JP2868012B1 - 受信方法および受信装置 - Google Patents

Abstract

【要約】 【課題】 遅延波の遅延時間差が整数倍でない場合でも
ＢＥＲ特性を改善し、サンプルタイミングオフセット存
在化においてもＢＥＲ特性を安定化する受信方法および
受信装置を提供すること。 【解決手段】 アレーアンテナとビタビアルゴリズムを
組み合わせた受信方式において、分数間隔の遅延プロフ
ァイルの中から受信電力の大きな直接波および遅延波を
選択する。そして、それぞれの推定チャネルインパルス
応答とサンプル位相の受信データを用いてそれぞれのパ
スを拘束するアレーウェイトとアレー出力応答を求め、
直接波と選択した遅延波を抽出する両ステアリングベク
タアレーの出力をブランチメトリック合成を行い、直接
波と選択した遅延波に対する候補信号を持つマルチトレ
リス構造のビタビアルゴリズムで信号系列の推定を行
う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、受信方法および
受信装置に関し、特に、ディジタル移動通信や無線LAN
において問題となるマルチパス対策技術に関し、周波数
選択性フェージングを克服することができる受信方法お
よび受信装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、マルチパス対策技術としてアダプ
ティブアレーアンテナとビタビアルゴリズムを組み合わ
せたパスダイバーシチ受信方式が提案されている。図１
２は、本発明者が学会（1997 IEEE 6th International
Conferrence on Universal Personal Communications,1
2-16 October 1997）において発表した従来例の信号処
理内容を示す機能ブロック図である。

【０００３】この技術は、直接波抽出用のステアリング
ベクタアレーウェイトを計算する際に直接波だけでなく
１シンボル遅延波に対する候補信号も用意し、また、１
シンボル遅延波抽出用のステアリングベクタアレーウェ
イトを計算する際に１シンボル遅延波だけでなく直接波
に対する候補信号も用意することにより、他の希望波に
対して指向性のナル点を形成せずに希望波成分を取り込
み、複数のアレー出力を最尤系列推定器(Maximum Likel
ihood Sequence Estimation:以下MLSEと記す)において
ブランチメトリック合成を行って送信信号系列の推定を
行うものである。なお、MLSEについては、例えば「ディ
ジタル移動通信のための波形等化技術」1996年6月トリケッフ
゜ス発行,77-100ヘ゜ーシ゛に記載されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来のパスダイバーシ
チ受信方式において、希望波としては直接波から数シン
ボルまでのシンボル間隔の到来波が受信されている場合
にビット誤り率特性が改善されていた。そのため、直接
波と受信電力が大きな遅延波の遅延時間差が、例えば、
２.５シンボルといったように分数間隔となる場合に
は、チャネルインパルス応答の推定精度が劣化し、ま
た、ビタビ等化器が本来シンボル間隔で存在する遅延波
に対して効果的に動作するため、分数間隔遅延時間差を
持つ遅延波を有効に利用することができないといった問
題があった。また、シンボル間隔の推定チャネルインパ
ルス応答に基づいてアルゴリズムが動作するため、受信
信号のサンプルタイミングにオフセットがあるとチャネ
ルインパルス応答を正確に推定することができなくな
り、ビット誤り率が劣化するという問題があった。この
発明の目的は、前記した従来技術の問題点を解決し、遅
延波が分数間隔の遅延量を有する場合においても精度良
く受信可能な受信方法および受信装置を提供することに
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明においては、上記
の課題を解決するため、オーバーサンプリングした受信
信号とトレーニング信号を用いて分数間隔のチャネルイ
ンパルス応答の推定を行い、直接波タイミング付近のパ
スから受信電力が最大の直接波とそのサンプルタイミン
グ位相を選択し、また、受信電力が最大の遅延波とその
サンプリング位相を選択する。

