JP3662483B2 - フェージング補償装置 - Google Patents
フェージング補償装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3662483B2 JP3662483B2 JP2000233436A JP2000233436A JP3662483B2 JP 3662483 B2 JP3662483 B2 JP 3662483B2 JP 2000233436 A JP2000233436 A JP 2000233436A JP 2000233436 A JP2000233436 A JP 2000233436A JP 3662483 B2 JP3662483 B2 JP 3662483B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- unit
- moving
- fading
- compensation
- received signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、移動体通信、特にディジタル移動通信において、受信信号が受けるフェージング変動を補償するフェージング補償装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１１は、例えば「奥村善久、進士昌明監修、移動通信の基礎、第６章、『ディジタル変復調』、電子情報通信学会（１９８６）」に掲載されている、従来の高速フェージング補償が行われる差動符号化位相変調の遅延検波受信装置を示すブロック図である。図において、１０１は差動符号化位相変調信号を準同期検波した信号（以下受信信号とする）ｓ１０１を１シンボル時間だけ遅延させる１シンボル遅延部、１０２は１シンボル遅延部１０１によって遅延を受けた信号ｓ１０２の複素共役化を行う複素共役化部、１０３は複素共役化部１０２の出力する信号ｓ１０３と受信信号ｓ１０１の複素乗算を行う複素乗算部、１０４は複素乗算部１０３の出力する信号ｓ１０４を判定して復調信号ｓ１０５を生成する判定部である。
【０００３】
次に動作について説明する。
受信信号ｓ１０１は１シンボル遅延部１０１に入力され、ディジタル変調信号の１シンボル時間の遅延を受け、信号ｓ１０２として複素共役化部１０２に入力される。複素共役化部１０２ではこの信号ｓ１０２の複素共役化を行い、当該信号ｓ１０２と複素共役の関係にある信号ｓ１０３を生成して出力する。受信信号ｓ１０１はまた、複素共役化部１０２の出力する信号ｓ１０３とともに複素乗算部１０３にも入力され、複素乗算部１０３にてそれら両信号の複素乗算が行われる。この複素乗算部１０３より出力される信号ｓ１０４の位相は、１シンボル前の信号と現在のシンボルの信号との間の位相差である。この信号ｓ１０４は判定部１０４に入力され、判定部１０４はそれより変調信号の信号点配置に基づいてデータを復号し、復号信号ｓ１０５を出力する。
【０００４】
このように、伝搬路により信号が受ける位相回転が、現在のシンボルと１シンボル前の２シンボル区間の間で一定とみなせる場合には、復号信号ｓ１０５は差動符号化された位相変調方式により送信された送信信号を正しく復調することができる。しかしながら、遅延検波方式は直交振幅変調方式などの高能率変調方式の復号には適用することができず、また、移動体が高速で移動した場合には、マルチパスフェージング変動による位相変動が高速となるため、現在のシンボルと１シンボル前の２シンボル区間内で一様とみなすことができなくなって、伝送特性の劣化が避けられないものとなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の差動符号化位相変調の遅延検波受信装置におけるフェージング補償は以上のように行われているため、マルチパスフェージング変動による位相変動が高速なフェージング通信路では、伝送特性の劣化を保証することが困難であるという課題があった。
【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、高速に変動するフェージング通信路における伝送特性の劣化を改善することができるフェージング補償装置を得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るフェージング補償装置は、移動体の速度と受信信号のシンボル同期信号を入力とし、前記移動体のシンボルタイミングにおける位置からの当該移動体の移動距離を推定する移動距離推定部と、複数のアンテナが前記移動体の進行方向と同一方向に直線状に配置されたアンテナ列の前記各アンテナからの各受信信号と、前記移動距離推定部の推定した前記移動体の移動距離を入力とし、移動体外部からの相対位置が固定された地点における受信信号を算出することでフェージング変動を補償した補償受信信号を生成する補償受信信号生成部と、前記補償受信信号生成部が生成した補償受信信号を入力とし、前記移動体のシンボルタイミングを推定してシンボル同期信号を生成するシンボル同期推定部とを備えたものである。
【０００８】
この発明に係るフェージング補償装置は、補償受信信号生成部を内挿演算部で形成し、アンテナ列の各アンテナからの各受信信号と移動距離推定部からの移動距離信号を入力として内挿処理を行うことにより、フェージング変動を補償した補償受信信号を推定するようにしたものである。
【０００９】
この発明に係るフェージング補償装置は、補償受信信号生成部を受信信号選択部で形成し、移動距離推定部からの移動距離信号に応じてアンテナ列の各アンテナの受信信号を選択することによって、フェージング変動を補償した補償受信信号を生成するようにしたものである。
【００１０】
この発明に係るフェージング補償装置は、補償受信信号生成部を、重み付け合成部と重み係数生成部とによって形成し、その重み係数生成部が移動体の移動距離に応じて生成した重み係数を用いて、アンテナ列の各アンテナからの受信信号に対する重み付け処理を重み付け合成部で行った後、それらの合成を行うことによって、フェージング変動を補償した補償受信信号を生成するようにしたものである。
【００１１】
この発明に係るフェージング補償装置は、補償受信信号生成部として、アンテナ列の各アンテナからの受信信号に重み付け処理を行って合成し、移動体の移動距離に対応した地点におけるフェージング変動を補償した補償受信信号を生成する重み付け合成部と、前記重み付け合成部における重み付け処理のための、前記移動体の移動距離に応じた重み係数を生成する重み係数生成部とを用い、前記重み係数生成部として、移動体距離推定部で推定された移動体の移動距離に基づいて、重み付け合成部における重み付け処理のための重み係数を推定する重み係数推定部を用いたものである。
【００１２】
この発明に係るフェージング補償装置は、補償受信信号生成部として、アンテナ列の各アンテナからの受信信号に重み付け処理を行って合成し、移動体の移動距離に対応した地点におけるフェージング変動を補償した補償受信信号を生成する重み付け合成部と、前記重み付け合成部における重み付け処理のための、前記移動体の移動距離に応じた重み係数を生成する重み係数生成部とを用い、前記重み係数生成部として、移動体距離推定部で推定された移動体の移動距離における、重み付け合成部による重み付け処理のための重み係数をあらかじめ記憶しておく重み係数記憶部を用いたものである。
【００１３】
この発明に係るフェージング補償装置は、偶数シンボルタイミングの時点における移動体の移動距離に対応した地点の高速フェージング変動を第１の補償受信信号生成部によって、奇数シンボルタイミングの時点における移動体の移動距離に対応した地点の高速フェージング変動を第２の補償受信信号生成部によってそれぞれ補償するとともに、その第１の補償受信信号生成部より出力される補償受信信号を第１のディジタル復調部において、第２の補償受信信号生成部より出力される補償受信信号を第２のディジタル復調部においてそれぞれ復調し、これら第１のディジタル復調部で復調された復調出力と第２のディジタル復調部で復調された復調出力を切り替え部に入力してその一方を選択し、復調信号として出力するようにしたものである。
【００１４】
この発明に係るフェージング補償装置は、シンボル同期信号からずれたシンボルタイミング時点を開始点とする、異なる位置における移動体の移動距離に対応した地点の高速フェージング変動を、第１〜第ｍの補償受信信号生成部において補償し、それら各補償受信信号生成部より出力されるｍ個の補償受信信号を、それぞれ各補償受信信号生成部に対応付けられた第１〜第ｍのディジタル復調部において復調した後、これら各ディジタル復調部の復調出力を合成部に入力して合成し、復調信号として出力するようにしたものである。
【００１５】
この発明に係るフェージング補償装置は、第１〜第ｍの補償受信信号生成部より出力されるｍ個の補償受信信号を、合成部に入力して合成した後、その合成部より出力される合成信号をディジタル復調部で復調し、復調信号として出力するようにしたものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１によるフェージング補償装置の構成を示すブロック図である。また、図２はそのアンテナ列の配置を示す配置図で、同図（ａ）には上面図が、（ｂ）には側面図がそれぞれ示されている。
【００１７】
図１において、１１は移動体（図示省略）の移動速度信号ｓ１１と、後述するシンボル同期推定部からのシンボル同期信号を入力として、シンボルタイミング時点における位置からの移動体の移動距離を推定し、その移動距離信号ｓ１２を出力する移動距離推定部である。１２はこの移動距離推定部１１の出力する移動距離信号ｓ１２と、図２に示すように移動体の進行方向と同一方向に直線状に配置された、Ｋ個のアンテナ３１〜３Ｋで形成されるアンテナ列にて受信された受信信号（具体的には受信信号の準同期検波出力）ｓ３１〜ｓ３Ｋを入力として、移動体の移動距離に対応した地点における高速フェージング変動を補償し、補償受信信号ｓ１３を生成・出力する補償受信信号生成部であり、この実施の形態１においては、アンテナ列からの受信信号ｓ３１〜ｓ３Ｋを内挿処理して補償受信信号ｓ１３を推定する内挿演算部が用いられている。
【００１８】
１３は内挿演算部１２からの補償受信信号ｓ１３を入力としてシンボルタイミングを推定し、シンボル同期信号ｓ１４を生成して前述の移動距離推定部１１に入力するとともに、それを後述するディジタル復調部にも送るシンボル同期推定部である。１４はこのシンボル同期推定部１３からのシンボル同期信号ｓ１４と内挿演算部１２からの補償受信信号ｓ１３とを入力とし、シンボル同期信号ｓ１４に従って補償受信信号ｓ１３のディジタル復調を行って復調信号ｓ１５を出力する、前述のディジタル復調部である。
【００１９】
また、図２において、３０はアンテナ列を構成するＫ個のアンテナ３１〜３Ｋが配列された移動体の筐体であり、ｓ３１〜ｓ３Ｋはそれぞれ対応する各アンテナ３１〜３Ｋにより受信された準同期検波後の受信信号である。図２に示すように、この筐体３０上には、各アンテナ３１〜３Ｋが移動体の移動方向に平行した直線上に、間隔ｄ（ｍ）で配列されている。
【００２０】
次に動作について説明する。
ここで、この実施の形態１によるフェージング変動補償装置においては、移動体により測定された移動速度信号ｓ１１をｖ（ｍ／ｓ）とする。まず、移動距離推定部１１において、シンボル同期信号ｓ１４を基準とする時刻における移動体の移動距離が計算される。そのときこの移動距離推定部１１より出力される移動距離信号ｓ１２をｘ、シンボルタイミング時点からの経過時間をｔとすると、時間ｔにおける移動距離ｘは次の式（１）のように表される。
【００２１】
【数１】
【００２２】
次に、アンテナ列の（ｋ＋１）番目のアンテナ３（ｋ＋１）によって受信された受信信号ｓ３（ｋ＋１）をｒｋ （ｔ）とする。各アンテナ３１〜３Ｋの受信信号ｓ３１〜ｓ３Ｋは内挿演算部１２に入力され、アンテナ３１からｘ（ｍ）離れた点における受信信号ｒ（ｔ）が求められる。この地点の受信信号ｒ（ｔ）は次に示す式（２）で示される内挿処理によって推定される。
【００２３】
【数２】
【００２４】
ここで、この式（２）におけるｆ（ｘ）は内挿処理を表す関数である。内挿演算として一次内挿を適用する場合、このｆ（ｘ）は次の式（３）となる。
【００２５】
【数３】
【００２６】
