JP2869774B2 - ダイバーシチ等化装置 - Google Patents

ダイバーシチ等化装置

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JP2869774B2
JP2869774B2 JP7068873A JP6887395A JP2869774B2 JP 2869774 B2 JP2869774 B2 JP 2869774B2 JP 7068873 A JP7068873 A JP 7068873A JP 6887395 A JP6887395 A JP 6887395A JP 2869774 B2 JP2869774 B2 JP 2869774B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、陸上移動通信における
ディジタルTDMA(Time Division Multiple Access
:時分割多重アクセス)信号伝送、特にマルチパスフ
ェージングを含むレイリーフェージングなどの空間伝搬
路歪の影響が大きい高速のディジタル信号伝送における
適応型等化方式を用いたダイバーシチ等化装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】現在標準化されている日本ディジタル自
動車・携帯電話方式(PDC方式:Public Digital Cel
lular )やディジタルコードレス電話方式(PHS方
式:Personal Handy phone System )では、空間伝搬歪
の影響が無視できる程度に、伝送速度を抑え、適応型等
化器は使用していない。しかし、近い将来伝送容量を増
加したり、高速データを伝送する場合には伝送速度を高
くする必要があり、それにより空間伝搬歪の影響が無視
できなくなるため、それを補償する等化器が必須にな
る。等化方式は種々の方式が考案されているが、いずれ
も伝搬路の歪みを推定し、受信データの判定をおこなう
ものである。したがって、種々のマルチパスフェージン
グに対してこの伝搬推定をいかにして一致させるかが等
化器の性能を決定する鍵となる。等化方式のうち、2系
統の受信信号のレプリカから最尤系列推定を行う方式
は、演算量は多いものの等化能力が他の方式より優れて
おり、通常シンボル間隔のタップを有するトランスバー
サル型の適応フィルタをマッチドフィルタとして使用す
る。性能を重視すれば、マッチドフィルタのタップを分
数間隔に配置し、伝搬状況の推定精度を上げればよい。
しかし、8相PSK(PhaseShift Keying)変調のよう
に多相の場合には、信号点の数が多いことから、計算量
が膨大となり、実現が困難となる欠点がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】高速ディジタル移動通
信では、送受信点がたえず変化するため、それに伴って
遅延波の位置も変化する。このような伝搬条件では、伝
搬推定にもちいるマッチドフィルタの構成上の制限から
推定誤差が生じ、さらにその誤差は遅延波の位置により
大小が生じるため、結果として補償量に差が生じる。
【0004】本発明は、上記の課題を解決するためにな
されたものであり、本発明の目的は、演算量を増やすこ
となく簡易な方法で伝搬推定誤差を防止し、誤り率を向
上させうるダイバーシチ等化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】上記課題を解決するた
め、請求項1に記載したダイバーシチ等化装置は、送信
波を各々異なる伝搬路で受信する第1受信系と第2受信
とを有し、両受信系の各受信信号の伝搬状況に近似し
たレプリカ信号を生成して、レプリカ信号作成後に各受
信系で実際に受信した受信信号と各受信系に対応して生
成したレプリカ信号とを比較し、その誤差を抽出して得
た誤差信号に基づいて各受信系に対応するレプリカ信号
の誤差を縮めるように更新する適応型等化手段によっ
て、第1受信系と第2受信系の伝搬状況の推定を行い、
その2つの受信結果をもとに最尤系列推定を行って等化
復調を行うことでマルチパスフェージングを等化する
イバーシチ等化装置であって、伝搬状況の推定を行うた
めに使用するレプリカ信号の生成には、第1受信系の受
信信号と第2受信系の受信信号とで各々異なる遅延時間
を設定したマッチドフィルタを用いるように構成され
る。また、請求項2に記載したダイバーシチ等化装置
は、請求項1記載のダイバーシチ等化装置において、前
記第1受信系のレプリカ信号生成には、等化用参照デー
タを1シンボル間隔で用意した第1マッチドフィルタを
用い、前記第2受信系のレプリカ信号生成には、1/2
シンボル遅延波で最適化されるとともに、レプリカ生成
時に伝搬路歪みの推定値に固定値を乗算する第2マッチ
ドフィルタを用いて構成される。また、請求項3に記載
したダイバーシチ等化装置は、請求項1記載のダイバー
シチ等化装置において、前記第1受信系のレプリカ信号
生成には、等化用参照データを1シンボル間隔で用意し
