JPH06232793A - ダイバーシチ伝送システム - Google Patents
ダイバーシチ伝送システムInfo
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- JPH06232793A JPH06232793A JP5298715A JP29871593A JPH06232793A JP H06232793 A JPH06232793 A JP H06232793A JP 5298715 A JP5298715 A JP 5298715A JP 29871593 A JP29871593 A JP 29871593A JP H06232793 A JPH06232793 A JP H06232793A
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Abstract
囲内に周波数選択性フェージングを示す場合でも、性能
を改善されたダイバーシチ伝送をしうるシステムの提供
を目的とする。 【構成】 本発明のダイバーシチ伝送システムは、フィ
ルタバンク(34、36・・・38)により受信信号を
多数のサブバンド信号に分離する。異なるフィルタバン
クの対応するサブバンド信号は、組合せ器(40、4
2、・・・44)により組合されたサブバンド信号に組
合される。これらの組合されたサブバンド信号は、最後
の組合せ器(46)により広帯域信号に組合される。
Description
て受信器に結合される送信器より成り、受信器はチャネ
ルの出力信号を組合せる組合せ手段から成るダイバーシ
チ伝送システムに関する。本発明は、かかるシステムに
利用される受信器にも関する。
“線形ダイバーシチ組合せ技術(Linear Diversity Comb
ining techniques) ”、IRE 論文集、1959年6 月発行に
より周知である。ダイバーシチ伝送システムは、様々な
程度の伝送品質を有し、時間にも依存し得るチャネルを
介した情報の伝送に利用される。伝送品質の低下を回避
するために、多数のかかるチャネルが並列に利用され、
かかるチャネルの出力信号は組合される。この組合せ
は、例えば、チャネルの出力信号を単純に加算し、最良
のチャネルを選択し、又は、チャネルの出力信号の重み
付けされた和を決定するような多種の方法で行われ得
る。更に、重み係数も様々な方法により決定され得る。
ではない環境では、ダイバーシチ受信を利用して得られ
る改善は極めて適切であり得る。
ルの品質が十分ではない場合、改善された性能を有する
上述によるダイバーシチ伝送システムの提供を目的とす
る。
チ伝送システムは、組合せ手段は各チャネルの出力信号
を多数のサブバンド信号に分離する分離手段から成り、
組合せ手段は様々なチャネルからの対応するサブバンド
信号を組合されたサブバンド信号に組合せるサブバンド
組合せ手段から成ることを特徴とする。
分だけの伝送品質が十分ではない環境の場合、この部分
は様々なチャネルに対して異なるという考えに基づく。
各チャネルの出力信号を多数のサブバンドチャネルに分
離することにより、全体にわたる伝送品質が十分な最終
的な組合された信号を得るよう様々なチャネルから伝送
されたサブバンド信号を十分に組合せることが可能にな
る。
ャネルの出力信号を得る様々な場所の多数のアンテナか
ら成ることを特徴とする。この実施例において、各チャ
ネルは送信器と対応するアンテナとの間の無線回線から
成る。測定により、室内受信に関して、受信された信号
はアンテナの配置の場所に極めて依存する深いスペクト
ルノッチを示し、その結果、伝送されたすべての信号を
組合せるのに対照してサブバンド信号を組合せることに
より重大な改善が得られることが明らかにされる。
るチャネルの出力信号を得る様々な偏波状態を有する多
数のアンテナから成ることを特徴とする。本発明に利用
され得る信号を得る他の可能性は、様々な偏波状態を有
するアンテナの利用である。偏波状態は様々な線形偏波
方向から成るが、右側又は左側の回転する円形又は楕円
形の偏波からも成る。線形及び円形/楕円形偏波の組合
