(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
データ信号とインパルスレスポンス推定のための既知のＰＮ信号とを多値化した受信信号から主波のみを取り出す信号受信装置であって、
前記ＰＮ信号を発生するＰＮ信号発生手段と、
前記受信信号をベースバンド信号に変換する信号変換手段と、
前記データ信号に基づいて、該データ信号のレプリカを生成するデータ信号レプリカ生成手段と、
前記データ信号のレプリカと前記ベースバンド信号と前記ＰＮ信号とに基づいて、インパルスレスポンス推定値を導出するインパルスレスポンス推定手段と、
前記データ信号、前記インパルスレスポンス推定値及び前記ＰＮ信号とに基づいて、前記受信信号のレプリカを生成する受信信号レプリカ生成手段と、
前記ベースバンド信号から前記受信信号のレプリカを減算する第１の減算手段と、
前記第１の減算手段によって算出された値の２乗値を算出する２乗値算出手段と、
前記２乗値に基づいて前記データ信号を導出する最尤系列推定型等化手段と、
を備えることを特徴とする信号受信装置。
【請求項２】
データ信号とインパルスレスポンス推定のための既知のＰＮ信号とを多値化した受信信号から主波のみを取り出す信号受信装置であって、
前記ＰＮ信号を発生するＰＮ信号発生手段と、
前記多値化した信号を受信する第１及び第２の受信手段と、
該第１及び第２の受信手段の出力値を加算する加算手段と、
前記加算手段によって算出された値に基づいて前記データ信号を導出する最尤系列推定型等化手段とを備え、
前記第１及び第２の受信手段のそれぞれが、
前記受信信号をベースバンド信号に変換する信号変換手段と、
前記最尤系列推定型等化手段によって導出された前記データ信号に基づいて、該データ信号のレプリカを生成するデータ信号レプリカ生成手段と、
前記データ信号のレプリカと前記ベースバンド信号と前記ＰＮ信号とに基づいて、インパルスレスポンス推定値を導出するインパルスレスポンス推定手段と、
前記データ信号、前記インパルスレスポンス推定値及び前記ＰＮ信号とに基づいて、前記受信信号のレプリカを生成する受信信号レプリカ生成手段と、
前記ベースバンド信号から前記受信信号のレプリカを減算する第１の減算手段と、
前記減算手段によって算出された値の２乗値を出力値として出力する２乗値算出手段と、
を備えることを特徴とする信号受信装置。
【請求項３】
前記第１及び第２の受信手段は、
前記２乗値算出手段によって算出された値に前記受信信号の受信レベルに対応する重み付けをする重み付け手段を更に備えることを特徴とする請求項２に記載の信号受信装置。
【請求項４】
前記インパルスレスポンス推定手段は、
前記ベースバンド信号を遅延させる遅延手段と、
前記最尤系列推定型等化手段によって導出された前記データ信号に基づいて、該データ信号のレプリカを生成するデータ信号レプリカ生成手段と、
前記遅延手段からのベースバンド信号から前記データ信号のレプリカを減算する第２の減算手段と、
前記第２の減算手段によって算出された値と前記ＰＮ信号とに基づいて前記インパルスレスポンス推定値を導出するインパルスレスポンス推定値導出手段と、
を備えることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の信号受信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、データ信号とインパルスレスポンス推定のための既知のＰＮ信号とを多値化した受信信号から主波のみを取り出す信号受信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、受信性能劣化対策として、信号受信装置にインパルスレスポンス推定器と最尤系列推定型等化器を備え、最尤系列推定の原理により最適なデータ列を検出し、受信性能の向上を図ることが行われている。
【０００３】
図５は、従来の信号受信装置の構成例を示すブロック図である。同図に示す信号受信装置５００は、アンテナ５０２、基準周波数発生器５０４、乗算器５０６、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）５０８、インパルスレスポンス推定器５１０、データ信号レプリカ生成器５１２、減算器５１４、２乗値算出器５１６、最尤系列推定型等化器（ＭＬＳＥ）５１８を備えて構成される。なお、変調方式には２値位相変調方式（ＢＰＳＫ：Binary Phase Shift Keying ）が用いられているものとする。
