JP4294486B2 - 受信経路を選定する方法及び数受信経路を有する受信装置 - Google Patents

Description

本発明は、少なくとも２つの受信経路を有する装置について受信経路を選定する方法に関するものである。本発明は更に、該選定する方法を用いる、少なくとも２つの受信経路を有する、受信装置に関するものである。

いくつかの伝送システムは干渉に非常に影響を受けやすい周波数帯を用いる。これは特に、5GHz近くで動作するシステムについてあてはまる。該伝送を有用なものにする既知の解決策は数多くある。該既知の解決策の中でも、情報冗長性のあるマルチキャリア変調は良好な伝送特性を得ることを可能にする。更に、いくつかのアンテナを、最良品質信号を受信するアンテナを受信時に選定することによって、用いる既知のものがある。

既知の受信システムには同じ受信チャネルを用いる２つのアンテナを切り替えて用いるものがある。伝送バーストを受信する前に２つの受信経路を評価するのに、2つの連続するテスト・バーストを受信するよう備えるものである。受信するようスタンド・バイ状態にある間、評価回路は第１アンテナを、自動利得制御のある増幅器の入力に、接続するようスイッチを合わせる。第１テスト・バーストを受信すると、評価回路において受信された信号の電力が測定される。該電力は自動利得制御のある増幅器の利得基準値を再生することによって測定される。評価回路は更に、第２アンテナを増幅器の入力に接続して第２アンテナによって受信された電力を測定するようスイッチを合わせる。２つのテスト・バーストの終了時に、評価回路は最強受信信号に相当するアンテナにスイッチを合わせる。

マルチキャリア変調の場合、信号の分布は種々のキャリア間で一様でないことが考えられる。信号の総電力の測定値はしたがって当該伝送の真の特性を示さないことがある。更に、受信経路の選定は受信信号の電力に限定されないことがある。

別の手法は経路毎に訂正された誤りの数を総計するよう誤り訂正回路を用いることによって構成される。しかしながら、そのような手法は経路を選定するのに極めて長いシーケンスを必要とする。次に、経路を評価する時間を増すことによって伝送ビット・レートは低下する。更に、そのような評価は訂正誤りレートに行われるが、経路が訂正可能性の限度にあるかもしれないことを判定することを可能にするものでない。

本発明はデータ受信システムにおけるチャネルを、マルチキャリア変調を用いて評価する方法を設ける。受信データ・ストリームと同時に信頼指標のストリームを設けるよう、信頼指標が受信データ項目毎に判定される。該信頼指標は受信データと同様に配列される。

本発明は、複数のキャリア上で同時に変調された信号を受信するよう、少なくとも２つの受信経路を有する装置について受信経路を選定する方法であって、各キャリアはシンボル列をトランスポートし、全てのキャリア上を同時に伝送される全てのシンボルはシンボル列を形成し、少なくとも一評価期間において受信経路の評価が別個に実施される。受信経路毎に、かつ、該評価期間において、信頼指標が、各キャリア及び各受信シンボルに相当する信号について判定されて、受信シンボルは更に、信頼指標のストリームが割り当てられるビットストリームに変換され、各信頼指標は受信シンボルの1ビットに割り当てられ、信頼指標のストリームは該ビットストリームと同様に配列される。

信頼指標の語は各キャリアの受信信頼性を表すデータ項目を意味することがわかる。理想的には、信頼指標はキャリアの信号対雑音比である。信頼指標は、キャリアの復調中に実行されたキャリアに対する電力測定に相当することが好適である。

信頼指標のストリームは該データに関連する指標の移動平均値によって利用し得る。該移動平均は誤り訂正可能性を表すよう、同時に受信されたデータ・パケットよりも小さいデータ・パケットに相当する信頼指標群に行われる。

移動平均値は小さい数の信頼指標について生成されることが好適であり、該小さい数は複数のキャリア上で同時に伝送し得る総ビット数よりも少なくて、該移動平均値はどれが最良の受信経路であるかを判定する役目を担う。

第１実施例によれば、経路を評価する基準は評価期間において経路について得られた最小移動平均値に相当する。選択経路は最小移動平均値の最高値に相当する。

第２実施例によれば、経路毎に信号を受信する平均電力値が評価時間中に測定され、更に最小移動平均値が評価時間中に判定されて、平均受信電力値が最小移動平均値と合算される。経路は平均電力値と最小移動平均値とを合算したものの関連で選択される。

