(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ある送信信号を複数のアンテナにより受信するダイバーシティ受信装置であって、
１シンボルを処理する毎に本来くるべき信号と等化結果との差を表す判定誤差を出力する判定誤差出力手段を含む判定帰還型等化器を用いかつ前記アンテナからの入力信号の合成後のＳＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ）が最大となるように合成する最大比合成ダイバーシティ手段と、
前記判定帰還型等化器を用いかつ前記アンテナからの入力信号のうち受信レベルが最大となる信号を選択する選択ダイバーシティ手段と、
前記最大比合成ダイバーシティ手段及び前記選択ダイバーシティ手段各々からの出力信号のうちいずれかを選択する選択手段と、
前記最大比合成ダイバーシティ手段及び前記選択ダイバーシティ手段各々からの出力信号のうち最良の信号を選択するよう前記選択手段を制御する選択制御手段とを有し、
前記選択制御手段は、前記判定帰還型等化器各々からの判定誤差に対して１バースト分の平均をとり、その平均値が最小の出力信号を選択するよう制御することを特徴とするダイバーシティ受信装置。
【請求項２】
前記判定帰還型等化器において、トレーニング信号の間、ＤＦＥのタップ係数が適応アルゴリズムに従い、干渉波をキャンセルするように制御されることを特徴とする請求項１記載のダイバーシティ受信装置。
【請求項３】
請求項１または２記載のダイバーシティ受信装置を含むことを特徴とするダイバーシティ受信システム。
【請求項４】
ある送信信号を複数のアンテナにより受信するダイバーシティ受信装置に用いられるダイバーシティ受信方法であって、
１シンボルを処理する毎に本来くるべき信号と等化結果との差を表す判定誤差を出力する判定誤差出力手段を含む判定帰還型等化器を用いかつ前記アンテナからの入力信号の合成後のＳＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ）が最大となるように合成する最大比合成ダイバーシティ処理と、
前記判定帰還型等化器を用いかつ前記アンテナからの入力信号のうち受信レベルが最大となる信号を選択する選択ダイバーシティ処理と、
前記最大比合成ダイバーシティ処理及び前記選択ダイバーシティ処理各々の処理結果のうちいずれかを選択する選択処理と、
前記最大比合成ダイバーシティ処理及び前記選択ダイバーシティ処理各々の処理結果のうち最良の結果を選択するよう制御する選択制御処理とを有し、
前記選択制御処理において、前記判定帰還型等化器各々からの判定誤差に対して１バースト分の平均をとり、その平均値が最小の結果を選択するよう制御することを特徴とするダイバーシティ受信方法。
【請求項５】
前記判定帰還型等化器において、トレーニング信号の間、ＤＦＥのタップ係数が適応アルゴリズムに従い、干渉波をキャンセルするように制御されることを特徴とする請求項４記載のダイバーシティ受信方法。                          
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はダイバーシティ受信装置、ダイバーシティ受信システム及びそれらに用いるダイバーシティ受信方法に関し、特にある送信信号を複数のアンテナにより受信するダイバーシティ受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記のダイバーシティ受信装置におけるダイバーシティの合成方法としては、受信レベルが最大となる入力信号を選択する選択合成法、各入力信号の位相を合わせて合成する等利得合成法、入力信号の合成後のＳＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ）が最大となるように合成する最大比合成法、がある（例えば、特許文献１参照）。これらダイバーシティの合成方法の構成については、下記の特許文献２に開示されている。
【０００３】
