JPH098718A - ダイバーシティ受信機 - Google Patents

ダイバーシティ受信機

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JPH098718A
JPH098718A JP7180872A JP18087295A JPH098718A JP H098718 A JPH098718 A JP H098718A JP 7180872 A JP7180872 A JP 7180872A JP 18087295 A JP18087295 A JP 18087295A JP H098718 A JPH098718 A JP H098718A
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dfe
diversity
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秀昭 園田
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ダイバーシティ受信機における信号対雑音比
を改善するとともに、受信機における等化器の発散現象
を防止する。 【構成】 判定帰還型等化器(DFE)105から出力
される判定データ信号と、DFEに入力される前の信号
とを切り替えスイッチ106により切り替え、この選択
された信号により、合成されるダイバーシティ受信信号
の相関器103−1〜103−Nにおける重み付けに際
しての重み係数制御を行なう。この切り替えにより、通
常時にはDATA CORR法を用いていることにな
り、マルチパス環境下においても常に主波に対して最大
比合成が可能となる。また、厳しいフェージングを受け
て信号が瞬断されたときには、MRC法を用いることに
なるため、ダイバーシティ受信機が永久的に発散するこ
とがない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はダイバーシティ受信機に
関し、特に入力信号が瞬断した際の自己復旧能力を有す
るダイバーシティ受信機に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より用いられているダイバーシティ
受信機として、判定データ相関法(DATA CORR
法)と称するものがある。図2はその基本構成のブロッ
ク図を示しており、複数のダイバーシティアンテナ20
1−1〜201−Nでそれぞれ受信した信号を、複素乗
算器202−1〜202−Nと相関器203−1〜20
3−Nで構成される重み付け制御器を通した上で、合成
器204においてダイバーシティ合成を行っている。ま
た、合成出力を判定帰還形等化器(DFE:Decis
ion Feedback Equalizer)を通
過した上で、その判定データ信号をサンプル回路208
でサンプルし、これを用いて前記相関器203−1〜2
03−Nの重み係数(タップ係数)を制御する構成が取
られている。その最大の理由は、マルチパス環境下にお
いても常に希望波(主波)に対して最大比合成が可能で
あるためである。最大比合成とは、信号対雑音比(SN
R:Signal to Noise Ratio)が
最大となるように合成することである。
【0003】以下、説明を簡素化するため、ダイバーシ
ティブランチの数が2ルートの場合を説明する。通常マ
イクロ波回線では、厳しいマルチパスフェージングを受
けているため進み波や遅れ波が生じ、時間軸上において
分散した形となっている。したがって、ダイバーシティ
アンテナ201−1,201−2にて受信された各ルー
トの受信信号rn 1,rn 2 を次のようにおくことができ
る。
【0004】
【数1】
【0005】ここで、hi 1,hi 2 は時刻iでのインパ
ルス応答、an-i は時刻(n−i)での送信データであ
る。前記受信信号rn 1,rn 2 は互いに無相関であり、
異なったルートにおいてそれぞれ複素乗算器202−
1,202−2より固有の重み付けをされる。その際の
タップ係数は、DATA CORR法ではDFE通過後
の判定データ信号an (主波)と、受信信号の複素共役
との相関をとることで求められる。次式はそのことを示
している。
【0006】
【数2】
【0007】ここで、 E[ai * j ]≡δ ただし、 δ =[1(i=j),0(i≠j)] を用いると、 w1 =h0 1* ・E[ai * j ]=h0 1* …(4) となる。これは、i=0つまり主波(an )についての
インパルス応答の複素共役を意味している。
