JP3260032B2 - データ受信装置 - Google Patents

データ受信装置

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JP3260032B2
JP3260032B2 JP09350294A JP9350294A JP3260032B2 JP 3260032 B2 JP3260032 B2 JP 3260032B2 JP 09350294 A JP09350294 A JP 09350294A JP 9350294 A JP9350294 A JP 9350294A JP 3260032 B2 JP3260032 B2 JP 3260032B2
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  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
  • Dc Digital Transmission (AREA)
  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
  • Noise Elimination (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、データ伝送を行う際に
干渉信号の影響を取り除き、周波数利用効率を向上させ
ることができるデータ受信装置に関する。
【0002】
【従来の技術】移動通信においては、受信レベルが低い
等の理由により、相対的に所望信号に対する雑音レベル
が高いことがある。このような場合、アナログ回路では
音声等に雑音が混入するが、ディジタル通信ではビット
の誤りが生じる。受信レベルが大きくても、所望信号と
同一の周波数帯もしくは隣接する周波数帯に別の大きな
信号が存在すると、雑音と同様の現象が生じる。これは
主に他の基地局からの送信信号が原因であるが、近年ま
では、これは除去不可能と考えられてきた。
【0003】このため、干渉信号の影響は受信品質を劣
化させるだけでなく、回線設計においては基地局の配置
や周波数の割当に大きな影響をもたらし、周波数利用効
率を向上させる上で大きな障害となってきた。
【0004】これとは別に、伝送路における波形歪等を
補償するために従来から等化器が用いられてきた。
【0005】図3は従来のデータ受信装置の一例の概略
構成図であり、40は受信アンテナであって、得られた受
信信号を等化器41で等化し、等化器出力42を得る。その
等化器出力42を識別器43で識別し、識別結果44を得て、
その識別結果44に基づいて誤差計算器45で誤差を計算
し、等化誤差46を得る。47は等化結果である。
【0006】図3の装置の動作について説明する。受信
アンテナ40で送信された電波を受信し、この受信信号の
歪を等化器41で取り除いて誤り率を改善する。等化器41
から等化器出力42が出力され、この等化器出力42と、等
化器出力42の正負を識別する識別器43による識別結果44
との差を誤差計算器45で計算し、この等化誤差46がゼロ
に近くなるように等化器41のパラメータが逐次調節され
る。識別結果44は、また等化結果47ともなり、誤り率の
低いデータが得られる。
【0007】図4は従来のトランスバーサル型等化器の
概略構成図であって、図3の等化器41の部分の一例であ
る。受信アンテナ50で得られた受信信号は、遅延器51や
重み付け器52に入り、加算器53で加え合わされて等化器
出力54となる。
【0008】図4の等化器の動作について説明する。受
信アンテナ50で送信された電波を受信し、遅延器51によ
って時間差のある信号列が作られる。遅延器51の遅延時
間はシンボル間隔(図中のTが1シンボル時間を表し、
T/NにおいてNが1)である場合や、その「整数分の
1」である分数間隔(図中のT/NにおいてNが1より
大きい整数)である場合がある。この信号列に対して重
み付け器52で重みを付けて、加算器53で加え合わせるこ
とにより、周波数特性を変化させることが可能となり、
伝搬路での歪を取り除くことができる。
【0009】図5は従来の判定帰還型等化器の概略構成
図であって、図3の等化器41と識別器43の部分の一例で
ある。受信アンテナ60で得られた受信信号は、遅延器61
や重み付け62に入り、加算器63で加え合わされて識別器
64に入り、等化器出力65を得る。
【0010】図5の等化器の動作について説明する。受
信アンテナ60で送信された電波を受信し、遅延器61によ
って時間差のある信号列が作られる。遅延器61の遅延時
間はシンボル間隔(図中のTが1シンボル時間を表し、
T/NにおいてNが1)である場合や、その「整数分の
1」である分数間隔(図中のT/NにおいてNが1より
大きい整数)である場合がある。この信号列に対して重
み付け器62で重みを付けて、加算器63で加え合わせるこ
とにより、周波数特性を変化させることが可能となり、
伝搬路での歪を取り除くことができる。
【0011】さらに歪を取り除いた出力に対して識別器
64で正負の識別を行い、その結果をフィードバックして
帰還部の遅延器61によって時間差のある信号列を作り、