【０００６】選択した直接波と遅延波の遅延時間差に応
じてアレー出力生成用レプリカ生成器のシンボル間隔を
設定し、直接波と選択した遅延波のそれぞれの推定チャ
ネルインパルス応答とそれぞれのサンプルタイミング位
相における受信信号とを用いてそれぞれのパスを拘束す
るようにステアリングベクタアレーウェイトとその出力
応答を計算する。そして、アレーから出力される直接波
と選択した遅延波成分からマルチトレリス構造を持つビ
タビ等化器を用いて系列推定を行うことを特徴とする。
本発明においては、直接波と受信電力の大きい遅延波と
の遅延時間差がシンボル間隔の整数倍でない場合でも、
その遅延波を希望波とすることができるため、従来方式
と比べて更に大きなパスダイバーシチ利得を得ることが
できる。また、直接波タイミングも選択しているので、
サンプルタイミングにオフセットが存在する場合でも直
接波を捕えることができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
例を説明する。図９は、本発明の受信装置のハードウェ
ア構成例を示すブロック図である。アダプティブアレー
アンテナ１には、例えば、４素子から８素子程度のリニ
アアレーアンテナや平面アレーアンテナ等が使用され
る。線形復調器２は、例えば受信信号を増幅し、周波数
変換し、直交検波して、ベースバンドまでダウンコンバ
ートする。Ａ／Ｄ変換器３は、受信ベースバンド信号を
Ａ／Ｄ変換する。この際、サンプリング周期が信号のシ
ンボル間隔の整数分の１（例えば１／４）であるような
オーバーサンプリングを行う。信号処理部４は、例えば
ＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）等により構成さ
れ、後述するような、本発明に関するアダプティブアレ
ーアンテナ処理および最尤系列推定器に関する処理を実
行する。

【０００８】図１は、図９の信号処理部４における本発
明の信号処理機能を示す機能ブロック図である。なお、
実施例における信号型式としては、伝送すべきデータ部
の前に既知のトレーニング信号が付加されており、ＴＤ
ＭＡ方式で伝送されるものとする。また、説明を簡単に
するため、ここでは４倍のオーバーサンプリングの例を
示す。サンプルタイミング選択部８、９は、詳細は後述
するが、トレーニング期間において決定したサンプルタ
イミング情報に基づき、オーバーサンプリングしたサン
プルデータの中から特定の位相のデータ列を抽出して出
力する。

【０００９】チャネルインパルス応答推定・希望波選択
部２４は、詳細は後述するが、トレーニング期間におい
て、オーバーサンプリング受信データをシリアル/パラ
レル変換してオーバーサンプル数分のシンボル間隔受信
系列に変換し、トレーニング信号との相関演算を行い、
シンボル間隔毎のチャネルインパルス応答の推定を行
い、パラレル/シリアル変換を行って、各アンテナ毎に
直接波から数シンボル遅延波までの分数間隔のチャネル
インパルス応答の推定を行う。

【００１０】図２は、チャネルインパルス応答推定・希
望波選択部２４におけるチャネルインパルス応答推定機
能を示す機能ブロック図である。Ａ／Ｄ変換器３で４倍
オーバーサンプリングされた受信データはシリアル/パ
ラレル変換器３０によってオーバーサンプル数（４）分
のシンボル間隔受信系列に変換され、相関演算器３１〜
３４によって既知のトレーニング信号３６との相関演算
が行われて、シンボル間隔毎のチャネルインパルス応答
が推定され、パラレル/シリアル変換器３５によってパ
ラレル/シリアル変換されて、各アンテナ毎に直接波か
ら数シンボル遅延波までの分数間隔のチャネルインパル
ス応答の推定結果が得られる。

【００１１】図３は、各アンテナにおける分数間隔のチ
ャネルインパルス応答の推定結果および合成遅延プロフ
ァイルの例を示す説明図である。チャネルインパルス応
答推定・希望波選択部２４においては、図３（ａ）に示
すような、１つのアンテナに関する相関演算器３１〜３
４の出力結果をパラレル/シリアル変換し、更に各タイ
ミング毎の推定チャネルインパルス応答の絶対値２乗を
計算することによって、図３（ｂ）に示すような遅延プ
ロファイルを生成する。

【００１２】図４は、各アンテナの遅延プロファイルお
よび合成プロファイル例を示す説明図である。チャネル
インパルス応答推定・希望波選択部２４においては、更
に、各タイミング毎にすべてのアンテナにおける遅延プ
ロファイルの電力値の和を計算して、図４下段に示すよ
うな合成遅延プロファイルを生成する。