【０００４】
信号送信装置（図示せず）からは所定のデータフレームが送信される。信号受信装置５０２は、このデータフレームを受信するものであるが、受信信号には、直接波の他に、信号伝搬路の状況に応じて、該直接波に対して所定のシンボル時間長遅延し、且つ振幅が減少した遅延波を含むことがある。あるいは、受信機がビルの影に位置すると直接波が受信できなくなるため、直接波よりも遅延波のいずれかの方が受信感度が高くなる場合もある。このため、そのまま各シンボルの判定を行うと、判定に誤りが生じる場合がある。そこで、信号受信装置５０２では、最尤系列推定の原理により、受信信号に主波（受信感度が最大のパス。直接波を含む）それ以外の遅延波等が含まれている場合であっても、受信信号から元のデータフレームを復元可能とする。
【０００５】
詳細な説明は、文献「笹岡秀一編、移動通信、オーム社」に記載されているので省略するが、要するに、信号送信装置からは、図６に示すように、送受対象のデータ信号に所定間隔でトレーニング信号としてのＰＮ信号を挿入したデータフレームを送信する。乗算器５０６は、アンテナ５０２が受信した信号に、局発信号発生器５０４からの基準周波数信号を乗算し、ベースバンド信号に変換する。
【０００６】
インパルスレスポンス推定器５１０は、ＬＰＦ５０８によって雑音除去及び波形整形されたベースバンド信号からＰＮ信号を抽出し、主波のＰＮ信号と遅延波等のＰＮ信号との時間差及び振幅差をインパルスレスポンス推定値として導出する。
【０００７】
データ信号レプリカ生成器５１２は、このインパルス推定値と最尤系列推定型等化器５１８によって検出されたデータ信号（復元されたデータ）とに基づいて、データ信号のレプリカを生成する。減算器５１４は、ＬＰＦ５０８からのベースバンド信号からデータ信号のレプリカを減算する。２乗値算出器５１６は、減算器５１４によって算出された値の２乗値を算出する。最尤系列推定型等化器５１８は、２乗値算出器５１４によって算出された値に基づいて、最適なデータを検出する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図６に示したように、送受対象のデータに所定間隔でＰＮ信号を挿入する方法では、ＰＮ信号の送受のためだけに多くの時間が占有され、データの伝送速度の低下（スループットの低下）を招くという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記従来の問題点を解決するものであり、その目的は、データの伝送速度の低下を防止することが可能な信号受信装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の信号受信装置は、データ信号とインパルスレスポンス推定のための既知のＰＮ信号とを多値化した受信信号から直接波のみを取り出すものであり、データ信号とインパルスレスポンス推定のための既知のＰＮ信号とを多値化した受信信号から直接波のみを取り出す信号受信装置であって、前記ＰＮ信号を発生するＰＮ信号発生手段と、前記受信信号をベースバンド信号に変換する信号変換手段と、前記データ信号に基づいて、該データ信号のレプリカを生成するデータ信号レプリカ生成手段と、前記データ信号のレプリカと前記ベースバンド信号と前記ＰＮ信号とに基づいて、インパルスレスポンス推定値を導出するインパルスレスポンス推定手段と、前記データ信号、前記インパルスレスポンス推定値及び前記ＰＮ信号とに基づいて、前記受信信号のレプリカを生成する受信信号レプリカ生成手段と、前記ベースバンド信号から前記受信信号のレプリカを減算する第１の減算手段と、前記第１の減算手段によって算出された値の２乗値を算出する２乗値算出手段と、前記２乗値に基づいて前記データ信号を導出する最尤系列推定型等化手段とを備える。
【００１１】
