JP5157642B2 - Wireless receiver - Google Patents
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Description
本発明は、電波の受信状況を検知してユーザに通知する機能、特に、マルチパスフェージングの影響により電波受信状態が劣化する状況を検知して、ユーザに通知する機能を備えた無線受信装置に関する。 The present invention relates to a function of notifying a user by detecting a reception state of radio waves, and more particularly, to a wireless reception device having a function of detecting a situation in which a radio wave reception state deteriorates due to the influence of multipath fading and notifying the user. .
近年オフィスや家庭などで用いられる無線通信技術分野においては、例えばIEEE(Institute of Electronic and Electronics Engineers)802.11系の規格に基づいた無線LAN(Local Area Network)通信や、ワイヤレスUSB(Universal Serial Bus)規格に基づいた無線PAN(Personal Area Network)通信などが実用化され、様々な製品が市場に出されている。 In the field of wireless communication technology used in offices and homes in recent years, for example, wireless LAN (Local Area Network) communication based on IEEE (Institute of Electronic and Electronics Engineers) 802.11 standard, wireless USB (Universal Serial Bus) ) Wireless PAN (Personal Area Network) communication based on the standard has been put into practical use, and various products are put on the market.
このような無線通信においてはマルチパスフェージングを抑制して電波を伝送することが重要である。マルチパスフェージングとは、無線送信装置から放射された電波が障害物によって反射・回折・散乱を受けて、様々な経路を通って無線受信装置に到達することにより、受信装置のアンテナで合成される電波が干渉を起こす現象である。 In such wireless communication, it is important to transmit radio waves while suppressing multipath fading. Multipath fading means that radio waves radiated from a wireless transmission device are reflected, diffracted, or scattered by an obstacle and reach the wireless reception device through various paths, and are synthesized by the antenna of the reception device. It is a phenomenon that radio waves cause interference.
従来一般に、無線通信装置において通信を行う場合、無線通信装置は受信信号強度を測定してユーザに示し、ユーザはその表示を見て所定強度以上であることを確認して通信を行うか、所定強度以上になるように受信場所を変更して通信を行っていた。 Conventionally, when communication is performed in a wireless communication device, the wireless communication device measures the received signal strength and indicates it to the user, and the user checks the display to confirm that the strength is equal to or higher than a predetermined strength, or performs communication. Communication was performed by changing the receiving location so that it would be stronger.
すなわち、従来の無線通信装置は、受信信号強度のみを判断基準として電波受信状態を示し、受信信号強度が十分ならば電波受信状態は良好であると判断する。しかしながら、実際にはマルチパスフェージングの影響により、受信信号強度が十分あるにもかかわらず、電波受信状態が良好でないことがある。 That is, the conventional wireless communication apparatus indicates a radio wave reception state using only the received signal strength as a criterion, and determines that the radio wave reception state is good if the received signal strength is sufficient. However, in practice, due to the influence of multipath fading, the radio wave reception state may not be good even though the received signal strength is sufficient.
そこで、マルチパスフェージングの影響を検知してユーザに示す従来技術として、受信したパケットの受信信号強度とパケットエラー率に基づいてマルチパスフェージングなどによる電波妨害の程度を判定する無線通信装置がある(例えば、特許文献1参照)。 Therefore, as a conventional technique for detecting the influence of multipath fading and presenting it to a user, there is a wireless communication apparatus that determines the degree of radio wave interference due to multipath fading based on the received signal strength and packet error rate of a received packet ( For example, see Patent Document 1).
また、複数のパイロット信号の振幅と位相を検出して、本来の情報と大きく異なる場合はマルチパスフェージングが生じていると判別し報知を行う無線通信装置がある(例えば、特許文献2参照)。
しかしながら、特許文献1に開示された従来の無線通信装置は、電波妨害の程度を判定するために受信したパケットのパケットエラーを使用しているが、パケットエラーを検出するために多数のパケットの受信を必要とする。そのため、パケット受信頻度が少ない場合に、パケットエラーを精度よく検出するためには長時間を要するという課題があった。
However, the conventional wireless communication device disclosed in
また、特許文献2に開示された従来の無線通信装置では、パイロット信号の振幅や位相を検出するためのパイロット信号位相振幅検出部が余分に必要となり、検出方法が簡単ではないため、ハード量が無視できない規模で増加するという課題があった。 Further, in the conventional wireless communication device disclosed in Patent Document 2, an extra pilot signal phase amplitude detection unit for detecting the amplitude and phase of the pilot signal is necessary, and the detection method is not simple. There was a problem of increasing on a scale that cannot be ignored.
本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであって、従来のものより短時間で、かつ、簡単な検出方法でマルチパスフェージングの発生を検知することができる無線受信装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such a conventional problem, and is a wireless reception capable of detecting the occurrence of multipath fading in a shorter time and with a simple detection method than the conventional one. An object is to provide an apparatus.