せも考え得る。更なる可能性は、様々な方向から信号を
受信するアンテナを利用することにある。
信号は周波数分割多重信号から成り、サブバンドは周波
数分割多重信号の少なくとも一の成分から成ることを特
徴とする。受信された信号の周波数分割多重部分に対応
するサブバンドを選ぶことにより、分離手段は、ダイバ
ーシチ受信のサブバンドに受信された信号を分離し、受
信された(周波数分割多重)信号をデマルチプレクス化
することに同時に利用される。
信号は直交周波数分割多重信号から成ることを特徴とす
る。直交周波数分割多重信号に対し本発明を利用するこ
とにより、受信された信号の多数のサブバンドへの分割
は、OFDM(直交周波数分割多重)信号の様々なサブ
チャネルを得るためのデマルチプレクス化手段の複雑さ
を低減し、或いは、全体的な不足さえ低減するので、か
なり余分の実装コストをかけずに重大な改善が得られ
る。
明する。図1による伝送システムにおいて、信号源2の
出力は送信器4、6、8の入力に接続される。送信器4
の出力はチャネル10を介して受信器16の第1の入力
に結合される。送信器6の出力はチャネル12を介して
受信器16の第2の入力に結合され、送信器8の出力は
チャネル14を介して受信器16の第3の入力に結合さ
れる。受信器16の出力に目的信号が得られる。
は送信器4、6及び8を利用して分離した3つのチャネ
ル10、12及び14を介して伝送される。受信器16
は、入力信号を適切な方法で組合せて、3つの入力信号
から更なる処理のための目的信号を得る。図2による伝
送システムにおいて、信号源2は、送信用アンテナ5に
結合された単一の送信器4に結合される。受信器16の
3つの入力は、対応する受信用アンテナ9、11又は1
3に接続される。チャネルは、共通送信用アンテナ5と
様々な受信用アンテナ9、11及び13との間にある3
つの無線回線10と12と14とから成る。図1及び図
2による伝送システムにおけるチャネルの数は、1より
大きい任意の値Nをとり得ることが明らかである。アン
テナ20、22・・・24は、様々な位置又は様々な偏
波状態、若しくはそれらの組合せを持ち得る。
台の受信用アンテナ20、22・・・24は受信器16
のN個の入力に結合される。受信器において、これらの
入力は対応するN台のフロントエンド26、28・・・
30に接続される。フロントエンド26、28・・・3
0の出力は組合せ手段32のN個の入力に接続される。
本発明の独創的な考えにより、組合せ手段の各入力は、
広帯域信号を多数のサブバンド信号に分離するための分
離手段34、36・・・38に接続される。
る分離手段34、36・・・38の出力は、サブバンド
組合せ手段40、42・・・44の入力に接続される。
サブバンドの数は、値Lを有すると想定される。サブバ
ンド組合せ手段40、42・・・44の出力は、例え
ば、単に加算によって組合せされた広帯域信号を得るた
めの最終的な組合せ手段に接続される。組合せの前に、
サブバンド組合せ手段の出力信号のパワーを等化するこ
とも可能である。これにより、広帯域信号用のチャネル
の組合せのフラットな周波数応答が得られる。分離手段
34、36・・・38は、L個のサブバンド信号を得る
よう隣接した通過域を有するL個のバンドパスフィルタ
よりなるフィルタバンクから成る。
ダイバーシチ受信器は、図3による受信器からフィルタ
バンク34、36・・・38をPAL方式デマルチプレ
クサ50、52・・・54に置き換え、最後の組合せ手
段46を割愛することにより得られる。PAL方式デマ
ルチプレクサ50、52・・・54は、対応するフロン
トエンドにより入力に供給されたIF(中間周波)信号
から輝度信号と、色信号と、音響信号とを分離するため
の3つのフィルタから成る。フロントエンドからのIF
信号から輝度信号を分離するために、約5MHzの帯域
幅を有する通過域が利用され得る。色信号を分離するた
めに、約2MHzの帯域幅を有するバンドパスフィルタ
が利用されるべきであり、音響信号を分離するために、
バンドパスフィルタと200から300kHzの帯域幅