また、本発明の信号受信装置は、データ信号とインパルスレスポンス推定のための既知のＰＮ信号とを多値化した受信信号から直接波のみを取り出すものであり、前記ＰＮ信号を発生するＰＮ信号発生手段と、前記多値化した信号を受信する第１及び第２の受信手段と、該第１及び第２の受信手段の出力値を加算する加算手段と、前記加算手段によって算出された値に基づいて前記データ信号を導出する最尤系列推定型等化手段とを備え、前記第１及び第２の受信手段のそれぞれが、前記受信信号をベースバンド信号に変換する信号変換手段と、前記最尤系列推定型等化手段によって導出された前記データ信号に基づいて、該データ信号のレプリカを生成するデータ信号レプリカ生成手段と、前記データ信号のレプリカと前記ベースバンド信号と前記ＰＮ信号とに基づいて、インパルスレスポンス推定値を導出するインパルスレスポンス推定手段と、前記データ信号、前記インパルスレスポンス推定値及び前記ＰＮ信号とに基づいて、前記受信信号のレプリカを生成する受信信号レプリカ生成手段と、前記ベースバンド信号から前記受信信号のレプリカを減算する第１の減算手段と、前記減算手段によって算出された値の２乗値を出力値として出力する２乗値算出手段とを備える。
【００１２】
特に、前記第１及び第２の受信手段は、前記２乗値算出手段によって算出された値に前記受信信号の受信レベルに対応する重み付けをする重み付け手段を更に備えることが好ましい。
【００１３】
また、これらの場合において、前記インパルスレスポンス推定手段は、前記ベースバンド信号を遅延させる遅延手段と、前記最尤系列推定型等化手段によって導出された前記データ信号に基づいて、該データ信号のレプリカを生成するデータ信号レプリカ生成手段と、前記遅延手段からのベースバンド信号から前記データ信号のレプリカを減算する第２の減算手段と、前記第２の減算手段によって算出された値と前記ＰＮ信号とに基づいて前記インパルスレスポンス推定値を導出するインパルスレスポンス推定値導出手段とを備えることが好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図示した一実施形態に基いて本発明を詳細に説明する。図１は、本発明において、信号送信装置と信号受信装置との間で送受されるデータフレームの構成を示す図である。従来は、図６に示したように、送受対象のデータに所定間隔でＰＮ信号を挿入することによってデータフレームを構成している。しかし、本発明では、図１に示すように、データフレームの先頭はＰＮ信号のみであるが、このＰＮ信号の後はＰＮ信号とデータ信号とを多値化したものになっている。このため、ＰＮ信号の送受のためだけに多くの時間が占有されることがなく、データの伝送速度の低下を防止することが可能になっている。
【００１５】
図２は、本発明の信号受信装置に対し、データフレームを送信する信号送信装置の構成の一例を示すブロック図である。同図に示す信号送信装置１００は、マッピング部１０２、ＰＮ発生器１０４、マッピング部１０６、加算器１０８、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１１０、基準周波数発生器１１２、乗算器１１４、アンテナ１１６を備えて構成される。
【００１６】
マッピング部１０２は、送信対象のデータをマッピングする。送信対象のデータは、０と１からなる所定のデータ列であり、マッピング部１０２は、例えばデータ信号が０のときに＋１、１のときに−１に変換する。
【００１７】
ＰＮ発生器１０４は、既知のＰＮ信号を発生する。マッピング部１０６は、マッピング部１０２と同様に、ＰＮ発生器１０４が発生したＰＮ信号をマッピングするものであり、例えばＰＮ信号が０のときに＋１、１のときに−１に変換する。
【００１８】
加算器１０８は、マッピングされたデータ信号とＰＮ信号とを加算する。ＬＰＦ１１０は、加算器１０８からの信号の雑音成分を除去するとともに、波形整形を行う。乗算器１１４は、このＬＰＦ１１０からの信号に基準周波数発生器１１２からの基準周波数を乗算することによって変調する。この変調された信号がアンテナ１１６から送信される。
【００１９】
