JP4148955B2 - RECEPTION METHOD, RECEPTION DEVICE USING SAME, RADIO MOBILE STATION, RADIO DEVICE - Google Patents
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Description
本発明は受信技術に関する。特に複数のアンテナで受信した無線信号を合成す
るための、重み係数を制御する受信方法と装置に関する。
The present invention relates to reception technology. More particularly, the present invention relates to a receiving method and apparatus for controlling weighting factors for combining radio signals received by a plurality of antennas.
ワイヤレス通信において、一般に限りある周波数資源の有効利用が望まれてい
る。周波数資源を有効利用するために、例えば同一の周波数の電波が可能な限り
近い距離で繰り返し使用される。しかし、その場合、同一周波数を使用する近接
の無線基地局や無線移動局からの同一チャネル干渉により、通信品質が劣化する
。同一チャネル干渉による通信品質の劣化を防ぐ技術のひとつが、アダプティブ
アレイアンテナ技術である。
In wireless communication, effective use of limited frequency resources is generally desired. In order to effectively use frequency resources, for example, radio waves of the same frequency are repeatedly used at a distance as close as possible. However, in that case, communication quality deteriorates due to co-channel interference from a nearby radio base station or radio mobile station using the same frequency. One technique for preventing degradation of communication quality due to co-channel interference is the adaptive array antenna technique.
アダプティブアレイアンテナ技術において、複数のアンテナで受信された信号
は、各々異なる重み係数で重み付けされて合成される。重み係数は、合成後の信
号より判定された送信したい信号と、合成後の信号の間の誤差信号が小さくなる
ように適応的に更新される。重み係数の適応的な更新のために、例えば、RLS
(Recursive Least Squares)アルゴリズムやLMS(
Least Mean Squares)アルゴリズムなどの適応アルゴリズム
が使用される。RLSアルゴリズムは、一般に高速に収束するが、計算が複雑で
あるため、高速な演算回路や大規模な演算回路を要求する。LMSアルゴリズム
は、RLSアルゴリズムより簡易な演算回路で実現可能であるが、その収束速度
が遅い(例えば、特許文献1参照。)。
(Recursive Least Squares) algorithm or LMS (
An adaptive algorithm such as the Last Mean Squares algorithm is used. The RLS algorithm generally converges at a high speed, but since the calculation is complicated, a high-speed arithmetic circuit or a large-scale arithmetic circuit is required. The LMS algorithm can be realized with a simpler arithmetic circuit than the RLS algorithm, but its convergence speed is slow (see, for example, Patent Document 1).
アダプティブアレイアンテナを無線移動局に使用する場合、演算回路は小さい
ほうが望ましいので、重み係数の更新については、LMSアルゴリズムの使用が
適している。しかし、LMSアルゴリズムは一般的に収束が遅いので、合成する
ための受信した信号を、収束するまで遅延させるとすれば、処理遅延が大きくな
り、テレビ会議等の許容遅延時間が規定されているリアルタイム処理的なアプリ
ケーションが使用できない可能性がある。一方、処理遅延を小さくするために、
LMSアルゴリズムが収束していない段階の重み係数を使用して受信処理を行え
ば、一般に受信特性が劣化する。
When an adaptive array antenna is used for a wireless mobile station, it is desirable that the arithmetic circuit is small. Therefore, the LMS algorithm is suitable for updating the weighting factor. However, since the LMS algorithm generally has a slow convergence, if the received signal to be synthesized is delayed until it converges, the processing delay becomes large, and a real time in which an allowable delay time such as a video conference is specified. Processing applications may not be available. On the other hand, to reduce processing delay,
If reception processing is performed using a weighting factor at a stage where the LMS algorithm has not converged, reception characteristics generally deteriorate.
本発明者はこうした状況を認識して、本発明をなしたものであり、その目的は
処理遅延が小さく、簡易な演算回路の受信装置を提供することである。また、重
み係数が収束していない場合においても、受信特性の劣化が小さい受信装置を提
供することである。また、複数種類の重み係数をスムーズに切り替える受信装置
を提供することである。
The present inventor has recognized the above situation and made the present invention, and an object of the present invention is to provide a simple arithmetic circuit receiver having a small processing delay. Another object of the present invention is to provide a receiving apparatus in which the degradation of reception characteristics is small even when the weighting factor is not converged. Another object of the present invention is to provide a receiving apparatus that smoothly switches a plurality of types of weighting factors.
本発明のある態様は、受信装置である。この装置は、処理対象とすべき複数の
信号を入力する入力部と、入力した複数の信号に乗算される複数の重み係数を、
一時的に利用されるべき複数の第1の重み係数とより適合性の高い複数の第2の
重み係数で切り替える切替部と、切替部に複数の第1の重み係数と複数の第2の
重み係数の切替を指示する制御部と、入力した複数の信号と前記複数の重み係数
をそれぞれ乗算した後、乗算結果を合成する合成部とを含む。
One embodiment of the present invention is a receiving device. The apparatus includes an input unit that inputs a plurality of signals to be processed, and a plurality of weighting factors that are multiplied by the input signals.
A switching unit that switches between a plurality of second weighting factors that are more compatible with a plurality of first weighting factors that are to be temporarily used, and a plurality of first weighting factors and a plurality of second weights that are switched to the switching unit A control unit for instructing switching of the coefficients; and a combining unit that combines the plurality of input signals and the plurality of weighting coefficients, and then combines the multiplication results.
「複数の重み係数」には、入力した複数の信号が、(X1,Y1)と(X2,
Y2)の場合に、乗算結果が(AX1,BY1)と(CX2,DY2)になるよ
うな、複数の信号と同一の項数を有する(A,B,C,D)や、乗算結果が(A
X1,AY1)と(BX2,BY2)になるような、複数の信号と異なる項数を
有する(A,B)を含む。
In the “multiple weight coefficients”, the input signals are (X1, Y1) and (X2,
In the case of Y2), the multiplication results are (AX1, BY1) and (CX2, DY2), and (A, B, C, D) having the same number of terms as a plurality of signals or the multiplication result is ( A
X1, AY1) and (BX2, BY2), and (A, B) having a different number of terms from a plurality of signals.
以上の装置により、特性の異なる重み係数を切り替えることによって、その時
に適した特性を得ることができる。
By switching the weighting factors having different characteristics by the above apparatus, characteristics suitable at that time can be obtained.
本発明の別の態様も、受信装置である。この装置は、処理対象とすべき複数の
信号を入力する入力部と、入力した複数の信号に乗算される複数の重み係数を、
複数の第1の重み係数と複数の第2の重み係数で切り替える切替部と、複数の信
号が所定の区間において連続的に入力される場合に、区間の途中で、切替部に複
数の第1の重み係数と複数の第2の重み係数の切替を指示する制御部と、入力し
た複数の信号と複数の重み係数をそれぞれ乗算した後、乗算結果を合成する合成
部とを含む。
Another embodiment of the present invention is also a receiving device. The apparatus includes an input unit that inputs a plurality of signals to be processed, and a plurality of weighting factors that are multiplied by the input signals.
A switching unit that switches between a plurality of first weighting factors and a plurality of second weighting factors, and when a plurality of signals are continuously input in a predetermined interval, a plurality of first weights are input to the switching unit in the middle of the interval A control unit for instructing switching of the weighting factor and the plurality of second weighting factors, and a combining unit for multiplying the plurality of input signals by the plurality of weighting factors and then combining the multiplication results.
「連続」とは、長時間において連続である必要はなく、短時間において連続で
あればよい。さらに、当該装置がその規則性を認知していれば、離散的な場合も
含み、すなわち、当該装置が「連続」と認識できるものすべてを含む。
“Continuous” does not need to be continuous for a long time, but may be continuous for a short time. Further, if the device recognizes the regularity, it includes a discrete case, that is, includes everything that the device can recognize as “continuous”.
複数の第1の重み係数は、前記入力した複数の信号とそれぞれ乗算した結果、
入力した複数の信号のうちのひとつに対する乗算結果だけが有効となるように設
定されてもよい。入力した複数の信号のうちのひとつを、入力した複数の信号の
うちで最も値が大きい信号としてもよい。複数の第1の重み係数は、過去に設定
された前記複数の第2の重み係数を利用して定められてもよい。
A plurality of first weighting factors are respectively multiplied by the plurality of input signals,
It may be set so that only the multiplication result for one of the input signals is valid. One of the plurality of input signals may be a signal having the largest value among the plurality of input signals. The plurality of first weighting factors may be determined using the plurality of second weighting factors set in the past.
