JPH06501366A - 通信チャンネルのチャンネル利得および雑音変化を計算するシステムおよび方法 - Google Patents

Abstract

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Description

【発明の詳細な説明】 通信チャンネルのチャンネル利得および雑音変化を計算するシステムおよび方法 発明の背景 本発明は、一般にデジタル受信機に間し、さらに詳しくは、情報信号が伝送され る通信チャンネルのチャンネル利得および雑音変化を計算するシステムおよび方 法に関する。

２地点間で情報を伝送する通信システムは、情報信号（情報を含む）が伝送され る通信チャンネルによって相互接続された少なくとも送信機と受信機とを含む。

無線通信システムは、一つの種類の通信システムからなる。無線通信システムの 通信チャンネルは、無線周波チャンネルからなる。＠ｇ周波チャンネルは、電磁 側波スペクトラムの周波数範囲によって定められる。無線周波チャンネル上で情 報信号を伝送するため、情報信号は無線チャンネル上で伝送するのに適した形式 に変換しなければならない。

情報信号を無線周波通信チャンネル上で伝送するのに適した形式に変換すること は、変調という処理によって行なわれ、情報信号が無線周波電磁波上に重畳され る。無線周波電磁波は、無線周波チャンネルを定める周波数の値の範凹円の値の 特性周波数である。情報信号が重畳される特性周波数の無線周波電磁波は、一般 に「搬送信号Ｊという。

情報信号によって変調された無線周波電磁波は、変調情報信号または単に変調信 号という。変調信号は、送信機と受信機との間で伝送される情報を含んでいるの で、一般に変調信号は通信信号ともいう。

変調信号は、変調信号の変調スペクトラムともいう周波数範囲に及ぶ周波数帯域 幅を有する。変調スペクトラムの中心周波数は、搬送信号またはその近傍に位置 している。

変調信号は無線周波チャンネル上で自由空間を伝送できるので、送信機および受 信機は互いに近接して配置する必要はない。そのため、無線通信システムは、２ 地点間の通信を行なうために広く利用される。

情報信号を変調して変調信号を生成する多くの方法が開発されている。そのよう な方法には、例えば、振幅変調（ＡＭ）、周波数変調（ＦＭ）、位相変調（ＰＭ ）、ＦＳＫ変調（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ−ｓｈｉｆｔ　ｋｅｙｉｎｇ　ｍｏｄｕｌ ａｔｉｏｎ）、　Ｐ　ＳＫ変調（ｐｈａｓｅ−ｓｈｆｆｔ　ｋｅｙｉｎｇ　ｍｏ ｄｕｌａｔｉｏｎ）および連続位相変調（ＣＰＭ）がある。連続位相変調方式の 一つに、ＧＭＳＫ変調（Ｇａｕｓｓｉａｎ　ｍｉｎｉｍｕｍ　５ｈｉｆ＋　ｋｅ ｙｉｎｇ　ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）がある。別の連続位相変調方式として、直交 振幅変調（ＱＡＭ）がある。ＱＡＭ変調の特定の方式として、濾波ＤＱ　Ｐ　Ｓ 　Ｋ（ｆｉｌ＋ｅｒｅｄ、　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ　ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ 　ｐｈａｓｅ　５ｈｉｆｔ　ｋｅｙｉｎｇ）変調がある。

無線通信システムの送信機は、特定の変調方法、例えば、上記の方法の一つに基 づいて情報信号を変調する回路を内蔵している。そうして生成された変調信号は 、無線周波チャンネル上で伝送され、通信システムによって受信される。

受信機は、通信チャンネル上で伝送された変調信号の情報信号を検出あるいは復 元する回路を内蔵している。そのような回路は、復調という処理を実行し、これ は変調とは逆の処理である。

復調方法は、変調方法と同様に、変調信号の情報成分を検出あるいは復元するた めに開発されている。受信機の回路は、変調信号を送信する送信機によって変調 信号が生成される変調方法に対応する復調方法によって変調信号を復調する構成 でなければならない。

一般に、受信機の回路はいくつかのステージからなり、通信チャンネル上で伝送 される変調信号を周波数的にダウンコンバートする回路を含む。

多くのさまざまな送信機によって生成される変調信号は、同時に伝送する変調信 号が周波数的に重複しない限り、同時に伝送することができる。情報信号を異な る周波数の搬送信号上に変調することにより、そうして生成された変調信号の変 調スペクトラムは、そのような重複を避ける周波数帯域幅となる。

監督官庁は、電磁周波数スペクトラムをいくつかの周波数帯に分割し、さまざま な周波数帯上の変調信号の伝送を規制している。周波数帯はさらにチャンネルに 分割され、これらのチャンネルが無線通信システムの集線周波チャンネルを形成 している。さまざまな周波数帯内、つまり、周波数帯が分割されたチャンネルに おける変調信号の伝送を規制することにより、同時伝送変調信号間の干渉が最小 限に押さえられる。

例えば、８１００メガヘルツから９００メガヘルツまでの１００メガヘルツ周波 数の部分は、米国において無線電話通信用に割り当てられている。そのような無 線電話通信には、セルラ通信システムにおける無線電話通信が含まれる。

従来、無線電話は、変調信号の同時生成および受信を可能にし、無線電話と遠隔 トランシーバとの間の双方向通信を可能にする回路を内蔵している。

セルラ通信システムは、地理的区域全体において多数の基地局を離間した位置に 配置することによって形成される。

各基地局は、一つまたは多数の無線電話装置によって送信される変調信号を受信 する回路を内蔵している。

セルラ通信システムを構成する各基地局を配置することは、少なくとも一つの基 地局が地理的区域全体において任意の位置にいる無線電話装置によって送信され る変調信号を受信する位置にいるように、慎重に選ばれる。すなわち、少なくと も一つの基地局は、地理的区域全体において任意の位置に配置された無線電話装 置の伝送範囲内になげｊｔばならない。（基地局によって送信される信号の最大 信号強度すなわち最大伝送範囲は一般に、無線電話装置によって生成される信号 の最大伝送範囲よりも大きいので、無線電話装置によって生成される信号の最大 伝送範囲は、セルラ通信システムの基地局を配置する際に考慮すべき主な要因で ある。） 基地局の配置は離間している性質上、基地局が配置される地理的区域の部分は個 々の基地局の部分と関連している。

離間した基地局のそれぞれに隣接する地理的区域の部分は「セル」を定め、それ ぞれが一つの基地局と関連している複数のセルが、セルラ通信システムによって 網羅される地理的区域を形成している。セルフ通信システムの任意のセルの境界 内に位置する無線電話装置は、少なくとも一つの基地局に対して変調信号の送受 信が可能である。

セルラ通信システムの普及により、多くの場合、無線電話通信用に割り当てられ た周波数帯のすべての利用可能な伝送チャンネルがフル利用されている。その結 果、無線電話通信用に割り当てられた周波数帯をさらに有効に４ノ用するためさ まざまな構想が提唱されている。無線電話通信用に割り当てられた周波数帯をさ らに効率的に利用することにより、既設のセルラ通信システムの伝送容量を増加 することができる。

セルラ通信システムの伝送容量は、送信機によって伝送される変調信号の変調ス ペクトラムを最小限に押さえることによって増加することができる。変調スペク トラムの帯域幅を低減することにより、変調信号が伝送される無線周波チャンネ ルを小さくして、与えられた周波数帯においてより多くの無線周波チャンネルを 定めることができるようになる。

さらに、セルラ通信システムの伝送容量は、変調信号を伝送するのに要する時間 を最小限に押さえることにより増加できる。変調信号を伝送するのに要する時間 を最小限に押さえることにより、より多くの変調信号を一つの無線周波チャンネ ル上で順次伝送できるようになる。

情報信号を変調する前にディスクリート形式に変換し、ディスクリート情報信号 を変調することによって、この変調信号の変調スペクトラムは一般に、ディスク リート形式に変換されていない情報信号からなる変調信号よりも小さくなる。さ らに、情報信号が変調される前にディスクリート形式に変換されると、この変調 信号は短いバーストで伝送することができ、２つ以上の変調信号を一本の伝送チ ャンネル上で順次伝送できる。

情報信号をディスクリート形式に変換することは、符号化方法によって行なわれ 、このような変換を行なう装置はエンコーダと呼ばれる。このような符号化方法 によって生成される符号化信号は、例えば、ディスクリートなバイナリ・データ ・ストリームの形式をとることができる。ディスクリート・バイナリ・データ・ ストリームの成分（すなわちビット）は、情報信号のさまざまな特性を表す。符 号化信号を構成するバイナリ・データ・ストリームは、適切に濾波され、前述の ように変調方法によって変調され、特定の通信チャンネル上で伝送するのに適し た周波数の変調信号を形成する。

伝送チャンネル上で伝送される情報信号の不正確な検出または復元の原因となる 伝送誤りは、主に３つの要因、すなわち：ｌ）スプリアス雑音：２）シンボル間 干渉；および３）レイリー・フェージングによって発生する。

スプリアス雑音には、熱雑音（ｔｈｅｒｍａｌ　ｎｏｉｓｅ）などの電気回路内 で発生する雑音や、隣接通信チャンネル上で伝送される遷移信号（ｔｒａｎｓｉ ｅｒｌｔ　ｓｉｇｎａｌｓ）または重複信号によって生じる雑音が含まれる。

