JPH07154442A - ベースバンド信号を組合わせる方法および回路、およびクロックタイミングの回復 - Google Patents

ベースバンド信号を組合わせる方法および回路、およびクロックタイミングの回復

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JPH07154442A
JPH07154442A JP6173098A JP17309894A JPH07154442A JP H07154442 A JPH07154442 A JP H07154442A JP 6173098 A JP6173098 A JP 6173098A JP 17309894 A JP17309894 A JP 17309894A JP H07154442 A JPH07154442 A JP H07154442A
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JP
Japan
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signal
determined
phase
complex
combiner
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JP6173098A
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Franco Guglielmi
フランコ・ググリエルミ
Carlo Luschi
カルロ・ルスキ
Arnaldo Spalvieri
アルナルド・スパルビエリ
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Alcatel Lucent Italia SpA
Original Assignee
Alcatel Italia SpA
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/08Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station
    • H04B7/0837Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station using pre-detection combining
    • H04B7/0842Weighted combining
    • H04B7/0848Joint weighting
    • H04B7/0854Joint weighting using error minimizing algorithms, e.g. minimum mean squared error [MMSE], "cross-correlation" or matrix inversion

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Radio Transmission System (AREA)
  • Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)
  • Amplitude Modulation (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
  • Time-Division Multiplex Systems (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、2以上のベースバンド複素信号か
ら結合された信号を得る結合器が、動作の最適な情況を
達成させることを可能にし、キャリア回復回路との相互
作用を防止することを目的とする。 【構成】 2以上のベースバンド複素信号から結合され
た信号を得るベースバンド複素信号結合器は、1以上の
乗算器109, 110および加算器115 を具備し、乗算器109,
110がその位相とは無関係に結合された信号について演
算することによって決定される係数によって信号を乗算
することを特徴とする。乗算される係数はCMAファミ
リーの関数を最小化することによって決定される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ベースバンド信号結合
器に関し、特に無線中継システムだけではなく一般的な
通信システムにおいても典型的に使用されるサンプラに
関する。
【0002】
【従来の技術】自由空間リンクにおいてしばしば生じる
欠点の1つは、多重パス現象である。これらの情況にお
いて、受信アンテナを横切る利用可能な信号は、様々な
遅延された信号および、または減衰された信号の組合わ
せである。幾つかの例における信号のこの組合わせは、
リンク保持を不可能性にする。この欠点に対する共通の
改善方法は、受信における2つの適当に間隔の隔てられ
たアンテナまたは2つの送信周波数の使用よりなる空間
および、または周波数ダイバーシティ技術によるもので
ある。2つの受信された信号を適切に組合わせることに
よって、上記された欠点は補償されることができる。ベ
ースバンド結合器における第1の機能の1つは、2つの
受信された信号を最良に組合わせるために結合器の出力
で平均2乗エラー(MMSE)を最小化することを提案
する文献(1987年4月、IEEE Journal on Selected Are
as in CommunicationsのSAC-5 巻、第3号)から知られ
ており、受信された信号と所望の基準方向の間の平均2
乗偏差を最小化することよりなる「Minimum Projection
Strategy 」の使用も説明されている。
【0003】文献(1989年4月、2nd European Confere
nce on Radio Relay System の235乃至242 頁)におい
て、MMSE技術を使用している結合器が記載されてお
り、特別なアルゴリズムを使用することによってサンプ