入力した複数の信号をもとに、複数の第3の重み係数を適応的に更新する重み
係数更新部と、入力した複数の信号のうちの少なくともひとつと既知の信号を相
関処理することによって、複数の第1の重み係数と複数の第3の重み係数の間の
ギャップを推定するギャップ推定部と、推定したギャップをもとに、複数の第3
の重み係数をそれぞれ補正することによって、複数の第2の重み係数を生成する
ギャップ補正部とをさらに含んでもよい。
Based on a plurality of input signals, a weighting factor updating unit that adaptively updates a plurality of third weighting factors, and correlating at least one of the plurality of input signals with a known signal, A gap estimator for estimating a gap between the plurality of first weighting factors and the plurality of third weighting factors; and a plurality of third weighting units based on the estimated gaps.
And a gap correction unit that generates a plurality of second weighting factors by correcting each of the weighting factors.
所定の区間で連続的に入力される信号には、異なる性質の信号が含まれており
、制御部は、入力した複数の信号の性質の変化点を検出したときに、切替部に第
1の重み係数と第2の重み係数の切替を指示してもよい。前記制御部は、重み係
数更新部で更新される複数の第3の重み係数を逐次入力し、複数の第3の重み係
数の変動があらかじめ定めた範囲内に収束したときに、切替部に第1の重み係数
と第2の重み係数の切替を指示してもよい。
The signals that are continuously input in the predetermined section include signals having different properties, and the control unit detects the first change point of the properties of the plurality of input signals, Switching between the weighting factor and the second weighting factor may be instructed. The control unit sequentially inputs a plurality of third weighting factors updated by the weighting factor updating unit, and when the variation of the plurality of third weighting factors converges within a predetermined range, Switching between the first weighting factor and the second weighting factor may be instructed.
以上の装置により、区間の途中で異なる重み係数を切り替えることによって、
その時に適した特性を得ることができる。
By switching different weighting factors in the middle of the section with the above device,
The characteristic suitable at that time can be obtained.
本発明のさらに別の態様は、受信方法である。この方法は、処理対象とすべき
複数の信号を入力するステップと、入力した複数の信号に乗算される複数の重み
係数を、一時的に利用されるべき複数の第1の重み係数とより適合性の高い複数
の第2の重み係数で切り替えるステップと、複数の第1の重み係数と複数の第2
の重み係数の切替を指示するステップと、入力した複数の信号と複数の重み係数
をそれぞれ乗算した後、乗算結果を合成するステップとを含む。
Yet another embodiment of the present invention is a reception method. In this method, a step of inputting a plurality of signals to be processed and a plurality of weighting factors multiplied by the plurality of inputted signals are more adapted to a plurality of first weighting factors to be temporarily used. Switching with a plurality of second weighting factors having a high probability, a plurality of first weighting factors and a plurality of second weighting factors
And a step of instructing switching of the weighting factors, and a step of multiplying the plurality of input signals and the plurality of weighting factors, respectively, and then combining the multiplication results.
本発明のさらに別の態様も、受信方法である。この方法は、処理対象とすべき
複数の信号を入力するステップと、入力した複数の信号に乗算される複数の重み
係数を、複数の第1の重み係数と複数の第2の重み係数で切り替えるステップと
、複数の信号が所定の区間において連続的に入力される場合に、区間の途中で、
複数の第1の重み係数と複数の第2の重み係数の切替を指示するステップと、入
力した複数の信号と複数の重み係数をそれぞれ乗算した後、乗算結果を合成する
ステップとを含む。
Yet another embodiment of the present invention is also a reception method. In this method, a step of inputting a plurality of signals to be processed and a plurality of weighting factors multiplied by the plurality of inputted signals are switched between a plurality of first weighting factors and a plurality of second weighting factors. When a step and a plurality of signals are continuously input in a predetermined section,
Instructing switching of the plurality of first weighting factors and the plurality of second weighting factors, and multiplying the plurality of input signals by the plurality of weighting factors, respectively, and then combining the multiplication results.
複数の第1の重み係数は、入力した複数の信号とそれぞれ乗算した結果、入力
した複数の信号のうちのひとつに対する乗算結果だけが有効となるように設定さ
れてもよい。入力した複数の信号のうちのひとつを、入力した複数の信号のうち
で最も値が大きい信号としてもよい。複数の第1の重み係数は、過去に設定され
た複数の第2の重み係数を利用して定められてもよい。
The plurality of first weighting factors may be set so that only a result of multiplication of one of the plurality of input signals is valid as a result of multiplication with the plurality of input signals. One of the plurality of input signals may be a signal having the largest value among the plurality of input signals. The plurality of first weighting factors may be determined using a plurality of second weighting factors set in the past.
入力した複数の信号をもとに、複数の第3の重み係数を適応的に更新するステ
ップと、入力した複数の信号のうちの少なくともひとつと既知の信号を相関処理
することによって、複数の第1の重み係数と複数の第3の重み係数の間のギャッ
プを推定するステップと、推定したギャップをもとに、複数の第3の重み係数を
それぞれ補正することによって、複数の第2の重み係数を生成するステップとを
さらに含んでもよい。
Based on the plurality of input signals, adaptively updating the plurality of third weighting factors, and correlating at least one of the plurality of input signals with a known signal, thereby performing a plurality of first processes. Estimating a gap between one weighting factor and a plurality of third weighting factors, and correcting each of the plurality of third weighting factors based on the estimated gap, thereby providing a plurality of second weighting factors. Generating a coefficient.
所定の区間で連続的に入力される信号には、異なる性質の信号が含まれており
、複数の第1の重み係数と複数の第2の重み係数の切替を指示するステップは、
入力した複数の信号の性質の変化点を検出したときに、第1の重み係数と第2の
重み係数の切替を指示してもよい。複数の第1の重み係数と複数の第2の重み係
数の切替を指示するステップは、更新される複数の第3の重み係数を逐次入力し
、複数の第3の重み係数の変動があらかじめ定めた範囲内に収束したときに、第
1の重み係数と第2の重み係数の切替を指示してもよい。
The signals continuously input in the predetermined section include signals having different properties, and the step of instructing switching between the plurality of first weighting factors and the plurality of second weighting factors includes:
When the change point of the property of the plurality of input signals is detected, switching between the first weighting factor and the second weighting factor may be instructed. In the step of instructing switching between the plurality of first weighting factors and the plurality of second weighting factors, the plurality of third weighting factors to be updated are sequentially input, and the variation of the plurality of third weighting factors is determined in advance. When convergence is within the range, switching between the first weighting factor and the second weighting factor may be instructed.
本発明のさらに別の態様は、プログラムである。このプログラムは、処理対象
とすべき複数の信号を入力するステップと、入力した複数の信号に乗算される複
数の重み係数を、一時的に利用されるべき複数の第1の重み係数とより適合性の
高い複数の第2の重み係数で切り替えるステップと、複数の第1の重み係数と複
数の第2の重み係数の切替を指示するステップと、入力した複数の信号と複数の
重み係数をそれぞれ乗算した後、乗算結果を合成するステップとを含む。
Yet another embodiment of the present invention is a program. In this program, a step of inputting a plurality of signals to be processed and a plurality of weighting factors multiplied by the inputted plurality of signals are more adapted to a plurality of first weighting factors to be temporarily used. A step of switching with a plurality of second weighting factors having a high probability, a step of instructing switching between a plurality of first weighting factors and a plurality of second weighting factors, and a plurality of input signals and a plurality of weighting factors, respectively Synthesizing multiplication results after multiplication.
本発明のさらに別の態様も、プログラムである。このプログラムは、処理対象
とすべき複数の信号を入力するステップと、入力した複数の信号に乗算される複
数の重み係数を、複数の第1の重み係数と複数の第2の重み係数で切り替えるス
テップと、複数の信号が所定の区間において連続的に入力される場合に、区間の
途中で、複数の第1の重み係数と複数の第2の重み係数の切替を指示するステッ
プと、入力した複数の信号と複数の重み係数をそれぞれ乗算した後、乗算結果を
合成するステップとを含む。
Yet another embodiment of the present invention is also a program. In this program, a step of inputting a plurality of signals to be processed and a plurality of weighting factors multiplied by the plurality of inputted signals are switched between a plurality of first weighting factors and a plurality of second weighting factors. And a step of instructing switching between the plurality of first weighting factors and the plurality of second weighting factors in the middle of the section when a plurality of signals are continuously input in the predetermined section And multiplying a plurality of signals by a plurality of weighting factors, respectively, and then combining the multiplication results.
複数の第1の重み係数は、入力した複数の信号とそれぞれ乗算した結果、入力
した複数の信号のうちのひとつに対する乗算結果だけが有効となるように設定さ
れてもよい。入力した複数の信号のうちのひとつを、入力した複数の信号のうち
で最も値が大きい信号としてもよい。複数の第1の重み係数は、過去に設定され
た複数の第2の重み係数を利用して定められてもよい。
The plurality of first weighting factors may be set so that only a result of multiplication of one of the plurality of input signals is valid as a result of multiplication with the plurality of input signals. One of the plurality of input signals may be a signal having the largest value among the plurality of input signals. The plurality of first weighting factors may be determined using a plurality of second weighting factors set in the past.