これに帰還部の重み付け器62で重み付けを行い、加算器
63によって加え合わせることにより、図4の構成の等化
器よりさらに性能のよい等化器を実現できる。
【0012】近年、このような等化器を応用して所望信
号と同一の周波数成分の干渉信号を取り除く方法が報告
されている。その一例が図5の判定帰還型等化器を応用
したものであって、図6は従来の判定帰還型等化器を用
いた干渉キャンセラの概略構成図である。
【0013】図6において、70は第1受信アンテナ、71
は第2受信アンテナ、72は遅延器、73は重み付け器、74
は加算器、75は識別器、76は等化結果である。
【0014】図6の干渉キャンセラの動作を説明する。
基本的な動作は図5の動作と同じであるが、2本の独立
なアンテナ70,71を設置した点に差異があり、第1受信
アンテナ70と第2受信アンテナ71は、互いに無相関なフ
ェージングを受けるように送信周波数の約半分の波長分
以上離してある。第1受信アンテナ70で受信した信号と
第2受信アンテナ71で受信した信号とが、所望信号と干
渉信号とが異なる伝達特性であるとすると、重み付け器
73で適当な複素の重み付けを行うことにより、干渉波の
みを打ち消すことができる。
【0015】このように、従来の判定帰還型等化器を応
用した干渉キャンセラでも、第1受信アンテナ70で受信
した信号と第2受信アンテナ71で受信した信号とが、所
望信号と干渉信号とが異なる伝達特性を有するという条
件のもとでは、所望信号と同一周波数の干渉信号を打ち
消すことができる。また、この場合、アンテナは必ず2
本以上必要である。
【0016】図7は判定帰還型等化器と異なる方式の等
化器である最尤復号器のトレリス図である。例えば二相
位相変位変調方式(BPSK:Bi Phase Shift Keying)
のように1シンボルで2値の情報を伝送する場合、遅延
波等がない場合は状態数が「2」であって、図7のよう
なトレリス図となる。また1シンボルで4値を伝送する
と状態数が「4」になる。また遅延波があると考えられ
るべき拘束長に従って指数的に状態数が増える。最尤復
号器では、図7において表示されている矢印がブランチ
メトリックと呼ばれるものであり、このブランチメトリ
ックの数に比例した演算量が必要である。
【0017】図8は図7の最尤復号器を応用して干渉信
号が取り除けるようにした最尤復号器のトレリス図であ
り、BPSKで遅延波がない場合でも、干渉信号の状態
まで考慮するために状態数が「4」である。1シンボル
当たりの情報伝送量が増えたり遅延波を考慮すると、図
7の最尤復号器の状態数は指数関数的に増加するが、図
8の最尤復号器ではさらにその2乗の状態数となる。
【0018】このように最尤復号器を応用した干渉キャ
ンセラでも、所望信号と同一周波数の干渉信号を打ち消
すことができる。この場合、アンテナが1本でもよく、
所望信号と干渉信号が異なる伝達特性を有するという制
限はない。
【0019】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の判定帰還型等化器を応用した干渉キャンセラでは、
アンテナが2本以上必要なため、小型化の面で問題があ
った。また、所望信号と干渉信号が異なる伝達特性を有
するという条件が必要であるため、所望信号と干渉信号
の伝達特性が偶然一致した場合や、送信側で1本のアン
テナから同一周波数上に異なる信号をのせて送信し、受
信側で分離するという方式に対しては無効であるという
問題があった。
【0020】また、前記従来の最尤復号器を応用した干
渉キャンセラでは、状態数が極端に増加するため演算量
が多く、実現が困難である、または実現できても消費電
力が大きいという問題があった。
【0021】本発明は、前記従来の問題を解決するもの
であり、少ない演算量で、かつ1本のアンテナでも、所
望信号と干渉信号の伝達特性の関係に関わらず干渉信号
の除去が可能で、受信品質を向上させること、また周波
数利用効率を向上させることを目的とするものである。
【0022】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するため、所望信号の歪を除く所望信号用等化器と、
干渉信号の歪を除く少なくとも1個の干渉信号用等化器
をデータ受信回路に直列に設けたことを特徴とする。
【0023】
【作用】前記構成によって、少ない演算量で、1本のア
ンテナでも所望信号と干渉信号の伝達特性の関係に関わ
らず、所望信号と同一周波数の干渉信号や、隣接周波数
の干渉信号が除去され、受信品質の向上が図れ、さらに
このために周波数利用効率の向上も図れる。
【0024】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。
【0025】図1は本発明のデータ受信装置の第1実施
例における概略構成図であり、1は受信アンテナ、2は
干渉波用等化器、3は干渉波用等化器出力、4は干渉波
用識別器、5は干渉波用識別結果、6は干渉波用誤差計
算器、7は所望波用等化器入力、8は所望波用等化器、
9は所望波用等化器出力、10は所望波用識別器、11は所
望波用識別結果、12は所望波用誤差計算器、13は等化誤