本発明の無線受信装置は、シンボル区間およびヌル信号からなるガード区間を有するOFDM信号を受信し、マルチパスフェージングが発生しているか否かを判定する無線受信装置であって、前記シンボル区間における前記OFDM信号のパワーを検出する第1のパワー検出部と、前記ガード区間における前記OFDM信号のパワーを検出する第2のパワー検出部と、前記シンボル区間および前記ガード区間における前記OFDM信号のパワーを検出する第3のパワー検出部と、前記第1のパワー検出部によって検出されたパワーに対する前記第2のパワー検出部によって検出されたパワーの比を計算するパワー比計算部と、前記パワー比計算部によって計算された比および前記第3のパワー検出部によって検出されたパワーに基づいて前記マルチパスフェージングが発生しているか否かを判定するマルチパスフェージング判定部と、を備えた構成を有している。 The radio reception apparatus of the present invention is a radio reception apparatus that receives an OFDM signal having a guard interval including a symbol interval and a null signal, and determines whether multipath fading has occurred, wherein the radio reception device in the symbol interval A first power detector for detecting the power of the OFDM signal; a second power detector for detecting the power of the OFDM signal in the guard interval; and detecting the power of the OFDM signal in the symbol interval and the guard interval. A third power detector that calculates power, a power ratio calculator that calculates a ratio of the power detected by the second power detector to the power detected by the first power detector, and the power ratio calculator And the power detected by the third power detection unit based on the ratio calculated by Has a configuration in which multipathing fading equipped with a multi-path fading determining unit determines whether the occurred.
この構成により、本発明の無線受信装置は、シンボル区間におけるOFDM信号のパワー、ガード区間におけるOFDM信号のパワー、シンボル区間およびガード区間におけるOFDM信号のパワーに基づいてマルチパスフェージングの発生を判定するため、従来のものより短時間で、かつ、簡単な検出方法でマルチパスフェージングの発生を検知することができる。 With this configuration, the radio reception apparatus of the present invention determines the occurrence of multipath fading based on the power of the OFDM signal in the symbol period, the power of the OFDM signal in the guard period, and the power of the OFDM signal in the symbol period and the guard period. The occurrence of multipath fading can be detected in a shorter time and with a simple detection method than the conventional one.
また、前記マルチパスフェージング判定部は、前記第3のパワー検出部によって検出されたパワーが予め定められた第1の閾値を超え、前記パワー比計算部によって計算された比が予め定められた第2の閾値を超えた場合にマルチパスフェージングが発生していると判定するようにしてもよい。 In addition, the multipath fading determination unit is configured such that the power detected by the third power detection unit exceeds a predetermined first threshold, and the ratio calculated by the power ratio calculation unit is predetermined. When the threshold value of 2 is exceeded, it may be determined that multipath fading has occurred.
この構成により、本発明の無線受信装置は、受信信号のパワーが十分に大きい場合でも、マルチパスフェージングの発生を検知することができる。 With this configuration, the radio reception apparatus of the present invention can detect the occurrence of multipath fading even when the power of the received signal is sufficiently large.
また、本発明の無線受信装置は、前記マルチパスフェージング判定部によって判定された判定結果を表示する表示部を備えていてもよい。 In addition, the wireless reception device of the present invention may include a display unit that displays the determination result determined by the multipath fading determination unit.
この構成により、本発明の無線受信装置は、マルチパスフェージングの発生をユーザに視覚的に通知することができる。 With this configuration, the wireless reception device of the present invention can visually notify the user of the occurrence of multipath fading.
また、本発明の無線受信装置は、前記判定結果を外部端末装置に出力するためのインターフェース部を備えていてもよい。 In addition, the wireless reception device of the present invention may include an interface unit for outputting the determination result to an external terminal device.
この構成により、本発明の無線受信装置は、外部端末装置を介してマルチパスフェージングの発生をユーザに通知することができる。 With this configuration, the wireless reception device of the present invention can notify the user of the occurrence of multipath fading via the external terminal device.
また、前記表示部は、前記判定結果とともに前記第3のパワー検出部によって検出されたパワーおよび前記パワー比計算部によって計算された比を表示するようにしてもよい。 The display unit may display the power detected by the third power detection unit and the ratio calculated by the power ratio calculation unit together with the determination result.
この構成により、本発明の無線受信装置は、マルチパスフェージングの発生をユーザに通知するとともに受信信号のパワーやパワー比計算部で計算された比を通知することで、より詳細な電波受信状態に関わる情報をユーザが認知できる。 With this configuration, the radio reception apparatus of the present invention notifies the user of the occurrence of multipath fading and notifies the user of the received signal power and the ratio calculated by the power ratio calculation unit, thereby providing a more detailed radio wave reception state. Users can recognize related information.