また、より高精度な内挿処理を行う場合、ｆ（ｘ）として次の式（４）に示す関数を用いることも可能である。
【００２７】
【数４】
【００２８】
ここで、図２におけるアンテナ３１から距離ｘだけ離れた点Ｐは、移動体から見て進行方向とは逆方向に移動体の移動速度と等しい速度で移動している。この点Ｐについて移動体の外部を基準として見ると、内挿処理を行っている期間、相対的にはこの点Ｐは移動していない。そのため、上記式（２）に基づいて内挿演算部１２により求められた補償受信信号ｓ１３は、内挿処理を行っている期間、アンテナ３１を停止して受信した場合の受信信号の補償受信信号とみなすことができる。このことから、この発明の実施の形態１によるフェージング補償装置を用いることにより、高速フェージング変動による伝送特性の劣化を改善することが可能となる。
【００２９】
ここで、計算機シミュレーションによって求めた、この発明の実施の形態１によるフェージング補償装置で補償を行った場合の誤り率特性と、その補償を行わなかった場合の誤り率特性との比較結果を図３に示す。なお、ここでは、変調方式として４８キャリア直交周波数多重伝送方式を仮定し、各副搬送波の変調方式として４相差動符号化位相変調方式を、復調方式として遅延検波方式をそれぞれ仮定している。また、直交周波数多重伝送時の離散フーリエ変換窓幅を６４、ガード区間長を１２とし、アンテナ列のアンテナ数は２、アンテナ間隔は０．１波長としている。また、内挿処理は次に示した式（５）で表される直線内挿を用いており、この式（５）は式（１）と式（２）から直ちに導き出すことができるものである。
【００３０】
【数５】
【００３１】
図３において、横軸は変調信号の１シンボル当たりで正規化した最大ドップラー周波数（ｆｄＴｓ）であり、縦軸は誤り率（Ｂｉｔ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｅ）である。なお、“□”によるグラフはビット当たりのエネルギーコントラスト比（Ｅｂ／Ｎ０）が３０ｄＢの場合に、フェージングの補償を行わなかったときのビット誤り率を示し、“■”によるグラフはビット当たりのエネルギーコントラスト比（Ｅｂ／Ｎ０）が３０ｄＢの場合に、この実施の形態１による高速フェージング補償を行ったときのビット誤り率を示している。また、“○”によるグラフはビット当たりのエネルギーコントラスト比（Ｅｂ／Ｎ０）が４０ｄＢの場合に、フェージングの補償を行わなかったときのビット誤り率を示し、“●”によるグラフはビット当たりのエネルギーコントラスト比（Ｅｂ／Ｎ０）が４０ｄＢの場合に、この実施の形態１による高速フェージング補償を行ったときのビット誤り率を示している。
【００３２】
この図３に示すように、フェージングの補償を行わなかった場合には、最大ドップラー周波数（ｆｄＴｓ）の増加とともにビット誤り率特性が急速に劣化している。一方、この実施の形態１によるフェージング補償装置を用いて高速フェージング変動の補償を行った場合には、ビット誤り率特性の劣化を改善することができることがわかる。
【００３３】
以上のように、この実施の形態１によれば、移動体の移動にかかわらず、受信を行う間、アンテナ位置を等価的に周囲に対して固定することができるので、高速フェージング変動の影響を補償することが可能になるという効果が得られる。
【００３４】
実施の形態２．
なお、上記実施の形態１では、アンテナ列の各アンテナ３１〜３Ｋからの受信信号を内挿演算処理することによって、高速フェージング変動を補償するものについて説明したが、内挿演算処理の代わりにアンテナ列からの各受信信号を切り換え・選択することによって、高速フェージング変動を補償することも可能である。図４はそのようなこの発明の実施の形態２による高速フェージング変動補償装置の構成を示すブロック図である。
【００３５】
図４において、１１は移動体の移動速度信号ｓ１１とシンボル同期信号ｓ１４を入力として移動体の移動距離を推定する移動距離推定部、１３は補償受信信号ｓ１３を入力としてシンボル同期信号を生成するシンボル同期推定部、１４は補償受信信号ｓ１３とシンボル同期信号ｓ１４を入力とし、補償受信信号ｓ１３のディジタル復調を行って復調信号ｓ１５を出力するディジタル復調部であり、これらは図１に同一符号を付して示した実施の形態１におけるそれらと同等の部分である。また、１５は移動距離推定部１１からの移動距離信号ｓ１２と、アンテナ列の各アンテナ３１〜３Ｋからの受信信号ｓ３１〜ｓ３Ｋとを入力として、移動距離信号ｓ１２に応じて受信信号ｓ３１〜ｓ３Ｋの切り替えを行ってその中の１つを選択し、それを補償受信信号ｓ１３としてシンボル同期推定部１３およびディジタル復調部１４に出力する補償受信信号生成部としての受信信号選択部である。
【００３６】
次に動作について説明する。
このフェージング変動補償装置において、まず移動距離推定部１１が実施の形態１の場合と同様に、移動体の移動速度信号ｓ１１とシンボル同期推定部１３からのシンボル同期信号ｓ１４より、移動距離信号ｓ１２を推定して受信信号選択部１５に送出する。受信信号選択部１５はこの移動距離信号ｓ１２と各アンテナ３１〜３Ｋの受信信号ｓ３１〜ｓ３Ｋとを入力とし、次に示す式（６）に基づいて、ｋ番目のアンテナ３ｋからの受信信号ｓ３ｋを選択し、それを補償受信信号ｓ１３として出力する。ただし、この式（６）中の［ｘ］はｘを超える最小の整数である。
【００３７】
【数６】
【００３８】
このようにして、受信信号選択部１５により選択されたアンテナ３ｋの移動体外部から見た相対的な位置は、選択を行っている期間は移動していないとみなせる。この補償受信信号ｓ１３はシンボル同期推定部１３とディジタル復調部１４に送られ、これらシンボル同期推定部１３とディジタル復調部１４は実施の形態１の場合と同様に動作して、シンボル同期推定部１３からはシンボル同期信号ｓ１４が移動距離推定部１１とディジタル復調部１４に対して出力され、ディジタル復調部１４からは復調信号ｓ１５が出力される。
【００３９】
以上のように、この実施の形態２によれば、移動体の移動にかかわらず、移動体外部からの相対位置が固定された地点における受信信号を得ることができ、高速フェージング変動による伝送特性の劣化を改善することができる。また、補償受信信号ｓ１３を各アンテナ３１〜３Ｋの受信信号ｓ３１〜ｓ３Ｋの切り換え選択処理によって生成しているので、装置構成をより簡単にすることが可能になるという効果が得られる。
【００４０】
実施の形態３．
また、上記各実施の形態では、アンテナ列の各アンテナ３１〜３Ｋからの受信信号の内挿演算処理、もしくは各アンテナ３１〜３Ｋからの受信信号を切り換え処理により、高速フェージング変動を補償するものについて説明したが、それらの代わりに各アンテナ３１〜３Ｋからの各受信信号に重み付けを行って合成することによって、高速フェージング変動の補償を行うことも可能である。図５はそのようなこの発明の実施の形態３によるフェージング補償装置の構成を示すブロック図であり、実施の形態１あるいは実施の形態２の各部に相当する部分には、図１もしくは図４と同一の符号を付してその説明を省略する。
【００４１】
図５において、１６は移動体の移動速度信号ｓ１１とシンボル同期信号ｓ１４を入力とする移動距離推定部１１が推定した移動体の移動距離信号ｓ１２を入力として、アンテナ列の各アンテナ３１〜３Ｋからの受信信号ｓ３１〜ｓ３Ｋの重み付け合成を行うための重み係数を推定・生成する、重み係数生成部としての重み係数推定部である。１７はアンテナ列の各アンテナ３１〜３Ｋによる受信信号ｓ３１〜ｓ３Ｋと、重み係数推定部１６からの重み係数出力ｓ１６１〜ｓ１６Ｋを入力とし、各受信信号ｓ３１〜ｓ３Ｋに対して重み付けを行い、重み付けが行われた各受信信号を加算処理して合成し、生成した補償受信信号ｓ１３をシンボル同期推定部１３とディジタル復調部１４に出力する、補償受信信号生成部としての重み付け合成部である。なお、この実施の形態３のフェージング補償装置においては、補償受信信号生成部として、重み係数推定部１６と重み付け合成部１７を用いている点で、上記実施の形態１および実施の形態２のフェージング補償装置とは異なっている。
【００４２】
次に動作について説明する。
このフェージング補償装置において、まず移動距離推定部１１が実施の形態１の場合と同様にして、移動体からの移動速度信号ｓ１１とシンボル同期推定部１３からのシンボル同期信号ｓ１４より移動距離信号ｓ１２を推定し、それを重み係数推定部１６に出力する。重み係数推定部１６はこの移動距離信号ｓ１２を入力として、重み係数を推定・演算する。１次内挿に従う場合、（ｋ＋１）番目のアンテナ３（ｋ＋１）に対応する重み係数ａｋ は、例えば次に示す式（７）で表される。
【００４３】
【数７】
【００４４】
また、より高精度な推定を行う場合、重み係数ａｋ として、次の式（８）で表される係数を用いることも可能である。
【００４５】
【数８】
【００４６】
重み係数推定部１６によって計算された各重み係数は、重み係数出力ｓ１６１〜ｓ１６Ｋとして重み付け合成部１７に送られる。重み付け合成部１７ではこの重み係数推定部１６から重み係数出力ｓ１６１〜ｓ１６Ｋとして送られてくる各重み係数に応じて、アンテナ列の各アンテナ３１〜３Ｋからの受信信号ｓ３１〜ｓ３Ｋに対して重み付け処理を行った後、それらを加算・合成する。なお、この重み付け加算は次の式（９）で表される。
【００４７】
【数９】
【００４８】
このように処理されて重み付け合成部１７より出力される補償受信信号ｓ１３は、実施の形態１の場合と同様に、高速フェージング変動が補償された受信信号である。その補償受信信号ｓ１３はシンボル同期推定部１３とディジタル復調部１４に送られ、実施の形態１の場合と同様に、シンボル同期推定部１３からは移動距離推定部１１とディジタル復調部１４に対してシンボル同期信号ｓ１４が出力され、ディジタル復調部１４からは復調信号が出力される。
【００４９】
以上のように、この実施の形態３によれば、実施の形態１、実施の形態２の場合と同様に、移動体の移動による高速フェージング変動を補償することが可能になるとともに、この高速フェージング変動を補償するときの演算として、単純な重み付け加算を用いることができるため、フェージング補償装置を簡単化できるなどの効果が得られる。
【００５０】
実施の形態４．
また、上記実施の形態３では、重み付け合成部１７で用いる重み係数を重み係数推定部１６にて推定する場合について説明したが、重み係数をあらかじめ表の形で記憶しておき、移動距離に応じて読み出した重み係数を用いて重み付け加算を行うようにしてもよい。図６はそのようなこの発明の実施の形態４によるフェージング補償装置の構成を示すブロック図であり、相当部分には図５と同一の符号を付してその説明を省略する。
【００５１】
図６において、１８は採りうる移動距離に対応した重み係数を、実施の形態３で説明した式（７）あるいは式（８）を用いてあらかじめ計算して、それを表の形で記憶しておき、移動体の移動速度信号ｓ１１とシンボル同期信号ｓ１４を入力とする移動距離推定部１１で推定された移動体の移動距離信号ｓ１２が入力されるとその重み係数が読み出され、それらを重み係数出力ｓ１６１〜１６Ｋとして重み付け合成部１７に出力する、重み係数生成部としての重み係数記憶部である。なお、この実施の形態４のフェージング補償装置は、補償受信信号生成部をこの重み係数記憶部１８と重み付け合成部１７とで形成している点で、実施の形態３のそれとは異なっている。
【００５２】
次に動作について説明する。
このフェージング補償装置において、まず移動距離推定部１１が実施の形態３の場合と同様にして、移動体からの移動速度信号ｓ１１とシンボル同期推定部１３からのシンボル同期信号ｓ１４より移動距離信号ｓ１２を推定し、それを重み係数記憶部１８に送出する。この移動距離信号ｓ１２が入力された重み係数記憶部１８からは、それに対応して各重み係数が重み係数出力ｓ１６１〜ｓ１６Ｋとして読み出され、重み付け合成部１７に送られる。以下、実施の形態３の場合と同様に、重み付け合成部１７ではこの重み係数を用いることで高速フェージング変動補償を行って補償受信信号ｓ１３を生成し、シンボル同期推定部１３からはシンボル同期信号ｓ１４が、ディジタル復調部１４からは復調信号がそれぞれ出力される。
【００５３】
以上のように、この実施の形態４によれば、重み係数を実時間で演算する必要がないため、フェージング補償装置の構成をさらに簡単にすることが可能になるという効果が得られる。