ラのタイミングに関する式を提供する。両方の機能にお
いて、幾つかの観点は全く調査されていない。第1の観
点は、結合器/サンプラと復調器において存在するキャ
リア回復回路との間の相互作用に関する。第2の観点
は、特に演算の最適な情況に収束する容量に関する結合
器およびサンプラの実際の協同に関する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】それ故、本発明の目的
は、結合器が動作の最適な情況を達成させることを可能
にする特別なアルゴリズムを使用して従来の欠点を克服
し、従って、キャリア回復回路との相互作用を防止する
ことである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明による2以上のベ
ースバンド複素信号から結合された信号を得る方法は、
係数によって少なくとも1つの信号を乗算し、信号を加
算するステップを含み、その係数がその位相とは無関係
に前記結合された信号について演算することによって決
定されることを特徴とする。本発明によるベースバンド
複素信号結合器は、1以上の乗算器および加算器を具備
し、乗算器がその位相とは無関係に結合された信号につ
いて演算することによって決定される係数によって信号
を乗算することを特徴とする。本発明によるベースバン
ド複素信号結合器を含む受信機は、1以上の乗算器およ
び加算器を具備し、乗算器がその位相とは無関係に前記
結合された信号について演算することによって決定され
る係数によって信号を乗算することを特徴とする。本発
明によるベースバンド複素信号結合器を含む通信システ
ムは、1以上の乗算器および加算器を具備し、乗算器が
その位相とは無関係に前記結合された信号について演算
することによって決定される係数によって信号を乗算す
ることを特徴とする。
【0006】結合された信号位相とは無関係なアルゴリ
ズムを使用することにより、キャリア回復回路との相互
作用の回避を可能にする。さらに、サンプラへの結合器
の同じアルゴリズムの適用は、キャリアの回復に加えて
クロックタイミングの回復を可能にする。さらに、結合
器およびサンプラの両者への同じアルゴリズムの適用の
利点は、出力信号の最適化のための2つの回路の協同に
よって与えられる。2つの信号の組合わせに必要な係数
の計算、およびサンプリングの瞬間の計算のために、コ
スト関数はCMA(定数モジュールアルゴリズム)ファ
ミリーの組合わせに使用され、文献(1983年4月、IEEE
Int.Conf. on Acoustic Speech SignalProcessing 、1
3乃至16頁)に記載されているような式において使用さ
れる。このような関数は予め固定されたレベルからの信
号モジュールの平均偏差の評価を実行する。それ故、受
信された信号の位相によっては影響されない。
【0007】本発明は、添付図面を参照にした以下の実
施例の説明からさらに明らかとなるであろう。
【0008】
【実施例】図1におけるベースバンド結合器およびダイ
バーシティ信号サンプラは、説明の簡単化のために2つ
の信号のみが示されている。
【0009】信号101 および102 は、ダイバーシティ受
信され、適切に処理され、ベースバンド変換された信号
である。2つの各信号は、位相一致成分および直角位相
成分によって形成されており、それ故複素信号として表
される。
【0010】信号101 は、それぞれ入力信号の位相一致
部分および直角位相部分に対して動作する2つの分離し
た装置から構成されているサンプリング回路103 の入力
に供給される。両装置は独特な同期信号105 によって駆
動される。サンプリング回路103 は、同期信号105 によ
って設定された瞬間の入力信号の本質的に量子化された
サンプルをその出力107 に供給する。
【0011】同様の方法において、複素信号102 はサン
プリング回路103 に全く等しく、同期信号106 によって
駆動されるサンプリング回路104 の入力に供給される。
出力108 は、信号102 のサンプルによって構成されてい
る。
【0012】信号107 および108 は結合器117 の入力に
供給され、この結合器117 は複素数の係数111 および11
2 によって入力の適当な線形結合を複素出力116 に供給
する。特に、複素信号107 は複素乗算器109 において係
数111 によって乗算され、複素信号108 は複素乗算器に
おいて係数112 によって乗算され、それによって得られ
る複素数の積113 および114 は結合された信号116 を供
給する複素加算器115において加算される。
【0013】前述において、複素乗算器が4個の実数乗
算器および2個の実数加算器によって実現され、同様
に、複素加算器が実数および虚数部分でそれぞれ動作す
る2個の加算器によって形成されることが理解できるで
あろう。
【0014】結合器係数111 および112 を適合させるア
ルゴリズム、および同期信号105 および106 のアルゴリ
ズムは結合器の出力でコスト関数CMA p−qの最小
化に基づき、確率グラジェントの方法はコスト関数グラ
ジェントの雑音のある評価に基づいた相互に作用する最
小化の方法である。
【0015】このコスト関数のファミリーは、データ評
価の有効性は別として獲得を可能にし、キャリア回復に
あてられる回路との相互作用を避ける信号位相とは無関
係である2重利点を有する。さらに、結合器係数および
同期信号の両方への同様のコスト関数の適用は、それら
の協同を保証する。
【0016】yk は結合器の出力のサンプル116 であ
り、コスト関数CMA p−qの式は次の通りである。
【0017】 Jpg=E{|yk p −δp q } (1) ここで、pおよびqは正の実数であり、δp は正の実数
の定数であり、E{…}は確率平均演算を示す。
【0018】実現化の視点から、p=2,q=1の選択
は特に適切であり、簡単化のために以下に参照される。
この場合、関数(1)に対する確率グラジェント方法の
適用は結合器係数の更新およびサンプリングの瞬間に関
