JPH05268129A

JPH05268129A - ダイバーシチ選択方法

Info

Publication number: JPH05268129A
Application number: JP4065436A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Fujii; 正明藤井
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1992-03-24
Filing date: 1992-03-24
Publication date: 1993-10-15

Abstract

(57)【要約】【目的】例えば、デイジタル自動車電話で使用され
る、ビタビ等化器を含む受信機に関し、ダイバーシチ受
信する際、誤りが発生しにくい方の受信機を選択できる
様にすることを目的とする。【構成】第１，第２の受信部1a, 1bと、メトリック処
理部分と、選択されたパスメトリック値と選択されなか
ったパスメトリック値の差を用いて最小２乗ユークリッ
ド距離を求める最小２乗ユークリッド距離計算部分とを
有する第１，第２のビタビ等化部2a, 2bと、印加する選
択制御信号に対応する受信側を選択する選択部３とを有
する該第１，第２の受信機を用いてダイバーシチ選択受
信を行なう際、最小２乗ユークリッド距離比較手段４で
第１，第２のビタビ等化部が送出する最小２乗ユークリ
ッド距離を比較して選択制御信号を生成し、送出するよ
うに構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、デイジタル自
動車電話で使用される、ビタビ等化器を含む受信機に関
するものである。

【０００２】高速デイジタル移動通信ではマルチパス伝
搬による遅延分散により周波数選択性フェージングが発
生し、伝送特性が著しく劣化する。周波数選択性フェー
ジング対策として適応等化器が有効であり、判定帰還形
等化器、ビタビ等化器の検討が行なわれている。

【０００３】更に、高度な周波数選択性フェージングに
対処する為、ビタビ等化器を含む受信機を用いてダイバ
ーシチ受信する際、誤りが発生しにくい方の受信機を選
択できる様にすることが必要である。

【０００４】

【従来の技術】図10は従来例の構成図である。以下、図
の動作を説明する。

【０００５】アンテナを介して入力した受信信号を、周
波数変換し、所定レベルまで増幅して復調器13a に加え
る。復調器は、受信信号からベースバンド信号を取り出
してアナログ/ デイジタル変換器12a に送出するので、
ここでデイジタル信号に変換してメモリ11a に格納する
と共に、着信レベルに対応するレベルをレベル比較回路
５に送出する。なお、この受信側をブランチ＃１と云
う。

【０００６】また、復調器13b, A/D変換器12b, メモリ
11b を含むブランチ＃２も上記と同様に着信レベルに対
応するレベルをレベル比較回路５に送出し、メモリ11b
にデイジタル信号を格納する。

【０００７】レベル比較回路５は、レベルの大きい方の
ブランチを選択するので、ビタビ等化器６は選択された
ブランチのサンプルデータを下記の様に等化処理した
後、差動復号部分７で、送信側で行なった差動処理と逆
の処理を施して送信データを再生する。

【０００８】ここで、ビタビ等化器の主な等化処理は下
記の様である。 (1) インパルス応答の算出上記の送信データには既知パターンのトレーニング信号
を含んでいるので、受信側で受信信号と既知パターンと
を比較することによりインパルス応答が求められ、これ
により伝送路の応答特性が判る。なお、トレーニング信
号は周期的に送信データに挿入される。 (2) 推定受信信号の生成上記のインパルス応答と、ビタビアルゴリズム中のそれ
ぞれのパスとの畳み込みを求めることにより、それぞれ
のパスに対する推定受信信号が求まる。 (3) 受信信号の比較（ブランチメトリックの計算）上記の推定受信信号と実際の受信信号の差( 誤差にな
る) を求め、差の２乗がブランチメトリックになる。 (4) ACS (add-compare -select) の計算 (3) 項で求めたブランチメトリックに生き残りパスのパ
スメトリックを加算してパスメトリックを求め、求めた
パスメトリックを比較して最小値のパスメトリックを生
き残りパスとし選択する。 (5) インパルス応答の更新インパルス応答は時間的に変化するので、(3) 項で求め
た誤差を用いて公知のRLS アルゴリズム、またはLMS ア
ルゴリズムで誤差が最小となる様に更新する。 (6) 推定送信信号の出力 (4) 項のACS の計算により、パスをセレクトして行くの
で、パスが順次、収束し生き残りパスが推定送信信号に
なる。