図３は、本発明の信号受信装置の構成の一例を示すブロック図である。同図に示す信号受信装置２００は、アンテナ２０２、基準周波数発生器２０４、乗算器２０６、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）２０８、ＰＮ発生器２１０、インパルスレスポンス推定器２１２、受信信号レプリカ生成器２２２、減算器２２４、２乗値算出器２２６、最尤系列推定型等化器（ＭＬＳＥ）２２８を備えて構成される。  乗算器２０６は、アンテナ２０２が受信した信号に、基準周波数発生器２０４からの基準周波数信号を乗算し、ベースバンド信号に変換する。
【００２０】
インパルスレスポンス推定器２１２は、このベースバンド信号に基づいて、インパルスレスポンス推定値を導出するものである。このインパルスレスポンス推定器２１２は、遅延器２１４、データ信号レプリカ生成器２１６、減算器２１８、マッチドフィルタ２２０を備えて構成されている。
【００２１】
遅延器２１４は、ＬＰＦ２０８からのベースバンド信号を遅延させる。後述する減算器２１８には、遅延器２１４からのベースバンド信号とデータ信号レプリカ生成部２１６からのデータ信号レプリカとが入力されるが、このデータ信号レプリカは遅延器２１４からのベースバンド信号に含まれるデータ信号に対応するレプリカである必要がある。そこで、遅延器２１４は、ベースバンド信号を遅延させることによって、減算器２１８に、ベースバンド信号とこのベースバンド信号に含まれるデータ信号とのレプリカとが同時に入力されるようにする。
【００２２】
データ信号レプリカ生成器２１６は、最尤系列推定型等化器２２８によって導出されたデータ信号のレプリカを生成する。減算器２１８は、遅延器２１４からのベースバンド信号からデータ信号レプリカ生成部２１６からのデータ信号レプリカを減算する。この減算は、ベースバンド信号からデータ信号成分を取り除き、ＰＮ信号成分を抽出することに相当する。
【００２３】
マッチドフィルタ２２０は、減算器２１８からのＰＮ信号成分とＰＮ発生器２１０からの既知のＰＮ信号とに基づいて、直接波のＰＮ信号と遅延波のＰＮ信号との時間差及び振幅差を導出し、インパルスレスポンス推定値として出力する。
【００２４】
受信信号レプリカ生成部２２２は、マッチドフィルタ２２０からのインパルスレスポンス推定値、ＰＮ発生器２１０からの既知のＰＮ信号及び最尤系列推定型等化器２２８によって導出されたデータ信号とに基づいて、受信信号のレプリカを生成する。
【００２５】
具体的には、受信信号レプリカ生成部２２２は、ＰＮ信号とデータ信号とを多値化した信号を生成するとともに、インパルスレスポンス推定値に基づいて、この多値化した信号から直接波と遅延波を生成し、これらを重畳することにより、受信信号のレプリカを生成する。
【００２６】
減算器２２４は、ＬＰＦ２０８からのベースバンド信号から受信信号レプリカ生成部２２２からの受信信号レプリカを減算する。２乗値算出器２２６は、この減算値の２乗値を算出する。
【００２７】
最尤系列推定型等化器２２８は、２乗値算出器２２６からの２乗値を入力し、この２乗値が最小になるようにビタビアルゴリズムによる算出処理を行い、生き残りパスを決定することにより、データ信号を導出する。このようにして、データ信号とＰＮ信号を多値化したデータフレームからデータ信号を導出することが可能となる。
【００２８】
次に、本発明の他の実施形態について説明する。図４は、本発明の信号受信装置の構成の変形例を示すブロック図である。同図に示す信号受信装置３００は、受信機３０１、４０１、ＰＮ発生器４１０、加算器４２８、最尤系列推定型等化器４２９を備えて構成されている。
【００２９】
受信機３０１は、アンテナ３０２、基準周波数発生器３０４、乗算器３０６、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）３０８、インパルスレスポンス推定器３１２、受信信号レプリカ生成器３２２、減算器３２４、２乗値算出器３２６、重み付け部３２７を備えて構成される。一方、受信機４０１は、アンテナ４０２、基準周波数発生器４０４、乗算器４０６、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）４０８、インパルスレスポンス推定器４１２、受信信号レプリカ生成器４２２、減算器４２４、２乗値算出器４２６、重み付け部４２７を備えて構成される。
【００３０】