【００５４】
実施の形態５．
なお、上記実施の形態１では、１つの内挿演算部１２を用いて高速フェージング変動を補償するものについて説明したが、第１の内挿演算部と第２の内挿演算部を用いることによって、高速フェージング変動の補償を連続的に行うことも可能である。図７はそのようなこの発明の実施の形態５によるフェージング補償装置の構成を示すブロック図である。
【００５５】
図７において、１１は移動体の移動速度信号ｓ１１とシンボル同期推定部１３からのシンボル同期信号ｓ１４を入力とし、移動体の移動距離を推定する移動距離推定部であるが、偶数シンボルタイミング時点からの距離と奇数シンボルタイミング時点からの距離とをそれぞれ個別に推定し、移動距離信号ｓ１２１およびｓ１２２として出力している点で、上記各実施の形態のそれとは異なっている。１２１はこの移動距離推定部１１からの移動距離信号ｓ１２１とアンテナ列の各アンテナ３１〜３Ｋによる受信信号ｓ３１〜ｓ３Ｋとを入力として、移動体の移動距離に対応した地点における高速フェージング変動を補償し、補償受信信号ｓ１３１を出力する第１の補償受信信号生成部としての第１の内挿演算部である。１２２は移動距離推定部１１からの移動距離信号ｓ１２２と各アンテナ列３１〜３Ｋによる受信信号ｓ３１〜ｓ３Ｋとを入力として、移動体の移動距離に対応した地点における高速フェージング変動を補償し、補償受信信号ｓ１３２を出力する第２の補償受信信号生成部としての第２の内挿演算部である。
【００５６】
１３は第１の内挿演算部１２１からの補償受信信号ｓ１３１と、第２の内挿演算部１２２からの補償受信信号ｓ１３２を入力として、前述のシンボル同期信号ｓ１４を生成している点で、上記各実施の形態のそれとは異なったシンボル同期推定部である。１４１は第１の内挿演算部１２１からの補償受信信号ｓ１３１を入力とし、そのディジタル復調を行って復調出力ｓ１７１を生成する第１のディジタル復調部であり、１４２は第２の内挿演算部１２２からの補償受信信号ｓ１３２を入力とし、そのディジタル復調を行って復調出力ｓ１７２を生成する第２のディジタル復調部である。１９は第１のディジタル復調部１４１からの復調出力ｓ１７１および第２のディジタル復調部１４２からの復調出力ｓ１７２と、シンボル同期推定部１３からのシンボル同期信号ｓ１４とを入力とし、このシンボル同期信号ｓ１４で復調出力ｓ１７１、ｓ１７２の一方を選択し、それを復調信号ｓ１５として出力する切り替え部である。
【００５７】
また、図８は、実施の形態５によるフェージング補償装置における各部の動作タイミングを示すタイムチャートである。
【００５８】
次に動作について説明する。
このフェージング補償装置では、まず、移動距離推定部１１においてシンボル同期推定部１３からのシンボル同期信号ｓ１４により、偶数シンボルタイミング時点からの移動距離信号ｓ１２１、ならびに奇数シンボルタイミング時点からの移動距離信号ｓ１２２が計算される。なお、この移動距離信号ｓ１２１はシンボル同期信号ｓ１４の偶数番目のタイミング毎にリセットされ、移動距離信号ｓ１２２はシンボル同期信号ｓ１４の奇数番目のタイミング毎にリセットされる、それぞれが図８に示されている通りの鋸歯状の波形となる。この移動距離推定部１１からの移動距離信号ｓ１２１は第１の内挿演算部１２１に入力され、移動距離信号ｓ１２２は第２の内挿演算部１２２に入力される。
【００５９】
移動距離信号ｓ１２１が入力された第１の内挿演算部１２１では、偶数シンボルタイミング時点から２シンボル区間にわたって高速フェージング変動の補償を行って補償受信信号ｓ１３１を出力する。また、移動距離信号ｓ１２２が入力された第２の内挿演算部１２２では、奇数シンボルタイミング時点から２シンボル区間にわたって高速フェージング変動の補償を行って補償受信信号ｓ１３２を出力する。この第１の内挿演算部１２１からの補償受信信号ｓ１３１はシンボル同期推定部１３と第１のディジタル復調部１４１に入力され、第２の内挿演算部１２２からの補償受信信号ｓ１３２はシンボル同期推定部１３と第２のディジタル復調部１４２に入力される。
【００６０】
第１のディジタル復調部１４１では第１の内挿演算部１２１の出力する補償受信信号ｓ１３１を用いて、図８に第１のディジタル復調部の動作としてハッチングで示されている期間にわたり、ディジタル復調処理を行って偶数シンボルを復調する。一方、第２のディジタル復調部１４２では第２の内挿演算部１２２の出力を用いて、図８に第２のディジタル復調部の動作としてハッチングで示されている期間にわたり、ディジタル復調処理を行って奇数シンボルを復調する。この第１のディジタル復調部１４１より出力された偶数シンボルの復調出力ｓ１７１と、第２のディジタル復調部１４２より出力された奇数シンボルの復調出力ｓ１７２は切り替え部１９に送られる。切り替え部１９では、偶数シンボルタイミング時には第１のディジタル復調部１４１の復調出力ｓ１７１を、奇数シンボルタイミング時には第２のディジタル復調部１４２の復調出力ｓ１７２をそれぞれ選択し、復調信号ｓ１５として出力する。
【００６１】
以上のように、この実施の形態５によれば、第１の内挿演算部１２１と第１のディジタル復調部１４１を用いて偶数シンボルの復調を、第２の内挿演算部１２２と第２のディジタル復調部１４２を用いて奇数シンボルの復調をそれぞれ行っているため、連続したディジタル変調信号であっても高速フェージング変動の補償を行うことができるという効果が得られる。
【００６２】
なお、上記説明では、補償受信信号生成部として２つの内挿演算部を用い、それらの出力する補償受信信号を対応するディジタル復調器で復調するものを示したが、補償受信信号生成部としては、２つの受信信号選択部、もしくは２系統の重み係数生成部と重み付け合成部を用いるようにしてもよく、上記２つの内挿演算部を用いた場合と同等の効果を奏する。
【００６３】
実施の形態６．
また、上記実施の形態５では、第１の内挿演算部１２１と第２の内挿演算部１２２を用いて内挿演算を行うことにより、連続して高速フェージング変動の補償を行うものについて説明したが、ｍ個の内挿演算部とｍ個のディジタル復調部によって、それぞれ異なった位置における高速フェージング変動を行った後、信号の合成を行うようにすることも可能である。図９はそのようなこの発明の実施の形態６によるフェージング補償装置の構成を示すブロック図である。
【００６４】
図９において、１１は移動体の移動速度ｓ１１とシンボル同期推定部からのシンボル同期信号ｓ１４を入力とし、移動体の移動距離を推定する移動距離推定部であるが、シンボル同期信号ｓ１４からそれぞれわずかづつ異なったシンボルタイミング時点を開始点とする、ｍ個の異なる位置における移動体の移動距離を推定し、それぞれの移動距離信号ｓ１２１〜ｓ１２ｍを出力する点で上記実施の形態５のそれとは異なっている。１２１〜１２ｍはアンテナ列の各アンテナ３１〜３Ｋによる受信信号ｓ３１〜ｓ３Ｋと、上記移動距離推定部１１より出力される移動距離信号ｓ１２１〜ｓ１２ｍ中の対応するものとを入力とし、移動体の移動距離に対応した地点における高速フェージング変動を補償して、補償受信信号ｓ１３１〜ｓ１３ｍをそれぞれ出力する、第１〜第ｍの補償受信信号生成部としての第１〜第ｍの内挿演算部である。
【００６５】
１３は第１の内挿演算部１２１、第２の内挿演算部１２２、…、第ｍの内挿演算部１２ｍからのｍ個の補償受信信号ｓ１３１〜１３ｍを入力として、前述のシンボル同期信号ｓ１４を生成している点で、上記実施の形態５のそれとは異なったシンボル同期推定部である。１４１〜１４ｍは第１の内挿演算部１２１〜第ｍの内挿演算部１２ｍよりそれぞれ出力される補償受信信号ｓ１３１〜ｓ１３ｍを入力として、そのディジタル復調を行って復調出力ｓ１７１〜ｓ１７ｍをそれぞれ生成する第１〜第ｍのディジタル復調部である。２０はこれら第１のディジタル復調部１４１〜第ｍのディジタル復調部１４ｍより出力される復調出力ｓ１７１〜ｓ１７ｍ、およびシンボル同期推定部１３からのシンボル同期信号ｓ１４を入力としてｍ個の復調出力ｓ１７１〜ｓ１７ｍの合成を行い、合成結果を復調信号ｓ１５として出力する合成部である。
【００６６】
次に動作について説明する。
このフェージング補償装置では、まず、移動距離推定部１１において、シンボル同期推定部１３からのシンボル同期信号ｓ１４よりそれぞれわずかづつ異なったシンボルタイミング時点を開始点とする、ｍ個の移動距離を推定し、それらを移動距離信号ｓ１２１〜ｓ１２ｍとして出力する。この移動距離信号ｓ１２１〜ｓ１２ｍは、それぞれにアンテナ列の各アンテナ３１〜３Ｋによる受信信号ｓ３１〜ｓ３Ｋが入力されている第１の内挿演算部１２１〜第ｍの内挿演算部１２ｍ中の対応するものに入力され、それぞれの移動距離における補償受信信号ｓ１３１〜ｓ１３ｍが、上記実施の形態５の場合と同様の動作により推定される。この補償受信信号ｓ１３１〜ｓ１３ｍはシンボル同期推定部１３と第１のディジタル復調部１４１〜第ｍのディジタル復調部１４ｍにそれぞれ入力される。
【００６７】
第１のディジタル復調部１４１〜第ｍのディジタル復調部１４ｍにおいてはそれぞれ、入力された対応する補償受信信号ｓ１３１〜ｓ１３ｍのディジタル復調処理を行い、復調出力ｓ１７１〜ｓ１７ｍを生成する。これら第１のディジタル復調部１４１〜第ｍのディジタル復調部１４ｍで復調された復調出力ｓ１７１〜ｓ１７ｍは合成部２０に入力され、合成部２０では、入力されたそれら復調出力ｓ１７１〜ｓ１７ｍを、最大比合成、等利得合成、あるいは選択合成等によって合成し、復調信号ｓ１５として出力する。
【００６８】
以上のように、実施の形態６によれば、異なった移動距離に対応する地点における補償受信信号をディジタル復調した復調出力を合成しているので、高速フェージング変動による信号レベルの低下まで補償することができ、伝送特性を改善することが可能になるという効果が得られる。
【００６９】
なお、上記説明では、補償受信信号生成部としてｍ個の内挿演算部を用い、それらの出力する補償受信信号を対応するディジタル復調器で復調するものを示したが、この場合も補償受信信号生成部としては、ｍ個の受信信号選択部、もしくはｍ系統の重み係数生成部と重み付け合成部を用いるようにしてもよく、上記ｍ個の内挿演算部を用いた場合と同等の効果を奏する。
【００７０】
実施の形態７．
また、上記実施の形態６では、ｍ個の内挿演算部１２１〜１２ｍからの補償受信信号をｍ個のディジタル復調部１４１〜１４ｍで復調し、そのそれぞれが異なる地点における受信信号を合成部２０で合成することにより、高速フェージング変動の時間変動に加えて振幅変動の補償を可能としたものについて説明したが、ｍ個の内挿演算部１２１〜１２ｍからの補償受信信号を合成してから、１個のディジタル復調部によってディジタル復調を行うようにすることも可能である。図１０はそのようなこの発明の実施の形態７によるフェージング補償装置の構成を示すブロック図である。なお、相当部分には図９と同一符号を付してその説明を省略する。
【００７１】
図１０において、２１はアンテナ列の各アンテナ３１〜３Ｋによる受信信号ｓ３１〜ｓ３Ｋと、移動距離推定部１１が出力する移動距離信号ｓ１２１〜ｓ１２ｍの対応するものとが入力された、第１の内挿演算部１２１〜第ｍの内挿演算部１２ｍより出力される補償受信信号ｓ１３１〜ｓ１３ｍを合成し、合成信号ｓ１８として出力する合成部である。１４はこの合成部２１にて合成された合成信号ｓ１８が入力され、そのディジタル復調を行って復調信号ｓ１５として出力している点で、実施の形態１〜実施の形態４におけるそれとは異なったディジタル復調部である。
【００７２】
次に動作について説明する。
このフェージング補償装置においても実施の形態６の場合と同様に、まず、移動距離推定部１１においてシンボル同期推定部１３からのシンボル同期信号ｓ１４よりそれぞれわずかづつ異なった時点を開始点とする、ｍ個の移動距離信号ｓ１２１〜ｓ１２ｍを移動距離信号ｓ１２１〜ｓ１２ｍとして出力する。この移動距離信号ｓ１２１〜ｓ１２ｍはそれぞれ、第１の内挿演算部１２１〜第ｍの内挿演算部１２ｍ中の対応するものに入力されて、各移動距離における補償受信信号ｓ１３１〜ｓ１３ｍが推定される。
【００７３】
これら第１の内挿演算部１２１〜第ｍの内挿演算部１２ｍからの補償受信信号ｓ１３１〜ｓ１３ｍは合成部２１に入力され、最大比合成、等利得合成、選択合成、あるいは固有値フィルタ等による合成が行われる。合成部２１はその合成結果を合成信号ｓ１８としてディジタル復調部１４に出力する。ディジタル復調部１４ではこの入力された合成信号ｓ１８をディジタル復調処理し、復調信号ｓ１５を出力する。