シンボル間干渉は、人工物および／または天然物による一つの伝送信号の反射に よって発生する。一本の変調信号のみが送信機によって生成され伝送されるが、 実際には受信機によって受信される信号は、複数の信号経路上で受信機まで伝送 される複数の信号の和である。従って、信号が伝送される実際の（すなわち非理 想的な）無線周波チャンネルは、チャンネル上で伝送される信号が複数の異なる 信号経路上で伝送された後に受信機によって受信されるため、マルチパス・チャ ンネルという。

直接経路以外で信号を伝送することにより、伝搬遅延が生じ、このような伝搬遅 延により、無線周波チャンネル上で信号を伝送する際に、伝送信号の信号経路に 対して時間的に遅延された同じ信号を受信する。信号経路はさまざまな経路長と なりうるので、実際に受信機は、マルチパス・チャンネルの複数の経路に対応し て、同じ信号を何度も受信する。

大きな伝搬遅延により信号遅延が生じ、それにより伝送信号の順次伝送された信 号ビットの間で干渉が発生する。

そのような干渉がシンボル間干渉である。

レイリー・フェージングは、複数のチャンネル上で伝送される変調信号の受信に よって生じるという点で、レイリー・フェージングはシンボル間干渉と関連して いる。しかし、シンボル間干渉を発生させるほど大きくない時間期間の伝搬遅延 は、受信機によって受信される信号レベルの大きさと位相とを変化させる。この ような大きさおよび位相の変化（ｖａｒｉａｎｃｅ）がレイリー・フェージング である。

シンボル間干渉およびレイリー・フェージングは、受信性能を劣化させる。受信 性能は、信号が伝送されるチャンネルのチャンネル利得特性に少なくとも部分的 に依存する。

チャンネル利得とは、受信機によって受信される信号の大きさを表す（従って、 チャンネル上で伝送される信号の減衰も表す）相対的値である。また、受信性能 は、受信機によって受信される信号の雑音変化に少なくとも部分的に依存する。

雑音変化は、受信機によって受信される信号の雑音成分（スプリアス雑音を含む ）の大きさの統計的特性である。チャンネル利得および雑音変化は共に時変値で あり、チャンネル利得および雑音変化の値はさらに、シンボル間干渉およびレイ リー・フェージングのレベルに依存する。

既存の受信機構造には、受信機の誤りを最小限に押さえるため、シンボル間干渉 およびレイリー・フェージングを補正することを試みる回路を含むものもある。

例えば、そのような既存の受信機構造は、受信信号の値を一定のファクターで変 更することによってこのような伝送誤りを補正することを試みるものがある。こ のような試みは、実質的に、チャンネル利得および雑音変化が一定の値であると 前提している。従って、通信チャンネルのチャンネル利得および雑音変化は一定 の値ではないので、このように伝送誤りを補正する試みは本質的に誤りが多い。

別の既存の受信機構造は、まず受信信号の変化を測定し、つぎに受信信号の被測 定変化の平方根を計算することによって、チャンネル利得の大きさを推定するこ とにより利得補正を行なうことを試みている。雑音変化が比較的一定でない場合 には、そのような試みは本質的に誤りが多い。

従って、通信チャンネル上で伝送される信号の実際のチャンネル利得の値を判定 する改善された手段が必要になる。

発明の概要 従って、本発明は、送信機と受信機とを相互接続する通信チャンネルの特性を判 定する改善された手段を提供する。

さらに、本発明は１通信チャンネル上で伝送される符号化通信信号を受信し、復 号する受信機を提供する。

さらに、本発明は、通信チャンネル上で伝送される符号化通信信号を受信し、復 号するダイバーシチ受信機を提供する。

さらに、本発明は、通信チャンネル上で伝送される符号化通信信号を受信し、復 号する、適応型等化器を有する受信機を提供する。

本発明はさらに別の利点および特徴を提供するが、その詳細については、以下の 好適な実施例の詳細な説明から明らかになろう。

従って、本発明による送信機と受信機とを相互接続する通信チャンネルの少なく とも一つと特性を判定するシステムについて開示する。本システムは、通信チャ ンネル上で送信された後に、受信機によって受信される受信信号の少なくとも標 本化された部分の値を判定する。この受信信号の少なくともその部分の値は量子 化され、量子化値を形成する。受信信号の少なくとも標本化された部分の値と、 受信信号の少なくとも標本化された部分の対応する量子化された値との間の差に 応答して、誤差信号が形成される。この誤差信号の変化が計算され、受信信号の 少なくとも標本化された部分の変化の値と、誤り信号の変化の値とに応答して、 通信チャンネルのチャンネル利得特性が計算される。

図面の簡単な説明 第１図は、デジタル符号化情報信号を送受信できる通信システムのブロック図で あり、伝送チャンネルはマルチパス・チャンネルからなる。

第２図は、本発明の好適な実施例に従って構成された受信機のブロック図である 。

第３図は、本発明の好適な実施例の方法の段階を示すフロー図である。

第４図は、本発明の好適な実施例のシステムを用いるダイバーシチ受信機のブロ ック図である。

第５図は、本発明の好適な実施例の線形トランスバーサル等化器（ｌｉｎｅａｒ 　ｔｒａｎｓｖｅｒｓａｌ　ｅｑｕａｌｉｚｅｒ：　Ｌ　Ｔ　Ｅ）のブロック図 である。

第６図は、本発明の好適な実施例の判定帰還等化器（ｄｅｃｊｓｉｏｎ　ｆｅｅ ｄｂａｃｋ　ｅｑｕａｌｉｚｅｒ：　Ｄ　Ｆ　Ｅ）のブロック図である。

第７図は、本発明の別の好適な実施例の線形トランスバーサル等化Ｂ　（ＬＴＥ ）のブロック図である。

第８図は、本発明の別の好適な実施例の判定帰還等化器（ＤＦＥ）のブロック図 である。

第９図は、コヒーレント変調信号を受信する回路のブロック図である。

第１０図は、非コヒーレント変調信号を受信する回路のブロック図である。

第１１図は、非コヒーレント変調信号を受信し、第１０図の回路を含む受信機の ブロック図である。

第１２図は、ｔｓ９図の回路を含む、変調信号を受信する受信機のブロック図で ある。

・　好適な実施例の説明 ｆｓ１図のブロック図において、参照番号２０によって記される無線通信システ ムの概要を示す。第１図の無線通信システムは、通信チャンネルによって相互接 続されたデジタル送信機とデジタル受信機とによって構成され、デジタル符号化 情報信号の送受信を行なう。

図面においてブロック２４で表される情報源は、例えば、音声信号またはデータ 信号などの情報信号源を表す。情報源２４が音声信号を生成する場合、情報源２ ４は、音声信号を所望の特性の電気信号に変換するトランスデユーサまたは他の 適切な回路を含む。

情報源２４は、ライン２８上に信号を供給し、これはソース・エンコーダ３２に 与えられる。一般に、ライン２８上に情報源２４によって供給される信号は、ア ナログ形式である。ソース・エンコーダ３２は、与えられたアナログ信号をデジ タル符号化信号に変換する。ソース・エンコーダ３２は、アナログ／デジタル変 換器からなることが好ましい。エンコーダ３２によって生成されたデジタル符号 化信号は、ライン３６上に供給され、これはチャンネル・エンコーダ４０に与え られる チャンネル・エンコーダ４０は、与えられたデジタル信号を符号化方法に基づい て符号化する。一般に、チャンネル・エンコーダ４０は、与えられたデジタル信 号を符号化信号に変換して、信号の冗長度を増加するブロック・エンコーダおよ び／または畳み込みエンコーダからなる。信号の冗長度を増加することにより、 信号の伝送中に発生する伝送誤りや他の信号ひずみにより実際の伝送信号の情報 内容が誤って解釈される可能性を低下させる。

チャンネル・エンコーダ４０によって生成された符号化信号は、ライン４４上で 変調器４８に与えられる。変ｖ４器４８は、与えられた符号化信号を変調方法に 基づいて無線周波搬送波上に変調する。上記のように、デジタル変調信号を変調 するそのような変調方法の一つに、ＱＰＳＫ（ｑｕａ＋ｅｒｎａｒｙ　ｐｈａｓ ｅ　５ｈｉｆｔ　ｋｅｙｉｎｇ）変調方法がある。

情１ｉｆｉ　２４　、ソース・エンコーダ３２．チャンネル・エンコーダ４０お よび変調器４８は共に、通信システム２０の送信機（点線で示されるブロック５ ２）を構成する。

送信機５２の変調器４８は変調信号を生成し、この信号は、図中のブロック５６ で示される通信チャンネル上で自由空間を介して伝送することができる。上記の ように、実際の（すなわち非理想的な）通信チャンネルは、マルチバス・チャン ネルを形成する。また、スプリアス雑音もチャンネル上に存在し、これは図中で 矢印５７で示される。マルチパス・チャンネルの個々の経路は、ブロック５６内 にある縦長のブロック５６Ａ、５６Ｂ、、、、５６Ｎによって示される。各経路 ５６Ａ〜５６Ｎは、それぞれに関連する時変チャンネル利得（これは減衰レベル とも関連してし）る）を有する番 補正しなければ、レイリー・フェージングは、送信機と受信機との間の通信の品 質を劣化させる。