た第1マッチドフィルタを用い、前記第2受信系のレプ
リカ信号生成には、1/2シンボル遅延波で最適化され
るとともに、等化用参照データを読出し専用メモリに格
納した第2マッチドフィルタを用いて構成される。
【0006】
【作用】上記構成を有する請求項1記載の発明によれ
ば、遅延波による符号間干渉により符号誤りを生じる分
については、遅延波の遅延時間が近い方の受信系が主に
なって動作する。上記構成を有する請求項2記載の発明
によれば、第2受信系の第2マッチドフィルタでの参照
データ数が減少する。上記構成を有する請求項3記載の
発明によれば、等化用参照データを読出し専用メモリに
格納したので、演算速度が向上する。
【0007】
【実施例】以下に、本発明の一実施例を図面にもとづい
て説明する。図1は本発明の一実施例であるダイバーシ
チ等化装置を備えた復調装置の基本構成を示す。図に示
すように、この復調装置100は、スペース・ダイバー
シチ構成となっており、第1受信系21と、第2受信系
22と、フレーム検出部6と、適応型等化部7と、8相
符号判定部8を備えて構成されている。
【0008】上記の第1受信系21は、周波数変換部1
と、準同期検波部2と、A/D変換部3と、クロック再
生部4と、AFC部5を有している。第2受信系22に
ついても同様である。
【0009】次に上記の復調装置100における動作に
ついて説明する。異なる伝搬路を通り受信された8相P
SK変調波A,Bはそれぞれ第1受信系21、第2受信
系22に入力される。各受信系21,22の内部構成は
同一であるため、以下第1受信系21について説明す
る。
【0010】まず受信された高調波信号Aは、周波数変
換部1でIF信号Cに変換され、準同期検波部2に入力
される。準同期検波部2では、内部の非同期ローカルで
IF信号Cを直交検波して、I−CHとQ−CHの2系
列からなるベースバンド信号Dを取り出し、これをAD
変換部3に入力する。A/D変換部3の出力は、クロッ
ク再生部4に入力され、クロック再生部4で作りだした
シンボルタイミングFによって打ち抜かれ、サンプリン
グベースバンド量子化信号Eが得られる。
【0011】このサンプリングベースバンド量子化信号
Eは、非同期ローカルで検波されているため、送信搬送
波との周波数誤差が重畳されている。誤差が小さい場
合、等化器は原理的にこの周波数誤差を吸収することが
可能であるが、誤差が大きくなると著しく特性が劣化す
る。そこで、AFC部5は、信号Eにおける周波数誤差
を検出し、等化器の動作に影響を与えない程度にこの誤
差を補正する。周波数誤差が補正された信号Gは、適応
型等化部7に入力される。
【0012】図2にこの適応型等化部7の詳細構成を示
す。図に示すように、この適応型等化部7は、第1マッ
チドフィルタ部23と、第2マッチドフィルタ部24
と、系列発生器11と、ブランチメトリック合成部15
と、ACS(Add Compare Select)計算部16と、等化
データメモリ17を有している。
【0013】また、第1マッチドフィルタ部23は、受
信データメモリ部9と、誤差抽出部10と、レプリカ生
成部12と、ブランチメトリック計算部14と、CIR
更新部13を有して構成されている。第2マッチドフィ
ルタ部は、受信データメモリ部9と、誤差抽出部10A
と、レプリカ生成部12Aと、ブランチメトリック計算
部14と、CIR更新部13を有して構成されている。
【0014】第1マッチドフィルタ部23に入力された
信号Gは、受信データメモリ9にいったん書き込まれた
後、フレーム検出部6で検出されたフレームタイミング
で読み出され、誤差抽出部10に入力される。ここで系
列発生器11で生成する受信データの候補系列Mと、伝
搬路歪みの推定結果であるチャネル・インパルス・レス
ポンス(CIR)Nを用いてレプリカ生成12された受
信レプリカ信号Oと減算を行う。
【0015】減算の結果得られた実際の受信信号と等化
部で生成したレプリカの誤差Pの絶対値の自乗をブラン
チメトリック(BM)と呼ぶが、これを得るための演算
をブランチメトリック計算部14にて行う。ブランチメ
トリックの算出結果Qは、これが最小となるようにCI
R更新部13の制御に使用される。
【0016】また、信号Qはブランチメトリック合成部
16にも入力され、第2受信系22の第2マッチドフィ
ルタ部24を経て同じくブランチメトリックとして算出
されたデータRと合成される。合成されたブランチメト
リック値SはACS計算部16に入力され、系列推定に
おける尤度データとして扱われる。その結果、候補系列
の中から最も確からしい系列(最尤系列)が推定され等
化結果が得られる。等化後のデータは等化データメモリ
17に書き込まれ、しかるべきタイミングで8相符号判
定部8に入力され、2値データに変換されて復調出力デ
ータとなる。
【0017】ここで、上記の適応型等化部のマッチドフ
ィルタの構成について、さらに詳細に説明する。図3
は、第1マッチドフィルタ23の構成を示しており、こ
れは1シンボル間隔型のマッチドフィルタである。同図
中、CIR(n)D 及びCIR(n−1)U は、それぞ