【００１３】チャネルインパルス応答推定・希望波選択
部２４においては、更に、直接波タイミング付近（例え
ば-0.5T〜+0.5T）のタイミングの中からチャネルインパ
ルス応答の電力和が最大のタイミングを検出する。図４
に示すように、各パスの電力を比較するとパス番号（遅
延時間）−１の電力が最大なので、直接波として第−１
パスが選択される。ここでパスタイミングの０は、図示
しないフレームタイミング再生回路で得られる現在のフ
レームタイミングを示す。また、この選択した直接波タ
イミングはフレームタイミング再生回路で現在のフレー
ムタイミングと比較され、フレームタイミングの更新に
使用される。

【００１４】選択した直接波タイミングから例えば0.75
シンボル以降のタイミングの中から推定チャネルインパ
ルス応答の電力和が最大の遅延波タイミングを検出す
る。ここで、選択した直接波タイミングから少しシフト
した範囲で遅延波を選択するのは、直接波成分の波形の
影響により選択した直接波に隣接するタイミングが選択
されてしまうのを防ぐためである。図４においては、各
パスの電力を比較すると第９パスの電力が最大なので、
最大電力を持つ遅延波として第９パスが選択される。

【００１５】図１に戻って、直接波抽出用アレー処理部
は、直接波抽出用ステアリングベクタアレー１０および
拘束条件付き適用アルゴリズム１１からなり、各アレー
アンテナの復調信号から直接波を抽出するように動作す
る。アダプティブアンテナの制御法としては種々の指導
原理が公知であるが、フィードバックタイプが一般的で
あり、アレー出力と参照信号との平均２乗誤差が最小と
なるように適応アルゴリズムを用いてアレーウェイトを
制御すると、指向性のナル点が遅延波の到来方向に向
き、遅延波が抑圧される。

【００１６】アダプティブアンテナに用いられるウェイ
ト決定アルゴリズムとしては、LMS((Least Mean Squar
e)アダプティブアレー、RLS(Recursive Least Squares)
アダプティブアレーやSMI(Sample Matrix Inversion)ア
レー等がある。なお、このようなアダプティブアンテナ
信号処理方式は、例えば、鷹尾和昭：”アダプティブア
ンテナ理論体系”，信学論（B-II），Vol.J75-B-II，N
o.11，pp.713-720（1992年11月発行）、小川恭孝，菊間
信良：”アダプティブアンテナ理論の進展と今後の展
望”，信学論（B-II），Vol.J75-B-II，No.11，pp.721-
732（1992年11月発行）あるいは、「ディジタル移動通
信のための波形等化技術」1996年6月トリケッフ゜ス発行、101-
116ヘ゜ーシ゛に記載されているように周知である。

【００１７】拘束条件付き適用アルゴリズム１１として
は、簡易なLMS(Least Mean Square)アルゴリズム、収束
特性の優れるRLS(Recursive Least Squares)アルゴリズ
ム等が使用でき、アレー出力と参照信号との誤差からア
ダプティブアレーのウェイトを制御する。最大電力遅延
波抽出用アレー処理部は、直接波抽出用アレー処理部と
同様に最大電力遅延波抽出用ステアリングベクタアレー
１６および拘束条件付き適用アルゴリズム１７からな
る。アルゴリズム１７はアルゴリズム１１と同じもので
あり、各アレーアンテナの復調信号から最大電力遅延波
を抽出するように動作する。

【００１８】図５は、アレーウェイト制御とアレー出力
応答推定動作を示す機能ブロック図である。直接波用の
サンプルタイミング選択部８においては、選択した直接
波（（-0.25Ｔ）に対応する位相−Ｔ／４のサンプルデ
ータ系列を出力し、また、遅延波用のサンプルタイミン
グ選択部９においては、選択した遅延波（2.25Ｔ）に対
応する位相＋Ｔ／４のサンプルデータ系列を出力する。
各アレー処理部１０、１６においては、それぞれ直接波
および選択された遅延波以外の遅延波を抑圧するように
動作する。