入力した複数の信号をもとに、複数の第3の重み係数を適応的に更新するステ
ップと、入力した複数の信号のうちの少なくともひとつと既知の信号を相関処理
することによって、複数の第1の重み係数と複数の第3の重み係数の間のギャッ
プを推定するステップと、推定したギャップをもとに、複数の第3の重み係数を
それぞれ補正することによって、複数の第2の重み係数を生成するステップとを
さらに含んでもよい。
Based on the plurality of input signals, adaptively updating the plurality of third weighting factors, and correlating at least one of the plurality of input signals with a known signal, thereby performing a plurality of first processes. Estimating a gap between one weighting factor and a plurality of third weighting factors, and correcting each of the plurality of third weighting factors based on the estimated gap, thereby providing a plurality of second weighting factors. Generating a coefficient.
所定の区間で連続的に入力される信号には、異なる性質の信号が含まれており
、複数の第1の重み係数と複数の第2の重み係数の切替を指示するステップは、
入力した複数の信号の性質の変化点を検出したときに、第1の重み係数と第2の
重み係数の切替を指示してもよい。複数の第1の重み係数と複数の第2の重み係
数の切替を指示するステップは、更新される複数の第3の重み係数を逐次入力し
、複数の第3の重み係数の変動があらかじめ定めた範囲内に収束したときに、第
1の重み係数と第2の重み係数の切替を指示してもよい。
The signals continuously input in the predetermined section include signals having different properties, and the step of instructing switching between the plurality of first weighting factors and the plurality of second weighting factors includes:
When the change point of the property of the plurality of input signals is detected, switching between the first weighting factor and the second weighting factor may be instructed. In the step of instructing switching between the plurality of first weighting factors and the plurality of second weighting factors, the plurality of third weighting factors to be updated are sequentially input, and the variation of the plurality of third weighting factors is determined in advance. When convergence is within the range, switching between the first weighting factor and the second weighting factor may be instructed.
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム
、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の
態様として有効である。
It should be noted that any combination of the above-described constituent elements and a conversion of the expression of the present invention between a method, an apparatus, a system, a recording medium, a computer program, etc. are also effective as an aspect of the present invention.
本発明によれば、処理遅延が小さく、簡易な演算回路が実現できる。また、重
み係数が収束していない場合においても、受信特性の劣化が小さくできる。また
、複数種類の重み係数をスムーズに切り替えることができる。
According to the present invention, a simple arithmetic circuit with a small processing delay can be realized. Further, even when the weighting factor is not converged, the degradation of the reception characteristics can be reduced. In addition, a plurality of types of weighting factors can be switched smoothly.
(実施の形態1)
実施の形態1は、バースト信号の無線信号を、複数のアンテナで受信し、受信
した信号を各々異なる重み係数で重み付けして合成するアダプティブアレイアン
テナを備える受信装置に関する。バースト信号は、先頭部分に配置された既知の
トレーニング信号と、それ以外のデータ信号で構成される。実施の形態1に係る
受信装置は、処理遅延を小さくするために、受信信号をほとんど遅延させずに重
み係数で重み付けして合成する。重み係数はLMSアルゴリズムにより逐次更新
されるが、トレーニング信号区間の初期では収束していない場合が多いため、ト
レーニング信号区間における重み係数には、予め準備しているオムニアンテナパ
ターンの重み係数を使用する。データ信号区間における重み係数には、LMSア
ルゴリズムにより更新されるアダプティブアレイアンテナパターンの重み係数を
使用する。
(Embodiment 1)
The first embodiment relates to a receiving apparatus including an adaptive array antenna that receives a radio signal of a burst signal with a plurality of antennas, and weights and combines the received signals with different weighting factors. The burst signal is composed of a known training signal arranged at the head portion and other data signals. In order to reduce the processing delay, the receiving apparatus according to
図1は、実施の形態1に係る送信装置100と受信装置106からなる通信シ
ステムを示す。送信装置100は、変調部102、RF部104、アンテナ13
2を含む。受信装置106は、第1アンテナ134a、第2アンテナ134b、
第nアンテナ134n、RF部108、信号処理部110、復調部112を含む
。ここで、第1アンテナ134a、第2アンテナ134b、第nアンテナ134
nはアンテナ134と総称する。
FIG. 1 shows a communication system including a
2 is included. The receiving
An n-
n is collectively referred to as the antenna 134.
変調部102は、送信したい情報信号を変調し、送信信号(以下、送信信号に
含まれるひとつの信号を「シンボル」ともいう)を生成する。変調方式は、QP
SK(Qudri Phase Shift Keying)、16QAM(1
6 Quadrature Amplitude Modulation)、G
MSK(Gaussian filtered Minimum Shift
Keying)等の任意のものでよいが、ここではQPSKとする。また、マル
チキャリア通信の場合には、送信装置100に複数の変調部102あるいは逆フ
ーリエ変換部が設けられ、スペクトラム拡散通信の場合には、変調部102に拡
散部が設けられる。
SK (Qudri Phase Shift Keying), 16QAM (1
6 Quadrature Amplitude Modulation), G
MSK (Gaussian filtered Minimum Shift)
(Keying) or the like may be used, but here it is QPSK. Further, in the case of multicarrier communication, the
RF部104は、送信信号を無線周波数の信号に変換する。周波数変換部、パ
ワーアンプ、周波数発振器等が含まれる。
The
送信装置100のアンテナ132は、無線周波数の信号を送信する。アンテナ
の指向性とアンテナ数は任意でよい。
The
受信装置106のアンテナ134は、無線周波数の信号を受信する。本実施の
形態において、アンテナ数はnとし、構成要素に「第n」が併記される場合、当
該構成要素はアンテナ数分存在し、これらは基本的に同一の動作を並列して実行
する。
The antenna 134 of the
RF部108は、無線周波数の信号をベースバンド受信信号300に変換する
。RF部108には、周波数発振器等が設けられるほか、マルチキャリア通信の
場合には、フーリエ変換部が設けられ、スペクトラム拡散通信の場合には、逆拡
散部が設けられる。
The
信号処理部110は、ベースバンド受信信号300を重み係数でそれぞれ重み
付けして合成すると共に、それぞれの重み係数を適応的に制御する。
The
復調部112は、合成した信号を復調し、送信した情報信号を判定する。遅延
検波回路や同期検波のためのキャリア再生回路が復調部112に設けられてもよ
い。
The
図2と図3は、図1の通信システムに対応するが、それぞれ異なる通信システ
ムで使用されるバーストフォーマットであり、その中に含まれるトレーニング信
号とデータ信号も示されている。図2は、簡易電話システムの通話チャネルで使
用されるバーストフォーマットである。バーストの先頭から4シンボルの間に、
タイミング同期に使用するためのプリアンブルが配置されている。プリアンブル
とユニークワードの信号は、信号処理部110にとって既知信号であるため、信
号処理部110は、プリアンブルとユニークワードをトレーニング信号として使
用可能である。プリアンブルとユニークワードに続くデータ、CRCは、信号処
理部110にとって未知の信号であり、データ信号に相当する。
2 and 3 correspond to the communication system of FIG. 1, but are burst formats used in different communication systems, and training signals and data signals included therein are also shown. FIG. 2 is a burst format used in a call channel of a simple telephone system. During the 4 symbols from the beginning of the burst,
A preamble for use in timing synchronization is arranged. Since the preamble and unique word signals are known signals to the
図3は、無線LAN(Local Area Network)のひとつのI
EEE802.11aの通話チャネルで使用されるバーストフォーマットである
。IEEE802.11aは、OFDM(Orthogonal Freque
ncy Division Multiplexing)変調方式を使用してお
り、OFDM変調方式では、一般にフーリエ変換のサイズとガードインターバル
のシンボル数の合計をひとつの単位とする。このひとつの単位を本実施の形態で
はOFDMシンボルとする。バーストの先頭から4OFDMシンボルの間に、主
としてタイミング同期とキャリア再生に使用するためのプリアンブルが配置され
ている。プリアンブルの信号は、信号処理部110にとって既知信号であるため
、信号処理部110は、プリアンブルをトレーニング信号として使用可能である
。これらに続く、ヘッダ、データは、信号処理部110にとって未知の信号であ
り、データ信号に相当する。
FIG. 3 shows one I of a wireless LAN (Local Area Network).
