JPH07235917A

JPH07235917A - ダイバーシチ受信機

Info

Publication number: JPH07235917A
Application number: JP6325792A
Authority: JP
Inventors: Hirotsugu Kubo; 博嗣久保; Takayuki Nagai; 孝幸永易
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1993-12-28
Filing date: 1994-12-27
Publication date: 1995-09-05
Anticipated expiration: 2016-05-28
Also published as: JP3171041B2

Abstract

(57)【要約】【目的】外部から位相不確定性を除去するための信号
を入力することなく、安定して最大比合成ダイバーシチ
を実現する。【構成】伝送路推定回路５は、アンテナ１からアンテ
ナＮまでのＮ系統の受信信号と加算判定回路４の出力す
る判定値を入力し、Ｎ系統の受信信号それぞれに対して
伝送路特性を推定する。Ｎ系統の受信信号それぞれに対
して、複素共役回路２は伝送路特性の複素共役値を出力
し、乗算回路３は複素共役値と受信信号との乗算値を出
力する。更に、加算判定回路４はＮ個の乗算値を加算
し、この結果を利用して判定値を出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は自動車電話をはじめと
するディジタルデータ伝送に用いるダイバーシチ受信機
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】まず、この発明に関する技術的背景につ
いて説明する。

【０００３】符号間干渉（以下ＩＳＩと称する）を有す
る伝送路について説明する。伝送路に対して｛Ｉn｝な
る送信情報系列を送信した場合、この送信情報系列は伝
送路でＩＳＩと加法的白色ガウス雑音（以下ＡＷＧＮと
称する）ｗnを受けて、受信側ではｒnなる受信信号とな
る。ここで、サフィックスｎは時刻を表現する。このｒ
nは、（１）式で表現できる。

【０００４】

【数１】

【０００５】ここで、Ｌは伝送路メモリ長、ｃi,n は伝
送路特性を構成する時刻ｎにおける第ｉ番目のタップ係
数を示し、ＩＳＩが存在しない場合はＬ＝０となり、ｃ
nと表現する。図１１はＩＳＩを有した伝送路のモデル
（Ｌ＝２）を示す。Ｉn がシフトレジスタのような遅延
素子に入力されタップ係数が乗算されて加算される。こ
こで、ｃ0,n以外はＩＳＩ成分である。ここで、符号化
を導入した場合は、Ｉnが符号化系列である。

【０００６】G. D. Forney, Jr著の“Maxmum-likelihoo
d sequence estimation of digitalsequence in the pr
esence of intersymbol interference”（IEEE Trans.
Information Theory, vol. IT-18, pp.363-378,May 197
2）に示されたビタビアルゴリズムを用いた最尤系列推
定の説明を順次行う。

【０００７】ステートとトレリス図について説明する。
ステートとは状態を示すものである。受信信号ｒn に
は、Ｉn-1 やＩn-2 がｃ1,n とｃ2,n の係数を有して含
まれる。つまり、現在の送信系列を推定するためには過
去の送信系列も考慮する必要がある。この過去の送信系
列の組み合わせがステートに相当し、遅延回路が１シン
ボル周期（Ｌ＝１）であればステート“０”とステート
“１”の２種類、図１１のように遅延回路が２シンボル
周期（Ｌ＝２）であればステート“００”，ステート
“０１”，ステート“１０”とステート“１１”の４種
類が用意される。このように、ステートとは送信系列の
組合せで表現され、ビタビアルゴリズムのメモリ長をＶ
とする（通常はＶ＝Ｌであるが、この発明においてはＶ
は任意の値とする。つまり、V>0でL=0という場合もあ
る）と、時刻ｎ及び時刻ｎ−１のステートｘn 及びｘn-
1 はそれぞれ、（２）、（３）式で表現できる。

【０００８】

【数２】

【０００９】つまり、２つのステートのうちＩn-1 から
Ｉn-V+1 のＶ−１個の送信系列は同一値となる。この性
質を利用して図１２のトレリス図が作成できる。先にも
述べたように、アルファベットサイズ（信号の取り得る
点数）をＵとし、信号が０と１の２値をとる場合（Ｕ＝
２）、ステートの個数ＭはＭ＝Ｕ^v＝２²＝４となる。す
なわち、本例は、Ｉn を０，１とし、Ｖを２としたの
で、ｘnは００，１０，０１，１１の４ステートでトレ
リスが構成される。また、トレリス図における線分ｘn
／ｘn-1は枝と呼ばれる。この枝は一意的にＩnからＩn-
Vの送信系列を決定する。それゆえ、ＶをＬと設定した
場合、（１）式で示されたｒnの推定値（レプリカ）を
一意的に推定できる。

【００１０】次に枝メトリックについて説明する。枝メ
トリックとは、受信信号と各ステートで再生された受信
信号のレプリカの誤差電力のことである。この誤差電力
はステートの生起確率に関係している。枝ｘn／ｘn-1に
より決定されるＩnからＩn-Vの送信系列の推定値Ｉn-i
［ｘn／ｘn-1］（０≦ｉ≦Ｌ）からｒnのレプリカｈn
［ｘn／ｘn-1］を以下のように作成できる。

【００１１】

【数３】

【００１２】ここで、ｃi,nの推定値はｇi,n とした。
実際の受信信号ｒnと枝ｘn／ｘn-1により決定されるレ
プリカｈn［ｘn／ｘn-1］の差ｅn［ｘn／ｘn-1］は、一
種の確からしさを表現し、このｅn［ｘn／ｘn-1］の２
乗電力は枝メトリックＥn［ｘn／ｘn-1］と呼ばれ以下
のように表現できる。

【００１３】

【数４】

【００１４】つまり、枝ｘn／ｘn-1により一意的に枝メ
トリックＥn［ｘn／ｘn-1］が決定できる。

【００１５】次にパスメトリックについて説明する。パ
スメトリックとは、生き残り系列パス上にあるステート
に対応する枝メトリックをすべて合計したものである。
つまり、枝ｘn／ｘn-1により一意的に決定される枝メト
リックＥn［ｘn／ｘn-1］を全ての枝について加算した
ものをパスメトリックと呼び、時刻ｎのパスメトリック
Ｆn［ｘn／ｘn-1］は以下のように表現できる。

【００１６】

【数５】

【００１７】パスメトリックＦn ［ｘn ／ｘn-1 ］は、
（６）式に示すような、逐次的な処理で算出可能であ
る。つまり現時刻がｎである場合、「現在の受信信号に
対する確からしさ」は枝メトリックＥn［ｘn／ｘn-
1］、「過去のステートに繋がる生き残り系列に対して
計算されて保存された確からしさ」はパスメトリックＦ
n-1［ｘn-1／ｘn-2］、「現在のステートに繋がる生き
残り系列に対して計算される確からしさ」はパスメトリ
ックＦn［ｘn／ｘn-1］に対応する。

【００１８】次にＡＣＳ処理について説明する。ＡＣＳ
とはAdd-Compare-Select（加算比較選択）の略である。
加算処理とは、上記（６）式に示したパスメトリックに
枝メトリックを加算する操作である。比較処理とは、各
ステートに対してアルファベットサイズＵ（送信信号が
０，１の場合はＵ＝２）のパスメトリックが作成される
ため、Ｕ個のメトリックを比較する操作である。最尤系
列推定全体としては、Ｍ個のステートにＵ個の枝が存在
するためＳ（＝Ｍ×Ｕ）個のパスメトリックがが作成さ
れる。選択処理とは、各ステートにおける比較処理の結
果から各ステート毎にパスメトリックの最も小さいもの
を選択し、選択したパスメトリックに対応する系列を生
き残りパスとして選択する操作である。

【００１９】たとえば、図１２はトレリス格子の一例を
示すが、このトレリス格子には２つの枝が入力されてい
るが、まずこの２つの枝に対して（６）式の加算処理を
行う。次に、２つのパスメトリックを比較して小さい方
の枝を選択する。これが比較選択であり、選択された枝
に繋がるパスが生き残りパスと呼ばれ、選択されなかっ
たパスは棄却される。

【００２０】以上がビタビアルゴリズムを用いた最尤系
列推定の説明である。なお、ブロック図による詳細な動
作説明については後述する。このように、G. D. Forney
により示された最尤系列推定は、シンボルレートの受信
信号を入力して次のように動作する。推定した伝送路特
性に基づいて、受信信号を入力し、生起する可能性のあ
る送信系列の組み合わせである各々の「ステート」に対
する「確からしさ」と過去の「ステート」に繋がる「生
き残り系列」に対してすでに計算され記憶された「確か
らしさ」から、現在の各々の「ステート」に対する最も
生起する可能性の高い系列を「生き残り系列」として記
憶するというＡＣＳ処理をすべてのステートに対して行
うビタビアルゴリズムを用いて、全ての入力信号系列を
入力した後、最終的に残った唯一の「生き残り系列」
（最尤系列）を送信した信号系列として判定する。

【００２１】次に伝送路特性の推定について説明する。
伝送路特性の推定は、実際の伝送路を図１１に示したよ
うにモデル化し、図１０（ａ）のような推定伝送路モデ
ルのタップ係数を推定する操作である。まずトレーニン
ング系列という既知の系列から伝送路特性を推定する手
法について説明する。長さがＫで十分にランダムなトレ
ーニンング系列が存在する場合、タップ係数ｃi の推定
値ｇi は、（７）式として算出できる。