通信チャンネル５６の経路５６Ａ〜５６Ｎ上で伝送される変調信号は、復調器６ ４によって受信される。それぞれの経路の経路長は異なるので、送信機５２によ って伝送される信号は、さまざまな経路の長さに相当する伝搬遅延に応答して異 なる時間で、復調器６４によって受信される。

復ａｉ６４は、変調器４８によって変調された信号が変調された変調方法に対応 する方法によって、受信変調信号を復調する。

復調器６４は、ライン６８上に復調信号を供給し、これはチャンネル等化器７２ に与えられる。チャンネル等化器７２は、マルチパス・チャンネルのの経路上の 大きな伝搬遅延により大きなシンボル間干渉を発生する場合に、システム２０の 一部を構成することが好ましい。等化器７２は、マルチパス・チャンネル上の信 号の伝送によって変調信号に発生するシンボル間干渉を補正する。チャンネル等 比器７２はライン７６上に信号を供給し、これはチャンネル・デコーダ８０に与 えられる。システム２０が等化器７２を内蔵していない場合、復調器７２によっ て生成された復調信号はデコーダ８０に直接与えられる。

チャンネル・デコーダ８０は、送信機５２のチャンネル・エンコーダ４０に対応 するが、符号化信号を復号する働きをする。チャン、ネル・デコーダ８０は復号 信号をデジタル形式で生成し、これはライン８４上でソース・デコーダ８８に与 えられる。

ソース・デコーダ８８は、与えられたデジタル信号をライン９２上で情報シンク （ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　５ｉｎｋ）９６に印加するのに適した形式に変換す る。情報シンク９６は、例えば、受信機のイヤピースまたはスピーカ、あるいは ソース・デコーダ８８によって生成された復号信号からなる電気信号を人間が知 覚できる形式に変換する他のトランスデユーサによって構成することができる。

復調器６４．チャンネル等化器７２．チャンネル・デコーダ８０．ソース・デコ ーダ８８および情報シンク９６は共に、通信システム２０の受信機（図面では点 線のブロック１００で示される）を構成する。

レイリー・フェージングにより受信信号の品質が劣化するので、このようなフェ ージングの影響を補正する試みが行なわれている。しかし、上記のように、この ようなフェージングの影響を補正する既存の手段は、少なくとも一部の用途では 不十分である。

第２図は、第１図のチャンネル５６などの通信チャンネルのチャンネル利得およ び雑音変化の値を適応的に計算する、本発明の好適な実施例のシステムのブロッ ク図である。

参照番号１３０によって表される本システムは、ライン１３８上で与えられた復 調信号を標本化するシンボル・レート・サンプラ１３４を含む。シンボル・レー ト・サンプラ１３４は、例えば、アナログ／デジタル変換器からなってもよい。

シンボル・レート・サンプラ１３４は、ライン１４２上に標本化信号を供給する 。ライン１４２上に供給された標本化信号は、標本化信号変化計算機（ｓ　ａ　 ｍ　ｐ　Ｉ　ｅ　ｄ　ｓｉｇｎａｌ　ｖａｒｉａｎｃｅ　ｃａｌｃｕｌａｔｏｒ ）　１４６に与えられる０計算機１４６は、与えられた標本化信号の統計的変化 を計算し、標本化信号の変化を表す信号をライン１５０上に生成する。

ライン１４２上に供給された標本化信号は、シンボル検出器１５４に与えられ、 この検出器は与えられた信号を量子化する。シンボル検出器１５４が与えられた 信号を量子化する値は、許容信号セットの値である。例えば、ＱＰＳＫ受信機で は、シンボル検出器１５４はライン１４２上で与えられた信号を、ＱＰＳＫ信号 の４つの異なる許容信号値のいずれかに量子化する。シンボル検出器１５４は、 量子化された信号を表す信号をライン１５８上に供給する。

ライン１５８は、入力として加算素子１６２に結合される。ライン１４２上に供 給された標本化信号は、負入力として加算素子１６２に結合される。加算素子１ ６２は、誤差信号を形成する差信号をライン１６６に供給する。ライン１６６は 、誤差信号変化計算機１７０に結合される。計算機１７０は、ライン１６６上で 与えられた誤差信号の変化を計算し、誤差信号変化を表す値の信号をライン１７ ４上で生成する。

ライン１７４は、チャンネル利得および雑音変化計算機１７８に結合される。標 本化信号変化計算機１４６が標本化信号変化を表す信号を生成するライン１５０ はさらに、計算機１７８にも結合される。

計算機１７８は、信号が受信機（本発明の好適な実施例では、システム１３０の 一部をなす）に送信される通信チャンネルのチャンネル利得および雑音変化の値 を計算する。

計算機１７８は、ライン１８２，１８６上に信号を供給し、これらはデコーダ１ ８８に与えられる。デコーダ１８８はさらに、ライン１４２上でシンボル・レー ト・サンプラ１３４によって与えられた標本化信号も受信する。デコーダ１８８ は、与えられた標本化信号を、ビタビ・アルゴリズムなどの復号方法に基づいて 復号する。通信チャンネルのチャンネル利得および雑音変化の適応的値はさらに デコーダ１８８に印加されるので、デコーダ１８８によってライン１９２上で生 成される復号信号は、変調信号を生成するために変調され、通信チャンネル上で 伝送される情報信号をより正確に復元することができる。

第３図のフロー図において、本発明の好適な実施例の方法の段階を示す。第２図 のシステム１３０の素子は、処理装置によって実行可能なアルゴリズムにおいて 具現されることが好ましい。このフロー図による方法は、送信機と受信機とを相 互接続する通信チャンネルの少なくとも一つの特性を判定する適応型方法からな る。

まず、ブロック２１０で示されるように、通信チャンネル上で送信された後に、 受信機によって受信される受信信号の少なくとも標本化された部分の値が判定さ れる。第２図の好適な実施例のブロック図について、この段階はシンボル・レー ト・サンプラ１３４によって実行される。

次に、ブロック２１６によって示されるように、受信信号の少なくとも標本化さ れた部分の値の変化が計算される。

第２図のブロック図では、このような段階は標本化信号変化計算器１４６によっ て実行される。

次に、ブロック２２２によって示されるように、受信信号の少なくとも標本化さ れた部分の値が量子化され、量子化値となる。第２図のブロック図の標本検出器 １５４がこのような段階を実行する。

次に、ブロック２２８によって示されるように、受信信号の少なくとも標本化さ れた部分の値と、受信信号の少なくとも標本化された部分の対応する量子化値と の間の差に応答する誤差信号が生成される。第２図の好適な実施例のブロック図 では、このような段階は加算ブロック１６２によって実行され、ライン１６６上 で誤差信号を生成する。

次に、ブロック２３４によって示されるように、誤差信号の変化が計算される。

第２図のブロック図のブロックエフ０がこのような段階を実行する。

最後に、ブロック２４０によって示されるように、受信信号の少なくとも標本化 された部分の変化の値と、誤差信号の変化の値とに応答して、通信チャンネルの チャンネル利得特性が計算される。第２図のブロック図では、このような段階は 計算機１７８によって実行される。

本発明の方法の好適な実施例では、本方法は、ブロック２４６によって示される ように、受信信号の少なくとも標本化された部分の変化の値と、通信チャンネル のチャンネル利得特性に応答して、通信チャンネルの雑音変化特性を計算する段 階をさらに含む。

第２図のブロック図において、本発明の好適な実施例では、システム１３０はデ ジタル受信機の一部を構成する。

このような実施例では、変数ｘ　（ｔ）によって示される通信チャンネル上で伝 送される信号は、受信機によって受信され、復調され、ライン１３８上でシンボ ル・レート・サンプラ１３４に与えられる。受信信号は、変数ｒ　（ｔ）によっ て示される。シンボル・レート・サンプラ１３４は、ｒ　（ｋ）と記される標本 化信号をライン１４２上で生成する。

受信信号は、次式によって表すことができるＩｒ　（ｋ）＝ｐｏ　（ｋ）ｘ　（ ｋ＞＋ｎ　（ｋ）ただし： ｐｏ（ｋ）は、通信信号ｘ　（ｔ）が伝送される通信チャンネルのチャンネル利 得である： ｎ（ｋ）は、通信チャンネルの雑音である：およびｘ　（ｋ）は、ディスクリー ト形式の伝送信号である。

ライン１４２上で生成される標本化信号ｒ　（ｋ）は、変化計算機１４６に与え られる。標本化信号の変化は、次式によって定義される： σ、”　（ｋ）＝Ｅ　１ｒ２（ｋ）ｌ　＝Ｅ　Ｉ　（ｐｏ（ｋ）χ　（ｋ＞＋ｎ 、（ｋ＞）Ｊ ただし： ｐｏ（ｋ）は、通信信号ｘ　（ｔ）が伝送される通信チャンネルのチャンネル利 得； ｎ（ｋ、）は、（サンプラ１３４によって標本化された）通信チャンネルの雑音 、および Ｅは、信号の期待値である。

ｘ　（ｋ）およびｎ　（ｋ）が相関しておらず、ｘ　ｊｋ）の大きさが１　（す なわち、ｌｘ　（ｋ）ｌ＝１１）の場合、と記の式を代数的に整理すると次のよ うになる：ｅ、”　（ｋ）＝Ｅ　ｌｐ。”　（ｋ）ｔ　＋Ｅ　Ｉｎ２（ｋ）ｌ。