This is a burst format used in a speech channel of EEE802.11a. IEEE802.11a is an OFDM (Orthogonal Frequency).
ncy Division Multiplexing) is used, and the OFDM modulation method generally uses the sum of the size of the Fourier transform and the number of symbols in the guard interval as one unit. This one unit is an OFDM symbol in this embodiment. A preamble mainly used for timing synchronization and carrier reproduction is arranged between 4 OFDM symbols from the head of the burst. Since the preamble signal is a known signal to the
図4は、図1に示される受信装置106の構成を示す。RF部108は、前処
理部114と総称する第1前処理部114a、第2前処理部114b、第n前処
理部114nを含み、信号処理部110は、BB入力部116と総称する第1B
B入力部116a、第2BB入力部116b、第nBB入力部116n、合成部
118、ウエイト計算部120と総称する第1ウエイト計算部120a、第2ウ
エイト計算部120b、第nウエイト計算部120n、立ち上がり検出部122
、制御部124、トレーニング信号記憶部126、アンテナ決定部10、初期ウ
エイトデータ設定部12、ギャップ測定部14、ギャップ補正部16、ウエイト
切替部18を含み、復調部112は、同期検波部20、判定部128、加算部1
30を含む。
FIG. 4 shows the configuration of the receiving
B input unit 116a, second
A
30 is included.
また、信号として、ベースバンド受信信号300と総称する第1ベースバンド
受信信号300a、第2ベースバンド受信信号300b、第nベースバンド受信
信号300n、トレーニング信号302、制御信号306、誤差信号308、制
御重み係数310と総称する第1制御重み係数310a、第2制御重み係数31
0b、第n制御重み係数310n、アンテナ選択信号314、ギャップ誤差信号
316、更新重み係数318と総称する第1更新重み係数318a、第2更新重
み係数318b、第n更新重み係数318n、初期重み係数320と総称する第
1初期重み係数320a、第2初期重み係数320b、第n初期重み係数320
n、重み係数322と総称する第1重み係数322a、第2重み係数322b、
第n重み係数322nを含む。
In addition, as signals, a first baseband received
0b, nth
n, a
The
前処理部114は、無線周波数の信号をベースバンド受信信号300に変換す
る。
The preprocessing unit 114 converts the radio frequency signal into the
立ち上がり検出部122は、ベースバンド受信信号300から信号処理部11
0の動作のトリガーとなるバースト信号の先頭を検出する。検出したバースト信
号の先頭のタイミングは制御部124に報告され、制御部124は、先頭タイミ
ングからトレーニング信号302区間の終了タイミングを計算し、これらのタイ
ミングを制御信号306として、必要に応じて各部に通知する。
The rising
The head of the burst signal that triggers the 0 operation is detected. The start timing of the detected burst signal is reported to the
アンテナ決定部10は、トレーニング信号302区間で有効にするひとつのア
ンテナ134を選択するために、トレーニング信号302区間開始後、ベースバ
ンド受信信号300の電力をそれぞれ測定し、最大の電力となるひとつのベース
バンド受信信号300を決定する。さらに、この情報をアンテナ選択信号314
として出力する。
The
Output as.
初期ウエイトデータ設定部12は、トレーニング信号302区間で使用する重
み係数322を初期重み係数320として設定する。初期ウエイトデータ設定部
12は、初期重み係数320の中のひとつだけの値を1とし、残りの値を0とな
るように設定することによって、ひとつの初期重み係数320のみを有効にする
。有効にされるひとつの初期重み係数320は、アンテナ選択信号314に対応
して決定される。
The initial weight
トレーニング信号記憶部126は、トレーニング信号302を記憶し、必要に
応じて、トレーニング信号302を出力する。
The training
ウエイト計算部120は、ベースバンド受信信号300と後述する誤差信号3
08をもとに、LMSアルゴリズムによって、制御重み係数310を更新する。
The weight calculation unit 120 includes a
Based on 08, the control weight coefficient 310 is updated by the LMS algorithm.
ギャップ測定部14は、ベースバンド受信信号300とトレーニング信号30
2をもとに、後述する合成部118でのベースバンド受信信号300との合成処
理において、初期重み係数320を使用した場合と、制御重み係数310を使用
した場合に生じる合成結果のギャップを予測する。初期重み係数320を使用し
た場合の合成結果は、ひとつのアンテナ134に対するベースバンド受信信号3
00そのものであるので、以下の通りである。ここで、ひとつのアンテナ134
をi番目のアンテナ134とする。
The
2 is used to predict a gap of a synthesis result that is generated when the initial weighting coefficient 320 is used and when the control weighting coefficient 310 is used in the combining process with the baseband received
Since it is 00 itself, it is as follows. Here, one antenna 134
Is the i-th antenna 134.
100と受信装置106の周波数発振器の周波数偏差、ni(t)は雑音を示す
。一方、バースト信号の先頭から更新した制御重み係数310wiは、以下の通
りである。ここで、制御重み係数310は十分収束しているものとする。
して、その結果の更新重み係数318を出力する。
ウエイト切替部18は、制御信号306の指示にもとづいて、トレーニング信
号302区間において初期重み係数320を選択し、データ信号区間において更
新重み係数318を選択し、それを重み係数322として出力する。
Based on the instruction of the
合成部118は、ベースバンド受信信号300を重み係数322で重み付けし
た後、それらを加算する。
The
同期検波部20は、合成された信号を同期検波すると共に、同期検波に必要な
キャリア再生も行う。
The
判定部128は、同期検波した信号を予め規定しているしきい値と比較して、
送信した情報信号を判定する。判定は、硬判定でもよく、軟判定でもよい。
The
The transmitted information signal is determined. The determination may be a hard determination or a soft determination.
加算部130は、ウエイト計算部120のLMSアルゴリズムで使用するため
の誤差信号308を、同期検波した信号と判定した信号の差分により生成する。
誤差信号308が小さくなるように、LMSアルゴリズムは制御重み係数310
を制御するため、理想状態において、誤差信号308はゼロとなる。
The
The LMS algorithm uses a control weighting factor 310 so that the
Therefore, in the ideal state, the
図5から図7は、第1前処理部114aのさまざまな構成を示す。図2や図3
で示した異なる通信システム間の相違は、受信装置106における第1前処理部
114aで吸収され、これに続く信号処理部110は、一般に通信システムの相
違を意識することなく動作可能となる。図5の第1前処理部114aは、図2に
示した簡易電話システムや携帯電話のようなシングルキャリア通信システムに対
応し、周波数変換部136、準同期検波部138、AGC140(Automa
tic Gain Control)、AD変換部142、タイミング検出部1
44を含む。図6の第1前処理部114aは、W―CDMA(Wideband
―Code Division Multiple Access)やIEEE
802.11bに準拠した無線LANのようなスペクトラム拡散通信システムに
対応し、逆拡散部172が付加される。図7の第1前処理部114aは、図3に
示したIEEE802.11aやHiperLAN/2のようなマルチキャリア
通信システムに対応し、フーリエ変換部174が付加される。
5 to 7 show various configurations of the first preprocessing unit 114a. 2 and 3
The difference between the different communication systems shown in (1) is absorbed by the
tic Gain Control),
44. The
-Code Division Multiple Access) and IEEE
In response to a spread spectrum communication system such as a wireless LAN compliant with 802.11b, a
周波数変換部136は、無線周波数の信号を1つまたは複数の中間周波数の信
号等に変換する。
The
準同期検波部138は、中間周波数の信号を周波数発振器により、直交検波し
、ベースバンドのアナログ信号を生成する。準同期検波部138に含まれる周波
数発振器は、送信装置100にある周波数発振器と独立して動作するため、一般
的にふたつの周波数発振器間の周波数は異なる。
The
AGC140は、ベースバンドのアナログ信号の振幅をAD変換部142のダ
イナミックレンジ内の振幅にするために、利得を自動的に制御する。
The
AD変換部142は、ベースバンドのアナログ信号をデジタル信号に変換する
。デジタル信号に変換するためのサンプリング間隔は、デジタル化による信号の
劣化を抑えるために、通常、シンボル間隔より短く設定する。ここでは、サンプ
リング間隔をシンボル間隔の1/2とする(以下、このサンプリング間隔でデジ
タル化された信号を「高速デジタル信号」という)。
The
タイミング検出部144は、高速デジタル信号から、最適なサンプリングタイ
ミングのベースバンド受信信号300を選択する。あるいは、高速デジタル信号
に対して、合成等の処理を施し、最適なサンプリングタイミングを有するベース
バンド受信信号300を生成する。
The
図6の逆拡散部172は、ベースバンド受信信号300を、予め規定されてい
る符号系列で相関処理する。図7のフーリエ変換部174は、ベースバンド受信
信号300を、フーリエ変換する。
The
図8は、タイミング検出部144の構成を示す。タイミング検出部144は、
遅延部146と総称する第1遅延部146a、第2遅延部146b、第n−1遅
延部146n−1、乗算部150と総称する第1乗算部150a、第2乗算部1
50b、第n−1乗算部150n−1、第n乗算部150n、データ記憶部15
2と総称する第1データ記憶部152a、第2データ記憶部152b、第n−1
データ記憶部152n−1、第nデータ記憶部152n、加算部154、判定部
156、主信号遅延部158、選択部160を含む。
FIG. 8 shows a configuration of the
First delay unit 146a,
50b, the (n-1)
First
A
遅延部146は、入力した高速デジタル信号を相関処理のために遅延させる。
高速デジタル信号のサンプリング間隔は、シンボル間隔の1/2であるが、遅延
部146の遅延量はシンボル間隔に設定されているため、ひとつおきの高速デジ
タル信号が乗算部150に出力される。
The delay unit 146 delays the input high-speed digital signal for correlation processing.