【０００９】さて、上記の様に、ダイバーシチ選択方法
としては、受信レベルを比較して選択する方法がある
が、これは一様フェージング下を前提としている為、周
波数選択性フェージング下では必ずしも有効であるとは
云えない。

【００１０】何故なら、前者の場合にはレベルが高い方
がレベル変動が少ないが、後者の場合には遅延波が重な
っているので、レベルを比較しても変動の少ない方を選
択することにならない為である。また、レベル比較回路
が必要となる。

【００１１】更に、等化後ダイバーシチ選択方法や等化
器のアルゴリズムでのダイバーシチ合成方法は演算量が
多くなる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上記の様に、レベル比
較ダイバーシチ方法では有効なダイバーシチ選択ができ
ず、レベル比較回路が必要となる。

【００１３】また、等化後ダイバーシチ選択やダイバー
シチ合成等化では演算量が多くなると云う問題がある。
本発明はダイバーシチ受信する際、誤りが発生しにくい
方の受信機を選択できる様にすることを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】図１は第１〜第３の本発
明の原理構成図である。1a, 1bは入力した受信信号を検
波して得た検波信号を、既知パターンのトレーニングデ
ータ部分とデータ部分とからなるサンプルデータに変換
してメモリ部分に格納する第１，第２の受信部である。

【００１５】2a, 2bは内部で生成した推定受信信号と、
該メモリ部分から読み出したサンプルデータとの比較結
果からブランチメトリック値を求め、この値と既に求め
た１シンボル前までの状態メトリック値を加算してパス
メトリック値を求め、このパスメトリック値を比較して
最小のパスメトリック値のパスを選択するメトリック処
理部分と、選択されたパスメトリック値と選択されなか
ったパスメトリック値の差を用いて最小２乗ユークリッ
ド距離を求める最小２乗ユークリッド距離計算部分とを
有する第１，第２のビタビ等化部である。

【００１６】３は印加する選択制御信号に対応する受信
側を選択する選択部、４は最小２乗ユークリッド距離比
較手段である。そして、第１の本発明は、最小２乗ユー
クリッド距離比較手段は、該第１，第２のビタビ等化部
が送出する最小２乗ユークリッド距離を比較して該選択
制御信号を生成し、送出する様にした。

【００１７】第２の本発明は、トレーニングデータ部分
を用いて求めた２つの最小２乗ユークリッド距離の大小
を比較する。第３の本発明は、トレーニングデータ部分
を用いて求めた２つの最小２乗ユークリッド距離の増減
傾向を比較する。

【００１８】

【作用】第１の本発明は、第１，第２の受信部から送出
されるサンプルデータを第１，第２のビタビ等化部で等
化処理を行なってそれぞれ最小２乗ユークリッド距離を
求め、最小２乗ユークリッド距離比較手段で、２つの最
小ユークリッド距離を比較し、比較結果を利用して選択
制御信号を生成し選択部に送出する。

【００１９】選択部は印加した選択制御信号に対応した
受信側を選択するので、以後、選択された受信側のサン
プルデータについてビタビ等化を行なう。第２の本発明
は、トレーニング期間中、上記と同様に第１，第２のビ
タビ等化部でそれぞれ最小２乗ユークリッド距離を求
め、最小２乗ユークリッド距離比較手段で２つの最小２
乗ユークリッド距離の大小を比較し、大きい方の距離を
送出した受信側を選択する選択制御信号を生成し選択部
に送出する。

【００２０】第３の本発明は、トレーニング期間中、上
記と同様に２つの最小２乗ユークリッド距離を求め、こ
の距離の増減傾向を比較し、増加傾向を送出した受信側
を選択する。

【００２１】

【実施例】図２は第１，第２の本発明の実施例の機能構
成図、図３は第１，第３の実施例の機能構成図、図４は
第２，第３の本発明の実施例の動作説明図、図５はビタ
ビ等化器の構成図の一例、図６はビタビ推定部分動作説
明図（トレリス図）、図７はトレーングデータにおける
パス選択説明図、図８は第２の本発明の実施例の説明
図、図９は第３の本発明の実施例の説明図である。

【００２２】ここで、最小２乗ユークリッド距離大小比
較41, 最小２乗ユークリッド距離増減比較42は最小２乗
ユークリッド距離比較手段４の構成部分である。以下、
図４〜図８を参照して図２の動作説明を行なうが、上記
で詳細説明した部分については概略説明し、本発明の部
分を詳細説明する。