受信開始時での如何なる移行期間をも除去するよう、評価期間は評価バーストに対応し、各キャリア上で少なくとも１つのシンボルが受信された後に一経路について開始する。

本発明は更に、複数のキャリア上で変調された信号を受信する装置であり、各キャリアはシンボルの列をトランスポートし、複数のキャリア上で同時に受信された全てのシンボルがシンボル列を形成する。該装置は少なくとも２つの受信経路、種々のキャリアによって受信されたシンボルを復調する復調装置、受信シンボル列を受信ビットストリームに変換するコード変換装置、復調中に各キャリアについて各シンボルに関連した信頼指標を判定する少なくとも1つの装置、キャリア毎に判定された信頼指標をビットストリームと同様に配列された信頼指標ストリームに変換する、少なくとも１つの配列装置を有し、各信頼指標は1ビットに関連する。

信頼指標がキャリア電力の測定値であって、該装置が信頼指標にスライド平均を実行する装置を有することが好適である。

更に、該装置は評価期間中に実行された移動平均値の最小値を判定する装置を有する。

本発明は、以下の説明、更には添付図面、を理解することによって、更によくわかり、他の特定の特徴及び効果が明らかになるものである。

図１は伝送シーケンスの経過を表す。伝送メッセージは３つのバーストに分割される。第1バーストE1は第１受信経路を評価する役目を担って第２バーストE2は第２受信経路を評価する役目を担う。有用なデータを有するバーストは更に、伝送されて最良受信経路上で受信される。

バーストE1及びE2は同一のもので短持続期間のものなので有用ビット・レートは低下しない。例として、バーストE１及びE２は２４μｓの間持続する。伝送メッセージを構成する3つのバーストは、受信経路を切り替える時間を設けるよう、非常に短い持続期間、例えば２μｓ間、によって隔てられている。伝送メッセージは伝送開始時の２つの経路の評価がその終わりまで有効であるよう、可変持続期間、例えば多くて５ｍｓ、を有し得る。伝搬条件が許せば、伝送メッセージの持続期間は更に長いものであり得る。

図２の装置は、OFDM（直交周波数分割多重）変調の名前でよく知られる、マルチキャリア変調信号を受信する装置を表す。当該例においては、キャリアの数はｎで、ｎは例えば、１６に等しい整数である。ｎのキャリアは、各々がシンボルをトランスポートできるよう、同時に位相変調及び振幅変調される。例として、各キャリアに用いられる変調は、例えば、４ビットによって規定されたシンボルに相当する、１６ポイントのコンスタレーションを用いることによるQAM（直交振幅変調）のタイプのものである。キャリアの数、ポイントの数及びコンスタレーションのタイプは当業者のニーズに応じて変更し得る。

受信装置は、各々がアンテナ１０１及び１０２に対応する、２つの受信経路を用いる。アンテナ１０１及び１０２は、受信する信号のエコーの組み合わせが異なるものであるよう、例として、例えば受信信号の平均波長が約６ｃｍに対して５ｃｍの距離、によって、隔てられている。そのような装置は、少なくとも１つのアンテナについて良好に受信する確率を増やすので、エコーに関連した伝送障害を低減することを可能にする。他のアンテナの追加は更に、良好な受信の確率を向上するが、動作を簡単にする理由で、アンテナは２つに限定することが望ましい。

いくつかのアンテナを用いることによって受信チャネルを増やすことが必要になる。しかしながら、コストを制限するよう共通受信チャネルを用いることが知られている。各経路は順次に、有用なデータを送信することが要求される送出器から入力される評価バーストE1及びE２の受信時に、評価される。評価バーストの数はアンテナの数、したがって、当該波について考えられる経路の数に等しい。スイッチ１０３は、アンテナ１０１又は１０２の何れが受信チャネルに接続されているかを選定することを可能にする。

増幅器１０４は受信チャネルの第１構成部分を構成し、該入力はスイッチ１０３経由でアンテナ１０１又は１０２の何れかに接続される。増幅器１０４は、自動利得制御のある増幅器で、第１出力には、所定の電力レベルまでの増幅入力信号を、第２出力には、所定の電力レベルを得るよう、入力と出力との間で行われる増幅を表す、利得基準値情報を、供給する。

第１フィルタ１０５は、有用な帯域を選定するよう、増幅器１０４に接続される。混合器１０６及び発振器１０７は有用帯域をベース・バンドに転置する。第２フィルタ１０８はベース・バンドのみを選定して該転置から結果として生じる画像周波数を取り除く。算定回路１０９は第２フィルタから出力される信号のアナログ/ディジタル変換を行って高速フーリエ変換（FFT）を行う。算定回路１０９はｎのキャリアの各々を表すｎの信号を供給する。