The sampling interval of the high-speed digital signal is ½ of the symbol interval, but since the delay amount of the delay unit 146 is set to the symbol interval, every other high-speed digital signal is output to the multiplier unit 150.
データ記憶部152は、タイミング同期のためのプリアンブル信号をそれぞれ
1シンボル記憶する。
The data storage unit 152 stores one symbol of each preamble signal for timing synchronization.
乗算部150は、高速デジタル信号とプリアンブル信号を乗算し、その結果は
加算部154で加算される。
The multiplier 150 multiplies the high-speed digital signal and the preamble signal, and the result is added by the
判定部156は、加算結果をもとに、最適なサンプリングタイミングを選択す
る。高速デジタル信号のサンプリング間隔はシンボル間隔の1/2であり、加算
に使用される高速デジタル信号の間隔はシンボル間隔であるため、ひとつおきの
高速デジタル信号に対する加算結果が、ひとつのサンプリングタイミングをずら
して2種類存在する。判定部156は、2種類の加算結果を比較し、加算結果が
大きい方のタイミングを最適なサンプリングタイミングと判定する。なお、この
判定は、1度の比較によってなされる必要はなく、数回の比較結果をもとになさ
れてもよい。
The determination unit 156 selects an optimal sampling timing based on the addition result. The sampling interval of the high-speed digital signal is 1/2 of the symbol interval, and the interval of the high-speed digital signal used for addition is the symbol interval, so the addition result for every other high-speed digital signal shifts one sampling timing. There are two types. The determination unit 156 compares the two types of addition results, and determines the timing with the larger addition result as the optimum sampling timing. Note that this determination need not be made by a single comparison, but may be made based on the results of several comparisons.
主信号遅延部158は、判定部156が最適なサンプリングタイミングを判定
するまで、高速デジタル信号を遅延させる。
The main
選択部160は、高速デジタル信号から、最適サンプリングタイミングに対応
するベースバンド受信信号300を選択する。ここでは、2個の連続した高速デ
ジタル信号のうち、1個を順次選択する。
The
図9は、信号処理部110に含まれる立ち上がり検出部122の構成を示す。
立ち上がり検出部122は、電力計算部162、判定部164を含む。
FIG. 9 shows the configuration of the rising
The rising
電力計算部162は、ベースバンド受信信号300の受信電力をそれぞれ計算
し、それらを合計することにより、すべてのアンテナ134によって受信される
信号の電力を求める。
The
判定部164は、受信電力を予め既定してある条件と比較し、その条件が満た
された場合に、バースト信号の先頭が検出されたと判定する。
The
図10は、立ち上がり検出部122の動作を示す。判定部164は、内部のカ
ウンタTをゼロにセットする(S10)。電力計算部162は、ベースバンド受
信信号300から受信電力を計算する(S12)。判定部164は、受信電力を
しきい値と比較し、しきい値より大きい場合(S14のY)、Tに1を加算する
(S16)。Tが規定されている値τより大きくなった場合(S18のY)、バ
ースト信号の先頭を検出したとする。バースト信号の先頭が検出されるまでは、
以上の処理を繰り返す(S14のN、S18のN)。
FIG. 10 shows the operation of the rising
The above process is repeated (N in S14, N in S18).
図11は、アンテナ決定部10の構成を示す。アンテナ決定部10は、レベル
測定部22と総称する第1レベル測定部22a、第2レベル測定部22b、第n
レベル測定部22n、選択部24を含む。
FIG. 11 shows the configuration of the
A
レベル測定部22は、制御信号306からバースト信号の先頭タイミングを認
識し、先頭のタイミングより所定の区間、ベースバンド受信信号300の電力を
それぞれ測定する。
The level measuring unit 22 recognizes the start timing of the burst signal from the
選択部24は、各ベースバンド受信信号300に対する電力を比較することに
よって、最大の電力を有するベースバンド受信信号300を選択し、その結果を
アンテナ選択信号314として出力する。
The
図12は、第1ウエイト計算部120aの構成を示す。第1ウエイト計算部1
20aは、切替部48、複素共役部50、主信号遅延部52、乗算部54、ステ
ップサイズパラメータ記憶部56、乗算部58、加算部60、遅延部62を含む
。
FIG. 12 shows the configuration of the first
20a includes a
切替部48は、制御信号306からバースト信号の先頭タイミングとトレーニ
ング信号302区間の終了タイミングを認識することによって、トレーニング信
号302区間においてトレーニング信号302を選択し、データ信号区間におい
て誤差信号308を選択する。
The switching
主信号遅延部52は、立ち上がり検出部122によって検出されるタイミング
と同期させるために、第1ベースバンド受信信号300aを遅延させる。
The main
乗算部54は、複素共役部50によって複素共役変換されたトレーニング信号
302あるいは誤差信号308と、主信号遅延部52によって遅延された第1ベ
ースバンド受信信号300aを乗算し、第1の乗算結果を生成する。
The
乗算部58は、第1の乗算結果にステップサイズパラメータ記憶部56で記憶
されているステップサイズパラメータを乗算し、第2の乗算結果を生成する。第
2の乗算結果は、遅延部62と加算部60により、フィードバックされた後に、
新たな第2の乗算結果と加算され、LMSアルゴリズムによって、加算結果が逐
次更新される。この加算結果が第1制御重み係数310aとして出力される。
The
The result is added with the new second multiplication result, and the addition result is sequentially updated by the LMS algorithm. The addition result is output as the first
図13は、ギャップ測定部14の構成を示す。ギャップ測定部14は、複素共
役部44、選択部64、バッファ部66、乗算部68を含む。
FIG. 13 shows the configuration of the
選択部64は、アンテナ選択信号314をもとに、トレーニング信号302区
間で有効にされているひとつの初期重み係数320に対応するベースバンド受信
信号300を選択する。
Based on the
バッファ部66は、制御信号306からバースト信号の先頭タイミングを認識
し、先頭タイミングでベースバンド受信信号300を出力する。
The
乗算部68は、複素共役部44で複素共役処理がされたトレーニング信号30
2とバッファ部66から出力されたひとつのベースバンド受信信号300を乗算
し、ギャップ誤差信号316を出力する。ここで、トレーニング信号302とベ
ースバンド受信信号300は、共にバースト信号の先頭信号であるとする。
The
2 is multiplied by one baseband received
図14は、ギャップ補正部16の構成を示す。ギャップ補正部16は、乗算部
70と総称する第1乗算部70a、第2乗算部70b、第n乗算部70nを含む
。
FIG. 14 shows the configuration of the
乗算部70は、制御信号306からトレーニング信号302区間の終了タイミ
ングを認識し、データ信号区間中において、制御重み係数310とギャップ誤差
信号316をそれぞれ乗算し、更新重み係数318を出力する。
The multiplier 70 recognizes the end timing of the
図15は、合成部118の構成を示す。合成部118は、遅延部166と総称
する第1遅延部166a、第2遅延部166b、第n遅延部166n、乗算部1
68と総称する第1乗算部168a、第2乗算部168b、第n乗算部168n
、加算部170を含む。
FIG. 15 shows the configuration of the
68, a
, An adding
遅延部166の遅延時間は、立ち上がり検出部122でバースト信号の先頭が
検出された後、初期ウエイトデータ設定部12からウエイト切替部18を介して
重み係数322がセットされるまでの時間なので、一般にその処理遅延は問題と
ならない。そのため、処理遅延の少ない合成処理が実現される。
The delay time of the delay unit 166 is a time from when the leading edge of the burst signal is detected by the rising
乗算部168は、遅延部166によって遅延されたベースバンド受信信号30
0と重み係数322を乗算する。加算部170は、すべての乗算結果を加算する
。
The multiplier 168 receives the baseband received signal 30 delayed by the delay unit 166.
Multiply 0 by the weighting factor 322.
以上の構成による受信装置106の動作は以下の通りである。複数のアンテナ
134によって受信された信号は、直交検波等によってベースバンド受信信号3
00に変換される。立ち上がり検出部122が、ベースバンド受信信号300よ
りバースト信号の先頭タイミングを検出すると、トレーニング信号302区間が
開始される。トレーニング信号302区間の先頭タイミングで、アンテナ決定部
10はひとつのベースバンド受信信号300を選択し、初期ウエイトデータ設定
部12は選択されたベースバンド受信信号300に対応する初期重み係数320
以外を無効にした初期重み係数320を設定する。
The operation of the receiving
Converted to 00. When the rising
An initial weighting coefficient 320 is set in which other than the above are invalidated.