【0008】同様にして、w2 についても求めると、 w2 =h0 2* …(5) となる。
【0009】以上のことから、受信信号rn 1,rn 2
複素乗算器にて各々畳込みされ合成された信号は次式の
ようになる。 Yn =rn 1 ・w1 +rn 2 ・w2 =(h0 1* ・h0 1)an +(h0 2* ・h0 2)an …(6)
【0010】ここで、(6)式において、h0 1* ・h0 1
及びh0 2* ・h0 2なる項があるが、これは複素共役の乗
算であるので、結果として、 Amplitude(of Impulse Resp
onse)…2乗 Phase…同相 となる。これがいわゆる最大比合成である。
【0011】また、同時刻において、レベルの高い信号
についてはタップ係数を大きく、低いものについてはノ
イズと見なして0となるように動作するため、不要をノ
イズや歪みを取込まない特徴も兼ね備えている。つま
り、マルチパス環境下においても、最もレベルの高い信
号(=希望波(主波)と考えて良い)に対して最大比合
成が可能である。これが、DATA CORR法の最大
の利点であり、良く用いられている要因となっている。
【0012】一方、ダイバーシティ合成に用いられる他
の方法にMRC(MaximalRatio Comb
iner)法がある。図3はそのブロック図である。こ
の構成においては、DATA CORR法と同様に、複
数のダイバーシティアンテナ301−1〜301−Nで
それぞれ受信した信号を、複素乗算器302−1〜30
2−Nと相関器303 :1〜303−Nで構成される
最大比制御器を通した上で、合成器304においてダイ
バーシティ合成を行っている。そして、合成出力をDF
Eを通す前にAGC(Automatic Gain
Control)309で増幅し、この増幅信号を用い
て前記相関器303−1〜303−Nのタップ係数を制
御する構成が取られている。
【0013】このMRC法も最大比合成を行っている
が、タップ係数の決定方法に大きな違いがあるため性能
においてもDATA CORR法と差の出るところとな
る。すなわち、DATA CORR法と同様、受信信号
を(1),(2)式で表せるものと仮定する。各ダイバ
ーシティルートのタップ係数をw1 ,w2 とすると、合
成後の式は次のようになる。
【0014】
【数3】
【0015】ここで、容易なようにw1 ・hi 1 +w2
・hi 2 =1と仮定する。この時、MRC法がAGC3
09により振幅を1に制御した合成信号と受信信号との
相関をとってタップ係数を決定することを考慮すると、
MRC法におけるタップ係数の値は次のようになる。他
ルートについても添字が変わるだけで同様である。
【0016】
【数4】
【0017】この式の意味するところは、DATA C
ORR法の(4)式と比較すると分かり易いが、タップ
係数が主波と同時刻のインパルス応答の複素共役のみを
採るのではなく、その他のルートも含めた積算値とな
る。したがって、畳込みの際に、DATA CORR法
のように信号レベルの高い1ルートのみ信号を通過させ
るわけでなく、レベルが低くても全て信号と見なし同相
合成を行なうことになる。
【0018】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
ダイバーシティ受信機においては、受信信号が、伝搬回
線において厳しいフェージングを受け瞬断状態になる
と、信号レベルが低下し、DFEの発散現象が生じるこ
とになる。すなわち、DFEの構成要素である前方等化
器(FE:Forward Equalizer)は、
自身への入力信号と判定データ信号との相関値をタップ
係数とする線形フィルタであるため、入力信号のレベル
が極端に低くなると、前記係数は無意味なランダムパタ
ーンの数値となる。
【0019】これは、ガウス分布に依存するため平均的
にタップ係数が0となってしまい、この状態になるとF
Eは後段に信号を通さなくなる。したがって、DFEの
もう1つの構成要素である後方等化器(BE:Back
ward Equalizer)も正常な動作が不可能
となり、FEと同様に0に収束してしまう。このため、
これらFE,BEが信号を遮断してしまうことから、例
え回線が復旧して信号レベルが上がっても判定データ信
号は永久的に0のままとなる。厳密に言えば、FEの基
準となる1タップには常に1Vがかかっており、信号が
復旧すればFEも回復するが、BEがこれを妨げてい
る。
【0020】したがって、前記したようにDFEの出力
である判定データ信号との相関値をタップ係数に採るD
ATA CORR法においても同じことが言えるため、