が必要になる。これらのフィルタの中央周波数は、フロ
ントエンド26、28・・・30より供給されるIF信
号の周波数により決められる。様々なフロントエンド2
6、28・・・30より供給されるビデオ信号の3つの
成分(サブバンド)は、サブバンド組合せ手段56、5
8・・・60により、組合された輝度信号と、組合され
た色信号と、組合された音響信号よりなる組合されたサ
ブバンド信号に成分に関して組合される。これらの信号
はビデオ表示装置により直接に処理され得るので、更な
る組合せの必要がない。
DM信号受信用の受信器は、図3による受信器からフィ
ルタバンク34、36・・・38(分離手段)をFFT
(高速フーリエ変換)ユニット62、64・・・66に
置き換え、フロントエンド26、28・・・30にアナ
ログ・ディジタル変換手段を導入することにより得られ
る。最後の組合せ手段46(図3)は省略され得る。
フーリエ変換(FFT)を利用して多数の狭い帯域信号
を1つの広帯域信号に組合せる方法である。OFDM
は、L.J.Ciminiによる“直交周波数分割多重を利用する
ディジタル移動チャネルの解析とシミュレーション(An
alysis and simulation of a digital mobile channelu
sing orthogonal frequency division multiplexin
g)”、IEEE通信学会誌COM-33、1985年6 月、pp.66
5-675に記載されている。テレビ伝送に適当なOFDM
信号は、各々が8kHzの帯域幅を有する1024のサ
ブチャネルを含む8.192MHzの帯域幅を有する。
OFDMは、地上のVHF/UHFチャネルのように多
重路フェージングチャネルによる伝送に極めて良く適合
する。多重路受信により、多重路フェージングチャネル
は、周波数選択の特性を有する。OFDMによる組合せ
において、このことは各サブチャネルの情報が異なる実
効SN比を示すことを意味する。相互に独立したSN比
を有する狭い帯域幅信号の間の最小周波数は、コヒーレ
ンス帯域幅Bc と呼ばれる。室内受信における計測か
ら、周波数領域におけるフェージング特性は、受信用ア
ンテナの位置に強く依存することが明らかになる(空間
的フェージング)。この依存性により、本発明は、OF
DMと空間的なアンテナダイバーシチの組合せに有利に
利用され得る。
は、対応するFFTユニット62、64・・・66にデ
ィジタル信号を供給する。この一実施例では、FFTユ
ニット62、64・・・66は、フロントエンドの出力
信号の順次の1024個のサンプルから1024点のF
FTを計算する。FFTの計算は、1024のサブバン
ドへの入力信号の分割と機能的に等しい。様々なFFT
ユニットからの対応するサブバンドは、サブバンド組合
せ手段68、70・・・72により組合されたサブバン
ド信号に組合される。サブバンド組合せ手段68、70
・・・72の1024個の出力において、組合されたサ
ブバンド信号(サブチャネル)を更なる処理に利用でき
る。
エンド26、28・・・30の出力信号は1024個よ
り少ないサブバンド、例えば64個のサブバンドに分割
されると想定する。サブバンド組合せ手段により組合さ
れたサブバンド信号に組合された後、これらのサブバン
ド信号は、1024個のサブチャネルを得るためにサブ
バンド分離手段74、76・・・78により16個の分
離信号に分離されなければならない。
は、選択スイッチを用いてこれらのチャネルの一つを選
択することである。このスイッチは、最大パワーを有す
るサブバンドを選択するよう制御され得る。測定された
符号化誤り率にしたがってこの選択スイッチを制御し、
最小の符号化誤り率を得られるサブバンドを選ぶことも
可能である。周期的にサブバンドを走査する第1の選択
スイッチに加え、第2の選択スイッチを利用することも
可能である。ここで、第1の選択スイッチは、最良の受
信品質を与える第2の選択スイッチの位置に設定され
る。
て、組合されるN個のサブバンド信号は、対応する乗算
器84、90・・・96の第1の入力と、サブバンド信