【００２２】

【数６】

【００２３】ここで、＊は複素数共役を示す。ただし、
トレーニンング系列が十分にランダムでない場合は決定
論的正規方程式（近似的なWiner-Hopfの方程式）を解く
必要がある。また、タップ係数ｃi,n が時間的に変動す
る際には、ＬＭＳ（Least Mean Square）アルゴリズム
やＲＬＳ（Recursive Least Squares）アルゴリズム等
の適応アルゴリズムを用いる必要がある。

【００２４】以下、ＬＭＳアルゴリズムについて説明す
る。Wiener解の近似解を逐次的に求めるアルゴリズムの
中にＬＭＳアルゴリズムがある。これは、受信信号とそ
のレプリカの２乗誤差値が最小になるように、タップ係
数を調整するものであり、以下のように表現できる。

【００２５】

【数７】

【００２６】ここで、特に、δはステップサイズ、Ｉn
は参照入力（reference input）と呼ばれる。なおここ
で、Ｌ＝０と設定することにより、ＩＳＩのない伝送路
に対応することも可能である。なお、ＬＭＳアルゴリズ
ムはそれ単体ではＡＦＣ機能を有していない。

【００２７】フェージングについて簡単に説明する。フ
ェージングとは、周辺の地形や建物等により、電波が反
射、回折、散乱等を受け受信波の包絡線や位相がラン
ダムに変動するものである。特に、陸上移動通信におい
ては、レイリーフェージングと呼ばれるフェージングが
発生する。このフェージングは位相は一様分布し、包絡
線はレイリー分布するものであり、包絡線電力は平均電
力より２０ｄＢや３０ｄＢ程度小さくなることがある。
この現象をフェードと呼び、フェード時にはビット誤り
率特性が大幅に劣化することがある。

【００２８】ダイバーシチ受信機について説明する。ダ
イバーシチ受信機は複数のアンテナを準備し（ここでは
Ｎ本とする）、Ｎ系統の受信信号を合成することにより
データを判定するものである。例えば図１４のような構
成の受信機ではアンテナがＮ本あり、Ｎ系統の受信信号
が得られる。ダイバーシチ受信においては、このＮ系統
の受信信号の雑音成分及び包絡線成分ができるだけ互い
に無相関となるようにＮ本のアンテナを設定する。上述
のようなフェージング下において、Ｎ本のアンテナの包
絡線電力の変動を独立とした場合は、Ｎ本のアンテナが
同時にフェードする確率を大幅に削減できる。これがフ
ェージング下でのダイバーシチの効果である。

【００２９】ここでは検波後合成ダイバーシチと呼ばれ
る種類のダイバーシチについて説明する。図１４におい
てＮ＝２とおき、２系統のアンテナ１及びアンテナ２か
ら受信される受信信号がそれぞれｒ⁽¹⁾nとｒ⁽²⁾nである
とし、電力で正規化した値をＲ⁽¹⁾nとＲ⁽²⁾nとする。ま
た、２系統の受信信号の包絡線電力がａ⁽¹⁾nとａ⁽²⁾nで
あり、キャリア位相がγ⁽¹⁾nとγ⁽²⁾nである場合につい
て、等利得合成法と最大比合成法について述べる。等利
得合成法は、包絡線電力に拘らず合成信号を（１０）式
として作成し、最大比合成法は合成信号を（１１）式と
して包絡線電力で重みを付けて出力する。

【００３０】

【数８】

【００３１】つまり、最大比合成法は片方のアンテナの
受信レベルが小さい場合はこれに対する重みを小さく
し、雑音の影響を抑圧することができる。

【００３２】次にキャリア位相同期回路について説明す
る。なお、簡単のため、送信される情報は２相ＰＳＫと
仮定する。図１３に示すようにキャリア位相同期回路は
受信信号を２逓倍する。つまり、受信信号ｒnをｃnＩn
＋ｗnとすると、２逓倍値は、

【００３３】

【数９】

【００３４】となる。ここで、Ｉn＝exp(ｊΘn)（Θn＝
0,π）、ｃn＝Ｃn exp(ｊγn)とおく（Ｃnは正数とす
る）と、（１３）式の関係が成立する。

【００３５】

【数１０】

【００３６】ここで、exp(2ｊΘn)＝１を利用した。こ
の際にｒn²の平均をとることにより、ｒn²の平均はＣn²
exp(2ｊγn)の平均に漸近する。いまｃn²Ｉn²の平均の
キャリア位相角をβとすると、γnはβ/2またはβ/2＋
πのどちらかとなる。この現象を位相不確定性という。
通常この位相不確定性を除去するためのβ/2またはβ/2
＋πの選択は、前もって既知の送信系列等を利用して推
定することが多い。

【００３７】次に軟判定について簡単に説明する。符号
化の一種に畳み込み符号化があり、畳み込み符号の最適
復号法には最尤系列推定と同じくビタビアルゴリズムが
用いられる。このビタビアルゴリズムの入力には、０ま
たは１というような２値量子化した（硬判定という）デ
ータでなく、信頼度も含んだ例えば0.1や0.9等というデ
ータ（軟判定という）を入力した方が良好な誤り率特性
を示す。それゆえ、畳み込み符号の復号には軟判定デー
タを用いることが望ましい。

【００３８】次に、従来のダイバーシチ受信機の一例に
ついて説明する。図１４は従来例１のダイバーシチ受信
機の動作を説明するためのブロック図であり、この例
は、奥村他監修“移動通信の基礎”、（電子情報通信学
会１９８６）記載の最大比合成ダイバーシチを実現する
ものである。

【００３９】図において、１−１〜Ｎはアンテナ受信信
号入力端子、３３−１〜Ｎはアンテナ受信信号の位相同
期情報入力端子、３４−１〜Ｎは上記アンテナ受信信号
入力端子１−１〜Ｎにそれぞれ接続された包絡線検出回
路、３５−１〜Ｎは上記アンテナ受信信号入力端子１−
１〜Ｎ、および位相同期情報入力端子３３−１〜Ｎにそ
れぞれ接続された位相検出回路、３６−１〜Ｎはこの位
相検出回路３５−１〜Ｎ、および上記アンテナ受信信号
入力端子１−１〜Ｎに接続された移相回路、３７−１〜
Ｎはこの移相回路３６−１〜Ｎおよび上記包絡線検出回
路３４−１〜Ｎの出力がそれぞれ入力される増幅回路、
３８はこの増幅回路３７−１〜Ｎの出力を加算する加算
回路、３９はこの加算回路３８の出力を判定し送信され
たデータの判定値を出力する判定回路である。なお、６
は判定値出力端子である。

【００４０】図１３は上記位相検出回路３６−１〜Ｎの
内部を示すブロック図であり、図において、４０は上記
アンテナ受信信号入力端子１−１〜Ｎに接続される信号
入力端子、４１は上記位相同期情報入力端子３３−１〜
Ｎに接続される位相同期情報入力端子、４２は逓倍回
路、４３は平均回路、４４は分周回路、４５は位相不確
定性除去回路、４６は位相情報出力端子である。

【００４１】次に動作について説明する。各包絡線検出
回路３４−１〜Ｎは、それぞれ各アンテナ入力端子１−
１〜Ｎから入力される受信信号から包絡線電力を検出し
て出力する。位相検出回路３６−１〜Ｎは、位相同期情
報入力端子４１からの位相同期情報を用い、アンテナ入
力端子１−１〜Ｎから入力される受信信号の位相を検出
して出力する。

【００４２】移相回路３５−１〜Ｎはこの位相検出回路
３６−１〜Ｎの出力する位相に従って、各信号アンテナ
入力端子１−１〜Ｎから入力される受信信号を移相し、
出力する。増幅回路３７−１〜Ｎは上記各包絡線検出回
路３４−１〜Ｎからそれぞれ包絡線電力を入力し、これ
に基づいて各移相回路３５−１〜Ｎ出力を増幅して出力
する。加算回路３８は、各増幅回路３７−１〜Ｎまでの
Ｎ個の出力を加算して出力し、この加算回路３８出力を
判定回路３９が判定して判定値を判定値出力端子６から
出力する。

【００４３】ここで、上記位相検出回路３６−１〜Ｎの
動作を図１３を用いて説明する。逓倍回路４２は、それ
ぞれ各アンテナ入力端子１−１〜Ｎから入力される受信
信号を受信信号入力端子４０から入力し、例えば２相Ｐ
ＳＫであれば２逓倍、４相ＰＳＫであれば４逓倍して出
力する。この逓倍回路４２出力は平均回路４３で平均化
され、分周回路４４において、例えば２相ＰＳＫであれ
ば２分周、４相ＰＳＫであれば４分周される。上述のキ
ャリア位相同期回路の説明で述べたように、平均回路４
３出力は２相ＰＳＫであれば２、４相ＰＳＫであれば４
の位相不確定性を有する。従って、位相不確定性除去回
路４５は、位相同期情報入力端子３３−１〜Ｎからの位
相同期情報を位相同期情報入力端子４１から入力し、こ
れに基づいて位相不確定性を除去して位相情報出力端子
４６から出力する。