DATA CORR法においてDFEの発散現象が生じ
るという問題が生じる。
【0021】これに対し、MRC法ではDFE入力前の
合成直後の信号をタップ係数決定の相関値としているた
め、回線が復旧すればタップ係数も0に収束という事態
から復旧することは可能である。しかしながら、このM
RC法では、前記したように畳込みの際に、DATA
CORR法のように信号レベルの高い1ルートのみ信号
を通過させるわけでなく、レベルが低くても全て信号と
見なし同相合成を行なっているため、マルチパスルート
環境下では、主波にとって干渉波となり得る進み波や遅
れ波までも最大比合成してしまうので、総合的なSNR
が悪くなってしまうという問題がある。
【0022】
【発明の目的】本発明の目的は、SNRを改善するとと
もに、発散現象の発生を防止することを可能にしたダイ
バーシティ受信機を提供することにある。
【0023】
【課題を解決するための手段】本発明は、複数のダイバ
ーシティ受信信号をそれぞれ重み付け制御し、かつこれ
らの信号を合成し、かつDFEにより歪除去を行うダイ
バーシティ受信機において、DFEから出力される判定
データ信号と、DFEに入力される前の信号とを選択
し、選択された信号により重み付けに際してのタップ係
数の制御を行うことを特徴としている。
【0024】すなわち、本発明においては、DFEに入
力される前の合成信号のレベルを検出するレベル検出器
と、このレベル検出器の検出出力により前記判定データ
信号と入力前信号とを切り替える切替スイッチとを備え
ている。ここで、レベル検出器は、合成信号のレベルが
所定以上のときには判定データ信号を選択し、所定レベ
ル以下のときに入力前信号を選択するように切替スイッ
チを切替動作させるように構成される。
【0025】また、本発明においては、判定データ信号
に含まれる同期フレームの合致を検出するフレーム同期
回路を有し、このフレームの合致検出出力により切替ス
イッチを切り替え動作させるようにしてもよい。さら
に、DFEの一部を構成するBEを遮断するスイッチを
有し、入力前信号に切り替えたときにこのスイッチを動
作してBEを遮断状態とするように構成することが好ま
しい。
【0026】
【作用】受信された信号は、タップ係数により重み付け
制御が行われた後に合成され、かつDFEにより歪除去
が行われるが、その際のタップ係数の設定においては、
切替スイッチにより選択された信号により行われる。通
常は、マルチパス環境下でも主波に対して最大比合成が
可能であることから、DFEからの判定データ信号が選
択され、これにより利得の大きいDATA CORR法
によるタップ係数の設定が行われる。
【0027】また、受信信号が伝搬回線において厳しい
フェージングを受け、瞬断状態になり、信号レベルが所
定以下となったときには、切替スイッチを切り替え、D
FEの入力前信号が選択される。これにより、MRC法
の回路によるタップ係数の設定が行われることになり、
厳しいフェージングによって瞬断状態となった場合のD
FEの発散が防止される。
【0028】さらに、MRC法の回路への切替時にはD
FEが発散された状態にあるが、MRC法の回路に切替
え、かつ同時にBEを遮断することで、FEの復旧が可
能となる。また、判定データ信号に含まれる同期フレー
ムの合致判定をとり、一致する場合には、DATA C
ORR法の回路での動作を行うようにし、一致しないよ
うであればMRC法の回路での動作を行うようにする。
また、これと同時にスイッチによりBEを切り離す。
【0029】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。図1は本発明の一実施例のブロック図である。複数
のダイバーシティアンテナ101−1〜101−Nでそ
れぞれ受信した信号を、複素乗算器102−1〜102
−Nと相関器103−1〜103−Nで構成される重み
付け制御器を通した上で、合成器104においてダイバ
ーシティ合成を行っている。そして、合成出力をBE1
13,FE114,加算器115,判定器116で構成
されるDFE105に入力し、ここでマルチパス歪みを
除去している。
【0030】前記相関器103−1〜103−Nのタッ
プ係数を制御する信号路には、切替スイッチ106が介
挿され、コントローラ107によって切替えられるよう
に構成される。すなわち、前記切替スイッチ106の一
方の入力には、前記DEF105を通過後の判定データ
信号をサンプル回路108を通して入力させている。ま
た、他方の入力には、前記DFE105に入力される前
の合成信号をAGC109を通して入力させている。そ