無線通信においては、判定帰還型等化器（ＤＦＥ：Ｄｅｃｉｓｉｏｎ  Ｆｅｅｄｂａｃｋ  Ｅｑｕａｌｉｚｅｒ）ＤＦＥを用いた最大比合成ダイバーシティが提案されている（例えば、非特許文献１参照）。この方式では、送受信データがトレーニング信号とデータ信号とに分けられる。トレーニング信号の間、ＤＦＥのタップ係数は適応アルゴリズム［ＬＭＳ（Ｌｅａｓｔ  Ｍｅａｎ  Ｓｑｕａｒｅ）等］に従い、干渉波をキャンセルするように制御され、さらに合成後のＳＮＲが最大となるように制御される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０８−１７２３９０号公報
【特許文献２】特開平１０−０５１３６６号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】“移動無線におけるＤＦＥ形トランスバーサル合成ダイバーシチ方式の干渉キャンセル特性−メトリック合成との比較−”（吉野仁、鈴木博，電子情報通信学会論文誌  Ｂ−ＩＩ  Ｖｏｌ．Ｊ  ７６−Ｂ−ＩＩ  Ｎｏ．７  ｐｐ．５８４−５９５  １９９３年７月）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の最大比合成ダイバーシティ方式では、トレーニング信号が十分に長ければ、片方の系統のＳＮＲが悪化した時、その系統のタップ係数が小さい値に収束し、ＳＮＲが悪い系統の寄与がほとんどなくなるため、最大比合成時の性能は劣化しない。
【０００７】
しかしながら、上記の最大比合成ダイバーシティ方式では、トレーニング信号が短いシステムの場合、ＤＦＥのタップ係数の収束が不十分となる可能性がある。その場合は、片方の系統のＳＮＲが悪化した時、その系統のタップ係数が十分に小さくなっていないため、最大比合成を行うことで、選択ダイバーシティよりも性能が劣化することがある。
【０００８】
上述したダイバーシティの合成方法の場合、その性能は、図７に示すように、最大比合成ダイバーシティ＞等利得合成ダイバーシティ＞選択合成ダイバーシティという順番となり、上記の片方の系統のＳＮＲが悪化した場合には、最大比合成を行うことで、性能が一番低い選択ダイバーシティよりも劣化することになる。
【０００９】
そこで、本発明の目的は上記の問題点を解消し、トレーニング信号を短くし、伝送レートを上げることができるダイバーシティ受信装置、ダイバーシティ受信システム及びそれらに用いるダイバーシティ受信方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によるダイバーシティ受信装置は、
ある送信信号を複数のアンテナにより受信するダイバーシティ受信装置であって、
１シンボルを処理する毎に本来くるべき信号と等化結果との差を表す判定誤差を出力する判定誤差出力手段を含む判定帰還型等化器を用いかつ前記アンテナからの入力信号の合成後のＳＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ）が最大となるように合成する最大比合成ダイバーシティ手段と、
前記判定帰還型等化器を用いかつ前記アンテナからの入力信号のうち受信レベルが最大となる信号を選択する選択ダイバーシティ手段と、
前記最大比合成ダイバーシティ手段及び前記選択ダイバーシティ手段各々からの出力信号のうちいずれかを選択する選択手段と、
前記最大比合成ダイバーシティ手段及び前記選択ダイバーシティ手段各々からの出力信号のうち最良の信号を選択するよう前記選択手段を制御する選択制御手段とを有し、
前記選択制御手段は、前記判定帰還型等化器各々からの判定誤差に対して１バースト分の平均をとり、その平均値が最小の出力信号を選択するよう制御することを特徴とする。
【００１１】
本発明によるダイバーシティ受信システムは、上記のダイバーシティ受信装置を含むことを特徴とする。
【００１２】
本発明によるダイバーシティ受信方法は、
ある送信信号を複数のアンテナにより受信するダイバーシティ受信装置に用いられるダイバーシティ受信方法であって、