さらに： ａ、’　（ｋ）　＝ｐｏ”　（ｋ）＋ｅｎ２　（ｋ）ただし： σ。′（ｋ）は、通信チャンネル上に存在する雑音の変化である。

加算素子１６２によって生成される誤差信号ｅ　（ｋ）は、ライン１６６上で生 成され、変化計算機１７０に与えられる。誤差信号の変化は、次式のよって定義 される：ａｅ”　（ｋ）＝Ｅ　ｌｅ２　（ｋ）ｌ　＝Ｅ　Ｉｒ　（ｋ）　ｘ（ｋ ）　）２１ 代入する（そして不正確な信号検出を無視する）ことにより、誤差信号の変化は 次のように表すことができる：ａ％　（ｋ）　＝ｐ、２　（ｋ）　２１）Ｏ（ｋ ）＋　σ、”　（ｋ）ただし： σ、”　（ｋ）は、通信チャンネル上に存在する雑音の変化である。

上式の間道において、受蝕　本化信号の変化を代入することにより、次式が得ら れる： ａ、”　（ｋ）　ａ、’　（ｋ）　＝２１）ｏ　（ｋ）　１ｐｏ（ｋ）を解くこ とにより、チャンネル利得は次のようになる： りｏ　（ｋ）　＝　（σ　、’　（ｋ）　−σ　ｅ　”　＜ｋ）　＋１　ン　／ 　２計算機１７８は、上式を適応的に計算して、ライン１５０上の標本化信号変 化σ、”　（ｋ）の値と、ライン１７４上で生成される誤差信号変化σ、”　（ ｋ）の値とに応答するチャンネル利得の適応値ｐ０（ｋ）を判定する。

計算機１７８はさらに、信号が受信機に伝送される通信チャンネルの雑音変化も 計算する。チャンネル利得ｐ。（ｋ）の計算値を前述の式に代入することにより 、雑音変化の値σ、、”　（ｋ）は次のようにめることができる：σ。”　（ｋ ）＝σ、”　（ｋ）−ｐ。”　（ｋ）計算機１７８によって計算され、ライン１ ８２，１８６上でそれぞれ生成されるチャンネル利得および雑音変化の値は、デ コーダ１８８に与えられる。

第４図のブロック図において、本発明の好適な実施例のダイバーシチ受信機（参 照番号２８０によって表される）を示す。ダイバーシチ受信機は、２つ以上の位 置で受信される２つ以上の信号を合成するべく動作する。第４図のダイバーシチ 受信機２８０は、２つの独立した分岐によって構成されているが、ダイバーシチ 受信機２８０は、回路を適切に変更することによって３つ以上の分岐でも同様に 構成することができることはもちろんである。

ダイバーシチ受信機２８０の第１分岐は、通信チャンネル上で伝送される変調信 号を検出するアンテナ２８４からなる。アンテナ２８４は、受信信号ｒ、（ｔ） をライン２８６上で復調器２９０に与える。復調器２９０は、アンテナ２８４に よって受信された信号を表す復調信号をライン２９４上で生成する。ライン２９ ４は、第１分岐シンボル・レート・サンプラ２９８に結合され、これは第２（！ ｌのシンボル・レート・サンプラ１３４と同様に、与えられた信号を標本化し、 ライン３００上で標本化信号を生成する。ライン３００は第１分岐ミキサ３０４ の入力に結合され、このミキサ３０４は、ｇｌによって示される利得係数（ｇａ Ｉｎ　ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）をライン３０６上で受信する。第１分岐ミキサ ３０４は、混合信号をライン３０８上で生成する。

ダイバーシチ受信機２８０はさらに、アンテナ２８４がら離間しているアンテナ ３１４からなる第２分岐によって構成される。アンテナ３１４は、通信チャンネ ル上で伝送される変調信号を受信すべく動作する。アンテナ３１４は、ｒ２（ｔ ）によって示される受信信号をライン３１６上で復調器３２０に与える。復調器 ３２０は、ライン３２４上で復調信号を生成し、これは第２分岐シンボル・レー ト・サンプラ３２８に早えられる。シンボル・レート・サンプラ３２８は、受信 機２８０の第１分岐シンボル・レート・サンプラ２９８と同様に動作し、ライン ３２４上で与えられた信号を標本化し、標本化信号をライン３３０上で生成する 。ライン３３０は、第２分岐ミキサ３３４の入力に結合される。また、ｇ２によ って示される利得係数は、ミキサ３３４の第２人力にライン３３６上で与えられ る。第２分岐ミキサ３３４は、ライン３３８上で８力信号を生成する。

ライン３０８，３３８は、加算素子３４０に対する入力を形成すべく結合されて いる。加算素子３４０は、ｒ　（［）によって示される加算信号をライン３４２ 上で生成する。

加算素子３４０によってライン３４２上で生成された加算標本化信号は、標本化 信号変化計算機３４６に与えられる。

第２図の計算＊１４６と同様な計算ｆｉ３４６は、ライン３４２上で与えられた 加算標本化信号の変化を計算する。計算機３４６によって計算された変化を表す 信号は、ライン３５０土で生成される。

また、ライン３４２は、標本化信号変化計算機３４６とシンボル検出器３５４と に結合される。シンボル検出器３５４は、第２図のビット・スライサ１５４と同 様に動作し、ライン３４２上で与えられた信号を量子化する。本発明の好適な実 施例では、シンボル検出器３５４は、与えられた加算信号を、ＱＰＳＫ信号で許 される４つの許容信号レベル値の一つに変換する。サンプル検出器３５４によっ て生成された量子化信号ｒｃ（ｋ）は、ライン３５８上で生成され、加算素子３ ６２に与えられる。加算素子３６２は、第２図の加算素子１６２と同様に、ライ ン３４２上で加算素子３４０によって生成された加算標本化信号を受信すべくさ らに結合されている。加算素子３６２は、ライン３５８上で与えられた量子化信 号と、ライン３４２上で与えられた加算標本化信号との間の差（誤差信号ｅ　（ ｋ）という）を判定し、そのような差を表す信号をライン３６６上で生成する。

ライン３６６は、誤差信号変化１を算機３７０に結合される。

誤差信号変化計算機３７０は、第２図の計算機１７０と同様に、ライン３６６上 で与えられた誤差信号の変化を計算する。計算機３７０は、この計算された変化 を表す信号をライン３７４上で生成する。

ライン３５０，３７４は、チャンネル利得および雑音変化計算機３７８に結合さ れる。計算機３７８は、第１図の計算ｆｉ１７８と同様に、信号ｘ　（ｔ）がア ンテナ２８４゜３１４に伝送される通信チャンネルのチャンネル利得および雑音 変化を計算する。計算機３７８は、チャンネル利得および雑音変化の計算された 値をそれぞれ示す信号をライン３８２．３８６上で生成する。

ライン３８２，３８６は、デコーダ３８８に結合される。

また、デコーダ３８８には、ライン３４２上で加算素子３４０によって生成され た加算標本化信号も与えられる。デコーダ３８８は、第２図のデコーダ１８８と 同様に動作し、ライン３４２上で与えられた加算標本化信号を復号する。

デコーダ３８８は、通信チャンネルのチャンネル利得および雑音変化を表す信号 をライン３８２，３８６上で受信するので、デコーダ３８８は改善された精度の 復号信号をライン３９２上で生成する。

ダイバーシチ受信機２８０の第１分岐のアンテナ２８４によって受信され、復調 器２９０によって復調され、第１分岐シンボル・レート・サンプラ２９８によっ て標本化された信号は、次式のよって表される： ｒ、（ｋ）＝ｐｏ、（ｋ＞Ｘ　（ｋ）＋ｎ、（ｋ＞ただし： ｒ、（ｋ）は、受信機の第１分岐によって受信される信号に応答して形成された 標本化信号を表す；ｐ。、（ｋ）は、受信機２８０の第１分岐のアンテナ２８４ に信号が伝送される通信チャンネルのチャンネル利得を表す； ｘ　（ｋ）は、通信チャンネル上で送信機によって実際に伝送される信号の標本 化部分を表す；およびｎ、（ｋ）は、信号がアンテナ２８４に伝送される通信チ ャンネルの雑音を表す。

同様に、ダイバーシチ受信機２８０の第２分岐のアンテナ３１４によって受信さ れ、復調器３２０によって復調され、第２分岐シンボル・レート・サンプラ３２ ８によって標本化される信号は、次式によって表すことができる：ｒ２（ｋ）＝ ｐｏ２（ｋ）ｘ　（ｋ）＋ｎ２（ｋ）ただし： ｒ２（ｋ）は、受信機の第２分岐によって受信される信号に応答して形成された 標本化信号を表す：ｐ０２　（ｋ）は、第２分岐のアンテナ３１４に信号が伝送 される通信チャンネルのチャンネル利得を表す：ｘ　（ｋ）は、通信チャンネル 上で実際に伝送される信号の標本化部分を表す；および ｎ２（ｋ）は、信号がアンテナ３１４に伝送される通信チャンネルの雑音を表す 。

加算素子３４０によって生成される加算信号は、次式によって定義される： ｒｃ　（ｋ）＝ｇ、（ｋ）ｒ、（ｋ）＋ｇ２　（ｋ）ｒ２（ｋ） ただし： ｇ、（ｋ）は、ライン３０６上で第１分岐ミキサ３０４に印加される利得係数を 表す； ｇ２（ｋ）は、ライン３３６Ｊ：、で第２分岐ミキサ３３４に印加される信号の 利得係数を表す。