【００７４】
以上のように、この実施の形態７によれば、実施の形態６と同様に、高速フェージング変動による時間変動ならびに振幅変動を補償することができ、伝送特性を改善することが可能になるとともに、ディジタル復調部は１個あれば十分であるため、装置構成を簡単化することができるという効果が得られる。
【００７５】
なお、上記説明では、補償受信信号生成部としてｍ個の内挿演算部を用い、それらの出力する補償受信信号を合成部で合成するものを示したが、この場合においても補償受信信号生成部としては、ｍ個の受信信号選択部、もしくはｍ系統の重み係数生成部と重み付け合成部を用いるようにしてもよく、上記ｍ個の内挿演算部を用いた場合と同等の効果を奏する。
【００７６】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、移動体の速度と受信信号のシンボル同期信号を入力とし、前記移動体のシンボルタイミングにおける位置からの当該移動体の移動距離を推定する移動距離推定部と、複数のアンテナが前記移動体の進行方向と同一方向に直線状に配置されたアンテナ列の前記各アンテナからの各受信信号と、前記移動距離推定部の推定した前記移動体の移動距離を入力とし、移動体外部からの相対位置が固定された地点における受信信号を算出することでフェージング変動を補償した補償受信信号を生成する補償受信信号生成部と、前記補償受信信号生成部が生成した補償受信信号を入力とし、前記移動体のシンボルタイミングを推定してシンボル同期信号を生成するシンボル同期推定部とを備えるように構成したので、高速フェージング変動の影響を補償することができ、伝送特性の劣化を防止することが可能なフェージング補償装置が得られるという効果がある。
【００７７】
この発明によれば、補償受信信号生成部に内挿演算部を用い、アンテナ列の各受信信号と移動体の移動距離を入力として内挿処理を行うように構成したので、移動体の周囲に対して固定した地点における受信信号を内挿演算によって推定することができるため、高速フェージング変動による影響を補償することが可能になるという効果がある。
【００７８】
この発明によれば、補償受信信号生成部に受信信号選択部を用い、移動距離に応じてアンテナ列の受信信号を選択するように構成したので、移動体の周囲に対して固定した地点の受信信号を切り替えることで、移動体の周囲に対して固定した地点における受信信号を推定することが可能となって、高速フェージング変動の影響を補償することができ、さらに内挿演算を省略することが可能となって、装置構成をより簡単化することができるという効果がある。
【００７９】
この発明によれば、補償受信信号生成部に重み付け合成部と重み係数生成部とを用い、重み係数生成部にて移動体の移動距離に応じた重み係数を生成し、重み付け合成部においてその重み係数で重み付けを行った各アンテナ列からの受信信号を合成するように構成したので、単純な重み付け合成の演算によって高速フェージング補償を行うことが可能となり、装置構成の簡単化がはかれるという効果が得られる。
【００８０】
この発明によれば、重み係数生成部に重み係数推定部を用い、重み付け合成部で使用する重み係数を、移動体の移動距離に基づいて推定するように構成したので、重み係数を移動体の移動距離から単純な計算で求めることが可能になるという効果が得られる。
【００８１】
この発明によれば、重み係数生成部に重み係数記憶部を用いて、重み付け合成部で使用する重み係数をあらかじめ計算して記憶しておき、移動体の移動距離に応じて読み出すように構成したので、その都度移動体の移動距離に応じて重み係数推定のための演算をする必要がなくなり、装置構成をより簡単にできるという効果が得られる。
【００８２】
この発明によれば、第１および第２の２つの補償受信信号生成部によって、偶数シンボルの復調および奇数シンボルの高速フェージング変動を補償し、それぞれに対応した第１および第２のディジタル復調部でそれらの復調を行うように構成したので、連続したディジタル変調信号の受ける高速フェージング変動についても補償が可能になるという効果が得られる。
【００８３】
この発明によれば、第１〜第ｍのｍ個の補償受信信号生成部を用いて複数の地点の受信信号を推定し、推定した信号をそれぞれ第１〜第ｍのｍ個のディジタル復調部で復調した後、合成部で合成するように構成したので、高速フェージングによる時間変動だけではなく、振幅変動の補償も行うことが可能になるという効果が得られる。
【００８４】
この発明によれば、第１〜第ｍのｍ個の内挿演算部を用いて推定した複数地点の受信信号を合成部で合成した後、１つのディジタル復調部で復調するように構成したので、ディジタル復調部の個数を１つに削減することが可能になり、装置構成を簡単化することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１によるフェージング補償装置を示すブロック図である。
【図２】 この発明のフェージング補償装置におけるアンテナ列のアンテナ配置を示す配置図である。
【図３】 この発明の実施の形態１による補償を行った場合と、行わなかった場合の誤り率特性の比較を示す説明図である。
【図４】 この発明の実施の形態２によるフェージング補償装置を示すブロック図である。
【図５】 この発明の実施の形態３によるフェージング補償装置を示すブロック図である。
【図６】 この発明の実施の形態４によるフェージング補償装置を示すブロック図である。
【図７】 この発明の実施の形態５によるフェージング補償装置を示すブロック図である。
【図８】 この発明の実施の形態５における各部の動作タイミングを示すタイムチャートである。
【図９】 この発明の実施の形態６によるフェージング補償装置を示すブロック図である。
【図１０】 この発明の実施の形態７によるフェージング補償装置を示すブロック図である。
【図１１】 従来の差動符号化位相変調方式の遅延検波受信装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
１１ 移動距離推定部、１２ 内挿演算部（補償受信信号生成部）、１３ シンボル同期推定部、１４ ディジタル復調部、１５ 受信信号選択部（補償受信信号生成部）、１６ 重み係数推定部（重み係数生成部、補償受信信号生成部）、１７ 重み付け合成部（補償受信信号生成部）、１８ 重み係数記憶部（重み係数生成部、補償受信信号生成部）、１９ 切り替え部、２０，２１ 合成部、３０ 移動体の筐体、３１〜３Ｋ アンテナ、１２１ 第１の内挿演算部（第１の補償受信信号生成部）、１２２ 第２の内挿演算部（第２の補償受信信号生成部）、…、１２ｍ 第ｍの内挿演算部（第ｍの補償受信信号生成部）、１４１ 第１のディジタル復調部、１４２ 第２のディジタル復調部、…、１４ｍ 第ｍのディジタル復調部。
【発明の属する技術分野】
この発明は、移動体通信、特にディジタル移動通信において、受信信号が受けるフェージング変動を補償するフェージング補償装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１１は、例えば「奥村善久、進士昌明監修、移動通信の基礎、第６章、『ディジタル変復調』、電子情報通信学会（１９８６）」に掲載されている、従来の高速フェージング補償が行われる差動符号化位相変調の遅延検波受信装置を示すブロック図である。図において、１０１は差動符号化位相変調信号を準同期検波した信号（以下受信信号とする）ｓ１０１を１シンボル時間だけ遅延させる１シンボル遅延部、１０２は１シンボル遅延部１０１によって遅延を受けた信号ｓ１０２の複素共役化を行う複素共役化部、１０３は複素共役化部１０２の出力する信号ｓ１０３と受信信号ｓ１０１の複素乗算を行う複素乗算部、１０４は複素乗算部１０３の出力する信号ｓ１０４を判定して復調信号ｓ１０５を生成する判定部である。
【０００３】
次に動作について説明する。
受信信号ｓ１０１は１シンボル遅延部１０１に入力され、ディジタル変調信号の１シンボル時間の遅延を受け、信号ｓ１０２として複素共役化部１０２に入力される。複素共役化部１０２ではこの信号ｓ１０２の複素共役化を行い、当該信号ｓ１０２と複素共役の関係にある信号ｓ１０３を生成して出力する。受信信号ｓ１０１はまた、複素共役化部１０２の出力する信号ｓ１０３とともに複素乗算部１０３にも入力され、複素乗算部１０３にてそれら両信号の複素乗算が行われる。この複素乗算部１０３より出力される信号ｓ１０４の位相は、１シンボル前の信号と現在のシンボルの信号との間の位相差である。この信号ｓ１０４は判定部１０４に入力され、判定部１０４はそれより変調信号の信号点配置に基づいてデータを復号し、復号信号ｓ１０５を出力する。
【０００４】
このように、伝搬路により信号が受ける位相回転が、現在のシンボルと１シンボル前の２シンボル区間の間で一定とみなせる場合には、復号信号ｓ１０５は差動符号化された位相変調方式により送信された送信信号を正しく復調することができる。しかしながら、遅延検波方式は直交振幅変調方式などの高能率変調方式の復号には適用することができず、また、移動体が高速で移動した場合には、マルチパスフェージング変動による位相変動が高速となるため、現在のシンボルと１シンボル前の２シンボル区間内で一様とみなすことができなくなって、伝送特性の劣化が避けられないものとなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の差動符号化位相変調の遅延検波受信装置におけるフェージング補償は以上のように行われているため、マルチパスフェージング変動による位相変動が高速なフェージング通信路では、伝送特性の劣化を保証することが困難であるという課題があった。
【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、高速に変動するフェージング通信路における伝送特性の劣化を改善することができるフェージング補償装置を得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るフェージング補償装置は、移動体の速度と受信信号のシンボル同期信号を入力とし、前記移動体のシンボルタイミングにおける位置からの当該移動体の移動距離を推定する移動距離推定部と、複数のアンテナが前記移動体の進行方向と同一方向に直線状に配置されたアンテナ列の前記各アンテナからの各受信信号と、前記移動距離推定部の推定した前記移動体の移動距離を入力とし、移動体外部からの相対位置が固定された地点における受信信号を算出することでフェージング変動を補償した補償受信信号を生成する補償受信信号生成部と、前記補償受信信号生成部が生成した補償受信信号を入力とし、前記移動体のシンボルタイミングを推定してシンボル同期信号を生成するシンボル同期推定部とを備えたものである。
【０００８】
この発明に係るフェージング補償装置は、補償受信信号生成部を内挿演算部で形成し、アンテナ列の各アンテナからの各受信信号と移動距離推定部からの移動距離信号を入力として内挿処理を行うことにより、フェージング変動を補償した補償受信信号を推定するようにしたものである。
【０００９】
この発明に係るフェージング補償装置は、補償受信信号生成部を受信信号選択部で形成し、移動距離推定部からの移動距離信号に応じてアンテナ列の各アンテナの受信信号を選択することによって、フェージング変動を補償した補償受信信号を生成するようにしたものである。
【００１０】
この発明に係るフェージング補償装置は、補償受信信号生成部を、重み付け合成部と重み係数生成部とによって形成し、その重み係数生成部が移動体の移動距離に応じて生成した重み係数を用いて、アンテナ列の各アンテナからの受信信号に対する重み付け処理を重み付け合成部で行った後、それらの合成を行うことによって、フェージング変動を補償した補償受信信号を生成するようにしたものである。
【００１１】
この発明に係るフェージング補償装置は、補償受信信号生成部として、アンテナ列の各アンテナからの受信信号に重み付け処理を行って合成し、移動体の移動距離に対応した地点におけるフェージング変動を補償した補償受信信号を生成する重み付け合成部と、前記重み付け合成部における重み付け処理のための、前記移動体の移動距離に応じた重み係数を生成する重み係数生成部とを用い、前記重み係数生成部として、移動体距離推定部で推定された移動体の移動距離に基づいて、重み付け合成部における重み付け処理のための重み係数を推定する重み係数推定部を用いたものである。
