JPH09219672A - 無線通信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ダイバーシチ受信を行う無線通信装置におい
て、複数の受信機の出力信号に同一チャネル干渉がある
場合でも、適正なデータ重み値を得る。 【解決手段】 Ｓ／Ｎ測定器２２は受信器出力Ｒ１，Ｒ
２からＳ／Ｎを求め、そのＳ／Ｎから復調器出力Ｄ１，
Ｄ２の誤り率Ｐ１，Ｐ２及び正答率１−Ｐ１，１−Ｐ２
を演算する。相関器２１は送信側より特定パターンの信
号を送出したときの受信機出力Ｒ１，Ｒ２と特定パター
ンの信号との相関値Ｃ１，Ｃ２を求める。重み値出力部
２３はＳ／Ｎ測定器２２及び相関器２１の出力から、復
調器出力データＤ１，Ｄ２及びその反対の極性のデータ
Ｄ１^* ，Ｄ２^* に対する重み値ω１，ω２；ω１^* ，ω
２^* を求める。多数決判定器はデータＤ１，Ｄ２，Ｄ１
^* ，Ｄ２^* の内、“０”のデータに対応する重み値の合
計と、“１”のデータに対応する重み値の合計を算出し
て、その合計が大きい方のデータ（“０”または
“１”）を正しいデータと判定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は双方向通信を行う無
線通信装置において、重み付き多数決判定を用いてダイ
バーシチ受信を行う無線通信装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図６は従来の無線通信装置（K.Ishioka,
H.Takanashi and T.Tanaka,“Improved Throughput Ch
aracteristics by ARQ with Weighted Majority Decisi
on”,Proc.of the 4th IEEE 1995.）について示した図
であり、１１，１２は空中線、１３，１４は受信機、１
５，１６は復調器、１７はＳ／Ｎ測定器によるデータ重
み値算出器、１８は多数決判定装置、１９は出力装置で
ある。

【０００３】図６において、空中線１１で受信された信
号は、受信機１３で検波され、その出力Ｒ１がデータ重
み値算出器１７に入力され、受信データの重みの値が算
出されるとともに、復調器１５により２値の受信データ
Ｄ１に復調される。また、空中線１２で受信された無線
信号は、受信機５４で検波され、その出力Ｒ２がＳ／Ｎ
測定器を用いるデータ重み値算出器１７に入力され、受
信データの重みの値が算出されるとともに、復調器１６
により２値の受信データＤ２に復調される。

【０００４】Ｓ／Ｎ測定器を用いるデータ重み値算出器
１７を図７に示す。受信機１３，１４の出力信号Ｒ１，
Ｒ２がデータ重み値算出器１７に入力され、内蔵のＳ／
Ｎ測定器の出力を用いて信号受信時の受信状態を評価し
て、復調された受信データＤ１，Ｄ２に対する重みの値
ω１，ω２およびその受信データＤ１，Ｄ２の反対の極
性の値Ｄ１^* ，Ｄ２^* に対する重みの値ω１^* ，ω２^*
を算出する。データ重み値算出器１７では、受信信号Ｒ
１，Ｒ２の電力から受信機１３，１４で発生する平均熱
雑音電力をそれぞれ差し引いた電力と受信機１３，１４
で発生する平均熱雑音電力の比率を計算し、そして得ら
れたＳ／Ｎを変調方式固有のビット誤り率の理論式に代
入し、各空中線系に対して復調された受信データＤ１，
Ｄ２の誤り率Ｐ１、Ｐ２および正答率（１−Ｐ１），
（１−Ｐ２）を求める。復調された受信データＤ１，Ｄ
２に対する重みの値ω１，ω２およびその受信データＤ
１，Ｄ２の反対の極性の値Ｄ１^* ，Ｄ２^* に対する重み
の値ω１^* ，ω２^* として受信データＤ１，Ｄ２の正答
率（１−Ｐ１）、（１−Ｐ２）及び誤り率Ｐ１、Ｐ２が
それぞれ用いられ、データ重み値算出器１７より出力さ
れる。