代入し、代数的に整理することにより、上式は次のように表すことができる： ｒｃ　（ｋ）＝　（ｇ、（ｋ）ｐ。、（ｋ）＋ｇ２　（ｋ）Ｘ　（ｋ）　十ｇ　 ｌ　（ｋ）ｎ　＋　（ｋ）＋　ｇ２　（ｋ）ｎ２　（ｋ））加算信号のチャンネ ル利得を ｐＯｃ　（ｋ）　−ｇ、（ｋ）ｐ０＋　（ｋ＞＋　ｇｚ　（ｋ）　ｐ。

２（ｋ） と定義し、加算チャンネルの雑音を ｎ、（ｋ）ｇ、（ｋ）ｎ、（ｋ＞＋ｇ２　（ｋ）ｎ、（ｋ）と定義すると、加算 信号の雑音変化は次のように定義できる： Ｖａ　ｒ　［ｎ、（ｋ＞］　＝ｅ、ｃ”　（ｋ）＝ｇ、（ｋ）ａ、、％　（ｋ） ＋　ｇ２２　（ｋ）　σ１□′（ｋ）また、加算信号は次式によって定義するこ とができる：ｒｃ（ｋ）＝ｐ０ｅ（ｋ）ｘ　（ｋ）＋ｎｃ（ｋ）上式は信号を第 ２図の回路１３０にライン１３８上で与える受信機によって受信され、復調され 、標本化される信号の式と同じであるので、第２図のシステム１３０の動作を説 明するために用いられた式を同様に用いてダイバーシチ受信機２８０の動作を定 めることができる。従って、ダイバーシチ受信Ｉｌｌ！２８０の右側の部分の動 作を数学的に実証することは、上記の式を適切に代入することによって説明する ことができる。

第５図のブロック図において、第２図のシステム１３０をその一部として内蔵す る本発明の別の好適な実施例を示す。概して参照番号４１０によって記される受 信機は、マルチパス通信チャンネル上で伝送される信号のシンボル間干渉を補正 する適応型線形トランスバーサル等化器（ＬＴＥ）を含む。さらに、受信機４１ ０は第２図のシステム１３０の回路と同様な回路を有しているので、レイリー・ フェージングによって生じる干渉が除去され、受信信号をより正確に復号する。

通信チャンネル上でアンテナ４１２に伝送される信号は、ライン４１４上で復調 器４１６に手えられ、この復調器はライン４２０上で復調信号を生成する。ライ ン４２０は、シンボル・レート・サンプラ４２４に結合され、これはライン４２ ８上で標本化信号を生成する。

ライン４２８上でサンプラ４２４によって標本化された標本化信号は、自動利得 制御（ＡＧＣ）回路４３２とミキサ４３６の入力とに与えられる。ＡＧＣ回路４ ３２はライン４４０上で信号を生成し、これはミキサ４３６の第２人力に与えら れる。ミキサ４３６は、ＡＧＣ回路４３２によって生成された信号がライン４２ ８上で生成された信号の利得の反転である場合に、ライン４２８上で生成された 信号の利得を除去する。ミキサ４３６は、ライン４４４上で混合信号を生成し、 これは、線形トランスバーサル”ＩＰ　化Ｂ（ＬＴＥ）として示されている等止 器４４８の入力となる。

第５図の等止器４４８は、遅延素子４５０，４５２，４５４．４５６と係数ブロ ック４６０，４６２，４６４，４６６．４６８とを有する５タツプ等化器である 。等止器４４８の加算素子４７０は、従来のように等止器のそれぞれのタップに おいてとられる値を加算し、濾波された（すなわち等化された）信号をライン４ ７２上で生成する。

ライン４７２はシンボル検出器４７６に結合され、この検出器は与えられた信号 を量子化し、量子化信号をライン４８０上で生成する。ライン４８０は、入力と して加算素子４８２に結合される。また、ライン４７２は入力として加算素子４ ８２にも結合され、この加算素子４８２は与えられた２つの信号の差を判定し、 その差を表す信号をライン４８６上に供給し、これはタップ調整回路４８８に結 合される。回路４８８は、等止器４４８の係数ブロック４６０〜４６８の係数値 を変更すべく動作する。

ライン４７２土で生成された濾波信号はさらに、ミキサ回路４９２の入力に与え られる。また、ミキサ回路４９２には、ライン４９６上でＡＧＣ回路４３２によ って生成された利得制御信号が与えられる。ミキサ回路４９２は、混合信号をラ イン５００上で生成する。

ライン４８６上で生成された信号はさらに、ミキサ回路５０４の第１人力にも与 えられる。ライン４９６上でＡＧＣ回路４３２によって生成された利得制御信号 は、ミキサ回路５０４の第２人力に与えられる。

ミキサ回路５０４は、ライン５０８上で混合信号を生成し、これは誤差信号変化 計算機５１２に与えられる。計算機５１２は、ライン５０８上で与えられた信号 の変化を計算し、その変化を表す信号をライン５１６に供給する。

ミキサ４９２によってライン５００上に供給された信号は、標本化信号変化計算 機５２０に与えられる。標本化信号変化計算機５２０は、与えられた信号の変化 を計算して、その変化を表す信号をライン５２４上に供給する。

ライン５１６，５２４は、チャンネル利得および雑音変化計算機５２８に結合さ れる。計算機５２８は、第４図の計算機３７８および第２図の計算機１７８と同 様に動作し、信号が受信機４１０に伝送される通信チャンネルのチャンネル利得 および雑音変化の値を計算する。

計算機５２８によって計算されたチャンネル利得および雑音変化の値を表す信号 は、ライン５３２．５３６上にそれぞれ供給され、これらはデコーダ５４０に結 合される。

ライン５００もデコーダに結合される。デコーダ５４０は、ライン５００上で与 えられた信号を復号し、ライン５４４上に復号信号を供給する。デコーダ５４０ は計算機５２８によって計算されたチャンネル利得および雑音変化を表す信号を ライン５３２，５３６上で受信するので、ライン５４４上でデコーダ５４０によ って生成された復号信号は、従来の受信機に比べて誤りが少ない。この構成は、 生成された信号に利得を重畳することを防ぐ。未知の時変利得を重畳することは 、復号処理に悪影響を及ぼす。

第６図のブロック図において、本発明の別の好適な実施例の受信機６１０を示す 。受信機６１０は、第５図の受信機４１０と同様に、マルチパス・チャンネル上 で変調信号を伝送する際に発生するシンボル閏干渉を除去する等止器回路を含む 。さらに、受信Ｗ６１０は第２図のシステム１３０の回路と同様な回路を含むの で、レイリー・フェージングによって発生する干渉は除去され、受信信号をより 正確に復号する。

受信機６１０は、通信チャンネル上で伝送された信号を受信するアンテナ６１２ からなる。アンテナ６１２は、ライン６１４上に信号を供給し、これは復調器６ １６に結合される。復調器６１６は、ライン６２０上で復調信号を生成し、これ はシンボル・レート・サンプラ６２４に与えられる。シンボル・レート・サンプ ラ６２４は、与えられた信号を標本化し、標本化信号をライン６２８上に供給す る。

ライン６２８上に供給された信号は、自動利得制御（ＡＧＣ）回路６３２とミキ サ４３６の入力とに与えられる。

ＡＧＣ回路６３２はライン６４０上に信号を供給し、これはミキサ６３６の第２ 人力に与えられる。ミキサ６３６は、ＡＧＣ回路６３２によって生成された信号 がライン４２８上に供給された信号の利得の反転である場合に、ライン４２８上 に供給された信号の利得を除去する。ミキサ６３６は、混合信号をライン６４４ 上に供給し、これは第６図の点線のブロック６４８によって示される等止器への 入力となる。第６図の等化８６４８は、遅延素子６５０，６５２゜６５４．６５ ６を有する５タツプ・フィルタからなる。タップ係数６６０，６６２，６６４， ６６６．６６８は、等止器６４８，６４４に与えられた標本化信号、または遅延 素子６５０〜６５６のそれぞれの出力における標本化信号の値を重み付けする。

図示のように、等止器６４８は判定帰還等止器（ＤＦＥ）を形成する。

タップ係数６６０〜６６８によって生成された重み付け値は加算素子６７０に与 えられ、これはライン６７２上に加算信号を供給する。ライン６７２はシンボル 検出器６７６に結合され、これは与えられた信号を量子化し、これを表す量子化 信号をライン６８０上に供給する。ライン６８０は、ライン６７２上に供給され た濾波信号（すなわち等価信号）と同様に、加算素子６８２の入力に結合される 。

加算素子６８２は、ライン６８０上に供給された量子化信号と、ライン６７２上 に供給された濾波信号（すなわち等価信号）との間の差を表す差信号を生成する 。加算素子６８２によって生成された差信号は、ライン６８６上に供給され、こ れはタップ調整回路６８８に与えられる。タップ調整回路６８８は、タップ係数 ６６０〜６６８の係数値を調整する信号を生成する。

ライン６７２上に供給された濾波信号（すなわち等価信号）は、ミキサ６９２の 入力に与えられる。ミキサ６９２にはさらに、ライン６９６上でＡＧＣ回路６３ ２によって生成された利得制御信号が与えられる。ミキサ６９２は、ライン７０ ０上に混合信号を供給する。