【００４４】上述の位相同期情報は、通常データ系列に
等間隔で挿入されるユニークワードを用いて作成される
ことが多い。しかし、誤りが連続するような伝送路（例
えばフェージング伝送路）では、ユニークワードを用い
て推定したキャリア位相が誤ってしまい、ユニークワー
ドなしで位相不確定性を除去する必要が発生する。ユニ
ークワードなしで推定したキャリア位相は、各アンテナ
毎にランダムな位相不確定性を有し、その組み合わせは
アルファベットサイズがＵの場合は、Ｕ^N通りとなる。
正しくダイバーシチ合成ができるようなキャリア位相の
組み合わせは、このうちＵ通りである。

【００４５】これは、例えば検波後ダイバーシチの説明
で示したように２相ＰＳＫ、アンテナｐの正しいキャリ
ア位相をγ^(p)と仮定すると、推定したキャリア位相の
組み合わせが、γ⁽¹⁾,γ⁽²⁾,…,γ^(N)とγ⁽¹⁾＋π,γ
⁽²⁾＋π,…,γ^(N)＋πの場合は正しくダイバーシチ合成
ができることから明かとなる。ただし、γ⁽¹⁾＋π,γ⁽²
⁾＋π,…,γ^(N)＋πの場合は判定値が逆転してしまう。
つまり、判定値にはＵ個の位相不確定性が存在する。以
上より、上記従来例１では、ユニークワードなしで正し
くダイバーシチ合成ができる確率は、１／（Ｕ^N-1）で
あり、アンテナの本数が多い場合は、ユニークワードな
しで正しくダイバーシチ合成を実現できることはほとん
どない。

【００４６】次に、従来の最尤系列推定装置について説
明する。図１５は従来の最尤系列推定装置のブロック図
である。図において、１は受信信号入力端子、７−２は
枝メトリック作成回路Ｂ、８−１〜ＭはＡＣＳ回路、１
０は判定値作成回路、１２は伝送路特性入力端子であ
る。

【００４７】図１６は上記枝メトリック作成回路Ｂ７−
２の内部を示すブロック図であり、図において、１１は
上記受信信号入力端子１に接続される受信信号入力端
子、１３は各枝メトリックに対応するＳ個の判定値の候
補の組み合わせパタンを有するパタンテーブル、１４−
Ｂ１〜ＢＳは枝メトリック計算回路Ｂ、１５−１〜Ｓは
枝メトリック出力端子である。

【００４８】図１７は上記枝メトリック計算回路Ｂ１４
−Ｂ１〜ＢＳの内部を示すブロック図であり、１９はパ
タン入力端子１６から入力される上記パタンテーブル１
３からのパタンと伝送路特性入力端子１２からの伝送路
特性とが入力され、受信信号のレプリカを出力するレプ
リカ作成回路、２０はこのレプリカ作成回路１９が出力
する受信信号のレプリカと受信信号入力端子１１を介し
て入力される上記受信信号入力端子１からの受信信号と
が入力され、この２値の２乗誤差値を枝メトリックとし
て枝メトリック出力端子２２から出力する２乗誤差作成
回路である。

【００４９】また、図１８は上記ＡＣＳ回路８−１〜Ｍ
のひとつを示すブロック図であり、図において、２９−
１〜Ｕは枝メトリック入力端子、３０−１〜Ｕはパスメ
トリック作成回路１、３１はメトリックパス選択回路、
３２はメトリックパス出力端子である。

【００５０】次に最尤系列推定装置の動作について図１
５を用いて説明する。枝メトリック作成回路Ｂ７−２
は、受信信号を受信信号入力端子１から、伝送路特性を
伝送路特性入力端子１２から入力して、Ｓ個の枝メトリ
ックを作成する。（Ｓ＝Ｕ×Ｍ）

【００５１】ここで上記枝メトリック作成回路Ｂ７−２
の動作について図１６、図１７を用いて説明する。枝メ
トリック作成回路Ｂ７−２においてパタンテーブル１３
は各枝メトリックに対応するＳ個の判定値の候補の組み
合わせパタンを出力する。各枝メトリック計算回路Ｂ１
４−Ｂ１〜ＢＳのレプリカ作成回路１９は、パタンテー
ブル１３が出力したパタンをパタン入力端子１６から、
また伝送路特性を伝送路特性入力端子１２からそれぞれ
入力し、受信信号のレプリカを作成する。

【００５２】２乗誤差作成回路２０は、このレプリカ作
成回路１９からの受信信号のレプリカと受信信号入力端
子１１からの受信信号とを入力して、この２値の２乗誤
差値を枝メトリックとして枝メトリック出力端子１５−
１〜Ｓから出力する。以上のようにして枝メトリック作
成回路Ｂ７−２からはＳ個の枝メトリックが出力され
る。

【００５３】このＳ個の枝メトリックは、次に各ＡＣＳ
回路８−１〜Ｍに、それぞれＵ個ずつ入力され、このＡ
ＣＳ回路８−１〜Ｍはステートに対応する生き残りパス
とパスメトリックを出力する。（Ｓ＝Ｕ×Ｍ）次にＡＣＳ回路８−１〜Ｍの動作について図１８を用い
て説明する。なお、Ｍ個のＡＣＳ回路８−１〜Ｍは１時
刻過去のパスメトリック及び生き残りパスを共有して、
互いにアクセス可能であるものとする。パスメトリック
作成回路３０−１〜Ｕは、枝メトリック入力端子２９−
１〜Ｕから対応する枝メトリックを入力し、さらに１時
刻過去のパスメトリックを入力し、これらから現時刻の
パスメトリックを作成する。

【００５４】メトリックパス選択回路３１は、各パスメ
トリック作成回路３０−１〜ＵからＵ系統の現時刻のパ
スメトリックを入力し、このうちの１つのパスメトリッ
クを選択するとともに、相当する１時刻過去の生き残り
パスを入力し、これを更新した後、選択した現時刻のパ
スメトリックと生き残りパスをメトリックパス出力端子
３２から出力する。このようにしてＡＣＳ回路８−１〜
Ｍから出力されるＭ組の現時刻のパスメトリックと生き
残りパスは、判定値作成回路１０に入力される。判定値
作成回路１０はパスメトリックをもとにして判定値を決
定し、判定値を判定値出力端子６から出力する。

【００５５】次に、従来例２のダイバーシチ受信機の一
例について説明する。この例は、浜田他著“空間ダイバ
ーシチ受信とビタビ等化器による移動通信のビット誤り
率改善効果”、（電子情報通信学会無線通信システム研
究会資料ＲＣＳ９２−２９、１９９２）記載の最尤系列
推定によりダイバーシチを実現するものである。なお、
図において、先に述べた構成要素と同一の符号を付した
ものは同一または相当のものである。図１９はダイバー
シチ受信機のブロック図である。図中、１−１〜Ｎはア
ンテナ受信信号入力端子、１２−１〜Ｎはアンテナ伝送
路特性入力端子、７−３は枝メトリック作成回路Ｃであ
る。

【００５６】図２０は上記枝メトリック作成回路Ｃ７−
３の内部を示すブロック図であり、図において、１１−
１〜Ｎはアンテナ受信信号入力端子、１２−１〜Ｎはア
ンテナ伝送路特性入力端子、１４−Ｃ１〜ＣＳは枝メト
リック計算回路Ｃである。

【００５７】図２１は上記枝メトリック計算回路１４−
Ｃ１〜ＣＳの内部を示すブロック図であり、図におい
て、１９−１〜Ｎはレプリカ作成回路、２０−１〜Ｎは
２乗誤差作成回路１、２１は加算回路である。

【００５８】次にこの従来例２のダイバーシチ受信機の
動作について図１９を用いて説明する。枝メトリック作
成回路Ｃ７−３は、アンテナ受信信号入力端子１−１〜
ＮからＮ本の各アンテナに対応したＮ系統の受信信号
を、またアンテナ伝送路特性入力端子１２−１〜Ｎから
Ｎ本の各アンテナに対応したＮ系統の伝送路特性をそれ
ぞれ入力し、Ｓ個の枝メトリックを作成する。このＳ個
の枝メトリックはＡＣＳ回路８−１〜Ｍに入力され、以
降は図１５に説明した動作と同様である

【００５９】ここで、上記枝メトリック作成回路Ｃ７−
３の動作について図２０、図２１を用いて説明する。枝
メトリック作成回路Ｃ７−３中の各枝メトリック計算回
路１４−Ｃ１〜ＣＳが、アンテナ受信信号入力端子１−
１〜ＮからＮ本の各アンテナに対応したＮ系統の受信信
号を、またアンテナ伝送路特性入力端子１２−１〜Ｎか
らＮ本の各アンテナに対応したＮ系統の伝送路特性をそ
れぞれ入力する以外は図１６と同様である。