【０００５】多数決判定装置１８では、復調された受信
データＤ１，Ｄ２およびその受信データの反対の極性の
値Ｄ１^* ，Ｄ２^* を記憶するとともに、データ重み値算
出器１７から復調された受信データＤ１，Ｄ２に対応す
る重みの値ω１，ω２およびその受信データＤ１，Ｄ２
の反対の極性の値Ｄ１^* ，Ｄ２^* に対応する重みの値ω
１^* ，ω２^* を記憶し、受信データＤ１，Ｄ２およびそ
の受信データの反対の極性の値Ｄ１^* ，Ｄ２^* に重みを
与え、復調された受信データＤ１，Ｄ２およびその受信
データの反対の極性の値Ｄ１^* ，Ｄ２^* の内、“０”の
データに対応する重みの値の合計と、“１”のデータに
対応する重みの値の合計を算出して、その合計が大きい
方のデータ（“０”または“１”）を正しいデータと判
定して出力装置に送る。

【０００６】出力装置１９では、多数決判定装置から得
られた受信データの判定値を出力する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述したような従来の
無線通信装置において、複数の受信機において受信され
る無線信号に同一チャネル干渉による干渉信号が含まれ
る場合、データ重み値算出器１７において、信号受信時
の受信状態をＳ／Ｎ測定器の出力のみにより評価するの
では、復調された受信データＤ１，Ｄ２およびその受信
データの反対の極性の値Ｄ１^* ，Ｄ２^* に対応する重み
の値ω１，ω２及びω１^* ，ω２^* を適正に算出するこ
とができないという問題点があった。

【０００８】例えば、図６のデータ重み値算出器１７に
おいて、Ｓ／Ｎ測定器によりＳ／Ｎを適正に測定するた
めには、希望波電力をＤ、干渉波電力をＵとしたとき、
Ｄ／（Ｕ＋Ｎ）を測定するべきであるが、複数の受信機
において受信される無線信号に同一チャネル干渉による
干渉信号が含まれる場合には、前記複数の受信機により
検波された受信信号Ｒ１，Ｒ２が希望信号と同一チャネ
ル干渉による干渉信号の合成となるために、（Ｄ＋Ｕ）
／Ｎを測定することとなる。したがって、信号受信時の
受信状態をＳ／Ｎ測定器の出力のみでは適正に評価する
ことができず、復調された受信データＤ１，Ｄ２および
その受信データの反対の極性の値Ｄ１^*，Ｄ２^* に対応
する重みの値ω１，ω２及びω１^* ，ω２^* も適正に算
出できない。

【０００９】本発明は、このような従来の問題に鑑み、
複数の受信機による信号受信時の受信状態を各々の受信
機に対して得られた信号対雑音比（Ｓ／Ｎ）に加えて、
送信側において特定のパターンが挿入されたときの各々
の受信機の出力信号と特定のパターンとの相関値により
評価して、復調データの適正な重みの値を算出すること
を目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

（１）請求項１の無線通信装置は、複数の空中線と、そ
れらの空中線にそれぞれ接続された受信機と、それらの
受信機の出力を復調する復調器と、各受信機の出力（Ｒ
１，Ｒ２）からＳ／Ｎを求め、そのＳ／Ｎから各復調器
出力（Ｄ１，Ｄ２）の誤り率（Ｐ１，Ｐ２）及び正答率
（１−Ｐ１，１−Ｐ２）を演算するＳ／Ｎ測定器と、送
信側において特定パターンの信号を送出したときの各受
信機の出力（Ｒ１，Ｒ２）と、特定パターンの信号との
相関値（Ｃ１，Ｃ２）を求める相関器と、Ｓ／Ｎ測定器
より得られた誤り率（Ｐ１，Ｐ２）及び正答率（１−Ｐ
１，１−Ｐ２）と、相関器より得られた相関値（Ｃ１，
Ｃ２）とから、復調器の出力データ（Ｄ１，Ｄ２）に対
する重みの値（ω１，ω２）及び復調器の出力データと
反対の極性のデータ（Ｄ１^* ，Ｄ２^* ）に対する重みの
値（ω１^* ，ω２^*）を求める重み値出力部と、復調器
の出力データ（Ｄ１，Ｄ２）及びその出力データと反対
の極性のデータ（Ｄ１^* ，Ｄ２^* ）の内、“０”のデー
タに対応する重み値の合計と、“１”のデータに対応す
る重みの値の合計を算出して、その合計が大きい方のデ
ータ（“０”または“１”）を正しいデータと判定する
多数決判定器と、を具備している。