１シンボルを処理する毎に本来くるべき信号と等化結果との差を表す判定誤差を出力する判定誤差出力手段を含む判定帰還型等化器を用いかつ前記アンテナからの入力信号の合成後のＳＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ）が最大となるように合成する最大比合成ダイバーシティ処理と、
前記判定帰還型等化器を用いかつ前記アンテナからの入力信号のうち受信レベルが最大となる信号を選択する選択ダイバーシティ処理と、
前記最大比合成ダイバーシティ処理及び前記選択ダイバーシティ処理各々の処理結果のうちいずれかを選択する選択処理と、
前記最大比合成ダイバーシティ処理及び前記選択ダイバーシティ処理各々の処理結果のうち最良の結果を選択するよう制御する選択制御処理とを有し、
前記選択制御処理において、前記判定帰還型等化器各々からの判定誤差に対して１バースト分の平均をとり、その平均値が最小の結果を選択するよう制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、上記のような構成及び動作とすることで、トレーニング信号を短くし、伝送レートを上げることができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態によるダイバーシティ受信装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】図１に示すＤＦＥ１１，１２の構成例を示すブロック図である。
【図３】図１に示すＤＦＥ２１の構成例を示すブロック図である。
【図４】図１に示す選択制御部の構成例を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施の形態における判定誤差の一例を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態における判定誤差の他の例を示す図である。
【図７】図６に対応するＢＥＲ結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。まず、本発明によるダイバーシティ受信装置の概要について説明する。本発明によるダイバーシティ受信装置は、ある送信信号を複数のアンテナにより受信する装置であり、最大比合成ダイバーシティと、選択ダイバーシティとの両方を実施し、それらの結果のうちの最良の結果を選択することで、上記の背景技術で説明したトレーニング信号を短くし、伝送レートを上げることができる。
【００１６】
つまり、本発明によるダイバーシティ受信装置では、トレーニング信号が短いシステムにおいて、最大比合成ダイバーシティを行った結果、選択ダイバーシティより性能が劣化するケースをなくすことができる。
【００１７】
ここで、選択ダイバーシティとは、受信レベルが最大となる入力信号を選択する方法であり、最大比合成ダイバーシティとは、入力信号の合成後のＳＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ）が最大となるように合成する方法である（例えば、特許文献１参照）。
【００１８】
本発明によるダイバーシティ受信装置では、最大比合成ダイバーシティと、選択ダイバーシティとにそれぞれ判定帰還型等化器（ＤＦＥ：Ｄｅｃｉｓｉｏｎ  Ｆｅｅｄｂａｃｋ  Ｅｑｕａｌｉｚｅｒ）を用いている。
【００１９】
上記のＤＦＥ各々からは、１シンボルを処理する毎に判定誤差を出力している。判定誤差とは、本来くるべき信号と、等化結果との差を表しており、判定誤差が小さいほど、ＳＮＲがよいと言える。
【００２０】
本発明によるダイバーシティ受信装置では、ＤＦＥ各々からの判定誤差に対して１バースト分（バースト状の受信信号の１つのまとまり）の平均をとり、ＤＦＥ各々の結果のうち、その平均値が最小の結果を選択することで、トレーニング信号を短くし、伝送レートを上げることができる。
【００２１】
図１は本発明の実施の形態によるダイバーシティ受信装置の構成例を示すブロック図である。図１において、本発明の実施の形態によるダイバーシティ受信装置は、選択ダイバーシティ部１と、最大比合成ダイバーシティ部２と、選択制御部３と、セレクタ４とから構成されている。
【００２２】