れマルチパスフェージングの直接波及び遅延波のCIR
を意味する複素数であり、(n−1)時点の受信データ
によって更新され、n時点の受信信号点を推定する際に
使用される。また、Tはシンボル間隔の遅延線を表す。
【0018】このような構成をとった場合、レプリカ生
成部12は、1シンボル遅延の遅延波を想定して動作す
るため、遅延波の遅延時間が1シンボル以下であった場
合は、等化性能が低下することになる。そこで、本発明
の復調装置100においては、ダイバーシチブランチの
第1ブランチの第1マッチドフィルタ部23では、1シ
ンボル間隔のマッチドフィルタを使用しているが、ダイ
バーシチブランチの第2ブランチの第2マッチドフィル
タ部24では1/2シンボル遅延対応のマッチドフィル
タを使用し、空間伝搬路の状況によるエラーレートのバ
ラツキに対して等化特性の平均化を図っている。
【0019】図6に、1/2シンボル遅延対応のマッチ
ドフィルタであるロールオフフィルタのインパルスレス
ポンスを示す。同図は、下式
【数1】 においてα=0.5として計算した結果をT/2間隔で
離散時間的に表したものである。1/2シンボル遅延を
等化する場合、厳密には3T/2,5T/2,…,に発
生するサイドローブもレプリカ生成において考慮しなけ
ればならないが、等化器の演算量削減のため本方式では
これらは扱わず、T/2のみを対象とする。従って、そ
の分伝搬路推定において残留誤差が生じるが、本方式は
系列推定の手法を取り入れているため、この誤差を許容
することができる。
【0020】図4に、1/2シンボル遅延を対象とした
マッチドフィルタの一構成例を示す。この構成例は、レ
プリカ生成用の参照信号点を1シンボル間隔で用意した
場合の構成方法である。図6に示したように、T/2タ
イミングにおけるロールオフフィルタの応答は、Tタイ
ミングの約0.822倍(ロールオフ率α=0.5の場
合の値であり、αの値が変わればその比率が変わる。)
となるため、これを固定値としてレプリカ生成時にCI
Rの値に乗算する。1/2シンボル遅延を対象とした場
合、n時点の等化に際して、(n−1)時点からの符号
間干渉と、n時点の信号が(n+1)時点においてn時
点に波及する符号間干渉の両方を考慮しなければならな
い。このことから、等化時のCIRとして、(n−1)
時点からの符号間干渉に対してはCIR(n−1)U
が、n時点の信号が(n+1)時点においてn時点に波
及する符号間干渉に対してはCIR(n)U が必要であ
るが、フェージングの変動周期はシンボル周期に対して
十分長いことから、CIR(n−1)≠CIR(n)U
とすることができる。この図4の構成は、参照データ数
が減少し、回路規模を縮小できる、という利点がある。
【0021】図5は、レプリカ生成用の参照信号点を1
/2シンボル間隔でROM(Read Only Memory:読出し
専用メモリ)のテーブル化して用意した場合の1/2シ
ンボル遅延を対象としたマッチドフィルタの他の構成例
である。回路規模は図4の場合よりも大きくなるが、1
/2シンボル参照用のスケーリングの演算が不要となる
という利点がある。
【0022】なお、本発明は、上記実施例に限定される
ものではない。上記実施例は、例示であり、本発明の特
許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な
構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなる
ものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【0023】例えば、上記実施例においては、第1マッ
チドフィルタ部では対象補償可能遅延時間を1シンボル
とし第2マッチドフィルタ部では対象補償可能遅延時間
を1/2シンボルとする構成例について説明したが、本
発明はこれには限定されず、第1マッチドフィルタ部で
は1シンボル遅延を対象とし第2マッチドフィルタ部で
はaシンボル遅延(a:0<a<1なる実数)を対象と
するように構成してもよい。あるいは、第1マッチドフ
ィルタ部ではaシンボル遅延(a:0<a<1なる実
数)を対象とし第2マッチドフィルタ部ではbシンボル
遅延(b:0<b<1なる実数)を対象とするように構
成してもよい。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1記載の発
明によれば、遅延波による符号間干渉により符号誤りを
生じる分については、遅延波の遅延時間が近い方の受信
主にて動作する。したがって、送られてくる信号
の全ての組み合わせを計算して、最も確からしい組み合
わせを推定して選択する最尤系列推定適応等化器を使用
しているので、遅延波がある場合と無い場合の差および
遅延波の時間が等化補償範囲内のどこにあっても平均化
された補償量(改善率)が得られる、という利点があ
る。上記構成を有する請求項2記載の発明によれば、第
2受信系の第2マッチドフィルタでの参照データ数が減
少する。したがって、回路規模を縮小することができ