【００１１】（２）請求項２の発明は、前記（１）にお
いて、重み値出力部が、復調器出力データ（Ｄ１，Ｄ
２）の重みの値（ω１，ω２）として、各復調器出力デ
ータの正答率と各復調器に対応する相関値との乗算値
〔（１−Ｐ１）Ｃ１，（１−Ｐ２）Ｃ２〕を求める。ま
た復調器出力データと反対の極性のデータ（Ｄ１^* ，Ｄ
２ ^* ）の重みの値（ω１^* ，ω２^* ）として、各復調器
の出力データの誤り率と各復調器に対応する相関値との
乗算値〔Ｐ１Ｃ１，Ｐ２Ｃ２〕を求める。

【００１２】この発明は、複数の受信機による信号受信
時の受信状態を各々の受信機に対して得られた信号対雑
音比（Ｓ／Ｎ）のみで評価するのではなく、各々の受信
機に対して得られた信号対雑音比（Ｓ／Ｎ）に加えて、
送信側において特定のパターンが挿入されたときの各々
の受信機の出力信号とその特定のパターンとの相関値に
より評価する点で従来技術とは異なる。この差異によ
り、請求項１の発明は、複数の空中線により受信される
無線信号に含まれる希望波のレベル情報を知ることがで
きるとともに、複数の受信機による信号受信時の受信状
態の評価に反映することができるために多数決判定装置
において受信データを正しく判定することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１の実施例を参照して、発明の
実施の形態を説明する。図１では図６と対応する部分に
同じ符号を付してある。１１，１２は空中線、１３，１
４は受信機、１５，１６は復調器、１７は信号受信時の
受信状態を評価して、受信データの重みの値を算出する
データ重み値算出器、１８は多数決判定し、正しいデー
タを決定するための多数決判定装置、１９は復号された
データを出力するための出力装置である。

【００１４】図２は図１のデータ重み値算出器１７のブ
ロック図である。データ重み値算出器１７は、相関器２
１とＳ／Ｎ測定器２２と重み値出力部２３により構成さ
れる。データ重み値算出器１７では、受信機の出力信号
Ｒ１，Ｒ２をそれぞれ相関器２１とＳ／Ｎ測定器２２に
入力し、それぞれの出力から信号受信時の受信状態を評
価して、復調された受信データの重みの値を算出する。
相関器２１では、送信側において特定のパターンの信
号、例えばユニークワードが挿入されていることを利用
して、複数の受信機の出力信号Ｒ１，Ｒ２と前記特定の
パターンの信号との相関をとり、相関値Ｃ１，Ｃ２を出
力する。ここで得られる相関値により受信機の出力信号
に含まれる希望波のレベル情報を得ることができる。

