ1’)
従って、式3及び4において、W1及びW2は、各対応する信号I1’、Q1’及びI2’、Q2’の重み付け係数としてそれぞれ機能するが、ここで、W1及びW2は、電力又は振幅等の信号特性に基づき得る。ブロック614において、ブロック610及び612の結果を合成して、最終的な合成信号I、Q(I+jQの形式で表現し得る)を得る。この最終計算は、合計器516によって実行し得るが、ここで、合計器516は、チャンネル処理ユニット206の実施形態に応じて、導線318又は422を介して出力I、Qを供給する。従って、この式は、次のようになる。
上式5において、式の第1項、W2・ejΔθ・(I2’+jQ2’)は、I2’、Q2’を表し、I1’、Q1’とI2’、Q2’との間の位相差によって位相シフトされ、W2で重み付けされる。この式の第2項、W1・(I1’+jQ1’)は、I1’、Q1’を表し、その重み付け係数W1によって重み付けされる。他の実施形態では、重み付け係数を用いなくてもよい。従って、式5には、2つの重み付け係数、W1及びW2を含まず、ダイバーシティ合成ユニットには、重み付け係数決定回路502又は乗算器508及び512を含まなくてもよい。他の選択肢として、適宜、信号電力又は振幅以外の他の重み付け係数を用いてもよい。
式6:
式10a:W1=0.5
式11a:W2=AMP2・0.5・(1/AMP1)
AMP1<AMP2の場合、
式10b:W2=0.5
式11b:W1=AMP1・0.5・(1/AMP2)
W1及びW2等の重み付け係数は、各々1つの信号のみの関数または信号の任意の組み合わせの関数であり得ることに留意されたい。更に、本明細書中の重み付け係数以外の異なる係数が用いられることも多い。例えば、今日利用可能なシステムでは、重み付け係数として信号対雑音比(SNR)のみを用いる。しかしながら、SNR手法を用いると、回路の観点では高価であり、また従って、システム価格が高騰する。更に、SNR手法を用いるこれらのシステム内の重み付け係数は、複素数である(即ち、信号の位相に依存する)。しかしながら、本発明による実施形態は、重み付け係数を決定するためにSNRを利用しないが、その代わり、振幅、電力等、他の信号特性を利用して、より効果的なコストの解決策を実現する。また、本明細書中で述べた重み付け係数(W1及びW2)は、スカラー係数でもある。即ち、位相とは独立である。以下に詳述するように、位相計算又は位相推定を、別個に実行し、又、スカラー重み付け係数と共に用いて、入力信号を合成するため、これら重み付け係数は、位相とは独立し得る。上述した様に、他の実施形態では、ちょうど2つ以上の入力信号を含むこともあり、又、従って、1つ又は複数の信号特性にも依存し得る2つ以上の重み付け係数を有し得る。実施形態の中には、これらの重み付け係数が、オプションであり得るものがある。例えば、幾つかの入力信号のみが、重み付け係数を用いてもよい。
式12:
ブロック1114において、同期制御信号をアサートする場合、ブロック1112の結果は、次式に示すように、I1’、Q1’と合成してI、Qを得る。
ブロック1118において、同期制御信号をアサートせず、位相同期ループが同期していないことを示す場合、I1’、Q1’及びI2’、Q2’の内、強い方の信号が、I、Qとして供給される。(重み付け係数が式15及び16には現れないことを除けば、式15及び16は、それぞれ式5及び7と同様であることに留意されたい。しかしながら、図10及び上記オプションのブロック1115を参照して述べたように、重み付け係数は、図6のブロック610、612、及び614と同様に、信号I1’、Q1’及びI2’、Q2’の合成に用い得る)。
記憶回路1212及び1218からの結果は、2つの結果、
式17:e−jΔθ’=cos(Δθ’)−jsin(Δθ’)
式4において示したように、IM+jQMの位相は、ejΔθ’と表し得る。従って、この計算結果は、次のように表し得る。
合計器1312の出力部の導線1340は、計算結果cos(Δθ−Δθ’)の実部を同期検出器1324に供給し、一方、合計器1322は、計算結果sin(Δθ−Δθ’)の虚部を乗算器1328に供給する。同期検出器1324が、PLLがまだ同期していない(即ち、Δθ’がΔθに充分近い値でない)と判断する場合、利得調整器1326は、乗算器1328を介した1322からの信号の虚部の利得を調整し、そして、更新済みのΔθ’が計算される。この更新済みΔθ’は、計算回路1336に供給され、計算回路1336は、このΔθ’の複素共役に入力信号IM+jQMを再度乗じるために、Δθ’のcos及びsin値を乗算器1314、1316、1318、1320に供給する。この繰り返し処理は、合計器1312によって同期検出器1324に供給される計算結果の実部が、Δθから所定の範囲内にあるΔθ’を与えると判断されるまで継続される。計算結果の実部が、cos(Δθ−Δθ’)で表されるため、Δθ’がΔθに接近するにつれて、cosの計算結果は、cos(0)=1であるため、1に近づく。同期検出器1324によって、入力信号が同期閾値1338を越える(即ち、Δθ’が、Δθに充分近い)と判断される場合、同期信号が導線1046を介してMUX1010に供給されることで、合成出力は、導線1042及び1044を介してI、Qとして出力し得る。また、一旦同期検出器が導線1046を介して同期信号をアサートすると、PLLの安定性を大きくする利得値の小さい値を選択するために、この同期信号が利得調整器1326にも供給される。即ち、一旦PLLが同期すると、利得が小さいと、システムが安定する。