【００６０】各枝メトリック計算回路１４−Ｃ１〜ＣＮ
の動作について図２１を用いて説明する。各レプリカ作
成回路１９−１〜Ｎには、パタン入力端子１６からパタ
ンテーブル１３が出力したパタン、およびそれぞれ対応
したアンテナ伝送路特性入力端子１２−１〜Ｎからアン
テナ受信信号に対応する伝送路特性が入力され、これら
からそれぞれのアンテナ受信信号のレプリカを作成す
る。そして、このアンテナ受信信号のレプリカと、各ア
ンテナ受信信号入力端子１１−１〜Ｎからの各アンテナ
受信信号とが２乗誤差作成回路２０−１〜Ｎに入力さ
れ、各アンテナに対応するこれらの値の２乗誤差値を出
力する。加算回路２１は、各アンテナに対応するＮ個の
２乗誤差値を入力して、その総和を枝メトリックとして
枝メトリック出力端子２２から出力する。このような動
作により出力される枝メトリックは、（１４）式であら
わされる。

【００６１】

【数１１】

【００６２】ここで、Ｌ＝０とおくと、

【００６３】

【数１２】

【００６４】なる関係となる。

【００６５】また、この従来例では、伝送路特性を外部
から入力している。実際には、伝送路の推定の説明のと
ころで述べたように、データ系列に等間隔で挿入される
トレーニング系列を用いて伝送路推定を行う。ここで、
トレーニング系列の間隔が長く、伝送路特性の変動が激
しい場合は安定して動作することが困難となる。

【００６６】

【発明が解決しようとする課題】従来例１のダイバーシ
チ受信機は、外部から位相不確定性を除去するための情
報を入力しなければ安定してダイバーシチ合成を行うこ
とができないこと、更に、ＡＦＣ機能がないため周波数
オフセットが存在する下では特性が劣化するという問題
点があった。また従来例２のダイバーシチ受信機は、外
部から伝送路特性を入力する必要があり、伝送路特性の
変動が激しい場合安定に動作しないこと、更に、ＡＦＣ
機能がないため周波数オフセットが存在する下では特性
が劣化するという問題点があった。

【００６７】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、外部から位相不確定性を除去す
るための情報を入力することなく、伝送路特性の変動が
激しい場合でも安定に動作する、あるいは外部から伝送
路特性を入力することができない場合にも動作できる、
更に、ＡＦＣ機能を与えることにより周波数オフセット
による特性劣化を抑圧できる、加えて、受信信号の合成
が最大比合成であるなど性能の向上したダイバーシチ受
信機を提供することを目的とする。

【００６８】

【課題を解決するための手段】請求項１に係わるダイバ
ーシチ受信機は、Ｎ本のアンテナから受信したＮ系統の
受信信号と、Ｎ本のアンテナから受信したＮ系統の受信
信号それぞれに対する伝送路特性とを入力し、この伝送
路特性、上記受信信号に基づき送信されたデータの推定
値である判定値を出力するデータ判定手段と、この判定
値と上記Ｎ系統の受信信号を入力して、Ｎ系統の受信信
号に対する伝送路特性を推定し、上記データ判定手段に
出力する伝送路推定手段を備えたものである。

【００６９】請求項２に係わるダイバーシチ受信機は、
上記データ判定手段を、上記Ｎ系統の受信信号それぞれ
に対する伝送路特性の複素共役値を算出する複素共役算
出手段、この複素共役値と上記受信信号とをそれぞれ乗
算する乗算手段、この乗算手段から出力されるＮ個の乗
算値を加算し、この加算値をもとに判定値を出力する加
算データ判定手段により構成したものである。

【００７０】請求項３に係わるダイバーシチ受信機は、
Ｍ個のステート（状態）からなるトレリス格子に基づい
て、送信されたデータの推定値である判定値を出力する
データ判定手段を備え、Ｎ系統の受信信号と、ステート
につながる生き残りパスと、ステートにつながる枝の始
点のステートにおいて推定されるＮ系統の受信信号それ
ぞれに対する伝送路特性を入力し、枝メトリックを作成
して上記データ判定手段に出力する枝メトリック作成手
段、それぞれのステートに対応する生き残りパスと、Ｎ
系統の受信信号とを入力し、各ステートに対応するＮ系
統の伝送路特性を推定して上記枝メトリック作成手段に
出力する伝送路推定手段をそれぞれのステートに対して
備えたものである。

【００７１】請求項４に係わるダイバーシチ受信機は、
上記枝メトリック作成手段を、生き残りパスとＮ系統の
受信信号とこれに対応する伝送路特性とを入力し、各系
統の受信信号に対して受信信号とそのレプリカの２乗誤
差を作成しその総和をとった枝メトリックを出力する枝
メトリック計算手段により構成したものである。

【００７２】請求項５に係わるダイバーシチ受信機は、
上記枝メトリック作成手段を、Ｎ系統の受信信号とこれ
に対応する伝送路特性とを入力し、複数のタップ係数に
より構成される伝送路特性の特定のタップ係数を選択
し、各タップに関するデータを作成するタップ用データ
作成手段、このタップ用データ作成手段から出力される
各タップ用データに基づいて枝メトリックを出力する枝
メトリック計算手段により構成したものである。

【００７３】請求項６に係わるダイバーシチ受信機は、
上記タップ用データ作成手段を、Ｎ系統の受信信号に対
応する伝送路特性から、それぞれＮ系統の受信信号に対
するレプリカを作成し、このレプリカとＮ系統の受信信
号との誤差を作成する誤差作成手段、Ｎ個のＮ系統の受
信信号に対する伝送路特性から指定のタップを選択し
て、そのタップ値の複素共役をとった値と、上記誤差作
成手段から出力されるＮ個の誤差値をそれぞれ乗算する
乗算手段、この乗算手段から出力されるＮ個の乗算結果
をそれぞれ入力して、指定タップ用データを作成するデ
ータ作成手段により構成したものである。

【００７４】請求項７に係わるダイバーシチ受信機は、
請求項１または２のダイバーシチ受信機において、受信
信号と上記データ判定手段からの判定値とに基づき伝送
路特性を推定する伝送路推定手段と、受信信号と上記判
定値とに基づき受信信号の周波数オフセットを推定する
周波数オフセット推定手段と、この周波数オフセット推
定手段が推定した周波数オフセットに基づき上記伝送路
推定手段が推定する伝送路特性に位相回転を施し伝送路
特性として出力する伝送路特性位相回転手段を備えたも
のである。

【００７５】請求項８に係わるダイバーシチ受信機は、
請求項３ないし６のダイバーシチ受信機において、受信
信号と上記ステートにつながる生き残りパスとに基づき
伝送路特性を推定する伝送路推定手段と、受信信号と上
記ステートにつながる生き残りパスとに基づき受信信号
の周波数オフセットを推定する周波数オフセット推定手
段と、この周波数オフセット推定手段が推定した周波数
オフセットに基づき上記伝送路推定手段が推定する伝送
路特性に位相回転を施し伝送路特性として出力する伝送
路特性位相回転手段を備えたものである。

【００７６】請求項９に係わるダイバーシチ受信機は、
請求項７または８の周波数オフセット推定手段におい
て、定常位相誤差を算出してこの定常位相誤差を利用し
て周波数オフセットを推定する周波数オフセットを推定
する手段を備えたものである。

【００７７】請求項１０に係わるダイバーシチ受信機
は、請求項７または８の周波数オフセット推定手段にお
いて、受信信号と判定値の複数シンボル遅延検波結果か
ら複数シンボル間の位相変化を算出し、この位相変化か
ら周波数オフセットを推定する周波数オフセットを推定
する手段を備えたものである。

【００７８】請求項１１に係わるダイバーシチ受信機
は、上記データ判定値として軟判定値を出力する手段を
備えたものである。

【００７９】

【作用】請求項１及び請求項２記載の発明においては、
データ判定手段により得られる判定値をもとにして伝送
路推定手段が伝送路推定を行うので、従来のようにアン
テナ毎の相対的なキャリア位相差がランダムにならず
に、一定となり、この伝送路推定に基づいてデータ判定
手段が送信されたデータの判定値を出力することによ
り、安定して最大比合成ダイバーシチを実現できる。

【００８０】請求項３の発明においては、ステート毎に
アンテナ毎の伝送路推定をシンボル毎に行うことによ
り、伝送路特性の変動が高速であってもその変動に追随
可能となる。

【００８１】請求項４記載の発明においては、枝メトリ
ックを簡単に作成することができる。

【００８２】さらに、請求項５及び請求項６記載の発明
においては、各タップ係数に分離して枝メトリックを作
成するようにしたことにより、伝送路メモリが０の場合
の受信信号の合成が最大比合成であるダイバーシチ受信
機を提供することが可能となる。

【００８３】請求項７から請求項１０記載の発明におい
ては、自動周波数制御を実現できるため周波数オフセッ
トが存在する伝送路においても良好な受信が行える。

【００８４】請求項１１記載の発明においては、軟判定
出力を出力するようにしたことにより、ビタビ復号時の
ビット誤り率特性を大幅に改善することができる。

【００８５】

【実施例】

実施例１．以下この発明の実施例について説明する。な
お、図において、先に述べた構成要素と同一の符号を付
したものは同一または相当のものである。図１はこの発
明のダイバーシチ受信機の一実施例を示すブロック図で
ある。