【００１５】一方、Ｓ／Ｎ測定器２２では、受信信号の
電力から受信機で発生する平均熱雑音電力を差し引いた
電力と前記受信機で発生する平均熱雑音電力の比率を計
算し出力する。ここで得られたＳ／Ｎを変調方式固有の
ビット誤り率の論理式に代入し、復調される受信データ
Ｄ１，Ｄ２の誤り率Ｐ１，Ｐ２および正答率（１−Ｐ
１），（１−Ｐ２）を求める。重み値出力部２３におい
て、復調器の出力データＤ１，Ｄ２に対する重みの値ω
１，ω２およびその出力データの反対の極性の値Ｄ
１^* ，Ｄ２^* に対する重みの値ω１^* ，ω２^* は、相関
器２１により得られた相関値Ｃ１，Ｃ２と、Ｓ／Ｎ測定
器２２により得られた正答率（１−Ｐ１），（１−Ｐ
２）および誤り率Ｐ１，Ｐ２との積をとることにより得
られ、ω１＝（１−Ｐ１）Ｃ１，ω２＝（１−Ｐ２）Ｃ
２；ω１^* ＝Ｐ１Ｃ１，ω２^* ＝Ｐ２Ｃ２が求められ
る。

【００１６】図３は、図２における相関器２１の構成を
示したものである。相関器２１は、係数乗算器と遅延回
路から構成される。相関器２１において、受信信号Ｒ
を、遅延回路に入力し、時系列ｒ０〜ｒｎ−１を用意す
る。次に、前記時系列ｒ０〜ｒｎ−１と前記時系列ｒ０
〜ｒｎ−１に対応した係数ｋ０〜ｋｎ−１を乗算し、そ
の乗算結果をＳ０〜Ｓｎ−１とする。さらに、乗算結果
Ｓ０〜Ｓｎ−１を加算し、相関値Ｃとして出力する。こ
こで、時系列ｒ０〜ｒｎ−１に対応した係数ｋ０〜ｋｎ
−１としてユニークワードを用いることにより、受信信
号Ｒとユニークワードとの相関値Ｃを得ることができ
る。したがって、レベルが異なる受信信号Ｒを入力した
場合、相関値Ｃは、前記受信信号に含まれる希望波のレ
ベルに比例した出力となる。よって、複数の信号を受信
した場合、それぞれのユニークワードに対応する部分の
レベルの比率を相関値より知ることができる。

【００１７】多数決判定装置１８では、復調された受信
データＤ１，Ｄ２およびその受信データの反対の極性の
値Ｄ１^* ，Ｄ２^* を記憶するとともに、データ重み値算
出器１７から復調された受信データＤ１，Ｄ２に対応す
る重みの値ω１，ω２およびその受信データの反対の極
性の値Ｄ１^* ，Ｄ２^* に対応する重みの値ω１^* ，ω２
^* を記憶し、復調された受信データＤ１，Ｄ２およびそ
の受信データの反対の極性のデータＤ１^* ，Ｄ２^* に重
みを与え、受信データＤ１，Ｄ２およびその受信データ
の反対の極性のデータＤ１^* ，Ｄ２^* の内、“０”のデ
ータに対応する重みの値の合計と、“１”のデータに対
応する重みの値の合計を算出して、その合計が大きい方
のデータ（“０”または“１”）を正しいデータと判定
して出力装置に送る。

【００１８】出力装置１９では、多数決判定装置１８か
ら得られた受信データの判定値を出力する。以下、デー
タ重み値算出器１７の動作についてさらに詳しく説明す
る。図４は、図２のデータ重み値算出器１７において、
相関器２１により得られた複数の受信機の出力信号Ｒ
１，Ｒ２に対応する相関値Ｃ１，Ｃ２と、Ｓ／Ｎ測定器
２２により得られた複数の復調器の出力データＤ１，Ｄ
２の誤り率Ｐ１，Ｐ２および正答率（１−Ｐ１），（１
−Ｐ２）の数値例を示したものである。なお、図３にお
いて、空中線系の数は２とし、空中線１と２の系により
復調器による判定出力が反転し、空中線１の系の判定出
力Ｄ１は“１”、空中線２の系の判定出力Ｄ２は０とす
る。また、２つの受信機により検波された受信信号Ｒ
１，Ｒ２のうち、空中線１の系側の方がレベルが大きい
（Ｒ１＞Ｒ２）ものとし、受信機において発生する平均
熱雑音電力は各空中線系ともに等しいものとする。さら
に、受信信号Ｒ１，Ｒ２に含まれる希望波のレベルは空
中線２の系側の方が大きいものとする。このとき、正し
い受信データの値は、空中線２側の受信機により検波さ
れた受信信号Ｒ２の方が空中線１の系側の受信信号Ｒ１
よりも希望波を多く含んでいるために、空中線２の系側
で復調された受信データの値の“０”とする。