選択ダイバーシティ部１にはＤＦＥ１１，１２が配置され、最大比合成ダイバーシティ部２にはＤＦＥ２１が配置されている。これらＤＦＥ１１，１２，２１では、系統＃１，＃２の２系統のアンテナ（図示せず）からの入力信号の１シンボルを処理する毎に、その処理に用いた判定誤差を選択制御部３に出力する。
【００２３】
選択制御部３は、ＤＦＥ１１，１２，２１各々から出力される判定誤差に対して１バースト分の平均をとり、ＤＦＥ１１，１２，２１各々からの結果のうち、その平均値が最小となる結果を選択するようにセレクタ４を制御する。セレクタ４は、選択制御部３からの制御に基づいてＤＦＥ１１，１２，２１各々の処理結果のうちの一つを選択して出力する。
【００２４】
図２は図１に示すＤＦＥ１１，１２の構成例を示すブロック図である。図２においては、選択ダイバーシティ部１に使用される判定帰還型等化器（ＤＦＥ１１，１２）の構成を示している。尚、以下の説明では、ＤＦＥ１１について述べるが、ＤＦＥ１２もＤＦＥ１１と同様の構成及び動作となっている。
【００２５】
図２において、ＤＦＥ１１は、ＦＦ（Ｆｅｅｄ  Ｆｏｒｗａｒｄ）タップ１１１，１１２と、乗算器１１３〜１１５，１２０と、加算器１１６と、データ判定部１１７と、スイッチ１１８と、ＦＢ（Ｆｅｅｄ  Ｂａｃｋ）タップ１１９と、判定誤差出力部１２１と、係数更新アルゴリズム［ＬＭＳ（Ｌｅａｓｔ  Ｍｅａｎ  Ｓｑｕａｒｅ）、ＲＬＳ（Ｒｅｃｕｒｓｉｖｅ  Ｌｅａｓｔ  Ｓｑｕａｒｅ）等］１２２と、メモリ１２３とから構成されている。
【００２６】
次に、ＤＦＥ１１における処理について説明する。通常、ＦＦタップ１１１，１１２はタップ間隔がＴ／２、ＦＢタップ１１９はタップ間隔がＴとなる（Ｔ＝シンボル周期）。
【００２７】
ＤＦＥ１１では、信号（ｙ［ｎ］、ｙ［ｎ＋１］、ｙ［ｎ＋２］）が入力されると、乗算器１１３〜１１５にて入力信号及びＦＦタップ１１１，１１２の出力信号とタップ係数との乗算が行われ、加算器１１６にて各タップの乗算結果の総和（ｚ［ｎ］）をとる。
【００２８】
トレーニング区間（ｔｒａｉｎｉｎｇ  ｍｏｄｅ）では、メモリ１２３からトレーニング信号を取出す（スイッチ１１８からの出力ｒ［ｎ］。データ区間（ｔｒａｃｋｉｎｇ  ｍｏｄｅ）では、データ判定部１１７において、ｚ［ｎ］に最も近い（＝送信された可能性の最も高い）信号点を出力する（スイッチ１１８からの出力ｒ［ｎ］。）
【００２９】
スイッチ１１８からのｒ［ｎ］は、ＦＢタップ１１９に入力する。判定誤差出力部１２１においては、ｒ［ｎ］−ｚ［ｎ］の演算が行われ、判定誤差ｅ［ｎ］を係数更新アルゴリズム１２２及び選択制御部３に出力する。
【００３０】
係数更新アルゴリズム１２２では、そのアルゴリズム（ＬＭＳ、ＲＬＳ等）にしたがってタップ係数を更新し、各乗算器１１３〜１１５，１２０に出力する。
【００３１】
ＤＦＥ１１では、上記の信号の入力処理に戻る。但し、次の処理では、ＤＦＥ１１に、左から順にｙ［ｎ＋４］、ｙ［ｎ＋３］、ｙ［ｎ＋２］のデータが入ってくる。
【００３２】
図３は図１に示すＤＦＥ２１の構成例を示すブロック図である。図３においては、最大比合成ダイバーシティ部２に使用される判定帰還型等化器（ＤＦＥ２１）の構成を示している。ＤＦＥ２１では、ＦＦタップが２系統となる以外は選択ダイバーシティ部１に使用するＤＦＥ１１，１２と処理方法は同じである。
【００３３】
図３において、ＤＦＥ２１は、ＦＦタップ２１１〜２１４と、乗算器２１５〜２２０，２２５と、加算器２２１と、データ判定部２２２と、スイッチ２２３と、ＦＢタップ２２４と、判定誤差出力部２２６と、係数更新アルゴリズム２２７と、メモリ２２８とから構成されている。
【００３４】
図４は図１に示す選択制御部３の構成例を示すブロック図である。図４において、選択制御部３は、平均算出部３１〜３３と、最小判定誤差検出部３４とから構成されている。
【００３５】
平均算出部３１は、選択ダイバーシティ部１のＤＦＥ１１からの系統＃１の判定誤差ｅ［ｎ］の１バースト分の平均をとり、その平均値を最小判定誤差検出部３４に出力する。
【００３６】