等化回路１１０は個別にnの信号の各々をフィルタする。復号回路１１１は各信号を復号化すると同時にシンボルの変調に用いられたコンスタレーションに相当するシンボルを組み合わせる。復号回路１１１は、等化回路１１０に対して、復号シンボルと対応する理想的なシンボルとの間の差異を供給する。等化回路１１０はフィルタのフィルタ特性を変更して各キャリア上で信号を個別に最適化する。復号回路１１１は受信シンボルをビットストリームに誤り訂正回路１１２で変換する。ビットストリームは、可変の数の導線上を直列又は並列によって伝送し得る。

算定回路１０９、等化回路１１０及び復号回路１１１が復調回路を構成する。当該例においては、変調回路の構成部分を別個に表すが、これらの構成部分は多少、混ぜ合わせられていることもあり得る。更に、これらの構成部分は復調を最適化するよう部分的に複製されていることもあり得る。

伝送を最適化するよう、構成部分を追加し得る。逆スクランブル器１１３を復号回路１１１と誤り訂正回路１１２との間に配置し得る。逆スクランブル器１１３は種々のキャリアによって受信されたビットを混ぜ合わせる役目を担う。そのような回路は伝送されるビットがキャリア間で混ぜ合わせられる場合に、いくつかのキャリアに及ぶ雑音源に対する耐性を強化するよう、用いられる。

伸長回路１１４を復号回路１１１と誤り訂正回路１１２との間に追加し得る。伸長回路１１４は伝送時に取り除かれた冗長ビットを付加する役目を担う。冗長ビットを抑制することによって誤り訂正特性を低下させる影響がある。そのような装置は誤り訂正符号の誤りに対する耐性を低下させるが更に高いデータ・ビット・レートを有することを可能にする。

逆スクランブル器１１３及び伸長回路１１４は、よくわかるように、２つの別個の回路として表している。両方の機能を同時に実行する単一の回路を示すことも考えられる。

上記の構成部分は当業者にはわかるものであって他の同等の構造によって置き換え得る。

例として、図３はシンボルS1乃至S16の列を受信する場合の当該装置の動作を示す。当該例においては、シンボルS1乃至S16の列は当業者が通常OFDMシンボルと呼ぶものに相当し、当該シンボルの列は当該伝送に用いられる全てのキャリア上を同時に伝送される全てのシンボルを有する。等化器１１０の出力では、シンボルS1乃至S16をトランスポートする１６のキャリアが復号回路１１１に備えられている。復号回路１１１はシンボルを識別して４ビットを各々のシンボルに対応させて、ｂ０乃至ｂ６３の６４ビットを設ける。逆スクランブル器１１３は、連続するビットが常にお互いから隔てられたキャリアから来るよう、ビットの配列を変更して雑音の影響を１つのキャリアに局所化させる。伸長回路１１４は、伝送中に取り除かれたビット位置に相当する、例えば、ｂ‘１乃至ｂ’１６の一様分布ビットを付加する。付加ビットｂ‘１乃至ｂ’１６は任意に固定されて誤りとみなされる。このように形成されたビットストリームは更に誤り訂正回路１１２に渡される。

誤り訂正回路１１２は、例えば、畳み込み符号を用いるヴィテルビ復号器である。ビットストリームは直列で、直列で訂正されたビットストリームを設ける誤り訂正回路によって受信される。訂正ビットのストリームの各ビットは、入力ビットストリームの特定のビット数、例えば１６ビット、に及んで行われる畳み込みに相当する。訂正ビットストリームは冗長ビットを抑制することから結果として生じる更に少ないビット数を有する。例として、そのような誤り訂正のタイプにおいては通常、伝送するビットの数に等しい冗長ビット数を用いる。

シンボル列が新たに受信されると、上記と同様な処理を経る。いくつかの受信シンボル列から結果として生じるビットストリームはその後、単一のビットストリームに形成させられる。

本発明によって経路を評価するよう、次に図２及び４を同時に参照する。図４は、経路評価を考慮することによって、図３に対応する。等化回路１１０は各々がｎのフィルタ信号を供給する当該フィルタのCG1乃至CG16のｎの利得基準点を設ける。対応回路１２１は、電力情報P1乃至P16のストリームを組み立て、当該１ビットは電力情報の各項目に関連する。

混合回路は該電力情報を逆スクランブル器１１３と同様に再編成して電力情報の当該ストリームを当該ビットストリームと同様な配列に編成する。並列伸長回路１２３は付加電力情報P’1乃至P’１６を、伸長回路１１４によって付加された各ビットb’１乃至b’１６に対応して、付加する。付加電力情報P’1乃至P‘１６は、該付加ビットが誤りである可能性があってそれに割り当てられる信頼性がゼロであるので、ゼロに等しい。シンボル列を受信することにリンクされた電力情報はその後、単一の電力情報ストリームを形成するよう、先行する電力情報ストリームと集約される。