【００１９】Ｓ／Ｎ測定器２２において、２つの空中線
により得られる受信電力のうち、空中線１の系側の受信
電力の方が大きくなり（Ｒ１＞Ｒ２）、空中線１の系に
対するＳ／Ｎをγ１、空中線２の系に対するＳ／Ｎをγ
２とすれば、受信機において発生する平均熱雑音電力は
各空中線系ともに等しいので、γ１＞γ２の関係とな
る。したがって、γ１＞γ２なる関係より、変調方式固
有のビット誤り率の理論式から得られる各空中線系にお
いて復調された受信データの誤り率Ｐ１，Ｐ２は、Ｐ１
＜Ｐ２なる関係となり、ここではＰ１を０．２とし、Ｐ
２を０．３とする。

【００２０】一方、相関器２１において、受信信号Ｒ
１，Ｒ２は、相関器２１に入力されユニークワードとの
相関がとられる。受信信号Ｒ１，Ｒ２に含まれる希望波
のレベルは、空中線２の系の側の方が大きいので、相関
器の出力値Ｃ１，Ｃ２はＣ１＜Ｃ２なる関係となる。こ
こでは、空中線１の系側をＣ１＝１としたとき空中線２
の系側はＣ２＝２とする。

【００２１】図４の条件下において、従来の無線通信装
置のデータ重み値算出器１７では、信号受信時の受信状
態をＳ／Ｎ測定器の出力のみにより評価するために、多
数決判定装置１８ではデータＤ１，Ｄ２，Ｄ１^* ，Ｄ２
^* の内、“１”のデータに対する重みの値の合計を（１
−Ｐ１）＋Ｐ２＝０．８＋０．３＝１．１とし、“０”
のデータに対する重みの値の合計を、Ｐ１＋（１−Ｐ
２）＝０．２＋０．７＝０．９と算出する。したがっ
て、「データ“１”に対する重みの値の合計」＞「デー
タ“０”に対する重みの値の合計」なる関係となり、多
数決判定の結果“１”と誤って判定していた。

【００２２】しかし、図４の条件下において、本発明で
は、データ“１”に対する重みの値の合計を、（１−Ｐ
１）Ｃ１＋Ｐ２Ｃ２＝０．８×１＋０．３×２＝１．４
とし、データ“０”に対する重みの値の合計を、Ｐ１Ｃ
１＋（１−Ｐ２）Ｃ２＝０．２×１＋０．７×２＝１．
６と算出する。したがって、「データ“１”に対する重
みの値の合計」＜「データ“０”に対する重みの値の合
計」なる関係となり、多数決判定の結果“０”と正しく
判定できる。

【００２３】図５は、図１の装置のビット誤り率のシミ
ュレーション結果を図６の装置と比較して示す図であ
る。シミュレーションの諸元を以下に述べる。変復調方
式は、π／４−ＱＰＳＫ遅延検波とし、伝送速度は３８
４ｋｂｐｓ、フェージングはフラットレイリーとし、ド
ップラー周波数は１０Ｈｚとした。また空中線系の数は
３とし、ユニークワードとして周期３１−Ｍ系列を用い
た。図５では、希望波対干渉波電力比ＣＩＲ＝１０ｄ
Ｂ、１５ｄＢおよび２０ｄＢのときの計算例を示してい
る。本発明によれば、この図に見られる如く、ＣＩＲ＝
１５ｄＢにおいて、ビット誤り率（ＢＥＲ）１０^-2の点
における所要Ｅｂ／ＮＯ（Ｅｂは１ビット当りの信号エ
ネルギー、ＮＯは１ヘルツ当りの雑音電力密度）を３ｄ
Ｂ、ＣＩＲ＝２０ｄＢにおいて、ビット誤り率１０^-3の
点における所要Ｅｂ／ＮＯを４ｄＢ改善することができ
る。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、複数の
受信機による信号受信時の受信状態をそれぞれの受信機
に対して得られた信号対雑音比（Ｓ／Ｎ）と、送信側に
おいて特定のパターンが挿入されたときの複数の受信機
の出力信号と特定のパターンとの相関値とにより評価し
て、受信データの重みの値を算出する手段を設けたこと
により、多数決判定を実行する際に用いる復調された受
信データおよびその受信データの反対の極性の値に対応
する重みの値を、各々の受信機の出力信号に同一チャネ
ル干渉がある場合でも、適正に算出することができる利
点がある。