【００１９】直接波用レプリカ生成器１２は、例えばト
ランスバーサルフィルタにより構成され、直接波および
最大電力遅延波（２シンボル遅延波）に相当する既知の
トレーニング信号とそれぞれの位相に対応した推定チャ
ネルインパルス応答（図５においてはｇ-1(k)、ｇ7
(k)）とを畳み込んで、アレー１０の出力に対するレプ
リカを生成する。また、遅延波用レプリカ生成器１８
は、直接波および最大電力遅延波（２シンボル遅延波）
に相当する既知のトレーニング信号とそれぞれの位相に
対応した推定チャネルインパルス応答（図５においては
ｇ1(k)、ｇ9(k)）とを畳み込んで、アレー１６の出力に
対するレプリカを生成する。

【００２０】各アレー出力とレプリカとの誤差信号はそ
れぞれの拘束条件付き適用アルゴリズム１１、１７に入
力され、それぞれのアレーウェイトおよびインパルス応
答が更新される。

【００２１】図６は、アレー処理部における動作を示す
説明図である。例えば図６に示すように、-0.25〜2.5シ
ンボルまでの遅延波が受信されている場合に、直接波抽
出用アレー１０の出力には０、１、2.5シンボル遅延波
を抑圧して直接波（-0.25シンボル遅延波）と1.75シン
ボル遅延波成分が出力される。また、最大電力遅延波抽
出用アレーにおいても、０、１、2.5シンボル遅延波を
抑圧して2.25シンボル遅延波および直接波（0.25シンボ
ル遅延波）成分が出力される。なお、図６において実線
は直接波抽出用アレー１０の指向特性、点線は最大電力
遅延波抽出用アレー１６の指向特性を示している。

【００２２】図７は、アレー処理とMLSEの結合処理部の
構成を示す機能ブロック図である。アレー処理とMLSEの
結合処理部は、アレー出力推定器であるレプリカ生成器
１２、１８およびマルチトレリスビタビアルゴリズム２
３等からなる。レプリカ生成器１２、１８は、トランス
バーサルフィルタ等を使用して、求められたチャネルイ
ンパルス応答と既知のトレーニング信号あるいは候補信
号を畳み込んで希望波に対する参照信号あるいはレプリ
カを生成する。加算器１３、１９はアレー１０、１６の
出力からレプリカ生成器１２、１８の出力を減算し、誤
差信号を出力する。該誤差信号は拘束条件付き適用アル
ゴリズム１１、１７にそれぞれ入力されると共に、絶対
値２乗計算器１４、２０に入力される。絶対値２乗計算
器１４、２０の出力信号は乗算器１５、２１にそれぞれ
入力され、重み係数＃０、＃１がそれぞれ乗算され、そ
れぞれのアレーにおけるブランチメトリックとして出力
される。加算器２２はそれぞれの乗算器の出力信号を加
算し、ビタビアルゴリズム２３に出力する。ビタビアル
ゴリズム２３は、合成されたブランチメトリックに基づ
いて受信信号系列を推定し、該系列および候補信号を出
力する。

【００２３】図８は、マルチトレリス構造のビタビアル
ゴリズムの構成を示す機能ブロック図である。例えばト
レーニングモードにおけるパス選択で直接波と２シンボ
ル遅延波のタップを選択したとすると、受信信号をアレ
ーに通すことにより直接波と２シンボル遅延波の合成波
が得られる。そこで、選択した２タップの差分、即ち２
組だけ最尤系列推定器を用意して、合成したブランチメ
トリック系列を各組に順に並列に振り分ける。例えば最
初の組＃１には１番目、３番目、５番目…のブランチメ
トリックが割り当てられる。この割り当てられたブラン
チメトリックに対応するアレー出力信号は連続した畳み
込み信号となっている。このため２組の系列推定器とし
て周知のビタビアルゴリズムを使用する場合、ビタビア
ルゴリズムの状態数を変調多値数に減らすことができ、
計算量が大幅に減少する。

【００２４】以下に信号受信時の動作と作用を述べる。
まず、トレーニング期間における動作を説明する。トレ
ーニング期間においては伝送路のインパルス応答、取り
込む遅延波およびその遅延量、アレーウェイト、重み係
数が決定される。 （１）図２に示すように、各アンテナからの受信信号を
オーバーサンプリングし、このオーバーサンプリング受
信データをシリアル/パラレル変換してオーバーサンプ
ル数分のシンボル間隔受信系列に変換し、トレーニング
信号との相関演算を行い、シンボル間隔毎のチャネルイ
ンパルス応答の推定を行い、その後パラレル/シリアル
変換を行って各アンテナ毎に直接波から数シンボル遅延
波までの分数間隔のチャネルインパルス応答の推定を行
う。