本発明の無線受信装置は、シンボル区間およびヌル信号からなるガード区間を有するOFDM信号を受信し、マルチパスフェージングが発生しているか否かを判定する無線受信装置であって、前記シンボル区間における前記OFDM信号のパワーを検出する第1のパワー検出部と、前記ガード区間における前記OFDM信号のパワーを検出する第2のパワー検出部と、前記第1のパワー検出部によって検出されたパワーに対する前記第2のパワー検出部によって検出されたパワーの比を計算するパワー比計算部と、前記パワー比計算部によって計算された比および前記第1のパワー検出部によって検出されたパワーに基づいて前記マルチパスフェージングが発生しているか否かを判定するマルチパスフェージング判定部と、を備えた構成を有している。 The radio reception apparatus of the present invention is a radio reception apparatus that receives an OFDM signal having a guard interval including a symbol interval and a null signal, and determines whether multipath fading has occurred, wherein the radio reception device in the symbol interval A first power detector for detecting the power of the OFDM signal; a second power detector for detecting the power of the OFDM signal in the guard interval; and the first power detector for the power detected by the first power detector. A power ratio calculation unit that calculates a ratio of the power detected by the two power detection units; and the multipath based on the ratio calculated by the power ratio calculation unit and the power detected by the first power detection unit. A multipath fading determination unit that determines whether or not fading has occurred. To have.
この構成により、本発明の無線受信装置は、シンボル区間におけるOFDM信号のパワー、ガード区間におけるOFDM信号のパワーに基づいてマルチパスフェージングの発生を判定するため、従来のものより短時間で、かつ、簡単な検出方法でマルチパスフェージングの発生を検知することができる。 With this configuration, the radio reception apparatus of the present invention determines the occurrence of multipath fading based on the power of the OFDM signal in the symbol section and the power of the OFDM signal in the guard section, and in a shorter time than the conventional one, and The occurrence of multipath fading can be detected with a simple detection method.
本発明は、従来のものより短時間で、かつ、簡単な検出方法でマルチパスフェージングの発生を検知することができる無線受信装置を提供することができるものである。 The present invention can provide a wireless receiver capable of detecting the occurrence of multipath fading in a shorter time than the conventional one and by a simple detection method.
以下、本発明に係る無線受信装置の実施形態について、図面を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of a wireless reception apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態の無線受信装置を示すブロック図である。図1に示す本発明の第1の実施形態の無線受信装置1は、周波数f1のOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)信号を受信するアンテナ10と、アンテナ10によって受信されたOFDM信号を増幅する低雑音増幅器11と、低雑音増幅器11によって増幅されたOFDM信号と不図示の局部発振器から出力される周波数f2の局部発振信号とを周波数混合することによりOFDM信号を周波数f2±f1の信号に変換する周波数変換器12と、周波数f2±f1の信号をフィルタリングして周波数f2−f1のベースバンド信号を透過させるバンドパスフィルタ(BPF)13と、BPF13によって透過されたベースバンド信号をデジタル化するAD変換器14と、BPF13によって透過されたベースバンド信号から受信信号強度を検出する第3のパワー検出部としての受信信号強度検出部15と、を備えている。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing a radio reception apparatus according to the first embodiment of the present invention. A
また、無線受信装置1は、AD変換器14によってデジタル化されたベースバンド信号からシンボル区間を検出するシンボル区間検出部16と、シンボル区間検出部16によって検出されたシンボル区間におけるデジタル化されたベースバンド信号のパワー(以下、シンボルパワーと記す)を検出する第1のパワー検出部としてのシンボルパワー検出部17と、AD変換器14によってデジタル化されたベースバンド信号からガード区間を検出するガード区間検出部18と、ガード区間検出部18によって検出されたガード区間におけるデジタル化されたベースバンド信号のパワー(以下、ガード区間パワーと記す)を検出する第2のパワー検出部としてのガード区間パワー検出部19と、シンボルパワー検出部17によって検出されたシンボルパワーに対するガード区間パワー検出部19によって検出されたガード区間パワーの比(以下、パワー比と記す)を計算するパワー比計算部20と、をさらに備えている。
The
さらに、無線受信装置1は、パワー比と受信信号強度に基づいてマルチパスフェージングが発生しているか否かを判定するマルチパスフェージング判定部21と、マルチパスフェージング判定部21を制御する制御部22と、マルチパスフェージング判定部21によってマルチパスフェージングの発生が判定された場合にユーザにその旨を通知する表示部23と、を備えている。
Further, the
ここで、図2に受信信号の構成を模式的に示す。従来から用いられているOFDM伝送方式は、複数の直交するサブキャリアを用いることにより長いシンボル長を実現するとともに、シンボル間にガード区間を設けることにより、異なるシンボル間の干渉を軽減することが可能な伝送方式である。 Here, FIG. 2 schematically shows the configuration of the received signal. Conventional OFDM transmission schemes achieve long symbol lengths by using multiple orthogonal subcarriers, and can reduce interference between different symbols by providing guard intervals between symbols. It is a simple transmission method.
なお、ガード区間には、シンボル信号の一部を繰り返し伝送する方式や、ワイヤレスUSB通信の伝送方式のようにヌル信号(ヌル・プリフィックス)を挿入する方式などが用いられるが、本発明では、ガード区間にヌル信号を挿入する方式を採用する。 In the guard interval, a method of repeatedly transmitting a part of the symbol signal or a method of inserting a null signal (null prefix), such as a transmission method of wireless USB communication, is used. A method of inserting a null signal in the section is adopted.