算定回路１２４は電力情報を誤り訂正回路１１２によって受信されたビットと同様な配列によって受信する。算定回路１２４は移動平均値MGを電力情報について生成する。移動平均値の語は当該情報ストリームが有する情報項目を平均値と同じ数、生成することを意味するものであり、各平均値は有意の数の連続する電力情報項目に及んで生成される。有意の数の語は連続するビットの数を意味し、該連続するビットが誤りの場合、訂正されていない誤りを有するリスクにつながる。１６の連続するビットを考慮した畳み込み符号を用いた訂正回路においては、移動平均値を１６の連続する電力情報項目について生成することが理想的である。しかしながら、６つのみの電力情報項目に及ぶ移動平均値を用いることによって良好な結果が得られる。

種々の移動平均値MGは評価回路１３０に供給され、該回路は評価期間中において実行された移動平均から経路の受信品質を判定する。いくつかの方法が考えられる。伝送中に「アンラッチ」する可能性が最も少ない経路を判定しようとすることが望ましい。この目的で、経路の評価バーストE1又はE2の間に、評価経路について生成された移動平均値の最小値が記憶される。両方の経路が評価されると、評価回路は最小値が最高値である経路を選定する。

経路を評価するよう、異なるキャリアの配置に相当するすべてのビット列を検査できることが望ましい。単一のシンボル列の受信がしたがって十分であり得る。一方、第１シンボル列の受信は伝送経路を表したものでないことがあり、これは特に経路を切り変える場合及び検査される経路に対して終端された等化回路を調節する場合にあてはまる。受信経路の評価はいくつかのシンボル列、例えば、３つの列、を受信した後に、開始することが望ましい。受信チャネルが完全に分離されると、そのような考慮点は無視し得る。

このように行われた経路の評価は訂正前のビット群の誤りの確率を反映する。したがって経路は訂正できない誤りの確率を最小化するよう選択される。

本発明は平均受信電力値を合算することによって改良し得る。平均受信電力値は増幅器１０４の利得基準点を再生することによって得られる。評価回路は、各経路について、平均受信電力値を最小移動平均値と合算する。

例えば、評価パラメータPEは以下の式：
PE＝PM＋KxMG_min
によって各経路について算定される。

PMは経路評価期間中に増幅器１０４を用いて得られた平均受信電力値（ｄB表示）である。MG_minはチャネル評価期間中での移動平均値（ｄB表示）の最小値である。Kは項MG_minの重みを項PMの重みに対してバランスする役目を担う重み付け係数である。

上記のように、各経路の平均受信電力値は経路の選択を行うのに十分有意でないが、これは該電力値が各キャリアの受信電力値を考慮していないからである。一方、各キャリアの電力値を正確に測定しようとする場合、該測定値は、増幅器１０４によってひずみがもたらされる。係数Kは、移動平均値が６乃至１６ビットに相当すると同時に平均電力値が、当該例においては、６４ビットに相当するシンボル列の受信時に算定されることを考慮して、バランスさせる役目を担う。

例示的実施例は当業者によって別の変形例によって形成し得る好適実施例に相当する。上記実施例においては、２つの受信経路はアンテナ以外では共通の受信チャネルを用いる。当業者は受信経路を受信チャネルの別の位置に切り替えることが可能である。受信チャネルがアンテナから等化回路に複製された場合、２つの受信経路は同様な評価期間について同時に評価し得る。その場合、電力情報のストリームの抽出及び生成の役目を担う全ての構成部分を複製することが適切である。

好適実施例では、容易でかつ効果的な評価を得るよう、移動平均値が生成される。しかしながら、電力情報のストリームを違ったかたちで扱ってもよく、重要なことは受信ビットストリームを表す電力情報のストリームに基づいた受信経路の比較を行うことができるということである。

上記の例においては、評価は各ビットに関連する電力測定値について行われる。本発明において重要なことは各ビットに関連する信頼指標を用いて経路を評価して経路の真の誤り確率を反映させることである。電力情報を用いることによって比較的信頼できる指標を有することが可能になる。電力測定値は、更に有意のものであるが更に複雑でしたがって実施するのに更に高価なものである、各キャリアの信号対雑音比のような、別のパラメータと取り替えてもよい。