する以下のアルゴリズムを導く。
【0019】結合器係数に関して、 C1 (k+1) =C1 (k) −γc 1k * k sign[|yk 2 −δ2 ] (2) C2 (k+1) =C2 (k) −γc 2k * k sign[|yk 2 −δ2 ] (3) ここで、c1 (k) およびc2 (k) は、更新前の図1の複
素数係数111 および112を示し、c1 (k+1) およびc2
(k+1) は更新後の同じ係数の値を示し、γc は定常条件
におけるアルゴリズムの収束率および雑音に影響を及ぼ
す正の実数の定数(ステップサイズ)であり、X1kおよ
びX2kはサンプル化された信号107 および108 を表し、
(…)* は複素共役関係を示し、sign[…]は符号演算
子を示し、yk は結合された信号116 であり、δ2 はC
MA関数の定義に含まれる適切な実数の定数であり、送
信された信号の統計に依存する。
【0020】同様に、サンプリングの瞬間の更新に関し
て、
【0021】
【数1】 ここで、t1 (k) およびt2 (k) は、更新前の図1の信
号111 および112 のサンプリングの瞬間を示し、t1
(k+1) およびt2 (k+1) は更新後のサンプリングの瞬間
の値を示し、γt はステップサイズ(γc と同様)であ
り、上にドットのついたc1 1kおよびc2 2kはそれ
ぞれ信号113 および114 の時間に関する導関数を示し、
Re{…}は複素数の実数部分を示し、その他の記号は
式(2)および(3)における記号と同じ意味である。
サンプリングの瞬間t1 およびt2 は同期信号105 およ
び106 の位相に対応する。
【0022】実行可能なアルゴリズム(2)および
(5)の構成のブロック図は図2および3に示されてい
る。
【0023】図2は、係数c1 (図1における信号111
)を制御する回路のブロック図である。
【0024】信号201 は、結合器の入力信号(図1にお
ける複素信号107 )である。信号202 は、図1における
結合された複素信号116 に対応する。
【0025】信号202 は2乗モジュールを計算するブロ
ック203 の入力に供給され、実数加算器205 の入力を構
成する実数出力204 を生成する。加算器205 の他方の入
力206 は、符号を逆にした定数δ2 によって与えられ、
加算器205 によって実行された加算の結果207 は符号20
9 を計算するブロック208 の入力に送られる。
【0026】乗算器210 は、実数信号209 と複素信号20
2 の積を計算する。このような積が複素信号211 を構成
する。
【0027】信号201 は、信号を供給しているその複素
共役を計算するブロック212 の入力に供給され、それは
出力213 に出力される。
【0028】乗算器214 は、複素信号211 および213 の
積215 を計算する。
【0029】乗算器216 は、実数の定数γc (信号218
)と複素信号215 の積217 を計算する。ブロック219
はその入力複素信号217 の積分を計算し、図1の信号11
に対応する複素出力220 を生成する。係数C2(図1の
信号112 )を制御する回路は図2の回路と全く同様であ
り、入力201 は図1の信号108 に適合され、出力220 は
図1の信号112 と一致する。
【0030】図3は、位相がサンプリングの瞬間t1を
決定する図1の同期信号105 を生成する回路のブロック
図である。
【0031】信号301 は、信号C1 1k(図1の複素信
号113 )である。信号302 は、結合器の出力の複素信号
(図1の信号116 )に対応する。
【0032】信号302 は2乗モジュールを計算するブロ
ック303 の入力に供給され、実数加算器305 の入力を構
成する実数出力304 を供給する。加算器305 の別の入力
306は符号を逆にした定数δ2 によって与えられ、加算
器305 によって実行された加算の結果307 は符号309 を
計算するブロック308 の入力に供給される。
【0033】乗算器310 は、実数信号309 と複素信号30
2 の積を計算する。このような積が複素信号311 を構成
する。
【0034】信号301 は時間に関する導関数を計算する
ブロック312 に供給され、出力313にそれを供給する。
複素信号313 は、信号315 を生成するためにブロック31
4 において共役される。
【0035】ブロック316 は、複素信号311 および315
の積317 の実数部分を計算する。
【0036】乗算器318 は、実数の定数γt と複素信号
317 (信号320 )の積319 を計算する。
【0037】ブロック321 によって本質的に瀘波された
信号319 は電圧制御発振器323 の入力322 に供給され、
後者は図1における信号105 に対応する同期信号324 を
生成する。
【0038】図1の同期信号106 を生成する回路は図3
の回路と全く同様であり、この情況における入力301 は
図1の複素信号114 に対応し、一方出力324 は図1の同
期信号106 である。
【0039】この実施例が本発明の概念中に含まれる変
化、置換および変形が可能であることは明白である。例
えば、2つの入力に関する実施例が簡単化のためにここ
に記載されているが、本発明は複数の入力を有する実施
形態においても使用されることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】2つのダイバーシティ複素信号のサンプラを有
する結合器の接続を示しているブロック図。
【図2】コスト関数CMA2−1の適用の特別な場合に
おける結合器の単一係数を制御する回路のブロック図。
【図3】コスト関数CMA2−1の適用の特別な場合に
おける結合器の入力でダイバーシティ単一信号用のクロ
ックタイミング抽出回路のブロック図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アルナルド・スパルビエリ イタリア国、20125 ミラノ、ビアレ・モ ンツァ 24