号の絶対値を決めるための手段80、86・・・92の
入力に供給される。手段80(86)〔92〕の出力
は、ローパスフィルタ82(88)〔94〕の入力に接
続される。ローパスフィルタ82(88)〔94〕の出
力は、乗算器84(90)〔96〕の第2の入力に接続
される。乗算器84、90・・・96の出力は、加算器
98の入力に接続される。加算器の出力において、組合
されたサブバンド信号を得ることができる。
るサブバンド信号に関して、次式を表わし得る:
のサブバンド信号の中の第i番目のサブバンド信号であ
り、αi は伝送システムの第i番目のチャネルの複素減
衰率であり、ni は第i番目のサブバンドチャネルの雑
音であり、Sはサブバンドにより伝送される信号であ
る。図6による組合せ器は、次に値:
αi の独立変数が一致する場合に生じ、(2)式は次の
ように書ける:
パワーに関して、(3)式より:
されず、均等なパワーn2 を有することを仮定してい
る。雑音パワーに関して:
て:
ネルの信号パワーは加算されることが分かる。しかし、
これはすべての複素減衰率αi が一致する場合に限られ
る。一般的に、全SN比は(6)式による値より小さく
なろう。図7によるサブバンド組合せ手段は、図6によ
りサブバンド信号の絶対値を決めるための手段とローパ
スフィルタの組合せを特定チャネルのサブバンドの複素
減衰率を評価するチャネル状態評価器に置き換えて得ら
れる。乗算器84、90・・・96は、サブバンド信号
とサブバンドの複素減衰率の評価の複素共役を乗算する
ために利用される。図7によるサブバンド組合せ器の出
力信号に関して:
|2 に置き換えることにより、(7)式は:
ーと雑音パワーは、(4)式と(5)式夫々にしたがう
信号パワーと雑音パワーに等しいことが容易に得られ
る。しかし、(8)式は、各αi の独立変数が同一の値
を有する場合に限られる(3)式と対照して、あらゆる
環境において有効である。したがって、図7によるサブ
バンド組合せ器のSN比は、(6)式により与えられ
る。
の方法により行われ得る。ディジタル信号に対して、ア
ダプティブパスバンド等化に利用されるチャネルの伝達
関数を決めるための非常に多くの方法が利用され得る。
これらの方法の多くは、例えば、リー(Lee )とメッサ
ーシュミット(Messerchmitt)による文献“ディジタル
通信(Digital Communication )”、1990年発行、ISBN
0-89838-274-2の第9.5 章、ページ309-402 に記載され
ている。アナログ信号にも利用できる方法は、ジェイク
ス(Jakes )による文献“マイクロ波移動通信(Microw
ave Mobile Communications )”、1974年、Wiley 出版
の第6.3 章の図6.3-3 に説明されている。なされるべき
唯一の変更は、426ページに記載された制限演算の省
略であるが、制限演算が利用される場合、有効な組合せ
演算を得ることも可能である。
いて、チャネル状態評価器は、遅延時間Tを有する遅延
素子に置き換えられる。この形のサブバンド組合せ手段
は、差動符号化ディジタル伝送に利用され得る。組合せ
器40の第i番目の入力の入力信号に関して:
点jTにサブバンド組合せ手段の第i番目の入力におけ
る入力信号であり、Sj は時点jTに伝送された信号で
あり、ni,j は時点jTにサブバンド組合せ手段の第i
番目の入力における雑音信号である。第i番目の乗算器
の出力に関して:
のクロス積は無視され得る。サブバンド組合せ手段40
の出力に関して:
グのように、送信器において差動符号化を仮定し、雑音
信号の統計的独立性を仮定すると、SN比に関して次の
式が導かれる:
合せ手段40に対して必要とされる搬送波再生装置の必
要はなく、サブバンド信号の準最適(3dBの損失)な
組合せが得られることが分かる。図9の(a)及び
(b)は、建物の外にある送信器から建物の中に受信さ
れ、762MHzの搬送波周波数と3.5MHzの帯域
幅を有する(本来、白色の)OFDM信号のパワースペ
クトルのグラフを示す。これらの2つのパワースペクト