【００２５】（２）図３、４に示すように、各タイミン
グ毎の推定チャネルインパルス応答の絶対値２乗を計算
し、各タイミング毎にすべてのアンテナでの推定チャネ
ルインパルス応答の電力の和を計算し、合成遅延プロフ
ァイルを生成する。 （３）直接波タイミング付近のタイミングの中からチャ
ネルインパルス応答の電力和が最大のタイミングを検出
する。図４下段に示すように、各パスの電力を比較する
と第−１（-0.25T）パスの電力が最大なので、直接波と
して第−１パスが選択される。ここでパスタイミングの
０はフレームタイミング再生回路で得られる現在のフレ
ームタイミングを示す。また、この選択した直接波タイ
ミングはフレームタイミング再生回路で現在のフレーム
タイミングと比較され、統計的にずれが生じている場合
にはフレームタイミングが修正される。このような処理
を行うことにより、フレームタイミング再生回路の精度
が向上する。

【００２６】（４）選択した直接波タイミングから例え
ば0.75シンボル以降のタイミングの中から推定チャネル
インパルス応答の電力和が最大のタイミングを検出す
る。ここで、選択した直接波タイミングから少しシフト
した範囲で遅延波を選択する理由は、直接波成分の波形
の影響により選択した直接波に隣接するタイミングが選
択されてしまうのを防ぐためである。図４に示すよう
に、各パスの電力を比較すると第９パスの電力が最大な
ので、最大電力を持つ遅延波として第９パスが選択され
る。

【００２７】（５）選択した直接波と遅延波のタイミン
グ差からアレー出力レプリカ生成用シンボル間隔を決定
する。具体的には、タイミング差に最も近いシンボル間
隔を設定する。図４の場合、直接波タイミングと遅延波
タイミングの差は2.25シンボルなので、レプリカ生成用
シンボル間隔は２シンボルとする。

【００２８】（６）選択した直接波の推定インパルス応
答を拘束ベクトルとし、選択したサンプルタイミング位
相の受信信号を１シンボル間隔毎に取り出してアレーウ
ェイトとアレー出力応答を拘束条件付き最小２乗法を用
いて計算する。図６に示すように直接波の推定インパル
ス応答を拘束ベクトルとして制御するアレーは選択した
直接波とそのタイミングから２シンボル遅延した遅延波
成分を出力し、他の遅延波を抑圧する。

【００２９】（７）選択した遅延波の推定インパルス応
答を拘束ベクトルとし、選択したサンプルタイミング位
相の受信信号を１シンボル間隔毎に取り出してアレーウ
ェイトとアレー出力応答を拘束条件付き最小２乗法を用
いて計算する。図６に示すように選択した遅延波の推定
インパルス応答を拘束ベクトルとして制御するアレーは
選択した遅延波とそのタイミングから２シンボル進んだ
直接波成分を出力し、他の遅延波を抑圧する。もし、選
択した直接波タイミングがフレームタイミングと同じで
あり、かつ、選択した直接波と選択した遅延波の遅延時
間差がシンボル間隔の整数倍である場合には、従来例と
同じ構成となる。

【００３０】（８）得られたアレーウェイトとアレー出
力応答を用いてトレーニング区間での受信信号を用い
て、累積誤差電力を計算し、トレーニング終了時に累積
シンボル数で正規化して平均誤差電力を求める。直接波
の推定チャネルインパルス応答ベクトルの電力和を計算
して、平均誤差電力で除算することにより、アレー出力
信号の品質を推定する。また、選択した遅延波について
も同様の操作を行う。

【００３１】（９）各パスダイバーシチブランチの推定
品質を用いて直接波抽出用アレー出力信号と2.25シンボ
ル遅延波抽出用アレー出力信号の品質に比例したパスダ
イバーシチ合成係数＃１、＃２を求める。 （１０）各アレー出力応答からレプリカを生成する。す
なわち、直接波と２シンボル遅延波に対して可能な候補
信号と推定インパルス応答との畳み込み演算によりアレ
ー出力信号に対するレプリカを生成する。