【００８６】図１において、２−１〜Ｎは複素共役値を
算出する複素共役回路、３−１〜Ｎはこの複素共役回路
２−１〜Ｎから出力される複素共役値と、アンテナ受信
信号入力端子１−１〜Ｎからの受信信号を乗算する乗算
回路、４はこれら各乗算回路３−１〜Ｎが出力する乗算
値を加算し、その加算結果から、送信されたデータの推
定値である判定値を出力する加算判定回路、５はこの加
算判定回路４が出力する判定値と、アンテナ受信信号入
力端子１−１〜Ｎからの受信信号とから、各アンテナ対
応の伝送路特性を出力する伝送路推定回路である。

【００８７】次に動作について説明する。なお、従来例
と同一の符号を付したものは同様の動作である。この実
施例で従来例と相違する部分は、ダイバーシチ合成した
信号により得られる判定値を用いてＮ本のアンテナの受
信信号からそれぞれのアンテナに対応する伝送路特性を
推定する部分であり、この部分を重点的に説明する。

【００８８】伝送路推定回路５は、加算判定回路４が出
力する判定値、およびアンテナ受信信号入力端子１−１
〜ＮからＮ系統の受信信号を入力し、各アンテナ毎の伝
送路特性（Ｎ個）の推定値を出力する。各複素共役回路
２−１〜Ｎは、この伝送路推定回路５が出力するアンテ
ナ伝送路特性の複素共役値を算出し、各乗算回路３−１
〜Ｎに出力する。

【００８９】各乗算回路３−１〜Ｎは、この各複素共役
回路２−１〜Ｎからのアンテナ伝送路特性の複素共役値
とアンテナ受信信号入力端子１−１〜Ｎからの受信信号
とを乗算して加算判定回路４に出力する。加算判定回路
４は、乗算回路３−１〜ＮからＮ個の各乗算結果を加算
し、この加算結果から、送信されたデータの推定値であ
る判定値を判定し、判定値出力端子６から出力する。

【００９０】以上の動作を具体的に説明する。図１にお
いて、時刻ｎにおける受信信号に関して、アンテナ１の
受信信号をｒ⁽¹⁾n、アンテナＮの受信信号をｒ^(N)nとす
る。また時刻ｎにおける伝送路特性のタップ係数に関し
て、アンテナ１の受信信号に対する推定タップ係数はｇ
⁽¹⁾n、アンテナＮの受信信号に対する推定タップ係数は
ｇ^(N)nとする。加算判定回路４は、（１６）式の加算値
を算出する。

【００９１】

【数１３】

【００９２】そして、送信変調信号が例えば２相ＰＳＫ
であれば、上記加算値が０以上の場合は判定値Ｊnを＋
１、０未満の場合は判定値Ｊnを−１として出力する。
なお、この際の判定値としては硬判定値のみでなく上述
した軟判定値を出力することも可能である。軟判定値出
力が要求される場合は、例えば（１６）式のような上記
加算値を出力する。

【００９３】次に伝送路推定回路５は、この判定値Ｊn
を用いて伝送路特性の推定値をＮ本のアンテナそれぞれ
に対して算出する。ここではＬＭＳアルゴリズムを用い
る場合を説明する。伝送路推定回路５は、この上記判定
値Ｊnを用いて（１７）式により推定タップ係数をＮ本
のアンテナそれぞれに対して算出する。

【００９４】

【数１４】

【００９５】以上のように、この実施例１では、各アン
テナそれぞれに対する伝送路特性と受信信号とからダイ
バーシチ合成を行い、その結果を利用して送信されたデ
ータの推定値である判定値を出力するとともに、このダ
イバーシチ合成結果を利用した判定値と各アンテナに対
する受信信号とから、各アンテナ毎の伝送路の特性を推
定し、この推定値を各アンテナ毎の伝送路特性としてそ
の複素共役と受信信号を乗算して総和をとるという形
で、ダイバーシチ合成のために用いることにより、最大
比合成ダイバーシチを実現することが可能である。

【００９６】上記実施例によれば、各アンテナに対する
受信信号のキャリア位相や包絡線振幅を統一的に表現で
きる伝送路特性を用いてダイバーシチ合成を行い、かつ
そのダイバーシチ合成の結果を利用した判定値を用いて
伝送路特性を推定したことにより、判定値出力には位相
不確定性が存在するが、Ｎ本のアンテナに対する伝送路
特性には相対的な位相誤差が存在しないため、外部から
位相不確定性を除去するための情報を入力することな
く、安定して最大比合成ダイバーシチ受信機を提供で
き、その結果ビット誤り率特性が改善できる。

【００９７】さらに、上述の説明では伝送路推定ＬＭＳ
アルゴリズムを用いた場合を示したがＲＬＳアルゴリズ
ムをはじめとする適応アルゴリズムにより伝送路推定を
行うようにしてもよい。このように、適応アルゴリズム
を用い、受信信号の１シンボル毎に伝送路推定を行うよ
うにすれば、伝送路特性の変動が高速である場合でもそ
の変動に追随可能である。

【００９８】さらに、軟判定値を出力することにより、
後続のビタビ復号器のビット誤り率特性を改善すること
ができる。

【００９９】実施例２．図２はこの発明のダイバーシチ
受信機の実施例２を示すブロック図である。なお、従来
例と同一の符号を付したものは同様のものである。この
実施例２で従来例２（図１７）と相違する部分は、ステ
ート毎に伝送路推定回路９−１を設けた部分、および枝
メトリック算出手法が異なる部分であり、この部分を重
点的に説明する。

【０１００】図２において、７−１はアンテナ受信信号
入力端子１−１〜Ｎよりアンテナ１からアンテナＮまで
の受信信号を入力するとともに、伝送路推定回路９−１
〜Ｍよりステート１からステートＭに相当する伝送路特
性を入力し、これらに基づき枝メトリックを作成する枝
メトリック作成回路Ａである。８−１〜Ｍはこの枝メト
リック作成回路Ａ７−１からの枝メトリックを入力する
とともに、１時刻過去のパスメトリック及び生き残りパ
スを入力し、ＡＣＳ処理を行うことにより、各ステート
に対応する現時刻のパスメトリックと生き残りパスを出
力するＡＣＳ回路であり、ステート毎に対応して設けら
れている。

【０１０１】９−１〜Ｍは各ＡＣＳ回路８−１〜Ｍから
各ステートに対応した生き残りパスを入力するととも
に、アンテナ受信信号入力端子１−１〜Ｎから全てのア
ンテナ１〜Ｎの受信信号を入力し、各ステート毎に、ア
ンテナ１からアンテナＮに対応したＮ個の伝送路特性を
それぞれ出力する伝送路推定回路である。

【０１０２】すなわち、例えば伝送路推定回路９−１か
らはステート１に対応したアンテナ１からアンテナＮま
でのＮ個の伝送路特性が出力され、伝送路推定回路９−
ＭからはステートＭに対応したアンテナ１からアンテナ
ＮまでのＮ個の伝送路特性が出力される。この伝送路推
定回路は各ステートに対応してＭ個設けられている。

【０１０３】図３は上記枝メトリック作成回路Ａ７−１
の内部を示すブロック図であり、１２−１−１〜Ｎはス
テート１に対応するアンテナ１からＮの伝送路特性が入
力される伝送路特性入力端子であり、上記伝送路推定回
路９−１から出力される伝送路特性が入力される。同様
に１２−Ｍ−１〜ＮはステートＭに対応するアンテナ１
からＮの伝送路特性が入力される伝送路特性入力端子で
あり、上記伝送路推定回路９−Ｍから出力される伝送路
特性が入力される。そして各ステート毎にアンテナ１〜
Ｎの伝送路特性入力端子の組がある。１４−Ａ１〜ＡＳ
はこれら伝送路特性入力端子より入力されるアンテナ１
からＮの伝送路特性、受信信号入力端子１１−１〜Ｎか
らのアンテナ１〜Ｎの受信信号、パターンテーブル１３
からの出力が入力される枝メトリック計算回路である。

【０１０４】図４はこの枝メトリック計算回路１４−Ａ
１〜ＡＳの内部を示すブロック図であり、図において、
２３−０〜Ｌは各タップ用のデータ計算回路、２４は加
算回路である。

【０１０５】図５は上記各タップ用計算回路２３−０〜
Ｌの内部を示すブロック図であり、図において、１９−
１〜Ｎはレプリカ作成回路、２５−１〜Ｎは誤差作成回
路、２６−１〜Ｎは複素共役乗算回路、２７は加算２乗
回路、２８はタップ用データ出力端子である。

【０１０６】図１０（ａ）（ｂ）は上記レプリカ作成回
路１９−１〜Ｎの動作を説明するための説明図であり、
図において、５０はシフトレジスタ、５２は加算回路、
５３−１は第０の推定タップ係数、５３−２は第１の推
定タップ係数、５３−３は第２の推定タップ係数、５４
はレプリカ出力端子、５５は符号変換回路である。

【０１０７】次に動作について図２を用いて説明する。
枝メトリック作成回路Ａ７−１は、アンテナ受信信号入
力端子１−１〜Ｎから、アンテナ１からＮまでの受信信
号を入力するとともに、伝送路推定回路９−１〜Ｍから
それぞれステート１からＭに相当する伝送路特性を入力
する。そしてこれらから枝メトリックを出力する。