【００１２】
この発明に係るフェージング補償装置は、補償受信信号生成部として、アンテナ列の各アンテナからの受信信号に重み付け処理を行って合成し、移動体の移動距離に対応した地点におけるフェージング変動を補償した補償受信信号を生成する重み付け合成部と、前記重み付け合成部における重み付け処理のための、前記移動体の移動距離に応じた重み係数を生成する重み係数生成部とを用い、前記重み係数生成部として、移動体距離推定部で推定された移動体の移動距離における、重み付け合成部による重み付け処理のための重み係数をあらかじめ記憶しておく重み係数記憶部を用いたものである。
【００１３】
この発明に係るフェージング補償装置は、偶数シンボルタイミングの時点における移動体の移動距離に対応した地点の高速フェージング変動を第１の補償受信信号生成部によって、奇数シンボルタイミングの時点における移動体の移動距離に対応した地点の高速フェージング変動を第２の補償受信信号生成部によってそれぞれ補償するとともに、その第１の補償受信信号生成部より出力される補償受信信号を第１のディジタル復調部において、第２の補償受信信号生成部より出力される補償受信信号を第２のディジタル復調部においてそれぞれ復調し、これら第１のディジタル復調部で復調された復調出力と第２のディジタル復調部で復調された復調出力を切り替え部に入力してその一方を選択し、復調信号として出力するようにしたものである。
【００１４】
この発明に係るフェージング補償装置は、シンボル同期信号からずれたシンボルタイミング時点を開始点とする、異なる位置における移動体の移動距離に対応した地点の高速フェージング変動を、第１〜第ｍの補償受信信号生成部において補償し、それら各補償受信信号生成部より出力されるｍ個の補償受信信号を、それぞれ各補償受信信号生成部に対応付けられた第１〜第ｍのディジタル復調部において復調した後、これら各ディジタル復調部の復調出力を合成部に入力して合成し、復調信号として出力するようにしたものである。
【００１５】
この発明に係るフェージング補償装置は、第１〜第ｍの補償受信信号生成部より出力されるｍ個の補償受信信号を、合成部に入力して合成した後、その合成部より出力される合成信号をディジタル復調部で復調し、復調信号として出力するようにしたものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１によるフェージング補償装置の構成を示すブロック図である。また、図２はそのアンテナ列の配置を示す配置図で、同図（ａ）には上面図が、（ｂ）には側面図がそれぞれ示されている。
【００１７】
図１において、１１は移動体（図示省略）の移動速度信号ｓ１１と、後述するシンボル同期推定部からのシンボル同期信号を入力として、シンボルタイミング時点における位置からの移動体の移動距離を推定し、その移動距離信号ｓ１２を出力する移動距離推定部である。１２はこの移動距離推定部１１の出力する移動距離信号ｓ１２と、図２に示すように移動体の進行方向と同一方向に直線状に配置された、Ｋ個のアンテナ３１〜３Ｋで形成されるアンテナ列にて受信された受信信号（具体的には受信信号の準同期検波出力）ｓ３１〜ｓ３Ｋを入力として、移動体の移動距離に対応した地点における高速フェージング変動を補償し、補償受信信号ｓ１３を生成・出力する補償受信信号生成部であり、この実施の形態１においては、アンテナ列からの受信信号ｓ３１〜ｓ３Ｋを内挿処理して補償受信信号ｓ１３を推定する内挿演算部が用いられている。
【００１８】
１３は内挿演算部１２からの補償受信信号ｓ１３を入力としてシンボルタイミングを推定し、シンボル同期信号ｓ１４を生成して前述の移動距離推定部１１に入力するとともに、それを後述するディジタル復調部にも送るシンボル同期推定部である。１４はこのシンボル同期推定部１３からのシンボル同期信号ｓ１４と内挿演算部１２からの補償受信信号ｓ１３とを入力とし、シンボル同期信号ｓ１４に従って補償受信信号ｓ１３のディジタル復調を行って復調信号ｓ１５を出力する、前述のディジタル復調部である。
【００１９】
また、図２において、３０はアンテナ列を構成するＫ個のアンテナ３１〜３Ｋが配列された移動体の筐体であり、ｓ３１〜ｓ３Ｋはそれぞれ対応する各アンテナ３１〜３Ｋにより受信された準同期検波後の受信信号である。図２に示すように、この筐体３０上には、各アンテナ３１〜３Ｋが移動体の移動方向に平行した直線上に、間隔ｄ（ｍ）で配列されている。
【００２０】
次に動作について説明する。
ここで、この実施の形態１によるフェージング変動補償装置においては、移動体により測定された移動速度信号ｓ１１をｖ（ｍ／ｓ）とする。まず、移動距離推定部１１において、シンボル同期信号ｓ１４を基準とする時刻における移動体の移動距離が計算される。そのときこの移動距離推定部１１より出力される移動距離信号ｓ１２をｘ、シンボルタイミング時点からの経過時間をｔとすると、時間ｔにおける移動距離ｘは次の式（１）のように表される。
【００２１】
【数１】
次に、アンテナ列の（ｋ＋１）番目のアンテナ３（ｋ＋１）によって受信された受信信号ｓ３（ｋ＋１）をｒｋ （ｔ）とする。各アンテナ３１〜３Ｋの受信信号ｓ３１〜ｓ３Ｋは内挿演算部１２に入力され、アンテナ３１からｘ（ｍ）離れた点における受信信号ｒ（ｔ）が求められる。この地点の受信信号ｒ（ｔ）は次に示す式（２）で示される内挿処理によって推定される。
【００２３】
【数２】
ここで、この式（２）におけるｆ（ｘ）は内挿処理を表す関数である。内挿演算として一次内挿を適用する場合、このｆ（ｘ）は次の式（３）となる。
【００２５】
【数３】
また、より高精度な内挿処理を行う場合、ｆ（ｘ）として次の式（４）に示す関数を用いることも可能である。
【００２７】
【数４】
ここで、図２におけるアンテナ３１から距離ｘだけ離れた点Ｐは、移動体から見て進行方向とは逆方向に移動体の移動速度と等しい速度で移動している。この点Ｐについて移動体の外部を基準として見ると、内挿処理を行っている期間、相対的にはこの点Ｐは移動していない。そのため、上記式（２）に基づいて内挿演算部１２により求められた補償受信信号ｓ１３は、内挿処理を行っている期間、アンテナ３１を停止して受信した場合の受信信号の補償受信信号とみなすことができる。このことから、この発明の実施の形態１によるフェージング補償装置を用いることにより、高速フェージング変動による伝送特性の劣化を改善することが可能となる。
【００２９】
ここで、計算機シミュレーションによって求めた、この発明の実施の形態１によるフェージング補償装置で補償を行った場合の誤り率特性と、その補償を行わなかった場合の誤り率特性との比較結果を図３に示す。なお、ここでは、変調方式として４８キャリア直交周波数多重伝送方式を仮定し、各副搬送波の変調方式として４相差動符号化位相変調方式を、復調方式として遅延検波方式をそれぞれ仮定している。また、直交周波数多重伝送時の離散フーリエ変換窓幅を６４、ガード区間長を１２とし、アンテナ列のアンテナ数は２、アンテナ間隔は０．１波長としている。また、内挿処理は次に示した式（５）で表される直線内挿を用いており、この式（５）は式（１）と式（２）から直ちに導き出すことができるものである。
【００３０】
【数５】
図３において、横軸は変調信号の１シンボル当たりで正規化した最大ドップラー周波数（ｆｄＴｓ）であり、縦軸は誤り率（Ｂｉｔ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｅ）である。なお、“□”によるグラフはビット当たりのエネルギーコントラスト比（Ｅｂ／Ｎ０）が３０ｄＢの場合に、フェージングの補償を行わなかったときのビット誤り率を示し、“■”によるグラフはビット当たりのエネルギーコントラスト比（Ｅｂ／Ｎ０）が３０ｄＢの場合に、この実施の形態１による高速フェージング補償を行ったときのビット誤り率を示している。また、“○”によるグラフはビット当たりのエネルギーコントラスト比（Ｅｂ／Ｎ０）が４０ｄＢの場合に、フェージングの補償を行わなかったときのビット誤り率を示し、“●”によるグラフはビット当たりのエネルギーコントラスト比（Ｅｂ／Ｎ０）が４０ｄＢの場合に、この実施の形態１による高速フェージング補償を行ったときのビット誤り率を示している。
【００３２】
この図３に示すように、フェージングの補償を行わなかった場合には、最大ドップラー周波数（ｆｄＴｓ）の増加とともにビット誤り率特性が急速に劣化している。一方、この実施の形態１によるフェージング補償装置を用いて高速フェージング変動の補償を行った場合には、ビット誤り率特性の劣化を改善することができることがわかる。
【００３３】
以上のように、この実施の形態１によれば、移動体の移動にかかわらず、受信を行う間、アンテナ位置を等価的に周囲に対して固定することができるので、高速フェージング変動の影響を補償することが可能になるという効果が得られる。
【００３４】
実施の形態２．
なお、上記実施の形態１では、アンテナ列の各アンテナ３１〜３Ｋからの受信信号を内挿演算処理することによって、高速フェージング変動を補償するものについて説明したが、内挿演算処理の代わりにアンテナ列からの各受信信号を切り換え・選択することによって、高速フェージング変動を補償することも可能である。図４はそのようなこの発明の実施の形態２による高速フェージング変動補償装置の構成を示すブロック図である。
【００３５】
図４において、１１は移動体の移動速度信号ｓ１１とシンボル同期信号ｓ１４を入力として移動体の移動距離を推定する移動距離推定部、１３は補償受信信号ｓ１３を入力としてシンボル同期信号を生成するシンボル同期推定部、１４は補償受信信号ｓ１３とシンボル同期信号ｓ１４を入力とし、補償受信信号ｓ１３のディジタル復調を行って復調信号ｓ１５を出力するディジタル復調部であり、これらは図１に同一符号を付して示した実施の形態１におけるそれらと同等の部分である。また、１５は移動距離推定部１１からの移動距離信号ｓ１２と、アンテナ列の各アンテナ３１〜３Ｋからの受信信号ｓ３１〜ｓ３Ｋとを入力として、移動距離信号ｓ１２に応じて受信信号ｓ３１〜ｓ３Ｋの切り替えを行ってその中の１つを選択し、それを補償受信信号ｓ１３としてシンボル同期推定部１３およびディジタル復調部１４に出力する補償受信信号生成部としての受信信号選択部である。
【００３６】
次に動作について説明する。
このフェージング変動補償装置において、まず移動距離推定部１１が実施の形態１の場合と同様に、移動体の移動速度信号ｓ１１とシンボル同期推定部１３からのシンボル同期信号ｓ１４より、移動距離信号ｓ１２を推定して受信信号選択部１５に送出する。受信信号選択部１５はこの移動距離信号ｓ１２と各アンテナ３１〜３Ｋの受信信号ｓ３１〜ｓ３Ｋとを入力とし、次に示す式（６）に基づいて、ｋ番目のアンテナ３ｋからの受信信号ｓ３ｋを選択し、それを補償受信信号ｓ１３として出力する。ただし、この式（６）中の［ｘ］はｘを超える最小の整数である。
【００３７】
【数６】
このようにして、受信信号選択部１５により選択されたアンテナ３ｋの移動体外部から見た相対的な位置は、選択を行っている期間は移動していないとみなせる。この補償受信信号ｓ１３はシンボル同期推定部１３とディジタル復調部１４に送られ、これらシンボル同期推定部１３とディジタル復調部１４は実施の形態１の場合と同様に動作して、シンボル同期推定部１３からはシンボル同期信号ｓ１４が移動距離推定部１１とディジタル復調部１４に対して出力され、ディジタル復調部１４からは復調信号ｓ１５が出力される。
【００３９】
以上のように、この実施の形態２によれば、移動体の移動にかかわらず、移動体外部からの相対位置が固定された地点における受信信号を得ることができ、高速フェージング変動による伝送特性の劣化を改善することができる。また、補償受信信号ｓ１３を各アンテナ３１〜３Ｋの受信信号ｓ３１〜ｓ３Ｋの切り換え選択処理によって生成しているので、装置構成をより簡単にすることが可能になるという効果が得られる。
【００４０】
実施の形態３．