る、という利点がある。上記構成を有する請求項3記載
の発明によれば、等化用参照データを読出し専用メモリ
に格納したので、演算速度が向上する、という利点があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例であるダイバーシチ等化装置
を備えた復調装置の構成を示すブロック図である。
【図2】図1に示す復調装置における適応型等化部の構
成を示すブロック図である。
【図3】図2に示す適応型等化部における1シンボル間
隔のマッチドフィルタの構成を示すブロック図である。
【図4】図2に示す適応型等化部における1/2シンボ
ル間隔のマッチドフィルタの構成例を示すブロック図で
ある。
【図5】図2に示す適応型等化部における1/2シンボ
ル間隔のマッチドフィルタの他の構成例を示すブロック
図である。
【図6】図2に示す適応型等化部における1/2シンボ
ル間隔のマッチドフィルタのインパルスレスポンス特性
を示す図である。
【符号の説明】
1 周波数変換部 2 準同期検波部 3 AD変換部 4 クロック再生部 5 AFC部 6 フレーム検出部 7 適応型等化部 8 8相符号判定部 9 受信データメモリ 10,10A,10B 誤差抽出部 11,11B 系列発生器 12,12A,12B レプリカ生成部 13 CIR更新部 14 ブランチメトリック計算部 15 ブランチメトリック合成部 16 ACS計算部 17 等化データメモリ 21 第1受信系 22 第2受信系 23 第1マッチドフィルタ部 24 第2マッチドフィルタ部 100 復調装置 A 第1受信系受信高周波信号 B 第2受信系受信高周波信号 C IF信号 D ベースバンド信号 E サンプリングベースバンド量子化信号 F 再生クロック G 周波数誤差補正後サンプリングベースバンド量子化
信号 H 第2受信系周波数誤差補正後のサンプリングベース
バンド量子化信号 I フレームタイミング信号 J 等化出力信号 K 復調ディジタル信号 L サンプリングベースバンド量子化信号 M 既知トレーニング信号 N 既知トレーニング信号の一部 O レプリカ信号 P 受信信号とレプリカ信号の誤差 Q 第1受信系のブランチメトリックデータ R 第2受信系のブランチメトリックデータ S ブランチメトリック合成値
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H04B 7/08 H04B 7/005 H04B 7/26 H03H 17/00

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 送信波を各々異なる伝搬路で受信する
    1受信系と第2受信系とを有し、両受信系の各受信信号
    の伝搬状況に近似したレプリカ信号を生成して、レプリ
    カ信号作成後に各受信系で実際に受信した受信信号と各
    受信系に対応して生成したレプリカ信号とを比較し、そ
    の誤差を抽出して得た誤差信号に基づいて各受信系に対
    応するレプリカ信号の誤差を縮めるように更新する適応
    型等化手段によって、第1受信系と第2受信系の伝搬状
    況の推定を行い、その2つの受信結果をもとに最尤系列
    推定を行って等化復調を行うことでマルチパスフェージ
    ングを等化するダイバーシチ等化装置であって、伝搬状
    況の推定を行うために使用するレプリカ信号の生成
    は、第1受信系の受信信号と第2受信系の受信信号とで
    各々異なる遅延時間を設定したマッチドフィルタを用い
    るものとしたことを特徴とするダイバーシチ等化装置。
  2. 【請求項2】 前記第1受信系のレプリカ信号生成に
    は、等化用参照データを1シンボル間隔で用意した第1
    マッチドフィルタを用い、 前記第2受信系のレプリカ信号生成には、1/2シンボ
    ル遅延波で最適化されるとともに、レプリカ生成時に伝
    搬路歪みの推定値に固定値を乗算する第2マッチドフィ
    ルタを用いることを特徴とする請求項1記載のダイバー
    シチ等化装置。
  3. 【請求項3】 前記第1受信系のレプリカ信号生成に
    は、等化用参照データを1シンボル間隔で用意した第1
    マッチドフィルタを用い、 前記第2受信系のレプリカ信号生成には、1/2シンボ
    ル遅延波で最適化されるとともに、等化用参照データを
    読出し専用メモリに格納した第2マッチドフィルタを
    ることを特徴とする請求項1記載のダイバーシチ等化
    装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0629890A (ja) * 1992-07-08 1994-02-04 Nec Corp 干渉波除去装置
JPH0653870A (ja) * 1992-07-31 1994-02-25 Nec Corp 適応受信機

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