して、前記切替スイッチ106を切り替えるコントロー
ラ107には、前記DFE105に入力される前の合成
信号のレベルを検出するレベル検出器110の検出出力
が入力される。
【0031】なお、この実施例においては、前記コント
ローラ107には、DFE105を通過後の判定データ
信号に含まれる同期フレームに同期されるフレーム同期
回路111の出力も併せて入力される。
【0032】また、コントローラ107の入力の一部
は、前記DFE105の一部を構成するBE113の出
力端に設けられたスイッチ112に入力され、コントロ
ーラ入力に基づいてスイッチ112をオン、オフ制御す
るように構成される。
【0033】このようなダイバーシティ受信機の動作は
次のようになる。ダイバーシティアンテナ101−1〜
101−Nにより受信された信号は、相関器103−1
〜103−Nと複素乗算器102−1〜102−Nでそ
れぞれ異なった重み付けを受ける。この際のタップ係数
の設定においては、切替スイッチ106により選択され
た信号により行われる。通常は、マルチパス環境下でも
主波に対して最大比合成が可能であることから、DFE
105からの判定データ信号が選択され、これにより利
得の大きいDATA CORR法によるタップ係数の設
定が行われる。
【0034】この切替スイッチの切替え基準としては、
前記したように合成直後の信号レベルを用いるようにす
る。これは、通常DATA CORR法によりタップ係
数を制御すると、受信信号が伝搬回線において厳しいフ
ェージングを受け、瞬断状態になるとDFE105が正
常に動作しなくなり前述したような問題が発生する。し
たがって、DFE105の入力前においてレベル検出器
110において信号レベルを検出し、この信号レベルが
所定レベル以上のときにはDATA CORR法による
タップ係数制御を行うようにする。
【0035】そして、この信号レベルが所定以下となっ
たときには、コントローラ107により切替スイッチ1
06を切り替え、DFE105の入力前の信号をAGC
109で増幅した信号が選択される。これにより、MR
C法によるタップ係数の設定が行われることになり、厳
しいフェージングによって瞬断状態となった場合のDF
E105の発散が防止される。したがって、レベル検出
器110の判定点は、DFE105が正常に機能してい
る信号レベルと、MRC法の回路に切替えた直後からで
も正常に動作できる信号レベルの共通部分における最小
レベルに設定する。
【0036】その理由として、DFE105が正常であ
っても切替えた直後のMRC回路が正常に動作しなけれ
ば本末転倒になってしまうことと、できる限り利得のよ
いDATA CORR法の回路を用いたいことによる。
もし、共通部がなければ後者を選択する。この場合DF
E105は既に発散しているが、MRC法の回路に切替
えることでFE114への入力信号は発散していないた
め、FE114は復旧できる。
【0037】しかし、前述したとおり、BE113がそ
れを妨げようとするため、この場合にはスイッチ112
をオフにしてBE113を切り離すことで、BE113
による妨げが回避され、FE114の復旧が可能とな
る。そして、FE114が回復した時点でスイッチ11
2をオンしてBE113を再び接続すればよい。
【0038】MRC法の回路はDATA CORR法の
回路が正常に働くまでの初期引込みとして利用するに過
ぎない。しかし、DFE105の発散に関係なく同相合
成ができる点は、DATA CORR法の欠点を補償す
る点で有利なものとなる。
【0039】さらに、本実施例では、前記したように切
替スイッチ106の切替え基準として、判定データ信号
に含まれる同期フレームを併用している。通常、クロッ
ク同期をとるため、或いはデータが正確に送られてきて
いるかを確認するため、予め定めてあるビット列(フレ
ーム)を送信データ内に挿入している場合が多い。した
がって、DFE通過後のマルチパスフェージングによる
歪みがない信号を用いて、フレーム同期回路111にお
いてフレームの合致判定をとる。ここで一致する場合に
は、DATA CORR法の回路での動作を行うように
し、一致しないようであれば、フラグを立てるか、或い
は信号そのもののEX−ORをとってその結果を利用す
ることでコントローラ107を制御し、切替スイッチ1
06によりMRC法の回路での動作を行うようにする。
また、これと同時にスイッチ112によりBE113を
切り離すことで、前記と同様にFE114の復旧が可能
となる。
【0040】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によるダイ