また、上記各実施の形態では、アンテナ列の各アンテナ３１〜３Ｋからの受信信号の内挿演算処理、もしくは各アンテナ３１〜３Ｋからの受信信号を切り換え処理により、高速フェージング変動を補償するものについて説明したが、それらの代わりに各アンテナ３１〜３Ｋからの各受信信号に重み付けを行って合成することによって、高速フェージング変動の補償を行うことも可能である。図５はそのようなこの発明の実施の形態３によるフェージング補償装置の構成を示すブロック図であり、実施の形態１あるいは実施の形態２の各部に相当する部分には、図１もしくは図４と同一の符号を付してその説明を省略する。
【００４１】
図５において、１６は移動体の移動速度信号ｓ１１とシンボル同期信号ｓ１４を入力とする移動距離推定部１１が推定した移動体の移動距離信号ｓ１２を入力として、アンテナ列の各アンテナ３１〜３Ｋからの受信信号ｓ３１〜ｓ３Ｋの重み付け合成を行うための重み係数を推定・生成する、重み係数生成部としての重み係数推定部である。１７はアンテナ列の各アンテナ３１〜３Ｋによる受信信号ｓ３１〜ｓ３Ｋと、重み係数推定部１６からの重み係数出力ｓ１６１〜ｓ１６Ｋを入力とし、各受信信号ｓ３１〜ｓ３Ｋに対して重み付けを行い、重み付けが行われた各受信信号を加算処理して合成し、生成した補償受信信号ｓ１３をシンボル同期推定部１３とディジタル復調部１４に出力する、補償受信信号生成部としての重み付け合成部である。なお、この実施の形態３のフェージング補償装置においては、補償受信信号生成部として、重み係数推定部１６と重み付け合成部１７を用いている点で、上記実施の形態１および実施の形態２のフェージング補償装置とは異なっている。
【００４２】
次に動作について説明する。
このフェージング補償装置において、まず移動距離推定部１１が実施の形態１の場合と同様にして、移動体からの移動速度信号ｓ１１とシンボル同期推定部１３からのシンボル同期信号ｓ１４より移動距離信号ｓ１２を推定し、それを重み係数推定部１６に出力する。重み係数推定部１６はこの移動距離信号ｓ１２を入力として、重み係数を推定・演算する。１次内挿に従う場合、（ｋ＋１）番目のアンテナ３（ｋ＋１）に対応する重み係数ａｋ は、例えば次に示す式（７）で表される。
【００４３】
【数７】
また、より高精度な推定を行う場合、重み係数ａｋ として、次の式（８）で表される係数を用いることも可能である。
【００４５】
【数８】
重み係数推定部１６によって計算された各重み係数は、重み係数出力ｓ１６１〜ｓ１６Ｋとして重み付け合成部１７に送られる。重み付け合成部１７ではこの重み係数推定部１６から重み係数出力ｓ１６１〜ｓ１６Ｋとして送られてくる各重み係数に応じて、アンテナ列の各アンテナ３１〜３Ｋからの受信信号ｓ３１〜ｓ３Ｋに対して重み付け処理を行った後、それらを加算・合成する。なお、この重み付け加算は次の式（９）で表される。
【００４７】
【数９】
このように処理されて重み付け合成部１７より出力される補償受信信号ｓ１３は、実施の形態１の場合と同様に、高速フェージング変動が補償された受信信号である。その補償受信信号ｓ１３はシンボル同期推定部１３とディジタル復調部１４に送られ、実施の形態１の場合と同様に、シンボル同期推定部１３からは移動距離推定部１１とディジタル復調部１４に対してシンボル同期信号ｓ１４が出力され、ディジタル復調部１４からは復調信号が出力される。
【００４９】
以上のように、この実施の形態３によれば、実施の形態１、実施の形態２の場合と同様に、移動体の移動による高速フェージング変動を補償することが可能になるとともに、この高速フェージング変動を補償するときの演算として、単純な重み付け加算を用いることができるため、フェージング補償装置を簡単化できるなどの効果が得られる。
【００５０】
実施の形態４．
また、上記実施の形態３では、重み付け合成部１７で用いる重み係数を重み係数推定部１６にて推定する場合について説明したが、重み係数をあらかじめ表の形で記憶しておき、移動距離に応じて読み出した重み係数を用いて重み付け加算を行うようにしてもよい。図６はそのようなこの発明の実施の形態４によるフェージング補償装置の構成を示すブロック図であり、相当部分には図５と同一の符号を付してその説明を省略する。
【００５１】
図６において、１８は採りうる移動距離に対応した重み係数を、実施の形態３で説明した式（７）あるいは式（８）を用いてあらかじめ計算して、それを表の形で記憶しておき、移動体の移動速度信号ｓ１１とシンボル同期信号ｓ１４を入力とする移動距離推定部１１で推定された移動体の移動距離信号ｓ１２が入力されるとその重み係数が読み出され、それらを重み係数出力ｓ１６１〜１６Ｋとして重み付け合成部１７に出力する、重み係数生成部としての重み係数記憶部である。なお、この実施の形態４のフェージング補償装置は、補償受信信号生成部をこの重み係数記憶部１８と重み付け合成部１７とで形成している点で、実施の形態３のそれとは異なっている。
【００５２】
次に動作について説明する。
このフェージング補償装置において、まず移動距離推定部１１が実施の形態３の場合と同様にして、移動体からの移動速度信号ｓ１１とシンボル同期推定部１３からのシンボル同期信号ｓ１４より移動距離信号ｓ１２を推定し、それを重み係数記憶部１８に送出する。この移動距離信号ｓ１２が入力された重み係数記憶部１８からは、それに対応して各重み係数が重み係数出力ｓ１６１〜ｓ１６Ｋとして読み出され、重み付け合成部１７に送られる。以下、実施の形態３の場合と同様に、重み付け合成部１７ではこの重み係数を用いることで高速フェージング変動補償を行って補償受信信号ｓ１３を生成し、シンボル同期推定部１３からはシンボル同期信号ｓ１４が、ディジタル復調部１４からは復調信号がそれぞれ出力される。
【００５３】
以上のように、この実施の形態４によれば、重み係数を実時間で演算する必要がないため、フェージング補償装置の構成をさらに簡単にすることが可能になるという効果が得られる。
【００５４】
実施の形態５．
なお、上記実施の形態１では、１つの内挿演算部１２を用いて高速フェージング変動を補償するものについて説明したが、第１の内挿演算部と第２の内挿演算部を用いることによって、高速フェージング変動の補償を連続的に行うことも可能である。図７はそのようなこの発明の実施の形態５によるフェージング補償装置の構成を示すブロック図である。
【００５５】
図７において、１１は移動体の移動速度信号ｓ１１とシンボル同期推定部１３からのシンボル同期信号ｓ１４を入力とし、移動体の移動距離を推定する移動距離推定部であるが、偶数シンボルタイミング時点からの距離と奇数シンボルタイミング時点からの距離とをそれぞれ個別に推定し、移動距離信号ｓ１２１およびｓ１２２として出力している点で、上記各実施の形態のそれとは異なっている。１２１はこの移動距離推定部１１からの移動距離信号ｓ１２１とアンテナ列の各アンテナ３１〜３Ｋによる受信信号ｓ３１〜ｓ３Ｋとを入力として、移動体の移動距離に対応した地点における高速フェージング変動を補償し、補償受信信号ｓ１３１を出力する第１の補償受信信号生成部としての第１の内挿演算部である。１２２は移動距離推定部１１からの移動距離信号ｓ１２２と各アンテナ列３１〜３Ｋによる受信信号ｓ３１〜ｓ３Ｋとを入力として、移動体の移動距離に対応した地点における高速フェージング変動を補償し、補償受信信号ｓ１３２を出力する第２の補償受信信号生成部としての第２の内挿演算部である。
【００５６】
１３は第１の内挿演算部１２１からの補償受信信号ｓ１３１と、第２の内挿演算部１２２からの補償受信信号ｓ１３２を入力として、前述のシンボル同期信号ｓ１４を生成している点で、上記各実施の形態のそれとは異なったシンボル同期推定部である。１４１は第１の内挿演算部１２１からの補償受信信号ｓ１３１を入力とし、そのディジタル復調を行って復調出力ｓ１７１を生成する第１のディジタル復調部であり、１４２は第２の内挿演算部１２２からの補償受信信号ｓ１３２を入力とし、そのディジタル復調を行って復調出力ｓ１７２を生成する第２のディジタル復調部である。１９は第１のディジタル復調部１４１からの復調出力ｓ１７１および第２のディジタル復調部１４２からの復調出力ｓ１７２と、シンボル同期推定部１３からのシンボル同期信号ｓ１４とを入力とし、このシンボル同期信号ｓ１４で復調出力ｓ１７１、ｓ１７２の一方を選択し、それを復調信号ｓ１５として出力する切り替え部である。
【００５７】
また、図８は、実施の形態５によるフェージング補償装置における各部の動作タイミングを示すタイムチャートである。
【００５８】
次に動作について説明する。
このフェージング補償装置では、まず、移動距離推定部１１においてシンボル同期推定部１３からのシンボル同期信号ｓ１４により、偶数シンボルタイミング時点からの移動距離信号ｓ１２１、ならびに奇数シンボルタイミング時点からの移動距離信号ｓ１２２が計算される。なお、この移動距離信号ｓ１２１はシンボル同期信号ｓ１４の偶数番目のタイミング毎にリセットされ、移動距離信号ｓ１２２はシンボル同期信号ｓ１４の奇数番目のタイミング毎にリセットされる、それぞれが図８に示されている通りの鋸歯状の波形となる。この移動距離推定部１１からの移動距離信号ｓ１２１は第１の内挿演算部１２１に入力され、移動距離信号ｓ１２２は第２の内挿演算部１２２に入力される。
【００５９】
移動距離信号ｓ１２１が入力された第１の内挿演算部１２１では、偶数シンボルタイミング時点から２シンボル区間にわたって高速フェージング変動の補償を行って補償受信信号ｓ１３１を出力する。また、移動距離信号ｓ１２２が入力された第２の内挿演算部１２２では、奇数シンボルタイミング時点から２シンボル区間にわたって高速フェージング変動の補償を行って補償受信信号ｓ１３２を出力する。この第１の内挿演算部１２１からの補償受信信号ｓ１３１はシンボル同期推定部１３と第１のディジタル復調部１４１に入力され、第２の内挿演算部１２２からの補償受信信号ｓ１３２はシンボル同期推定部１３と第２のディジタル復調部１４２に入力される。
【００６０】
第１のディジタル復調部１４１では第１の内挿演算部１２１の出力する補償受信信号ｓ１３１を用いて、図８に第１のディジタル復調部の動作としてハッチングで示されている期間にわたり、ディジタル復調処理を行って偶数シンボルを復調する。一方、第２のディジタル復調部１４２では第２の内挿演算部１２２の出力を用いて、図８に第２のディジタル復調部の動作としてハッチングで示されている期間にわたり、ディジタル復調処理を行って奇数シンボルを復調する。この第１のディジタル復調部１４１より出力された偶数シンボルの復調出力ｓ１７１と、第２のディジタル復調部１４２より出力された奇数シンボルの復調出力ｓ１７２は切り替え部１９に送られる。切り替え部１９では、偶数シンボルタイミング時には第１のディジタル復調部１４１の復調出力ｓ１７１を、奇数シンボルタイミング時には第２のディジタル復調部１４２の復調出力ｓ１７２をそれぞれ選択し、復調信号ｓ１５として出力する。
【００６１】
以上のように、この実施の形態５によれば、第１の内挿演算部１２１と第１のディジタル復調部１４１を用いて偶数シンボルの復調を、第２の内挿演算部１２２と第２のディジタル復調部１４２を用いて奇数シンボルの復調をそれぞれ行っているため、連続したディジタル変調信号であっても高速フェージング変動の補償を行うことができるという効果が得られる。
【００６２】
なお、上記説明では、補償受信信号生成部として２つの内挿演算部を用い、それらの出力する補償受信信号を対応するディジタル復調器で復調するものを示したが、補償受信信号生成部としては、２つの受信信号選択部、もしくは２系統の重み係数生成部と重み付け合成部を用いるようにしてもよく、上記２つの内挿演算部を用いた場合と同等の効果を奏する。
【００６３】
実施の形態６．
また、上記実施の形態５では、第１の内挿演算部１２１と第２の内挿演算部１２２を用いて内挿演算を行うことにより、連続して高速フェージング変動の補償を行うものについて説明したが、ｍ個の内挿演算部とｍ個のディジタル復調部によって、それぞれ異なった位置における高速フェージング変動を行った後、信号の合成を行うようにすることも可能である。図９はそのようなこの発明の実施の形態６によるフェージング補償装置の構成を示すブロック図である。
【００６４】