トレーニング信号302区間中において、ウエイト切替部18は初期重み係数
320を重み係数322として出力し、合成部118はベースバンド受信信号3
00を重み係数322で重み付けして加算する。この間、ウエイト計算部120
は、LMSアルゴリズムにより制御重み係数310を更新している。データ信号
区間において、ギャップ補正部16は制御重み係数310をギャップ測定部14
で計算したギャップ誤差信号316で補正し、更新重み係数318として出力す
る。さらに、ウエイト切替部18は更新重み係数318を重み係数322として
出力し、合成部118はベースバンド受信信号300を重み係数322で重み付
けして加算する。
During the
00 is weighted with a weighting factor 322 and added. During this time, the weight calculation unit 120
Updates the control weighting coefficient 310 using the LMS algorithm. In the data signal section, the
Is corrected by the
実施の形態1によれば、トレーニング信号区間においても、重み係数の収束に
関係なく、合成処理を実行しているため、処理遅延を小さくできる。また、トレ
ーニング信号区間の重み係数にオムニアンテナパターンを使用しているため、周
囲に存在する無線局と通信可能である。また、オムニアンテナパターンとアダプ
ティブアンテナパターンの重み係数の切替を、スムーズに実行できる。
(実施の形態2)
実施の形態2は、実施の形態1と同様に、受信信号の重み付けをする重み係数
について、予め準備しているオムニアンテナパターンとLMSアルゴリズムによ
り更新されるアダプティブアレイアンテナパターンを切り替えることにより、受
信信号をほとんど遅延させずに重み係数で重み付けして合成する。実施の形態1
は、2種類の重み係数の切替を、バースト信号に含まれるトレーニング信号が終
了するタイミングで画一的に行った。一方、実施の形態2は、2種類の重み係数
の切替を、LMSアルゴリズムが予め定めた範囲に収束するタイミングで適応的
に行う。
According to the first embodiment, the processing delay can be reduced because the synthesizing process is executed in the training signal section regardless of the convergence of the weighting factor. Moreover, since the omni antenna pattern is used for the weighting coefficient of the training signal section, it is possible to communicate with surrounding radio stations. In addition, the switching of the weighting factor between the omni antenna pattern and the adaptive antenna pattern can be performed smoothly.
(Embodiment 2)
In the second embodiment, similarly to the first embodiment, the weighting coefficient for weighting the received signal is changed by switching the prepared omni antenna pattern and the adaptive array antenna pattern updated by the LMS algorithm. Are weighted with a weighting coefficient with almost no delay.
Switched the two types of weighting factors uniformly at the timing when the training signal included in the burst signal ends. On the other hand, in the second embodiment, switching between the two types of weighting factors is adaptively performed at a timing when the LMS algorithm converges to a predetermined range.
図16は、実施の形態2に係る受信装置106の構成を示す。構成は、図4の
受信装置106とほぼ同一であるが、信号として、収束情報324と総称する第
1収束情報324a、第2収束情報324b、第n収束情報324nを含む。
FIG. 16 shows the configuration of receiving
図4のウエイト切替部18は、トレーニング信号302区間において初期重み
係数320を選択し、データ信号区間において更新重み係数318を選択するよ
うに、初期重み係数320区間の終了タイミングをトリガーとして切替動作を行
っている。図16のウエイト切替部18は、切替の動作のトリガーをウエイト計
算部120における制御重み係数310が収束したタイミングとする。この収束
タイミングは、予め制御重み係数310の更新の変動に対する範囲を定めておき
、制御重み係数310の更新による変動が当該範囲内に収束したときに制御部1
24によって生成される。あるいは、その収束タイミングは、予め誤差信号30
8に対する範囲を定めておき、更新された誤差信号308がその範囲内になった
ときに制御部124によって生成されてもよい。
The
24. Alternatively, the convergence timing is determined in advance by the error signal 30.
A range for 8 may be defined and generated by the
制御部124は、収束タイミングを各部に必要に応じて通知し、各部はそのタ
イミングをもとに、各動作を実行する。
The
図17は、アンテナ決定部10の構成を示す。アンテナ決定部10は、切替部
72、レベル測定部74、記憶部76、選択部24を含む。
FIG. 17 shows the configuration of the
切替部72は、所定のタイミングで複数のベースバンド受信信号300を順次
切り替え、ひとつのベースバンド受信信号300を出力する。この切替は、複数
のバースト信号にまたがって行われてもよい。
The switching
レベル測定部74は、切替部72で選択されたベースバンド受信信号300の
電力を測定する。図11のアンテナ決定部10と異なり、複数のベースバンド受
信信号300の電力を同時に測定せず、ひとつずつ測定するため、レベル測定部
74に対する演算回路が小規模になる。
The
記憶部76は、計算されたベースバンド受信信号300の電力を記憶する。
The
図18は、ギャップ測定部14の構成を示す。図18のギャップ測定部14は
、図13のギャップ測定部14に、周波数誤差推定部78、期間測定部80、乗
算部82、複素数変換部84、複素共役部86、乗算部88が付加されている。
FIG. 18 shows the configuration of the
実施の形態2において、ウエイト計算部120による制御重み係数310の更
新を開始するタイミングが、図3に示すバーストフォーマットのロングプリアン
ブルの先頭である点が、実施の形態1の場合と異なる。ロングプリアンブルの先
頭から更新した制御重み係数310wiは、以下の通りである。ここで、制御重
み係数310は十分収束しているものとする。
The second embodiment is different from the first embodiment in that the timing at which the weight calculation unit 120 starts updating the control weight coefficient 310 is the head of the long preamble in the burst format shown in FIG. The control weighting coefficient 310wi updated from the head of the long preamble is as follows. Here, it is assumed that the control weight coefficient 310 has sufficiently converged.
成処理を行うと、合成結果は、以下の通りである。
ωを推定する。期間測定部80は、トレーニング信号302からショートプリア
ンブルの区間の時間sTを測定する。
Estimate ω. The
乗算部82は、周波数誤差とショートプリアンブルの区間の時間を乗算して、
ショートプリアンブル区間での位相誤差を求める。この位相誤差は、複素数変換
部84で複素数に変換され、複素共役部86で複素共役処理がなされる。
The
The phase error in the short preamble section is obtained. This phase error is converted into a complex number by the complex
乗算部88は、ひとつのベースバンド受信信号300と複素共役処理されたト
レーニング信号302の乗算結果と、上述の変換した位相誤差を乗算し、ギャッ
プ誤差信号316を生成する。
図19は、周波数誤差推定部78の構成を示す。周波数誤差推定部78は、主
信号遅延部26と総称する第1主信号遅延部26a、第2主信号遅延部26b、
第n主信号遅延部26n、乗算部28と総称する第1乗算部28a、第2乗算部
28b、第n乗算部28n、遅延部30と総称する第1遅延部30a、第2遅延
部30b、第n遅延部30n、複素共役部32と総称する第1複素共役部32a
、第2複素共役部32b、第n複素共役部32n、乗算部34と総称する第1乗
算部34a、第2乗算部34b、第n乗算部34n、平均部36、位相変換部3
8、トレーニング信号記憶部42を含む。
FIG. 19 shows the configuration of the
N-th main
, Second
8. A training
乗算部28は、主信号遅延部26で遅延したベースバンド受信信号300と、
複素共役変換されたトレーニング信号を乗算し、送信信号成分を含まない受信信
号Zi(t)を求める。
The multiplication unit 28 includes a
A training signal that has been subjected to complex conjugate transformation is multiplied to obtain a received signal Zi (t) that does not include a transmission signal component.
遅延部30と複素共役部32は、Zi(t)を遅延した後、複素共役に変換す
る。当該変換した信号とZi(t)は、乗算部34で乗算される。乗算結果Ai
は、以下の通りである。
The delay unit 30 and the complex conjugate unit 32 delay Zi (t) and then convert it into a complex conjugate. The converted signal and Zi (t) are multiplied by the multiplication unit 34. Multiplication result Ai
Is as follows.
平均部36は、各アンテナに対応する乗算結果を平均する。さらに、時間をシ
フトさせた乗算結果を使用してもよい。
The averaging
位相変換部38は、アークタンジェントROMを使用して、平均された乗算結
果Aを位相信号Bに変換する。
The
プ測定部14は、図18のギャップ測定部14に、カウンタ部90、乗算部92
、複素数変換部94、積算部96、積算部98、除算部40が付加されている。
ベースバンド受信信号300とトレーニング信号302の乗算が、図18のギャ
ップ測定部14においては、バースト信号の先頭信号のみで実行されるのに対し
て、図20のギャップ測定部14においては、所定時間実行され、その結果が平
均化される。
, A complex
While the multiplication of the baseband received
積算部98は、ベースバンド受信信号300とトレーニング信号302の乗算
結果を平均化するために、乗算結果を所定時間(以下、「平均化時間」という)
積算する。
The accumulating unit 98 averages the multiplication results of the
Accumulate.