これらのうち、アンテナ３０２、４０２、基準周波数発生器３０４、４０４、乗算器３０６、４０６、ＬＰＦ３０８、４０８、インパルスレスポンス推定器３１２、４１２、受信信号レプリカ生成器３２２、４２２、減算器３２４、４２４、２乗値算出器３２６、４２６は、それぞれ図１に示した信号受信装置１００のアンテナ２０２、基準周波数発生器２０４、乗算器２０６、ローパスフィルタＬＰＦ）０８、ＰＮ発生器２１０、インパルスレスポンス推定器２１２、受信信号レプリカ生成器２２２、減算器２２４、２乗値算出器２２６と同様の構成であるため、その説明は省略する。
【００３１】
受信機３０１の重み付け部３２７は、２乗値算出器３２６によって算出された２乗値に対し、アンテナ３０２によって受信された信号の受信レベルに対応する重み付けを行う。同様に受信機４０１の重み付け部４２７は、２乗値算出器４２６によって算出された２乗値に対し、アンテナ４０２によって受信された信号の受信レベルに対応する重み付けを行う。
【００３２】
例えば、受信機３０１のアンテナ３０２によって受信された信号の受信レベルが受信機４０１のアンテナ４０２によって受信された信号の受信レベルの２倍であった場合には、受信機３０１の重み付け部３２７は、２乗値算出器３２６が算出した２乗値を２倍すればよい。
【００３３】
加算器４２８は、これら重み付け部３２７、４２７からの信号を加算する。最尤系列推定型等化器４２９は、加算器４２８によって算出された加算値を入力し、この加算値が最小になるようにビタビアルゴリズムによる算出処理を行い、生き残りパスを決定することにより、データ信号を導出する。
【００３４】
このようにして、データ信号とＰＮ信号を多値化したデータフレームからデータ信号を導出することが可能となる。また、２乗値算出器３２７、４２７によって算出された２乗値に受信レベルに対応する重み付けを行うことにより、最尤系列推定型等化器４２９によるデータ信号の導出をより確からしいものとすることができる。
【００３５】
以上、本発明の一実施形態を図面に沿って説明した。しかしながら本発明は前記実施形態に示した事項に限定されず、特許請求の範囲の記載に基いてその変更、改良等が可能であることは明らかである。例えば、上記の実施形態においては、インパルスレスポンス推定器をマッチドフィルタを用いて構成したが、ＲＬＳアルゴリズムやＬＭＳアルゴリズム等の他のアルゴリズムを適用した手段であってもよい。
【００３６】
【発明の効果】
以上の如く本発明によれば、ＰＮ信号とデータ信号とを多値化した信号を受信し、この信号からデータ信号を導出することができるため、データの伝送速度の低下を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明において、信号送信装置と信号受信装置との間で送受されるデータフレームの構成を示す図である。
【図２】本発明の信号受信装置に対し、データフレームを送信する信号送信装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図３】本発明に係る信号受信装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図４】本発明に係る信号受信装置の構成の変形例を示すブロック図である。
【図５】従来の信号受信装置の構成例を示すブロック図である。
【図６】従来のデータフレームの構成を示す図である。
【符号の説明】
２００  信号受信装置
２０２  アンテナ
２０４  基準周波数発生器
２０６  乗算器
２０８  ＬＰＦ
２１０  ＰＮ発生器
２１２  インパルスレスポンス推定器
２１４  遅延器
２１６  データ信号レプリカ生成器
２１８  減算器
２２０  マッチドフィルタ
２２２  受信信号レプリカ生成器
２２４  減算器
２２６  ２乗値算出器
２２８  最尤系列推定型等化器
【図１】
0003919432.tif 000002
【図２】
0003919432.tif 000003
【図３】
0003919432.tif 000004
【図４】
0003919432.tif 000005
【図５】
0003919432.tif 000006
【図６】
0003919432.tif 000007