【００２３】なお、図２中の「トレーニング部等化」は
第１，第２のビタビ等化器2a, 2bでトレーニング部分の
ビタビ等化を行い、「データ等化」は選択されたビタビ
等化器がデータ等化を行なうことを機能的に示したもの
で、構成は第１，第２のビタビ等化器の中で実行され
る。また、ビタビ等化器2a, 2bの動作は同一であるの
で、ビタビ等化器2aを例にして説明する。

【００２４】先ず、図２のブランチ＃１のメモリ11a か
らサンプルデータ中のトレーニングデータ部分のデータ
( 以下、トレーニングデータと云う) を読み出してビタ
ビ等化器2aに送出する。

【００２５】そこで、図５に示すビタビ等化器は、図２
中の「トレーニング部等化」を行なう為、トレーニング
データをマッチドフイルタ（公知のトランスバーサルフ
イルタで構成されている）を通ってビタビ推定部分22に
加える。

【００２６】ビタビ推定部分は図４，図６，図７を用い
て詳細に後述する様に、生き残りパスを選択し、即ち、
上記のACS 処理を行なって推定送信信号、即ち判定デー
タを取り出す。

【００２７】ここで、図６は変調信号に４相位相変調(Q
PSK)を使用し、遅延波の遅延時間を１シンボル程度, 考
慮した場合のトレリス図で、図中の( ±1, ±1)は変調
信号点で、点線は可能な遷移パス、( ＋1,＋1)→( ＋1,
＋1)→( ＋1,＋1)の実線はトレーニング系列で正しいパ
スを示し、正しいパス以外の実線パスは状態０に合流す
るパス（図中の〜）を示している。

【００２８】なお、ビタビ等化ではトレリス線図に従っ
て等化を行い、ブランチメトリックは受信信号と推定受
信信号との差（誤差になる）の２乗を用いる。この時、
正しい受信信号系列と他の推定系列の間の距離が大きい
程、誤りが起こり難い。

【００２９】例えば、ビタビアルゴリズムでは、時刻K
における( ＋1,＋1)に入力する各パのパススメトリック
を比較するが、のパスメトリック( 正しいとする) に
近いパスメトリックを持つパス( 例えば、) に、パス
が誤り易い。これは、のパスメトリックが雑音等で
のパスメトリックよりも大きくなると、のパスを選
択する為である。

【００３０】そこで、この誤選択の可能性を少なくする
為、パスメトリックの差( 系列間の距離を示す) は大き
い方が良いので、と, と, とについてパス
メトリックの差を取って、最小のパスメトリックを求め
る( これが、最小２乗ユークリッド距離になる）。

【００３１】また、図４，図５，図７でトレーニングデ
ータを用いてユークリッド距離を求める方法を説明する
が、図７中の黒丸はトレーニング中の正しいパスである
（上記の様に既知のパターンの為に判っている）。 (1) 図５のビタビ推定部分22は、インパルス応答で制御
されたマッチドフイルタ21を介して加えられたサンプル
データを用いて判定データ( 推定送信信号) を推定し、
伝送路特性推定部分25を介して比較部分24に加える。

【００３２】一方、サンプルデータは遅延部分23を介し
て同じく比較部分に加えられるので、ここで誤差が得ら
れる( 図４- , 参照) 。なお、マッチドフイルタ、
伝送路特性推定部分はトランスバーサルフイルタで、印
加するインパルス応答、誤差を用いて内部のタップ係数
を変えることにより特性が変化する。 (2) 毎時間毎に、誤差を用いて正しい状態( 黒丸) に合
流するブランチメトリックを求め、既に求めた生き残り
パス、即ち選択したパスの状態メトリックを加えて、合
流するパスのパスメトリックを求める。

【００３３】通常、パスメトリック計算では一番小さい
値のパスメトリックを選択するが、トレーニング中はイ
ンパルス応答が収束していない為、正しいパスメトリッ
クが最小になるとは限らない。この時はパスメトリック
にかかわらず、トレーニング系列を強制的に選択する。