差、14は等化結果である。
【0026】次に図1の第1実施例の動作を説明する。
受信アンテナ1で得られた受信信号は、干渉波用等化器
2で歪が取り除かれ、干渉波用等化器出力3となる。干
渉波用識別器4で干渉波用等化器出力3に対して、例え
ば正負の識別のように雑音成分を含まない信号を推定し
て干渉波用識別結果5を出力する。干渉波用識別結果5
が正しければ、干渉波用等化器出力3との差を干渉波用
誤差計算器6で計算した結果の所望波用等化器入力7
は、干渉信号が除去されて所望信号と雑音のみとなる。
【0027】前記所望波用等化器入力7に対して所望波
用等化器8で所望信号の歪を取り除くことにより所望波
用等化器出力9が得られ、所望波用識別器10で所望波用
等化器出力9に対して、例えば正負の識別のように雑音
成分を含まない信号を推定して所望波用識別結果11を出
力し、これをそのまま誤り率が改善された等化結果14と
して出力するとともに、所望波用誤差計算器12で所望波
用等化器出力9との差を計算し、等化誤差13を得て、こ
の等化誤差13がゼロに近くなるように干渉波用等化器2
と所望波用等化器8のパラメータを逐次更新することで
回線の変動に追随できる。
【0028】前記第1実施例は、所望波用等化器8が直
列に配置された等化器の最終段にある例である。
【0029】図2は本発明のデータ受信装置の第2実施
例における概略構成図であり、21は受信アンテナ、22は
所望波用等化器、23は所望波用等化器出力、24は所望波
用識別器、25は所望波用識別結果、26は所望波用誤差計
算器、27は干渉波用等化器入力、28は干渉波用等化器、
29は干渉波用等化器出力、30は干渉波用識別器、31は干
渉波用識別結果、32は干渉波用誤差計算器、33は等化誤
差、34は等化結果である。
【0030】次に図2の第2実施例について説明する。
基本的な動作は前記第1実施例の動作と同じであるが、
所望波用等化器が回路における初段に配置されている点
に差異があり、このことにより、まず受信アンテナ21で
得られた受信信号は、所望波用等化器22で所望波の歪が
なくなるように等化されて、所望波用等化器出力23が得
られる。所望波用識別器24にて所望波用等化器出力23に
対して、例えば正負の識別のように雑音成分を含まない
信号を推定して所望波用識別結果25を出力し、これをそ
のまま誤り率が改善された等化結果34として出力すると
ともに、所望波用誤差計算器26で所望波用等化器出力23
との差を計算して干渉波用等化器入力27とする。
【0031】所望波用識別結果25が正しければ、干渉波
用等化器入力27には所望波が含まれず、干渉波と雑音の
みになり、干渉波用等化器28で干渉波の雑音が取り除か
れ、干渉波用等化器出力29となる。干渉波用識別器30で
干渉波用等化器出力29に対して、例えば正負の識別のよ
うに雑音成分を含まない信号を推定して干渉波用識別結
果31を出力する。干渉波用識別結果31が正しければ、干
渉波用等化器出力29との差を干渉波用誤差計算器32で計
算した結果の等化誤差33は、雑音のみになり、等化誤差
33がゼロに近くなるように所望波用等化器22と干渉波用
等化器28のパラメータを逐次更新することで回線の変動
にも追随できる。
【0032】前記各実施例において、直列に配置する等
化器の数を増やせば、その分多くの干渉信号を除去でき
る。例えば4つの等化器を用いれば、所望信号に対して
3つの干渉信号まで除去でき、所望信号と同一の周波数
帯および異なる周波数帯の干渉信号を除去できる。等化
器を3つ以上用いる場合には、前記各実施例のように、
初段や最終段に所望波用等化器を用いることもできる
が、何番目を所望波用等化器とするかは任意に設定すれ
ばよい。
【0033】また、等化器としては、図4〜図6に基づ
いて説明した等化器、すなわち判定帰還型等化器,トラ
ンスバーサル型等化器や、それらの蓄える信号列の遅延
時間差がシンボル間隔の「整数分の1」である分数間隔
の等化器などでもよく、また等化器以外でも単なる直交
検波器などのあらゆる復調手段が採用可能である。ま
た、複数の復調手段を混在させてもよい。
【0034】さらに前記各実施例ではアンテナの数は1
本であるが、複数のアンテナを用いてもダイバーシチ効
果などの他の効果を損なうことなく、干渉信号除去の効
果が得られる。
【0035】また、従来の判定帰還型等化器を応用した
例と組み合わせることもできる。その等化器の具体例を
挙げれば、トランスバーサル型で、隣接するタップ間、
すなわち隣接する信号列の遅延時間差がシンボル間隔の
等化器,トランスバーサル型で、隣接するタップ間の遅
延時間差がシンボル間隔の「整数分の1」である分数間
隔等化器,トランスバーサル型のシンボル間隔フィルタ
と、トランスバーサル型の帰還フィルタとを組み合わせ
た判定帰還型等化器,トランスバーサル型の分数間隔フ
ィルタと、トランスバーサル型の帰還フィルタとを組み
合わせた判定帰還型等化器等がある。
【0036】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のデータ受
信装置は、従来の最尤復号器を応用した例に比べると格
段に演算量が少なく、実現性および消費電力の面で有利