別の変形例は、更に高い正確性を有することを可能にするもので、性能の低下を電力の関数として表す関数を用いることを有する。そのような関数は各電力情報項目に、又は直接、移動平均値に、さもなければ、最小移動平均値のみに用い得る。例として、以下の：
PE’=PM+F（MG_min）
のタイプの評価パラメータPE’を用いることが考えられ、F(x)は結果として所定の電力情報平均値について見られる性能の低下を表す関数である。

一般に、当該例は１６キャリアの、各キャリアにQAM１６タイプの変調を用いた、OFDMタイプの伝送装置を表すものである。キャリアの数は本発明を何ら変更するものでない。同様に、キャリアには如何なるタイプの変調を用いてよく、コンステレーションにおける変調の場合、如何なるポイント数を用いてよい。

伝送シーケンスを表す図である。 本発明による、２つの経路を有する受信装置を表す図である。 受信チャネルの動作を表す図である。 受信経路を評価する場合の、受信チャネルの動作を表す図である。

Claims (9)

1. 複数のキャリア上で同時に変調された信号を受信するよう、少なくとも２つの受信経路（１０１、１０２）を有する装置について受信経路を選定する方法であって、各キャリアがシンボルの列をトランスポートし、全ての該キャリア上を同時に伝送された全ての該シンボル（S1乃至S16）がシンボルの列を形成し、前記受信経路の別個の評価が少なくとも１つの評価期間（E1、E2）について行われ、受信経路毎に、かつ、該評価期間について：
   信頼指標（CG1乃至CG16）が各キャリア及び各受信シンボルに相当する前記信号について判定されて；
   該受信シンボルは更に、信頼指標（P1乃至P16及びP'１乃至P'１６）のストリームが割り当てられる、ビットストリーム（b0乃至b63及びb'1乃至b'１６）に変換され、各信頼指標が受信シンボルのビットに割り当てられ、信頼指標の前記ストリームが前記ビットストリームと同様に配列され；
   移動平均値が求められ、前記移動平均値はいくつかの信頼指標から得られ、前記信頼指標の数は、前記複数のキャリア上を同時に伝送することが可能な合計ビット数よりも少なく；
   受信経路は、前記求められた移動平均値によって選ばれることを特徴とする方法。
2. 請求項１記載の方法であって、前記信頼指標が、前記キャリアについての、該キャリアの復調中に行われた、電力測定値に相当することを特徴とする方法。
3. 請求項１記載の方法であって、経路を評価する基準が前記評価期間において経路について得られた最小移動平均値（MGmin）に相当することを特徴とする方法。
4. 請求項３記載の方法であって、選択経路が最高最小移動平均値を備えることを特徴とする方法。
5. 請求項１記載の方法であって、経路毎に：
   前記信号を受信する平均電力値（PM）が前記評価期間中に測定され；
   最小移動平均値（MGmin）が前記評価期間中に判定され；
   平均受信電力値が該最小移動平均値と合算されて；
   前記最良受信経路が前記平均電力値の前記最小移動平均値との該合算の関連で選択されることを特徴とする方法。
6. 請求項1乃至５何れか記載の方法であって、前記評価期間が評価バーストに相当して少なくとも１つのシンボルが各キャリア上で受信された後に１つの経路について開始されることを特徴とする方法。
7. 複数のキャリア上で変調された信号を受信する装置であって、各キャリアがシンボルの列をトランスポートし、該複数のキャリア上で同時に受信された該シンボルの全てがシンボル（S1乃至S16）の列を形成し：
   少なくとも２つの受信経路（１０１、１０２）；
   前記種々のキャリアによって受信された該シンボルを復調する復調装置（１０９、１１０、１１１）；及び
   受信された前記シンボルの列を受信ビットストリームに変換するコード変換装置（１１１、１１３、１１４）；
   を有し、更に：
   前記復調中にキャリア毎に各シンボルと関連する信頼指標を判定する少なくとも1つの装置（１１０）；
   各信頼指標がビットと関連するよう、キャリア毎に判定された前記信頼指標を前記ビットストリームに同様に配列された信頼指標のストリームに変換する少なくとも１つの配列装置（１２１、１２２、１２３）；
   いくつかの信頼指標から得られる移動平均値を求める装置であって、前記信頼指標の数は、前記複数のキャリア上を同時に伝送することが可能な合計ビット数よりも少ない装置；及び
   前記求められた移動平均値により、受信経路を選ぶ装置
   を有することを特徴とする装置。
8. 請求項７記載の装置であって、前記信頼指標がキャリア電力の測定値であって、更に：
   前記信頼指標に移動平均を実行する装置（１２４）；
   を有することを特徴とする装置。
9. 請求項８記載の装置であって、更に：
   前記評価期間中に実行された前記移動平均の最小値を判定する装置（１３０）；
   を有することを特徴とする装置。

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