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 係数によって少なくとも1つの信号を乗
    算し、信号を加算するステップを含んでいる少なくとも
    2つのベースバンド複素信号から結合された信号を得る
    方法において、 前記係数がその位相とは無関係に前記結合された信号に
    ついて演算することによって決定されることを特徴とす
    る少なくとも2つのベースバンド複素信号から結合され
    た信号を得る方法。
  2. 【請求項2】 前記係数がCMAファミリーの関数を最
    小化することによって決定されることを特徴とする請求
    項1記載の方法。
  3. 【請求項3】 信号のサンプリングが予め実行され、前
    記サンプリングの瞬間がその位相とは無関係に前記結合
    された信号について演算することによって決定されるこ
    とを特徴とする請求項1記載の方法。
  4. 【請求項4】 前記サンプリングの瞬間がCMAファミ
    リーの関数を最小化することによって決定されることを
    特徴とする請求項3記載の方法。
  5. 【請求項5】 p=2およびq=1であるタイプのCM
    A関数を使用することを特徴とする請求項2または4記
    載の方法。
  6. 【請求項6】 前記係数および前記サンプリングの瞬間
    の更新がCMA関数の確率グラジェントの使用によって
    行われることを特徴とする請求項2または4記載の方
    法。
  7. 【請求項7】 少なくとも1つの乗算器および加算器を
    具備しているタイプのベースバンド複素信号結合器にお
    いて、前記乗算器がその位相とは無関係に前記結合され
    た信号について演算することによって決定される係数に
    よって信号を乗算することを特徴とするベースバンド複
    素信号結合器。
  8. 【請求項8】 複素信号が予めサンプリングされ、サン
    プリングの瞬間がその位相とは無関係に前記結合された
    信号について演算することによって決定されることを特
    徴とする請求項7記載の結合器。
  9. 【請求項9】 少なくとも1つの乗算器および加算器を
    具備しているタイプのベースバンド複素信号結合器を含
    んでいる受信機において、 前記乗算器がその位相とは無関係に前記結合された信号
    について演算することによって決定される係数によって
    信号を乗算することを特徴とする受信機。
  10. 【請求項10】 複素信号が予めサンプリングされ、サ
    ンプリングの瞬間がその位相とは無関係に前記結合され
    た信号について演算することによって決定されることを
    特徴とする請求項9記載の受信機。
  11. 【請求項11】 少なくとも1つの乗算器および加算器
    を具備しているタイプのベースバンド複素信号結合器を
    含んでいる通信システムにおいて、 前記乗算器がその位相とは無関係に前記結合された信号
    について演算することによって決定される係数によって
    信号を乗算することを特徴とする通信システム。
  12. 【請求項12】 複素信号が予めサンプリングされ、サ
    ンプリングの瞬間がその位相とは無関係に前記結合され
    た信号について演算することによって決定されることを
    特徴とする請求項11記載の送信システム。
JP6173098A 1993-07-02 1994-07-04 ベースバンド信号を組合わせる方法および回路、およびクロックタイミングの回復 Pending JPH07154442A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
IT93A001428 1993-07-02
IT93MI001428A IT1264645B1 (it) 1993-07-02 1993-07-02 Metodo e circuiti di combinazione di segnali in banda base e recupero dei sincronismi di simbolo

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JPH07154442A true JPH07154442A (ja) 1995-06-16

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JP6173098A Pending JPH07154442A (ja) 1993-07-02 1994-07-04 ベースバンド信号を組合わせる方法および回路、およびクロックタイミングの回復

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Country Link
US (1) US5592516A (ja)
EP (1) EP0632604B1 (ja)
JP (1) JPH07154442A (ja)
AT (1) ATE205342T1 (ja)
DE (1) DE69428168T2 (ja)
ES (1) ES2162830T3 (ja)
IT (1) IT1264645B1 (ja)
NO (1) NO309836B1 (ja)

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