ライン６８６上に供給された信号はさらに、ミキサ回路７０４への第１入力とし て与えられる。ＡＧＣ回路６３２によってライン６９６上で生成された利得制御 信号は、ミキサ回路７０４への第２人力として与えられる。

ミキサ回路７０４は、ライン７０８上で混合信号を生成し、これは誤差信号変化 計算機７１２に与えられる。計算機７１２は、ライン７０８上で与えられた信号 の変化を計算し、この変化を表す信号をライン７１６上で生成する。

ミキサ６９２によってライン７００上で生成された信号は、標本化信号変化計算 機７２０に与えられる。標本化信号変化計算機７２０は、与えられた信号の変化 を計算し、この変化を表す信号をライン７２４上に供給する。

ライン７１６，７２４は、チャンネル利得および雑音変化計算機７２８に結合さ れる。計算機７２８は、第４図の計算機３７８および第２図の計算機１７８と同 様に動作し、信号が受信機６１０に伝送される通信チャンネルのチャンネル利得 および雑音変化の値を計算する。

計算機７２８によって計算されたチャンネル利得および雑音変化の値を表す信号 はライン７３２，７３６上にそれぞれ供給され、これらはデコーダ７４０に結合 される。ライン７００もこのデコーダに結合される。

デコーダ７４０は、ライン７４４上に復号信号を供給する。デコーダ７４０は、 計算機７２８によって計算されたチャンネル利得および雑音変化を表す信号をラ イン７３２゜７３６上でそれぞれ受信するので、デコーダ７４．０によってライ ン７４４上に供給された復号信号は、従来の受信機に比べて誤りが少ない。さら に、受信！６１０は等止器６４８を有しているので、受信機６１０は、マルチパ ス・チャンネル上で伝送される信号のシンボル間干渉をよりよく補正することが できる。

第７図のブロック図において、本発明の別の好適な実施例の受信機８１０を示す 。第５図、第６図の受信機と同様に、第７図の受信機８１０は、シンボル間干渉 およびレイリー・フェージングに起因する干渉に応答する受信機の誤りを低減す る。受信機８１０は、シンボル間干渉に起因する受信機の誤りを低減する等化器 回路と、レイリー・フェージングに起因する受信機の誤りを低減する第２図の回 路と同様な回路とを含む。

受信機８１０は、通信チャンネル上で伝送される信号を受信する受信アンテナ８ １２からなる。アンテナ８１２は、ライン８１４上に信号を供給し、これは復調 器８１６に結合される。復調器８１６は、ライン８２０上で復調信号を生成し、 これはシンボル・レート・サンプラ８２４に与えられる。シンボル・レート・サ ンプラ８２４は、ライン８２０上でサンプラ８２４に与えられた信号の標本化部 分を表す標本化信号をライン８２８上に供給する。

ライン８２８は、自動利得制御（ＡＧＣ）回路８３２に結合される。ＡＧＣ回路 ８３２は、ライン８３６上に利得制御信号を供給する。さらに、ライン８２８は 、図中の点線のブロック８４０によって示される等止器への入力となる。等止器 ８４０は、第５図の等止器４４８と同様な線形トランスバーサル等化器（ＬＴＥ ）と、５タツプ適応型フイルタとからなる。図示のように、等止器８４０は、遅 延素子８５０，８５２，８５４，８５６とタップ係数８６０゜８６２．８６４， ８６６．８６８とからなる。タップ係数８６０〜８６８は、ライン８２８上の信 号および遅延素子８５０〜８５６によって生成された遅延信号の値をそれぞれ重 み付けする。タップ係数８６０〜８６８によって生成された重み付は信号は、加 算素子８７２への入力として与えられる。

加算素子８７２は、与えられた信号を加算し、濾波信号（すなわち等価信号）を ライン８７６上に供給する。ライン８７６はサンプル検出器８７８に結合され、 この検出器は与えられた信号を量子化して、それを表す量子化信号をライン８８ ２上に供給する。ライン８８２は、ミキサ素子８８６に入力として結合される。

ＡＧＣ回路８３２によってライン８３６上に供給された利得制御信号は、ミキサ 素子８８６に第２人力として与えられる。

ミキサ素子８８６は、混合信号をライン８９０上で生成し、これは加算素子８９ ４の正入力に与えられる。ライン８７６上で生成された信号は、加算素子８９４ の反転入力に与えられる。素子８９４は、与えられた２つの信号の差を生成し、 差信号、すなわち誤差信号をライン８９８上に供給する。ライン８９８はタップ 調整回路９０２に結合され、この回路はタップ係数８６０〜８６８のタップ値を 調整する。

ライン８９８上に供給された差信号は、誤差信号変化計算機９０６にも与えられ る。計算機９０６は、与えられた信号の変化を計算し、この計算された変化を表 す信号をライン９１０上に供給する。

ライン８７６上に供給された信号は、標本化信号変化計算機９１４に結合される 。計算機９１４は、与えられた信号の変化を計算し、この計算された変化を表す 信号をライン９１８上に供給する。

ライン９１０，９１８は、チャンネル利得および雑音変化計算機９２２に結合さ れる。計算機９２２は、信号が受信機８１０に伝送される通信チャンネルのチャ ンネル利得および雑音変化の値を計算する。

計算機９２２によって計算されたチャンネル利得および雑音変化の値を示す信号 は、ライン９２６，９３０上にそれぞれ供給され、これらはデコーダ９３４に結 合される。

ライン８７６もこのデコーダに結合される。デコーダ９３４は、計算機９２２に よって計算されたチャンネル利得および雑音変化を表す信号をライン９２６，９ ３０上でそれぞれ受信するので、デコーダ９３４によってライン９３８上で生成 される復号信号は、従来の受信機に比べて誤りが少ない。この構成は、供給され た信号に利得を重畳することを防ぐ。未知の時変利得を重畳することは、復号処 理に悪影響を及ぼす。

第８図のブロック図において、参照番号１０１０によって表される本発明の受信 機のさらに別の好適な実施例を示す。受信機１０１０は、前述の図面の受信機と 同様に、シンボル間干渉およびレイリー・フェージングの影響を補正する。

受信機１０１０は、通信チャンネル上で伝送される通信信号を受信するアンテナ １０１２からなる。アンテナ１０１２はライン１０１４上に信号を供給し、これ は復調器１０１６に与えられる。復調器１０１６はライン１０２０上に復調信号 を供給し、これはシンボル・レート・サンプラ１０２４に与えられる。シンボル ・レート・サンプラ１０２４は、与えられた信号を標本化し、それを表す標本化 信号をライン１０２８上で生成する。

ライン１０２８は、自動利得側＃　（ＡＧＣ）回路１０３２に結合される。ＡＧ Ｃ回路１０３２は、ライン１０３６上で利得制御信号を生成する。さらに、ライ ン１０２８は、図中において点線のブロック１０４０によって示される等止器へ の入力となる。等止器１０４０は、第６図の等止器６４８と同様に、入力信号の 印加に応答して濾波信号（すなわち等価信号）を生成する判定帰還等止器（ＤＦ Ｅ）を構成している。等止器１０４０は、ここでは５タツプ・フィルタである。

他のタップ数の等止器ももちろん可能である。等止器１０４０は、遅延素子１０ ４２，１０４４，１０４６．１０４８とタップ係数１０５２．１０５４，１０５ ６，１０５８．１０６０とからなる。タップ係数は、印加された信号の値を重み 付けし、重み付は信号を生成し、これらの信号は、加算素子１０６４に入力とし て印加される。加算素子１０６４は加算信号をライン１０６８上に供給し、これ は濾波信号（すなわち等価信号）となる。ライン１０６８はサンプル検出器１０ ７２に結合され、この検呂器は与えられた信号の値を量子化する。サンプル検出 器１０７２は、この量子化された値を表す信号をライン１０７６上に供給し、こ れはミキサ１０８０の入力に結合される。ＡＧＣ回路１０３２によってライン１ ０３６上に供給された利得制御信号はさらに、ミキサ１０８０に結合される。

ミキサ１０８０は、与えられた信号を混合し、混合信号をライン１０９０上に供 給する。ライン１０９０は、加算素子１０９４への入力として結合される。ライ ン１０６８上の信号は、加算素子１０９４への第２人力となる。加算素子１０９ ４は、与えられた混合量子化信号と、与えられた濾波信号との間の差を形成し、 その差を表す差信号をライン１１００上に供給し、これはタップ調整回路１１０ ４に与えられる。タップ調整回路１１０４は、タップ係数１０５２〜１０６０の 係数値を変更すべく動作する。

ライン１１００上に供給された差信号は、誤差信号変化計算機１１０８にも与え られる。計算機１１０８は、与えられた信号の変化を計算し、この計算された変 化を表す信号をライン１１１２上に供給する。

ライン１０６８上に供給された信号は、標本化信号変化計算＃Ｊ１１６に結合さ れる。計算！　］、　ｌ　］　６は、与えられた信号の変化を計算し、この計算 された変化を表す信号をライン１１２０上に供給する。

ライン１１１２．１１２０は、チャンネル利得および雑音変化計算機１１２４に 結合される。計算機１１２４は、信号が受信機１０１０に伝送される通信チャン ネルのチャンネル利得および雑音変化の値を計算する。