【００３２】次に、データ区間における動作について説
明する。 （１１）データ区間では得られたアレーウェイトを用い
て各サンプルタイミング位相毎の受信データを用いてア
レー出力信号をそれぞれ計算する。 （１２）アレー出力とレプリカとの誤差を計算する。ま
た、同じ候補信号に対して、2.25シンボル遅延波抽出用
のアレーについても同様に誤差を計算する。

【００３３】（１３）これらの誤差の絶対値２乗を計算
してトレーニングモードにおいて計算したパスダイバー
シチ合成係数＃１、＃２を用いて図７に示すように重み
付けを行い、ブランチメトリック合成を行う。 （１４）選択した遅延波の遅延タイミングに応じて最尤
系列推定用にビタビアルゴリズムのサブセットトレリス
を用意する。サブセットトレリス数は選択した遅延波の
遅延シンボル数に対応する。即ち遅延シンボル数が２で
あれば２組のサブセットトレリスを用意する。そして、
ブランチメトリックを図８に示すようにレプリカ生成用
に設定したシンボル間隔数に応じてシリアルーパラレル
変換してマルチトレリスビタビ等化器の各サブセットト
レリスに振り分ける。

【００３４】（１５）各サブセットトレリス毎にビタビ
アルゴリズムを用いて送信信号の推定を行う。 （１６）各ビタビアルゴリズムの推定系列をパラレル-
シリアル変換して送信系列を再生する。 以上のような動作により、推定系列データを出力する。

【００３５】図１１は、実施例の構成を示す機能ブロッ
ク図である。ここで適応アルゴリズムとしては単拘束SM
I(Sample Matrix Inversion)アルゴリズムなどを用いる
ことができる。図１０は、計算機シミュレーションによ
る実施例の特性改善例を示すグラフである。到来波の条
件は２波とし、第１波を直接波、第２波を遅延波とし、
遅延波の遅延時間を０から４シンボルまで変化させてい
る。縦軸はビット誤り率、横軸は遅延波の遅延量であ
る。条件は変調方式がＱＰＳＫ、復調方式は準同期検波
としている。アルゴリズムはトレーニング期間で単拘束
SMIアルゴリズムを用いてアレーウエイトとインパルス
応答を求め、トレーニング期間の後尾16シンボルを用い
て平均誤差電力を計算する。更にパスダイバーシチ合成
用重み係数を求めてデータ区間で用いる。

【００３６】また、アレー出力信号が直接波成分と遅延
波成分を含んでいるため、その遅延波の遅延時間に応じ
てマルチトレリスビタビ等化部ではビタビアルゴリズム
を複数用意し、受信信号系列を交互にシリアル-パラレ
ル変換して独立にビタビアルゴリズムで送信信号を推定
する。ビタビアルゴリズム状態数は４状態のままであ
る。また、アンテナ本数は4本としている。更に、各到
来波のフェージングは各アンテナで独立であり、各波の
平均電力は等しいとしている。

【００３７】以上、実施例を開示したが、更に以下に述
べるような変形例も考えられる。実施例としては、アレ
ー処理において直接波および遅延波をそれぞれ取り込ん
でブランチメトリックの合成を行う例を開示したが、本
発明の実施においてはブランチメトリック合成処理は必
須の構成要件ではなく、例えば直接波抽出用のアレー処
理部のみを備え、誤差をブランチメトリックとしてマル
チトレリスビタビアルゴリズム処理を行うようにしても
効果がある。

【００３８】インパルス応答の推定においては、４つの
系列に分けて算出し、合成する例を開示したが、オーバ
ーサンプリングしたデータをそのまま使用してインパル
ス応答を推定してもよい。但し、この場合にはトレーニ
ング信号系列のオーバーサンプリング波形値を使用する
必要があり、計算が複雑となる。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
直接波タイミングを選択しているので、サンプルタイミ
ングにオフセットが存在する場合でも直接波を正確に捕
えることができるため、性能の安定性が向上するという
効果がある。また、実施例のように直接波と遅延波をそ
れぞれ取り込んでブランチメトリックの合成を行うよう
にすれば、直接波と受信電力の大きい遅延波との遅延時
間差がシンボル間隔の整数倍でない場合でもその遅延波
を希望波とすることができるため、従来方式と比べて更
に大きなパスダイバーシチ利得を得ることができ、伝送
品質が向上するという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の信号処理機能を示す機能ブロック図で
ある。