【０１０８】ここで、この枝メトリック作成回路Ａ７−
１の動作について図３を用いて説明する。従来例２（図
２０）との相違は、枝メトリック計算回路１４−Ａ１〜
ＡＳが、アンテナ１からアンテナＮまでの全アンテナに
対応した伝送路特性を各ステート毎に入力している点で
ある。すなわち、枝メトリック計算回路１４−Ａ１は、
伝送路特性入力端子１２−１−１〜Ｎより、アンテナ１
からアンテナＮまでのステート１の伝送路特性を入力し
ており、枝メトリック計算回路１４−ＡＳは、伝送路特
性入力端子１２−Ｍ−１〜Ｎより、アンテナ１からアン
テナＮまでのステートＭの伝送路特性を入力しており、
同様にその間の各枝メトリック計算回路は各ステートに
対応した全アンテナの伝送路特性を入力している。

【０１０９】このような構成の枝メトリック作成回路Ａ
７−１ではパタンテーブル１３より、各枝メトリックに
対応するＳ個の判定値の候補の組み合わせパタンが出力
され、それぞれ対応する枝メトリック計算回路に入力さ
れる。この枝メトリック計算回路１４−Ａ１〜ＡＳは、
図４のような構成になっており、このパタンがパタン入
力端子１６より各タップ用データ計算回路２３−０〜Ｌ
に入力される。各タップ用データ計算回路２３−０〜Ｌ
にはこの他にアンテナ受信信号入力端子１１−１〜Ｎか
らアンテナ１〜Ｎの受信信号、アンテナ伝送路特性入力
端子１２−１〜Ｎからアンテナ１〜Ｎの伝送路特性が入
力される。そして、これら入力された値から枝メトリッ
ク値に用いる各タップ用のデータを計算する。

【０１１０】ここで上記タップデータ計算回路２３−０
〜Ｌの動作について図５の例を用いて説明する。図５に
おいて、パタン入力端子１６より入力されたパターンテ
ーブル１３からのパタンは各レプリカ作成回路１９−１
〜Ｎに入力される。各レプリカ作成回路１９−１〜Ｎに
はこの他に、アンテナ伝送路特性入力端子１２−１〜Ｎ
から各アンテナ毎の伝送路特性が入力され、これら入力
値によりレプリカを作成する。

【０１１１】このレプリカ作成回路１９−１〜Ｎにおけ
るレプリカ作成の動作を、図１０（ａ）（ｂ）の例を用
いて説明する。パタン入力端子１６から入力されるパタ
ンはシフトレジスタ５０に入力され、１シンボル周期の
遅延を順次与えられてそれぞれ出力される。この出力は
それぞれ、アンテナ伝送路特性入力端子１２−１から入
力される第０の推定タップ係数５３−１、第１の推定タ
ップ係数５３−２、第２の推定タップ係数５３−３とそ
れぞれ乗算され、加算回路５２に出力される。

【０１１２】加算回路５２は、この各タップ出力を入力
して加算し、その総和をレプリカとしてレプリカ出力端
子５４より出力する。なお、図１０（ｂ）の符号変換回
路５５は必要に応じて、パタン入力端子１６から入力さ
れるパタンに対して、畳み込み符号をはじめとする符号
化を施しシフトレジスタ５０に出力するものである。こ
の時ＬＭＳアルゴリズムの参照データとしては符号化を
施したデータが入力される。

【０１１３】このようにして作成されたレプリカは、図
５に示すように各誤差作成回路２５−１〜Ｎに入力され
る。各誤差作成回路２５−１〜Ｎでは、各レプリカ作成
回路１９−１〜Ｎからレプリカを入力するとともに、各
アンテナ受信信号入力端子１１−１〜Ｎからアンテナ受
信信号をそれぞれ入力し、これらの誤差を各複素共役乗
算回路２６−１〜Ｎに出力する。

【０１１４】複素共役乗算回路２６−１〜Ｎでは、各ア
ンテナ伝送路特性入力端子１２−１〜Ｎからアンテナ伝
送路特性のうち予め指定されたタップ係数のみを入力し
この値の複素共役値を算出し、この複素共役値と上記各
誤差作成回路２５−１〜Ｎから入力した誤差とを乗算し
て加算２乗回路２７に出力する。加算２乗回路２７で
は、複素共役乗算回路２６−１〜Ｎからの値を加算した
後２乗し、各タップ用のデータとしてタップデータ出力
端子２８から出力する。

【０１１５】このようにして求められた各タップ用のデ
ータは図４のタップデータ計算回路２３−０〜Ｌから加
算回路２４に出力される。加算回路２４は、タップ０用
データ〜タップＬ用データまで（Ｌ＋１）個のデータを
入力し加算し、枝メトリック出力端子２２から出力す
る。以上のようにして得られた枝メトリック出力端子２
２からの出力は、図３の各枝メトリック計算回路１４−
Ａ１〜ＡＳからの出力となり、これらが枝メトリック出
力端子１５−１〜Ｓから枝メトリックとして出力され
る。

【０１１６】なお、図５に示した枝メトリック計算回路
は、図３の発明におけるダイバーシチ受信機にも適用可
能である。なおここで、レプリカ作成回路としては、図
１０（ｂ）の形を用いることもできる。

【０１１７】上述の枝メトリックは（１８）式で示され
る。

【０１１８】

【数１５】

【０１１９】（１８）式の枝メトリックは、Ｌ＝０とお
くと、（１９）式となり、効果が明確となる。

【０１２０】

【数１６】

【０１２１】（１９）式は、（２０）式に最も近いＩn
を判定値として選択することと等価であり、この操作は
最大比合成ダイバーシチに相当する。

【０１２２】

【数１７】

【０１２３】なお、判定値作成回路６が出力する判定値
としては、硬判定値のみでなく上述の軟判定値を出力す
ることも可能である。

【０１２４】このように、実施例２で述べたダイバーシ
チ受信機は、ビタビアルゴリズムのステート毎に例えば
ＬＭＳアルゴリズムやＲＬＳアルゴリズム等によりシン
ボル毎に伝送路推定を行うようにしたため、伝送路特性
の変動が高速である場合でもその変動に追随可能であ
る。

【０１２５】更に、上述のようにして枝メトリックを作
成することにより、伝送路メモリが０の場合には受信信
号の合成が最大比合成となる。

【０１２６】更に、軟判定値を出力することにより、後
続のビタビ復号器のビット誤り率特性を改善することが
できる。つまり、前述した実施例１の利点を供与でき
る。

【０１２７】また、枝メトリック計算回路としては、図
２１で説明した構成で実現することが可能である。ただ
し、伝送路特性は各枝メトリック計算回路において前も
って決定されている特定のステートが使用される。

【０１２８】実施例３．次に実施例３について説明す
る。受信信号に周波数オフセットが存在する伝送路の場
合、伝送路特性の推定にも周波数オフセットを考慮する
必要がある。この実施例はこの周波数オフセットを推定
することでその影響を抑えるものである。

【０１２９】図６は例えば図２における伝送路推定回路
９の具体的な実現例を示したものであり、図において、
先に述べた構成要素と同一の符号を付したものは同一ま
たは相当のものである。図６において、６０は受信信号
入力端子、６１はＡＣＳ回路８−Ｍから出力される生き
残りパスが入力される生き残りパス入力端子、６２は推
定された伝送路特性を出力する伝送路特性出力端子、６
３は受信信号、生き残りパスに基づき伝送路特性を推定
する伝送路特性推定回路、６４は周波数オフセット推定
回路Ａ６５により推定される周波数オフセットに基づき
伝送路特性推定回路６３の出力する伝送路特性を回転す
る伝送路特性位相回転回路である。なお、周波数オフセ
ット推定回路Ａ６５は受信信号、生き残りパス、伝送路
特性から周波数オフセットを推定するものである。

【０１３０】図７は上記周波数オフセット推定回路Ａ６
５の実現例を示したものである。図７において、６６は
複素乗算回路Ａ、６７は複素共役回路Ａ、６８は複素乗
算回路Ｂ、６９は複素共役回路Ｂ、７０は逆正接回路、
７１は重みづけ加算回路、７２は周波数オフセット保持
回路、７３は上記伝送路特性位相回転回路６４が出力す
る伝送路特性が入力される伝送路特性入力端子、７４は
周波数オフセット出力端子である。

【０１３１】次に動作について図６を用いて説明する。
伝送路特性推定回路６３は、ＬＭＳアルゴリズム等の適
応アルゴリズムに従って、受信信号入力端子６０からの
受信信号と、生き残りパス入力端子６１からの生き残り
パスから伝送路特性を推定する。

【０１３２】一方、周波数オフセット推定回路Ａ６５
は、受信信号入力端子６０からの受信信号と、生き残り
パス入力端子からの生き残りパスと、上記伝送路特性推
定回路６３からの伝送路特性とから、周波数オフセット
を推定する。この周波数オフセット推定回路Ａ６５によ
り推定された周波数オフセットに基づき、伝送路特性位
相回転回路６４は伝送路特性推定回路６３が推定した伝
送路特性に位相回転を施し、出力する。