計算機１１２４によって計算されたチャンネル利得および雑音変化の値を表す信 号は、ライン１１２８．１１３２上にそれぞれ供給され、これらはデコーダ１１ ３６に結合される。ライン１０６８もこのデコーダに結合される。

デコーダ１１３６は、ライン１０６８上で与えられた信号を復号し、復号信号を ライン１１４０上に供給する。デコーダ１１３６は、計算機１１２４によって計 算されたチャンネル利得および雑音変化を表す信号をライン１１２８゜１１３２ 上で受信するので、デコーダ１１３６によってライン１１４０上で生成される復 号信号は、従来の受信機に比べて誤りが少ない。この構成は、生成される信号に ’ｆ１７得を重畳することを防ぐ。未知の時変利得を重畳することは、復号処理 に悪影響を及ぼす。

第９図において、伝送される差分符号化信号を受信するコヒーレント受信機の一 部として利用される、参照番号１２００によって表される回路のブロック図を示 す。コヒーレント検出器は、（第９図の構造と組み合わせることにより）差分符 号化受信信号の線形処理が可能である。

標本化された受信信号は、ライン１２０４上で、遅延素子１２１６．大きさ設定 ブロック１２２０．位相量子化ブロック１２２４および複素共役変換器ブロック １２２８に順次与えられる。大きさ設定ブロック１２２０および位相量子化ブロ ック１２２４は共に、図中において点線のブロック１２２６によって示されるシ ンボル検出器を構成する。

ブロック１２２８によって生成される信号は、ミキサ１２３８に入力として与え られる。ライン１２０４はさらに、ミキサ１２３８への入力を形成している。ミ キサ１２３８は、混合信号をライン１２４２上に供給する。回路１２００は、差 分符号化信号を受信する場合に、前述の任意の図面に示す受信回路のような受信 回路の一部を構成することができる。

第１０図は、第９図と同様に、参照番号１２５０によって表される回路のブロッ ク図であり、差分符号化信号を受信する受信機の一部を示す。この受信機は、コ ヒーレント受信機でも非コヒーレント受信機でもよい。第１０図の回路は、差分 符号化受信信号をほぼ線形に処理することを可能にする。

標本化された受信信号は、ライン１２５４上で遅延素子１２６６に与えられ、こ の遅延素子はライン１２６８上に遅延信号を供給し、この信号は複素共役変換器 １２７０に与えられる。変換器１２７０は、ライン１２７２上で信号を生成し、 これはミキサ１２７４に入力として与えられる。

さらに、ライン１２５４はミキサ１２７４の第２人力に与えられる。ミキサ１２ ７４は、ライン１２７６上で混合信号を生成する。回路１２５０は、差分符号化 信号を受信する場合に、前述の任意の図面に示す受信回路のような受信回路の一 部を構成することができる。

ミキサ１２７４によってライン１２７６上で生成される信号Ｚ　（ｋ）は、数学 的に次式によって表すことができる：Ｚ　（ｋ）　＝ｒ　（ｋ）　ｒ　（ｋ−１ ）　”ただし： ｒ　（ｋ）＝ｐＯ（ｋ）ｅ’−”’＋ｎ　（ｋ）であり、ここで： ｐｏ（ｋ）は、チャンネル利得： ω（ｋ）は、時間ｋにおける伝送位相角：ｎ　（ｋ）は、雑音値；および ＊は、複素兵役を表す。

ここで、時間ｋにおける伝送位相である。（ｋ）は、ＱＰＳＫ’＆謂信号の集合 （π／４，３π／４，５π／４，７π／４）の一つの要素である。

項を展開し、乗することにより、次式が得られる：Ｚ　（ｋ）−（ｐｏ（ｋ）ｅ ”ｆｋ’＋ｎ　（ｋ））　（ｐ。

（ｋ−１）　ｅ’−Ｌｋ−”＋ｎ　（ｋ−１）　）　”すなわち： 上式の第１項は、フェージングされた差分検出シンボルであり、位相誤りはこの 項にない。しかし、複素誤りはその後の３つの項に存在する。最後の項は中間の ２つの項（「誤り項」）に対して小さいので、最後の項は無視することができる 。チャンネル利得が急速に変化しない場合、ｐｏ（ｋ）はほばｐ。（ｋ−１）に 等しい、すなわちｐ。

（ｋ＞＝ｐｏ（ｋ−１）である。また、チャンネル利得は実数項である。従って 、上式は次のように整理できる：＝”−１）ｎ　（ｋ）＋ｐｏｅ’−”’　ｎ” 　（ｋ−１）９０項を因数分解することにより、次式が得られる：Ｚ　（ｋ＞＝ ｐＯ（ｐｏｅ”−１ｋ”Ｉｋ−”）＋ｅ−１−（ｋ−口ｎ　（ｋ）　＋ｅ’−” ’　ｎ”　（ｋ−１）雑音指数（ｎｏｉｓｅ　ｆａｃｔｏｒ）、すなわちｎ　（ ｋ＞がガウスの場合、雑音指数乗する位相項は無視することができ、２つの雑音 指数を加えて、Ｎによって定められる別のガウス・ランダム変数にすることがで きる。さらにこの式は次のように整理することができる： また、Ｚ　（ｋ）は、ミキサ１２７４によってライン１２７６上で生成される信 号を表す。ミキサ１２７６によってライン１２７６上で生成され、上記の簡単に 表される信号Ｚ　（ｋ）は２つの因数に分解され、第１の因数はチャンネル利得 ｐ。であり、第２の因数は因数（（ｐ　、　ｅ　ｌ（−”　１−”−’））＋２ Ｎ）である。Ｎが小さい場合、この第２の因数はほぼｒ　（ｋ）に等しく、従っ て、代入することにより、Ｚ　（ｋ）はＺ　（ｋ）−ｐｏｒ　（ｋ＞と表すこと ができる。

受信機のチャンネル・デコーダの一部を構成するビタビ・アルゴリズムなどのビ タビ・アルゴリズムの格子（ｔｒｅｌｌｉｓ）の計量式（ｍｅｔｒｉｃ　ｆｏｒ ｍｕｌａ）は、次式によって支配される：λ’　＝［Ｃｐ、（ｋ）／ａ２．、（ ｋ＞］　ｒ　（ｋ）ｘ（ｋ） ただし： Ｃは、任意の定数： σ２　（ｋ）は、雑音変化の値； ｒ　（ｋ）は、標本化受信信号；およびｘ　（ｋ）は、標本化送信信号である。

σ２．（ｋ）が定数値である場合、σ２．（ｋ、）は任意の定数Ｃの一部として 表して、新たな定数、すなわちに＝Ｃ／σ２．（ｋ）　を得ることができ、ビタ ビ・アルゴリズムの計量であるλ゛は次のように表すことができる：λ’　＝Ｚ 　（ｋ）　ｘ　（ｋ） 従って、回路１２５０を利用して、最適復号計量を近似することができる。

第１１［Ｈのブロック図において、その一部として第１０図の回路を含む、概し て参照番号１３８０ｊ二よって表されるダイバーシチ受信機を示す。ライン（− シチ受信機の動作については、第４図において詳細に説明して′ｖ）る。第４図 の実施例と同様に、第１１図のラインく一シチ受信機１３８０は２つの分岐から なる。

ダイバーシチ受信機１３８０の第１分岐番よ、通信チャンネル上で伝送される変 調信号を検出するアンテナ１３８４からなる。アンテナ１３８４は、受信信号を ライン１３８６上で復調器１３９０に与える。復調器１３９ｏは、アンテナ１３ ８４によって受信された信号を表す復調信号をライン１３９４上に供給する。ラ イン１３９４は、第１分岐のシンボル・レート・サンプラ１３９８に結合され、 これは与えられた信号を標本化し、ライン１４００上に標本化信号を供給する。

ライン１４００は、第１分岐ミキサ１４０４の入力に結合され、このミキサは、 ｇｌによって表される利得係数をライン１４０６上で受信する。第１分岐ミキサ １４０４は、混合信号をライン１４０８上に供給する。

さらに、ダイバーシチ受信機１３８０は、アンテナ１３８４から離間したアンテ ナ１４１４からなる第２分岐によって構成される。アンテナ１４１４は、通信チ ャンネル上で伝送される変調信号を受信する。アンテナ１４１４は、受信信号を ライン１４１６上で復調器１４２０に与える。

復調器１４２０は、ライン１４２４上に復調信号を供給し、この信号は第２分岐 シンボル・レート・サンプラ１４２８に与えられる。シンボル・レート・サンプ ラ１４２８は、受信機１３８０の第１分岐のシンボル・レート・サンプラ１３９ ８と同様に動作し、ライン１４２４上で与えられた信号を標本化し、ライン１４ ３０上で標本化信号を生成する。ライン１４３０は、第２分岐ミキサ１４３４の 入力に結合される。ｇ２によって表される利得係数は、ミキサ１４３４の第２人 力にライン１４３６上で与えられる。第２分岐ミキサ１４３４は、ライン１４３ ８上で出力信号を生成する。

ライン１４０８．１４３８は、加算素子１４４０の入力となるべく結合されてい る。加算素子１４４０は、ライン１４４２上で加算信号を生成する。加算素子１ ４４０によってライン１４４２上で生成された加算標本化信号は、回路１４５０ に与えられる。回路１４５０は、第１１図の回路１２５０に相当する。回路１４ ５０は、ライン１４６０上で信号を生成し、これはデコーダ１４７０に与えれる 。