すなわち、図2に示すように、OFDM信号には1シンボル毎にガード区間としてヌル信号が挿入されている。ガード区間の時間幅は、伝送路の状況、すなわち復調に影響を及ぼす遅延波の最大遅延時間によって決定される。遅延波の最大遅延時間よりもガード区間を大きくすることで、シンボル間干渉を防ぐことができる。例えばワイヤレスUSB方式の場合のシンボル区間は242.42nsであり、ガード区間は70.08nsと決められている。 That is, as shown in FIG. 2, a null signal is inserted as a guard interval for each symbol in the OFDM signal. The time width of the guard interval is determined by the state of the transmission path, that is, the maximum delay time of the delayed wave that affects demodulation. Intersymbol interference can be prevented by making the guard interval larger than the maximum delay time of the delayed wave. For example, in the case of the wireless USB system, the symbol interval is 242.42 ns, and the guard interval is determined to be 70.08 ns.
受信信号強度検出部15は、受信信号のパワーをリアルタイムに表した信号である受信信号強度を検出して一時的に記憶し、例えば予め定められた区間(例えば、シンボル区間およびガード区間)における複数の時点の受信信号強度の平均値をその区間の受信信号強度として出力する。
The received signal
シンボル区間検出部16は、デジタル化されたベースバンド信号のパワーの変化でシンボル区間の開始時点を検出し、タイマなどを使用して一定時間(例えばワイヤレスUSBでは242.42ns)を検出することでシンボル区間を検出する。
The symbol
シンボルパワー検出部17は、デジタル化されたベースバンド信号のデジタルデータの二乗値をシンボル区間積和することでシンボルパワーの検出を行う。
The symbol
ガード区間検出部18は、シンボル区間の終了時点をガード区間の開始時点とし、タイマなどを使用して一定時間(例えばワイヤレスUSBでは70.08ns)を検出することでガード区間を検出する。
The guard
ガード区間パワー検出部19は、例えばデジタル化されたベースバンド信号のデジタルデータの二乗値をガード区間積和することでガード区間パワーの検出を行う。
For example, the guard section
表示部23は、例えばLEDの点灯により、マルチパスフェージング判定部21においてマルチパスフェージングの発生が判定された場合にユーザにその旨を通知する。
For example, when the multipath
図3に受信信号の時間波形を模式的に示す。波形3−1)は、マルチパスフェージングが無い状態であり、ガード区間には信号が無い。波形3−2)は、マルチパスフェージングがある状態であり、ガード区間にシンボル信号の遅延波が現れている。波形3−3)も同様にマルチパスフェージングがあり、ガード区間にシンボル信号の遅延波が現れている。 FIG. 3 schematically shows a time waveform of the received signal. Waveform 3-1) is a state without multipath fading, and there is no signal in the guard interval. Waveform 3-2) is a state in which there is multipath fading, and a delayed wave of the symbol signal appears in the guard interval. Similarly, the waveform 3-3) has multipath fading, and a delayed wave of the symbol signal appears in the guard interval.
波形3−2)の波形については、遅延波のレベルは波形3−3)より小さいが遅延時間が長いことがわかる。逆に波形3−3)については、遅延波のレベルは波形3−2)より大きいが遅延時間が短いことがわかる。そのため、パワー比計算部20は、ガード区間パワーとシンボルパワーとの比(ガード区間パワー/シンボルパワー)であるパワー比を計算することにより、受信信号のマルチパスフェージングの発生を検出できる。
As for the waveform 3-2), the level of the delayed wave is smaller than that of the waveform 3-3), but it can be seen that the delay time is long. Conversely, for waveform 3-3), the level of the delayed wave is greater than that of waveform 3-2), but it can be seen that the delay time is short. Therefore, the power
ただし、パワー比のみの検出では、マルチパスフェージングによってパワー比が大きくなっているのか、または、単に受信信号のレベルが小さいため(例えば、無線送信装置が無線受信装置から遠いなどの理由で)低雑音増幅器11のノイズによるSNR劣化によってパワー比が大きくなっているのかを判別することができない。そのため、マルチパスフェージング判定部21は、マルチパスフェージングによる影響を検出するために、パワー比に加えて受信信号強度検出部15から出力された受信信号強度を使用する。
However, in the detection of only the power ratio, the power ratio is increased due to multipath fading, or simply because the level of the received signal is small (for example, because the radio transmission device is far from the radio reception device). It cannot be determined whether the power ratio is increased due to the SNR degradation due to the noise of the
マルチパスフェージング判定部21は、[表1]に示すようなテーブルを用いて、受信信号強度とパワー比を使用してマルチパスフェージングが発生しているか否かを判定する。[表1]に示したテーブルにおいては、受信信号強度用の第1の閾値aとパワー比用の第2の閾値bが予め設定され、状況が4種類に場合わけされている。
状況1は、受信信号強度が大きくパワー比が大きい場合であり、無線送信装置との距離が近いにもかかわらずガード区間パワーが大きい。すなわち、状況1ではマルチパスフェージングの発生によって電波受信状態が良好でないため、マルチパスフェージング判定部21は、「マルチパスフェージングあり」と判定する。
状況2は、受信信号強度が大きくパワー比が小さい場合であり、無線送信装置との距離が近くガード区間パワーが小さい。すなわち、状況2ではマルチパスフェージングが発生しておらず電波受信状態が良好であるため、マルチパスフェージング判定部21は、「マルチパスフェージングなし」と判定する。