である。
【0037】また、従来の判定帰還型等化器を応用した
例に比べるとアンテナの本数が1本でもよく、小型化の
点で有利であると同時に所望信号と干渉信号が異なる伝
達特性を有するという制限がないため、所望信号と干渉
信号の伝達特性が偶然、一致した場合や、送信側が同一
のアンテナから同一の周波数に異なる信号をのせて送信
し、これを分離するシステムに対しても有効である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のデータ受信装置の第1実施例における
概略構成図である。
【図2】本発明のデータ受信装置の第2実施例における
概略構成図である。
【図3】従来のデータ受信装置の概略構成図である。
【図4】従来のトランスバーサル型等化器の概略構成図
である。
【図5】従来の判定帰還型等化器の概略構成図である。
【図6】従来の判定帰還型等化器を用いた干渉キャンセ
ラの概略構成図である。
【図7】従来の最尤復号器のトレリス図である。
【図8】干渉波が取り除ける最尤復号器のトレリス図で
ある。
【符号の説明】
1,21…受信アンテナ、 2,28…干渉波用等化器、
3,29…干渉波用等化器出力、 4,30…干渉波用識別
器、 5,31…干渉波用識別結果、 6,32…干渉波用
誤差計算器、 7…所望波用等化器入力、 8,22…所
望波用等化器、9,23…所望波用等化器出力、 10,24
…所望波用識別器、 11,25…所望波用識別結果、 1
2,26…所望波用誤差計算器、 13,33…等化誤差、 1
4,34…等化結果、 27…干渉波用等化器入力。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04B 7/005 H04B 1/10 H04L 25/03 H04L 27/01

Claims (13)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 所望信号の歪を除く所望信号用等化器
    と、干渉信号の歪を除く少なくとも1個の干渉信号用等
    化器とをデータ受信回路に直列に設けたことを特徴とす
    るデータ受信装置。
  2. 【請求項2】 受信アンテナと、干渉信号用等化器と、
    干渉信号用識別器と、干渉信号用誤差計算器と、所望信
    号用等化器と、所望信号用識別器と、所望信号用誤差計
    算器とを備えたことを特徴とする請求項1記載のデータ
    受信装置。
  3. 【請求項3】 前記データ受信回路における初段の等化
    器を前記所望信号用等化器としたことを特徴とする請求
    項1または2記載のデータ受信装置。
  4. 【請求項4】 前記データ受信回路における最終段の等
    化器を前記所望信号用等化器としたことを特徴とする請
    求項1または2記載のデータ受信装置。
  5. 【請求項5】 前記データ受信回路における初段あるい
    は最終段以外の等化器を前記所望信号用等化器としたこ
    とを特徴とする請求項1または2記載のデータ受信装
    置。
  6. 【請求項6】 前記等化器として、トランスバーサル型
    で、かつ隣接する信号列間の遅延時間差が所定のシンボ
    ル間隔である等化器を用いたことを特徴とする請求項1
    のいずれか1項記載のデータ受信装置。
  7. 【請求項7】 前記等化器として、トランスバーサル型
    で、かつ隣接する信号列間の遅延時間差がシンボル間隔
    の整数分の1である分数間隔等化器を用いたことを特徴
    とする請求項1〜のいずれか1項記載のデータ受信装
    置。
  8. 【請求項8】 前記等化器として、トランスバーサル型
    のシンボル間隔フィルタと、トランスバーサル型の帰還
    フィルタとを組合せた判定帰還型等化器を用いたことを
    特徴とする請求項1〜のいずれか1項記載のデータ受
    信装置。
  9. 【請求項9】 前記等化器として、トランスバーサル型
    分数間隔フィルタと、トランスバーサル型の帰還フィ
    ルタとを組合せた判定帰還型等化器を用いたことを特徴
    とする請求項1〜のいずれか1項記載のデータ受信装
    置。
  10. 【請求項10】 所望信号と同一の周波数帯の干渉波の
    影響を除去可能にしたことを特徴とする請求項1〜
    いずれか1項記載のデータ受信装置。
  11. 【請求項11】 所望信号と異なる周波数帯の干渉波の
    影響を除去可能にしたことを特徴とする請求項1〜
    いずれか1項記載のデータ受信装置。
  12. 【請求項12】 受信アンテナが少なくとも1本である
    ことを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項記載の
    データ受信装置。
  13. 【請求項13】 前記等化器に代えて直交検波器等の信
    号復調手段を用いたことを特徴とする請求項1〜12の
    いずれか1項記載のデータ受信装置。
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