先に数学的に示したように、回路１４５０を利用して、最適復号計量を近似する ことができる。

デコーダ１４７０は、ライン１４６０上で与えられた信号を復号する。

第１２図のブロック図において、第９図の回路をその一部として含む、概して参 照番号１４８０によって表される別のダイバーシチ受信機を示す。ダイバーシチ 受信機の動作については、第４図において詳細に説明している。第４図の実施例 と同様に、第１２図のダイバーシチ受信機１４８０は２つの分岐からなる。

ダイバーシチ受信機１４８０の第１分岐は、通信チャンネル上で伝送される変調 信号を検出するアンテナ１４８４からなる。アンテナ１４８４は、受信信号をラ イン１４８６上で復調器１４９０に与える。復調器１４９０は、アンテナ１４８ ４によって受信された信号を表す復調信号をライン１４９４上で生成する。ライ ン１４９４は第１分岐シンボル・レート・サンプラ１４９８に結合され、このサ ンプラは与えられた信号を標本化し、ライン１５００上で標本化信号を生成する 。ライン１５００は、第１分岐ミキサ１５０４の入力に結合され、このミキサは 、ｇ、によって表される利得係数をライン１５０６上で受信する。第１分岐ミキ サ１５０４は、混合信号をライン１５０８上に供給する。

さらに、ダイバーシチ受信機１４８０は、アンテナ１４８４から離間したアンテ ナ１５１４からなる第２分岐によって構成される。アンテナ１５１４は、通信チ ャンネル上で伝送される変調信号を受信すべく動作する。アンテナ１５１４は、 受信信号をライン１５１６上で復調器１５２０に与える。復調器１５２０は、ラ イン１５２４上に復調信号を供給し、これは第２分岐シンボル・レート・サンプ ラ１５２８に与えられる。シンボル・レート・サンプラ１５２８は、受信機１４ ８０の第１分岐のシンボル・レート・サンプラ１４９８と同様に動作し、ライン １５２４上で与えられた信号を標本化し、ライン１５３０上で標本化信号を生成 する。ライン１５３０は、第２分岐ミキサ１５３４の入力に結合される。ｇ２に よって表される利得係数は、ミキサ１５３４の第２人力にライン１５３６上で与 えられる。

第２分岐ミキサ１５３４は、ライン１５３８上に出力信号を供給する。

ライン１５０８．１５３８は、加算素子１５４０への入力となるべく結合されて いる。加算素子１５４０は、ライン１５４２上に加算信号を供給する。加算素子 １５４０によってライン１５４２上に供給された加算標本化信号は、回路１５５ ０．標本化信号変化計算機１５５３およびシンボル検出器１５５５に与えられる 。回路１５５０は、第９図の回路１２００に相当する。回路１５５０は、ライン １５５６上に信号を供給する。計算器１５５３は、ライン１５４２上で与えられ た信号の変化を計算すべく動作する。

計算機１５５３によって計算された変化を表す信号は、ライン１５５７上に供給 される。

シンボル検出器１５５５は、ライン１５４２上で与えられた信号を量子化すべく 動作する。本発明の好適な実施例におけるシンボル検出器１５５５は、与えられ た加算信号を、ＱＰＳＫ信号で許される４つの許容信号レベル値の一つに量子化 する。シンボル検出器１５５５によって生成された量子化信号ｒｅ（ｋ）は、ラ イン１５５８上に供給され、加算素子１５６２に与えられる。さらに、加算素子 １５６２は、ライン１５４２上に供給された信号を受信すべく結合されている。

加算素子１５６２は、ライン１５４２上に与えられた量子化信号と、ライン１５ ５８上に与えられた信号との間の差（誤差信号ｅ　（ｋ）として表される）を判 定し、この差を表す信号をライン１５６６上に供給する。

ライン１５６６は、誤差信号変化計算機１５７０に結合される。

誤差信号変化計算機１５７０は、ライン１５６６上で与えられた誤差信号の変化 を計算すべく動作する。計算機１５７０は、この計算された変化を表す信号をラ イン１５７４上に供給する。

ライン１５５７．１５７４は、チャンネル利得および雑音変化計算機１５７８に 結合される。計算機１５７８は、信号ｘ　（ｔ）がアンテナ１４８４．１５１４ に伝送される通信チャンネルのチャンネル利得および雑音変化を計算すべく動作 する。計算機１５７８は、チャンネル利得および雑音変化の計算された値を示す 信号をライン１５８２．１５８６上にそれぞれ供給する。

ライン１５８２．１５８６は、デコーダ１５８８に結合される。また、デコーダ １５８８には、回路１５５０によってライン１５５６上に供給された信号が与え られる。デコーダ１５８８は、ライン１５５２上で与えられた信号を復号すべく 動作する。デコーダ１５８８は、通信チャンネルのチャンネル利得および雑音変 化を表す信号をライン１５８２．１５８６上で受信するので、デコーダ１５８８ は改善された精度の復号信号をライン１５９２上に供給する。

第１２図の受信機１４８０と第１１図の受信機１３８０を比較すると、雑音レベ ルが低く、雑音変化が一定とみなすことができる場合には、第１１図の受信機を 用いて、回路の簡略化が可能なことがわかる。

以上、さまざまな図面に示す好適な実施例について本発明を説明してきたが、他 の同様な実施例を用いたり、本発明から逸脱せずに、本発明と同じ機能を行なう ため、説明してきた実施例に対して修正や追加を行なうことができることが理解 される。従って、本発明は一つの実施例に限定されず、添付の請求の範囲に基づ く範囲において解釈すべきである。

Ｆｌｏ、３ 特表平６−５０１３６６　（１ｅ） フロントページの続き （７２）発明者　ラスキー、フィリップ・ディーアメリカ合衆国イリノイ州バッ ファロー・グローブ、ライラック・レーン１３９ （７２）発明者　ウィンター、エリツク・エイチアメリカ合衆国イリノイ州オー ク・パーク、サウス・エルムララド・アベニュー

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．送信機と受信機とを相互接続する通信チャンネルの少なくとも一つの特性を 判定するシステムであって：通信チャンネル上に送信した後に、受信機によって 受信される受信信号の少なくとも標本化された一部の値を判定する手段； 受信信号の少なくとも一部の値の変化を計算する手段；受信信号の少なくとも標 本化された一部の値を量子化して、量子化値を形成する手段； 受信信号の少なくとも標本化された一部の値と、受信信号の少なくとも標本化さ れた一部の対応する量子化値との間の差に応答する誤差信号を形成する手段；前 記誤差信号の変化を計算する手段； 受信信号の少なくとも標本化された一部の変化の値と、前記誤差信号の変化の値 とに応答する通信チャンネルのチャンネル利得特性を計算する手段； によって構成されることを特徴とするシステム。
2. ２．受信信号の少なくとも標本化された一部の値を判定する前記手段は、シンボ ル・レート・サンプラからなることを特徴とする請求項１記載のシステム。
3. ３．受信信号の少なくとも一部の値の変化を計算する前記手段は、受信信号の少 なくとも標本化された一部の期待値を推定する信号変化計算機を構成する手段か らなることを特徴とする請求項１記載のシステム。
4. ４．受信信号の少なくとも標本化された一部の値を量子化する前記手段は、ビッ ト・スライサからなることを特徴とする請求項１記載のシステム。
5. ５．量子化する前記手段によって形成された前記量子化値は、許容信号値集合の 値レベルからなるディスクリートな信号値レベルによって構成されることを特徴 とする請求項１記載のシステム。
6. ６．前記許容信号値集合は、ＱＰＳＫ（ｑｕａｒｔｅｒｎａｒｙ　ｐｈａｓｅ　 ｓｈｉｆｔ　ｋｅｙｉｎｇ）値群の値からなることを特徴とする請求項４記載の システム。
7. ７．誤差信号を形成する前記手段は、受信信号の少なくとも一部の対応する量子 化された値から、受信信号の少なくとも標本化された一部の値を減ずる手段から なることを特徴とする請求項１記載のシステム。
8. ８．受信信号の少なくとも標本化された一部の変化の値と、通信チャンネルのチ ャンネル利得特性の値とに応答して、通信チャンネルの雑音変化特性を計算する 手段をさらに含んで構成されることを特徴とする請求項８記載のシステム。
9. ９．雑音変化特性を計算する前記手段は、受信信号の少なくとも標本化された一 部の変化と、通信チャンネルのチャンネル利得特性との間の差を判定する手段か らなることを特徴とする請求項８記載のシステム。
10. １０．送信機と受信機とを相互接続する通信チャンネルの少なくとも一つの特性 を判定する適応型方法であって：通信チャンネル上で送信された後に、受信機に よって受信される受信信号の少なくとも標本化された一部の値を判定する段階； 受信信号の少なくとも標本化された一部の値の変化を計算する段階； 受信信号の少なくとも標本化された一部の値を量子化して、量子化値を形成する 段階； 受信信号の少なくとも標本化された一部の値と、受信信号の少なくとも標本化さ れた一部の対応する量子化値との間の差に応答する誤差信号を形成する段階；前 記誤差信号の変化を計算する段階； 受信信号の少なくとも標本化された一部の変化の値と、誤差信号の変化の値とに 応答して、通信チャンネルのチャンネル利得特性を計算する段階； によって構成されることを特徴とする適応型方法。