カウンタ部90は、平均化時間に対応した位相誤差を、周波数誤差推定部78
から出力される周波数誤差から求めるために、シンボル間隔のカウントアップを
実行する。乗算部92は、カウンタ値ごとに、カウンタ値と周波数誤差を乗算し
て、各カウンタ値に対する位相誤差を求める。位相誤差は、複素数変換部94で
複素数に変換され、積算部96で平均化時間において、積算される。
The
In order to obtain from the frequency error output from, the symbol interval is counted up. The
除算部40は、積算部98で積算された乗算結果を積算部96で積算された位
相誤差で除算する。以降は、図18のギャップ測定部14と同一である。
The
以上の構成による受信装置106の動作は以下の通りである。複数のアンテナ
134によって受信された信号は、直交検波等によってベースバンド受信信号3
00に変換される。立ち上がり検出部122が、ベースバンド受信信号300よ
りバースト信号の先頭のタイミングを検出すると、トレーニング信号302区間
が開始される。トレーニング信号302区間の先頭タイミングで、アンテナ決定
部10はひとつのベースバンド受信信号300を選択し、初期ウエイトデータ設
定部12は選択されたベースバンド受信信号300に対応する初期重み係数32
0以外を無効にした初期重み係数320を設定する。その後、ウエイト切替部1
8は初期重み係数320を重み係数322として出力し、合成部118はベース
バンド受信信号300を重み係数322で重み付けして加算する。
The operation of the receiving
Converted to 00. When the rising
An initial weighting coefficient 320 in which a value other than 0 is invalidated is set. Thereafter, the
8 outputs the initial weighting coefficient 320 as the weighting coefficient 322, and the
この間、ウエイト計算部120は、LMSアルゴリズムにより、制御重み係数
310を更新している。制御重み係数310が予め規定した範囲に収束すると、
制御部124の指示により、ギャップ補正部16は制御重み係数310をギャッ
プ測定部14で計算したギャップ誤差信号316で補正し、更新重み係数318
として出力する。さらに、ウエイト切替部18は更新重み係数318を重み係数
322として出力し、合成部118はベースバンド受信信号300を重み係数3
22で重み付けして加算する。
During this time, the weight calculation unit 120 updates the control weight coefficient 310 using the LMS algorithm. When the control weight coefficient 310 converges to a predetermined range,
In response to an instruction from the
Output as. Further, the
22 is weighted and added.
実施の形態2によれば、トレーニング信号区間においても、重み係数の収束に
関係なく、合成処理を実行しているため、処理遅延を小さくできる。また、2種
類の重み係数の切替を適応アルゴリズムの収束タイミングにもとづいて行うため
、トレーニング信号期間中に適応アルゴリズムが収束した場合に、それを重み係
数に反映させて、受信特性を向上できる。
According to the second embodiment, the processing delay can be reduced because the synthesizing process is executed in the training signal section regardless of the convergence of the weighting factor. In addition, since switching between the two types of weighting factors is performed based on the convergence timing of the adaptive algorithm, when the adaptive algorithm converges during the training signal period, it can be reflected in the weighting factors to improve reception characteristics.
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、
それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと
、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところで
ある。
The present invention has been described based on the embodiments. This embodiment is exemplary,
It will be understood by those skilled in the art that various modifications can be made to combinations of these components and processing processes, and such modifications are within the scope of the present invention.
実施の形態において、初期ウエイトデータ設定部12は、アンテナ決定部10
によって選択された最大電力を有するひとつのベースバンド受信信号300に対
応する初期重み係数320に対して、有効な値を設定し、残りは無効な値を設定
している。しかし、初期重み係数320の値は電力をもとに設定される必要はな
い。例えば、固定的にひとつの初期重み係数320が有効な値に設定され、残り
は無効な値に設定されてもよい。その場合、アンテナ決定部10は不要となる。
In the embodiment, the initial weight
A valid value is set for the initial weighting coefficient 320 corresponding to one baseband received
実施の形態において、初期ウエイトデータ設定部12は、アンテナ決定部10
によって選択された最大電力を有するひとつのベースバンド受信信号300に対
応する初期重み係数320に対して、有効な値を設定し、残りは無効な値を設定
している。しかし、初期重み係数320に対して、オムニアンテナパターンとな
るような重み付けが設定されなくてもよい。例えば、既に受信したバースト信号
で使用した更新重み係数318あるいは制御重み係数310を設定してもよい。
無線伝搬環境の変動が小さい場合、このような設定でも受信特性の劣化は少ない
と考えられる。
In the embodiment, the initial weight
A valid value is set for the initial weighting coefficient 320 corresponding to one baseband received
When the fluctuation of the radio propagation environment is small, it is considered that there is little deterioration in reception characteristics even with such a setting.
実施の形態において、ウエイト計算部120は、適応アルゴリズムとしてLM
Sアルゴリズムを使用している。しかし、これ以外のRLSアルゴリズムなどが
使用されてもよく、さらに、重み係数が更新されなくてもよい。つまり、想定さ
れる無線伝搬環境や演算回路規模などに応じて、選択されればよい。
In the embodiment, the weight calculation unit 120 uses the LM as an adaptive algorithm.
S algorithm is used. However, other RLS algorithms or the like may be used, and the weighting coefficient may not be updated. In other words, the selection may be made according to the assumed radio propagation environment, arithmetic circuit scale, and the like.
実施の形態1において、立ち上がり検出部122は、ベースバンド受信信号3
00の電力を計算し、それをもとにバースト信号の立ち上がりを検出している。
しかし、バースト信号の立ち上がり検出は、これ以外の構成によって実現されて
もよい。例えば、タイミング検出部144の構成として示したマッチドフィルタ
により検出することも可能である。つまり、正確にバースト信号の立ち上がりが
検出されればよい。
In the first embodiment, the rising
The power of 00 is calculated and the rising edge of the burst signal is detected based on the calculated power.
However, the rising edge detection of the burst signal may be realized by a configuration other than this. For example, it can be detected by a matched filter shown as the configuration of the
実施の形態1において、初期重み係数320を重み係数322とする時間をト
レーニング信号区間とした。しかし、これに限られず、例えば、トレーニング信
号区間より短い時間であってもよい。つまり、トレーニング信号区間の長さと、
要求される推定精度により、設定されればよい。
In the first embodiment, the time when the initial weighting factor 320 is the weighting factor 322 is set as the training signal interval. However, the present invention is not limited to this. For example, the time may be shorter than the training signal interval. That is, the length of the training signal interval,
It may be set depending on the required estimation accuracy.
実施の形態2において、周波数誤差推定部78に含まれる遅延部30の遅延時
間を1シンボルとした。しかし、この遅延時間はこれに限られない。例えば、2
シンボルやトレーニング信号の最初と最後のシンボルの間隔としてもよい。つま
り、遅延部30の遅延時間は、周波数発振器の安定度と要求される周波数偏差推
定精度などによって最適なものとすればよい。
In the second embodiment, the delay time of the delay unit 30 included in the frequency
It may be the interval between the first and last symbols of a symbol or training signal. That is, the delay time of the delay unit 30 may be optimized depending on the stability of the frequency oscillator and the required frequency deviation estimation accuracy.
10 アンテナ決定部、 12 初期ウエイトデータ設定部、 14 ギャッ
プ測定部、 16 ギャップ補正部、 18 ウエイト切替部、 20 同期検
波部、 100 送信装置、 102 変調部、 104 RF部、 106
受信装置、 108 RF部、 110 信号処理部、 112 復調部、 1
14 前処理部、 116 BB入力部、 118 合成部、 120 ウエイ
ト計算部、 122 立ち上がり検出部、 124 制御部、 126 トレー
ニング信号記憶部、 128 判定部、 130 加算部、 132 アンテナ
、 134 アンテナ、 300 ベースバンド受信信号、 302 トレーニ
ング信号、 306 制御信号、 308 誤差信号、 310 制御重み係数
、 314 アンテナ選択信号、 316 ギャップ誤差信号、 318 更新
重み係数、 320 初期重み係数、 322 重み係数、 324 収束情報
。
DESCRIPTION OF
Receiving device, 108 RF unit, 110 signal processing unit, 112 demodulating unit, 1
14 Pre-processing unit, 116 BB input unit, 118 synthesis unit, 120 weight calculation unit, 122 rise detection unit, 124 control unit, 126 training signal storage unit, 128 determination unit, 130 addition unit, 132 antenna, 134 antenna, 300 base Band received signal, 302 training signal, 306 control signal, 308 error signal, 310 control weight factor, 314 antenna selection signal, 316 gap error signal, 318 update weight factor, 320 initial weight factor, 322 weight factor, 324 convergence information.