上式において、X(k)は、合計器1520の出力部における時空処理後に生じる信号であり、kは、t=kTSによって与えられるサンプリング時間インスタンスを表し、ここで、TSは、サンプリング周期である。上式は、受信信号(例えば、I1’、Q1’及びI2’、Q2’)が、決定論的にではなくむしろ統計学的に定まるため、無作為処理の期待値として表される。時空ユニット302の一つの目標は、費用関数Jを最小限に抑えることであり、このことは、後述するように、重み及びタップを変えることによって実現する。
式20:
式21:
式22:
式25:
Claims (4)
- 第1受信源から第1信号を受信するための、又、第2受信源から第2信号を受信するためのベースバンドユニットにおいて、出力を供給する前記ベースバンドユニットであって、
第1アルゴリズムを用いて、第1信号と第2信号を合成するための第1ユニットであって、前記第1ユニットは、第1信号と第2信号を合成して合成信号を形成し、又、
前記合成信号をフィルタ処理するための適応フィルタと、
前記適応フィルタに接続された重み更新器であって、第1信号と第2信号を合成して前記合成信号を形成する時、第1信号と第2信号の内少なくとも1つを重み付けするための重み付け値を供給する前記重み更新器と、
を含む前記第1ユニットと、
第2アルゴリズムを用いて、第1信号と第2信号を合成するための第2ユニットと、
第1信号の第1品質レベル及び第2信号の第2品質レベルをモニタするための信号品質モニタであって、出力を供給するために第1ユニットを用いるか又は第2ユニットを用いるか選択するための前記信号品質モニタと、
が含まれるベースバンドユニット。 - 第1受信源から第1信号を受信するための、又、第2受信源から第2信号を受信するためのベースバンドユニットにおいて、出力を供給する前記ベースバンドユニットであって、
第1アルゴリズムを用いて、第1信号と第2信号を合成するための第1ユニットと、
第2アルゴリズムを用いて、第1信号と第2信号を合成するための第2ユニットと、
第1信号の第1品質レベル及び第2信号の第2品質レベルをモニタするための、又、出力を供給するために第1ユニットを用いるか又は第2ユニットを用いるか選択するための信号品質モニタであって、
絶対値回路と、
前記絶対値回路に接続されたフィルタと、
前記フィルタに接続された平均信号強度検出器と、
前記平均信号強度検出器に接続された比較回路であって、第1信号の平均信号強度を所定の閾値と比較し、又、第2信号の平均信号強度を所定の閾値と比較する前記比較回路と、を含む前記信号品質モニタと、
が含まれるベースバンドユニット。 - 第1受信源から第1信号を受信するための、又、第2受信源から第2信号を受信するためのベースバンドユニットにおいて、出力を供給する前記ベースバンドユニットであって、
第1信号と第2信号を合成するためのユニットであって、合成信号を供給するための前記ユニットと、
前記合成信号の品質特性を決定するための、又、制御信号を供給するための信号品質モニタであって、前記品質特性は、多重通路エコー情報を含む前記信号品質モニタと、
前記信号モニタから前記制御信号を受信するエコー相殺器であって、前記品質特性に基づき、前記合成信号にエコー消去を行なうために選択的に用いられる前記エコー相殺器
と、
が含まれるベースバンドユニット。 - 第1受信源から第1信号を受信するための、又、第2受信源から第2信号を受信するためのベースバンドユニットにおいて、出力を供給する前記ベースバンドユニットであって、
第1信号及び第2信号の内、少なくとも1つの信号の品質特性を決定するための、又、制御信号を供給するための信号品質モニタであって、前記品質特性は、多重通路エコー情報を含む前記信号品質モニタと、
第1信号と第2信号を合成するためのユニットであって、合成信号を供給するための前記ユニットと、
前記信号モニタから前記制御信号を受信するエコー相殺器であって、前記品質特性に基づき、前記合成信号にエコー消去を行なうために選択的に用いられる前記エコー相殺器
と、
が含まれるベースバンドユニット。
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