図９において、１１は移動体の移動速度ｓ１１とシンボル同期推定部からのシンボル同期信号ｓ１４を入力とし、移動体の移動距離を推定する移動距離推定部であるが、シンボル同期信号ｓ１４からそれぞれわずかづつ異なったシンボルタイミング時点を開始点とする、ｍ個の異なる位置における移動体の移動距離を推定し、それぞれの移動距離信号ｓ１２１〜ｓ１２ｍを出力する点で上記実施の形態５のそれとは異なっている。１２１〜１２ｍはアンテナ列の各アンテナ３１〜３Ｋによる受信信号ｓ３１〜ｓ３Ｋと、上記移動距離推定部１１より出力される移動距離信号ｓ１２１〜ｓ１２ｍ中の対応するものとを入力とし、移動体の移動距離に対応した地点における高速フェージング変動を補償して、補償受信信号ｓ１３１〜ｓ１３ｍをそれぞれ出力する、第１〜第ｍの補償受信信号生成部としての第１〜第ｍの内挿演算部である。
【００６５】
１３は第１の内挿演算部１２１、第２の内挿演算部１２２、…、第ｍの内挿演算部１２ｍからのｍ個の補償受信信号ｓ１３１〜１３ｍを入力として、前述のシンボル同期信号ｓ１４を生成している点で、上記実施の形態５のそれとは異なったシンボル同期推定部である。１４１〜１４ｍは第１の内挿演算部１２１〜第ｍの内挿演算部１２ｍよりそれぞれ出力される補償受信信号ｓ１３１〜ｓ１３ｍを入力として、そのディジタル復調を行って復調出力ｓ１７１〜ｓ１７ｍをそれぞれ生成する第１〜第ｍのディジタル復調部である。２０はこれら第１のディジタル復調部１４１〜第ｍのディジタル復調部１４ｍより出力される復調出力ｓ１７１〜ｓ１７ｍ、およびシンボル同期推定部１３からのシンボル同期信号ｓ１４を入力としてｍ個の復調出力ｓ１７１〜ｓ１７ｍの合成を行い、合成結果を復調信号ｓ１５として出力する合成部である。
【００６６】
次に動作について説明する。
このフェージング補償装置では、まず、移動距離推定部１１において、シンボル同期推定部１３からのシンボル同期信号ｓ１４よりそれぞれわずかづつ異なったシンボルタイミング時点を開始点とする、ｍ個の移動距離を推定し、それらを移動距離信号ｓ１２１〜ｓ１２ｍとして出力する。この移動距離信号ｓ１２１〜ｓ１２ｍは、それぞれにアンテナ列の各アンテナ３１〜３Ｋによる受信信号ｓ３１〜ｓ３Ｋが入力されている第１の内挿演算部１２１〜第ｍの内挿演算部１２ｍ中の対応するものに入力され、それぞれの移動距離における補償受信信号ｓ１３１〜ｓ１３ｍが、上記実施の形態５の場合と同様の動作により推定される。この補償受信信号ｓ１３１〜ｓ１３ｍはシンボル同期推定部１３と第１のディジタル復調部１４１〜第ｍのディジタル復調部１４ｍにそれぞれ入力される。
【００６７】
第１のディジタル復調部１４１〜第ｍのディジタル復調部１４ｍにおいてはそれぞれ、入力された対応する補償受信信号ｓ１３１〜ｓ１３ｍのディジタル復調処理を行い、復調出力ｓ１７１〜ｓ１７ｍを生成する。これら第１のディジタル復調部１４１〜第ｍのディジタル復調部１４ｍで復調された復調出力ｓ１７１〜ｓ１７ｍは合成部２０に入力され、合成部２０では、入力されたそれら復調出力ｓ１７１〜ｓ１７ｍを、最大比合成、等利得合成、あるいは選択合成等によって合成し、復調信号ｓ１５として出力する。
【００６８】
以上のように、実施の形態６によれば、異なった移動距離に対応する地点における補償受信信号をディジタル復調した復調出力を合成しているので、高速フェージング変動による信号レベルの低下まで補償することができ、伝送特性を改善することが可能になるという効果が得られる。
【００６９】
なお、上記説明では、補償受信信号生成部としてｍ個の内挿演算部を用い、それらの出力する補償受信信号を対応するディジタル復調器で復調するものを示したが、この場合も補償受信信号生成部としては、ｍ個の受信信号選択部、もしくはｍ系統の重み係数生成部と重み付け合成部を用いるようにしてもよく、上記ｍ個の内挿演算部を用いた場合と同等の効果を奏する。
【００７０】
実施の形態７．
また、上記実施の形態６では、ｍ個の内挿演算部１２１〜１２ｍからの補償受信信号をｍ個のディジタル復調部１４１〜１４ｍで復調し、そのそれぞれが異なる地点における受信信号を合成部２０で合成することにより、高速フェージング変動の時間変動に加えて振幅変動の補償を可能としたものについて説明したが、ｍ個の内挿演算部１２１〜１２ｍからの補償受信信号を合成してから、１個のディジタル復調部によってディジタル復調を行うようにすることも可能である。図１０はそのようなこの発明の実施の形態７によるフェージング補償装置の構成を示すブロック図である。なお、相当部分には図９と同一符号を付してその説明を省略する。
【００７１】
図１０において、２１はアンテナ列の各アンテナ３１〜３Ｋによる受信信号ｓ３１〜ｓ３Ｋと、移動距離推定部１１が出力する移動距離信号ｓ１２１〜ｓ１２ｍの対応するものとが入力された、第１の内挿演算部１２１〜第ｍの内挿演算部１２ｍより出力される補償受信信号ｓ１３１〜ｓ１３ｍを合成し、合成信号ｓ１８として出力する合成部である。１４はこの合成部２１にて合成された合成信号ｓ１８が入力され、そのディジタル復調を行って復調信号ｓ１５として出力している点で、実施の形態１〜実施の形態４におけるそれとは異なったディジタル復調部である。
【００７２】
次に動作について説明する。
このフェージング補償装置においても実施の形態６の場合と同様に、まず、移動距離推定部１１においてシンボル同期推定部１３からのシンボル同期信号ｓ１４よりそれぞれわずかづつ異なった時点を開始点とする、ｍ個の移動距離信号ｓ１２１〜ｓ１２ｍを移動距離信号ｓ１２１〜ｓ１２ｍとして出力する。この移動距離信号ｓ１２１〜ｓ１２ｍはそれぞれ、第１の内挿演算部１２１〜第ｍの内挿演算部１２ｍ中の対応するものに入力されて、各移動距離における補償受信信号ｓ１３１〜ｓ１３ｍが推定される。
【００７３】
これら第１の内挿演算部１２１〜第ｍの内挿演算部１２ｍからの補償受信信号ｓ１３１〜ｓ１３ｍは合成部２１に入力され、最大比合成、等利得合成、選択合成、あるいは固有値フィルタ等による合成が行われる。合成部２１はその合成結果を合成信号ｓ１８としてディジタル復調部１４に出力する。ディジタル復調部１４ではこの入力された合成信号ｓ１８をディジタル復調処理し、復調信号ｓ１５を出力する。
【００７４】
以上のように、この実施の形態７によれば、実施の形態６と同様に、高速フェージング変動による時間変動ならびに振幅変動を補償することができ、伝送特性を改善することが可能になるとともに、ディジタル復調部は１個あれば十分であるため、装置構成を簡単化することができるという効果が得られる。
【００７５】
なお、上記説明では、補償受信信号生成部としてｍ個の内挿演算部を用い、それらの出力する補償受信信号を合成部で合成するものを示したが、この場合においても補償受信信号生成部としては、ｍ個の受信信号選択部、もしくはｍ系統の重み係数生成部と重み付け合成部を用いるようにしてもよく、上記ｍ個の内挿演算部を用いた場合と同等の効果を奏する。
【００７６】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、移動体の速度と受信信号のシンボル同期信号を入力とし、前記移動体のシンボルタイミングにおける位置からの当該移動体の移動距離を推定する移動距離推定部と、複数のアンテナが前記移動体の進行方向と同一方向に直線状に配置されたアンテナ列の前記各アンテナからの各受信信号と、前記移動距離推定部の推定した前記移動体の移動距離を入力とし、移動体外部からの相対位置が固定された地点における受信信号を算出することでフェージング変動を補償した補償受信信号を生成する補償受信信号生成部と、前記補償受信信号生成部が生成した補償受信信号を入力とし、前記移動体のシンボルタイミングを推定してシンボル同期信号を生成するシンボル同期推定部とを備えるように構成したので、高速フェージング変動の影響を補償することができ、伝送特性の劣化を防止することが可能なフェージング補償装置が得られるという効果がある。
【００７７】
この発明によれば、補償受信信号生成部に内挿演算部を用い、アンテナ列の各受信信号と移動体の移動距離を入力として内挿処理を行うように構成したので、移動体の周囲に対して固定した地点における受信信号を内挿演算によって推定することができるため、高速フェージング変動による影響を補償することが可能になるという効果がある。
【００７８】
この発明によれば、補償受信信号生成部に受信信号選択部を用い、移動距離に応じてアンテナ列の受信信号を選択するように構成したので、移動体の周囲に対して固定した地点の受信信号を切り替えることで、移動体の周囲に対して固定した地点における受信信号を推定することが可能となって、高速フェージング変動の影響を補償することができ、さらに内挿演算を省略することが可能となって、装置構成をより簡単化することができるという効果がある。
【００７９】
この発明によれば、補償受信信号生成部に重み付け合成部と重み係数生成部とを用い、重み係数生成部にて移動体の移動距離に応じた重み係数を生成し、重み付け合成部においてその重み係数で重み付けを行った各アンテナ列からの受信信号を合成するように構成したので、単純な重み付け合成の演算によって高速フェージング補償を行うことが可能となり、装置構成の簡単化がはかれるという効果が得られる。
【００８０】
この発明によれば、重み係数生成部に重み係数推定部を用い、重み付け合成部で使用する重み係数を、移動体の移動距離に基づいて推定するように構成したので、重み係数を移動体の移動距離から単純な計算で求めることが可能になるという効果が得られる。
【００８１】
この発明によれば、重み係数生成部に重み係数記憶部を用いて、重み付け合成部で使用する重み係数をあらかじめ計算して記憶しておき、移動体の移動距離に応じて読み出すように構成したので、その都度移動体の移動距離に応じて重み係数推定のための演算をする必要がなくなり、装置構成をより簡単にできるという効果が得られる。
【００８２】
この発明によれば、第１および第２の２つの補償受信信号生成部によって、偶数シンボルの復調および奇数シンボルの高速フェージング変動を補償し、それぞれに対応した第１および第２のディジタル復調部でそれらの復調を行うように構成したので、連続したディジタル変調信号の受ける高速フェージング変動についても補償が可能になるという効果が得られる。
【００８３】
この発明によれば、第１〜第ｍのｍ個の補償受信信号生成部を用いて複数の地点の受信信号を推定し、推定した信号をそれぞれ第１〜第ｍのｍ個のディジタル復調部で復調した後、合成部で合成するように構成したので、高速フェージングによる時間変動だけではなく、振幅変動の補償も行うことが可能になるという効果が得られる。
【００８４】
この発明によれば、第１〜第ｍのｍ個の内挿演算部を用いて推定した複数地点の受信信号を合成部で合成した後、１つのディジタル復調部で復調するように構成したので、ディジタル復調部の個数を１つに削減することが可能になり、装置構成を簡単化することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１によるフェージング補償装置を示すブロック図である。
【図２】 この発明のフェージング補償装置におけるアンテナ列のアンテナ配置を示す配置図である。
【図３】 この発明の実施の形態１による補償を行った場合と、行わなかった場合の誤り率特性の比較を示す説明図である。
【図４】 この発明の実施の形態２によるフェージング補償装置を示すブロック図である。
【図５】 この発明の実施の形態３によるフェージング補償装置を示すブロック図である。
【図６】 この発明の実施の形態４によるフェージング補償装置を示すブロック図である。
【図７】 この発明の実施の形態５によるフェージング補償装置を示すブロック図である。
【図８】 この発明の実施の形態５における各部の動作タイミングを示すタイムチャートである。
【図９】 この発明の実施の形態６によるフェージング補償装置を示すブロック図である。
【図１０】 この発明の実施の形態７によるフェージング補償装置を示すブロック図である。
【図１１】 従来の差動符号化位相変調方式の遅延検波受信装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
１１ 移動距離推定部、１２ 内挿演算部（補償受信信号生成部）、１３ シンボル同期推定部、１４ ディジタル復調部、１５ 受信信号選択部（補償受信信号生成部）、１６ 重み係数推定部（重み係数生成部、補償受信信号生成部）、１７ 重み付け合成部（補償受信信号生成部）、１８ 重み係数記憶部（重み係数生成部、補償受信信号生成部）、１９ 切り替え部、２０，２１ 合成部、３０ 移動体の筐体、３１〜３Ｋ アンテナ、１２１ 第１の内挿演算部（第１の補償受信信号生成部）、１２２ 第２の内挿演算部（第２の補償受信信号生成部）、…、１２ｍ 第ｍの内挿演算部（第ｍの補償受信信号生成部）、１４１ 第１のディジタル復調部、１４２ 第２のディジタル復調部、…、１４ｍ 第ｍのディジタル復調部。