【図２】チャネルインパルス応答推定機能を示す機能ブ
ロック図である。

【図３】チャネルインパルス応答の推定結果および合成
遅延プロファイルの例を示す説明図である。

【図４】遅延プロファイルおよび合成プロファイル例を
示す説明図である。

【図５】アレーウェイト制御とアレー出力応答推定動作
を示す機能ブロック図である。

【図６】アレー処理部における動作を示す説明図であ
る。

【図７】アレー処理とMLSEの結合処理部の構成を示す機
能ブロック図である。

【図８】マルチトレリス構造のビタビアルゴリズムの構
成を示す機能ブロック図である。

【図９】本発明の受信装置のハードウェア構成例を示す
ブロック図である。

【図１０】実施例の特性改善例を示すグラフである。

【図１１】実施例の構成を示す機能ブロック図である。

【図１２】従来例の信号処理内容を示す機能ブロック図
である。

【符号の説明】

１…アレーアンテナ、２…線形復調器、３…Ａ／Ｄ変換
器、４…信号処理部、８、９…サンプルタイミング選択
部、１０、１６…アダプティブアレー処理部、１１、１
７…適応アルゴリズム、１２、１８…レプリカ生成器、
１３、１９…加算器、１４、２０…絶対値２乗計算器、
１５、２１…乗算器、２２…加算器、２３…マルチトレ
リスビタビ等化器、２４…チャネルインパルス応答推定
・希望波選択部

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平10−13262（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−260941（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−29890（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−53870（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−35546（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−45626（ＪＰ，Ａ) 藤井正明、アダプティブアレーアンテ ナとＭＬＳＥの結合処理のよるマルチパ ス分離・合成法に関する一検討、電子情 報通信学会技術研究報告、ＶＯＬ．95、 ＮＯ．390（ＲＣＳ95 97−111）、ＰＡ ＧＥ１−６ 藤井正明、周波数選択性フェージング チャンネルにおけるアダプティブアレー とＭＬＳＥの結合処理方式の特性に関す る一検討、電子情報通信学会技術研究報 告、ＶＯＬ．96、ＮＯ．212（ＲＣＳ96 52−65）、ＰＡＧＥ21−26 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H04B 7/00 H04B 7/02 - 7/12 H04L 1/02 - 1/06 H01Q 3/00 - 3/46 H01Q 21/00 - 21/30 H01Q 23/00 H01Q 25/00 - 25/04