Situation 2 is a case where the received signal strength is large and the power ratio is small, and the distance from the wireless transmission device is short and the guard section power is small. That is, in situation 2, since multipath fading has not occurred and the radio wave reception state is good, the multipath
状況3は、受信信号強度が小さくパワー比が大きい場合であり、無線送信装置との距離が遠いため受信信号のレベルが小さく、低雑音増幅器11のノイズによるSNR劣化によりガード区間パワーが大きい場合である。すなわち、状況3ではマルチパスフェージングの発生にかかわらず、電波受信状態が良好でない。このとき、マルチパスフェージング判定部21は、「マルチパスフェージングなし」と判定する。
Situation 3 is a case where the received signal strength is small and the power ratio is large, and the level of the received signal is small because the distance to the wireless transmission device is far, and the guard interval power is large due to SNR degradation due to noise of the
状況4は、受信信号強度が小さくパワー比が小さい場合であり、無線送信装置との距離が遠いため受信信号のレベルが小さいが、低雑音増幅器11のノイズによるSNR劣化によるガード区間パワーも小さい場合である。すなわち、状況4ではマルチパスフェージングが発生していないが、受信信号のレベルが小さいために電波受信状態は、状況3よりも良好であるが状況2よりは良好ではない。このため、マルチパスフェージング判定部21は、「マルチパスフェージングなし」と判定する。
Situation 4 is a case where the received signal strength is small and the power ratio is small, and the level of the received signal is small because the distance to the wireless transmission device is far, but the guard interval power due to SNR degradation due to noise of the
なお、閾値aやbは、実験で得られた値や電波の空間減衰の理論値などにより求められる値であり、制御部22によって変更可能である。
Note that the threshold values a and b are values obtained from experiments, values obtained from theoretical values of spatial attenuation of radio waves, and the like, and can be changed by the
次に、本実施形態の無線受信装置1の動作について説明する。
Next, the operation of the
アンテナ10によって受信された信号は、低雑音増幅器11によって増幅され、周波数変換器12によって不図示の局部発振器から出力される周波数f2の局部発振信号と周波数混合されて、周波数f2±f1の信号に変換される。周波数f2±f1の信号はBPF13によってフィルタリングされて、周波数f2−f1の信号のベースバンド信号として透過される。
A signal received by the
ベースバンド信号は、AD変換器14によってデジタル化される。デジタル化されたベースバンド信号からシンボル区間検出部16によってシンボル区間が検出され、シンボルパワー検出部17によってシンボル区間におけるシンボルパワーが検出される。
The baseband signal is digitized by the
また、デジタル化されたベースバンド信号からガード区間検出部18によってガード区間が検出され、ガード区間パワー検出部19によってガード区間におけるガード区間パワーが検出される。
Further, a guard section is detected from the digitized baseband signal by the guard
このように得られたシンボルパワーとガード区間パワーからパワー比計算部20によってパワー比が計算される。
The power ratio is calculated by the power
一方、BPF13によって透過されたベースバンド信号から受信信号強度検出部15によって受信信号強度が検出される。マルチパスフェージング判定部21によってパワー比と受信信号強度から[表1]に示したテーブルに基づいてマルチパスフェージングの発生が判定される。
On the other hand, the received signal strength is detected by the received
マルチパスフェージング判定部21によってマルチパスフェージングが発生していると判定された場合には、その旨が表示部23によってユーザに通知される。これにより、ユーザが、マルチパスフェージングによる電波状態の劣化を表示部23により認識するとともに、アンテナの位置や方向を変更することで、マルチパスフェージングの発生を抑えることが可能となり、安定した無線通信が可能となる。
When the multipath
なお、本実施形態では、第1のパワー検出部が、受信信号強度検出部15のようにシンボル区間における複数の時点の受信信号強度の平均値をシンボルパワーとして検出するものであってもよく、第2のパワー検出部が、受信信号強度検出部15のようにガード区間における複数の時点の受信信号強度の平均値をガード区間パワーとして検出するものであってもよい。また、第3のパワー検出部が、シンボルパワー検出部17およびガード区間パワー検出部19のようにシンボル区間およびガード区間における信号パワーを検出するものであってもよい。
In the present embodiment, the first power detection unit may detect an average value of received signal strengths at a plurality of time points in the symbol section as symbol power, like the received signal
以上説明したように、本実施形態の無線受信装置は、受信信号強度とパワー比を使用してマルチパスフェージングを判定するため、従来のものより短時間で、かつ、簡単な検出方法でマルチパスフェージングの発生を検知することができる。 As described above, since the radio reception apparatus according to the present embodiment determines multipath fading using the received signal strength and power ratio, the multipath can be performed in a shorter time and with a simple detection method than the conventional one. The occurrence of fading can be detected.