【００３４】例えば、トレーニングパターンが判ってい
るので、パターンそのものとなるパス、またはそれに近
いパスを選択する。そして、パスメモリ( 図示せず) は
選択したパスを格納して格納データを更新し、伝送線路
特性部分は選択したパスと誤差からインパルス応答を更
新する。そして、次の時刻で、更新したインパルス応答
を用いて推定受信信号を生成する( 図４- , , ,
参照) 。 (3) トレーニング系列として選択したパスのパスメトリ
ックと、選択しなかったパスのパスメトリック（図４-
, の↓の部分) の差を取って、最小２乗ユークリッ
ド距離を求めるが、この距離は図７に示す時刻(1-2),
(2-3)・・・(K-2)-(K-1),(K-1)-(K) 間で求まるが、ト
レーニング終了まで行なう( 図４- , 参照) 。

【００３５】これにより、最小２乗ユークリッド距離が
求まったので、トレーニング終了時点で大小比較、また
は増減比較を行なって選択すべき側を決めてダイバーシ
チ切替えを行なう。

【００３６】例えば、トレーング期間中、ブランチ＃
１，ブランチ＃２の最小２乗ユークリッド距離が図８に
示す場合、ブランチ＃１の方がブランチ＃２よりも大き
いので、前者を選択し、ブランチ＃１のデータをビタビ
等化する。

【００３７】また、図９に示す場合、ブランチ＃２の方
がデータ期間ではブランチ＃１よりも大きくなる可能性
があるのでブランチ＃２を選択する。なお、この選択は
トレーニング期間に入る度に実行する。

【００３８】即ち、本発明によればビタビ等化で誤りの
起こり難いダイバーシチブランチを選択することがで
き、ビタビ等化器の性能向上に寄与するところが大き
い。また、従来のレベル比較ダイバーシチ用レベル比較
回路が不要となる。

【００３９】

【発明の効果】以上詳細に説明した様に、ダイバーシチ
受信する際、誤りが発生しにくい方の受信機を選択でき
ると云う効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１〜第３の本発明の原理構成図である。

【図２】第１，第２の本発明の実施例の機能構成図であ
る。

【図３】第１，第３の実施例の機能構成図である。

【図４】第２，第３の本発明の実施例の動作説明図であ
る。

【図５】ビタビ等化器の構成図の一例である。

【図６】ビタビ推定部分動作説明図（トレリス図）であ
る。

【図７】トレーングデータにおけるパス選択説明図であ
る。

【図８】第２の本発明の実施例の説明図である。

【図９】第３の本発明の実施例の説明図である。

【図10】従来例の構成図である。

【符号の説明】

1a, 1b 第１，第２の受信部 2a, 2b 第１，第２
のビタビ等化部３選択部４最小２乗ユーク
リッド距離比較手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力した受信信号を検波して得た検波信
号を、既知パターンのトレーニングデータ部分とデータ
部分とからなるサンプルデータに変換してメモリ部分に
格納する第１，第２の受信部( 1a, 1b) と、内部で生成した推定受信信号と、該メモリ部分から読み
出したサンプルデータとの比較結果を用いてブランチメ
トリック値を求め、この値と既に求めた１シンボル前ま
での状態メトリック値を加算してパスメトリック値を求
め、このパスメトリック値を比較して最小のパスメトリ
ック値のパスを選択するメトリック処理部分と、選択されたパスメトリック値と選択されなかったパスメ
トリック値の差を用いて最小２乗ユークリッド距離を求
める最小２乗ユークリッド距離計算部分とを有する第
１，第２のビタビ等化部(2a, 2b)と、印加する選択制御
信号に対応する受信側を選択する選択部(3) とを有する
該第１，第２の受信機を用いてダイバーシチ選択受信を
行なう際、最小２乗ユークリッド距離比較手段(4) を設け、該最小２乗ユークリッド距離比較手段は、該第１，第２
のビタビ等化部が送出する最小２乗ユークリッド距離を
比較して該選択制御信号を生成し、送出する様にしたこ
とを特徴とするダイバーシチ選択方法。
【請求項２】上記比較が、トレーニングデータ部分を
用いて求めた２つの最小２乗ユークリッド距離の大小を
比較する請求項１のダイバーシチ選択方法。
【請求項３】上記比較が、トレーニングデータ部分を
用いて求めた２つの最小２乗ユークリッド距離の増減傾
向を比較する請求項１のダイバーシチ選択方法。