【０１３３】図７を用いて周波数オフセット推定回路Ａ
６５の動作について説明する。複素共役回路Ａ６７は生
き残りパス入力端子６１からの生き残りパスの複素共役
をとって出力する。複素乗算回路Ａ６６はこの複素共役
回路Ａ６７からの生き残りパスの複素共役値と、受信信
号入力端子６０からの受信信号受信信号とを乗算して出
力する。

【０１３４】複素共役回路Ｂ６９は伝送路特性入力端子
７３からの伝送路特性の複素共役をとって出力する。複
素乗算回路Ｂ６８はこの複素共役回路Ｂ６９から出力さ
れる伝送路特性の複素共役値と、上記複素乗算回路Ａ６
６の出力値を乗算して出力する。

【０１３５】逆正接回路７０はこの複素乗算回路Ｂ６８
の出力値の逆正接をとり定常位相誤差を出力する。重み
づけ加算回路７１は、この定常位相誤差と周波数オフセ
ット保持回路７２が出力する周波数オフセットの保持値
とを入力し、これらの重みづけ加算を行って周波数オフ
セットの更新値を出力する。

【０１３６】周波数オフセット保持回路７２は、重みづ
け加算回路７１が出力する周波数オフセットの更新値を
入力して、これを周波数オフセットとして保持するとと
もに、周波数オフセット出力端子７４に出力する。以上
のような動作により（２１）式に示す周波数オフセット
の推定値が求められる。

【０１３７】

【数１８】

【０１３８】この周波数オフセットが推定値として上記
伝送路特性位相回転回路６４に入力され、伝送路特性に
位相回転が施されるものである。なお、この位相回転が
施された伝送路特性は、伝送路特性推定回路６３に与え
られ、次の伝送路特性の推定に用いられる。

【０１３９】以上のように、周波数オフセットを推定
し、この周波数オフセットに従って伝送路特性に位相回
転を与えることにより、周波数オフセットを考慮した伝
送路特性の推定がなされ、伝送路特性が存在する伝送路
でも安定して動作することができる。

【０１４０】実施例４．次に実施例４について説明す
る。上述のように、受信信号に周波数オフセットが存在
する伝送路の場合周波数オフセットを考慮するが、この
実施例はこの周波数オフセット推定時の雑音による影響
を抑えることができるものである。

【０１４１】図８は例えば図２における伝送路推定回路
９の具体的な実現例を示したものであり、図６との相違
点は周波数オフセット推定に伝送路特性を利用しないと
ころである。先に述べた構成要素と同一の符号を付した
ものは同一または相当のものである。図８において、７
５は周波数オフセット推定回路Ｂである。

【０１４２】図９はこの周波数オフセット推定回路Ｂ７
５の実現例を示したものである。図９において、７６は
Ｙシンボル遅延回路Ａ、７７はＹシンボル遅延回路Ｂ、
７８は複素乗算回路Ｃ、７９は複素共役回路Ｃ、８０は
は平均化回路、８１は１／Ｙ回路である。

【０１４３】次に動作について図８を用いて説明する。
図８と図６の相違点は、周波数オフセット推定に伝送路
特性を利用しないところであり、周波数オフセット推定
回路Ｂ７５は、受信信号と判定値を入力して周波数オフ
セットを出力する。

【０１４４】図９を用いて周波数オフセット推定回路Ｂ
７５の動作について説明する。Ｙシンボル遅延回路Ａ７
６は受信信号に対してＹシンボル分の遅延を与えて出力
する。複素共役回路Ａ６７はこの受信信号のＹシンボル
遅延データに関する複素共役値を出力する。

【０１４５】複素乗算回路Ａ６６は、複素共役回路Ａ６
７からのＹシンボル分遅延データに関する複素共役値と
受信信号との乗算結果を出力する。一方、Ｙシンボル遅
延回路Ｂ７７は生き残りパス入力端子６１からの生き残
りパスに対してＹシンボル分の遅延を与えて出力する。
複素共役回路Ｂ６４は生き残りパスのＹシンボル分遅延
データに関する複素共役値を出力する。

【０１４６】複素乗算回路Ｂ６８は、生き残りパスのＹ
シンボル分遅延データに関する複素共役値と生き残りパ
スとの乗算結果を出力する。複素共役回路Ｃ７９は、複
素乗算回路Ｂ６８が出力する乗算結果の複素共役値を出
力する。複素乗算回路Ｃ７８は、複素乗算回路Ａ６６の
出力と複素共役回路Ｃ７９の出力との複素乗算結果を出
力する。

【０１４７】逆正接回路７０は、複素乗算回路Ｃ７８出
力の逆正接をとり、Ｙシンボル離れたシンボル間に生じ
る位相変化を出力する。平均化回路８０はこの位相変化
を入力してこれを平均化し、上記シンボル間に生じる雑
音の影響の少ない位相変化を出力する。１／Ｙ回路８１
はこの位相変化を１／Ｙして周波数オフセット値として
周波数オフセット出力端子７４に出力する。以上のよう
な動作により（２２）式に示す周波数オフセットの推定
値が求められる。

【０１４８】

【数１９】

【０１４９】このように、実施例４では、Ｙシンボル離
れたシンボル間の位相変化から周波数オフセットを推定
しているので、１シンボルあたりの雑音の影響が平均化
されて少なくなるため高精度に周波数オフセット値を推
定でき、この周波数オフセット値に従って伝送路特性に
位相回転を与えることにより、周波数オフセットが存在
する伝送路でも安定して動作することができる。

【０１５０】なお、上記実施例３、４では伝送路特性推
定回路６３の入力として、受信信号とＡＳＣ回路からの
生き残りパスとを入力して伝送路特性を推定するものに
ついて説明したが、同様の構成で、受信信号と図１の加
算判定回路４からの判定値とを入力して伝送路特性を推
定することも可能である。

【０１５１】また、上記各手段はソフトウェアによる信
号処理により実現することも可能である。さらに上記実
施例はいずれもＮ本のアンテナを有するものについて説
明したが、Ｎは１でもよい。

【０１５２】

【発明の効果】以上のように請求項１の発明によれば、
ダイバーシチ受信機において次のことが可能となる効果
がある。（ａ）外部から位相不確定性を除去する情報を入力する
ことなく、安定してダイバーシチ合成を実現できる。（ｂ）伝送路特性の変動が高速である場合でもその変動
に追随可能である。

【０１５３】さらに請求項２の発明によれば、ダイバー
シチ合成を最大比合成ダイバーシチとすることができ
る。

【０１５４】また請求項３の発明によれば、ダイバーシ
チ受信機において次のことがが可能となる効果がある。（ａ）ビタビアルゴリズムに従って動作する最尤系列推
定に関して、ダイバーシチ合成を実現することができ
る。（ｂ）伝送路特性の変動が高速である場合でもその変動
に追随可能となる。

【０１５５】さらに請求項４の発明によれば、簡単な演
算で枝メトリックを作成でき、ダイバーシチ合成の精度
を向上させることができる。

【０１５６】さらに請求項５の発明によれば、タップ毎
に分離して枝メトリックを作成することにより、ダイバ
ーシチ合成の精度を向上させることができる。

【０１５７】さらにまた請求項６の発明によれば、伝送
路メモリが０の場合には受信信号のダイバーシチ合成を
最大比合成とできる。

【０１５８】また請求項７から１０の発明によれば、自
動周波数制御ができ、周波数オフセットが存在する下で
も安定して動作が可能である。また請求項１１の発明に
よれば、ダイバーシチ受信機において、軟判定値を出力
することにより、後続のビタビ復号器のビット誤り率特
性を改善することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１に係わるダイバーシチ受信
機のブロック図。