また、本実施形態の無線受信装置は、無線受信信号にマルチパスフェージングが生じているかどうか判定できるため、電波受信状態が良好でないことをユーザに認知させ、アンテナの方向や場所を変更させることにより、良好な受信状態を得ることが可能となる。 In addition, since the wireless reception device of this embodiment can determine whether or not multipath fading has occurred in the wireless reception signal, the user can recognize that the radio wave reception state is not good and change the direction and location of the antenna. It is possible to obtain a good reception state.
(第2の実施形態)
図4は、本発明の第2の実施形態の無線受信装置を示すブロック図である。本発明の第1の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。図4に示す本発明の第2の実施形態の無線受信装置4は、シンボル区間検出部46、シンボルパワー検出部47、ガード区間検出部48およびガード区間パワー検出部49が、デジタル化されたベースバンド信号ではなく、アナログのベースバンド信号の受信信号強度を用いて、シンボル区間、シンボルパワー、ガード区間およびガード区間パワーをそれぞれ検出する点が本発明の第1の実施形態の無線受信装置と異なる。
(Second Embodiment)
FIG. 4 is a block diagram showing a wireless reception apparatus according to the second embodiment of the present invention. The same components as those in the first embodiment of the present invention are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. The radio receiver 4 according to the second embodiment of the present invention shown in FIG. 4 includes a
次に、本実施形態の無線受信装置4の動作について説明する。 Next, the operation of the wireless reception device 4 of this embodiment will be described.
本発明の第1の実施形態の無線受信装置と同様に、周波数f2±f1の信号が、BPF13によってフィルタリングされて、周波数f2−f1の信号のベースバンド信号として透過される。BPF13によって透過されたベースバンド信号から受信信号強度検出部15によって受信信号強度が検出される。
Similar to the radio reception apparatus according to the first embodiment of the present invention, the signal having the frequency f 2 ± f 1 is filtered by the
そして、シンボル区間検出部46によって、受信信号強度検出部15から出力された受信信号強度からシンボル区間が検出され、シンボルパワー検出部47によってシンボルパワーが検出される。すでに述べたように、受信信号強度は受信信号のパワーをリアルタイムに表した信号であるため、シンボルパワー検出部47によってシンボルパワーを検出する際には、例えば、シンボル区間内の一時点の受信信号強度、あるいは複数の時点の受信信号強度の平均値を用いるとよい。
The
同様に、受信信号強度からガード区間検出部48によってガード区間が検出され、ガード区間パワー検出部49によって、例えば、ガード区間内の一時点の受信信号強度、あるいは複数の時点の受信信号強度の平均値によりガード区間パワーが検出される。
Similarly, a guard interval is detected from the received signal strength by the guard
そして、本発明の第1の実施形態の無線受信装置と同様に、シンボルパワーとガード区間パワーからパワー比計算部20によってパワー比が計算され、マルチパスフェージング判定部21によってマルチパスフェージングが発生していると判定された場合には、その旨が表示部23によってユーザに通知される。
Then, similarly to the radio reception apparatus according to the first embodiment of the present invention, the power ratio is calculated by the power
以上説明したように、本実施形態の無線受信装置は、本発明の第1の実施形態の効果に加えて、AD変換器を用いずにマルチパスフェージングを検出することができる。 As described above, the radio reception apparatus according to the present embodiment can detect multipath fading without using an AD converter in addition to the effects of the first embodiment of the present invention.
(第3の実施形態)
図5は、本発明の第3の実施形態の無線受信装置を示すブロック図である。本発明の第1の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。図5に示す本発明の第3の実施形態の無線受信装置5は、AD変換器14によってデジタル化されたベースバンド信号から受信信号強度を検出する受信信号強度検出部55と、マルチパスフェージングの発生情報を出力する入出力インターフェース(IO)部50と、マルチパスフェージングの発生情報を画面表示する外部端末装置としてのパーソナルコンピュータ(PC)51と、マルチパスフェージング判定部21で用いられる閾値a、bを変更するとともに、IO部50を介してPC51にマルチパスフェージングの発生情報を伝送する制御部52と、を備えている点が本発明の第1の実施形態の無線受信装置と異なる。なお、外部端末装置としては、PDA(Personal Digital Assist)などを用いてもよい。
(Third embodiment)
FIG. 5 is a block diagram showing a wireless reception apparatus according to the third embodiment of the present invention. The same components as those in the first embodiment of the present invention are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. A
次に、本実施形態の無線受信装置5の動作について説明する。
Next, the operation of the
本発明の第1の実施形態の無線受信装置と同様にマルチパスフェージング判定部21によってマルチパスフェージングが発生していると判定された場合には、制御部52によってその判定結果がIO部50を介してPC51に伝送される。
When it is determined by the multipath
PC51によって、伝送された判定結果に基づいたマルチパスフェージングの発生情報が画面表示される。例えばマルチパスフェージングが発生している場合には、パワー比がバーグラフで表示されることにより、マルチパスフェージングの度合いが表示されてもよい。
The
以上説明したように、本実施形態の無線受信装置は、本発明の第1の実施形態の効果に加えて、マルチパスフェージングが発生している場合にはその旨を外部端末装置を介してユーザに通知することができる。 As described above, in addition to the effects of the first embodiment of the present invention, the wireless reception device of the present embodiment, when multipath fading has occurred, notifies the user via the external terminal device. Can be notified.