Claims (17)
少なくともひとつのバースト信号でのトレーニングの部分の期間において、第1信号と第2信号に対する信号強度を測定するステップと、 Measuring the signal strength for the first signal and the second signal during a portion of the training portion with at least one burst signal;
測定した信号強度をもとに、第1信号あるいは第2信号を選択するために使用される重み係数の第1の組み合わせを決定するステップと、 Determining a first combination of weighting factors used to select the first signal or the second signal based on the measured signal strength;
少なくともひとつのバースト信号でのトレーニングの部分を受信するために、重み係数の第1の組み合わせをアレイ合成に適用するステップと、 Applying a first combination of weighting factors to array synthesis to receive a portion of training with at least one burst signal;
重み係数の第2の組み合わせを決定するために、少なくともひとつのバースト信号でのトレーニングの部分の期間において、第1信号と第2信号に対して、記憶した参照信号との相関処理を実行するステップと、 Performing a correlation process of the stored reference signal on the first signal and the second signal during a portion of the training with at least one burst signal to determine a second combination of weighting factors When,
少なくともひとつのバースト信号でのデータの部分の前における固定タイミングにおいて、重み係数の第2の組み合わせをアレイ合成に適用するステップと、 Applying a second combination of weighting factors to array synthesis at a fixed timing before a portion of data in at least one burst signal;
を含むことを特徴とする受信方法。 A receiving method comprising:
前記第2信号から第2の立ち上がりを検出するステップと、 Detecting a second rising edge from the second signal;
第1の立ち上がりあるいは第2の立ち上がりをもとに、タイミング制御信号を生成するステップと、 Generating a timing control signal based on the first rising edge or the second rising edge;
をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の受信方法。 The receiving method according to claim 1, further comprising:
少なくともひとつのバースト信号でのトレーニングの部分の期間において、第1信号と第2信号に対する信号強度を測定するアンテナ決定部と、 An antenna determining unit for measuring signal strengths for the first signal and the second signal during a portion of the training with at least one burst signal;
測定した信号強度をもとに、第1信号あるいは第2信号を選択するために使用される重み係数の第1の組み合わせを決定する初期ウエイトデータ設定部と、 An initial weight data setting unit for determining a first combination of weighting factors used for selecting the first signal or the second signal based on the measured signal strength;
少なくともひとつのバースト信号でのトレーニングの部分を受信するために、重み係数の第1の組み合わせをアレイ合成に適用するウエイト切替部と、 A weight switching unit that applies the first combination of weighting factors to the array synthesis to receive a portion of training with at least one burst signal;
重み係数の第2の組み合わせを決定するために、少なくともひとつのバースト信号でのトレーニングの部分の期間において、第1信号と第2信号に対して、記憶した参照信号との相関処理を実行するウエイト計算部を含み、 A weight for performing correlation processing between the first signal and the second signal with the stored reference signal during the training portion of at least one burst signal to determine the second combination of weighting factors Including the calculator,
前記ウエイト切替部は、少なくともひとつのバースト信号でのデータの部分の前における固定タイミングにおいて、重み係数の第2の組み合わせをアレイ合成に適用することを特徴とする受信装置。 The weight switching unit applies a second combination of weighting factors to array synthesis at a fixed timing before a data portion of at least one burst signal.
前記第1アンテナの端子からの第1信号と、前記第2アンテナの端子からの第2信号であって、かつトレーニングの部分とデータの部分を有した少なくともひとつのバースト信号である第1信号と第2信号を送信装置からそれぞれ受信する入力部と、 A first signal from a terminal of the first antenna, a second signal from a terminal of the second antenna, and a first signal that is at least one burst signal having a training portion and a data portion; An input unit for receiving the second signal from the transmission device;
少なくともひとつのバースト信号でのトレーニングの部分の期間において、第1信号と第2信号に対する信号強度を測定するアンテナ決定部と、 An antenna determining unit for measuring signal strengths for the first signal and the second signal during a portion of the training with at least one burst signal;
測定した信号強度をもとに、第1信号あるいは第2信号を選択するために使用される重み係数の第1の組み合わせを決定する初期ウエイトデータ設定部と、 An initial weight data setting unit for determining a first combination of weighting factors used for selecting the first signal or the second signal based on the measured signal strength;
少なくともひとつのバースト信号でのトレーニングの部分を受信するために、重み係数の第1の組み合わせをアレイ合成に適用するウエイト切替部と、 A weight switching unit that applies the first combination of weighting factors to the array synthesis to receive a portion of training with at least one burst signal;
重み係数の第2の組み合わせを決定するために、少なくともひとつのバースト信号でのトレーニングの部分の期間において、第1信号と第2信号に対して、記憶した参照信号との相関処理を実行するウエイト計算部を含み、 A weight for performing correlation processing between the first signal and the second signal with the stored reference signal during the training portion of at least one burst signal to determine the second combination of weighting factors Including the calculator,
前記ウエイト切替部は、少なくともひとつのバースト信号でのデータの部分の前における固定タイミングにおいて、重み係数の第2の組み合わせをアレイ合成に適用することを特徴とする受信装置。 The weight switching unit applies a second combination of weighting factors to array synthesis at a fixed timing before a data portion of at least one burst signal.
前記第1アンテナの端子からの第1信号と、前記第2アンテナの端子からの第2信号であって、かつトレーニングの部分とデータの部分を有した少なくともひとつのバースト信号である第1信号と第2信号を送信装置からそれぞれ受信する入力部と、 A first signal from a terminal of the first antenna, a second signal from a terminal of the second antenna, and a first signal that is at least one burst signal having a training portion and a data portion; An input unit for receiving the second signal from the transmission device;
少なくともひとつのバースト信号でのトレーニングの部分の期間において、第1信号と第2信号に対する信号強度を測定するアンテナ決定部と、 An antenna determining unit for measuring signal strengths for the first signal and the second signal during a portion of the training with at least one burst signal;
測定した信号強度をもとに、第1信号あるいは第2信号を選択するために使用される重み係数の第1の組み合わせを決定する初期ウエイトデータ設定部と、 An initial weight data setting unit for determining a first combination of weighting factors used for selecting the first signal or the second signal based on the measured signal strength;
少なくともひとつのバースト信号でのトレーニングの部分を受信するために、重み係数の第1の組み合わせをアレイ合成に適用するウエイト切替部と、 A weight switching unit that applies the first combination of weighting factors to the array synthesis to receive a portion of training with at least one burst signal;
重み係数の第2の組み合わせを決定するために、少なくともひとつのバースト信号でのトレーニングの部分の期間において、第1信号と第2信号に対して、記憶した参照信号との相関処理を実行するウエイト計算部を含み、 A weight for performing correlation processing between the first signal and the second signal with the stored reference signal during the training portion of at least one burst signal to determine the second combination of weighting factors Including the calculator,
前記ウエイト切替部は、少なくともひとつのバースト信号でのデータの部分の前における固定タイミングにおいて、重み係数の第2の組み合わせをアレイ合成に適用することを特徴とする無線移動局。 The weight switching unit applies a second combination of weighting factors to array synthesis at a fixed timing before a data portion of at least one burst signal.
前記第1アンテナの端子からの第1信号と、前記第2アンテナの端子からの第2信号であって、かつトレーニングの部分とデータの部分を有した少なくともひとつのバースト信号である第1信号と第2信号を送信装置からそれぞれ受信する入力部と、 A first signal from a terminal of the first antenna, a second signal from a terminal of the second antenna, and a first signal that is at least one burst signal having a training portion and a data portion; An input unit for receiving the second signal from the transmission device;
少なくともひとつのバースト信号でのトレーニングの部分の期間において、第1信号と第2信号に対する信号強度を測定するアンテナ決定部と、 An antenna determining unit for measuring signal strengths for the first signal and the second signal during a portion of the training with at least one burst signal;
測定した信号強度をもとに、第1信号あるいは第2信号を選択するために使用される重み係数の第1の組み合わせを決定する初期ウエイトデータ設定部と、 An initial weight data setting unit for determining a first combination of weighting factors used for selecting the first signal or the second signal based on the measured signal strength;
少なくともひとつのバースト信号でのトレーニングの部分を受信するために、重み係数の第1の組み合わせをアレイ合成に適用するウエイト切替部と、 A weight switching unit that applies the first combination of weighting factors to the array synthesis to receive a portion of training with at least one burst signal;
重み係数の第2の組み合わせを決定するために、少なくともひとつのバースト信号でのトレーニングの部分の期間において、第1信号と第2信号に対して、記憶した参照信号との相関処理を実行するウエイト計算部を含み、 A weight for performing correlation processing between the first signal and the second signal with the stored reference signal during the training portion of at least one burst signal to determine the second combination of weighting factors Including the calculator,
前記ウエイト切替部は、少なくともひとつのバースト信号でのデータの部分の前における固定タイミングにおいて、重み係数の第2の組み合わせをアレイ合成に適用することを特徴とする無線装置。 The weight switching unit applies the second combination of weighting factors to array synthesis at a fixed timing before a data portion in at least one burst signal.
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