【００２５】さらに、本発明の無線通信装置は、従来の
無線通信装置に比して、実施例において示したように、
ビット誤り率を大幅に改善することができる利点もあ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示すブロック図。

【図２】図１のデータ重み値算出器１７のブロック図。

【図３】図２の相関器２１のブロック図。

【図４】図２のＳ／Ｎ測定器２２及び相関器２１の出力
データの数値例を示す図。

【図５】図１の装置のビット誤り率のシミュレーション
結果を示す図。

【図６】従来の無線通信装置のブロック図。

【図７】従来のＳ／Ｎ測定器を用いたデータ重み値算出
器のブロック図。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の空中線と、 それらの空中線にそれぞれ接続された受信機と、 それらの受信機の出力を復調する復調器と、 前記各受信機の出力（Ｒ１，Ｒ２）からＳ／Ｎを求め、
   そのＳ／Ｎから前記各復調器出力（Ｄ１，Ｄ２）の誤り
   率（Ｐ１，Ｐ２）及び正答率（１−Ｐ１，１−Ｐ２）を
   演算するＳ／Ｎ測定器と、 送信側より特定パターンの信号を送出したときの前記各
   受信機の出力（Ｒ１，Ｒ２）と、前記特定パターンの信
   号との相関値（Ｃ１，Ｃ２）を求める相関器と、 前記Ｓ／Ｎ測定器より得られた誤り率（Ｐ１，Ｐ２）及
   び正答率（１−Ｐ１，１−Ｐ２）と、前記相関器より得
   られた相関値（Ｃ１，Ｃ２）とから、前記復調器の出力
   データ（Ｄ１，Ｄ２）に対する重みの値（ω１，ω２）
   及び前記復調器の出力データと反対の極性のデータ（Ｄ
   １^* ，Ｄ２^* ）に対する重みの値（ω１ ^* ，ω２^* ）を
   求める重み値出力部と、 前記復調器の出力データ（Ｄ１，Ｄ２）及びその出力デ
   ータと反対の極性のデータ（Ｄ１^* ，Ｄ２^* ）の内、
   “０”のデータに対応する前記重み値の合計と、“１”
   のデータに対応する前記重みの値の合計を算出して、そ
   の合計が大きい方のデータ（“０”または“１”）を正
   しいデータと判定する多数決判定器と、を具備すること
   を特徴とする無線通信装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記重み値出力部
   が、前記復調器出力データ（Ｄ１，Ｄ２）の重みの値
   （ω１，ω２）として、前記各復調器出力データの正答
   率と各復調器に対応する前記相関値との乗算値〔（１−
   Ｐ１）Ｃ１，（１−Ｐ２）Ｃ２〕を求め、 前記復調器出力データと反対の極性のデータ（Ｄ１^* ，
   Ｄ２^* ）の重みの値（ω１^* ，ω２^* ）として、前記各
   復調器の出力データの誤り率と各復調器に対応する前記
   相関値との乗算値〔Ｐ１Ｃ１，Ｐ２Ｃ２〕を求めること
   を特徴とする無線通信装置。