また、本実施形態の無線受信装置は、装置の回路構成の大半をデジタル回路とすることができるため、回路構成が容易である。 In addition, since the radio reception apparatus according to the present embodiment can make most of the circuit configuration of the apparatus a digital circuit, the circuit configuration is easy.
(第4の実施形態)
図6は、本発明の第4の実施形態の無線受信装置を示すブロック図である。本発明の第3の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。図6に示す本発明の第4の実施形態の無線受信装置6は、AD変換器14によってデジタル化されたベースバンド信号から受信信号強度を検出する受信信号強度検出部55と、マルチパスフェージング判定部21によってマルチパスフェージングの発生が判定された場合にユーザにその旨を通知する表示部63と、を備えている。
(Fourth embodiment)
FIG. 6 is a block diagram showing a wireless reception apparatus according to the fourth embodiment of the present invention. The same components as those in the third embodiment of the present invention are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. The
表示部63は、パワー比計算部20によって計算されたパワー比を表示するパワー比表示部63aと、受信信号強度検出部55によって検出された受信信号強度を表示する信号強度表示部63bと、マルチパスフェージング判定部21によってマルチパスフェージングの発生が判定された場合にその判定結果を表示する判定結果表示部63cと、を備えている。
The
次に、本実施形態の無線受信装置6の動作について説明する。
Next, the operation of the
本発明の第1の実施形態と同様にマルチパスフェージング判定部21によってマルチパスフェージングが発生していると判定された場合には、その旨が判定結果表示部63cに表示されユーザに通知される。同時にパワー比がパワー比表示部63aに表示されるとともに、受信信号強度が信号強度表示部63bに表示される。
As in the first embodiment of the present invention, when the multipath
したがって、本実施形態の無線受信装置は、本発明の第1の実施形態の効果に加えて、同時にパワー比と受信信号強度を表示することにより、より詳細な電波状況の情報や、受信信号品質に係る情報をユーザに認識させることができる。 Therefore, in addition to the effect of the first embodiment of the present invention, the wireless reception device of the present embodiment displays the power ratio and the received signal strength at the same time, so that more detailed radio wave status information and received signal quality can be obtained. It is possible to make the user recognize information related to the above.
すなわち、パワー比表示部63aが表示するパワー比が大きく、かつ、信号強度表示部63bが表示する受信信号強度が大きい場合には、ユーザは、無線送信装置が近くにあり受信信号のレベルは十分であるが、周囲の環境による強いマルチパスフェージングが発生していることを認識でき、アンテナの向きを変えるなどの方法でマルチパスフェージングを避ける事ができる。
That is, when the power ratio displayed by the power
また、パワー比表示部63aが表示するパワー比が小さく、かつ、信号強度表示部63bが表示する受信信号強度が小さい場合には、ユーザは、無線送信装置が遠くに存在し受信信号のレベルが小さいことを認識でき、受信信号強度が大きくなるようにアンテナの位置を無線送信装置に近づけることで電波状況を改善できる。
In addition, when the power ratio displayed by the power
(第5の実施形態)
図7は、本発明の第5の実施形態の無線受信装置を示すブロック図である。本発明の第1の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。図7に示す本発明の第5の実施形態の無線受信装置7においては、マルチパスフェージング判定部71が、シンボルパワー検出部17で検出されたシンボルパワーおよびパワー比計算部20によって計算されたパワー比に基づいてマルチパスフェージングが発生しているか否かを判定する。なお、無線受信装置7においては、受信信号強度を検出する受信信号強度検出部が省略されている。
(Fifth embodiment)
FIG. 7 is a block diagram showing a wireless reception apparatus according to the fifth embodiment of the present invention. The same components as those in the first embodiment of the present invention are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. In the
マルチパスフェージング判定部71は、[表2]に示すようなテーブルを用いて、シンボルパワーとパワー比を使用してマルチパスフェージングが発生しているか否かを判定する。[表2]に示したテーブルにおいては、シンボルパワー用の閾値cとパワー比用の閾値bが予め設定され、状況が4種類に場合わけされている。
状況Aは、シンボルパワーが大きくパワー比が大きい場合であり、無線送信装置との距離が近いにもかかわらずガード区間パワーが大きい。すなわち、状況Aではマルチパスフェージングの発生によって電波受信状態が良好でないため、マルチパスフェージング判定部71は、「マルチパスフェージングあり」と判定する。
Situation A is a case where the symbol power is large and the power ratio is large, and the guard section power is large even though the distance from the wireless transmission device is short. That is, in the situation A, since the radio wave reception state is not good due to the occurrence of multipath fading, the multipath
状況Bは、シンボルパワーが大きくパワー比が小さい場合であり、無線送信装置との距離が近くガード区間パワーが小さい。すなわち、状況Bではマルチパスフェージングが発生しておらず電波受信状態が良好であるため、マルチパスフェージング判定部71は、「マルチパスフェージングなし」と判定する。
The situation B is a case where the symbol power is large and the power ratio is small, and the distance from the wireless transmission device is short and the guard section power is small. That is, in the situation B, since multipath fading has not occurred and the radio wave reception state is good, the multipath
状況Cは、シンボルパワーが小さくパワー比が大きい場合であり、無線送信装置との距離が遠いため受信信号のレベルが小さく、低雑音増幅器11のノイズによるSNR劣化によりガード区間パワーが大きい場合である。すなわち、状況Cではマルチパスフェージングの発生にかかわらず、電波受信状態が良好でない。このとき、マルチパスフェージング判定部71は、「マルチパスフェージングなし」と判定する。
The situation C is a case where the symbol power is small and the power ratio is large, and the level of the received signal is small because the distance from the radio transmission apparatus is far, and the guard interval power is large due to SNR degradation due to noise of the
状況Dは、シンボルパワーが小さくパワー比が小さい場合であり、無線送信装置との距離が遠いため受信信号のレベルが小さいが、低雑音増幅器11のノイズによるSNR劣化によるガード区間パワーも小さい場合である。すなわち、状況Dではマルチパスフェージングが発生していないが、受信信号のレベルが小さいために電波受信状態は、状況Cよりも良好であるが状況Bよりは良好ではない。このため、マルチパスフェージング判定部71は、「マルチパスフェージングなし」と判定する。
The situation D is a case where the symbol power is small and the power ratio is small, and the level of the received signal is small because the distance from the radio transmission apparatus is long, but the guard interval power due to the SNR degradation due to noise of the
なお、閾値bやcは、実験で得られた値や電波の空間減衰の理論値などにより求められる値であり、制御部22によって変更可能である。
The thresholds b and c are values obtained from experiments, values obtained from theoretical values of spatial attenuation of radio waves, and the like, and can be changed by the
次に、本実施形態の無線受信装置7の動作について説明する。
Next, the operation of the
本発明の第1の実施形態と同様に、シンボルパワーとガード区間パワーからパワー比計算部20によりパワー比が計算される。そして、マルチパスフェージング判定部71によってシンボルパワーとパワー比から[表2]に示したテーブルに基づいてマルチパスフェージングの発生が判定される。
As in the first embodiment of the present invention, the power ratio is calculated by the power
そして、マルチパスフェージング判定部71によってマルチパスフェージングが発生していると判定された場合には、その旨が表示部23に表示されユーザに通知される。
When the multipath
以上説明したように、本実施形態の無線受信装置は、本発明の第1の実施形態の効果に加えて、シンボルパワーとパワー比を使用してマルチパスフェージングを判定するため、受信信号強度検出部を用いずにマルチパスフェージングを検出することができる。 As described above, in addition to the effects of the first embodiment of the present invention, the radio reception apparatus according to the present embodiment uses the symbol power and the power ratio to determine multipath fading. Multipath fading can be detected without using a section.
1、4、5、6 無線受信装置
10 アンテナ
11 低雑音増幅器
12 周波数変換器
13 BPF
14 AD変換器
15、55 受信信号強度検出部
16、46 シンボル区間検出部
17、47 シンボルパワー検出部
18、48 ガード区間検出部
19、49 ガード区間パワー検出部
20 パワー比計算部
21、71 マルチパスフェージング判定部
22、52 制御部
23、63 表示部
50 IO部
51 PC
63a パワー比表示部
63b 信号強度表示部
63c 判定結果表示部
1, 4, 5, 6
14
63a Power
Claims (5)
前記シンボル区間における前記OFDM信号のパワーを検出する第1のパワー検出部と、
前記ガード区間における前記OFDM信号のパワーを検出する第2のパワー検出部と、
前記シンボル区間および前記ガード区間における前記OFDM信号のパワーを検出する第3のパワー検出部と、
前記第1のパワー検出部によって検出されたパワーに対する前記第2のパワー検出部によって検出されたパワーの比を計算するパワー比計算部と、
前記パワー比計算部によって計算された比および前記第3のパワー検出部によって検出されたパワーに基づいて前記マルチパスフェージングが発生しているか否かを判定するマルチパスフェージング判定部と、を備えたことを特徴とする無線受信装置。 A radio receiving apparatus that receives an OFDM signal having a guard interval including a symbol interval and a null signal, and determines whether multipath fading has occurred,
A first power detector for detecting the power of the OFDM signal in the symbol period;
A second power detector that detects the power of the OFDM signal in the guard interval;
A third power detector for detecting the power of the OFDM signal in the symbol interval and the guard interval;
A power ratio calculation unit that calculates a ratio of the power detected by the second power detection unit to the power detected by the first power detection unit;
A multipath fading determination unit that determines whether or not the multipath fading has occurred based on the ratio calculated by the power ratio calculation unit and the power detected by the third power detection unit. A wireless receiver characterized by that.
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