平均算出部３２は、選択ダイバーシティ部１のＤＦＥ１２からの系統＃２の判定誤差ｅ［ｎ］の１バースト分の平均をとり、その平均値を最小判定誤差検出部３４に出力する。
【００３７】
平均算出部３３は、最大比合成ダイバーシティ部２のＤＦＥ２１からの判定誤差ｅ［ｎ］の１バースト分の平均をとり、その平均値を最小判定誤差検出部３４に出力する。
【００３８】
最小判定誤差検出部３４は、平均算出部３１〜３３各々からの平均値を比較し、その平均値の中で最小の判定誤差を検出し、検出結果を制御信号（選択ダイバーシティ部１のＤＦＥ１１，１２と最大比合成ダイバーシティ部２のＤＦＥ２１とのいずれを選択するかを制御する信号）としてセレクタ４に出力する。
【００３９】
図５は本発明の実施の形態における判定誤差の一例を示す図であり、図６は本発明の実施の形態における判定誤差の他の例を示す図であり、図７は図６に対応するＢＥＲ（Ｂｉｔ  Ｅｒｒｏｒ  Ｒａｔｅ）結果を示す図である。図５及び図６においては、縦軸に判定誤差をとり、横軸にシンボルをとっており、図７においては、本実施の形態の方式、選択ダイバーシティ＃１、選択ダイバーシティ＃２、最大比合成ダイバーシティのＢＥＲとＥｂ／Ｎ０との関係を示している。
【００４０】
図５においては、例えば、トレーニングを３シンボル、データを４０シンボルとし、系統＃２の入力信号のＳＮＲが極端に悪化しない場合の判定誤差を示し、図６においては、系統＃２の入力信号のＳＮＲが極端に悪化した場合の判定誤差を示している。
【００４１】
図５においては、系統＃１の選択ダイバーシティ、系統＃２の選択ダイバーシティ、最大比合成ダイバーシティの３種類の判定誤差のうち、平均値が最小なのは最大比合成ダイバーシティの判定誤差であるので、セレクタ４にて最大比合成ダイバーシティ結果が選択される。
【００４２】
図６においては、系統＃１の選択ダイバーシティ、系統＃２の選択ダイバーシティ、最大比合成ダイバーシティの３種類の判定誤差のうち、平均値が最小なのは系統＃１の選択ダイバーシティの判定誤差であるので、セレクタにて系統＃１の選択ダイバーシティ結果が選択される。
【００４３】
これは、最大比合成ダイバーシティの判定誤差が、ＳＮＲが極端に悪化した系統＃２の選択ダイバーシティの判定誤差に影響されるため、系統＃１の選択ダイバーシティの判定誤差の平均値が最小となるためである。
【００４４】
このように、本実施の形態では、最大比合成ダイバーシティと、選択ダイバーシティとの両方を実施し、それらの結果のうちの最良の結果を選択することで、トレーニング信号を短くし、伝送レートを上げることができる。
【００４５】
つまり、本実施の形態によるダイバーシティ受信装置では、トレーニング信号が短いシステムにおいて、最大比合成ダイバーシティを行った結果、選択ダイバーシティより性能が劣化するケースをなくすことができる。
【００４６】
尚、上述した本発明の実施の形態の説明では、系統＃１、系統＃２の２系統のアンテナからの入力信号について述べているが、ｎ系統（ｎは３以上の整数）の入力信号にも適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明は、航空機の無線機、移動通信機器、ディジタルＴＶ（テレビ）の中継装置等のダイバーシティ受信に適用することができる。
【符号の説明】
【００４８】
１  選択ダイバーシティ部
２  最大比合成ダイバーシティ部
３  選択制御部
４  セレクタ
１１，１２，２１  ＤＦＥ
３１〜３３  平均算出部
３４  最小判定誤差検出部
１１１，１１２，
２１１〜２１４  ＦＦタップ
１１３〜１１５，１２０，
２１５〜２２０，２２５  乗算器
１１６，２２１  加算器
１１７，２２２  データ判定部
１１８，２２３  スイッチ
１１９，２２４  ＦＢタップ
１２１，２２６  判定誤差出力部
１２２，２２７  係数更新アルゴリズム
１２３，２２８  メモリ
【図１】
0005375801.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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