Claims (9)
- 移動体の速度と受信信号のシンボル同期信号を入力とし、前記移動体のシンボルタイミングにおける位置からの当該移動体の移動距離を推定する移動距離推定部と、
複数のアンテナが前記移動体の進行方向と同一方向に直線状に配置されたアンテナ列の前記各アンテナからの各受信信号と、前記移動距離推定部の推定した前記移動体の移動距離を入力とし、移動体外部からの相対位置が固定された地点における受信信号を算出することでフェージング変動を補償した補償受信信号を生成する補償受信信号生成部と、
前記補償受信信号生成部が生成した補償受信信号を入力とし、前記移動体のシンボルタイミングを推定してシンボル同期信号を生成するシンボル同期推定部とを備えたフェージング補償装置。 - 補償受信信号生成部は、移動体の速度とシンボルタイミング時点からの経過時間により算出される移動体の移動距離およびアンテナ間隔をもとに、
- 補償受信信号生成部として、アンテナ列の各アンテナからの受信信号のいずれかを、
- 補償受信信号生成部として、
アンテナ列の各アンテナからの受信信号に重み付け処理を行って合成し、移動体の移動距離に対応した地点におけるフェージング変動を補償した補償受信信号を生成する重み付け合成部と、
前記重み付け合成部における重み付け処理のための、前記移動体の移動距離に応じた重み係数を、
- 補償受信信号生成部として、
アンテナ列の各アンテナからの受信信号に重み付け処理を行って合成し、移動体の移動距離に対応した地点におけるフェージング変動を補償した補償受信信号を生成する重み付け合成部と、
前記重み付け合成部における重み付け処理のための、前記移動体の移動距離に応じた重み係数を生成する重み係数生成部とを用い、
前記重み係数生成部として、移動体距離推定部で推定された移動体の移動距離に基づいて、重み付け合成部における重み付け処理のための重み係数を推定する重み係数推定部を用いたことを特徴とする請求項１記載のフェージング補償装置。 - 補償受信信号生成部として、
アンテナ列の各アンテナからの受信信号に重み付け処理を行って合成し、移動体の移動距離に対応した地点におけるフェージング変動を補償した補償受信信号を生成する重み付け合成部と、
前記重み付け合成部における重み付け処理のための、前記移動体の移動距離に応じた重み係数を生成する重み係数生成部とを用い、
前記重み係数生成部として、移動体距離推定部で推定された移動体の移動距離における、重み付け合成部による重み付け処理のための重み係数をあらかじめ記憶しておく重み係数記憶部を用いたことを特徴とする請求項１記載のフェージング補償装置。 - 補償受信信号生成部を、
偶数シンボルタイミング時点の移動体の移動距離に対応した地点における高速フェージング変動を補償する第１の補償受信信号生成部、
および、奇数シンボルタイミング時点の前記移動体の移動距離に対応した地点における高速フェージング変動を補償する第２の補償受信信号生成部によって形成し、
前記第１の補償受信信号生成部の出力する補償受信信号を復調する第１のディジタル復調 部と、
前記第２の補償受信信号生成部の出力する補償受信信号を復調する第２のディジタル復調部と、
前記第１のディジタル復調部および第２のディジタル復調部からの復調出力が入力され、それら復調出力のいずれか一方を選択して出力する切り替え部とを設けたことを特徴とする請求項１記載のフェージング補償装置。 - 補償受信信号生成部を、シンボル同期信号からずれたシンボルタイミング時点を開始点とする、ｍ個の互いに異なる位置における移動体の移動距離に対応した地点の高速フェージング変動を補償する第１〜第ｍの補償受信信号生成部によって形成し、
前記第１〜第ｍの補償受信信号生成部のそれぞれに対応して用意され、それら第１〜第ｍの補償受信信号生成部の出力する補償受信信号を復調する第１〜第ｍのディジタル復調部と、
前記第１〜第ｍのディジタル復調部のそれぞれから出力される復調出力が入力され、それらを合成して出力する合成部とを設けたことを特徴とする請求項１記載のフェージング補償装置。 - 補償受信信号生成部を、シンボル同期信号からずれたシンボルタイミング時点を開始点とする、ｍ個の互いに異なる位置における移動体の移動距離に対応した地点の高速フェージング変動を補償する第１〜第ｍの補償受信信号生成部によって形成し、
前記第１〜第ｍの補償受信信号生成部のそれぞれから出力される補償受信信号が入力され、それらを合成して合成信号を出力する合成部と、
前記合成部より出力された合成信号の復調を行うディジタル復調部を設けたことを特徴とする請求項１記載のフェージング補償装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000233436A JP3662483B2 (ja) | 2000-08-01 | 2000-08-01 | フェージング補償装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000233436A JP3662483B2 (ja) | 2000-08-01 | 2000-08-01 | フェージング補償装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002051095A JP2002051095A (ja) | 2002-02-15 |
| JP3662483B2 true JP3662483B2 (ja) | 2005-06-22 |
Family
ID=18725955
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000233436A Expired - Fee Related JP3662483B2 (ja) | 2000-08-01 | 2000-08-01 | フェージング補償装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3662483B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006261813A (ja) * | 2005-03-15 | 2006-09-28 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 移動体における受信方法及び受信装置 |
-
2000
- 2000-08-01 JP JP2000233436A patent/JP3662483B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2002051095A (ja) | 2002-02-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100510434B1 (ko) | Ｏｆｄｍ신호전달 시스템, ｏｆｄｍ신호 송신장치 및ｏｆｄｍ신호 수신장치 | |
| KR100367653B1 (ko) | 채널 추정장치 및 이 장치를 구비한 씨디엠에이 수신장치 및씨디엠에이 송수신장치 | |
| US8000224B2 (en) | Receiver and frequency information estimating method | |
| JP3737264B2 (ja) | ダイバーシチ受信装置 | |
| JP4488605B2 (ja) | Ｏｆｄｍ信号の伝送方法、送信装置及び受信装置 | |
| JPWO2007029702A1 (ja) | 無線送信装置と無線受信装置および無線送信方法と無線受信方法ならびに無線通信システムと無線通信方法 | |
| JP2004502327A (ja) | ダイバーシティ受信機 | |
| US7835476B2 (en) | Method for receiving OFDM signal, and receiver | |
| CN107431525B (zh) | 接收装置和接收方法 | |
| JP2005124125A (ja) | Ｏｆｄｍ伝送方式におけるキャリアの配置方法、送信装置及び受信装置 | |
| US7023931B2 (en) | System and method for soft slicing | |
| KR101350913B1 (ko) | 등화기 및 등화방법 | |
| JP3728116B2 (ja) | 通信方法及び装置 | |
| JPH06326624A (ja) | フェージング歪補償方式及びその回路 | |
| JP4531579B2 (ja) | 送信装置及び受信装置 | |
| US8265217B2 (en) | Phase tracking in communications systems | |
| EP1087539B1 (en) | Demodulating receiver with simple structure | |
| JP3662483B2 (ja) | フェージング補償装置 | |
| JP4403656B2 (ja) | Ｆｆｔ解析ウィンドウ変位補償を有するｃｏｆｄｍ復調器 | |
| JP2005260331A (ja) | Ｏｆｄｍ受信装置 | |
| JP5047391B2 (ja) | 受信装置及び受信方法 | |
| JP3243776B2 (ja) | 周波数ホッピング伝送方法 | |
| JP3683733B2 (ja) | Ｃｄｍａ受信機 | |
| JP4714636B2 (ja) | 移動受信装置及びその作動方法 | |
| JP6324260B2 (ja) | 受信装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040712 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040720 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040917 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20041102 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20041227 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20050222 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20050323 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080401 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090401 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100401 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100401 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110401 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120401 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120401 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130401 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130401 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140401 Year of fee payment: 9 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |