JPH01311642A

JPH01311642A - ダイバーシチ受信方式

Info

Publication number: JPH01311642A
Application number: JP63142412A
Authority: JP
Inventors: Mutsumi Serizawa; 睦芹澤
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1988-06-09
Filing date: 1988-06-09
Publication date: 1989-12-15
Anticipated expiration: 2012-12-24
Also published as: JP2693488B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】「発明の目的」（産業上の利用分野）本発明は、例えばパケットを送受信するディジクルバケ
ット無線通信簀に適用され、複数の受信ブ℃・ンネルを
介して最良の無線信号を受信するダイバーシヂ受信方式
に関する。

（従来の技術）無線通信は、移動無線、放送等の多くの分野て・有効に
利用されているが、最近において移動体との間で無線回
線を介してディジタル通信、特にバ／７ツト通信を行う
需要が増大している。

ところで、無線回線では、レイリーフ１−ジンクがある
ため、このフェージングによる劣化を防止するために、
複数のアンテナを設けて無線信号を受信し、そのうちの
最も強いパワーで受信したアンテナの出力を選択するダ
イバーシチ技術が従来から一般に使用されている。

無線でパクッ１〜通信を行う場合には、ア【コバ方式や
スロワ１〜付ア［］コバ方式が多くの加入者を収容Ｃき
るので有効であるが、これの方式はランダムアクセスで
あるため、複数の信号が衝突することがあり、これにＪ
ζり衝突した両方のパウンドの受信は不能となり、再送
することが必要どなる。

しかしながら、無線では、レイリーフニージンクの影響
によっＣぞの受信不能状態は異なり、場合によっては衝
突してもパケットの受信が成功することがある。これに
ついては、例えば雑誌ＩＥＥＥ、Ｊ−３ＡＣ，Ｖｏ１．
５ＡＣ−５，Ｎｏ　、２゜ｐ　２６１−２６９．１９８
７年２月、［レイリーフェージング・チ１ｒンネルにお
Ｃプるスロット付アロハ方式の容ｆｆＪ　（Ｃａｐａｃ
ｉｔｙ　　ｏｆ　　３１ｏｔｔｅｄＡ　Ｌ　Ｏｔ］Ａ　
　ｉｎ　　Ｒａｙｌｅｉｇｈ　−Ｆ　ａｄｉｎｇ（、：
、ｈａｎｎｅｌｓ　）　Ｊに詳しく記載されている。

無線回線において、レイリーフェージングによる劣化を
防止するには、前述したようにダイバーシヂ受信方式を
使用することが有効であるが、この場合従来の方法では
、複数のアンテナを設けて無線信号を受信し、複数のア
ンテナのうち最も強いパワーで受信したアンテナの出力
を選択して使用するという方法が取られている。

（発明が解決しようとする課題）上述した従来のダイバーシチ受信方式では、複数のアン
テナで受信した出力パワーが最す大きい信号を選択して
受信しているが、２つ以上のバケツ１〜が衝突した場合
には、誤選択する可能性があり、従来のダイバーシチ受
仁方式を例えばランダム７り廿ス型パケット通信方式に
適用した場合には必ずしもダイバーシチが通信効率を向
上するように動作Ｕず、スルーブッ１−が効率良く上が
らないという問題がある。

具体的に説明すると、例えば２本のアンテナ１゜２に２
つのパケットａ、ｂが同一スロットを介して到着した結
果、アンテナ１はパケットａを１０１１Ｗ、パケットｂ
を１０ｍＷで受信し、合計で２０ｍＷとし、またアンテ
ナ２はパケット１を１ｍＷ、パケットｂを１０ｍ　Ｗで
受信し、合計で１１ｍＷとすると、従来のダイバーシチ
受信方式では受信パワーが大きいアンテナ１の出力を選
択してしまうことになるが、この場合干渉の影☆でいず
れのパケットａ、ｂも受信不可能となってしまうという
問題がある。しかしながら、この場合、仮りにアンテナ
２の出力を選択したとすると、アンテナ２で受信したパ
ケットｂのパワーはパケットａのパワーに比較してかな
り大きいので、パケットｂを極めて高い確率で受信する
ことができる可能性がある。すなわち、従来方式ぐは、
アンテナ２の出力を選択すればよいにも拘わらず、アン
テナ１の出力を選択してしまうために、システムの効率
低下が大きいという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたもので、この目的とす
るところは、パケットの衝突等があってもダイバーシチ
による選択を適確に行い、無線通信システムのスループ
ットを大幅に向上し得るダイバーシチ受信方式を提供す
ることにある。

［発明の構成］（課題を解決するための手段〉上記目的を達成するため、本発明のダイバーシヂ受信方
式は、複数のアンテナと、該各アンテナ毎に設けられ、
各アンテナを介して受信した信号を検波する複数の検波
回路と、該各検波手段に対応し、各検波手段の検波出力
信号についてのデータの判読を行うための複数の判読回
路と、該各判読回路に対応し、前記検波手段の検波出力
信号および前記判読回路の出力信号に基づいて前記各判
読回路の出力イエ号の確からしさを示す尤度を算出する
ための複数の尤度算出回路と、該複数の尤度算出回路に
よっ−Ｕ　Ｂ出された各尤度のうち最も高い尤度に対応
り゛る受信信号を選択する選択回路とを右することを要
旨とする。

（作用）本発明のダイバーシヂ受信方式では、複数のアンテナで
受信した各受信信号の確からしさを示す尤度をぞれぞれ
算出し、この複数の尤度のうら最も高い尤度に対応する
受信信号を選択している。

（実施例）以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の一実施例に係るダイバーシヂ受信方式
のブロック図である。同図に示すダイバーシヂ受信方式
は、複数のアンテナ１，２と、これらの各アンテナ１．
２に対応してそれぞれ接続された複数の受信！１１．１
２と、これらの複数の受信器１１．１２の出力信んのう
らいずれかの出力信９を選択する選択回路１３とから構
成されている。

また、各受信器１１．１２は、同じ構成のものであり、
アンテナ１，２で受信した無線信号を検波する検波回路
３と、該検波回路３の出力信号を判定する判読回路を構
成する判定回路５と、該判定回路５の入力信号および出
力信（３を入力して尤度を算出する尤度算出回路７とか
ら構成されている。選択回路１３は、受信器１１または
１２のいずれの出力信号を選択するか切り替え動作を行
うスイッチ１５と、受信器１１．１２の各尤度算出回路
７からの各尤度を比較し、この比較結果に基づいて前記
スイッチ１５を制御し、尤度の大きい方の受信器１１．
１２の出力信号を選択する比較回路１７とから構成され
ている。

また、受信器１１．１２の尤度算出回路７は、第２図に
更に詳しく示すように、判定回路５の入力信号と出力信
号との差信号を算出する減算回路２１と、絶対値の自乗
、すなわち電力を算出する電力算出回路２３と、累積値
に基づいて累積値に反比例する尤度を算出する変換テー
ブル２７とから構成されている。

次に、第１図および第２図に示すように構成されるダイ
バーシヂ受信方式の作用を第３図（ａ）。

（ｂ）に丞す波形図を参照して説明する。

第３図（ａ　）はアンテナ１で受信した信号に対する各
部の波形を示し、第３図（ｂ）はアンテナ２で受信した
信号に対する各部の波形を示している。なお、同図にお
いては、■アンテナ１，２で受信されたパケットａ、ｂ
は同相で重畳されたものとして説明されている。

前述したように、アンテナ１はパケットａを１０ｍＷ、
パケットｂを１０ｍＷで受信し、またアンテナ２はパケ
ットａを１ｍＷ、パケットｂを１Ｏｎ＋Ｗで受信し、こ
れらの各ベースバンド受信波形がそれぞれ第３図（ａ）
、（ｂ）の（イ）。

（ロ）に示すものであるとすると、これらの重畳された
波形である輪のパケット（ａ　＋ｂ　）がアンテノ１，
２を介して受信器１１．１２の検波回路３から第３図（
ａ）、（ｂ）の（ハ）に示すような波形の検波出力信＠
　（ａ　＋ｂ　）が前記判定回路５および尤度算出回路
７に入力され、判定回路５からは第３図（ａ）、（ｂ）
の（ニ）に示すような信号は第３図（ａ　）の（ニ）に示づアンテナ１で受信した
ものの場合にはバケッｔ−ｂと異なるものであるが、第
３図（ｂ）の（ニ）に示づアンテナ２で受信したものの
場合にはパケットｂとほぼ等しいものとなっている。

尤度算出回路７は、第３図（ａ）、（ｂ）の（ハ）（ニ
）にそれぞれ示す検波出力信ｇ（ａ十カされるが、これ
らの信号は尤度ｎ出回路７の減算回路２１によって減口
され、第３図（ａ）。

（ｂ）の（ボ）に示す差信号（ａ　＋ｂ−ａ−トｂ）が
それぞれ出力される。この両差信号を比較するとわかる
ように、アンテナ２がらの受信信号を処理した差信号の
方が小さいことがわかる。従って、更に明確にするため
に、受信器１１．１２の各減０回路２１からの各差信号
は電力算出回路２３でミノ〕、すなわら干渉波電力が算
出される。この干渉波電力は第３図（ａ）、（ｂ）の（
へ）で示すようになり、この波形からアンテナ２で受信
したｈが干渉波電力が小さく、アンテナ１で受信した方
が大きいことがわかる。すなわち、アンテナ１で受信し
たようにパケットａ、ｂを比較的大きな１０ｍＷで重畳
して受信した場合に比較して、アンテナ２で受信したよ
うにパケットｂのパワー１０ｍＷに比較してパケットａ
のパワーは１１１１Ｗとかなり小さいというように全・
体としては小さな受信ミノ〕であるが、比較的大きな差
がある場合には、干渉波電力は小さくなり、尤度が高い
ということができるのであり、これに対してアンテナ１
の方は全体の受信電力は大きい場合には、干渉波電力も
大さくなり、尤度が低くなるのである。

上記実施例では、バケッｌ−ａ、ｂの２波が同相で重畳
された場合を例にとって説明したが、本発明はパケット
ａ、ｂの２波が同相で重畳されたものでない一般的な場
合にも同様に適用でさるものである。

従って、上述したように、干渉波電力を算出した後は、
この電力を累積回路２５で累積し、この累積値を求め、
変換テーブル２７を使用して、干渉波電力の累積値が大
きい場合には、小さい尤度を出力し、累積値が小さい場
合には、大きな尤度を算出する。この尤度は、各受信器
１１．１２の尤度算出回路７から萌記選択回路１３の比
較回路１７に供給され比較される。この結果、アンテナ
２に関連する受信器１２の尤度算出回路７からの尤度の
方が受信器１１の尤度算出回路７からの尤度よりも大き
い場合には、該比較回路１７の出力信号により受信器１
２の受信出力を選択ツるようにスイッチ１５が制御され
、該スイッチ１５を介して受（＋ｊ器１２からの受信信
号が出力されるのである。

この結果、上述したアンテナ２の場合のように合計の電
力は小ざいが、干渉が少ないため、尤度が高い受信信号
が選択されることになり、従来のように受信パワーで選
択したことにより受信不能を介住したり、または誤り率
が大きくなるということが防止され、通信効率を向１−
することができるのである。

第４図は本発明の他の実施例に係るダイバーシヂ受仁方
式の要部を示すブロック図である。

同図に示すダイバーシヂ受信方式は、送信側で予め誤り
訂正符号化したデータを送信するものであり、受信器側
ではアンアノ−３１で受信した信号を検波器３３で検波
し、この検波信号を判定回路３５で判定した復、この判
定回路の出力信号を尤度算出回路３７に供給して尤度を
算出するものである。この尤度算出回路３７は復号回路
３９と尤度ｎ出回路４１とを右し、復号回路３９から復
号データが出力され、尤度演算回路４１がら尤度が出力
されている。なお、誤り訂正符号は例えばたたみ込み符
号であり、復号回路３９はＶ　１ｔｅｒｂｉ復号であっ
て、尤度算出回路４１はｖｉｔｅｒｂｉ復号器の複数の
ＡＣ８回路の各々に蓄積された複数のパスメトリックの
各シンボル復号ごとの最大値を積分または低域成分抽出
したものである。

ところで、前述した第１図の実施例では、判定第４図に
示すように誤り訂正技術を導入して、送信データｂに対
する尤度を算出することにより、更に有効にダイバーシ
ヂ選択を行うことができるのである。づなわら、この時
、送信時に誤り訂正符号化と、判定値（ａ　＋ｂ　）を
復号して送信データａを求め、これを書度復号化して？
を求めた後、ｒｌ　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　ハ享すと（ａ　＋ｂ　）の差電力またはｂと（ａ
＋ｂ）の相関値を求め、これを基に尤度を算出すること
ができるのである。

第５図は本発明の別の実施例を示すブロック図である。

同図の実施例は、判定回路として軟判定を行う軟判定回
路４３を使用し、これにより尤度を更に正確に算出する
ものである。

なお、軟判定とは、例えば受信信号の１．Ｏ等の論理レ
ベルを判定するに当たって、通常の硬判定のように受信
信号を所定のしきい値と比較し、このしきい値より大き
いかまたは小さいかにより受信信号の論理レベルが１で
あるかＯであるかを単に判定するのでなく、受信信号と
しきい値との関係から受信信号が例えば確実に論理レベ
ルの１であるか、確実にＯであるか、やや１であるか等
のように論理レベルの１またはＯである「確率」をもっ
て、例えば７０％の確率で論理レベルの１であり、また
３０％の確率で論理レベルの０て・あるというように判
定するものである。また、複数のビットからなる信号の
場合には、各ビット毎に軟判定した確率から全ビットに
ついての総合的確率を算出し、この総合的確率から複数
のビットからなる信号を判定するものである。従って、
通常の硬判定に比較して、更に正確な判定を行うことが
できるので、この軟判定された信号を使用することによ
り尤度を更に正確に篩用することができるものである。

第６図は本発明の更に他の実施例の全体構成図である。

同図は、前述したようにアンテナから受信した信号の尤
度を算出する受信器を符号５１゜５３．５５．５７で示
すように複数設け、この複数の受信器５１〜５７の各々
からの各受信信号および尤度を選択装置５９に供給し、
この選択装置５９において尤度が最も高い受信器りを選
択するように構成したものであり、いわゆるマクロスコ
ビッツダイバーシチに応用したものである（ＧＣＯＭ、
１９８５年、３２−７参照）。このような構成のものは
シャドウィング（Ｓ　ｈａｄｏｗｉｎｇ）等に有効であ
る。

第７図は本発明の更に別の実施例を示す構成図である。

同図は送信装置６１と受信装置６３とを示し、送信装置
６１においては送信データ６５を誤り訂正符号化器６６
で予め誤り訂正符号化し、この符号化された信号を変調
器６７で変調し、アンテナ６８から送信している。また
、受信装置６３は、送信装置６１からの送信信号を受信
する複数のアンテナ７１，７２Ｊ５よび各アンテナに対
応してそれぞれ受信器７３．７４を有し、各受信器７３
．７４で算出した尤度を受信信号の復号データとともに
選択回路７５に供給し、尤度が最も高い受信信号を選択
して出力している。なお、選択回路７５は第１図の前記
選択回路１３と同様にスイッチ７６と比較囲路７７で構
成されている。

各受信器７３．７４は、アンテナ７１．７２で受信した
信号を検波回路８１で検波し、この検波回路の出力を相
関回路８５に供給するとともに、判定回路８２に供給し
、判定回路８２の出力を復号回路８３で復号し、復号回
路８３の出力を再訂Ｂ化回路８４で再度符号化して相関
回路８５に供給し、相関回路８５において検波回路８１
の出力と再符号化回路８４の出力との相関に基づいて尤
度を算出している。

このように各受信器７３で得られた各尤度および各復号
データが前記選択回路７５に供給され、尤度が最も高い
復号データが選択されて出力されるようになっている。

なお、上記実施例における相関演算の代わりに、干渉波
電力を算出し、この電力をもとに尤度を求める変換テー
ブルを使用して構成してもよい。この場合、干渉波電力
が大きいとき尤度が小さくなるような変換テーブルに設
定することが必要なことは勿論である。

第８図は本発明のまた更に他の実施例のシステム構成図
である。同図の実施例は、前述した第１図、第２図、第
４図、第５図、第７図に示すダイバーシチ受信方式をラ
ンダムアクセス型無線パケットに応用したものであり、
２つの送信局９１゜９２から受信局９９にパケットデー
タを送信するものである。受信８９９は送信局９１．９
２からの送信信号を受信する２つのアンテナ９４．９５
と、各アンテナに対応した受信１５９６．９７と、各受
信器９６．９７で判定した判定データおよびその尤度を
供給され、もっとも高い尤度の復号データを選択する選
択回路９８とから構成される装る。このように本発明の
ダイバーシチ受信方式をランダムアクセス型無線パケッ
トに適用することによりパケットが衝突しても誤りが少
なく、信頼性が高いパケットを選択して受信することが
できる。なお、口の場合、受信局９つのアンテナ９４お
よび受信器９６からは送信局９２から送信されたパケッ
トが高い尤度で得られ、またアンテナ９５および受信器
９７からは送信局９１から送信されたパケットが高い尤
度で得られる場合があるが、この場合には両方のパケッ
トとも受信されたものとして両方と出力してもよい。

なＪ５、上記実施例では、無線パケットを中心に説明し
たが、一般の回線交換型のものに利用してもよい。この
場合、特に、初期回線接続手続きにおいて有効である。

［発明の効果］以上説明したように、本発明によれば、複数のアンテナ
で受信した各受信信号の確からしざを示す尤度をそれぞ
れ算出し、この複数の尤度のうち最も高い尤度に対応す
る受信信号を選択しているので、例えばランダムアクセ
ス型無線パケット通信方式においてパケットが衝突した
としても、信号そのものの確度に直接依存する尤度に基
づいＣダイパー２チ選択を適確に行い、該通信システム
のスルーブツトを大幅に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るダイバーシチ受仁方式
の構成を示針ブロック図、第２図は第１図のダイバーシ
チ受信方式に使用される受信器の詳細なブロック図、第
３図（ａ）、（ｂ）は第１図のグイバーシヂ受イ８方式
の作用を示す各信号の波形図、第４図は本発明の他の実
施例の７１Ｔｌツク図、第５図は本発明の別の実施例の
ブＬ］ツク図、第６図は本発明の更に他の実施例の１０
ツク図、第７図は本発明の更←二別の実施例のノ［〕ツ
ク図、第８図は本発明のまた更に他の実施例のブロック
図である。１．２・・・アンテナ、３・・・検波回路、５・・・判定回路、７・・・尤度算出回路、１１．１２・・・受信器、１３・・・選択回路、１５・・・スイッチ、１７・・・比較回路。代理人　　　弁理士　　　三　好　　保　男第１図尤度第５図第６図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）複数のアンテナと、該各アンテナ毎に設けられ、
各アンテナを介して受信した信号を検波する複数の検波
回路と、該各検波手段に対応し、各検波手段の検波出力
信号についてのデータの判読を行うための複数の判読回
路と、該各判読回路に対応し、前記検波手段の検波出力
信号および前記判読回路の出力信号に基づいて前記各判
読回路の出力信号の確からしさを示す尤度を算出するた
めの複数の尤度算出回路と、該複数の尤度算出回路によ
って算出された各尤度のうち最も高い尤度に対応する受
信信号を選択する選択回路とを有することを特徴とする
ダイバーシチ受信方式。
（２）前記尤度算出回路は、前記検波手段の検波出力信
号と前記判読回路の出力信号との差成分の電力を求める
干渉波電力算出回路と、該干渉波電力算出回路の出力信
号が小さいとき大きな尤度を出力し、大きいとき小さな
尤度を出力する変換回路とを有することを特徴とする請
求項（１）記載のダイバーシチ受信方式。
（３）前記アンテナを介して受信する信号は、ディジタ
ル信号を誤り訂正符号化し、変調した信号であり、前記
判定回路は、前記検波回路の出力信号を軟判定して軟判
定データを出力する軟判定回路で構成され、前記尤度算
出回路は、前記軟判定データを基に復号して送信データ
を得る復号器および前記復号時に得られる尤度を出力す
る尤度出力回路を有することを特徴とする請求項（１）
記載のダイバーシチ受信方式。
（４）前記アンテナを介して受信する信号は、ディジタ
ル信号を誤り訂正符号化し、変調した信号であり、前記
判定回路は、前記検波回路の出力信号を判定して判定デ
ータを出力するように構成され、前記尤度算出回路は、
前記判定データを基に復号して送信データを得る復号器
と、前記復号器の出力信号を再符号化する符号化器と、
該符号化器の符号化出力データと前記検波回路の出力信
号との相関により尤度を求める相関回路とを有すること
を特徴とする請求項（１）記載のダイバーシチ受信方式
。