【図２】この発明の実施例２に係わるダイバーシチ受信
機のブロック図。

【図３】この発明の実施例２に係わる枝メトリック作成
回路のブロック図。

【図４】この発明の実施例２に係わる枝メトリック計算
回路のブロック図。

【図５】この発明の実施例２に係わるタップ用計算回路
のブロック図。

【図６】この発明の実施例３に係わる伝送路推定回路の
ブロック図。

【図７】この発明の実施例３に係わる周波数オフセット
推定回路のブロック図。

【図８】この発明の実施例４に係わる伝送路推定回路の
ブロック図。

【図９】この発明の実施例４に係わる周波数オフセット
推定回路のブロック図。

【図１０】レプリカ作成回路の説明図。

【図１１】伝送路のモデル図。

【図１２】トレリス格子の説明図。

【図１３】従来の位相検出回路のブロック図。

【図１４】従来例１のダイバーシチ受信機のブロック
図。

【図１５】従来の最尤系列推定装置のブロック図。

【図１６】従来の最尤系列推定装置の枝メトリック作成
回路のブロック図。

【図１７】従来の最尤系列推定装置の枝メトリック計算
回路のブロック図。

【図１８】従来の最尤系列推定装置のＡＣＳ回路のブロ
ック図。

【図１９】従来例２のダイバーシチ受信機のブロック
図。

【図２０】従来例２のダイバーシチ受信機の枝メトリッ
ク作成回路のブロック図。

【図２１】この発明の一実施例及び従来例２のダイバー
シチ受信機の枝メトリック計算回路のブロック図。

【符号の説明】

１−１〜Ｎアンテナ受信信号入力端子２−１〜Ｎ複素共役回路３−１〜Ｎ乗算回路４加算判定回路５伝送路推定回路６判定値出力端子７−１枝メトリック作成回路Ａ７−２枝メトリック作成回路Ｂ７−３枝メトリック作成回路Ｃ８−１〜ＭＡＣＳ回路９−１〜Ｍ伝送路推定回路１０判定値作成回路１１−１〜Ｎ受信信号入力端子１２−１〜Ｎステート１伝送路特性入力端子１２−Ｍ〜ＮステートＭ伝送路特性入力端子１３パタンテーブル１４−Ａ１〜ＡＳ枝メトリック計算回路Ａ１４−Ｂ１〜ＢＳ枝メトリック計算回路Ｂ１４−Ｃ１〜ＣＳ枝メトリック計算回路Ｃ１５−１〜Ｓ枝メトリック出力端子１６パタン入力端子１９−１〜Ｎレプリカ作成回路２０−１〜Ｎ２乗誤差作成回路２１加算回路２２枝メトリック出力端子２３−０〜Ｌタップ用データ計算回路２４加算回路２５−１〜Ｎ誤差作成回路２６−１〜Ｎ複素共役乗算回路２７加算２乗回路２８タップ用データ出力端子２９−１〜Ｕ枝メトリック入力端子３０−１〜Ｕパスメトリック作成回路３１メトリックパス選択回路３２メトリックパス出力端子５０シフトレジスタ５１−１第０の実際のタップ係数５１−２第１の実際のタップ係数５１−３第２の実際のタップ係数５２加算回路５３−１第０の推定タップ係数５３−２第１の推定タップ係数５３−３第２の推定タップ係数５４レプリカ出力端子５５符号変換回路６０受信信号入力端子６１判定値入力端子６２伝送路特性出力端子６３伝送路特性推定回路６４伝送路特性位相回転回路６５周波数オフセット推定回路Ａ６６複素乗算回路Ａ６７複素共役回路Ａ６８複素乗算回路Ｂ６９複素共役回路Ｂ７０逆正接回路７１重みづけ加算回路７２周波数オフセット保持回路７３伝送路特性入力端子７４周波数オフセット出力端子７６Ｙシンボル遅延回路Ａ７７Ｙシンボル遅延回路Ｂ７８複素乗算回路Ｃ７９複素共役回路Ｃ８０平均化回路８１１／Ｙ回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】以下の要素を有することを特徴とするダ
イバーシチ受信機。（ａ）Ｎ本のアンテナから受信した
Ｎ系統の受信信号と、Ｎ本のアンテナから受信したＮ系
統の受信信号それぞれに対する伝送路特性とを入力し、
この伝送路特性、上記受信信号に基づき送信されたデー
タの推定値である判定値を出力するデータ判定手段、
（ｂ）このデータ判定手段が出力する上記判定値と上記
Ｎ系統の受信信号とを入力して、上記Ｎ系統の受信信号
に対する伝送路特性を推定し、上記データ判定手段に出
力する伝送路推定手段。
【請求項２】請求項１のダイバーシチ受信機のデータ
判定手段が、以下の要素を有することを特徴とするダイ
バーシチ受信機。（ａ）上記Ｎ系統の受信信号それぞれ
に対する伝送路特性の複素共役値を算出する複素共役算
出手段、（ｃ）この複素共役算出手段から出力される複
素共役値と上記受信信号とをそれぞれ乗算する乗算手
段、（ｂ）この乗算手段から出力されるＮ個の乗算値を
加算し、この加算値をもとに送信されたデータの推定値
である判定値を出力する加算データ判定手段。
【請求項３】Ｍ個のステート（状態）からなるトレリ
ス格子に基づいて、送信されたデータの推定値である判
定値を出力するデータ判定手段を備え、以下の要素を有
することを特徴とするダイバーシチ受信機。（ａ）Ｎ系
統の受信信号と、ステートにつながる生き残りパスと、
ステートにつながる枝の始点のステートにおいて推定さ
れるＮ系統の受信信号それぞれに対するステート数分の
伝送路特性を入力して各枝に対応する枝メトリックを作
成し、上記データ判定手段に出力する枝メトリック作成
手段、（ｂ）それぞれのステートに対応する生き残りパ
スと、Ｎ系統の受信信号とを入力し、各ステートに対応
するＮ系統の伝送路特性をそれぞれ推定して上記枝メト
リック作成手段に出力する伝送路推定手段。
【請求項４】請求項３の枝メトリック作成手段が、以
下の要素を有することを特徴とするダイバーシチ受信
機。（ａ）Ｎ系統の受信信号と、対応するステートにつ
ながる生き残りパスと、対応するステートの枝の始点の
ステートでのＮ系統の受信信号に対応する伝送路特性と
を入力し、受信信号のレプリカを作成するレプリカ作成
手段、（ｂ）Ｎ系統の受信信号と、これに対応する受信
信号のレプリカを入力して、Ｎ系統の受信信号それぞれ
に対して２乗誤差値を算出し、Ｎ系統の２乗誤差値の総
和を枝メトリックとして出力する枝メトリック計算手
段。
【請求項５】請求項３の枝メトリック作成手段が、以
下の要素を有することを特徴とするダイバーシチ受信
機。（ａ）Ｎ系統の受信信号と、Ｎ系統の受信信号に対
応する伝送路特性とを入力し、複数のタップ係数により
構成される伝送路特性の特定のタップ係数を選択し、伝
送路特性の各タップに関するデータを作成するタップ用
データ作成手段、（ｂ）このタップ用データ作成手段か
ら出力される各タップ用データに基づいて枝メトリック
を出力する枝メトリック計算手段。
【請求項６】請求項５のタップ用データ作成手段が、
以下の要素を有することを特徴とするダイバーシチ受信
機。（ａ）Ｎ系統の受信信号に対応する伝送路特性か
ら、それぞれＮ系統の受信信号に対するレプリカを作成
し、このレプリカとＮ系統の受信信号との誤差を作成す
る誤差作成手段、（ｂ）Ｎ個のＮ系統の受信信号に対す
る伝送路特性から指定のタップを選択して、そのタップ
値の複素共役をとった値と、上記誤差作成手段から出力
されるＮ個の誤差値をそれぞれ乗算する乗算手段、
（ｃ）この乗算手段から出力されるＮ個の乗算結果をそ
れぞれ入力して、指定タップ用データを作成するデータ
作成手段。
【請求項７】請求項１または２のダイバーシチ受信機
において、受信信号と上記データ判定手段からの判定値
とに基づき伝送路特性を推定する伝送路推定手段と、受
信信号と上記判定値とに基づき受信信号の周波数オフセ
ットを推定する周波数オフセット推定手段と、この周波
数オフセット推定手段が推定した周波数オフセットに基
づき上記伝送路推定手段が推定する伝送路特性に位相回
転を施し伝送路特性として出力する伝送路特性位相回転
手段を備えたことを特徴とするダイバーシチ受信機。
【請求項８】請求項３ないし６のダイバーシチ受信機
において、受信信号と上記ステートにつながる生き残り
パスとに基づき伝送路特性を推定する伝送路推定手段
と、受信信号と上記ステートにつながる生き残りパスと
に基づき受信信号の周波数オフセットを推定する周波数
オフセット推定手段と、この周波数オフセット推定手段
が推定した周波数オフセットに基づき上記伝送路推定手
段が推定する伝送路特性に位相回転を施し伝送路特性と
して出力する伝送路特性位相回転手段を備えたことを特
徴とするダイバーシチ受信機。
【請求項９】請求項７または８の周波数オフセット推
定手段が、以下の要素を有することを特徴とするダイバ
ーシチ受信機。（ａ）受信信号と、上記判定値あるいは
上記ステートにつながる生き残りパスと、伝送路特性と
を入力して、受信信号と伝送路特性の間に存在する定常
位相誤差を推定する定常位相誤差推定手段、（ｂ）この
定常位相誤差推定手段が出力する定常位相誤差を入力し
て、周波数オフセットを出力する周波数オフセット計算
手段。
【請求項１０】請求項７または８の周波数オフセット
推定手段が、以下の要素を有することを特徴とするダイ
バーシチ受信機。（ａ）受信信号を入力してＹシンボル
分の遅延を与える受信信号遅延手段、（ｂ）判定値ある
いはステートにつながる生き残りパスを入力してＹシン
ボル分の遅延を与える判定値遅延手段、（ｃ）上記受信
信号遅延手段と、上記判定値遅延手段からの出力に基づ
いて、Ｙシンボル離れたシンボル間に生じた位相変化を
推定する位相変化推定手段、（ｄ）位相変化推定手段が
推定した位相変化を入力し、これを平均化することによ
り周波数オフセットを推定する周波数オフセット計算手
段。
【請求項１１】請求項１ないし１０のダイバーシチ受
信機において、データ判定値として軟判定値を出力する
手段を備えたことを特徴とするダイバーシチ受信機。