ルは、1メートル離れた2つの受信用アンテナ位置にお
いて計測されている。フェードの位置は、アンテナ位置
に強く依存することが分かる。これらの図から、本発明
による組合せ方法を利用してフェードのない信号が得ら
れることが分かる。
ステムのブロック図である。
ステムのブロック図である。
伝送システムのブロック図である。
伝送システムのブロック図である。
ィジタル映像伝送に適したOFDM信号の伝送用ダイバ
ーシチ伝送システムのブロック図である。
段の第1の実施例のブロック図である。
段の第2の実施例のブロック図である。
段の第3の実施例のブロック図である。
DM信号の(室内)受信スペクトルのグラフである。
合せ手段 50,52,54 PAL方式デマルチプレクサ 62,64,66 高速フーリエ変換ユニット 68,70,72,74,76,78 サブバンド分
離手段 80,86,92 絶対値決定手段 82,88,94 ローパスフィルタ 84,90,96 乗算器 98 加算器 100,102,104 遅延素子
Claims (10)
- 【請求項1】 種々のチャネルを介して受信器に結合さ
れる送信器より成り、該受信器はチャネルの出力信号を
組合せる組合せ手段から成るダイバーシチ伝送システム
であって、 該組合せ手段は各チャネルの該出力信号を多数のサブバ
ンド信号に分離する分離手段から成り、該組合せ手段は
様々なチャネルからの対応する該サブバンド信号を組合
されたサブバンド信号に組合せるサブバンド組合せ手段
から成ることを特徴とするダイバーシチ伝送システム。 - 【請求項2】 前記受信器は対応するチャネルの前記出
力信号を得る様々な場所の多数のアンテナから成ること
を特徴とする請求項1記載のダイバーシチ伝送システ
ム。 - 【請求項3】 前記受信器は対応するチャネルの前記出
力信号を得る様々な偏波状態を有する多数のアンテナか
ら成ることを特徴とする請求項1又は2記載のダイバー
シチ伝送システム。 - 【請求項4】 チャネルの前記出力信号は周波数分割多
重信号から成り、サブバンドは該周波数分割多重信号の
少なくとも一の成分から成ることを特徴とする請求項1
乃至3のうちいずれか1項記載のダイバーシチ伝送シス
テム。 - 【請求項5】 チャネルの前記出力信号は直交周波数分
割多重信号から成ることを特徴とする請求項4記載のダ
イバーシチ伝送システム。 - 【請求項6】 前記サブバンド組合せ手段は各サブバン
ド信号から重み付けされたサブバンド信号を決め、該重
み付けされたサブバンド信号を組合せるよう配置される
ことを特徴とする請求項1乃至5のうちいずれか1項記
載のダイバーシチ伝送システム。 - 【請求項7】 前記サブバンド組合せ手段は一の前記サ
ブバンド信号を選択する選択手段から成ることを特徴と
する請求項1乃至5のうちいずれか1項記載のダイバー
シチ伝送システム。 - 【請求項8】 多数のチャネルからの多数の出力信号を
受信し、該チャネルの該出力信号を組合せる組合せ手段
から成る受信器であって、 該組合せ手段は各チャネルの該出力信号を多数のサブバ
ンド信号に分離する分離手段から成り、該組合せ手段は
様々なチャネルからの対応する該サブバンド信号を組合
されたサブバンド信号に組合せるサブバンド組合せ手段
から成ることを特徴とする受信器。 - 【請求項9】 前記チャネルの前記出力信号を得る多数
のアンテナから成ることを特徴とする請求項8記載の受
信器。 - 【請求項10】 様々なチャネルからの多数の出力信号
を組合せる組合せ手段であって、 各チャネルの該出力信号を多数のサブバンド信号に分離
する分離手段から成り、様々なチャネルからの対応する
該サブバンド信号を組合されたサブバンド信号に組合せ
るサブバンド組合せ手段から成ることを特徴とする組合
せ手段。
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NL92120487:1 | 1992-12-01 | ||
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