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アダプティブアレーアンテナ処理と最尤
   系列推定処理を結合した受信方法において、各アレーア
   ンテナにおける受信信号をオーバーサンプリングし、 直接波タイミング範囲の中から最大の電力を持つ直接波
   を選択し、また、遅延波到来タイミング範囲の中から最
   大の電力を持つ遅延波を選択し、 選択した直接波と遅延波の遅延時間に応じてアレー出力
   レプリカ生成器で用いる候補信号のシンボル間隔数を決
   定し、 選択した直接波の推定チャネルインパルス応答とサンプ
   ルタイミング位相のシンボル間隔毎の受信信号を用い
   て、直接波を拘束するステアリングベクタアレーウェイ
   トを計算し、 最尤系列推定器を使用してアレー出力に含まれる選択し
   た直接波成分と選択した遅延波成分から系列推定を行う
   ことを特徴とする受信方法。
2. 【請求項２】 アダプティブアレーアンテナ処理と最尤
   系列推定処理を結合した受信方法において、各アレーア
   ンテナにおける受信信号をオーバーサンプリングし、 トレーニング信号を用いて分数間隔のチャネルインパル
   ス応答を推定して遅延プロファイルを計算し、 直接波タイミング付近のパスから直接波を選択し、ま
   た、遅延波到来タイミング範囲の中から最大の電力を持
   つパスを選択し、 選択した直接波タイミングと選択した遅延波タイミング
   の遅延時間差に応じてアレー出力レプリカ生成器で用い
   る候補信号のシンボル間隔数を決定し、 選択した直接波と遅延波のそれぞれの推定チャネルイン
   パルス応答とそれぞれのサンプルタイミング位相のシン
   ボル間隔毎の受信信号を用いて、直接波を拘束するステ
   アリングベクタアレーウェイトと選択した遅延波を拘束
   するステアリングベクタアレーウェイトを計算し、 マルチトレリス構造を持つビタビアルゴリズムを使用し
   てアレー出力に含まれる選択した直接波成分と選択した
   遅延波成分から系列推定を行うことを特徴とする受信方
   法。
3. 【請求項３】 下記の（１）から（１７）の工程を含
   む、アダプティブアレーアンテナ処理と最尤系列推定処
   理を結合した受信方法。 （１）各アンテナからの受信信号をオーバーサンプリン
   グする工程。 （２）トレーニング信号との相関演算を行い、各アンテ
   ナ毎に直接波から数シンボル遅延波までの分数間隔のチ
   ャネルインパルス応答の推定を行う工程。 （３）各タイミング毎にすべてのアンテナでの推定チャ
   ネルインパルス応答の電力の和を計算し、合成遅延プロ
   ファイルを生成する工程。 （４）直接波タイミング付近のタイミングの中からチャ
   ネルインパルス応答の電力和が最大のタイミングを検出
   する工程。 （５）遅延波の中から推定チャネルインパルス応答の電
   力和が最大のタイミングを検出する工程。 （６）選択した直接波タイミングと選択した遅延波タイ
   ミングの遅延時間差からアレー出力レプリカ生成用シン
   ボル間隔を決定する工程。 （７）選択した直接波の推定インパルス応答を拘束ベク
   トルとし、選択したサンプルタイミング位相の受信信号
   を１シンボル間隔毎に取り出してアレーウェイトとアレ
   ー出力応答を拘束条件付き最小２乗法を用いて計算する
   工程。 （８）選択した遅延波の推定インパルス応答を拘束ベク
   トルとし、選択したサンプルタイミング位相の受信信号
   を１シンボル間隔毎に取り出してアレーウェイトとアレ
   ー出力応答を拘束条件付き最小２乗法を用いて計算する
   工程。 （９）得られたアレーウェイトとアレー出力応答を用い
   てトレーニング区間での受信信号を用いて、累積誤差電
   力を計算し、トレーニング終了時に累積シンボル数で正
   規化して平均誤差電力を求め、直接波の推定チャネルイ
   ンパルス応答ベクトルの電力和を計算して、平均誤差電
   力で除算することにより、アレー出力信号の品質を推定
   し、選択した遅延波についても同様の操作を行う工程。 （１０）各パスダイバーシチブランチの推定品質を用い
   て直接波抽出用アレー出力信号と遅延波抽出用アレー出
   力信号の品質に比例したパスダイバーシチ合成係数を求
   める工程。 （１１）各アレー出力応答からレプリカを生成する工
   程。 （１２）データ区間において、得られたアレーウェイト
   を用いて各サンプルタイミング位相毎の受信データを用
   いてアレー出力信号をそれぞれ計算する工程。 （１３）アレー出力とレプリカとの誤差を計算する。ま
   た、同じ候補信号に対して遅延波抽出用のアレーについ
   ても同様に行い、誤差を計算する工程。 （１４）これらの誤差の絶対値２乗を計算してトレーニ
   ングモードにおいて計算したパスダイバーシチ合成係数
   を用いて重み付けを行いブランチメトリック合成を行う
   工程。 （１５）ブランチメトリックをレプリカ生成用に設定し
   たシンボル間隔数に応じてシリアルーパラレル変換して
   マルチトレリスビタビ等化器の各サブセットトレリスに
   振り分ける工程。 （１６）各サブセットトレリス毎にビタビアルゴリズム
   を用いて送信信号の推定を行う工程。 （１７）各ビタビアルゴリズムの推定系列をパラレル-
   シリアル変換して送信系列を再生する工程。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれかに記載の受信
   方法を実行する受信手段を備えたことを特徴とする受信
   装置。