バーシティ受信機は、DFEから出力される判定データ
信号と、DFEに入力される前の信号とを選択し、選択
された信号により重み付けに際してのタップ係数制御を
行なうので、通常時にはDATA CORR法を用いて
いることになり、マルチパス環境下においても常に主波
に対して最大比合成が可能となる。また、厳しいフェー
ジングを受けて信号が瞬断されたときには、MRC法を
用いることになるため、ダイバーシティ受信機が永久的
に発散することがないという効果を有する。
【0041】また、MRC法の回路への切替時にはDF
Eが発散された状態にあるが、MRC法の回路に切替
え、かつ同時にBEを遮断することで、FEを復旧する
ことが可能となる。さらに、判定データ信号に含まれる
同期フレームの合致判定をとり、一致する場合には、D
ATA CORR法の回路での動作を行うようにし、一
致しないようであればMRC法の回路での動作を行うよ
うにし、これと同時にスイッチによりBEを切り離すこ
とで、前記したように主波に対する最大比合成が可能と
なり、かつ受信機の発散を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例のブロック図である。
【図2】従来のDATA CORR法を採用する受信機
のブロック図である。
【図3】従来のMRC法を採用する受信機のブロック図
である。
【符号の説明】
101−1〜101−N ダイバーシティアンテナ 102−1〜102−N 複素乗算器 103−1〜103−N 相関器 104 合成器 105 DFE 106 切り替えスイッチ 107 コントローラ 108 サンプル回路 109 AGC 110 レベル検出器 111 フレーム同期回路 112 スイッチ 113 BE 114 FE

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のダイバーシティ受信信号をそれぞ
    れ重み付け制御し、かつこれらの信号を合成し、かつ判
    定帰還型等化器により歪除去を行うダイバーシティ受信
    機において、前記判定帰還型等化器から出力される判定
    データ信号と、前記判定帰還型等化器に入力される前の
    信号とを選択し、選択された信号により前記重み付けに
    際しての重み係数制御を行うことを特徴とするダイバー
    シティ受信機。
  2. 【請求項2】 判定帰還型等化器に入力される前の合成
    信号のレベルを検出するレベル検出器と、このレベル検
    出器の検出出力により前記判定データ信号と入力前信号
    とを切り替える切替スイッチとを備える請求項1のダイ
    バーシティ受信機。
  3. 【請求項3】 レベル検出器は、合成信号のレベルが所
    定以上のときには判定データ信号を選択し、所定レベル
    以下のときに入力前信号を選択するように切替スイッチ
    を切替動作させるように構成される請求項2のダイバー
    シティ受信機。
  4. 【請求項4】 判定データ信号に含まれる同期フレーム
    の合致を検出するフレーム同期回路を有し、このフレー
    ムの合致検出出力により前記切替スイッチを切り替え動
    作させる請求項2のダイバーシティ受信機。
  5. 【請求項5】 判定帰還型等化器の一部を構成する後方
    等化器を遮断するスイッチを有し、入力前信号に切り替
    えたときにこのスイッチを動作して後方等化器を遮断状
    態とする請求項1ないし4のダイバーシティ受信機。
JP7180872A 1995-06-24 1995-06-24 ダイバーシティ受信機 Expired - Lifetime JP2760315B2 (ja)

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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04150320A (ja) * 1990-10-11 1992-05-22 Nec Corp ダイバシティ受信装置
JPH0575511A (ja) * 1991-09-11 1993-03-26 Nec Corp ダイバーシテイ受信装置
JPH05206907A (ja) * 1992-01-29 1993-08-13 Nec Corp ダイバーシティ受信装置

Patent Citations (3)

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